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JP5355175B2 - 路盤鉄筋コンクリートの施工装置及び施工方法 - Google Patents
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JP5355175B2 - 路盤鉄筋コンクリートの施工装置及び施工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、工期を短縮可能な路盤鉄筋コンクリートの施工装置及び施工方法に関する。
トンネルの延長方向に沿って区切られた所定区間毎にトンネルの延長方向に沿って順番にトンネル内に路盤鉄筋コンクリートを施工する際に、コンクリート打設予定区間までコンクリートミキサー車を移動してコンクリート打設予定区間にコンクリートを打設することが知られている(例えば、特許文献1等参照)。しかしながら、このようにトンネル内においてコンクリート打設予定区間まで車を運転して移動する場合は、種々の問題があった。例えば、車をトンネルの一方の坑口から出入りさせる場合、坑口からコンクリート打設予定区間までの距離が長い場合は、コンクリート打設予定区間から坑口までバック運転が必要になり、安全性に問題があった。
そこで、コンクリート打設台車を用い、このコンクリート打設台車を移動させてコンクリート打設予定区間にコンクリートを打設する方法が知られている(例えば、特許文献2等参照)。
特開2003−138886号公報 特開2005−90077号公報
しかしながら、コンクリート打設予定区間にコンクリートを打設するためには、コンクリート打設予定区間に鉄筋及び型枠を組み立てておく必要がある。特許文献2では、ある任意の区間に路盤鉄筋コンクリートを施工する場合に、ある任意の区間に鉄筋及び型枠を組み立ててコンクリート打設予定区間を形成し、その後、当該コンクリート打設予定区間にコンクリートを打設するので、ある任意の区間の路盤鉄筋コンクリートを施工する時間は、ある任意の区間での鉄筋及び型枠の組立作業時間+ある任意の区間でのコンクリート打設時間となる。この場合、1つ目の区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業の開始から2つ目の区間に対するコンクリート打設作業の終了までにかかる総合時間は、(1つ目の区間での鉄筋及び型枠の組立作業時間)+(1つ目の区間に対するコンクリート打設時間)+(2つ目の区間での鉄筋及び型枠の組立作業時間)+(2つ目の区間に対するコンクリート打設時間)となる。この場合、各作業に1日かかるとすれば、上記総合時間は、4日間かかることになる。このように、施工時間が長くなり、工期が長期化するという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、路盤鉄筋コンクリートの施工時間を短縮でき、工期を短縮できる路盤鉄筋コンクリートの施工装置及び施工方法を提供する。
本発明に係る路盤鉄筋コンクリートの施工装置は、トンネルの延長方向に沿って区切られた所定区間毎にトンネルの延長方向に沿って順番にトンネル内に路盤鉄筋コンクリートを施工する路盤鉄筋コンクリートの施工装置において、型枠及び鉄筋の組立作業が終了したコンクリート打設予定区間のトンネルの延長方向に沿った横と当該コンクリート打設予定区間の後にコンクリート打設作業を行う後の区間のトンネルの延長方向に沿った横とに沿ってコンクリート打設予定区間の先端部と後の区間の後端部とに渡って延長するベース台車と、ベース台車の後端部から先端部まで延長するようにベース台車に設けられたコンクリート打設管と、ベース台車の後端部から先端部まで延長するようにベース台車上に設けられた通路と、ベース台車の後端部から先端部まで延長するようにベース台車に設けられた水送管とを備え、後端がコンクリート供給源に接続されたコンクリート打設管内を洗浄する際、水送管の後端が水供給源に接続され、コンクリート打設管の先端開口と水送管の先端口とが連通するように連結され、水供給源から水送管経由でコンクリート打設管内に供給されてコンクリート打設管内を洗浄した水がコンクリート供給源に送り出されるようにしたので、コンクリート打設管を用いてコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業を行えるとともに、ベース台車の後端部と先端部との間を通路を経由して通行できるので、後の区間での型枠及び鉄筋の組立作業に必要な資材の運搬や作業員の往来、前の区間での型枠撤去作業で撤去された型枠の回収運搬や作業員の往来が可能となるため、コンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と後の区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行うことや、前の区間に対する型枠撤去作業とコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と後の区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行うことができるようになり、路盤鉄筋コンクリートの施工工期を短縮できるとともに、コンクリート打設管内を定期的に洗浄できるようになり、また、コンクリート打設管内を洗浄した水の排水処理が容易となる
本発明の路盤鉄筋コンクリートの施工装置を使用する路盤鉄筋コンクリートの施工方法は、型枠及び鉄筋の組立作業が終了したコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と、当該コンクリート打設予定区間の後にコンクリート打設作業を行う後の区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行い、そして、既にコンクリート打設作業を終了してコンクリートが固化した上記コンクリート打設予定区間の前の区間に対する型枠撤去作業と、上記コンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と、後の区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行うので、路盤鉄筋コンクリートの施工時間を短縮でき、よって、路盤鉄筋コンクリートの施工工期を短縮できる。
ース台車の後端部と先端部との間を移動可能なようにベース台車上に設けられた資材運搬用台車を備えたので、資材運搬用台車を、後の区間での型枠及び鉄筋の組立作業に必要な資材の運搬作業や前の区間での型枠撤去作業で撤去された型枠の回収運搬作業に用いることにより、運搬作業が容易となる。
ース台車は、複数の単位台車により構成され、単位台車は、両方の脚部と脚部の上端同士を連結する梁部とを有した門形フレームと、門形フレームの両方の脚部の下端に設けられた走行車輪とにより形成され、ベース台車は、所定間隔隔てて設けられた各単位台車の梁部同士が連結部材で連結されたことにより形成されたので、区間の長さに応じたベース台車を形成でき、区間の長さを自由に設定できるようになる。
路盤鉄筋コンクリートの施工方法の手順を示す図。 路盤鉄筋コンクリートが施工されたトンネルの断面図。 路盤鉄筋コンクリートの施工装置の平面図。 路盤鉄筋コンクリートの施工装置の断面図。 路盤鉄筋コンクリートの施工装置の分解斜視図。 コンクリート打設管の洗浄方法の手順を示す図。
本形態では、図2;3に示すように、トンネル延長方向Xに沿って区切られた所定区間毎にトンネル延長方向Xに沿って順番にトンネル内200に路盤鉄筋コンクリート100を施工する場合、施工装置1を用いる。本形態による路盤鉄筋コンクリートの施工装置1は、例えば、鉄道用トンネルの路盤鉄筋コンクリートを施工する際に用いられる。
例えば図2に示すように、トンネル内200の断面における下部にはインバートコンクリート205が形成され、インバートコンクリート205の上に置換コンクリート204が設けられる。置換コンクリート204の上面中央には、トンネル延長方向Xに沿って延長するように形成された中央水路81と、中央水路81より幅広で中央水路の上部に設けられた中央溝82とを備える。中央溝82は、中央水路81の上部開口83の側縁84より延長する側底路85と、側底路85より立ち上がる側壁86とを備える。中央水路81の上部開口83は水路蓋87で塞がれる。施工装置1は、トンネル延長方向Xに沿って移動可能なように中央溝82の側底路85上に設置される。路盤鉄筋コンクリート100は、中央溝82の上部開口88の両側部分、即ち、中央溝82の上部開口縁89とトンネルの壁部201との間に施工される。
つまり、施工装置1は、図3に示すように、コンクリート打設予定区間91のトンネルの延長方向に沿った横と型枠及び鉄筋組立予定区間92のトンネルの延長方向に沿った横とに沿ってコンクリート打設予定区間91の先端部91aと型枠及び鉄筋組立予定区間92の後端部92aとに渡って延長する長さに形成される。
図3乃至図5に示すように、施工装置1は、ベース台車2、コンクリート打設管3、通路4、水送管5、資材運搬用台車6、資材資材運搬用台車走行レール7とを備える。
ベース台車2は、複数の単位台車21が連結部材22で連結されて形成される。図3に示すように、ベース台車2は、コンクリート打設予定区間91の横と型枠及び鉄筋組立予定区間92の横とに沿って延長する長さに形成され、中央溝82の側底路85上に設置される。つまり、コンクリート打設予定区間91と型枠及び鉄筋組立予定区間92とを足した合計区間長以上の長さに形成される。
図5に示すように、単位台車21は、門形フレーム23と、門形フレーム23の両方の脚部24の下端部に設けられた走行車輪25とにより形成される。
門形フレーム23は、両方の脚部24;24と、脚部24;24の上端同士を連結する梁部26とを備える。ベース台車2は、複数の単位台車21の梁部26が所定間隔を隔てて互いに平行に位置され、互いに平行に位置された隣り合う梁部26と梁部26とが連結部材22で連結されて形成される。
走行車輪25は、脚部24の下端に梁部26と直交する方向(トンネル延長方向X)に延長するように設けられた車輪取付体27の両端部の下端に取付けられる。即ち、単位台車21は、4個の走行車輪25と2個の側壁側車輪31とを備える。即ち、トンネル延長方向Xに転がる2つの走行車輪25;25がトンネル延長方向Xに沿って所定間隔を隔てて設けられる。このように、トンネル延長方向Xに延長する車輪取付体27の両端部の下端に走行車輪25を備えたので、自立する単位台車21となり、単位台車21同士を連結してベース台車2を組み立てる作業が容易となる。また、単位台車21が4個の走行車輪25を備えたので、走行車輪1個当たりの転がり摩擦が小さくなる。2個の側壁側車輪31は、両方の側壁86に接触して滑走するように両方の脚部24;24の側面に設置される。この側壁側車輪31を備えたので、施工装置1を坑内側から坑口側に正確に直進させることができる。
連結部材22は、例えば、断面L字形状のアングルと呼ばれるような棒状鋼材を用いる。例えば、隣り合う単位台車21の梁部26の中央部同士が第1の棒状鋼材22aで連結され、隣り合う単位台車21の梁部26の一端部同士が第2の棒状鋼材22bで連結され、隣り合う単位台車21の梁部26の他端部同士が第3の棒状鋼材22cで連結される。従って、複数の単位台車21が第1乃至第3の棒状鋼材22a乃至22cによって順次連結されることにより所定の長さのベース台車2が形成される。
コンクリート打設管3は、ベース台車2上における梁部26の一端と第2の棒状鋼材22bとの間(又は梁部26の他端と第3の棒状鋼材22cとの間)に、ベース台車2の全長に渡って連続するように設置されてベース台車2の梁部26に取付けられる。
通路4は、ベース台車における第1の棒状鋼材22aと第2の棒状鋼材22bとの間、及び、第1の棒状鋼材22aと第3の棒状鋼材22cとの間に設置された足場板4aにより形成される。通路4は、複数の足場板4aがベース台車2の全長に渡って連続するように設置されることで形成される。
水送管5は、ベース台車2上における梁部26の他端と第3の棒状鋼材22cとの間(又は梁部26の一端と第2の棒状鋼材22bとの間)に、ベース台車2の全長に渡って連続するように設置されてベース台車2の梁部26に取付けられる。
資材運搬用台車6は、例えば、矩形板状の資材置台6aと、資材置台6aの矩形の4角部の下面から下方に突出するように設けられた脚6bと、各脚6bの下端に設けられた走行用滑車6cとを備える。
資材運搬用台車走行レール7は、第1の棒状鋼材22aと第2の棒状鋼材22bとにより形成されるか、あるいは、第1の棒状鋼材22aと第3の棒状鋼材22cとにより形成される。
つまり、資材運搬用台車6の左右の走行用滑車6c;6cの間隔と、第1の棒状鋼材22aと第2の棒状鋼材22bとの間隔、あるいは、第1の棒状鋼材22aと第3の棒状鋼材22cとの間隔とが一致するように構成され、資材運搬用台車6の左右の走行用滑車6c;6cが資材運搬用台車走行レール7上を滑走可能に形成される。
図1に基いて、施工装置1を用いた路盤鉄筋コンクリート100の施工方法を説明する。
例えば、1日に施工するコンクリート打設予定区間の長さを施工装置1の長さの半分に設定する。例えば、1日のコンクリート打設予定区間の長さを60mとすれば、施工装置1は長さ120mのものを使用する。
まず、図1(a)に示すように、施工装置1の先端側半分に横に位置する中央溝82の上部開口88の両側部分を第1区間aとし、この第1区間aでの鉄筋及び型枠の組立作業を行う。この場合、資材運搬用台車6を利用して鉄筋や型枠などの資材を第1区間aに運搬し、かつ、通路4を利用して作業員が資材置場101と第1区間aとの間を往来する。第1区間aでの鉄筋及び型枠の組立作業が終了したならば、この第1区間aがコンクリート打設予定区間となる。
次に、図1(b)に示すように、コンクリート供給源としてのコンクリートミキサー車(生コン車)110のコンクリート供給管111をポンプ車112に搭載されたコンクリート圧送ポンプ113の吸込口に繋ぎ、コンクリート圧送ポンプ113の吐出口とコンクリート打設管3の後端開口とを連結管114で連通可能に連結する。また、ポンプ車112で施工装置1を牽引できるように施工装置1のベース台車2の後端とポンプ車112とを牽引ロープ115で連結する。そして、コンクリート圧送ポンプ113を駆動してコンクリートミキサー車110からの生コンクリートをコンクリート打設管3の先端開口3tに圧送することにより、第1区間aであるコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業を行うとともに、当該コンクリート打設予定区間の後にコンクリート打設作業を行う後の区間である第2区間b、即ち、施工装置1の後端側半分に横に位置する第2区間bに対する型枠及び鉄筋の組立作業を行う。つまり、コンクリート打設予定区間91の先端部91aと型枠及び鉄筋組立予定区間92の後端部92aとに渡って延長するように施工装置1を設置し、第1区間a(コンクリート打設予定区間)に対するコンクリート打設作業と第2区間b(後の区間)に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行う。尚、第1区間aに対するコンクリート打設作業は、ポンプ車112で施工装置1を少しずつ矢印f方向(坑内側から坑口側)に牽引することによってコンクリート打設管3の先端開口3t側を第1区間aの先端側a1から後端側a2に移動しながら行う。また、中央溝82の上部開口88の両側部分にある左右の第1区間aの領域にコンクリート打設管3の先端部分を首振りしながらコンクリートを打設するため、コンクリート打設管3の先端側は、可撓性(フレキブル)を有した管を用いる。
そして、図1(c)に示すように、既にコンクリート打設作業を終了してコンクリートが固化した第1区間a(前の区間)に対する型枠撤去作業と、型枠及び鉄筋の組立作業を終了した第2区間bであるコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と、当該コンクリート打設予定区間の後にコンクリート打設作業を行う第3区間c(後の区間)に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行う。コンクリート打設予定区間91の先端部91aと型枠及び鉄筋組立予定区間92の後端部92aとに渡って延長するように施工装置1を設置し、第1区間aに対する型枠撤去作業と、第2区間bに対するコンクリート打設作業と、第3区間c(後の区間)に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行う。
尚、コンクリート打設管3は、連続的にコンクリートを打設する際には、コンクリート打設管3内に付着したコンクリートを定期的に洗浄する必要がある。例えば、コンクリートミキサー車1台分のコンクリートを打設した後、図6に示すように、水供給源としての水貯留槽121の水排出口と水圧送ポンプ122の吸込口とを連結管123で繋ぎ、水圧送ポンプ122の吐出口と水送管5の後端開口5bとを連結管124で連通可能に連結し、さらに、コンクリート打設管3の先端開口3tと水送管5の先端開口5tとを連通可能に連結した後に、水圧送ポンプ122を駆動して水送管5経由でコンクリート打設管3内に水を供給するとともに、コンクリート圧送ポンプ113を逆回転駆動させる。これにより、コンクリート打設管3内に圧送され、コンクリート打設管3内を洗浄した水が、コンクリートミキサー車110のコンクリート収納タンク内に取り込まれる。これにより、コンクリート打設管3の洗浄が行えるとともに洗浄に使用した当該水をコンクリートミキサー車110でそのまま水処理場に運搬できる。
本形態の施工方法によれば、1つ目の区画に対する型枠及び鉄筋の組立作業の開始から2つ目の区画に対するコンクリート打設作業の終了までにかかる総合時間は、(1つ目の区間に対する鉄筋及び型枠の組立作業時間)+(1つ目の区間に対するコンクリート打設時間及び2つ目の区間に対する鉄筋及び型枠の組立作業時間のうち長い方の時間)+(2つ目の区間に対するコンクリート打設時間)となる。この場合、各作業時間がそれぞれ1日間であれば、1つ目の区画に対する型枠及び鉄筋の組立作業の開始から2つ目の区画に対するコンクリート打設作業の終了までにかかる総合時間は、3日間となるので、従来技術の4日間と比べて短くなる。
即ち、本形態1によれば、前後の区画を施工する場合において、前の区画に対するコンクリート打設作業と後の区間に対する鉄筋及び型枠の組立作業とを1日で行えるので、施工工期を短縮できるようになる。
また、第1区間aに対する型枠撤去作業と、第2区間bに対するコンクリート打設作業と、第3区間cに対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行うので、施工工期をさらに短縮できるようになる。尚、これら3つの作業を同時並行して行う場合には、第1区間a、第2区間b、第3区間cに渡って延長している長さの施工装置1を用いれば型枠撤去作業をより効率的に行うことができる。
本形態の施工装置1によれば、ベース台車2と、ベース台車2の後端部から先端部まで延長するようにベース台車2に設けられたコンクリート打設管3と、ベース台車2の後端部から先頭部まで延長するようにベース台車2上に設けられた通路4とを備えたので、コンクリート打設管3を用いてコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業を行えるとともに、ベース台車2の後端部と先端部との間を通路4を経由して通行できる。従って、型枠及び鉄筋の組立予定区間に必要な資材の運搬や作業員の往来、型枠撤去区間での型枠撤去作業で撤去された型枠の回収運搬や作業員の往来が可能となるため、コンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と型枠及び鉄筋の組立予定区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行うことや、型枠撤去区間(前の区間)に対する型枠撤去作業とコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と型枠及び鉄筋の組立予定区間(後の区間)に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行うことができるようになり、路盤鉄筋コンクリートの施工工期を短縮できる。
また、資材運搬用台車6を備えたので、資材運搬用台車6を、型枠及び鉄筋の組立作業に必要な資材の運搬作業や型枠撤去作業で撤去された型枠の回収運搬作業に用いることにより、運搬作業が容易となる。
また、ベース台車2の後端部から先端部まで延長するようにベース台車2に設けられた水送管5を備えたので、コンクリート打設管3内を容易に洗浄できるようになり、かつ、コンクリート打設管3内を洗浄した水の処理を容易に行えるようになる。
ベース台車2は、複数の単位台車21により構成され、単位台車21は、両方の脚部24;24と脚部24;24の上端同士を連結する梁部26とを有した門形フレーム23と、門形フレーム23の両方の脚部24;24の下端に設けられた走行車輪25とにより形成され、ベース台車2は、所定間隔隔てて設けられた各単位台車21の梁部26;26同士が連結部材22で連結されたことにより形成されたので、区間の長さに応じたベース台車2を形成でき、区間の長さを自由に設定できるようになる。
単位台車21が4個の走行車輪25を備えたので、走行車輪1個当たりの転がり摩擦を小さくでき、ベース台車2をスムーズに移動させることができる。
尚、上述した効果からわかるように、施工装置1は、ベース台車2とコンクリート打設管3と通路4とにより構成されたものでもよいし、ベース台車2とコンクリート打設管3と通路4とを備えた構成に加え、資材運搬用台車6、水送管5のうちの少なくとも1つを備えた構成としてもよい。
また、第1区間aに対する型枠撤去作業と、第2区間bに対するコンクリート打設作業と、第3区間c(後の区間)に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行う場合には、施工装置1を、第1区間aと第2区間bと第3区間cとに渡って延長するように設置すれば、型枠撤去作業をより効率的に行える。
1 施工装置、2 ベース台車、3 コンクリート打設管、4 通路、
5 水送管、6 資材運搬用台車、7 資材運搬用台車走行レール、21 単位台車、
22 連結部材、23 門形フレーム、24 脚部、25 走行車輪、26 梁部、
100 路盤鉄筋コンクリート。

Claims (4)

  1. トンネルの延長方向に沿って区切られた所定区間毎にトンネルの延長方向に沿って順番にトンネル内に路盤鉄筋コンクリートを施工する路盤鉄筋コンクリートの施工装置において、型枠及び鉄筋の組立作業が終了したコンクリート打設予定区間のトンネルの延長方向に沿った横と当該コンクリート打設予定区間の後にコンクリート打設作業を行う後の区間のトンネルの延長方向に沿った横とに沿ってコンクリート打設予定区間の先端部と後の区間の後端部とに渡って延長するベース台車と、ベース台車の後端部から先端部まで延長するようにベース台車に設けられたコンクリート打設管と、ベース台車の後端部から先端部まで延長するようにベース台車上に設けられた通路と、ベース台車の後端部から先端部まで延長するようにベース台車に設けられた水送管とを備え、後端がコンクリート供給源に接続されたコンクリート打設管内を洗浄する際、水送管の後端が水供給源に接続され、コンクリート打設管の先端開口と水送管の先端口とが連通するように連結され、水供給源から水送管経由でコンクリート打設管内に供給されてコンクリート打設管内を洗浄した水がコンクリート供給源に送り出されるようにしたことを特徴とする路盤鉄筋コンクリートの施工装置。
  2. 請求項1に記載の路盤鉄筋コンクリートの施工装置を使用した路盤鉄筋コンクリートの施工方法であって、型枠及び鉄筋の組立作業が終了したコンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と、当該コンクリート打設予定区間の後にコンクリート打設作業を行う後の区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行い、そして、既にコンクリート打設作業を終了してコンクリートが固化した上記コンクリート打設予定区間の前の区間に対する型枠撤去作業と、上記コンクリート打設予定区間に対するコンクリート打設作業と、後の区間に対する型枠及び鉄筋の組立作業とを同時並行して行うことを特徴とする路盤鉄筋コンクリートの施工方法
  3. ベース台車の後端部と先端部との間を移動可能なようにベース台車上に設けられた資材運搬用台車を備えたことを特徴とする請求項1に記載の路盤鉄筋コンクリートの施工装置
  4. ベース台車は、複数の単位台車により構成され、単位台車は、両方の脚部と脚部の上端同士を連結する梁部とを有した門形フレームと、門形フレームの両方の脚部の下端に設けられた走行車輪とにより形成され、ベース台車は、所定間隔隔てて設けられた各単位台車の梁部同士が連結部材で連結されたことにより形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の路盤鉄筋コンクリートの施工装置。
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