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コンクリート吹付け時間の短縮と粉じん?はね返りの低減を同時に実現する型枠併用吹込み方式一次支保工構築工法「Smart Lining System?」を開発

 麻豆APP(東京都港区:社長 乘京正弘)、株式会社エム?シー?エス(山梨県韮崎市:社長 河西哲夫)、および株式会社すばる建設(埼玉県三郷市:社長 稲村隆浩)は、山岳トンネル建設工事の施工サイクルタイムの短縮による生産性の向上、坑内环境の改善、ならびに、材料ロスの低減を目的に、型枠併用吹込み方式による一次支保工構築工法「Smart Lining System?」を開発しました。

Smart Lining System?対応 エレクタ一体型コンクリート吹付け機 SSmart Lining System?実施状況

図1 Smart Lining System?対応
???????エレクタ一体型コンクリート吹付け机
図2 Smart Lining System?実施状況

 山岳トンネル建设工事において、工期短缩やコスト低减を目的に施工のサイクルタイムの短缩が望まれています。特に吹付けコンクリートの施工时间は全体サイクルの约2割を占めていることから、吹付けコンクリートの施工时间の短缩が注目され、コンクリート吐出量の大容量化が进められています。
 しかしながら、时间あたりのコンクリート吐出量の増加は、吹付けコンクリートの粉じんやはね返りが増加することから、材料ロスの増加や坑内环境の悪化といった课题がありました。ずい道等建设工事における「粉じん対策に関するガイドライン」の改正により、坑内粉じん浓度目标値が3尘驳/尘3から2尘驳/尘3に引き下げられたこともあり、坑内环境はさらなる低粉じん化が求められています。
 そこで、吹付けコンクリートの施工時間の短縮と粉じん?はね返りの低減を実現する型枠併用吹込み方式一次支保工構築工法「Smart Lining System?」を共同で開発しました。地山に直接コンクリートを吹付ける従来工法(図3参照)に対し、本工法は、コンクリート吹付け仕上がり面位置に専用型枠をセットし、地山と専用型枠との間にコンクリートを吹込むものです(図4参照)。従来の吹付けコンクリートに対して、地山と専用型枠で囲まれた空間内にコンクリートを吹込むため、コンクリートの吐出量を増加させても、はね返りと粉じんの発生を大幅に抑制することができます。
 従来の吹付けコンクリートは、はね返りにより20%程度の材料ロスが発生しています。本工法では、はね返りを抑制できることから材料ロスを削减できます。そのため、その削减分(最大20%程度)の施工时间の短缩が见込まれます。加えて、コンクリート吐出量の大容量化により、更なる施工时间の短缩が期待できます。

吹付けコンクリート(従来)施工イメージ
図3 吹付けコンクリート(従来)施工イメージ
Smart Lining System? 施工イメージ
図4 Smart Lining System? 施工イメージ

 ここで、一般的な吹付けコンクリートの施工では、吹付け直后からコンクリートを急速に硬化させるため、急结剤を添加します。本工法においても、早期の支保効果発现と吹付けコンクリート施工时间の短缩を目的に急结剤を添加しますが、急速な硬化に伴うコンクリートの充填不良と缔固め不足による品质低下が悬念されます。そのため、本工法では充填性の高いコンクリート配合を採用するとともに、吹込み初期段阶(0~数秒)においてコンクリートの可塑性を确保するために特殊混和剤をノズル近傍にて添加します。吹込みエアや専用型枠に设置された型枠振动机によりコンクリートは缔固められ、密実に充填されたコンクリートが构筑できます。なお、特殊混和剤の添加を中断することで、従来の吹付け工法もそのまま実施可能であり、汎用性のある工法となっています。

 中央新干线伊那山地トンネル新设(戸中?壬生沢工区)工事において、本工法の品质を确认する実験と试験适用を実施しました。
 品质确认実験はトンネルを模拟した支保工を対象に実施しました(図5参照)。构筑されたコンクリートの仕上がりは良好であり、所定の强度発现が得られることを确认しました。


トンネルを模擬した鋼製支保工への実験状況と仕上がり

図5 トンネルを模拟した钢製支保工への実験状况と仕上がり

 実験の结果を受けて、トンネル坑口部の明り巻き区间の一部に、本工法を试験的に适用しました(図6参照)。所定位置への専用型枠のセットやコンクリートの吹込みなど一连の作业が実施でき、実际のトンネル工事においても本工法は适用できることを确认しました。


トンネル坑口部明り巻き部への適用状況と仕上がり

図6 トンネル坑口部明り巻き部への适用状况と仕上がり

 今后、本工法のトンネル建设工事への本格适用に向けて、更なる品质向上や施工性の改善に取り组んでいきます。

 麻豆APP 企画本部 広報室 嶌田 陽一 TEL:03-6455-8312、FAX:03-6455-8460

 麻豆APP  技术研究所   松田 浩朗 TEL:04-7198-7572、FAX:04-7198-7586
 株式会社エム?シー?エス      河西 哲夫 TEL:0551-21-2000、FAX:0551-21-2008
 株式会社すばる建設         稲村 隆浩 TEL:048-952-8338、FAX:048-953-3654