飛島建設、「中流動コンクリート」を東九州自動車道新津トンネル工事の覆工コンクリート本体構造物に適用

中流動コンクリートを用いたトンネル覆工コンクリート打設の高度化を開発

中流動コンクリートを用いたトンネル覆工コンクリート打設の高度化
―複数のバリエーションで通年にわたり効果を実証（東九州自動車道新津トンネル工事）―

  飛島建設株式会社（代表取締役社長：伊藤寛治）は、トンネル覆工コンクリートの品質確保のニーズの高まりを受けて、施工の合理化、高品質化を目的に、天端部の締固め、打設管理、養生管理などの技術向上に取り組んでいます。更なる高度化を目指して、施工面での取り組みに留まらず、打設するコンクリート配合も含めて総合的に検討を行い、施工の不確実性を解消し、施工の省力化も企図した「中流動コンクリート」を東九州自動車道新津トンネル工事の覆工コンクリート本体構造物に適用しました。
  中流動覆工コンクリートは、東日本、中日本、西日本の各高速道路株式会社により、「トンネル施工管理要領（中流動コンクリート編）」が平成２０年８月に制定されました。当社では、この要領に基づき、東九州自動車道新津トンネル工事（トンネル延長  ２，０７４ｍ）での適用を目指して、技術研究所での室内試験や、実大規模の型枠を用いた試験施工などの検討を経て、平成２２年６月より中流動コンクリートを適用した覆工コンクリート施工を開始しました。今年８月末までに１，４１７．８ｍ（約１３，７００ｍ３）を超す実績を積み重ねた結果、以下の効果等が実証されました。
１．配合のバリエーション
  下記に示す配合のバリエーションについては、「トンネル施工管理要領（中流動コンクリート編）」に示されている品質を満足し、良好なセルフレベリング性を有することが確認されています（写真－３参照）。

（１）石粉を用いた中流動コンクリート（標準期対応、夏期対応）
  「トンネル施工管理要領（中流動コンクリート編）」に準拠した配合であり、新津トンネルでは混和材として石粉を選定しました。通年施工を行い、季節ごと、環境温度によってコンクリートの粘性や、流動性が変化することがわかりましたので、季節に対応した配合による施工を行いました。

（２）増粘剤を用いた中流動コンクリート
  従来の中流動コンクリートは混和材（石炭灰、石粉＝石灰石微粉末）を用いますが、生コンクリート工場の設備による制約を受ける場合もあります。このことから、生コンクリート工場の設備による制約を受けない、あるいは簡易な追加設備での製造が可能となる中流動コンクリートをコンセプトとして、特殊な増粘剤添加による中流動コンクリートを開発し、西日本高速道路株式会社（代表取締役会長兼社長：西村英俊）のご指導、ご協力を得て、２０１１年の７月に新津トンネル工事において実施工に初適用し、その有用性を確認しました。
２．施工方法のバリエーション
  中流動コンクリートの特徴を最大限に生かし、施工における省力化を目指して、トビシマの施工技術を活用しました。
（１）型枠バイブレータによる締固め
  施工における省力化を目指して、型枠バイブレータによる締固め方法を適用しました。型枠バイブレータの配置位置は、試験施工において、水平方向、鉛直方向それぞれの振動伝搬の減少率を確認し、設置しました。実施工では５０台の固定式の型枠バイブレータを設置するとともに、最大２０台の型枠バイブレータを同時に稼働させることができる集中制御システムを導入して打設リフトに応じた締固め作業の効率化を実現しました。

（２）型枠側圧
  側壁部では打設リフト高さに応じて型枠に側圧が生じることを確認し、セントルを補強しました。

（３）自動配管切替装置（スパイダーシステム）の採用
  打設口が多いため、瞬時の配管切替を可能し、左右同時打設が可能な、自動配管切替装置（スパイダーシステム）を採用して、煩雑な配管の切替手間を解消しました。左右同時打設を可能としたことから、打ち上がり高さを抑えることができましたので側圧が低減され、セントルに対する負荷を低減することができました。

（４）コンクリートの充填確認管理
  十分な充填が可能となる打設管理圧（６０ｋＰａ）を確認し、充填センサーと合わせて圧力計によるコンクリートの充填確認管理を行いました。
■１．新津トンネルの概要
  ・工事件名：東九州自動車道新津トンネル工事
  ・施工場所：福岡県京都郡苅田町大字集～苅田町大字上片島
  ・発注者：西日本高速道路株式会社  九州支社
  ・施工者：飛島建設株式会社
  ・工期：平成２０年３月１１日～平成２４年６月１７日
  ・トンネル延長：Ｌ＝２，０７４ｍ

＜図－１  新津トンネルの位置図＞

  
■２．中流動コンクリートとは
  「トンネル施工管理要領（中流動コンクリート編）」では、中流動コンクリートとは、「スランプフロー３５ｃｍ～５０ｃｍ程度であり、スランプ１５ｃｍ～１８ｃｍの普通（従来）コンクリートと、スランプフロー６５ｃｍ程度の高流動コンクリートの中間的な性状を有するコンクリートである」と定義されています。
以下の特徴を有するものとしています。

  [１]覆工コンクリートの吹上げ打設を型枠バイブレータの振動だけでも行える。
  [２]特殊な材料を用いない。（現在、室内試験等で確認されている混和材は石粉と石炭灰である）
  [３]一般の生コンクリート工場の設備で製造可能である。
  [４]運搬・ポンプ圧送が通常の施工機械で行え、型枠（セントル）の補強等を必要としない。
  [５]コンクリート強度１８Ｎ／ｍｍ２以上を対象とする。
  [６]普通コンクリートと同等以上のひび割れ抵抗性を有する。

飛島建設（株）

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