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2021年03月26日
自在式小径バルーンを用いた覆工コンクリート養生システム開発に着手 ―様々なトンネル断面に対応できる高品質で安価なシステムへ―

当社と大嘉産業株式会社(大阪府大阪市、社長:笠井一宏)は、細田暁教授(横浜国立大学)の着想から考案した、トンネル覆工コンクリートの新しい養生システムの開発に着手し、試験導入した現場で覆工コンクリート表層の品質向上を確認できました。本養生システムは、直径150mmの小径バルーンで把持した極薄のポリエチレン製シートで覆工コンクリート表面を覆って養生するもので、1つのシステムで異なるトンネル断面形状に転用できるのが特長です。今後、現場への本格導入に向けて技術の改良を進めていきます。

 

 

■背景
近年、山岳トンネルの覆工コンクリート工事では、コンクリート品質を向上させる目的で封緘養生や給水養生するために架台を組んでシートで覆ったり、シートを貼り付けたりするなど、様々な養生方法が導入されています。しかし、大規模な架台を用いる養生では、異なるトンネル断面に転用することが難しく、導入費用も高額になります。また、養生シートを貼り付ける方法では、トンネル延長が長くなると大量の廃棄物の発生が課題となります。そこで、1つのシステムで様々なトンネル断面に適用でき、導入費用も安価な養生技術が求められています。

■養生システムの概要
新たに開発した養生システムは、直径150mmの小径バルーンをトンネル断面方向と軸方向に配置した構造で、厚さ0.36mmのポリエチレン製のシートを覆工コンクリート表面に押し当てて保湿・保温養生を行います。新たに開発した小径バルーン専用の自在に長さを変化させる装置を使うことで、様々なトンネル断面に適用することができます。また、大掛かりな架台を必要としないため、導入費用を抑えられます。

■現場への試験導入による養生性能・効果の検証
当社で施工中のトンネル現場に本養生システムを試験導入し、養生による保湿・保温効果の確認、および覆工コンクリートの品質向上効果を検証しました。なお、現場では、コンクリート打込み後、材齢22時間で型枠を取り外し、その後、材齢9日まで養生を実施しました。測定の結果、湿度が70%程度の環境のもとで、養生中のシートと覆工コンクリートとの間の相対湿度は90%以上で、特に天端部では100%RHが保たれていました。また、養生をしない場合と比較しての5℃以上高い温度を保持する結果となり、保温効果も認められました。コンクリート表層の品質を天端、肩部、脚部において非破壊試験で確認した結果、表層透気試験による透気係数は無対策箇所よりも40%以上小さく、養生による緻密化の効果が確認されました。SWAT試験による表面吸水速度(p600)も断面脚部で3分の2以下に抑えられ、高い品質向上結果が得られました。

■今後の展開
当社現場への試験導入による検証結果をもとに、今後は使用資材の耐用性の確認や、架設・撤去を含めた施工方法の改良などを進め、2021年度中の早期実用化を目指す計画です。