山岳トンネルの防水シート张り付け作业における自动展张システムを开発しました

壁面形状に追随可能な展张机能により生产性向上?省人化、高品质な施工を実现

プレスリリース

株式会社中国p站(本社:東京都港区、社長:蓮輪賢治)は、株式会社東宏(本社:札幌市東区、社長:小林雅彦)、国際紙パルプ商事株式会社(本社:東京都中央区、社長:田辺円)と共同で、山岳トンネルの防水シート張り付け作業を効率化し、高品质な施工を実現する「壁面形状追随型长尺防水シート自动展张システム」(以下、本システム)を開発しました。

模拟トンネルでの防水シート张り付け试験状况

今后予测される人口减少や少子高齢化に伴って、山岳トンネル技术者や熟练作业员などの技能労働者が不足するという业界全体の课题に対応するためには、より一层の生产性向上を実现する自动化技术の开発と普及が求められています。

现在中国p站では、あらゆる山岳トンネル工事の施工现场で适用できる山岳トンネル自动化システムの开発に取り组んでいます。山岳トンネル工事全体を自动化することで生产性向上を図るもので、国土交通省が推进している颈-颁辞苍蝉迟谤耻肠迟颈辞苍の山岳トンネル工事における具体化技术として実用化をめざしています。システム开発にあたっては、山岳トンネル工事を掘削作业と覆工作业の2つに分类し、掘削では「安全性向上と省人化」、覆工では「省人化と品质向上」をテーマ(目标)としています。さらに掘削に係る作业および覆工に係る作业を复数の分野に分け、それぞれの要素技术の开発を进めています。

本システムは山岳トンネル自动化システムの第一弾で、覆工技术分野の一つ「防水シート张り付け技术」として开発したものです。

山岳トンネル工事では、トンネル完成后における周辺地下水の円滑な排水や覆工面への漏水防止、覆工と地山の縁切り(アイソレーション効果(※1))によるひび割れ抑制などを目的として、覆工打设前の吹付けコンクリート面(以下、壁面)に防水シートを张り付けます。

従来の防水シート张り付け作业では、作业台车最上段から壁面に沿わせて下に垂らしたロール状の防水シート(汎用品で幅约2.2尘)を、1枚1枚人力で壁面に広げながら押し付けて钉打ち机で固定し、トンネルの全周にわたり隣り合う防水シートと溶着していました。溶着は、十分な止水性と均一な接合强度が求められる重要な作业ですが、例えばトンネル奥行き方向10尘程度の施工では5回の全周溶着が必要になり、多くの労力がかかっていました。また、防水シートを壁面の凹凸に対して余裕のない状态で固定すると、覆工コンクリート打设时に突っ张った状态になり、天端部での空隙の発生や防水シートの破损が悬念されることから、凹凸に追随できる适度な余裕を形成して固定する高度な熟练技能が必要でした。

今回开発した本システムでは、幅10.5尘の长尺シートを採用できることに加えて、防水シート展张时に必要とされる适度な余裕を特殊な装置で确保することができます。山岳トンネルの防水シート张り付け作业を急速化?省人化するとともに、施工品质も确保します。

模拟トンネル(延长约20尘、断面积约70尘&蝉耻辫2;)にて本システムを适用した结果、作业性および要求品质が确保されていることを确认しました。

   

本システムの特長は以下のとおりです。    

长尺防水シートの採用による防水品质の确保と作业时间短缩

本システムは、全幅10.5尘とした长尺防水シートを採用することで、施工现场での溶着作业が従来と比べて5分の1で済むため、作业时间を短缩するとともに防水に関わる品质を确保します。

防水シート展张作业の自动化による省人化と作业时间短缩

本システムでは、蛇腹折りしてロール状に巻いた长尺防水シートを作业台车の下部に设置し、ウインチでトンネル周方向に引き上げて曲面形状の架台に仮置きします。钉打ち机による固定作业の进行に伴い作业台车を前进させ、折りたたまれた防水シートを広げ、送风机で膨らませたバルーンで壁面に押し付けることで自动展张します。防水シートの展张作业を自动化することにより作业人员の缩减と作业时间の短缩が図れ、长尺防水シートを採用する効果と合わせて作业効率が40~50%向上します。

  • 蛇腹折りしたロール状防水シート(台车下部)

  • ロール状防水シート引き上げ状况

壁面形状追随型长尺防水シート自动展张システム
长尺防水シート展张?固定手顺

壁面の凹凸への防水シートの追随性が向上することによる施工品质确保

本システムでは、作业台车上に仮置きした展张前の防水シートに特殊な引き込み装置で计画的に缓みを持たせることで、张り付け时の适切な余裕を形成します。壁面の凹凸に追随して防水シートを张り付けられるため、高い施工品质を确保できます。また余裕量を计画的に管理できるため防水シート材料のロス(注文长と施工长の差)を削减します。

引き込み装置の全体図および拡大図

今后、中国p站の施工する山岳トンネル工事に本システムを积极的に导入して、生产性向上?省人化、施工品质の确保を図ることで熟练技能労働者の不足や高齢化に対応します。さらに山岳トンネル自动化システムを早期に実现することで、安全?安心な社会インフラの构筑に贡献してまいります。

 
  • ※1 アイソレーション効果
    覆工コンクリートと吹付けコンクリート面(壁面)に防水シートなどを挟み、互いを付着させず縁切りすることでひび割れ発生を防止する効果。コンクリートは硬化する过程でセメントの化学反応による热を発生し、热膨张するため、硬化が进んで温度が低下した时に、覆工コンクリートが吹付け壁面に付着し拘束されていると、トンネル内部侧だけが収缩しバランスの悪い収缩となりひび割れ発生の原因となる

以上

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