鹿島が現場で流動化させる低コスト覆工用高流動コンクリートを開発。東海環状道の養老トンネルに初導入

鹿島建設は、現場で流動化させる覆工用高流動コンクリートを新たに開発し、「全自動トンネル覆工コンクリート打設システム」と組み合わせて、中日本高速道路株式会社発注の「東海環状自動車道 養老トンネル南工事」に初めて導入したと発表した。

工場製造のベースコンクリートに現場で混和剤を添加する方式で高価格を克服、2車線から3車線まで対応可能な自動化システムが完成

新開発されたコンクリートは、生コン工場で製造した普通のスランプ15cm程度のベースコンクリートに、鹿島が新たに開発した混和剤を現場で添加して流動化させる方式を採用している。

これまでの覆工用高流動コンクリートは、工場で製造する必要があり製造コストが高いという課題があった。

今回の現場添加方式により、工場製造タイプと比べて製造コストを大幅に低減しながら、全自動打設システムの最大のメリットである省人化を実現した。

高流動コンクリートは締固めが一切不要なため、全自動打設システムのメリットを最大限に活かせる特性を備えている。



鹿島は2020年に全自動打設システムを開発し、これまでに覆工用高流動コンクリートから中流動覆工コンクリートまで導入範囲を広げ、3車線断面のトンネル工事2件に導入してきた。

今回、新開発のコンクリートを2車線断面のトンネル工事に導入したことで、様々な流動性の高いコンクリートや断面に対応可能な「全自動トンネル覆工コンクリート打設システム」が完成したとしている。


山岳トンネルの覆工コンクリートは、狭隘な空間に打込みを行うため、高い流動性および材料分離抵抗性、早期の強度発現性が求められる。

新開発された混和剤は、コンクリートの良好な流動性を一定時間以上保持しつつ早期に強度が発現する分散成分と、材料分離を抑制する増粘成分を調合しており、これによりベースコンクリートを現場で高流動化できる。

実際の現場では、覆工用高流動コンクリートの規格値（スランプフロー600±50mm）を得るために必要な混和剤の添加率を、ベースコンクリートのスランプフローと温度から算出する。

事前に作成した早見表から添加率を導き出し、現場で混和剤をベースコンクリートに添加し流動化させたところ、所定のスランプフローが安定して得られ、工場で製造される覆工用高流動コンクリートと同等の品質が確保できたという。

また、既存の覆工コンクリート用繊維投入機に混和剤の自動添加装置を組み合わせ、混和剤と繊維をベースコンクリートに同時投入する仕組みを構築した。

添加率をもとに自動計量された混和剤は、タンクからノズルを通してアジテータ車に投入され、投入量は自動で記録される仕組みとなっている。

さらに、2019年に鹿島が開発した「コンクリート全量受入管理システム」も導入し、アジテータ車から荷卸しされる覆工用高流動コンクリートの全量を連続的にモニタリングし、規格値に満たないスランプフローのコンクリートを自動で検知できる体制を整えた。