鹿島が開発したツインアーチフォーム工法（TAF工法）は、脱着機構を有する2基のセントル型枠により従来の2日のサイクルを維持したままコンクリートの養生期間を66時間以上確保することで、コンクリートの品質を向上させる施工法です。また、フォームを1基追加して3基のフォームにより、毎日コンクリート打設を行えるトリプルアーチフォーム工法（TrAF工法）も開発しました。両工法ともコンクリートの養生期間を大幅に増やすことができるため、脱型時のコンクリートの強度が上がり、コンクリートの緻密さが向上します。

平成26年度建設施工と建設機械シンポジウム優秀論文賞
第27回日本建設機械施工大賞　最優秀賞
特許登録済及び特許出願中

TAF工法では、2つのアーチフォーム（型枠）に径の縮小・拡大機能を持たせ、1台のレール台車で2つの型枠を交互に使用できるようにしています。

まず、第1アーチフォームにコンクリート打設後、ガントリー（台車）から分離させて、そのままの状態で養生させておきます。その後、あらかじめ径を縮小させた第2アーチフォームを乗せた台車は、第1アーチフォームの下をくぐり抜けて通過し、次の打設位置まで進みます。第2アーチフォームで打設後は、脱型した第1アーチフォームの径を縮小して第2の下を通過させ、次の打設位置に移動させます。このプロセスを繰り返して前進していきます。

TrAF工法では、フォームを1基追加し、3基とすることで、打設サイクルを毎日としてもTAF工法と同等の型枠存置時間（60時間）を確保できます。これにより打設スピードが速まってもTAF工法と同等の初期養生効果を得ることができます。

66h脱型による高緻密化

室内試験により、透気係数を指標としてコンクリート表面の緻密性を評価しました。

• 66h脱型は、18h脱型に比較して大幅に透気係数が低減し、7日脱型とほぼ同様な状態まで緻密化していることが確認できました。
• 被膜養生やミスト養生など、他の養生方法と比較しても、66h脱型のほうが緻密化していることがわかります。

圧縮強度は従来の約4倍

同じく、室内試験により、圧縮強度の増加を確認しました。

• 66ｈ脱型にすることで、通常施工サイクルの18ｈ脱型に比較してコンクリート強度が約4倍の10N/mm²に向上することが確認されました。

従来、山岳トンネルの覆工コンクリートの構築においては、スランプが15cm程度のコンクリートを10m程度流動させて打ち込むため、材料分離や締固め不足、未充填部の発生といった初期欠陥を生じやすいことが問題となっていました。

こうした課題に対して、スランプフローが35〜50cmである中流動コンクリートを用いる施工方法が高速道路総合技術研究所によって開発されています。

今回鹿島が開発した中流動コンクリートは、このトンネル覆工用中流動コンクリートの仕様に準拠しつつ、特殊な混和剤を用いることで市中の生コン工場での製造を簡便にしたものであり、より多くの現場での中流動コンクリートの使用を可能にします。

関連するNETIS　KT-120023-A

スランプ15cmの一般的な覆工コンクリートを使用したときの内空表面の仕上がり状況

優れた流動性と施工性

普通コンクリート（スランプ15cmの一般的な覆工コンクリート）と特殊混和剤を用いた中流動コンクリートの流動性を、実際の施工と同じ規模で比較しました。

• 特殊混和剤を用いた中流動コンクリートは、流し込むだけで10m以上流動させることができ、良好な流動性を有していることが確認できました。
• また、型枠バイブレータによる締固めだけで、ほぼ水平とすることができました。

材料分離がほとんどない

特殊混和剤を用いた中流動コンクリートの流動後の粗骨材量の分布状況を調べました。

• 特殊混和剤を用いた中流動コンクリートは粗骨材の変化率が80％以上で、流動による材料分離がほとんど生じていないことを確認しました。

緻密で均質なコンクリート表面

表面透気係数を指標として、流動後の普通コンクリートと特殊混和剤を用いた中流動コンクリートの表面の緻密さを評価しました。

• 特殊混和剤を用いた中流動コンクリートは、表面透気係数が小さく（透気係数が小さいほど緻密）、そのばらつきも小さい結果となり、緻密で均質な覆工コンクリートであることが確認できました。

開発した新打設配管システムは、各打設口を一筆書きで接続し、全ての打設口からコンクリートを吹き上げて圧入して打ち込み、打設口からの打込みが完了すると打設口の配管を回転させて、次の打設口にコンクリートを連続的に供給する構造です。

自動打設のメリット

打設制御システムに、打設口の切替高さや左右の切替えを行うポンプ車のストローク回数、天端の充填圧力上限値を予め設定し、スタートボタンを押すことで、自動で全断面が計画通りに打設されます。これにより、コンクリート打設の省人化が実現できるとともに、作業員の技量に依らず一定品質が確保できます。さらにシステムには、打設履歴が記録されるため、脱型後の仕上がりと打設計画との因果関係の分析も場所を特定して詳細にできるなど、改善活動もより明確に行えます。