JP2001355397A - トンネル防水工法 - Google Patents
トンネル防水工法Info
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Abstract
がなく、ウレタン系等に比較して有機揮発分が少なく、
臭気がなく、トンネル内での作業性や防水性に優れ、二
次覆工セメントコンクリート内にひび割れが発生しない
トンネルの防水工法の提供。 【解決手段】 トンネル掘削面に一次吹付セメントコン
クリートを施工後、該一次吹付セメントコンクリート表
面に常温加硫型ゴム系エマルジョンを吹付け、常温加硫
型ゴム皮膜を形成し、その表面に二次覆工セメントコン
クリートを打設してなることを特徴とするトンネル防水
工法。トンネル掘削面を一次吹付セメントコンクリート
により不陸にしてもよく、一次吹付セメントコンクリー
ト表面に緩衝・導水層を設けてもよい。
Description
に関する。なお、本発明ではペースト、モルタル、及び
コンクリートを総称してセメントコンクリートという。
M工法が主流になっている。NATM工法はトンネル掘
削直後に吹付モルタルや吹付コンクリートにより一次覆
工を施し、掘削部分の岩石等の落下、漏水を止めた後
に、二次覆工セメントコンクリートを打設し、トンネル
の強度を持たせることによりトンネルを安定化させる方
法である。この時にトンネル内への漏水を防止し、地山
の動きや二次覆工セメントコンクリートの地山への拘束
等によるひび割れを防止できるよう、一次覆工コンクリ
ートと二次覆工セメントコンクリートとの間の防水、絶
縁(アイソレーション)を目的に、防水シートを配置す
ることが行なわれている。又、最近トンネルボーリング
マシンによるトンネルの掘削も行なわれているが(TB
M工法)、同様の目的で防水シートが配置されている。
一次覆工コンクリート表面に取り付けていくものである
が、特にトンネル天井部では架台上での作業となり、危
険が伴い、作業の動きも限定されるという課題があっ
た。更に施工面は凹凸を有する掘削面であり、一次覆工
後と言えども施工が難しいという課題があった。又、防
水シートの巾は1〜2mと狭いので防水シートを複数枚
用いて重ね合わせる必要がある。この防水シートの端部
同士を重ね合わせて熔着接続するときには大きな労力を
有し、手間が掛かり、不経済であるという課題があっ
た。
凹凸部分によるシートの破損等により、防水シートと二
次覆工セメントコンクリートとの間に水が浸入し、防水
性が得られないという課題があった。
1−19683号公報や特開平3−137182号公報
には、重合性のモノマー水溶液を防水を必要とする部分
に吹付けて重合させ、皮膜を形成させることにより防水
を行う方法が提案されている。
への接着性が悪い、吹付後垂れ等により皮膜が不均一に
なる、吹付が噴霧状になり作業環境が悪化する、価格が
高く不経済であるという課題があった。
果、常温加硫型ゴム系エマルジョンを吹付により塗布
し、継ぎ目の無い、良好な物性を有する防水性を有する
皮膜を形成することにより、経済性に優れ、吹付時の垂
れや霧状態の発生がなく、ウレタン系等に比較して有機
揮発分が少なく、臭気がなく、トンネル内での作業性や
防水性に優れ、二次覆工セメントコンクリート内にひび
割れが発生しないという、トンネル防水工法を見出し、
本発明を完成するに至った。
ル掘削面に一次吹付セメントコンクリートを施工後、該
一次吹付セメントコンクリート表面に常温加硫型ゴム系
エマルジョンを吹付け、常温加硫型ゴム皮膜を形成し、
その表面に二次覆工セメントコンクリートを打設してな
ることを特徴とするトンネル防水工法であり、トンネル
掘削面を一次吹付セメントコンクリートにより不陸調整
した後に、該一次吹付セメントコンクリート表面に常温
加硫型ゴム系エマルジョンを吹付け、常温加硫型ゴム皮
膜を形成し、その表面に二次覆工セメントコンクリート
を打設してなることを特徴とするトンネル防水工法であ
り、トンネル掘削面に一次吹付セメントコンクリートを
施工後、該一次吹付セメントコンクリート表面に緩衝・
導水層を設け、該緩衝・導水層表面に常温加硫型ゴム系
エマルジョンを吹付け、常温加硫型ゴム皮膜を形成し、
その表面に二次覆工セメントコンクリートを打設してな
ることを特徴とするトンネル防水工法であり、トンネル
掘削面を一次吹付セメントコンクリートにより不陸調整
した後に、該一次吹付セメントコンクリート表面に緩衝
・導水層を設け、該緩衝・導水層表面に常温加硫型ゴム
系エマルジョンを吹付け、常温加硫型ゴム皮膜を形成
し、その表面に二次覆工セメントコンクリートを打設し
てなることを特徴とするトンネル防水工法である。
は急硬性の、一次吹付セメントコンクリートを吹付けた
後に、常温加硫型ゴム系エマルジョンを吹付け、常温で
加硫反応を行わせることにより、継ぎ目がなく、物性の
良好な皮膜を形成する工法である。常温加硫型ゴム系エ
マルジョンとしては、一次吹付セメントコンクリートに
付着しやすく、作業性が良好な点で、ゴムエマルジョン
含有物(以後A剤という)と加硫剤を分散させた油展オ
イル(以後B剤という)からなるものが好ましく、A剤
とB剤をノズル先端で混合しながら吹付けることが好ま
しい。
レンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及びイソプレ
ンゴム等の合成ゴム、並びに天然ゴム等が使用される。
又、これらのゴムをブレンドして使用してもよい。これ
らの中では、加硫物性や経済性の点で、スチレンブタジ
エンゴムが好ましく、難燃性向上の点で、クロロプレン
ゴムが好ましい。
の性能が得られる点で、A剤とB剤をブレンドした後の
総固形分100質量部中15〜40質量部が好ましく、
20〜30質量部がより好ましい。
点で、pH調節剤としてKOHやNaOH等の強アルカ
リをゴム固形分100質量部に対して通常1.5質量
部、最高で2.5質量部使用すると良い。
度調節が容易で、加硫後のゴム物性を調節しやすい点
で、アロマオイルとパラフィンオイルを混合したものが
好ましい。パラフィンオイルはA剤とブレンドされた時
の粘度を調節する為に、ゴム固形分100質量部に対し
て50質量部以下の比率で使用されるものである。又、
難燃性向上のために塩素化パラフィンも使用できる。さ
らに、B剤にはアスファルト等も使用できるが、比率は
ゴム固形分100質量部に対して30質量部以下が望ま
しい。
加硫剤としては、イオウ系加硫剤が好ましく、イオウが
より好ましい。加硫剤の使用量は、ゴム固形分100質
量部に対して0.5〜20質量部が好ましい。
る。加硫促進剤としては、亜鉛イソプロピルキサンテー
ト、亜鉛ジブチルジチオカーバメートジブチルアミン複
合体及び酸化亜鉛等が挙げられる。加硫促進剤の使用量
は、亜鉛イソプロピルキサンテートを使用する場合はゴ
ム固形分100質量部に対して0.1〜5.0質量部が
好ましく、亜鉛ジブチルジチオカーバメートジブチルア
ミン錯体を使用する場合はゴム固形分100質量部に対
して0.1〜5.0質量部が好ましく、酸化亜鉛を使用
する場合はゴム固形分100質量部に対して0.5〜2
0.0質量部が好ましい。
繊維、粉砕ゴム等の添加物を全体固形分100質量部に
対して0.5〜25質量部使用しても良い。
シウム等の金属酸化物、ポルトランドセメント、高アル
ミナセメント、及び硫酸カルシウムセメント等)や各種
着色剤等も使用できる。
やTBM工法等により掘削したトンネルに、一次吹付セ
メントコンクリートを吹付けた後に、又は、一次吹付セ
メントコンクリート表面に緩衝・導水層を設けた後に、
常温加硫型ゴム系エマルジョンを吹付け、常温で加硫硬
化させることにより皮膜を成形させる方法が挙げられ
る。
トコンクリートを吹付けて掘削面の凹凸を不陸調整する
か(経済性の点で、急硬性吹付セメントコンクリートを
通常通り吹付けた後、更に一般の吹付セメントコンクリ
ートを吹付けて不陸調整してもよい)、又は、トンネル
掘削面に一次吹付セメントコンクリートを吹付けた後、
その一次吹付セメントコンクリート表面に緩衝・導水層
を施工するかして、さらに常温加硫型ゴム系エマルジョ
ンを吹付けることは、アイソレーション効果を更に向上
させ、二次覆工セメントコンクリートにひび割れを生じ
にくくする点で、好ましい。又、これらを組み合わせる
と更に良好な結果が得られる。
メントコンクリートから若干の漏水があっても、常温加
硫型ゴム系エマルジョンを吹付けると皮膜を形成できる
メリットも生じる。
等の繊維状物質を吹付けて形成した層、ポリエステル長
繊維やポリプロピレン等の不織布、及び凹凸状の板を固
定した層等が挙げられる。
ンクリート表面に固定する方法としては特に限定しない
が、接着剤や鋲を用いてもよい。
は、A剤とB剤を別々のポンプにより比率を調整して圧
送し、ノズル部分又はノズル手前で混合後、通常空気圧
で吹付けるタイプが使用されるが、エアレス吹付機等を
使用してもよく、エアー式塗布機を使用してもよい。
m程度の厚さになるように吹付けて(更に厚く吹付けて
もよい)、塗布することにより、継ぎ目の無い、良好な
物性を有する皮膜が常温で形成される。
に二次覆工セメントコンクリートを打設し、工事を完了
させる。
る。
ンネルを作成した。模擬トンネルには、トンネル地山面
の凹凸を仮定して、巾15cm、高さ20cm、長さ2
0cmのコンクリート性ブロックを適当な間隔にて15
個取り付け、凹凸面を形成した。一次吹付モルタルとし
て急硬性モルタルを吹き付け、凹凸面の不陸調整を行っ
た。吹付直後に、スチレンブタジエンゴムを主成分とす
るA剤と、酸化カルシウム、イオウ、アロマオイル、パ
ラフィンオイル、酸化亜鉛、粘土、及び炭酸カルシュー
ムを含有するB剤とからなる、二剤タイプの常温硬化型
ゴム系エマルジョン(グレース・コンストラクション・
プロダクト(米国)製、商品名「プロコール75(Proco
r75)」)を、エアー式吹付機によりノズル部分でA剤
とB剤を混合させた後に厚さ2mmになるように、モル
タル表面に吹付けて塗布し、皮膜を形成させた。吹付1
日後に二次覆工コンクリートを厚さ30cmになるよう
に打設した。
業者で100m2/時間以上の皮膜を施工できた。 吹付時に霧状の発生がなく、天盤面等からの垂れがな
く、臭気もなく、均一な厚みの吹付ができた。 ひび割れやピンホール等の無い、均一で良好な皮膜が
得られた。又、皮膜の厚さは塗布直後と硬化後で差が見
られなかった。 二次覆工セメントコンクリートの型枠除去後、3ヶ月
後にひび割れの発生を目視でチェックした結果、ひび割
れは認められなかった。 吹付塗布により形成された皮膜の性能は以下の通りで
あり、良好な常温加硫ゴム皮膜が得られた。 皮膜強度:0.82N/mm2(常温)、1.1N/m
m2(−30℃) 伸び:700%(常温)、800%以上(−30℃) 100%伸ばした後の回復率:95% 引き裂き強度:4.55N/mm2 耐静水圧:30m
2に準ずる。 引き裂き強度:ASTM D 642−86に準ずる。 耐静水圧:ASTM D 5385−93に準ずる(コン
クリート表面に常温硬化型ゴム系エマルジョンを吹付け
たものにつき測定)。
ンネルを作成した。模擬トンネルには、トンネル地山面
の凹凸を仮定して、巾15cm、高さ20cm、長さ2
0cmのコンクリート性ブロックを適当な間隔にて15
個取り付け、凹凸面を形成した。一次吹付モルタルとし
て急硬性モルタルを吹き付けて、凹凸面の不陸調整を行
った。吹付直後に、一次吹付モルタル表面に、ポリエス
テル繊維製の不織布を打鋲固定した。不織布表面に、二
剤タイプの常温硬化型ゴム系エマルジョン(グレース・
コンストラクション・プロダクト(米国)製、商品名
「プロコール75(Procor75)」)を、エアー式吹付機
によりノズル部分でA剤とB剤を混合させた後に厚さ2
mmになるように、モルタル表面に吹付けて塗布し、皮
膜を形成させた。吹付1日後に二次覆工コンクリートを
厚さ30cmになるように打設した。
業者で100m2/時間以上の皮膜を施工できた。 吹付時に霧状の発生や天盤面等の垂れがなく、臭気も
なく、均一な厚みの吹付ができた。 ひび割れやピンホール等の無い、均一で良好な皮膜が
得られた。又、皮膜の厚さは塗布直後と硬化後で差が見
られなかった。 二次覆工コンクリートの型枠除去後、3ヶ月後にひび
割れの発生を目視でチェックした結果、ひび割れは認め
られなかった。
ンネルを作成した。模擬トンネルには、トンネル地山面
の凹凸を仮定して、巾15cm、高さ20cm、長さ2
0cmのコンクリート性ブロックを適当な間隔にて15
個取り付け、凹凸面を形成した。一次吹付モルタルとし
て市販品の急硬性モルタルを、凹凸面を不陸調整するこ
となく吹付け、吹付直後に、二剤タイプの常温硬化型ゴ
ム系エマルジョン(グレース・コンストラクション・プ
ロダクト(米国)製、商品名「プロコール75(Procor
75)」)を、エアー式吹付機によりノズル部分でA剤
とB剤を混合させた後に厚さ2mmになるように、モル
タル表面に吹付けて塗布し、皮膜を形成させた。吹付1
日後に二次覆工コンクリートを厚さ30cmになるよう
に打設した。
業者で100m2/時間以上の皮膜を施工できた。 二次覆工コンクリートの型枠除去後、3ヶ月後にひび
割れの発生を目視でチェックした結果、ひび割れが二次
覆工コンクリート表面に1本発生していたが、その部分
のコアを取ってチェックしたところ、皮膜に異常はな
く、漏水は見られなかった。
・コンストラクション・プロダクト(米国)製、商品名
「プロコール75(Procor75)」)のかわりに、(メ
タ)アクリル酸塩水溶液とレドックス触媒系からなる混
合物を使用したこと以外は、実施例3と同様に行った。
又、吹付面に氷柱状の垂れが発生し、施工性が不良であ
った。 二次覆工コンクリートの型枠除去後、3ヶ月後にひび
割れの発生を目視でチェックした結果、ひび割れが二次
覆工コンクリート表面に2本発生していた。
を用いたトンネル防水工法により、以下の効果を有す
る。 (1)常温加硫型ゴム系エマルジョンは毒性がなく、常
温加硫型ゴム系エマルジョン中の水分が分離しないので
作業場所が水浸しにならず、吹付時に常温加硫型ゴム系
エマルジョンが霧状にならず、気化しない。そのため、
作業性を大幅に改善でき、作業時の安全性や環境を向上
できる。 (2)常温で加硫させることにより、良好な物性を有す
る、継ぎ目の無い皮膜を形成できる。 (3)優れた防水性を有する皮膜を安定して施工でき
る。 (4)有機溶剤を使用しないので作業中に火災や中毒に
遭うおそれが少なく、火災時に有毒ガスを発生しない。 (5)本発明のトンネル防水工法は施工性が良好で、か
つ、小人数で広い面積を施工出来るので、全体としてコ
ストダウンが図れる。 (6)さらに、一次吹付セメントコンクリート表面を
不陸調整する、緩衝材・導水層を設ける、との
両方の処理をすることにより、二次覆工セメントコンク
リートのひび割れを更に減少できる。
Claims (4)
- 【請求項1】 トンネル掘削面に一次吹付セメントコン
クリートを施工後、該一次吹付セメントコンクリート表
面に常温加硫型ゴム系エマルジョンを吹付け、常温加硫
型ゴム皮膜を形成し、その表面に二次覆工セメントコン
クリートを打設してなることを特徴とするトンネル防水
工法。 - 【請求項2】 トンネル掘削面を一次吹付セメントコン
クリートにより不陸にした後に、該一次吹付セメントコ
ンクリート表面に常温加硫型エマルジョンを吹付け、常
温加硫型ゴム皮膜を形成し、その表面に二次覆工セメン
トコンクリートを打設してなることを特徴とするトンネ
ル防水工法。 - 【請求項3】 トンネル掘削面に一次吹付セメントコン
クリートを施工後、該一次吹付セメントコンクリート表
面に緩衝・導水層を設け、該緩衝・導水層表面に常温加
硫型ゴム系エマルジョンを吹付け、常温加硫型ゴム皮膜
を形成し、その表面に二次覆工セメントコンクリートを
打設してなることを特徴とするトンネル防水工法。 - 【請求項4】 トンネル掘削面を一次吹付セメントコン
クリートにより不陸にした後に、該一次吹付セメントコ
ンクリート表面に緩衝・導水層を設け、該緩衝・導水層
表面に常温加硫型ゴム系エマルジョンを吹付け、常温加
硫型ゴム皮膜を形成し、その表面に二次覆工セメントコ
ンクリートを打設してなることを特徴とするトンネル防
水工法。
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