JP2005120576A - トンネル止水構造およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばトンネルの工区境などに用いるトンネル止水構造および施工方法に係り、防水シート背面側の湧水等がトンネル軸方向に流れるのを良好に阻止できるようにする。
【解決手段】本発明によるトンネル止水構造は、トンネルの工区境などに適用するトンネル止水構造であって、掘削したトンネルの地山内面またはその内面に施工した一次覆工２の内面に防水シート５を敷設し、その防水シートの上記工区境近傍位置におけるシート外周面と上記地山内面または一次覆工内面との間に、上記地山内から湧出する水がトンネル軸方向に流れるのを阻止する止水バリアＢを設けたことを特徴とする。また本発明によるトンネル止水構造の施工方法は、前記のようなトンネル止水構造を施工するに当たり、前記止水バリアＢを、前記地山内面または一次覆工内面と防水シートとの間に樹脂等の固結材Ｋを充填固化させることによって形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばトンネルの工区境などに用いるトンネル止水構造およびその施工方法に関する。更に詳しくは、例えばトンネルのウォータータイト工区と排水工区の境、若しくはウォータータイト工区と坑外（坑口から工区が始まっている場合）の境などで、地下水が防水シート裏面から隣の工区または坑外へ流出しないように湧水処理する場合などに用いるトンネル止水構造およびその施工方法に関するものである。

上記のようなトンネル止水構造には、いわゆる排水型とウォータータイト型とがあり、現在施工されている殆どのトンネルでは排水型が採用されている。また１つのトンネルで、地盤が悪い箇所や上部構造物への影響が懸念される区間のみをウォータータイト型とし、その他の区間を排水型とする場合もある。なお、本書ではウォータータイト型の施工区間をウォータータイト工区といい、排水型の施工区間を排水工区という。又それらの工区の境界部分および坑外との境を含めて工区境という。

排水工区では、主としてトンネル地山内面または一次覆工内面のトンネルアーチ部から側壁部にかけて防水シートを敷設し、地山内から湧出した水は、防水シート背面側の透水層を通ってトンネル下部の排水路に集めた後、坑外に排出する構成である。一方、ウォータータイト工区では、厚手の防水シートをトンネルの全周、即ち周方向全長にわたって敷設することにより、湧水や地下水がトンネル内に流入しないようにして地下水位の低下や地盤沈下を防止するもので、トンネルに掛かる水圧も高くなるのでそれに耐えるだけの充分な止水性が求められる。

そこで、ウォータータイト型のトンネル止水構造、特に工区境における止水構造として、例えば下記特許文献１においては、一次覆工と二次覆工との間のトンネル周方向に筒状シート（筒状の防水シート）を設け、その内部の充填室内に注入剤を充填することによって、湧水等がトンネル長さ方向に流入または流出するのを防止することが提案されている。なお、一次覆工の表面は凹凸があるので、表面の凹部をモルタル等の埋込剤で平らにして筒状シートを敷設したり、その埋込剤と筒状シートとの間および筒状シートと二次覆工との間に吸水部材を設けるようにしている。

ところが、上記のようなトンネル止水構造では、筒状シートの背面側（通常は止水性の悪い吹付けコンクリートによって構成される一次覆工側）で水圧が作用し、水が水圧の高いウォータータイト工区側から水圧の低い排水工区側へとトンネル長さ方向（軸方向）に流れてしまう。また上記埋込剤と筒状シートとの間に吸水部材を設けても、吸水部材の吸水能を超えた水量が浸透してきた場合には、元来水密性のない吹付コンクリートやモルタル等よりなる一次覆工を介して隣の区間や工区に湧水が流出してしまう等の不具合があった。

一方、本出願人は先に下記特許文献２において、ウォータータイト工区内において、防水シート内面に設けた帯状のバリア材（ウォーターバリア）によってトンネルを長さ方向に区間分けすると共に、二次覆工と防水シートとの間にセメントミルクやモルタル等の固結材を充填することによって、防水シートを地山側に押し付けてアーチ部のたるみをなくすと共に、水みちとなる可能性のある防水シートと二次覆工との間の隙間をなくすことを提案した。

上記の手法は、防水シートの裏面側に水圧が掛かっていることを前提として、防水シートと二次覆工との間に固結材を充填することによって、防水シートを地山内面（掘削坑壁面）または一次覆工内面に密着させようとするものであるが、上記地山表面や一般に吹付けコンクリートよりなる一次覆工内面には少なからず凹凸があり、上記のような手法によって全ての凹凸に沿って防水シートを密着させるのは極めて困難である。従って、トンネル空間に対する止水が完全であったとしても、防水シート背面部分では湧水がトンネル軸方向に流れることは阻止できない。そのため、隣の工区がウォータータイトではない排水工区または坑外であった場合には、大きな水圧が作用しているウォータータイト工区から多量の湧水が流出し、地盤沈下の原因となる等のおそれがあった。

特開２０００−８８６９９号公報 特開２０００−３３８０９６号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、防水シート背面側の湧水等の水がトンネル軸方向に流れるのを良好に阻止することのできるトンネル止水構造およびその施工方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明によるトンネル止水構造およびその施工方法は、以下の構成としたものである。即ち、本発明によるトンネル止水構造は、トンネルの工区境などに適用するトンネル止水構造であって、掘削したトンネルの地山内面またはその内面に施工した一次覆工の内面に防水シートを敷設し、その防水シートの上記工区境近傍位置のシート外周面における上記地山内面または一次覆工内面との間に、上記地山内から湧出する水がトンネル軸方向に流れるのを阻止する止水バリアを設けたことを特徴とする。

また本発明によるトンネル止水構造の施工方法は、前記のようなトンネル止水構造を施工するに当たり、前記止水バリアを、前記地山内面または一次覆工内面と防水シートとの間に樹脂等の固結材を充填固化させることによって形成することを特徴とする。

本発明によるトンネル止水構造およびその施工方法は、上記のようにトンネルの工区境などに適用するトンネル止水構造であって、掘削したトンネルの地山内面またはその内面に施工した一次覆工の内面に防水シートを敷設し、その防水シートの上記工区境近傍位置のシート外周面における上記地山内面または一次覆工内面との間に、上記地山内から湧出する水がトンネル軸方向に流れるのを阻止する止水バリアを設けたことによって、地山内から防水シート背面側に湧出した水がトンネル軸方向に流れるのを良好に阻止することができる。又それによって、例えば大きな水圧が作用しているウォータータイト工区から隣接する排水工区や坑外に多量の湧水が流出するのを簡単確実に防止することが可能となるものである。

図１は本発明によるトンネル止水構造の概略構成を示すもので、掘削したトンネルＴの地山１の内面もしくはその内面に施工した一次覆工２の内面に防水シート５を施工し、その防水シート５の外側に止水バリアＢを設けたものである。図中、６は上記防水シート５の内側に施工した二次覆工を示す。

上記の止水バリアＢは、例えばウォータータイト工区Ｓ１の端末部分に設ける。具体的には、例えば１つのトンネルにウォータータイト工区Ｓ１と排水工区Ｓ２とが施工される場合には、それらの工区境におけるウォータータイト工区Ｓ１側の端部に止水バリアＢを設ければよく、また坑口からウォータータイト工区Ｓ１を施工する場合には、その坑口側の端部に止水バリアＢを設ければよい。さらに上記止水バリアＢは、上記各ウォータータイト工区Ｓ１の一端側だけでなく両端部に設けるのが好ましく、またトンネル周方向に全長にわたって設けるのが望ましい。

上記止水バリアＢの形成方法としては、例えば前記の地山内面もしくは一次覆工内面に防水シート５および二次覆工６を施工した後、上記地山内面もしくは一次覆工内面と防水シート５との間に固結材を充填固化させる等して形成すればよい。その場合、例えば図２に示すように防水シート５の外側、すなわち上記地山内面もしくは一次覆工内面と防水シート５との間のトンネル軸方向２箇所に所定の間隔をおいてトンネル周方向に延びる一対の隔壁Ｐを形成した後、その両隔壁Ｐ・Ｐ間に固結材を充填固化させて止水バリアＢを形成するようにすれば、固結材が逸走することなく良好に止水バリアＢを形成することができる。

上記の隔壁Ｐは、トンネルのアーチ部においては一次覆工内に埋設した支保工と防水シートとの間に形成することができる。また上記隔壁Ｐは、例えば前記地山１の内面または一次覆工２もしくは支保工の内面と防水シート５との間に予め配置した隔壁空間確保用のスペースチューブを膨らませた状態で、上記防水シートの内側に二次覆工を施工した後、上記スペースチューブを収縮させ、これにより形成されたトンネル周方向に連続した空間内に固結材を注入固化させることによって形成することができる。

図３は本発明によるトンネル止水構造の具体的な実施例を示す一部の縦断面図、図４は図３におけるＡ−Ａ横断面図、図５（ａ）および（ｂ）は図３におけるａ部およびｂ部の拡大縦断面図であり、本実施例はトンネルのウォータータイト工区Ｓ１と排水工区Ｓ２との工区境におけるウォータータイト工区Ｓ１の端部に工区境処理工として本発明のトンネル止水構造を適用したものである。

図において、１は地山、２はその地山１の内面に施工した吹付けコンクリート等よりなる一次覆工で、その一次覆工２内にはＨ形鋼よりなるアーチ状の支保工３が、トンネル長手方向（軸方向）に所定の間隔（通常は１ｍ前後）をおいて埋設されている。また上記一次覆工２の内面側には不織布等の緩衝材４を介して防水シート５が敷設されている。

ウォータータイト工区Ｓ１の防水シート５は、比較的厚手のものが用いられ、トンネル全周、即ち周方向全長にわたって設けられている。一方、排水工区Ｓ２の防水シート５は比較的薄手のものが用いられ、トンネル下部のインバート部を除く上部アーチ部から側壁部にかけて設けられている。上記各防水シート５の内側には、二次覆工６が施され、本実施例においては、その二次覆工６として所定厚さのコンクリートが打設されている。

そして本実施例においては、上記ウォータータイト工区Ｓ１の端部の防水シート５と一次覆工２の内面との間に、地山１から湧出する水等のトンネル軸方向の流れを遮断する止水バリアＢを設けたものである。特に、図の場合は一次覆工２内の互いに隣り合う２つの支保工３・３と、防水シート５との間に、それぞれ前記一対の隔壁Ｐを構成するモルタル等の固結材Ｇを注入充填した隔壁形成用チューブ７を介在させると共に、その両隔壁形成用チューブ７・７間の一次覆工２と防水シート５との間の隙間ｇ内に樹脂、微粒子セメント等の固結材Ｋを充填固化させることによって上記の止水バリアＢを形成したものである。

上記の支保工３は、図４に示すようにトンネルの上部アーチ部から側壁部にかけて設けられ、下部のインバート部には設けられていないが、上記隔壁形成用チューブ７および固結材Ｇは上記インバート部を含めて防水シート５の外周面側において全周、即ち周方向全長にわたって連続的に設けられている。図中、８は二次覆工６を施工する際に一次覆工２または支保工３と防水シート５との間に前記の隔壁Ｐの形成用スペースを確保するためのスペースチューブであり、そのスペースチューブ８は緩衝用のゴム板９を介して支保工３の内面に取付けられ、そのスペースチューブ８に前記の隔壁形成用チューブ７が取付けられている。

上記のように構成されたトンネル止水構造を施工するに当たっては、例えば以下の要領で施工すればよく、その施工手順の一例を図６に基づいて順を追って説明する。なお図６はアーチ部のみを示し、インバート部は省略したが、そのインバート部には支保工３と排水工区Ｓ２側の防水シートが設けられていない以外はアーチ部と略同様の要領で同時に若しくは時間をずらして施工される。

例えば所定の排水工区Ｓ２を施工した後、ウォータータイト工区Ｓ１を施工する場合、あるいは坑口からウォータータイト工区Ｓ１を施工する場合には、そのウォータータイト工区Ｓ１の始端部に当たる一次覆工２の内面側に防水シート５と二次覆工６とを順に施工するもので、その一次覆工２としては、地山１の内面に例えば吹付けコンクリートを施し、その内部のトンネル上部側にはアーチ状の支保工３を埋設させる。

その際、施工すべきウォータータイト工区Ｓ１の始端部に対応する一対の支保工３・３の内面側およびそれに連続してインバート部における一次覆工２の内面側には、前記ゴム板９を介してスペースチューブ８および隔壁形成用チューブ７を取付けておく。なお上記ウォータータイト工区Ｓ１を施工する前に排水工区Ｓ２を施工した場合には、その排水工区Ｓ２の防水シート５の端部にウォータータイト工区Ｓ１用の防水シート５を溶着または接着等で接続して一次覆工２の内面側に順次敷設する。また例えば坑口からウォータータイト工区Ｓ１を施工する場合には、ウォータータイト工区Ｓ１用の防水シート５を一次覆工２の内面に順次敷設する。その際、上記各防水シート５と一次覆工２との間には必要に応じて緩衝材４を介在させる。

なお上記一対の支保工３・３間の防水シート５には、一次覆工２と防水シート５との間に前記の固結材Ｋを注入するための注入管１０が貫通固着されている。また前記の隔壁形成用チューブ７およびスペースチューブ８にも、それらのチューブ内に固結材や空気または水等を注入するための注入管が貫通固着され、それらの注入管は所望の位置で防水シート５を貫通してトンネル内空側に引き出されているが図には省略した。

上記のようにして、一対の支保工３・３の内面側に設けられた隔壁形成用チューブ７とスペースチューブ８のうち、二次覆工６を施工する際にはスペースチューブ８を膨らますもので、そのスペースチューブ８は非通気性または非透水性の材料で形成し、該チューブ８内に図に省略した注入管から空気または水等の流体を注入して上記チューブ８を膨らませる。

上記各スペースチューブ８は本実施例においては複数本、図の場合は４本の樹脂製チューブを並べて配置した構成であり、それによって上部アーチ部においては各支保工３・３と防水シート５との間隔、また下部インバート部においては一次覆工２と防水シート５との間隔が二次覆工６を施工する際のコンクリートで押し狭められることなく、前記の隔壁Ｐを形成するためのスペースを良好に確保することができる。なお上記各スペースチューブ８は周方向に分割して形成することもできる。また上記の二次覆工６は周方向全長にわたって同時に形成するか、あるいはインバート部とアーチ部とを、それぞれ別の時期に施工することもできる。

上記のようにして防水シート５の内側に二次覆工６を施工したところで、スペースチューブ８内に充填した空気または水等の流体を、図に省略した注入管を介して真空吸引ポンプ等で吸引排出した後、隔壁形成用チューブ７内にモルタル等の固結材Ｇを充填する。すると、トンネル周方向全長にわたって設けた隔壁形成用チューブ７内の全域に固結材Ｇが行き渡って固化する。特に、上記隔壁形成用チューブ７として布製のものを用い、固結材Ｇとしてモルタルを用いた場合には、隔壁形成用チューブ７内に充填したモルタル中の水分が徐々に浸み出して脱水されつつ硬化する。それによって前記一対の支保工３・３の内側に強固な隔壁Ｐが形成される。

次いで、上記一対の支保工３・３間に設けた前記注入管１０から樹脂等の固結材Ｋを注入して一次覆工２と防水シート５との間に止水バリアＢを形成する。その際、一次覆工２と防水シート５との間のトンネル軸方向両側が前記の隔壁Ｐで閉塞されているので樹脂等の固結材Ｋが逸走したり広い範囲に流出することなく、一次覆工２と防水シート３との間の隙間を確実に充填閉塞してなる止水バリアＢを良好に形成することができる。

上記のようにして防水シートを備えたトンネル止水構造における排水工区Ｓ２とウォータータイト工区Ｓ１との工区境などに上記のような止水バリアＢを設けたことによって、防水シート背面側の湧水等の水がトンネル軸方向に流れるのを良好に阻止することができる。又それによって、例えば大きな水圧が作用しているウォータータイト工区から隣接する排水工区や坑外に多量の湧水が流出するのを簡単確実に防止することが可能となるものである。

なお上記のような止水バリアＢを形成する際の隔壁Ｐの形成手段等は適宜であり、例えば前記のスペースチューブ８または隔壁形成用チューブ７のいずれか一方のみで形成することも考えられるが、水や空気を注入したスペースチューブを隔壁として使用すると、使用中に水やエアが抜けたり圧力が低下して隔壁としての機能を良好に発揮できないおそれがある。一方、隔壁形成用チューブ７だけでは二次覆工用のコンクリートを打設したときにチューブ７が潰れて内部空間が塞がってしまい、モルタル等の固結材Ｇを注入する際にチューブ７内の全長に固結材Ｇが行き渡らなくなる懸念がある。これに対して上記実施例のように、隔壁形成用のスペースを確保するスペースチューブ８と隔壁形成用チューブ７との２種類のチューブを使用すると、前記止水バリアＢを良好に且つ確実に形成することができる。

図７は本発明によるトンネル止水構造の他の実施例を示すもので、本実施例は前記の隔壁Ｐを形成する手段として、地山１または一次覆工２の内面と、防水シート５との間に、独立気孔性の発泡体等よりなる非透液性のクッション材１５を介在させたものである。特に図の場合は、ウォータータイト工区Ｓ１の端部における防水シート５の内面側に、トンネル周方向に延びる一対のバリア材２０をトンネル軸方向に所定の間隔をあけて設け、その各バリア材２０の背面側における防水シート５と一次覆工２との間に、両者間の隙間を塞ぐようにして非透液性のクッション材１５を介在させたものである。

上記各バリア材２０は、従来公知のものと略同様に帯状の基材（ウエブ）２１の片面に、複数条の凸リブ２２を基材２１の長手方向略全長にわたって一体的に設けたもので、その各バリア材２０および前記のクッション材１５はトンネルの全周、即ち周方向全長にわたって連続的に設けられている。そして上記一対のクッション材１５・１５間における一次覆工２と防水シート５との間に、エポキシ樹脂等の固結材Ｋを充填固化させて止水バリアＢを形成したもので、上記一対のバリア材２０・２０間における防水シート５と二次覆工６との間にも上記と同様の固結材Ｋが注入充填されている。

上記のようなトンネル止水構造を施工するに当たっては、前記実施例と同様に地山内面に一次覆工２を施した後、その内面に防水シート５を敷設するもので、その際、上記防水シート５の背面側には、前記一対のクッション材１５を配置し、上記防水シート５の内面側には上記一対のバリア材２０を取付ける。上記クッション材１５は、必要に応じて上記防水シート５等に予め固着しておき、また上記バリア材２０は工場等で若しくは現場で防水シート５に溶着等で固着しておく。

次いで、上記防水シート５の内面側に二次覆工６を施工した後、前記一対のクッション材１５・１５間における一次覆工２と防水シート５との間、および上記一対のバリア材２０・２０間における防水シート５と二次覆工６との間に、それぞれエポキシ樹脂等の固結材Ｋを充填すればよい。その固結材Ｋの充填方法は適宜であるが、本実施例においては、周壁面が透液性を有する多孔ホースよりなる注入管１０を用いたものである。その注入管１０は本例においては図８に示すように、周面に多数の貫通小孔１１ａを有する有孔管１１の外周面にメッシュや布等よりなる編組管を被覆したもので、特に図の場合は編み方や編組密度等の異なる２種類の編組管１２・１３を順に被覆した構成である。その多孔ホースよりなる注入管１０の周壁面は、空気および前記のエポキシ樹脂等の固結材Ｋは通すように構成されている。

上記の注入管１０を、図７のように一対のクッション材１５・１５間における一次覆工２と防水シート５との間、および一対のバリア材２０・２０間における防水シート５と二次覆工６との間にそれぞれ挿入し、その注入管１０の端部を図には省略したが二次覆工６の内面側に突出させて、その端部から固結材Ｋを注入すればよい。この場合、一次覆工２と防水シート５との間および防水シート５と二次覆工６との間の隙間内に、それぞれ複数本の注入管１０を挿入して、その各注入管１０から固結材Ｋを注入してもよく、また上記各複数本の注入管１０のうちのいずれかを、上記内に残留する空気の排出用管として使用することもできる。他の構成は前記実施例と同様である。

図９は本発明によるトンネル止水構造の他の実施例を示すもので、同図（ａ）はトンネル上部のアーチ部分の縦断面図、同図（ｂ）はトンネル下部のインバート部分の縦断面図である。本実施例は、防水シート５の内面側に前記とほぼ同様のバリア材２０を設けると共に、防水シート５の背面側に前記のような一対の隔壁Ｐを構成するゴム板等の帯状パッキン１６・１６を設け、その両パッキン１６・１６間の一次覆工２と防水シート５との間に樹脂等の固結材Ｋを充填することによって止水バリアＢを形成したものである。

上記各パッキン１６は、トンネル全周、即ち周方向全長にわたって連続的に無端状に設けられ、トンネル上部のアーチ部では一次覆工内に埋設した支保工３と防水シート５との間、トンネル下部のインバート部では一次覆工２と防水シート５との間、特に図の場合は一次覆工２の内面側に設けた均しモルタル２５と防水シート５との間に介在されている。すなわち、アーチ部では、図９（ａ）に示すように隣接する一対のアーチ状支保工３の内周面側に溶接等で起立させて設けたスタッドボルト２６を利用して上記パッキン１６を取付けたもので、そのスタッドボルト２６には上記パッキン１６と防水シート５および押え板２７が順に挿通保持され、上記スタッドボルト２６にねじ込んだナット２８で上記押え板２７を支保工３側に押し付けることによって、上記各支保工３と防水シート５との間に、それぞれパッキン１６を密着保持させた構成である。

一方、インバート部では、支保工３がないので、上記スタッドボルト２６に替えて拡開式等の一対のアンカー３０を一次覆工２の内面側に打設すると共に、その各アンカー３０の近傍の一次覆工２の内面を均しモルタル２５で平滑に整え、上記各アンカー３０にねじ込んだボルト３１に前記のパッキン１６と防水シート５および押え板２７を順に挿通保持させ、上記各アンカーボルト３１にねじ込んだナット２８で上記各押え板２７を支保工３側に押し付けることによって、上記各均しモルタル２５と防水シート５との間に、それぞれパッキン１６を密着保持させた構成である。

そして上記両パッキン１６・１６間の一次覆工２と防水シート５との間の隙間内に前記実施例１と同様に樹脂等の固結材Ｋを充填することによって止水バリアＢを形成したものである。図中、１０は上記の固結材Ｋを注入充填するための注入管で、前記実施例１における注入管１０と同様に構成されている。

なお図の実施例においてはトンネル天端部付近における前記両バリア材２０・２０間の防水シート５と二次覆工６との間には、その間の隙間を塞ぐと共に、上記防水シート５を一次覆工２側に押し付けるためのモルタル等よりなる固結材Ｋが充填されている。図中、１７はその固結材Ｋを注入するための注入孔で、本実施例においてはコンタクトグラウト管１７ａ内に図に省略した棒状の心材を挿入した状態で、その管１７ａと心材とを二次覆工６内に埋設したのち上記心材のみを引き抜くことによって、孔の内面にコンタクトグラウト管１７ａを残留させた構成である。

上記のようなトンネル止水構造を施工するに当たっては、前記実施例と同様に地山内面に一次覆工２を施した後、その内面に上記のスタッドボルト２６やアンカーボルト３１で上記一対のパッキン１６と防水シート５とを押え板２７およびナット２８で固定すると共に、上記防水シート５の内面側に前記一対のバリア材２０を溶着等で取付ける。そのバリア材２０は工場等で予め取付けてもよく或いは現場で取付けてもよい。

次いで、上記防水シート５の内面側に二次覆工６を施工した後、前記の注入管１０により、前記一対のパッキン１６・１６間における一次覆工２と防水シート５との間の隙間内にエポキシ樹脂等の固結材Ｋを注入充填すればよい。また前記一対のバリア材２０・２０間における防水シート５と二次覆工６との間の隙間には、前記の注入孔１０からモルタル等の固結材Ｋを充填すればよい。

上記のように隔壁Ｐをゴム板等のパッキン１６で構成すると、支保工３または一次覆工２と防水シート５とに隙間なく密着した状態で良好に隔壁Ｐを形成することができる。また上記パッキン１６をスタッドボルト３１やアンカーボルト３３に挿通保持させると、簡単・確実に位置決め固定することができる。

図１０は本発明によるトンネル止水構造の更に他の実施例を示すもので、本実施例はウォータータイト工区Ｓ１の端部における防水シート５の内外両面にバリア材２０を一体的に設け、その防水シート５の外側に、上記外面側のバリア材２０の基材２１および凸リブ２２を埋め込むようにして仮巻コンクリート３５を打設したものである。上記の外面側のバリア材２０と仮巻コンクリート３５とで前記の防水シート背面側（外周面側）の止水バリアＢが構成されている。

特に図の場合は、ウォータータイト工区Ｓ１の端部に対応する地山１の内面に形成した凹部１ａを含む地山内面に一次覆工２を施し、上記凹部１ａの内方に位置する一次覆工２の内面に形成した凹部２ａ内に前記の仮巻コンクリート３５を形成したものである。また前記防水シート５の内側には、前記内面側のバリア材２０の基材２１および凸リブ２２を埋め込むようにしてコンクリートを打設することによって二次覆工６が形成されている。

上記のようなトンネル止水構造を施工するに当たっては、例えばウォータータイト工区Ｓ１の端部に対応する地山１の内面に凹部１ａを形成して、その凹部１ａを含む地山内面に吹付けコンクリート等よりなる一次覆工２を施した後、上記凹部１ａの内方に位置する一次覆工２の内面に凹部２ａを形成する。次いで、その凹部２ａの開口側に前記のバリア材２０を配置すると共に、上記開口側を図に省略した型枠等で閉塞した後、上記凹部２ａ内にコンクリートを充填して仮巻コンクリート３５を形成する。すると、その仮巻コンクリート３５内に上記バリア材２０の凸リブ２２が一体的に埋設固着された状態となる。

その状態で、上記の型枠等を外して、上記仮巻コンクリート３５と一次覆工２の内面側に防水シート５を敷設し、その防水シート５と上記バリア材２０の基材２１とを溶着等により一体的に固着する。次いで、上記バリア材２０の内側に位置する防水シート５の内面側にもバリア材２０を溶着等で一体的に固着し、そのバリア材２０を含む防水シート５の内面側に二次覆工６を施工すればよい。

なお上記防水シート５の内面側のバリア材２０は予め工場等で上記防水シート５に固着しておいてもよい。また上記防水シート５の背面側または両面のバリア材２０を予め工場等もしくは現場で上記防水シート５に固着してから、それらを前記凹部２ａの開口側に配置した状態で前記の仮巻コンクリート３５を形成するようにしてもよい。

本実施例においては、上記のようにバリア材２０と、それを埋め込んだ仮巻コンクリート３５とで構成される止水バリアＢによって、トンネル軸方向への湧水流出を良好に防止することができる。また上記実施例によれば、防水シート５に穴を開ける必要もないので、耐久性および信頼性の高いトンネル止水構造を提供することが可能となる。

なお上記各実施例は、トンネル地山内面に吹付けコンクリート等の一次覆工２を施し、その一次覆工２の内面に不織布等の緩衝材４を介して防水シート３を敷設したが、本発明は地山１の内面に上記のような一次覆工２を施こすことなく、上記地山内面に直接または上記のような緩衝材４を介して防水シート３を敷設する場合にも適用可能である。

さらに前記実施例１および３においては、前記の隔壁Ｐを構成する隔壁形成用チューブ７およびパッキン１６を、トンネル上部のアーチ部分においては支保工３の内面に沿って設けるようにしたが、必ずしも支保工３に沿って設ける必要はなく、アーチ部においてもインバート部と同様に一次覆工２の内面もしくは地山１の内面に設けてもよい。また前記実施例２においては、クッション材１５をトンネル周方向全長にわたって二次覆工２の内面に設けたが、支保工が存在する箇所にあってはその内面、また二次覆工２を施工しない場合には地山内面に設ければよい。

本発明によるトンネル止水構造およびその施工方法は、上記のようにトンネルの工区境などに適用するトンネル止水構造であって、掘削したトンネルの地山内面またはその内面に施工した一次覆工の内面に防水シートを敷設し、その防水シートの上記工区境近傍位置のシート外周面における上記地山内面または一次覆工内面との間に、上記地山内から湧出する水がトンネル軸方向に流れるのを阻止する止水バリアを設けたことによって、地山内から防水シート背面側に湧出した水がトンネル軸方向に流れるのを良好に阻止することが可能となるもので、例えば大きな水圧が作用しているウォータータイト工区から隣接する排水工区や坑外に多量の湧水が流出するのを簡単確実に防止することができる。また上記のようなトンネル止水構造は、ウォータータイト工区の途中の区間などにも適用可能であり、トンネル外周面側の止水管理や設計の自由度を増大させることができる。

本発明によるトンネル止水構造の概略構成を示す斜視図。 一対の隔壁を形成して止水バリアを設ける場合の概略構成の斜視図。 本発明によるトンネル止水構造の一実施例を示す一部の縦断面図。 図３におけるＡ−Ａ横断面図。 （ａ）および（ｂ）は図３におけるａ部およびｂ部の拡大図。 （ａ）〜（ｃ）は上記トンネル止水構造の施工手順の一例を示す説明図。 本発明によるトンネル止水構造の他の実施例を示す縦断面図。 上記のトンネル止水構造に用いた注入管の構成例を示す説明図。 （ａ）および（ｂ）は本発明によるトンネル止水構造の他の実施例を示すトンネルアーチ部およびインバート部の縦断面図。 本発明によるトンネル止水構造の他の実施例を示す縦断面図。

符号の説明

１ 地山
２ 一次覆工
３ 支保工
４ 緩衝材
５ 防水シート
６ 二次覆工
７ 隔壁形成用チューブ
８ スペースチューブ
９ 緩衝用ゴム板
１０ 注入管
１１ 有孔管
１１ａ 貫通小孔
１２、１３ 編組管
１５ クッション材
１６ 帯状パッキン
１７ 注入孔
２０ バリア材
２１ 基材
２２ 凸リブ
２５ 均しモルタル
２６ スタッドボルト
２７ 押え板
２８ ナット
３０ アンカー
３１ ボルト
３５ 仮巻コンクリート
ｇ 隙間
Ｇ、Ｋ 固結材
Ｂ 止水バリア
Ｐ 隔壁
Ｓ１ ウォータータイト工区
Ｓ２ 排水工区

Claims (7)

1. トンネルの工区境などに適用するトンネル止水構造であって、掘削したトンネルの地山内面またはその内面に施工した一次覆工の内面に防水シートを敷設し、その防水シートの上記工区境近傍位置のシート外周面における上記地山内面または一次覆工内面との間に、上記地山内から湧出する水がトンネル軸方向に流れるのを阻止する止水バリアを設けたことを特徴とするトンネル止水構造。
2. 前記止水バリアは、ウォータータイト工区の端末部分に設けてなる請求項１記載のトンネル止水構造。
3. 前記止水バリアは、トンネル周方向に全長にわたって設けてなる請求項１または２記載のトンネル止水構造。
4. 前記請求項１記載のトンネル止水構造の施工方法であって、前記止水バリアを、前記地山内面または一次覆工内面と防水シートとの間に樹脂等の固結材を充填固化させることによって形成することを特徴とするトンネル止水構造の施工方法。
5. 前記止水バリアは、前記地山内面または一次覆工内面と防水シートとの間のトンネル軸方向２箇所に隔壁を形成した後に、その両隔壁間に樹脂等の固結材を充填固化させることによって形成するようにした請求項５記載のトンネル止水構造の施工方法。
6. 前記隔壁は、少なくともトンネルのアーチ部においては一次覆工内に埋設した支保工と防水シートとの間に形成してなる請求項６記載のトンネル止水構造の施工方法。
7. 前記隔壁は、前記地山内面またはその内面に施工した一次覆工の内面と防水シートとの間に予め配置した隔壁空間確保用のスペースチューブを膨らませた状態で、上記防水シートの内側に二次覆工を施工した後、上記スペースチューブを収縮させ、これにより形成されたトンネル周方向に連続した空間内に固結材を注入固化させることによって形成するようにした請求項５または６記載のトンネル止水構造の施工方法。

Images