JP2012017590A

JP2012017590A - トンネル構築方法

Info

Publication number: JP2012017590A
Application number: JP2010154942A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Ashizawa; 良一芦澤; Noboru Sakata; 昇坂田; Goro Sakai; 吾郎坂井; Manabu Hashimoto; 橋本　　学
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: JP5411076B2

Abstract

【課題】本発明は、施工性が良好で、工期の大幅な延長を伴わなくても済むようにしたトンネル構築方法を提供する。
【解決手段】トンネル構築方法は、二次覆工コンクリート６の打設時に防水シート５の頂部５ａにブリーディング水が集まってくることに着目して発明がなされ、この場所に袋セメント１０を配置させる。この袋セメント１０は、二次覆工コンクリート６に利用されるセメントのＰＨ以上のアルカリ水で溶解する素材からなる袋体１１と、この袋体１１内に封入されたセメント１２と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ナトム(ＮＡＴＭ)工法に利用されるトンネル構築方法に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２０１０−１６３３号公報がある。この公報に記載されたトンネル構築方法は、覆工コンクリートの頂部に発生した空洞による覆工コンクリートのヒビ割れを防止するために、吹付けコンクリートの表面の全体に渡って緩衝材を固定している。この緩衝材は、防水シートの裏面に配置され、コンクリート釘によって吹付けコンクリートに固定される。このように緩衝材を利用することで、地山からの外力が覆工コンクリートに伝え難くなり、覆工コンクリートにヒビ割れを発生させ難くしている。

特開２０１０−１６３３号公報

しかしながら、前述した従来のトンネル構築方法では、吹付けコンクリートの全面に緩衝材を施工しなければならないので、施工性が悪く、工期の大幅な延長を招来するといった問題点がある。

本発明は、施工性が良好で、工期の大幅な延長を伴わなくても済むようにしたトンネル構築方法を提供することを目的とする。

本発明は、地山の掘削後にコンクリートの吹き付けにより地山に形成されてなる一次覆工コンクリートと、
一次覆工コンクリートから地山に向けて打ち込まれたロックボルトと、
一次覆工コンクリートの表面に固着された防水シートと、
防水シートと型枠との間にコンクリートを打設して、防水シートの表面に形成された二次覆工コンクリートと、を備えたトンネルにおいて、
二次覆工コンクリートに利用されるセメントのＰＨのアルカリ水で溶解する素材からなる袋体と、この袋体内に封入されたセメントと、を有する袋セメントを、防水シートのトンネル頂部に固着させ、その後、二次覆工コンクリートを打設することを特徴とする。

トンネルを構築するにあたって、二次覆工コンクリートを打設した際に、防水シートの頂部にブリーディング水が集まってくる。このブリーディング水が蒸発するとこの場所に空洞ができ、この空洞により二次覆工コンクリートにヒビ割れが発生し易くなる。この二次覆工コンクリートは、流動性を高めるために一次覆工コンクリートよりも水分が多く含まれているので、ブリーディング水の発生が多く、空洞が出来易い。そこで、本発明は、二次覆工コンクリートの打設時に防水シートの頂部にブリーディング水が集まってくることに着目してなされ、この場所に袋セメントを配置させることにある。この袋セメントは、二次覆工コンクリートに利用されるセメントのＰＨ以上のアルカリ水で溶解する素材からなる袋体と、この袋体内に封入されたセメントと、を有しているので、ブリーディング水が発生すると、袋セメントの袋体が溶解され、これによって、セメントとブリーディング水とが反応して、ブリーディング水が溜まり易い部分すなわち空洞が出来やすい部分をコンクリートで埋めることができる。このような袋セメントの施工は、防水シートへの全面施工ではなく、防水シートの頂部だけの部分施工で良いので、施工性が良好で、しかも工期の大幅な延長を伴わなくても済むといった優れた効果を奏している。

また、袋体は、二次覆工コンクリートの打設時に防水シートの頂部に集まるブリーディング水との接触から予定時間後であって、二次覆工コンクリートの硬化所用時間までの間に溶け、袋体内のセメントとブリーディング水とが反応すると好適である。
ブリーディング水によって袋体が溶けて、セメントがブリーディング水と反応を開始する時間は、セメントとブリーディング水との接触から予定時間後である。この予定時間は、二次覆工コンクリート用のセメントが固まり始めて半固化状態になる例えば２〜３時間が適切であり、これは、二次覆工コンクリート用セメントと空洞用セメントとが混ざり合うことができる時間を考慮して適宜決定されるものである。二次覆工コンクリートの固化前は、二次覆工コンクリート用セメントと空洞用のセメントとが混ざり合い易く、境界ができ難く、確実な空洞埋めが達成される。

本発明によれば、施工性が良好で、工期の大幅な延長を伴わなくても済む。

本発明に適用される袋セメントをトンネル内に設置した状態を示す断面図である。図１に対応する斜視図である。袋セメントを示す斜視図である。従来のトンネルを示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るトンネル構築方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、トンネル１は、ナトム(ＮＡＴＭ)工法により構築されている。このナトム工法にあっては、地山２を掘削し、地山２の壁面にコンクリートを吹付けて一次吹付けコンクリートを打設する。一次吹付けコンクリートの打設後、トンネル１内に鋼製の支保工を立て込んで、金網を設置する。その後、一次吹付けコンクリートにコンクリートを吹き付けて二次吹付けコンクリートを打設し、一次吹付けコンクリートと二次吹付けコンクリートとで一次覆工コンクリート３がトンネル１内に構築される。

その後、一次覆工コンクリート３から地山２に向かってロックボルト４を打ち込んで、トンネル１の周囲をアーチ状の構造物にする。一次覆工コンクリート３の表面に防水シート５を固着させる。防水シート５の施工後、トンネル１内に型枠をセットし、防水シート５と型枠との間にコンクリートを打設して、防水シート５の表面に二次覆工コンクリート６が構築される。

このようなナトム工法で構築されたトンネル１は、図４に示すように、二次覆工コンクリート６を打設する際に、防水シート５の頂部５ａにブリーディング水が集まってくる。このブリーディング水が蒸発するとこの場所に深さ５〜２０ｍｍ程度の空洞Ｓができて、この空洞Ｓにより二次覆工コンクリート６にヒビ割れＰが発生し易くなる。この二次覆工コンクリート６は、流動性を高めるために一次覆工コンクリート３よりも水分が多く含まれているので、ブリーディング水の発生が多く、空洞Ｓが出来易い。

そこで、二次覆工コンクリート６の打設時に防水シート５の頂部５ａにブリーディング水が集まってくることに着目して発明がなされ、この場所に袋セメント１０を配置させる。図３に示すように、この袋セメント１０は、二次覆工コンクリート６に利用されるセメントのＰＨ以上のアルカリ水で溶解する素材からなる袋体１１と、この袋体１１内に封入されたセメント１２と、を有している。

なお、セメント１２に混じって骨材として砂や砂利等が含まれていてもよい。袋体１１の素材としては、木材パルプ繊維、非木材系パルプ繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維などからなる水解紙が適切である。

図１及び図２に示すように、この袋セメント１０の厚さや幅は、空洞Ｓの深さや幅に対応し、袋セメント１０長さは、二次覆工コンクリート６の施工に利用される型枠の長さに対応している。また、袋セメント１０は、トンネル１内で落下しないように、両面テープや所望の接着剤によって防水シート５に貼り付けられる。

二次覆工コンクリート６を構築する際に、防水シート５と型枠との間にコンクリートを注入すると、防水シート５の頂部５ａにブリーディング水が集まってくる。このブリーディング水により袋セメント１０の袋体１１が溶解され、これによって、セメントとブリーディング水とが反応して、ブリーディング水が溜まり易い部分すなわち空洞Ｓが出来やすい部分をコンクリートで埋めることができる。

このような袋セメント１０の施工は、防水シート５への全面施工ではなく、防水シート５の頂部５ａだけの部分施工で良いので、施工性が良好で、しかも工期の大幅な延長を伴わなくても済むといった優れた効果を奏している。

ブリーディング水によって袋体１１が溶けて、セメント１２がブリーディング水と反応を開始する時間は、セメント１２とブリーディング水との接触から予定時間後である。この予定時間は、二次覆工コンクリート６用のセメントが固まり始めて半固化状態になる例えば２〜３時間が適切であり、これは、二次覆工コンクリート用セメントと空洞用セメント１２とが混ざり合うことができる時間を考慮して適宜決定されるものである。二次覆工コンクリート６の固化前は、二次覆工コンクリート６に利用されるセメントと空洞Ｓの埋設に利用されるセメント１２とが混ざり合い易く、境界ができ難く、確実な空洞埋めが達成される。

袋体１１の溶ける時間は、繊維同士の結合力を調整することや、表面処理や、厚さの変更によって調整が行われるが、トンネル構築前に行われるモデル型枠による施工実験を踏まえて決定するのが好ましい。

１…トンネル２…地山３…一次覆工コンクリート４…ロックボルト５…防水シート５ａ…頂部６…二次覆工コンクリート１０…袋セメント１１…袋体１２…セメントＳ…空洞

Claims

地山の掘削後にコンクリートの吹き付けにより前記地山に形成されてなる一次覆工コンクリートと、
前記一次覆工コンクリートから前記地山に向けて打ち込まれたロックボルトと、
前記一次覆工コンクリートの表面に固着された防水シートと、
前記防水シートと型枠との間にコンクリートを打設して、前記防水シートの表面に形成された二次覆工コンクリートと、を備えたトンネルにおいて、
前記二次覆工コンクリートに利用されるセメントのＰＨのアルカリ水で溶解する素材からなる袋体と、この袋体内に封入されたセメントと、を有する袋セメントを、前記防水シートのトンネル頂部に固着させ、その後、前記二次覆工コンクリートを打設することを特徴とするトンネル構築方法。
前記袋体は、前記二次覆工コンクリートの打設時に前記防水シートの頂部に集まるブリーディング水との接触から予定時間後であって、前記二次覆工コンクリートの硬化所用時間までの間に溶け、前記袋体内のセメントと前記ブリーディング水とが反応することを特徴とする請求項１記載のトンネル構築方法。