JP2015183398A - トンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 覆工コンクリートから漏水が発生した場合の止水対策として、覆工の打設単位間に生じる打ち継ぎ目からの充填材のリークを、簡便な構造及び方法で確実に防止する。
【解決手段】 覆工コンクリートからの漏水生時における止水対策であって、覆工打設単位（ブロック）のトンネル延長方向の両端部において、防水シート４０と覆工コンクリート３０の間に位置するように、トンネル横断方向に中空状で柔軟性を有するリーク防止部材５０を設置し、いずれかのブロックで防水シート４０と覆工コンクリート３０との間で漏水が生じた場合に、当該ブロックの両端部に設置したリーク防止部材５０の中空部内に流体を圧入することにより、リーク防止部材５０を膨張させて覆工コンクリート３０及び防水シート４０に密着させ、隙間内に充填材７０を注入することにより、充填材のリークを各ブロック単位で防止して漏水を止水する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置に関するものであり、詳しくは、山岳トンネルにおいてトンネル覆工コンクリートからの漏水を止める等の目的で覆工の背面と防水シートの間に充填材を注入する際に、当該充填材の注入範囲を覆工コンクリートの打設単位に限定して効率的に行うための方法及び装置に関するものである。

すなわち、従来の技術では、覆工コンクリートを施工する打設単位を１ブロックとして、各ブロック間に生じる打ち継ぎ目から充填材のリークが発生して、結果として効果的で効率的な注入ができないという実態がある。本発明は、このような従来の技術が有する問題点に鑑み、トンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時に、覆工コンクリートの打ち継ぎ目からの充填材のリークを防止するための方法及び装置に関するものである。

ＮＡＴＭ工法等を利用して掘削した山岳トンネルでは、ジャンボ等の掘削装置により掘削を行った後に、トンネル側面にロックボルトを装入するとともに支保工を施工し、その内空側にコンクリートを吹付けて一次覆工を形成する。その後、トンネル形状をした移動式型枠（セントル）を用いて、覆工コンクリート（二次覆工）を打設する工法が一般的に採用されている。

従来、トンネル覆工を施工するための方法として、型枠（セントル）に設けた材料注入口（検査窓等）から充填パイプを挿入して、この充填パイプから材料を充填する方法が知られている。また、二次覆工コンクリートを打設する前に、トンネル掘削面に吹き付けた一次覆工コンクリート表面に、岩盤側からの漏水をリーク防止するための防水シートを展張する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された技術は、一次覆工コンクリート（吹き付けコンクリート）を打設した後に、型枠（セントル）の外周面に防水シートを展張し、防水シートを一次覆工コンクリート表面側に近接させた後、防水シートと一次覆工コンクリート表面との間に、接着剤等の凝固剤を注入し、一次覆工コンクリート表面に凝固剤を介して防水シートを固着させる方法に関するものである。

特開２００２−２１４９２号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された技術は、一次覆工コンクリート（吹き付けコンクリート）の表面に対して、密実になおかつ平滑に防水シートを展張することができるので、高い防水性能を発揮するとともに、均質でクラックの少ない覆工を実現することができる。この際、型枠（セントル）のトンネル延長方向の長さは約１０ｍ程度であり、一度に施工できる覆工の長さも同程度である。したがって、覆工コンクリートの打設単位を１ブロックとした場合に、各ブロック間に生じる打ち継ぎ目が生じることになる。

打設したコンクリートが乾燥収縮することは周知であり、このために種々の方策が講じられているが、特に覆工コンクリートを施工する際に、乾燥収縮の影響は一次覆工コンクリート（吹き付けコンクリート）と二次覆工コンクリートの隙間となって現れる。この隙間は、従来の施工方法では防水シートが二次覆工に追従するため、シートの背面側に隠れてしまい可視することができなかったが、特許文献１に記載された技術により防水シートが一次覆工に固定されるため、二次覆工と防水シートの間に顕在化されるようになる。なお、単に覆工又は覆工コンクリートと記述したときは、二次覆工コンクリートのことを意味する。

隙間が発生する原因としては、若材齢時における型枠の脱型による覆工自重による変形、覆工背面側の収縮、ブリージング等が考えられる。トンネルの断面横断方向の長さや覆工コンクリートの巻厚にもよるが、天端付近では約５ｍｍ程度の隙間が生じることがある。この際、防水シートが何らかの原因で破れてしまうと、当該破れ目から浸入した水は、トンネルの軸方向（縦断方向）に流れ、覆工からの漏水の原因となる。このような漏水が生じた場合には、隙間にグラウト材を注入してリーク防止するが、漏水が覆工の打ち継ぎ部を超えて広範囲に広がったり、打ち継ぎ部からグラウト材がリークしたりして、リーク防止効果を十分に発揮できない場合もある。

この点、特許文献１に記載された技術では、密実に防水シートを展張りすることができるが、万が一、漏水が発生した場合には、その影響を最小限に留める必要がある。また、予め覆工の各打ち継ぎ部に、堅牢なリーク防止装置を設けることも考えられるが、リーク防止装置が大がかりなものとなってしまう。また、隙間の大きさも一定ではないため、あらゆる状況を想定して、画一的なリーク防止装置を設けることは非現実的であり、さらに、製造コストが上昇する。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたものであるが、覆工コンクリートの打設単位間に生じる打ち継ぎ目からの充填材のリーク（漏えい）を防止するための方法及び装置であって、簡便な構造及び方法で確実にリーク防止することが可能な、トンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置を提供すること目的とする。特に、本発明は、特許文献１に記載された技術を用いて施工された山岳トンネルに好適に適用することを目的とする。

本発明のトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置（以下、充填材のリーク防止方法または充填材のリーク防止装置と略記することがある）は、上述した目的を達成するための技術であり、覆工コンクリートから漏水があり、充填材でリーク防止する際に、覆工コンクリートの打設単位を１ブロックとして、各ブロック間に生じる打ち継ぎ目からの充填材のリーク（漏えい）を防止するためのリーク防止方法またはリーク防止装置関するものである。

本発明の充填材のリーク防止方法は、各ブロックのトンネル延長方向の両端部において、防水シートと覆工コンクリートとの間に位置するように、トンネル横断方向に中空状で柔軟性を有するリーク防止部材を設置する。そして、いずれかのブロックで防水シートと覆工コンクリートとの間で漏水が生じた場合に、当該ブロックの両端部に設置したリーク防止部材の中空部内に流体を圧入することにより、リーク防止部材を膨張させて覆工コンクリート及び防水シートに密着させる。この状態で、隙間内に充填材を注入することにより、当該充填材のリークを各ブロック単位で防止して漏水を止水することを特徴とするものである。

また、上述した充填材のリーク防止方法において、隙間内へ充填材を注入するために、覆工コンクリートの適宜位置に、覆工コンクリートの内空面側から防水シート側へ貫通するとともに、通常状態では、閉塞された充填材注入部を設けておくことが好ましい。このような構成では、防水シートと覆工コンクリートとの間で漏水が生じた場合に、充填材注入部の閉塞を開放し、隙間に充填材を注入する。

本発明の充填材のリーク防止装置は、各ブロックのトンネル延長方向の両端部において、防水シートと覆工コンクリートとの間に位置するよう、トンネル横断方向に設置した、中空状で柔軟性を有するリーク防止部材と、リーク防止部材の中空部内に流体を圧入する圧入装置とを備えたことを特徴とするものである。

また、上述した充填材のリーク防止装置において、覆工コンクリートには、その内空面側から防水シート側へ貫通するとともに、通常状態では閉塞され、充填材を注入する際に開放可能な充填材注入部を備えることが好ましい。

本発明のトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置では、予め、各ブロックのトンネル延長方向の両端部において、防水シートと覆工コンクリートとの間に位置するようにして、トンネル横断方向にリーク防止部材を設置しておく。このリーク防止部材は、中空状で柔軟性を有するため、内部に流体を圧入することにより膨張し、覆工コンクリート及び防水シートに密着させることができる。

したがって、いずれかのブロックで防水シートと覆工コンクリートとの間で漏水が生じた場合に、当該ブロックの両端部に設置したリーク防止部材の中空部内に流体を圧入することにより、当該ブロック内で発生した漏水および充填材が他のブロックまで波及することがない。

このように、本発明のトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置によれば、防水シートと覆工コンクリートとの間で漏水が発生した場合であっても、各覆工コンクリートをブロック化してブロック単位で止水対策を行うことができる。すなわち、各ブロックの打ち継ぎ目からの充填材のリークを、簡便な構造及び方法でありながら、確実に防止することが可能なリーク防止方法及びリーク防止装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る充填材のリーク防止方法及び充填材のリーク防止装置の説明図（トンネル縦断面方向）。 本発明の実施形態に係る充填材のリーク防止方法及び充填材のリーク防止装置の説明図（トンネル横断面方向）。 本発明の実施形態に係る充填材のリーク防止装置の概略構成図。

以下、図面を参照して、本発明のトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置の実施形態を説明する。図１〜図３は、本発明の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置を説明するものであり、図１はトンネル縦断面方向における充填材のリーク防止方法及び充填材のリーク防止装置の説明図、図２はトンネル横断面方向における充填材のリーク防止方法及び充填材のリーク防止装置の説明図、図３は充填材のリーク防止装置の概略構成図である。

＜トンネル構造＞
本発明のトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法及びリーク防止装置は、例えば、ＮＡＴＭ工法を用いて構築した山岳トンネルに対して、好適に適用することができる。図示しないが、このトンネルは、ジャンボ等の掘削装置により掘削を行った後に、トンネル側面にロックボルトを装入するとともに支保工を施工する。

そして、図１及び図２に示すように、トンネルの内空面にコンクリートを吹付けて一次覆工１０を形成する。続いて、一次覆工１０の内空面に防水シート４０を展張し、一次覆工１０と防水シート４０との間隙内に凝固剤（充填材）２０を充填してリーク防止を行う。続いて、一次覆工１０の内空面側に型枠（図示せず）を設置し、覆工コンクリート３０を打設して二次覆工を形成する。

＜充填材のリーク防止装置＞
本発明の実施形態に係る充填材のリーク防止装置は、覆工コンクリート３０の打設単位を１ブロックとして、各ブロック間に生じる打ち継ぎ目３１からの漏水を防止するための装置である。この充填材のリーク防止装置は、図２及び図３に示すように、リーク防止部材５０と、圧入装置８０とを主要な構成部材としている。

＜リーク防止部材＞
リーク防止部材５０は、各ブロックのトンネル延長方向の両端部において、防水シート４０と覆工コンクリート３０との間に位置するよう、トンネル横断方向に設置した、中空状で柔軟性を有する部材である。このリーク防止部材５０は、専用の部材を用いることもできるが、中空状で柔軟性を有すればよく、例えば、ゴム製あるいは合成樹脂製のチューブやホースを転用することができる。なお、リーク防止部材５０は、一端部が閉塞されており、他端部が圧入装置８０に連通接続可能となっている。

＜圧入装置＞
圧入装置８０は、リーク防止部材５０の中空部内に流体を圧入する装置である。この圧入装置８０は、例えば、リーク防止部材５０の端部に接続して、中空部内に流体を送出するポンプからなる。リーク防止部材５０の中空内に圧入する流体は、リーク防止部材５０を膨張させることができればどのような材料であってもよく、例えば、空気、水、粘性流体等を用いることができる。また、リーク防止部材５０を膨張させた後に、膨張状態を維持させるためには、例えば、圧入時には流動性を有し、所定時間経過後に硬化する硬化材を用いればよい。

＜充填材注入部＞
本実施形態では、覆工コンクリート３０の内空面側から防水シート４０側へ貫通するとともに、通常状態では閉塞され、充填材７０を注入する際に開放可能な充填材注入部６０を備えている。この充填材注入部６０は、例えば、覆工コンクリート３０を、その厚み方向に貫通するパイプからなり、覆工コンクリート３０の内空面側にボルト等の栓部材６１を取り付ける。そして、通常状態では、栓部材６１により充填材注入部６０を閉塞状態としておく。そして、防水シート４０と覆工との隙間に充填材７０を注入する際に、栓部材６１を取り外して充填材注入部６０の一端部（トンネル内空面側）に充填材注入装置（図示せず）を取り付け、充填材注入部６０を介して、防水シート４０と覆工コンクリート３０との隙間に充填材７０を充填する。

なお、予め、充填材注入部６０を設けておくのではなく、防水シート４０と覆工コンクリート３０との隙間に充填材を注入する必要が生じた場合に、覆工コンクリート３０に対して穿孔を行い、充填材７０の注入孔を設けてもよい。

＜充填材のリーク防止方法＞
本実施形態の充填材のリーク防止方法は、図１及び図２に示すように、各ブロックのトンネル延長方向の両端部において、防水シート４０と覆工コンクリート３０との間に位置するように、トンネル横断方向に中空状で柔軟性を有するリーク防止部材５０を設置しておく。そして、いずれかのブロックで防水シート４０と覆工コンクリート３０との間で漏水が生じた場合に、当該ブロックの両端部に設置したリーク防止部材５０の中空部内に流体を圧入することにより、リーク防止部材５０を膨張させて膨張部５１を形成し、リーク防止部材５０の外周面を覆工コンクリート３０及び防水シート４０に密着させる（図１下段、図３参照）。

この状態で、隙間内に充填材７０を注入することにより、各ブロック単位で充填材７０のリークを防止して止水を行うことができる。なお、図１下段において、リーク防止部材５０の膨張を明確に表現するために、防水シート４０と覆工コンクリート３０との隙間を誇張しているが、実際の施工状態で防水シート４０と覆工コンクリート３０との間に生じる隙間は、約５ｍｍ程度である。

また、隙間内へ充填材７０を注入するために、予め覆工コンクリート３０に充填材注入部６０を設けている場合には、防水シート４０と覆工コンクリート３０との間で漏水が生じると、充填材注入部６０の閉塞を開放し、隙間に充填材７０を注入すればよい。

１０ 一次覆工
２０ 凝固剤
３０ 覆工コンクリート
３１ 打ち継ぎ目
４０ 防水シート
５０ リーク防止部材
５１ 膨張部
６０ 充填材注入部
６１ 栓部材
７０ 充填材
８０ 圧入装置

Claims (4)

1. 覆工コンクリートから漏水が発生した場合の止水対策で充填材を注入する際に、覆工コンクリートの打設単位を１ブロックとして、各ブロック間に生じる打ち継ぎ目からの充填材のリークを防止するためのリーク防止方法であって、
   前記各ブロックのトンネル延長方向の両端部において、防水シートと覆工コンクリートとの間に位置するように、トンネル横断方向に中空状で柔軟性を有するリーク防止部材を設置し、
   前記いずれかのブロックで防水シートと覆工コンクリートとの間で漏水が生じた場合に、当該ブロックの両端部に設置した前記リーク防止部材の中空部内に流体を圧入することにより、前記リーク防止部材を膨張させて覆工コンクリート及び防水シートに密着させ、
   前記隙間内に充填材を注入することにより、当該充填材のリークを各ブロック単位で防止して前記漏水を止水する、
   ことを特徴とするトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法。
2. 前記隙間内へ充填材を注入するために、覆工コンクリートの適宜位置に、覆工コンクリートの内空面側から防水シート側へ貫通するとともに、通常状態では、閉塞された充填材注入部を設け、
   前記防水シートと覆工コンクリートとの間で漏水が生じた場合に、前記充填材注入部の閉塞を開放し、前記隙間に充填材を注入する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止方法。
3. 覆工コンクリートから漏水が発生した場合の止水対策で充填材を注入する際に、覆工コンクリートの打設単位を１ブロックとして、各ブロック間に生じる打ち継ぎ目からの充填材のリークを防止するためのリーク防止装置であって、
   前記各ブロックのトンネル延長方向の両端部において、防水シートと覆工コンクリートとの間に位置するよう、トンネル横断方向に設置した、中空状で柔軟性を有するリーク防止部材と、
   前記リーク防止部材の中空部内に流体を圧入する圧入装置と、
   を備えたことを特徴とするトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止装置。
4. 前記覆工コンクリートには、その内空面側から防水シート側へ貫通するとともに、通常状態では閉塞され、充填材を注入する際に開放可能な充填材注入部を備えたことを特徴とする請求項３に記載のトンネル覆工コンクリート背面への充填材注入時における打ち継ぎ目からのリーク防止装置。

Images