JP2020165096A - トンネル防水シートの自動溶着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル止水施工において、トンネル軸方向に隣接する防水シートにおける端部同士の拝み合わせ溶着を、人手を要することなく行うことを可能とし、以って、作業精度および作業性を向上できる技術を提供する。【解決手段】自動溶着装置は、トンネル周方向に沿ってアーチ状に延在する溶着機用ガイドレールと溶着機用ガイドレールに沿って走行自在な自走式拝み合わせ溶着機を備え、自走式拝み合わせ溶着機は、溶着用回転シャフト対と、一対の防水シートの端部を加熱する加熱器と、溶着用回転シャフト対の各々に対して同軸に固定される溶着用ローラ対と、を含む溶着部と、溶着用回転シャフト対を逆方向に回転駆動する回転駆動源を有し、加熱器によって加熱された防水シートの端部同士を重ね合わせた状態で溶着用ローラ対によって防水シートの端部同士を挟圧しながら溶着機用ガイドレールに沿って走行する。【選択図】図５

Description

本発明は、トンネル防水シートの自動溶着装置に関する。

従来、トンネル内への地山からの漏水を止水するための止水構造において、トンネル坑内面や、トンネル坑内面に設けられる一次覆工の吹付けコンクリートの内面に対して防水シートを敷設することが行われている。また、トンネルの止水構造として、トンネル坑内面や一次覆工の吹付けコンクリートの内面に対して、架台の上に載せた状態で防水シートを離間して配置し、トンネル坑内面や吹付けコンクリート内面と防水シートとの間の空隙に裏込め充填材等を充填し、防水シートの背面の空隙を無くすと共に、トンネル坑内面や吹付けコンクリート内面の凹凸形状に関係なく、防水シートの表面を凹凸のない平滑な状態で展張する工法（以下、「背面平滑型トンネルライニング工法」という）も知られている（例えば、特許文献１等を参照）。

背面平滑型トンネルライニング工法を用いる場合、トンネル軸方向で隣接する防水シートの端部同士を現場で溶着することが一般に行われる。例えば、図１は、従来におけるトンネル止水構造の施工手順を示す図である。図１に示す施工法の場合、シート架台１０４の上に第１の防水シート１０１ｐを前端部１０１ｂが折り返された状態で載置して、その状態で支保工１０２が埋設された吹付けコンクリート１０３に近づけて所定位置で定置し、エアバルク１０５を膨らませて充填材１０６の充填空間を閉塞して第１の防水シート１０１ｐの背面側に注入管１０７で充填材１０６を充填する（図１（ａ）、（ｂ）を参照）。その後、第２の防水シート１０１ｑをシート架台１０４の上に後端部１０１ａが折り返された状態で載置して、その状態で第１の防水シート１０１ｐと隣接する所定位置で定置し、同様に第２の防水シート１０１ｑの背面側に充填材１０６を充填する（図１（ｃ）、（ｄ）を参照）。

そして、折り返されていた第１の防水シート１０１ｐの前端部１０１ｂと第２の防水シート１０１ｑの後端部１０１ａを溶着機１０８で拝み合わせ溶着し（図１（ｅ）を参照）、拝み合わせ溶着した溶着部１１０を折り返して、熱風式溶着機１０９で溶着部１１０の先端を第２の防水シート１０１ｑ等に溶着する（図１（ｆ）を参照）。

特開２００２−２１４９２号公報 特開２０１５−８６６８８号公報

しかしながら、従来のトンネル止水施工において、トンネル軸方向に隣接する防水シートの端部同士を拝み合わせ溶着する際、作業員が拝み合わせ溶着機を操作する必要がある。拝み合わせ溶着用の溶着機として、重ね合せたシート端部を両側から挟み込んで押圧しながら加熱する加熱ローラ対をモータ等によって回転駆動させながら溶着するタイプの溶着機も知られているが、トンネル軸方向に隣接する防水シートの端部同士をトンネル周方向に沿って拝み合わせ溶着を行うには、トンネルと相似形状の溶着ラインに沿って作業員が溶着機をガイドする必要があり、多くの労力と時間を強いられるという実情があった。また、トンネルと相似形状の溶着ラインに沿って溶着機をガイドしつつ拝み合わせ溶着を行うには、熟練した作業員でないと溶着箇所に歪みが発生し易く、歪みが発生したシート
溶着部周辺は覆工コンクリートの充填が損なわれ易いと共に空隙発生の原因となり易いという課題があった。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、トンネル止水施工において、トンネル軸方向に隣接する防水シートの端部同士の拝み合わせ溶着を、人手を要することなく行うことを可能とし、以って、作業精度および作業性を向上できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明に係るトンネル防水シートの自動溶着装置は、トンネル軸方向に沿って敷設されたレールに沿って走行可能な走行基台に固定され、トンネル周方向に沿ってアーチ状に延在する溶着機用ガイドレールと、前記溶着機用ガイドレールに設けられ、当該溶着機用ガイドレールに沿って走行自在な、自走式拝み合わせ溶着機と、
を備え、前記自走式拝み合わせ溶着機は、互いに平行な回転軸を有する溶着用回転シャフト対と、溶着対象となる一対の防水シートの端部を加熱する加熱器と、当該溶着用回転シャフト対の各々に対して同軸に固定される溶着用ローラ対と、を含む溶着部と、前記溶着用回転シャフト対を逆方向に回転駆動する回転駆動源と、
を有し、前記自走式拝み合わせ溶着機は、前記加熱器によって加熱された前記防水シートの端部同士を重ね合わせた状態で、逆方向に回転駆動する前記溶着用ローラ対によって前記防水シートの端部同士を挟圧しながら前記溶着機用ガイドレールに沿って一方向に走行することで、トンネル周方向に沿って前記防水シートの端部同士を自動溶着する。

ここで、前記自走式拝み合わせ溶着機は、前記溶着用ローラ対が前記防水シートの端部同士を挟圧しながら逆方向に回転する回転力を利用して前記溶着機用ガイドレールに沿って自走しても良い。

また、前記自走式拝み合わせ溶着機は、前記溶着部における溶着方向前方側に併設されると共に、前記一対の防水シートの端部を前記溶着部に向けてガイドするシートガイド部を有し、前記シートガイド部は、前記一対の防水シートの端部を受け入れると共に、受け入れた当該一対の防水シートの端部における外面をガイドする一対のガイド板を有し、当該一対のガイド板同士の間に形成されるガイド空間は、前記溶着部に向かって幅が狭くなっていても良い。

また、前記シートガイド部には、前記ガイド空間に受け入れられた各防水シートの端部のトンネル内空側端面に当接することで当該防水シートの端部の高さを揃えるための高さ調整部が設けられていても良い。

また、前記溶着機用ガイドレールに沿った走行を許容しつつ前記自走式拝み合わせ溶着機が当該溶着機用ガイドレールから滑落することを抑制するために当該自走式拝み合わせ溶着機を懸吊する懸吊装置を更に、備えていても良い。

また、前記懸吊装置は、前記走行基台に取り付けられたバランサー装置であって、前記バランサー装置は、テーパー状の外周面を有する回転ドラムと、前記回転ドラムの大径側から小径側に巻き取られるワイヤロープと、前記ワイヤロープを巻き取る方向へのトルクを前記回転ドラムに付与するトルク付与部と、を有していても良い。

本発明によれば、トンネル止水施工において、トンネル軸方向に隣接する防水シートにおける端部同士の拝み合わせ溶着を、人手を要することなく行うことを可能とし、以って
、作業精度および作業性を向上できる技術を提供できる。

図１は、従来におけるトンネル止水構造の施工手順を示す図である。 図２は、実施形態１に係るトンネル止水構造を説明する図である。 図３は、実施形態１に係る防水シート展張装置の側面の一部を示す図である。 図４は、実施形態１に係る防水シート展張装置３０の正面図である。 図５は、実施形態１に係る自動溶着装置における自走式拝み合わせ溶着機とその周辺の正面図である。 図６は、実施形態１に係る自動溶着装置における自走式拝み合わせ溶着機とその周辺の背面図である。 図７は、実施形態１に係る自動溶着装置における自走式拝み合わせ溶着機の右側面図である。 図８は、実施形態１に係る自動溶着装置における自走式拝み合わせ溶着機の上面図である。 図９は、実施形態１に係る加熱器の詳細構造図である。 図１０は、実施形態１に係る自動溶着装置によって防水シートの端部を拝み合わせ溶着する状況を説明する図である。 図１１は、実施形態１に係る自動溶着装置によって防水シートの端部を拝み合わせ溶着する状況を説明する図である。 図１２は、実施形態２に係る自動溶着装置の全体正面図である。 図１３は、実施形態２に係るバランサー装置における本体ケースの設置態様を示す図である。 図１４は、実施形態２に係るバランサー装置の詳細構造を説明する図である。 図１５は、実施形態２に係るバランサー装置における回転ドラムを側面視した状態の概略構成図である。 図１６は、実施形態２に係る自走式拝み合わせ溶着機が溶着機用ガイドレールにおける下り勾配区間を走行する際に、自走式拝み合わせ溶着機をバランサー装置によって懸吊している状況を示している。 図１７は、実施形態３に係る自動溶着装置の全体正面図である。 図１８は、実施形態３に係る自走式拝み合わせ溶着機の右側面図である。 図１９は、実施形態３に係る自走式拝み合わせ溶着機において、第１走行動力伝達用回転ローラおよび第２走行動力伝達用回転ローラ間に走行動力伝達用レールを挟圧している状況を説明する図である。 図２０は、トンネル坑内面に設けられる吹付けコンクリートの内面に対して防水シートを敷設する状況を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

＜実施形態１＞
図２は、実施形態１に係るトンネル止水構造を説明する図である。第１実施形態のトンネル止水構造は、地山１に形成されるトンネル２に設けられているものである。図２における符号２１はトンネル２のアーチ部、符号２２はトンネル２の側壁部である。なお、図２において、トンネル２のインバート部は図示を省略している。

トンネル２には、トンネル坑内面２５の内側にトンネル坑内面２５に沿って一次覆工材である吹付けコンクリート３が設けられており、吹付けコンクリート３には建て込まれた
支保工（図１に図示せず）が埋設されている。吹付けコンクリート３の内側には防水工である略面状の防水シート５が設けられ、防水シート５は繋ぎ合わされてトンネル周方向及びトンネル軸方向の全体に亘って設けられている。なお、防水シート５は、例えば、トンネル２のアーチ部２１および側壁部２２を連続して覆う所定長さで、且つ、トンネル軸方向に所定幅をなす略矩形である。また、防水シート５と吹付けコンクリート３の内面との間に充填材６が充填されて固化しており、防水シート５は吹付けコンクリート３の内面から離間して配置され、充填材６で固定されている。また、防水シート５の内側（トンネル内空側）には二次覆工コンクリート７がトンネル周方向及びトンネル軸方向の全体に亘って打設され、防水シート５の内表面と固着している。

防水シート５は、例えば防水シート層に、緩衝材が積層された積層防水シートであっても良い。防水シート５に上記のような積層防水シートを用いる場合、吹付けコンクリート３に緩衝材が面し、防水シート層がトンネル内空側に面するように防水シート５を配置した状態で、充填材６によって防水シート５を吹付けコンクリート３に固定すると良い。また、防水シート５の防水シート層は、例えば柔軟性に優れるＥＶＡ樹脂等の合成樹脂や合成ゴムなど、防水性と柔軟性を有する適宜の素材で形成することが可能である。また、防水シート５の緩衝材は、例えば、略面状で防水シート層と略同じ大きさの略矩形であり、緩衝性を有する適宜の素材で形成することが可能である。また、防水シート５の緩衝材は、透水性で充填材６を含浸させることが可能なものとすると好適であり、例えば不織布、立体網状体或いはその積層材等とすることが可能である。

次に、実施形態１におけるトンネル２のトンネル止水施工を行うための防水シート展張装置について説明する。図３は、実施形態１に係る防水シート展張装置３０の側面の一部を示す図である。図４は、実施形態１に係る防水シート展張装置３０の正面図である。

防水シート展張装置３０は、トンネル軸方向に沿って敷設されたレール３１に沿って走行可能な走行基台３２を備える。走行基台３２は、２対の脚体３３と、その脚体３３の上部間に構設された架台３４と、脚体３３および架台３４の適所に設けられた足場３５とにより、枠状に形成されている。走行基台３２における脚体３３には走行輪３６が設けられており、この走行輪３６によって走行基台３２がレール３１上を当該レール３１の延伸方向（すなわち、トンネル軸方向）に沿って前後に走行自在である。

また、走行基台３２の外周面には、防水シート５を展張支持することの可能なシート架台１１が設けられている。シート架台１１は、トンネル２の内壁面に沿った形状（例えば、トンネル２の内空断面形状に沿った形状）を有している。なお、ここでいうトンネル２の内壁面とは、例えば、トンネル坑内面２５を覆う吹付けコンクリート３の表面である。また、シート架台１１は、トンネル２の周長（断面形状）に対応させて防水シート５を展張支持するため、例えば複数のヒンジ等によって拡幅自在に構成することができる。

なお、図３および図４に示す符号１２は、シート架台１１を支持するためのシート架台支持用フレームである。また、図３に示す「シート既設区域」とは、防水シート５と吹付けコンクリート３との間に充填材６の充填が完了することで、充填材６の表面に防水シート５が固着している区間を示す。また、図３に示す「シート新設区域」とは、これから防水シート５を走行基台３２のシート架台１１に展張した状態で、吹付けコンクリート３とシート架台１１の間に充填材６を充填する区域である。すなわち、「シート新設区域」は、充填材６および防水シート５が未施工であり、吹付けコンクリート３の表面が露出している。シート新設区域への防水シート５および充填材６の施工は、図３に示すように、シート既設区域およびシート新設区域の境界周辺に走行基台３２を配置し、シート架台１１に防水シート５を展張した状態で、吹付けコンクリート３とシート架台１１の間に充填材６を充填することで行われる。

なお、本実施形態においては、シート新設区域への充填材６の充填作業に先行して、シート架台１１に展張した防水シート５の端部と、シート新設区域に隣接するシート既設区域において既に施工済みの防水シート５の端部とを、後述する自動溶着装置４０を用いて拝み合わせ溶着を行う。そして、防水シート５の端部同士を溶着した後に、シート新設区域における充填材６の充填作業を行い、充填材６の表面に防水シート５を固着させる。なお、本明細書において、「防水シート５の端部」とは、防水シート５におけるトンネル内空側に位置する端部を指す。

次に、防水シート展張装置３０の自動溶着装置４０について説明する。防水シート展張装置３０は、トンネル２におけるトンネル軸方向に隣接する防水シート５の端部同士を自動で拝み合わせ溶着するための自動溶着装置４０を備える。図３に示すように、自動溶着装置４０は、走行基台３２の後部側に設けられている。自動溶着装置４０は、アーチ状の溶着機用ガイドレール６０、および、溶着機用ガイドレール６０に設けられる自走式拝み合わせ溶着機８０などを備える。

図４において、トンネル２の軸方向に沿って自動溶着装置４０を走行基台３２の後方側から眺めた状態を概略的に示している。なお、図４においては、走行基台３２の一部の図示を省略している。溶着機用ガイドレール６０は、トンネル２の内壁面Ｓ１（例えば、吹付けコンクリート３の表面、或いは、充填材６の表面）と相似形状（近似形状）を有するアーチ状のレール部材であって、トンネル２の周方向に沿って延在している。図４に示す例においては、トンネル２の内壁面Ｓ１が馬蹄形状を有している。自動溶着装置４０における溶着機用ガイドレール６０は、トンネル２の内壁面Ｓ１の形状と相似形状で且つ内壁面Ｓ１よりも相対的に小さな馬蹄形状として形成されている。但し、溶着機用ガイドレール６０は、トンネル２の内壁面Ｓ１と相似形状（近似形状）を有していれば良く、トンネルの横断面形状に合わせて他の形状を採用することができる。なお、溶着機用ガイドレール６０は、その周方向（長手方向）が、トンネル軸方向に直交する平面内に延在するように配置されている。

自走式拝み合わせ溶着機８０は、溶着機用ガイドレール６０に装着され、溶着機用ガイドレール６０の延伸方向に沿って走行自在である。また、図４に示される符号９１は、溶着機用ガイドレール６０およびシート架台支持用フレーム１２を支持するための支持フレームであり、支持フレーム９１は走行基台３２の適所から立設している。溶着機用ガイドレール６０およびシート架台支持用フレーム１２は、支持フレーム９１によって支持されることで、所定の位置に配置される。

図５は、実施形態１に係る自動溶着装置４０における自走式拝み合わせ溶着機８０とその周辺の正面図である。図６は、実施形態１に係る自動溶着装置４０における自走式拝み合わせ溶着機８０とその周辺の背面図である。図７は、実施形態１に係る自動溶着装置４０における自走式拝み合わせ溶着機８０の右側面図である。図８は、実施形態１に係る自動溶着装置４０における自走式拝み合わせ溶着機８０の上面図である。

図７に示すように、溶着機用ガイドレール６０は、支持フレーム９１に取り付けられたレール支持部材９３を介して支持フレーム９１に支持されている。なお、図７に示す溶着機用ガイドレール６０の形状は、これらの各レールをその長手方向に直交する方向に切断したときの横断面を示している。

自走式拝み合わせ溶着機８０は、溶着機本体８１および溶着機用架台８２を有している。溶着機本体８１の形状は特に限定されないが、例えば、溶着機本体８１は略直方体形状の筐体８１０を有している。溶着機本体８１における筐体８１０の内部には、回転駆動源
としての駆動モータ８８（図７を参照）やコントロール基板を有する制御部、各種の機械部品および電子部品などが収容されている。ここで、符号８１０ａは溶着機本体８１の正面、符号８１０ｂは溶着機本体８１の背面、符号８１０ｃは溶着機本体８１の左側面、符号８１０ｄは溶着機本体８１の右側面、符号８１０ｅは溶着機本体８１の上面、符号８１０ｆは溶着機本体８１の底面である。

自走式拝み合わせ溶着機８０における溶着機用架台８２は、溶着機本体８１の背面８１０ｂ側に取り付けられている。溶着機用架台８２は、平板状の架台本体部８３を有する。符号８３ａは架台本体部８３の正面であり、符号８３ｂは架台本体部８３の背面である。溶着機用架台８２は、正面８３ａから前方に向かって第１固定壁８３１、第２固定壁８３２が垂直に立設している。第１固定壁８３１および第２固定壁８３２は対向して配置されており、第１固定壁８３１および第２固定壁８３２は溶着機本体８１の横幅寸法と略等しい寸法だけ離間している。溶着機本体８１の筐体８１０は、第１固定壁８３１および第２固定壁８３２の間に挟まれた状態で位置決め固定されている。また、溶着機用架台８２の架台本体部８３は、溶着機本体８１の背面８１０ｂと平行に配設されている。なお、溶着機用架台８２に対する溶着機本体８１の筐体８１０の固定方法は特に限定されない。

また、溶着機用架台８２の架台本体部８３は、複数の走行輪８４を有している。本実施形態においては、複数の走行輪８４は、架台本体部８３の背面８３ｂ（図６を参照）側に配置されている。また、走行輪８４は、架台本体部８３の四隅にそれぞれ設けられている。以下、架台本体部８３の上部に取り付けられている一対の走行輪８４を「上側走行輪８４ａ」と呼び、架台本体部８３の下部に取り付けられている一対の走行輪８４を「下側走行輪８４ｂ」と呼ぶ。なお、本実施形態においては、架台本体部８３に対する走行輪８４の配置形状を長方形にしているが、台形、ひし形等、他の配置形状を採用しても良い。

図７および図８等に示すように、架台本体部８３の走行輪８４は、架台本体部８３から垂直に立設する軸部８４１と、軸部８４１に回転自在に軸支される走行ローラ部８４２を含んで構成されている。走行輪８４の軸部８４１は、架台本体部８３に対して固定されている。走行ローラ部８４２は、円柱形状を有する車輪部８４２Ａと、当該車輪部８４２Ａを挟み込むようにして設けられる一対の脱落防止ストッパ部８４２Ｂとからなる。脱落防止ストッパ部８４２Ｂは、車輪部８４２Ａよりも一段大きな円柱体であり、架台本体部８３の各走行輪８４（走行ローラ部８４２）が溶着機用ガイドレール６０から外れてしまうことを抑制するために機能する。

本実施形態における溶着機用架台８２は、上側走行輪８４ａを溶着機用ガイドレール６０の上縁６１に係合させ、下側走行輪８４ｂを溶着機用ガイドレール６０の下縁６２に係合させ、上側走行輪８４ａおよび下側走行輪８４ｂによって溶着機用ガイドレール６０を上下から挟み込むことで、溶着機用ガイドレール６０から脱落しないように保持されている（図５、図６等を参照）。また、架台本体部８３における走行輪８４の軸部８４１に対して走行ローラ部８４２が回転することで、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０が走行自在となる。なお、架台本体部８３の走行輪８４は、軸部８４１と走行ローラ部８４２との間にベアリング８４３が設けられており、軸部８４１に軸支されている走行ローラ部８４２が軸部８４１に対して円滑に回転自在となっている。また、溶着機用架台８２における上側走行輪８４ａと下側走行輪８４ｂの間隔は、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０が円滑に走行できるような寸法に適宜調整しておくと良い。

次に、自走式拝み合わせ溶着機８０の溶着機本体８１について説明する。図５〜図８等に示すように、溶着機本体８１は、溶着部８５およびシートガイド部８７、加熱装置８９等を備えている。溶着部８５は、互いに平行な回転軸を有する一対の溶着用回転シャフト
８５１Ａ，８５１Ｂ（溶着用回転シャフト対）と、この一対の溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂ（溶着用回転シャフト対）の各々に対して取り付けられる一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂ（溶着用ローラ対）、加熱器８９０等を有する。溶着用ローラ８５２Ａは、溶着用回転シャフト８５１Ａの先端に対して同軸に取り付けられた回転ローラ部材である。また、溶着用ローラ８５２Ｂは、溶着用回転シャフト８５１Ｂの先端に対して同軸に取り付けられた回転ローラ部材である。溶着用ローラ８５２Ａおよび溶着用ローラ８５２Ｂは、同一構造であり、外周面の周長が互いに等しい。一対の溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂは、それぞれ溶着機本体８１における筐体８１０の上面８１０ｅから垂直上方に立設する円筒状部材である円筒スリーブ８５０Ａ，８５０Ｂの内部にそれぞれ収容されている。また、溶着用回転シャフト８５１Ａおよび溶着用回転シャフト８５１Ｂの周長は互いに等しい。また、各溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂはゴム製であっても良い。

本実施形態において、一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂ（一対の溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂ）は、それぞれの中心軸同士の配列方向Ｃ１（図８を参照）がトンネル軸方向と平行となるように設定されている。以下では、一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂのうち、相対的に溶着機本体８１の正面側に配置されている溶着用ローラ８５２Ａを「第１溶着用ローラ８５２Ａ」と呼び、相対的に背面側に配置されている溶着用ローラ８５２Ｂを「第２溶着用ローラ８５２Ｂ」と呼ぶ。また、一対の溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂのうち、相対的に溶着機本体８１の正面側に配置されている溶着用回転シャフト８５１Ａを「第１溶着用回転シャフト８５１Ａ」と呼び、相対的に背面側に配置されている溶着用回転シャフト８５１Ｂを「第２溶着用回転シャフト８５１Ｂ」と呼ぶ。

本実施形態において、駆動モータ８８の作動によって、第１溶着用回転シャフト８５１Ａおよび第２溶着用回転シャフト８５１Ｂは、互いに逆方向に同期回転するように構成されている。ここでいう「同期回転」とは、回転体が回転する際の角速度が等しいことを指す。ここで、駆動モータ８８の出力軸は、第１溶着用回転シャフト８５１Ａおよび第２溶着用回転シャフト８５１Ｂの何れと連結されていても良い。図７等に示すように、第１溶着用回転シャフト８５１Ａおよび第２溶着用回転シャフト８５１Ｂには、互いに噛み合うギヤＧ１，Ｇ２が設けられている。その結果、第１溶着用回転シャフト８５１Ａおよび第２溶着用回転シャフト８５１Ｂは、等しい角速度で逆方向に回転する。また、上記のように、一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂは、それぞれ溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂと同軸に固定され、且つ、一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂの周長は等しいため、一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂも、互いに等しい角速度で逆方向に回転する。ここで、駆動モータ８８を作動させたときの第１溶着用ローラ８５２Ａの回転方向を図８中に矢印Ｄ１で示し、第２溶着用ローラ８５２Ｂの回転方向を図８中に矢印Ｄ２で示す。

次に、自走式拝み合わせ溶着機８０における溶着機本体８１が備える加熱装置８９について説明する。加熱装置８９は、自走式拝み合わせ溶着機８０を用いた溶着対象となる一対の防水シート５の端部を加熱するための装置であり、例えば、熱コテ等の加熱器８９０を有している。加熱装置８９は、加熱器８９０に電力を供給するためのケーブル８９１、ケーブル８９１および加熱器８９０等を覆うためのカバー８９２Ａ，８９２Ｂ等を有している（図８を参照）。ケーブル８９１は、溶着機本体８１における筐体８１０内に配置されている図示しない電源装置と加熱器８９０に接続されており、加熱器８９０はケーブル８９１を通じて電源装置からの電力供給を受けることで加熱する。

図９は、実施形態１に係る加熱器８９０の詳細構造図である。加熱器８９０は、第１側面８９３および第２側面８９４を有する。第１側面８９３は、平面状の平面部８９３Ａと
曲面状の曲面部８９３Ｂからなる。同様に、第２側面部８９４は、平面状の平面部８９４Ａと曲面状の曲面部８９４Ｂからなる。詳しくは後述するが、自走式拝み合わせ溶着機８０によって一対の防水シート５の端部同士を溶着する際、一方の防水シート５の端部を第１側面８９３に沿って通し、他方の防水シート５の端部を第２側面８９４に沿って通すことで、加熱器８９０は一対の防水シート５の端部を加熱する。

ここで、第１側面８９３の曲面部８９３Ｂと、第２側面８９４の曲面部８９４Ｂは、それぞれ第１溶着用ローラ８５２Ａおよび第２溶着用ローラ８５２Ｂと略等しい曲率を有する曲面として形成されている。そして、第１溶着用ローラ８５２Ａおよび第２溶着用ローラ８５２Ｂが逆方向（図８に示すＤ１、Ｄ２方向）に回転駆動されると、第１側面８９３の曲面部８９３Ｂと第１溶着用ローラ８５２Ａとの間を通過した一方の防水シート５の端部と、第２側面８９４の曲面部８９４Ｂと第２溶着用ローラ８５２Ｂとの間を通過した他方の防水シート５の端部が重ねられた状態で第１溶着用ローラ８５２Ａおよび第２溶着用ローラ８５２Ｂの間を通ることで、両側から挟圧（加圧）される。

次に、自走式拝み合わせ溶着機８０における溶着機本体８１が備えるシートガイド部８７について説明する。シートガイド部８７は、図５および図６に示すように、溶着機本体８１における溶着部８５における溶着方向前方側に併設されており、一対の防水シート５の端部を溶着部８５に向けてガイドするための部材である。シートガイド部８７は、一対の防水シート５の端部を受け入れると共に、受け入れた当該一対の防水シート５の端部における外面５ａ（図７を参照）をガイドする一対のガイド板である第１ガイド板８７１および第２ガイド板８７２を有する。第１ガイド板８７１および第２ガイド板８７２で挟まれた空間は、内部に受け入れた一対の防水シート５の端部をガイドするガイド空間８７３となっており、シートガイド部８７におけるガイド空間８７３は溶着部８５に向かって幅が狭くなっている。

また、本実施形態におけるシートガイド部８７には、ガイド空間８７３に受け入れられた各防水シート５の端部の端面に当接することで一対の防水シート５の端部の高さを揃えるための部材である高さ調整部８７４，８７５が設けられている。図５および図６に、高さ調整部８７４，８７５の位置を破線で示す。図示のように、高さ調整部８７４，８７５は、シートガイド部８７におけるガイド空間８７３の下側の領域に配置されている。シートガイド部８７における高さ調整部８７４，８７５は、上面が平坦面として形成されることでガイド面ＵＦを形成している。高さ調整部８７４，８７５における各ガイド面ＵＦは、互いに等しい高さに配置されている。シートガイド部８７のガイド空間８７３に受け入れられた各防水シート５の端部は、端面を高さ調整部８７４，８７５の各ガイド面ＵＦに当接（摺接）させながら溶着部８５にガイドされる。上記のように高さ調整部８７４，８７５における各ガイド面ＵＦは互いに等しい高さに配置されているため、一対の防水シート５の端面が各ガイド面ＵＦを摺接させながらガイドされることで、一対の防水シート５の端面の高さが揃った状態で、これらを溶着部８５において溶着することができる。

以上のように構成される本実施形態における自走式拝み合わせ溶着機８０は、図７に示すように、トンネル内壁面Ｓ１側から垂下する一対の防水シート５の端部同士を重ね合わせた状態で一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂ間に挟み、挟圧した状態で加熱することで、防水シート５の端部同士を拝み合わせた状態で溶着する。具体的には、図３に示すように、トンネル２のシート既設区域とシート新設区域との境界部に走行基台３２を設置し、シート新設区域に新設するための防水シート５をシート架台１１に展張した状態で、シート架台１１をシート新設区域における吹付けコンクリート３に接近した所定位置にセットする。この状態から、溶着機用ガイドレール６０に装着された自動溶着装置４０を、図１０に示すように溶着機用ガイドレール６０の第１端部６０ａ側に配置する。なお、図１０に示す符号６０ｂは、溶着機用ガイドレール６０における第１端部６０ａと反対側の
第２端部であり、符号６０ｃは、溶着機用ガイドレール６０における頂部である。溶着機用ガイドレール６０における頂部６０ｃは、溶着機用ガイドレール６０の中央部に位置している。

そして、図１１に示すように、シート既設区域側の施工済みの防水シート（以下、「既設防水シート」ともいう）５の端部と、シート新設区域における新設用の防水シート（以下、「新設防水シート」ともいう）５の端部を、自動溶着装置４０におけるシートガイド部８７のガイド空間８７３に挿入しつつ、第１溶着用ローラ８５２Ａおよび第２溶着用ローラ８５２Ｂの間に既設防水シート５および新設防水シート５を重ね合わせた状態で挟み込んだ状態で、自走式拝み合わせ溶着機８０を作動させる。

自走式拝み合わせ溶着機８０は、例えば使用者により溶着機本体８１に設けられた操作ボタンの操作を受け付けたり、リモートコントローラの操作を受け付けることで作動し、防水シート５の端部同士の自動溶着を開始する。具体的には、自走式拝み合わせ溶着機８０の制御部（図示せず）は、使用者による操作ボタンやリモートコントローラ等の操作を介した自動溶着の開始指示を検知すると、加熱装置８９および駆動モータ８８を作動させる。加熱装置８９が作動することによって加熱器８９０が高温となり、加熱器８９０に接触している一対の防水シート５の内面５ｂが加熱される結果、それぞれの防水シート５の内面５ｂが溶融する。このように、加熱器８９０による加熱によって溶融した一対の防水シート５の端部が、駆動モータ８８によって逆方向に回転駆動される後段の一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂ間を通ることによって加圧されることで、一対の防水シート５の端部同士を溶着することができる。

自走式拝み合わせ溶着機８０は、上記のように一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂ間に一対の防水シート５の端部同士を挟み込んだ状態で一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂを逆方向に回転駆動することで、その回転駆動力を利用して、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走させることができる。具体的には、一対の防水シート５の端部同士を挟み込んだ状態で回転駆動する一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂの回転駆動力を利用して、溶着機用ガイドレール６０の上縁６１および下縁６２に係合する溶着機用架台８２の各走行輪８４を回転させ、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０を自走させる推進力を得ることができる。このようにして、本実施形態における自動溶着装置４０は、加熱器８９０によって加熱された一対の防水シート５の端部同士を重ね合わせた状態で、逆方向に回転駆動する一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂによって防水シート５の端部同士を挟圧しながら溶着機用ガイドレール６０に沿って一方向に走行することで、トンネル周方向に沿って順次、防水シート５の端部同士を自動溶着することができる。

上記の使用例のように、溶着機用ガイドレール６０の第１端部６０ａをシート自動溶着の開始位置とする場合、自動溶着装置４０によって防水シート５の端部同士を自動溶着しながら、溶着機用ガイドレール６０における第１端部６０ａと反対側の第２端部６０ｂ（図１０を参照）に至るまで自動溶着装置４０を溶着機用ガイドレール６０に沿って自走させる。ここで、溶着機用ガイドレール６０はトンネル２の内壁面Ｓ１の形状とほぼ相似形状を有しているため、溶着機用ガイドレール６０の第１端部６０ａから第２端部６０ｂにかけて自動溶着装置４０を自走させながらシート端部の自動溶着を行うことで、トンネル周方向に沿って既設防水シート５と新設防水シート５の端部同士を簡単に自動で溶着することができる。本実施形態における自動溶着装置４０によれば、トンネル止水施工において、トンネル軸方向に隣接するシート既設区域とシート新設区域の境界部において、既設防水シートと新設防水シートの端部同士の拝み合わせ溶着を、人手を要することなく容易に行うことを可能とし、以って、作業精度および作業性を向上することが可能となる。

また、本実施形態における溶着機用ガイドレール６０は、トンネル２の周方向に沿ってアーチ状に延在しており、特に、トンネル２の内壁面Ｓ１とほぼ相似形状（近似形状）を有しているため、トンネル２の内壁面Ｓ１の形状に沿って精度よく防水シート５の端部同士を溶着することができる。また、本実施形態においては、防水シート５の端部同士を溶着する一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂの回転駆動力を、自走式拝み合わせ溶着機８０の推進力として利用して溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０を自走させるようにしたので、防水シート５の端部同士を溶着進行方向に溶着する溶着速度と、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０が走行する走行速度を、精度よく合わせることができる。これにより、防水シート５の端部同士の溶着箇所に歪みが発生することを好適に抑制することができる。

また、本実施形態における自走式拝み合わせ溶着機８０によれば、溶着部８５における溶着方向前方側に併設されると共に一対の防水シート５の端部を溶着部８５に向けてガイドするシートガイド部８７を備えることを特徴とする。そして、シートガイド部８７は、第１ガイド板８７１および第２ガイド板８７２（一対のガイド板）の間に形成されるガイド空間８７３が溶着部８５に向かって幅が狭くなっている。これによれば、シートガイド部８７における溶着方向前方側の端部に形成される受け入れ開口８７３ａから受け入れた一対の防水シート５の端部を、ガイド空間８７３を通じて溶着部８５にガイドする過程で、一対の防水シート５の端部同士を徐々に絞ってゆくことができる。すなわち、ガイド空間８７３に受け入れられた一対の防水シート５の内面５ｂ同士の離間寸法を徐々に狭めてゆくことができ、一対の防水シート５に過度な撓みや皺が生じることなく、これらを重ね合わせた状態で一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂ間に導き、綺麗に溶着することができる。その結果、一対の防水シート５の端部同士をトンネル周方向に沿って自動溶着する際、溶着不良を起こり難くすることができる。

更に、本実施形態における自走式拝み合わせ溶着機８０のシートガイド部８７には、高さ調整部８７４，８７５が設けられている。ここで、図５等に示す符号ＬＳは、一対の防水シート５の端部におけるトンネル内空側に位置するトンネル内空側端面５ｃ（図７を参照）の設計位置を示す「シート端面ライン」である。ここで、自走式拝み合わせ溶着機８０のシートガイド部８７に受け入れる前の一対の防水シート５においては、一方又は双方の防水シート５におけるトンネル内空側端面５ｃがシート端面ラインＬＳからずれてしまうことで、一対の防水シート５の端部におけるトンネル内空側端面５ｃの位置が大きくずれてしまっている場合がある。このような場合、一対の防水シート５の端部を成り行きで溶着してしまうと、一対の防水シート５の端部におけるトンネル内空側端面５ｃの位置がずれたまま、防水シート５の端部同士が溶着されてしまう要因となり得る。

これに対して、本実施形態においては、シートガイド部８７に高さ調整部８７４，８７５を設置し、当該高さ調整部８７４，８７５によってガイド空間８７３に受け入れられた各防水シート５の端部におけるトンネル内空側端面５ｃの高さを揃えるようにした。具体的には、シートガイド部８７における受け入れ開口８７３ａから受け入れた一対の防水シート５の端部を溶着部８５に至るまでガイドする過程で、高さ調整部８７４，８７５における平坦で且つ互いに等しい高さに配置された各ガイド面ＵＦに、各防水シート５におけるトンネル内空側端面５ｃを当接（摺接）させることで、一対の防水シート５におけるトンネル内空側端面５ｃの高さを揃えた状態で、これらを溶着部８５において溶着することができる。

上記のように、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０を自走させながら、トンネル周方向に沿って一対の防水シート５の端部同士を自動溶着した後は、拝み合わせ溶着されることで内面５ｂ同士が溶着された一対の防水シート５の端部同士を折り返し、図１（ｆ）での説明と同様、例えば熱風式溶着機などを用いて一対の防水シ
ート５の端部をシート既設区域の既設防水シート５の外面５ａに溶着した後、シート新設区域における充填材６の充填作業を行うようにしても良い。これにより、シート新設区域においても、新設防水シート５と吹付けコンクリート３との間に充填材６が充填されて固化した状態となり、新設防水シート５の背面の空隙を無くすと共に、新設防水シート５の表面を凹凸のない平滑な状態で展張することができる。なお、拝み合わせ溶着後における一対の防水シート５の端部の折り返しおよび当該折り返し部の既設防水シート５への溶着は、シート新設区域における充填材６の充填作業後に行っても良い。

なお、実施形態１における自走式拝み合わせ溶着機８０は、シートガイド部８７および高さ調整部８７４，８７５を備えているが、これらを必ずしも設置する必要はなく、そのような態様においても一対の防水シート５の端部同士を自動で好適に溶着することが可能である。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２について説明する。図１２は、実施形態２に係る自動溶着装置４０の全体正面図である。実施形態２に係る自動溶着装置４０は、溶着機用ガイドレール６０に沿った走行を許容しつつ自走式拝み合わせ溶着機８０が当該溶着機用ガイドレール６０から滑落することを抑制するために当該自走式拝み合わせ溶着機８０を懸吊する懸吊装置としてのバランサー装置７０を備えている。実施形態２に係る自動溶着装置４０は、バランサー装置７０が付加的に設けられている点を除いて、実施形態１と同様である。以下、バランサー装置７０の詳細について説明する。

図１３〜図１５は、実施形態２に係るバランサー装置７０を説明する図である。バランサー装置７０は、走行基台３２に取り付けられている。バランサー装置７０は、例えば、金属製の平板からなるほぼ直方体状の本体ケース７１を有している。図１３は、実施形態２に係るバランサー装置７０における本体ケース７１の設置態様を示す図である。図１３に示す例では、本体ケース７１は、走行基台３２から立設する支持フレーム９１に、溶接、ボルト締結等といった適宜の方法によって取り付けられている。図１２に示すように、バランサー装置７０（本体ケース７１）は、溶着機用ガイドレール６０の頂部６０ｃの上方に位置付けられるように、走行基台３２の支持フレーム９１に取り付けられている。図１２に示した例では、バランサー装置７０（本体ケース７１）は、トンネル２の内空断面における中心ＣＬを通る位置（溶着機用ガイドレール６０の頂部６０ｃを通る位置）に配置されている。また、バランサー装置７０の本体ケース７１は、下方が開口端として形成されていることで、本体ケース７１からワイヤロープを延出するための開口部７１ａが形成されている。

図１４は、実施形態２に係るバランサー装置７０の詳細構造を説明する図である。バランサー装置７０における本体ケース７１の内部には、自走式拝み合わせ溶着機８０を懸吊するワイヤロープ７２と、ワイヤロープ７２を巻き取る回転ドラム７３と、回転ドラム７３を回転させるためのトルクを発生するトルク付与部としてのぜんまいばね７５等が収容されている。ワイヤロープ７２は、本体ケース７１の下部に設けられた開口部７１ａを通って本体ケース７１の下方外側へ延び、リミットスイッチ７４の当接部７４ａに形成された貫通孔を通り抜けて、さらに下方へ延びている。ワイヤロープ７２の先端には連結輪７２ａが形成されている。なお、図６、図１２等に示すように、自走式拝み合わせ溶着機８０の溶着機用架台８２における架台本体部８３の中央上部には、取り付け孔８３ｃが形成されており、ワイヤロープ７２の先端に形成されている連結輪７２ａを適宜の連結金具を用いて溶着機用架台８２の取り付け孔８３ｃに連結することでワイヤロープ７２の先端を溶着機用架台８２に連結することができる。また、ワイヤロープ７２における連結輪７２ａの近傍には緩衝ゴム７２ｂが取り付けられており、リミットスイッチ７４の当接部７４ａに緩衝ゴム７２ｂが当接した時点で、ワイヤロープ７２がそれ以上、回転ドラム７３に
巻き取られないようになっている。

図１５は、実施形態２に係るバランサー装置７０における回転ドラム７３を側面視した状態の概略構成図である。符号７３ｃは、回転ドラム７３の回転軸である。回転ドラム７３は、本体ケース７１の正面側から背面側に向かうにつれて径が大きくなるテーパー状の外周面７３ａを有しており、その外周面には径方向内方へ向かって凹んだ溝部７３ｂが螺旋状に形成されている。回転ドラム７３の大径側の溝部７３ｂの部分にワイヤロープ７２の端部が固定されており、ワイヤロープ７２は、溝部７３ｂに沿って径の小さい側へ向かって巻き付けられている。

回転ドラム７３のテーパー状の外周面７３ａと、その大径側から小径側へ螺旋状に巻き付けられたワイヤロープ７２との構成により、ワイヤロープ７２の巻き出し量に関わらず、ワイヤロープ７２によって懸吊される自走式拝み合わせ溶着機８０の重量とぜんまいばね７５によるワイヤロープ７２の張力を、釣り合わせることができる。すなわち、ワイヤロープ７２が引き出されるに従い、ぜんまいばね７５が弾性変形して巻数が増え、ぜんまいばね７５が回転ドラム７３に与えるトルクは大きくなるが、回転ドラム７３の外周面７３ａがテーパー面状をしていることにより、ワイヤロープ７２から受ける反力が、徐々に回転ドラム７３の大径側にかかるようになり、回転ドラム７３に対し徐々に大きいトルクを与えることとなる。ワイヤロープ７２が巻き取られる場合には、これとは逆に作用する。このように、ぜんまいばね７５が回転ドラム７３に与えるトルクの変化を、ワイヤロープ７２からの反力がかかる位置（回転ドラム７３の回転中心軸からの距離）を変化させることで相殺し、ワイヤロープ７２の巻き出し量に関わらずほぼ一定の張力を発生させるようになっている。

図１２は、自走式拝み合わせ溶着機８０が溶着機用ガイドレール６０における第１端部６０ａから頂部６０ｃまでの区間である上り勾配区間Ｒ１を走行する際に、自走式拝み合わせ溶着機８０をバランサー装置７０によって懸吊している状況を示している。図１６は、実施形態２に係る自走式拝み合わせ溶着機８０が溶着機用ガイドレール６０における頂部６０ｃから第２端部６０ｂまでの区間である下り勾配区間Ｒ２を走行する際に、自走式拝み合わせ溶着機８０をバランサー装置７０によって懸吊している状況を示している。本実施形態における自動溶着装置４０はバランサー装置７０を備えているため、一対の防水シート５の端部同士を自動で溶着する際、溶着機用ガイドレール６０を自走する自走式拝み合わせ溶着機８０が、当該溶着機用ガイドレール６０から滑落することを抑制できる。なお、バランサー装置７０は、ワイヤロープ７２を巻き取る方向へのトルクを回転ドラム７３に付与するトルク付与部としてのぜんまいばね７５に代えて、モータによって回転ドラム７３に回転トルクを付与しても良い。なお、ぜんまいばね７５やモータによって構成されるトルク付与部が回転ドラム７３に付与するトルクの大きさは適宜の大きさに設定することができる。また、自走式拝み合わせ溶着機８０が溶着機用ガイドレール６０における上り勾配区間Ｒ１の走行時と下り勾配区間Ｒ２の走行時とにおいて、トルク付与部が回転ドラム７３に付与する回転トルクを異なる大きさに設定しても良い。また、図１２に示す例では、バランサー装置７０のトンネル２の内空断面における中心ＣＬを通る位置を、トンネル２の内空断面における天端部近傍に対応する位置に配置しているが、その配置位置を変更しても良い。例えば、トンネル２の内空断面における肩部近傍にバランサー装置７０を配置しても良い。

＜実施形態３＞
次に、実施形態３について説明する。図１７は、実施形態３に係る自動溶着装置４０の全体正面図である。図１７に示すように、実施形態３に係る自動溶着装置４０は、走行動力伝達用レール６５を更に備えている。走行動力伝達用レール６５は、溶着機用ガイドレール６０と同様、支持フレーム９１によって支持されることで、位置決めされている。

走行動力伝達用レール６５は、トンネル２の内壁面Ｓ１と相似形状（近似形状）を有するアーチ状のレール部材であって、トンネル２の周方向に沿って延在している。また、走行動力伝達用レール６５は、溶着機用ガイドレール６０に対しても相似形状を有し、且つ溶着機用ガイドレール６０よりも相対的に小さなアーチ形状を有している。

図１８は、実施形態３に係る自走式拝み合わせ溶着機８０Ａの右側面図である。以下、実施形態３に係る自走式拝み合わせ溶着機８０Ａと、実施形態１における自走式拝み合わせ溶着機８０との相違点を中心に説明する。

次に、自走式拝み合わせ溶着機８０の走行動力伝達部８６について説明する。走行動力伝達部８６は、自走式拝み合わせ溶着機８０Ａ（溶着機本体８１）における駆動モータ８８による回転駆動力を走行基台３２に固定された走行動力伝達用レール６５に伝達することで、自走式拝み合わせ溶着機８０Ａを溶着機用ガイドレール６０に沿って走行させる。更に、本実施形態において、走行動力伝達部８６は、駆動モータ８８が発生させる回転駆動力を、一対の溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂ（溶着用回転シャフト対）の回転に同期させて走行動力伝達用レール６５に伝達させる構成となっている。以下、走行動力伝達部８６の詳細について説明する。

走行動力伝達部８６は、上述した溶着部８５における一対の溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂ（溶着用回転シャフト対）と平行な回転軸を有する一対の走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ，８６１Ｂ（走行動力伝達用回転シャフト対）と、この一対の走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ，８６１Ｂ（走行動力伝達用回転シャフト対）の各々に対して同軸に固定されると共に、走行動力伝達用レール６５を挟圧する一対の走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａ，８６２Ｂ（走行動力伝達用ローラ対）と、走行動力伝達機構を有する。走行動力伝達機構は、第１溶着用回転シャフト８５１Ａおよび第２溶着用回転シャフト８５１Ｂのうちの少なくとも一方の回転力を、一対の走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ，８６１Ｂに伝達し、一対の走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ，８６１Ｂを互いに逆方向に回転させる機構であり、例えばシャフトおよびギヤ等といった機械部品の組み合わせによって構成することができる。

走行動力伝達部８６は、当該走行動力伝達部８６に含まれるシャフトやギヤを収容するための第１円筒スリーブ８６０Ａ、第２円筒スリーブ８６０Ｂ、第３円筒スリーブ８６０Ｃを含むケーシングを有している。ここで、第１円筒スリーブ８６０Ａおよび第２円筒スリーブ８６０Ｂは、円筒スリーブ８５０Ａ，８５０Ｂと平行に配置されている。また、図１８に示すように、第３円筒スリーブ８６０Ｃは、円筒スリーブ８５０Ｂにおける背面側に位置する部位と、第１円筒スリーブ８６０Ａおよび第２円筒スリーブ８６０Ｂの下端部に、それぞれ連結されている。また、図１８に示すように、溶着機本体８１の正面８１０ａ側から背面８１０ｂ側に向かって、円筒スリーブ８５０Ａ、円筒スリーブ８５０Ｂ、第１円筒スリーブ８６０Ａ、第２円筒スリーブ８６０Ｂがこれらの順に並んで配置されている。本実施形態において、一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂおよび一対の走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａ，８６２Ｂは、それぞれの中心軸同士の配列方向がトンネル軸方向と平行となるように設定されている。

そして、図１８に示すように、走行動力伝達部８６における第１円筒スリーブ８６０Ａには、走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａが収容され、第２円筒スリーブ８６０Ｂに走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂが収容され、第３円筒スリーブ８６０Ｃに中間シャフト８６３が収容されている。以下では、一対の走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ，８６１Ｂのうち、相対的に溶着機本体８１の正面側に配置されている走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａを「第１走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ」と呼び、相対的に背面側
に配置されている走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂを「第２走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂ」と呼ぶ。また、一対の走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａ，８６２Ｂのうち、相対的に溶着機本体８１の正面側に配置されている走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａを「第１走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａ」と呼び、相対的に背面側に配置されている走行動力伝達用回転ローラ８６２Ｂを「第２走行動力伝達用回転ローラ８６２Ｂ」と呼ぶ。また、中間シャフト８６３は、各溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂおよび各走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ，８６１Ｂに対して直交し、且つ、トンネル軸方向に沿って延在するように第３円筒スリーブ８６０Ｃに配設されている。

ここで、中間シャフト８６３には、第２溶着用回転シャフト８５１Ｂと近接する一方の端部領域に第３ギヤＧ３が取り付けられ、第１走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａの端部と近接する中間領域に第４ギヤＧ４が取り付けられ、第２走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂの端部と近接する他方の端部領域に第５ギヤＧ５が取り付けられている。また、第２溶着用回転シャフト８５１Ｂには、中間シャフト８６３の第３ギヤＧ３と噛合う第６ギヤＧ６が取付けられている。また、第１走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａおよび第２走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂには、中間シャフト８６３における第４ギヤＧ４および第５ギヤＧ５と噛み合う第７ギヤＧ７および第８ギヤＧ８がそれぞれ取付けられている。

以上のように構成される走行動力伝達部８６は、駆動モータ８８によって回転駆動される第２溶着用回転シャフト８５１Ｂの回転力が、第６ギヤＧ６および第３ギヤＧ３の噛合いを介して中間シャフト８６３に伝達される結果、中間シャフト８６３が回転駆動される。そして、中間シャフト８６３の回転力が、第４ギヤＧ４および第７ギヤＧ７の噛合いを介して第１走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａに伝達される結果、第１走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａが回転駆動される。同様に、中間シャフト８６３の回転力が、第５ギヤＧ５および第８ギヤＧ８の噛合いを介して第２走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂに伝達される結果、第２走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂが回転駆動される。ここで、走行動力伝達部８６は、第１走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａおよび第２走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂが逆方向に回転するように、第２溶着用回転シャフト８５１Ｂの回転力を各走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａ，８６１Ｂに伝達する。より詳しくは、第１走行動力伝達用回転シャフト８６１Ａが回転する方向を、第１溶着用回転シャフト８５１Ａの回転方向Ｄ１（図８を参照）に一致させ、第２走行動力伝達用回転シャフト８６１Ｂが回転する方向を、第２溶着用回転シャフト８５１Ｂの回転方向Ｄ２（図８を参照）に一致させる。また、本実施形態において、各溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂおよび各走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａ，８６２Ｂが回転する際の角速度は全て等しくなるように設計されている。また、各走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａ，８６２Ｂはゴム製であっても良い。

以上のように構成される自走式拝み合わせ溶着機８０Ａは、図１９に示すように、第１走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａおよび第２走行動力伝達用回転ローラ８６２Ｂ間に走行動力伝達用レール６５を挟圧し、第１溶着用ローラ８５２Ａおよび第２溶着用ローラ８５２Ｂ間にトンネル内壁面Ｓ１側から垂下する防水シート５の端部同士を重ね合わせた状態で挟圧した状態で使用される。なお、図１９に示すように、走行動力伝達用レール６５は、支持フレーム９１から水平方向に延設されたレール支持部材９４を介して支持フレーム９１に支持されている。なお、図１９においては、便宜上、溶着対象となる一対の防水シート５の図示を省略している。

本実施形態における自動溶着装置４０によれば、自走式拝み合わせ溶着機８０Ａが走行動力伝達部８６を備えているため、駆動モータ８８による回転駆動力を走行動力伝達部８６を介して走行動力伝達用レール６５に伝達することで、自走式拝み合わせ溶着機８０Ａ
を溶着機用ガイドレール６０に沿って好適に走行させることができる。すなわち、第１走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａおよび第２走行動力伝達用回転ローラ８６２Ｂ間に走行動力伝達用レール６５を挟圧した状態で、第１走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａを第１溶着用ローラ８５２Ａと同方向に回転させると共に第２走行動力伝達用回転ローラ８６２Ｂを第２溶着用ローラ８５２Ｂと同方向に回転させることで、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０Ａを自走させるための動力を好適に得ることができる。但し、実施形態１で説明したように、自走式拝み合わせ溶着機８０は、一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂ間に一対の防水シート５の端部同士を挟み込んだ状態で一対の溶着用ローラ８５２Ａ，８５２Ｂを逆方向に回転駆動する際の回転駆動力を利用して、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０を自走させるための推進力が得られるため、本実施形態のように走行動力伝達部８６を特段備えてしなくても、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０を自走させることは可能である。本実施形態に係る自動溶着装置４０は、走行動力伝達部８６を付加的に備えることで、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０を自走させるための動力を、より一層十分に得ることができる。

更に、本実施形態における自動溶着装置４０によれば、走行動力伝達用レール６５が、溶着機用ガイドレール６０と相似形状を有しているため、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０Ａが走行しているときに、第１走行動力伝達用回転ローラ８６２Ａおよび第２走行動力伝達用回転ローラ８６２Ｂによる走行動力伝達用レール６５の挟圧状態が解除されることを好適に抑制できる。

更に、本実施形態における走行動力伝達部８６は、駆動モータ８８が発生させる回転駆動力を、一対の溶着用回転シャフト８５１Ａ，８５１Ｂ（溶着用回転シャフト対）の回転に同期させて走行動力伝達用レール６５に伝達させる構造を採用したので、第１溶着用ローラ８５２Ａおよび第２溶着用ローラ８５２Ｂによって防水シート５の端部同士を挟圧しながら溶着する速度と、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０が走行する速度を精度よく合わせることができる。これにより、防水シート５の端部同士の溶着箇所に歪みが発生することを好適に抑制することができる。

なお、上述までの各実施形態においては、自動溶着装置４０を、背面平滑型トンネルライニング工法における防水シート５の端部同士の溶着に適用する場合を例に説明したが、適用対象は背面平滑型トンネルライニング工法に限定されない。トンネルの止水施工において、トンネル坑内面や、トンネル坑内面に設けられる一次覆工の吹付けコンクリートの内面に対して敷設した防水シートの端部同士を拝み合わせ溶着する際に、本実施形態における自動溶着装置４０を用いても良い。

図２０は、トンネル坑内面に設けられる一次覆工としての吹付けコンクリート３の内面に対して、防水シート５を敷設する状況を説明する図である。防水シート５は、内層の緩衝材としての不織布層５１と外層の防水シート層５２が積層された積層防水シートである。防水シート５は、適宜の幅寸法、例えば２ｍ程度の幅を有しており、幅方向（敷設される際、トンネル軸方向に沿った寸法）における端部以外は、不織布層５１と防水シート層５２が接着されている。図２０に示すように、防水シート５の敷設に際して、各防水シート５における不織布層５１同士を幅方向に所定寸法だけ重ね合わせた状態で、鋲５００を打鋲する。鋲５００の打鋲は、例えば市販の打鋲機を用いて行うことができる。そして、図２０で示す破線丸で囲まれている、吹付けコンクリート３（トンネル内壁面）側から垂下する一対の防水シート５同士の端部を、上述までの自動溶着装置４０を用いて、拝み合わせ溶着を自動で行うようにしても良い。

但し、図２０で説明するトンネル止水施工法は、背面平滑型トンネルライニング工法で
はなく、吹付けコンクリート３の表面に直接防水シート５を敷設するシート防水工法であるため、当該工法に合わせて防水シート展張装置３０の仕様は適宜変更することができることは勿論である。例えば、図２０に示す工法に適用する場合、防水シート展張装置３０の走行基台３２には、シート架台１１を用いて防水シート５を展張支持する必要がない。そのため、走行基台３２は、シート架台１１を設置しない代わりに、例えば門型架台に階段状の作業ステージを取付けたものであっても良い。すなわち、走行基台３２は、溶着機用ガイドレール６０と当該溶着機用ガイドレール６０に沿って自走可能な自走式拝み合わせ溶着機８０を備えた自動溶着装置４０を搭載していれば良い。そして、防水シート展張装置３０の走行基台３２に設置された自動溶着装置４０を防水シート５のジョイント部にセットし、上述までの実施形態と同様、溶着機用ガイドレール６０に沿って自走式拝み合わせ溶着機８０を自走させながら、一対の防水シート５の端部同士を自動溶着することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明に係るトンネル防水シートの自動溶着装置は、これらに限られず、可能な限りこれらを組み合わせることができる。

２・・・トンネル
５・・・防水シート
６・・・充填材
１１・・・シート架台
３０・・・防水シート展張装置
３２・・・走行基台
４０・・・自動溶着装置
６０・・・溶着機用ガイドレール
８０・・・自走式拝み合わせ溶着機
８１・・・溶着機本体
８２・・・溶着機用架台

Claims (6)

1. トンネル軸方向に沿って敷設されたレールに沿って走行可能な走行基台に固定され、トンネル周方向に沿ってアーチ状に延在する溶着機用ガイドレールと、
   前記溶着機用ガイドレールに設けられ、当該溶着機用ガイドレールに沿って走行自在な、自走式拝み合わせ溶着機と、
   を備え、
   前記自走式拝み合わせ溶着機は、
   互いに平行な回転軸を有する溶着用回転シャフト対と、溶着対象となる一対の防水シートの端部を加熱する加熱器と、当該溶着用回転シャフト対の各々に対して同軸に固定される溶着用ローラ対と、を含む溶着部と、
   前記溶着用回転シャフト対を逆方向に回転駆動する回転駆動源と、
   を有し、
   前記自走式拝み合わせ溶着機は、前記加熱器によって加熱された前記防水シートの端部同士を重ね合わせた状態で、逆方向に回転駆動する前記溶着用ローラ対によって前記防水シートの端部同士を挟圧しながら前記溶着機用ガイドレールに沿って一方向に走行することで、トンネル周方向に沿って前記防水シートの端部同士を自動溶着する、
   トンネル防水シートの自動溶着装置。
2. 前記自走式拝み合わせ溶着機は、前記溶着用ローラ対が前記防水シートの端部同士を挟圧しながら逆方向に回転する回転力を利用して前記溶着機用ガイドレールに沿って自走する、
   請求項１に記載のトンネル防水シートの自動溶着装置。
3. 前記自走式拝み合わせ溶着機は、前記溶着部における溶着方向前方側に併設されると共に、前記一対の防水シートの端部を前記溶着部に向けてガイドするシートガイド部を有し、
   前記シートガイド部は、前記一対の防水シートの端部を受け入れると共に、受け入れた当該一対の防水シートの端部における外面をガイドする一対のガイド板を有し、当該一対のガイド板同士の間に形成されるガイド空間は、前記溶着部に向かって幅が狭くなっている、
   請求項１又は２に記載のトンネル防水シートの自動溶着装置。
4. 前記シートガイド部には、前記ガイド空間に受け入れられた各防水シートの端部のトンネル内空側端面に当接することで当該防水シートの端部の高さを揃えるための高さ調整部が設けられている、
   請求項３に記載のトンネル防水シートの自動溶着装置。
5. 前記溶着機用ガイドレールに沿った走行を許容しつつ前記自走式拝み合わせ溶着機が当該溶着機用ガイドレールから滑落することを抑制するために当該自走式拝み合わせ溶着機を懸吊する懸吊装置を更に、備える、
   請求項１から４の何れか一項に記載のトンネル防水シートの自動溶着装置。
6. 前記懸吊装置は、前記走行基台に取り付けられたバランサー装置であって、
   前記バランサー装置は、
   テーパー状の外周面を有する回転ドラムと、
   前記回転ドラムの大径側から小径側に巻き取られるワイヤロープと、
   前記ワイヤロープを巻き取る方向へのトルクを前記回転ドラムに付与するトルク付与部と、
   を有する、
   請求項５に記載のトンネル防水シートの自動溶着装置。

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