JP4335367B2 - 地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方のコンクリート壁に他方のコンクリート壁を打ち継いで地下コンクリート構造物を構築する地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下コンクリート構造物としては、例えばコンクリート製のトンネル内壁などがある。
この種のコンクリート製のトンネル内壁を有するトンネルの施工方法としては、地山を掘削しつつ前進する掘削機によりトンネルを掘削し、掘削したトンネルの内面に内型枠を配設し、内型枠と地山との間に妻型枠を配置し、妻型枠に設けたコンクリート供給管から内型枠と地山との間に形成されるコンクリート打設空間内にコンクリートを充填し、これによってコンクリート製のトンネル内壁を構築するトンネルの施工方法が知られている。
【０００３】
このトンネルの施工方法では、図１０の側断面図に示すように、シールド掘削機１及びコンクリート打設装置２が用いられる。
コンクリート打設装置２は、シールド掘削機１の後方で、シールド掘削機１により掘削されたトンネルＴの内面に沿って地山Ｅを支えるように配されるスキンプレート３と、同じくシールド掘削機１の後方に配されて、シールド掘削機１により掘削されたトンネルＴの内面をトンネルＴの内面から所定距離離間した位置で覆う内型枠４と、スキンプレート３と内型枠４との間に配されてスキンプレート３と内型枠４との間にコンクリート打設空間Ｓを形成する妻型枠５と、シールド掘削機１の後方に設けられて、妻型枠５をトンネルＴの軸心方向に沿って後方に押圧して固定する妻型枠ジャッキ６と、一端がコンクリート供給源Ｄに接続され、他端が妻型枠５を通じてコンクリート打設空間Ｓに連通されるコンクリート供給管７とを備えるものである。
【０００４】
上記の構成において、内型枠４は、トンネルＴの周方向に沿って複数連結されるユニットであって、シールド掘削機１によるトンネルＴの延伸に応じて、シールド掘削機１側の端部にリング状に順次追加されるものである。妻型枠５は、トンネルＴの周方向に連続したリング状となっている。
また、妻型枠ジャッキ６とコンクリート供給管７は、図示しないが、トンネルＴの周方向に複数設けられて、妻型枠５のそれぞれに接続されている。
なお、シールド掘削機１としては、例えば、掘削方向に向く端面に複数のカッタ８が設けられて、中心を軸に回転駆動されることでこのカッタ８によって地山Ｅを掘削する略円盤形状の回転体１ａと、回転体１ａの後方に配されて、かつ回転体１ａを中心を軸にして回転駆動する駆動装置（図示せず）が収容される大略円柱形状の掘削機本体１ｂと、掘削機本体１ｂの後部と内型枠４との間に配されて、内型枠４に対して突っ張ることで内型枠４を後方に押圧して固定するとともに、その反力をシールド掘削機１の推進力とするシールドジャッキ１ｃとを備えるものが用いられる。
【０００５】
ところで、上記のトンネルの施工方法では、施工の都合上、一定期間ごとにシールド掘削機１によるトンネルＴの掘削を停止させるとともに、トンネルＴの内壁を形成するコンクリートの打設を一時休止させている。また、これ以外にも、掘削トラブル等により施工の途中でコンクリートの打設を中断する場合がある。
そして、トンネルＴの内壁を形成するコンクリートの打設を再開する際には、先行して打設されたコンクリート壁に新たに後続のコンクリート壁を打ち継ぐことになり、先行して打設されたコンクリート壁と後続のコンクリート壁との間の打ち継ぎ部に打継目が生じる。ここで、この打継目の目開き量（打継目にできる隙間の大きさ）は、打設したコンクリートが乾燥収縮するなどして、コンクリート打設後に所定の大きさまで広がる。
【０００６】
このトンネル内壁（地下コンクリート構造物）の打継目の止水方法の例として、例えば図１１（ａ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１（先行して打設するコンクリート壁）の打ち継ぎ端面（先端面）と他方のコンクリート壁Ｗ２（後続のコンクリート壁）の、一方のコンクリート壁Ｗ１側の打ち継ぎ端面との間に、打継目Ｈにまたがるようにして止水板ａを埋め込む方法、図１１（ｂ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面に、他方のコンクリート壁Ｗ２に当接するようにしてシール材ｂを埋め込むないし貼り付ける方法、図１１（ｃ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１と他方のコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈをまたぐようにして、地山と接する側にこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２との間に防水シート等からなる防水膜ｃを設ける方法、並びに図１１（ｄ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１と他方のコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈにコーキング材ｄを充填する方法が知られている。
【０００７】
ここで、図１１（ｂ）に示す打継目の止水方法は、前者のトンネルの施工方法において、妻型枠５の打設空間Ｓ側の面にシール材ｂを接着剤等を用いて取り付け、この状態で一方のコンクリート壁Ｗ１を打設することで、一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面にシール材ｂを収容する溝９を形成し、続いて一方のコンクリート壁Ｗ１の打設完了後にこの溝９にシール材ｂを接着剤によって接着するか、または埋没させることで妻型枠５から分離させ、この状態で他方のコンクリート壁Ｗ２を打設することで行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す従来のトンネル内壁（地下コンクリート構造物）の打継目の止水方法では、打継目Ｈの目開き量が数ｍｍ〜５ｍｍ程度の小さい範囲内にある場合にしか対応できないという問題があった。
また、地下水の水圧が高圧になるほど、対応できる目開き量は小さくなってしまうという問題があった。
また、打継目Ｈの目開き量に応じたサイズの止水材を用いないと、コンクリート壁と止水材との間に隙間が生じてしまうため、予め目開き量を見積もっておく必要があり、その分手間がかかってしまうという問題があった。
そして、妻型枠５や一方のコンクリート壁Ｗ１及び他方のコンクリート壁Ｗ２の打ち継ぎ端面は、通常は地山Ｅから湧き出す地下水で濡れており、この水のためにこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２と止水材との間に隙間ができるなどして、止水効果が十分に発揮できないという問題があった。
【０００９】
そして、図１１（ｂ）に示す打継目の止水方法を用いる場合には、シール材ｂを妻型枠５または一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面に接着剤等によって接着する必要があるが、妻型枠５や一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面は、通常は地山Ｅから湧き出す地下水で濡れていて、この水気によって接着剤によるシール材ｂの接着が困難となるほか、この水のためにこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２とシール材ｂとの間に隙間ができるなどして、止水効果が十分に発揮できないという問題があった。
【００１０】
また、シール材ｂは、一方のコンクリート壁Ｗ１を打設する際にも、他方のコンクリート壁Ｗ２を打設する際にも、打設されるコンクリートの流れに曝されるため、コンクリートとの摩擦によってシール材ｂの表面が劣化損傷して止水効果が低下してしまうという問題があった。
また、これらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２を打設する際に、シール材ｂがコンクリートの流れに押されて妻型枠５または一方のコンクリート壁Ｗ１から剥がれて適切な位置からずれてしまうなどして、シール材ｂによる打継目Ｈの止水が不確実になる恐れがあるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、打継目の目開き量に応じて柔軟に対応でき、また、地下水の水圧に対抗して止水を行うことができる地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造を提供することを目的とする。また、止水の確実性を向上させることができる地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法においては、先行して打設するコンクリート壁に後続のコンクリート壁を打ち継いで地下コンクリート構造物を構築する地下コンクリート構造物の打継目の止水方法であって、妻型枠のコンクリート打設空間側の面には、コンクリート打設空間内に突出されるピストンリングを全周にわたって収容するためのピストンリング収容溝が設けられ、
前記ピストンリングを前記妻型枠から突出させ、前記先行して打設するコンクリート壁の、前記後続のコンクリート壁側の先端面に溝を形成し、前記ピストンリングを前記ピストンリング収容溝内に収容した状態で、そのピストンリング収容溝にリング状の水膨張シール材の一部を装着し、前記ピストンリングを前進させ、前記水膨張シール材を、前記溝の前記先端面側に止水空間が形成されるよう前記溝の奥部底面側に押し込み、その後前記後続のコンクリート壁を設ける際に、コンクリートを前記止水空間内に充填させて打設することを特徴とする。
【００１３】
このように構成される地下コンクリート構造物の打継目の止水方法においては、地下コンクリート構造物の打継目を止水する止水材として、水膨張シール材が用いられるので、地下コンクリート構造物の打継目に地下水が進入すると、水膨張シール材が地下水と反応して膨張し、打継目が閉塞される。
また、水膨張シール材が地下水と反応することで、水膨張シール材に膨張する圧力、すなわち膨張圧が生じる。
また、水膨張シール材が先行して打設するコンクリート壁の先端面に形成される溝内に配置されることで、水膨張シール材の位置決め及び固定が行われる。
そして、水膨張シール材は、先行して打設するコンクリート壁が硬化した後に設けられる。
また、先行して打設するコンクリート壁に形成される溝の奥部底面側に、溝の先端面側に止水空間が形成されるように水膨張シール材が配置される。そして、この止水空間内に後続のコンクリート壁を構成するコンクリートが充填されることで、後続のコンクリート壁に、止水空間に嵌合する止水凸部が形成される。
これによって、打継目が目開きすることで地山から打継目内に進入した地下水は、止水空間内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール材が膨張し、止水空間が閉塞されて打継目が閉塞される。
また、先行して打設するコンクリート壁の溝の奥部底面側に水膨張シール材が配置されており、この状態で地下水と反応することで、水膨張シール材は溝内で止水凸部側に向けてのみ膨張する。
そして、先行して打設するコンクリート壁の溝の奥部底面側に水膨張シール材が配置されることで、水膨張シール材がより効果的に固定される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１ないし図９を用いて説明する。
ここでは、地下コンクリート構造物として、前記のトンネル構築方法、すなわち図１０に示すように、掘削機１によって掘削されたトンネルＴの内面にコンクリート打設装置２によってコンクリートを現場打ちすることでコンクリート製のトンネル内壁を構築する施工方法で構築されるコンクリート製のトンネル内壁を用い、このトンネル内壁の打継目に、本発明の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用した場合について説明する。
【００２５】
［第一の実施の形態］
まず、本発明の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法を実施するために用いるコンクリート打設装置２の詳細な構造及び止水材について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）に、トンネルＴの内壁の構築の様子を示す側断面図を示す。符号Ｅは地山、符号３は地山Ｅを押さえるスキンプレート、符号４は内型枠、符号５は妻型枠、符号６は妻型枠ジャッキである。ここで、図２（ｂ）は、図２（ａ）における妻型枠５の近傍の拡大図である。
【００２６】
妻型枠５は、コンクリート供給管７（図２では図示せず）とコンクリート打設空間Ｓとを接続して、コンクリート供給管７から供給されるコンクリートをコンクリート打設空間Ｓ内へ送出するコンクリート送出路（図示せず）を備えている。
なお、妻型枠５は、スキンプレート３と内型枠４のそれぞれと接触する部分に、コンクリート打設空間Ｓ内に打設するコンクリートの漏出を防止するシール５ａ、５ｂが設けられている。
【００２７】
また、妻型枠５の内面、すなわちコンクリート打設空間Ｓ側の面には、コンクリート打設空間Ｓ内で形成されるコンクリート壁Ｗ１の、後続のコンクリート壁Ｗ２側の先端面（打ち継ぎ端面）と内面との交叉する稜線に沿って形成されるピストンリング収容溝１１が設けられており、ピストンリング収容溝１１内には、コンクリート打設空間Ｓ内に突出操作されるピストンリング１２が、ピストンリング収容溝１１の全周にわたって設けられている。
【００２８】
ピストンリング収容溝１１は、ピストンリング１２を収容した際に、ピストンリング１２の先端とピストンリング収容溝１１の縁部との間に、水膨張シール材１５の一部を収容する空間を確保できる程度の深さに形成されているものであって、その底面には、妻型枠５の外方、すなわちコンクリート打設空間Ｓとは反対側に向けて延在するロッド挿通孔１３が形成されている。
ピストンリング１２は、ピストンリング収容溝１１の底面に設けられるロッド挿通孔１３に挿通されて、図示せぬ駆動装置によってロッド挿通孔１３に沿って前進、後退駆動されるピストンロッド１４と接続されている。
【００２９】
先行して打設するコンクリート壁Ｗ１と後続のコンクリート壁Ｗ２との間の打継目を止水する水膨張シール材１５は、例えば吸水性樹脂を含むエラストマー等の水膨張性を有する素材からなるものであって、ピストンリング収容溝１１と同径のリング状の部材である。またその断面は、図３の側断面図に示すように、略矩形形状をなしている。
ここで、乾燥状態における水膨張シール材１５の横幅は、妻型枠５のピストンリング収容溝１１に嵌合される程度の幅であって、その厚さ、つまりピストンリング収容溝１１の深さ方向の寸法は、ピストンリング１２がピストンリング収容溝１１から突出される長さ、すなわち先行して打設するコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１（後述）の深さよりも小さくなるよう形成されている。
また、水膨張シール材１５は、先行して打設するコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１からの脱落を防止するため、溝２１の内側面と当接する面に抜け止めのフランジ１５ａが形成されている。
【００３０】
以下より、このように構成されるコンクリート打設装置２を用いて、本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業について説明する。
まず、コンクリート供給管から、妻型枠５のコンクリート送出路を通じてコンクリートをコンクリート打設空間Ｓ内に所定の充填圧で充填して、先行して打設するコンクリート壁Ｗ１（以下、コンクリート壁Ｗ１と略す）を打設した後、コンクリート供給管へのコンクリートの供給を停止する。
そして、コンクリート打設空間Ｓ内のコンクリート壁Ｗ１が硬化する前に、図４に示すように、妻型枠５に設けられるピストンリング１２をコンクリート打設空間Ｓ側に前進させて妻型枠５のコンクリート打設空間Ｓ側の面から突出させ、これによってコンクリート壁Ｗ１の、後続のコンクリート壁Ｗ２側の先端面に溝２１を形成する。
【００３１】
ここで、ピストンリング１２の前進移動は、図示せぬ駆動装置によってピストンロッド１４をロッド挿通孔１３に沿って前進させ、ピストンロッド１４によってピストンリング１２を押圧操作することによって行われる。
【００３２】
次に、コンクリート壁Ｗ１の養生が終了した後、妻型枠５に設けられるピストンリング１２を引き戻してピストンリング収容溝１１内に収容し、妻型枠ジャッキ６を収縮させることで妻型枠５をスキンプレート３と内型枠４との間から引き出す。
そして、妻型枠５のピストンリング１２を、ピストンリング収容溝１１内に水膨張シール材１５の一部（この場合にはその厚さ、すなわちピストンリング収容溝１１の深さ方向の寸法の半分程度）を挿入する空間ができるまでピストンリング収容溝１１内に引き込み、図５（ａ）の側断面図に示すように、ピストンリング収容溝１１に水膨張シール材１５を、その一部を挿入、嵌合させることによって装着する。
ここで、コンクリート壁Ｗ１と後続のコンクリート壁Ｗ２（後述）との間の打継目が目開きしたとき、溝２１と止水凸部２３（後述）とが干渉し、その摩擦によって止水凸部２３の付け根に負荷が生じるので、溝２１と止水凸部２３との摩擦を低減してこの負荷によるクラック等の損傷を防止するために、溝２１内及びその周囲には、必要に応じてコンクリート剥離材を塗布しておく。
【００３３】
次に、妻型枠ジャッキ６を伸張させることで妻型枠５をスキンプレート３と内型枠４との間に挿入し、コンクリート壁Ｗ１の先端面に当接させる。
この状態でピストンリング１２を前進させることで、図５（ｂ）の側断面図に示すように、コンクリート壁Ｗ１の先端面に形成される溝２１内に、溝２１の奥部底面側まで水膨張シール材１５を押し込む。
ここで、乾燥状態における水膨張シール材１５の厚さは、溝２１の、先端面に対する深さよりも小さくなるよう形成されているので、溝２１の先端面側には止水空間２２が形成される。
また、水膨張シール材１５は、側面に形成される抜け止めのフランジ１５ａ（図５では図示せず）によって溝２１の内面に係止されて、溝２１の奥部底面側に固定される。
【００３４】
次に、ピストンリング１２を、その先端面が妻型枠５のピストンリング収容溝１１の縁部と同一の位置に来るまで引き戻し、コンクリート壁Ｗ１の先端面と妻型枠５との間に新たなコンクリート打設空間Ｓを確保するよう、妻型枠ジャッキ６によって妻型枠５を所定距離引き出す。
そして、新たに確保したコンクリート打設空間Ｓ内にコンクリートを供給して、コンクリート壁Ｗ１の先端面に後続のコンクリート壁Ｗ２（以下、コンクリート壁Ｗ２と略す）を打ち継ぐ（図６参照）。
このとき、コンクリート打設空間Ｓ内に打設するコンクリートは、コンクリート壁Ｗ１の溝２１内に形成される止水空間２２内にも充填されるよう打設される。
【００３５】
そして、コンクリート壁Ｗ１とコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈに、図１（ａ）の側断面図に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造が構築される。すなわち、コンクリート壁Ｗ１に設けられる止水空間２２内に、コンクリート壁Ｗ２を構成するコンクリートが充填されることで、コンクリート壁Ｗ２に、溝２１の止水空間２２に嵌合する止水凸部２３が形成される。
【００３６】
上記のトンネル内壁を構築する作業において、水膨張シール材１５は、コンクリート壁Ｗ１が硬化した後に、溝２１に設けられる。
また、水膨張シール材１５がコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１内に配置されることで、水膨張シール材１５の位置決め及び固定が行われる。
さらに、水膨張シール材１５が、コンクリート壁Ｗ１の溝２１の奥部底面側に配置されることで、水膨張シール材１５がより効果的に固定される。
【００３７】
そして、このように構成される地下コンクリート構造物の打継目の止水構造においては、コンクリート壁Ｗ１に溝２１が形成され、この溝２１内に、先端面側に止水空間２２が形成されるようにその奥部底面側に水膨張シール材１５が配置され、この止水空間２２に、コンクリート壁Ｗ２に形成される止水凸部２３が嵌合される。
これによって、打継目Ｈが目開きすることで地山Ｅから打継目Ｈ内に進入した地下水は、止水空間２２内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール材１５が膨張し、止水空間２２が閉塞されて打継目Ｈが閉塞される。
また、水膨張シール材１５は溝２１の奥部底面側に配置されており、この状態で水膨張シール材１５が地下水と反応することで、図１（ｂ）に示すように、溝２１内で止水凸部２３側に向けてのみ膨張する。
そして、水膨張シール材１５が地下水と反応することで、水膨張シール材１５に膨張する圧力、すなわち膨張圧が生じる。
【００３８】
この結果、本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造によれば、打継目Ｈが目開きすることで地山Ｅから打継目Ｈ内に進入した地下水は、止水空間２２内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール１５が膨張し、止水空間２２が閉塞されて打継目Ｈが閉塞されるので、止水空間２２に止水凸部２３が嵌合されている程度の目開き量であれば、水膨張シール材１５の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量が大きい場合にも打継目Ｈの止水を行うことができる。
そして、水膨張シール材１５の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量を予め予測する必要がなく、目開き量に応じて柔軟に対応することができる。
また、水膨張シール材１５が溝２１内で止水凸部２３側に向けてのみ膨張するので、水膨張シール材１５の膨張圧を止水凸部２３側に集中させることができ、地下水の水圧に効果的に対抗して打継目Ｈの止水を行うことができる。
【００３９】
さらに、水膨張シール材１５は地下水と反応することで膨張するので、コンクリート壁Ｗ１及びコンクリート壁Ｗ２が濡れていても、水膨張シール材１５とこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２とを密着させることができ、止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
そして、水膨張シール材１５がコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１内に配置されることによって水膨張シール材１５の位置決め及び固定が行われるので、水膨張シール材１５の固定に接着剤等を使う必要がなく、水膨張シール材１５の位置決め及び固定を容易かつ低コストで行うことができる。
さらに、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に、打設したコンクリートによって水膨張シール材１５が溝２１の奥部底面側に押圧されるので、水膨張シール材１５の固定をより確実に行うことができ、止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
【００４０】
また、水膨張シール材１５は、コンクリート壁Ｗ２を打設するときにのみ、かつ溝２１の先端面側の面のみがコンクリートの流れに曝されるので、コンクリートとの摩擦による水膨張シール材１５の劣化損傷を低減することができ、かつ水膨張シール材１５が溝２１内で止水凸部２３側に向けてのみ膨張し、水膨張シール材１５の劣化損傷した面が止水凸部２３に押し付けられて密着するので、水膨張シール材１５による止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
【００４１】
なお、上記第一の実施の形態では、水膨張シール材１５の形状を、図３に示すように、抜け止めのフランジ１５ａが形成される形状としたが、これに限られることなく、単なる矩形断面形状としてもよい。
また、上記第一の実施の形態では、水膨張シール材１５を、コンクリート壁Ｗ１の溝２１の奥部底面側に、溝２１内に止水空間２２を形成するように配置し、この止水空間２２にコンクリートを充填することによって、コンクリート壁Ｗ２の打ち継ぎ端面に、溝２１の止水空間２２に嵌合する止水凸部２３を形成した例を用いたが、これに限られることなく、水膨張シール材２２をコンクリート壁Ｗ１の溝２１から突出させておき、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に、この突出して設けられた水膨張シール材２２を内包するようにコンクリートを打設することで、図７（ａ）の側断面図に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を構成しても良い。
【００４２】
ここで、図７（ａ）に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造は、コンクリート壁Ｗ１の先端面に、この先端面とコンクリート壁Ｗ１の内面とが交叉する稜線に沿って第一の溝２６が形成され、コンクリート壁Ｗ２の打ち継ぎ端面に、第一の溝２６と略同形状をなす第二の溝２７が、第一の溝２６に対向して形成され、さらに、片側を第一の溝２６内に配置され、他方の側を第二の溝２７内に配置されるようにして稜線に沿って水膨張シール材２８が配設され、水膨張シール材２８の他端がコンクリート壁Ｗ２の第二の溝２７内に配設されているものである。
この地下コンクリート構造物の打継目の止水構造によれば、打継目Ｈにまたがって水膨張シール材２８が配置され、この水膨張シール材１５が地下水と反応して膨張し、溝２６内を閉塞するので（図７（ｂ）参照）、打継目Ｈの目開き量に応じて柔軟に対応でき、また、地下水の水圧に対抗して止水を行うことができる。
【００４３】
［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水構造は、第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法と同様にコンクリート打設装置２を用いるものであって、コンクリート打設装置２において、妻型枠５の代わりに妻型枠３１を用い、水膨張シール材１５の代わりに水膨張シール材３４を用いるものである。
【００４４】
妻型枠３１は、図８の拡大側断面図に示すように、妻型枠５からピストンリング収容溝１１、ピストンリング１２、ロッド挿通孔１３及びピストンロッド１４をなくし、代わりに、コンクリート打設空間Ｓ側の面に、コンクリート打設空間Ｓ内で形成されるコンクリート壁Ｗ１の先端面と内面との交叉する稜線に沿って形成される凹溝３２を設けたものである。
凹溝３２は、コンクリート打設空間Ｓ側に向けて幅が広げられた形状に形成される断面視略台形の溝であって、コンクリート壁Ｗ１の、コンクリート壁Ｗ２側の先端面に、全周にわたって断面視略台形の突条３３を形成するものである。
【００４５】
水膨張シール材３４は、凹溝３２と同径のリング状の部材であって、図９の拡大側断面図に示すように、開口端に向けて開口の幅が広げられた形状に形成される断面視大略コ字形状をなしている。そしてその内面は、コンクリート壁Ｗ１の先端面に形成される突条３３に嵌合されるように突条３３の外面形状に沿った形状に形成されており、またその外面は、妻型枠３１の凹溝３２に嵌合されるように、凹溝３２の内面形状に沿った形状とされている。すなわち、水膨張シール材３４の外側面は、コンクリート壁Ｗ１の先端面に対して鋭角に立ち上げられる傾斜面とされている。
そして、水膨張シール材３４は、突条３３との嵌合時に突条３３の付け根部分に当接する部分と突条３３の先端に当接する部分とが非膨張性のゴムから構成される非膨張ゴム部３４ａとされ、これら非膨張ゴム部３４ａ間、すなわち突条３３の付け根に当接する部分から突条３３の先端に当接する部分との間に位置する部分は、水膨張性を有するゴムから構成される水膨張ゴム部３４ｂとされている。
すなわち、水膨張シール材３４は、主に側方に向けて膨張することで打継目の止水を行うものである。
【００４６】
以下より、このように構成されるコンクリート打設装置２を用いて、本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業について説明する。
まず、コンクリート供給管から、妻型枠５のコンクリート送出路を通じてコンクリートをコンクリート打設空間Ｓ内に所定の充填圧で充填して、コンクリート壁Ｗ１を打設した後、コンクリート供給管へのコンクリートの供給を停止する。すると、妻型枠３１に凹溝３２が形成されていることから、コンクリート壁Ｗ１の先端面には突条３３が形成される（図８参照）。
【００４７】
次に、コンクリート壁Ｗ１の養生が終了した後、妻型枠ジャッキ６を収縮させることで妻型枠３１をスキンプレート３と内型枠４との間から引き出す。
そして、妻型枠３１の凹溝３２に、水膨張シール材３４を嵌合させることによって装着し、この状態で妻型枠ジャッキ６を伸張させることで妻型枠３１をスキンプレート３と内型枠４との間に挿入し、コンクリート壁Ｗ１の先端面に当接させる。これによって、妻型枠３１の凹溝３２に嵌合されていた水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合して突条３３に固定される。
このとき、水膨張シール材３４が、開口端に向けて開口の幅が広げられた形状に形成される断面視大略コ字形状をなしているので、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させる際に、水膨張シール材３４は内面を突条３３の外側面によって案内されて適正な位置に案内される。
【００４８】
続いて、コンクリート壁Ｗ１の先端面と妻型枠３１との間に新たなコンクリート打設空間Ｓを確保するよう、妻型枠ジャッキ６によって妻型枠３１を所定距離引き出し、新たに確保したコンクリート打設空間Ｓ内にコンクリートを供給して、コンクリート壁Ｗ１の先端面にコンクリート壁Ｗ２を打ち継ぐ。
【００４９】
これによって、コンクリート壁Ｗ１とコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈに、図９の拡大側断面図に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造が構築される。すなわち、コンクリート壁Ｗ１に突条３３が形成され、この突条３３に水膨張シール材３４が嵌合され、コンクリート壁Ｗ２に、水膨張シール材３４に嵌合される止水凹部３５が形成される。
【００５０】
上記のトンネル内壁を構築する作業において、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１が硬化した後に突条３３に設けられる。また、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１に形成される突条３３に嵌合させて配置されることで位置決め及び固定が行われる。
そして、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に、打設したコンクリートによって水膨張シール材３４が突条３３に押しつけられ、また水膨張シール材３４の外側面が、突条３３の先端側から突条３３の付け根側に向けて外側方に張り出す傾斜面とされていて、打設されるコンクリートから受ける圧力が突条３３に押し付ける圧力として作用するため、水膨張シール材３４がずれにくなる。
また、水膨張シール材３４の外側面が、突条３３の先端側から付け根側に向けて開口の幅が広がる傾斜面とされているので、コンクリート壁Ｗ２を構成するコンクリートの、水膨張シール材３４の周囲での滞留が低減される。
【００５１】
このように構成される地下コンクリート構造物の打継目の止水構造においては、打継目Ｈが目開きすることで地山Ｅから打継目Ｈ内に進入した地下水は、止水凹部３５内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール３４が膨張し、止水凹部３５が閉塞されて打継目Ｈが閉塞される。
ここで、水膨張シール材３４の外側面は、コンクリート壁Ｗ１の先端面から鋭角に立ち上げられる傾斜面をなしており、またコンクリート壁Ｗ２の止水凹部３５の内側面は、水膨張シール材３４の外側面と平行平面をなしている。
このため、コンクリート壁Ｗ１とコンクリート壁Ｗ２との間に目開きが生じ、図９に示すように、コンクリート壁Ｗ１、Ｗ２の打ち継ぎ端面間の目開き量ｈ１が１０ｍｍであったとすると、例えばこれらの傾斜角度が４５度である場合には、水膨張シール材３４の外側面とコンクリート壁Ｗ２の止水凹部３５の内側面との間の間隔は約７ｍｍとなる。すなわち、実際に閉塞すべき目開き量ｈ２は、打ち継ぎ端面間の目開き量ｈ１の約７割の大きさで済む。また、水膨張シール材３４は主に外側面部分に水膨張ゴム部３４ｂが設けられていればよいので、水膨張ゴムの使用量が低減される。
【００５２】
さらに、水膨張シール材３４の外側面及びコンクリート壁Ｗ２の止水凹部３５の内側面を、目開き方向に対する傾斜角度をより小さくすることで、実際に閉塞すべき目開き量をより小さくすることも可能となる。ただし、水膨張シール材３４は、突条３３への取付作業時に妻型枠３１の凹溝３２に嵌合させるために、開口端側とは反対側の端部の幅を、凹溝３２の内側面間の最大幅（この幅はコンクリート壁Ｗ１の突条３３の付け根部分の幅と等しい）よりも小さくする必要がある。そのため、水膨張シール材３４は、その開口端側とは反対側の端部の幅が突条３３の付け根側の幅よりも小さくなるよう、外側面にある程度の傾斜角度を持たせておく必要がある。
【００５３】
この結果、本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造によれば、目開き量が大きくても、止水凹部３５に水膨張シール材３４が嵌合されている程度の目開き量であれば、水膨張シール材３４の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量が大きい場合にも、打継目Ｈの止水をより効果的に行うことができる。さらに、従来の止水構造に比べて実際に閉塞すべき目開き量を小さくすることができ、より効果的に打継目Ｈの止水を行うことができる。
そして、水膨張シール材３４の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量を予め予測する必要がなく、目開き量に応じて柔軟に対応することができる。
【００５４】
さらに、水膨張シール材３４は地下水と反応することで膨張するので、コンクリート壁Ｗ１、Ｗ２が濡れていても、水膨張シール材３４とこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２とを密着させることができ、止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
また、水膨張シール材３４は、水膨張ゴムの使用量が低減されるので、施工コストを低減することができる。
【００５５】
また、突条３３は、先端側に対して付け根側の幅が広い略台形に形成されていて、外力に対する強度が確保される。このため、突条３３には打継目Ｈからの漏水の原因となるクラックが発生しにくくなり、止水の確実性を向上させることができる。
また、コンクリート壁Ｗ２を構成するコンクリートの、水膨張シール材３４の周囲での滞留が低減されるので、水膨張シール材３４の周囲へのコンクリートの充填不良や、気泡、水泡の発生を低減して、コンクリート壁Ｗ２の品質を向上させるとともに、これらを原因とする漏水を低減することができる。
【００５６】
そして、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させて配置されることで位置決め及び固定が行われる。これによって、水膨張シール材３４の固定に接着剤等を使う必要がなく、水膨張シール材３４の位置決め及び固定を容易かつ低コストで行うことができる。
また、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させる際に適正な位置に案内されるので、位置決めを厳密に行う必要がなくなり、水膨張シール材３４の取付が容易になる。
さらに、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に水膨張シール材３４がずれにくいので、水膨張シール材１５の固定をより確実に行って止水効果を十分に発揮することができ、止水の確実性を向上させることができる。
【００５７】
ここで、上記第二の実施の形態では、コンクリート壁Ｗ１の突条３３への水膨張シール材３４の取付を、妻型枠３１に設けた凹溝３２に水膨張シール材３４を嵌合させ、この状態で妻型枠３１をコンクリート壁Ｗ１に押し付けることで、水膨張シール材３４をコンクリート壁Ｗ１の突条３３に押し付けて嵌合させることで行う例を示した。しかし、これに限られることなく、水膨張シール材３４の突条３３への取付をより確実に行うことができるように、妻型枠３１を、妻型枠５においてピストンリング収容溝１１の代わりに凹溝３２を設け、この凹溝３２の底面にピストンリング１２、ロッド挿通孔１３及びピストンロッド１４を設けた構成とし、上記手順によって水膨張シール材３４をコンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させた後、ピストンリング１２を凹溝３２内に突出させることで、凹溝３２内から水膨張シール材３４を押し出して妻型枠３１から確実に分離させるようにしても構わない。
【００５８】
なお、上記第一、第二の実施の形態では、本発明の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用する地下コンクリート構造物として、コンクリートを現場打ちすることで構築されるコンクリート製のトンネル内壁を用いた例を示したが、これに限られることなく、地下コンクリート構造物として、予め成形されたコンクリート製のセグメントをトンネルの内面に沿って連結配置することで構築されるコンクリート製のトンネル内壁を用いても構わない。
この場合には、セグメントとして、一方の端面（打ち継ぎ端面）に、一方の端面と内面との交叉する稜線に沿って溝２１が形成され、他方の端面（打ち継ぎ端面）に、隣接して配置されるセグメントに形成される溝２１に嵌合される止水凸部２３が形成されたものを用い、溝２１内に水膨張シール材１５を配置した状態でこれらセグメントを連結することで、図１に示すような地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を構築する。
同様に、セグメントとして、一方の端面に、一方の端面と内面との交叉する稜線に沿って突条３３が形成され、他方の端面に、隣接して配置されるセグメントに形成される突条３３に嵌合される止水凹部３５が形成されたものを用い、突条３３に水膨張シール材３４を配置した状態でこれらセグメントを連結することで、図９に示すような地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を構築してもよい。
また、地下コンクリート構造物は、トンネル内壁に限定されるものではない。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法によれば、止水材として水膨張シール材が用いられるので、地下コンクリート構造物の打継目に地下水が進入すると、水膨張シール材が地下水と反応して膨張し、打継目が閉塞される。これによって、水膨張シール材の膨張倍率を適切に選択することで、打継目の目開き量が大きい場合にも打継目を閉塞して止水することができる。
また、水膨張シール材が地下水と反応して膨張することで、打継目の目開き量を予め予測する必要がなく、目開き量に応じて柔軟に対応することができる。
また、水膨張シール材が地下水と反応することで、水膨張シール材に膨張する圧力、すなわち膨張圧が生じ、この膨張圧によって打継目を閉塞する水膨張シール材が地下水の水圧に対抗して打継目の止水を行うことができる。
そして、コンクリート壁が地山から湧き出す水等で濡れていた場合にも、水膨張シール材の固定に接着剤を使用しないために位置決め、固定を容易に行うことができ、かつ水膨張シール材が地下水と反応し、これによって膨張することから、水膨張シール材とこれらコンクリート壁とを密着させて止水効果を十分に発揮して、止水の確実性を向上させることができる。
また、水膨張シール材が先行して打設するコンクリート壁が硬化した後に設けられ、水膨張シール材は後続のコンクリート壁を打設するときにのみコンクリートの流れに曝されるので、コンクリートとの摩擦による水膨張シール材の劣化損傷を低減して、止水の確実性を向上させることができる。
そして、水膨張シール材が先行して打設するコンクリート壁に形成される溝内に配置されることで、水膨張シール材の固定に接着剤等を使う必要がなく、接着剤を塗布する手間と接着剤にかかるコストをなくして、水膨張シール材の位置決め及び固定を容易かつ低コストで行うことができる。
また、打継目が目開きすることで地山から打継目内に進入した地下水は、止水空間内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シールが膨張し、止水空間が閉塞されて打継目が閉塞されるので、止水空間に止水凸部が嵌合される程度であれば、水膨張シール材の膨張倍率を適当に選択することで、打継目の目開き量が大きい場合にも打継目の止水を行うことができる。
また、水膨張シール材が溝内で止水凸部側に向けてのみ膨張するので、水膨張シール材の膨張圧を止水凸部側に集中させることができ、地下水の水圧に対抗して打継目の止水を行うことができる。
そして、後続のコンクリート壁を打設する際には、水膨張シール材は、打設したコンクリートによって溝の奥部底面側に押圧されるので、水膨張シール材の固定をより確実に行って、止水の確実性を向上させることができる。
また、水膨張シール材は、先行して打設するコンクリート壁の溝内に配置されることで、溝の先端面側の面のみが、後続のコンクリート壁を打設するときにのみコンクリートの流れに曝されるので、コンクリートとの摩擦による水膨張シール材の劣化損傷が低減される。
また、水膨張シール材が溝内で止水凸部側に向けてのみ膨張し、水膨張シール材の劣化損傷した面が止水凸部に押し付けられて密着するので、水膨張シール材による止水効果を十分に発揮することができ、止水の確実性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す側断面図である。
【図２】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用するトンネル内壁の構築の様子を示す側断面図である。
【図３】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造に用いる水膨張シール材の形状を示す断面図である。
【図４】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す側断面図である。
【図５】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す側断面図である。
【図６】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す側断面図である。
【図７】 本発明の第一の実施の形態の他の実施態様における、地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す正断面図である。
【図８】 本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す拡大側断面図である。
【図９】 本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す拡大側断面図である。
【図１０】 本発明及び従来のトンネル構築方法に用いるコンクリート打設装置の概略構成を示す側断面図である。
【図１１】 従来の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法による地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
４ 内型枠 ５ 妻型枠
１５、２８、３４ 水膨張シール材 ２１ 溝
２２ 止水空間 ２３ 止水凸部
２６ 第一の溝 ２７ 第二の溝
３３ 突条 ３５ 止水凹部
Ｈ 打継目 Ｗ１ 先行して打設するコンクリート壁
Ｗ２ 後続のコンクリート壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方のコンクリート壁に他方のコンクリート壁を打ち継いで地下コンクリート構造物を構築する地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下コンクリート構造物としては、例えばコンクリート製のトンネル内壁などがある。
この種のコンクリート製のトンネル内壁を有するトンネルの施工方法としては、地山を掘削しつつ前進する掘削機によりトンネルを掘削し、掘削したトンネルの内面に内型枠を配設し、内型枠と地山との間に妻型枠を配置し、妻型枠に設けたコンクリート供給管から内型枠と地山との間に形成されるコンクリート打設空間内にコンクリートを充填し、これによってコンクリート製のトンネル内壁を構築するトンネルの施工方法が知られている。
【０００３】
このトンネルの施工方法では、図１０の側断面図に示すように、シールド掘削機１及びコンクリート打設装置２が用いられる。
コンクリート打設装置２は、シールド掘削機１の後方で、シールド掘削機１により掘削されたトンネルＴの内面に沿って地山Ｅを支えるように配されるスキンプレート３と、同じくシールド掘削機１の後方に配されて、シールド掘削機１により掘削されたトンネルＴの内面をトンネルＴの内面から所定距離離間した位置で覆う内型枠４と、スキンプレート３と内型枠４との間に配されてスキンプレート３と内型枠４との間にコンクリート打設空間Ｓを形成する妻型枠５と、シールド掘削機１の後方に設けられて、妻型枠５をトンネルＴの軸心方向に沿って後方に押圧して固定する妻型枠ジャッキ６と、一端がコンクリート供給源Ｄに接続され、他端が妻型枠５を通じてコンクリート打設空間Ｓに連通されるコンクリート供給管７とを備えるものである。
【０００４】
上記の構成において、内型枠４は、トンネルＴの周方向に沿って複数連結されるユニットであって、シールド掘削機１によるトンネルＴの延伸に応じて、シールド掘削機１側の端部にリング状に順次追加されるものである。妻型枠５は、トンネルＴの周方向に連続したリング状となっている。
また、妻型枠ジャッキ６とコンクリート供給管７は、図示しないが、トンネルＴの周方向に複数設けられて、妻型枠５のそれぞれに接続されている。
なお、シールド掘削機１としては、例えば、掘削方向に向く端面に複数のカッタ８が設けられて、中心を軸に回転駆動されることでこのカッタ８によって地山Ｅを掘削する略円盤形状の回転体１ａと、回転体１ａの後方に配されて、かつ回転体１ａを中心を軸にして回転駆動する駆動装置（図示せず）が収容される大略円柱形状の掘削機本体１ｂと、掘削機本体１ｂの後部と内型枠４との間に配されて、内型枠４に対して突っ張ることで内型枠４を後方に押圧して固定するとともに、その反力をシールド掘削機１の推進力とするシールドジャッキ１ｃとを備えるものが用いられる。
【０００５】
ところで、上記のトンネルの施工方法では、施工の都合上、一定期間ごとにシールド掘削機１によるトンネルＴの掘削を停止させるとともに、トンネルＴの内壁を形成するコンクリートの打設を一時休止させている。また、これ以外にも、掘削トラブル等により施工の途中でコンクリートの打設を中断する場合がある。
そして、トンネルＴの内壁を形成するコンクリートの打設を再開する際には、先行して打設されたコンクリート壁に新たに後続のコンクリート壁を打ち継ぐことになり、先行して打設されたコンクリート壁と後続のコンクリート壁との間の打ち継ぎ部に打継目が生じる。ここで、この打継目の目開き量（打継目にできる隙間の大きさ）は、打設したコンクリートが乾燥収縮するなどして、コンクリート打設後に所定の大きさまで広がる。
【０００６】
このトンネル内壁（地下コンクリート構造物）の打継目の止水方法の例として、例えば図１１（ａ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１（先行して打設するコンクリート壁）の打ち継ぎ端面（先端面）と他方のコンクリート壁Ｗ２（後続のコンクリート壁）の、一方のコンクリート壁Ｗ１側の打ち継ぎ端面との間に、打継目Ｈにまたがるようにして止水板ａを埋め込む方法、図１１（ｂ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面に、他方のコンクリート壁Ｗ２に当接するようにしてシール材ｂを埋め込むないし貼り付ける方法、図１１（ｃ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１と他方のコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈをまたぐようにして、地山と接する側にこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２との間に防水シート等からなる防水膜ｃを設ける方法、並びに図１１（ｄ）に示すように、一方のコンクリート壁Ｗ１と他方のコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈにコーキング材ｄを充填する方法が知られている。
【０００７】
ここで、図１１（ｂ）に示す打継目の止水方法は、前者のトンネルの施工方法において、妻型枠５の打設空間Ｓ側の面にシール材ｂを接着剤等を用いて取り付け、この状態で一方のコンクリート壁Ｗ１を打設することで、一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面にシール材ｂを収容する溝９を形成し、続いて一方のコンクリート壁Ｗ１の打設完了後にこの溝９にシール材ｂを接着剤によって接着するか、または埋没させることで妻型枠５から分離させ、この状態で他方のコンクリート壁Ｗ２を打設することで行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す従来のトンネル内壁（地下コンクリート構造物）の打継目の止水方法では、打継目Ｈの目開き量が数ｍｍ〜５ｍｍ程度の小さい範囲内にある場合にしか対応できないという問題があった。
また、地下水の水圧が高圧になるほど、対応できる目開き量は小さくなってしまうという問題があった。
また、打継目Ｈの目開き量に応じたサイズの止水材を用いないと、コンクリート壁と止水材との間に隙間が生じてしまうため、予め目開き量を見積もっておく必要があり、その分手間がかかってしまうという問題があった。
そして、妻型枠５や一方のコンクリート壁Ｗ１及び他方のコンクリート壁Ｗ２の打ち継ぎ端面は、通常は地山Ｅから湧き出す地下水で濡れており、この水のためにこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２と止水材との間に隙間ができるなどして、止水効果が十分に発揮できないという問題があった。
【０００９】
そして、図１１（ｂ）に示す打継目の止水方法を用いる場合には、シール材ｂを妻型枠５または一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面に接着剤等によって接着する必要があるが、妻型枠５や一方のコンクリート壁Ｗ１の打ち継ぎ端面は、通常は地山Ｅから湧き出す地下水で濡れていて、この水気によって接着剤によるシール材ｂの接着が困難となるほか、この水のためにこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２とシール材ｂとの間に隙間ができるなどして、止水効果が十分に発揮できないという問題があった。
【００１０】
また、シール材ｂは、一方のコンクリート壁Ｗ１を打設する際にも、他方のコンクリート壁Ｗ２を打設する際にも、打設されるコンクリートの流れに曝されるため、コンクリートとの摩擦によってシール材ｂの表面が劣化損傷して止水効果が低下してしまうという問題があった。
また、これらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２を打設する際に、シール材ｂがコンクリートの流れに押されて妻型枠５または一方のコンクリート壁Ｗ１から剥がれて適切な位置からずれてしまうなどして、シール材ｂによる打継目Ｈの止水が不確実になる恐れがあるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、打継目の目開き量に応じて柔軟に対応でき、また、地下水の水圧に対抗して止水を行うことができる地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造を提供することを目的とする。また、止水の確実性を向上させることができる地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法においては、先行して打設するコンクリート壁に後続のコンクリート壁を打ち継いで地下コンクリート構造物を構築する地下コンクリート構造物の打継目の止水方法であって、妻型枠のコンクリート打設空間側の面には、コンクリート打設空間内に突出されるピストンリングを全周にわたって収容するためのピストンリング収容溝が設けられ、
前記ピストンリングを前記妻型枠から突出させ、前記先行して打設するコンクリート壁の、前記後続のコンクリート壁側の先端面に溝を形成し、前記ピストンリングを前記ピストンリング収容溝内に収容した状態で、そのピストンリング収容溝にリング状の水膨張シール材の一部を装着し、前記ピストンリングを前進させ、前記水膨張シール材を、前記溝の前記先端面側に止水空間が形成されるよう前記溝の奥部底面側に押し込み、その後前記後続のコンクリート壁を設ける際に、コンクリートを前記止水空間内に充填させて打設することを特徴とする。
【００１３】
このように構成される地下コンクリート構造物の打継目の止水方法においては、地下コンクリート構造物の打継目を止水する止水材として、水膨張シール材が用いられるので、地下コンクリート構造物の打継目に地下水が進入すると、水膨張シール材が地下水と反応して膨張し、打継目が閉塞される。
また、水膨張シール材が地下水と反応することで、水膨張シール材に膨張する圧力、すなわち膨張圧が生じる。
また、水膨張シール材が先行して打設するコンクリート壁の先端面に形成される溝内に配置されることで、水膨張シール材の位置決め及び固定が行われる。
そして、水膨張シール材は、先行して打設するコンクリート壁が硬化した後に設けられる。
また、先行して打設するコンクリート壁に形成される溝の奥部底面側に、溝の先端面側に止水空間が形成されるように水膨張シール材が配置される。そして、この止水空間内に後続のコンクリート壁を構成するコンクリートが充填されることで、後続のコンクリート壁に、止水空間に嵌合する止水凸部が形成される。
これによって、打継目が目開きすることで地山から打継目内に進入した地下水は、止水空間内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール材が膨張し、止水空間が閉塞されて打継目が閉塞される。
また、先行して打設するコンクリート壁の溝の奥部底面側に水膨張シール材が配置されており、この状態で地下水と反応することで、水膨張シール材は溝内で止水凸部側に向けてのみ膨張する。
そして、先行して打設するコンクリート壁の溝の奥部底面側に水膨張シール材が配置されることで、水膨張シール材がより効果的に固定される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１ないし図９を用いて説明する。
ここでは、地下コンクリート構造物として、前記のトンネル構築方法、すなわち図１０に示すように、掘削機１によって掘削されたトンネルＴの内面にコンクリート打設装置２によってコンクリートを現場打ちすることでコンクリート製のトンネル内壁を構築する施工方法で構築されるコンクリート製のトンネル内壁を用い、このトンネル内壁の打継目に、本発明の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用した場合について説明する。
【００２５】
［第一の実施の形態］
まず、本発明の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法を実施するために用いるコンクリート打設装置２の詳細な構造及び止水材について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）に、トンネルＴの内壁の構築の様子を示す側断面図を示す。符号Ｅは地山、符号３は地山Ｅを押さえるスキンプレート、符号４は内型枠、符号５は妻型枠、符号６は妻型枠ジャッキである。ここで、図２（ｂ）は、図２（ａ）における妻型枠５の近傍の拡大図である。
【００２６】
妻型枠５は、コンクリート供給管７（図２では図示せず）とコンクリート打設空間Ｓとを接続して、コンクリート供給管７から供給されるコンクリートをコンクリート打設空間Ｓ内へ送出するコンクリート送出路（図示せず）を備えている。
なお、妻型枠５は、スキンプレート３と内型枠４のそれぞれと接触する部分に、コンクリート打設空間Ｓ内に打設するコンクリートの漏出を防止するシール５ａ、５ｂが設けられている。
【００２７】
また、妻型枠５の内面、すなわちコンクリート打設空間Ｓ側の面には、コンクリート打設空間Ｓ内で形成されるコンクリート壁Ｗ１の、後続のコンクリート壁Ｗ２側の先端面（打ち継ぎ端面）と内面との交叉する稜線に沿って形成されるピストンリング収容溝１１が設けられており、ピストンリング収容溝１１内には、コンクリート打設空間Ｓ内に突出操作されるピストンリング１２が、ピストンリング収容溝１１の全周にわたって設けられている。
【００２８】
ピストンリング収容溝１１は、ピストンリング１２を収容した際に、ピストンリング１２の先端とピストンリング収容溝１１の縁部との間に、水膨張シール材１５の一部を収容する空間を確保できる程度の深さに形成されているものであって、その底面には、妻型枠５の外方、すなわちコンクリート打設空間Ｓとは反対側に向けて延在するロッド挿通孔１３が形成されている。
ピストンリング１２は、ピストンリング収容溝１１の底面に設けられるロッド挿通孔１３に挿通されて、図示せぬ駆動装置によってロッド挿通孔１３に沿って前進、後退駆動されるピストンロッド１４と接続されている。
【００２９】
先行して打設するコンクリート壁Ｗ１と後続のコンクリート壁Ｗ２との間の打継目を止水する水膨張シール材１５は、例えば吸水性樹脂を含むエラストマー等の水膨張性を有する素材からなるものであって、ピストンリング収容溝１１と同径のリング状の部材である。またその断面は、図３の側断面図に示すように、略矩形形状をなしている。
ここで、乾燥状態における水膨張シール材１５の横幅は、妻型枠５のピストンリング収容溝１１に嵌合される程度の幅であって、その厚さ、つまりピストンリング収容溝１１の深さ方向の寸法は、ピストンリング１２がピストンリング収容溝１１から突出される長さ、すなわち先行して打設するコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１（後述）の深さよりも小さくなるよう形成されている。
また、水膨張シール材１５は、先行して打設するコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１からの脱落を防止するため、溝２１の内側面と当接する面に抜け止めのフランジ１５ａが形成されている。
【００３０】
以下より、このように構成されるコンクリート打設装置２を用いて、本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業について説明する。
まず、コンクリート供給管から、妻型枠５のコンクリート送出路を通じてコンクリートをコンクリート打設空間Ｓ内に所定の充填圧で充填して、先行して打設するコンクリート壁Ｗ１（以下、コンクリート壁Ｗ１と略す）を打設した後、コンクリート供給管へのコンクリートの供給を停止する。
そして、コンクリート打設空間Ｓ内のコンクリート壁Ｗ１が硬化する前に、図４に示すように、妻型枠５に設けられるピストンリング１２をコンクリート打設空間Ｓ側に前進させて妻型枠５のコンクリート打設空間Ｓ側の面から突出させ、これによってコンクリート壁Ｗ１の、後続のコンクリート壁Ｗ２側の先端面に溝２１を形成する。
【００３１】
ここで、ピストンリング１２の前進移動は、図示せぬ駆動装置によってピストンロッド１４をロッド挿通孔１３に沿って前進させ、ピストンロッド１４によってピストンリング１２を押圧操作することによって行われる。
【００３２】
次に、コンクリート壁Ｗ１の養生が終了した後、妻型枠５に設けられるピストンリング１２を引き戻してピストンリング収容溝１１内に収容し、妻型枠ジャッキ６を収縮させることで妻型枠５をスキンプレート３と内型枠４との間から引き出す。
そして、妻型枠５のピストンリング１２を、ピストンリング収容溝１１内に水膨張シール材１５の一部（この場合にはその厚さ、すなわちピストンリング収容溝１１の深さ方向の寸法の半分程度）を挿入する空間ができるまでピストンリング収容溝１１内に引き込み、図５（ａ）の側断面図に示すように、ピストンリング収容溝１１に水膨張シール材１５を、その一部を挿入、嵌合させることによって装着する。
ここで、コンクリート壁Ｗ１と後続のコンクリート壁Ｗ２（後述）との間の打継目が目開きしたとき、溝２１と止水凸部２３（後述）とが干渉し、その摩擦によって止水凸部２３の付け根に負荷が生じるので、溝２１と止水凸部２３との摩擦を低減してこの負荷によるクラック等の損傷を防止するために、溝２１内及びその周囲には、必要に応じてコンクリート剥離材を塗布しておく。
【００３３】
次に、妻型枠ジャッキ６を伸張させることで妻型枠５をスキンプレート３と内型枠４との間に挿入し、コンクリート壁Ｗ１の先端面に当接させる。
この状態でピストンリング１２を前進させることで、図５（ｂ）の側断面図に示すように、コンクリート壁Ｗ１の先端面に形成される溝２１内に、溝２１の奥部底面側まで水膨張シール材１５を押し込む。
ここで、乾燥状態における水膨張シール材１５の厚さは、溝２１の、先端面に対する深さよりも小さくなるよう形成されているので、溝２１の先端面側には止水空間２２が形成される。
また、水膨張シール材１５は、側面に形成される抜け止めのフランジ１５ａ（図５では図示せず）によって溝２１の内面に係止されて、溝２１の奥部底面側に固定される。
【００３４】
次に、ピストンリング１２を、その先端面が妻型枠５のピストンリング収容溝１１の縁部と同一の位置に来るまで引き戻し、コンクリート壁Ｗ１の先端面と妻型枠５との間に新たなコンクリート打設空間Ｓを確保するよう、妻型枠ジャッキ６によって妻型枠５を所定距離引き出す。
そして、新たに確保したコンクリート打設空間Ｓ内にコンクリートを供給して、コンクリート壁Ｗ１の先端面に後続のコンクリート壁Ｗ２（以下、コンクリート壁Ｗ２と略す）を打ち継ぐ（図６参照）。
このとき、コンクリート打設空間Ｓ内に打設するコンクリートは、コンクリート壁Ｗ１の溝２１内に形成される止水空間２２内にも充填されるよう打設される。
【００３５】
そして、コンクリート壁Ｗ１とコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈに、図１（ａ）の側断面図に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造が構築される。すなわち、コンクリート壁Ｗ１に設けられる止水空間２２内に、コンクリート壁Ｗ２を構成するコンクリートが充填されることで、コンクリート壁Ｗ２に、溝２１の止水空間２２に嵌合する止水凸部２３が形成される。
【００３６】
上記のトンネル内壁を構築する作業において、水膨張シール材１５は、コンクリート壁Ｗ１が硬化した後に、溝２１に設けられる。
また、水膨張シール材１５がコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１内に配置されることで、水膨張シール材１５の位置決め及び固定が行われる。
さらに、水膨張シール材１５が、コンクリート壁Ｗ１の溝２１の奥部底面側に配置されることで、水膨張シール材１５がより効果的に固定される。
【００３７】
そして、このように構成される地下コンクリート構造物の打継目の止水構造においては、コンクリート壁Ｗ１に溝２１が形成され、この溝２１内に、先端面側に止水空間２２が形成されるようにその奥部底面側に水膨張シール材１５が配置され、この止水空間２２に、コンクリート壁Ｗ２に形成される止水凸部２３が嵌合される。
これによって、打継目Ｈが目開きすることで地山Ｅから打継目Ｈ内に進入した地下水は、止水空間２２内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール材１５が膨張し、止水空間２２が閉塞されて打継目Ｈが閉塞される。
また、水膨張シール材１５は溝２１の奥部底面側に配置されており、この状態で水膨張シール材１５が地下水と反応することで、図１（ｂ）に示すように、溝２１内で止水凸部２３側に向けてのみ膨張する。
そして、水膨張シール材１５が地下水と反応することで、水膨張シール材１５に膨張する圧力、すなわち膨張圧が生じる。
【００３８】
この結果、本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造によれば、打継目Ｈが目開きすることで地山Ｅから打継目Ｈ内に進入した地下水は、止水空間２２内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール１５が膨張し、止水空間２２が閉塞されて打継目Ｈが閉塞されるので、止水空間２２に止水凸部２３が嵌合されている程度の目開き量であれば、水膨張シール材１５の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量が大きい場合にも打継目Ｈの止水を行うことができる。
そして、水膨張シール材１５の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量を予め予測する必要がなく、目開き量に応じて柔軟に対応することができる。
また、水膨張シール材１５が溝２１内で止水凸部２３側に向けてのみ膨張するので、水膨張シール材１５の膨張圧を止水凸部２３側に集中させることができ、地下水の水圧に効果的に対抗して打継目Ｈの止水を行うことができる。
【００３９】
さらに、水膨張シール材１５は地下水と反応することで膨張するので、コンクリート壁Ｗ１及びコンクリート壁Ｗ２が濡れていても、水膨張シール材１５とこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２とを密着させることができ、止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
そして、水膨張シール材１５がコンクリート壁Ｗ１に形成される溝２１内に配置されることによって水膨張シール材１５の位置決め及び固定が行われるので、水膨張シール材１５の固定に接着剤等を使う必要がなく、水膨張シール材１５の位置決め及び固定を容易かつ低コストで行うことができる。
さらに、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に、打設したコンクリートによって水膨張シール材１５が溝２１の奥部底面側に押圧されるので、水膨張シール材１５の固定をより確実に行うことができ、止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
【００４０】
また、水膨張シール材１５は、コンクリート壁Ｗ２を打設するときにのみ、かつ溝２１の先端面側の面のみがコンクリートの流れに曝されるので、コンクリートとの摩擦による水膨張シール材１５の劣化損傷を低減することができ、かつ水膨張シール材１５が溝２１内で止水凸部２３側に向けてのみ膨張し、水膨張シール材１５の劣化損傷した面が止水凸部２３に押し付けられて密着するので、水膨張シール材１５による止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
【００４１】
なお、上記第一の実施の形態では、水膨張シール材１５の形状を、図３に示すように、抜け止めのフランジ１５ａが形成される形状としたが、これに限られることなく、単なる矩形断面形状としてもよい。
また、上記第一の実施の形態では、水膨張シール材１５を、コンクリート壁Ｗ１の溝２１の奥部底面側に、溝２１内に止水空間２２を形成するように配置し、この止水空間２２にコンクリートを充填することによって、コンクリート壁Ｗ２の打ち継ぎ端面に、溝２１の止水空間２２に嵌合する止水凸部２３を形成した例を用いたが、これに限られることなく、水膨張シール材２２をコンクリート壁Ｗ１の溝２１から突出させておき、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に、この突出して設けられた水膨張シール材２２を内包するようにコンクリートを打設することで、図７（ａ）の側断面図に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を構成しても良い。
【００４２】
ここで、図７（ａ）に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造は、コンクリート壁Ｗ１の先端面に、この先端面とコンクリート壁Ｗ１の内面とが交叉する稜線に沿って第一の溝２６が形成され、コンクリート壁Ｗ２の打ち継ぎ端面に、第一の溝２６と略同形状をなす第二の溝２７が、第一の溝２６に対向して形成され、さらに、片側を第一の溝２６内に配置され、他方の側を第二の溝２７内に配置されるようにして稜線に沿って水膨張シール材２８が配設され、水膨張シール材２８の他端がコンクリート壁Ｗ２の第二の溝２７内に配設されているものである。
この地下コンクリート構造物の打継目の止水構造によれば、打継目Ｈにまたがって水膨張シール材２８が配置され、この水膨張シール材１５が地下水と反応して膨張し、溝２６内を閉塞するので（図７（ｂ）参照）、打継目Ｈの目開き量に応じて柔軟に対応でき、また、地下水の水圧に対抗して止水を行うことができる。
【００４３】
［第二の実施の形態］
本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水構造は、第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法と同様にコンクリート打設装置２を用いるものであって、コンクリート打設装置２において、妻型枠５の代わりに妻型枠３１を用い、水膨張シール材１５の代わりに水膨張シール材３４を用いるものである。
【００４４】
妻型枠３１は、図８の拡大側断面図に示すように、妻型枠５からピストンリング収容溝１１、ピストンリング１２、ロッド挿通孔１３及びピストンロッド１４をなくし、代わりに、コンクリート打設空間Ｓ側の面に、コンクリート打設空間Ｓ内で形成されるコンクリート壁Ｗ１の先端面と内面との交叉する稜線に沿って形成される凹溝３２を設けたものである。
凹溝３２は、コンクリート打設空間Ｓ側に向けて幅が広げられた形状に形成される断面視略台形の溝であって、コンクリート壁Ｗ１の、コンクリート壁Ｗ２側の先端面に、全周にわたって断面視略台形の突条３３を形成するものである。
【００４５】
水膨張シール材３４は、凹溝３２と同径のリング状の部材であって、図９の拡大側断面図に示すように、開口端に向けて開口の幅が広げられた形状に形成される断面視大略コ字形状をなしている。そしてその内面は、コンクリート壁Ｗ１の先端面に形成される突条３３に嵌合されるように突条３３の外面形状に沿った形状に形成されており、またその外面は、妻型枠３１の凹溝３２に嵌合されるように、凹溝３２の内面形状に沿った形状とされている。すなわち、水膨張シール材３４の外側面は、コンクリート壁Ｗ１の先端面に対して鋭角に立ち上げられる傾斜面とされている。
そして、水膨張シール材３４は、突条３３との嵌合時に突条３３の付け根部分に当接する部分と突条３３の先端に当接する部分とが非膨張性のゴムから構成される非膨張ゴム部３４ａとされ、これら非膨張ゴム部３４ａ間、すなわち突条３３の付け根に当接する部分から突条３３の先端に当接する部分との間に位置する部分は、水膨張性を有するゴムから構成される水膨張ゴム部３４ｂとされている。
すなわち、水膨張シール材３４は、主に側方に向けて膨張することで打継目の止水を行うものである。
【００４６】
以下より、このように構成されるコンクリート打設装置２を用いて、本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業について説明する。
まず、コンクリート供給管から、妻型枠５のコンクリート送出路を通じてコンクリートをコンクリート打設空間Ｓ内に所定の充填圧で充填して、コンクリート壁Ｗ１を打設した後、コンクリート供給管へのコンクリートの供給を停止する。すると、妻型枠３１に凹溝３２が形成されていることから、コンクリート壁Ｗ１の先端面には突条３３が形成される（図８参照）。
【００４７】
次に、コンクリート壁Ｗ１の養生が終了した後、妻型枠ジャッキ６を収縮させることで妻型枠３１をスキンプレート３と内型枠４との間から引き出す。
そして、妻型枠３１の凹溝３２に、水膨張シール材３４を嵌合させることによって装着し、この状態で妻型枠ジャッキ６を伸張させることで妻型枠３１をスキンプレート３と内型枠４との間に挿入し、コンクリート壁Ｗ１の先端面に当接させる。これによって、妻型枠３１の凹溝３２に嵌合されていた水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合して突条３３に固定される。
このとき、水膨張シール材３４が、開口端に向けて開口の幅が広げられた形状に形成される断面視大略コ字形状をなしているので、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させる際に、水膨張シール材３４は内面を突条３３の外側面によって案内されて適正な位置に案内される。
【００４８】
続いて、コンクリート壁Ｗ１の先端面と妻型枠３１との間に新たなコンクリート打設空間Ｓを確保するよう、妻型枠ジャッキ６によって妻型枠３１を所定距離引き出し、新たに確保したコンクリート打設空間Ｓ内にコンクリートを供給して、コンクリート壁Ｗ１の先端面にコンクリート壁Ｗ２を打ち継ぐ。
【００４９】
これによって、コンクリート壁Ｗ１とコンクリート壁Ｗ２との打継目Ｈに、図９の拡大側断面図に示す地下コンクリート構造物の打継目の止水構造が構築される。すなわち、コンクリート壁Ｗ１に突条３３が形成され、この突条３３に水膨張シール材３４が嵌合され、コンクリート壁Ｗ２に、水膨張シール材３４に嵌合される止水凹部３５が形成される。
【００５０】
上記のトンネル内壁を構築する作業において、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１が硬化した後に突条３３に設けられる。また、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１に形成される突条３３に嵌合させて配置されることで位置決め及び固定が行われる。
そして、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に、打設したコンクリートによって水膨張シール材３４が突条３３に押しつけられ、また水膨張シール材３４の外側面が、突条３３の先端側から突条３３の付け根側に向けて外側方に張り出す傾斜面とされていて、打設されるコンクリートから受ける圧力が突条３３に押し付ける圧力として作用するため、水膨張シール材３４がずれにくなる。
また、水膨張シール材３４の外側面が、突条３３の先端側から付け根側に向けて開口の幅が広がる傾斜面とされているので、コンクリート壁Ｗ２を構成するコンクリートの、水膨張シール材３４の周囲での滞留が低減される。
【００５１】
このように構成される地下コンクリート構造物の打継目の止水構造においては、打継目Ｈが目開きすることで地山Ｅから打継目Ｈ内に進入した地下水は、止水凹部３５内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シール３４が膨張し、止水凹部３５が閉塞されて打継目Ｈが閉塞される。
ここで、水膨張シール材３４の外側面は、コンクリート壁Ｗ１の先端面から鋭角に立ち上げられる傾斜面をなしており、またコンクリート壁Ｗ２の止水凹部３５の内側面は、水膨張シール材３４の外側面と平行平面をなしている。
このため、コンクリート壁Ｗ１とコンクリート壁Ｗ２との間に目開きが生じ、図９に示すように、コンクリート壁Ｗ１、Ｗ２の打ち継ぎ端面間の目開き量ｈ１が１０ｍｍであったとすると、例えばこれらの傾斜角度が４５度である場合には、水膨張シール材３４の外側面とコンクリート壁Ｗ２の止水凹部３５の内側面との間の間隔は約７ｍｍとなる。すなわち、実際に閉塞すべき目開き量ｈ２は、打ち継ぎ端面間の目開き量ｈ１の約７割の大きさで済む。また、水膨張シール材３４は主に外側面部分に水膨張ゴム部３４ｂが設けられていればよいので、水膨張ゴムの使用量が低減される。
【００５２】
さらに、水膨張シール材３４の外側面及びコンクリート壁Ｗ２の止水凹部３５の内側面を、目開き方向に対する傾斜角度をより小さくすることで、実際に閉塞すべき目開き量をより小さくすることも可能となる。ただし、水膨張シール材３４は、突条３３への取付作業時に妻型枠３１の凹溝３２に嵌合させるために、開口端側とは反対側の端部の幅を、凹溝３２の内側面間の最大幅（この幅はコンクリート壁Ｗ１の突条３３の付け根部分の幅と等しい）よりも小さくする必要がある。そのため、水膨張シール材３４は、その開口端側とは反対側の端部の幅が突条３３の付け根側の幅よりも小さくなるよう、外側面にある程度の傾斜角度を持たせておく必要がある。
【００５３】
この結果、本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造によれば、目開き量が大きくても、止水凹部３５に水膨張シール材３４が嵌合されている程度の目開き量であれば、水膨張シール材３４の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量が大きい場合にも、打継目Ｈの止水をより効果的に行うことができる。さらに、従来の止水構造に比べて実際に閉塞すべき目開き量を小さくすることができ、より効果的に打継目Ｈの止水を行うことができる。
そして、水膨張シール材３４の膨張倍率を適当に選択することで、打継目Ｈの目開き量を予め予測する必要がなく、目開き量に応じて柔軟に対応することができる。
【００５４】
さらに、水膨張シール材３４は地下水と反応することで膨張するので、コンクリート壁Ｗ１、Ｗ２が濡れていても、水膨張シール材３４とこれらコンクリート壁Ｗ１、Ｗ２とを密着させることができ、止水効果を十分に発揮して止水の確実性を向上させることができる。
また、水膨張シール材３４は、水膨張ゴムの使用量が低減されるので、施工コストを低減することができる。
【００５５】
また、突条３３は、先端側に対して付け根側の幅が広い略台形に形成されていて、外力に対する強度が確保される。このため、突条３３には打継目Ｈからの漏水の原因となるクラックが発生しにくくなり、止水の確実性を向上させることができる。
また、コンクリート壁Ｗ２を構成するコンクリートの、水膨張シール材３４の周囲での滞留が低減されるので、水膨張シール材３４の周囲へのコンクリートの充填不良や、気泡、水泡の発生を低減して、コンクリート壁Ｗ２の品質を向上させるとともに、これらを原因とする漏水を低減することができる。
【００５６】
そして、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させて配置されることで位置決め及び固定が行われる。これによって、水膨張シール材３４の固定に接着剤等を使う必要がなく、水膨張シール材３４の位置決め及び固定を容易かつ低コストで行うことができる。
また、水膨張シール材３４は、コンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させる際に適正な位置に案内されるので、位置決めを厳密に行う必要がなくなり、水膨張シール材３４の取付が容易になる。
さらに、コンクリート壁Ｗ２を打設する際に水膨張シール材３４がずれにくいので、水膨張シール材１５の固定をより確実に行って止水効果を十分に発揮することができ、止水の確実性を向上させることができる。
【００５７】
ここで、上記第二の実施の形態では、コンクリート壁Ｗ１の突条３３への水膨張シール材３４の取付を、妻型枠３１に設けた凹溝３２に水膨張シール材３４を嵌合させ、この状態で妻型枠３１をコンクリート壁Ｗ１に押し付けることで、水膨張シール材３４をコンクリート壁Ｗ１の突条３３に押し付けて嵌合させることで行う例を示した。しかし、これに限られることなく、水膨張シール材３４の突条３３への取付をより確実に行うことができるように、妻型枠３１を、妻型枠５においてピストンリング収容溝１１の代わりに凹溝３２を設け、この凹溝３２の底面にピストンリング１２、ロッド挿通孔１３及びピストンロッド１４を設けた構成とし、上記手順によって水膨張シール材３４をコンクリート壁Ｗ１の突条３３に嵌合させた後、ピストンリング１２を凹溝３２内に突出させることで、凹溝３２内から水膨張シール材３４を押し出して妻型枠３１から確実に分離させるようにしても構わない。
【００５８】
なお、上記第一、第二の実施の形態では、本発明の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用する地下コンクリート構造物として、コンクリートを現場打ちすることで構築されるコンクリート製のトンネル内壁を用いた例を示したが、これに限られることなく、地下コンクリート構造物として、予め成形されたコンクリート製のセグメントをトンネルの内面に沿って連結配置することで構築されるコンクリート製のトンネル内壁を用いても構わない。
この場合には、セグメントとして、一方の端面（打ち継ぎ端面）に、一方の端面と内面との交叉する稜線に沿って溝２１が形成され、他方の端面（打ち継ぎ端面）に、隣接して配置されるセグメントに形成される溝２１に嵌合される止水凸部２３が形成されたものを用い、溝２１内に水膨張シール材１５を配置した状態でこれらセグメントを連結することで、図１に示すような地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を構築する。
同様に、セグメントとして、一方の端面に、一方の端面と内面との交叉する稜線に沿って突条３３が形成され、他方の端面に、隣接して配置されるセグメントに形成される突条３３に嵌合される止水凹部３５が形成されたものを用い、突条３３に水膨張シール材３４を配置した状態でこれらセグメントを連結することで、図９に示すような地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を構築してもよい。
また、地下コンクリート構造物は、トンネル内壁に限定されるものではない。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法によれば、止水材として水膨張シール材が用いられるので、地下コンクリート構造物の打継目に地下水が進入すると、水膨張シール材が地下水と反応して膨張し、打継目が閉塞される。これによって、水膨張シール材の膨張倍率を適切に選択することで、打継目の目開き量が大きい場合にも打継目を閉塞して止水することができる。
また、水膨張シール材が地下水と反応して膨張することで、打継目の目開き量を予め予測する必要がなく、目開き量に応じて柔軟に対応することができる。
また、水膨張シール材が地下水と反応することで、水膨張シール材に膨張する圧力、すなわち膨張圧が生じ、この膨張圧によって打継目を閉塞する水膨張シール材が地下水の水圧に対抗して打継目の止水を行うことができる。
そして、コンクリート壁が地山から湧き出す水等で濡れていた場合にも、水膨張シール材の固定に接着剤を使用しないために位置決め、固定を容易に行うことができ、かつ水膨張シール材が地下水と反応し、これによって膨張することから、水膨張シール材とこれらコンクリート壁とを密着させて止水効果を十分に発揮して、止水の確実性を向上させることができる。
また、水膨張シール材が先行して打設するコンクリート壁が硬化した後に設けられ、水膨張シール材は後続のコンクリート壁を打設するときにのみコンクリートの流れに曝されるので、コンクリートとの摩擦による水膨張シール材の劣化損傷を低減して、止水の確実性を向上させることができる。
そして、水膨張シール材が先行して打設するコンクリート壁に形成される溝内に配置されることで、水膨張シール材の固定に接着剤等を使う必要がなく、接着剤を塗布する手間と接着剤にかかるコストをなくして、水膨張シール材の位置決め及び固定を容易かつ低コストで行うことができる。
また、打継目が目開きすることで地山から打継目内に進入した地下水は、止水空間内に導かれ、この地下水と反応することで水膨張シールが膨張し、止水空間が閉塞されて打継目が閉塞されるので、止水空間に止水凸部が嵌合される程度であれば、水膨張シール材の膨張倍率を適当に選択することで、打継目の目開き量が大きい場合にも打継目の止水を行うことができる。
また、水膨張シール材が溝内で止水凸部側に向けてのみ膨張するので、水膨張シール材の膨張圧を止水凸部側に集中させることができ、地下水の水圧に対抗して打継目の止水を行うことができる。
そして、後続のコンクリート壁を打設する際には、水膨張シール材は、打設したコンクリートによって溝の奥部底面側に押圧されるので、水膨張シール材の固定をより確実に行って、止水の確実性を向上させることができる。
また、水膨張シール材は、先行して打設するコンクリート壁の溝内に配置されることで、溝の先端面側の面のみが、後続のコンクリート壁を打設するときにのみコンクリートの流れに曝されるので、コンクリートとの摩擦による水膨張シール材の劣化損傷が低減される。
また、水膨張シール材が溝内で止水凸部側に向けてのみ膨張し、水膨張シール材の劣化損傷した面が止水凸部に押し付けられて密着するので、水膨張シール材による止水効果を十分に発揮することができ、止水の確実性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す側断面図である。
【図２】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用するトンネル内壁の構築の様子を示す側断面図である。
【図３】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造に用いる水膨張シール材の形状を示す断面図である。
【図４】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す側断面図である。
【図５】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す側断面図である。
【図６】 本発明の第一の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す側断面図である。
【図７】 本発明の第一の実施の形態の他の実施態様における、地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す正断面図である。
【図８】 本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び構造を適用したトンネル内壁を構築する作業の様子を示す拡大側断面図である。
【図９】 本発明の第二の実施の形態における地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す拡大側断面図である。
【図１０】 本発明及び従来のトンネル構築方法に用いるコンクリート打設装置の概略構成を示す側断面図である。
【図１１】 従来の地下コンクリート構造物の打継目の止水方法による地下コンクリート構造物の打継目の止水構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
４ 内型枠 ５ 妻型枠
１５、２８、３４ 水膨張シール材 ２１ 溝
２２ 止水空間 ２３ 止水凸部
２６ 第一の溝 ２７ 第二の溝
３３ 突条 ３５ 止水凹部
Ｈ 打継目 Ｗ１ 先行して打設するコンクリート壁
Ｗ２ 後続のコンクリート壁
Claims (1)
- 先行して打設するコンクリート壁に後続のコンクリート壁を打ち継いで地下コンクリート構造物を構築する地下コンクリート構造物の打継目の止水方法であって、
妻型枠のコンクリート打設空間側の面には、コンクリート打設空間内に突出されるピストンリングを全周にわたって収容するためのピストンリング収容溝が設けられ、
前記ピストンリングを前記妻型枠から突出させ、前記先行して打設するコンクリート壁の、前記後続のコンクリート壁側の先端面に溝を形成し、
前記ピストンリングを前記ピストンリング収容溝内に収容した状態で、そのピストンリング収容溝にリング状の水膨張シール材の一部を装着し、
前記ピストンリングを前進させ、前記水膨張シール材を、前記溝の前記先端面側に止水空間が形成されるよう前記溝の奥部底面側に押し込み、
その後前記後続のコンクリート壁を設ける際に、コンクリートを前記止水空間内に充填させて打設することを特徴とする地下コンクリート構造物の打継目の止水方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20544099A JP4335367B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 地下コンクリート構造物の打継目の止水方法及び止水構造 |
Applications Claiming Priority (1)
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