JP6731242B2 - Lining concrete structure in mountain tunnel and composite functional sheet for it - Google Patents
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本発明は、山岳トンネルにおいて、掘削した内壁面に構築される覆工コンクリート構造体及びそのための複合機能性シートに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lining concrete structure constructed on an excavated inner wall surface in a mountain tunnel and a composite functional sheet therefor.
山岳トンネルでは、地山中に挿入したロックボルトと掘削壁面に沿って施工した吹付けコンクリートとを主たる支保部材とするNATM(New Austrian Tunnelling Methed)工法が主流となっている。 In the mountain tunnel, the NATM (New Austrian Tunneling Methed) method, which mainly uses rock bolts inserted into the ground and shot concrete that is constructed along the excavated wall surface, is the mainstream.
トンネルの掘削方法には、爆薬によって掘削を行う発破掘削工法、TBM(Tunnel Boring Machine) と呼ばれる全断面掘削機を用いるTBM工法、さらにはブーム先端にカッター部を持ち、このカッターブーム操作によって断面を掘削する自由断面掘削機を用いた機械掘削工法など各種の方法が存在するが、いずれにしても掘削壁面の支保に際しては、鋼アーチ部材を主たる支保材とする在来工法に代えて前述したロックボルトと吹付けコンクリートとを支保材とするNATM工法が盛んに用いられている。 The tunnel digging method is a blasting excavation method that excavates with explosives, a TBM method that uses a full-section excavator called TBM (Tunnel Boring Machine), and a cutter section at the tip of the boom. There are various methods such as a mechanical excavation method using a free-section excavator for excavation, but in any case, when supporting the excavation wall surface, instead of the conventional construction method using steel arch members as the main supporting material, the lock described above is used. The NATM method, which uses bolts and shotcrete as supporting materials, is widely used.
その後、前記吹付けコンクリートの内空面側に、覆工コンクリートが打設されトンネルが完成する。 After that, lining concrete is placed on the inner surface side of the sprayed concrete to complete the tunnel.
前記覆工コンクリートの施工は、通常、防水シートを前記吹付けコンクリートの内空面側に張設した後、断面アーチ型からなる型枠を有する移動式のセントルが用いられる。1スパン毎にセントルを移動配置し、防水シートと型枠との間の距離を所定位置に位置決めした後、セントルに設けられたコンクリート打設口(天端位置)から防水シートと型枠との間にコンクリートを打設し硬化を待った後、セントルを順次移動して次のコンクリート覆工体を構築する手順を繰り返す。 In the construction of the lining concrete, usually, after a waterproof sheet is stretched on the inner air surface side of the shotcrete, a movable centle having a formwork having an arch-shaped cross section is used. After the centle is moved and arranged for each span and the distance between the waterproof sheet and the formwork is positioned at a predetermined position, the waterproof sheet and the formwork are connected from the concrete pouring opening (top position) provided in the centle. After pouring concrete in between and waiting for hardening, the procedure of sequentially moving the center and constructing the next concrete lining body is repeated.
ところが、前記覆工コンクリートの打設に当たって、コンクリートが吹き上げ方式により天端のコンクリート打設口から注入されるため、覆工型枠と地山との間の天端部にコンクリートからのブリーディング水や余剰空気が溜まることになる。従来は、妻型枠に多数のメッシュ孔を設けてブリーディング水や余剰空気の排出を行っていたが、これらブリーディング水や余剰空気の排出箇所が妻型枠だけに限定されているため、ほとんどの余剰水がコンクリート内部に留まってしまうことになっていた。その結果、十分な覆工のアーチ効果が得られず、覆工体の耐荷力が損なわれ、ひび割れの原因や漏水の原因となることがあった。 However, when pouring the lining concrete, concrete is injected from the concrete pouring port at the top end by a blowing method, so that bleeding water from the concrete or bleeding water from the concrete at the top end between the lining form and the ground is Excess air will accumulate. Conventionally, a large number of mesh holes were provided in the gable formwork to discharge bleeding water and excess air.However, since the locations where these bleeding water and excess air are discharged are limited to the gable formwork, most The excess water was supposed to stay inside the concrete. As a result, a sufficient arching effect of the lining was not obtained, and the load bearing capacity of the lining was impaired, which could cause cracks and water leakage.
そこで、下記特許文献1〜3には、天端部に溜まったブリーディング水や余剰空気を強制的に排出する方法が各種提案されている。
Therefore, in
下記特許文献1には、地山の掘削面と覆工型枠の間にコンクリートを打込んでトンネルの覆工を構築するトンネル覆工の施工方法であって、地山と覆工型枠の間の天端部に配されるようにトンネル軸方向に沿って吸引チューブを設置する吸引チューブ設置工程と、覆工型枠を所定位置に配置するとともに、前記覆工型枠の天端部に予め形成された複数のエア/水抜き材挿入孔にエア/水抜き材をそれぞれ地山側に先端が当接するように挿入して設置するエア/水抜き材設置工程と、地山と覆工型枠の間にコンクリートを加圧して打込むコンクリート打込み工程と、前記コンクリート打込み工程でコンクリートを打込むとともに前記エア/水抜き材を通じて余剰空気や余剰水を排出させ、前記エア/水抜き材を通じてセメント分の排出を確認した段階で前記エア/水抜き材を引き抜き、前記エア/水抜き材挿入孔を閉塞する第1エア/水抜き工程と、前記第1エア/水抜き工程後に、前記吸引チューブから負圧吸引によって余剰空気や余剰水を排出させ、余剰空気や余剰水の排出が完了した段階で充填材を充填して前記吸引チューブの内部を閉塞させる第2エア/水抜き工程とを備えているトンネル覆工の施工方法が提案されている。
The following
下記特許文献2には、地山の掘削面と覆工型枠の間にコンクリートを打込んでトンネルの覆工を構築するトンネル覆工の施工方法であって、繊維束を繊維チューブで内包してなるドレン材を、地山と覆工型枠の間のアーチ部にトンネル軸方向に沿って設置するドレン材設置工程と、地山と覆工型枠の間にコンクリートを加圧して打込むとともに、地山と覆工型枠の間の余剰水を前記ドレン材で外部に排出するコンクリート打込み/排水工程とを備えているトンネル覆工の施工方法が提案されている。
The following
下記特許文献3には、 所定のコンクリート圧で余剰水およびセメントペーストの浸入を許容する構造とした帯状シートを、コンクリート充填空間における空気溜まりの生じ易い部位から該充填空間外へ連続的に配置した後、前記充填空間内へ順次、コンクリートを打設、充填するに際し、前記充填空間内の帯状シートの一定方向に、前記所定のコンクリート圧以上のコンクリートを打設、充填して、前記帯状シート内にセメントペーストを浸入させつつ空気および余剰水を該帯状シートを通して前記充填空間外へ排出させることにより、コンクリート充填空間内に空気溜まりをほぼ生じさせることなくコンクリートを充填すると共に、前記帯状シートをセメントペーストと一体化した複合体に形成するコンクリート充填工法が提案されている。
In
しかしながら、上記特許文献1〜3に係るブリーディング水や余剰空気の排出方法は、トンネルアーチの天端部に限定された部分的対策のためブリーディング水や余剰空気の排出対策としては十分でないという問題があった。
However, the method of discharging the bleeding water or the excess air according to
ところで、過去に構築されたトンネルでは、供用後10年程度で、覆工コンクリートのひび割れが発生しているケースが多発しており、社会問題となっている。その原因は、既往の報告書(「大断面(卯辰)トンネルにおけるひび割れ原因の推定」北陸地方整備局事業研究発表会、2012年7月)によれば、「供用後の水圧もしくは緩みの進行による土圧作用」とされている。このような事例による供用後のひび割れ発生事例が比較的多い。 By the way, in the tunnels constructed in the past, cracking of the lining concrete frequently occurred about 10 years after the service, which is a social problem. According to the previous report (“Estimation of the cause of cracks in large section (Utatsu) tunnel” Hokuriku Regional Development Bureau Project Research Presentation, July 2012), the cause is “due to the progress of water pressure or looseness after service. Earth pressure effect" Due to such cases, there are relatively many cases of cracking after service.
覆工コンクリートは、原則として支保工(地山)の変形が収束した後にコンクリート打設を行うことになっているが、その収束判定は、「道路トンネル観察・計測指針 平成21年改訂版」((社)日本道路協会、H21月2月)によれば、「内空変位の変位速度が1〜3mm/月程度以下が2週間程度継続すれば覆工の施工に支障はない。」と記述されていることを根拠に、完全な収束を待たずに覆工コンクリートを打設しているトンネルが現実には多い(図9参照)。もっとも完全な収束を待ってから覆工コンクリートを打設したのでは、工事の大幅な遅延を招くことになり現実的ではない。 For lining concrete, as a general rule, concrete placement is to be performed after the deformation of the support work (ground) has converged, but the convergence judgment is "road tunnel observation and measurement guidelines 2009 revised version" ( According to the Japan Road Association (February, February, H2), "There is no hindrance to the construction of the lining if the displacement speed of the inner air displacement is about 1 to 3 mm/month or less for about 2 weeks." Based on this fact, there are many tunnels in which lining concrete is placed without waiting for complete convergence (see Fig. 9). Placing the lining concrete after waiting for the most complete convergence is not realistic because it causes a significant delay in construction.
そこで本発明の主たる課題は、山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体において、覆工コンクリート打設時に生じるブリーディング水(余剰空気含む。)を手を掛けずに自動的かつ効果的に排水するとともに、供用後に覆工コンクリート構築後の微少な地山変形を吸収することにより覆工コンクリートに地山側から外荷重が作用しないようにして覆工コンクリートにひび割れが発生するのを防止した山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to automatically and effectively drain bleeding water (including excess air) generated during lining concrete pouring in a lining concrete structure in a mountain tunnel, without any hand, and in service. Later lining concrete in a mountain tunnel that prevents cracks from occurring in the lining concrete by absorbing the external deformation from the ground side by absorbing the small ground deformation after the lining concrete construction. To provide a structure.
上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、山岳トンネルにおいて、掘削した内壁面に構築される覆工コンクリート構造体であって、
前記覆工コンクリート構造体は、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリートと、この吹付けコンクリートの内空面側に張設された防水シートと、この防水シートの内空面側に張設された多機能性シートと、この多機能性シートの内空面側に打設された覆工コンクリートとからなり、
前記多機能性シートは、立体網状構造体に成型された樹脂モノフィラメントによって構成され、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性によって地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有し、かつ覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された透水フィルター層を一体的に備えることを特徴とする山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。
In order to solve the above problems, the present invention according to
The lining concrete structure is sprayed concrete sprayed with a predetermined thickness along a rock excavation surface, a waterproof sheet stretched on the inner air surface side of this sprayed concrete, and an inner space of this waterproof sheet. Consisting of a multifunctional sheet stretched on the surface side, and lining concrete placed on the inner air surface side of this multifunctional sheet,
The multi-functional sheet is composed of a resin monofilament molded into a three-dimensional reticulated structure, and has a bleeding water discharge function that discharges bleeding water generated during the placing of lining concrete to the outside, and a minute amount generated in the ground after use. It has a deformation absorption function that absorbs deformation and reduces the external load from the ground side to prevent the occurrence of cracks, and also allows bleeding water to pass through the lining concrete surface side, but the passage of concrete. There is provided a lining concrete structure in a mountain tunnel, which is integrally provided with a water-permeable filter layer constituted by a non-woven fabric for preventing the above-mentioned.
上記請求項1記載の発明では、前記覆工コンクリート構造体は、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリートと、この吹付けコンクリートの内空面側に張設された防水シートと、この防水シートの内空面側に張設された多機能性シートと、この多機能性シートの内空面側に打設された覆工コンクリートとからなる。そして、前記多機能性シートとして、立体網状構造体(ヘチマ状構造体)に成型されたポリエステル又はポリプロピレンなどの樹脂モノフィラメントによって構成され、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性によって地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有する。
In the invention according to
また、前記多機能性シートは、覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止する透水フィルター層を一体的に備える。コンクリートが多機能性シート内に浸入して硬化した場合には、地山変形吸収機能を発揮することができないため、前記多機能性シートの覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された透水フィルター層を備えるようにしている。 Further, the multifunctional sheet integrally includes a water-permeable filter layer that allows bleeding water to pass through on the lining concrete surface side but blocks passage of concrete. When concrete penetrates into the multifunctional sheet and hardens, it cannot exert its natural deformation absorption function, so bleeding water is passed through to the lining concrete surface side of the multifunctional sheet. A water-permeable filter layer made of a non-woven fabric is provided to prevent the passage of water.
従って、覆工コンクリートの打設時には、コンクリートから生じたブリーディング水(余剰空気含む。)は、覆工コンクリートの地山側に隣接して、トンネルの内空面の全周(底版側を除く)に沿って張設された前記多機能性シートにより、手を掛けることなく、自動的かつ効果的にほぼその全量を排出することが可能となる。また、供用後に土被り荷重、緩み荷重、水圧作用及び偏荷重などにより地山に微少な変形が生じても、その地山変形を前記多機能性シートが吸収するため、覆工コンクリートに地山側から外荷重が低減されるようになるため覆工コンクリートにひび割れが発生するのを効果的に防止することができる。 Therefore, when pouring lining concrete, bleeding water (including surplus air) generated from the concrete is adjacent to the ground side of the lining concrete and is applied to the entire circumference (excluding the bottom slab side) of the inner surface of the tunnel. By the multi-functional sheet stretched along the above, it becomes possible to automatically and effectively discharge almost the entire amount of the same without putting a hand. In addition, even if a slight deformation occurs in the ground due to overburden load, loose load, water pressure action and unbalanced load after use, the multifunctional sheet absorbs the ground deformation, so Therefore, since the external load is reduced, it is possible to effectively prevent the lining concrete from cracking.
請求項2に係る本発明として、前記多機能性シートは、20〜40mmの厚みを有する請求項1記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。
As the present invention according to
上記請求項2記載の発明では、前記多機能性シートの厚みを規定したものである。対象とする地山の微少変形の吸収性能に照らして、前記多機能性シートの厚みは20〜40mmとするのが望ましい。
In the invention described in
請求項3に係る本発明として、前記防水シートと前記多機能性シートとが積層され一体化された請求項1、2いずれかに記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体のための複合機能性シートが提供される。
As the present invention according to
上記請求項3記載の発明では、予め工場によって製作された、前記防水シートと前記多機能性シートとが積層され一体化された複合機能性シートを現場に搬入して施工するようにすれば、防水シートと多機能性シートとを別々に張設する作業手間が省け、1回の張設作業によって両者を張設することが可能となる。
In the invention according to
以上詳説のとおり本発明によれば、山岳トンネルにおける覆工コンクリート構築体において、覆工コンクリート打設時に生じるブリーディング水(余剰空気含む。)を手を掛けずに自動的かつ効果的に排水するとともに、供用後に覆工コンクリート構築後の微少な地山変形を吸収することにより覆工コンクリートに地山側から外荷重が作用しないようにして覆工コンクリートにひび割れが発生するのを防止することが可能となる。 As described above in detail, according to the present invention, in a lining concrete structure in a mountain tunnel, bleeding water (including excess air) generated at the time of placing the lining concrete is drained automatically and effectively without any hand. By absorbing the small ground deformation after construction of the lining concrete after use, it is possible to prevent external load from acting on the lining concrete and prevent cracks in the lining concrete. Become.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。なお、方向を指すとき、トンネル中心側を「内空面側」といい、その反対方向を「地山側」という。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. When referring to a direction, the center side of the tunnel is called the “inner surface side” and the opposite direction is called the “ground side”.
本発明に係る山岳トンネルの内壁面に構築される覆工コンクリート構造体は、図3に示されるように、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリート4と、この吹付けコンクリート4の内空面側に張設された防水シート5と、この防水シート5の内空面側に張設された多機能性シート6と、この多機能性シート6の内空面側に打設された覆工コンクリート7とからなり、
前記多機能性シート6は、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水(余剰空気含む。)を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有するものである。
The lining concrete structure constructed on the inner wall surface of the mountain tunnel according to the present invention is, as shown in FIG. 3, sprayed
The
なお、本発明に係る覆工コンクリート構造体は、主に完成後の外力作用によるひび割れ発生率の高い脆弱性地山区間(地山区分:DIII,DII,DI,IS,INなど)に対して適用するのが望ましい。 In addition, the lining concrete structure according to the present invention is mainly used for vulnerable rock sections (ground rock classification: DIII, DII, DI, IS, IN, etc.) with high crack occurrence rate due to external force after completion. It is desirable to apply.
以下、さらに本発明について具体的に詳述する。 The present invention will be described in more detail below.
先ず最初に、山岳トンネルの施工手順について概説する。 First, we will outline the construction procedure for mountain tunnels.
図4に示されるように、トンネルT内には、削孔、装薬、支保工建込み、ロックボルト打設作業を行うためのホイールジャンボ、火薬運搬車、ズリ出しのためのホイールローダ、ずり運搬ダンプ、当たり取りのためのブレーカー、バックホウ、鋼製支保工建込みのためのエレクター、吹付け作業のための吹付け機、ミキサー車、ロックボルト打設作業のための台車等、各種のトンネル施工重機が配置される。そして、工事種別に応じて、切羽S前まで特定のトンネル施工重機が移動し、作業を行うこととなる。なお、図中には、ホイールジャンボ1、吹付け機2及び後述のセントル3のみを示している。
As shown in FIG. 4, in the tunnel T, a wheel jumbo for drilling, charging, supporting construction, rock bolt driving work, a powder carrier, a wheel loader for slipping out, and a slide. Various types of tunnels such as transport dumpers, breakers for hitting, backhoes, erectors for steel support construction, sprayers for spraying work, mixer trucks, trucks for placing rock bolts, etc. Construction heavy equipment is placed. Then, depending on the type of construction, a specific tunnel construction heavy machine moves to the front of the face S to perform work. In the figure, only the
図4に示されるトンネル施工の掘削手順は、上半及び下半の一括の併行作業により掘削を行うミニベンチ工法の例であり、上半ベンチ長を3〜5.5mと極端に短くした上で、上半及び下半のそれぞれにおいてロックボルト削孔および装薬孔・装薬を併行して行った後、上半および下半を一気に切り崩し(発破)、その後ズリ出し→当り取り→吹付けコンクリート→ロックボルトの打設の手順で掘削作業が1サイクル毎に行われる。そして、その後方側に、セントル3が設置されており、内空変位の収束(前述したように、1〜3mm/月程度以下)を待った後、覆工コンクリートの打設が引き続き行われる。
The excavation procedure for tunnel construction shown in Fig. 4 is an example of a mini bench construction method in which excavation is performed by a batch of parallel work in the upper and lower halves, and the upper half bench length is extremely shortened to 3 to 5.5 m. After drilling rock bolts and charging holes/charging in each of the upper and lower halves, cut the upper and lower halves at once (blasting), then slide out → hit → sprayed concrete → Excavation work is performed every cycle by the procedure of placing the lock bolt. Then, the
前記セントル3は、前記トンネル施工重機の後方に設置され、図1に示されるように、トンネルTの吹付けコンクリート4の内壁面4aとの間に覆工コンクリート7の厚み分の空間を形成するように配設される型枠部材30と、この型枠部材30を支持する支持フレーム31と、この支持フレーム31が走行可能でトンネルTの底面に敷設される走行レール32とから主に構成される。
The
前記型枠部材30は、トンネルTの内壁面に沿って設けられ、その外面は平滑に形成されるとともに、コンクリートとの剥離性に優れる材質で構成されている。また、前記型枠部材30は、トンネルTの周方向に対して複数個のパーツに分割して設けられ、各パーツが連結して構成されている。さらに、前記型枠部材30の前後端面には妻型枠(図示せず)が設けられる。前記型枠部材30の上部の坑口側近傍には、コンクリートを打設するためのコンクリート打設口10が設けられ、ここからコンクリートが打設されるようになっている。
The
前記セントル3を用いた覆工コンクリート打設に先んじて、前記吹付けコンクリート4の内壁面には防水シート5が張設され、さらにこれに隣接して前記多機能性シート6が張設され、これらのシート5,6が設置された後、前記セントル3が所定位置まで移動して覆工コンクリート7の打設が行われる。
Prior to the lining concrete pouring using the
〔トンネルの覆工コンクリート構造体〕
以上詳述したトンネル施工によって、地山Jの内壁面に構築される覆工コンクリート構造体は、図3に示されるように、地山J側から順に、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリート4と、防水シート5と、多機能性シート6と、覆工コンクリート7とから構成される。これら吹付けコンクリート4、防水シート5、多機能性シート6及び覆工コンクリート7は、トンネル内周面の内、底版側を除く全周に亘って同じ断面構成となっている。
[Tunnel lining concrete structure]
The lining concrete structure constructed on the inner wall surface of the natural ground J by the tunnel construction described in detail above has a predetermined thickness along the natural rock excavation surface in order from the natural rock J side as shown in FIG. It is composed of sprayed sprayed
前記吹付けコンクリート4は、掘削後に吹付け機2によって壁面周面に沿って所定厚で吹付けられたコンクリートであり、地山区分に応じて50mm〜250mmの範囲で構築される。この吹付けコンクリート4の作用効果は、(1)岩盤との付着力、(2)剪断抵抗による支保効果、(3)内圧効果、(4)リング閉合効果、(5)外力の配分効果、(6)弱層の補強効果、(7)被覆効果などである。この吹付けコンクリートは、これらの効果を発揮させるために、掘削直後に吹付けする必要がある。また、地山条件が悪い場合は、補強として金網を設置することもある。
The sprayed
なお、この吹付けコンクリート4の内空面を定着面として地山Jに向けて、図2に示されるように、ロックボルト8、8…が設置されるが、このロックボルト8について図3では省略してある。前記ロックボルトの作用効果は、(1)縫付け効果(吊下げ効果)、(2)はり形成効果、(3)内圧効果、(4)アーチ形成効果などである。
As shown in FIG. 2, lock
前記防水シート5は、覆工コンクリート7側の防水樹脂シートと、吹付けコンクリート4側の緩衝シート(主に不織布)とを貼り合わせて1枚のシートとしたものが多く用いられている。前記防水樹脂シートは、地山側の防水機能と覆工コンクリート側との縁切り作用を担い、前記緩衝シートは、吹付け面側の導水作用と吹付け面の突起による破れ等の損傷防止作用を担うものである。厚みは、概ね前記防水樹脂シートが0.8mm、前記緩衝シートが3.0mmであり、合計3.8mmのシートである。
As the waterproof sheet 5, a waterproof resin sheet on the lining concrete 7 side and a cushioning sheet (mainly non-woven fabric) on the
前記防水シート5に隣接して本発明では、前記多機能性シート6が張設される。この多機能性シート6は、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水(余剰空気含む。)を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重の発生を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有するものである。この多機能性シート6に他に要求される性能としては、覆工コンクリートの打設時に打設圧力を受けても一定の厚みを保持する耐圧性を有することが望ましい。また、覆工コンクリートの打設時に、コンクリートの流動性を阻害しない程度の平滑性を有することが望ましい。さらに、防水シート5への張り付け時に適度な施工性(厚さ・重さ)を有することが望ましい。
In the present invention, the
前記多機能性シート6は、覆工コンクリートの打設時に、コンクリートが浸入して来ないように、覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止する透水フィルター層を備えている。
The
従って、覆工コンクリートの打設時には、コンクリートから生じたブリーディング水や余剰空気は、前記多機能性シート6により、手を掛けることなく、自動的かつ効果的にほぼその全量を排出することが可能となる。すなわち、従来構造の場合は、図5(A)に示されるように、天端部分のみに吸引チューブ、ドレン材、帯状シートを配設して天端部分に溜まったブリーディング水や余剰空気を排出するようにしていたが、本発明では、図5(B)に示されるように、多機能性シート6を配設した底版を除くトンネル全周面からブリーディング水や余剰空気が多機能性シート6内に流入し、そこからトンネル長手方向に流れて端面(妻型枠面)から排出されるようになるため、手を掛けることなく、自動的かつ効果的にブリーディング水や余剰空気のほぼ全量を排出することが可能となる。
Therefore, when pouring lining concrete, the bleeding water and surplus air generated from the concrete can be automatically and effectively discharged almost entirely by the
また、供用後に土被り荷重、緩み荷重、水圧作用及び偏荷重などにより地山に微少な地山変形が生じても、その地山変形を前記多機能性シート6が吸収するため、覆工コンクリート7に地山側から外荷重が低減され覆工コンクリート7にひび割れが生じるのを効果的に防止することができるようになる。すなわち、従来構造の場合は、図6に示されるように、供用後の土被り荷重、緩み荷重、水圧作用、偏荷重などによって地山が変位が生じるとその外荷重をすべて吹付けコンクリート4及び覆工コンクリート7が受けることにより、その外荷重の影響によって覆工コンクリート7の内空面側にひび割れが発生することになる。これに対して、本発明の場合は、図7に示されるように、覆工コンクリート7の地山側に隣接して前記多機能性シート7を配設しているため、地山に微少変形が生じたとしても、多機能性シート7がその変形に応じて圧縮変形して変形を吸収するため、覆工コンクリート7に及ぶ外力がここでかなり低減されるようになるため覆工コンクリート7にひび割れが発生するのを防止することができるようになる。
Further, even if a small amount of ground deformation occurs in the ground due to overburden load, loose load, water pressure action, unbalanced load, etc. after use, the
以下に、前記多機能性シート6として使用可能な具体例を説明する。
Specific examples that can be used as the
先ず第1例は、図8(A)に示されるように、表面に凹凸加工が施された不織布が複数枚積層されることによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層6Bと、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために微細孔が多数形成されたフィルムによって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層6Aとからなる多機能性シート6を挙げることができる。
First, in the first example, as shown in FIG. 8(A), the bleeding water draining function and the ground deformation absorbing function are provided by stacking a plurality of nonwoven fabrics whose surface is uneven. The permeable filter on the concrete surface side of the lining, which is composed of a drainage/deformation
上記第1例に係る多機能性シート6は、商品名「FSフォーム」(フィルターシート)[フジモリ産業株式会社製]を改良したものである。フィルターシートは、表面に凹凸加工が施された不織布(1枚)と微細孔が多数形成されたフィルムとの積層シートであるが、本発明に適合させるために前記不織布を6枚重ねとして所定の厚みを確保してブリーディング水排出機能と地山変形吸収機能とを持たせるようにしたものである。
The
次いで、第2例は、図8(B)に示されるように、立体網状構造体(ヘチマ状構造体)に成型された樹脂モノフィラメントによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層6Bと、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層6Aとからなる多機能性シート6を挙げることができる。
Next, in the second example, as shown in FIG. 8(B), the resin bleeding function and the ground deformation absorption function are given by a resin monofilament molded into a three-dimensional network structure (loofah structure). The drainage/deformation
この第2例に係る多機能性シート6は、商品名「ヘチマロン」[新光ナイロン株式会社製]や商品名「エンドレンマット」[前田工繊株式会社製]を本発明に応用したものである。この樹脂モノフィラメントによって構成された立体網状構造体は、所定の耐圧性能を持つため本発明の多機能性シート6として利用することができる。
The
第3例は、図8(C)に示されるように、特殊形状に成型されたプラスチックシートによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層6Bと、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層6Aとからなる多機能性シート6を挙げることができる。
The third example is, as shown in FIG. 8C, drainage/deformation on the ground surface side where the bleeding water discharging function and the ground deformation absorbing function are given by a plastic sheet molded in a special shape. An example of the
この第3例に係る多機能性シート6は、、商品名「グリ・シート」[大日本プラスチックス株式会社製]を本発明に応用したものである。特殊形状に成型されたプラスチックシートは、所定の耐圧性能を持つため本発明の多機能性シート6として利用することができる。
The
前記多機能性シート6の厚みとしては、20〜40mm、好ましくは20〜30mmとすることが望ましい。また、多機能性シート6の張付け時に、防水シート面が平滑であることが望まれるため、背面平滑型トンネルライニング工法(FILM)を採用することが望ましい。このライニング工法は、吹付けコンクリートの凹凸部と型枠に設置した防水シートとの空隙に裏込め充填材を充填することにより、覆工コンクリート背面を滑らかなトンネル形状に仕上げ、防水シートを全面接着する工法である。この工法の採用により、防水シート面が平滑となるため前記多機能性シート6を張り付け作業が容易になるとともに、周方向に沿って段差なく綺麗な連続体として多機能性シート6を張設することができるようになる。
The thickness of the
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、吹付けコンクリート4の内壁面に対して、前記防水シート5を張設した後、更にこれに隣接して前記多機能性シート6を張設し、覆工コンクリート7の打設を行うようにした。すなわち、前記防水シート5と前記多機能性シート6の張設作業は別々に行うようにしたが、予め、工場において前記防水シートと前記多機能性シートとが積層され一体化された複合機能性シートを製作しておき、これを現場に搬入して施工するようにすれば、防水シートと多機能性シートとを別々に張設する作業手間が省け、1回の張設作業によって両者を設置することが可能となる。
[Another form example]
(1) In the above embodiment, after the waterproof sheet 5 is stretched on the inner wall surface of the sprayed
1…ホイールジャンボ、2…吹付け機、3…セントル、4…吹付けコンクリート、5…防水シート、6…多機能性シート、7…覆工コンクリート、8…ロックボルト、10…コンクリート打設口、J…地山、T…トンネル、S…切羽
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記覆工コンクリート構造体は、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリートと、この吹付けコンクリートの内空面側に張設された防水シートと、この防水シートの内空面側に張設された多機能性シートと、この多機能性シートの内空面側に打設された覆工コンクリートとからなり、
前記多機能性シートは、立体網状構造体に成型された樹脂モノフィラメントによって構成され、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性によって地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有し、かつ覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された透水フィルター層を一体的に備えることを特徴とする山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体。 A lining concrete structure constructed on an excavated inner wall surface in a mountain tunnel,
The lining concrete structure is sprayed concrete sprayed with a predetermined thickness along a rock excavation surface, a waterproof sheet stretched on the inner air surface side of this sprayed concrete, and an inner space of this waterproof sheet. Consisting of a multi-functional sheet stretched on the surface side, and lining concrete cast on the inner air surface side of this multi-functional sheet,
The multi-functional sheet is composed of a resin monofilament molded into a three-dimensional reticulated structure, and has a bleeding water discharging function that discharges bleeding water generated during the placing of lining concrete to the outside, and a minute amount generated in the ground after use. It has the function of absorbing the deformation of the ground by reducing the external load from the ground side and preventing the occurrence of cracks by the deformation absorption characteristic that absorbs the deformation, and allows the bleeding water to pass through to the lining concrete surface side, but the passage of concrete. A lining concrete structure in a mountain tunnel, which is integrally provided with a water-permeable filter layer composed of a non-woven fabric for preventing the above-mentioned phenomenon.
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