JP6934672B2 - トンネル用防水シート及びトンネル - Google Patents

Description

本発明は、トンネル用防水シートに関するものである。

従来、例えば新幹線を始めとする高速鉄道などの鉄道や高速道路などの道路等のトンネル工事には背面平滑型トンネルライニング工法（以下、ＦＩＬＭ工法という。）が用いられてきた。

このＦＩＬＭ工法は、掘削後の地山にコンクリートを吹き付けて吹付けコンクリート層を生成し、防水シートをモルタルなどの背面充填剤によって全面接着させる。そして、この防水シートの上に二次覆工コンクリートが打設され、トンネルの壁面が形成される。

ＦＩＬＭ工法によれば、防水シートは表面が平滑になり、確実な防水効果を発揮するものと期待される。

ここで用いられる従来の防水シートは、樹脂によって形成される不織布の透水層と、樹脂によって形成されるフィルムの不透水層とを全面溶着して形成される。

この従来の防水シートを使用したＦＩＬＭ工法の場合、背面充填剤が含浸した透水層と、不透水層との間に閉じ込められた空気が二次覆工コンクリートの打設時に防水シートの背面においてトンネルの頂部に押し上げられる現象が起きることがある。

この現象が生じると、隣接する防水シート同士の溶着接合部分が空気によって膨らみ、破損して防水性能が低下する。

この点に関し、防水シートのトンネルの頂部付近に空気抜け穴を設け、この穴に空気抜き装置を取り付けて空気を抜く技術が提案されている（例えば、特許文献１。）。

しかし、この技術では、二次覆工コンクリートを打設するまで空気抜け穴を開放しておき、二次覆工コンクリートの打設が頂部付近に来たタイミングを見計らって空気抜け穴を塞ぐ必要があり、空気抜き装置の取り付け位置のみならず、空気抜き装置の閉鎖タイムミングも合わせることは、うまくいかないことも多かった。

特開２０１８−９１０１１号公報

本発明が解決しようとする課題は、防水シートの背面の空気をより簡便に、かつ、より確実に抜くことができるトンネル用防水シートを提供することである。

本発明は、透水層と、前記透水層の幅方向両端部に設けられ、前記透水層と接着されない部分である端部不接着部、前記透水層を幅方向に横切り、両方の前記端部不接着部に接続するように設けられ、前記透水層と接着されない部分である横断不接着部、及び前記透水層と接着される部分である接着部を設けて前記透水層に接着される不透水層と、を備える防水シート単体部を前記端部不接着部において複数枚を幅方向に連ねて接着したトンネル用防水シートを提供する。

本発明によれば、防水シートの背面の空気をより簡便に、かつ、より確実に抜くことができるトンネル用防水シートを提供することができるという効果がある。

第１の実施形態の背面平滑型トンネルライニング工法の施工方法を示す図。 第１の実施形態の防水シートに含まれる防水シート単体部の正面図。 第１の実施形態の防水シート単体部の図２におけるＡＡ断面図。 第１の実施形態の防水シートの正面図。 第１の実施形態の防水シートの図４におけるＢＢ断面図。 第１の実施形態の防水シートを用いた背面平滑型トンネルライニング工法の施工手順の例を示す図。 第１の実施形態の防水シートを複数枚設置したトンネルの様子を示す部分断面図。 第２の実施形態の防水シート単体部の正面図。 第２の実施形態の変形例に係る防水シート単体部の正面図。

以下、本発明の一実施形態に係るトンネル用防水シート（以下、防水シート１００という。）及びトンネルを、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、背面平滑型トンネルライニング工法（以下、ＦＩＬＭ工法という。）の施工方法を示す図である。

図１に示すように、ＦＩＬＭ工法は、掘削後の地山１０にコンクリートを吹き付けて吹付けコンクリート層１１をまず形成する。次に、防水シート１００をモルタルなどの背面充填剤１２によって全面接着させる。さらに、防水シート１００のトンネル内側の表面にセントル型枠１４を設け、防水シート１００とセントル型枠１４の間の二次覆工打設空間１３に、防水シート１００の上からコンクリートを打設して二次覆工コンクリート層１３Ａ（図６参照。）を形成する。最後にセントル型枠１４を取り除く。

図２は本実施形態の防水シート１００に含まれる防水シート単体部１１０の正面図、図３は防水シート単体部１１０の図２におけるＡＡ断面拡大図である。

図２及び図３に示すように、防水シート単体部１１０は、透水層１０１と、透水層１０１に透水層１０１の幅方向両端部に接着されない部分である端部不接着部１０５、透水層１０１を幅方向に横切り、両方の端部不接着部１０５に接続するように設けられる接着されない部分である横断不接着部１０６、及び接着される部分である接着部１０３を設けて透水層１０１に接着される不透水層１０２と、を備える。

透水層１０１は、樹脂等によって形成される不織布を備える。透水層１０１の厚みは、２ｍｍ〜１０ｍｍ、望ましくは３ｍｍ〜５ｍｍである。この範囲を下回ると透水性能に問題が生じ、上回ると作業性が悪くなる。

不透水層１０２は、樹脂フィルムを備える。不透水層１０２の厚みは、０．４ｍｍ〜３ｍｍ、望ましくは０．８ｍｍ〜２ｍｍである。この範囲を下回ると破損等が生じやすくなり、上回ると作業性が悪くなる。

透水層１０１と不透水層１０２との接着は、加熱による樹脂の溶着であっても、接着剤による接着であってもよい。

接着部１０３の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ１は、横断不接着部１０６の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ２より長い。

接着部１０３の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ１は、防水シート１００を背面充填剤１２によって吹付けコンクリート層１１に固定するのに適した長さから適宜選択できる。

横断不接着部１０６の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ２は、防水シート１００の背面に溜まった空気を排気するのに適した長さから適宜設定できる。

接着部１０３の防水シート単体部１１０の伸延方向に対する垂直方向である幅方向の長さである幅長Ｗ１は、防水シート単体部１１０の幅の長さＷ２から幅長Ｗ１を除いた残りの長さ、つまり端部不接着部１０５の防水シート単体部１１０の伸延方向に対する垂直方向の幅方向の長さＷ３より長い。

接着部１０３の防水シート単体部１１０の伸延方向に対する垂直方向である幅方向の長さＷ１は、防水シート１００を背面充填剤１２によって吹付けコンクリート層１１に固定するのに適した長さから適宜選択できる。

横断不接着部１０６の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＷ２は、防水シート１００の背面に溜まった空気を排気するのに適した長さから適宜設定できる。

接着部１０３の内部は、透水層１０１と不透水層１０２とが全面に接着される。接着部１０３の形状は、特に限定されず、矩形であっても、多角形であっても、曲線を含んでもよい。

横断不接着部１０６の形状は、特に限定されず、矩形であっても、多角形であっても、曲線を含んでもよい。

図４は本実施形態の防水シート１００の正面図、図５は防水シート１００の図４におけるＢＢ断面図である。

図４及び図５に示すように、防水シート１００は複数の防水シート単体部１１０を幅方向に連ねてつなぎ合わせて形成されることができる。

防水シート１００は、防水シート単体部１１０の端部不接着部１０５における不透水層１０２を溶着により接着される伸延方向接着部１０４を備える。端部不接着部１０５における不透水層１０２と透水層１０１とは、接着されていないが、通気性を損なわない限りにおいて接着されていてもよい。

隣接して接着される防水シート単体部１１０の接着部１０３同士は、互いに横断不接着部１０６が防水シート１００の幅方向に直列して配置されないように互い違いに配置される。

互い違いに接着部１０３を配置することは、防水シート１００の吹付けコンクリート層１１への接着強度を、背面の空気の廃棄性能を低下させずに高めることができるという効果がある。

防水シート１００の背面の空気は、矢印Ｘ１に示すように、横断不接着部１０６から端部不接着部１０５を介して、さらに横断不接着部１０６へと順に排気される。

図６は、防水シート１００を用いたＦＩＬＭ工法の施工手順の例を示す図である。

図６（Ａ）に示すように、シート台車２０２に次の防水シート１００を、透水層１０１を吹付けコンクリート層１１に向けて載置する。この際、不透水層１０２の端部は互いに「拝み合わせ」に合わせる。

図６（Ｂ）に示すように、シート台車２０２を吹付けコンクリート層１１側に移動させ、隣接する防水シート１００同士を近づける。

図６（Ｃ）に示すように、「拝み合わせ」にした不透水層１０２の幅方向両端部同士を溶着し、透水層１０１と吹付けコンクリート層１１との間の空間に背面充填剤１２を注入する。

図６（Ｄ）に示すように、矢印Ｘ２のように、図６の正面視左から右に向けて、つまり隣接する防水シート１００の反対側に向けて、背面の空気を追い出す。そして、背面充填剤１２が固化したらセントル型枠１４及び妻板１４Ａを設け、コンクリートを打設して二次覆工コンクリート層１３Ａを生成する。

図７は、防水シート１００を複数枚設置したトンネルの様子を示す部分断面図である。

図７に示すように、防水シート１００は伸延方向をトンネルの下から頂部に向かうように設置される。

以上述べたように、本実施形態の防水シート１００は、透水層１０１と、透水層１０１の幅方向両端部に設けられ、透水層１０１と接着されない部分である端部不接着部１０５、透水層１０１を幅方向に横切り、両方の端部不接着部１０５に接続するように設けられ、透水層１０１と接着されない部分である横断不接着部１０６、及び透水層１０１と接着される部分である接着部１０３を設けて透水層１０１に接着される不透水層１０２と、を備え、伸延方向に端部不接着部１０５の不透水層１０２が接着され、幅方向に連なる複数の防水シート単体部１１０を備える。

従って、防水シート１００の背面に閉じ込められた空気は、横断不接着部１０６から端部不接着部１０５を介して、さらに横断不接着部１０６へと順に排気される。

よって、本発明によれば、空気抜き装置等を設けることなく、防水シートの背面の空気をより簡便に、かつ、より確実に抜くことができるトンネル用防水シートを提供することができるという効果がある。

（第２の実施形態）
本実施形態の防水シート１００及びトンネルは、防水シート単体部１１０の接着部１０３の形状が第１の実施形態の接着部１０３の形状と異なる以外、第１の実施形態の態様と同様である。従って、接着部１０３の形状のみについて説明する。

図８は、本実施形態の防水シート単体部１１０の正面図である。図８に示すように、本実施形態の防水シート単体部１１０は、接着部１０３が防水シート単体部１１０の長手方向に複数の列をなす。従って、接着部１０３は何本かの点線状ないし破線状に配置される。透水層１０１と不透水層１０２との接着を強力な接着剤によって行った場合には、ほぼ円形の接着部１０３が点線状に配置される。

横断不接着部１０６の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ２と、接着部１０３の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ３と、は任意の長さに設定されうる。特に、透水層１０１と不透水層１０２との接着を強力な接着剤によって行った場合には、横断不接着部１０６の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ２は、接着部１０３の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ３より長くなっても差し支えない。また、横断不接着部１０６の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ２は、接着部１０３の防水シート単体部１１０の伸延方向の長さＨ３以下の長さであってもよいことは、接着強度が増すのであるからもちろんである。

接着部１０３の幅方向の長さＷ４は、端部不接着部１０５の防水シート単体部１１０の伸延方向に対する垂直方向の幅方向の長さＷ３より長い。

接着部１０３同士の幅方向の間隔は、適宜定められる。

接着部１０３の形状は、長方形が望ましいが、正方形でも、多角形でも、円形など、曲線を含む形状でもよい。

接着部１０３の配置は、防水シート単体部１１０の幅方向に並んで配置される。

図９は、本実施形態の変形例に係る防水シート単体部１１０の正面図である。図９に示すように、接着部１０３の配置は、防水シート単体部１１０の幅方向に互い違いに配置されていてもよい。

以上述べたように、本実施形態の防水シート１００は、接着部１０３が防水シート単体部１１０の長手方向に複数の列をなす。

従って、本発明によれば、防水シートの背面の空気を、さらに簡便に、かつ、さらに確実に抜くことができるトンネル用防水シートを提供することができるという効果がある。

１０ 地山
１１ 吹付けコンクリート層
１２ 背面充填剤
１３ 二次覆工打設空間
１３Ａ 二次覆工コンクリート層
１４ セントル型枠
１４Ａ 妻板
１００ 防水シート
１０１ 透水層
１０２ 不透水層
１０３ 接着部
１０４ 伸延方向接着部
１０５ 端部不接着部
１０６ 横断不接着部
１１０ 防水シート単体部
２０２ シート台車

Claims (4)

1. 透水層と、
   前記透水層の幅方向両端部に設けられた前記透水層と接着されない部分である端部不接着部、前記透水層を幅方向に横切って両方の前記端部不接着部に接続するように設けられた前記透水層と接着されない部分である横断不接着部、及び前記透水層と接着される部分である接着部を設けて前記透水層に接着される不透水層と、
   を備える防水シート単体部を、前記端部不接着部において複数枚を幅方向に連ねて接着したトンネル用防水シートであって、
   前記接着部が、当該接着部の前記防水シート単体部の伸延方向の長さを、前記横断不接着部の前記防水シート単体部の伸延方向の長さより長く形成すると共に、
   当該接着部の前記防水シート単体部の伸延方向に対する垂直方向の長さを、前記端部不接着部の前記防水シート単体部の伸延方向に対する垂直方向の長さより長く形成したトンネル用防水シート。
2. 前記接着部は、
   互いに前記横断不接着部が前記トンネル用防水シートの幅方向に直列して配置されないように互い違いに配置される請求項１に記載のトンネル用防水シート。
3. 前記接着部は、
   前記防水シート単体部の長手方向に複数の列をなす請求項１又は２に記載のトンネル用防水シート。
4. 掘削した地山にコンクリートを吹き付けて形成した吹付けコンクリート層と、
   前記吹付けコンクリート層に背面充填剤によって全面接着された透水層と、
   前記透水層の幅方向両端部に設けられ、前記透水層と接着されない部分である端部不接着部、前記透水層を幅方向に横切り、両方の前記端部不接着部に接続するように設けられ、前記透水層と接着されない部分である横断不接着部、及び前記透水層と接着される部分である接着部を設けて前記透水層に接着される不透水層と、
   を備える防水シート単体部を、前記端部不接着部において複数枚を幅方向に連ねて接着したトンネル用防水シートであって、前記接着部が、当該接着部の前記防水シート単体部の伸延方向の長さを、前記横断不接着部の前記防水シート単体部の伸延方向の長さより長く形成すると共に、当該接着部の前記防水シート単体部の伸延方向に対する垂直方向の長さを、前記端部不接着部の前記防水シート単体部の伸延方向に対する垂直方向の長さより長く形成したトンネル用防水シートと、
   前記トンネル用防水シートのトンネル内側の表面にコンクリートによって形成される二次覆工コンクリート層と、
   を備えるトンネル。

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