JP7117736B2 - トンネル防排水構造 - Google Patents

Description

本発明は、トンネルにおける防水及び排水の構造に関し、特にＮＡＴＭ（New Austrian Tunneling Method）トンネルに適した防排水構造に関する。

ＮＡＴＭトンネルのアーチ部は、地山の掘削面に吹付けられた吹付けコンクリートと、その内周側に構築された二次覆工とを含む（例えば特許文献１等参照）。吹付けコンクリートと二次覆工との間には防水シートが設けられている。防水シートは、ＥＶＡ等の不透水性樹脂からなる不透水シート層の裏面に不織布層を積層した構造になっている。不織布層が吹付けコンクリートに面し、不透水シート層が二次覆工に面している。
地山から吹付けコンクリートを透過した湧水は、防水シートの不透水シート層によって二次覆工側への透過を阻止され、不織布層内を通ってトンネル底部側へ流れる。

トンネルのベースコンクリートからなる底盤部の側端部とアーチ部の下端部とで作る隅角部には、裏面排水材（ドレン材）が配置されている（特許文献２等参照）。裏面排水材は、水の通り道となる通水空間を有し、トンネルの軸方向へ延びている。裏面排水材の底部に横断排水管が連なっている。前記不織布層を経た湧水は、裏面排水材内を通って横断排水管へ導かれて排水される。

特開２０１７－５７５９３号公報 実開平４－６１１９６号公報

トンネルのアーチ部と底盤部との隅角部においては、前記湧水による水圧が強くかかるために水漏れが起きやすい。そこで、前記隅角部には裏面排水材を設けるだけでなく、前記防水シートで裏面排水材を包み込むことが推奨されている。具体的には、防水シートを、裏面排水材の表側面から下側面を経て裏側面へ回り込ませ、該裏側面において折り返して底盤部の上面へ延ばす。これによって、防水シートが樋形状に折り込まれることによって水漏れを抑えることができる。

しかし、防水シートを折り込むのは容易でなく、かつ防水シートは弾性によって開こうとするために樋形状に保持するのは容易でない。防水シートの樋形状を保持するために釘やタッカーを打ち付けると、防水シートに孔が空いて水漏れしてしまう。
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネルのアーチ部と底盤部との隅角部における防排水構造において、防水シートにおける裏面排水材に被さる部分を樋形状に保持しやすくすることを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るトンネル防排水構造は、
互いに積層された不透水シート層及び不織布層を含み、トンネルのアーチ部の吹付けコンクリートに前記不織布層を向けて、前記吹付けコンクリートの内周面に沿って張設される防水シートと、
前記トンネルの底盤部の側端部と前記アーチ部の下端部とで作る隅角部に、前記トンネルの軸方向へ延びるように配置される裏面排水材と、を備え、
前記防水シートが、前記裏面排水材にその表側面から下側面を経て裏側面へ回り込むように被さり、更に前記裏側面において折り返されて前記底盤部の上面へ延びており、
前記裏面排水材の前記裏側面には、前記防水シートの不織布層と接合される接合部材が設けられていることを特徴とする。

当該構造によれば、防水シートの張設施工の際、防水シートを裏面排水材の裏側面へ折り込むと、接合部材が防水シートの折り返し部分の不織布層と接合される。これによって、防水シートにおける裏面排水材に被さる部分が樋形状に仮保持される。その後、二次覆工コンクリートを打設することによって、防水シート及び裏面排水材が吹付けコンクリートと二次覆工との間に挟まれ、防水シートの樋形状が確実に保持される。この結果、排水性を向上できる。

前記接合部材が、面状ファスナーであることが好ましい。
面状ファスナーは、防水シートの不織布層と容易に接合される。
面状ファスナーは、フック状起毛を有していてもよく、ループ状起毛を有していてもよい。
接合部材としては、面状ファスナーの他、接着剤などを用いることができる。

前記裏面排水材の長手方向に離れた複数箇所にそれぞれ前記接合部材が設けられていることが好ましい。
接合部材を裏面排水材の長手方向の全長にわたって途切れなく設ける必要はない。これによって、材料費を削減できる。

本発明によれば、トンネルのアーチ部と底盤部との隅角部における防排水構造において、防水シートを、裏面排水材を包む樋形状に容易に保持することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るトンネル防排水構造を含むＮＡＴＭトンネルの断面図である。 図２は、図１の円部ＩＩを、二次覆工コンクリートの打設前の状態で拡大して示す断面図である。 前記トンネル防排水構造の裏面排水材を吹付コンクリート側から見た斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、ＮＡＴＭトンネル１は、上側のアーチ状の断面のアーチ部１ａと、底部のベースコンクリートからなる底盤部１ｂ（インバート）を含む。アーチ部１ａは、地山２の掘削面２ａに吹付けられた吹付けコンクリート３と、その内周側に構築された二次覆工４とを含む。
吹付けコンクリート３の内周面に沿って防水シート１０が張設されている。防水シート１０は、吹付けコンクリート３と二次覆工４との間に挟まれている。

図２に示すように、防水シート１０は、互いに積層された不透水シート層１１及び不織布層１２を含む。不透水シート層１１は、ＥＶＡ等の不透水性樹脂によって構成されている。不透水シート層１１の裏面に不織布層１２が重ね合わされ、ヒートシール等によって接合されている。不織布層１２が吹付けコンクリート３に面し、不透水シート層１１が二次覆工４（図１）に面している。

図１に示すように、トンネル１の左右両側における、底盤部１ｂの側端部とアーチ部１ａの下端部とで作る隅角部１ｃには、それぞれ裏面排水材２０（ドレン材）が配置されている。裏面排水材２０は、トンネル１の軸方向（図１の紙面直交方向）に沿って長尺状に延びている。

図２及び図３に示すように、裏面排水材２０の断面形状は概略長方形状に形成されている。かつ該断面の長辺が高さ方向へ向けられている。裏面排水材２０の高さ寸法（図２において上下方向の寸法）は、トンネル１の要求排水量によるが、例えば２００ｍｍ～５００ｍｍ程度、好ましくは３００ｍｍ程度である。裏面排水材２０の厚さ（図２において左右方向の寸法）は、例えば２０ｍｍ～３０ｍｍ程度である。

裏面排水材２０は、芯材２１と、透水フィルター２２を含む。芯材２１は、ポリプロピレンやポリエチレンなどの硬質合成樹脂からなる複数（多数）の線材によって構成されている。これら線材がループ状ないしはスパイラル状に巻回されて立体網構造となっている。芯材２１の外周全域が透水フィルター２２によって覆われている。透水フィルター２２は、ポリプロピレンやポリエチレンなどの合成樹脂からなるメッシュフィルターによって構成されている。
芯材２１及び透水フィルター２２によって、裏面排水材２０の全域に水の通り道となる通水空間２５が形成されている。
透水フィルター２２によって、通水空間２５内への土砂などの侵入が阻止されている。

図１に示すように、底盤部１ｂには横断排水管５及び排水溝６が埋設されている。裏面排水材２０の通水空間２５が、横断排水管５を介して排水溝６に連なっている。
なお、図２においては、横断排水管５の図示を省略する。

更に、図２に示すように、裏面排水材２０に防水シート１０の下側部分が被さっている。しかも、防水シート１０によって裏面排水材２０が包み込まれている。具体的には、防水シート１０は、裏面排水材２０の表側面２０ａから下側面２０ｂを経て裏側面２０ｃへ回り込むように被さっている。更に、防水シート１０は、裏側面２０ｃの中間高さにおいて折り返されて底盤部１ｂの上面へ延びている。

これによって、防水シート１０が樋形状に折り込まれている。言い換えると、防水シート１０の下側部分によって、樋４０が形成されている。樋４０は、表側樋壁部４１と、樋底部４２と、裏側樋壁部４３を含む。表側樋壁部４１が、裏面排水材２０の表側面２０ａに被さっている。樋底部４２は、裏面排水材２０の底部に敷かれている。裏側樋壁部４３は、裏面排水材２０の裏側面２０ｃと吹付けコンクリート３との間に挟まれている。樋４０の内側に裏面排水材２０が収容されている。

裏側樋壁部４３の上端部には、防水シート１０の折り返し部１３が形成されている。裏側樋壁部４３及び樋底部４２においては、防水シート１０が二重になっている。防水シート１０の末端部は、樋底部４２から底盤部１ｂの上面に沿ってトンネル内側（図２において右側）へ延び出ている。該末端部が、コンクリート釘７によって底盤部１ｂに定着されている。

図２及び図３に示すように、裏面排水材２０の裏側面２０ｃの中間高さから下側部分には、面状ファスナー３０（接合部材）が設けられている。面状ファスナー３０は、シート部３１と、多数の起毛３２を有している。シート部３１が、裏面排水材２０の透水フィルター２２と接着されている。図２において模式的に図示するが、起毛３２は、フック状でもよく、ループ状でもよく、マッシュルーム状でもよく、これらが混在されていてもよい。

図３に示すように、面状ファスナー３０は、裏面排水材２０の長手方向に離れた複数箇所にそれぞれ設けられている。面状ファスナー３０を裏面排水材２０の長手方向の全長にわたって途切れなく設ける必要はない。これによって、材料費を削減できる。

面状ファスナー３０の高さ寸法（上下寸法）は、裏面排水材２０の裏側面２０ｃの高さ寸法（上下寸法）の好ましくは約３分の１～２分の１程度である。裏面排水材２０の高さ寸法が３００ｍｍ程度の場合、面状ファスナー３０の高さ寸法は、好ましくは１００ｍｍ～１５０ｍｍ程度である。

図２に示すように、面状ファスナー３０の多数の起毛３２が、裏側樋壁部４３を構成する防水シート１０の不織布層１２と絡み合っている。これによって、裏側樋壁部４３を構成する防水シート１０が、面状ファスナー３０と接合され、ひいては裏面排水材２０と接合されている。

トンネル１は、次のようにして構築される。
地山２を掘削して、掘削面２ａに吹付けコンクリート３を打設する。
防水シート１０を吹付けコンクリート３の内周面に沿って張設する。
隅角部１ｃには裏面排水材２０を設置しておく。

前記防水シート１０の張設工程において、防水シート１０の下端部を裏面排水材２０に被せるとともに、裏面排水材２０の表側面２０ａから下側面２０ｂを経て裏側面２０ｃへ回り込ませ、該裏側面２０ｃにおいて折り返して底盤部１ｂの上面へ延ばす。これによって、防水シート１０が樋形状に折り込まれ、防水シート１０による樋４０が形成される。
このとき、裏側樋壁部４３の不織布１２と裏面排水材２０の面状ファスナー３０とが簡単に接合される。裏面排水材２０を表側（図２において右側）から吹付けコンクリート３側へ軽く押し付けることによって、裏側樋壁部４３の不織布１２と面状ファスナー３０とを確実に接合させることができる。
これによって、防水シート１０を樋４０の形状に容易に折り込むことができる。更には、樋４０の形状を確実に保持できる。
防水シート１０の末端部は、コンクリート釘７によって底盤部１ｂに止める。

その後、二次覆工４のコンクリートを打設する。これによって、防水シート１０及び裏面排水材２０が吹付けコンクリート３と二次覆工４との間に挟まれ、防水シート１０による樋４０の形状が確実に保持される。
したがって、面状ファスナー３０は、少なくとも二次覆工４のコンクリートを打設するまでの間、防水シート１０と仮止め的にくっ付いていればよい。

供用後のトンネル１において、地山２から吹付けコンクリート３を透過した湧水は、防水シート１０の不透水シート層１１によって二次覆工４側への透過を阻止される。該湧水は、不織布層１２内を通り道としてトンネル１底部側へ流れる。さらに、不織布層１２を経た湧水は、裏面排水材２０内を通って横断排水管５へ導かれて排水される。
トンネル１のアーチ部１ａと底盤部１ｂとの隅角部１ｃにおいては、湧水による水圧が高くなる。一方、該隅角部１ｃには、防水シート１０によって樋４０が形成されており、該樋４０に裏面排水材２０が収容されているから、湧水４０を樋４０に沿って排水できる。この結果、隅角部１ｃからの水漏れを抑えることができる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、防水シート１０と裏面排水材２０との接合部材としては、面状ファスナー３０の他、接着剤などを用いることができる。

本発明は、例えば山岳トンネルの防水及び排水構造に適用できる。

１ トンネル
１ａ アーチ部
１ｂ 底盤部
１ｃ 隅角部
２ 地山
２ａ 掘削面
３ 吹付けコンクリート
４ 二次覆工
５ 横断排水管
６ 排水溝
７ コンクリート釘
１０ 防水シート
１１ 不透水シート層
１２ 不織布層
１３ 折り返し部
２０ 裏面排水材
２０ａ 表側面
２０ｂ 下側面
２０ｃ 裏側面
２１ 芯材
２２ 透水フィルター
２５ 通水空間
３０ 面状ファスナー（接合部材）
３１ シート部
３２ 起毛部
４０ 樋
４１ 表側樋壁部
４２ 樋底部
４３ 裏側樋壁部

Claims (3)

1. 互いに積層された不透水シート層及び不織布層を含み、トンネルのアーチ部の吹付けコンクリートに前記不織布層を向けて、前記吹付けコンクリートの内周面に沿って張設される防水シートと、
   前記トンネルの底盤部の側端部と前記アーチ部の下端部とで作る隅角部に、前記トンネルの軸方向へ延びるように配置される裏面排水材と、を備え、
   前記防水シートが、前記裏面排水材にその表側面から下側面を経て裏側面へ回り込むように被さり、更に前記裏側面において折り返されて前記底盤部の上面へ延びており、
   前記裏面排水材の前記裏側面には、前記防水シートの不織布層と接合される接合部材が設けられていることを特徴とするトンネル防排水構造。
2. 前記接合部材が、面状ファスナーであることを特徴とする請求項１に記載のトンネル防排水構造。
3. 前記裏面排水材の長手方向に離れた複数箇所にそれぞれ前記接合部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル防排水構造。

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