JP7157694B2

JP7157694B2 - インバート部における防水性シートの設置方法

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Publication number: JP7157694B2
Application number: JP2019059448A
Authority: JP
Inventors: 義真田浦; 清二蛭子; 光徳信永
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: JP2020159060A

Description

本発明は、インバート部における防水性シートの設置方法に関し、特に、トンネル等の地中構造物の底部に設けられる、凹状の湾曲断面を備えるインバートコンクリートによるインバート部を形成する際に、インバート部に防水性シートを設置するための防水性シートの設置方法に関する。

地中構造物として、例えば各種のトンネル工法によって形成されるトンネルは、掘削された内壁面が、コンクリート層やモルタル層による一次覆工や二次覆工によって覆われるようになっており、一次覆工や二次覆工によって内壁面が覆われたトンネルは、トンネルの底部を構成するインバート部と、側部と、トンネルの上部を構成するアーチ形状部分とを含む形状を備えるように形成されるのが一般的である。

また、トンネルの底部のインバート部には、例えば２次覆工としてコンクリートを打設することにより、凹状の湾曲断面を備えるインバートコンクリートが、好ましくは側部及び上部のアーチ形状部分の２次覆工のコンクリートと一体となって形成されることにより、トンネルの周囲の地盤からの荷重を、効率良く支持できるようになっている。

一方、近年、例えば防水型トンネル等において外部の水がトンネルの内部に流入しないようにしたり、形成した圧力水路トンネル等の地中構造物を介して汚染水を流下させたりするために、トンネル等の地中構造物の全周に亘って厚手の防水性シートを設置することで、防水性に優れたウォータータイト構造の地中構造物を構築することが望まれている。このようなことから、トンネル等の地中構造物のインバート部においても、防水性シートを設置する方法が種々開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特許第３５６１０５９号公報特開２０１３－２１６４号公報

特許文献１に記載のトンネルのインバート部に防水性シートを設置する方法では、掘削された地盤面上に、防水性シートを敷設して、敷設した防水性シートの上で鉄筋等を組み立てた後に、インバートコンクリートを打設するようになっているが、インバートコンクリートの凹状の湾曲断面に沿わせるようにして、掘削された地盤面の上に防水性シートを敷設する際に、防水性シートにヨレやシワが生じ易く、また地盤面の凹凸によって防水性シートが傷つくことで、防水性シートによる防水性が損なわれるおそれがある。

特許文献２に記載のトンネルのインバート部に防水性シートを設置する方法では、掘削された地盤面に吹付けコンクリートによる１次覆工を施工した後に、１次覆工の上に防水性シートを敷設して、インバートコンクリートによる２次覆工を施工するようになっているが、インバートコンクリートの凹状の湾曲断面に沿わせるようにして、吹付けコンクリートによる１次覆工の上に防水性シートを敷設する際に、特許文献１の方法と同様に、防水性シートにヨレやシワが生じ易く、また吹付けコンクリートによる１次覆工の表面の凹凸によって防水性シートが傷つくことで、同様に防水性シートによる防水性が損なわれるおそれがある。

本発明は、トンネル等の地中構造物のインバート部に、インバートコンクリートの凹状の湾曲断面に沿わせるようにして、防水性シートを、ヨレやシワを生じさせることなく容易に設置することができると共に、防水性シートが傷つくのを効果的に回避することのできるインバート部における防水性シートの設置方法を提供することを目的とする。

本発明は、地中構造物の底部に設けられる、凹状の湾曲断面を備えるインバートコンクリートによるインバート部を形成する際に、インバート部に防水性シートを設置するための防水性シートの設置方法であって、インバートコンクリートの前記凹状の湾曲断面に沿った湾曲形状を備えるインバート部型枠の下面の全体を覆うようにして、防水性シートを配設しておき、地中構造物の掘削底面部との間に所定の間隔おいて前記防水性シートが配設された下面を対向配置させた状態で、前記インバート部型枠を固定し、固定された前記インバート部型枠と地中構造物の掘削底面部との間の充填空間に、コンクリート又はモルタルを圧送することにより充填して、充填圧力により前記防水性シートを前記インバート部型枠の下面に密着させ、充填されたコンクリート又はモルタルが硬化したら、硬化したコンクリート層又はモルタル層の上面に前記防水性シートを残置したまま、前記インバート部型枠を脱型し、インバートコンクリートを２次覆工として形成するのに先立って、残置された前記防水性シートを覆って保護コンクリート層又は保護モルタル層を形成した後に、形成された前記保護コンクリート層又は保護モルタル層の上で、インバートコンクリートを形成する作業を行なえるようにするインバート部における防水性シートの設置方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明のインバート部における防水性シートの設置方法は、前記インバート部型枠を、前記防水性シートを残置したまま上方に移動させて、硬化した前記コンクリート層又はモルタル層から脱型し、上方に移動させた前記インバート部型枠と残置された前記防水性シートとの間の保護層充填空間に、コンクリート又はモルタルを圧送して充填することによって、前記保護コンクリート層又は保護モルタル層が形成されるようになっていることが好ましい。

また、本発明のインバート部における防水性シートの設置方法は、固定された前記インバート部型枠との間に前記充填空間が形成される地中構造物の掘削底面部が、掘削された底部地盤面を覆う下地コンクリート層又は下地モルタル層による底面部となっていることが好ましい。

さらに、本発明のインバート部における防水性シートの設置方法は、前記防水性シートが、前記インバート部型枠の周縁部から接合代を外側に張り出させた状態で、前記インバート部型枠の下面を覆って取り付けられており、前記接合代を介して、地中構造物の横断面において前記インバート部と隣接する該地中構造物の側部に設置される防水性シート、又は地中構造物の軸方向において隣接する施工スパンのインバート部に設置される防水性シートと、一体として接合されるようになっている。

本発明のインバート部における防水性シートの設置方法によれば、トンネル等の地中構造物のインバート部に、インバートコンクリートの凹状の湾曲断面に沿わせるようにして、防水性シートを、ヨレやシワを生じさせることなく容易に設置することができると共に、防水性シートが傷つくのを効果的に回避することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部における防水性シートの設置方法を採用して形成された地中構造物であるトンネルを説明する略示横断面図である。（ａ）、（ｂ）は、トンネルを形成する作業工程を説明する略示横断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部における防水性シートの設置方法を説明する、（ａ）は要部略示横断面図、（ｂ）は要部略示縦断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部における防水性シートの設置方法を説明する、（ａ）は要部略示横断面図、（ｂ）は要部略示縦断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部における防水性シートの設置方法を説明する、（ａ）は要部略示横断面図、（ｂ）は要部略示縦断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部における防水性シートの設置方法を説明する、（ａ）は要部略示横断面図、（ｂ）は要部略示縦断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部における防水性シートの設置方法を説明する、（ａ）は要部略示横断面図、（ｂ）は要部略示縦断面図である。インバート部型枠を説明する略示斜視図である。防水性シートを取り付けた状態を説明するインバート部型枠の上面図である。防水性シートに取り付けられた補強用の不織布を説明する要部略示斜視図である。

本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部における防水性シートの設置方法は、地中構造物として、図１に示すように、好ましくは各種のトンネル工法によって形成されるトンネル１０の外周部分を、全周に亘って覆うようにして防水性シート１１を設置する際に、特にトンネル１０の底部を構成するインバート部１２に敷設される防水性シート（底部防水性シート）１１ａを、インバート部１２の形状に沿って精度良く設置できるようにすると共に、底部防水性シート１１ａを設置する際に損傷が生じないようにするための方法として採用されたものである。

すなわち、本実施形態では、例えば外部の水がトンネル１０の内部に流入しないようにするために、トンネル１０を防水性に優れたウォータータイト構造とすることが望まれており、また特に、トンネル１０のインバート部１２においては、当該インバート部１２は凹状の湾曲断面を備えていることから、凹状の湾曲断面に沿って防水性シート１１（底部防水性シート１１ａ）を敷設する際に、ヨレやシワが生じ易くなっていると共に、インバート部１２の上でトンネル１０の二次覆工１３，３０を構築する作業が行われることで、傷つき易くなっている。本実施形態の防水性シートの設置方法は、このようなウォータータイト構造のトンネルのインバート部１２に、底部防水性シート１１ａを設置する際に、底部防水性シート１１ａにヨレやシワを生じさせることなく、インバートコンクリート１３の凹状の湾曲断面に沿うように容易に設置できるようにすると共に、底部防水性シート１１ａが傷つくのを効果的に回避できるようにするものである。

そして、本実施形態のインバート部における防水性シートの設置方法は、地中構造物であるトンネル１０の底部１０ａに設けられる、凹状の湾曲断面を備えるインバートコンクリート１３によるインバート部１２を形成する際に、インバート部１２に底部防水性シート１１ａを設置するための設置方法であって、図３（ａ）及び図８に示すように、インバートコンクリート１３の凹状の湾曲断面に沿った湾曲形状を備えるインバート部型枠１４の下面１４ａの全体を覆うようにして、底部防水性シート１１ａを配設しておき、トンネル１０の掘削底面部１０ｄとの間に所定の間隔おいて底部防水性シート１１ａが配設された下面１４ａを対向配置させた状態で、インバート部型枠１４を固定し（図３（ａ）参照）、固定されたインバート部型枠１４とトンネル１０の掘削底面部１０ｄとの間の充填空間１６に、コンクリート又はモルタル（本実施形態では、モルタル）を圧送することにより充填して（図３（ｂ）参照）、充填圧力により底部防水性シート１１ａをインバート部型枠１４の下面１４ａに密着させる。充填されたコンクリート又はモルタルが硬化したら、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、硬化したコンクリート層又はモルタル層（本実施形態では、モルタル層）１７の上面に底部防水性シート１１ａを残置したまま、インバート部型枠１４を脱型し、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、残置された底部防水性シート１１ａを覆って保護コンクリート層又は保護モルタル層（本実施形態では、保護モルタル層）１８を形成した後に、形成された保護コンクリート層又は保護モルタル層１８の上で、インバートコンクリート１３（図６（ａ）、（ｂ）参照）を形成する作業を行なえるようにする。

また、本実施形態では、保護モルタル層１８は、図４（ａ）に示すように、インバート部型枠１４を、底部防水性シート１１ａを残置したまま上方に移動させて、硬化したモルタル層１７から脱型し、上方に移動させたインバート部型枠１４と残置された底部防水性シート１１ａとの間の保護層充填空間１９に、図４（ｂ）に示すように、コンクリート又はモルタル（本実施形態では、モルタル）を圧送して充填することによって形成されるようになっている。

さらに、本実施形態では、固定されたインバート部型枠１４との間に充填空間１６が形成されるトンネル１０の掘削底面部１０ｄは、掘削された底部地盤面１０ｅを覆う下地コンクリート層又は下地モルタル層（本実施形態では、下地コンクリート層）２０による底面部となっている。

本実施形態では、地中構造物であるトンネル１０は、図１に示すように、トンネル１０の外周部分を全周に亘って覆うようにして、防水性シート１１が設置されることで、防水性に優れたウォータータイト構造を備えるように形成される。また、トンネル１０は、好ましくは底部１０ａを構成する凹状の湾曲断面を備えるインバート部１２と、インバート部１２の両側の端部から立設する側部１０ｂと、両側の側部１０ｂの上端部と連続して、トンネルの上部を構成するアーチ形状部分１０ｃとを含む形状を備えるように形成される。

トンネル１０を形成するには、図２（ａ）に示すように、例えばインバート部分よりも上方の側部１０ｂからアーチ形状部分１０ｃにかけての地山を先行して掘削すると共に、掘削した側部１０ｂからアーチ形状部分１０ｃにかけての内壁面を覆うようにして、例えば吹付けコンクリートを所定の厚さとなるように吹き付けることにより、吹付けコンクリート層２１による１次覆工を施工する。しかる後に、図２（ｂ）に示すように、トンネル１０のインバート部分の地盤を掘削すると共に、掘削したインバート部分の底部地盤面１０ｅを覆うようにして、例えば吹付けコンクリートを所定の厚さとなるように吹き付けることにより、下地コンクリート層２０による１次覆工を施工する。

なお、本実施形態では、インバート部分の地盤は、後述するモルタル層１７（例えば厚さが５０ｍｍ程度）、底部防水性シート１１ａ（例えば厚さが４ｍｍ程度）、及び保護モルタル層１８（例えば厚さが５０ｍｍ程度）の厚さによって、インバートコンクリート１３の構造部分として要求される所定の厚さが侵食されることの無いように、予めこれらの総厚さ（例えば１０４ｍｍ程度の厚さに）に相当する深さの余掘分を加えて、掘削されるようになっている。また、インバート部分よりも上方の側部１０ｂからアーチ形状部分１０ｃにかけての地山を先行して掘削する際には、トンネルの側部１０ｂの下端部分を、上述のインバート部分の余掘り分を見越して、外側に余掘りをしておくことにより、側部１０ｂ吹付けコンクリート層２１による１次覆工と、インバート部分の吹付けコンクリートによる下地コンクリート層２０との間で、段差が生じないようにしている。

下地コンクリート層２０を施工したら、これをトンネル１０の掘削底面部１０ｄとして、インバート部型枠１４を使用しながら（図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）参照）、好ましくはモルタル層１７と保護モルタル層１８との間に挟み込んだ状態で、底部防水性シート１１ａをインバート部１２に設置すると共に（図５（ａ）、（ｂ）参照）、保護モルタル層１８の上でインバートコンクリート１３を２次覆工として形成する作業を行えるようにする。

本実施形態では、掘削した側部１０ｂからアーチ形状部分１０ｃにかけての２次覆工３０は、インバート部１２にインバートコンクリート１３が形成された後に、従来と同様の工法により施工することができる。また、本実施形態の設置方法によって、底部防水性シート１１ａをインバート部１２に設置すると共に、インバート部１２にインバートコンクリート１３を形成する作業は、トンネル１０の延長方向に沿った例えば１０．５ｍ程度の施工スパン毎に、トンネル１０の軸方向に順次行われて行くことになる。

底部防水性シート１１ａを設置する際に用いるインバート部型枠１４は、図８に示すように、例えば合成樹脂製や木製の１枚の板状部材からなり、凹状の湾曲断面を備えるインバートコンクリート１３の形状に沿った、凹状の湾曲断面を備える所望の形状となるように湾曲加工されて形成されている。板状部材を湾曲加工してインバート部型枠１４を形成する方法としては、例えば特許第４２３７７８２号公報に記載の曲面パネルの製造方法や、木製の板部材を湾曲加工する公知のその他の方法を採用することができる。インバート部型枠１４は、横幅がインバート部１２の幅に対応する例えば９～１５ｍ程度、縦幅がインバートコンクリート１３の施工スパンに対応する例えば６ｍ程度の大きさの、矩形の平面形状を備える１枚の型枠部材として形成することができる。インバート部型枠１４には、縦幅方向の一方の端部に、横幅方向における凹状の湾曲断面の中央部分に配置されて、モルタル圧送孔１４ｂが開口形成されている。このモルタル圧送孔１４ｂを介して、下地コンクリート層２０との間の、インバート部型枠１４による充填空間１６に、底部防水性シート１１ａの端部をかわしながら、モルタルを圧送して充填できるようになっている（図３（ａ）、（ｂ）参照）。また、インバート部型枠１４には、例えば縦幅方向の他方の端部や縦幅方向の中央部分に、補助モルタル圧送孔１４ｂ’を開口形成しておくこともできる。これらの補助モルタル圧送孔１４ｂ’やモルタル圧送孔１４ｂから適宜選択された打設しやすい位置の圧送孔１４ｂ’，１４ｂから、モルタル層１７との間のインバート部型枠１４による保護層充填空間１９に、モルタルを圧送して充填できるようになっている（図４（ａ）、（ｂ）参照）。選択されなかった圧送孔１４ｂ’，１４ｂには蓋をしておくことで、モルタルを充填する作業を行うことができる。インバート部型枠１４は、折り畳みが可能な１枚の板状部材として形成することもできる。

底部防水性シート１１ａ及び防水性シート１１は、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、エチレン共重合体ビチューメン（ＥＣＢ）等からなる、０．８～２．０ｍｍ程度の厚さの公知の各種の土木工事用の防水性シートを用いることができる。底部防水性シート１１ａは、インバート部型枠１４の平面形状よりも一回り大きな矩形形状を備えるように形成されており、図８及び図９に示すように、周縁部分をインバート部型枠１４の周縁部から８０～１００ｍｍ程度の張出し幅で接合代１１ｂとして張り出させた状態で、インバート部型枠１４の下面１４ａの全体を覆うようにして取り付けられている。底部防水性シート１１ａは、例えば剥離可能な粘着剤を介して部分的にインバート部型枠１４の下面１４ａに粘着させることにより、インバート部型枠１４に簡易に仮止めした状態で取り付けておくことができる。

また、本実施形態では、底部防水性シート１１ａにおける、インバート部型枠１４の下面１４ａに粘着される側とは反対側の面（下面）には、図１０に示すように、不織布１１ｃを取り付けておくことが好ましい。不織布１１ｃは、例えば２～３ｍｍ程度の厚さを有しており、インバート部型枠１４の平面形状と同様の大きさの、矩形状の平面形状を備えるように形成されている。不織布１１ｃは、底部防水性シート１１ａの周縁部分１１ｂをこれの周縁から８０～１００ｍｍ程度の張出し幅で張り出させた状態で、底部防水性シート１１ａに重ねて一体として接合されている。不織布１１ｃは、モルタル層１７及び保護モルタル層１８が硬化した後に、例えばモルタル層１７に生じたクラック等を介して底部防水性シート１１ａの背面側に侵入してきた地下水を受けて、好ましくは下流側に流下させる機能を備えている。また不織布１１ｃは、底部防水性シート１１ａに一体として接合されていることにより、底部防水性シート１１ａに負荷される圧縮力に対してはクッションとして機能すると共に、充填空間１６にモルタルが充填された際には、モルタルを吸収することでモルタルと一体化することが可能になる。不織布１１ｃの縦幅方向の一方の端部には、横幅方向の中央部分のインバート部型枠１４のモルタル圧送孔１４ｂと対応する位置に、モルタル打設孔１１ｄが開口形成されている。

本実施形態の防水性シートの設置方法によって、トンネル１０の底部１０ａのインバート部１２に底部防水性シート１１ａを設置するには、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、トンネル１０の好ましくは下地コンクリート層２０による掘削底面部１０ｄとの間に所定の間隔おいて、底部防水性シート１１ａが配設された下面１４ａを下地コンクリート層２０と対向配置させた状態で、インバート部型枠１４を固定する。インバート部型枠１４を固定するには、例えば下端部分にインバート部１２の凹状の湾曲断面に沿った形状の下端支持パイプ２３ａを備えるトラス形状の支持枠部材２３に、インバート部型枠１４を、取付け金具２４（図３（ｂ）参照）を介して下端支持パイプ２３ａに接合することによって取り付ける。支持枠部材２３は、例えば一対の当該支持枠部材２３が、インバート部型枠１４の縦幅方向に間隔をおいて互いに連結した状態で配置されており、これらの一対の支持枠部材２３によって、インバート部型枠１４を安定した状態で支持させることができる。

しかる後に、例えば吹付けコンクリート層２１によるトンネル１０の側部１０ｂの１次覆工に基端部分を埋設固定したり、若しくはトンネルの内周面に沿って取り付けたＨ形鋼等からなる鋼製支保工（図示せず）に溶接固定して設置した支持ブラケット２５に支持させて、インバート部型枠１４を取り付けた支持枠部材２３の両側の端部を、伸縮ジャッキ部２６を介在させた状態で連結する。これによって、インバート部型枠１４を、支持枠部材２３と共に、支持ブラケット２５に支持させて上下動可能な状態でトンネル１０の内部に固定することができる。またこれによって、伸縮ジャッキ部２６の伸縮量を調整することで、インバート部型枠１４を、トンネル１０の掘削底面部１０ｄとの間に所定の間隔おいて下面１４ａを対向配置させた状態で、容易に固定することが可能になる。

インバート部型枠１４を、トンネル１０の掘削底面部１０ｄとの間に所定の間隔をおいて固定したら、この間隔部分における、インバート部型枠１４の縦幅方向の端部に、妻型枠としてエアーチューブ２８（図３（ｂ）参照）を設置すると共に、横幅方向の両側の端部に、端部型枠として同様にエアーチューブ２８（図３（ａ）参照）を設置することにより、モルタルを圧送して充填させる充填空間１６を形成する。ここで、インバート部型枠１４の横幅方向の両側の端部のエアーチューブ２８は、インバート部型枠１４の横幅方向の両側の端部に設置されたスペーサー部材２７によって、側部１０ｂの吹付けコンクリート層２１に向けて押付けられることで、押し潰されるようにして斜めに傾いた状態で配置されるようになっている。これによって、底部防水性シート１１ａが残置されるモルタル層１７の上面と、側部１０ｂの吹付けコンクリート層２１による１次覆工との間に、段差を解消して斜めに擦り付けるスロープ部１７ａを形成することが可能になって、後述するように、モルタル層１７や保護モルタル層１８の横幅方向の端面から外側に張り出した状態となっている接合代１１ｂを、トンネル１０の側部１０ｂに設置される防水性シート１１の下端部分と接合する際に、モルタル層１７の上面と側部１０ｂの吹付けコンクリート層２１とを擦り付ける当該スロープ部１７ａを介することで、重ね合わせた状態でこれらを容易に接合することが可能になる（図１参照）。また、充填空間１６の横幅方向の両側の端部の端部型枠としてエアーチューブ２８を用いたことにより、充填空間１６にモルタルを圧送して充填する際に、充填空間１６から空気を、エアーチューブ２８とインバート部型枠１４や下地コンクリート層２０との間の隙間を介して、スムーズに排除することが可能になる。

インバート部型枠１４と下地コンクリート層２０との間に充填空間１６を形成したら、モルタル圧送管３１から、インバート部型枠１４に形成されたモルタル圧送孔１４ｂ及び不織布１１ｃに形成されたモルタル打設孔１１ｄを介して、充填空間１６にモルタルを圧送することにより充填する。モルタルを圧送する際に、図９及び図１０にも示すように、底部防水性シート１１ａの縦幅方向におけるモルタル打設孔１１ｄ側の端部分１１ｅを、上方に折り返しておくことにより、底部防水性シート１１ａにモルタル圧送孔を設けることなく、モルタル圧送孔１４ｂとモルタル打設孔１１ｄとを連通させて、モルタル圧送管３１から充填空間１６にモルタルをスムーズに圧送することが可能になる。

充填空間１６に充填したモルタルが硬化したら、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、硬化したモルタル層１７の上面に底部防水性シート１１ａを残置したまま、インバート部型枠１４を脱型して取り外す。本実施形態では、好ましくは支持枠部材２３を支持する伸縮ジャッキ部２６を収縮することで、底部防水性シート１１ａを残置したまま支持枠部材２３と共に上方に移動させて、インバート部型枠１４を硬化したモルタル層１７から離間させることにより脱型することができる。

インバート部型枠１４をモルタル層１７から脱型したら、エアーチューブ２８を撤去すると共に、底部防水性シート１１ａの上方に折り返していた端部分１１ｅを、平坦に敷き直して、モルタル層１７の端面よりも先端側に、トンネル１０の軸方向において隣接する次の施工スパンの底部防水性シート１１ａとの接合代１１ｂとして張り出させた状態とする（図４（ｂ）参照）。また、上方に移動させたインバート部型枠１４の位置を、伸縮ジャッキ部２６を伸縮させることで上下に調整して、インバート部型枠１４と残置された底部防水性シート１１ａとの間に所定の間隔を保持させると共に、インバート部型枠１４の縦幅方向の端部に妻型枠としてエアーチューブ２８を設置し、横幅方向の両側の端部に端部型枠としてエアーチューブ２８を設置することにより、モルタルを圧送することで充填させる保護層充填空間１９を形成する。

インバート部型枠１４とモルタル層１７の上面に残置された底部防水性シート１１ａとの間に保護層充填空間１９を形成したら、モルタル圧送管３１、及びインバート部型枠１４に形成されたモルタル圧送孔１４ｂや補助モルタル圧送孔１４ｂ’から適宜選択された圧送孔を介して、保護層充填空間１９にモルタルを圧送することにより充填する。保護層充填空間１９に充填したモルタルが硬化したら、好ましくは支持枠部材２３を支持する伸縮ジャッキ部２６を収縮することで、支持枠部材２３と共に上方に移動させて、インバート部型枠１４を、硬化した保護モルタル層１８（図５（ａ）、（ｂ）参照）から脱型することができる。

硬化した保護モルタル層１８からインバート部型枠１４を脱型したら、支持枠部材２３や伸縮ジャッキ部２６や支持ブラケット２５と共に、エアーチューブ２８やインバート部型枠１４を撤去して、好ましくは次の施工スパンで使用できるようにする。また、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、形成したモルタル層１７や保護モルタル層１８の端部仕上げを行なった後に、保護モルタル層１８の上での作業によって、鉄筋２９を組み立てると共に型枠（図示せず）を組み立て、コンクートを打設することにより、図６（ａ）に示すように、従来と同様の方法によって、凹状の弧状断面を備えるインバートコンクリート１３を形成することができる。

インバートコンクリートを形成したら、図６（ｂ）に示すように、モルタル層１７や保護モルタル層１８の端面よりもトンネル１０の軸方向において先端側に張り出した底部防水性シート１１ａの接合代１１ｂを、トンネル１０の軸方向に隣接する次の施工スパンのインバート部１２に設置される、インバート部型枠１４’に取り付けられた底部防水性シート１１ａ’の後端側に張り出す接合代１１ｂ’と、例えば重ね合わせて溶着することにより、一体として接合する。

一体として接合した接合代１１ｂ，１１ｂ’は、図７に示すように、次の施工スパンのインバート部１２を形成する際に用いるインバート部型枠１４’の下面側に折り込んだ状態として、インバート部型枠１４’を、前の施工スパンで形成されたモルタル層１７や保護モルタル層１８の端部と連設配置して固定する。これによって、上述と同様の工程に従って、次の施工スパンのインバート部１２を施工することが可能になる。次の施工スパンのインバート部型枠１４’の下面側に折り込まれた接合代１１ｂ，１１ｂ’は、次の施工スパンの保護モルタル層の内部に埋め込まれることで、底部防水性シート１１ａ，１１ａ’は、その全体が保護モルタル層の表面に現れないことになる。

また、インバート部型枠１４の横幅方向の両側の端部から外側に張り出して設けられた底部防水性シート１１ａの接合代１１ｂは、モルタル層１７や保護モルタル層１８の端部仕上げを行なった後は、モルタル層１７や保護モルタル層１８の横幅方向の端面から外側に張り出した状態となっている（図５（ａ）、図６（ａ）参照）。これらの接合代１１ｂを介して、底部防水性シート１１ａが、トンネル１０の横断面においてインバート部１２と隣接するトンネルの側部１０ｂ、及びこれの上方に連続するアーチ形状部分１０ｃに設置される防水性シート１１と、強固に一体として接合されることになる（図１参照）。モルタル層１７や保護モルタル層１８の横幅方向の端面から外側に張り出した状態となっている接合代１１ｂを、トンネル１０の側部１０ｂに設置される防水性シート１１の下端部分と接合する作業は、上述のように、モルタル層１７の上面と側部１０ｂの吹付けコンクリート層２１との段差を擦り付けるスロープ部１７ａを介することで、これらを重ね合わせた状態で容易に行うことが可能になる（図１参照）。接合部分の防水性シート１１，１１ｂは、インバートコンクリート１３が形成された後に、側部１０ｂからアーチ形状部分１０ｃにかけての２次覆工３０を形成する際に、打設されたまだ固まらない状態のコンクリートの圧力によって、スロープ部１７ａや、側部１０ｂの吹付けコンクリート層２１に押し付けられることで、たるみの無い安定した状態でこれらに密着して取り付けることが可能になる。

そして、本実施形態のインバート部における防水性シートの設置方法によれば、トンネル１０のインバート部１２に、インバートコンクリート１３の凹状の湾曲断面に沿わせるようにして、防水性シート（底部防水性シート）１１ａを、ヨレやシワを生じさせることなく容易に設置することが可能になると共に、防水性シート（底部防水性シート）１１ａが傷つくのを効果的に回避することが可能になる。

すなわち、本実施形態によれば、インバートコンクリート１３の凹状の湾曲断面に沿った湾曲形状を備えるインバート部型枠１４の下面１４ａの全体を覆うようにして、底部防水性シート１１ａを配設しておき、トンネル１０の掘削底面部１０ｄとの間に所定の間隔をおいて底部防水性シート１１ａが配設された下面１４ａを対向配置させた状態で、インバート部型枠１４を固定し、固定されたインバート部型枠１４とトンネル１０の掘削底面部１０ｄとの間の充填空間１６に、モルタルを圧送することにより充填して、充填圧力により底部防水性シート１１ａをインバート部型枠１４の下面１４ａに密着させるようになっている。

これによって、例えば底部防水性シート１１ａを、粘着剤により部分的に下面１４ａに粘着させるだけの簡易な仮止め状態で、多くの手間をかけることなくインバート部型枠１４に取り付けた場合でも、モルタルの充填圧力によって底部防水性シート１１ａをインバート部型枠１４の下面１４ａに容易に密着させて、インバート部型枠１４に案内させながらこれの下面１４ａに沿って容易に敷設することが可能になるので、硬化したモルタル層１７の上面に底部防水性シート１１ａを残置したままインバート部型枠１４を脱型するだけの簡単な操作によって、ヨレやシワを生じさせることなく、インバートコンクリート１３の凹状の湾曲断面に沿わせるようにして、底部防水性シート１１ａを容易に設置することが可能になる。

また、インバート部型枠１４の縦幅方向の一方の端部に、モルタル圧送孔１４ｂが、インバート部型枠１４の横幅方向における凹状の湾曲断面の中央部分に配置されて開口形成されているので、モルタル圧送孔１４ｂから圧送されるモルタルによる充填圧力の生じる向きが、常に同じ方向（縦幅方向では他方の端部側の方向、横幅方向では左右に広がる方向）になり、これに伴って底部防水性シート１１ａのヨレやシワが、充填圧力の生じる同じ方向に押し出されていくことになるので、底部防水性シート１１ａを、さらに効果的にヨレやシワを生じさせることなく、インバートコンクリート１３の凹状の湾曲断面に沿わせるようにして設置することが可能になる。

また、本実施形態によれば、好ましくは上方に移動させたインバート部型枠１４を用いて、残置された底部防水性シート１１ａを覆って保護モルタル層１８を形成した後に、形成された保護モルタル層１８の上で、インバートコンクリート１３を形成する作業を行なうようになっているので、保護モルタル層１８によって底部防水性シート１１ａを効果的に保護して、インバートコンクリート１３の作業時に組み立てられる鉄筋や、作業員が歩き回ること等によって、底部防水性シート１１ａが傷つくことになるのを、効果的に回避することが可能になる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明の防水性シートの設置方法を用いてインバート部に防水性シートが設置される構造物は、トンネル以外の地中構造物であっても良い。トンネル等の地中構造物は、汚染水を流下させるものであっても良く、原子力発電所等で汚染された廃棄物の貯蔵施設として利用するものであっても良い。本発明の防水性シートの設置方法は、このような地中構造物から汚染水や廃棄物等を外部に流出させないようにするための設置方法として用いることができる。地中構造物は、廃棄物貯蔵用の構造物以外の構造物であっても良い。保護コンクリート層や保護モルタル層は、上方に移動させたインバート部型枠を用いて形成する必要は必ずしも無く、その他の型枠部材を用いて、手均しによって形成することもできる。固定されたインバート部型枠との間に充填空間を形成する掘削底面部は、掘削された地盤面を覆う下地コンクリート層や下地モルタル層による底面部となっている必要は必ずしもなく、砕石層による掘削底面部や、地山による掘削底面部であっても良い。防水性シートは、インバート部型枠の周縁部から接合代を外側に張り出させた状態で、インバート部型枠の下面を覆って取り付けられていなくても良い。

また、充填空間のモルタル等の圧送は、モルタル圧送孔等にモルタル圧送管を接続して行う必要は必ずしも無く、モルタル圧送孔や端部型枠として用いたエアーチューブの隙間から、打設用のホースを充填空間に挿入して、挿入した打設用のホースを引く抜きながら充填空間の奥側から圧送して打設することもできる。モルタル圧送孔の入口側から圧送する場合には、流動性の高いモルタル等を用いることが好ましい。充填空間の奥側からモルタル等を圧送して打設する場合には、凹状の湾曲断面の充填空間の両側の立上り部分まで圧入してから打設用のホースを引き抜く際に、モルタル等の流動性が高いとホースが詰まり易くなってホースによる圧送や引き抜きが困難になることから、流動性が比較的低いモルタル等を用いることが好ましい。

上記の実施形態では、保護モルタル層１８を形成した後、インバートコンクリート１３を形成してから、次の施工スパンに移動して、底部防水性シート１１ａが上面に設置されたモルタル層１７や保護モルタル層１８を形成していたが、前の施工スパンのインバートコンクリート１３を形成する作業を開始する前に、次の施工スパンのモルタル層１７や保護モルタル層１８を形成する作業を開始しても良く、両者を並行して行うこともできる。

１０トンネル（地中構造物）
１０ａ底部
１０ｂ側部
１０ｃアーチ形状部分（上部）
１０ｄ掘削底面部
１０ｅ底部地盤面
１１防水性シート
１１ａ底部防水性シート
１１ｂ接合代（周縁部分）
１１ｃ不織布
１１ｄモルタル打設孔
１１ｅ端部分
１２インバート部
１３インバートコンクリート（二次覆工）
１４インバート部型枠１４
１４ａ下面
１４ｂモルタル圧送孔
１６充填空間
１７モルタル層
１７ａスロープ部
１８保護モルタル層
１９保護層充填空間
２０下地コンクリート層（１次覆工）
２１吹付けコンクリート層（１次覆工）
２３支持枠部材
２３ａ下端支持パイプ
２４取付け金具
２５支持ブラケット
２６伸縮ジャッキ部
２７スペーサー部材
２８エアーチューブ
２９鉄筋
３０２次覆工
３１モルタル圧送管

Claims

地中構造物の底部に設けられる、凹状の湾曲断面を備えるインバートコンクリートによるインバート部を形成する際に、インバート部に防水性シートを設置するための防水性シートの設置方法であって、
インバートコンクリートの前記凹状の湾曲断面に沿った湾曲形状を備えるインバート部型枠の下面の全体を覆うようにして、防水性シートを配設しておき、
地中構造物の掘削底面部との間に所定の間隔おいて前記防水性シートが配設された下面を対向配置させた状態で、前記インバート部型枠を固定し、
固定された前記インバート部型枠と地中構造物の掘削底面部との間の充填空間に、コンクリート又はモルタルを圧送することにより充填して、充填圧力により前記防水性シートを前記インバート部型枠の下面に密着させ、
充填されたコンクリート又はモルタルが硬化したら、硬化したコンクリート層又はモルタル層の上面に前記防水性シートを残置したまま、前記インバート部型枠を脱型し、
インバートコンクリートを２次覆工として形成するのに先立って、残置された前記防水性シートを覆って保護コンクリート層又は保護モルタル層を形成した後に、形成された前記保護コンクリート層又は保護モルタル層の上で、インバートコンクリートを形成する作業を行なえるようにするインバート部における防水性シートの設置方法。
前記保護コンクリート層又は保護モルタル層は、前記インバート部型枠を、前記防水性シートを残置したまま上方に移動させて、硬化した前記コンクリート層又はモルタル層から脱型し、上方に移動させた前記インバート部型枠と残置された前記防水性シートとの間の保護層充填空間に、コンクリート又はモルタルを圧送して充填することによって形成される請求項１記載のインバート部における防水性シートの設置方法。
固定された前記インバート部型枠との間に前記充填空間が形成される地中構造物の掘削底面部は、掘削された底部地盤面を覆う下地コンクリート層又は下地モルタル層による底面部となっている請求項１又は２記載のインバート部における防水性シートの設置方法。
前記防水性シートは、前記インバート部型枠の周縁部から接合代を外側に張り出させた状態で、前記インバート部型枠の下面を覆って取り付けられており、前記接合代を介して、地中構造物の横断面において前記インバート部と隣接する該地中構造物の側部に設置される防水性シート、又は地中構造物の軸方向において隣接する施工スパンのインバート部に設置される防水性シートと、一体として接合されるようになっている請求項１～３のいずれか１項記載のインバート部における防水性シートの設置方法。