JP7465767B2 - 要防水土木構造物の防水下地層及び防水施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、要防水土木構造物に張設されて表面には防水塗膜が塗布される防水下地層及び該防水下地層を用いた防水施工方法に関し、特に、防水塗膜の品質管理に資する防水下地層及び防水施工方法に関する。

トンネルその他の地下構造物や廃棄物処分場などの要防水土木構造物においては、一般に不透水樹脂などからなる防水シートを張って防水性を確保している。
特許文献１においては、多数の固体粒状物を接着剤で接合した下地層をトンネル壁面に敷設し、その上に２液の原料液を塗布してポリウレア樹脂からなる塗膜を形成し、防水などを図っている。

特開２０１１－１３１４２７号公報

原料液を吹き付けて防水塗膜を形成する場合、所定の膜厚で、ピンホールなどの欠陥も無くきれいに吹き付けられることが重要である。この種の防水塗膜の厚みは、膜の一部を切り裂いて測定することが考えられる。測定後、切り裂いた部分を手作業で補修する。
しかし、防水塗膜を切り裂いて補修する作業は極めて煩雑であり、補修跡が残る可能性もある。しかも、それによって、切り裂いた部分の膜厚しか把握できず、全体的に一定の膜厚であることは保証できない。ピンホールなどの欠陥の有無を検知することは更に難しい。
本発明は、かかる事情に鑑み、要防水土木構造物に塗布された防水塗膜の膜厚測定や欠陥検出を簡易に実施可能にして、防水施工管理に資することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、要防水土木構造物に張設されて、表面には防水塗膜が塗布される防水下地層であって、
不織布を含む基層と、
前記基層に重ねられた導電層と、
を備えたことを特徴とする。
これによって、渦電流式又は電磁式の膜厚計を用いて防水塗膜の厚みを測定したり、放電式又は渦電流式の欠陥探知器によって防水塗膜の欠陥の有無を検査したりできる。これによって、防水塗膜の品質管理を容易に行うことができる。

前記導電層が、前記防水下地層の全域にわたって設けられていることが好ましい。これによって、防水塗膜の任意の箇所の膜厚を測定したり、防水塗膜の全域にわたる膜厚分布を取得したり、防水塗膜の全域にわたって欠陥の有無を検査したりできる。

本発明に係る防水施工方法は、前記の防水下地層を要防水土木構造物に張設する工程と、
前記防水下地層上に防水塗膜を塗布する工程と、
渦電流式又は電磁式の膜厚計によって前記防水塗膜の厚みを測定する工程と
を備えたことを特徴とする。
当該方法によれば、防水下地層の導電層と膜厚計との電磁気的な相互作用によって、前記導電層と膜厚計との距離ひいては防水塗膜の厚みが測定可能である。防水塗膜を切り裂いたり補修したりする必要がない。かつ防水下地層に導電層が設けられた場所であれば、防水塗膜の厚みを測定可能である。

好ましくは、本発明に係る防水施工方法は、前記の防水下地層を要防水土木構造物に張設する工程と、
前記防水下地層上に防水塗膜を塗布する工程と、
放電式又は渦電流式の欠陥探知器によって前記防水塗膜の欠陥の有無を検査する工程と
を備えている。
当該方法によれば、防水下地層の導電層と欠陥探知器との電気的又は電磁気的な相互作用によって、少なくとも導電層が設けられた箇所の防水塗膜における欠陥の有無を検査可能である。好ましくは、導電層が全域にわたって設けられた防水下地層を張設しておくことによって、防水塗膜の全域にわたって欠陥の有無を検査可能である。

本発明によれば、要防水土木構造物に塗布された防水塗膜の膜厚測定や欠陥検出を簡易に実施でき、防水下地層を防水施工管理に資することができ、防水塗膜の品質管理を容易に行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る要防水土木構造物であるＮＡＴＭトンネルを、防水構造における防水塗膜の膜厚測定（施工管理）をしている状態で示す解説断面図である。 図２は、図１の円部ＩＩの拡大断面図である。 図３は、前記防水構造を、防水塗膜の欠陥検査（施工管理）をしている状態で示す解説断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る防水構造の断面図である。 図５は、本発明の第３実施形態に係る防水構造の平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、要防水土木構造物の一例として、ＮＡＴＭ工法によって構築された防水型（非排水型）のＮＡＴＭトンネル１を示したものである。地山２の掘削面２ａの全周にわたって吹付けコンクリート３が吹付けられている。図示は省略するが、吹付けコンクリート３から地山２にロックボルトが打ち込まれている。

吹付けコンクリート３の表側面３ａの全周にわたって防水構造４が設けられている。防水構造４は、吹付けコンクリート３の表側面３ａの全域を切れ目無く、継ぎ目も無く覆っている。図示は省略するが、防水構造４のトンネル内側には、二次覆工５が構築される。
なお、トンネル１は、防水型（非排水型）に限らず、排水型であってもよい。

防水構造４は、吹付けコンクリート３の表側面３ａに張設された防水下地層１０と、該防水下地層１０に積層された防水塗膜２０とを含む。防水塗膜２０は、例えばポリウレタン、ポリウレア、ポリウレタンポリウレアハイブリッド樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）樹脂などによって構成されている。防水塗膜２０は、１又は２液以上の原料液を混合して塗布することによって形成される。

図２に示すように、防水下地層１０は、基層１１（緩衝層）と、遮水層１２と、導電層１３と、固着層１４を含む。吹付けコンクリート３の側から、基層１１、遮水層１２、導電層１３、固着層１４の順に積層されている。

基層１１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維を主に含む比較的目の粗い不織布によって構成されている。好ましくは、基層１１は、吹付けコンクリート３の凸凹な表側面３ａに被さって整面化する緩衝層の機能を有している。更に好ましくは、基層１１は、地山２からの湧水を排水する透水性（排水性）を有している。基層１１の厚みは、好ましくは０．１～８ｍｍ程度である。
なお、基層１１を構成する不織布は、ＰＥＴ繊維を主とするＰＥＴ不織布に限らず、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維を主とするＰＰ不織布でもよく、ポリエチレン（ＰＥ）繊維を主とするＰＥ不織布でもよく、その他の不織布であってもよい。

基層１１の表面側（トンネル内側、図２において上側）には、接着剤層（図示省略）を介して遮水層１２が重ねられている。遮水層１２は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂を主成分とするＰＥフィルムによって構成され、前記湧水の透過を阻止可能な遮水性を有している。前記ＰＥフィルムには、水の透過を阻止する一方、ガスの透過を許容する大きさの微多孔が形成されていてもよい。
なお、遮水層１２は、遮水性を有していればよく、ＰＥフィルムに限らず、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を主成分とするＰＰフィルムでもよく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とするＰＥＴフィルムでもよい。
遮水層１２が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）繊維を主成分として含み、水の透過を阻止し得る微細な目を有するＨＤＰＥ不織布によって構成されていてもよい。

基層１１の表面側（トンネル内側）には、遮水層１２を介して導電層１３が重ねられている。導電層１３は、非磁性金属であるアルミニウムの蒸着膜によって構成されている。好ましくは、導電層１３は、基層１１の全域にわたって積層されることで、防水下地層１０の全域にわたって設けられている。

導電層１３の表側（図２において上側）に固着層１４が重ねられている。固着層１４は、例えばＰＥＴ繊維を主とするＰＥＴ不織布によって構成されている。固着層１４の厚みは、基層１１の厚みより小さくてもよい。固着層１４は、防水塗膜２０との固着性に優れていれば、ＰＥＴ不織布に限らず、ＰＰ不織布でもよく、ＰＥ不織布でもよく、不織布以外の材質であってもよい。

前記アルミ蒸着膜からなる導電層１３は、固着層１４に蒸着されていてもよく、遮水層１２に蒸着されていてもよい。導電層１３が固着層１４に蒸着されている場合、導電層１３と遮水層１２との間に接着剤層（図示省略）が介在されていてもよい。導電層１３が遮水層１２に蒸着されている場合、導電層１３と固着層１４との間に接着剤層（図示省略）が介在されていてもよい。

要防水土木構造物であるＮＡＴＭトンネル１は、次のようにして防水施工される。
防水下地層１０を用意し、トンネル１の施工現場に搬入する。
地山２を掘削して、掘削面２ａに吹付コンクリート３を吹き付けた後、基層１１を吹付コンクリート３へ向けて、防水下地層１０を吹付コンクリート３の表側面３ａに張設する。基層１１が比較的厚い不織布を含むことで、吹付コンクリート３の表側面３ａ（要防水土木構造物の表面）が凹凸な不整面であっても、基層１１の厚みによって、ある程度整面化できる。
地山２からの湧水等によって吹付コンクリート３の表側面３ａに水が染み出ていたり該表側面３ａが濡れていたりしたとしても、防水下地層１０を張設したとき、遮水層１２の遮水機能によって、防水下地層１０の表側面（トンネル内側を向く面）に水が染み出すのを防止できる。遮水層１２によって止められた水は、基層１１内を通って排水できる。

次に、防水塗膜２０となる原料液をエア噴霧等によって防水下地層１０の固着層１４上に塗布する。遮水層１２の遮水機能の結果、固着層１４の表側面が水で濡れていないために、原料液ひいては防水塗膜２０を防水下地層１０に良好かつ安定的に付着させることができる。固着層１４が不織布によって構成されているため、原料液が固着されやすい。したがって、防水塗膜２０の防水下地層１０への固着性を確保できる。

図１に示すように、防水塗膜２０の塗布後、例えば渦電流式の膜厚計４０によって、防水塗膜２０の厚みを測定する。防水塗膜２０の裏側の防水下地層２０には導電膜１３が設けられているから、膜厚計４０からの高周波磁界によって導電層１３に誘起された渦電流の大きさを膜厚計４０で測定することによって、導電層１３と膜厚計４０との距離ひいては防水塗膜２０の厚みを測定できる。防水塗膜を切り裂いたり補修したりする必要がない。かつ防水下地層１０に導電層１３が設けられた場所であれば、防水塗膜２０の厚みを測定可能である。導電層１３が全域にわたって設けられた防水下地層１０を用いることによって、膜厚計４０を移動させて防水塗膜２０の任意の箇所の膜厚を測定できる。防水塗膜２０の全域にわたる膜厚分布を取得することもできる。

また、図３に示すように、欠陥探知器として、例えば放電式のピンホール探知器４１を用いて、塗布後の防水塗膜２０のピンホール等の欠陥の有無を検査する。すなわち、導電層１３にピンホール探知器４１の接地端子４１ｂを接続し、ピンホール探知器４１の高電圧プローブ４１ａを防水下地層１０の表面に沿って走査させる。図３の仮想線に示すように、防水塗膜２０にピンホールなどの欠陥部２９があったときは、高電圧プローブ４１ａが該欠陥部上に配置されたとき放電が起き、欠陥部２９を検知できる。しかも、防水下地層１０の全域に導電層１３が設けられているために、防水塗膜２０の全域にわたって欠陥の有無を検査できる。
このようにして、防水下地層１０を防水施工管理に資することができ、防水塗膜２０の品質管理を容易に行うことができる。
その後、防水構造４のトンネル内側に二次覆工（図示せず）を構築する。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態（図４）＞
防水下地層における導電層の積層位置は適宜設定可能である。
図４に示すように、第２実施形態の防水下地層１０Ｂにおいては、導電層１３が、遮水層１２における基層１１を向く裏側面に蒸着されて積層されている。

＜第３実施形態（図５）＞
図５に示すように、第３実施形態においては、防水下地層１０Ｃの導電層が、アルミ蒸着膜に代えて、アルミ粘着テープ１６によって構成されている。アルミ粘着テープ１６は、防水下地層１０Ｃの例えば縦横に格子状ないしは十字状に貼り渡されている。アルミ粘着テープ１６を斜めに設けてもよい。

第３実施形態においては、少なくともアルミ粘着テープ１６が設けられた箇所における防水塗膜２０の膜厚を膜厚計４０（図２）で測定することができる。また、少なくともアルミ粘着テープ１６が設けられた箇所における防水塗膜２０のピンホールなどの欠陥の有無を、ピンホール探知器４１（図３）によって検査することができる。

本発明は、前記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、導電層１３は、アルミ蒸着やアルミ粘着テープに限らず、スパッタリングによって形成されていてもよい。導電層１３が、アルミ箔によって構成されていてもよい。さらに、導電層１３を構成する金属は、アルミに限らず、銅などの、アルミ以外の非磁性金属であってもよく、鉄などの磁性金属であってもよい。
膜厚計としては、渦電流式膜厚計４０に限らず、電磁式膜厚計などを用いてもよい。
欠陥探知器としては、放電式ピンホール探知器４１に限らず、電磁誘導を利用した渦電流探傷器などを用いてもよい。
防水施工対象の要防水土木構造物は、トンネルに限らず、廃棄物処分場その他の地下構造物、基礎、河川敷、法面などであってもよい。

本発明は、例えばＮＡＴＭ工法によるトンネルの防水施工に適用できる。

１ ＮＡＴＭトンネル
２ 地山
２ａ 掘削面
３ 吹付けコンクリート
３ａ 表側面
４ 防水構造
１０ 防水下地層
１０Ｂ，１０Ｃ 防水下地層
１１ 基層（緩衝層） 不織布
１２ 遮水層
１３ 導電層
１４ 固着層
１６ アルミ粘着テープ（導電層）
２０ 防水塗膜
２９ ピンホール（欠陥部）
４０ 膜厚計
４１ 放電式ピンホール探知器（欠陥探知器）
４１ｂ 接地端子
４１ａ 高電圧プローブ

Claims (2)

1. 不織布を含む基層と、前記基層に重ねられた導電層とを備えた防水下地層を要防水土木構造物に張設する工程と、
   前記防水下地層上に防水塗膜を塗布する工程と、
   前記導電層と相互作用される渦電流式又は電磁式の膜厚計によって前記防水塗膜の厚みを測定する工程と、
   前記導電層と相互作用される放電式又は渦電流式の欠陥探知器によって前記防水塗膜の欠陥の有無を検査する工程と
   を備えたことを特徴とする防水施工方法。
2. 前記導電層が、前記防水下地層の全域にわたって設けられることを特徴とする請求項１に記載の防水施工方法。

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