JPH0649828A - Structure and construction method of pressure-proof concrete wall - Google Patents

Structure and construction method of pressure-proof concrete wall

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JPH0649828A
JPH0649828A JP4205766A JP20576692A JPH0649828A JP H0649828 A JPH0649828 A JP H0649828A JP 4205766 A JP4205766 A JP 4205766A JP 20576692 A JP20576692 A JP 20576692A JP H0649828 A JPH0649828 A JP H0649828A
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reinforcing fiber
layer
fiber sheet
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Yoshinori Suganuma
義則 菅沼
Futoshi Kusumoto
太 楠本
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Shimizu Corp
清水建設株式会社
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    • Y02E10/20Hydro energy

Abstract

PURPOSE:To cope with various types of ground and a change thereof sufficiently by providing a fiber reinforced sheet, a grout layer, a water-proof sheet and a concrete wall in order inside of the drilled surface of the ground. CONSTITUTION:A shotcrete layer 3 is provided on the drilled surface 2 of the ground 1. Next, the whole of a fiber reinforced sheet 6 is impregnated with the resin adhesive agent 5 by shearing it, and the sheet 6 is attached to the inner surface of the concrete layer 3. Next, a water-proof sheet 7 is attached onto the sheet 6. A lining concrete layer 7 is placed and hardened inside of the waterproof sheet 9. Furthermore, the grout material 3 is filled between both the sheets 6, 9 to form a grout layer 8 for pressing the concrete 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水力発電所、ダ
ムのバイパス、あるいは工業用水路等に用いられる導水
路トンネル、天然ガスその他の圧縮気体、あるいは液体
等の地下備蓄用構造物など大きな作用内圧力が負荷され
るコンクリート壁の構造およびその施工方法に関するも
のである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has a great effect on, for example, a hydraulic tunnel, a headrace tunnel used for a bypass of a dam, an industrial canal, etc., a natural gas or other compressed gas, or a structure for underground storage such as liquid. The present invention relates to a concrete wall structure to which internal pressure is applied and a construction method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、上記の構造物におけるコンクリ
ート壁の施工方法としては、例えば導水路トンネルの施
工方法がある。この場合には、その断面形状やその大き
さ、作用内水圧の大きさ、土被り深さ、地下水位の高
さ、トンネル周辺岩盤の力学的および水理学的特性、地
形条件、および社会的環境条件等により、無筋コンクリ
ート覆工、鉄筋コンクリート覆工、内張鋼管・鉄筋コン
クリート覆工等を選択することによって施工がなされて
いる。また、条件によっては、無巻トンネル、吹き付け
コンクリート覆工等のきわめて簡単なもの、あるいは、
コンタクトグラウトと高い圧力によるプレストレスを期
待したコンソリデーショングラウトを併用したものもあ
る。さらに、より高い圧力部分では、比較的部材厚の大
きい内張鋼管を布設し、配筋を行なって、コンクリート
を充填する施工方法も採られている。
2. Description of the Related Art Generally, as a construction method of a concrete wall in the above structure, for example, there is a construction method of a headrace tunnel. In this case, the cross-sectional shape and size, the magnitude of the working water pressure, the depth of soil cover, the height of groundwater level, the mechanical and hydraulic characteristics of the rock around the tunnel, the topographical conditions, and the social environment. Depending on the conditions etc., construction is done by selecting unreinforced concrete lining, reinforced concrete lining, lining steel pipe / reinforced concrete lining, etc. Also, depending on the conditions, very simple things such as unrolled tunnels, sprayed concrete linings, or
There is also a combination of a contact grout and a consolidation grout that is expected to prestress due to high pressure. Furthermore, in a higher pressure portion, a construction method is also adopted in which an inner steel pipe having a relatively large member thickness is laid, reinforcement is performed, and concrete is filled.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
コンクリート壁の施工方法においては次のような問題が
あった。 無筋コンクリート覆工 (1)力学的安定性および水理学的条件に限界があるた
め、限定された条件下においてしか採用することができ
ない。 (2)断層破砕帯、土被りの浅い所、透水性の高い地盤
などにおいては採用することができない。もしも、この
ようなところで採用しようとすると、覆工厚が大きくな
り、場合によっては、地盤強化、止水効果を得るための
注入工などを施工する必要が生じ、コスト高となる。こ
の工法は、地質あるいは条件変化に柔軟に対応すること
ができないため、さらに不経済となる欠点を有してい
る。 (3)トンネル周辺地盤が持つ、掘削に伴う応力開放に
よる強度低下の後の残された内水圧に対する地盤の受動
力が、その破壊に伴う不連続性などから、充分な効果が
発揮されず、過大と考えられる覆工となってしまう。 (4)変化する地質によっては充分に対応することがで
きず、コンクリート覆工にクラックが生じた場合には止
水性がなくなり、また、その地質、地形あるいは土被り
条件によっては湧水問題に発展するおそれがある。
However, the above-mentioned method for constructing a concrete wall has the following problems. Unreinforced concrete lining (1) Due to the limited mechanical stability and hydraulic conditions, it can only be used under limited conditions. (2) It cannot be used in fault crush zones, shallow overburdens, and highly permeable ground. If it is adopted in such a place, the lining thickness will be large, and in some cases, it will be necessary to carry out an injection work or the like for strengthening the ground and obtaining a water blocking effect, resulting in high cost. This method has a drawback that it becomes more uneconomical because it cannot flexibly respond to changes in geology or conditions. (3) The passive force of the ground against the remaining internal water pressure after the strength reduction due to the stress release due to excavation, which the ground around the tunnel has, is not sufficiently effective due to the discontinuity due to its destruction, The lining seems to be excessive. (4) It is not possible to respond adequately depending on the changing geology, and if the concrete lining cracks, there will be no water stoppage, and depending on the geology, topography or overburden conditions, a spring problem will develop. May occur.

【0004】鉄筋コンクリート覆工 (1)狭い坑内での鉄筋の加工、組立て作業は難しく、
かなりの時間とコストが必要となるとともに、このため
の人員を確保することも難しくなる。 (2)地質の変化に対してある程度の対応はできるが充
分ではなく、鉄筋(配筋量)を多くすることによって対
応できる範囲までしか対応することができない。 (3)覆工厚さは、鉄筋組立ておよびその条件でのコン
クリートの打設から施工に伴って必要なものとなってし
まう。また、コンクリート打設においても、施工条件の
厳しさから、軟練りコンクリートとなり、あるいは、締
固めしにくいものからポーラスなものあるいは天端空洞
の大きな、低品質のコンクリート構造となり、必ずしも
その経済性は高くない。 (4)鉄筋コンクリート覆工であっても、地質変化に伴
う荷重の増加、内水圧に対する受働力の低下、温度変
化、コンクリートの物理的特性の違い等によって、クラ
ックが発生することがある。その場合、充分な止水性が
得られず、湧水の問題に発展することがある。 (5)厳しい条件のもとで、大きな内水圧に耐えさせる
ために施工する高い圧力によるコンソリディーショング
ラウトによって、そのグラウト圧による荷重が大きくな
り、覆工コンクリート層の厚さが内水圧のみの場合より
も大きくなってしまい、経済性の低い設計、施工となる
おそれがある。 (6)覆工コンクリート層にクラックが発生するおそれ
がある。また、硬岩と断層破砕帯の取り合い部分などの
地質急変箇所等においては、鉄筋コンクリート構造であ
っても追随性に限界があり、変位挙動に大きな差異が生
じてクラックを大きくしてしまうおそれがある。
Reinforced concrete lining (1) It is difficult to process and assemble the rebar in a narrow mine,
It will take a considerable amount of time and cost, and it will be difficult to secure personnel for this. (2) Although it is possible to deal with changes in geology to a certain extent, it is not sufficient, and it is only possible to deal with it by increasing the number of reinforcing bars (bar arrangement amount). (3) The thickness of the lining becomes necessary from the assembling of the reinforcing bars and the placing of concrete under the conditions to the construction. Also in concrete pouring, due to the severe construction conditions, it becomes soft concrete, or it is difficult to compact and becomes porous or has a large crown cavity and a low quality concrete structure, and its economic efficiency is not always required. not high. (4) Even with reinforced concrete lining, cracks may occur due to an increase in load due to geological changes, a decrease in passive force against internal water pressure, temperature changes, and differences in physical properties of concrete. In that case, sufficient water shutoff cannot be obtained, which may lead to spring water problems. (5) Under severe conditions, due to the consolidation grout with high pressure that is built to withstand a large internal water pressure, the load due to the grout pressure increases and the thickness of the lining concrete layer is limited to the internal water pressure. It will be larger than the case, and there is a risk that the design and construction will be less economical. (6) Cracks may occur in the lining concrete layer. In geological sudden changes such as the part where hard rocks and fault crush zones meet, even if the structure is reinforced concrete, there is a limit to the followability, and there is a possibility that a large difference will occur in displacement behavior and cracks will increase. .

【0005】内張鋼管・鉄筋コンクリート覆工 (1)内張鋼管の施工から、その工事工程の取り合いに
よって長い工期が必要となる。 (2)内張鋼管の施工と鉄筋コンクリートの打設から工
事費が大きくなってしまい、必ずしも合理的、経済的な
設計、施工法ではない。 (3)地盤の変化などに対して、鋼管の材料手配、購
入、部材の切断、加工など、鋼管による対応はきわめて
難しいため、鉄筋コンクリートの鉄筋量を増加する対応
方法しかなく、その対応には限界がある。 (4)鋼管の搬入、据え付けのために、斜坑、横坑など
の搬入施設、および設備を必要とし、そのコストも大き
く不経済である。 (5)鋼管の搬入、据え付けに伴う継手部の溶接作業等
のためのスペースを確保する必要があるので、覆工コン
クリート層の厚さが、設計上必要な覆工コンクリート層
の厚さよりも大きなものとなってしまい不経済である。
Inner lined steel pipe / reinforced concrete lining (1) From the construction of the inner lined steel pipe, a long construction period is required due to the conflict in the construction process. (2) Construction costs are high due to the construction of lining steel pipes and the placement of reinforced concrete, which is not necessarily a rational and economical design and construction method. (3) It is extremely difficult to respond to changes in the ground, such as arranging materials for steel pipes, purchasing, cutting and processing members, using steel pipes, so there is only a way to increase the amount of reinforcing steel in reinforced concrete. There is. (4) In order to carry in and install the steel pipes, there is a need for a facility for carrying in, such as an inclined shaft and a side shaft, and equipment, and the cost is large and uneconomical. (5) The thickness of the lining concrete layer is larger than the thickness of the lining concrete layer required for design, because it is necessary to secure a space for carrying in the steel pipes, welding work of the joint portion accompanying installation, etc. It is a waste of money and is uneconomical.

【0006】要するに、従来の導水路トンネルの施工方
法には、次のような問題点がある。 (1)覆工コンクリートの背面に、コンタクトグラウト
と必要に応じてコンソリディーショングラウトを施工す
るだけであるから、作用内水圧が覆工コンクリートの許
容変位限界に限られてしまう。また、トンネルが掘削さ
れた周辺地盤が有する力学的特性(内水圧などによって
生じる応力に伴う変形を拘束しようとする働き:受働抵
抗力、弾性係数、変形係数等)等が、十分発揮される設
計・施工方法となっていない。 (2)上記方法にコンソリディーショングラウトを併用
して施工する場合には、その高い注入圧力によって、覆
工コンクリートに均衡を欠いた曲げおよび引張り応力が
外側から大きく作用するので、注入圧力が静水圧的に一
様に作用する場合に較べて、覆工コンクリートが過大な
設計となり、施工コスト高・施工期間の長期化といった
問題点が生じる。
[0006] In short, the conventional method of constructing a headrace tunnel has the following problems. (1) Since only the contact grout and the consolidation grout are installed on the back surface of the lining concrete, the working internal water pressure is limited to the allowable displacement limit of the lining concrete. In addition, a design in which the mechanical characteristics of the ground around which the tunnel has been excavated (functions to restrain deformation due to stress caused by internal water pressure: passive resistance force, elastic coefficient, deformation coefficient, etc.) are sufficiently exhibited. -It is not a construction method. (2) When the consolidation grout is used together with the above method, the high pouring pressure causes unbalanced bending and tensile stresses to the lining concrete from the outside, so that the pouring pressure is static. Compared to the case where water pressure acts uniformly, the lining concrete has an oversized design, which causes problems such as high construction cost and long construction period.

【0007】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、地質が急変する箇所においてその地質の種類・変化
に充分対応し、かつ、地盤の有する力学特性を十分発揮
させる耐圧力コンクリート壁構造およびその施工方法を
提供することを目的とするものである。また本発明は、
コンクリートの高い圧縮耐力をもつ特性を十分に発揮さ
せ、かつ、その許容変位限界領域を広く活用しながら内
水圧に耐えさせるようにして、低コスト・短期間で施工
可能な耐圧力コンクリート壁構造およびその施工方法を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is a pressure resistant concrete wall structure capable of sufficiently responding to the type and change of geology at a location where the geology changes suddenly and sufficiently exhibiting the mechanical properties of the ground. And its construction method. Further, the present invention is
A pressure-resistant concrete wall structure that can be constructed at low cost and in a short period of time by making full use of the characteristics of concrete with high compressive strength, and by making full use of its allowable displacement limit area to withstand internal water pressure. The purpose is to provide the construction method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の耐圧力コ
ンクリート壁構造は、トンネル掘削面の内側に配設され
た強化繊維シートと、該強化繊維シートの内側に、該強
化繊維シートとの間に間隙を有して配設された防水シー
トと、この防水シートの内側に打設されたコンクリート
壁と、前記強化繊維シートと前記防水シートとの間に注
入・固化され、該強化繊維シートと該防水シートを介し
て前記コンクリート壁を押圧するグラウト層を具備して
いることを特徴としている。
A pressure-resistant concrete wall structure according to claim 1, wherein a reinforcing fiber sheet is provided inside a tunnel excavation surface, and the reinforcing fiber sheet is provided inside the reinforcing fiber sheet. A waterproof sheet provided with a gap between the waterproof sheet, a concrete wall placed inside the waterproof sheet, and the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet, which are injected and solidified. And a grout layer for pressing the concrete wall through the waterproof sheet.

【0009】請求項2記載の耐圧力コンクリート壁の施
工方法は、地盤を掘削する工程と、この工程により形成
された掘削面の内側に強化繊維シートを配設する工程
と、該強化繊維シートの内側に、該強化繊維シートとの
間に間隙を有して防水シートを配設する工程と、該防水
シートの内側にコンクリート壁を打設する工程と、前記
強化繊維シートと前記防水シートとの間にグラウト材を
注入する工程とを有することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pressure resistant concrete wall construction method, which comprises a step of excavating the ground, a step of disposing a reinforcing fiber sheet inside an excavation surface formed by this step, and a step of forming the reinforcing fiber sheet. Inside, a step of disposing a waterproof sheet with a gap between the reinforcing fiber sheet, a step of placing a concrete wall inside the waterproof sheet, the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet And a step of injecting grout material therebetween.

【0010】[0010]

【作用】請求項1記載の耐圧力コンクリート壁構造にお
いては、掘削面の内側に配設された高い引張り耐力を有
する強化繊維シートが、該強化遷移シートと間隙を有し
て配設された防水シートとの間に挿入され、その内側に
施工されている覆工コンクリートにプレストレスを作用
させるとともに、作用内圧力によりコンクリート壁外周
に発生する引張り応力に伴う該コンクリート壁の変位を
拘束する。また、前記強化繊維シートと防水シートの間
に注入・固化されたグラウト層が、コンクリート壁を押
圧する。
In the pressure-resistant concrete wall structure according to claim 1, the reinforcing fiber sheet having a high tensile strength disposed inside the excavation surface is waterproof with a gap between the reinforcing fiber sheet and the reinforcing transition sheet. Prestress is applied to the lining concrete that is inserted between the sheet and the inside of the sheet, and the displacement of the concrete wall due to the tensile stress generated on the outer periphery of the concrete wall due to the internal pressure of the action is restrained. Further, the grout layer injected and solidified between the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet presses the concrete wall.

【0011】請求項2記載の耐圧力コンクリート壁の施
工方法においては、地盤を掘削し、これにより形成され
た掘削面に強化繊維シートを配設し、この強化繊維シー
トの内側に、この強化繊維シートとの間に間隙を有して
防水シートを配設し、該防水シートの内側にコンクリー
ト壁を打設し、前記強化繊維シートと防水シートの間に
グラウト材を注入することにより耐圧力コンクリート壁
の施工がなされる。
In the method for constructing a pressure resistant concrete wall according to a second aspect of the present invention, the ground is excavated, a reinforcing fiber sheet is disposed on an excavated surface formed by the excavation, and the reinforcing fiber is provided inside the reinforcing fiber sheet. A waterproof sheet is provided with a gap between the sheet, a concrete wall is placed inside the waterproof sheet, and a grout material is injected between the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet to provide pressure resistant concrete. Wall construction is done.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の耐圧力コンクリート壁構造お
よびその施工方法を、添付図面を参照しながら詳細に説
明する。図1ないし図3は本発明の耐圧力コンクリート
壁構造を導水路トンネルに適用した場合の一実施例を示
したものである。図において、1は掘削坑が形成された
地盤である。この掘削坑の掘削面2には、吹き付けコン
クリート層3が形成されており、掘削坑の下部には充填
コンクリート層4が設けられ、円形断面のトンネルを形
成している。この円形断面のトンネルの内表面、すなわ
ち、吹き付けコンクリート層3および充填コンクリート
層4の内表面には、樹脂接着剤5を介して、強化繊維シ
ート6が貼り付けられている。この強化繊維シート6の
内側には、覆工コンクリート7(コンクリート壁)を押
圧するグラウト層8が形成されている。また、このグラ
ウト層8の内側には、防水シート9が貼り付けられ、こ
の防水シート9の内側に前記覆工コンクリート層7が形
成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The pressure resistant concrete wall structure and the construction method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show an embodiment in which the pressure resistant concrete wall structure of the present invention is applied to a headrace tunnel. In the figure, reference numeral 1 is the ground on which an excavation pit is formed. A sprayed concrete layer 3 is formed on the excavation surface 2 of this excavation pit, and a filled concrete layer 4 is provided at the bottom of the excavation pit to form a tunnel having a circular cross section. A reinforcing fiber sheet 6 is attached via a resin adhesive 5 to the inner surface of the tunnel having the circular cross section, that is, the inner surfaces of the sprayed concrete layer 3 and the filled concrete layer 4. Inside the reinforcing fiber sheet 6, a grout layer 8 that presses the lining concrete 7 (concrete wall) is formed. A waterproof sheet 9 is attached to the inside of the grout layer 8, and the lining concrete layer 7 is formed on the inside of the waterproof sheet 9.

【0013】強化繊維シート6は、ガラス繊維からなる
基盤クロス10の表面に、強化繊維11を一方向に配列
して樹脂粘着剤12により、吹き付けコンクリート層3
および充填コンクリート層4に固着して一体としたもの
であり、一層の厚みが0.2〜1.0mm程度としたも
のである。また、強化繊維シート6は、強化繊維11の
長手方向が、前記円形断面のトンネルの周方向に一致し
た状態で、樹脂接着剤5により前記吹き付けコンクリー
ト層3もしくは充填コンクリート層4に貼り付けられて
いる。これら強化繊維シート6を、トンネルの周方向に
所定のラップ長を確保して必要枚数を重ね合わせ順次張
り合わせることにより、トンネル断面全体がこれら強化
繊維シート6により隙間なく覆われている。また、断層
破砕帯や軟弱層が掘削面に部分的に出現した場合には、
その長手方向(延長方向)にも所定のラップ長を確保し
て必要枚数を重ね合わせて貼り付けることにより、補強
効果を高めた施工とすることができる。
The reinforcing fiber sheet 6 is formed by arranging reinforcing fibers 11 in one direction on the surface of a base cloth 10 made of glass fiber, and spraying the concrete layer 3 with a resin adhesive 12.
Also, it is fixed to the filled concrete layer 4 and integrated, and the thickness of one layer is about 0.2 to 1.0 mm. The reinforcing fiber sheet 6 is attached to the sprayed concrete layer 3 or the filled concrete layer 4 with a resin adhesive 5 in a state where the longitudinal direction of the reinforcing fiber 11 is aligned with the circumferential direction of the tunnel having the circular cross section. There is. These reinforcing fiber sheets 6 are covered with a necessary lap length in the circumferential direction of the tunnel, and the necessary number of layers are stacked and laminated in sequence, whereby the entire cross section of the tunnel is covered with the reinforcing fiber sheets 6 without any gaps. In addition, if a fault fracture zone or a soft layer partially appears on the excavation surface,
By securing a predetermined lap length also in the longitudinal direction (extension direction) and stacking and laminating a necessary number of sheets, it is possible to perform construction with an enhanced reinforcing effect.

【0014】前記基盤クロス10を形成する繊維として
はたとえばガラス繊維が用いられ、その単位面積当たり
の重量は80〜430g/m2 程度であることが好まし
い。また、基盤クロス10の表面に固着される強化繊維
11としては、高弾性炭素繊維、高強度炭素繊維、ガラ
ス繊維等の無機強化繊維、アラミド繊維、ポリアリレー
ト繊維、若しくはポリエチレン繊維等の有機強化繊維等
の各種高強度繊維が用いられる。
As the fibers forming the base cloth 10, for example, glass fibers are used, and the weight per unit area thereof is preferably about 80 to 430 g / m 2 . The reinforcing fibers 11 fixed to the surface of the base cloth 10 are high elastic carbon fibers, high strength carbon fibers, inorganic reinforcing fibers such as glass fibers, aramid fibers, polyarylate fibers, or organic reinforcing fibers such as polyethylene fibers. Various high strength fibers such as

【0015】前記強化繊維シート6として用いることが
できる高弾性炭素繊維、高強度炭素繊維、ガラス繊維等
の無機強化繊維、もしくは、アラミド繊維、ポリアリレ
ート繊維、ポリエチレン繊維等の有機強化繊維として
は、それぞれ、東燃株式会社製のフォルカシートFTS
−C1−17(弾性率:25,000kg/cm幅,引
張り強度:380kg/cm幅)、FTS−C0−20
(弾性率:28,000kg/cm幅,引張り強度:2
80kg/cm幅)、FTS−AT−20(弾性率:
9,500kg/cm幅,引張り強度:350kg/c
m幅)、FTS−VB−20(弾性率:9,500kg
/cm幅,引張り強度:330kg/cm幅)、FTS
−GE−30(弾性率:10,500kg/cm幅,引
張り強度:220kg/cm幅)等がある。
Examples of the inorganic reinforcing fiber such as high elastic carbon fiber, high strength carbon fiber, glass fiber or the like which can be used as the reinforcing fiber sheet 6 or the organic reinforcing fiber such as aramid fiber, polyarylate fiber or polyethylene fiber are as follows. Forka sheet FTS manufactured by Tonen Co., Ltd.
-C1-17 (elastic modulus: 25,000 kg / cm width, tensile strength: 380 kg / cm width), FTS-C0-20
(Elastic modulus: 28,000 kg / cm width, tensile strength: 2
80 kg / cm width), FTS-AT-20 (elastic modulus:
9,500 kg / cm width, tensile strength: 350 kg / c
m width), FTS-VB-20 (elastic modulus: 9,500 kg)
/ Cm width, tensile strength: 330 kg / cm width), FTS
-GE-30 (elastic modulus: 10,500 kg / cm width, tensile strength: 220 kg / cm width) and the like.

【0016】また、強化繊維11を基盤クロス10に固
着する樹脂粘着剤12としては、樹脂接着剤5と相溶性
の高いエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の硬化
剤を含まないものが用いられる。また、強化繊維シート
6を吹き付けコンクリート層3および充填コンクリート
層4に貼り付けるための樹脂接着剤5としては、東燃株
式会社製のFR−E1,FR−E2等のエポキシ系樹
脂、同社製のFR−V1等のビニルエステル系樹脂、あ
るいは東邦天然ガス株式会社製のCP300,CF5等
のエポキシ系樹脂等が用いられる。
As the resin pressure-sensitive adhesive 12 for fixing the reinforcing fibers 11 to the base cloth 10, those not containing a curing agent such as an epoxy resin and an unsaturated polyester resin having high compatibility with the resin adhesive 5 are used. Further, as the resin adhesive 5 for attaching the reinforcing fiber sheet 6 to the sprayed concrete layer 3 and the filled concrete layer 4, epoxy resin such as FR-E1 and FR-E2 manufactured by Tonen Co., Ltd., FR manufactured by the same company A vinyl ester resin such as -V1 or an epoxy resin such as CP300 or CF5 manufactured by Toho Natural Gas Co., Ltd. is used.

【0017】防水シート9としては、EVA(エチレン
ビニルアセテート)シート、ECB(エチレンコポリマ
ービチューメン)シートなどの透水性緩衝材付防水シー
トが用いられる。
As the waterproof sheet 9, a waterproof sheet with a water-permeable cushioning material such as an EVA (ethylene vinyl acetate) sheet or an ECB (ethylene copolymer bitumen) sheet is used.

【0018】覆工コンクリート層7としては、無筋コン
クリートを用いることもできるし、SFRC(スチール
ファイバー混入コンクリート)、減量化した鉄筋コンク
リート等の鉄筋コンクリートを用いることもできる。
As the lining concrete layer 7, reinforced concrete may be used, or reinforced concrete such as SFRC (steel fiber mixed concrete) or reduced reinforced concrete may be used.

【0019】グラウト層8に使用するグラウト材13と
しては、所定の強度が得られるように配合したセメント
ペーストが用いられる。
As the grout material 13 used in the grout layer 8, cement paste mixed so as to obtain a predetermined strength is used.

【0020】次に、本実施例の耐圧力コンクリート壁の
施工手順について説明する。まず、トンネルを掘削する
地盤1の力学的特性および地形、地下水条件などに合わ
せてニュー・オーストリアン・トンネリング・メソッド
工法(以下、NATM工法とする。)、トンネル・ボー
リング・マシン工法(以下、TBM工法とする。)、あ
るいは他の方法によって地盤1にトンネルを掘削する。
Next, the procedure for constructing the pressure resistant concrete wall of this embodiment will be described. First, the New Austrian Tunneling Method method (hereinafter referred to as the NATM method) and the tunnel boring machine method (hereinafter referred to as the TBM) are selected according to the mechanical characteristics and topography of the ground 1 for excavating the tunnel, groundwater conditions, etc. Excavate a tunnel in the ground 1 by the construction method) or other method.

【0021】例えば、NATM工法により地盤1を馬蹄
形断面状に掘削した場合には、掘削面2に、吹き付けコ
ンクリート層3を用いて一次覆工を施した後、高圧ウォ
ータジェットにより吹き付けコンクリート層3の表面を
清浄にする。次いで、止水グラウト等の湧水処理、変状
に伴う破壊箇所および凹凸部をモルタル等により補修を
行ない、さらに、掘削面2に下部に充填コンクリート層
4を打設して円形断面のトンネルとして形成する。
For example, when the ground 1 is excavated in a horseshoe-shaped cross section by the NATM method, the excavated surface 2 is first lined with the sprayed concrete layer 3, and then the sprayed concrete layer 3 is sprayed with the high pressure water jet. Clean the surface. Next, spring water treatment such as water-stopping grout is performed, and the damaged portions and irregularities due to the deformation are repaired with mortar, etc. Further, a concrete filling layer 4 is placed below the excavation surface 2 to form a tunnel with a circular cross section. Form.

【0022】一方、TBM工法により地盤を円形断面状
に掘削した場合には、掘削された円形断面掘削面に必要
に応じて吹き付けコンクリート層などの一次覆工を施工
した後、上記NATM工法の場合と同様、清掃、湧水処
理、補修等を施してトンネルとして形成する。また、硬
岩等、条件によっては、一次覆工を行なわずにそのまま
の状態で清掃、湧き水処理、抜け落ち岩盤などの補修等
を施してトンネルとする場合もある。
On the other hand, when the ground is excavated in a circular cross section by the TBM method, after the primary lining such as a sprayed concrete layer is applied to the excavated circular cross section excavation surface, if necessary, in the case of the above NATM method. Similar to the above, a tunnel is formed by performing cleaning, spring treatment, and repair. In addition, depending on the conditions such as hard rock, there is a case where a tunnel is formed by performing cleaning, spring treatment, repair of fallen bedrock, etc. without performing primary lining.

【0023】次に、吹き付けコンクリート層3および充
填コンクリート層4の内表面に下地処理を施した後、樹
脂接着剤5を塗布し、前述の強化繊維シート6をこの吹
き付けコンクリート層3もしくは充填コンクリート層4
の内表面に貼り付ける。この際、強化繊維シート6上か
ら強化繊維11の方向に沿ってしごいて樹脂接着剤5を
強化繊維シート6全体に含浸させ、さらに、強化繊維シ
ート6上に樹脂接着剤5を補充塗布し、所定の養生時間
を確保して硬化させる。なお、強化繊維シート6を、一
層のみでなく、トンネル断面・内水圧の大きさ、地盤1
の力学特性、覆工コンクリート層7の厚さ、地下水位の
高さとその作用外力等から求められる必要耐力に応じ
て、必要な枚数だけ重ねて貼り付け、多層とすることも
できる(図では二層)。
Next, after the inner surface of the sprayed concrete layer 3 and the filled concrete layer 4 is subjected to a base treatment, a resin adhesive 5 is applied and the above-mentioned reinforcing fiber sheet 6 is applied to the sprayed concrete layer 3 or the filled concrete layer. Four
Paste on the inner surface of. At this time, the whole of the reinforcing fiber sheet 6 is impregnated with the resin adhesive 5 by squeezing the reinforcing fiber sheet 6 along the direction of the reinforcing fibers 11, and the resin adhesive 5 is replenished and coated on the reinforcing fiber sheet 6. , Ensure a predetermined curing time and cure. In addition, not only one layer of the reinforcing fiber sheet 6 but also the section of the tunnel, the size of the internal water pressure, the ground 1
Depending on the mechanical properties of the lining, the thickness of the lining concrete layer 7, the height of the groundwater level, and the required proof stress required from its acting external force, etc. layer).

【0024】次に、防水シート9を後述するグラウト層
8の施工の際に使用するグラウチングホース(図示せ
ず)を内包するように前記強化繊維シート6の内側に張
り合わせる。ここで使用する防水シート9は、前記吹き
付けコンクリート3や、強化繊維シート6の止水性およ
び張り付けの際の施工性を考慮して、厚さ0.4〜2.
0mm程度のものを使用するとよい。
Next, the waterproof sheet 9 is attached to the inside of the reinforcing fiber sheet 6 so as to enclose a grouting hose (not shown) used in the construction of the grout layer 8 described later. The waterproof sheet 9 used here has a thickness of 0.4 to 2. In consideration of the waterproof property of the sprayed concrete 3 and the reinforcing fiber sheet 6 and the workability at the time of attachment.
It is good to use a thing of about 0 mm.

【0025】次に、覆工コンクリート7を打設施工す
る。この際、前記グラウチングホース(図示せず)を覆
工コンクリート7の施工厚さに合わせて配管しておく。
このグラウチングホースは、厚さ2〜5mm、内径12
〜25mm程度のものが好適である。グラウチングホー
スおよびグラウチングパイプ(図示せず)は、トンネル
断面全体にわたって等圧の静水圧的な圧力状態でグラウ
ト材13の注入ができるように、その軸線をトンネルの
周方向に配置し、かつその間隔をトンネルの長さ方向に
対して1.0〜3.0m程度に配管するとよい。
Next, the lining concrete 7 is poured and constructed. At this time, the grouting hose (not shown) is piped according to the construction thickness of the lining concrete 7.
This grouting hose has a thickness of 2-5 mm and an inner diameter of 12
It is preferably about 25 mm. The grouting hose and the grouting pipe (not shown) are arranged with their axes in the circumferential direction of the tunnel so that the grout material 13 can be injected under a constant hydrostatic pressure condition over the entire cross section of the tunnel, and the spacing between them It is advisable to install the pipe in a length direction of the tunnel of about 1.0 to 3.0 m.

【0026】覆工コンクリート層7に所定の強度が得ら
れた後、この覆工コンクリートを押圧するグラウト層8
の施工を行なう。ここで使用するグラウト材13は例え
ば所定の強度が得られるように配合したセメントペース
トを用いる。グラウト13材を注入する作業は、施工ブ
ロックごとにブロッキングあるいは、ストップグラウト
を先行して施工し、6〜24mのブロック長で、トンネ
ル断面全周にわたって等圧の静水圧的な圧力状態でグラ
ウトできるように少なくとも2台以上の注入ポンプで行
なうとよい。またグラウト材13の注入圧力は、代表的
な位置でテストチャンバー(図示せず)を用いた試験を
行なうとともに、施工ブロックごとに内空変位測定等を
必要に応じて行ない、その圧力挙動により適宜調整す
る。
After the lining concrete layer 7 has a predetermined strength, the grout layer 8 for pressing the lining concrete layer 8 is pressed.
Perform the construction of. As the grout material 13 used here, for example, cement paste mixed so as to obtain a predetermined strength is used. In the work of injecting 13 grout materials, blocking or stop grout is performed in advance for each construction block, and it is possible to grout with a block length of 6 to 24 m in a constant hydrostatic pressure state over the entire circumference of the tunnel cross section. As described above, at least two infusion pumps may be used. In addition, the injection pressure of the grout material 13 is determined by performing a test using a test chamber (not shown) at a typical position, measuring the internal air displacement for each construction block as necessary, and adjusting the pressure behavior appropriately. adjust.

【0027】覆工コンクリート層7に負荷する押圧力は
覆工コンクリート層7の構造、作用内水圧の大きさ、ト
ンネル掘削地盤周辺の力学的特性および前記強化繊維シ
ート6の材料特性等を考慮して合理的に定める。
The pressing force applied to the lining concrete layer 7 takes into consideration the structure of the lining concrete layer 7, the magnitude of the working water pressure, the mechanical characteristics around the tunnel excavated ground, the material characteristics of the reinforcing fiber sheet 6, and the like. Reasonably determined.

【0028】図4は本実施例におけるグラウト層8の押
圧力と作用内水圧による強化繊維シート6と覆工コンク
リート層7に負荷される応力と変位を示す概念図であ
る。同図において、縦軸Yは応力を、横軸Xは変位を示
している。また、実線は覆工コンクリート層7の応力ー
変位曲線を、破線は強化繊維シート6の応力ー変位曲線
をそれぞれ示している。原点Oは、上記施工手順におい
て覆工コンクリート層7が打設された状態を示してい
る。この状態で、グラウト材13を注入し、押圧力を負
荷するグラウト層8が形成されると、覆工コンクリート
層7の応力ー変位状態は原点Oから点Pを通り、覆工コ
ンクリート層7の許容圧縮変位内の点Qに至る応力ー変
位状態に置かれる。一方、強化繊維シート6の応力ー変
位状態は原点Oから点Uに至る応力ー変位状態に置かれ
る。すなわち、この時点で、覆工コンクリート層7に
は、圧縮応力が負荷され、強化繊維シート6には、引張
り応力が負荷された状態に置かれる。この状態で導水路
トンネルの施工が完了する。この後、導水路トンネルに
水が通水された場合には、覆工コンクリート層7の応力
ー変位状態は、点Qから点Rおよび点Sを通り、覆工コ
ンクリート層7の許容変位限界Tに至る変化を示す。強
化繊維シート6の応力ー変位状態は点Uから強化繊維シ
ート6の許容変位限界Vに至る変化を示す。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the stress and displacement applied to the reinforcing fiber sheet 6 and the lining concrete layer 7 due to the pressing force of the grout layer 8 and the working internal water pressure in this embodiment. In the figure, the vertical axis Y represents stress and the horizontal axis X represents displacement. The solid line shows the stress-displacement curve of the lining concrete layer 7, and the broken line shows the stress-displacement curve of the reinforcing fiber sheet 6. The origin O indicates the state in which the lining concrete layer 7 has been cast in the above-mentioned construction procedure. In this state, when the grout material 13 is injected and the grout layer 8 that applies a pressing force is formed, the stress-displacement state of the lining concrete layer 7 passes from the origin O to the point P, and the lining concrete layer 7 It is placed in a stress-displacement state to a point Q within the allowable compression displacement. On the other hand, the stress-displacement state of the reinforcing fiber sheet 6 is placed in the stress-displacement state from the origin O to the point U. That is, at this point of time, the lining concrete layer 7 is placed in a state in which a compressive stress is applied and the reinforcing fiber sheet 6 is placed in a tensile stress. Construction of the headrace tunnel is completed in this state. After that, when water is passed through the headrace tunnel, the stress-displacement state of the lining concrete layer 7 passes from the point Q to the point R and the point S, and the allowable displacement limit T of the lining concrete layer 7 is reached. Shows changes leading to. The stress-displacement state of the reinforcing fiber sheet 6 shows a change from the point U to the allowable displacement limit V of the reinforcing fiber sheet 6.

【0029】つまり、覆工コンクリート層7が点Qから
点Tに至る広い範囲で作用内水圧を許容できるので、コ
ンクリートの特性を活かした施工方法となる。仮に、作
用内水圧が許容変位限界Tより大きく作用した場合にお
いても強化繊維シートの許容変位限界以内で覆工コンク
リート層7のクラックの伸長を拘束することができる
し、高い止水効果を得ることもできる。
That is, since the lining concrete layer 7 can tolerate the working internal water pressure in a wide range from the point Q to the point T, the construction method takes advantage of the characteristics of the concrete. Even if the working water pressure is larger than the allowable displacement limit T, the crack extension of the lining concrete layer 7 can be restricted within the allowable displacement limit of the reinforcing fiber sheet, and a high water blocking effect can be obtained. You can also

【0030】このように、本実施例の耐圧力コンクリー
ト壁の施工方法によれば、地盤1の掘削面2の内側に形
成された高い引張り耐力を有する強化繊維シート6が内
水圧により覆工コンクリート層7の外周に発生する引張
り応力に伴う該覆工コンクリート層7の変位を拘束す
る。また、前記グラウト層8が覆工コンクリート層7を
押圧する。したがって、地盤1の地質が急変する箇所に
おいても、強化繊維シート6の厚さを調整することでそ
の地質の種類・変化に充分対応し、かつ、地盤1の有す
る力学特性を十分発揮させることができる。また、覆工
コンクリート層7の特性を十分に発揮させ、かつ、その
許容変位限界領域を広く活用しながら内水圧に耐えさせ
るようにして、低コスト・短期間で施工を行なうことが
できる。
As described above, according to the method for constructing the pressure resistant concrete wall of this embodiment, the reinforced fiber sheet 6 having a high tensile strength formed inside the excavated surface 2 of the ground 1 is lined with the internal water pressure. The displacement of the lining concrete layer 7 due to the tensile stress generated on the outer periphery of the layer 7 is restricted. Further, the grout layer 8 presses the lining concrete layer 7. Therefore, even in a location where the geology of the ground 1 suddenly changes, by adjusting the thickness of the reinforcing fiber sheet 6, it is possible to sufficiently respond to the type and change of the geology and to fully exert the mechanical characteristics of the ground 1. it can. Further, the construction of the lining concrete layer 7 can be carried out at low cost and in a short period of time by sufficiently exerting the characteristics of the lining concrete layer 7 and making it possible to withstand the internal water pressure while widely utilizing the allowable displacement limit region.

【0031】なお、本発明の耐圧力コンクリート壁構造
およびその施工方法は、上述した導水路圧力トンネルへ
の適用だけに限られない。作用内圧力が負荷されるトン
ネル構造物は言うまでもなく、天然ガスその他の圧縮気
体、あるいは液体等の地下備蓄用構造物などの高い作用
内圧力が負荷されるコンクリート構造物へ適用すること
も可能である。
The pressure resistant concrete wall structure of the present invention and the construction method thereof are not limited to the above-mentioned application to the headrace pressure tunnel. Not only tunnel structures that are loaded with working pressure, it is also possible to apply to concrete structures that are loaded with high working pressure, such as structures for underground storage such as natural gas and other compressed gases, or liquids. is there.

【発明の効果】本発明の耐圧力コンクリート壁構造およ
び施工方法によれば、次のような効果を奏することがで
きる。請求項1記載の耐圧力コンクリート壁構造によれ
ば、地盤の掘削面の内側に配設された強化繊維シート
と、該強化繊維シートの内側に、該強化繊維シートとの
間に間隙を有して配設された防水シートと、この防水シ
ートの内側に打設されたコンクリート壁と、前記強化繊
維シートと前記防水シートとの間に注入・固化され、該
強化繊維シートと該防水シートを介して前記コンクリー
ト壁を押圧するグラウト層を具備したので、地質が急変
する箇所においてもその地質の種類・変化に充分対応
し、かつ、地盤の有する力学特性を十分発揮させる耐圧
力コンクリート壁構造を提供することができる。また、
コンクリート壁の高い圧縮耐力をもつ特性を十分に発揮
させ、かつ、その許容変位限界領域を広く活用しながら
内圧力に耐えさせるようにした耐圧力コンクリート壁構
造とすることができる。
According to the pressure resistant concrete wall structure and the construction method of the present invention, the following effects can be obtained. According to the pressure resistant concrete wall structure of claim 1, a reinforcing fiber sheet is provided inside the excavated surface of the ground, and a gap is provided inside the reinforcing fiber sheet and between the reinforcing fiber sheet. Is placed and solidified between the reinforced fiber sheet and the waterproof sheet, the concrete wall placed inside the waterproof sheet, and the reinforced fiber sheet and the waterproof sheet. Since it has a grout layer that presses against the concrete wall, it provides a pressure resistant concrete wall structure that can sufficiently respond to the type and change of geology even in locations where geology changes suddenly and that can fully demonstrate the mechanical properties of the ground. can do. Also,
It is possible to obtain a pressure resistant concrete wall structure in which the characteristics of the concrete wall having high compressive strength are sufficiently exhibited, and the allowable displacement limit region is widely used to withstand the internal pressure.

【0032】請求項2記載の耐圧力コンクリート壁の施
工方法によれば、地盤を掘削する工程と、この工程によ
り形成された掘削面の内側に強化繊維シートを配設する
工程と、該強化繊維シートの内側に、該強化繊維シート
との間に間隙を有して防水シートを配設する工程と、該
防水シートの内側にコンクリート壁を打設する工程と、
前記強化繊維シートと前記防水シートとの間にグラウト
材を注入する工程とを有する施工方法としたことから、
上記の効果を奏する耐圧力コンクリートを低コスト・短
期間で施工することができる。
According to the method of constructing a pressure resistant concrete wall of claim 2, the step of excavating the ground, the step of disposing the reinforcing fiber sheet inside the excavated surface formed by this step, and the reinforcing fiber. A step of disposing a waterproof sheet inside the sheet with a gap between the reinforcing fiber sheet and a step of placing a concrete wall inside the waterproof sheet;
From the construction method having a step of injecting grout material between the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet,
The pressure resistant concrete having the above effects can be constructed at low cost and in a short period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の耐圧力コンクリート壁構造の一実施例
を示す要部拡大側断面図である。
FIG. 1 is an enlarged side sectional view of an essential part showing an embodiment of a pressure resistant concrete wall structure of the present invention.

【図2】同実施例を示す正断面図である。FIG. 2 is a front sectional view showing the same embodiment.

【図3】図2の要部拡大図であって、その左半部は図2
のA矢視側断面図、左半部は、図2のB矢視側断面図で
ある。
3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2, the left half of which is shown in FIG.
2 is a sectional view on the side of the arrow A, and the left half is a sectional view on the side of the arrow B of FIG. 2.

【図4】同実施例のグラウト層の押圧力と作用内水圧に
よる強化繊維と覆工コンクリート層の応力と変位の関係
を示す概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between stress and displacement of the reinforcing fiber and the lining concrete layer due to the pressing force of the grout layer and the working internal water pressure in the same example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 地盤 2 掘削面 6 強化繊維シート 7 コンクリート壁 8 グラウト層 9 防水シート 13 グラウト材 1 Ground 2 Excavation surface 6 Reinforcing fiber sheet 7 Concrete wall 8 Grout layer 9 Waterproof sheet 13 Grout material

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地盤の掘削面の内側に配設された強化繊
維シートと、該強化繊維シートの内側に、該強化繊維シ
ートとの間に間隙を有して配設された防水シートと、こ
の防水シートの内側に打設されたコンクリート壁と、前
記強化繊維シートと前記防水シートとの間に注入・固化
され、この強化繊維シートと防水シートを介して前記コ
ンクリート壁とを押圧するグラウト層とを具備してなる
耐圧コンクリート壁構造。
1. A reinforced fiber sheet disposed inside an excavated surface of the ground, and a waterproof sheet disposed inside the reinforced fiber sheet with a gap between the reinforced fiber sheet and the reinforced fiber sheet. A concrete wall cast inside the waterproof sheet, and a grout layer that is injected and solidified between the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet and presses the concrete wall through the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet. A pressure-resistant concrete wall structure comprising:
【請求項2】 地盤を掘削する工程と、この工程により
形成された掘削面の内側に強化繊維シートを配設する工
程と、該強化繊維シートの内側に、該強化繊維シートと
の間に間隙を有して防水シートを配設する工程と、該防
水シートの内側にコンクリート壁を打設する工程と、前
記強化繊維シートと前記防水シートとの間にグラウト材
を注入する工程とを有することを特徴とする耐圧力コン
クリート壁の施工方法。
2. A step of excavating the ground, a step of disposing a reinforcing fiber sheet inside the excavated surface formed by this step, and a gap between the reinforcing fiber sheet and the inside of the reinforcing fiber sheet. And a step of placing a concrete wall inside the waterproof sheet, and a step of injecting grout material between the reinforcing fiber sheet and the waterproof sheet. A method for constructing a pressure resistant concrete wall characterized by:
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