JPH0791195A - トンネルの漏水防止工法とその処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来のトンネルでは、多量の漏水を外部へ排水
するので、地下水位の低下に伴う地盤沈下などが問題と
なる。また、一次覆工と二次覆工の間、二次覆工の鉛直
打継部等に漏水乃至漏水を生じ易い部分が生じ、トンネ
ル施工後の止水処理は極めて困難である。本発明は、こ
れらの問題点を解決しようとするものである。 【構成】一次覆工Ａの漏水している部分乃至漏水すると
思われる部分及び二次覆工コンクリートｂの打継部に、
周面各所から止水用注入材７を噴出させる止水ホース１
を配置し、該止水ホースを通じて止水用注入材７を注入
して所要の止水処理を施し、また、止水完了後にその止
水ホース１を通じて水を加圧供給することにより止水性
能を検測し、不良部を再処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周面各所から注入材を
噴出させる止水ホースを用いたトンネルの漏水防止工法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種トンネルにおける過大な漏水は、地
下水位の低下に伴う地盤沈下など周辺環境に少なからず
悪影響を及ぼすことになる。また、僅かな漏水であって
も、その場所が多ければ、例えば、下水道では処理水量
が増加したり、道路、鉄道では必要以上の排水設備を設
けることになったり、運転者の視界を妨げたり、特に、
寒冷地では、凍結やつららの崩落による事故など、トン
ネル維持管理の面からも見逃せない問題となる。したが
って、それらの漏水は、可能な限り極力防止する必要が
ある。以下、山岳トンネルとシールドトンネルについて
の従来の漏水防止対策につき説明する。一般に、山岳ト
ンネル、シールドトンネルの覆工構造は、一次覆工と二
次覆工から成り、トンネル内への漏水の処理は、両覆工
で行っている。山岳トンネルでは、一次覆工は、周辺土
中へ差し込みしたロックボルト、吹付けコンクリート、
鋼製支保工などにより、また、二次覆工は、コンクリー
トの巻き立てによって構成される。この場合の一次覆工
の役割は、掘削によって生ずるトンネル周辺の緩みを防
止して、アーチ効果或いは内圧効果等によりトンネル全
体を安定化させることにあり、また、二次覆工の役割
は、構造体としての力学的機能の他、漏水のある場合の
防水性及び永久構造物としての耐久性の向上にある。而
して、漏水量が多い場合には、一次覆工のみでは処理で
きないため、二次覆工を含めた止水処理を行う。シール
ドトンネルでは、セグメントといわれるプレキャスト覆
工材をリング状に組み立てる一次覆工だけの場合と、該
一次覆工の内側に二次覆工コンクリートを巻き立てる場
合との二種類があるが、最近では、二次覆工を伴うもの
が多い。いずれの場合も一次覆工で外力を全て受け持つ
ように設計し、二次覆工では、防水、セグメントの防
錆、セグメントの補強、内面の円滑化など二義的なもの
としているのが普通である。一次覆工のセグメント間か
らの漏水は、接合面に止水材を介入させることで対処し
ており、その量が多い場合には、山岳トンネル同様、一
次覆工のみでは処理できないため、二次覆工を含めた止
水処理を行う。また、二次覆工コンクリートは、山岳ト
ンネル、シールドトンネル共に、セントルといわれる移
動式鋼製型枠を用いて打設するため、一回のコンクリー
ト打設長は、セントル長に限定される。したがって、セ
ントル長９〜１２ｍ程度毎にリング状の鉛直打継部をつ
くることになり、この部分には、漏水を防止するため
に、必要に応じて前述のように止水材を介入させる。し
かし、山岳トンネル、シールドトンネル共に、漏水を一
次覆工のみで完全に止めることは困難である。二次覆工
コンクリートは、セントル天端部分からの吹き上げ方式
で行うため、止水に寄与すべきコンクリートが天端部分
で十分に充填できないことも想定される。また、覆工コ
ンクリートの温度ひび割れ対策として鉛直打継部の継ぎ
目間隔を小さくして数が増す場合もあり、止水に対して
は不利な方向にある。更に、漏水の状況が現場における
施工の良否によって異なるのが実情である。よって、ト
ンネルの漏水防止対策は、一次覆工、二次覆工において
それぞれ行う止水だけではなく、両者を含めたトンネル
構造体全体の止水が必要である。

【０００３】ところで、従来、トンネル内面への漏水防
止対策は、具体的には、次のように行われている。山岳
トンネルでは、一次覆工前の地山からの漏水に対して、
その漏水の状況に応じて、 (a) ドレンパイプ (b) 金網 (c) ドレンチャンネル (d) 水抜き孔 などを地山面に設ける。一次覆工後、覆工からの漏水に
対しては、 (e) 止水シート（漏水量が多いとき） (f) 部分的暗渠パイプ（漏水量が少ないとき） を一次覆工と二次覆工との間に設けることが多い。而し
て、その漏水は、トンネルインバート部に設置した導水
管などにより排水して、二次覆工側にはまわらない構造
にしている。シールドトンネルでは、一次覆工が、分割
されたセグメントによって構成されるため、漏水に対し
ては、各継手目地部にシール材を取り付けるとともに、
目開きからの漏水を少なくするようセグメントリングを
真円に組み立てるようにしている。そして、シールは、
セグメントの接合面、継手ボルト孔の周囲、セグメント
接合部内縁、裏込め注入孔などに行っている。二次覆工
コンクリートは、山岳トンネル、シールドトンネル共
に、一次覆工の対策のみでは漏水が抑えきれない場合に
止水機能を果たすが、この場合の覆工コンクリートは、
通常、図７に示す吹き上げ方式により打設される。図７
は、シールドトンネル場合であるが、セグメントａによ
り真円のセグメントリングを形成した一次覆工Ａの後、
内部に配した移動式型枠たるセントルＣの天端部からコ
ンクリートｂを吹き上げて底部に向かって流下させ、こ
の打設サイクルを繰り返して天端部まで徐々に充填し、
二次覆工Ｂを完了する。打設スピードは、コンクリート
ｂが分離しないで隅々に行きわたり、一次覆工Ａとの間
に空隙ができない程度とし、締め固めは、側壁部のセン
トルＣの検測口から可能な限り棒状バイブレータを挿入
して行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、山岳トンネル
におけるシート防水は、止水シートにエチレン酢酸ビニ
ールや軟質塩化ビニールを用いるので、止水シート自体
には、柔軟性、耐透水性、耐久性などについての問題は
ないが、トンネル内に施工する際には、その止水シート
の一次覆工Ａへの取り付けやシート間の接合が必要とな
り、かなりの手間がかかるだけでなく、二次覆工コンク
リートｂの打設時にその取付部や接合部が外れたり破れ
たりしても補修は極めて困難であり、破損部分に漏水が
集中して、二次覆工Ｂに有害な影響を及ぼすことにもな
る。また、多量の漏水をトンネルインバート部に設置し
た導水管などにより外部へ排水するのでは、地下水位の
低下に伴う地盤沈下など周辺環境への悪影響が問題とな
る。シールドトンネルの場合、一次覆工Ａの各セグメン
トａ間の各継手目地部に合成ゴム系、複合ゴム系、水膨
張ゴム系のシール材を介入させているが、シールド掘進
時には、推進反力をセグメントａにとるため、継手目地
部に目開きを生じて漏水することがある。また、山岳ト
ンネル、シールドトンネル共に、二次覆工コンクリート
ｂの吹き上げ方式の打設では、どうしても天端部分に空
気溜まりが生じて、完全には充填できず、更に、打設長
がセントル長さの９〜１２ｍ程度の間隔で鉛直打継部が
できるため、この部分に前述のシール材を介入させても
シール材に部分的な浮きが生ずる、など複合した理由に
より漏水を生ずることが多い。ところで、近年、コンク
リート打継部の止水手段として、図８及び図９に示す止
水ホースを用いて止水用注入材を加圧注入し、また、検
査し、補修をする方法が開発された（特開平5-195591公
報）。そこで、本発明は、その止水ホースによるコンク
リート打継部の止水方法を応用発展させて、上記従来の
各種トンネルにおけるこれらの問題を総合的に解決し、
トンネル構造体全体での止水を簡単に、より確実に行え
るようにしようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１のトンネルの漏水防止工法の発明は、一次覆工の
漏水している部分乃至漏水すると思われる部分及び二次
覆工コンクリートの打継部に、周面各所から止水用注入
材を噴出させる止水ホースを配置し、該止水ホースを通
じて止水用注入材を注入して所要の止水処理を施し、ま
た、止水完了後にその止水ホースを通じて水を加圧供給
することにより止水性能を検測し、不良部を再処理する
ことを特徴とする。

【０００６】また、請求項２のトンネルの漏水防止処理
装置に係る発明は、一次覆工の漏水している部分乃至漏
水すると思われる部分及び二次覆工コンクリートの打継
部に配置した周面各所から止水用注入材を噴出させる止
水ホースと、これらの止水ホースに除去可能に接続して
トンネル内に引き出した接続ホースと、該接続ホースに
接続する止水用注入材注入装置及び吸引装置と、これら
の装置に関連する止水用注入材供給量管理装置とから成
ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】如上の構成であるから、トンネル施工の際乃至
適宜期間経過後において、一次覆工と二次覆工との間の
一次覆工での漏水している部分乃至漏水すると思われる
部分並びに二次覆工の鉛直打継部にて、適切な漏水防止
処理が可能となり、また、処理直後乃至所定期間経過後
の検測、該検測による不良部の再処理が可能になり、ト
ンネル構造体全体としての長期にわたる十分な止水が可
能となる。

【０００８】

【実施例】図１乃至図３は、本発明をシールドトンネル
に適用した場合のトンネルの漏水防止工法とその処理装
置にについての実施例を示している。この場合、一次覆
工Ａと二次覆工Ｂの間、並びに、二次覆工Ｂの鉛直打継
部の継ぎ目に、止水ホース１を配置して、所要の防水処
理を施すものであり、具体的には次のよにして施工す
る。 (1) 一次覆工Ａの施工後、この一次覆工Ａにて漏水して
いる部分乃至漏水すると思われる部分を調べ出し、それ
らの箇所に止水ホース１を設置する。一次覆工Ａにて漏
水している部分乃至漏水すると思われる部分とは、例え
ば、目開きを生じたセグメントａ相互間の継手目地部、
二次覆工コンクリートｂの吹き上げ方式の打設にかかる
空気溜まりの生じる天端部分（図示）、二次覆工Ｂの鉛
直打継部をいい、これらの部分に止水ホース１を沿え
て、適宜専用クリップ２にて固定する。止水ホース１
は、図８及び図９に示すように、硬質プラスチックによ
るホース本体11の外周に、材長方向に長い４条の凹溝12
を周方向に等間隔に配し、これらの凹溝には、溝底に多
数の小孔13を溝方向に等間隔に配設するとともに、これ
らの小孔をそれぞれネオプレンゴムによる帯状の連続弁
14で閉じ、更に、全外周をビニルメッシュ15で包んで、
該ビニルメッシュにてそれらの連続弁15を押えて成り、
ホース本体１内に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、セメ
ント系スラリー等の止水用注入材を加圧供給すると、図
９に示すように、その圧力で各連続弁14が圧縮変形され
て開き、止水用注入材７が周辺に噴出するものである。
止水ホース１の端部には、図５、図６に示すように、接
続ホース３を切り離し可能に連結して、トンネル内へと
引き込み、トンネル内でその接続ホース３を止水用注入
材注入装置４及び吸引装置５に接続する。また、これら
の装置には、止水用注入材供給量管理装置６を制御系と
して連繋させる。なお、セグメントａによる一次覆工Ａ
は、在来通りでよく、所要のセグメントａに設けた裏込
め注入孔ｃ（図３）を通じて裏込め材ｄを注入し、固化
させる。図３中、ｅは、セグメントａ相互の継手目地部
に介在させたシール材、ｆは、同継手ボルト、ｇは、接
合部充填材である。 (2) 二次覆工Ｂのコンクリートｂを打設し硬化したた
後、鉛直打継部の打継面ｈにも同様にして止水ホース１
を設置する。鉛直打継部の打継面ｈは、リング状であ
り、止水ホース１は、その先行コンクリートｂの打継面
ｈの中間部にリング状に配して、適宜専用クリップ２に
て固定し、前回同様にて、接続ホース３を介して止水用
注入材注入装置４、吸引装置５、並びに、止水用注入材
供給量管理装置６に接続する。 (3) 一次覆工Ａと二次覆工Ｂとの間の各所及び二次覆工
Ｂの鉛直打継部打継面ｈに設置した各止水ホース１に、
止水用注入材供給量管理装置６による制御のもと止水用
注入材注入装置４から止水用注入材７を加圧注入して、
各止水ホース１から噴出させ、漏水している部分乃至漏
水すると思われる部分に止水用注入材７を注入して止水
処理する。止水用注入材７は、止水性能、力学的性能に
応じて材料を選定する。例えば、エポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、セメント系スラリー等を用いる。勿論、必要に
応じて、施工を段階的に行って、止水性能、力学的性能
の両者を高めることができる。なお、漏水のない場合に
は、漏水が発生した時点で注入してもよい。 (4) 注入完了後、吸引装置５を働かせて、各止水ホース
１内に残留した止水用注入材７を吸引除去し、注入した
止水用注入材７が硬化した後、各止水ホース１内に水を
加圧供給して、その止水用注入材７の止水性能を検測
し、不良部を再処理する。止水ホース１内に残留した止
水用注入材７を吸引除去するときは、各連続弁14が閉じ
るので、一旦注入した止水用注入材７が逆流することは
ない。止水ホース１への水の加圧供給は、止水用注入材
注入装置４を利用し、その水の減量状態を調べることに
より行う。

【０００９】図４は、本発明を山岳トンネルに適用した
場合を示している。この場合も、上記シールドトンネル
の場合と実質的に同じであり、説明を省略する。なお、
図において、Ａは、一次覆工、Ｂは、二次覆工、１は、
止水ホース、３は、接続ホースである。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。 トンネル施工の際乃至適宜期間経過後においてトン
ネル構造体全体として十分に漏水を防止でき、多量の排
水による地下水位の低下をなくすことができて、地盤沈
下など周辺環境への悪影響をなくすことができる。 処理直後乃至所定期間経過後に、止水ホースを用い
て耐水試験が行え、これにより注入部分の止水性能を確
認でき、また、その止水ホースを用いて不良部の再処理
ができ、長期にわたり十分かつ適正に止水できる。 トンネルに要求される止水性能、力学的性能に応じ
て止水用注入材を選定できるため、より高性能の止水が
可能となる。 漏水の生じた時点で止水ホースを用いて任意に止水
用注入材を注入することができる。 トンネルからの漏水が減ることにより、トンネルの
維持管理費用の低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のトンネルの漏水防止工法とその処理
装置をシールドトンネルに適用した実施例を示す截断説
明斜視図である。

【図２】 同例の要部の截断正面図である。

【図３】 同例の要部の拡大截断側面図である。

【図４】 本発明のトンネルの漏水防止工法とその処理
装置を山岳トンネルに適用した実施例を示す截断正面図
である。

【図５】 上記各実施例における止水ホースの使用例を
示す使用説明図である。

【図６】 上記各実施例における止水ホースの他の使用
例を示す使用説明図である。

【図７】 シールドトンネルの在来工法を示す截断説明
正面図である。

【図８】 上記各実施例に使用する止水ホース断面図で
ある。

【図９】 同止水ホースの作用を示す断面図である。

【符号の説明】

１…止水ホース ２…専用クリップ ３…接続ホース ４…止水用注入材注
入装置 ５…吸引装置 ６…止水用注入材供
給量管理装置 ７…止水用注入材 11…ホース本体 12…凹溝 13…小孔 14…連続弁 15…ビニルメッシュ Ａ…一次覆工 Ｂ…二次覆工 ａ…セグメント ｂ…二次覆工コンク
リート ｃ…裏込め注入孔 ｄ…裏込め材 ｅ…シール材 ｆ…継手ボルト ｇ…接合部充填材 ｈ…打継面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000000147 伊藤忠商事株式会社 大阪府大阪市中央区久太郎町四丁目１番３ 号 (71)出願人 000150110 株式会社竹中土木 東京都中央区銀座８丁目21番１号 (72)発明者 神山 行男 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 重本 保則 広島県広島市中区橋本町10番10号 株式会 社竹中工務店広島支店内 (72)発明者 和久 進 東京都府中市白糸台４−49−１ シンエイ マスタービルダーズ株式会社内 (72)発明者 池田 捷也 東京都港区六本木３丁目16番26号 株式会 社ポゾリス物産内 (72)発明者 三木 利也 東京都港区北青山２丁目５番１号 伊藤忠 商事株式会社内 (72)発明者 安藤 慎一郎 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中土木内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次覆工の漏水している部分乃至漏水す
   ると思われる部分及び二次覆工コンクリートの打継部
   に、周面各所から止水用注入材を噴出させる止水ホース
   を配置し、該止水ホースを通じて止水用注入材を注入し
   て所要の止水処理を施し、また、止水完了後にその止水
   ホースを通じて水を加圧供給することにより止水性能を
   検測し、不良部を再処理することを特徴とするトンネル
   の漏水防止工法。
2. 【請求項２】 一次覆工の漏水している部分乃至漏水す
   ると思われる部分及び二次覆工コンクリートの打継部に
   配置した周面各所から止水用注入材を噴出させる止水ホ
   ースと、これらの止水ホースに除去可能に接続してトン
   ネル内に引き出した接続ホースと、該接続ホースに接続
   する止水用注入材注入装置及び吸引装置と、これらの装
   置に関連する止水用注入材供給量管理装置とから成るこ
   とを特徴とするトンネルの漏水防止処理装置。