JPH0996195A - 防水工法及び防水構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】防水シートを張設することなく、かつ透水性の
裏面緩衝材と非透水シートの二層構造からなる防水シー
トを張設した場合と同等以上の性能を有する防水構造
を、小さな工数で容易に構築する。 【解決手段】一次コンクリート表面に発泡性樹脂を吹付
け発泡させて透水層を形成し、透水層表面に低発泡性又
は無発泡性の樹脂を吹付けて水が透過しない非透水層を
形成する。地山側からの漏水が透水層を透過し、透水層
内を下方へ移動して排出されるので、覆工コンクリート
からの漏水が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルなどの防
水構造を構築するための防水工法及びその防水構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルの覆工後の漏水は、覆工コンク
リートの劣化のみならず、トンネル内の諸設備の耐用年
数の低下やつららの発生の原因となる。特に道路トンネ
ルにおいては、内装を汚染したり路面凍結の原因とな
り、維持管理上の問題となっている。

【０００３】この漏水に対しては、これまで各種の対策
工法が行われてきたが、ＮＡＴＭ（New Austrian Tunne
lling Method）の採用により、理論的にはほぼ完全とい
える漏水対策が行われるようになった。ＮＡＴＭの基本
的な施工方法は、図３に示すように、先ず地山１００に
一次コンクリート層１０１を形成する。この一次コンク
リート層１００内には、図示しない支保工や金網が埋設
され、図示しないロックボルトにより地山１００と一体
化されている。

【０００４】次に、一次コンクリート層１０１表面に防
水シート２００を張設する。この防水シート２００は、
フェルト状の裏面緩衝材２０１と、表面の非透水シート
２０２の二層構造をなし、裏面緩衝材２０１側を一次コ
ンクリート層１０１側にして張設される。つまり一定幅
の防水シート２００の端部どうしを重ね合わせながら一
次コンクリート層１０１全面に張設するのであるが、先
ず緩衝材２０１をコンクリート釘２０３などで一次コン
クリート層１０１に固定し、非透水シート２０２どうし
の重ね合わせ部は溶着により接合される。そして非透水
シート２０２の表面に覆工コンクリート１０２が吹付け
られて完成する。

【０００５】このようにして形成されたトンネルでは、
一次コンクリート層１０１から滲み出た地山１００から
の湧水は、非透水シート２０２を透過することはできず
緩衝材２０１に吸収され、裏面緩衝材２０１を伝わって
トンネル下部の排水溝に流れて排出される。したがって
覆工コンクリート１０２表面からの漏水が確実に防止さ
れる。また水圧を逃がすことで、間接的にクラックの発
生も防止している。

【０００６】また防水シート２００の裏面緩衝材２０１
により、覆工コンクリート１０２施工時の衝撃と一次コ
ンクリート１０１の表面粗さが吸収され、非透水シート
２０２の損傷による漏水が防止されている。ところが防
水シート２００の張設は、２ｍ程度の幅の防水シート２
００の端部どうしを重ね合わせながら行われるので、ト
ンネル内周面全面に防水シート２００を張設するにはか
なりの手間を必要とする。また重ね合わせ部分では非透
水シート２０２が溶着されるが、重ね合わせ部分の総延
長距離はかなりの長さとなり、全体を均一に溶着するこ
とは困難であって、接合不良による長期間経過後の漏水
の発生も懸念される。

【０００７】そこで特開昭６２−２３６９９６号公報に
は、一次コンクリート全表面に高発泡程度のウレタンエ
ラストマーを吹付けて一次防水被膜を形成し、その上に
低発泡程度又は無発泡のウレタンエラストマーを吹付け
て二次防水被膜を形成する防水工法が開示されている。
この防水工法によれば、一次防水被膜のゴム状弾性によ
り防水シートの裏面緩衝材と同様の緩衝作用が得られる
とともに、二次防水被膜により防水シートの張設が不要
となり吹付けだけで防水層を形成できるので、工数を大
幅に低減することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、物体表面に
ウレタンエラストマーを吹付けて発泡させた場合には、
形成された発泡体と物体との界面にはフィルム状のスキ
ン層が形成されることが知られている。特開昭６２−２
３６９９６号公報に開示の防水工法でも例外ではなく、
一次防水被膜の一次コンクリートとの界面にはスキン層
が形成され、それによって一次防水被膜中への水の移行
が規制されている。また同公報は一次防水被膜でも水を
積極的に遮蔽することを技術思想とし、一次防水被膜を
透水可能とすることに関する記載はなく、その示唆もな
い。

【０００９】すなわち特開昭６２−２３６９９６号公報
に開示の防水工法における一次防水被膜は、緩衝作用は
有しているものの、防水シートのフェルト状の裏面緩衝
材のもつ水を透水させて下方へ排出するという機能を犠
牲にしている。本発明はこのような事情に鑑みてなされ
たものであり、防水シートを張設することなく、かつ透
水性の裏面緩衝材と非透水シートの二層構造からなる防
水シートを張設した場合と同等以上の性能を有する防水
構造を、小さな工数で容易に構築することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の防水工法の特徴は、一次コンクリート表面に発泡性
樹脂を吹付け発泡させて透水層を形成する第１工程と、
透水層表面に低発泡性又は無発泡性の樹脂を吹付けて水
が透過しない非透水層を形成する第２工程と、を行うこ
とにある。

【００１１】そしてこの防水工法を具体化する第２の発
明の防水工法の特徴は、透水層及び非透水層を形成する
樹脂はウレタン樹脂であることにある。ウレタン樹脂と
することにより、一次コンクリートとの付着性に優れ、
かつ非透水層表面に形成される覆工コンクリートの付着
性にも優れている。またこの防水工法を具体化する第３
の発明の防水工法の特徴は、第１工程で用いる発泡性樹
脂は吹付後に消失する消失性粒子を含有し、吹付後に消
失して一次コンクリートとの界面に形成されたスキン層
に貫通孔を形成することにあり、第５の発明の防水工法
の特徴は、第１工程の前に一次コンクリート表面に破泡
剤を塗布しておくことにある。第３の発明をさらに具体
化する第４の発明の特徴は、消失性粒子は水可溶性物質
からなることにある。

【００１２】消失性粒子を含有することにより、界面に
形成されるスキン層に貫通孔が形成されるので、スキン
層により透水性が損なわれることがない。そして消失性
粒子を水可溶性物質から形成しておけば、一次コンクリ
ートから滲み出す水によりスキン層に含まれる消失性粒
子が溶解して、スキン層に貫通孔が容易に形成される。
また破泡剤を予め塗布しておくことにより、透水層の形
成時に一次コンクリートとの界面において発泡セル壁が
破られるので、界面におけるスキン層の生成が防止され
る。

【００１３】また上記防水工法により形成される第６の
発明の防水構造の特徴は、一次コンクリート層と、発泡
性樹脂から一次コンクリート層表面に形成された透水性
の透水層と、低発泡性又は無発泡性の樹脂から透水層表
面に形成され水を透過しない非透水層とを含み、透水層
及び非透水層は請求項１〜請求項５に記載のいずれかの
防水工法で形成されたことにある。

【００１４】透水層は透水性を有しているので、一次コ
ンクリートから滲み出た水は透水層を伝って下方へ流
れ、トンネル下部から排水することができる。また非透
水層は透水しないので、非透水層表面に形成される覆工
コンクリートからの漏水を確実に防止できる。さらに透
水層は発泡性樹脂から形成されているので弾性を有し、
覆工コンクリート吹付け時の衝撃などを緩衝する作用も
ある。

【００１５】また上記防水構造をさらに具体化する第７
の発明の防水構造の特徴は、透水層の一次コンクリート
層との界面には透水性のスキン層をもつことにある。透
水性のスキン層であるから、一次コンクリートに滲み出
る水を容易に透水させて透水層に導くことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】一次コンクリート層は、予め成形
されたコンクリートを用いて形成することもできるが、
吹付けにより形成するのが便利である。透水層を形成す
る発泡樹脂の発泡倍率としては、３〜２０倍の範囲が最
適である。発泡倍率が３倍よりも低いと透水性と緩衝作
用が低下し、２０倍より高いと強度が低下する。また、
非透水層の発泡倍率は１．５倍以下であることが望まし
い。非透水層の発泡倍率が１．５倍より大きくなると、
非透水層に透水が生じる場合がある。

【００１７】各層の厚さは、トンネルの大きさや目的な
ど場合によって異なってもよいが、透水層が３〜５ｍ
ｍ、非透水層が１ｍｍ程度で十分である。消失性粒子と
しては、塩化ナトリウム、塩化カルシウムなどの塩、水
酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどの水酸化物、あ
るいはクレーなどの水可溶性物質、又はナフタリンや樟
脳などの昇華性物質などが例示される。この消失性粒子
の粒径には特に制限がないが、吹付け時にノズルが詰ま
らない範囲とされる。また消失性粒子の配合割合は、透
水層を形成する発泡樹脂中に５〜３０重量％の範囲がよ
い。５重量％より少ないとスキン層の貫通孔がほとんど
形成されず透水性が損なわれる場合があり、３０重量％
より多いと透水層の強度が低下する場合がある。

【００１８】また破泡剤としては、メチルシリコーン油
に代表される消泡剤、グリース、機械油などが例示さ
れ、発泡樹脂の材質に応じて種々選択して用いられる。
このまま塗布することもできるが、濃度が高すぎると破
泡効果が大きすぎるので、透水層を形成する発泡樹脂の
原料の一部で希釈して用いるとよい。非透水層表面に
は、一般に覆工コンクリート層が形成される。この覆工
コンクリート層は、型枠打設により設けることもできる
が、吹付けによるのが便利である。

【００１９】

【実施例】以下、実施例によりさらに具体的に説明す
る。図１に本実施例により建設されたトンネルの全体断
面図を、図２にその要部拡大断面図を示す。この防水構
造は、地山１００側から一次コンクリート層としての吹
付コンクリート層１と、吹付コンクリート層１の全表面
に形成された高発泡ウレタン樹脂からなる透水層２と、
透水層２の全表面に形成された無発泡ウレタン樹脂から
なる非透水層３と、非透水層３の全表面に形成された覆
工コンクリート層４とから構成されている。

【００２０】透水層２は、吹付コンクリート層１との界
面にスキン層２０をもち、スキン層２０には複数の貫通
孔２１が形成されて、吹付コンクリート層１と透水層２
との間の水の出入が可能とされている。この防水構造を
構築した防水工法を以下に説明する。先ず表１に示す組
成のＡ液を調製した。

【００２１】

【表１】 このＡ液と、変性ＭＤＩ（「＃８０」住友バイエルウレ
タン（株）製）からなるＢ液とを、二液衝突混合スプレ
ーガンにそれぞれ１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力で供給し、
２対１の重量比で混合してトンネルの吹付コンクリート
層１表面に吹付け、発泡倍率１５倍で発泡させて透水層
２を形成する。

【００２２】形成される透水層２の厚さは４ｍｍであ
り、フォーム密度は０．１８ｇ／ｃｍ ³ 、引張強度は
２．０ｋｇ／ｃｍ² 、引張伸び８０％、連泡率は９０％
であって、良好な透水性を有している。さらに透水性を
向上させるために、本実施例では、上記Ｂ液中にさらに
平均粒径２００μｍの塩化ナトリウム粒子を、Ｂ液１０
０重量部に対して８０重量部混合している。このように
しても、得られる透水層２の物性は上記とほとんど同等
である。

【００２３】次にウレタンエラストマーである「リムス
プレーＦ−１０００」（三井東圧化学（株）製）を用
い、そのＡ液とＢ液をそれぞれ上記と同様の二液衝突混
合スプレーガンに同様に供給し、１対１の容積比で混合
して透水層２表面に吹付けて非透水層３を形成する。こ
の非透水層３は、比重１．０、硬さ９０（Ｓｈｏｒｅ
Ａ）、引張強度１３２ｋｇ／ｃｍ² 、引張伸び４００
％、連泡率は０％の無発泡であって透水性は全く無い。

【００２４】このように透水層２と非透水層３を吹付け
にて形成することで、従来のような防水シートの張設は
不要となり工数を大幅に低減できる。また防水シートの
重ね合わせ部分もないので、均一に漏水を防止すること
ができる。非透水層３の表面には、従来と同様に一般に
覆工コンクリート層４が吹付けられる。このとき吹付け
の衝撃は非透水層３及び透水層２の弾性変形によって吸
収されることで緩衝され、非透水層３が吹付コンクリー
ト層１の表面の凸部などで損傷するのが防止される。

【００２５】本実施例で構築された防水構造では、透水
層２に含まれる塩化ナトリウム粒子は、吹付コンクリー
ト層１から滲み出る水によって先ず接するスキン層２０
に含まれるものから溶解し、スキン層２０に貫通孔２１
を形成する。したがって水は貫通孔２１を通過して透水
層２中に浸入し、内部の塩化ナトリウム粒子も溶解され
て排出される。

【００２６】したがって、この防水構造では、吹付コン
クリート層１から滲み出た水は貫通孔２１から透水層２
に浸入し、透水層２は連泡率が高いので浸入した水は連
泡を通じて下方へ移動する。そして透水層２の端部で外
部へ出て図示しない排水溝から排出される。したがって
非透水層３から外側へ水が浸入することはなく、覆工コ
ンクリート層４からの漏水が確実に防止されている。ま
た水圧によるクラックなどの不具合もない。 （実施例２）先ず吹付コンクリート層１表面に、破泡剤
としてのシリコーン系消泡剤（「ＳＨ−２００」東レシ
リコーン（株）製）を可塑剤（ＤＯＰ）に０．５重量％
溶解した塗布液を塗布する。塗布量は約２０ｇ／ｍ² で
ある。そして塩化ナトリウム粒子を含まない表１に示す
Ａ液を用いたこと以外は実施例１と同様にして透水層２
を形成する。

【００２７】この時、塗布されている消泡剤により発泡
セル壁が破壊されるため、吹付コンクリート層１との界
面にスキン層２０をもたない透水層２が形成される。そ
して実施例１と同様に非透水層３と覆工コンクリート層
４が形成される。本実施例２の防水構造では、透水層２
がスキン層２０をもたないため、吹付コンクリート層１
から滲み出る水はそのまま透水層２内に浸入し、連泡を
伝って下方の排水溝へ流れる。したがって実施例１と同
様の作用効果を奏する。

【００２８】

【発明の効果】すなわち本発明の防水工法によれば、吹
付けのみで防水層を形成できるので、従来の防水シート
を張設する工法に比べて工数を格段に低減することがで
き、工事期間を大幅に短縮することができる。そして本
発明の防水構造によれば、一次コンクリートから滲み出
る水を透水層を通じて下方へ排出することができるの
で、非透水層から覆工コンクリート表面への漏水を確実
に防止することができ、かつ水圧によるクラックの発生
なども防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の防水構造を示し、トンネル
の断面図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】従来の防水構造を示し、トンネル壁の要部断面
図である。

【符号の説明】

１：吹付コンクリート（一次コンクリート） ２：透
水層 ３：非透水層 ４：覆工コンクリート ２０：スキン層 ２
１：貫通孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次コンクリート表面に発泡性樹脂を吹
   付け発泡させて透水層を形成する第１工程と、 該透水層表面に低発泡性又は無発泡性の樹脂を吹付けて
   水が透過しない非透水層を形成する第２工程と、を行う
   ことを特徴とする防水工法。
2. 【請求項２】 透水層及び非透水層を形成する樹脂はウ
   レタン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の防水
   工法。
3. 【請求項３】 第１工程で用いる発泡性樹脂は吹付後に
   消失する消失性粒子を含有し、吹付後に消失して一次コ
   ンクリートとの界面に形成されたスキン層に貫通孔を形
   成することを特徴とする請求項１記載の防水工法。
4. 【請求項４】 消失性粒子は水可溶性物質からなること
   を特徴とする請求項３記載の防水工法。
5. 【請求項５】 第１工程の前に一次コンクリート表面に
   破泡剤を塗布しておくことを特徴とする請求項１記載の
   防水工法。
6. 【請求項６】 一次コンクリート層と、発泡性樹脂から
   該一次コンクリート層表面に形成された透水性の透水層
   と、低発泡性又は無発泡性の樹脂から該透水層表面に形
   成され水を透過しない非透水層とを含み、該透水層及び
   該非透水層は請求項１〜請求項５に記載のいずれかの防
   水工法で形成されたことを特徴とする防水構造。
7. 【請求項７】 透水層の一次コンクリート層との界面に
   は透水性のスキン層をもつことを特徴とする請求項６記
   載の防水構造。