JP2004060217A

JP2004060217A - 注入管付防水シート

Info

Publication number: JP2004060217A
Application number: JP2002218018A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Emi; 裕江見; Kazuo Yamada; 和男山田; Masami Okada; 正美岡田; Kanehiro Sugimachi; 兼宏杉町; Yoshihisa Nakamura; 能久中村; Toshiaki Takahashi; 俊昭高橋; Hideo Iwatsuki; 英夫岩月
Original assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd; Nakamura Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd; Fujimori Sangyo Co Ltd
Current assignee: Nakamura Co Ltd; Takenaka Doboku Co Ltd; Fujimori Sangyo Co Ltd; Zacros Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】トンネルやボックスカルバート等のコンクリート地下構造物の背面空洞充填工法において、空洞部を一切残さないように充填できる注入機能（注入管）を備えることにより、前記空洞部に充填材を容易に密実に充填することができる注入管付防水シートを提供する。
【解決手段】トンネル等のコンクリート地下構造物に使用する防水シート１の片面に、当該防水シート１と打設コンクリートとの間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管２が付設されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネルやボックスカルバート等のコンクリート地下構造物の施工に際し、コンクリート打設において発生した前記地下構造物背面側の空洞部の充填を可能にした注入管付防水シートの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルやボックスカルバート等のコンクリート地下構造物の施工に際し、例えばトンネル工法については通常、発破掘削や機械掘削等で掘り進んだトンネル壁面に鋼製支保工を施工した後にコンクリートを吹き付け、該吹き付けコンクリートに防水シートを展張して定着させ、型枠（セントル）設置後に覆工コンクリートを打設する工程をトンネル工区毎に行うことにより、所要長さのトンネルを施工する。
【０００３】
前記トンネル工法によると、前記コンクリート打設の結果として、前記地下構造物の背面（例えばアーチ天端付近）に空洞部が発生することがある。
【０００４】
この空洞部は、トンネルの覆工コンクリート打設が吹き上げ方式で施工されていることに起因する。即ち、この吹き上げ方式は、型枠に対して上向きにコンクリートを打設する工法であるが、トンネルの吹き付けコンクリート面が凹凸や曲面であることと、打設されるべき空間の空気が徐々に圧縮され天端付近では高圧となって十分にコンクリートが充填されないこと等から、コンクリートが行き渡らずにアーチ天端付近に空洞部が発生することがある。
【０００５】
前記空洞部はそのまま放置しておくと、前記地下構造物にとって、コンクリートの剥落や漏水などの致命的な欠陥の原因となる。
【０００６】
よって、前記覆工コンクリートの施工完了後には、従来、１）覆工コンクリートに予め設けたグラウト用の孔から充填材を裏込め注入する工法、２）電磁波レーダなどによりトンネル全断面にわたって空洞部の有無を検知し、該空洞部が発見された場合にはその空洞部に向かって注入用のドリルなどで削孔し、充填材を注入する工法など、当該地下構造物の背面側に発生した空洞部を充填し解消する対策が講じられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記１）の工法によれば、トンネル（地下構造物）の耐力を考慮すると、構造設計上、グラウト用の孔は通常１〜３ｍ程度の間隔を開けねばならず、小ピッチで数多く設けることができない。当該孔のピッチが大きいと、空洞部の発生箇所の如何によっては未充填部分が残存する懸念があり、コンクリートの剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止することができない。
【０００８】
上記２）の工法によれば、空洞部の位置を個別に確定できたとしても、施工完了後に削孔するため、防水シートを破損する危険性があるし、事後には美観上の問題が残る。また、電磁波レーダなどによりトンネル全断面にわたって空洞部の有無を検知する作業は、膨大な労力を要しコストが嵩むので、実用的でない。
【０００９】
本発明の目的は、トンネルやボックスカルバート等のコンクリート地下構造物の背面空洞充填工法において、空洞部を一切残さないように充填できる注入機能（注入管）を備えることにより、前記空洞部に充填材を容易に密実に充填することができる注入管付防水シートを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シートは、トンネル等のコンクリート地下構造物に使用する防水シートの片面に、当該防水シートと打設コンクリートとの間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管が付設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した発明に係る注入管付防水シートは、トンネル等のコンクリート地下構造物に使用する防水シートの両面にそれぞれ、当該防水シートと打設コンクリートとの間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管が付設されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した注入管付防水シートにおいて、注入管は、口径２〜２０ｍｍ程度の耐圧ホースであり、孔径１〜１５ｍｍ程度の吐出孔を長さ１ｍ毎に５〜３０個程度設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シートにおいて、注入管は、充填材に含まれる水又はアルカリ溶液で溶解可能な被覆材で外周面を被覆されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した注入管付防水シートにおいて、注入管は複数設けられ、各注入管は、充填材を供給するヘッダーで連通されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載した注入管付防水シートにおいて、防水シートに、当該防水シートと打設コンクリートとの間に発生する空洞部の有無を検知し、同空洞部の位置を特定する検知センサーが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態、及び実施例】
図１Ａ、Ｂは、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シートの実施形態を示している。
【００１７】
本実施形態に係る注入管付防水シート１は、前記コンクリート地下構造物の中で、特にトンネルの背面空洞充填工法に好適に使用される防水シート１を示している。
【００１８】
本実施形態に係る注入管付防水シート１は、図２と図３に示したように、トンネル工法の中で最も一般的なナトム（ＮＡＴＭ）、すなわち発破掘削、機械掘削、人力掘削等で掘り進んだ後すぐにトンネル壁面にコンクリート７を吹き付け（図２Ａ）、該吹き付けコンクリート７に防水シート１を展張して適宜コンクリート釘で定着させ（図２Ｂ）、型枠８を設置した後、覆工コンクリート９を打設し（図２Ｃ）、トンネル１０を施工する（図３Ａ〜Ｃ）工法に好適に使用されるが、勿論この工法の使用に限定されない。
【００１９】
前記注入管付防水シート１は、前記コンクリート７又は９の打設の結果として、前記トンネル１０（地下構造物）の背面（例えばアーチ天端付近）に発生することがある空洞部１１（図３Ａ、Ｂ）を充填材１２で充填する注入機能（注入管）２を備えていることを主な特徴とする。
【００２０】
すなわち、トンネル（等のコンクリート地下構造物）１０に使用する注入管付防水シート１の片面（内側面又は外側面）に、当該防水シート１と打設コンクリート７又は９との間に発生する空洞部１１を充填する充填材１２を注入する注入管２が付設されている（請求項１記載の発明）。図示例の注入管付防水シート１は、その内側面におけるトンネル１０の周方向に、注入管２が付設されている。
【００２１】
前記注入管付防水シート１の防水シート１自体は、例えば不透水性シート３の一面に透水性シート４をその両側端部が遊離状態となるように部分的（５箇所止め）に熱溶着等の接着手段で接着６して成り、図４に示したように、前記透水性シート４を上にしてコンクリート釘１３で止着し前記吹き付けコンクリート７の全面に亘って展張し固定する。因みに、本実施例で使用する注入管付防水シート１は一体が、トンネル周方向（幅）に２２ｍ程度、トンネル長さ方向に２．０ｍ程度の大きさで実施している。図４中の符号１４は、地山を示している。
【００２２】
前記注入管付防水シート１を構成する前記不透水性シート３は、その材質が特に制限されるものではなく、トンネル１０の防水施工に従来より使用されている不透水性シートと同様のものを使用することができ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の熱接着性合成樹脂などが使用され、この中でも特にエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好適に使用される。当該不透水性シート３の厚さなども特に制限されるものではなく、例えば厚さ０．８〜２．０ｍｍ程度のものが好適である。
【００２３】
また、前記透水性シート４も、その材質が特に制限されるものではなく、トンネル１０の防水施工に従来より使用されている透水性シートと同様のものを使用することができ、具体的には、不織布等によって形成することができる。なお、透水性シート４の厚さなども特に制限されるものではなく、例えば厚さ３〜５ｍｍ程度のものが好適である。
【００２４】
なお、前記不透水性シート３と透水性シート４との接着は部分接着６に限定されず、該透水性シート４の両端部が遊離状態となることを条件に全面接着で実施しても良い。
【００２５】
前記注入管付防水シート１の注入管２は、コンクリート打設の際には変形しないこと、及びトンネル１０の背面に沿って設置し得る程度の弾性を有することが条件とされ、その条件を満たせば材質は特に制限されず、一般に市販されているものを使用することができる。具体的には、ポリエチレンホース、ポリプロピレンホース、ポリ塩化ビニルホース、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）ホース、シリコンゴムホース、合成ゴムホース、ナイロン等及びこれらの材質の中に繊維補強したタイプが挙げられ、特には、ポリ塩化ビニルホースに繊維補強したタイプが好適に使用される。
【００２６】
前記注入管２は、図１Ｂに示したように、トンネル周方向に沿う直線状でトンネル長さ方向に１ｍ程度の間隔で複数本並設され、各注入管２は、充填材１２を供給する１本のヘッダー５により連通されている（請求項５記載の発明）。もちろん、該注入管２の実施形態はこれに限定されず、例えば、図５Ａに示したように、トンネル周方向に対して斜めに配置して実施してもよいし、図５Ｂに示したように、注入管付防水シート１の梱包形態（めがね巻き）を考慮して蛇行させた状態で配置するとより好適である。
【００２７】
また、前記防水シート１に対する前記注入管２の付設手段について、本実施形態では、図６Ａ、Ｂに示したように、防水シート１の不透水性シート３に配置した注入管２に沿うように網１４を覆い被せて接着して実施している。なお、当該付設手段はこれに限定されるものではなく、例えば図７Ａに示したように、前記注入管２に対し十分に広い網１５を覆い被せて部分接着１６し、未接着部分の空隙部１７に注入管２を挿入して付設しても良い。この手法は、図７Ｂに示した蛇行状の注入管２の場合にも適用できる。要するに、当該付設手段は、前記注入管２を前記防水シート１に対して位置ずれを生じさせないように付設できれば良く、例えば図８Ａに示したように、前記注入管２を拘束する拘束部材１８を所要の間隔で防水シート１の不透水性シート３に取り付けて実施しても良いし、図８Ｂに示したように、面ファスナー１９を利用して実施しても良い。
【００２８】
なお、前記注入管２は、口径２〜２０ｍｍ程度の耐圧ホース２が好適に使用され、任意に発生する空洞部１１に漏れなく充填材１２を充填できるように、充填材１２を吐出する複数の吐出孔（図示省略）が該注入管２の全長にわたってバランス良く配設されている。該吐出孔は充填材１２の流動性を考慮して、その孔径を１〜１５ｍｍとし、１ｍ毎に３〜１００個程度設けて実施される。本実施例では、その孔径を１〜１５ｍｍ程度とし、１ｍ毎に５〜３０個程度設けて実施している（請求項３記載の発明）。
【００２９】
ちなみに、前記吐出孔から吐出する充填材１２はポルトランドセメントを用い、水セメント比４５〜７０％、単位水量が５５０〜６５０ｋｇ／ｍ^３、ベントナイトが９０〜１２０ｋｇ／ｍ^３、増粘材１．５〜２．５ｋｇ／ｍ^３、膨張材６０〜８５ｋｇ／ｍ^３の割合で実施している。
【００３０】
よって、前記図２Ｃに示したように、覆工コンクリート９を打設して数日（２日程度）経過した後、トンネル１０のアーチ天端付近に空洞部１１が発生したような場合には（図３Ａ）、前記防水シート１の内側面に予め付設された前記注入管２に複数設けられた吐出孔を通じて前記充填材１２を吐出する（図３Ｂ）。当該吐出孔は任意に発生する空洞部１１に対して漏れなく充填できるように配設されているので、同空洞部１１に充填材１２を密実に充填することができる。
【００３１】
以上のように、コンクリート７吹付け（図２Ａ）、防水シート１展張（図２Ｂ）、型枠設置後の覆工コンクリート９打設（図２Ｃ）、空洞部１１発生後の充填材１２密実充填（図３Ａ〜Ｃ）をトンネル長さ方向の工区毎に順次繰り返して行い、所要長さのトンネルを施工するのである。
【００３２】
したがって、請求項１に記載した注入管付防水シート１によれば、防水シート１の内側面の周方向に所要の間隔で付設した注入管２により、前記防水シート１の内側面に発生した空洞部１１に充填材１２を密実に充填することができるので、空洞部１１は一切残存することはない。よって、前記覆工コンクリート９の剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止できるトンネル構造を構築することができる。
【００３３】
なお、前記注入管付防水シート１は、トンネル工法の使用に限定されるものではなく、例えばボックスカルバート工法にも実施できる。本実施形態では、トンネル１０背面におけるアーチ天端付近のみならずトンネル側面部に発生する空洞部をも密実に充填できるように、図１Ｂ等に示したように、トンネル周方向略全長にわたって注入管２を付設しているが、これに限定されない。トンネル長さ方向に注入管２を付設して実施してもよいし、図９Ａ、Ｂに示したように、アーチ天端付近の空洞部１１のみを充填できる短い注入管２ａを略中央に付設して実施することもできる。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
【００３４】
また、前記注入管２は、同注入管２に設けた吐出孔の目詰まり防止のため、その表面に、水又はアルカリ溶液で溶解可能な被覆材で外周面を被覆して実施することもできる（請求項４記載の発明）。水やアルカリ溶液で溶解する被覆材は特に限定されず、例えばポリビニルアルコール紙、ポリビニルアルコールコート紙から作られたアルカリ溶解紙を使用することができ、コンクリート打設時の側圧約０．３ｋｇ／ｃｍ^２において破断せず、充填材吐出圧１〜４ｋｇ／ｃｍ^２に対して破断することを考慮すると、アルカリ溶解紙が好適である。該アルカリ溶解紙を注入管２に被覆する方法も特に限定されず、らせん巻き、張り合わせ、袋状などが挙げられる。これにより、前記被覆材は、覆工コンクリート９打設の際には破断せず、注入管２から充填材１２を充填することによって溶解・破断し、充填作業をスムーズに行うことができる。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
【００３５】
更に、前記注入管付防水シート１に、トンネル（地下構造物）１０のコンクリート打設の際に発生する空洞部１１を検知し、同空洞部１１の位置を特定する検知センサー（図示省略）を設けて実施すると、よりスムーズな充填作業を実現できる（請求項６記載の発明）。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
【００３６】
図１０は、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シートの異なる実施形態を示している。
【００３７】
この実施形態は、上述した実施形態と比して、注入管２の付設部位を前記防水シート１の外側面、即ち透水性シート４に取り付けて実施していることのみ相違する。したがって、前記防水シート１の構成等は前記実施形態についてした説明と同一であるので同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
この実施形態に係る注入管付防水シート１によれば、透水性シート４の外側面の周方向に所要の間隔で付設した注入管２により、防水シート１と地山１４との間に発生する吹き付けコンクリート７の空洞部を密実に充填することができるので、当該空洞部は一切残存することはなく、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止する止水構造を提供することができる。
【００３９】
図１１は、請求項２に記載した発明に係る注入管付防水シートの実施形態を示している。この実施例は、言うなれば、上述した前記２つの実施形態を合体させたものである。
【００４０】
すなわち、この実施形態に係る注入管付防水シート１は、トンネル等のコンクリート地下構造物に設置する前記防水シート１の両面、即ち不透水性シート３と透水性シート４に当該防水シート１と打設コンクリート７及び８との間に発生する空洞部を充填する充填材１２を注入する注入管２、２が付設されていることを特徴とする（請求項２記載の発明）。この請求項２に係る実施形態について、注入管付防水シート１の構成等は上述した実施形態についてした説明と同一であるので同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
よって、この実施形態に係る注入管付防水シート１によれば、防水シート１の内側面及び外側面の周方向に所要の間隔で付設した注入管２、２により、防水シート１の内側面及び外側面に発生した空洞部に充填材１２を密実に充填することができるので、空洞部は一切残存することがない。したがって、前記覆工コンクリート９の剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止できると同時に、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止することができる止水構造を提供することができる。
【００４２】
なお、前記防水シート１の両面にそれぞれ付設した注入管２、２は、同一構造の注入管を用いる必要はなく、前記図５と図９に基づいて説明した様々なバリエーションの注入管２、２ａを自由に組み合わせて実施することができる。また、前記防水シート１に対する前記注入管２の付設手段についても、図６〜図８に基づいて説明した様々なバリエーションの付設手段を自由に組み合わせて実施することができる。
【００４３】
以上に実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【００４４】
【本発明が奏する効果】
請求項１〜６に記載した発明に係る注入管付防水シートによれば、
防水シートの内側面に注入管を設けた場合には、防水シートの内側面に発生した空洞部に充填材を密実に充填することができるので、空洞部は一切残存することがない。よって、覆工コンクリートの剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止することができる。
【００４５】
防水シートの外側面に注入管を設けた場合には、防水シートの外側面に発生した空洞部に充填材を密実に充填することができるので、空洞部は一切残存することがない。よって、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止することができる止水構造を提供できる。
【００４６】
防水シートの内側面及び外側面に注入管を設けた場合には、防水シートの内側面及び外側面に発生した空洞部に充填材を密実に充填することができるので、空洞部は一切残存することがない。よって、覆工コンクリートの剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止することができると共に、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止することができる止水構造を提供できる。
【００４７】
また、トンネル完成後にコンクリート面を削孔してグラウトなどの充填材を充填する必要が一切ないので、従来工法と比して美観上に優れ、経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シートを示した正面図であり、Ｂは、同底面図である。
【図２】Ａ〜Ｃは、注入管付防水シートを使用したトンネルの背面空洞充填工法の実施形態を段階的に示した斜視図である。
【図３】Ａ〜Ｃは、注入管付防水シートを使用したトンネルの背面空洞充填工法の実施形態を段階的に示した斜視図である。
【図４】請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シートの実施形態を示した正面図である。
【図５】Ａ、Ｂは、防水シートに対する注入管の付設状態のバリエーションを示した平面図である。
【図６】Ａは、防水シートに対する注入管の付設状態を示した底面図であり、Ｂは同正面図である。
【図７】Ａ、Ｂは、防水シートに対する注入管の付設状態のバリエーションを示した参考図である。
【図８】Ａ、Ｂは、防水シートに対する注入管の付設状態のバリエーションを示した斜視図である。
【図９】Ａ、Ｂは、注入管のバリエーションを示した平面図である。
【図１０】請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シートの異なる実施形態を示した正面図である。
【図１１】請求項２に記載した発明に係る注入管付防水シートの実施形態を示した正面図である。
【符号の説明】
１　　　防水シート
２、２ａ　　　注入管
３　　　不透水性シート
４　　　透水性シート
５　　　ヘッダー
６、１６　　　接着
７　　　吹き付けコンクリート
８　　　型枠
９　　　覆工コンクリート
１０　　　トンネル（コンクリート地下構造物）
１１　　　空洞部
１２　　　充填材
１３　　　コンクリート釘

Claims

トンネル等のコンクリート地下構造物に使用する防水シートの片面に、当該防水シートと打設コンクリートとの間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管が付設されていることを特徴とする、注入管付防水シート。
トンネル等のコンクリート地下構造物に使用する防水シートの両面にそれぞれ、当該防水シートと打設コンクリートとの間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管が付設されていることを特徴とする、注入管付防水シート。
注入管は、口径２〜２０ｍｍ程度の耐圧ホースであり、孔径１〜１５ｍｍ程度の吐出孔を長さ１ｍ毎に５〜３０個程度設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した注入管付防水シート。
注入管は、充填材に含まれる水又はアルカリ溶液で溶解可能な被覆材で外周面を被覆されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シート。
注入管は複数設けられ、各注入管は、充填材を供給するヘッダーで連通されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した注入管付防水シート。
防水シートに、当該防水シートと打設コンクリートとの間に発生する空洞部の有無を検知し、同空洞部の位置を特定する検知センサーが設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載した注入管付防水シート。