(57)【要約】【課題】トンネルの防水施工において、ウォーターバリアの長手側縁を防水シートに確実に溶着してシールする。【解決手段】帯状のウォーターバリア１０の一対の長手縁部に沿って、細帯状の電磁誘導シール部材３０を設ける。シール部材３０は、導電層３１とホットメルト性のシール層３３とを含む。前記ウォーターバリア１０をトンネル掘削内壁２ａに沿う防水シート４の内周面に配置する。電磁誘導ヘッド４０をウォーターバリア１０の長手縁部に沿って好ましくは所定速度で移動させながら、電磁誘導エネルギーを出力し、電磁誘導シール部材３０を電磁誘導加熱して、シール層３３を防水シート４に溶着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層とホットメルト性のシール層とを含む細帯状の電磁誘導シール部材が長手縁部に沿って設けられた帯状のウォーターバリアを用意し、
トンネルの掘削内壁に沿って張られた防水シートの内周面に前記ウォーターバリアを配置し、
電磁誘導エネルギーを出力する電磁誘導ヘッドを前記長手縁部に沿って移動させながら、前記電磁誘導シール部材を電磁誘導加熱して前記シール層を前記防水シートに溶着させることを特徴とするトンネル防水施工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のトンネル防水に用いるウォーターバリアであって、
帯状のウォーターバリア本体と、
前記ウォーターバリア本体におけるトンネル外周側を向く裏面の長手縁部に沿って延びる細帯状の電磁誘導シール部材と、を備え、
前記電磁誘導シール部材が、導電層と、前記導電層の少なくともトンネル外周側に積層されたホットメルト性のシール層と含むことを特徴とするトンネル防水用ウォーターバリア。
【請求項３】
請求項１に記載のトンネル防水施工に用いる電磁誘導ヘッドであって、
電磁誘導エネルギーを出力する電磁誘導回路を有するヘッド本体と、
前記ヘッド本体をウォーターバリアの長手縁部に沿って走行させる走行体と、
前記走行の速度を調節する速度調節部と、
を備えたことを特徴とするトンネル防水施工用電磁誘導ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの防水施工方法及び該方法に用いるウォーターバリアなどに関し、特に山岳トンネルにおけるウォータータイト工法による防水施工方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＮＡＴＭ（New Austrian tunneling Method）工法による山岳トンネルの施工においては、トンネルの掘削内壁に直接又は一次覆工を介して防水シートを張設し、湧水が二次覆工側に漏れるのを防止している。さらにウォータータイト工法においては、トンネルの掘削内壁の全周にわたって厚肉の防水シートを張設し、二次覆工コンクリートの打継目に対応する箇所などには、防水シートに重ねて帯状のウォーターバリアを設置することで、湧水がトンネル内へ流入するのを防止している（特許文献１等参照）。ウォーターバリアの一対の長手側縁と防水シートとの間は、例えばガン形状のホットメルト装置を用いた樹脂溶着によってシールされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２４１３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記ホットメルト装置は、接着剤の装着部と、接着剤を溶かすヒーターと、溶かした接着剤を押し出す機構を内蔵しており、重い。かつ接着剤を定期的に補充する必要があり、煩雑である。また、施工品質のばらつきが生じやすく、シールが不十分な箇所が出来やすい。更にヒーターで高熱になるため、手元が少し狂っただけで周りの防水シートなどを痛めやすい。
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネルの防水施工において、防水シートなどの熱損傷を避けながら、ウォーターバリアの長手側縁を防水シートに確実に溶着してシール可能な施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明に係るトンネル防水施工方法は、導電層とホットメルト性のシール層とを含む細帯状の電磁誘導シール部材が長手縁部に沿って設けられた帯状のウォーターバリアを用意し、
トンネルの掘削内壁に沿って張られた防水シートの内周面に前記ウォーターバリアを配置し、
電磁誘導エネルギーを出力する電磁誘導ヘッドを前記長手縁部に沿って移動させながら、前記電磁誘導シール部材を電磁誘導加熱して前記シール層を前記防水シートに溶着させることを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、電磁誘導ヘッドを一定速度で移動させる。電磁誘導エネルギー出力は一定に保持する。これによって、ウォーターバリアの単位長さあたりに供給される電磁誘導エネルギーが一定になる。このため、ウォーターバリアの長手方向のどの位置においても、シール層が均一に加熱溶融されて防水シートに一様に溶着される。
言い換えると、シール層の各部分が防水シートに十分に溶着されるように、電磁誘導ヘッドの移動速度及び電磁誘導エネルギー出力を設定する。これによって、ウォーターバリアの長手側縁と防水シートとの間をしっかりとシールすることができ、場所によってシールが不十分であったり、作業者によってシール状態がばらついたりするのを防止できる。
また、電磁誘導ヘッド自体は防水シートが溶解する程の高熱になることが無く、かつ導電層が存在しない箇所では電磁誘導加熱が起きないから、たとえ手元が狂ったとしても、周りの防水シートが熱損傷を来すおそれが無い。
【０００７】
前記ウォーターバリアは、
帯状のウォーターバリア本体と、
前記ウォーターバリア本体におけるトンネル外周側を向く裏面の長手縁部に沿って延びる細帯状の電磁誘導シール部材と、を備え、
前記電磁誘導シール部材が、導電層と、前記導電層の少なくともトンネル外周側に積層されたホットメルト性のシール層と含むことが好ましい。
【０００８】
前記電磁誘導ヘッドは、電磁誘導エネルギーを出力する電磁誘導回路を有するヘッド本体と、
前記ヘッド本体をウォーターバリアの長手縁部に沿って走行させる走行体と、
前記走行の速度を調節する速度調節部と、
を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トンネルの防水施工において、ウォーターバリアの長手側縁を防水シートとの間を確実にシールでき、施工品質のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る防水構造を含むトンネルの断面図である。
【図２】図２は、前記トンネルを二次覆工構築前の状態で示す、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図１の円部ＩＩＩの拡大断面図である。
【図４】図４は、前記防水構造におけるウォーターバリアの一例を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は、前記ウォーターバリアをトンネル内周側から見た正面図である。図５（ｂ）は、前記ウォーターバリアをトンネル外周側から見た裏面図である。図５（ｃ）は、前記ウォーターバリアの仮止め部材の変形態様を示す裏面図である。
【図６】図６は、図４の円部ＶＩの拡大断面図である。
【図７】図７は、前記ウォーターバリアの設置施工に用いる電磁誘導ヘッドの斜視図である。
【図８】図８は、前記電磁誘導ヘッドの回路図である。
【図９】図９は、前記ウォーターバリアの設置施工の様子を示す解説図である。
【図１０】図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿う、設置施工時のウォーターバリアをトンネル内周側から見た図である。
【図１１】図１１は、前記電磁誘導ヘッドの使用状態の変形態様を示す解説正面図である。
【図１２】図１２は、ウォーターバリアの変形例を示す断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、前記変形例に係るウォーターバリアをトンネル内周側から見た正面図である。図１３（ｂ）は、前記変形例に係るウォーターバリアをトンネル外周側から見た裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１及び図２は、ウォータータイト型（非排水型）のトンネル１を示す。地山２の掘削内壁２ａの全周に一次覆工３を介して防水シート４が張設されている。図３に示すように、防水シート４は、裏面緩衝材４ｂと、トンネル内面側に配置された不透水シート４ａとを含む。裏面緩衝材４ｂは、不織布にて構成され、一次覆工３に面している。裏面緩衝材４ｂのトンネル内面側に不透水シート４ａが配置されている。不透水シート４ａは、ＥＶＡなどの不透水性樹脂によって構成されている。不透水シート４ａの厚みは、通常の排水型に使用されるものより厚肉であり、例えば数ｍｍ程度である。
図１に示すように、防水シート４のトンネル内周側に二次覆工５が構築されている。
【００１２】
図２に示すように、防水シート４の要所には、ウォーターバリア１０（１０Ａ，１０Ｂ）が設置されている。ウォーターバリア１０Ａは、トンネル周方向に沿って環状に延びている。ウォーターバリア１０Ｂは、トンネル軸方向に沿って直線状に延びている。ウォーターバリア１０（１０Ａ，１０Ｂ）の設置箇所は、好ましくは二次覆工コンクリート５ａの打継目に対応する箇所であるが、打継目以外の箇所であってもよい。
【００１３】
図４に示すように、ウォーターバリア１０は、帯状のウォーターバリア本体１１と、仮止め部材２０と、電磁誘導シール部材３０とを備えている。
ウォーターバリア本体１１は、ベース部１２と、大小複数の突条部１３，１４を含む。ベース部１２は、平坦な帯状に形成されている。ベース部１２の表側面（トンネル内周側を向く面）に突条部１３，１４が突設されている。図５（ａ）に示すように、突条部１３，１４は、ウォーターバリア１０の幅方向に互いに並んで、ウォーターバリア１０の長手方向へ平行に延びている。
【００１４】
詳しくは、ウォーターバリア１０の幅方向の両側部にそれぞれ３つの大突条部１３と２つの小突条部１４とが交互に配置されている。小突条部１４は、３つの大突条部１３のうち両側の大突条部１３に片寄って配置されている。ウォーターバリア１０全体では、６つの突条部１３が設けられている。
ベース部１２における突条部１３，１４の配置部分よりも幅方向の外側の部分は、ヒレ部１５を構成している。ベース部１２の幅方向の両外側部分に、一対のヒレ部１５が形成されている。
【００１５】
図５（ｂ）に示すように、ウォーターバリア本体１１のベース部１２の裏面（トンネル外周側を向く面）には、仮止め部材２０と、電磁誘導シール部材３０とが設けられている。仮止め部材２０は、ウォーターバリア１０の長手方向に沿って延びる帯状に形成されており、ベース部２１の裏面の幅方向の中央部に配置されている。
なお、図５（ｃ）に示すように、仮止め部材は、帯状に限らず、例えば円形（ないしはスポット状）であってもよい。複数の円形の仮止め部材２０Ｂが、ウォーターバリア１０の長手方向に間隔を置いて配置されていてもよい。
【００１６】
図４に示すように、仮止め部材２０は、アルミなどの導電層２１と、ホットメルト層２２，２３と、粘着層２４を含む。導電層２１の両面にホットメルト層２２，２３がそれぞれ積層されている。ベース部１２側のホットメルト層２２が、粘着層２４を介してベース部１２に接着されている。
図４に示すように、導電層２１の裏側のホットメルト層２３が電磁誘導加熱によって防水シート４に溶着されている。これによって、ウォーターバリア１０が、仮止め部材２０を介して、防水シート４に仮止めされている。
【００１７】
図４に示すように、ウォーターバリア本体１１の一対のヒレ部１５におけるトンネル外周側を向く裏面（図４において上面）には、それぞれ電磁誘導シール部材３０が設けられている。図５（ｂ）に示すように、電磁誘導シール部材３０は、ウォーターバリア本体１１よりも幅が小さい細帯状に形成され、ウォーターバリア本体１１の長手縁部に沿って延びている。電磁誘導シール部材３０（後述する三層３１〜３３）の幅は、ヒレ部１５の幅より少し（好ましくは５ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ程度）小さい。
【００１８】
図６に示すように、電磁誘導シール部材３０は、導電層３１と、シール層３２，３３を含む。導電層３１は、アルミニウムなどの金属によって構成されている。導電層３１の厚みは、好ましくは６μｍ〜１００μｍ程度である。
【００１９】
導電層３１の両面にシール層３２，３３がそれぞれ積層されている。トンネル外周側（図６において上側）のシール層３３は、ホットメルトフィルムによって構成され、ホットメルト性を有している。シール層３３の厚みは、好ましくは３０μｍ〜１００μｍ程度である。
ベース部１２側の（図６において下側）のシール層３２は、例えば直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などの熱可塑性樹脂によって構成され、ホットメルト性を有している。シール層３２の厚みは、好ましくは３０μｍ〜２００μｍ程度、より好ましくは１００μｍ程度である。
【００２０】
シール層３２が、粘着層３４を介してベース部１２の裏面（図６において上面）に接着されている。ひいては、電磁誘導シール部材３０がウォーターバリア本体１１と接合されている。
粘着層３４の幅は、導電層３１及びシール層３２，３３の幅より少し（例えば５ｍｍ以上）小さい。粘着層３４の材質は、例えばアクリル系粘着剤である。粘着層３４の厚みは、好ましくは３０μｍ〜１００μｍ程度、より好ましくは５０μｍ程度である。
【００２１】
図３に示すように、電磁誘導シール部材３０のシール層３３が、ウォーターバリア１０の全長にわたって、電磁誘導加熱によって防水シート４に溶着されている。溶着したシール層３３によって、防水シート４と導電層３１との間がシール（止水）されている。また、シール層３２における特に粘着層３４よりはみ出た部分（図６参照）が、電磁誘導加熱によってウォーターバリア本体１１に全長にわたって溶着されている。溶着したシール層３２によって、導電層３１とウォーターバリア本体１１との間がシール（止水）されている。ひいては、電磁誘導シール部材３０によって、ウォーターバリア１０の一対の長手縁部と防水シート４との間がウォーターバリア１０の全長にわたってシール（止水）されている。
【００２２】
＜トンネル構築方法＞
トンネル１の施工方法を、防水施工の特にウォーターバリア１０の設置施工を中心に説明する。
地山２を掘削し、掘削内壁２ａに吹付けコンクリート３ａを打設して一次覆工３を構築する。
一次覆工３の内周面に防水シート４を張設する。
【００２３】
さらに防水シート４の内周面の要所（例えば二次覆工コンクリート５ａの打継目となる箇所など）には、ウォーターバリア１０を設置する。
詳しくは、ウォーターバリア１０を防水シート４の内周面に沿ってトンネル周方向へ張り渡す。仮止め部材２０を防水シート４に電磁溶着することによって、ウォーターバリア１０の幅方向中央部を防水シート４に仮止めする。前記電磁溶着には一般的な公知の電磁誘導ヘッドを用いることができる。
なお、仮止め部材２０の仮止め溶着手段として、後記の電磁誘導ヘッド４０を用いてもよい。
【００２４】
前記仮止め後、ウォーターバリア１０の一対の長手縁部を防水シート４に接合する。
＜電磁誘導ヘッド４０＞
ここで、図７に示すように、電磁誘導ヘッド４０を用意する。電磁誘導ヘッド４０は、ヘッド本体４１と、走行体４２を備えている。ヘッド本体４１は、例えば前後に長い直方体のボックス状になっている。なお、ヘッド本体４１の形状はボックス状に限られず、適宜改変でき、例えば円盤形状であってもよい。ヘッド本体４１の上面部には、取っ手４１ｂが設けられている。
【００２５】
ヘッド本体４１の底部に走行体４２が設けられている。これによって、電磁誘導ヘッド４０が自走可能になっている。走行体４２は、円形のホイールによって構成されている。走行体４２は、ヘッド本体４１の走行方向の前後における左右両側に設けられている。なお、走行体４２が、ヘッド本体４１の走行方向の前部の左右両側だけに設けられ、後部には設けられていなくてもよい。走行体４２は、ホイールに代えて、クローラであってもよい。
【００２６】
図８に示すように、ヘッド本体４１には、電源回路４３と、電磁誘導回路４６と、コントローラ４４（制御部）と、操作パネル４５と、モータ駆動回路４７と、モータ４８が搭載されている。
電源回路４３は、外部電源からの供給電力を電磁誘導ヘッド４０の各電力駆動素子用の電力に変換する。前記外部電源に代えて、ヘッド本体４１に内部電源（バッテリ）が内蔵されていてもよい。
電磁誘導回路４６は、電磁誘導エネルギー（誘導磁束）の出力コイル４６ａを含む。
【００２７】
詳細な図示は省略するが、操作パネル４５には、例えば電磁誘導エネルギー出力の入切部、電磁誘導エネルギー出力量の設定部、走行の開始・停止操作部、走行速度の設定部などが設けられている。作業者Ａは、操作パネル４５を操作することによって、電磁誘導エネルギー出力を入切（オン・オフ）したり、電磁誘導エネルギー出力を増減させたり、走行開始や走行停止を行ったり、走行速度を変更したりできる。該操作パネル４５の操作情報がコントローラ４４に入力される。
【００２８】
コントローラ４４は、前記操作情報などに基づいて、電磁誘導エネルギーの出力や走行速度などの制御を行う。
モータ駆動回路４７はモータ４８を駆動する。
モータ４８が走行体４２にトルク伝達可能に接続されている。
【００２９】
コントローラ４４と操作パネル４５とモータ駆動回路４７とモータ４８によって、電磁誘導ヘッド４０の走行速度を調節する速度調節部４９が構成されている。
なお、コントローラ４４ひいては速度調節部４９が、電磁誘導エネルギー出力等からシール層３３を溶着可能な走行速度を算出して、走行速度を自動設定するようになっていてもよい。特定の管理者以外の者が任意に電磁誘導エネルギー出力を増減させたり走行速度を変更したりすることは出来ないようにしてもよい。
【００３０】
＜ウォーターバリア１０のシール＞
図９及び図１０に示すように、前記電磁誘導ヘッド４０をウォーターバリア１０のヒレ部１５（長手縁部）に宛がい、電磁誘導回路４６及びモータ４８を作動させる。電磁誘導回路４６の作動によって、コイル４６ａから電磁誘導エネルギーが出力される。該電磁誘導エネルギーによって電磁誘導シール部材３０の導電層３１が電磁誘導加熱され、その熱でシール層３２，３３が溶融されてウォーターバリア本体１１及び防水シート４に溶着される。併行して、モータ４８の作動によって走行体４２が回転駆動されることで、図１０の白抜き矢印に示すように、電磁誘導ヘッド４０がウォーターバリア１０の長手縁部に沿って所定の速度で自動走行（移動）される。
【００３１】
これによって、電磁誘導シール部材３０に対して単位長さあたり一定量の電磁誘導エネルギーが供給される。この結果、電磁誘導シール部材３０の長手方向のどの位置においても、シール層３２，３３が均一に加熱溶融されてウォーターバリア本体１１及び防水シート４に溶着される。
言い換えると、シール層３２，３３の各部分が十分に溶着されるように、電磁誘導ヘッド４０の走行速度（移動速度）及び電磁誘導エネルギー出力が設定されている。
これによって、ウォーターバリア１０の長手側縁と防水シート４との間をしっかりとシールすることができ、場所によってシールが不十分であったり、作業者によってシール状態がばらついたりするのを防止できる。この結果、施工品質のばらつきを防止または抑制できる。
ウォーターバリア１０の両側の長手側縁を同様の方法で防水シート４に溶着してシールする。
【００３２】
図９に示すように、前記の溶着シール作業中、例えば作業者Ａが取っ手４１ｂを把持する等して、電磁誘導ヘッド４０を人力で支持する。
作業者Ａは、電磁誘導ヘッド４０が重力で落下しないように手を添えるか、持っているだけでよい。ウォーターバリア１０の長手縁部に沿う移動は、電磁誘導ヘッド４０の自走に任せる。作業者Ａが電磁誘導ヘッド４０を推進方向の前方に押したりブレーキを掛けたりしないことが好ましい。
電磁誘導ヘッド４０自体は高熱になることが無く、かつ導電層が存在しない箇所では電磁誘導加熱が起きないから、たとえ手元が狂ったとしても、周りの防水シート４が熱損傷を来すおそれが無い。
【００３３】
電磁誘導ヘッド４０をヒレ部１５の直近の突条部１３に当てることによって、前記直近の突条部１３をガイドとして、電磁誘導ヘッド４０を走行させてもよい。電磁誘導ヘッド４０に、前記直近の突条部１３とスライド可能に係合されるスライド係合部（図示省略）を設けてもよい。
図１１に示すように、トンネル内にウォーターバリア１０に沿うガイドレール６を架設し、該ガイドレール６に沿って電磁誘導ヘッド４０が自走されるようにしてもよい。
【００３４】
図１に示すように、前記ウォーターバリア１０の溶着後、二次覆工コンクリート５ａを打設して、二次覆工５を構築する。これによって、ウォータータイト型のトンネル１が構築される。
ウォーターバリア１０と防水シート４との間を確実にシールしておくことによって、湧水が二次覆工５側へ漏れるのを確実に防止できる。
【００３５】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、電磁誘導シール部材３０のシール層としては、少なくとも、防水シート４と溶着されて導電層３１と防水シート４との間をシールするトンネル外周側のシール層３３があればよい。導電層３１とウォーターバリア本体１１との間は、電磁誘導加熱溶着方式とは異なるシール手段及び接合手段によって液密に接合されていてもよい。
【００３６】
ウォーターバリアの断面形状は、前記実施形態（図４）のものに限らない。図１２及び図１３（ａ）に示すように、幅狭のウォーターバリア１０Ｃを用いてもよい。ウォーターバリア１０Ｃには、幅方向の中央部と両側部とに３つの大突条部１３が配置されている。隣接する大突条部１３どうし間に小突条部１４が配置されている。小突条部１４は、両側部の大突条部１３に片寄って配置されている。
図１３（ｂ）に示すように、小幅のウォーターバリア１０Ｃにおいては、仮止め部材２０は不要である。
前記実施形態（図４）の幅広のウォーターバリア１０と、図１２及び図１３の幅狭のウォーターバリア１０Ｃとを、トンネル内の設置場所や設置方向（トンネル周方向かトンネル軸方向か）に応じて使い分けてもよい。
電磁誘導ヘッド４０の移動速度や出力が、気温などの環境条件に応じて変更されるようになっていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、例えば山岳トンネルにおけるウォータータイト工法による防水施工に適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１          トンネル
２          地山
２ａ        掘削内壁
３          一次覆工
４          防水シート
５          二次覆工
１０，１０Ｂ  ウォーターバリア
１１        ウォーターバリア本体
１５        ヒレ部（長手縁部）
３０        電磁誘導シール部材
３１        導電層
３２        ウォーターバリア本体側のシール層
３３        トンネル外周側のシール層
３４        粘着層
４０        電磁誘導ヘッド
４１        ヘッド本体
４２        走行体
４３        電源回路
４４        コントローラ（制御部）
４５        操作パネル
４６        電磁誘導回路
４６ａ      コイル
４７        モータ駆動回路
４８        モータ
４９        速度調節部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020045740.tif 000011
【図１０】
2020045740.tif 000012
【図１１】
2020045740.tif 000013
【図１２】
2020045740.tif 000014
【図１３】
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