(57)【要約】【課題】トンネル等の施工に用いる防水シートに生じた貫通部位を簡便に、作業性良く、安定した品質に止水でき、かつ貫通部材が一次覆工コンクリートに埋め込まれた計測ピンや測定器具に接続しているケーブルであっても適用可能な止水構造及び止水方法を提供する。【解決手段】地山応力計測ケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材が不透水性シートを貫通する部位における湧水を止水する止水構造であって、少なくとも不透水性シートに融着可能な樹脂からなる樹脂塊が上記貫通部位の周縁の不透水性シートに液密に融着されると共に、上記貫通部材の根元近傍の外周面が上記樹脂塊で液密に覆われることを特徴とする止水構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山応力計測ケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材が不透水性シートを貫通する部位における湧水を止水する止水構造であって、少なくとも不透水性シートに融着可能な樹脂からなる樹脂塊が上記貫通部位の周縁の不透水性シートに液密に融着されると共に、上記貫通部材の根元近傍の外周面が上記樹脂塊で液密に覆われることを特徴とする止水構造。
【請求項２】
上記樹脂塊が、上記貫通部材の外周面にも融着される請求項１記載の止水構造。
【請求項３】
上記樹脂塊が、ポリオレフィンを主成分とする混合樹脂からなる請求項１又は２記載の止水構造。
【請求項４】
上記樹脂塊が、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む混合樹脂からなる請求項１〜３のいずれか１項記載の止水構造。
【請求項５】
上記樹脂塊が、酢酸ビニル基の含有率が１０〜８０質量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を２０〜８０質量％含む混合樹脂からなる請求項４記載の止水構造。
【請求項６】
上記樹脂塊が、ホットメルト接着剤又はホットメルト接着剤を含む混合樹脂からなる請求項１〜５のいずれか１項記載の止水構造。
【請求項７】
地山応力計測ケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材が不透水性シートを貫通する部位における湧水を止水する止水方法であって、両端に開口を有する筒体に上記貫通部材を挿入し、上記貫通部位の周縁の不透水性シートと上記貫通部材の外周面とを上記筒体で覆い、上記筒体に少なくとも不透水性シートに融着可能な溶融樹脂を充填し、冷却固化して上記貫通部位の周縁の不透水性シートと上記貫通部材の外周面とを冷却固化した樹脂塊で被覆して一体化させることを特徴とする止水方法。
【請求項８】
上記溶融樹脂を充填するに際し、不透水性シートの上記貫通部位と上記貫通部材の隙間を封止する請求項７記載の止水方法。
【請求項９】
上記溶融樹脂を充填するに際し、不透水性シートから遠い側の上記筒体の開口の周縁と上記貫通部材の隙間を封止する請求項８記載の止水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル等の施工時に地山応力計測ケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材が防水シートを貫通して、防水シートの不透水性シートに生じた貫通部位を止水する止水構造及び止水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＮＡＴＭ工法に見られるように、トンネルの一次覆工コンクリートと二次覆工コンクリートとの間に防水シートを介装し、一次覆工コンクリート側からの湧水が二次覆工コンクリート側に漏水するのを防止することが行われている。
一般に、この防水シートは、透水性シートと不透水性シートとからなり、透水性シート側を一次覆工コンクリート側に、不透水性シート側を二次覆工コンクリート側になるよう介装することにより、地山からの湧水を透水性シートによってトンネル外に排出すると共に、不透水性シートによって二次覆工コンクリート側への漏水を防止している。
【０００３】
一方、地山の挙動においては、粘土鉱物が水を吸収して膨張する膨張性地山や土圧によるトンネル内空変異を観測する必要性から、計測ピンや測定器具等の貫通部材を一次覆工コンクリートに埋め込み、それらに接続しているケーブルを防水シートに貫通させて取り出し、経時的に計測を続けることが行われている。
また、二次覆工コンクリート打設時に、構造体を強固にすべく鉄筋を介在させるが、この鉄筋を支えるために吊り鉄筋等の貫通部材を防水シートに貫通させて一次覆工コンクリートに固定することが行われている。
【０００４】
これらの貫通部材を有する防水シートの施工にあたっては、防水シートの貫通部位における不透水性シートとケーブル等の貫通部材との液密な止水が必須となる。
貫通部位における不透水性シートの貫通部材との液密な止水を実現するために、例えば、特開平１０−３０６６９５号公報（特許文献１）には、吊り鉄筋が不透水性シートを貫通した部位において、裏当て板とパッキンで不透水性シートを締付ける鉄筋吊下げ金具が提案されている。しかし、このような物理的手段は、パッキンが劣化しやすいので、安定して長期間使用することができないと言う問題がある。また、一次覆工コンクリートに埋め込まれた計測ピンや測定器具に接続しているケーブルには適用できないと言う問題もある。
【０００５】
また、特開平１１−３０３５９４号公報（特許文献２）には、吊り鉄筋が不透水性シートを貫通した部位において、貫通部位の周縁に合成樹脂製の止水材を有する連結具を宛がって、赤外線を照射して加熱溶融して溶着する方法が提案されている。しかし、このような溶着方法は、止水材の溶融に時間がかかるので、効率よく作業することができないと言う問題がある。また、計測ピンや測定器具に接続しているケーブルには適用できないと言う問題もある。
【０００６】
また、特開２０００−２２０３９５号公報（特許文献３）には、吊り鉄筋が不透水性シートを貫通する部位において、ブチルゴム系の粘着テープなどで貫通部位の周縁に合成樹脂製の止水材を有する連結具を接着する方法が提案されている。しかし、このような方法は、ブチルゴムテープと不透水性シートの熱膨張率の違いから、ブチルテープ側に緩和浮きが発生したり、湧水による濡れで接着不足となったりしやすいので、安定して長期間使用することができないと言う問題がある。また、一次覆工コンクリートに埋め込まれた計測ピンや測定器具に接続しているケーブルには適用できないと言う問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３０６６９５号公報
【特許文献２】特開平１１−３０３５９４号公報
【特許文献３】特開２０００−２２０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、トンネル等の施工に用いる防水シートに生じた貫通部位を簡便に、作業性良く、安定した品質に止水でき、かつ貫通部材が一次覆工コンクリートに埋め込まれた計測ピンや測定器具に接続しているケーブルであっても適用可能な止水構造及び止水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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、鋭意検討を行なった結果、不透水性シートのケーブルや吊り鉄筋による貫通部位を止水するに際し、不透水性シートに溶融した融着可能な樹脂が冷えてできる塊が止水に有効であること、さらに、その様な樹脂塊の形成に際して、溶融した樹脂が冷えて固まり、樹脂塊となるまで形状を保持できる型材を用いることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、地山応力計測ケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材が不透水性シートを貫通する部位における湧水を止水する止水構造であって、少なくとも不透水性シートに融着可能な樹脂からなる樹脂塊が上記貫通部位の周縁の不透水性シートに液密に融着されると共に、上記貫通部材の根元近傍の外周面が上記樹脂塊で液密に覆われることを特徴とする止水構造を提供する。
ここで、上記樹脂塊が上記貫通部材の外周面にも融着されることが好ましい。
また、上記樹脂塊が、ポリオレフィンを主成分とする混合樹脂からなることが好ましい。
また、上記樹脂塊が、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む混合樹脂からなることが好ましい。
また、上記樹脂塊が、酢酸ビニル基の含有率が１０〜８０質量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を２０〜８０質量％含む混合樹脂からなることが好ましい。
また、上記樹脂塊が、ホットメルト接着剤又はホットメルト接着剤を含む混合樹脂からなることが好ましい。
そして、本発明は、地山応力計測ケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材が不透水性シートを貫通する部位における湧水を止水する止水方法であって、両端に開口を有する筒体に上記貫通部材を挿入し、上記貫通部位の周縁の不透水性シートと上記貫通部材の外周面とを上記筒体で覆い、上記筒体に少なくとも不透水性シートに融着可能な溶融樹脂を充填し、冷却固化して上記貫通部位の周縁の不透水性シートと上記貫通部材の外周面とを冷却固化した樹脂塊で被覆して一体化させることを特徴とする止水方法を提供する。
ここで、上記溶融樹脂を充填するに際し、不透水性シートの上記貫通部位と上記貫通部材の隙間を封止することが好ましい。
また、上記溶融樹脂を充填するに際し、不透水性シートから遠い側の上記筒体の開口の周縁と上記貫通部材の隙間を封止することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の止水構造によれば、少なくとも不透水性シートに融着可能な樹脂からなる樹脂塊が貫通部位の周縁の不透水性シートに液密に融着されると共に、貫通部材の根元近傍の外周面が樹脂塊で液密に覆われるので、ケーブルや吊り鉄筋による不透水性シートの貫通部位に、作業性良く、安定した品質に止水でき、かつ貫通部材が一次覆工コンクリートに埋め込まれた計測ピンや測定器具に接続しているケーブルであっても適用可能な止水構造を提供することができる。
ここで、樹脂塊が、貫通部材の外周面にも融着されると、止水効果がより高くなる。
また、樹脂塊が、ポリオレフィンを主成分とする混合樹脂からなると、不透水性シートとの融着が強固になる。
また、樹脂塊が、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含む混合樹脂からなると、種々の材質の不透水性シートとの融着が可能となり、不透水性シートがエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする樹脂からなる場合に、不透水性シートとの融着がより強固になる。
また、樹脂塊が、酢酸ビニル基の含有率が１０〜８０質量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を２０〜８０質量％含む混合樹脂からなると、不透水性シートや貫通部材との融着性や密着性等と、ベタツキを生じず、取り扱い易いペレット状等に成形する成形性とのバランスが良いので好ましい。
また、樹脂塊が、ホットメルト接着剤又はホットメルト接着剤を含む混合樹脂からなると、溶融時の流動性が高く、固化時間も短く、接着性及び融着性にも優れ、不透水性シートや貫通部材に融着に加えて接着させることができる。
そして、本発明の止水方法によれば、筒体に少なくとも不透水性シートに融着可能な溶融樹脂を充填し、冷却固化して上記貫通部位の周縁の不透水性シートと上記貫通部材の外周面とを冷却固化した樹脂塊で被覆して一体化させるので、ケーブルや吊り鉄筋による不透水性シートの貫通部位に、作業性良く、安定した品質に止水でき、かつ一次覆工コンクリートに埋め込まれた計測ピンや測定器具に接続しているケーブルであっても適用可能な止水構造を提供することができる。
ここで、溶融樹脂を充填するに際し、不透水性シートの上記貫通部位と上記貫通部材の隙間を封止すると、溶融樹脂が流出することがない。
また、溶融樹脂を充填するに際し、不透水性シートから遠い側の上記筒体の開口の周縁と上記貫通部材の隙間を封止すると、貫通部材が上や横から突出する場合であっても樹脂塊を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】は、本発明の止水構造の第一の形態例に係るトンネルのインバート部における止水構造の断面図である。
【図２】は、本発明の止水構造の第二の形態例に係るトンネルのアーチ部における止水構造の断面図である。
【発明を実施するための形態及び実施例】
【００１３】
以下、本発明について、図面を参照してより詳細に説明する。
全周を防水シートで止水するウオータータイト工法における防水シートの展張は、トンネルの構造から、トンネル底面にあたるインバート部から防水シートを展張し、その上に補強鉄筋が組み込まれて、二次覆工のコンクリートが打設される。その後、更に土を埋め戻して平坦にし、防水シートの施工用台車を導入してアーチ部の防水シートが展張される。アーチ部における防水シートの展張は、インバート部に展張された防水シートと接合されて全周を止水する。従って、ウオータータイトのトンネルにおいては、インバート部とアーチ部では地山応力計測ケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材の突出する方向が異なる。
【００１４】
まず、本発明の止水構造の第一の形態例であるトンネルのインバート部における止水構造について、図１を参照して説明する。
トンネルのインバート部の止水構造においては、貫通部材６がインバート部から上方に立ち上がるので、不透水性シート１の貫通部位８ａと貫通部材６の隙間に粘着テープ等からなる封止材４を介在させて隙間を封止し、両端に開口を有する筒体からなる型材７に貫通部材６を挿入し貫通させて貫通部位８ａの不透水性シート１上に載置してその中に溶融樹脂を型材７の上部の開口より充填する。そして、そのまま自然冷却し、固化した樹脂塊２により、防水シート５の不透水性シート１と計測ピンや測定器具に接続されたケーブルや吊り鉄筋等の貫通部材６とを一体化させて止水構造とする。
【００１５】
本発明の止水構造の樹脂塊２を構成する樹脂としては、１００〜２００℃程度の温度で溶融可能な熱可塑性樹脂で、防水シート５の不透水性シート１に融着でき、貫通部材６に強固に密着するものが好ましい。
なお、本発明においては、樹脂塊２を構成する樹脂は、不透水性シート１に融着可能である必要があるが、貫通部材６への融着性は、必ずしも必要ではない。貫通部材６と樹脂塊２とが融着していなくても、貫通部材６の外周面の全周が樹脂で覆われているため、溶融した樹脂が冷却固化して樹脂塊２となる際にわずかに収縮して貫通部材６を締付けるので、高い密着力が得られる。また、樹脂塊２を構成する樹脂が市販のホットメルト接着剤を含む場合には、成分中の粘着性付与樹脂により、接着して高い密着力が得られる。
ただし、貫通部材６がケーブルやホースなどで、最外層が合成樹脂である場合は、樹脂塊２を構成する樹脂が融着しやすくなるので、その様な場合は、貫通部材６と樹脂塊２とが融着していることがより好ましい。
【００１６】
エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」と略記する場合がある。）、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、あるいはポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂が、通常、不透水性シート１に用いられる。特にＥＶＡ、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンが多用されることから、樹脂塊２を構成する熱可塑性樹脂としては、これらの樹脂を主成分（含有率５０質量％以上）として、溶融温度を下げたり、溶融時の流動性を高くするため、他の低分子量の化合物や樹脂等を配合した混合樹脂を用いることが好ましい。
【００１７】
ＥＶＡを含む混合樹脂としては、酢酸ビニル基の含有率（以下、「ＶＡ率」という。）が１０〜８０質量％のＥＶＡを２０〜８０質量％含有していることが好ましく、ＶＡ率が１０〜５０質量％のＥＶＡを３０〜７０質量％含有することがより好ましい。
なお、ＥＶＡのＶＡ率は、ＶＡ率が異なるＥＶＡを複数併用したり、ポリエチレンを配合する場合は、それらの混合樹脂を一つのＥＶＡとみなすことができる。
ＶＡ率がこの範囲未満及び／又はＥＶＡの含有率がこの範囲未満であると、不透水性シート１や貫通部材６との融着性や貫通部材６との密着性が不十分となる場合がある。また、耐寒性も低下するので、好ましくない。そして、ＥＶＡがこの範囲を超える場合、及び／又は、ＶＡ率がこの範囲を超える場合は、ベタツキが生じ、取り扱いにくく、ペレット、小片状、棒状あるいは線状に成形することが難しくなることがある。また、耐熱性も低下するので、好ましくない。
【００１８】
その様な混合樹脂の中でも、ワックスや接着性付与樹脂等が配合されているホットメルト接着剤やそれらに他の成分を配合した混合樹脂（以下、これらを纏めて「ホットメルト樹脂」という。）であると、溶融時の流動性が高く、固化時間も短く、接着性及び融着性にも優れ、不透水性シートや貫通部材に融着に加えて接着させることができるので好適である。そして、ＥＶＡ、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン不透水性シート１への融着性に優れること、不透水性シート１としてＥＶＡが最も多用されるので、これらへの融着性が特に優れることから、混合樹脂としては、ＥＶＡを含むホットメルト樹脂がより好適である。
【００１９】
ＥＶＡを含むホットメルト樹脂は、不透水性シート１の材質に合わせ融着性を考慮して適宜の樹脂を配合して調製してもよいが、包装、製本、木工、自動車等の分野に向けて市販されるホットメルト接着剤をそのまま、あるいは他の低分子量の化合物や樹脂等を配合し適宜調整して用いてもよい。その様な市販のホットメルト接着剤は、ワックス、ＥＶＡ、粘着性付与樹脂やポリエチレン等からなるので、本発明に好適である。
本発明で用いる溶融樹脂を型材７に充填するに際しては、別の容器で加熱して溶融させたものを用いてもよいが、グルーガンで溶融しつつ型材７に充填することが好ましい。その様な観点からは、本発明で用いる樹脂塊２を構成する樹脂は、市販の小片状、棒状あるいは線状のホットメルト接着剤であるとより好適である。
【００２０】
本発明で用いる型材７は、両端に開口を有する筒体で樹脂塊２を構成する樹脂が溶融する温度で容易に溶融しない材質であればどんなものでもよく、合成樹脂や金属でもよいが、安価で軽く、耐熱性も高く、加工もしやすく、ホットメルト接着剤と接着もし易い紙や木材が好ましい。特に、紙コップは、価格面からも安価であり、樹脂塊２を構成する熱可塑性樹脂が融着しやすく、予め本発明に用いる型材７として好適な形状に近い形状に成形されているので、底板を切除したり、底板に孔を開けたりするだけで使用することができ、より好適である。また、形状も、円筒や角筒のいずれでもよく、各形態例のように、不透水性シートに接する型材７の開口が不透水性シートから遠い方の型材７の開口より大きくなくてもよく、直筒状の筒体であってもよい。
【００２１】
型材７が例えば紙コップである場合、インバート部における止水構造では、不透水性シートに融着可能な樹脂の樹脂塊２と融着、密着や接着する部分の幅や長さは、不透水性シート1にあっては、型材７の開口の周縁から３ｍｍ以上内側に入る幅であり、その様な幅となるように紙コップの外径が適宜な大きさのものを選択すればよい。一方、貫通部材６にあっては、封止材４から同じく３ｍｍ以上の長さがあればよく、紙コップの高さに関わりなく、溶融樹脂の充填量を変えて、樹脂塊２の大きさを任意に変えても差し支えないが、樹脂塊２と融着、密着や接着する部分は長いほど融着、密着や接着する強度が向上するので、可能な限り長くすることが好ましい。紙コップは、ハサミ、カッター等で切断することで高さを任意に変えることができるため、この点からもより好適といえる。
型材７は、溶融樹脂が冷却固化した後は、除去してもよいし、そのまま残しておいてもよい。
【００２２】
次に、本発明の止水構造の第二の形態例であるトンネルのアーチ部における止水構造について、図２を参照して説明する。
第二の形態例が第一の形態例と異なる点は、止水構造が横向きないし下向きとなることである。以下、止水構造が下向きとなる場合を例として、第一の形態例と同様な点は省略し、異なる点のみ説明する。
【００２３】
第二の形態例においては、止水構造が下向きとなるため、型材７には貫通部材６の断面形状と略同等の孔を開けた底部材を有する筒体を用いる。そして、型材７に貫通部材６を挿入し貫通させた後、不透水性シート１から遠い側の型材７の開口である底部材における貫通部位８ｂを、不透水性シートの貫通部位８ａと同様に、封止材４で隙間を封止する。型材７の孔と貫通部材６の断面形状がほとんど同等で、溶融樹脂が漏れ出すおそれがない場合は、封止材４を省略することもできる。また、封止材４は、液状の接着剤などであってもよい。
型材７には、グルーガンなどの溶融樹脂を充填する治具を挿入するための充填孔１０を設ける。充填孔１０を設ける位置は、特に制限されないが、型材７の上部に設けると、充填治具と充填孔１０とが液密に接続されない場合であっても、充填時に溶融樹脂が充填孔１０から漏れ出しにくいので好ましい。
【００２４】
溶融樹脂の型材７への充填に際しては、グルーガン等の充填治具の先端を充填孔１０に挿入して充填する。充填孔１０の大きさは、充填に使用するグルーガンのノズルの太さに合わせて、ポンチやハサミなどで適宜の大きさの孔を開ければよい。充填孔１０と充填治具の先端は、液密に接続可能であると、充填時に溶融樹脂が充填孔１０から漏れ出しにくいので好ましい。
また、型材７は、充填孔１０から溶融樹脂を充填し、樹脂が冷えて固体になるまで型材７を支えておく必要があるが、粘着テープや接着剤等で不透水性シート１と型材７を固定しておくことで、作業性の低下を防止できる。
【００２５】
そして、型材７には、不透水性シート１に接する型材７の開口端部に排気孔９を設ける。溶融樹脂の充填に伴い、型材７内の空気が排気孔９から追い出されて、溶融樹脂の液面が、不透水性シート１に溶融樹脂が融着可能な高さとなるようにスムーズに溶融樹脂を充填することができる。排気孔９を設ける位置は、特に制限されないが、溶融樹脂の漏れ出しを最小とするために、型材７の開口端縁に切り欠き状に設けることが好ましい。また、溶融樹脂の接近を遅らせるために、充填孔１０に対向する位置に設けることが好ましい。排気孔９の大きさも特に制限されないが、溶融樹脂の充填速度に見合えば、可能な限り小さいことが好ましく、通常は、釘を刺して形成できる程度の孔で十分である。
【００２６】
以上、本発明を好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して差支えない。
例えば、貫通部材６は、樹脂塊２を必ずしも直棒状体で貫通している必要はなく、樹脂塊２の内部でＬ字型に屈折していたり、Ｔ字型に分岐していたりしてもよい。Ｔ字型やＹ字型に分岐している場合は、分岐状態に合わせて、型材の開口を増やせばよい。また、近接した複数の貫通部位を一つの樹脂塊２で止水してもよい。
そして、型材７は、必ずしもコップの様な筒部に孔を有しない筒体である必要はなく、溶融樹脂が大量に漏れ出さない限り、筒部に孔や隙間のある筒体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、トンネル等の施工に用いる防水シートに生じた貫通部位を簡便に、作業性良く、安定した品質に止水でき、かつ貫通部材が一次覆工コンクリートに埋め込まれた計測ピンや測定器具に接続しているケーブルであっても適用可能な止水構造及び止水方法を提供することができるので、特に粘土鉱物が水を吸収して膨張する膨張性や土圧によるトンネル内空異変等の地山の挙動観測を伴う場合のウオータータイトのトンネルの止水分野に有用である。
【符号の説明】
【００２８】
１    不透水性シート
２    熱可塑性樹脂の樹脂塊
３    透水性シート
４    封止材
５    防水シート
６    貫通部材
７    型材（筒体）
８ａ，８ｂ  貫通部位
９    排気孔
１０  充填孔
【図１】
2010222901.tif 000003
【図２】
2010222901.tif 000004