(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に形成される裏込め層であって、
透水性裏込め材の注入によって周方向における或る部分に形成され、水の通り路を層内部に有する透水部分と、
非透水性裏込め材の注入によって周方向における他の部分に形成され、前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分とを有し、
前記透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化するアルカリ性の硬化材と、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料と、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤とを含み、
前記非透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材と、膨張剤とを含むことを特徴とする裏込め層。
【請求項２】
地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に形成される裏込め層であって、
透水性裏込め材の注入によって周方向における或る部分に形成され、水の通り路を層内部に有する透水部分と、
非透水性裏込め材の注入によって周方向における他の部分に形成され、前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分とを有し、
前記非透水性裏込め材は、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤と、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材とを含み、
前記透水性裏込め材は、前記非透水性裏込め材に、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料を含有させたものであることを特徴とする裏込め層。
【請求項３】
前記非透水部分は、前記覆工体の外表面における、前記透水部分よりも上側の部分に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の裏込め層。
【請求項４】
地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に、前記覆工体に設けられた注入口を通じて流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に裏込め層を形成する裏込め層の形成方法であって、
透水性裏込め材と非透水性裏込め材の一方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第１注入作業を行った後、
前記透水性裏込め材と前記非透水性裏込め材の他方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第２注入作業を行なうことで、
水の通り路を層内部に有する透水部分と前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分の一方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の下端を含んだ或る部分に形成し、
前記透水部分と前記非透水部分の他方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の上端を含んだ残りの部分に形成し、
前記透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化するアルカリ性の硬化材と、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料と、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤とを含み、
前記非透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材と、膨張剤とを含むことを特徴とする裏込め層の形成方法。
【請求項５】
地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に、前記覆工体に設けられた注入口を通じて流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に裏込め層を形成する裏込め層の形成方法であって、
透水性裏込め材と非透水性裏込め材の一方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第１注入作業を行った後、
前記透水性裏込め材と前記非透水性裏込め材の他方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第２注入作業を行なうことで、
水の通り路を層内部に有する透水部分と前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分の一方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の下端を含んだ或る部分に形成し、
前記透水部分と前記非透水部分の他方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の上端を含んだ残りの部分に形成し、
前記非透水性裏込め材は、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤と、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材とを含み、
前記透水性裏込め材は、前記非透水性裏込め材に、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料を含有させたものであることを特徴とする裏込め層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一部に透水性を有する裏込め層、及び、その形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前から、覆工体の外周に水流の迂回路を形成するために、セグメントと地盤との間に、硬化後に透水性を発現する裏込め材を充填する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、アルカリ性の硬化材と、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料と、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤とが混合された裏込め材が記載されている。この裏込め材を、地盤と覆工体の隙間に充填して硬化させると、透水性を有する裏込め層が覆工体の全周に亘って形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５７８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
覆工体の全周に亘って透水性を有する裏込め層は、透水性を有さない裏込め層よりも、形成のために必要な製作工程が多く、また高価な材料を使用する必要もある。このため、コスト高になってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、透水性を有する裏込め層を容易に形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に形成される裏込め層であって、透水性裏込め材の注入によって周方向における或る部分に形成され、水の通り路を層内部に有する透水部分と、非透水性裏込め材の注入によって周方向における他の部分に形成され、前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分とを有し、
前記透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化するアルカリ性の硬化材と、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料と、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤とを含み、前記非透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材と、膨張剤とを含むことを特徴とすることを特徴とする。
【０００７】
この裏込め層によれば、裏込め層における必要な箇所が透水部分として構成されるので、全体に透水性を備えた裏込め層を形成するよりも、製作工程の合理化が図れる。
また、透水性裏込め材について、硬化材がアルカリ性であることを利用して、吸水性材料を脱水させ、かつ、ガスを発生させているので、特別な処理を必要としない。このため、工程を容易化できる。
【０００８】
また、本発明は、地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に形成される裏込め層であって、透水性裏込め材の注入によって周方向における或る部分に形成され、水の通り路を層内部に有する透水部分と、非透水性裏込め材の注入によって周方向における他の部分に形成され、前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分とを有し、前記非透水性裏込め材は、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤と、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材とを含み、前記透水性裏込め材は、前記非透水性裏込め材に、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料を含有させたものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記非透水部分が、前記覆工体の外表面における、前記透水部分よりも上側の部分に形成されている場合には、非透水部分が透水部分よりも上側に形成されているので、地盤内を流下する地下水に対してトンネルの止水性を高めることができる。
【００１４】
また、本発明は、地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に、前記覆工体に設けられた注入口を通じて流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に裏込め層を形成する裏込め層の形成方法であって、透水性裏込め材と非透水性裏込め材の一方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第１注入作業を行った後、前記透水性裏込め材と前記非透水性裏込め材の他方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第２注入作業を行なうことで、水の通り路を層内部に有する透水部分と前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分の一方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の下端を含んだ或る部分に形成し、前記透水部分と前記非透水部分の他方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の上端を含んだ残りの部分に形成し、前記透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化するアルカリ性の硬化材と、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料と、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤とを含み、前記非透水性裏込め材は、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材と、膨張剤とを含むことを特徴とする。
また、本発明は、地盤内に構築された覆工体と前記地盤との隙間に、前記覆工体に設けられた注入口を通じて流動状態の裏込め材を注入して硬化させることで、前記覆工体の外周面を覆う状態に裏込め層を形成する裏込め層の形成方法であって、透水性裏込め材と非透水性裏込め材の一方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第１注入作業を行った後、前記透水性裏込め材と前記非透水性裏込め材の他方を、前記注入口を通じて前記覆工体と前記地盤との隙間に注入する第２注入作業を行なうことで、水の通り路を層内部に有する透水部分と前記水の通り路を層内部に有さない非透水部分の一方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の下端を含んだ或る部分に形成し、前記透水部分と前記非透水部分の他方を、前記覆工体と前記地盤との隙間における周方向の上端を含んだ残りの部分に形成し、前記非透水性裏込め材は、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤と、流動状態から時間の経過とともに硬化する硬化材とを含み、前記透水性裏込め材は、前記非透水性裏込め材に、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料を含有させたものであることを特徴とする。
【００１５】
この形成方法では、注入口が第１注入作業と第２注入作業で共用されているため、注入口の数を抑えることができ、覆工体の構成を簡素化できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、透水性を有する裏込め層を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】透水部分と非透水部分を有する裏込め層を説明する断面図である。
【図２】シールドマシンの構成を説明する断面図である。
【図３】（ａ）は裏込め材製造部を説明する図である。（ｂ）は裏込め材製造部で用いられるＡ材、Ｂ材、Ｃ材の配合を説明する図である。
【図４】透水性裏込め材の注入工程を説明する図である。
【図５】非透水性裏込め材の注入工程を説明する図である。
【図６】裏込め材の注入が完了した状態を説明する図である。
【図７】透水部分を非透水部分よりも上側に設けた実施形態を説明する図である。
【図８】シールドトンネルの長手方向における一部に透水部分と非透水部分を有する裏込め層を形成した実施形態を説明する図である。
【図９】透水部分と非透水部分を有する裏込め層と非透水部分のみを有する裏込め層とを、シールドリング毎に交互に形成した実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すシールドトンネル１は、覆工体２と、この覆工体２と地盤Ｇとの隙間であるテールボイド３に形成される裏込め層４とを備えている。裏込め層４は、覆工体２の外周面の全体を覆う状態に形成されており、水の通り路を層内部に有する透水部分５と、水の通り路を層内部に有さない非透水部分６とを有している。
【００１９】
この実施形態では、裏込め層４における周方向の一部分を透水部分５とし、残りの部分を非透水部分６としている。すなわち、透水部分５よりも上方に非透水部分６が形成されている。具体的には、時計の文字盤における２時と１０時の位置で透水部分５と非透水部分６とが分けられており、覆工体２の外周下端（６時の位置）を通る下側の部分に透水部分５が形成され、外周上端（１２時の位置）を通る上側の部分に非透水部分６が形成されている。
【００２０】
このシールドトンネル１は、地盤Ｇにおける透水層Ｇａの深さに埋設されているが、裏込め層４が透水部分５を有していることにより、図中矢印で示すように、シールドトンネル１よりも上流側の地下水は、透水部分５に沿って反時計回りに流れ、シールドトンネル１の下面側を通って下流側に流入する。このため、構築されたシールドトンネル１によって地下水の流れが堰き止められることはない。
【００２１】
このシールドトンネル１では、裏込め層４の周方向における必要な箇所が透水部分５として構成されているので、全体に透水性を備えた従来の裏込め層を形成するよりも、製作工程の合理化が図れる。また、この裏込め層４では、覆工体２の上側部分に透水部分５よりも強度が大きい非透水部分６が形成されているので、従来の透水性裏込め層に比べ、鉛直方向の土圧に対する耐力を高めることができる。さらに、シールドトンネル１の上方から地盤Ｇの中を浸透してきた地下水（雨水等）に対してトンネルの止水性を高めることができる。このように、非透水部分６を遮水層として機能させることもできる。
【００２２】
次に、本実施形態の裏込め層４の形成について説明する。まず、図２を参照して、シールドマシン１０について説明する。例示したシールドマシン１０は、フード部１１と、ガーダ部１２と、テール部１３とを有する。フード部１１は、地中を掘削するためのカッター１４が回転可能な状態で取り付けられる部分である。ガーダ部１２は、カッター１４の駆動装置１５、カッター１４により掘削された土砂を排出するための排土機構（図示せず）、及びシールドマシン１０を前進させるための複数のシールドジャッキ１６が内部空間に取り付けられた部分である。テール部１３はフード部１１と連結された筒状部分であり、内部にはセグメントＳＧを組み立てるためのエレクター１７が設置されている。そして、テール部１３よりも後方（図２における左側）には裏込め材製造部２０が設けられている。
【００２３】
裏込め材製造部２０は裏込め材を製造するものであり、本実施形態では図３（ａ）に示すように、Ａ材製造部２１、Ｂ材製造部２２、及び、Ｃ材製造部２３を有している。Ａ材製造部２１は、Ａ材を製造する部分であり、Ａ材アジテータ２１ａとＡ材ポンプ２１ｂとを有している。そして、Ａ材アジテータ２１ａで混合されたＡ材をＡ材ポンプ２１ｂにより、配管を通じて送出する。同様に、Ｂ材製造部２２は、Ｂ材を製造する部分であり、Ｂ材タンク２２ａとＢ材ポンプ２２ｂとを有しており、Ｃ材製造部２３は、Ｃ材を製造する製造する部分であり、Ｃ材アジテータ２３ａとＣ材ポンプ２３ｂとを有している。なお、Ａ材製造部２１は、坑外に設置してもよい。
【００２４】
Ａ材、Ｂ材、及び、Ｃ材はそれぞれ、裏込め材を構成する材料である。図３（ｂ）に示すように、Ａ材はスラグセメント系モルタルと膨張剤とが混合されたものであり、Ｂ材は凝結材が含有されたものであり、Ｃ材は吸水性材料が含有されたものである。そして、Ａ材に含まれるスラグセメント系モルタルとＢ材に含まれる凝結材とが硬化材として機能する。
【００２５】
Ａ材は、主材、助材、膨張剤、及び、安定剤を含有している。そして、膨張剤を除く主材、助材、及び、安定剤がスラグセメント系モルタルを構成する。本実施形態では、スラグセメント系モルタルとして、太平洋シールドメカニクス株式会社の製品を用いた。具体的には、主材としてエスハイトを用い、助材として助材−Ｓを用い、安定剤としてＳＰ−Ｒを用いた。
【００２６】
膨張剤は反応によって膨張する性質を有する。このような膨張剤として、アルカリ性の環境で吸水性を有するアクリル酸供重合体塩やマレイン酸供重合体塩を用いることができる。本実施形態では、太平洋シールドメカニクス株式会社が販売しているＦフォーマー（セルテック株式会社製）を用いた。このＦフォーマーは、アルカリ性の環境で反応して水素ガスを発生し、それに伴って膨張する性質を有する。
【００２７】
Ａ材製造部２１では、主材、助材、膨張剤、安定剤、及び、水道水をＡ材アジテータ２１ａに投入して混合することでＡ材を製造し、Ａ材ポンプ２１ｂによって送出する。このようなＡ材は、アルカリ成分（水酸化カルシウムや生石灰等）を主材に含有していることからアルカリ性を示す。
【００２８】
Ｂ材に含まれる凝結材は、Ａ材に含まれるスラグセメント系モルタルを短時間で硬化させるものであり、例えば特殊水ガラスが用いられる。本実施形態では、凝結材として、太平洋シールドメカニクス株式会社製のＳＰ−７０を用いた。そして、Ｂ材製造部２２では、Ｂ材タンク２２ａに貯留された特殊水ガラスをＢ材ポンプ２２ｂによって送出する。
【００２９】
Ｃ材に含まれる吸水性材料は、高い水分保持性能を有するとともに、反応によって保持した水を放出して収縮する性質を有する。このような吸水性材料として、ポリアクリル酸塩架橋体重合物からなる吸水性ポリマーを用いることができる。この吸水性ポリマーでは、自重の数十倍から数百倍の水を吸収して保持できる一方、アルカリ性の環境では保持していた水分を放出して収縮する。そして、Ｃ材製造部２３では、吸水性ポリマーと水道水とをＣ材アジテータ２３ａに投入し、混合することでＣ材を製造し、Ｃ材ポンプ２３ｂによって送出する。
【００３０】
これらのＡ材、Ｂ材、及び、Ｃ材は、テールボイド３に注入される直前に混合される。図３（ｂ）に示すように、この裏込め材製造部２０では、第１ラインミキサー２４と第２ラインミキサー２５とが直列に設けられており、第１ラインミキサー２４によってＡ材とＣ材とが混合され、第２ラインミキサー２５によってＡ材とＣ材の混合物にＢ材がさらに混合されて、裏込め材が製造される。
【００３１】
ここで、本実施形態では、Ａ材、Ｂ材、及び、Ｃ材の全てを混合することで、透水部分５を形成するための透水性裏込め材を製造し、Ａ材とＢ材とを混合することで非透水部分６を形成するための非透水性裏込め材を製造している。
【００３２】
すなわち、Ａ材からＣ材の全てを混合すると、硬化材（Ａ材のスラグセメント系モルタル＋Ｂ材の凝結材）が、吸水状態の吸水性材料（Ｃ材の吸水性ポリマー）を抱き込んだまま硬化する一方、吸水性材料がアルカリ成分によって水を放出して収縮し、硬化材内に空隙が形成される。さらに、膨張剤（Ａ材）がアルカリ成分によって水素ガスを発生して空隙を押し広げ、空隙同士を連通するひび割れが形成される。これらの空隙同士とひび割れとで水の通り路が形成され、透水性を有する透水部分５となる。
【００３３】
一方、Ａ材とＢ材のみを混合すると、膨張剤が水素ガスを発生するが、吸水性材料が存在しないので、この水素ガスによって硬化材が押圧され、硬化材の内部はより充填性が高まる。これにより、水の通り路は形成されず、透水性を有さない非透水部分６となる。
【００３４】
従って、透水性裏込め材を製造する際には、Ａ材ポンプ２１ｂとＢ材ポンプ２２ｂとＣ材ポンプ２３ｂを動作させる。一方、非透水性裏込め材を製造する際には、Ｃ材ポンプ２３ｂを停止させてＡ材ポンプ２１ｂとＢ材ポンプ２２ｂを動作させる。このように構成すると、Ｃ材ポンプ２３ｂを選択的に動作させることにより、透水性裏込め材の製造と非透水性裏込め材の製造とを容易に切り換えることができる。
【００３５】
図２に示すように、裏込め材製造部２０で製造された裏込め材（透水性裏込め材，非透水性裏込め材）は、注入用ホース２６を通じて送出されてテールボイド３に注入される。すなわち、注入用ホース２６の先端を既設のセグメントＳＧに設けられた注入口２ａに装着し、裏込め材製造部２０から裏込め材を送出する。これにより、裏込め材は、注入口２ａを通ってテールボイド３に注入される。
【００３６】
本実施形態では、テールボイド３に注入される直前に各材料（Ａ材〜Ｃ材）を混合しているので、硬化材が硬化する時期と、吸水性材料を収縮させる時期と、膨張剤がガスを発生させる時期とを調和させることができる。すなわち、硬化材がある程度硬化した状態で吸水性材料を収縮させることができるので、硬化材の内部に吸水性材料の収縮に伴う空隙を形成することができる。また、空隙が形成された状態で膨張剤による水素ガスを発生させることができるので、硬化材中にひび割れを形成でき、このひび割れによって空隙同士を連通させることができる。
【００３７】
次に、裏込め層４の形成手順について説明する。図４に示すように、複数のセグメントＳＧを接合してリング状の部分（便宜上、セグメントリングＳＬという）を構築したならば、このセグメントリングＳＬの外表面と地盤Ｇとの隙間であるテールボイド３に透水性裏込め材Ｕ１を注入する。この場合、２時と１０時の位置に設けられた２つの注入口２ａに注入用ホース２６を取り付け、注入用ホース２６の途中に設けられたバルブ２６ａを開く。そして、Ａ材ポンプ２１ｂ、Ｂ材ポンプ２２ｂ、及び、Ｃ材ポンプ２３ｂを動作させることで、Ａ材とＢ材とＣ材とが混合された透水性裏込め材Ｕ１を製造し、テールボイド３に注入する（第１注入作業）。
【００３８】
供給量と供給圧力とをモニターしつつ透水性裏込め材Ｕ１の注入を継続し、必要量の透水性裏込め材Ｕ１が注入されたならば（例えばテールボイド３における各注入口２ａよりも下の範囲が透水性裏込め材Ｕ１で満たされたならば）、非透水性裏込め材Ｕ２の注入を開始する（第２注入作業）。前述したように、本実施形態の裏込め材製造部２０では、Ｃ材の供給を停止することによって非透水性裏込め材Ｕ２を製造する。これにより、図５に示すように、テールボイド３における各注入口２ａよりも上の部分に非透水性裏込め材Ｕ２が注入される。
【００３９】
図６に示すように、テールボイド３の頂部まで非透水性裏込め材Ｕ２で満たされたならば、非透水性裏込め材Ｕ２の注入を停止する。すなわち、Ａ材ポンプ２１ｂとＢ材ポンプ２２ｂを停止させ、注入用ホース２６のバルブ２６ａを閉じる。
【００４０】
テールボイド３に注入された透水性裏込め材Ｕ１と非透水性裏込め材Ｕ２は、時間の経過に伴って硬化し、それぞれ透水部分５と非透水部分６とになる。
【００４１】
まず、透水部分５について説明すると、最初に透水性裏込め材Ｕ１が含有する硬化材、すなわちＡ材中のスラグセメント系モルタルとＢ材中の凝結材とが反応し、Ｃ材に含まれる吸水性ポリマーを抱き込んだ状態で硬化する。その後、Ａ材中のアルカリ成分によって、Ｃ材中の吸水性ポリマーが水を放出して収縮し、硬化材の内部に空隙が形成される。また、Ａ材中の膨張剤が、Ａ材中のアルカリ成分によって反応し、水素ガスを発生する。この水素ガスは、吸水性ポリマーの収縮で形成された各空隙を押し広げるように作用し、空隙同士の間にひび割れを生じさせる。このひび割れと、ひび割れによって連通された各空隙とが水の通り路を形成し、透水部分５では透水性が発現される。
【００４２】
次に、非透水部分６について説明する。非透水性裏込め材Ｕ２でも、硬化材（Ａ材中のスラグセメント系モルタル及びＢ材中の凝結材）が反応して硬化する。ここで、非透水性裏込め材Ｕ２にはＣ材（吸水性材料）が混合されていないため、硬化材内において空隙は形成されない。このため、Ａ材中の膨張剤が反応して水素ガスを発生しても、非透水性部分６には水の通り路は形成されない。その結果、非透水部分６は透水性を有さない。
【００４３】
このようにして、或るセグメントリングＳＬに対応するテールボイド３に裏込め材Ｕ１，Ｕ２を注入する。セグメントリングＳＬ毎に裏込め材Ｕ１，Ｕ２を注入するので、先に形成された裏込め層４に打ち継がれて連続性が保たれる。従って、覆工体２における外周面の全体に亘って裏込め層４を確実に形成できる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、注入口２ａから透水性裏込め材Ｕ１を注入した後、同じ注入口２ａから非透水性裏込め材Ｕ２を注入することで、透水部分５と非透水性部分６とを形成している。このように注入口２ａが共用されているので、注入口２ａの数を抑えることができ、セグメントリングＳＬ（覆工体２）の構成を簡素化することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、硬化材がアルカリ性であることを利用して、吸水性材料を収縮（脱水）させ、かつ、水素ガスを発生させているので、裏込め層４における透水部分５を形成するに際し、透水性裏込め材Ｕ１を注入するだけで足り、加熱や材料の追添加などの特別な処理を必要としない。このため、透水性を有する裏込め層４を容易に形成することができる。そして、空隙同士を連通させて透水性を付与するので、水の通り路を確実に形成できる。
【００４６】
また、透水部分５（透水性裏込め材Ｕ１）に含まれる膨張剤が水素ガスを発生する場合に、非透水部分６（非透水性裏込め材Ｕ２）も硬化が進んでいる。このため、非透水部分６が、透水部分５を上方から抑え込んで水素ガスの逃げ道を塞ぐ。これにより、水素ガスが空隙を押し広げるように作用し易くなり、空隙同士の間に生じるひび割れの数を増やすことができる。前述したように、このひび割れは水の通り路となるので、透水部分５の透水性を高めることができる。
【００４７】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。
【００４８】
前述した裏込め層４は、覆工体２の上部に非透水部分６を形成し、非透水部分６よりも下側に透水部分５を形成したが、この構成に限定されない。例えば、図７に示すように、覆工体２の上部に透水部分５を形成し、透水部分５よりも下側に非透水部分６を形成してもよい。この構成は、非透水層に挟まれた透水層Ｇａが、シールドトンネル１の頂部に存在する場合に有利である。なお、覆工体２の外周部分におけるどの範囲に透水部分５と非透水部分６を形成するかについては、任意に定めることができる。
【００４９】
また、図８に示すように、シールドトンネル１の長手方向における一部に、透水部分５と非透水部分６を有する部分透水性の裏込め層４を形成し、他の部分には非透水性の裏込め層４´を形成するようにしてもよい。この形態は、例えば地盤内の透水層Ｇａを横断するようにシールドトンネル１を構築した場合において好適に用いられる。さらに、図９に示すように、部分透水性の裏込め層４と非透水性の裏込め層４´とを交互に形成してもよい。
【００５０】
また、前述の実施形態では、アルカリ性の硬化材と、アルカリ性の環境で脱水して収縮する吸水性材料と、アルカリ性の環境で反応してガスを発生する膨張剤とを含む透水性裏込め材を例示したが、他の種類の透水性裏込め材を用いてもよい。例えば、生分解されるセルロース系増粘材を有する透水性裏込め材を用いてもよい。また、コンクリートの基材に、ゼラチンやニカワなどのコラーゲンからなる水溶性もしくは熱溶解性を有する溶解性繊維を水で膨潤させたものを加えたものを、透水性裏込め材として用いてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…シールドトンネル，２…覆工体，２ａ…裏込め材の注入口，３…テールボイド，４…部分透水性の裏込め層，４´…非透水性の裏込め層，５…透水部分，６…非透水部分，１０…シールドマシン，１１…フード部，１２…ガーダ部，１３…テール部，１４…カッター，１５…カッターの駆動装置，１６…シールドジャッキ，１７…エレクター，２０…裏込め材製造部，２１…Ａ材製造部，２１ａ…Ａ材アジテータ，２１ｂ…Ａ材ポンプ，２２…Ｂ材製造部，２２ａ…Ｂ材タンク，２２ｂ…Ｂ材ポンプ，２３…Ｃ材製造部，２３ａ…Ｃ材アジテータ，２３ｂ…Ｃ材ポンプ，２４…第１ラインミキサー，２５…第２ラインミキサー，２６…注入用ホース，２６ａ…バルブ，Ｇ…地盤，Ｇａ…透水層，ＳＧ…セグメント，ＳＬ…セグメントリング，Ｕ１…透水性裏込め材，Ｕ２…非透水性裏込め材
【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】
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