(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル構造体の内側に間隙を介して覆工体を配するとともに、前記間隙に中詰材を充填されるトンネル構造体の覆工構造であって、
前記トンネル構造体の内側底部にトンネル軸方向に延びる排水路が形成され、前記トンネル構造体の内周面において、トンネル円周方向に帯状のドレン部材が張設されるとともに、前記排水路に接続されており、該排水路は帯状プレートにより形成され、該帯状プレートには、上に載る中詰材の荷重に耐える強度を持たせるための支持プレートが固定されていることを特徴とするトンネル構造体の覆工構造。
【請求項２】
前記帯状プレートが、断面ハット型であり両端の鍔部がアンカーボルトで前記トンネル構造体に定着されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル構造体の覆工構造。
【請求項３】
前記ドレン部材の両下端部が前記帯状プレートとトンネル構造体とに挟まれていることを特徴とする請求項１または２に記載のトンネル構造体の覆工構造。
【請求項４】
前記ドレン部材は、帯状の不透水性シートに帯状不織布を積層してなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のトンネル構造体の覆工構造。
【請求項５】
前記ドレン部材は、一側面にその長手方向に沿って少なくとも１条の凹溝を有する不透水性帯状部材とされ、該帯状部材の前記凹溝を前記トンネル構造体内周面に向けて張設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のトンネル構造体の覆工構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル構造体の覆工構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の技術として、セグメント等で構成されたトンネル構造体の内側に間隙を介して覆工体を施し、その間隙に中詰材を充填することにより、その覆工体を確実に固定し、止水性の向上を図るトンネル構造体の覆工構造が知られている。
【０００３】
また、セグメント等で構成されたトンネル構造体の内側に、間隙を介してプラスチック製筒状体等で構成された覆工体による二次覆工を施し、前記間隙にモルタルの中詰材を充填し、前記覆工体を固定し、止水性の向上を図るトンネル構造体の覆工構造も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の覆工では、トンネル構造体を構成するセグメント等の継ぎ目や亀裂等を通って、地山からの水が浸入する。その水は、中詰材の継ぎ目等を通って更に浸入し、覆工体に外水圧をかけ、その外水圧によって覆工体に亀裂が入る等の破損を生じる場合があるという問題があった。
【０００５】
また、覆工体をプラスチック製筒状体による場合では、中詰材の継ぎ目等から浸入した水の外水圧が前記プラスチック製筒状体にかかると、プラスチック筒状体を変形させるという問題があった。更に、そのような外水圧に耐え得るプラスチック製筒状体を製造するにはコストが嵩むという問題があった。
【０００６】
特に、トンネル構造体がセグメントにより構成される場合、セグメントには種々のものがあるが、鋼鉄製セグメントでは継ぎ目部分に隙間が生じやすく、プレキャストコンクリート製のセグメントの場合は打継目に隙間が生じやすく、また長期使用により亀裂が生じ易い。
【０００７】
そこで、本発明は、トンネル構造体の外から浸入してくる水による外水圧を最内部の覆工体の周囲に沿って逃がし、覆工体の破損・変形を防止することのできるトンネル構造体の覆工構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、トンネル構造体の内側に間隙を介して覆工体を配するとともに、前記間隙に中詰材を充填されるトンネル構造体の覆工構造であって、前記トンネル構造体の内側底部にトンネル軸方向に延びる排水路が形成され、前記トンネル構造体の内周面において、トンネル円周方向に帯状のドレン部材が張設されるとともに、前記排水路に接続されていることを特徴とするトンネル構造体の覆工構造により達成される。
【０００９】
前記ドレン部材は、帯状の不透水性シートに帯状不織布を積層してなることが好ましい。
【００１０】
あるいは、前記ドレン部材は、一側面にその長手方向に沿って少なくとも１条の凹溝を有する不透水性帯状部材とされ、該帯状部材の前記凹溝を前記トンネル構造体内周面に向けて張設しても良い。
【００１１】
また、本発明の上記目的は、トンネル構造体の内側に所定間隔を介して覆工体を配するとともに、前記空隙に中詰材を充填するトンネル構造体の覆工構造であって、前記覆工体は、浮き上がり防止部材によって前記トンネル構造体内に固定され、前記間隙の断面上部に空隙を残したことを特徴とするトンネル構造体の覆工構造によって達成される。
【００１２】
さらに、本発明の上記目的は、トンネル構造体の内側に所定間隔を介して覆工体を配するとともに、前記間隙に中詰材を充填するトンネル構造体の覆工構造であって、前記中詰材を粒状物としたことを特徴とするトンネル構造体の覆工構造によっても達成される。
【００１３】
前記覆工体は、止水性或いは取り扱いの観点から、プラスチック製筒状体であることが好ましい。
【００１４】
本明細書における「トンネル構造体」の語は、場所打ちコンクリート、レンガ、石積み、セグメント等による１次覆工や、岩トンネル等のように覆工の施されていないトンネルを含み、既設トンネル及び新設トンネルの双方を含むものとして用いている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネル構造体の覆工構造の第１実施形態について以下に図１〜６を参照して説明する。なお、全図を通じ同様の構成部分には同符号を付した。
【００１６】
図１はトンネル構造体の覆工構造を示す縦断面図、図２はトンネル構造体の覆工構造を示す横断面図、図３は図１の部分拡大図である。トンネル構造体の覆工構造は、トンネル構造体（一次覆工）を構成するプレキャストコンクリート製セグメント２の内周面にドレン部材３をトンネル円周方向に張設し、セグメント２の内側底にトンネル軸方向に延びる排水路４を形成した後、覆工体５を所定の固定金具６により固定することにより二次覆工を施し、セグメント２と覆工体５との間に中詰材７を充填することにより構築されている。覆工体５は、プラスチック製筒状体により形成することができる。
【００１７】
ドレン部材３は、セグメント２が既設管である場合は、図４に示すように、セグメントに生じている亀裂箇所８に張設され得る。その場合、亀裂箇所８は図示のように種々の形をしているが、ドレン部材３は、連続している亀裂箇所の少なくとも一部を通るように張設される。セグメント２が新設管である場合は、ドレン部材３は、少なくとも、セグメント２の継ぎ目部分２ａと、充填される中詰材７の継ぎ目部（図示せず）とに相当する部位に張設される。
【００１８】
ドレン部材３は、例えば、図３に示すように、帯状の不織布３ａと帯状の不透水性シート３ｂとを積層したものとすることができ、不織布３ａをセグメント２内周面の周囲に沿って張設し、両下端部を排水路４に接続させている。ドレン部材３の張設は、公知のアンカーボルト９による定着とすることができる。不透水性シート３ｂは、防水ゴムシート等の可撓性を有するシートを使用することができ、アンカーボルト９への密着性の観点からゴム弾性を有するものが好ましい。図示の例では、ドレン部材３は、幅３０ｃｍ、長さ９ｍである。
【００１９】
また、ドレン部材３は、図５に示すように、帯状であって一側面にその長手方向に沿って少なくとも１以上の凹溝３ｃを有する不透水性帯状部材によって構成することができ、凹溝３ｃをセグメント２内周面に向け、アンカーボルト９によって定着するなどして張設される。なお、斯かる態様のドレン部材３は、合成ゴム等を押し出し成型等することによって形成することができる。その両側縁にアンカー固定用フランジ（図示せず）を形成しておいても良い。
【００２０】
排水路４は、帯状のプレート４ａをセグメント２の内底部に設置することにより形成することができる。帯状のプレート４ａは、ドレン部材３の両下端部３’の上から載置され、ドレン部材３の両下端部が帯状プレート４ａとセグメント２とに挟まれている。帯状のプレート４ａは、その上に載る中詰材７の荷重に耐える強度を持たせるために、支持プレート４ｂを固定している。排水路４は、図６に示すように断面ハット型の長尺プレート４ｃとし、これをアンカーボルト９で鍔部４ｄを定着させる仕様とすることもできる。
【００２１】
上記のような構成を有するトンネル構造体の覆工構造によれば、二次覆工を構成しているセグメントの亀裂箇所８等から水が浸入した場合、その水はドレン部材３によって排水路４に導かれる。従って、その内側の覆工体５を構成するプラスチック製筒状体にまで水が到達せず、従来のようにプラスチック製筒状体が浸み出してきた水の外水圧によって変形・破損することがない。また、そのような外水圧がかからないから、プラスチック製筒状体は、坑道内の流れの水圧に耐え得る止水性を具備すれば良いので、従来に比べて薄肉に形成することができ、コストの削減につながる。
【００２２】
なお、上記実施例では、二次覆工を例として説明したが、上記した覆工体を１次覆工として用いる場合にも適用できる。
【００２３】
次に、本発明に係るトンネル構造体の覆工構造の第２実施形態について、図７を参照して説明する。
【００２４】
図７は、トンネル構造体の覆工構造を概略的に示す横断面図である。トンネル構造体を構成するセグメント２の内側には間隙を介して覆工体５を構成するプラスチック製筒状体が施されており、その間隙に中詰材７が空隙Ｘを残して充填されている。空隙Ｘは、トンネル長手方向に沿って延びており、人孔等（図４の符号Ｒ参照）に開口させている。覆工体５をセグメント２に固定している固定金具６のうち覆工体５の下部に配置されているものは、空隙Ｘに中詰材７を充填する際に覆工体５が中詰材７により持ち上げられ浮き上がるのを防止する浮き上がり防止部材として作用する。該浮き上がり防止部材は、図示の固定金具６に限らず、覆工体５をセグメント２に固定するための公知の部材を採用することができる。
【００２５】
空隙Ｘの広さは、中詰材７によって覆工体５が所要の耐久性を持つのに必要な広さとされ、例えば、図示のように上部１８０°を空隙とすることができる。
【００２６】
上記のような構成を有するトンネル構造体の覆工構造によれば、トンネル構造体の継ぎ目や亀裂等から浸入してきた水は、空隙Ｘによって前記人孔等に導かれそこへ排出されるため、外水圧が覆工体に作用することが防止される。
【００２７】
また、覆工体をプラスチック製筒状体により構成する場合、上記第１実施形態と同様に、外水圧がかからないのでプラスチック製筒状体を肉薄の材料によって形成することができ、コストの削減を図ることができる。
【００２８】
更に、空隙Ｘを設けたことによって、中詰材７の使用量が削減でき、材料コストの削減を図ることができる。
【００２９】
さらにまた、既に漏水のある既設トンネルに適用する場合であっても、中詰材７の強度や断面性能を考慮する必要がなくなり、中詰材７の厚みを薄くすることができるので、覆工後の坑道断面を大きく確保することができる。
【００３０】
次に、本発明に係るトンネル構造体の覆工構造の第３実施形態について、図８を参照して説明する。
【００３１】
図８に示すトンネル構造体の覆工構造は、トンネル構造体を構成するセグメント２と覆工体５を構成するプラスチック製筒状体との間の間隙に詰められる中詰材７が粒状物によって構成されている。該粒状物としては、骨材、再生骨材、プラスチック粒、砂、小石等を例示することができ、これらを単独又は混合して用いることができる。この場合、モルタルは使用しない。プラスチック粒としては、ペットボトルや発泡スチロール等を再生したものを使用することができる。
【００３２】
このように中詰材７を粒状物とし、従来のようなモルタルを使用しないこととすれば、トンネル構造体２の亀裂等から浸入してくる水は、粒状物の隙間を通って、人孔（図示せず）等に誘導される。
【００３３】
従って、上記第１、第２実施形態の場合と同様に、トンネル構造体から浸入してくる水の外水圧に覆工体５が晒されることが防止される。
【００３４】
また、前記粒状物に再生物を使用することができるので、環境問題に寄与することもできる。
【００３５】
さらに、前記粒状物の使用量は、従来のモルタルよりも少なくて済むのでコスト削減になり、再生物を利用すれば更にコスト削減につながる。
【００３６】
さらにまた、前記粒状物に軽量材料を使用することにより、中詰材７の充填時における支保工を軽減することも可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るトンネル構造体の覆工構造によれば、トンネル構造体の外から浸入してくる水による外水圧を最内部の覆工体の周囲に沿って逃がし、覆工体の破損・変形を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル構造体の覆工構造の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のトンネル構造体の覆工構造の横断面図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の構成要素であるドレン部材を張設している状態を示すトンネル構造体内の縦断側面図である。
【図５】本発明の構成要素であるドレン部材の他の形態を示す図３に対応する断面図である。
【図６】本発明の構成要素である排水路の他の形態を拡大して示す縦断正面図である。
【図７】本発明に係るトンネル構造体の覆工構造の第２実施形態を示す図１に対応する横断面図である。
【図８】本発明に係るトンネル構造体の覆工構造の第３実施形態を示す図１に対応する横断面図である。
【符号の説明】
２  トンネル構造体（セグメント）
３  ドレン部材
３ａ  不織布
３ｂ  不透水性シート
３ｃ  凹溝
４  排水路
５  覆工体（プラスチック製筒状体）
７  中詰材
８  亀裂箇所
【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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