(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの周面にアンカーによって固定した連結具に取り付けた支持筋を介して、該トンネルの周面に取り付けた防水シートに沿って、鉄筋を吊り下げ固定するに当たり、防水シートのアンカーが貫通した孔について、連結具と孔の周縁との間に合成樹脂製の止水材を宛がって、該止水材に赤外線を照射し、止水材の防水シートとの接触面を加熱溶融して溶着し、貫通孔と連結具との隙間を水密に塞ぐことを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付け方法。
【請求項２】
請求項１において、地山側にアンカーを打ち込んで固定し、次いで長ナットの一端側に径方向に突出させて設けた、つばを合成樹脂製の止水材で覆って成る、連結具を、その一端側のめねじ部と防水シートから臨む上記アンカーのめねじ部との間を連結ボルトにて連結することによって、トンネルの周面の防水シートに接触させて固定し、その後防水シートから突出した連結具の止水材に向けて赤外線を照射し、該合成樹脂の防水シートとの接触面を加熱溶融して接触面を防水シートに溶着したのち、ナット他端側のめねじ部に支持筋を取付けることを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付け方法。
【請求項３】
請求項２において、下端にワッシャを固定したアンカーを、防水シートの施工前に地山にワッシャが接触する位置まで打ち込むことを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付け方法。
【請求項４】
長ナットの一端側および他端側に、相互に独立して水密の関係にあるめねじ部をそれぞれ有し、かつ長ナットの一端側に径方向に突出するつばを有し、該つばを合成樹脂で水密に覆って成ることを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付けに用いる防水型連結具。
【請求項５】
請求項４において、合成樹脂のナットと逆側の面に、赤外線吸収剤含有層を形成したことを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付けに用いる防水型連結具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネルの周面に防水シートを取付けた後に施工する覆工コンクリートの強化に供する鉄筋を、覆工コンクリートの施工に先立って、トンネルの周面に取付ける方法およびこの方法に用いる防水型連結具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、地山を掘削してなる鉄道車両用トンネルおよび自動車用トンネル等は、その横断面形状がほぼ蒲鉾状に形成されることが多い。この種のトンネルの施工は、図１に示すように、まず地山を掘削したトンネルの周面に薄くコンクリート10を吹きつけてから、トンネルの底部を除く周面に防水シート11を配設し、次いで覆工コンクリートの強化に供する鉄筋12を防水シート11に沿って配設したのち、覆工コンクリート13を打ち込む、手順で行われるのが一般的である。
【０００３】
ここで、鉄筋の設置は、例えば図２(a) に示すように、地山に密着させた吹きつけコンクリート10に、コンクリートアンカー13を打ち込みかつこのアンカー13にボルト14をねじ込むことによって両者を固定し、次いで同図(b) に示すように、ボルト14に、水膨張性ゴム15a を挟むことによって止水する、受座盤15を嵌めてから、同図(c) に示すように、トンネルの周面に防水シート11を配設する。この際、同図(d) に示すように、防水シート11の所定位置に穴11a を開けて、この穴11a を介して防水シート11にボルト14を貫通させておく。その後、同図(e) に示すように、防水シート11から露出したボルト14に締付盤16次いで長ナット17を嵌め、同図(f) に示すように、この長ナット17に異形棒鋼などの支持筋18をねじ込む。以上の作業を繰り返して複数の位置に支持筋18を設け、複数の支持筋18相互間に鉄筋12を張り渡すことによって、トンネルの周面に沿って鉄筋12を設置することができる。
【０００４】
ところが、上記の手法では、図２(d) に示したように、防水シート11に穴11a を開けてボルト14を貫通させておくことが必須であり、しかも水膨張性ゴム15a による止水性が不十分であるから、この穴11a を介して防水シート11の地山側からトンネル内部側への漏水が不可避に発生し、問題となっていた。
【０００５】
これに対して、図３に示す手法では、吹きつけコンクリート10に打ち込んだコンクリートアンカー13に、下端に膨頭部19a を有するボルト19をねじ込み、次いでトンネルの周面に防水シート11を配設したのち、先端に把持具20を有する特殊な支持筋21にて、防水シート11とともにボルト19の膨頭部19a を抱え込むことによって、防水シート11に穴を開けることなしに支持筋21を取り付けるため、上記した漏水のおそれがない。
【０００６】
しかしながら、支持筋21は、その把持具20でボルト19の膨頭部19a を挟むことでボルト19に取付けられているため、支持筋21の荷重支持能力は低く、鉄筋を強固に支持することが難しく、また厚い防水シートを用いる場合は適用することができず、さらに防水シートに皺が発生し易く、この皺に覆工コンクリートの施工時に大きな負担が加わり、亀裂が生じる、おそれもある。
【０００７】
また、図４に示す手法は、Ｈ形鋼を用いた支保工22をトンネルの延長方向に所定間隔で複数設置し、支保工22相互間に鉄筋を張り渡すものである。そして、各支保工22がトンネルの延長方向に傾くことがないように、防水シート11の施工面との間に突っ張り棒23をトンネルの周方向に複数配置し、支保工22を固定する必要がある。この手法では、防水シートからの漏水がないのは勿論、鉄筋の支持強度も十分であるが、材料および施工に要するコストが高くなるため、経済性が損なわれる点で不利である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、トンネルの周面に沿って鉄筋を取り付ける場合、まず防水シートでの漏水を防止することが肝要であり、さらに鉄筋の支持強度や施工コストなどの問題を解消する必要がある。
【０００９】
そこで、この発明は、トンネルの周面に配設した防水シートの防水性能を損なうことなく、この防水シートに沿って鉄筋を簡便かつ強固に取り付け得る、新たな方途について、この方法に用いる金具とともに、提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の要旨構成は次の通りである。
(1) トンネルの周面にアンカーによって固定した連結具に取り付けた支持筋を介して、該トンネルの周面に取り付けた防水シートに沿って、鉄筋を吊り下げ固定するに当たり、防水シートのアンカーが貫通した孔について、連結具と孔の周縁との間に合成樹脂製の止水材を宛がって、該止水材に赤外線を照射し、止水材の防水シートとの接触面を加熱溶融して溶着し、貫通孔と連結具との隙間を水密に塞ぐことを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付け方法。
【００１１】
(2) 上記(1) において、地山側にアンカーを打ち込んで固定し、次いで長ナットの一端側に径方向に突出させて設けた、つばを合成樹脂製の止水材で覆って成る、連結具を、その一端側のめねじ部と防水シートから臨む上記アンカーのめねじ部との間を連結ボルトにて連結することによって、トンネルの周面の防水シートに接触させて固定し、その後防水シートから突出した連結具の止水材に向けて赤外線を照射し、該合成樹脂の防水シートとの接触面を加熱溶融して接触面を防水シートに溶着したのち、ナット他端側のめねじ部に支持筋を取付けることを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付け方法。
【００１２】
(3) 上記(2) において、下端にワッシャを固定したアンカーを、防水シートの施工前に地山にワッシャが接触する位置まで打ち込むことを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付け方法。
【００１３】
(4) 長ナットの一端側および他端側に、相互に独立して水密の関係にあるめねじ部をそれぞれ有し、かつ長ナットの一端側に径方向に突出するつばを有し、該つばを合成樹脂で水密に覆って成ることを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付けに用いる防水型連結具。
【００１４】
(5) 上記(4) において、合成樹脂のナットと逆側の面に、赤外線吸収剤含有層を形成したことを特徴とするトンネル周面への覆工コンクリート用鉄筋の取付けに用いる防水型連結具。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の方法の手順について図面を参照して詳しく説明する。まず、図５(a)に示すように、地山に密着させた吹きつけコンクリート10に沿って、防水シート11を配設する。次いで、図５(b)に示すように、防水シート11に設けた穴11a を介して、吹きつけコンクリート10にコンクリートアンカー１を打ち込み固定する。そして、図５(c)に示すように、コンクリートアンカー１に、この発明の防水型の連結具２を取り付ける。
【００１６】
ここで、連結具２は、図６に詳細を示すように、長ナット３のめねじ部を中間で途絶することによって、その一端側および他端側に、相互に独立して水密の関係にあるめねじ部3aおよび3bをそれぞれ形成する一方、長ナット３の一端側に、その径方向に突出するつば４を形成し、さらにつば４を合成樹脂で水密に覆うために、つば４より大きな径の合成樹脂製の止水材５を設けて成る。従って、例えばめねじ部3aに水分が下降しても、めねじ部3b側へ水分が進入することはない。
【００１７】
この連結具２は、そのめねじ部3aとトンネルの地山側に固定したアンカー１のめねじ部1aとの間を、連結ボルト６で連結することによって、アンカー１に連結具２を固定できる。なお、長ナット３、つば４には普通鋼やステンレス鋼等の金属を、一方止水材５にはＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）やＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）等を使用することができる。特に、止水材５の表面には、例えばカーボンブラックを0.01〜0.20wt％配合した、赤外線吸収剤含有層5aを設けることが、好ましい。
【００１８】
上記の連結具２は、図５(c)に示すように、連結ボルト６を介してアンカー１に止水材５が防水シート11に接触するまでねじ込んで固定する。ここで、連結ボルト６をアンカー１および連結具２へねじ込むに当たり、その順序はいずれを優先しても構わない。次いで、同図(d) に示すように、長ナット３側に配置した赤外線照射装置７から赤外線を止水材５に向けて照射する。ここで、赤外線は止水材５の大半を透過させて、その防水シート11との接触面付近に集中させることが肝要である。この操作によって、止水材５の上記接触面を選択的に加熱溶融して接触面を防水シート11に溶着し、防水シート11と止水材５との間を水密状態にする。なお、赤外線としては、波長が1.0 〜2.5 μｍの範囲のものを用いることが好ましい。
【００１９】
その後、図５(e) に示すように、連結具２の長ナット３のめねじ部3bに、支持筋18をねじ込み固定する。以上の作業を繰り返して複数の位置に支持筋18を設けたのち、複数の支持筋18相互間に鉄筋12を、例えば溶接や針金結合によって固定すれば、トンネルの周面に沿って鉄筋12を設置することができる。
【００２０】
また、アンカーとして、図７に示す、下端にワッシャ８を固定したアンカー９を用いることによって、連結具２の取付けを、より有利に行うことができる。すなわち、図８に示すように、このアンカー９を、防水シート11の施工に先立って、吹きつけコンクリート10にワッシャ８が当接するように、打ち込み固定し、アンカー９に連結ボルト５をねじ込む。次いで、同図(b) に示すように、吹きつけコンクリート10に沿って防水シート11を配設する。このとき、防水シート11に設けた穴11a から連結ボルト６を露出させておく。そして、同図(c) に示すように、連結ボルト６に連結具２をねじ込むことによって、アンカー９に連結具２を取り付ける。
【００２１】
その後、図８(d) に示すように、長ナット３側に配置した赤外線照射装置７から赤外線を止水材５に向けて照射し、該止水材５を防水シート11に溶着する。ここで、止水材５を防水シート11に溶着する際、赤外線照射装置７によって止水材５を防水シート11に押しつけることが好ましいが、ワッシャ８付きのアンカー９を使用すると、止水材５を押しつける防水シート11部分の裏側はワッシャ８で支持されるため、溶着を有利に行うことができる。すなわち、ワッシャ８がない場合は、止水材５を押しつける防水シート11部分の裏側に、吹きつけコンクリート10の細かい凹凸があるため、止水材５を防水シート11に押しつけた際、防水シート11が止水材５に点状に当たって、止水材５の全面が防水シート11と溶着し難い傾向にある。これに対して、ワッシャ８を介在させることによって、止水材５が防水シート11と面で当たることになり、より確実な溶着が実現する。
【００２２】
以上の工程にて連結具２を固定した後は、図５(e) に示したように、連結具２の長ナット３のめねじ部3bに、支持筋18をねじ込み固定すればよい。
【００２３】
【実施例】
図９に示すところに従って、密閉容器内を上下で２分割するように張り渡した防水シート11の中心に形成した穴に、連結ボルト６を配置し、この連結ボルト６を介して、防水シート11を上下からアンカー１および連結具２で挟んで防水シート11にアンカー１および連結具２をそれぞれ固定し、次いで金具２の止水材５を防水シート11に溶着することによって、防水シート11に連結具２を固着した。そして、防水シート11で区画された上室に水を導入して、上室内水圧を１〜５kgf/cm2 に調整して168 時間放置した際の下室への漏水の有無を調査したところ、漏水は皆無であった。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の方法によれば、トンネルの周面に配設した防水シートの防水性能を損なうことなく、この防水シートに沿って鉄筋を強固に取り付けられ、トンネルの施工を簡便かつ低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トンネルの構造を示す模式図である。
【図２】従来の覆工コンクリート用鉄筋を支持する支持筋の取付け方法を示す模式図である。
【図３】従来の覆工コンクリート用鉄筋を支持する支持筋の取付け方法を示す模式図である。
【図４】従来の覆工コンクリート用鉄筋を支持する支保工の取付け方法を示す模式図である。
【図５】この発明の覆工コンクリート用鉄筋を支持する支持筋の取付け手順を示す模式図である。
【図６】この発明の防水型連結具を示す図である。
【図７】コンクリートアンカーを示す図である。
【図８】この発明の別の覆工コンクリート用鉄筋を支持する支持筋の取付け手順を示す模式図である。
【図９】この発明の防水型連結具による施工の防水性を評価する実験の要領を示す図である。
【符号の説明】
１  アンカー
２  連結具
３  長ナット
４  つば
５  止水材
６  連結ボルト
７  赤外線照射装置
８  ワッシャ
９  アンカー
10  吹きつけコンクリート
11  防水シート
12  鉄筋
18  支持筋
【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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