(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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配設される止水シートであって、一面に互いに幅方向に所定間隔離間した一対の壁部を有する保持部材を不透水性シートの一面に固着し、水膨潤性物質からなる止水部材を上記壁部間に介在させ、不透水性シートの長さ方向に沿って止水部材を設けたことを特徴とする止水シート。
【請求項２】
上記止水部材が、中空部を有するチューブ状部材であって、このチューブ状部材の内周壁部が非膨潤性ゴムにより形成され、その外周壁部が水膨潤性ゴムにより形成されたものである請求項１記載の止水シート。
【請求項３】
トンネルの工区境等のトンネル長さ方向の所定箇所において一次覆工コンクリートに張設された不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間に浸入した湧水等の流水がトンネルの長さ方向一側から他側に流出することを防止する止水構造であって、請求項１又は２の記載の止水シートを上記止水部材側が上記二次覆工コンクリートに対面し、且つ上記所定箇所近傍に上記止水部材がトンネル周方向に沿って配設されるように一次覆工コンクリート面に張設して、上記湧水等が浸入した場合に上記湧水等によって上記止水部材の水膨潤性物質を膨潤させて、上記湧水等が流出することを防止することを特徴とするトンネルの止水構造。
【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配設される止水シート及び一次覆工コンクリートに張設された不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間に浸入した湧水等がトンネルの長さ方向一側から他側に流出するのを工区境等の所定箇所において防止するトンネルの止水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
山等を貫通するトンネルの場合、地下水の変動を最小限にするために、トンネルの外周すべてを筒状の不透水性シートで覆うウォータータイト工法が採用されており、このような工法の場合、トンネル外周部には、相当な水圧が作用し、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張設された不透水性シートに何らかの原因で孔が発生すると、湧水等が孔より流入し、不透水性シートと二次覆工コンクリート間を伝って、各々二次覆工コンクリートの打設継目より漏水現象となるため、トンネルの他区間に伝播するのを防ぐ手段が求められている。
【０００３】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、トンネルの工区境等の所定箇所で止水シートと二次覆工コンクリートとの間に浸入した湧水等がトンネルの長さ方向一側から他側に流出するのを防止するのに好適な止水シート及び該止水シートを使用して上記流出を上記所定箇所近傍でくい止めることができるトンネルの止水構造を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、（１）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配設される止水シートであって、一面に互いに幅方向に所定間隔離間した一対の壁部を有する保持部材を不透水性シートの一面に固着し、水膨潤性物質からなる止水部材を上記壁部間に介在させ、不透水性シートの長さ方向に沿って止水部材を設けたことを特徴とする止水シート、及び（２）トンネルの工区境等のトンネル長さ方向の所定箇所において一次覆工コンクリートに張設された不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間に浸入した湧水等の流水がトンネルの長さ方向一側から他側に流出することを防止する止水構造であって、上記（１）記載の止水シートを上記止水部材側が上記二次覆工コンクリートに対面し、且つ上記所定箇所近傍に上記止水部材がトンネル周方向に沿って配設されるように一次覆工コンクリート面に張設して、上記湧水等が浸入した場合に上記湧水等によって上記止水部材の水膨潤性物質を膨潤させて、上記湧水等が流出することを防止することを特徴とするトンネルの止水構造を提供する。
【０００５】
ここで、上記止水シートが上記止水部材を接着剤層を介して上記不透水性シートに固着したものであったり、一面に互いに幅方向に所定間隔離間した一対の屹立する壁部を有する保持部材を上記不透水性シートの一面に固着し、上記止水部材を上記壁部間に介在させたものであると、好適であり、上記壁部が断面略逆Ｌ字型やＴ字型などの壁に対して直交する方向に張り出す肩部を設けると、より好適である。なお、上記保持部材は、上述したような別部材であってもよいが、上記不透水性シートと一体に成形されたものであってもよい。
【０００６】
また、上記止水部材が、中空部を有するチューブ状部材であって、このチューブ状部材の内周壁部が非膨潤性ゴムにより形成され、その外周壁部が水膨潤性ゴムにより形成されたものであると、更に好適である。
【０００７】
即ち、本発明の止水シートは、不透水性シートの一面に長さ方向に沿って水膨潤性物質からなる止水部材が設けられているので、この止水シートを止水部材側がトンネルの二次覆工コンクリート面と対面するように配置してトンネル周方向に沿って張設すれば、湧水等が浸入した場合に、上記止水部材が不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間の水を吸水して膨潤し、上記所定箇所において止水シートと二次覆工コンクリートとの間の浸水路を遮断することができる。
【０００８】
ここで、上記止水シートが、上記止水部材を接着剤層を介して上記不透水性シートに固着したものであると、二次覆工コンクリート打設時に上記止水部材がずれないので、好適である。また、一面に互いに幅方向に所定間隔離間した一対の壁部を有する保持部材を上記不透水性シートの一面に固着し、上記壁部間に上記止水部材を介在させたものであると、例えば上記止水部材を接着剤等によって直接上記不透水性シートに取り付けたのみの場合に比較して、該止水シートを上記止水部材側が二次覆工コンクリートに対面するように張設した後、二次覆工コンクリートを打設する際に、上記壁部によって打設圧による止水部材の配設位置がずれることをより有効に防止できるので、より好適である。
【０００９】
また、上記止水部材が、中空部を有するチューブ状部材であって、このチューブ状部材の中空部の内周壁部が非膨潤性ゴムにより形成され、その外周壁部が水膨潤性ゴムにより形成されたものであると、外側に膨らむ力が必要以上に大きくなった場合、中空側に反転し、コンクリートにクラック等を発生させることを確実に防止できるので、より好適である。
【００１０】
本発明の止水構造は、上記止水シートを上記止水部材側が上記二次覆工コンクリートに対面し、且つトンネルの工区境等のトンネル長さ方向の所定箇所近傍に上記止水部材が配設されるように一次覆工コンクリート面に張設して、上記湧水等によって上記止水部材の水膨潤性物質を膨潤させるので、上記所定箇所において不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間の浸水路がトンネルの長さ方向において遮断されるので、不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間に浸入した湧水等がトンネル長さ方向一側から他側に流水するのを止めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、本発明につき図面を参照して更に詳しく説明する。図１〜３は、本発明の止水シートの構成例を説明する止水シートの概略断面図であり、図４は、本発明のトンネルの止水構造の一構成例を説明するものであって、上記止水シート１が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配設された状態を示す止水構造Ａの概略断面図であり、図５は、トンネルの周方向に沿って上記止水シート１を張設した状態を示すトンネルＢの概略断面図である。
【００１２】
図１に示す止水シート１は、帯状シート４ａの一面に互いに幅方向に所定間隔離間した一対の壁部として断面略Ｔ字型部材３，３を有する保持部材４の断面略Ｔ字型部材３，３間に止水部材５を介在させ、保持部材４を不透水性シート２の長さ方向に沿って固着して、不透水性シート２の一面に長さ方向に沿って止水部材５を載置したものであり、止水部材５は、図１に示すように、保持部材４によって形成される室とほぼ同じ大きさのものであってもよく、また、図２に示すように上記室より小さいものであってもよい。なお、本発明の止水シートは、不透水性シートの一面に止水部材が設けられていればよく、例えば図３に示す止水シート１’のように、不透水性シート２の一面に長さ方向に沿って止水部材５’を例えばゴム系接着剤等の適宜接着剤からなる接着剤層６を介して固着したものであってもよい。
【００１３】
上記止水シート１の場合、このように保持部材４に壁部を設けておくことにより、二次覆工コンクリート打設時に止水部材５が損傷を受けることがなく、流水の圧力で止水部材５が剥離することもない上、止水部材５が水で膨潤した場合、二次覆工コンクリート方向に集中的に膨潤が起きるので、止水効果が大きくなり好ましい。更に、壁部に肩部を設けておくと、膨潤時に保持部材４と止水部材５との密着性が増すこと、及び保持部材４への止水部材５の載置作業が行いやすくなり、保持部材４の壁部を剛性の高いものとしておけば、接着剤等の固着手段を用いることなく、載置させることも可能となり、より好適である。
【００１４】
ここで、不透水性シート２としては、その材質、大きさなどが特に制限されるものではなく、通常トンネルの防水施工の際に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介装される不透水性シートを使用することができ、例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等の熱可塑性合成樹脂からなり、幅が０．５〜２ｍ程度、長さが１０〜３０ｍ程度で、厚さが０．８〜２．５ｍｍ程度の不透水性シート等が挙げられる。
【００１５】
上記不透水性シート２の一面に固着される保持部材４は、その材質、大きさなどが特に制限されるものではないが、上記不透水性シート２への固着強度等を考慮すれば、材質としては、上記不透水性シート２と同質の熱可塑性合成樹脂等が好ましく、また、取り扱い性、止水効率等を考慮すれば、幅が１０〜３０ｃｍ程度で、長さが上記不透水性シート２と同程度、厚さが１〜７ｍｍ程度の帯状シート４ａの一面に同質材料からなる一対の断面略Ｔ字型部材３，３を互いに中央よりに１〜５ｃｍ程度離間させて突出させると好適であり、断面略Ｔ字型部材３，３の高さは止水部材５と同程度とすると好適である。なお、保持部材４は、帯状シート４ａに断面略Ｔ字型部材３，３の足部を適宜手段で接着、溶着することもできるが、コンクリート打設圧等に対する強度を考慮すれば、上記形状となるように一体成形することが望ましい。
【００１６】
ここで、上記不透水性シート２に上記保持部材４を固着する方法は、特に制限されるものではなく、熱溶着、適宜接着剤による接着などによって固着することができるが、固着強度を考慮すれば、熱溶着によって固着すると、より好適である。また、不透水性シート２における上記保持部材４の固着位置は特に制限されるものではないが、通常幅方向中央部付近に長さ方向に沿って上下端部の０．３〜１ｍ内側まで取り付けることが望ましい。なお、上記保持部材４の固着数、即ち止水部材５の載置数は、１列に制限されるものではなく、例えばより高い止水性能が必要な時には、二個の保持部材を幅方向にある程度離間させて二例並設すれば、所定箇所近傍においてより確実にトンネルの長さ方向一側から他側への流水を防止できる。
【００１７】
上記止水部材５は、水膨潤性物質からなるものであれば、その種類は特に制限されないが、水膨潤性物質としては水膨潤性ゴムが好適である。そして、本発明の場合、止水部材の形状は特に制限されるものではないが、図１，２に示すように、断面長方形又は断面正方形で、その中心部に中空部５ａを有するチューブ状部材であって、このチューブ状部材の中空部５ａの内周壁部が非膨潤性ゴム５ｂにより形成され、その外周壁部が水膨潤性ゴム５ｃにより形成された止水部材５、又は図３に示すように断面長方形で、その幅方向三個所に並列した中空部５ａ，５ａ，５ａを有するチューブ状部材であって、このチューブ状部材の中空部５ａ，５ａ，５ａの周壁部が非膨潤性ゴム５ｂにより形成され、周壁部の非膨潤性ゴム５ｂの外側（外周壁部）が水膨潤性ゴム５ｃにより形成された止水部材５’などを使用すると、水膨潤性ゴム５ｃの膨張が過剰である時、その膨張力が中空部５ａ側に反転するので、特に好適である。
【００１８】
なお、上記止水シート１の製造方法は、特に制限されるものではなく、前述の方法の他、例えば保持部材４を適宜成形方法によって予め製造しておき、この保持部材４を通常トンネルの防水施工の防水シートとして使用される不透水性シート２に上述したように熱溶着、接着剤等によって一体化した後、上記止水部材５を載置する方法、保持部材４に予め止水部材５を載置しておき、その後、保持部材４を不透水性シート２に熱溶着、接着剤等によって一体化する方法などを挙げることができる。
【００１９】
また、上記止水部材５は、トンネル内に搬入する前に載置しておくこともできるが、不透水性シート２に保持部材４を一体化させたものを施工現場に搬入し、施工現場において止水部材５を載置していくこともできる。更に、図２に示す止水シート１の場合、止水部材５をホットメルト等の接着剤で予め不透水性シート２及び断面略Ｔ字型部材３，３（保持部材４）に接合しておくと、好適である。また、図３に示す止水シート１’の場合も、止水部材５’をホットメルト等の適宜接着剤で予め不透水性シート２に接合しておくと、好適である。
【００２０】
次に、上記止水シート１を使用した止水構造Ａを図４，５を用いて以下に説明する。
【００２１】
図４に示す止水構造Ａは、トンネルの工区境等のトンネル長さ方向の所定箇所、例えばトンネルＢ（図５参照）の二次覆工コンクリート打設（通常１０．５ｍ）近傍において止水シート１と二次覆工コンクリート８との間に進入した湧水等の流水がトンネルの長さ方向一側から他側に流出することを防止するものであり、通常水膨潤性ゴム５ｃ（止水部材５）はコンクリート打設１スパン（図５の矢印Ｃ参照）約１０．５ｍに１箇所（一列）ずつ入るようにすると好適である。上記トンネルＢは、止水構造Ａによる止水施工を行う上記所定箇所以外の一次覆工コンクリート面は図示しない通常の不透水性シートによって常法により防水施工が施されている。このトンネルＢの二次覆工コンクリート近傍において、上記止水シート１を止水部材５を載置した面側が二次覆工コンクリート８に対面し、且つ上記所定箇所近傍に止水部材５がトンネル周方向に沿って配設されるように、一次覆工コンクリート７面にトンネル周方向に沿って固定する。
【００２２】
そして、二次覆工コンクリート８を上記止水シート１を介して一次覆工コンクリート７に打設、硬化させると、上記保持部材４の断面略Ｔ字型部材３，３と該部材３，３間の帯状シート４ａと二次覆工コンクリート８面とによって形成される室内に載置された止水部材５の水膨潤性ゴム５ｃが、二次覆工コンクリート８と止水シート１との間に浸出する不透水性シート２の孔からの湧水等を吸水して膨潤することによって、上記室内が止水部材５で満たされるので、止水シート１と二次覆工コンクリート８との間に形成される湧水等のトンネル長さ方向の浸水路を隣接する二次覆工コンクリート打設間で遮断することができ、特に断面略Ｔ字型部材３，３を設けておくことによって、二次覆工コンクリート８側に向かう方向への膨張力が最大になった時、二次覆工コンクリート８と膨張した止水部材５との接触面積が一方向だけになるので、止水性能が優れたものとなる。また、図３に示した止水シート１’においては、止水部材５’と不透水性シート２接合面以外は、二次覆工コンクリートに膨張力が拘束されるので、止水性能が高くなる。
【００２３】
なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して差し支えない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、工区境等のトンネル長さ方向の所定箇所においてトンネルの不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間において、不透水性シートに何らかの原因で孔が発生した場合、湧水等の流水がトンネルの長さ方向一側から他側に流出することを容易、且つ確実に防止することができる。従って、本発明は、例えばトンネルの防水施工に伴ってトンネル区間の湧水等が不透水性シートと二次覆工コンクリートとの間を流れてトンネル区間外に流出し、各々二次覆工コンクリート打設継目から漏水するのを、上記所定箇所近傍だけでくい止める場合等に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の止水シートの一構成例を説明する止水シートの概略断面図である。
【図２】本発明の止水シートの他の構成例を説明する止水シートの概略断面図である。
【図３】本発明の止水シートの更に他の構成例を説明する止水シートの概略断面図である。
【図４】本発明の止水構造の一構成例を説明する止水構造の概略断面図である。
【図５】上記止水構造を説明するトンネルの概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ  止水構造
Ｂ  トンネル
１、１’  止水シート
２  不透水性シート
３  断面略Ｔ字型部材
４  保持部材
５、５’  止水部材
５ａ  中空部
５ｂ  非膨潤性ゴム
５ｃ  水膨潤性ゴム
７  一次覆工コンクリート
８  二次覆工コンクリート
【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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