説明

トンネル構築方法

【課題】本発明は、施工性が良好で、工期の大幅な延長を伴わなくても済むようにしたトンネル構築方法を提供する。
【解決手段】トンネル構築方法は、二次覆工コンクリート6の打設時に防水シート5の頂部5aにブリーディング水が集まってくることに着目して発明がなされ、この場所に袋セメント10を配置させる。この袋セメント10は、二次覆工コンクリート6に利用されるセメントのPH以上のアルカリ水で溶解する素材からなる袋体11と、この袋体11内に封入されたセメント12と、を有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ナトム(NATM)工法に利用されるトンネル構築方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、このような分野の技術として、特開2010−1633号公報がある。この公報に記載されたトンネル構築方法は、覆工コンクリートの頂部に発生した空洞による覆工コンクリートのヒビ割れを防止するために、吹付けコンクリートの表面の全体に渡って緩衝材を固定している。この緩衝材は、防水シートの裏面に配置され、コンクリート釘によって吹付けコンクリートに固定される。このように緩衝材を利用することで、地山からの外力が覆工コンクリートに伝え難くなり、覆工コンクリートにヒビ割れを発生させ難くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−1633号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前述した従来のトンネル構築方法では、吹付けコンクリートの全面に緩衝材を施工しなければならないので、施工性が悪く、工期の大幅な延長を招来するといった問題点がある。
【0005】
本発明は、施工性が良好で、工期の大幅な延長を伴わなくても済むようにしたトンネル構築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】
【0006】
本発明は、地山の掘削後にコンクリートの吹き付けにより地山に形成されてなる一次覆工コンクリートと、
一次覆工コンクリートから地山に向けて打ち込まれたロックボルトと、
一次覆工コンクリートの表面に固着された防水シートと、
防水シートと型枠との間にコンクリートを打設して、防水シートの表面に形成された二次覆工コンクリートと、を備えたトンネルにおいて、
二次覆工コンクリートに利用されるセメントのPHのアルカリ水で溶解する素材からなる袋体と、この袋体内に封入されたセメントと、を有する袋セメントを、防水シートのトンネル頂部に固着させ、その後、二次覆工コンクリートを打設することを特徴とする。
【0007】
トンネルを構築するにあたって、二次覆工コンクリートを打設した際に、防水シートの頂部にブリーディング水が集まってくる。このブリーディング水が蒸発するとこの場所に空洞ができ、この空洞により二次覆工コンクリートにヒビ割れが発生し易くなる。この二次覆工コンクリートは、流動性を高めるために一次覆工コンクリートよりも水分が多く含まれているので、ブリーディング水の発生が多く、空洞が出来易い。そこで、本発明は、二次覆工コンクリートの打設時に防水シートの頂部にブリーディング水が集まってくることに着目してなされ、この場所に袋セメントを配置させることにある。この袋セメントは、二次覆工コンクリートに利用されるセメントのPH以上のアルカリ水で溶解する素材からなる袋体と、この袋体内に封入されたセメントと、を有しているので、ブリーディング水が発生すると、袋セメントの袋体が溶解され、これによって、セメントとブリーディング水とが反応して、ブリーディング水が溜まり易い部分すなわち空洞が出来やすい部分をコンクリートで埋めることができる。このような袋セメントの施工は、防水シートへの全面施工ではなく、防水シートの頂部だけの部分施工で良いので、施工性が良好で、しかも工期の大幅な延長を伴わなくても済むといった優れた効果を奏している。
【0008】
また、袋体は、二次覆工コンクリートの打設時に防水シートの頂部に集まるブリーディング水との接触から予定時間後であって、二次覆工コンクリートの硬化所用時間までの間に溶け、袋体内のセメントとブリーディング水とが反応すると好適である。
ブリーディング水によって袋体が溶けて、セメントがブリーディング水と反応を開始する時間は、セメントとブリーディング水との接触から予定時間後である。この予定時間は、二次覆工コンクリート用のセメントが固まり始めて半固化状態になる例えば2〜3時間が適切であり、これは、二次覆工コンクリート用セメントと空洞用セメントとが混ざり合うことができる時間を考慮して適宜決定されるものである。二次覆工コンクリートの固化前は、二次覆工コンクリート用セメントと空洞用のセメントとが混ざり合い易く、境界ができ難く、確実な空洞埋めが達成される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、施工性が良好で、工期の大幅な延長を伴わなくても済む。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に適用される袋セメントをトンネル内に設置した状態を示す断面図である。
【図2】図1に対応する斜視図である。
【図3】袋セメントを示す斜視図である。
【図4】従来のトンネルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るトンネル構築方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0012】
図1及び図2に示すように、トンネル1は、ナトム(NATM)工法により構築されている。このナトム工法にあっては、地山2を掘削し、地山2の壁面にコンクリートを吹付けて一次吹付けコンクリートを打設する。一次吹付けコンクリートの打設後、トンネル1内に鋼製の支保工を立て込んで、金網を設置する。その後、一次吹付けコンクリートにコンクリートを吹き付けて二次吹付けコンクリートを打設し、一次吹付けコンクリートと二次吹付けコンクリートとで一次覆工コンクリート3がトンネル1内に構築される。
【0013】
その後、一次覆工コンクリート3から地山2に向かってロックボルト4を打ち込んで、トンネル1の周囲をアーチ状の構造物にする。一次覆工コンクリート3の表面に防水シート5を固着させる。防水シート5の施工後、トンネル1内に型枠をセットし、防水シート5と型枠との間にコンクリートを打設して、防水シート5の表面に二次覆工コンクリート6が構築される。
【0014】
このようなナトム工法で構築されたトンネル1は、図4に示すように、二次覆工コンクリート6を打設する際に、防水シート5の頂部5aにブリーディング水が集まってくる。このブリーディング水が蒸発するとこの場所に深さ5〜20mm程度の空洞Sができて、この空洞Sにより二次覆工コンクリート6にヒビ割れPが発生し易くなる。この二次覆工コンクリート6は、流動性を高めるために一次覆工コンクリート3よりも水分が多く含まれているので、ブリーディング水の発生が多く、空洞Sが出来易い。
【0015】
そこで、二次覆工コンクリート6の打設時に防水シート5の頂部5aにブリーディング水が集まってくることに着目して発明がなされ、この場所に袋セメント10を配置させる。図3に示すように、この袋セメント10は、二次覆工コンクリート6に利用されるセメントのPH以上のアルカリ水で溶解する素材からなる袋体11と、この袋体11内に封入されたセメント12と、を有している。
【0016】
なお、セメント12に混じって骨材として砂や砂利等が含まれていてもよい。袋体11の素材としては、木材パルプ繊維、非木材系パルプ繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維などからなる水解紙が適切である。
【0017】
図1及び図2に示すように、この袋セメント10の厚さや幅は、空洞Sの深さや幅に対応し、袋セメント10長さは、二次覆工コンクリート6の施工に利用される型枠の長さに対応している。また、袋セメント10は、トンネル1内で落下しないように、両面テープや所望の接着剤によって防水シート5に貼り付けられる。
【0018】
二次覆工コンクリート6を構築する際に、防水シート5と型枠との間にコンクリートを注入すると、防水シート5の頂部5aにブリーディング水が集まってくる。このブリーディング水により袋セメント10の袋体11が溶解され、これによって、セメントとブリーディング水とが反応して、ブリーディング水が溜まり易い部分すなわち空洞Sが出来やすい部分をコンクリートで埋めることができる。
【0019】
このような袋セメント10の施工は、防水シート5への全面施工ではなく、防水シート5の頂部5aだけの部分施工で良いので、施工性が良好で、しかも工期の大幅な延長を伴わなくても済むといった優れた効果を奏している。
【0020】
ブリーディング水によって袋体11が溶けて、セメント12がブリーディング水と反応を開始する時間は、セメント12とブリーディング水との接触から予定時間後である。この予定時間は、二次覆工コンクリート6用のセメントが固まり始めて半固化状態になる例えば2〜3時間が適切であり、これは、二次覆工コンクリート用セメントと空洞用セメント12とが混ざり合うことができる時間を考慮して適宜決定されるものである。二次覆工コンクリート6の固化前は、二次覆工コンクリート6に利用されるセメントと空洞Sの埋設に利用されるセメント12とが混ざり合い易く、境界ができ難く、確実な空洞埋めが達成される。
【0021】
袋体11の溶ける時間は、繊維同士の結合力を調整することや、表面処理や、厚さの変更によって調整が行われるが、トンネル構築前に行われるモデル型枠による施工実験を踏まえて決定するのが好ましい。
【符号の説明】
【0022】
1…トンネル 2…地山 3…一次覆工コンクリート 4…ロックボルト 5…防水シート 5a…頂部 6…二次覆工コンクリート 10…袋セメント 11…袋体 12…セメント S…空洞

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地山の掘削後にコンクリートの吹き付けにより前記地山に形成されてなる一次覆工コンクリートと、
前記一次覆工コンクリートから前記地山に向けて打ち込まれたロックボルトと、
前記一次覆工コンクリートの表面に固着された防水シートと、
前記防水シートと型枠との間にコンクリートを打設して、前記防水シートの表面に形成された二次覆工コンクリートと、を備えたトンネルにおいて、
前記二次覆工コンクリートに利用されるセメントのPHのアルカリ水で溶解する素材からなる袋体と、この袋体内に封入されたセメントと、を有する袋セメントを、前記防水シートのトンネル頂部に固着させ、その後、前記二次覆工コンクリートを打設することを特徴とするトンネル構築方法。
【請求項2】
前記袋体は、前記二次覆工コンクリートの打設時に前記防水シートの頂部に集まるブリーディング水との接触から予定時間後であって、前記二次覆工コンクリートの硬化所用時間までの間に溶け、前記袋体内のセメントと前記ブリーディング水とが反応することを特徴とする請求項1記載のトンネル構築方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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