トンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造
【課題】 より止水性を高めることのできるトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造を提供することを課題とする。
【解決手段】 先行打設したＣ１が硬化した後に、その打継ぎ目Ｊとなる部分に止水シール材１０を配設するようにした。このとき、止水シール材１０を妻型枠６に貼り付け、これを硬化したコンクリートＣ１に貼り付け替える構成とした。
【解決手段】 先行打設したＣ１が硬化した後に、その打継ぎ目Ｊとなる部分に止水シール材１０を配設するようにした。このとき、止水シール材１０を妻型枠６に貼り付け、これを硬化したコンクリートＣ１に貼り付け替える構成とした。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートやモルタルなどの自硬性充填材を採用するトンネルを構築するに際して用いて好適なトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、例えば軟弱で地下水位が高いような地山に対してシールド工法によりトンネルを施工する場合、一次覆工にはセグメントを使用することが一般的である。近年、セグメントを用いることに代えて、図８に示すように、シールド掘削機１の後方において内型枠３を組み立て、その内型枠３と地山Ｇとの間に自硬性硬化材としてコンクリートＣを直接打設充填することによって、トンネルＴの覆工壁Ｗを形成する、いわゆるＥＣＬ工法（Extruded Concrete Lining Method）の開発も進められている。
【０００３】ＥＣＬ工法では、打設されたコンクリートＣが硬化して覆工壁Ｗが形成された後において地山圧力（土圧および地下水圧）に対して十分に耐え得ることは当然であるが、コンクリートＣを打設した直後の未硬化の状態であっても地山圧力に対して抗し得るものでなければならない。特に地下水圧が高い地山Ｇに対してＥＣＬ工法を適用する場合には、未硬化のコンクリートＣによる十分な止水性を確保するための方策が不可欠である。このため、本出願人は先に、妻型枠６でコンクリートＣを押圧することによって、その打設圧力を地山圧力より常に高く維持し、未硬化の状態のコンクリートＣによっても止水性を確保するようにしたＥＣＬ工法におけるトンネルＴの覆工方法を提供した（例えば特開平４ー１６１５９９号等）。
【０００４】このようなＥＣＬ工法では、通常時において、コンクリートＣ２を打設するときには、先行打設したコンクリートＣ１が固まる前に、新たに打設するコンクリートＣ２の打設圧力を、先行打設されているコンクリートＣ１の圧力と同等あるいはやや高い所定の圧力に妻型枠６で保持することによって、両者の打設コンクリートを一体化する構成となっている。その結果、覆工壁Ｗが打継ぎ目のない連続体とされ、これによって止水性が確保されるものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ＥＣＬ工法において、図８（ａ）に示すように、例えば工事の休業日や、何らかの事情により工事が中断されたとき等には、先に打設したコンクリートＣ１が完全に硬化してしまう。このため、図８（ｂ）に示すように、休業日明け等、工事を再開して最初の工程で打設するコンクリートＣ２は、先行打設されたコンクリートＣ１に一体化せず、ここに打継ぎ目Ｊが形成されてしまうこととなる。すると、この部分からの漏水の恐れがあるため、この打継ぎ目Ｊにおける止水性の確保が要求されていた。
【０００６】このような問題に対して、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する工法が考えられる。これには、図９（ａ）に示すように、妻型枠６にシール材Ｓをセットしておき、この状態でコンクリートＣ１を打設することにより、シール材Ｓを打継ぎ目となる部分に埋没させておく。そして、この後、図９（ｂ）に示すように、休業日明け等の最初の工程で、コンクリートＣ２を打設すると、コンクリートＣ１とＣ２との打継ぎ面Ｊにはシール材Ｓが介在することとなり、これによって止水性が確保されるようになる。
【０００７】ところが、このようなシール材Ｓを用いる場合にも、埋設されるシール材Ｓが常に打設コンクリートＣ１の流れに曝されることになり、その結果シール材Ｓの劣化損傷や剥がれ等、品質上の問題が生じることがあり、止水性能を確実に得ることが困難であるという問題が残る。
【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、より止水性を高めることのできるトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、シールド掘削機で地山を掘削しつつ、掘削された地山の周壁を定められた間隔を空けて内型枠で覆い、該内型枠と前記周壁との間に自硬性充填材を充填することによって前記周壁の内面を覆工するトンネル覆工方法であって、先行して充填した自硬性充填材が硬化した後に、その掘進方向前方側に新たに自硬性充填材を充填するときには、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面にシール材を配設し、しかる後に前記新たな自硬性充填材を充填することを特徴としている。
【００１０】先行打設した自硬性充填材が硬化した後に、打継ぎ目となる部分にシール材を配設するようにしたので、シール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から引き離した後、前記先行充填した自硬性充填材に臨む側の面に固定手段が予め配されたシール材を前記妻型枠に仮止めし、続いて前記妻型枠を前記先行充填した自硬性充填材に押しつけて、前記シール材を前記先行充填した自硬性充填材に前記固定手段で固定することを特徴としている。
【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を、前記固定手段よりも固定強度の低い仮止め手段によって前記妻型枠に仮止めすることを特徴としている。
【００１３】このように、妻型枠にシール材を仮止めし、これを先行充填した自硬性充填材に押しつけた後に妻型枠を引き離せば、シール材を先行充填した自硬性充填材側に移し替えて固定することができる。固定手段や仮止め手段としては、例えば、接着強度を選択できる接着剤や両面粘着テープ等が好適である。
【００１４】請求項４に係る発明は、請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から定められた寸法だけ引き離した後、前記妻型枠と前記先行充填した自硬性充填材との間に、流動性を有したシール材を注入することを特徴としている。
【００１５】このように、妻型枠を、先行充填した自硬性充填材側から引き離し、その隙間に流動性を有したシール材を注入することによって、このシール材が硬化した時点で、打継ぎ目にはシール材が配設されることになる。
【００１６】請求項５に係る発明は、請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記自硬性充填材を先行充填するときには、前記打継ぎ目となる部分に、前記トンネルの周方向に延在して可撓性を有したチューブを配置して該チューブを膨張させておき、前記先行充填した自硬性充填材が硬化した後に前記チューブを収縮させ、これによって形成された空間に、流動性を有した前記シール材を注入することを特徴としている。
【００１７】チューブを膨張させておくことにより、打継ぎ目にはこのチューブに対応した形状の凹部が周方向に連続して形成される。そして、先行充填した自硬性充填材の硬化後にチューブを収縮させ、これによって形成された空間にシール材を注入することによって、打継ぎ目にはシール材が配設されることになる。
【００１８】請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる部分には、凹部または凸部のいずれか一方または双方を形成しておくことを特徴としている。
【００１９】打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【００２０】請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面には、前記シール材を配する部分の外周側に、前記トンネルの周方向に連続する突条を形成しておくことを特徴としている。
【００２１】シール材の外周側に突条を形成しておくことにより、この突条が外周側の地山からしみ出てくる水の流路となる。つまり、地山からしみ出てきた水は、突条に沿ってトンネルの外周部を伝って下方に導かれることになる。
【００２２】請求項８に係る発明は、請求項７記載のトンネル覆工方法であって、前記突条が形成された後には、前記突条にパッキンを押し付け、前記パッキンと前記突条とによって溝を形成することを特徴としている。
【００２３】突条にパッキンを押しつけて、このパッキンと突条とで溝を形成することにより、外周側の地山からしみ出る水の流路を、この突条とパッキンとによって形成することが可能となる。
【００２４】請求項９に係る発明は、シールド掘削機により地山に掘削された坑の周壁と、該周壁の内周側に間隔を隔てて組まれた内型枠との間に、自硬性充填材が充填されることによって前記周壁の内面が覆工された構成のシールドトンネルの止水構造であって、先行充填された前記自硬性充填材と、後行充填された前記自硬性充填材との打継ぎ目には、前記先行充填された自硬性充填材の硬化後に配設されたシール材が配設されていることを特徴としている。
【００２５】シール材により、打継ぎ目における止水性を確保することができる。そして、このシール材が、先行打設した自硬性充填材が硬化した後にセットされたものであるので、施工時に、このシール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。
【００２６】請求項１０に係る発明は、請求項９記載のシールドトンネルの止水構造であって、前記打継ぎ目には、前記トンネルの周方向に連続する凹部または凸部のいずれか一方または双方が形成されていることを特徴としている。
【００２７】打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第一ないし第四の実施の形態について、図１ないし図７を参照して説明する。ここではまず、本発明に係る技術の具体的な説明に先立ち、ＥＣＬ工法の基本的な構成について説明を行う。
【００２９】図１において、符号１は、地山ＧにおいてトンネルＴを掘削するシールド掘削機、２はシールド掘削機１の外殻を成す例えば円筒状のスキンプレートを、１ａはスキンプレート２の先端部に設けられて地山Ｇを掘削するためのカッタを、３はシールド掘削機１によって掘削された坑の周壁Ｔｗの内方に所定間隔を隔てて組み立てられた内型枠を、それぞれ示している。さらに、符号４は、推進ジャッキであり、内型枠３から反力を取って、シールド掘削機１を前進させる役割を果たすものである。
【００３０】そして、スキンプレート２と、スキンプレート２の内方で組み立てられる内型枠３との間の環状の空間には、その全周にわたるリング状の板材からなる妻型枠６が、シールド掘削機１の軸線方向に前後動自在に収められている。この妻型枠６は、空間の前方においてスキンプレート２に固定された押圧ジャッキ７によって、空間内で前後方向に進退駆動されるようになっている。
【００３１】妻型枠６の外周部には、スキンプレート２側と内型枠３に接触する部分に図示しないシール部材が配設されている。また、妻型枠６の先端面、すなわち打設するモルタルやコンクリート（以下単に「コンクリート」と称する；自硬性充填材）Ｃを直接的に押圧する面には、コンクリートＣの圧力を検出するため、例えば歪み計型の土圧計等の圧力センサ（図示なし）が取り付けられており、この圧力センサは、押圧ジャッキ７の駆動を制御する制御手段（図示なし）に接続され、妻型枠６によって押圧されるコンクリートＣの圧力を刻々と検出して制御手段（図示なし）に入力するようになっている。
【００３２】上記したようなシールド掘削機１でトンネルＴを施工する方法について説明すると、図１に示したように、トンネルＴを掘削するには、まずシールド掘削機１の前部に備えたカッタ１ａで地山Ｇを掘削して坑を形成しつつ、スキンプレート２の後方において内型枠３を所定形状に組み上げる。このようにして内型枠３が所定形状に組み上げられた後、外周側の坑の周壁Ｔｗと、内型枠３との間の空間に、例えば妻型枠６に形成した図示しない充填口からコンクリートＣを充填する。このときには、押圧ジャッキ７を駆動させて、打設したコンクリートＣを妻型枠６で加圧し、その圧力が、周囲の地山Ｇの圧力よりも常に高く、かつ先行打設されているコンクリートＣの圧力と同等あるいはやや高い所定の圧力となるように圧力を維持する。このとき、押圧ジャッキ７の作動は、妻型枠６に設けられた圧力センサ（図示なし）で検出されるコンクリートＣの圧力に基づき、制御手段（図示なし）で制御され、これによってコンクリートＣの圧力が、周囲の地山Ｇの圧力を上回る所定範囲内の値に自動的に保持されるようになっている。
【００３３】このようにして、打設されたコンクリートＣは、先行打設したコンクリートＣに一体化され、しかもそのとき周囲の地山Ｇから地下水が進入してくることが防止される。また、コンクリートＣの打設を、先行打設した後方のリングのコンクリートＣが硬化する前に行うことによって、通常は両者のコンクリートＣに打継ぎ目が形成されず、これにより覆工壁Ｗが連続体として形成されることとなる。
【００３４】次いで、打設したコンクリートＣの圧力を押圧ジャッキ７で保持したまま、推進ジャッキ４で組み立てた内型枠３に反力を得てシールド掘削機１を前方に掘進させ、次のリングにおいて新たな内型枠３の組立を行う。そして、押圧ジャッキ７を縮めて妻型枠６を前方に移動させながら、コンクリートＣの充填−妻型枠６によるコンクリートＣの押圧を行い、しかる後には、上記作業を順次繰り返し、トンネルＴを構築していく。
【００３５】そして、コンクリートＣの硬化後には、必要に応じて内型枠３を脱型する。これによりトンネルＴの覆工壁Ｗが形成されることとなる。
【００３６】このようなトンネルＴの施工方法においては、前述の如く、例えば休業日の前後や、工事が中断された場合等に、覆工壁Ｗに打継ぎ目が形成されてしまうこととなるが、この部分には、以下の各実施の形態で示すような方法でシール材を配設する。
【００３７】［第１の実施の形態］以下に示すものは、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第１の実施の形態を示すものである。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、例えば休業日の前の最終工程において打設したコンクリート（自硬性充填材）Ｃ１が硬化した後に、妻型枠６を組付けの完了している内型枠３よりも手前に引き戻し、この妻型枠６に、周方向に連続して例えばゴム製等の材料からなる止水シール材（シール材）１０を妻型枠６に貼り付ける。この時、止水シール材１０には、妻型枠６に面する側１０ａと、硬化したコンクリートＣ１に面する側１０ｂとの双方に、例えば両面テープや接着剤等の貼付手段を貼付あるいは塗布するが、妻型枠６に面する側１０ａの貼付手段（仮止め手段）の方が、コンクリートＣ１に面する側１０ｂの貼付手段（固定手段）よりも接着強度が低くなるよう、貼付手段の材質を選択する。
【００３８】続いて、図２（ｃ）に示すように、内型枠３を新たに１リング分組み立てる。これにより、妻型枠６は内型枠３とスキンプレート２との間に位置した状態となる。この状態で、妻型枠６を、先行打設して硬化したコンクリートＣ１に押しつける。この後、図２（ｄ）に示すように、妻型枠６を引き戻すと、接着強度の違いから、妻型枠６に貼り付いていた止水シール材１０は、コンクリートＣ１側に張り替えられるのである。
【００３９】この後、シールド掘削機１を掘進させながら、その後部において内型枠３と周囲の地山Ｇとの空隙に新たなコンクリート（自硬性充填材）Ｃ２を打設する。すると、図２（ｅ）に示すように、止水シール材１０は、新たなコンクリートＣ２と先行打設されて硬化しているコンクリートＣ１との打継ぎ目Ｊに埋め込まれた形態となる。
【００４０】その結果、打継ぎ目Ｊにおけるシール性を確実に発揮して、この部分からトンネルＴ内への漏水を防止することが可能となる。また、止水シール材１０が、硬化した後のコンクリートＣ１に貼り付けられる構成となっているので、掘進及びコンクリートＣ１打設中に、止水シール材１０がコンクリートＣ１の流動に曝されることがなく、止水シール材１０の止水性能が確実に確保される。
【００４１】さらに、止水シール材１０を妻型枠６に貼り付け、これを硬化したコンクリートＣ１に貼り付け替える構成としたので、当然、止水シール材１０をコンクリートＣ１に手で直接貼り付ける必要がない。したがって、例えばコンクリート打設作業中にトラブル等が発生して打継ぎ目Ｊが生じてしまう事態となったとき等であっても、妻型枠６を若干引き戻すだけで容易に止水シール材１０のセットを行うことが可能となる。
【００４２】［第２の実施の形態］次に、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第２の実施の形態を示す。図３R>３に示すように、妻型枠６の型枠面には、形成すべきトンネルＴの周方向に連続する突条２０が複数本形成されている。さらに、この妻型枠６には、複数本の突条２０が設けられている部分にシール材注入孔２１が形成されている。そして、流動性と自硬性とを有してジェル状あるいはフォーム状等とされた止水シール材（シール材）２２が、図示しない供給源から送給されてこのシール材注入孔２１から吐出されるようになっているのである。
【００４３】そして、休業日等の後に工事を行うときには、妻型枠６を、硬化したコンクリートＣ１から、所定寸法（例えば１ｃｍ）程度引き戻す。これにより妻型枠６と硬化しているコンクリートＣ１との間に空隙が生じることとなるので、この空隙に、シール材注入孔２１から、止水シール材２２を注入充填する。この止水シール材２２は、時間の経過とともに硬化する。
【００４４】この後、前記第１の実施の形態と同様、新たにコンクリートを打設することにより、休業日等を挟んで前後に位置するコンクリートの打継ぎ目には、止水シール材２２が配設されることになり、これにより打継ぎ目の止水を確実に行うことができる。さらに、止水シール材２２が配設された部分には、妻型枠６の突条２０により凹凸条（凹部または凸部）２３が形成されることになるので、これによって止水シール材２２による止水性がより有効なものとなる。
【００４５】そして、この止水シール材２２を充填するときには、妻型枠６を最小限の寸法だけ引き戻せばよいので、上記第１の実施の形態のように、妻型枠６を内型枠３から外した位置まで引き戻して止水シール材１０を妻型枠６に直接取り付ける必要がなく、作業を容易に行うことができ、施工性が向上すると共に、コストダウンにもつながる。
【００４６】なお、ここでは、妻型枠６に形成する突条２０の断面形状や数等については何ら限定するものではない。例えば図４に示すように、突条２０’の断面形状を半円形とし、これにより先行打設されたコンクリートＣ１に略半円形の凹凸条（凹部または凸部）２３’を形成するような構成とすることも可能である。
【００４７】また、この止水シール材２２としては、水膨張性を有したもの等を用いることにより、止水をより確実に行うことが可能となる。勿論、他の材料を適宜採用することが可能である。
【００４８】［第３の実施の形態］次に、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第３の実施の形態を示す。ここでは、図５に示すように、妻型枠６の型枠面側に、例えばゴム系材料等、止水性と可撓性とを有した材料により形成されて、シールド掘削機１の周方向に延在するチューブ３０が配設されている。妻型枠６には、このチューブ３０を収めるための略半円形状の凹部３１が形成されている。さらに、妻型枠６には、チューブ３０の内部に連通する供給・排出管３３が設けられており、これらを通してチューブ３０の内部に空気や水等を充填・排出させることによってチューブ３０が膨張・収縮可能となっている。
【００４９】このような妻型枠６を用い、休業日前等の最後の打設工程においては、チューブ３０の内部に、空気または水を入れてこれを膨張させておく。この状態でコンクリートＣ１を打設することにより、打設されたコンクリートＣ１の打継ぎ目となる部分には、略半円形の断面形状を有した凹溝３４が、トンネルＴの周方向に延在するよう形成される。
【００５０】その後、図５（ｂ）に示すように、先行打設したコンクリートＣ１が硬化した後には、休業日明け等の最初の工程で、まず、チューブ３０内の空気や水を供給・排出管３３から排出してチューブ３０を収縮させる。すると、先行打設されたコンクリートＣ１に形成された断面半円形状の凹溝３４と、妻型枠６に予め形成されている凹部３１とによって、断面略円形の空間３５が形成されることになる。そして、図５（ｃ）に示すように、この空間３５に、妻型枠６に形成された注入孔３６を通して、流動性と自硬性とを有した止水シール材（シール材）３７を注入充填するのである。充填された止水シール材３７は、時間の経過と共に硬化する。
【００５１】この後、図５（ｄ）に示すように、妻型枠６を例えば７〜８ｃｍ程度引き下げながら、チューブ３０内に供給・排出管３３から空気や水を注入することにより、チューブ３０を膨張させる。これは、チューブ３０の膨張により止水シール材３７を凹溝３４に押し付けるためである。
【００５２】しかる後、新たにコンクリートＣ２を打設することにより、新たなコンクリートＣ２と先行打設されたコンクリートＣ１の打継ぎ目Ｊに止水シール材３７が介在し、高い止水性能を得ることができる。
【００５３】また、止水シール材３７を設置するために妻型枠６を動かしてスペースをつくる必要がなく、したがって、作業の効率化を図るとともに作業安全性を向上させることができる。
【００５４】このとき、この止水シール材３７としては、水膨張性を有したもの等を用いることにより、止水をより確実に行うことが可能となる。勿論、他の材料を適宜採用することが可能である。
【００５５】［第４の実施の形態］次に、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第４の実施の形態を示す。図６R>６に示すように、ここでは、妻型枠６の型枠面側には、形成すべきトンネルＴの周方向に延在する凹溝４０が形成されている。この凹溝４０は、配設すべき止水シール材１０よりも外周側に位置するよう形成されている。
【００５６】このような妻型枠６により、先行打設されて硬化したコンクリートＣ１には、周方向に延在する突条４２が形成されることになる。
【００５７】続いて、前記第１の実施の形態と同様にして、妻型枠６を一旦引き込んで止水シール材１０を貼り付け、これを先行打設したコンクリートＣ１に押し付けて貼り付ける。この止水シール材１０は、凹溝４０よりも内周側に位置するよう貼付される。
【００５８】このとき、硬化したコンクリートＣ１には、止水シール材１０を貼り付けるべき部分よりも外周側に突条４２が形成されているので、外周側の地山Ｇから水Ｗが流れ込んできたときには、この水Ｗは突条４２に沿って導かれ、突条４２の外周側を伝って流れ落ちるようになっている。したがって、止水シール材１０を貼り付けるべき部分が濡れるのを防止することができ、止水シール材１０の貼付を確実に行うことが可能となるのである。
【００５９】そしてこの後、施工を続行し、前記第１の実施の形態と同様に、新たにコンクリートＣ２（図２参照）を打設することにより、打継ぎ目Ｊにおいては、止水シール材１０によって高い止水性が確保される。また、打継ぎ目Ｊに形成されることになる突条４２も、止水性を高めるという機能を有するものとなる。
【００６０】なお、上記実施の形態において、図７に示すように、妻型枠６側に、図示しないシリンダ等により前後方向に進退可能なパッキン４５を設けておくようにしてもよい。このような構成においては、止水シール材１０を妻型枠６（図６参照）に貼り付けるために妻型枠６を引き込んでいる間、パッキン４５を突条４２に押しつけておくことにより、パッキン４５と突条４２と硬化したコンクリートＣ１の端面とによって断面視略Ｕ字状の溝４６が形成されることになる。その結果、周囲地山からしみ出てくる水Ｗを確実に処理することができ、より高い効果を得ることが可能となる。
【００６１】なお、上記実施の形態において、本工法に用いるシールド掘削機１の構造については何ら限定するものではなく、ＥＣＬ工法を実施することができるのであれば、いかなる構成のシールド掘削機１を適用しても良い。
【００６２】加えて、上記実施の形態では、断面視円形のトンネルＴを構築する場合を例に挙げたが、構築するトンネルＴ自体の構成については限定する意図はなく、断面視矩形のものをはじめとした他の形状のトンネルＴ等にも本発明の技術を適用することが可能である。
【００６３】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものとしても良いのは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るトンネル覆工方法によれば、先行打設した自硬性充填材が硬化した後に、その打継ぎ目となる部分にシール材を配設するようにしたので、シール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。したがって、シール材の劣化損傷等、品質上の問題となることもなく止水性能を確実に発揮することができる。
【００６５】請求項２，３に係るトンネル覆工方法によれば、妻型枠にシール材を仮止めし、続いて妻型枠を先行充填した自硬性充填材に押しつけて、シール材を先行充填した自硬性充填材に固定する構成とした。このようにして、シール材のセット作業を容易に行うことが可能となり、作業効率と安全性の向上を図ることができる。
【００６６】請求項４に係るトンネル覆工方法によれば、妻型枠を、先行充填した自硬性充填材側から引き離し、その隙間に流動性を有したシール材を注入することによって、このシール材が硬化した時点で打継ぎ面の止水を確実にすることができる。しかもこのような流動性を有したシール材は、妻型枠に充填孔を形成しておく等すれば充填を行うことができ、通常のシール材等のように妻型枠を一旦引き離し、そこにシール材を固定する等の必要がない。したがって、作業を効率良くかつ安全に行うことが可能となる。
【００６７】請求項５に係るトンネル覆工方法によれば、チューブを膨張させておくことにより、打継ぎ目にはこのチューブに対応した形状の凹部が周方向に連続して形成される。そして、先行充填した自硬性充填材の硬化後にチューブを収縮させ、凹部にシール材を注入することによって、打継ぎ目のシールを確実に図ることができる。このような工法においても、通常のシール材等のように妻型枠を一旦引き離してシール材を固定する等の必要がなく、作業を効率良く行うことが可能となる。
【００６８】請求項６に係るトンネル覆工方法によれば、打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、この凹部または凸部とシール材とによって一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【００６９】請求項７、８に係るトンネル覆工方法によれば、シール材の外周側に突条を形成しておくことにより、この突条が外周側の地山からしみ出てくる水の流路となる。つまり、地山からしみ出てきた水は、突条に沿ってトンネルの外周部を伝い下方に導かることになる。その結果、シール材の固定を確実に行え、またトンネル内への漏水を防止できるようになっている。
【００７０】請求項９に係るシールドトンネルの止水構造によれば、先行打設した自硬性充填材が硬化した後に、その打継ぎ目となる部分にシール材を配設するようにしたので、シール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。したがって、シール材の劣化損傷等、品質上の問題となることもなく、止水性能を確実に発揮することができる。
【００７１】請求項１０に係るシールドトンネルの止水構造によれば、打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の実施の形態を示す図であって、トンネル覆工方法の基本的な構成を示すための図である。
【図２】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第１の実施の形態を示す工程図である。
【図３】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第２の実施の形態を示す工程図である。
【図４】 第２の実施の形態の他の例を示す図である。
【図５】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第３の実施の形態を示す工程図である。
【図６】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第４の実施の形態を示す工程図である。
【図７】 第４の実施の形態の他の例を示す図である。
【図８】 従来のトンネル覆工方法を示す工程図である。
【図９】 従来のトンネル覆工方法の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
１ シールド掘削機
３ 内型枠
６ 妻型枠
１０，２２，３７ 止水シール材（シール材）
２３、２３’ 凹凸条（凹部または凸部）
３０ チューブ
３５ 空間
４２ 突条
４５ パッキン
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ コンクリート（自硬性充填材）
Ｇ 地山
Ｊ 打継ぎ目
Ｔ トンネル
Ｔｗ 周壁
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートやモルタルなどの自硬性充填材を採用するトンネルを構築するに際して用いて好適なトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、例えば軟弱で地下水位が高いような地山に対してシールド工法によりトンネルを施工する場合、一次覆工にはセグメントを使用することが一般的である。近年、セグメントを用いることに代えて、図８に示すように、シールド掘削機１の後方において内型枠３を組み立て、その内型枠３と地山Ｇとの間に自硬性硬化材としてコンクリートＣを直接打設充填することによって、トンネルＴの覆工壁Ｗを形成する、いわゆるＥＣＬ工法（Extruded Concrete Lining Method）の開発も進められている。
【０００３】ＥＣＬ工法では、打設されたコンクリートＣが硬化して覆工壁Ｗが形成された後において地山圧力（土圧および地下水圧）に対して十分に耐え得ることは当然であるが、コンクリートＣを打設した直後の未硬化の状態であっても地山圧力に対して抗し得るものでなければならない。特に地下水圧が高い地山Ｇに対してＥＣＬ工法を適用する場合には、未硬化のコンクリートＣによる十分な止水性を確保するための方策が不可欠である。このため、本出願人は先に、妻型枠６でコンクリートＣを押圧することによって、その打設圧力を地山圧力より常に高く維持し、未硬化の状態のコンクリートＣによっても止水性を確保するようにしたＥＣＬ工法におけるトンネルＴの覆工方法を提供した（例えば特開平４ー１６１５９９号等）。
【０００４】このようなＥＣＬ工法では、通常時において、コンクリートＣ２を打設するときには、先行打設したコンクリートＣ１が固まる前に、新たに打設するコンクリートＣ２の打設圧力を、先行打設されているコンクリートＣ１の圧力と同等あるいはやや高い所定の圧力に妻型枠６で保持することによって、両者の打設コンクリートを一体化する構成となっている。その結果、覆工壁Ｗが打継ぎ目のない連続体とされ、これによって止水性が確保されるものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ＥＣＬ工法において、図８（ａ）に示すように、例えば工事の休業日や、何らかの事情により工事が中断されたとき等には、先に打設したコンクリートＣ１が完全に硬化してしまう。このため、図８（ｂ）に示すように、休業日明け等、工事を再開して最初の工程で打設するコンクリートＣ２は、先行打設されたコンクリートＣ１に一体化せず、ここに打継ぎ目Ｊが形成されてしまうこととなる。すると、この部分からの漏水の恐れがあるため、この打継ぎ目Ｊにおける止水性の確保が要求されていた。
【０００６】このような問題に対して、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する工法が考えられる。これには、図９（ａ）に示すように、妻型枠６にシール材Ｓをセットしておき、この状態でコンクリートＣ１を打設することにより、シール材Ｓを打継ぎ目となる部分に埋没させておく。そして、この後、図９（ｂ）に示すように、休業日明け等の最初の工程で、コンクリートＣ２を打設すると、コンクリートＣ１とＣ２との打継ぎ面Ｊにはシール材Ｓが介在することとなり、これによって止水性が確保されるようになる。
【０００７】ところが、このようなシール材Ｓを用いる場合にも、埋設されるシール材Ｓが常に打設コンクリートＣ１の流れに曝されることになり、その結果シール材Ｓの劣化損傷や剥がれ等、品質上の問題が生じることがあり、止水性能を確実に得ることが困難であるという問題が残る。
【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、より止水性を高めることのできるトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、シールド掘削機で地山を掘削しつつ、掘削された地山の周壁を定められた間隔を空けて内型枠で覆い、該内型枠と前記周壁との間に自硬性充填材を充填することによって前記周壁の内面を覆工するトンネル覆工方法であって、先行して充填した自硬性充填材が硬化した後に、その掘進方向前方側に新たに自硬性充填材を充填するときには、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面にシール材を配設し、しかる後に前記新たな自硬性充填材を充填することを特徴としている。
【００１０】先行打設した自硬性充填材が硬化した後に、打継ぎ目となる部分にシール材を配設するようにしたので、シール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から引き離した後、前記先行充填した自硬性充填材に臨む側の面に固定手段が予め配されたシール材を前記妻型枠に仮止めし、続いて前記妻型枠を前記先行充填した自硬性充填材に押しつけて、前記シール材を前記先行充填した自硬性充填材に前記固定手段で固定することを特徴としている。
【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を、前記固定手段よりも固定強度の低い仮止め手段によって前記妻型枠に仮止めすることを特徴としている。
【００１３】このように、妻型枠にシール材を仮止めし、これを先行充填した自硬性充填材に押しつけた後に妻型枠を引き離せば、シール材を先行充填した自硬性充填材側に移し替えて固定することができる。固定手段や仮止め手段としては、例えば、接着強度を選択できる接着剤や両面粘着テープ等が好適である。
【００１４】請求項４に係る発明は、請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から定められた寸法だけ引き離した後、前記妻型枠と前記先行充填した自硬性充填材との間に、流動性を有したシール材を注入することを特徴としている。
【００１５】このように、妻型枠を、先行充填した自硬性充填材側から引き離し、その隙間に流動性を有したシール材を注入することによって、このシール材が硬化した時点で、打継ぎ目にはシール材が配設されることになる。
【００１６】請求項５に係る発明は、請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記自硬性充填材を先行充填するときには、前記打継ぎ目となる部分に、前記トンネルの周方向に延在して可撓性を有したチューブを配置して該チューブを膨張させておき、前記先行充填した自硬性充填材が硬化した後に前記チューブを収縮させ、これによって形成された空間に、流動性を有した前記シール材を注入することを特徴としている。
【００１７】チューブを膨張させておくことにより、打継ぎ目にはこのチューブに対応した形状の凹部が周方向に連続して形成される。そして、先行充填した自硬性充填材の硬化後にチューブを収縮させ、これによって形成された空間にシール材を注入することによって、打継ぎ目にはシール材が配設されることになる。
【００１８】請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる部分には、凹部または凸部のいずれか一方または双方を形成しておくことを特徴としている。
【００１９】打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【００２０】請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面には、前記シール材を配する部分の外周側に、前記トンネルの周方向に連続する突条を形成しておくことを特徴としている。
【００２１】シール材の外周側に突条を形成しておくことにより、この突条が外周側の地山からしみ出てくる水の流路となる。つまり、地山からしみ出てきた水は、突条に沿ってトンネルの外周部を伝って下方に導かれることになる。
【００２２】請求項８に係る発明は、請求項７記載のトンネル覆工方法であって、前記突条が形成された後には、前記突条にパッキンを押し付け、前記パッキンと前記突条とによって溝を形成することを特徴としている。
【００２３】突条にパッキンを押しつけて、このパッキンと突条とで溝を形成することにより、外周側の地山からしみ出る水の流路を、この突条とパッキンとによって形成することが可能となる。
【００２４】請求項９に係る発明は、シールド掘削機により地山に掘削された坑の周壁と、該周壁の内周側に間隔を隔てて組まれた内型枠との間に、自硬性充填材が充填されることによって前記周壁の内面が覆工された構成のシールドトンネルの止水構造であって、先行充填された前記自硬性充填材と、後行充填された前記自硬性充填材との打継ぎ目には、前記先行充填された自硬性充填材の硬化後に配設されたシール材が配設されていることを特徴としている。
【００２５】シール材により、打継ぎ目における止水性を確保することができる。そして、このシール材が、先行打設した自硬性充填材が硬化した後にセットされたものであるので、施工時に、このシール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。
【００２６】請求項１０に係る発明は、請求項９記載のシールドトンネルの止水構造であって、前記打継ぎ目には、前記トンネルの周方向に連続する凹部または凸部のいずれか一方または双方が形成されていることを特徴としている。
【００２７】打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第一ないし第四の実施の形態について、図１ないし図７を参照して説明する。ここではまず、本発明に係る技術の具体的な説明に先立ち、ＥＣＬ工法の基本的な構成について説明を行う。
【００２９】図１において、符号１は、地山ＧにおいてトンネルＴを掘削するシールド掘削機、２はシールド掘削機１の外殻を成す例えば円筒状のスキンプレートを、１ａはスキンプレート２の先端部に設けられて地山Ｇを掘削するためのカッタを、３はシールド掘削機１によって掘削された坑の周壁Ｔｗの内方に所定間隔を隔てて組み立てられた内型枠を、それぞれ示している。さらに、符号４は、推進ジャッキであり、内型枠３から反力を取って、シールド掘削機１を前進させる役割を果たすものである。
【００３０】そして、スキンプレート２と、スキンプレート２の内方で組み立てられる内型枠３との間の環状の空間には、その全周にわたるリング状の板材からなる妻型枠６が、シールド掘削機１の軸線方向に前後動自在に収められている。この妻型枠６は、空間の前方においてスキンプレート２に固定された押圧ジャッキ７によって、空間内で前後方向に進退駆動されるようになっている。
【００３１】妻型枠６の外周部には、スキンプレート２側と内型枠３に接触する部分に図示しないシール部材が配設されている。また、妻型枠６の先端面、すなわち打設するモルタルやコンクリート（以下単に「コンクリート」と称する；自硬性充填材）Ｃを直接的に押圧する面には、コンクリートＣの圧力を検出するため、例えば歪み計型の土圧計等の圧力センサ（図示なし）が取り付けられており、この圧力センサは、押圧ジャッキ７の駆動を制御する制御手段（図示なし）に接続され、妻型枠６によって押圧されるコンクリートＣの圧力を刻々と検出して制御手段（図示なし）に入力するようになっている。
【００３２】上記したようなシールド掘削機１でトンネルＴを施工する方法について説明すると、図１に示したように、トンネルＴを掘削するには、まずシールド掘削機１の前部に備えたカッタ１ａで地山Ｇを掘削して坑を形成しつつ、スキンプレート２の後方において内型枠３を所定形状に組み上げる。このようにして内型枠３が所定形状に組み上げられた後、外周側の坑の周壁Ｔｗと、内型枠３との間の空間に、例えば妻型枠６に形成した図示しない充填口からコンクリートＣを充填する。このときには、押圧ジャッキ７を駆動させて、打設したコンクリートＣを妻型枠６で加圧し、その圧力が、周囲の地山Ｇの圧力よりも常に高く、かつ先行打設されているコンクリートＣの圧力と同等あるいはやや高い所定の圧力となるように圧力を維持する。このとき、押圧ジャッキ７の作動は、妻型枠６に設けられた圧力センサ（図示なし）で検出されるコンクリートＣの圧力に基づき、制御手段（図示なし）で制御され、これによってコンクリートＣの圧力が、周囲の地山Ｇの圧力を上回る所定範囲内の値に自動的に保持されるようになっている。
【００３３】このようにして、打設されたコンクリートＣは、先行打設したコンクリートＣに一体化され、しかもそのとき周囲の地山Ｇから地下水が進入してくることが防止される。また、コンクリートＣの打設を、先行打設した後方のリングのコンクリートＣが硬化する前に行うことによって、通常は両者のコンクリートＣに打継ぎ目が形成されず、これにより覆工壁Ｗが連続体として形成されることとなる。
【００３４】次いで、打設したコンクリートＣの圧力を押圧ジャッキ７で保持したまま、推進ジャッキ４で組み立てた内型枠３に反力を得てシールド掘削機１を前方に掘進させ、次のリングにおいて新たな内型枠３の組立を行う。そして、押圧ジャッキ７を縮めて妻型枠６を前方に移動させながら、コンクリートＣの充填−妻型枠６によるコンクリートＣの押圧を行い、しかる後には、上記作業を順次繰り返し、トンネルＴを構築していく。
【００３５】そして、コンクリートＣの硬化後には、必要に応じて内型枠３を脱型する。これによりトンネルＴの覆工壁Ｗが形成されることとなる。
【００３６】このようなトンネルＴの施工方法においては、前述の如く、例えば休業日の前後や、工事が中断された場合等に、覆工壁Ｗに打継ぎ目が形成されてしまうこととなるが、この部分には、以下の各実施の形態で示すような方法でシール材を配設する。
【００３７】［第１の実施の形態］以下に示すものは、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第１の実施の形態を示すものである。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、例えば休業日の前の最終工程において打設したコンクリート（自硬性充填材）Ｃ１が硬化した後に、妻型枠６を組付けの完了している内型枠３よりも手前に引き戻し、この妻型枠６に、周方向に連続して例えばゴム製等の材料からなる止水シール材（シール材）１０を妻型枠６に貼り付ける。この時、止水シール材１０には、妻型枠６に面する側１０ａと、硬化したコンクリートＣ１に面する側１０ｂとの双方に、例えば両面テープや接着剤等の貼付手段を貼付あるいは塗布するが、妻型枠６に面する側１０ａの貼付手段（仮止め手段）の方が、コンクリートＣ１に面する側１０ｂの貼付手段（固定手段）よりも接着強度が低くなるよう、貼付手段の材質を選択する。
【００３８】続いて、図２（ｃ）に示すように、内型枠３を新たに１リング分組み立てる。これにより、妻型枠６は内型枠３とスキンプレート２との間に位置した状態となる。この状態で、妻型枠６を、先行打設して硬化したコンクリートＣ１に押しつける。この後、図２（ｄ）に示すように、妻型枠６を引き戻すと、接着強度の違いから、妻型枠６に貼り付いていた止水シール材１０は、コンクリートＣ１側に張り替えられるのである。
【００３９】この後、シールド掘削機１を掘進させながら、その後部において内型枠３と周囲の地山Ｇとの空隙に新たなコンクリート（自硬性充填材）Ｃ２を打設する。すると、図２（ｅ）に示すように、止水シール材１０は、新たなコンクリートＣ２と先行打設されて硬化しているコンクリートＣ１との打継ぎ目Ｊに埋め込まれた形態となる。
【００４０】その結果、打継ぎ目Ｊにおけるシール性を確実に発揮して、この部分からトンネルＴ内への漏水を防止することが可能となる。また、止水シール材１０が、硬化した後のコンクリートＣ１に貼り付けられる構成となっているので、掘進及びコンクリートＣ１打設中に、止水シール材１０がコンクリートＣ１の流動に曝されることがなく、止水シール材１０の止水性能が確実に確保される。
【００４１】さらに、止水シール材１０を妻型枠６に貼り付け、これを硬化したコンクリートＣ１に貼り付け替える構成としたので、当然、止水シール材１０をコンクリートＣ１に手で直接貼り付ける必要がない。したがって、例えばコンクリート打設作業中にトラブル等が発生して打継ぎ目Ｊが生じてしまう事態となったとき等であっても、妻型枠６を若干引き戻すだけで容易に止水シール材１０のセットを行うことが可能となる。
【００４２】［第２の実施の形態］次に、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第２の実施の形態を示す。図３R>３に示すように、妻型枠６の型枠面には、形成すべきトンネルＴの周方向に連続する突条２０が複数本形成されている。さらに、この妻型枠６には、複数本の突条２０が設けられている部分にシール材注入孔２１が形成されている。そして、流動性と自硬性とを有してジェル状あるいはフォーム状等とされた止水シール材（シール材）２２が、図示しない供給源から送給されてこのシール材注入孔２１から吐出されるようになっているのである。
【００４３】そして、休業日等の後に工事を行うときには、妻型枠６を、硬化したコンクリートＣ１から、所定寸法（例えば１ｃｍ）程度引き戻す。これにより妻型枠６と硬化しているコンクリートＣ１との間に空隙が生じることとなるので、この空隙に、シール材注入孔２１から、止水シール材２２を注入充填する。この止水シール材２２は、時間の経過とともに硬化する。
【００４４】この後、前記第１の実施の形態と同様、新たにコンクリートを打設することにより、休業日等を挟んで前後に位置するコンクリートの打継ぎ目には、止水シール材２２が配設されることになり、これにより打継ぎ目の止水を確実に行うことができる。さらに、止水シール材２２が配設された部分には、妻型枠６の突条２０により凹凸条（凹部または凸部）２３が形成されることになるので、これによって止水シール材２２による止水性がより有効なものとなる。
【００４５】そして、この止水シール材２２を充填するときには、妻型枠６を最小限の寸法だけ引き戻せばよいので、上記第１の実施の形態のように、妻型枠６を内型枠３から外した位置まで引き戻して止水シール材１０を妻型枠６に直接取り付ける必要がなく、作業を容易に行うことができ、施工性が向上すると共に、コストダウンにもつながる。
【００４６】なお、ここでは、妻型枠６に形成する突条２０の断面形状や数等については何ら限定するものではない。例えば図４に示すように、突条２０’の断面形状を半円形とし、これにより先行打設されたコンクリートＣ１に略半円形の凹凸条（凹部または凸部）２３’を形成するような構成とすることも可能である。
【００４７】また、この止水シール材２２としては、水膨張性を有したもの等を用いることにより、止水をより確実に行うことが可能となる。勿論、他の材料を適宜採用することが可能である。
【００４８】［第３の実施の形態］次に、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第３の実施の形態を示す。ここでは、図５に示すように、妻型枠６の型枠面側に、例えばゴム系材料等、止水性と可撓性とを有した材料により形成されて、シールド掘削機１の周方向に延在するチューブ３０が配設されている。妻型枠６には、このチューブ３０を収めるための略半円形状の凹部３１が形成されている。さらに、妻型枠６には、チューブ３０の内部に連通する供給・排出管３３が設けられており、これらを通してチューブ３０の内部に空気や水等を充填・排出させることによってチューブ３０が膨張・収縮可能となっている。
【００４９】このような妻型枠６を用い、休業日前等の最後の打設工程においては、チューブ３０の内部に、空気または水を入れてこれを膨張させておく。この状態でコンクリートＣ１を打設することにより、打設されたコンクリートＣ１の打継ぎ目となる部分には、略半円形の断面形状を有した凹溝３４が、トンネルＴの周方向に延在するよう形成される。
【００５０】その後、図５（ｂ）に示すように、先行打設したコンクリートＣ１が硬化した後には、休業日明け等の最初の工程で、まず、チューブ３０内の空気や水を供給・排出管３３から排出してチューブ３０を収縮させる。すると、先行打設されたコンクリートＣ１に形成された断面半円形状の凹溝３４と、妻型枠６に予め形成されている凹部３１とによって、断面略円形の空間３５が形成されることになる。そして、図５（ｃ）に示すように、この空間３５に、妻型枠６に形成された注入孔３６を通して、流動性と自硬性とを有した止水シール材（シール材）３７を注入充填するのである。充填された止水シール材３７は、時間の経過と共に硬化する。
【００５１】この後、図５（ｄ）に示すように、妻型枠６を例えば７〜８ｃｍ程度引き下げながら、チューブ３０内に供給・排出管３３から空気や水を注入することにより、チューブ３０を膨張させる。これは、チューブ３０の膨張により止水シール材３７を凹溝３４に押し付けるためである。
【００５２】しかる後、新たにコンクリートＣ２を打設することにより、新たなコンクリートＣ２と先行打設されたコンクリートＣ１の打継ぎ目Ｊに止水シール材３７が介在し、高い止水性能を得ることができる。
【００５３】また、止水シール材３７を設置するために妻型枠６を動かしてスペースをつくる必要がなく、したがって、作業の効率化を図るとともに作業安全性を向上させることができる。
【００５４】このとき、この止水シール材３７としては、水膨張性を有したもの等を用いることにより、止水をより確実に行うことが可能となる。勿論、他の材料を適宜採用することが可能である。
【００５５】［第４の実施の形態］次に、打継ぎ目Ｊにシール材を配設する方法の第４の実施の形態を示す。図６R>６に示すように、ここでは、妻型枠６の型枠面側には、形成すべきトンネルＴの周方向に延在する凹溝４０が形成されている。この凹溝４０は、配設すべき止水シール材１０よりも外周側に位置するよう形成されている。
【００５６】このような妻型枠６により、先行打設されて硬化したコンクリートＣ１には、周方向に延在する突条４２が形成されることになる。
【００５７】続いて、前記第１の実施の形態と同様にして、妻型枠６を一旦引き込んで止水シール材１０を貼り付け、これを先行打設したコンクリートＣ１に押し付けて貼り付ける。この止水シール材１０は、凹溝４０よりも内周側に位置するよう貼付される。
【００５８】このとき、硬化したコンクリートＣ１には、止水シール材１０を貼り付けるべき部分よりも外周側に突条４２が形成されているので、外周側の地山Ｇから水Ｗが流れ込んできたときには、この水Ｗは突条４２に沿って導かれ、突条４２の外周側を伝って流れ落ちるようになっている。したがって、止水シール材１０を貼り付けるべき部分が濡れるのを防止することができ、止水シール材１０の貼付を確実に行うことが可能となるのである。
【００５９】そしてこの後、施工を続行し、前記第１の実施の形態と同様に、新たにコンクリートＣ２（図２参照）を打設することにより、打継ぎ目Ｊにおいては、止水シール材１０によって高い止水性が確保される。また、打継ぎ目Ｊに形成されることになる突条４２も、止水性を高めるという機能を有するものとなる。
【００６０】なお、上記実施の形態において、図７に示すように、妻型枠６側に、図示しないシリンダ等により前後方向に進退可能なパッキン４５を設けておくようにしてもよい。このような構成においては、止水シール材１０を妻型枠６（図６参照）に貼り付けるために妻型枠６を引き込んでいる間、パッキン４５を突条４２に押しつけておくことにより、パッキン４５と突条４２と硬化したコンクリートＣ１の端面とによって断面視略Ｕ字状の溝４６が形成されることになる。その結果、周囲地山からしみ出てくる水Ｗを確実に処理することができ、より高い効果を得ることが可能となる。
【００６１】なお、上記実施の形態において、本工法に用いるシールド掘削機１の構造については何ら限定するものではなく、ＥＣＬ工法を実施することができるのであれば、いかなる構成のシールド掘削機１を適用しても良い。
【００６２】加えて、上記実施の形態では、断面視円形のトンネルＴを構築する場合を例に挙げたが、構築するトンネルＴ自体の構成については限定する意図はなく、断面視矩形のものをはじめとした他の形状のトンネルＴ等にも本発明の技術を適用することが可能である。
【００６３】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものとしても良いのは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るトンネル覆工方法によれば、先行打設した自硬性充填材が硬化した後に、その打継ぎ目となる部分にシール材を配設するようにしたので、シール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。したがって、シール材の劣化損傷等、品質上の問題となることもなく止水性能を確実に発揮することができる。
【００６５】請求項２，３に係るトンネル覆工方法によれば、妻型枠にシール材を仮止めし、続いて妻型枠を先行充填した自硬性充填材に押しつけて、シール材を先行充填した自硬性充填材に固定する構成とした。このようにして、シール材のセット作業を容易に行うことが可能となり、作業効率と安全性の向上を図ることができる。
【００６６】請求項４に係るトンネル覆工方法によれば、妻型枠を、先行充填した自硬性充填材側から引き離し、その隙間に流動性を有したシール材を注入することによって、このシール材が硬化した時点で打継ぎ面の止水を確実にすることができる。しかもこのような流動性を有したシール材は、妻型枠に充填孔を形成しておく等すれば充填を行うことができ、通常のシール材等のように妻型枠を一旦引き離し、そこにシール材を固定する等の必要がない。したがって、作業を効率良くかつ安全に行うことが可能となる。
【００６７】請求項５に係るトンネル覆工方法によれば、チューブを膨張させておくことにより、打継ぎ目にはこのチューブに対応した形状の凹部が周方向に連続して形成される。そして、先行充填した自硬性充填材の硬化後にチューブを収縮させ、凹部にシール材を注入することによって、打継ぎ目のシールを確実に図ることができる。このような工法においても、通常のシール材等のように妻型枠を一旦引き離してシール材を固定する等の必要がなく、作業を効率良く行うことが可能となる。
【００６８】請求項６に係るトンネル覆工方法によれば、打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、この凹部または凸部とシール材とによって一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【００６９】請求項７、８に係るトンネル覆工方法によれば、シール材の外周側に突条を形成しておくことにより、この突条が外周側の地山からしみ出てくる水の流路となる。つまり、地山からしみ出てきた水は、突条に沿ってトンネルの外周部を伝い下方に導かることになる。その結果、シール材の固定を確実に行え、またトンネル内への漏水を防止できるようになっている。
【００７０】請求項９に係るシールドトンネルの止水構造によれば、先行打設した自硬性充填材が硬化した後に、その打継ぎ目となる部分にシール材を配設するようにしたので、シール材が打設コンクリートの流れに曝されることがない。したがって、シール材の劣化損傷等、品質上の問題となることもなく、止水性能を確実に発揮することができる。
【００７１】請求項１０に係るシールドトンネルの止水構造によれば、打継ぎ目に凹部または凸部が形成されることにより、一層高い止水性能を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の実施の形態を示す図であって、トンネル覆工方法の基本的な構成を示すための図である。
【図２】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第１の実施の形態を示す工程図である。
【図３】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第２の実施の形態を示す工程図である。
【図４】 第２の実施の形態の他の例を示す図である。
【図５】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第３の実施の形態を示す工程図である。
【図６】 本発明に係るトンネル覆工方法およびシールドトンネルの止水構造の第４の実施の形態を示す工程図である。
【図７】 第４の実施の形態の他の例を示す図である。
【図８】 従来のトンネル覆工方法を示す工程図である。
【図９】 従来のトンネル覆工方法の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
１ シールド掘削機
３ 内型枠
６ 妻型枠
１０，２２，３７ 止水シール材（シール材）
２３、２３’ 凹凸条（凹部または凸部）
３０ チューブ
３５ 空間
４２ 突条
４５ パッキン
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ コンクリート（自硬性充填材）
Ｇ 地山
Ｊ 打継ぎ目
Ｔ トンネル
Ｔｗ 周壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シールド掘削機で地山を掘削しつつ、掘削された地山の周壁を定められた間隔を空けて内型枠で覆い、該内型枠と前記周壁との間に自硬性充填材を充填することによって前記周壁の内面を覆工するトンネル覆工方法であって、先行して充填した自硬性充填材が硬化した後に、その掘進方向前方側に新たに自硬性充填材を充填するときには、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面にシール材を配設し、しかる後に前記新たな自硬性充填材を充填することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項２】 請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から引き離した後、前記先行充填した自硬性充填材に臨む側の面に固定手段が予め配されたシール材を前記妻型枠に仮止めし、続いて前記妻型枠を前記先行充填した自硬性充填材に押しつけて、前記シール材を前記先行充填した自硬性充填材に前記固定手段で固定することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項３】 請求項２記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を、前記固定手段よりも固定強度の低い仮止め手段によって前記妻型枠に仮止めすることを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項４】 請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から定められた寸法だけ引き離した後、前記妻型枠と前記先行充填した自硬性充填材との間に、流動性を有したシール材を注入することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項５】 請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記自硬性充填材を先行充填するときには、前記打継ぎ目となる部分に、前記トンネルの周方向に延在して可撓性を有したチューブを配置して該チューブを膨張させておき、前記先行充填した自硬性充填材が硬化した後に前記チューブを収縮させ、これによって形成された空間に、流動性を有した前記シール材を注入することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる部分には、凹部または凸部のいずれか一方または双方を形成しておくことを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面には、前記シール材を配する部分の外周側に、前記トンネルの周方向に連続する突条を形成しておくことを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項８】 請求項７記載のトンネル覆工方法であって、前記突条が形成された後には、前記突条にパッキンを押し付け、前記パッキンと前記突条とによって溝を形成することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項９】 シールド掘削機により地山に掘削された坑の周壁と、該周壁の内周側に間隔を隔てて組まれた内型枠との間に、自硬性充填材が充填されることによって前記周壁の内面が覆工された構成のシールドトンネルの止水構造であって、先行充填された前記自硬性充填材と、後行充填された前記自硬性充填材との打継ぎ目には、前記先行充填された自硬性充填材の硬化後に配設されたシール材が配設されていることを特徴とするシールドトンネルの止水構造。
【請求項１０】 請求項９記載のシールドトンネルの止水構造であって、前記打継ぎ目には、前記トンネルの周方向に連続する凹部または凸部のいずれか一方または双方が形成されていることを特徴とするシールドトンネルの止水構造。
【請求項１】 シールド掘削機で地山を掘削しつつ、掘削された地山の周壁を定められた間隔を空けて内型枠で覆い、該内型枠と前記周壁との間に自硬性充填材を充填することによって前記周壁の内面を覆工するトンネル覆工方法であって、先行して充填した自硬性充填材が硬化した後に、その掘進方向前方側に新たに自硬性充填材を充填するときには、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面にシール材を配設し、しかる後に前記新たな自硬性充填材を充填することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項２】 請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から引き離した後、前記先行充填した自硬性充填材に臨む側の面に固定手段が予め配されたシール材を前記妻型枠に仮止めし、続いて前記妻型枠を前記先行充填した自硬性充填材に押しつけて、前記シール材を前記先行充填した自硬性充填材に前記固定手段で固定することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項３】 請求項２記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を、前記固定手段よりも固定強度の低い仮止め手段によって前記妻型枠に仮止めすることを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項４】 請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記シール材を配設するときには、前記自硬性充填材を加圧するために前記シールド掘削機に備えられている妻型枠を、前記先行充填した自硬性充填材側から定められた寸法だけ引き離した後、前記妻型枠と前記先行充填した自硬性充填材との間に、流動性を有したシール材を注入することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項５】 請求項１記載のトンネル覆工方法であって、前記自硬性充填材を先行充填するときには、前記打継ぎ目となる部分に、前記トンネルの周方向に延在して可撓性を有したチューブを配置して該チューブを膨張させておき、前記先行充填した自硬性充填材が硬化した後に前記チューブを収縮させ、これによって形成された空間に、流動性を有した前記シール材を注入することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる部分には、凹部または凸部のいずれか一方または双方を形成しておくことを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載のトンネル覆工方法であって、前記先行充填した自硬性充填材の打継ぎ目となる面には、前記シール材を配する部分の外周側に、前記トンネルの周方向に連続する突条を形成しておくことを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項８】 請求項７記載のトンネル覆工方法であって、前記突条が形成された後には、前記突条にパッキンを押し付け、前記パッキンと前記突条とによって溝を形成することを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項９】 シールド掘削機により地山に掘削された坑の周壁と、該周壁の内周側に間隔を隔てて組まれた内型枠との間に、自硬性充填材が充填されることによって前記周壁の内面が覆工された構成のシールドトンネルの止水構造であって、先行充填された前記自硬性充填材と、後行充填された前記自硬性充填材との打継ぎ目には、前記先行充填された自硬性充填材の硬化後に配設されたシール材が配設されていることを特徴とするシールドトンネルの止水構造。
【請求項１０】 請求項９記載のシールドトンネルの止水構造であって、前記打継ぎ目には、前記トンネルの周方向に連続する凹部または凸部のいずれか一方または双方が形成されていることを特徴とするシールドトンネルの止水構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００１−３２６９５（Ｐ２００１−３２６９５Ａ）
【公開日】平成１３年２月６日（２００１．２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−２０５４３８
【出願日】平成１１年７月１９日（１９９９．７．１９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年２月６日（２００１．２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年７月１９日（１９９９．７．１９）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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