JP2017106252A - 山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体及びそのための複合機能性シート - Google Patents

Abstract

【課題】覆工コンクリート打設時に生じるブリーディング水を手を掛けずに自動的かつ効果的に排水するとともに、供用後に生じた地山変形を吸収することにより覆工コンクリートに地山側から外荷重が作用しないようにして覆工コンクリートにひび割れが発生するのを防止する。【解決手段】覆工コンクリート構造体は、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリート４と、この吹付けコンクリート４の内空面側に張設された防水シート５と、この防水シート５の内空面側に張設された多機能性シート６と、この多機能性シート６の内空面側に打設された覆工コンクリート７とからなり、前記多機能性シート６は、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、山岳トンネルにおいて、掘削した内壁面に構築される覆工コンクリート構造体及びそのための複合機能性シートに関する。

山岳トンネルでは、地山中に挿入したロックボルトと掘削壁面に沿って施工した吹付けコンクリートとを主たる支保部材とするＮＡＴＭ(New Austrian Tunnelling Methed)工法が主流となっている。

トンネルの掘削方法には、爆薬によって掘削を行う発破掘削工法、ＴＢＭ(Tunnel Boring Machine) と呼ばれる全断面掘削機を用いるＴＢＭ工法、さらにはブーム先端にカッター部を持ち、このカッターブーム操作によって断面を掘削する自由断面掘削機を用いた機械掘削工法など各種の方法が存在するが、いずれにしても掘削壁面の支保に際しては、鋼アーチ部材を主たる支保材とする在来工法に代えて前述したロックボルトと吹付けコンクリートとを支保材とするＮＡＴＭ工法が盛んに用いられている。

その後、前記吹付けコンクリートの内空面側に、覆工コンクリートが打設されトンネルが完成する。

前記覆工コンクリートの施工は、通常、防水シートを前記吹付けコンクリートの内空面側に張設した後、断面アーチ型からなる型枠を有する移動式のセントルが用いられる。１スパン毎にセントルを移動配置し、防水シートと型枠との間の距離を所定位置に位置決めした後、セントルに設けられたコンクリート打設口（天端位置）から防水シートと型枠との間にコンクリートを打設し硬化を待った後、セントルを順次移動して次のコンクリート覆工体を構築する手順を繰り返す。

ところが、前記覆工コンクリートの打設に当たって、コンクリートが吹き上げ方式により天端のコンクリート打設口から注入されるため、覆工型枠と地山との間の天端部にコンクリートからのブリーディング水や余剰空気が溜まることになる。従来は、妻型枠に多数のメッシュ孔を設けてブリーディング水や余剰空気の排出を行っていたが、これらブリーディング水や余剰空気の排出箇所が妻型枠だけに限定されているため、ほとんどの余剰水がコンクリート内部に留まってしまうことになっていた。その結果、十分な覆工のアーチ効果が得られず、覆工体の耐荷力が損なわれ、ひび割れの原因や漏水の原因となることがあった。

そこで、下記特許文献１〜３には、天端部に溜まったブリーディング水や余剰空気を強制的に排出する方法が各種提案されている。

下記特許文献１には、地山の掘削面と覆工型枠の間にコンクリートを打込んでトンネルの覆工を構築するトンネル覆工の施工方法であって、地山と覆工型枠の間の天端部に配されるようにトンネル軸方向に沿って吸引チューブを設置する吸引チューブ設置工程と、覆工型枠を所定位置に配置するとともに、前記覆工型枠の天端部に予め形成された複数のエア／水抜き材挿入孔にエア／水抜き材をそれぞれ地山側に先端が当接するように挿入して設置するエア／水抜き材設置工程と、地山と覆工型枠の間にコンクリートを加圧して打込むコンクリート打込み工程と、前記コンクリート打込み工程でコンクリートを打込むとともに前記エア／水抜き材を通じて余剰空気や余剰水を排出させ、前記エア／水抜き材を通じてセメント分の排出を確認した段階で前記エア／水抜き材を引き抜き、前記エア／水抜き材挿入孔を閉塞する第１エア／水抜き工程と、前記第１エア／水抜き工程後に、前記吸引チューブから負圧吸引によって余剰空気や余剰水を排出させ、余剰空気や余剰水の排出が完了した段階で充填材を充填して前記吸引チューブの内部を閉塞させる第２エア／水抜き工程とを備えているトンネル覆工の施工方法が提案されている。

下記特許文献２には、地山の掘削面と覆工型枠の間にコンクリートを打込んでトンネルの覆工を構築するトンネル覆工の施工方法であって、繊維束を繊維チューブで内包してなるドレン材を、地山と覆工型枠の間のアーチ部にトンネル軸方向に沿って設置するドレン材設置工程と、地山と覆工型枠の間にコンクリートを加圧して打込むとともに、地山と覆工型枠の間の余剰水を前記ドレン材で外部に排出するコンクリート打込み／排水工程とを備えているトンネル覆工の施工方法が提案されている。

下記特許文献３には、 所定のコンクリート圧で余剰水およびセメントペーストの浸入を許容する構造とした帯状シートを、コンクリート充填空間における空気溜まりの生じ易い部位から該充填空間外へ連続的に配置した後、前記充填空間内へ順次、コンクリートを打設、充填するに際し、前記充填空間内の帯状シートの一定方向に、前記所定のコンクリート圧以上のコンクリートを打設、充填して、前記帯状シート内にセメントペーストを浸入させつつ空気および余剰水を該帯状シートを通して前記充填空間外へ排出させることにより、コンクリート充填空間内に空気溜まりをほぼ生じさせることなくコンクリートを充填すると共に、前記帯状シートをセメントペーストと一体化した複合体に形成するコンクリート充填工法が提案されている。

特開２０１５−９００３０号公報 特開２０１５−９００３１号公報 特開２０１５−１１３５９８号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に係るブリーディング水や余剰空気の排出方法は、トンネルアーチの天端部に限定された部分的対策のためブリーディング水や余剰空気の排出対策としては十分でないという問題があった。

ところで、過去に構築されたトンネルでは、供用後１０年程度で、覆工コンクリートのひび割れが発生しているケースが多発しており、社会問題となっている。その原因は、既往の報告書（「大断面(卯辰)トンネルにおけるひび割れ原因の推定」北陸地方整備局事業研究発表会、2012年7月）によれば、「供用後の水圧もしくは緩みの進行による土圧作用」とされている。このような事例による供用後のひび割れ発生事例が比較的多い。

覆工コンクリートは、原則として支保工（地山）の変形が収束した後にコンクリート打設を行うことになっているが、その収束判定は、「道路トンネル観察・計測指針 平成21年改訂版」((社)日本道路協会、H21月2月）によれば、「内空変位の変位速度が１〜３ｍｍ／月程度以下が２週間程度継続すれば覆工の施工に支障はない。」と記述されていることを根拠に、完全な収束を待たずに覆工コンクリートを打設しているトンネルが現実には多い（図９参照）。もっとも完全な収束を待ってから覆工コンクリートを打設したのでは、工事の大幅な遅延を招くことになり現実的ではない。

そこで本発明の主たる課題は、山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体において、覆工コンクリート打設時に生じるブリーディング水（余剰空気含む。）を手を掛けずに自動的かつ効果的に排水するとともに、供用後に覆工コンクリート構築後の微少な地山変形を吸収することにより覆工コンクリートに地山側から外荷重が作用しないようにして覆工コンクリートにひび割れが発生するのを防止した山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、山岳トンネルにおいて、掘削した内壁面に構築される覆工コンクリート構造体であって、
前記覆工コンクリート構造体は、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリートと、この吹付けコンクリートの内空面側に張設された防水シートと、この防水シートの内空面側に張設された多機能性シートと、この多機能性シートの内空面側に打設された覆工コンクリートとからなり、
前記多機能性シートは、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有することを特徴とする山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。

上記請求項１記載の発明では、前記覆工コンクリート構造体は、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリートと、この吹付けコンクリートの内空面側に張設された防水シートと、この防水シートの内空面側に張設された多機能性シートと、この多機能性シートの内空面側に打設された覆工コンクリートとからなる。そして、前記多機能性シートとして、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有するものが用いられている。

従って、覆工コンクリートの打設時には、コンクリートから生じたブリーディング水（余剰空気含む。）は、覆工コンクリートの地山側に隣接して、トンネルの内空面の全周（底版側を除く）に沿って張設された前記多機能性シートにより、手を掛けることなく、自動的かつ効果的にほぼその全量を排出することが可能となる。また、供用後に土被り荷重、緩み荷重、水圧作用及び偏荷重などにより地山に微少な変形が生じても、その地山変形を前記多機能性シートが吸収するため、覆工コンクリートに地山側から外荷重が低減されるようになるため覆工コンクリートにひび割れが発生するのを効果的に防止することができる。

請求項２に係る本発明として、前記多機能性シートは、覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止する透水フィルター層を一体的に備える請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。

上記請求項２記載の発明では、前記多機能性シートの要件を追加規定したものである。コンクリートが多機能性シート内に浸入して硬化した場合には、地山変形吸収機能を発揮することができないため、前記多機能性シートの覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止する透水フィルター層を備えるようにしている。

請求項３に係る本発明として、前記多機能性シートは、表面に凹凸加工が施された不織布が複数枚積層されることによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために微細孔が多数形成されたフィルムによって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなる請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。

上記請求項３記載の発明は、前記多機能性シートの第１具体例を規定したものである。前記多機能性シートとしては、表面に凹凸加工が施された不織布が複数枚積層されることによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために微細孔が多数形成されたフィルムによって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなるものを使用することができる。

請求項４に係る本発明として、前記多機能性シートは、立体網状構造体に成型された樹脂モノフィラメントによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなる請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。

上記請求項４記載の発明は、前記多機能性シートの第２具体例を規定したものである。前記多機能性シートとしては、立体網状構造体（ヘチマ状構造体）に成型されたポリエステル又はポリプロピレンなどの樹脂モノフィラメントによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなるものを使用することができる。

請求項５に係る本発明として、前記多機能性シートは、特殊形状に成型されたプラスチックシートによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなる請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。

上記請求項５記載の発明は、前記多機能性シートの第２具体例を規定したものである。前記多機能性シートとしては、特殊形状に成型されたプラスチックシートによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなるものを使用することができる。

請求項６に係る本発明として、前記多機能性シートは、２０〜４０mmの厚みを有する請求項１〜５いずれかに記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体が提供される。

上記請求項６記載の発明では、前記多機能性シートの厚みを規定したものである。対象とする地山の微少変形の吸収性能に照らして、前記多機能性シートの厚みは２０〜４０mmとするのが望ましい。

請求項７に係る本発明として、前記防水シートと前記多機能性シートとが積層され一体化された請求項１〜６いずれかに記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体のための複合機能性シートが提供される。

上記請求項７記載の発明では、予め工場によって製作された、前記防水シートと前記多機能性シートとが積層され一体化された複合機能性シートを現場に搬入して施工するようにすれば、防水シートと多機能性シートとを別々に張設する作業手間が省け、１回の張設作業によって両者を張設することが可能となる。

以上詳説のとおり本発明によれば、山岳トンネルにおける覆工コンクリート構築体において、覆工コンクリート打設時に生じるブリーディング水（余剰空気含む。）を手を掛けずに自動的かつ効果的に排水するとともに、供用後に覆工コンクリート構築後の微少な地山変形を吸収することにより覆工コンクリートに地山側から外荷重が作用しないようにして覆工コンクリートにひび割れが発生するのを防止することが可能となる。

本発明に係る覆工コンクリート構造体の施工要領を示す斜視図である。 その横断面図である。 覆工コンクリート構造体の断面構成を示す拡大図である。 トンネルの施工要領を示すトンネル縦断面図である。 ブリーディング水や余剰空気の排出要領を示す、(A)は従来構造、(B)は本発明である。 従来構造の地山変形による覆工コンクリート構造体の変形状態を示す拡大断面図である。 本発明の地山変形による覆工コンクリート構造体の変形状態を示す拡大断面図である。 多機能性シート６の構造を示す具体例(A)〜(C)である。 トンネル内空変位の経時的変化図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。なお、方向を指すとき、トンネル中心側を「内空面側」といい、その反対方向を「地山側」という。

本発明に係る山岳トンネルの内壁面に構築される覆工コンクリート構造体は、図３に示されるように、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリート４と、この吹付けコンクリート４の内空面側に張設された防水シート５と、この防水シート５の内空面側に張設された多機能性シート６と、この多機能性シート６の内空面側に打設された覆工コンクリート７とからなり、
前記多機能性シート６は、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水（余剰空気含む。）を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有するものである。

なお、本発明に係る覆工コンクリート構造体は、主に完成後の外力作用によるひび割れ発生率の高い脆弱性地山区間（地山区分：DIII,DII,DI,IS,INなど）に対して適用するのが望ましい。

以下、さらに本発明について具体的に詳述する。

先ず最初に、山岳トンネルの施工手順について概説する。

図４に示されるように、トンネルＴ内には、削孔、装薬、支保工建込み、ロックボルト打設作業を行うためのホイールジャンボ、火薬運搬車、ズリ出しのためのホイールローダ、ずり運搬ダンプ、当たり取りのためのブレーカー、バックホウ、鋼製支保工建込みのためのエレクター、吹付け作業のための吹付け機、ミキサー車、ロックボルト打設作業のための台車等、各種のトンネル施工重機が配置される。そして、工事種別に応じて、切羽Ｓ前まで特定のトンネル施工重機が移動し、作業を行うこととなる。なお、図中には、ホイールジャンボ１、吹付け機２及び後述のセントル３のみを示している。

図４に示されるトンネル施工の掘削手順は、上半及び下半の一括の併行作業により掘削を行うミニベンチ工法の例であり、上半ベンチ長を３〜５．５ｍと極端に短くした上で、上半及び下半のそれぞれにおいてロックボルト削孔および装薬孔・装薬を併行して行った後、上半および下半を一気に切り崩し（発破）、その後ズリ出し→当り取り→吹付けコンクリート→ロックボルトの打設の手順で掘削作業が１サイクル毎に行われる。そして、その後方側に、セントル３が設置されており、内空変位の収束（前述したように、１〜３ｍｍ／月程度以下）を待った後、覆工コンクリートの打設が引き続き行われる。

前記セントル３は、前記トンネル施工重機の後方に設置され、図１に示されるように、トンネルＴの吹付けコンクリート４の内壁面４ａとの間に覆工コンクリート７の厚み分の空間を形成するように配設される型枠部材３０と、この型枠部材３０を支持する支持フレーム３１と、この支持フレーム３１が走行可能でトンネルＴの底面に敷設される走行レール３２とから主に構成される。

前記型枠部材３０は、トンネルＴの内壁面に沿って設けられ、その外面は平滑に形成されるとともに、コンクリートとの剥離性に優れる材質で構成されている。また、前記型枠部材３０は、トンネルＴの周方向に対して複数個のパーツに分割して設けられ、各パーツが連結して構成されている。さらに、前記型枠部材３０の前後端面には妻型枠（図示せず）が設けられる。前記型枠部材３０の上部の坑口側近傍には、コンクリートを打設するためのコンクリート打設口１０が設けられ、ここからコンクリートが打設されるようになっている。

前記セントル３を用いた覆工コンクリート打設に先んじて、前記吹付けコンクリート４の内壁面には防水シート５が張設され、さらにこれに隣接して前記多機能性シート６が張設され、これらのシート５，６が設置された後、前記セントル３が所定位置まで移動して覆工コンクリート７の打設が行われる。

〔トンネルの覆工コンクリート構造体〕
以上詳述したトンネル施工によって、地山Ｊの内壁面に構築される覆工コンクリート構造体は、図３に示されるように、地山Ｊ側から順に、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリート４と、防水シート５と、多機能性シート６と、覆工コンクリート７とから構成される。これら吹付けコンクリート４、防水シート５、多機能性シート６及び覆工コンクリート７は、トンネル内周面の内、底版側を除く全周に亘って同じ断面構成となっている。

前記吹付けコンクリート４は、掘削後に吹付け機２によって壁面周面に沿って所定厚で吹付けられたコンクリートであり、地山区分に応じて５０mm〜２５０mmの範囲で構築される。この吹付けコンクリート４の作用効果は、(1)岩盤との付着力、(2)剪断抵抗による支保効果、(3)内圧効果、(4)リング閉合効果、(5)外力の配分効果、(6)弱層の補強効果、(7)被覆効果などである。この吹付けコンクリートは、これらの効果を発揮させるために、掘削直後に吹付けする必要がある。また、地山条件が悪い場合は、補強として金網を設置することもある。

なお、この吹付けコンクリート４の内空面を定着面として地山Ｊに向けて、図２に示されるように、ロックボルト８、８…が設置されるが、このロックボルト８について図３では省略してある。前記ロックボルトの作用効果は、(1)縫付け効果(吊下げ効果)、(2)はり形成効果、(3)内圧効果、(4)アーチ形成効果などである。

前記防水シート５は、覆工コンクリート７側の防水樹脂シートと、吹付けコンクリート４側の緩衝シート（主に不織布）とを貼り合わせて１枚のシートとしたものが多く用いられている。前記防水樹脂シートは、地山側の防水機能と覆工コンクリート側との縁切り作用を担い、前記緩衝シートは、吹付け面側の導水作用と吹付け面の突起による破れ等の損傷防止作用を担うものである。厚みは、概ね前記防水樹脂シートが０．８mm、前記緩衝シートが３．０mmであり、合計３．８mmのシートである。

前記防水シート５に隣接して本発明では、前記多機能性シート６が張設される。この多機能性シート６は、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水（余剰空気含む。）を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重の発生を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有するものである。この多機能性シート６に他に要求される性能としては、覆工コンクリートの打設時に打設圧力を受けても一定の厚みを保持する耐圧性を有することが望ましい。また、覆工コンクリートの打設時に、コンクリートの流動性を阻害しない程度の平滑性を有することが望ましい。さらに、防水シート５への張り付け時に適度な施工性（厚さ・重さ）を有することが望ましい。

前記多機能性シート６は、覆工コンクリートの打設時に、コンクリートが浸入して来ないように、覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止する透水フィルター層を備えている。

従って、覆工コンクリートの打設時には、コンクリートから生じたブリーディング水や余剰空気は、前記多機能性シート６により、手を掛けることなく、自動的かつ効果的にほぼその全量を排出することが可能となる。すなわち、従来構造の場合は、図５(A)に示されるように、天端部分のみに吸引チューブ、ドレン材、帯状シートを配設して天端部分に溜まったブリーディング水や余剰空気を排出するようにしていたが、本発明では、図５(B)に示されるように、多機能性シート６を配設した底版を除くトンネル全周面からブリーディング水や余剰空気が多機能性シート６内に流入し、そこからトンネル長手方向に流れて端面（妻型枠面）から排出されるようになるため、手を掛けることなく、自動的かつ効果的にブリーディング水や余剰空気のほぼ全量を排出することが可能となる。

また、供用後に土被り荷重、緩み荷重、水圧作用及び偏荷重などにより地山に微少な地山変形が生じても、その地山変形を前記多機能性シート６が吸収するため、覆工コンクリート７に地山側から外荷重が低減され覆工コンクリート７にひび割れが生じるのを効果的に防止することができるようになる。すなわち、従来構造の場合は、図６に示されるように、供用後の土被り荷重、緩み荷重、水圧作用、偏荷重などによって地山が変位が生じるとその外荷重をすべて吹付けコンクリート４及び覆工コンクリート７が受けることにより、その外荷重の影響によって覆工コンクリート７の内空面側にひび割れが発生することになる。これに対して、本発明の場合は、図７に示されるように、覆工コンクリート７の地山側に隣接して前記多機能性シート７を配設しているため、地山に微少変形が生じたとしても、多機能性シート７がその変形に応じて圧縮変形して変形を吸収するため、覆工コンクリート７に及ぶ外力がここでかなり低減されるようになるため覆工コンクリート７にひび割れが発生するのを防止することができるようになる。

以下に、前記多機能性シート６として使用可能な具体例を説明する。

先ず第１例は、図８(A)に示されるように、表面に凹凸加工が施された不織布が複数枚積層されることによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層６Ｂと、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために微細孔が多数形成されたフィルムによって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層６Ａとからなる多機能性シート６を挙げることができる。

上記第１例に係る多機能性シート６は、商品名「ＦＳフォーム」（フィルターシート）[フジモリ産業株式会社製]を改良したものである。フィルターシートは、表面に凹凸加工が施された不織布（１枚）と微細孔が多数形成されたフィルムとの積層シートであるが、本発明に適合させるために前記不織布を６枚重ねとして所定の厚みを確保してブリーディング水排出機能と地山変形吸収機能とを持たせるようにしたものである。

次いで、第２例は、図８(B)に示されるように、立体網状構造体（ヘチマ状構造体）に成型された樹脂モノフィラメントによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層６Ｂと、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層６Ａとからなる多機能性シート６を挙げることができる。

この第２例に係る多機能性シート６は、商品名「ヘチマロン」[新光ナイロン株式会社製]や商品名「エンドレンマット」[前田工繊株式会社製]を本発明に応用したものである。この樹脂モノフィラメントによって構成された立体網状構造体は、所定の耐圧性能を持つため本発明の多機能性シート６として利用することができる。

第３例は、図８(C)に示されるように、特殊形状に成型されたプラスチックシートによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層６Ｂと、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層６Ａとからなる多機能性シート６を挙げることができる。

この第３例に係る多機能性シート６は、、商品名「グリ・シート」[大日本プラスチックス株式会社製]を本発明に応用したものである。特殊形状に成型されたプラスチックシートは、所定の耐圧性能を持つため本発明の多機能性シート６として利用することができる。

前記多機能性シート６の厚みとしては、２０〜４０mm、好ましくは２０〜３０mmとすることが望ましい。また、多機能性シート６の張付け時に、防水シート面が平滑であることが望まれるため、背面平滑型トンネルライニング工法（ＦＩＬＭ）を採用することが望ましい。このライニング工法は、吹付けコンクリートの凹凸部と型枠に設置した防水シートとの空隙に裏込め充填材を充填することにより、覆工コンクリート背面を滑らかなトンネル形状に仕上げ、防水シートを全面接着する工法である。この工法の採用により、防水シート面が平滑となるため前記多機能性シート６を張り付け作業が容易になるとともに、周方向に沿って段差なく綺麗な連続体として多機能性シート６を張設することができるようになる。

〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、吹付けコンクリート４の内壁面に対して、前記防水シート５を張設した後、更にこれに隣接して前記多機能性シート６を張設し、覆工コンクリート７の打設を行うようにした。すなわち、前記防水シート５と前記多機能性シート６の張設作業は別々に行うようにしたが、予め、工場において前記防水シートと前記多機能性シートとが積層され一体化された複合機能性シートを製作しておき、これを現場に搬入して施工するようにすれば、防水シートと多機能性シートとを別々に張設する作業手間が省け、１回の張設作業によって両者を設置することが可能となる。

１…ホイールジャンボ、２…吹付け機、３…セントル、４…吹付けコンクリート、５…防水シート、６…多機能性シート、７…覆工コンクリート、８…ロックボルト、１０…コンクリート打設口、Ｊ…地山、Ｔ…トンネル、Ｓ…切羽

Claims (7)

1. 山岳トンネルにおいて、掘削した内壁面に構築される覆工コンクリート構造体であって、
   前記覆工コンクリート構造体は、地山掘削面に沿って所定厚で吹き付けられた吹付けコンクリートと、この吹付けコンクリートの内空面側に張設された防水シートと、この防水シートの内空面側に張設された多機能性シートと、この多機能性シートの内空面側に打設された覆工コンクリートとからなり、
   前記多機能性シートは、覆工コンクリートの打設時に生じるブリーディング水を外部に排出するブリーディング水排出機能と、供用後に地山に生じた微少変形を吸収する変形吸収特性を有し、地山側からの外荷重を低減しひび割れの発生を防止する地山変形吸収機能とを有することを特徴とする山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体。
2. 前記多機能性シートは、覆工コンクリート面側にブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止する透水フィルター層を一体的に備える請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体。
3. 前記多機能性シートは、表面に凹凸加工が施された不織布が複数枚積層されることによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために微細孔が多数形成されたフィルムによって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなる請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体。
4. 前記多機能性シートは、立体網状構造体に成型された樹脂モノフィラメントによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなる請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体。
5. 前記多機能性シートは、特殊形状に成型されたプラスチックシートによって前記ブリーディング水排出機能と前記地山変形吸収機能とが与えられた地山面側の排水・変形吸収機能層と、ブリーディング水を通過させるが、コンクリートの通過を阻止するために不織布によって構成された覆工コンクリート面側の透水フィルター層とからなる請求項１記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体。
6. 前記多機能性シートは、２０〜４０mmの厚みを有する請求項１〜５いずれかに記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体。
7. 前記防水シートと前記多機能性シートとが積層され一体化された請求項１〜６いずれかに記載の山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体のための複合機能性シート。

Images