JPH0635800B2 - トンネルの漏水案内装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冬季、寒冷地において、凍結することがない
トンネルの側壁に取付けられた漏水案内装置に関する。

従来の技術 地山を掘削して設けられた鉄道、自動車道または一般道
路のトンネルの側壁などの構造物において、コンクリー
トの打継部分や、地震または走行車両による振動、ある
いは、コンクリートの伸縮などによつて生じるクラツク
部分から水漏が発生する。これを受けるためにコンクリ
ート壁に沿つて導水樋を取付け、所定の排水溝まで導水
するようにしている。

発明が解決しようとする課題 冬季の寒冷地では外気が氷点下に下るため、前記クラツ
クなどからの漏水は凍結し、つららや側氷を生じる。特
に、これら構造物にとりつけられた導水樋が凍り、つま
つて水が流れなくなり、さらに、前記側氷の発生が進
み、たとえば、構造物が鉄道用トンネルの場合には、ト
ンネル内の壁、軌道、電気設備に障害を与えるととも
に、列車の運転保安上悪影響を及ぼす。このため、除氷
に多大な労力と経費を必要とすることになる。自動車道
または一般道路の場合でも、導水樋が凍結すると、側氷
やつららの生長によつて、自動車の損傷や歩行者への影
響も発生しやすくなる。

本発明は、漏水が凍ることなく、円滑に排出することが
できるようにしたトンネルの漏水案内装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、トンネル１の長手方向に延びる一対の上方に
開放した受水樋２１を、相互の近接端３０寄りが低くな
るように水平面に対して第１角度θの勾配を付してトン
ネル１のコンクリート壁２に固定し、 前記近接端３０の下方から漏水を導く導水樋３を配置
し、 この導水樋３は、 コンクリート壁２にトンネル１の長手方向に間隔をあけ
て固定される一対のドレンコーナ７と、 これらのドレンコーナ７間にわたつて、コンクリート壁
２から水路４を形成するように間隔をあけて、ドレンコ
ーナ７に両側部が固定される導水プレート１２と、 導水プレート１２の水路４側の表面に装着される保温材
１８とを有し、 前記水路４内で中空の管５が配置され、 この管５は、直管状の横管部１５と、直管状の縦管部１
４とが、第２角度θ１を成して連結された構成を有し、 横管部１５は、コンクリート壁２を、そのコンクリート
壁２のほぼ法線方向に貫通し、横管部１５の開口端部４
５は、地山６の土中に挿入され、 縦管部１４には、その縦管部１４の軸線４６に直交する
トンネル１の長手方向に延びる直線４７上に軸線を有す
る放射孔１６が、縦管部１４の両側で縦管部１４の軸線
４６に沿つて間隔をあけて形成され、 縦管部１４が水路４内で横管部１５から上向きに延びる
ように、第２角度θ１は９０度を超える角度に選ばれる
ことを特徴とするトンネルの漏水案内装置である。

作 用 本発明に従えば、一対の上方に開放した受水樋２１によ
つて集められた漏水は、近接端３０が低くなるように設
けられ、近接端３０から導水樋３を経てトンネル１の下
方に案内されて排出され、この導水樋３の水路４内に
は、中空の管５が配置され、その管５の横管部１５は、
トンネル１のコンクリート壁２を貫通して地山６の土中
に挿入される。したがつてその地山６の地熱による暖か
い空気は、横管部１５から縦管部１４に導かれ、この縦
管部１４に形成され放射孔１６から水路４内に入込む。
したがつて漏水は水路４内で凍結することがない。

実施例 以下、実施例でもつて本発明に係わるトンネルの漏水案
内装置をより具体的に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる漏水案内装置をと
りつけた鉄道用トンネルの正面図、第２図は導水樋の水
平断面図、第３図は正面図、第４図は導水樋を設けた箇
所におけるトンネル壁の要部縦断面図、第５図は第４図
の切断面線Ｖ−Ｖ拡大断面図、第６図は導水樋の斜視
図、第７図は導水樋を設けていない箇所におけるトンネ
ル壁の要部断面図、第８図は受水樋と導水樋との関係を
示す正面図、第９図は第８図の切断線ＩＸ−ＩＸ断面図
である。

トンネル１では、その長手方向にコンクリート打継部が
あり、この打継部に沿つて第８図の正面図に示すような
上方が開放した受水樋２１を設け、打継部からの漏水を
この受水樋２１に受ける。受水樋２１は、横方向へ所定
長さに設定された左右一対が、互いに近接し、その長さ
方向をトンネル長さ方向に沿わせて設置されている。各
受水樋２１は、第９図の縦断面図に示すように、立上り
部２２、底部２３、仕切部２４および取付部２５とを有
して、軟質ビニール材で被覆された硬質塩化ビニールか
ら成り、コーキング材２６や、ゴム、スポンジなどから
成る弾性止水材２７を介して、アンカーボルト２８とナ
ツト２９によつてコンクリート壁２に固定されている。

一対の受水樋２１は、その近接端３０側とは反対側端部
を端板３１を閉子され、底部２３と立上り部２２とから
成る受水部３２内に滴下した漏水が近接端３０側へ流れ
るように、水平面に対し、第１の角度θの勾配が付さ
れ、両落し樋とされる。したがつて、一対の受水樋２１
の近接端側へ流れた水は両樋間の隙間から導水樋３内に
導入される。

導水樋３は、次のような構造とされる。第２図および第
３図に示すように、軟質ビニール材で被覆された硬質塩
化ビニール製のドレンコーナ７が、独立発泡体（不連続
気泡を有する発泡体）から成るドレンシーラ８を介して
アンカボルト９とナツト１０でコンクリート壁２に固定
されている。これらドレンコーナ７は、コンクリート内
壁面に沿つて縦方向に延設された左右一対から成り、そ
の先端部に対向設置された溝部１１に、特殊アクリル変
性樹脂と塩化ビニルとをブレンド成形した導水プレート
１２が水密状態に挿入把持される。

ドレンシーラ８は、弾力性があり、水を吸収しないた
め、コンクリート壁２の凹凸面によく対応して密着し、
水を遮断する。

これらドレンコーナ７、導水プレート１２は、トンネル
内壁面との間に水路４を形成する。

導水樋３は、必要に応じて、各種規格の導水プレート１
２を使用することにより、幅方向が可変とされるととも
に、長さ方向へは、複数のドレンコーナ７および導水プ
レート１２を接続して調整される。この接続に当り、ド
レンコーナ７は、長さ方向に突き合せ状態に配置され
て、アンカボルト９、ナツト１０によつて固定される。
導水プレート１２は、第６図に示すように、下流側の導
水プレート１２ａの上部をドレンコーナ７の頂面より上
方に突出させ、この突出部分１２ｂの左右両端部を斜め
に切断し、突出部分１２ｂを外側にして上流側導水プレ
ート１２ｃの下部と重ね合せ、この重ね合わされた隙間
にシリコン系コーキング材を充填して接着される。

導水樋３は、耐寒用として、第２図に示すように、保温
材１８を導水プレート１２の内側面に装着したものも用
いられる。この保温材１８は、たとえば、独立発泡体か
ら成る断熱材１９に、約１ｍｍ厚のビニールシート２０
を貼り合わせたものである。

中空の管５は、１つの導水樋に対して少なくとも１個設
けられ、縦管部１４と横管部１５とが概ねＬ型に一体形
成される。管５は、熱伝導性にすぐれた不銹鋼管が用い
られる。縦管部１４は、導水樋３の水路４内に上向きに
立ち上り、その上端を解放され、途中に、コンクリート
内壁面に沿い水平方向へ開口された放射孔１６が複数個
設けられる。

管５は、１個だけ設けられる場合は、トンネル１の下部
に設けられるが、複数のときはコンクリート内壁面に沿
い水平方向および上下方向に並列配置される。

横管部１５は、トンネル１のコンクリート壁２に貫設さ
れた３〜４ｃｍ径の管取付孔１７に嵌合され、開口端部
が地山６の土中に挿入されている。横管部１５には、地
下水で通気が塞がれないよう、必要に応じて適正個所に
排水孔（図示せず）が設けられる。横管部１５の土中へ
の挿入長さは８０ｃｍ以上、好ましくは１ｍとされる。
このことは次の理由による。すなわち、実測によると、
トンネル１のコンクリート壁２の外周面付近は、コンク
リート内壁面からの外気の影響を受けるが、保温材１８
などにより断熱され、放熱カツト率が５０％台におさえ
られた最近多用の耐寒トンネル壁では、トンネル１の外
周面から８０ｃｍ離れた地山ではほとんど外気の影響を
うけることがない。

ここで放熱カツト率は次のように求められる。第７図に
おいて、コンクリート壁２の厚み（ｍ）、コンクリート
壁に装着された断熱材２ｂ，２ｃの種類や厚み（ｍ）に
より得られる熱伝導率λ１，λ２，λ３，…の逆数の和
によつて表わされる熱通過抵抗Ｒ１と、外部空気膜の熱
伝導係数（風速８ｍ／ｓｅｃ）α１＝２９．３Ｋｃａｌ
／ｍ^２・Ｈｒ・℃の逆数で表わされる熱通過抵抗Ｒ２
と、断熱材内部に形成される空洞２ａの静止空気（２〜
１０ｃｍ厚）の熱伝導係数α２＝５．４ｋｃａｌ／ｍ^２
・Ｈｒ・℃の逆数で表わされる熱通過抵抗Ｒ３との和Ｒ
の逆数で示される熱通過率Ｋを求める。この熱通過率Ｋ
の、裸の同一厚みコンクリート壁の熱通過率Ｋ_０に対す
る百分率を算出し、この算出値を１００より減じた残り
％が放熱カツト率となる。

たとえば、第７図（ａ）において、熱伝導率１．５ｋｃ
ａｌ／ｍ^２・Ｈｒ・℃を有する厚みｔ１＝６３ｃｍのコ
ンクリート壁２に、厚みｔ２＝３ｃｍの内部空洞２ａを
介して、熱伝導率０．０３６ｋｃａｌ／ｍ^２・Ｈｒ・℃
で厚みｔ３＝２ｃｍのネオプレン２ｂと、熱伝導率０．
１３ｋｃａｌ／ｍ^２・Ｈｒ・℃で厚みｔ４＝２ｃｍの合
成ゴム２ｃとから成る保温材層が形成された全体厚みｔ
が７０ｃｍのトンネルにおける熱通過抵抗Ｒおよび熱通
過率Ｋは次式で求められる。

よって、 これに対して、第７図（ｂ）で示すように、裸状態で保
温材層を有しない厚みｔ０が７０ｃｍのコンクリート壁
の熱通過抵抗Ｒ０および熱通過率Ｋ_０は次のようにな
る。

よって この値から放熱カツト率が次のように算出される。

１００−３７．１＝６２．９（％） 以上において、作動態様を説明する。

トンネル１内におけるコンクリート打継部分やクラツク
部分からの漏水は、受水樋２１から導水樋３内に滴下
し、水路４を流下し、排出溝など定められた場所に排出
される。冬季、たとえば東北地方では、外気が−２０℃
に下ることがあるが、地山の地熱は５℃以下になること
はない。したがつて、この地熱は、中空の管５に吸入さ
れ、伝導、対流作用によつて温暖空気に変換され、導水
樋３の水路４内に放射され、水路４を温める。このた
め、水路４内の流水が凍結することがなく、漏水は円滑
に所定の排水溝などへ流下される。特に、中空の管５と
して不銹鋼管が用いられ、かつ、放射孔１６はトンネル
内壁面に沿い水平方向に開口されているため、導水樋３
の幅方向全体にわたり、高効率の熱交換作用が行われ
る。不銹鋼管は長期の使用に耐える。

水路４内に配置される中空の管５は、直管状の横管部１
５と、直管状の縦管部１４とが、第２の角度θ１を成し
て連結された構成を有する。横管部１５は、コンクリー
ト壁２を、そのコンクリート壁２のほぼ法線方向に貫通
し、このことは第４図に示されるとおりである。横管部
１５の開口端部４５は、地山６の土中に挿入される。縦
管部１４に形成される放射孔１６は、縦管部１４の軸線
４６に直交するトンネル１の長手方向（第４図の紙面に
垂直方向、第５図の上下方向）に延びる直線４７上に有
し、縦管部１４の両側（第５図の上下）で形成される。
この放射孔１６は、縦管部１４の軸線４６に沿つて間隔
をあけて、たとえば第４図の実施例では、一側部に上下
に間隔をあけて３個が示されるように、形成される。

前記第２の角度θ１は、縦管部１４が水路４内で横管部
１５から上向きに延びるように、９０度を超える角度に
選ばれる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、水路４内で中空の管５が
配置され、この管５の直管上の横管部１５は、コンクリ
ート壁２を、そのコンクリート壁２のほぼ法線方向に貫
通し、横管部１５の開口端部４５は、地山６の土中に挿
入されるので、土中の暖められた空気が横管部１５から
縦管部１４に導かれ、水路４内に放射孔１６および縦管
部１４の頂部の孔から排出されて、水路４内の温度が上
昇され、漏水の凍結が防がれ、またつららが垂れ下がつ
たりすることが防がれる。

特に本発明によれば、管５の縦管部１４には、その縦管
部１４の軸線４６に沿つて間隔をあけてその縦管部１４
の両側に放射孔１１６が形成されるので、放射孔内に水
路４の空気が入り込み、いわば煙突効果が達成され、縦
管部１４内の暖められた空気が上昇して水路４内に排出
されることになり、水路４の温度が常に上昇された状態
に保たれる。

しかも本発明によれば、放射孔１６は、縦管部１４の軸
線４６に直交するトンネル１の長手方向に延びる直線４
７上に軸線を有しており、換言すると、第４図の紙面に
垂直方向に縦管部１４の両側に放射孔１６が形成され、
また第５図の上下に縦管部１４が形成され、したがって
水路４内の冷たい空気が放射孔１６を経て縦管部１４内
に流込みやすくなり、こうして水路４の温度上昇が促進
される。本発明では、縦管部１４には、コンクリート壁
２側または保温材１８側には放射孔１６は形成されてお
らず、前述のようにトンネル１の長手方向に延びる直線
４７上に軸線を有する放射孔１６が形成されているの
で、水路４内の空気が、放射孔１６内に入り込みやすい
のである。

さらに本発明によれば、管５の横管部１５は、コンクリ
ート壁２を、そのコンクリート壁２の法線方向に貫通し
ており、この横管部１５と縦管部１４とが成す第２の角
度θ１は、縦管部１４が水路４内で横管部１５から上向
きに延びるように９００度を超える角度に選ばれてお
り、したがって横管部１５をコンクリート壁２を貫通す
るように取付ける際に、前述のようにほぼ法線方向に管
取付孔１７を形成するなどすればよく、施工作業が容易
であり、しかも第１図に明らかなようにトンネル１のコ
ンクリート壁２の内面の形状が、大略的に円形の一部分
を成す構成であるとき、縦管部１４の上端部がコンクリ
ート壁２の内面に当接してしまうことが防がれ、これに
よって横管部１５を地山６の土中に充分に挿入して地熱
を導き出すことが可能である。

さらに本発明によれば、導水樋３は、コンクリート壁２
に、トンネル１の長手方向（図２の左右方向）に間隔を
あけて固定された一対のドレンコーナ７間にわたつて導
水プレート１２の両側部が固定されて、コンクリート壁
２から水路４を形成するように間隔をあけて導水プレー
ト１２が設けられるので、ドレンコーナ７の間隔を希望
する値に定めて、その間隔に合うように導水プレート１
２を設ければよく、このようにして導水樋３の大きさを
希望する値に定めることができるという優れた効果が達
成される。

さらに本発明によれば、導水プレート１２の水路４側の
表面に保温材１８を装着し、水路４の保温を行うととも
に、たとえ仮に保温材１８が導水プレート１２から離脱
したとしても、トンネル内の人や車の通路にそのような
保温材１８が垂れ下がつたり落下する危険が防がれる。

さらに本発明によれば、導水樋３には、一対の上方に開
放した受水樋２１からの漏水を、第１の角度θの勾配を
付して導き、それらの相互の近接端３０から導水樋３に
漏水を案内するようにし、こうして広い範囲にわたつて
トンネル１内の漏水を排出することができるようにな
り、このような広い範囲における漏水の凍結などを本発
明によつて防ぐことが初めて可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すトンネル正面図、第２
図は導水樋の水平断面図、第３図は導水樋の正面図、第
４は導水樋を設けた箇所におけるトンネル壁の要部縦断
面図、第５図は第４図の切断面線Ｖ−Ｖ断面図、第６図
は導水樋の要部斜視図、第７図は導水樋を設けていない
箇所におけるトンネル壁の要部縦断面図で（ａ）は保温
材層を有するもの、（ｂ）は保温材層を有しないもの、
第８図は受水樋と導水樋との関係を示す正面図、第９図
は第８図の切断面線ＩＸ−ＩＸ断面図である。 １……トンネル、３……導水樋、４……水路、５……
管、６……地山、７、ドレンコーナ、１２……導水プレ
ート、１６……放射孔、１８……保温材、２１……受水
樋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル１の長手方向に延びる一対の上方
   に開放した受水樋２１を、相互の近接端３０寄りが低く
   なるように水平面に対して第１角度θの勾配を付してト
   ンネル１のコンクリート壁２に固定し、 前記近接端３０の下方から漏水を導く導水樋３を配置
   し、 この導水樋３は、 コンクリート壁２にトンネル１の長手方向に間隔をあけ
   て固定される一対のドレンコーナ７と、 これらのドレンコーナ７間にわたつて、コンクリート壁
   ２から水路４を形成するように間隔をあけて、ドレンコ
   ーナ７に両側部が固定される導水プレート１２と、 導水プレート１２の水路４側の表面に装着される保温材
   １８とを有し、 前記水路４内で中空の管５が配置され、 この管５は、直管状の横管部１５と、直管状の縦管部１
   ４とが、第２角度θ１を成して連結された構成を有し、 横管部１５は、コンクリート壁２を、そのコンクリート
   壁２のほぼ法線方向に貫通し、横管部１５の開口端部４
   ５は、地山６の土中に挿入され、 縦管部１４には、その縦管部１４の軸線４６に直交する
   トンネル１の長手方向に延びる直線４７上に軸線を有す
   る放射孔１６が、縦管部１４の両側で縦管部１４の軸線
   ４６に沿つて間隔をあけて形成され、 縦管部１４が水路４内で横管部１５から上向きに延びる
   ように、第２角度θ１は９０度を超える角度に選ばれる
   ことを特徴とするトンネルの漏水案内装置。