JPH0797900A

JPH0797900A - トンネルの高防水覆工方法

Info

Publication number: JPH0797900A
Application number: JP5264021A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Mitani; 健三谷; Tadao Namekata; 直夫行方; Rinsaku Aizawa; 林作相沢; Yoshitomo Kameoka; 美友亀岡; Shigeru Mochizuki; 茂望月
Original assignee: NIPPON KENSETSU KIKAIKA KYOKAI
Current assignee: NIPPON KENSETSU KIKAIKA KYOKAI
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】地山に形成した掘削面の内側に不織布を通常に
添設し、防水液の吹き重ね作業を行うだけで完全な防水
層が形成出来、作業性良く、高能率で安全性が高く、低
コストで施工が行え、しかも、作業が省力的で機械化，
自動化が可能であってアイソレーションを兼ねた防水施
工が行う。【構成】ＮＡＴＭ工法で地山１に掘削面３を形成して吹
付コンクリート４を施し、内面に不透過性不織布排水層
の基層８１と中間層のポリエチレン非透水性層８２を介
し不透過性不織布の表面層８３をサンドラミ法により形
成した不織布６' を添設し、覆工コンクリート８をライ
ニングし、凹凸面を緩和して平滑な面とし、吹付コンク
リート面が湿潤していても、又、軽度の湧水があって
も、アイソレーションと防水の機能を排水層として形成
させ、無発泡性で均一な平滑性を有する高強度の防水層
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、山岳トンネルをＮＡ
ＴＭ工法により形成するに、該トンネルの内面にアイソ
レーションを兼ねる防水を効率良く行って覆工を行う工
法の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、林野，山間部が多く、複雑
に入り込んだ海岸線に接近している地勢条件の我が国に
あっては農耕，牧畜は勿論のこと、住居のみならず、各
種の産業施設に供する平野部が著しく少く、したがっ
て、産業に有効に用いる土地は全国的に散在し、そのた
め、製品輸送は勿論のこと、資材供給やこれらに必要な
情報伝達も兼ねて鉄道，道路網がネックワーク的に全国
津々浦々に行き亘るようになり、そのため、山間部等に
あってはトンネルは必要不可欠であり、該トンネルの施
工を安全、且つ、能率的に低コストで正確に行う技術が
旧くから種々研究開発され、今猶改善研究が鋭意行われ
ている。

【０００３】特に、山岳トンネルは山間部の多い我が国
の国土事情にあってその施工にさまざまな優れた技術が
開発され実用化されている。

【０００４】それらの１つにＮＡＴＭ工法があり、図９
に示す様に、所定の地山１に対しトンネル本体２を成す
掘削面３を形成させ、更に、該掘削面３の内面に吹付コ
ンクリート施工を行ってロックボルト５を打設し、更に
はＨ型をした鋼製の支保工で補強を行った後、その内側
に所定の不織布６、塩化ビニール，合成ゴム製等の防水
シート７を重層状に添設し、最後にその内面に覆工コン
クリート８を可及的に滑らかに施して高防水性のライニ
ングの施工を行うようにしている。

【０００５】而して、掘削面３の内側に吹付コンクリー
ト４やロックボルト５、不織布６、防水シート７、覆工
コンクリート８等の施工を行うのはトンネル本体２の保
形性にかかわるものであるが、掘削面３の崩落等は地山
１からの漏水や湧水による場合が多く、これに対処する
ものであって、最内側の覆工コンクリート８にクラック
が生じたり、漏水や湧水により劣化する等の点に対処す
るべく、防水シート７と不織布６により分離されるアイ
ソレーション施工が一般に用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、在来態
様のＮＡＴＭ工法における不織布６や防水シート７の支
保工施工済の吹付コンクリート４内面に対する不織布６
や防水シート７の貼り付け作業は該吹付コンクリート４
が掘削面３に不可避的に形成されている凹凸面に対し行
われるために、可及的に滑らかに仕上りを求められる作
業が通常手作業によって行われることから、極めて煩瑣
である難点があり、施工治具等が相当の重量であるにも
かかわらず、これらの治具を上向き姿勢でハンドリング
しながら作業せざるを得ないため、作業条件が極めて苛
酷であり、近時３Ｋ（キタナイ，キケン，キツイ）等の
悪条件の代表作業として嫌われるマイナス点があり、し
かも、防水シート７のユニットシート相互を継ぎ足して
所定エリアに防水層を形成するに、継目部分に於ける防
水性を確保するべく継目相互を重層状態に溶着、或い
は、接着する必要があって工数が多くなり、コスト高に
つながるというデメリットがある。

【０００７】

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく本来的には秀れたＮＡＴＭ工法による山岳トンネ
ル等のトンネル施工の防水性確保の問題点を解決すべき
技術的課題とし、地山に形成した掘削面の内側に不織布
を通常に添設し、該不織布表面に所定の防水液の吹き重
ね作業を行うだけで完全な防水層が形成出来、作業性が
良く、高能率で安全性が高く、低コストで施工が行え、
しかも、作業が省力的で機械化，自動化が可能であって
アイソレーションを兼ねた防水施工が行えるようにして
建設産業における土木施工技術利用分野に益する優れた
トンネルの高防水覆工方法を提供せんとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、山岳トンネル等のトン
ネルをＮＡＴＭ工法により所定に形成するに際し、当該
地山を掘削してトンネル本体を形成し、その掘削面に吹
付コンクリート施工を行い、ロックボルトやＨ型の鋼製
の支保工を施し、その後、吹付コンクリートの表面に不
織布をポリエステルスパンボンド不織布排水層、そし
て、更にポリエチレンフィルム非透水性層を中間層と
し、その内側にポリエステルスパンポンド不織布表面層
をサンドラミ法によって形成した不織布と成して添設
し、その際、ユニット不織布相互の継目に対しては一方
側の端縁部に他方側の端縁部を重ね合せてコンクリート
ピンにより吹付コンクリートに串刺しにして固定し、そ
の後、該不織布に対し速硬化ポリウレタンエラストマ
ー、及び、又は、ポリウレアエラストマー組成液をプロ
プラーガン等により所定厚さの防水層になるように吹付
させ瞬間的に硬化させて垂れ下がりや発泡が生じないよ
うにし、継目なく、所定範囲に滑らかで均一なアイソレ
ーションを兼ねた防水層が能率良く、短時間で経時的変
化なく形成されるようにした技術的手段を講じたもので
ある。

【０００９】

【実施例】次に、この出願の発明の１実施例を図１〜図
８に従って説明すれば以下の通りである。

【００１０】尚、図９と同一態様部分は同一符号を用い
て説明するものとする。

【００１１】図示態様はＮＡＴＭ工法による山岳トンネ
ルを鉄道，道路を対象に形成施工する態様であって、支
保工としてはロックボルトによるものを示すものであ
る。

【００１２】図１に示す様に、所定の地山１に対しトン
ネル本体２を掘削し、その掘削面３は在来態様同様に崩
落等が生じないようにされる。

【００１３】そして、これまた在来態様同様に図２に示
す様に、該掘削面３のアーチ部を中心に吹付コンクリー
ト４を形成させ、次いで、ロックボルト５を打設し、該
ロックボルト５が貫設された吹付コンクリート４の内面
（表面）に図７に詳示する不織布６' を適宜な図示しな
い足場を介して貼付け添設する。

【００１４】而して、添設する不織布６' はポリプロピ
レン，ポリエステル等の長繊維からなるスパンボンド法
によって得られる不織布等が好適に使用され、等方性で
所定の伸びが可能であり、充分な剛性を有するものが好
ましく、目付については１００〜３０００ｇ／ｍ²（好
ましくは２００〜１０００ｇ／ｍ²），厚さ１〜２０ｍ
ｍ（２〜８ｍｍ）のものが使用可能である。

【００１５】そして、吹付コンクリート４の不織布添設
面（内表面）が湿潤していたり、軽度の湧水，漏水があ
る場合には、添設する不織布６' が全体的に透水性の態
様のものを用いると、その後に吹付する速硬化性防水材
のエラストマー組成液の塗膜に吹付後発泡を伴う虞があ
るために、透水性の基層と内側の表面層との間に非透水
性層を中間層として組込むように形成された不織布６'
を使用し、例えば、透水性のポリエステル、又は、ポリ
プロピレン不織布片面にポリエチレン，ポリ塩化ビニー
ル等のフィルムをラミネートした不織布、つまり、ポリ
エステルスパンボンド層の中間にポリエチレン等のフィ
ルムをサンドラミ法によりサンドイッチ状にした不織布
等が使用可能であり、図７に示す様に、吹付コンクリー
ト４側に基層となるポリエステルスパンボンド不織布排
水層８１、そして、中間層としてポリエチレンフィルム
非透水性層８２、そして、内側層としてのポリエステル
スパンボンド不織布表面層８３から成る３層を所謂サン
ドラミ法によって厚さ５ｍｍ，幅１．８ｍのものをユニ
ット不織布６' に形成されたものを使用する。

【００１６】尚、設計的に例示すると、基層のポリエス
テルスパンボンド不織布排水層８１は目付８００ｇ／ｍ
²，内側層のポエステルスパンボンド不織布表面層８３
は目付５０ｇ／ｍ²とされる。

【００１７】そして、各ユニット不織布６' の所定エリ
ア分の連続添設については図８に示す様に、一方側の端
縁部９に対し他方側の端縁部９を重ね合せ、吹付コンク
リート４に対しコンクリートピン５' により串刺して刺
し込み式に固設させて形成する。

【００１８】尚、当該図８に示す実施例は模式態様であ
って各ユニット不織布６' の取り合いは設計的には連続
するものである。

【００１９】したがって、ユニット不織布６' ，６' 相
互の継目取り合いはトンネル本体２の横断面方向は勿
論、縦断面方向の吹付コンクリート４に対し隈なく添設
されるものであり、所定エリアごとにユニット不織布６
' の添設が終了したところで順に次述する速硬化ポリウ
レタンポリウレアエラストマー防水材組成液７' をスプ
レーシステムにより吹付けする。

【００２０】この時、設計によってトンネル本体２の横
断方向に沿って吹付を行っても良いが、縦断面方向に沿
って行うようにする。

【００２１】そして、吹付けでは、例えば、プロプラー
ガンを不織布６' の面に直交する姿勢で指向させドラム
缶等に充填してある主剤、及び、硬化剤をドラムヒータ
等により加温しながら、ドラムポンプによりホースを介
し循環させて所定の温度、例えば、５０℃になったとこ
ろで吹付を開始するようにする。

【００２２】そして、実験的に、或いは、機械的に吹付
け厚さが２ｍｍ等所定の塗膜厚さにするように適宜に作
業足場等を介して行う。

【００２３】勿論、当該図８に示す様に、継目９に対す
る部分に於てもその一般部同様に、吹付コンクリート４
に対するライニング層の厚みが可及的に均一になるよう
に吹付して該吹付コンクリート４の凹凸面に倣いつつも
可及的に滑らかな面にするようにするそのため、防水層としての不織布６' は施工後継目が露
呈されず、均一なアイソレーションを兼ねた防水層とし
て形成され、数分後硬化した不織布６' に対する塗膜層
は垂れ下がりも発泡もせず、アイソレーション機能、及
び、防水機能を確実に有し、例えば、実験によれば、そ
の物性は伸び率６００％，引張り強度１２０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²，引裂強度５０ｋｇｆ／ｃｍ²と極めて良好な防水
性能を維持されるようにされる。

【００２４】そして、不織布６' の内側に塗布する速硬
化エラストマー組成液７' については主剤と硬化剤の２
成分から成るものであり、該主剤は過剰のＭＤＩ、及
び、ＭＴＬ（カルボジイミドで部分変性したＭＤＩ）と
ポリプロピレンエーテルポリオールとの反応により得ら
れた部分プレポリマー（若干の可塑剤を加えて粘度を調
整した），硬化剤は芳香族ポリアミンとポリプロピレン
エチレンエーテルポリオールと少量の有機金属触媒等を
含む混合溶液とする。

【００２５】そして、吹付はプロプラーガン併用の高圧
混合式吹付機、及び、静止型管内混合器を装備した２液
混合吐出スプレー装置等が使用可能であり、実験によれ
ば、数秒、乃至、数分の極めて短時間で引張り強度８０
〜１６０ｋｇｆ／ｃｍ²，伸び率３５０〜７５０％，引
裂強度４０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ²の高性能の防水性能を
有する吹付塗膜が不織布６' と一体化されて形成され
る。

【００２６】尚、速硬化エラストマー組成液吹付作業は
施設的にはガイドレールと駆動装置の組合せ方式による
自動化プラントを用いることが可能である。

【００２７】而して、この出願の発明の要旨の中心を成
す速硬化エラストマー組成液については速硬化ポリウレ
タンエラストマー、及び、又は、ポリウレアエラストマ
ーの組成液が用いられ得、有機ポリイソシアネートを成
分とする主剤とポリオール、又は、ポリエーテルアミ
ン、及び、芳香族ポリアミンを必須成分とする硬化剤と
の２成分から成るものが使用され得、主剤の必須成分と
して用いられる有機ポリイソシアネートとしてはジフェ
ニルメタン−２，４' 、及び、４，４' −ジイソシアネ
ート（ＭＤＩ），ポリメチレンポリフェニルイソシアネ
ート，カルボジイミドで部分変性した常温で液状のＭＤ
Ｉ、又は、過剰のＭＤＩとポリオールとの反応により得
られるイソシアネート末端部分プレポリマー等が使用さ
れ得、これらの有機ポリイソシアネートの粘度調整のた
めに若干の可塑剤を添加することも可能である。

【００２８】一方、硬化剤の必須成分として用いられる
ポリオールとしてはポリプロピレンエーテルポリオー
ル，ポリプロピレンエチレンエーテルポリオール，ポリ
テトラメチレンエーテルポリオール等のポリエーテルポ
リオール，ポリカプロラクトンポリオール等が使用可能
であり、この場合、平均分子量が１０００〜５０００の
ポリエーテルポリオールが好ましくエチレングリコー
ル，１．４ブタンジオール等のグリコール類を併用する
ことも出来る。

【００２９】硬化剤の１つの成分としてポリオールを使
用すると、芳香族ポリアミンの使用と共に主剤の有機イ
ソシアネートとの反応によってポリウレタンポリウレア
エラストマーを生成することが出来る。

【００３０】この場合、主剤のイソシアネートと硬化剤
のポリオール，芳香族ポリアミンとの反応性を調整する
べくオクテン酸鉛等の有機金属触媒が使用可能である。

【００３１】そして、ポリエーテルアミンとしてはポリ
プロピレン、又は、ポリテトラメチレンエーテルポリオ
ールの末端のＯＨ基のアミノ基に変換した商品名ジエフ
ァミン等のポリエーテルアミンの使用が可能であるが、
好ましくは平均分子量１０００〜５０００のポリエーテ
ルアミンが望ましい。

【００３２】そして、硬化剤の１成分として用いられる
芳香族ポリアミンとしては３．５ジエチル−２．４−及
び２．６−ジアミノトルエン（ＤＥＴＤＡ）３，３' ，
５，５' −テトライソプロピル−４．４' −ジアミノジ
フェニルメタン，アニリンフォルムアルデヒド縮合によ
って得られるポリフェニルポリメチレンポリアミン，
３．５−ジメチルチオ−２，４及び２，６−ジアミノト
ルエン等が使用可能である。

【００３３】而して、かかる主剤と硬化剤とから成る速
硬化エラストマー組成液については主剤のＮＣＯ基と硬
化剤のＮＨ₂基、又は、該ＮＨ₂基とＯＨ基との合計の
当量基比が０．９〜１．３（好ましく１．０〜１．２）
とされるように調整する。

【００３４】尚、この出願の発明の実施態様は上述実施
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、支保工
についてはロックボルトの代わりに鋼製支保工を用いて
も良い等種々の態様が採用可能である。

【００３５】そして、適用対象は山岳トンネル以外のト
ンネルにも適用可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に山岳トンネル等のトンネルの施工に際しＮＡＴＭ工法
を用いて防水施工を行うに、覆工コンクリートを施すプ
ロセスでアイソレーションを兼ねた防水層の形成が確実
に行われ、掘削面に施された吹付コンクリートの凹凸面
が不可避的に形成されても、これを緩和して平滑なトン
ネル内面とすることが可能であり、該吹付コンクリート
の内面が湿潤していたり、或いは、軽度の湧水，漏水が
あっても、吹付コンクリート面に添設する不織布が排水
層の機能をも有していることにより、該不織布に速硬化
エラストマー組成液を吹付して発泡が生じない均一な不
織布と一体化した高防水性の防水層が極めて短時間に効
率良く、正確に設計通りに形成されるという優れた効果
が奏される。

【００３７】そして、従来のＮＡＴＭ工法に用いられる
塩化ビニールや合成ゴム製等の防水シートに比して不織
布は軽量であることから、吹付コンクリートの内面に貼
付け等の添設作業を行う際にも取り扱いが容易で作業が
し易く、労力が軽減され、それだけ、高精度の防水層形
成が成される効果がある。

【００３８】そして、速硬化エラストマー組成液の吹付
により短時間で充分な引張り強度，引裂強度を具備する
ようにされ、加えて充分な伸び率をも具備させることが
出来、そのうえ、ガイドレールや駆動装置の機能を有す
るプラントにより完全自動化が図れるという効果も奏さ
れる。

【００３９】このようにして継目がなく、不織布と一体
化して均一なアイソレーション機能をも具備する防水層
が能率良く、正確に短時間で形成され得、しかも、該防
水層の物性も充分であり、耐久性も確実に保証されると
いう効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル掘削によってトンネル本体を形成する
施工概略断面図である。

【図２】トンネル本体の掘削面内側に対する吹付コンク
リートの施工の概略断面図である。

【図３】吹付コンリートに対するロックボルト貫設の概
略断面図である。

【図４】吹付コンクリートとロックボルトの内面に不織
布を添設する施工概略断面図である。

【図５】不織布の内面に対する速硬化エラストマー組成
液吹付の施工概略断面図である。

【図６】覆工コンクリートの施工概略断面図である。

【図７】不織布の構造概略断面図である。

【図８】不織布の継目部の概略構造断面図である。

【図９】従来技術によるＮＡＴＭ工法を介してのトンネ
ル施工概略断面図である。

【符号の説明】

１地山２トンネル本体３掘削面４吹付コンクリート５ロックボルト６防水性シート６' 不織布７' 速硬化エラストマー組成液８覆工コンクリート９継目５' コンクリートピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相沢林作静岡県富士市中野337−６ (72)発明者亀岡美友静岡県富士市石坂91 (72)発明者望月茂神奈川県横浜市中区仲尾台55 ヴィルヌーブ山手Ｂ414

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル形成の地山を所定に掘削した後掘
削面に吹付コンクリートを施し該吹付コンクリートの表
面に非透水層を有する不織布を縁切り材（アイソレーシ
ョン）として添設し該不織布表面に覆工コンクリートを
打設するようにするトンネルの高防水覆工方法におい
て、上記不織布の表面に対し速硬化ポリウレタンエラス
トマーとポリウレアエラストマーの少くともいずれか一
方のエラストマー組成液を吹付けるようにすることを特
徴とするトンネルの防水覆工方法。
【請求項２】上記不織布として非透水性層を有する不織
布を用いるようにすることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のトンネルの高防水覆工方法。
【請求項３】上記エラストマー組成液として有機ポリイ
ソシアネートを必須成分とする主剤とポリオール，ポリ
エーテルアミンのいずれか及び芳香族ポリアミンを必須
成分とする硬化剤とから成るエラストマー組成液を用い
るようにすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のトンネルの高防水覆工方法。
【請求項４】上記不織布の添設の相隣るユニット不織布
相互の継目を一方の不織布の端縁部に対し他方の不織布
の端縁部を単に重ね合せ、ピン打ち込みにより吹付コン
クリートに固定するようにすることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のトンネルの高防水覆工方法。
【請求項５】上記不織布端部の重ね合せに際し、軽度の
湧水がある場合には、不織布間に接着テープ等を用いて
貼り付ける、或いは重ね部分に接着テープを貼る、その
後ピン打ち込みにより吹付コンクリートに固定すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトンネルの高
防水覆工方法。