JPH09112195A - トンネルの防水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】二重覆工によるトンネルのライニング方法にお
いて、一次覆工コンクリート面にクラックが生じても二
次覆工コンクリート面にひび割れや漏水が生じず、しか
も、防水性等の所定の物性を付与することのできる、施
工が容易なトンネルの防水方法を提供する。 【解決手段】二重覆工によるトンネル施工を行うにあた
り、吹付けコンクリートによる一次覆工を施したのち、
二次覆工を打設するに先立って、上記一次覆工で施され
たコンクリート面に、湿気硬化型一液防水材料を吹き付
けて硬化させることにより防水層を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、二重覆工による
トンネルのライニングの施工において、防水工事を容易
に施すことのできるトンネルの防水方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トンネルのライニング方法と
しては、掘削したトンネル内の露出壁面に、吹付けコン
クリートによる一次覆工を施工し、ついで、この一次覆
工コンクリート面に二次覆工を打設するという二重覆工
（ＮＡＴＭ工法）が合理的な施工法として知られ、多く
の場所で採用されている。しかしながら、この工法で
は、一次覆工コンクリート面と二次覆工コンクリート面
とが密着しているため、例えば、周囲の土圧により一次
覆工コンクリート部分にクラックが生じると、二次覆工
コンクリート部分にも同様にクラックが形成され、その
結果、漏水や破損の原因になるという欠点があった。

【０００３】上記欠点を解決するために、トンネル掘削
後、掘削露出壁面に吹付けコンクリートによる一次覆工
を行った後、この一次覆工面に、防水性および絶縁性を
付与する目的で防水シートを貼り付け、この貼付した防
水シート面にコンクリートを打設して二次覆工するとい
う方法が提案されている。

【０００４】しかしながら、上記防水シートを貼付する
ためには施工場所に作業足場を組み、打鋲したりヒート
シールを要することから貼付作業が煩雑となる。さら
に、防水シートの打鋲時に、鋲と鋲と間に膨れが生じ、
これが二次覆工コンクリートの打設時に空洞が生じる原
因となり易い。

【０００５】また、作業が煩雑な防水シートを用いた施
工法に代えて、二次覆工に先立ち、一次履行面に、変性
ポリオール樹脂および過剰量の変性ポリイソシアナート
硬化剤を含むライニング用液状組成物を吹き付け硬化さ
せるトンネルの防水方法が提案されている（特公平６−
４３８００号公報）。上記防水方法は、ライニング用液
状組成物に透水性が無いため、トンネル地山から湧水が
生じた際、地山と一次覆工コンクリートとの間に「みず
みち」が形成され、その結果、覆工コンクリートと地山
の間に空洞が形成されることからその補修のために裏込
め充填が必要となる。また、このトンネルの防水方法に
おいて、上記ライニング用液状組成物による硬化層は、
変性ポリオール樹脂および変性ポリイソシアナート硬化
剤との反応によるものであって、上記ライニング用液状
組成物吹付け面が水で濡れているような場合、水と変性
ポリイソシアナート硬化剤との予期せぬ反応が生起し、
その結果、変性ポリオール樹脂が余剰となり所定の物性
を有する硬化層が得られなくなるという問題がある。さ
らに、上記ライニング用液状組成物は二液反応型のもの
であるため、吹付け塗装時には、二頭式エアレススプレ
ー機のような取扱いが非常に煩雑な機械を使用しなけれ
ばならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のト
ンネルの防水方法は、その防水性付与の作業（防水シー
トの貼付）が煩雑であるか、もしくは防水性付与に使用
されるライニング材自身に問題があり、一次覆工面が濡
れていた場合によるライニング材の反応異常により所望
の物性を有する防水硬化層が得られないという問題があ
った。

【０００７】この発明は、二重覆工によるトンネルのラ
イニング方法において、一次覆工コンクリート面にクラ
ックが生じても二次覆工コンクリート面にひび割れや漏
水が生じず、しかも、防水性等の所定の物性を付与する
ことのできる、施工が容易なトンネルの防水方法の提供
をその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明のトンネルの防水方法は、二重覆工による
トンネル施工を行うにあたり、吹付けコンクリートによ
る一次覆工を施したのち、二次覆工を打設するに先立っ
て、上記一次覆工で施されたコンクリート面に、湿気硬
化型一液防水材料を吹き付けて硬化させることにより防
水層を形成させるという構成をとる。

【０００９】この発明は、掘削したトンネル内に二重覆
工によるトンネル施工の際、吹付けコンクリートによる
一次覆工を施したのち、二次覆工を打設するに先立っ
て、湿気硬化型一液防水材料を用い、これを上記一次覆
工で施されたコンクリート面に吹き付け硬化させて防水
層を形成させ、この防水層面に、二次覆工によるコンク
リートを打設するものである。すなわち、トンネルでの
防水性を付与するために、一次覆工によるコンクリート
層と二次覆工によるコンクリート層との間に、湿気硬化
型一液防水材料を用いてなる防水層を形成するものであ
る。この湿気硬化型一液防水材料は、一液タイプのもの
であることから、特殊な装置を用いることなく吹付け作
業を容易に行うことが可能となる。また、湿気硬化型タ
イプであることから、吹き付け塗装時、塗装面が濡れて
いても問題なく硬化反応が行われ、所望の物性（防水性
等）を有する防水層が形成される。

【００１０】そして、この発明のトンネルの防水方法に
用いられる湿気硬化型一液防水材料として、末端イソシ
アネート基含有ウレタンプレポリマーとブロックアミン
を含有する樹脂組成物を用いることが、形成される防水
層の透水係数を特定の値に設定可能となり、防水性付与
の観点から好ましい。

【００１１】また、上記目的を達成するために、前記請
求項２では、上記一次覆工で施されたコンクリート面に
湿気硬化型一液防水材料を吹き付け硬化させて防水層を
形成させるに先立って、上記一次覆工コンクリート面に
発泡性ウレタン樹脂を吹き付けて緩衝層を形成させるト
ンネルの防水方法を要旨とする。このように、一次覆工
コンクリート面に発泡性ウレタン樹脂を吹き付け緩衝層
を形成することにより、上記所望の物性を有する防水性
の付与に加えて、一次覆工コンクリート表面粗さによ
る、湿気硬化型一液防水材料からなる防水層の損傷が防
止され、かつ、地山からの湧水による水圧を緩衝して二
次覆工でのコンクリート打設時の支障の発生を防止する
ことができる。

【００１２】そして、上記緩衝層の形成材料として、末
端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと水との反応によ
る水発泡性ウレタン樹脂を用いることが、形成される緩
衝層の透水係数を特定の値に設定可能となり緩衝層の役
割の点から好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明のトンネルの防水方法
は、いわゆる、掘削したトンネル内の露出壁面に、吹付
けコンクリートによる一次覆工を施工し、ついで、この
一次覆工コンクリート面に二次覆工を打設するという二
重覆工（ＮＡＴＭ工法）によるトンネルのライニング法
に適用されるものである。

【００１４】この発明のトンネルの防水方法は、上記二
重覆工によるトンネルの施工を行うにあたり、一次覆工
コンクリート面を形成した後、二次覆工を打設するに先
立って、上記一次覆工コンクリート面に、湿気硬化型一
液防水材料を吹き付けてこれを硬化させて防水層を形成
させる方法である。

【００１５】上記湿気硬化型一液防水材料としては、末
端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーを有する湿気硬化
型ウレタン樹脂組成物を用いることが好ましい。そし
て、上記湿気硬化型ウレタン樹脂組成物には、末端ＮＣ
Ｏ基含有ウレタンプレポリマーとともに、平均粒子径が
０．１μｍ〜１．０ｍｍの無機質充填剤を用いることが
より好ましく、その配合割合は、上記末端ＮＣＯ基含有
ウレタンプレポリマー１００重量部（以下「部」と略
す）に対して無機質充填剤を５〜３００部に設定するこ
とが好ましい。さらに、上記湿気硬化型ウレタン樹脂組
成物には、ブロックアミンを含有することが好ましい。
このブロックアミンの配合割合は、上記末端ＮＣＯ基含
有ウレタンプレポリマー１００部に対してブロックアミ
ン１〜１００部の範囲が好適である。

【００１６】上記末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマ
ーは末端にイソシアネート基を２個以上有するウレタン
プレポリマーであって、このウレタンプレポリマーは、
モノオールと後述のポリメチレンポリフェニルイソシア
ネート（以下「Ｃ−ＭＤＩ」という）との反応物、ポリ
オールと有機ポリイソシアネートとの反応物等をいう。
そして、上記末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマー中
の末端ＮＣＯ基含有率（遊離ＮＣＯ基含有率）は、２〜
３０重量％の範囲に設定されることが好ましく、特に好
ましくは３〜２５重量％である。このような範囲に設定
することにより、目標とする防水性能が得られる。

【００１７】上記モノオールとしては、例えば、メタノ
ール、エタノール、ブタノールにエチレンオキシド、プ
ロピレンオキシドを付加反応させて得られるモノオール
等があげられる。

【００１８】上記ポリオールとしては、例えば、モノプ
ロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプ
ロピレングリコール、モノエチレングリコール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、
ソルビトール、ヒマシ油、ヒマシ油ポリオール、末端水
酸基２〜３個を含有するポリブタジエン、モノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、アニリン、ポリテトラメチレングリコール、ビスフ
ェノールＡ、ハイドロキノン等があげられ、単独でもし
くは２種以上併用した混合物、または、これらにエチレ
ンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、
スチレンオキシド等のアルキレンオキシド類を付加重合
させて得られるポリオール類、ならびに、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとマロ
ン酸、コハク酸、アジピン酸、フタル酸等の多塩基酸と
を縮合させたポリエステルポリオール等があけられる。

【００１９】上記有機ポリイソシアネートとしては、例
えば、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−ト
リレンジイソシアネートが重量比で８０／２０で混合さ
れた混合トリレンジイソシアネート、２，４−トリレン
ジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネート
が重量比で６５／３５で混合された混合トリレンジイソ
シアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、Ｃ−ＭＤＩ、ナフタレンジイソシアネート、キシ
リレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリ
フェニルメタントリイソシアネート、水素添加された混
合トリレンジイソシアネート、水素添加ＭＤＩ、水素添
加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート等が、またこれら有機ポリイソシアネートのビュ
レット体、イソシアヌレート体、カルボジイミド変性物
等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せ
て用いられる。

【００２０】上記ポリオールと有機ポリイソシアネート
との反応物を作製する際のポリオールに対する有機ポリ
イソシアネートのＮＣＯ／ＯＨ当量比は、１．５〜１
０．０に設定することが好ましく、より好ましくは２．
０〜５．０である。また、有機ポリイソシアネートとし
て、まず、上記混合トリレンジイソシアネートをＮＣＯ
／ＯＨ当量比１．５〜３．０程度でポリオールと反応さ
せた後、さらに、Ｃ−ＭＤＩ等を添加混合させて、全体
としてのＮＣＯ／ＯＨ当量比を３．０〜１０．０にして
もよい。

【００２１】また、得られた末端ＮＣＯ基含有ウレタン
プレポリマーには、作業性を向上させるために、必要に
応じて有機不活性希釈剤を添加してもよい。上記有機不
活性希釈剤としては、例えば、トルエン、キシレン、
１，１，１−トリクロルエタン、メチルエチルケトン、
ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、コハク酸
ジメチル、グルタミン酸ジメチル、アジピン酸ジメチル
等の二塩基酸エステル、エチレングリコールジアセテー
ト、ジエチレングリコールジアセテート等のグリコール
脂肪酸エステル、イソパラフィン、塩素化パラフィン、
プロセスオイル等があげられる。これら有機不活性希釈
剤の添加量は、末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマー
中、有機不活性希釈剤が１〜６０重量％、好ましくは１
０〜３０重量％存在するように設定することが好まし
い。

【００２２】上記末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマ
ーとともに用いられる無機質充填剤としては、炭酸カル
シウム、シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、硫酸ナ
トリウム、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カ
ルシウム、有機物処理（脂肪酸処理、脂肪酸エステル処
理、脂肪酸金属塩処理、リン酸エステル処理、アミン処
理、界面活性剤処理、ロジン酸処理、シラン処理、アク
リル処理）された炭酸カルシウム、上記有機物処理され
たタルク、上記有機物処理されたシリカ等があげられ
る。そして、これら無機質充填剤の平均粒子径は、前述
のように、０．１μｍ〜１．０ｍｍの範囲のものを使用
することが好ましい。すなわち、上記平均粒子径に設定
された無機質充填剤を用いることにより、硬化物の強度
が増大し、また湿気硬化型一液防水材料に揺変性を付与
し、上記材料を吹き付けてもだれ落ちしない材料が得ら
れる。

【００２３】つぎに、上記ブロックアミンは、イソシア
ネート基とは実質的に反応せず水分により第一級アミノ
基、または第二級アミノ基を生成するものであって、例
えば、アルジミン、ケチミン、エナミン、オキサゾリジ
ン等があげられる。これらは、例えば、少なくとも１個
の第一級アミノ基または第二級アミノ基を有し、かつヒ
ドロキシル基等の活性水素を有する化合物（以下「化合
物Ａ」という）と、アルデヒド類もしくはケトン類との
縮合物、上記化合物Ａとアルデヒド類もしくはケトン類
より得られるケチミンアルコールやオキサゾリジンアル
コールに前記有機ポリイソシアネートを反応させた分子
中にケチミンやオキサゾリジンを２個以上有する化合物
等があげられる。

【００２４】上記化合物Ａとしては、例えば、第一級ア
ミノ基とヒドロキシル基とを有する化合物、第二級アミ
ノ基とヒドロキシル基とを有する化合物、第一級アミノ
基と第二級アミノ基をと有する化合物、第一級アミノ基
と第二級アミノ基とヒドロキシル基を有する化合物、２
個の第一級アミノ基を有する化合物、２個の第二級アミ
ノ基を有する化合物、第二級アミノ基と２個のヒドロキ
シル基とを有する化合物等があげられる。具体的には、
例えば、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、Ｎ−
（２−アミノエチル）ピペラジン、ω−ヒドロキシヘキ
シルアミン、Ｎ−メチル−１，６−ヘキサンジアミン、
ジエチレントリアミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）
エチレンジアミン、３−アミノエチルピペリジン、Ｎ−
（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１−アミノ−３
−アミノメチル−３，５，６−トリメチルシクロヘキサ
ン、Ｎ−（メチルアミノエチル）ピペラジン、アニリ
ン、トルイジン、キシリジン、イソホロンジアミン、ジ
アミノシクロヘキサン、ジアミノジフェニルメタン、キ
シリレンジアミン、ジアミノベンゼン、ジアミノメチル
ノルボナン、ジアミノメチルビシクロヘプタン、エタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミ
ン、ヘキサノールアミン等があげられる。

【００２５】また、上記アルデヒド類、ケトン類として
は、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、トリメチルア
セトアルデヒド、バレロアルデヒド、アクロレイン、ク
ロトンアルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルヘプ
テノン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノ
ン等があげられる。なお、上記化合物Ａとアルデヒド類
もしくはケトン類との反応は、公知の反応条件下で行う
ことができる。

【００２６】さらに、この発明のトンネルの防水方法に
用いられる湿気硬化型一液防水材料には、上記末端ＮＣ
Ｏ基含有ウレタンプレポリマー、無機質充填剤、ブロッ
クアミン以外に、難燃剤、揺変剤、耐候性付与剤、酸化
防止剤、紫外線吸収剤、着色顔料、可塑剤、希釈剤、消
泡剤、レベリング剤、反応触媒等を配合することができ
る。

【００２７】この発明のトンネルの防水方法において
は、先に述べたように、上記一次覆工で施されたコンク
リート面に湿気硬化型一液防水材料を吹き付け硬化させ
て防水層を形成させるに先立って、上記一次覆工コンク
リート面に発泡性ウレタン樹脂を吹き付けて緩衝層を形
成させてもよい。すなわち、一次覆工コンクリートと防
水層間に発泡性ウレタン樹脂による緩衝層を介在させる
ことにより、上記湿気硬化型一液防水材料の硬化・防水
層の形成による防水性の付与に加えて、一次覆工コンク
リート表面粗さによる、上記防水層の損傷が防止され、
かつ、地山からの湧水による水圧を緩衝して二次覆工で
のコンクリート打設時の支障の発生を防止することが可
能となる。

【００２８】上記発泡性ウレタン樹脂としては、ポリオ
ールおよび有機ポリアミン化合物によるワンショット法
発泡性ウレタン樹脂、または、末端ＮＣＯ基含有ウレタ
ンプレポリマーと水との反応によるプレポリマー法発泡
性ウレタン樹脂があげられる。

【００２９】上記ワンショット法発泡性ウレタン樹脂に
おける、ポリオールおよび有機ポリアミン化合物として
は、上記ポリオールとしては、先に述べた末端ＮＣＯ基
含有ウレタンプレポリマーを得る際に用いられるポリオ
ールと同様のものが用いられる。

【００３０】また、上記有機ポリアミン化合物として
は、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラ
メチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、尿素等のジアミン類、トルエンジアミ
ン、ジエチルトルエンジアミン、ジフェニルメタンジア
ミン、ｍ−フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、
３，３′−ジクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメ
タン等の芳香族一級、二級アミン類、さらに、ポリプロ
ピレングリコールの末端をアミノ化した各種ジェファー
ミンシリーズ（ジェファーソン・ケミカル・カンパニー
社製）、ポリテトラメチレングリコールとアミノ安息香
酸のジエステル（コダック社製）等の各種アミン化合物
等があげられる。

【００３１】また、上記プレポリマー法発泡性ウレタン
樹脂における、末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマー
としては、先に述べた末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポ
リマーを用いることが好ましく、前述のように遊離ＮＣ
Ｏ基含有率は３〜３０重量％が好ましく、より好ましく
は５．０〜２５．０重量％である。

【００３２】これら発泡性ウレタン樹脂には、発泡剤と
しては水のみを用いることが好ましいが、ハロゲン化炭
化水素系発泡剤、空気等の低沸点気体や他の発泡剤を少
量使用することもできる。さらに、この発泡性ウレタン
樹脂には、反応促進触媒、整泡剤、着色剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤等の適宜添加剤を
配合することができる。

【００３３】上記発泡性ウレタン樹脂からなる緩衝層
は、前述のように、一次覆工コンクリート表面粗さに起
因する損傷から上記防水層を保護し、水圧や遊離石灰等
により目詰まりが生じにくく、また、二次覆工に水圧を
作用させないような透水性を有することが好ましく、例
えば、気泡モルタル（１０^-3〜１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ）以
上の透水性を有することが望ましい。具体的には、発泡
性ウレタン樹脂による緩衝層の透水係数が、１．０×１
０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以上に設定されることが好ましい。す
なわち、透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ未満で
は、地山からの湧水により水圧が負荷され、この緩衝層
についで形成される防水層表面に二次覆工を行う際のコ
ンクリート打設に支障をきたす場合があるからである。

【００３４】そして、上記緩衝層形成材料である発泡性
ウレタン樹脂として、末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポ
リマーと水との反応による水発泡性ウレタン樹脂を用い
ることが、形成される緩衝層の透水係数を上記特定の値
に設定可能となり緩衝層の役割の点から好ましい。

【００３５】この発明のトンネルの防水方法は、つぎの
ようにして行われる。すなわち、従来の工法により掘削
したトンネル内に二重覆工によるトンネル施工を行う
際、吹付けコンクリートによる一次覆工を施したのち、
二次覆工を打設するに先立って、前記湿気硬化型一液防
水材料を用い、これを上記一次覆工で施されたコンクリ
ート面に吹き付け硬化させて防水層を形成させ、この防
水層面に、二次覆工によるコンクリートを打設すること
により行われる。このように、トンネルでの防水性を付
与するために、一次覆工によるコンクリート層と二次覆
工によるコンクリート層との間に、湿気硬化型一液防水
材料を用いてなる防水層を形成するものである。

【００３６】一般に、コンクリートやモルタルの透水係
数は、１０^-10 〜１０^-12 ｃｍ／ｓｅｃ、気泡モルタル
は１０^-3〜１０^-4ｃｍ／ｓｅｃ程度であり、この発明に
用いる湿気硬化型一液防水材料により形成された防水層
は、気泡モルタル並みかあるいはそれ以下の非透水性を
有することが好ましい。具体的には、この発明の湿気硬
化型一液防水材料により形成された防水層の透水係数は
１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以下に設定されることが好
ましく、より好ましくは１．０×１０^-3ｃｍ／ｓｅｃ以
下である。さらに、上記湿気硬化型一液防水材料により
形成された防水層の物性として、一次覆工コンクリート
面に対する接着強度が５．０ｋｇｆ／ｃｍ² 以上に、ま
た、引張強度が２５ｋｇｆ／ｃｍ² 以上となるように湿
気硬化型一液防水材料を構成する各成分の種類および割
合等を選択することが好ましい。

【００３７】また、上記一次覆工で施されたコンクリー
ト面に湿気硬化型一液防水材料を吹き付け硬化させて防
水層を形成させるに先立って、上記一次覆工コンクリー
ト面に発泡性ウレタン樹脂を吹き付けて緩衝層を形成さ
せる、すなわち、緩衝層および防水層の二層を形成させ
るというこの発明のトンネルの防水方法は、前述のよう
に、防水性の付与に加えて、一次覆工コンクリート表面
粗さによる、湿気硬化型一液防水材料からなる防水層の
損傷の防止と、地山からの湧水による水圧を緩衝して二
次覆工でのコンクリート打設時の支障の発生の防止とい
う点から好ましいものである。そして、上記発泡性ウレ
タン樹脂により形成される緩衝層の物性として、前述の
透水係数の好適な設定（１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以
上）以外に、一次覆工コンクリート面に対する接着強度
が５．０ｋｇｆ／ｃｍ² 以上に、また、引張強度が２５
ｋｇｆ／ｃｍ² 以上となるように発泡性ウレタン樹脂を
構成する各成分の種類および割合等を選択することが好
ましい。

【００３８】そして、この発明において、湿気硬化型一
液防水材料を一次覆工で施されたコンクリート面に吹き
付ける方法、および、一次覆工コンクリート面に発泡性
ウレタン樹脂を吹き付ける方法としては、エアレススプ
レー機、エアースプレー機を用い吹き付け施工を行うこ
とが好ましい。

【００３９】このような防水層形成材料の吹き付け量
は、防水層形成効果の付与という観点から、吹き付けら
れた塗膜の厚みが０．５〜５．０ｍｍとなるように設定
することが好ましく、より好ましくは１．０〜３．０ｍ
ｍである。

【００４０】また、上記緩衝層形成材料の吹き付け量
は、緩衝層形成効果の付与という観点から、発泡性ウレ
タン樹脂吹き付け後の発泡終了後の厚みが１．０〜３０
ｍｍとなるように設定することが好ましく、より好まし
くは３．０〜１０ｍｍである。

【００４１】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００４２】まず、下記の手順に従って湿気硬化型一液
防水材料を製造した。

【００４３】〔製造例１〕プラネタリーミキサーに、ラ
ウリル酸処理炭酸カルシウム１００部と、ジオクチルフ
タレート３０部と、酸化チタン２０部と、カーボン０．
１部を投入し、常温で１５分間混練し、引き続いて１０
０℃で混練しつつ真空にて脱水操作を１時間行った。

【００４４】つぎに、ポリオキシプロピレン・ポリオキ
シエチレングリコール（平均分子量２０００、オキシエ
チレン鎖含量２０重量％）とポリオキシプロピレン・ポ
リオキシエチレントリオール（平均分子量４０００、オ
キシエチレン鎖含量２０重量％）を重量比で２：１の割
合で混合し、この混合物を２，４−トリレンジイソシア
ネートとＮＣＯ／ＯＨ当量比＝４．２／１で反応させて
得られた末端ＮＣＯ基含有プレポリマー（末端ＮＣＯ
基含有率＝７．４重量％）１００部、ヘキサノールアミ
ンとシクロヘキサノンを等モルで反応させて得たケチミ
ンアルコール２モルとトリレンジイソシアネート１モル
より得られたブロックアミン化合物２３部、アエロジル
２００（日本アエロジル社製）０．５部、および、キシ
レン２０部を上記プラネタリーミキサー中の混練物に混
入し、常温でさらに１５分間混練することにより湿気硬
化型一液防水材料を得た。

【００４５】〔製造例２〕上記製造例１において、ラウ
リル酸処理炭酸カルシウムに代えてパルミチン酸カルシ
ウム処理炭酸カルシウムを用い、上記末端ＮＣＯ基含有
プレポリマーに代えてポリオキシプロピレン・ポリオ
キシエチレングリコール（平均分子量２０００、オキシ
エチレン鎖含量１０重量％）とジフェニルメタンジイソ
シアネートを反応させて得たプレポリマー（末端ＮＣ
Ｏ基含有率＝４．０重量％）を用い、ブロックアミン化
合物２３部に代えてジエタノールアミンとブチルアルデ
ヒドをモル比１：１で反応させて得られた２−（２−プ
ロピル−１，３−オキサゾリジン−３−イル）−エタノ
ールにさらにトリレンジイソシアネートをモル比２：１
で反応させて得たオキサゾリジン化合物１１．６部を用
いた。それ以外は製造例１と同様の条件で湿気硬化型一
液防水材料を得た。

【００４６】一方、湿気硬化型一液防水材料とは別に、
緩衝層形成材料である、発泡性ウレタン樹脂を下記の手
順に従って製造した。

【００４７】〔製造例３〕ポリオキシプロピレン・ポリ
オキシエチレントリオール（平均分子量３３００、オキ
シエチレン鎖含量５０％）とジフェニルメタンジイソシ
アネートとを反応させて得たプレポリマー（末端ＮＣＯ
基含有率＝２１．０重量％）９０部と、トリスクロロエ
チルホスフェート１０部を混合しＢ剤とした。

【００４８】一方、Ｎ，Ｎ，Ｎ′−トリメチルアミノエ
チルエタノールアミンの５重量％水溶液をＡ剤とした。

【００４９】このようにして上記Ａ剤とＢ剤からなる発
泡性ウレタン樹脂を製造した。

【００５０】〔製造例４〕ポリオールとポリイソシアネ
ートによるワンショット法発泡性ウレタン樹脂を製造し
た。すなわち、モノエタノールアミンの酸化プロピレン
付加物（平均分子量５００）１００部、水６．５部、ト
リエチレンジアミンのジプロピレングリコール溶液（Da
bco 33LV、三井エアプロダクト社製）３部の混合物をＡ
剤とし、Ｃ−ＭＤＩをＢ剤とした。

【００５１】このようにして上記Ａ剤とＢ剤からなる発
泡性ウレタン樹脂を製造した。

【００５２】つぎに、上記製造例１〜４による各湿気硬
化型一液防水材料、および、発泡性ウレタン樹脂を用
い、下記の実施例および比較例に供した。

【００５３】

【実施例１】掘削したトンネルに、一次覆工コンクリー
トを吹き付けた後、この面に、２液衝突混合型ノズルを
備えたエアレススプレー機により、製造例３の発泡性ウ
レタン樹脂のＡ剤とＢ剤を配合比１０：１の割合で吹き
付け、一次覆工コンクリート表面に厚み４〜６ｍｍの発
泡硬化層（緩衝層）を形成した。

【００５４】上記発泡硬化層（緩衝層）は、密度０．０
７ｇ／ｃｍ³ 、引張強度６．５ｋｇｆ／ｃｍ² 、伸び率
１８％、圧縮強度５．２ｋｇｆ／ｃｍ² 、透水係数３×
１０ ^-1ｃｍ／ｓｅｃであった。なお、この透水係数はＪ
ＩＳ Ａ １２００に準拠し測定した。また、一次覆工
コンクリート表面と発泡硬化層との接着力は日本住宅公
団基準試験に準じて測定評価した結果、発泡硬化層が破
壊した。

【００５５】つぎに、上記発泡硬化層（緩衝層）の表面
に、上記製造例１の湿気硬化型一液防水材料をリシンガ
ンで吹き付け硬化させることにより、厚み１〜３ｍｍの
防水層を形成した。得られた防水層の硬度（ｓｈｏｒｅ
Ａ）は５７、引張強度４２ｋｇｆ／ｃｍ² 、伸び率５
５０％、引裂強度２１ｋｇｆ／ｃｍ² 、発泡性ウレタン
樹脂からなる発泡硬化層との接着は発泡硬化層が材料破
壊するほどの強固なものであった。また、防水層の透水
係数１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以下であった。

【００５６】ついで、このようにして形成された防水層
表面に、直接、コンクリートを厚み２０ｃｍに打設し
た。コンクリート打設終了後、１年経過してもコンクリ
ート表面にひび割れおよび漏水は全く認められなかっ
た。

【００５７】

【実施例２】掘削したトンネルに、一次覆工コンクリー
トを吹き付けた後、この面に、製造例２の湿気硬化型一
液防水材料をリシンガンで吹き付け硬化させることによ
り、厚み２〜３ｍｍの防水層を形成した。７日間養生し
た後の硬化塗膜（防水層）の硬度（ｓｈｏｒｅ Ａ）は
６２、引張強度４７ｋｇｆ／ｃｍ² 、伸び率６１０％、
引裂強度２３ｋｇｆ／ｃｍ² 、一次覆工コンクリート面
と防水層との接着試験では一次覆工コンクリートの破壊
が生じた。また、防水層の透水係数１．０×１０^-2ｃｍ
／ｓｅｃ以下であった。

【００５８】ついで、このようにして形成された防水層
表面に、直接、コンクリートを厚み２０ｃｍに打設し
た。コンクリート打設終了後、１年経過してもコンクリ
ート表面にひび割れおよび漏水は全く認められなかっ
た。

【００５９】

【実施例３】掘削したトンネルに、一次覆工コンクリー
トを吹き付け一次覆工コンクリートを形成した。つい
で、この一次覆工コンクリートの濡れた面に、上記製造
例２の湿気硬化型一液防水材料をリシンガンで吹き付け
硬化させることにより、厚み２〜３ｍｍの防水層を形成
した。７日間養生した後の硬化塗膜（防水層）の一次覆
工コンクリート面と防水層との接着強度は７．７ｋｇｆ
／ｃｍ² であった。

【００６０】また、上記防水層の物性を測定したとこ
ろ、硬度（ｓｈｏｒｅ Ａ）は６０、引張強度４８ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 、伸び率６５０％、引裂強度２３ｋｇｆ／ｃ
ｍ² であった。そして、この防水層と、乾燥コンクリー
ト表面（二次覆工コンクリート表面）とを比較した結
果、何ら物性の低下は認められなかった。

【００６１】

【実施例４】掘削したトンネルに、一次覆工コンクリー
トを吹き付けた後、この面に、エアレススプレー機によ
り、製造例４のワンショット法発泡性ウレタン樹脂のＡ
剤とＢ剤を配合比１：１の割合で吹き付け、一次覆工コ
ンクリート表面に厚み４ｍｍの発泡硬化層（緩衝層）を
形成した。

【００６２】上記発泡硬化層（緩衝層）は、密度０．０
８ｇ／ｃｍ³ 、引張強度５．８ｋｇｆ／ｃｍ² 、伸び率
１５％、圧縮強度５．１ｋｇｆ／ｃｍ² 、透水係数２×
１０ ^-1ｃｍ／ｓｅｃであった。なお、この透水係数はＪ
ＩＳ Ａ １２００に準拠し測定した。また、一次覆工
コンクリート表面と発泡硬化層との接着力は日本住宅公
団基準試験に準じて測定評価した結果、発泡硬化層が破
壊した。

【００６３】つぎに、上記発泡硬化層（緩衝層）の表面
に、上記製造例２の湿気硬化型一液透水材料をリシンガ
ンで吹き付け硬化させることにより、厚み２ｍｍの防水
層を形成した。得られた防水層の硬度（ｓｈｏｒｅ
Ａ）は６１、引張強度４５ｋｇｆ／ｃｍ² 、伸び率５８
０％、引裂強度１８ｋｇｆ／ｃｍ² 、発泡性ウレタン樹
脂からなる発泡硬化層との接着は発泡硬化層が材料破壊
するほどの強固なものであった。また、防水層の透水係
数１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以下であった。

【００６４】ついで、このようにして形成された防水層
表面に、直接、コンクリートを厚み２０ｃｍに打設し
た。コンクリート打設終了後、１年経過してもコンクリ
ート表面にひび割れおよび漏水は全く認められなかっ
た。

【００６５】

【実施例５】掘削したトンネルに、一次覆工コンクリー
トを吹き付けた後、このコンクリートの濡れた面に、製
造例１の湿気硬化型一液防水材料をリシンガンで吹き付
け硬化させることにより、厚み３ｍｍの防水層を形成し
た。７日間養生した後の硬化塗膜（防水層）の硬度（ｓ
ｈｏｒｅ Ａ）は５９、引張強度４８ｋｇｆ／ｃｍ²、
伸び率５８０％、引裂強度１９ｋｇｆ／ｃｍ² 、一次覆
工コンクリート面と防水層との接着試験では一次覆工コ
ンクリートの破壊が生じた。また、防水層の透水係数
１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以下であった。

【００６６】ついで、このようにして形成された防水層
表面に、直接、コンクリートを厚み２０ｃｍに打設し
た。コンクリート打設終了後、１年経過してもコンクリ
ート表面にひび割れおよび漏水は全く認められなかっ
た。

【００６７】

【比較例１】前記製造例４のＡ剤とＢ剤のワンショット
法による発泡性ウレタン樹脂を用い、実施例３と同様
に、一次覆工コンクリートの濡れた面に、エアレススプ
レー機で、Ａ剤：Ｂ剤＝１：１（重量比）の配合比で吹
き付けて発泡性ウレタン樹脂層を形成した。そして、こ
の発泡性ウレタン樹脂層の物性を測定したところ、接着
強度は１．５ｋｇｆ／ｃｍ² であり、接着強度が小さく
コンクリート面からも簡単に剥離した。また、吹き付け
た発泡性ウレタン樹脂は脆く、水中に浸漬した結果、水
が白濁しポリオールが多量に残存することが判明した。

【００６８】

【比較例２】変性ポリオール樹脂（ＣＡ−１２８、旭電
化社製）４０部に、変性ポリイソシアナート化合物（Ｕ
Ｐ−３０２、旭電化社製）１００部を均一になるように
配合し、攪拌して絶縁防水ライニング樹脂を調製した。
このライニング樹脂を、一次覆工コンクリートの濡れた
面にエアレススプレー機を用いて単一ノズルから均一に
スプレーし、２５℃で７日間放置して硬化させた。そし
て、このライニング樹脂硬化層の物性を測定したとこ
ろ、接着強度は１．０ｋｇｆ／ｃｍ² であり、伸び率は
１５０％、引張強度は２１ｋｇｆ／ｃｍ² であり、コン
クリート面から簡単に剥離した。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、この発明は、掘削したト
ンネル内に二重覆工によるトンネル施工の際、吹付けコ
ンクリートによる一次覆工を施したのち、二次覆工を打
設するに先立って、湿気硬化型一液防水材料を用い、こ
れを上記一次覆工で施されたコンクリート面に吹き付け
硬化させて防水層を形成させ、この防水層面に、二次覆
工によるコンクリートを打設するものである。この湿気
硬化型一液防水材料は、一液タイプのものであることか
ら、特殊な装置を用いることなく吹付け作業が容易とな
る。また、湿気硬化型タイプであることから、この吹き
付け塗装面が濡れていても問題なく硬化反応が行われ、
所望の物性（防水性等）を有する防水層が形成される。
しかも、従来の防水シートのような施工ではなく、ジョ
イントのないシームレスな絶縁ライニングを施工するこ
とができるため、作業能率の著しい向上が実現する。

【００７０】そして、上記湿気硬化型一液防水材料とし
て、末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーとブロック
アミンを含有する樹脂組成物を用いることが、形成され
る防水層の透水係数を特定の値に設定可能となり、防水
性付与の観点から好適である。

【００７１】さらに、この発明の他のトンネルの防水方
法として、上記一次覆工で施されたコンクリート面に湿
気硬化型一液防水材料を吹き付け硬化させて防水層を形
成させるに先立って、上記一次覆工コンクリート面に発
泡性ウレタン樹脂を吹き付けて緩衝層を形成させ、この
緩衝層面に湿気硬化型一液防水材料を吹き付けて硬化さ
せることにより防水層を形成させる防水方法があげられ
る。このように、一次覆工コンクリート面に発泡性ウレ
タン樹脂を吹き付け緩衝層を形成することにより、上記
所望の物性を有する防水性の付与に加えて、一次覆工コ
ンクリート表面粗さによる、湿気硬化型一液防水材料か
らなる防水層の損傷が防止され、かつ、地山からの湧水
による水圧を緩衝して二次覆工でのコンクリート打設時
の支障の発生を防止することができる。

【００７２】そして、上記緩衝層の形成材料として、末
端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと水との反応によ
る水発泡性ウレタン樹脂を用いることが、形成される緩
衝層の透水係数を特定の値に設定可能となり緩衝層の役
割の点から好適である。

【００７３】したがって、この発明のトンネルの防水方
法により、防水層、あるいは防水層と緩衝層が形成され
たトンネルにおいては、防水性・断熱性に優れ、冬期、
特に寒冷地における漏水による氷柱の発生を防止するこ
とができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二重覆工によるトンネル施工を行うにあ
   たり、吹付けコンクリートによる一次覆工を施したの
   ち、二次覆工を打設するに先立って、上記一次覆工で施
   されたコンクリート面に、湿気硬化型一液防水材料を吹
   き付けて硬化させることにより防水層を形成させること
   を特徴とするトンネルの防水方法。
2. 【請求項２】 湿気硬化型一液防水材料を硬化させてな
   る防水層の形成に先立って、一次覆工で施されたコンク
   リート面に、発泡性ウレタン樹脂を吹き付けて緩衝層を
   形成させた後、上記緩衝層面に湿気硬化型一液防水材料
   を吹き付けて硬化させることにより防水層を形成させる
   請求項１記載のトンネルの防水方法。
3. 【請求項３】 湿気硬化型一液防水材料が、末端イソシ
   アネート基含有ウレタンプレポリマーとブロックアミン
   を含有する樹脂組成物である請求項１または２記載のト
   ンネルの防水方法。
4. 【請求項４】 湿気硬化型一液防水材料を吹き付けて硬
   化させることにより形成された防水層の透水係数が１．
   ０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以下である請求項１〜３のいず
   れか一項に記載のトンネルの防水方法。
5. 【請求項５】 発泡性ウレタン樹脂が、末端イソシアネ
   ート基含有ウレタンプレポリマーと水との反応による水
   発泡性ウレタン樹脂である請求項２〜４のいずれか一項
   に記載のトンネルの防水方法。
6. 【請求項６】 発泡性ウレタン樹脂を吹き付けて形成さ
   れた緩衝層の透水係数が１．０×１０^-2ｃｍ／ｓｅｃ以
   上である請求項２〜５のいずれか一項に記載のトンネル
   の防水方法。