JPH10227197A - シールドトンネル用防水セグメント及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】短工期でも十分な防水性を確保する。 【解決手段】本発明のシールドトンネル用防水セグメン
ト１は、鉄筋コンクリート製のセグメント本体２の内面
に防水シート４を取り付けて構成されるが、該防水シー
トは、同図(b)でよくわかるように、その縁部がセグメ
ント本体２の内面側縁部に形成された切り欠き３内には
み出すように取り付けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として水路用シ
ールドトンネルに使用される防水セグメント及びその施
工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法でトンネルを構築する場
合、地山に貫入されたシールドで掘削を進めながらその
テール部でセグメントをリング状に組み立てていくが、
推進時のジャッキ反力の不均一や曲線施工時の片押しな
どによってセグメントを完全なリングに組み立てること
は困難であり、また、セグメント外面に作用する土圧や
水圧等の影響によってセグメント自体に変形が生じる。

【０００３】したがって、セグメントのピース間やセグ
メントリング間に若干の隙間が生じることは避けられ
ず、かかる隙間を介した漏水を防止するための防水工が
不可欠となる。特に、下水や汚水を流すための水路の場
合には、周辺地盤からの地下水の流入に加えて、汚水等
が周辺地盤に漏出することも懸念されるため、防水対策
には特に配慮する必要がある。

【０００４】このような防水工としては、セグメント継
手面にシール材を接着するとともに、さらにセグメント
内面にセグメントの補強や防食を兼ねた現場打ちコンク
リートを施工するのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次覆
工として現場打ちコンクリートを施工するにあたって
は、シールド掘進工が完了するまで待たねばならず、ト
ンネル全体の工期が非常に長くなってしまうという問題
を生じていた。

【０００６】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、短工期でも十分な防水性を確保することが可
能なシールドトンネル用防水セグメント及びその施工方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のシールドトンネル用防水セグメントは請求
項１に記載したように、セグメント本体の内面側縁部に
切り欠きを形成するとともに、該セグメント本体の内面
に所定の防水シートを該シートの縁部が前記切り欠き内
にはみ出すように取り付けてなるものである。

【０００８】また、本発明のシールドトンネル用防水セ
グメントは、前記防水シートを繊維補強シートとしたも
のである。

【０００９】また、本発明に係るシールドトンネル用防
水セグメントの施工方法は請求項３に記載したように、
セグメント本体の内面に防水シートが取り付けられたセ
グメントをトンネル地山の内側所定位置に隣接配置し、
前記防水シートの縁部を前記セグメント本体若しくは該
セグメント本体に隣接配置されたセグメント本体の内面
側縁部に形成された切り欠き内に押し込み、かかる状態
で該切り欠き内に所定の充填材を充填して固化させるも
のである。

【００１０】また、本発明に係るシールドトンネル用防
水セグメントの施工方法は、前記防水シートの縁部を前
記切り欠き内で溶融して前記充填材とするものである。

【００１１】本発明のシールドトンネル用防水セグメン
ト及びその施工方法においては、セグメント本体の内面
に取り付けられた防水シートの縁部を該セグメント本体
若しくはそれに隣接して配置されたセグメント本体の内
面側縁部に形成された切り欠き内に押し込み、かかる状
態で切り欠き内を所定の充填材で充填し固化させる。

【００１２】すると、隣接する２つのセグメント本体に
取り付けられた各防水シートは、切り欠き内の充填材を
介して一体に接合されるとともに、該充填材によってセ
グメント間に生じていた隙間も塞がれる。

【００１３】ここで、防水シートの材料は任意である
が、繊維補強シートで構成しておけば、引張強度が向上
し、内圧が作用する水路トンネルに最適な構成となる。

【００１４】防水シートの取付け形態については、例え
ば、接着や融着によってセグメント本体の内面に貼り付
けてもよいし、裏面に定着用突起が形成された防水シー
トをセグメント製作用の型枠内面に予め貼り付けてお
き、かかる状態で型枠内にコンクリートを打設すること
によって防水シートの取付けを行うようにしてもよい。

【００１５】切り欠きについては、隣接するセグメント
本体の両方に形成してもよいが、場合によっては、いず
れか一方にだけ形成してもよい。

【００１６】充填材はどのような材料でもよいが、防水
シートの縁部を切り欠き内で溶融して充填材とすれば、
充填材を別途準備する必要がなくなるので、施工がやり
やすくなるとともに、防水シートと充填材とが同一材料
となることによって防水シートと充填材との一体性、ひ
いては水密性や引張強度が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシールドトン
ネル用防水セグメント及びその施工方法の実施の形態に
ついて、添付図面を参照して説明する。

【００１８】図１(a)は、本実施形態に係るシールドト
ンネル用防水セグメントを全体斜視図で示したものであ
る。同図でわかるように、本実施形態のシールドトンネ
ル用防水セグメント１は、鉄筋コンクリート製のセグメ
ント本体２の内面に防水シート４を取り付けて構成され
るが、該防水シートは、同図(b)でよくわかるように、
その縁部がセグメント本体２の内面側縁部に形成された
切り欠き３内にはみ出すように取り付けてある。

【００１９】切り欠き３は、セグメント本体２の周縁に
添って形成してあり、その断面は、全体としてはセグメ
ント本体２の角を面取りしたような形状をなすが、その
最深部には半円筒状の溜まり部分５を形成してあり、後
述する充填材が空隙を残すことなく最深部まで良好に充
填されるとともに、溜まり部分５内で固化した充填材が
該溜まり部分で引っかかって防水シート４の引抜きが防
止される、いわば係止爪の作用をする。

【００２０】防水シート４は、引張強度の高いもの、例
えば、高密度ポリエチレンシートなどを用いることによ
って内圧に抵抗できるようにしておくのがよい。ここ
で、特に、防水シート４を繊維補強シートで形成してお
けば、防水シートの引張強度が格段に向上するので、内
圧が作用する水路トンネルには最適な構成となる。

【００２１】防水シート４をセグメント本体２の内面に
取り付けるにあたっては、例えば、先だって製作された
セグメント本体２の内面に防水シート４を接着、融着等
の手段で貼り付けるようにすればよい。

【００２２】本実施形態のシールドトンネル用防水セグ
メント１を施工する手順としては、まず、かかるシール
ドトンネル用防水セグメント１、１を図２(a)のように
トンネル地山の内側所定位置に隣接配置する。

【００２３】次に、同図(b)に示すように、セグメント
本体２の裏面に取り付けられた防水シート４の縁部を切
り欠き３内に押し込む。この場合、必要に応じて防水シ
ート４の縁部裏面に接着剤を塗布し、該縁部を切り欠き
３の内面に貼り付けるようにするのがよい。

【００２４】次に、防水シート４の縁部を切り欠き３内
に押し込んだ状態で、同図(c)に示すように切り欠き３
内に充填材１１を充填して固化させる。ここで、充填材
１１は、母材である防水シート４と同等以上の引張強度
を有し、なおかつ母材である防水シート４との接着性が
高いもの、例えば、ポリエチレン系材料を使用すること
によって、内圧に抵抗できるようにしておくのが望まし
い。

【００２５】このようにすると、隣接する２つのセグメ
ント本体２、２に取り付けられた各防水シート４、４
は、切り欠き３内の充填材１１を介して一体に接合され
るとともに、該充填材によってセグメント間に生じてい
た隙間も塞がれる。

【００２６】以上説明したように、本実施形態に係るシ
ールドトンネル用防水セグメント及びその施工方法によ
れば、防水シート４の縁部をセグメント本体２に形成さ
れた切り欠き３内に押し込み、しかる後に該切り欠き内
に充填材１１を充填して固化させるようにしたので、隣
接する２つのセグメント本体２、２に取り付けられた別
々の防水シート４、４は、充填材１１を介して切り欠き
３内にて一体に接合されるとともに、セグメント１、１
間に生じている隙間も充填材１１で塞がれる。

【００２７】したがって、きわめて水密性の高い防水工
をセグメント１の内面に施すことが可能となり、例えば
水路トンネルに適用した場合には、二次覆工として鉄筋
コンクリートをセグメント内面に構築せずとも、トンネ
ル内を流れる下水や汚水の漏出を未然に防止することが
可能となり、かくして、所定の防水性を確保しつつシー
ルドトンネル工事の工期を大幅に短縮することが可能と
なる。

【００２８】また、防水シート４、４を接合する際にそ
れらの縁部同士を重ねていないため、セグメント内面に
凹凸が生じることがなくなり、水路トンネルに適用した
場合には、下水や汚水の流れが妨げられるおそれがなく
なるとともに、下水等の流れによって防水シートの縁部
が剥がれるといった事態も未然に防止することができ
る。

【００２９】また、セグメント本体の内面に防水シート
を予め工場にて取り付けて防水セグメントとしたので、
トンネル施工現場においては、防水シートの縁部を切り
欠き内に押し込んで充填材を充填するだけでよくなり、
トンネル施工現場での作業が省力化される。

【００３０】また、二次覆工が不要になる分だけ、トン
ネル内の有効断面積が増加するので、水路設計が有利に
なるという効果も奏する。

【００３１】本実施形態では、セグメント本体の角を斜
めに切って切り欠き３としたが、切り欠き３の断面形状
については、隣接する２つのセグメント本体２、２に取
り付けられた防水シート４、４を折り込んで充填材１１
を充填できるのであれば、どのような断面形状でもよ
い。例えば、切り欠き３に代えて図３に示す切り欠き３
ａ、３ｂ、３ｃを採用することができる。なお、切り欠
き３ｃでは、奥に向かって断面幅が大きくなるように形
成してあるので、切り欠き３ｃ内で固化した充填材が該
切り欠き内で引っかかることによって、防水シート４の
剥がれやめくれが防止されるという別の効果も奏する。

【００３２】また、本実施形態では、隣接するセグメン
ト本体２、２の両方に切り欠き３を形成したが、これに
代えて図４に示すように、一方のセグメント本体２ａに
のみ切り欠き３を形成し、他方には切り欠きを省略して
もよい。かかる構成においても、上述したとほぼ同様の
作用効果を奏する。

【００３３】また、本実施形態では、防水シート４を接
着、融着等の手段でセグメント本体２の内面に貼り付け
るようにしたが、これに代えて、セグメント本体を製作
する際、該セグメント本体の型枠内面に定着突起が裏面
に形成された防水シートを予め貼り付けておき、しかる
後に型枠内にコンクリートを打設することによって防水
シートを取り付けるようにしてもよい。

【００３４】また、本実施形態では、充填材１１として
例えばポリエチレン系材料を使用するものとしたが、こ
れに代えて防水シート４と同一の材料を充填材とし、該
充填材を切り欠き内に溶かし込むようにしてもよい。か
かる構成によれば、防水シート４と充填材とが同一材料
となることによって両者の一体性、ひいては水密性や引
張強度が向上するという別の効果も奏する。

【００３５】また、本実施形態では、充填材１１を防水
シート４とは別に準備するものとしたが、かかる充填材
を、防水シート４の縁部を切り欠き３内で溶融すること
によって生成するようにしてもよい。

【００３６】すなわち、まずは上述の実施形態と同様に
して、シールドトンネル用防水セグメント１、１をトン
ネル地山の内側所定位置に隣接配置し、しかる後に、セ
グメント本体２の裏面に取り付けられた防水シート４の
縁部を切り欠き３内に押し込む（図５(a)〜(b)）。

【００３７】次に、かかる状態で該切り欠き内の防水シ
ート４の縁部を溶融して充填材２１とし、次いで、該充
填材を固化させる（図５(c)）。

【００３８】このような構成においても、隣接する２つ
のセグメント本体２、２に取り付けられた各防水シート
４、４は、切り欠き３内の充填材２１を介して一体に接
合されるとともに、該充填材によってセグメント間に生
じていた隙間も塞がれるので、上述の実施形態とほぼ同
様の効果を奏するほか、防水シート４と充填材２１とが
同一材料となることによって両者の一体性が向上すると
ともに、充填材を別途準備する必要がなくなるので施工
がやりやすくなるという別の効果も奏する。

【００３９】また、本実施形態及び上述した各変形例に
おいては、水路トンネルへの適用性を考慮して防水シー
トや充填材を引張強度の高いものとしたが、例えば通信
ケーブルが敷設されるトンネルの場合には、引張強度の
高い防水シートや充填材を使用する必要はない。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る本発
明のシールドトンネル用防水セグメントによれば、きわ
めて水密性の高い防水工をセグメント内面に施すことが
可能となるので、二次覆工として鉄筋コンクリートをセ
グメント内面に構築せずとも、防水性の高いシールドト
ンネルを短工期に施工することが可能となる。

【００４１】また、請求項２に係る本発明のシールドト
ンネル用防水セグメントによれば、防水シートの引張強
度が向上するので、水路トンネルを流れる下水等の内圧
によって防水シートに引張応力が作用しても、該シート
の破損やそれに起因する下水等の漏出をほぼ完全に防止
することができるという別の効果も奏する。

【００４２】また、請求項３に係る本発明のシールドト
ンネル用防水セグメントの施工方法によれば、きわめて
水密性の高い防水工をセグメント内面に施すことが可能
となるので、二次覆工として鉄筋コンクリートをセグメ
ント内面に構築せずとも、防水性の高いシールドトンネ
ルを短工期に施工することができる。

【００４３】また、請求項４に係る本発明のシールドト
ンネル用防水セグメントの施工方法によれば、防水シー
トと充填材とが同一材料となることによって両者の一体
性が向上するとともに、充填材を別途準備する必要がな
くなるので施工がやりやすくなるという別の効果も奏す
る。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るシールドトンネル用防水セグ
メントの図であり、(a)は全体斜視図、(b)は詳細断面
図。

【図２】本実施形態に係るシールドトンネル用防水セグ
メントの施工方法を示した断面図。

【図３】本実施形態の変形例に係るシールドトンネル用
防水セグメントを示した詳細断面図。

【図４】本実施形態の変形例に係るシールドトンネル用
防水セグメントの施工方法を示した断面図。

【図５】本実施形態の別の変形例に係るシールドトンネ
ル用防水セグメントの施工方法を示した断面図。

【符号の説明】

１ シールドトンネル用防水セグ
メント ２、２ａ、２ｂ セグメント本体 ３、３ａ、３ｂ、３ｃ 切り欠き ４ 防水シート １１、２１ 充填材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメント本体の内面側縁部に切り欠き
   を形成するとともに、該セグメント本体の内面に所定の
   防水シートを該シートの縁部が前記切り欠き内にはみ出
   すように取り付けてなることを特徴とするシールドトン
   ネル用防水セグメント。
2. 【請求項２】 前記防水シートを繊維補強シートとした
   請求項１記載のシールドトンネル用防水セグメント。
3. 【請求項３】 セグメント本体の内面に防水シートが取
   り付けられたセグメントをトンネル地山の内側所定位置
   に隣接配置し、前記防水シートの縁部を前記セグメント
   本体若しくは該セグメント本体に隣接配置されたセグメ
   ント本体の内面側縁部に形成された切り欠き内に押し込
   み、かかる状態で該切り欠き内に所定の充填材を充填し
   て固化させることを特徴とするシールドトンネル用防水
   セグメントの施工方法。
4. 【請求項４】 前記防水シートの縁部を前記切り欠き内
   で溶融して前記充填材とする請求項３記載のシールドト
   ンネル用防水セグメントの施工方法。