特開 2024-79376 トンネル用防水シート設置方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024079376

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】トンネル用防水シート設置方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/38 20060101AFI20240604BHJP

【ＦＩ】

E21D11/38 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022192287

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】591029921

【氏名又は名称】フジモリ産業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】310005294

【氏名又は名称】北陸鋼産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003340

【氏名又は名称】弁理士法人湧泉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 高司

(72)【発明者】

【氏名】松浦 健太郎

【テーマコード（参考）】

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D155BA06

2D155BB02

2D155CA03

2D155DA08

2D155HA08

(57)【要約】

【課題】山岳トンネルの構築施工において防水シートを電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスクを介してトンネル周壁に固定する際、防水シートによって覆われた固定ディスクの位置を容易に見付けられるようにする。
【解決手段】トンネル１の周壁に電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスク６を配置して防水シート５を被せる。レーザ照射器２３からレーザＬ_２３を固定ディスク６の配置を示す照射ライン２５に沿って照射する。レーザＬ_２３に基づいて固定ディスク６の位置を判定する。判定位置における防水シート５をトンネル周壁に押し付けると固定ディスク６に当たる。該固定ディスク６と防水シート５とを電磁誘導加熱によって溶着する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル周壁に電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスクを配置して防水シートを被せた後、前記防水シートと前記固定ディスクとを電磁誘導加熱によって溶着する防水シート設置方法であって、
レーザ照射器からレーザを前記固定ディスクの配置を示す照射ラインに沿って照射し、
前記レーザに基づいて前記固定ディスクの位置を判定することを特徴とする防水シート設置方法。

【請求項2】

前記照射ラインが、トンネル軸方向に沿っていることを特徴とする請求項１に記載の防水シート設置方法。

【請求項3】

トンネル周方向に沿うアーチフレームを有する防水シート設置補助架台の外周面に沿って前記防水シートを展開し、
前記レーザが前記アーチフレームを横切る箇所に基づいて前記判定を行なうことを特徴とする請求項２に記載の防水シート設置方法。

【請求項4】

前記照射ラインが、前記レーザ照射器と前記固定ディスクとを結ぶ方向に沿っていることを特徴とする請求項１に記載の防水シート設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルにおける防水シートの設置方法に関し、特に、電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスクを用いて防水シートをトンネル周壁に設置する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばＮＡＴＭ（New Austrian tunneling Method）トンネル等の山岳トンネルにおいては、トンネルの周壁にＥＶＡ樹脂等の不透水樹脂からなる防水シートが張設されている（特許文献１等参照）。特許文献１に開示された技術においては、防水シートをトンネル周壁に固定するために電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスクが用いられている。固定ディスクの表面には金属層を介してホットメルト層が積層されている。該固定ディスクが、不織布製の裏面緩衝層を介して、トンネルの一次覆工にコンクリート釘やアンカーボルトによって定着される。そのトンネル内面側に防水シートが被せられる。その後、防水シートのトンネル内面側から電磁誘導加熱器にて固定ディスクの金属層が電磁誘導加熱されることによって、ホットメルト層が溶融されて防水シートに接着される。これによって、防水シートが固定ディスクを介して一次覆工に固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１５１９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電磁誘導加熱を行なう際の固定ディスクは、防水シートによって覆われているため、トンネル内側から目視等で位置を確認することができない。このため、金属探知機を使って固定ディスクの位置を探索していたが目印が何も無い状態から探すのは容易でなく時間がかかっていた。
本発明は、かかる事情に鑑み、防水シートを電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスクを介してトンネル周壁に固定する際、防水シートによって覆われた固定ディスクの位置を容易に見付ける方法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】

【0005】

前記課題を解決するため、本発明は、トンネル周壁に電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスクを配置して防水シートを被せた後、前記防水シートと前記固定ディスクとを電磁誘導加熱によって溶着する防水シート設置方法であって、
レーザ照射器からレーザを前記固定ディスクの配置を示す照射ラインに沿って照射し、
前記レーザに基づいて前記固定ディスクの位置を判定することを特徴とする。
当該方法によれば、レーザを目印として固定ディスクの位置を推定したり特定したりできる。

【0006】

好ましくは、前記照射ラインが、トンネル軸方向に沿っている。これによって、複数の固定ディスクがトンネル軸方向に一列に配置されている場合、これら固定ディスクの位置を１本のレーザで示すことができる。したがって、レーザ照射器の所要数を減らすことができる。

【0007】

好ましくは、トンネル周方向に沿うアーチフレームを有する防水シート設置補助架台の外周面に沿って前記防水シートを展開し、前記レーザが前記アーチフレームを横切る箇所に基づいて前記判定を行なう。
防水シート設置補助架台を用いることで、防水シートの張設作業を容易化できる。好ましくは、固定ディスクを前記横切る箇所上又は前記横切る箇所から所定の方向及び距離に配置しておく。これによって、電磁誘導加熱工程において固定ディスクの位置を容易に見付けることができる。

【0008】

前記照射ラインが、前記レーザ照射器と前記固定ディスクとを結ぶ方向に沿っていてもよい。これによって、レーザ照射箇所が固定ディスクの位置を示すようにできる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、防水シートを電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスクを介してトンネル周壁に固定する際、防水シートによって覆われた固定ディスクの位置を容易に見付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るレーザ照射器を含む防水シート設置補助架台のアーチフレームを下降位置にして示す、施工中のＮＡＴＭトンネルの正面断面図である。図１（ｂ）は、前記アーチフレームを上昇位置にして示す、施工中のＮＡＴＭトンネルの正面断面図である。

【図2】図２は、図１（ａ）のＩＩ－ＩＩ線に沿う側面断面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う平面図である。

【図4】図４は、電磁誘導加熱溶着による防水シートの一次覆工への固定工程を示す、図１（ｂ）のＩＶ－ＩＶ線に沿う側面断面図である。

【図5】図５（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るレーザ照射器を含む防水シート設置補助架台のアーチフレームを下降位置にして示す、施工中のＮＡＴＭトンネルの正面断面図である。図５（ｂ）は、同図（ａ）のアーチフレームを上昇位置にして示す、施工中のＮＡＴＭトンネルの正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態（図１～図４）＞
図１（ａ）に示すように、例えばＮＡＴＭ工法によって施工中のトンネル１においては、地山掘削面２に沿って一次覆工３が設けられている。図１（ｂ）及び図４に示すように、一次覆工３のトンネル内面側（図４において下側）には、不織布からなる裏面緩衝層４を介して、防水シート５が張設されている。防水シート５の材質は、好ましくはエチレン・ 酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）であるが、これに限らず、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の他の熱可塑性樹脂であってもよい。

【0012】

図４に示すように、防水シート５は、電磁誘導加熱溶着方式の固定ディスク６によって一次覆工３に固定されている。固定ディスク６は、防水シート５と裏面緩衝層４との間に介在されている。図１（ａ）及び図２に示すように、複数の固定ディスク６が、トンネル周方向及びトンネル軸方向に間隔を置いて分布するように配置されている。図４に示すように、各固定ディスク６が、裏面緩衝層４を介して、一次覆工３にコンクリート釘やアンカーボルト等の定着部材７によって定着されている。詳細な図示は省略するが、固定ディスク６の表面（図４において下面）には金属層６ａを介してホットメルト層６ｂが積層されている。図４に示すように、ホットメルト層６ｂが防水シート５と接着されている。

【0013】

防水シート５は、トンネル軸方向（図２において左右方向）へ例えば数ｍ単位ごとに、好ましくは約６ｍ単位ごとに張設されている。図１（ａ）に示すように、防水シート５の張設工程では、防水シート設置補助架台１０が用いられる。防水シート設置補助架台１０は、足場１１と、支柱１２と、昇降フレーム１３を含む。足場１１は、台座１１ａ、梯子１１ｂなどを含む。足場１１の底部には走行体１４が設けられており、防水シート設置補助架台１０がトンネル軸方向へ移動可能である。足場１１に支柱１２が立設されている。支柱１２は、油圧ジャッキにて上下に伸縮可能である。支柱１２によって昇降フレーム１３が昇降可能に支持されている。

【0014】

図１（ａ）及び図２に示すように、昇降フレーム１３は、昇降台１５と、アーチ支持体１６と、複数のアーチフレーム１７を含む。昇降台１５が、支柱１２の上端部に水平に支持されている。昇降台１５上にアーチ支持体１６が設置されている。アーチ支持体１６上に複数のアーチフレーム１７が支持されている。

【0015】

図１（ｂ）に示すように、各アーチフレーム１７は、トンネル１のアーチ部１ａの周方向に沿うようにアーチ状に架け渡されている。図２に示すように、複数のアーチフレーム１７が、トンネル軸方向（図２において左右方向）に沿う防水シート設置補助架台１０の長手方向に間隔を置いて配置されている。例えば、単位幅６ｍ程度の防水シート５に対応して、７つのアーチフレーム１７が約１ｍ置きに配置されている。図１（ａ）及び図（ｂ）に示すように、支柱１２の伸縮によって、これらアーチフレーム１７が一体で昇降される。

【0016】

好ましくは、アーチフレーム１７は、一対の半アーチ部材１８を含む。トンネルアーチ部１ａの頂部の直下において、一対の半アーチ部材１８の上端部どうしが少し離れて対向している。これら半アーチ部材１８の上端部１８ａ間に、頂部開口１９が形成されている。

【0017】

図２に示すように、防水シート設置補助架台１０には、レーザ照射手段２０が設けられている。レーザ照射手段２０は、レーザ支持体２１と、ターゲット支持体２２と、複数（図２において１つだけ図示）のレーザ照射器２３と、複数（図２において１つだけ図示）のターゲット板２４を含む。昇降台１５の長手方向（図２において左右方向）における一端部（図２において右端部）にレーザ支持体２１が設けられ、他端部（図２において左端部）にターゲット支持体２２が設けられている。レーザ支持体２１とターゲット支持体２２とが、アーチ支持体１６及び複数のアーチフレーム１７を間に挟んで対向している。

【0018】

図２に示すように、レーザ支持体２１は、レーザ支持梁２１ａと、該レーザ支持梁２１ａを支持する柱部２１ｂを含む。図１（ａ）に示すように、レーザ支持梁２１ａは、正面投影視でアーチフレーム１７とほぼ重なるか又はアーチフレーム１７より少し小径のアーチ状に形成されている。レーザ支持梁２１ａには、その延び方向に間隔を置いて、複数のレーザ照射器２３が設けられている。各レーザ照射器２３は、レーザ支持梁２１ａの延び方向へスライド可能かつ任意の位置に固定可能である。図２及び図３に示すように、レーザ照射器２３の照射方向は、防水シート設置補助架台１０の長手方向（図３において左右方向）に沿って他端側（図３において左側）へまっすぐ水平に向けられている。

【0019】

図２に示すように、ターゲット支持体２２は、ターゲット支持梁２２ａと、該ターゲット支持梁２２ａを支持する柱部２２ｂを含む。詳細な図示は省略するが、ターゲット支持梁２２ａは、正面投影視でレーザ支持梁２１ａと重なるアーチ状に形成されている。複数のターゲット板２４が、ターゲット支持梁２２ａの延び方向に間隔を置いて配置されている。各ターゲット板２４は、ターゲット支持梁２２ａの延び方向にスライド可能かつ任意の位置に固定可能である。図３に示すように、供用時のターゲット板２４は、レーザ照射器２３と一対一に対向するように配置される。図３において一点鎖線にて示すように、レーザ照射器２３と、対応するターゲット板２４とを結ぶ仮想の照射ライン２５が、トンネル軸方向に沿っている。図２に示すように、照射ライン２５は、アーチフレーム１７と干渉しないように、アーチフレーム１７よりトンネル内側（図２において下側）に通されている。

【0020】

防水シート５は、次のようにして張設される。
図１（ａ）及び図２に示すように、一次覆工３を構築してその内面に裏面緩衝層４を張設した後、複数の固定ディスク６を定着部材７（図４）で一次覆工３に定着させる。好ましくは、図３に示すように、固定ディスク６を、アーチフレーム１７の真上のトンネル周方向（図３において上下方向）に間隔を置いて配置する。なお、トンネル頂部においては、一対の半アーチ部材１８の上端部１８ａどうしのちょうど中間位置の真上に、固定ディスク６を配置する。また、複数のアーチフレーム１７上の固定ディスク６が、トンネル軸方向（図３において左右方向）へ一列に並ぶように配置する。これら一列をなす固定ディスク６に対して、対応するレーザ照射器２３及びターゲット板２４をトンネル周方向（図３において上下方向）の同一位置に配置する。これによって、各固定ディスク６が、トンネル半径方向への投影視で、アーチフレーム１７（頂部開口１９を含む、以下同じ）と照射ライン２５との交差箇所に配置されることになる。

【0021】

次に、防水シート５を巻いてロールにした状態でトンネル内側から頂部開口１９に通してアーチフレーム１７の外周側へ出し、トンネル周方向へ展開することで、防水シート５をアーチフレーム１７の外周面上に被せる（図１（ａ））。
続いて、図１（ｂ）に示すように、支柱１２を伸長させることによって、アーチフレーム１７上の防水シート５を裏面緩衝層４ひいては一次覆工３に接近させる。言い換えると、防水シート５を、裏面緩衝層４を介して一次覆工３の内周側に被せる。固定ディスク６は、防水シート５に覆われるため、防水シート５よりトンネル内側からは見えなくなる。

【0022】

次に、レーザ照射器２３からレーザＬ_２３を照射ライン２５に沿って照射する。レーザＬ_２３は、対応するターゲット板２４に当たる。該レーザＬ_２３を目印にして固定ディスク６の位置を判定する。詳しくは、図３及び図４に示すように、レーザＬ２３が各アーチフレーム１７を横切る箇所のトンネル径方向外側（図４において上側）に固定ディスク６が配置されていると判定（推定又は特定）する。図４の二点鎖線に示す防水シート５における前記横切る箇所との対応部分５ｐを、一次覆工３へ向けてトンネル径方向外側へ押すと、図４の実線に示す防水シート５のように、その部分５ｐが、ちょうど固定ディスク６に当たる。したがって、固定ディスク６の位置探索作業を簡単に行なうことができる。固定ディスク６を手探りで探す手間が省け、施工時間を短縮することができる。
なお、トンネルアーチ部１ａの頂部の固定ディスク６については、一対の半アーチ部材１８の上端部１８ａどうしのちょうど中間部の防水シート５を押し上げることによって、当該頂部の固定ディスク６に当てることができる。

【0023】

続いて、図４に示すように、防水シート５のトンネル内面側から電磁誘導加熱器８にて固定ディスク６の金属層６ａを電磁誘導加熱することによってホットメルト層６ｂを溶融させて防水シート５と接着させる。これによって、防水シート５が固定ディスク６を介して一次覆工３に固定される。

【0024】

１本のレーザＬ_２３は、複数のアーチフレーム１７を横切る。これによって、照射ライン２５に沿って一列をなす複数の固定ディスク６の位置を１本のレーザＬ_２３で示すことができる。したがって、レーザ照射器２３の所要数を減らすことができる。これら一列をなす固定ディスク６をそれぞれ防水シート５と電磁誘導溶着によって固定する。

【0025】

さらに、トンネル周方向に並んだ複数のレーザＬ_２３によって、トンネル周方向及び軸方向に分布する固定ディスク６の位置を特定でき、これら固定ディスク６をそれぞれ防水シート５と電磁誘導溶着によって固定できる。
このようにして、防水シート５の固定作業を短時間で効率的に行なうことできる。

【0026】

防水シート設置補助架台１０を用いることによって、防水シート５の張設作業を容易化できる。防水シート５における固定ディスク６で固定された箇所を除く部分は、隣接するアーチフレーム１７間から下へ垂れることができ、防水シート５を緩く張設できる。
１の張設区間の防水シート５の張設が終了したら、防水シート設置補助架台１０をトンネル軸方向へ移動させ、次の張設区間の防水シート５の張設を行なう。
その後、防水シート５のトンネル内側に二次覆工を構築する。

【0027】

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態（図５）＞
図５（ａ）に示すように、本発明の第２実施形態においては、複数のレーザ照射器２３が防水シート設置補助架台１０の足場１１（昇降動作しない部分）に設置されている。各レーザ照射器２３は、対応する１の固定ディスク６へ向けられている。照射ライン２５が、レーザ照射器２３と固定ディスク６とを結ぶ方向に沿っている。好ましくは、照射ライン２５がアーチフレーム１７その他の防水シート設置補助架台１０の構成部材と干渉しないように、各レーザ照射器２３の配置箇所が選択される。これによって、図５（ｂ）に示すように、レーザＬ_２３の照射箇所が直接、固定ディスク６の位置を示すようにできる。

【0028】

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、第１実施形態の変形例として、レーザＬ_２３が各アーチフレーム１７を横切る箇所から所定方向へ所定距離だけ離れた所定箇所に固定ディスク６を配置するようにしてもよい。横切る箇所を目印にして所定箇所を特定することで、固定ディスク６の位置を判別できる。所定箇所として、例えば、トンネル軸方向に沿って隣接するアーチフレーム１７のちょうど中間位置などが挙げられる。
レーザ照射器２３が、防水シート設置補助架台１０の長手方向（図２において左右方向）の端部のアーチフレーム１７に設けられていてもよく、端部のアーチフレーム１７がレーザ支持体２１を兼ねていてもよい。
ターゲット支持体２２及びターゲット板２４を省略してもよい。
第２実施形態の変形例として、１のレーザ照射器２３が首振りして、複数の固定ディスク６の位置に順次照射されるようにしてもよい。そうすることで、レーザ照射器２３の所要数を減らすことができる。
レーザ照射器としてラインレーザ照射器を用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0029】

本発明は、ＮＡＴＭトンネルの構築施工に適用可能である。

【符号の説明】

【0030】

１ ＮＡＴＭトンネル
１ａ アーチ部
２ 地山掘削面
３ 一次覆工
４ 裏面緩衝層
５ 防水シート
５ｐ 押し上げた部分
６ 固定ディスク
６ａ 金属層
６ｂ ホットメルト層
７ 定着部材
８ 電磁誘導加熱器
１０ 防水シート設置補助架台
１１ 足場
１１ａ 台座
１１ｂ 梯子
１２ 支柱
１３ 昇降フレーム
１４ 走行体
１５ 昇降台
１６ アーチ支持体
１７ アーチフレーム
１８ 半アーチ部材
１８ａ 上端部
１９ 頂部開口
２０ レーザ照射手段
２１ レーザ支持体
２１ａ レーザ支持梁
２１ｂ 柱部
２２ ターゲット支持体
２２ａ ターゲット支持梁
２２ｂ 柱部
２３ レーザ照射器
Ｌ_２３ レーザ
２４ ターゲット板
２５ 照射ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】