JP2003049442A - 沈埋函の可撓性継手装置及びその修理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単に修理または交換することができるよう
にした沈埋函の可撓性継手装置及びその修理方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 対向する一方の函体１０Ａ外周にカバー
プレート３を固定し、他方の函体１０Ｂ外周には固定す
ることなく、開放する。このカバープレート３と函体１
０Ｂ外周との間に環形に形成した膨縮自在のバルーン４
を設置する。また、対向する函体１０Ａ、１０Ｂの端部
１１間に内部止水手段５を設置する。内部止水手段５を
修理または交換するときに、バルーン４を膨張させて止
水し、対向する函体１０Ａ、１０Ｂの端部１１間に浸水
している水を排水して可撓性継手装置２の修理または交
換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沈埋函の可撓性継
手装置及びその修理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】運河、海峡など、水路下にトンネルを構
築する方法として、沈埋トンネル工法がある。ドライド
ッグと呼ばれる陸上部で製作した複数の沈埋函を、船で
所定の場所まで曳航し、順次水底に沈設して水底で接続
し、１本の長いトンネルを構築する。通常、一つの沈埋
函の長さは８０メートルから１００メートルと長く、沈
埋函相互の接続部だけで地震などの変位を吸収するの
は、不可能な例が出てきている。 このため、一つの沈
埋函の途中にジョイントを設けるケースが出てきてお
り、これらジョイントによって、地震などの変位を吸収
するようにしている。従来、シールドトンネルにおいて
は、ジョイントとして可撓性セグメントが使用されてい
る。即ち、図５に示すようにシールドトンネルの途中
に、トンネルの壁をゴムでつないだ可撓性セグメントａ
を使用し、ゴムが変形することによって、地震などの変
位を吸収する。可撓性セグメントａの外側に近い方に１
次止水ゴムｂを取り付け、内側に近い方に２次止水ゴム
ｃを取り付けている。１次止水ゴムｂのゴム間隔を短
く、２次止水ゴムｃのゴム間隔を長くとり、耐力バーｄ
によってジョイントの開きを拘束し、耐力スリーブｅに
よって縮み側の変位を拘束するものである。上記のジョ
イント構造は、ゴムを利用した止水を主体にしたもので
ある。このため、材料の劣化、あるいは外力による損傷
等により機能を果たさなくなり、修理あるいは交換せざ
るを得ない場合があるであろうことが予想される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このシール
ドトンネルに使用したジョイントを沈埋函に用いるもの
であるが、前記したジョイントを用いたやり方には、以
下のような問題点がある。 ＜イ＞１次止水ゴムｂが破れたら２次止水ゴムｃでもた
せようという発想のため、ゴムの交換は念頭にない構造
である。 ＜ロ＞ゴム、即ち、１次止水ゴムｂ、２次止水ゴムｃを
交換する場合、トンネルの外側の地盤を凍結したり、薬
液注入して地盤改良することができれば、何とか交換す
ることができるというものであった。 ＜ハ＞上記＜ロ＞の地盤改良には、時間がかかるととも
にコストが高いものである。その上、地盤改良する箇所
が海面直下となると、その信頼性は極めて乏しいもので
ある。また、時間がかかるため、急な出水にすぐに対応
することができない。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上記したような従来の問題点に
鑑みて考えられたもので、簡単に修理または交換するこ
とができるようにした沈埋函の可撓性継手装置及びその
修理方法を提供することを目的とする。また本発明は、
急な出水にすぐに対応することができる沈埋函の可撓性
継手装置及びその修理方法を提供することを目的とす
る。さらに本発明は、交換する場合に限らず、点検補修
時など要求されれば、直ちに何回でも止水することがで
きる沈埋函の可撓性継手装置及びその修理方法を提供す
ることを目的とする。本発明は、上記目的のうち少なく
とも一つを達成するようにしたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明に係る沈埋函の可撓性継手装置は、
函体と函体との間に設けた沈埋函の可撓性継手装置であ
って、対向する函体の外周を包囲し、一方の函体の外周
に水密状態で固定したカバープレートと、前記カバープ
レートと他方の函体の外周との間に環形に設置した膨縮
自在のバルーンと、前記バルーンに流動体を注入する注
入手段と、前記対向する函体の端部間に配置した内部止
水手段と、からなり、前記内部止水手段を修理または交
換するときに、前記バルーンを膨張させて止水するよう
にしたことを特徴とするものである。

【０００６】また本発明の沈埋函の可撓性継手装置は、
前記他方の函体の外周にシールゴムを取り付け、該シー
ルゴムと函体の外周との間にバルーンを設置したことを
特徴とするものである。ここでシールゴムは、複数の鉄
板をゴムでつないで環形に形成することもできる。

【０００７】また本発明の沈埋函の可撓性継手装置の内
部止水手段は、対向する函体の端部間に取り付けた１次
止水ゴムと、前記１次止水ゴムの内側に間隔を空けて取
り付けた２次止水ゴムと、前記１次止水ゴムと２次止水
ゴムとの間であって、前記函体の端部間に周方向に間隔
を空けて配置した複数の耐力バーと、前記耐力バーに嵌
合した複数の耐力スリーブと、からなることを特徴とす
るものである。

【０００８】また本発明の沈埋函の可撓性継手装置の修
理方法は、前記した沈埋函の可撓性継手装置を修理する
方法であって、前記バルーンに流動体を注入してバルー
ンを膨張させて止水し、前記対向する函体の端部間に浸
水している水を排水し、前記内部止水手段を修理または
交換し、前記バルーンを収縮して行うものである。

【０００９】

【発明の実施の形態１】以下図面を参照しながら、本発
明に係る一実施の形態について説明する。

【００１０】＜イ＞全体の構成 沈埋函１の途中に、即ち函体１０Ａと函体１０Ｂとの間
に可撓性継手装置２を設置する。可撓性継手装置２は、
対向する函体１０相互の端部１１外周を包囲するカバー
プレート３と、このカバープレート３と函体１０Ｂ外周
との間に設置したバルーン４と、対向する函体１０相互
の間に設けた内部止水手段５とからなる。バルーン４を
膨縮自在に構成し、地震等の変位により内部止水手段５
が破損したとき、あるいは長年の使用により内部止水手
段５が劣化したとき、バルーン４を膨張して止水してか
ら、内部止水手段５を修理または交換するものである。

【００１１】＜ロ＞沈埋函 沈埋函１は、ＲＣ（鉄筋コンクリート）構造、鋼殻構造
など各種の構造を採用することができる。沈埋函１は、
例えばドライドックなどで製作し、沈埋函１の接合端部
をバルクヘッドで閉鎖する。一つの沈埋函１の長さは８
０メートルから１００メートルと長いため、必要に応じ
て沈埋函１を複数の函体１０に分割し、函体１０Ａと函
体１０Ｂとの間に可撓性継手装置２を介在させる。即
ち、対向する函体１０Ａ、１０Ｂの端部に内部止水手段
５を取り付け、内部止水手段５と函体１０Ａ、１０Ｂの
外側をカバープレート３で覆う。カバープレート３の片
側を、一方の函体１０Ａ外周にボルト３１及び溶接３２
で強固に固定し、他方の函体１０Ｂに対しては固定する
ことなく、開放する。カバープレート３と函体１０Ａ外
周との間は、溶接３２で止水の効果はあるが、さらにＯ
リングなどの止水部材３３を介在して止水を確実なもの
とする。また、カバープレート３と他方の函体１０Ｂ外
周との間にバルーン４を収納する。カバープレート３
は、バルーン４を膨らましたとき、これに耐える程度の
剛性をもち、またバルーン４の膨張に応じて変形を許す
軟らかさをも兼ね備えた構成とする。函体１０Ｂの外周
の一部に溝１２を設け、バルーン４をたたんだ状態で収
納できるようにしておく。

【００１２】図示していないが、従来と同様に沈埋函１
の接合端部隅部付近に４本の吊ワイヤを取り付け、この
吊ワイヤの先を沈設作業船などに搭載した吊下げ用ウイ
ンチに巻回し、沈埋函１を垂下する。そして沈埋函１に
注水し、吊下げ用ウインチから吊ワイヤを繰り出しなが
ら沈埋函１を降下し、水底で既設沈埋函と接合し、１本
の長いトンネルを構築する。

【００１３】＜ハ＞バルーン バルーン４は、密封されたゴム製品，プラスチック製品
の他、気密性を有する布等の繊維製品などで構成する。
バルーン４を環形（リング状）に形成し、函体１０Ｂの
外周の溝１２に環装して設置する。バルーン４は、膨縮
自在に構成されており、設置した通常の状態では、前記
したようにバルーン４は、たたまれて溝１２内に収納さ
れている。バルーン４の下面(函体１０Ｂ外周と接する
側)に、継手金具４２を介してエア配管４１を接続する
(図１参照)。エア配管４１は、鋼管、銅管、ゴムパイ
プ、合成樹脂パイプなどからなり、函体１０Ｂを貫通
し、注入バルブ４３を介して図示していないが、コンプ
レッサなどのエア供給装置に接続する。

【００１４】注入バルブ４３を開放し、エア供給装置か
らエア配管４１を介してエアをバルーン４内に供給し、
バルーン４を膨張する。バルーン４は、膨張した状態で
は、図１に示すように函体１０Ｂ外周から外側に向けて
リング状に突出する。バルーン４は、膨張時の大きさ
が、函体１０相互が変位し、函体１０Ｂ外周とカバープ
レート３との間隔が広がった場合でも、これを塞いでシ
ールできる大きさであれば、従来から用いられている一
般的なものを用いることができる。前記したように、カ
バープレート３と函体１０Ａ外周との間を溶接３２し、
さらに止水部材３３を介在してシールしており、バルー
ン４を膨らますことにより函体１０Ｂとの間もシールす
るので、外部から水が函体１０の内部に浸水することは
ない。注入バルブ４３を閉塞し、図示していないが、排
出バルブを開放してバルーン４内のエアを外部へ排出し
てバルーン４を収縮する。なお、バルーン４に供給する
のはエアに限らず、水、グリース、発泡ウレタンなどの
流動体でもよい。

【００１５】＜ニ＞内部止水手段 内部止水手段５は、対向する函体１０の端部１１に取り
付けた１次止水ゴム５１と、この１次止水ゴム５１の内
側に間隔を空けて取り付けた２次止水ゴム５２と、これ
ら１次止水ゴム５１と２次止水ゴム５２との間に設けた
複数の耐力バー５３と、さらに各耐力バー５３に嵌合し
た複数の耐力スリーブ５４とからなる。１次止水ゴム５
１及び２次止水ゴム５２は、耐久性及び水密性にすぐれ
たゴムからなり、対向する函体１０相互の伸縮を効率的
に吸収することができるように断面波形の屈曲を連続し
て形成する。１次止水ゴム５１を２次止水ゴム５２より
長く形成し、２次止水ゴム５２の外側に配置する。１次
止水ゴム５１の両端を、対向する函体１０の端部１１に
ボルト止め１４して固定する。短く形成した２次止水ゴ
ム５２は、函体１０の端部１１に取り付けられるブロッ
ク１３にボルト止め１５して固定し、ブロック１３ごと
函体１０の端部１１から取り外すことができる構造とす
る(図１参照)。

【００１６】１次止水ゴム５１と２次止水ゴム５２の間
であって、対向する函体１０の端部１１間において周方
向に間隔を空けて複数の耐力バー５３を取り付ける。各
耐力バー５３は鋼棒などで構成し、外周に耐力スリーブ
５４を嵌合する。耐力バー５３は、函体１０相互が所定
の間隔以上離れないように作用し、耐力スリーブ５４は
函体１０相互が近づき過ぎないように作用する。また、
耐力バー５３及び耐力スリーブ５４は、１次止水ゴム５
１の補強や変位防止の役目も有する。

【００１７】１次止水ゴム５１と２次止水ゴム５２の間
に浸水した水を排水するための排水パイプ１６を配管
し、排水パイプ１６の途中にチェックバルブ１７を設け
る。チェックバルブ１７を開放することで、内部止水手
段５内の水を抜き、バルーン４による止水の効果を確認
することができる。また、１次止水ゴム５１が破損する
と、１次止水ゴム５１と２次止水ゴム５２の間に水が浸
水するので、チェックバルブ１７は、１次止水ゴム５１
の破損のチェックにも利用することができる。

【００１８】このように構成した可撓性継手装置２を沈
埋函１の途中に取り付けることによって、地震などによ
り生じる函体１０相互の伸縮、せん断、捩れ、角変位な
どを吸収することができるが、万一、内部止水手段５、
特に１次止水ゴム５１が破損した場合は、修理または交
換する必要がある。本発明は、可撓性継手装置２を簡単
に修理または交換するようにしたことが重要である。

【００１９】次に本発明の沈埋函の可撓性継手装置を交
換する方法について説明する。

【００２０】＜イ＞バルーンを膨張 １次止水ゴム５１が破損した場合、１次止水ゴム５１と
２次止水ゴム５２の間に海水、地下水など(以下、水と
いう)が浸水してくる。なお、１次止水ゴム５１が破損
しても、２次止水ゴム５２が効いているので、出水する
ことがなく、トンネルとしての機能を損なうことがな
い。注入バルブ４３を開け、エアをエア配管４１を介し
てバルーン４へ供給する。バルーン４が膨張し、カバー
プレート３と函体１０Ｂ外周との間をシールする。函体
１０相互に変位が生じて、函体１０Ｂ外周とカバープレ
ート３との間隔が大きくなっても、バルーン４がこれに
追従して膨張するので、問題なくシールすることができ
る。

【００２１】＜ロ＞内部止水手段の取外し 排水パイプ１６のチェックバルブ１７を開いて、内部止
水手段５(１次止水ゴム５１と２次止水ゴム５２の間)に
浸水している水を抜く。また、水を抜いたことで、バル
ーン４による止水が効いていることを確認する。両側の
ブロック１３とともに２次止水ゴム５２を函体１０の端
部１１から取り外す。耐力バー５３と耐力スリーブ５４
を、函体１０の端部１１から取り外す。次いで、破損し
た１次止水ゴム５１を函体１０の端部１１から取り外
す。

【００２２】＜ハ＞内部止水手段の組付け 取り外した１次止水ゴム５１の代わりに、新しい１次止
水ゴム５１を函体１０の端部１１に取り付ける。耐力バ
ー５３と耐力スリーブ５４を函体１０の端部１１に組み
付ける。２次止水ゴム５２を両側のブロック１３ととも
に函体１０の端部１１に取り付ける。注入バルブ４３を
切り換えて閉塞し、排出バルブ(図示せず)を開放してバ
ルーン４内のエアを外部へ排出し、バルーン４を収縮し
てたたみ込む。なお、バルーン４をたたみ込むのは、耐
力バー５３及び耐力スリーブ５４の組付け前に行っても
よい。

【００２３】本発明では、短い２次止水ゴム５２が手前
にあるため、ブロック１３ごと交換することが可能であ
り、短時間で交換できる。水底で、本発明の可撓性継手
装置２を沈埋函１の接合端部に取り付けながら既設沈埋
函と接合するようにしてもよい。また、バルーン４でシ
ールすることにより、地盤改良を行った場合でも、地盤
改良の効果が確実で早く、薬液等の使用量が少なくてす
む。

【００２４】

【発明の実施の形態２】函体１０Ｂの外周にシールゴム
６を取り付け、このシールゴム６と函体１０Ｂの外周と
の間にバルーン４を設置してもよい(図４（Ａ）参照)。
シールゴム６は、複数の鉄板６１を所定の間隔で函体１
０Ｂの外周に配置し、この鉄板６１間をゴム６２でつな
いで環形に形成する(図４（Ｂ）参照)。シールゴム６の
一端をボルト６３で函体１０Ｂ外周に固定する。なお、
図４(Ａ)に示すように組み付けたとき、シールゴム６、
ボルト６３が函体１０Ｂ外周より内側に位置するように
溝１２を形成し、常時は函体１０Ｂ外周とカバープレー
ト３とが当接する構造とするのが好ましい。エアをバル
ーン４にエア配管４１で供給し、バルーン４を膨らます
ことによって、シールゴム６を起こし、カバープレート
３に押し付けて止水する。シールゴム６がカバープレー
ト３に密着し、シールゴム６を介在することで、カバー
プレート３と函体１０Ｂ外周との間をより確実に止水す
ることができる。

【００２５】

【本発明の効果】本発明の沈埋函の可撓性継手装置及び
その修理方法は、以上説明したようになるから次のよう
な効果を得ることができる。 ＜イ＞対向する函体の外周を包囲するカバープレート
が、一方の函体に水密状態で固定され、他方の函体との
間に膨縮自在のバルーンを設置し、バルーンを膨張して
シールする構成のため、地盤改良することなく、簡単に
可撓性継手装置を修理または交換することができ、多く
の時間を要することなく、トータルコストが安いものと
なる。 ＜ロ＞バルーンを膨らまして外側をシールするので、内
側から安全に作業を行うことができる。また、簡単に可
撓性継手装置を修理または交換することができるため、
急な出水にすぐに対応することができる。 ＜ハ＞バルーンを膨らましてシールする構成のため、可
撓性継手装置を交換する場合に限らず、点検補修時など
要求されれば、直ちに何回でも止水することができる。 ＜ニ＞１次止水ゴムと２次止水ゴムの間に耐力バーを配
置した構成のため、外力を１次止水ゴムと耐力バーで受
け持ち、１次止水ゴムが破れた場合の止水を短い２次止
水ゴムでもたせるため、合理的な設計ができる。 ＜ホ＞膨縮自在のバルーンを膨らまして使用するため、
変形量の異なるものに対しても追従しやすい。 ＜ヘ＞また、膨縮自在のバルーンを膨らますだけでよい
ため、油圧ジャッキなどによる止水構造にくらべ、簡単
な構造の装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バルーンを使用した後の可撓性継手装置を示す
説明図。

【図２】バルーンを使用する前の可撓性継手装置を示す
説明図。

【図３】可撓性継手部を示す沈埋函の全体図。

【図４】本発明の他の実施例を示す説明図で、（Ａ）
は、バルーンを膨らませた図。（Ｂ）は、シールゴムを
示す図。

【図５】従来の沈埋函の可撓性継手装置を示す説明図。

【符号の説明】

１・・・沈埋函 １０・・函体 ２・・・可撓性継手装置 ３・・・カバープレート ３３・・止水部材 ４・・・バルーン ４１・・エア配管 ５・・・内部止水手段 ５１・・１次止水ゴム ５２・・２次止水ゴム ５３・・耐力バー ５４・・耐力スリーブ ６・・・シールゴム ６１・・鉄板 ６２・・ゴム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村政俊 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D055 AA08 EA02 GD01 GD02 GD04 LA02 LA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】函体と函体との間に設けた沈埋函の可撓性
   継手装置であって、 対向する函体の外周を包囲し、一方の函体の外周に水密
   状態で固定したカバープレートと、 前記カバープレートと他方の函体の外周との間に環形に
   設置した膨縮自在のバルーンと、 前記バルーンに流動体を注入する注入手段と、 前記対向する函体の端部間に配置した内部止水手段と、
   からなり、 前記内部止水手段を修理または交換するときに、前記バ
   ルーンを膨張させて止水するようにしたことを特徴とす
   る、 沈埋函の可撓性継手装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載する沈埋函の可撓性継手装
   置において、 前記他方の函体の外周にシールゴムを取り付け、該シー
   ルゴムと函体の外周との間に前記バルーンを設置したこ
   とを特徴とする、沈埋函の可撓性継手装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載する沈埋函
   の可撓性継手装置において、 前記内部止水手段は、対向する函体の端部間に取り付け
   た１次止水ゴムと、前記１次止水ゴムの内側に間隔を空
   けて取り付けた２次止水ゴムと、前記１次止水ゴムと２
   次止水ゴムとの間であって、前記函体の端部間に周方向
   に間隔を空けて配置した複数の耐力バーと、前記耐力バ
   ーに嵌合した複数の耐力スリーブと、からなることを特
   徴とする、沈埋函の可撓性継手装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３に記載する沈埋函の
   可撓性継手装置の修理方法であって、 前記バルーンに流動体を注入してバルーンを膨張させて
   止水し、 前記対向する函体の端部間に浸水している水を排水し、 前記内部止水手段を修理または交換し、 前記バルーンを収縮して行う、 沈埋函の可撓性継手装置の修理方法。