JP2003074077A - 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の端部外周に
沿って外筒３を配置し、この外筒３に止水ブロック４を
突出可能に収納する。また、対向する函体１０Ａ、１０
Ｂの端部間に内部止水手段５を配置し、内部止水手段５
を修理または交換するときに、止水ブロック４を他方の
函体１０Ｂに向けて押し出し、止水する。対向する函体
１０Ａ、１０Ｂの端部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ｆ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ている。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、交換せざるを得ない場合があ
り、これら１次止水ゴムｂ、２次止水ゴムｃを修理、交
換するには、トンネルの外側の地盤を凍結したり、薬液
注入して地盤改良してから行う。

【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次止水ゴムが破れたら２次止水ゴムでもたせよ
うという発想のため、通常、１次止水ゴムの交換を行わ
ない。このため、２次止水ゴムが破れた場合には、出水
の危険がある。 ＜ロ＞耐力バーは２次止水ゴムに対して補強の役目を行
っており、１次止水ゴムに較べて２次止水ゴムの方が強
い構造となっている。このように弱い部材が外側に位置
しているため、ジョイントの剛性は２次止水ゴムで設計
され、１次止水ゴムは機能していないといえる。 ＜ハ＞１次止水ゴムが破れた段階で、１次止水ゴムを交
換しようとする場合は、地盤改良後、全ての耐力バーを
含む２次止水ゴムを解体しなければならず、そのばらし
と再組立に多くの時間を要する。 ＜ニ＞上記＜ハ＞のごとく地盤改良は時間がかかるた
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、対向する一方の函体の端部外周に沿って配置した
内郭と外郭とからなる外筒と、前記外筒に水密状態で収
納され、他方の函体に向けて突出可能に構成した止水ブ
ロックと、前記止水ブロック先端を被覆するシールゴム
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、前記止水ブロックを他方の函体に向けて突出し
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、
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、対向する一方の函体の端部外周に沿って水密状態
で配置され、他方の函体に向けて突出可能に構成した止
水プレートと、前記止水プレート先端を被覆するシール
ゴムと、前記止水プレート後端に接続した油圧ジャッキ
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、前記油圧ジャッキにより前記止水プレートを他
方の函体に向けて突出して止水するようにしたことを特
徴とするものである。

【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は、
前記外筒内に水を注入する注水手段及び該外筒内の水を
排水する排水手段を設けたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】また本発明の沈埋函の可撓性継手装置は、
対向する前記他方の函体端部に吸引装置を設け、前記止
水ブロックまたは止水プレートの突出時に該吸引装置で
止水ブロックまたは止水プレートを吸引するようにした
ことを特徴とするものである。

【００１０】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交換する
方法であって、前記止水ブロックまたは前記止水プレー
トを対向する前記他方の函体へ向けて突出し、前記止水
ブロックまたは前記止水プレート先端のシールゴムが他
方の函体端部に圧接することにより止水し、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、前記止水ブロックまたは前記止
水プレートを後退して行うものである。

【００１１】

【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。

【００１２】＜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、
対向する一方の函体１０Ａに設けた外筒３と、この外筒
３に収納された止水ブロック４と、これら外筒３と止水
ブロック４の内側であって、対向する函体１０相互の間
に設けた内部止水手段５とからなり、止水ブロック４を
他方の函体１０Ｂに向けて突出するようにした構造であ
る。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、止水ブロック４を突出して止水してから、内部
止水手段５を修理または交換するものである。

【００１３】＜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１０の端部にそれぞれ側板１２を設
け、これら側板１２間に可撓性継手装置２を取り付け
る。可撓性継手装置２を取り付けた函体１０Ａと函体１
０Ｂの外側をカバープレート１１で覆う。カバープレー
ト１１の片側を一方の函体１０Ａにボルトまたは溶接で
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、開放したままにしておく。

【００１４】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。

【００１５】＜ハ＞外筒 外筒３は、外郭３１と内郭３２とからなる。対向する一
方の函体１０Ａの端部外周に沿って環形に外郭３１を形
成する。外郭３１の内側に間隔を空けて同じ形状で内郭
３１を形成し、これら外郭３１と内郭３２とで環形の外
筒３を構成する。外筒３には、後述する止水ブロック４
を収納しており、止水ブロック４が突出できるように、
外筒３の前方端(他方の函体１０Ｂと向き合う側)を開放
する。外筒３の後方端を塞ぎ、ここに注水パイプ３３を
貫通して外筒３内に挿通する。この注水パイプ３３の途
中に注水バルブ３４を取り付け、注水パイプ３３の他端
は海水などの水中に開放する。注水バルブ３４を開放す
ると、海水などが注水パイプ３３から外筒３内へ注水さ
れる。したがって、注水パイプ３３及び注水バルブ３４
は、外筒３の注水手段を構成する。また、外筒３の後方
端には排水パイプ３５を貫通して外筒３内に挿通する。
この排水パイプ３５の途中に排水バルブ３６を取り付
け、排水パイプ３５の他端は海水などの水中に開放す
る。排水バルブ３６を開放すると、外筒３内の水が排水
パイプ３５、排水バルブ３６から外部へ排水される。し
たがって、排水パイプ３５及び排水バルブ３６は、外筒
３の排水手段を構成する。

【００１６】＜ニ＞止水ブロック 外筒３と同じように止水ブロック４を環形に形成し、こ
の止水ブロック４を外筒３にＯリングなどの止水部材４
２を介して水密状態で摺動自在に収納する。即ち、外筒
３と止水ブロック４は、注射器の外筒、内筒方式となっ
ており、これを函体１０Ａの端部外周に沿って一周した
構成である。止水ブロック４の先端にシールゴム４１を
取り付けて覆う。シールゴム４１は、止水ブロック４が
突出して、その先端が他方の函体１０Ｂ端部(側板１２)
に突き当たったとき、密着することで止水効果をより大
きくするためのものである。

【００１７】＜ホ＞吸引装置 吸引装置は、ジェットノズル７などで構成する。函体１
０Ｂ端部に設けた側板１２(止水ブロック４が突き当た
る側)にジェットノズル７を配置する。ジェットノズル
７は、止水ブロック４の当たり面に複数配置しておくの
が好ましい。止水ブロック４を突出して止水する際、ジ
ェットノズル７で吸引することにより、負圧を生じ、止
水ブロック４が強く圧接し、さらに効果的に止水するこ
とができる。また、ジェットノズル７は、止水ブロック
４の当たり面に土砂が噛み込むのを防止する効果もあ
る。

【００１８】＜ヘ＞内部止水手段 内部止水手段５は、対向する函体１０の端部に取り付け
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５１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。対向する
函体１０端部の側板１２間に、１次止水ゴム５１の両端
をボルト止めして固定する。短く形成した２次止水ゴム
５２はブロック１３に取り付け、ブロック１３ごと函体
１０の端部から取り外すことができる構造とする(図１
参照)。

【００１９】１次止水ゴム５１と２次止水ゴム５２の間
であって、側板１２間に周方向に所定の間隔を空けて複
数の耐力バー５３を配置する。各耐力バー５３は鋼棒な
どで構成し、対向する側版１２に対して遊動自在に挿通
され、また抜け落ちることがないように両端にナット５
５などを取り付けている。各耐力バー５３に、それぞれ
耐力スリーブ５４を嵌合する。耐力バー５３は、函体１
０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５１の補強や変位防止の役目も有する。

【００２０】内部止水手段５内の水、即ち、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排水
するための排水パイプ１４を配管し、排水パイプ１４の
途中にチェックバルブ１５を設ける。チェックバルブ１
５を開放することで、内部止水手段５内の水を抜き、止
水ブロック４による止水を確認することができる。

【００２１】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が劣化または破損した場合は、修
理あるいは交換する必要がある。本発明は、可撓性継手
装置２を簡単に修理あるいは交換するようにしたことが
重要である。

【００２２】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。

【００２３】＜イ＞止水ブロックの突出 １次止水ゴム５１が破損した場合、海水、地下水など
(以下、水という)が入り込んでくる。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
うことはない。注水バルブ３４を開け、水を注水パイプ
３３から外筒３へ入れる。この水圧によって止水ブロッ
ク４が図１において右方へ押し出されながら突出し、シ
ールゴム４１が函体１０Ｂの側板１２に圧接し、シール
する。このとき、ジェットノズル７を働かせた場合は、
ジェットノズル７による負圧によって効果的に止水する
とともに止水ブロック４の当たり面に土砂が噛み込むの
を防ぐ。

【００２４】＜ロ＞内部止水手段の取外し 排水パイプ１４のチェックバルブ１５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、止水
ブロック４による止水が働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
Ａ、１０Ｂから取り外す。耐力バー５３と耐力スリーブ
５４を側板１２から取り外す。次いで、破損した１次止
水ゴム５１を側板１２から取り外す。

【００２５】＜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を側板１２に取り付ける。耐力バー５３と耐
力スリーブ５４を側板１２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端部に取り
付ける。注入バルブ３４を閉塞し、排水バルブ３６を開
放して外筒３内の水を排水パイプ３５を介して排出し、
止水ブロック４を後退する。なお、止水ブロック４の後
退は、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。

【００２６】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。また地震などの影響で、沈埋
函１に大きなせん断力が作用し、せん断でずれた場合で
も、そのずれが止水ブロック４の幅以内であれば止水す
ることができ、効果を発揮する。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、止水ブロ
ック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。

【００２７】

【発明の実施の形態２】外筒３を省略し、油圧ジャッキ
などの駆動手段を用いて、直接、止水プレート８を押し
出す構成としてもよい(図４参照)。止水プレート８は、
止水ブロック４と同じように函体１０Ａの端部外周に沿
って環形に形成する。この止水プレート８を、側板１２
とブロック１６との間に止水部材４２を介在して水密状
態で摺動可能に設ける。止水プレート８の先端をシール
ゴム４１で覆い、後端に油圧ジャッキ９を複数接続す
る。図示していないが、函体１０Ｂ端部の側板１２(止
水プレート８の当たり面)にジェットノズルを配置して
もよい。外部から水を注入する水圧方式でないので、土
砂などが流入する恐れのある条件下でも使用することが
できる。

【００２８】

【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＞函体の端部外周に沿って配置した止水ブロックま
たは止水プレートを突出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、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＞また、簡単に可撓性継手装置を修理、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＞止水ブロックまたは止水プレートを突出してシー
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＞水圧で止水する場合は、配管とバルブを設けるだ
けでよく、コストが安い。

【図面の簡単な説明】

【図１】止水ブロックを使用する前の可撓性継手装置を
示す説明図。

【図２】止水ブロックを使用した後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。

【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・・・外筒 ３１・・外郭 ３２・・内郭 ４・・・止水ブロック ４１・・シールゴム 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 ７・・・ジェットノズル ８・・・油圧ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── 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 AA09 BB04 EA02 GD02 GD03 LA16 LA18 3J040 AA01 AA11 BA03 FA05 HA03

Claims (6)

【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、 対向する一方の函体の端部外周に沿って配置した内郭と
   外郭とからなる外筒と、 前記外筒に水密状態で収納され、他方の函体に向けて突
   出可能に構成した止水ブロックと、 前記止水ブロック先端を被覆するシールゴムと、 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、前記止
   水ブロックを他方の函体に向けて突出して止水するよう
   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】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、 対向する一方の函体の端部外周に沿って水密状態で配置
   され、他方の函体に向けて突出可能に構成した止水プレ
   ートと、 前記止水プレート先端を被覆するシールゴムと、 前記止水プレート後端に接続した油圧ジャッキと、 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、前記油
   圧ジャッキにより前記止水プレートを他方の函体に向け
   て突出し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。
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に記載する沈埋函の可撓性継手装
   置において、 前記外筒内に水を注入する注水手段及び該外筒内の水を
   排水する排水手段を設けたことを特徴とする、沈埋函の
   可撓性継手装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載す
   る沈埋函の可撓性継手装置において、 対向する前記他方の函体端部に吸引装置を設け、前記止
   水ブロックまたは止水プレートの突出時に該吸引装置で
   止水ブロックまたは止水プレートを吸引するようにした
   ことを特徴とする、沈埋函の可撓性継手装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載す
   る沈埋函の可撓性継手装置の修理方法であって、 前記止水ブロックまたは前記止水プレートを対向する前
   記他方の函体へ向けて突出し、 前記止水ブロックまたは前記止水プレート先端のシール
   ゴムが他方の函体端部に圧接することにより止水し、 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、 前記止水ブロックまたは前記止水プレートを後退して行
   う、 沈埋函の可撓性継手装置の修理方法。