JP2003155900A - 遮水扉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出水時に、電気などの動力を必要とせず、保
守点検等の少ない遮水扉を提供すること。 【構成】 通気口用遮水扉１７は、本体部１０００、蓋
部２０００、フロート部３０００からなる。フロート部
３０００はフロート７１を有し、フロート７１に第１柱
７３を介して梁８１が設けられ、梁８１の先端にガイド
プレート８３が設けられる。蓋５１は、本体部１０００
に回動可能に設けられ、蓋５１に設けられた垂直アーム
５９の端部にローラ６１が設けられる。ローラ６１とガ
イドプレート８３は通常時は接触しており、蓋５１が開
いた状態となる。浸水するとフロート７１が上昇し、ガ
イドプレート８３とローラ６１とが非接触となり、蓋５
１は自重により移動し、本体３１の通気路３９を塞ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル坑内等に設
けられる遮水扉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、河川横断等のシールドトンネルに
おいては、トンネル坑内で異常出水が発生した場合に、
浸水範囲を最小限におさえるよう、トンネル坑内に自動
閉鎖装置を有する遮水扉を設ける。従来の遮水扉は、ト
ンネル坑内に異常な出水が発生した場合、水位の上昇を
電気式の水位センサにより検知し、扉をモータなどの動
力により閉鎖し遮水を行うものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気式
の水位センサやモータは、地震や洪水のような非常事態
には、電源損失による稼動不能が懸念されるだけでな
く、常に正常な作動を保障するために、センサや機器の
点検や部品の交換など細かな保守が必要となる。

【０００４】本発明はこのような問題を鑑みてなされた
ものでその目的とするところは、出水時に、電気などの
動力を必要とせず、保守点検等の少ない遮水扉を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した問題を解決する
ための第１の発明は、内部に通路を有する本体部と、前
記本体部に対してほぼ鉛直方向に移動可能に設けられた
フロート部と、前記本体部に回動可能に設けられ、前記
フロート部の鉛直方向の移動に応じて、前記本体部の通
路を遮断する蓋部と、を具備することを特徴とする遮水
扉である。

【０００６】第１の発明では、通常時は蓋部は開いてお
り、浸水が始まりフロート部が上昇すると蓋部は前記本
体の通路を遮断する。

【０００７】第２の発明は、内部に通路を有する本体
と、前記本体に揺動可能に設けられたフロート及び蓋
と、を具備し、通常時は、前記フロート及び蓋はほぼ水
平姿勢を保持し、浸水時に前記フロートに浮力が働く
と、前記蓋が前記本体の前記通路を覆うことを特徴とす
る遮水扉である。

【０００８】第２の発明では、通常時はフロート及び蓋
はほぼ水平姿勢を保持し、本体の通路は空いた状態であ
る。浸水時には、前記フロートに浮力が働き、前記蓋が
前記本体の通路を覆うことにより蓋が閉じた状態にな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る実施の形態を説明する。図１はトンネル３の断面図、
図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図１、図２に示され
るように地山１内にトンネル３が構築される。トンネル
３の周囲にはセグメント５が設けられ、トンネル３の途
中には遮水用のスキンプレート７が設けられる。このス
キンプレート７は例えば鋼製であり、セグメント５に固
定され、スキンプレート７の取り付け部には無収縮モル
タル２１が設けられる。

【００１０】スキンプレート７には、通気口開口部９、
排水口開口部１１、通路用扉１３、作業用扉１５等が設
けられる。通気口開口部９の後方には通気口用遮水扉１
７が設けられ、排水口開口部１１の後方には排水口用遮
水扉１９が設けられる。

【００１１】通気口用遮水扉１７は通常時は開いてお
り、通気口開口部９によりトンネル3内に通気が行われ
る。トンネル3内で異常出水等が発生した場合、通気口
用遮水扉１７は閉じて、水の流れを遮断する。排水口用
遮水扉１９は通常時は開いており、少量の水は排水口開
口部１１を介して図２のＸ方向に流れる。トンネル3内
で異常出水等が発生した場合、排水口用遮水扉１９は閉
じて、水の流れを遮断する。

【００１２】通気口用遮水扉１７ 次に、通気口用遮水扉１７について詳説する。図３から
図１４は、通気口用遮水扉１７に関するもので、図３は
通気口用遮水扉１７の斜視図、図４は本体部１０００の
斜視図、図５は蓋部２０００の斜視図、図６はフロート
部３０００の斜視図、図７は図３の要部の拡大図、図８
は図３のＢ方向矢視図（通気口用遮水扉１７の側面
図）、図９は図３のＣ方向矢視図（通気口用遮水扉１７
の平面図）、図１０は板部３７を示す図、図１１、図１
２はガイドプレート８３とローラ６１との関係を示す
図、図１３、図１４は通気口用遮水扉１７の蓋５１が閉
じた場合の側面図及び斜視図である。

【００１３】図３に示す通気口用遮水扉１７は、本体部
１０００(図４)、蓋部２０００（図５）、フロート部３
０００(図６)からなる。

【００１４】本体部１０００ 図４に示すように、本体部１０００は筒状の本体３１を
有する。本体３１の側面は台形であり、本体３１の内部
には通気路３９が設けられる。また、本体３１には板部
３７が設けられる。

【００１５】図１０に示すように、通気路３９は板部３
７を貫通している。本体３１の上面に４個のアームブラ
ケット３３が溶接して固定される。このアームブラケッ
ト３３には穴３４が設けられる。アームブラケット３３
は、蓋部２０００のアーム５３を支持するものである。

【００１６】本体３１の側面にはフロートガイド３５が
設けられる。このフロートガイド３５は断面がコの字形
状であり、このフロートガイド３５内の溝を後述するフ
ロート部３０００のローラ７７、７９が回転しつつ移動
する。

【００１７】蓋部２０００ 図５は蓋部２０００の斜視図であり、蓋部２０００は矩
形状の蓋５１を有する。蓋５１は、例えば鋼板等であ
り、蓋５１の下面には止水パッキン６３が設けられる。
止水パッキン６３としては、例えば片側山形のネオプレ
ンゴムで硬度（４５度）を用いる。

【００１８】蓋５１には４枚の蓋ブラケット５５が溶接
して固定される。この蓋ブラケット５５にアーム５３が
蓋ブラケットピン５６によって取り付けられる。アーム
５３の端部には突出部５８が設けられ、この突出部５８
に穴５７が設けられる。蓋５１に垂直アーム５９が取り
付けられる。この垂直アーム５９は蓋５１の下方側に突
出して設けられる。垂直アーム５９の端部にはローラ６
１が回転可能に設けられる。ローラ６１は後述するフロ
ート部３０００のガイドプレート８３と接触する。

【００１９】フロート部３０００ フロート部３０００はフロート７１を有する。フロート
７１は変形防止及び浸入水防止のため、例えば発泡ウレ
タン等が注入される。フロート７１に対して、２本の第
１柱７３及び２本の第２柱７５が設けられる。第１柱７
３に対して梁８１が設けられる。第１柱７３、第２柱７
５、梁８１等によりフロート架台が形成される。第１柱
７３には内側にローラ７７、７９が回転可能に設けられ
る。このローラ７７、７９は前述した本体部１０００の
フロートガイド３５に沿って移動する。

【００２０】梁８１の先端にはガイドプレート８３が設
けられる。図７に示すように、ガイドプレート８３は薄
板状であり、下方に曲線部が設けられ、梁８１と第２柱
７５との間には台形状のプレート８５が設けられる。な
お、図６、図７では手前側のプレート８５は破線で示し
ている。

【００２１】全体構成 次に、全体の構成について説明する。図３に示すよう
に、本体部１０００のアームブラケット３３の穴３４
と、蓋部２０００のアーム５３の穴５７の位置が合致す
るようにして、アームブラケットピン３６を孔３４、５
７に挿入してアーム５３をアームブラケット３３に取り
付ける。即ち、蓋部２０００は本体１０００にピン結合
され、蓋部２０００はアームブラケットピン３６を中心
として回動可能である。

【００２２】本体部１０００のフロートガイド３５内に
形成された溝にフロート部３０００のローラ７７、７９
が収まるように本体部１０００にフロート部３０００が
設けられる。即ち、フロート部３０００は、本体部１０
００に対して鉛直方向に移動可能である。なお、フロー
ト７１は、鉛直方向に移動可能であるが、最下点におい
ては図示しないストッパ等により最下点より下側には移
動できない構成となっている。

【００２３】図３、図７に示す状態では、ガイドプレー
ト８３にローラ６１が押し当てられた状態となる。即
ち、梁８１からローラ６１側に水平方向の力が多少加わ
り、ガイドプレート８３とローラ６１は、半固定状態と
なり、蓋部２０００は梁８１に支持され、図３に示すよ
うに蓋５１は水平姿勢を保持し、蓋５１が開いた状態と
なる。

【００２４】動作 次に、本実施の形態の動作について説明する。例えばト
ンネル3内で異常出水が発生し、図２のスキンプレート
７の右側の部分の水位が上昇し、フロート７１の部分ま
で水位が達すると、フロート７１は水位の上昇に伴って
上昇する。すなわち、フロート部３０００のローラ７
７、７９がフロートガイド３５内の溝に沿って回転移動
しつつフロート７１が上昇していく。

【００２５】図１１に示す状態では、フロート７１に浮
力が働いておらず、ローラ６１とガイドプレート８３が
当接している。フロート７１が上昇すると梁８１もＥ方
向に上昇する。その結果、図１２に示すように、ローラ
６１とガイドプレート８３とが非接触となり、蓋部２０
００は自重により図１２のＦ方向に移動する。

【００２６】即ち、蓋５１は図１３、図１４に示すよう
に、アームブラケットピン３６を回転中心として回転
し、蓋５１により本体３１の通気路３９が遮断される。
更に水位が上昇して蓋５１の部分も浸水すると、本体３
１と止水パッキン６３とが蓋５１の重量と水圧により、
密着して漏水が防止される。

【００２７】次に、蓋５１を開ける場合について説明す
る。トンネル3内の通気口用遮水扉１７内の水抜きを行
い、フロート部３０００を最下点まで下げる。作業用扉
１５を介して作業者が通気口用遮水扉１７側に入り、ア
ーム５３をチェーンブロック（図示せず）等で引き上げ
ると、ローラ６１がガイドプレート８３に沿って移動
し、ローラ６１とガイドプレート８３とが接触する状態
となり、図３に示すように蓋５１が開いた状態となる。

【００２８】尚、通気口用遮水扉１７近傍で作業する場
合、ローラ６１の降下を防止する安全ピン等を差し込
み、通気口用遮水扉１７の誤動作を防止する。通気路３
９のサイズは換気口に必要とされるサイズを基にして定
める。フロート７１のサイズはフロート７１が設置でき
るスペースならびに蓋５１等に加わる水圧等を基にして
設定する。水圧は３から５気圧程度という高い水圧を想
定しており、止水パッキン６３の硬度を４５度とした
が、低い水圧で使用する場合は、止水パッキンの硬度は
これに限定されるものではない。

【００２９】このように、本実施の形態によれば、浮力
や重力の自然の摂理を利用し、電気式水位センサや扉閉
塞用のモータ等が一切不要となり、地震や洪水のような
非常事態で電源損失した場合でも確実な動作が可能とな
る。また、構造がシンプルであり、メンテナンスの必要
が殆ど無いので、保守等の手間を大幅に軽減できる。

【００３０】第２の実施の形態 次に、本発明の第２の実施の形態に係る排水口用遮水扉
１９について説明する。前述したように、排水口用遮水
扉１９は図１及び図２に示すスキンプレート７の下端に
設けられる。

【００３１】図１５は排水口用遮水扉１９の側面図、図
１６は図１５のＧ方向矢視図（排水口用遮水扉１９の平
面図）、図１７は図１５のＨ方向矢視図（排水口用遮水
扉１９の正面図）、図１８は蓋１１９が閉じた場合の排
水口用遮水扉１９の側面図である。

【００３２】排水口用遮水扉１９は本体１０１を有す
る。本体１０１は筒状であり、内部に排水路１０３が設
けられる。本体１０１の側面は台形状であり、本体１０
１には板部１０５が設けられ、この板部１０５に排水路
１０３が貫通して設けられる。

【００３３】本体１０１の上部に２枚のアームブラケッ
ト１０７が溶接して固定される。アームブラケット１０
７に１対のアーム１１１が第１ピン１０９を介して取り
付けられる。

【００３４】図１６に示すように、第１ピン１０９の左
側ではアーム１１１の間にはフロート１１３が設けられ
る。蓋１１９には２枚の蓋ブラケット１１７が溶接して
固定される。蓋１１９は矩形状の板部材であり、下方側
に止水パッキン１２１が設けられる。止水パッキン１２
１は第１の実施の形態と同様に、例えば片側山形のネオ
プレンゴムで硬度４５度のものを用いる。

【００３５】図１６において、第１ピン１０９の右側の
アーム１１１に蓋ブラケット１１７が第２ピン１１５に
より取り付けられる。アーム１１１は、第１ピン１０９
を中心として回動可能であるが、通常時はフロート１１
３の重量が蓋１１９の重量より重いので、図１５に示す
ように蓋１１９が開いた状態を保持する。

【００３６】次に、この排水口用遮水扉１９の動作につ
いて説明する。通常時は前述したように蓋１１９が開い
ており、漏水してきた水は排水路１０３を介して図２の
Ｘ方向へ流れる。排水路１０３の排水能力は、例えば２
００リットル／分であり、それ以上の浸入水があれば、
徐々に水位が上昇し、フロート１１３も水没する。

【００３７】フロート１１３が水没すると浮力が加わ
り、図１８に示すように、アーム１１１は第１ピン１０
９を回転中心として回転し、蓋１１９が閉じて、蓋１１
９が本体１０１の排水路１０３を塞ぐ状態となる。蓋１
１９には止水パッキン１２１が設けられており、フロー
ト１１３の浮力と水圧により、蓋１１９が押されて止水
パッキン１２１により確実な遮水が行われる。

【００３８】水位が低下すると、フロート１１３は水面
上に出るので、フロート１１３に浮力が加わらなくな
り、フロート１１３の重さが蓋１１９より重いので、図
１５に示すように蓋が開いた状態になる。

【００３９】第２の実施の形態においても、排水路１０
３のサイズやフロート１１３のサイズを算出する必要が
ある。フロート１１３のサイズについては、フロート１
１３を設置できるスペース、蓋１１９にかかる水圧及び
各部の部材強度等を算出し、フロート１１３のサイズを
定める。

【００４０】例えば、排水路１０３の規定水量をトンネ
ル全体の排水設計から求め、この規定水量に対応する排
水路１０３のサイズを決定し、この排水口用遮水扉１９
にかかる水圧から蓋１１９等の構造を算定し、蓋１１９
の重量を求め、これに対するフロート１１３のサイズを
設定する。

【００４１】第２の実施の形態でも第１の実施の形態と
同様に、浮力や重力の自然の摂理を利用し、電気式水位
センサや扉閉塞用のモータ等が一切不要となり、地震や
洪水のような非常事態で電源損失した場合でも確実な動
作が可能となる。また、構造がシンプルであり、メンテ
ナンスの必要が殆ど無いので、保守等の手間を大幅に軽
減できる。

【００４２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、出水時に、電気などの動力を必要とせず、保守点
検等の少ない遮水扉を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 遮水扉が設けられたトンネル３の断面図

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図

【図３】 通気口用遮水扉１７の斜視図

【図４】 本体部１０００の斜視図

【図５】 蓋部２０００の斜視図

【図６】 フロート部３０００の斜視図

【図７】 図３の要部の拡大図

【図８】 通気口用遮水扉１７の側面図

【図９】 通気口用遮水扉１７の平面図

【図１０】 板部３７を示す図

【図１１】 ローラ６１とガイドプレート８３を示す
図

【図１２】 ローラ６１とガイドプレート８３を示す図

【図１３】 蓋５１が閉じた状態の通気口用遮水扉１７
の側面図

【図１４】 蓋５１が閉じた状態の通気口用遮水扉１７
の斜視図

【図１５】 排水口用遮水扉１９の側面図

【図１６】 図１５のＧ方向矢視図

【図１７】 図１５のＨ方向矢視図

【図１８】 蓋１１９が閉じた状態の排水口用遮水扉１
９の側面図

【符号の説明】

１…地山 ３…トンネル １７…通気口用遮水扉 １９…排水口用遮水扉 ３１…本体 ３５…フロートガイド ３９…通気路 ５１…蓋 ５９…垂直アーム ６１…ローラ ７１…フロート ７３…第１柱 ７５…第２柱 ７７、７９…ローラ ８１…梁 ８３…ガイドプレート １０１…本体 １０３…排水路 １１１…アーム １１３…フロート １１９…蓋

フロントページの続き (72)発明者 田中 一雄 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 吉岡 敏弘 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 中山 金光 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 山本 享 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D019 AA71 CA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に通路を有する本体部と、 前記本体部に対してほぼ鉛直方向に移動可能に設けられ
   たフロート部と、 前記本体部に回動可能に設けられ、前記フロート部の鉛
   直方向の移動に応じて、前記本体部の通路を遮断する蓋
   部と、 を具備することを特徴とする遮水扉。
2. 【請求項２】 前記フロート部は、浸水に応じて鉛直方
   向に移動することを特徴とする請求項１記載の遮水扉。
3. 【請求項３】 前記本体部はフロートガイドを有し、 前記フロート部は、 フロートと、 前記フロートに設けられ、第１のローラを有する第１の
   柱と、 を有し、 前記第１のローラが前記フロートガイドに沿って移動す
   ることを特徴とする請求項１記載の遮水扉。
4. 【請求項４】 前記蓋部は、 蓋と、 前記蓋に設けられ、第２のローラを有する垂直アーム
   と、 を有し、 前記蓋部は、前記本体にピン結合され、 前記フロート部は、 通常時は前記第２のローラと接触し、浸水時に前記フロ
   ート部が移動すると、前記第２のローラと非接触となる
   部材を有することを特徴とする請求項3記載の遮水扉。
5. 【請求項５】 前記部材が、前記第２のローラと接触し
   ている場合は、前記蓋部がほぼ水平状態となっており、 前記部材が、前記第２のローラと非接触となると、前記
   蓋部は自重により移動し、前記本体の通路を遮断するこ
   とを特徴とする請求項４記載の遮水扉。
6. 【請求項６】 前記通路は、通気口であることを特徴と
   する請求項１記載の遮水扉。
7. 【請求項７】 内部に通路を有する本体と、 前記本体に揺動可能に設けられたフロート及び蓋と、 を具備し、 通常時は、前記フロート及び蓋はほぼ水平姿勢を保持
   し、 浸水時に前記フロートに浮力が働くと、前記蓋が前記本
   体の前記通路を覆うことを特徴とする遮水扉。
8. 【請求項８】 前記フロート及び蓋は、アームに取り付
   けられ、前記アームが前記本体に揺動可能に設けられ、 前記フロートと前記蓋とは、前記アームの前記本体への
   取り付け部に対して、反対側に設けられることを特徴と
   する請求項７記載の遮水扉。
9. 【請求項９】 前記通路は排水路であることを特徴とす
   る請求項７記載の遮水。