JP2004324220A

JP2004324220A - Water sealing structure of extension segment

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Publication number: JP2004324220A
Application number: JP2003120147A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Nakagawa; 雅由中川; Masanori Matsuura; 正典松浦; Takayoshi Aoyanagi; 孝義青柳; Hiroki Someya; 洋樹染谷; Hirohide Hashimoto; 博英橋本; Hirosuke Asano; 裕輔浅野; Takashi Kunito; 崇國藤; Takashi Hisanaga; 孝久永; Tamotsu Watanabe; 保渡辺
Original assignee: Kajima Corp; Yokohama Rubber Co Ltd; Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd; Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Yokohama Rubber Co Ltd; Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd; Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP4184142B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the water sealability of an extension segment from being impaired even if the movable part of the extension segment is moved in the water sealing structure of the extension segment. <P>SOLUTION: A plurality of bolt insert holes 34 are formed in the girder 33A of the movable part 17A of the extension segment 17 at positions along the curve thereof. An outer peripheral side seal member 54a and extension part outer peripheral side seal members 54c and 54d are installed on the radial outside of the bolt insert holes 34. An inner peripheral side seal member 54b and an extension part outer peripheral side seal member 54d are installed on the radial inner side of a tunnel. By this, water sealability is not impaired even if the seal member on the radial outer side of the tunnel is damaged by the bolt insert holes 34 in the adjacent extension segment 17. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡幅セグメントにおける止水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘削機を用いて構築する埋設管渠やトンネル等において、構造上、施工上の制約から、途中に通常部以上の断面を有する拡幅部が必要となる場合がある。例えば、道路や鉄道のトンネルの非常駐車帯や引き込み線やランプ部、共同溝等のケーブル接続部や路線分岐部等を設置する場合である。
そして、拡幅部を形成する方法の一つとして、掘削途中で掘削面積を自由に拡幅できるシールド掘削機を用いて必要部分のみを拡幅断面で掘削するとともに、この拡幅断面部分に拡幅可能な特殊なセグメントである拡幅セグメントを設け、シールド掘削機が前方へ所定距離進んだところで、拡幅セグメントの可動部をトンネル径方向外方へ移動させて拡幅することにより、トンネル等の途中に拡幅を得る方法がある。
ところで、従来、セグメントのリング間継手部分どうしを連結するにあたって、ボルトとナットとの組み合わせたものを利用するのが一般的であった（例えば、特許文献１、２参照）。
また、セグメントのリング間の止水は、ボルトとナットとで締結される位置よりトンネル径方向外側のセグメントのリング間にトンネル周方向に凹溝を設けて、合成ゴムなどからなるシール材を挟んで行うのが一般的であった（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−３６２３９号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開平６−３１７０９６号公報（第２−３頁、図２−３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のセグメント間の連結・止水手段を、拡幅セグメントに用いる場合には、以下のような問題があった。
拡幅セグメントを用いるトンネル施工では、シールド掘削機が前方へ所定距離進んだところで、シールド内のジャッキにより、拡幅セグメントの可動部を後方から順次トンネル径方向外方へ移動させて拡幅する。そのため、隣接する拡幅セグメント間では、まず、セグメント間の連結を解除し、拡幅セグメントの可動部を移動させてから、可動部を固定セグメントに対して固定し、隣接する拡幅セグメントが移動してから、拡幅部においてそれぞれの拡幅セグメントを連結する、といった作業が行われる。このとき、連結が解除された拡幅セグメント間にはシール材が配されているので、連結を解除しても土水圧を保持でき、シールド内に土水が侵入しないようにすることができる。
シール材は、拡幅セグメントの連結部である一方の主桁に設けられた凹溝に設けられ、主桁表面から外方に突出されて隣接する拡幅セグメントの他方の主桁表面に押圧されている。他方の主桁はシール材が摺接できるように平面状に設けられている。
一方、いずれの主桁表面にも、ボルトを挿通するための挿通孔が設けられており、対して他方の主桁がトンネル径方向外方に移動する際、挿通孔がシール材上を通過することになる。そのとき、シール材は他方の主桁表面に押圧されているので、シール材の一部が締結孔に食い込み、移動とともに締結孔の端部で食い込んだ部分が切断される場合があり、そのような位置のシール性が不十分となってしまうという問題があった。このため、切断されたシール材の部分からシールド内に土水が侵入しやすくなるという問題があった。
また、可動部が回転支点を中心に回転して移動する方式を採用する場合には、回転支点まわりのシール材の止水性が低下しやすくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、拡幅セグメントの可動部を移動しても、拡幅セグメントの止水性が損なわれないようにした拡幅セグメントの止水構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、トンネル径方向外方へ移動可能とされた可動部を有し、互いに隣接して連結される拡幅セグメントの止水構造であって、前記隣接する拡幅セグメントのそれぞれの主桁に、該主桁を互いに連結するための締結手段を貫通させる締結孔が設けられるとともに、前記拡幅セグメントの可動部の主桁の一方に、その表面から連結方向に突出されて、前記拡幅セグメントの可動部の主桁の他方を押圧しながらトンネル径方向外方へ移動可能とされた可動部止水部材が設けられ、該可動部止水部材が、少なくとも、前記主桁の一方の締結孔のすべてに対してトンネル径方向内方側を通るとともにトンネル周方向に連続する経路に沿って配置された構成とする。
この発明によれば、可動部止水部材が、少なくとも、主桁の一方の締結孔のすべてに対してトンネル径方向内方を通るとともにトンネル周方向に連続する経路に沿って配置されているので、拡幅セグメントの可動部がトンネル径方向外方へ移動する際、連結時に主桁の他方の締結孔がこのような経路に沿って配置された可動部止水部材と交差して移動することがなく、少なくとも締結孔よりもトンネル径方向内方に位置する可動部止水部材の損傷を防止できる。
なお、本明細書では、トンネル断面が円形とは限らないので、相対位置をトンネル径方向外方および内方と表す場合、拡張された意味で用いている。すなわち、トンネル外周とトンネル中心を結ぶ直線の方向がトンネル径方向であり、その直線に沿って中心側が内方、地山側が外方である。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の拡幅セグメントの止水構造において、前記可動部止水部材が、前記主桁の一方の締結孔に対してトンネル径方向外方側を通る経路を有する。
この発明によれば、締結孔に対してトンネル径方向外方側にも可動部止水部材が配置されるので、そのような可動部止水部材を有しない場合に比べて止水性を向上することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の拡幅セグメントの止水構造において、前記隣接する拡幅セグメントの固定部間に、該固定部の周方向を止水する固定部止水部材が、その端部をトンネル周方向の前記可動部側にわずかに突出するように設けられ、前記可動部の移動に際して、前記固定部止水部材の端部に摺接可能に押圧されるとともに、前記トンネル周方向に連続する経路を有する止水部材と接続された外縁部止水部材が、前記可動部の主桁の一方における前記固定部側の外縁部に設けられた構成とする。
この発明によれば、可動部が移動する際、外縁部止水部材が、固定部の周方向を止水する固定部止水部材の端部に摺接しつつ押圧されるので、可動部と固定部との間がトンネル周方向に止水される。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の拡幅セグメントの止水構造において、前記外縁部止水部材が、前記主桁の一方の連結方向側表面に前記外縁部に沿う方向に延ばされた突起部を覆うように設けられた構成とする。
この発明によれば、外縁部止水部材が隣接する拡幅セグメントの可動部に押圧されたとき、突起部においてより大きな押圧力を受けるので、トンネル連結方向の止水性が高められるとともに、外縁部止水部材がトンネル径方向に移動して押圧力が低下しないようにすることができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の拡幅セグメントの止水構造において、前記外縁部止水部材と、その近傍に設けられた前記締結孔との間に、前記可動部が移動した状態においてトンネル径方向内方側となる位置に、該外縁部止水部材に沿う方向に延ばされた外縁部内側止水部材が配置された構成とする。
この発明によれば、可動部がトンネル径方向外方に移動したときに外縁部止水部材が固定部止水部材の端部と当接しなくなる部分で、土水から直接押圧されることにより止水性が低下することがあったとしても、トンネル径方向内方側となる位置に、外縁部止水部材に沿う方向に外縁部内側止水部材が配置されているので、止水性を保つことができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の拡幅セグメントの止水構造において、前記拡幅セグメントの可動部が、該拡幅セグメントの固定部のトンネル周方向側端面と対向して移動する移動面を有し、該移動面に、前記可動部の移動前および移動後において該可動部と前記固定部とを互いに締結するための第１および第２の可動部側締結孔が設けられ、前記可動部が移動するとき、前記移動面に対向する前記固定部のトンネル周方向側端面に、前記第１および第２の可動部側締結孔の位置に応じて、それぞれに対して同軸状となるように第１および第２の固定部側締結孔が設けられ、前記第１の固定部側締結孔が、前記第２の固定部側締結孔よりもトンネル径方向の外方側に配置され、少なくとも前記第１および第２の固定部側締結孔の中間の前記トンネル周方向側端面上に、該端面から前記移動面側に向かって突出して該移動面に摺接する移動面止水部材が、前記固定部の奥行き方向に連続する経路に沿って配置された構成とする。
この発明によれば、拡幅セグメントの可動部の移動前には、第１の可動部側締結孔と第１の固定部側締結孔とにより、可動部と固定部が連結される。そして可動部の移動後には、第２の可動部側締結孔と第２の固定部側締結孔とにより連結される。そして、第１の固定部側締結孔は固定部の奥行き方向に連続する経路に沿って配置された移動面止水部材よりトンネル径方向の外方側に位置し、第２の固定部側締結孔は同じくトンネル径方向の内方側に位置しているので、可動部が移動しても第１、第２の可動部締結孔はいずれもそれら移動面止水部材と交差して移動することがない。したがって、移動面止水部材の損傷を防止することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の拡幅セグメントの止水構造において、前記移動面に摺接する移動面止水部材が、前記第１の固定部側締結孔に対してトンネルの径方向外方側を通る経路を有する構成とする。
この発明によれば、第１の固定部側締結孔に対してトンネル径方向の外方側と内方側とにそれぞれ移動面止水部材が配置されるので、そのような移動面止水部材を有しない場合に比べて止水性を向上することができる。
【００１３】
請求項８に記載の発明では、トンネル径方向外方へ移動可能とされた可動部を有し、互いに隣接して連結される拡幅セグメントの止水構造であって、前記可動部が、前記拡幅セグメントの固定部に設けられた回転支点を中心にして回転することによりトンネル径方向外方側に移動可能とされ、前記回転支点近傍のトンネル径方向外方側において、トンネル延設方向にわたって前記可動部と前記固定部との端面が互いに周方向に対向され、該端面間に、前記回転支点の外周部に面し、該回転支点に押圧されたときに耐摺動性を有するバックアップ部材と、該バックアップ部材のトンネル径方向外方側に配置されたヒンジ部止水部材と、該ヒンジ部止水部材をトンネル径方向外方側から覆って前記ヒンジ部止水部材が拡幅セグメント外方への膨出することを防止するシーリング部材とが、トンネル延設方向にわたって配置された構成とする。
この発明によれば、回転支点のトンネル径方向外方側に拡幅セグメントの可動部および固定部の対向する端面間にヒンジ部止水部材を配置することで止水構造が形成される。そして、回転支点とヒンジ部止水部材の間に回転支点に押圧されたときに耐摺動性を有するバックアップ部材が配置されることにより、ヒンジ部止水部材が膨潤しても回転支点と接触して摺動摩耗しないようにすることができる。さらに、ヒンジ部止水部材はシーリング部材によりトンネル径方向外方側から覆われるので、ヒンジ部止水部材が膨潤したときにも、拡幅セグメントの外方の地山側に突出しないから、止水性が低下したり、土水にさらされてヒンジ部止水部材が劣化したりするのを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は見易くするため寸法を誇張して描いている場合がある。
本発明の実施形態に係る拡幅セグメントにおける止水構造を用いた拡幅トンネル施工について説明する。
図１は、シールド掘削機１で、拡幅坑２を有するトンネル３を掘削する状況を示す平面断面視の模式説明図である。図１に示すように、シールド掘削機１は、掘削機本体４、掘削用カッタ５、コピーカッタ６等で構成される。
【００１５】
掘削用カッタ５は、筒状の掘削機本体４の端面に設けられる。コピーカッタ６は、例えば、掘削用カッタ５の一部として設けられ、必要に応じてシールド掘削機１の側方に伸長可能に構成される。また、掘削用カッタ５は、面板スライド機構によって、掘削機本体４の周方向にスライド可能になっている。
【００１６】
図１（ａ）は、トンネル３の通常坑９を掘削する状況を示す。通常坑９とは、トンネル３を構築するために掘削される坑道のうち、通常の周方向断面を有する部分である。図１（ａ）に示すように、シールド掘削機１は、コピーカッタ６を掘削用カッタ５内に格納した状態で地山１０を掘削し、トンネル３の通常坑９を形成する。掘削機本体４の後部では、通常坑９の内部にセグメント１１が設置される。
【００１７】
図１（ｂ）は、トンネル３の拡幅坑２を掘削する状態を示す。図２は、図１（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿った断面を示す。拡幅坑２とはトンネル３を構築するために掘削される坑道のうち、通常坑９より周方向断面が拡幅された部分であり、図１（ｂ）、図２に示すように、掘削機本体４の外側に余掘り部１２が形成される。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、シールド掘削機１は、コピーカッタ６を掘削用カッタ５の径方向外方に伸長させ、掘削用カッタ５で通常断面を掘削しつつ、コピーカッタ６で余掘り部１２を掘削して、トンネル３の拡幅坑２を形成する。なお、掘削する余掘り部１２の幅に応じて、コピーカッタ６と面板スライド機構とを併用して余掘り部１２を掘削してもよい。
なお、拡幅坑２の内壁と掘削機本体４の間の余掘り部１２には、必要に応じて、充填材を充填する。
【００１９】
掘削機本体４の後部では、通常坑９と拡幅坑２との境界部の通常坑９の内壁に、必要に応じて、調整セグメント１３を有する調整用セグメントリング１４が設置される。
調整用セグメントリング１４の調整用セグメント１３は、拡幅用セグメントリング１６の拡幅セグメント１７に隣接して設置される。調整セグメント１３は、通常坑９のセグメントリング１１と拡幅セグメント１５との間をなめらかにつなぐための部材である。図１（ｃ）に示すように、調整用セグメント１３の内周面は、通常坑９のセグメント１１の内周面から拡幅セグメント１７の内周面に向けた勾配を有する。
【００２０】
図１（ｃ）は、拡幅用セグメントリング１６を設置する状況を示す。
図１（ｃ）に示すように、図１（ｂ）に示す状態から地山１０をさらに掘削し、掘削機本体４の後部で拡幅用セグメントリング１６を設置していく。拡幅用セグメントリング１６は、本発明の実施形態に係る拡幅セグメントの止水構造を有する拡幅セグメント１７を備えてなる。
拡幅用セグメントリング１６は、後述する拡幅セグメント１７を備え、拡幅セグメント１７を内部に収納することにより通常坑９を形成するセグメント１１と略同一外径とされた状態（以下、収納時と称する）と、拡幅セグメント１７を側方に移動させて外径を拡大し、拡幅坑２を形成する状態（以下、拡幅時と称する）とがトンネル内部の操作で切り替え可能とされている。その切り替えは、不図示のジャッキ装置などにより行う。
【００２１】
そして、図１（ｄ）に示すように、拡幅坑２を設けるための長さだけ、拡幅用セグメントリング１６を設けた後は、シールド掘削機１を掘進させるとともに調整セグメント１３を配置し、その後はセグメント１１を設置していく。
一方、拡幅用セグメントリング１６の設置されたトンネル内部では、拡幅セグメント１７を径方向外側の側方に順次移動させて余掘り部１２の内側に進出させ、それぞれの拡幅セグメント１７を固定する。
さらに、図１（ｅ）に示すように、調整セグメント１３、拡幅セグメント１７の部分を適宜２次覆工して通常坑９に接続する拡幅坑２を構築する。
【００２２】
本発明の実施形態に係る拡幅セグメントの止水構造は、このような拡幅トンネル施工において、拡幅セグメント１７を移動させ、拡幅位置で固定するまでの間に拡幅用セグメントリング１６の間から土水がトンネル内に侵入しないように止水するためのものである。
以下、本実施形態に係る拡幅セグメントの止水構造について説明する。
図３は、拡幅用セグメントリング１６の概略構成を説明するための斜視説明図である。図４は、図３の正面視（Ｚ方向視）の拡幅セグメント１７を示す正面説明図である。図５は、図３の正面視（Ｚ方向視）において、拡幅セグメント１７が径方向外側に移動されたときの状態を説明するための正面説明図である。図６（ａ）は、図４におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図６（ｂ）、（ｃ）は、図５におけるａ−ａ線に沿った取付時と取付前の断面図である。
【００２３】
図３に示すように、拡幅用セグメントリング１６は、通常坑９に設置されるセグメントと同様のセグメント１８と、内周面側に拡幅部材２０を有する拡幅セグメント１７で構成される。拡幅セグメント１７は、拡幅用セグメントリング１６の径方向外方へ移動可能な可動部１７Ａと移動しない固定部１７Ｂ、１７Ｃとからなる。
固定部１７Ｃと可動部１７Ａとの間には、可動部１７Ａの回転移動を許容するヒンジ部２１（回転支点）が設けられている。一方、拡幅部材２０が固定部１７Ｂと接触する側は、ヒンジ部２１の回転中心を中心軸とする部分円筒面からなる移動面２０ａが設けられ、後述するように固定部１７Ｂの側に移動面２０ａに押圧して当接される移動面止水部材が設けられている。
【００２４】
また、拡幅セグメント１７の連結方向では、図３のＺ方向手前側では、可動部１７Ａ、固定部１７Ｂ、１７Ｃのそれぞれ周方向と径方向内方に延ばされた主桁３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃが設けられている。特に可動部１７Ａでは、主桁３３Ａと略同平面で連続して径方向内方に延ばされた拡幅部材２０の側面部２０ｂが設けられている。
側面部２０ｂは、拡幅時に可動部１７Ａが通常坑９の径方向内部側で、隣接する拡幅セグメント１７の未移動の可動部１７Ａと連結方向に重なりを有する大きさとされている。
そして、拡幅セグメント１７の収納時および拡幅時のトンネルの外周に沿った位置の主桁３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ上には、隣接する拡幅セグメント１７どうしを連結するために、締結手段であるボルト部材を挿通させるためのボルト挿通孔３４（締結孔）が適宜間隔で複数設けられている。
【００２５】
主桁３３Ｂ、３３Ｃには、ボルト挿通孔３４に対して径方向外側に、固定部１７Ｂ、１７Ｃの外周形状に沿って、それぞれシール部材５４ｐ（固定部止水部材）、シール部材５４ｑが設けられている。シール部材５４ｐ、５４ｑは、例えば主桁３３Ｂ、３３Ｃに設けられた不図示のシール溝上に主桁３３Ｂ、３３Ｃの表面外側に所定高さ突出するように固定され、隣接する拡幅セグメント１７において主桁３３Ｂ、３３Ｃにそれぞれ対応し図３のＺ方向奥側部分の主桁３１Ｂ、３１Ｃに押圧して当接することが可能となっている。例えば、合成ゴム製や合成樹脂製の適宜の止水シール材を採用することができる。特に吸水して膨潤するタイプ（水膨潤性）の止水シール材であればさらに好適である。
【００２６】
主桁３３Ａには、外周側シール部材５４ａ（可動部止水部材）、内周側シール部材５４ｂ（可動部止水部材）、拡幅部外周側シール部材５４ｃ（外縁部止水部材）、拡幅部外周側シール部材５４ｄ（外縁部内側止水部材）および拡幅部内周側シール部材５４ｅ（可動部止水部材）が設けられている。これらはいずれもシール部材５４ｐ、５４ｑと同様の止水シール材からなり、主桁３３Ａ上のシール溝３３ａ（図６（ａ）参照）上に固定され、主桁３３Ａの表面外側に所定高さ突出されている。例えば、図４のＡ−Ａ線に沿った断面では、図６（ａ）に示すように、外周側シール部材５４ａ、内周側シール部材５４ｂがそれぞれシール溝３３ａ上に突出して配置されている。
【００２７】
図４に示すように、外周側シール部材５４ａは、収納時に拡幅セグメント１７の側面をなす円弧面に沿って、ボルト挿通孔３４よりも外周側（トンネル径方向外方側）に設けられている。
拡幅部外周側シール部材５４ｃは、外周側シール部材５４ａの固定部１７Ｂ側の端部から移動面２０ａの湾曲に沿って延ばされている。拡幅部外周側シール部材５４ｃとその近傍のボルト挿通孔３４との間には、拡幅部外周側シール部材５４ｃと略平行な拡幅部外周側シール部材５４ｄが外周側シール部材５４ａから延ばされている。
【００２８】
そして拡幅部外周側シール部材５４ｃと拡幅部外周側シール部材５４ｄとの間には、主桁リブ３３ｂが設けられ、特に図６（ｂ）に示すように、拡幅部外周側シール部材５４ｃと主桁リブ３３ｂとの間には、拡幅部外周側シール部材５４ｃが変形したとき、主桁リブ３３ｂ上に乗り上げない程度の隙間３３ｄが設けられている。すなわち、図６（ｃ）のように拡幅部外周側シール部材５４ｃの押圧前に距離ｄ_１だけ離されており、シール部材５４ｃが図６（ｂ）のように変形しても主桁リブ３３ｂと離れているような位置関係にある。
【００２９】
一方、拡幅部外周側シール部材５４ｃは、主桁リブ３３ｂと摺接面２０ａとの間の主桁外縁部に、シール溝３３ａの底面から高さｈ_１で適宜の幅を有し、摺接面２０ａに略沿うように延ばされた凸条部３３ｃ（突起部）を覆うように固定されている。高さｈ１は、少なくとも側面部２０ｂからトンネル連結方向に突出しないようにシール溝３３ａから側面部２０ｂや主桁リブ３３ｂ上面までの高さＨより低い高さとされている。ｈ_１の高さは拡幅部外周側シール部材５４ｃの弾性などにもよるが、概ね高さＨの半分以下の高さとすることが好ましい。
【００３０】
また、拡幅部外周側シール部材５４ｃは、側面部２０ｂに押圧される前には、トンネル連結方向に高さＨ以上の高さを有し、図６（ｃ）に示すように、その上面が主桁リブ３３ｂから距離ｄ_２（ただし、ｄ_２≧ｄ_１）離された傾斜面を有している。そのため、側面部２０ｂに押圧されたとき、移動面２０ａ側に高さｈ_２だけシール膨出部５４ｈが膨出するようになっている（図６（ｂ））。
【００３１】
拡幅部外周側シール部材５４ｄは、シール溝３３ａに内にトンネル径方向に移動できないように固定され、側面部２０ｂに押圧可能とされている。
各ボルト挿通孔３４の径方向内側には、主桁３３Ａの内周側の湾曲に沿って内周側シール部材５４ｂが配置されている。内周側シール部材５４ｂの固定部１７Ｃ側の端部は、外周側シール部材５４ａと接続され、固定部１７Ｂ側の端部は、拡幅部外周側シール部材５４ｃと接続されている。また、拡幅部外周側シール部材５４ｄの端部も内周側シール部材５４ｂと接続されている。
【００３２】
拡幅セグメント１７の図３のＺ方向奥側には、主桁３３Ａに対応して略同形状の主桁３１Ａが設けられている。ただし前者と異なり、後者には、シール溝３３ａ、主桁リブ３３ｂは形成されず、隣接する拡幅セグメント１７に設けられた上記外周側シール部材５４ａなどを当接させて摺動移動するためにボルト挿通孔３４以外は連結方向に凹凸のない平面である側面部２０Ｂ（不図示）とされている。ボルト挿通孔３４は、収納時および拡幅時に隣接する拡幅セグメント１７のボルト挿通孔３４と略同軸となる位置に設けられている。
【００３３】
このような構成により、隣接する拡幅セグメント１７における主桁３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃならびに主桁３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの間に、それぞれのボルト挿通孔３４に対して、径方向外方側を通る経路と径方向内方側を通る経路とを有する止水構造が構成されている。また特に、移動面２０ａに沿って主桁が延ばされた方向では、ボルト挿通孔３４の径方向外方側に拡幅部外周側シール部材５４ｃ、５４ｄにより二重の止水構造が構成されている。
【００３４】
次に、拡幅セグメント１７どうしを連結するための締結手段について簡単に説明する。
図７は、図１（ｃ）のＹに示す部分の拡大断面図である。図８は、図１（ｃ）のＹに示す部分の概略構成を示す分解斜視図である。図７、８において符号３０は隣接する拡幅セグメントのうち一方の拡幅セグメントの可動部１７Ａのスキンプレート、符号３２は隣接する拡幅セグメント１７のうち他方の拡幅セグメントの可動部１７Ａのスキンプレートである。
一方の拡幅セグメント１７の可動部１７Ａの主桁３１Ａの内側面には、円筒部材３５がボルト挿通孔３４と同軸状に例えば溶接により取り付けられている
図７（ａ）に示すように、円筒部材３５の内周には雌ねじ部３８が形成されている。
円筒部材３５にはボルト部材３９が挿通されるが、このボルト部材３９は、先端が隣接する拡幅セグメントの主桁３１Ａ、３３Ａにそれぞれ形成されたボルト挿通孔３４を挿通して、他方の拡幅セグメントの主桁３３Ａの内側に突出している。
一方、他方の拡幅セグメント１７の可動部１７Ａの主桁３３Ａの内側面側にはナット部材４０が取り付けられ、このナット部材４０は前記ボルト部材３９の先端部にねじ合わされている。
このように、ボルト挿通孔３４に挿通されたボルト部材３９の先端にナット部材４０がねじ合わされて締結されることで、隣接する２つの拡幅セグメント１７の可動部１７Ａの主桁３１Ａ、３３Ａどうしが連結される。すなわち、ボルト部材３９とナット部材４０とは、拡幅セグメントのリング間継手部の締結手段Ｔを構成している。
【００３５】
ナット部材４０は、底部４１を有する袋状に形成されたもので、主桁３３Ａのボルト挿通孔３４に同軸状となるようにかつ回転可能に支持される。
さらに、ナット部材４０と主桁３３Ａとの間には、ナット部材４０に形成されたリング溝４０ａに嵌合されたシール部材４５が介装され、これにより、ナット部材４０と主桁３３Ａとは液密状態に保持されている。
【００３６】
上述したようにボルト部材３９とナット部材４０によって、収納時、拡幅セグメント１７の可動部１７Ａは互いに連結されているが、拡幅時は、事前に、これらボルト部材３９とナット部材４０と締結が解かれる（図７（ｂ）参照）。
そして前記ボルト部材３９を取り外した一方の拡幅セグメント１７の主桁３１Ａに形成されたボルト挿通孔３４を栓部材５０で塞ぐ。栓部材５０は、図７（ｃ）、図８に示すように、ボルト挿通孔３４に挿入される栓本体５１と、前記円筒部材３５に挿入される大径頭部５２とからなっており、大径頭部５２を、拡幅セグメント１７の内方から前記円筒部材３５の雌ねじ部３８に螺合される抜け止め部材５３によって押圧されることで固定される。
【００３７】
一方、ナット部材４０として袋状のものを用いていること、ナット部材４０と拡幅セグメント１７の主桁３３Ａとの間にシール部材４５を介在させていることから、一方あるいは他方の拡幅セグメント１７の可動部１７Ａを移動させるときに、ナット部材４０が取り付けられた側の主桁３３Ａのボルト挿通孔３４も液密の保つことができる。
このようにして、ボルト挿通孔３４から土水を流入させることなく、一方の拡幅セグメント１７を径方向外方へ移動させることが可能となっている。
【００３８】
ここで、図７（ｃ）に示すように、栓部材５０の先端は、一方の拡幅セグメント１７の主桁３１Ａの外側面よりもわずかに奥側（図７（ｃ）の右側）に配置される。これは、栓部材５０の先端がわずかでも主桁３１Ａの外側面から突出すると、拡幅セグメント１７を移動させる際、主桁３３Ａに当たって隙間が生じたり、摩擦が大きくなって摺動の妨げとなったりするので、それを防止するためである。
【００３９】
ただし、このような位置関係では、拡幅セグメント１７の可動部１７Ａを移動させるとき、ボルト挿通孔３４の外縁の露出するエッジ部分によって外周側シール部材５４ａが剪断され損傷を受ける恐れが出てくる。そこで、主桁３１Ａのボルト挿通孔３４の外縁に、主桁３３Ａ側に向かって拡径するテーパー部３４ａを設けている。テーパー部３４ａは、適宜のＲ面であってもよい。
【００４０】
次に、固定部１７Ｂと移動面２０ａとの間の止水構造について説明する。
図９（ａ）は、図４における固定部１７Ｂのみを平面図として示したものである。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った部分断面図である。
図９に示すように、固定部１７Ｂは、可動部１７Ａの移動面２０ａ（図４、５参照）の湾曲に沿った形状を有し、移動面２０ａに対向する可動部受け面６３（止水面）をセグメントの奥行き方向に備えている。
可動部受け面６３上には、奥行き方向に所定の間隔を離して、例えば所定のボルトが固定可能な雌ねじが袋状に設けられた複数のボルト締結穴６５ａ、６５ｂ（固定部側締結孔）が奥行き方向の同位置に配置されている。
ボルト締結穴６５ａ（第１の固定側締結孔）は、収納時に可動部１７Ａを固定するためのもので、ボルト締結穴６５ｂ（第２の固定側締結孔）よりも径方向外側に設けられている。ボルト締結穴６５ｂは、拡幅時に可動部１７Ａを固定するためのもので、ボルト締結穴６５ａよりも径方向内側に設けられている。
【００４１】
可動部受け面６３上のボルト締結穴６５ａよりも径方向外側には、奥行き方向に貫通するシール溝６３ａが設けられ、その上に外側シール部材６４ａ（移動面止水部材）が固定されている。可動部受け面６３上でそれぞれ隣接するボルト締結穴６５ａ、６５ｂの間には、シール溝６３ｂが設けられ、その奥行き方向の端部側で径方向外側に屈曲されて、シール溝６３ａに合流している。そのようなシール溝６３ｂ上には、内側シール部材６４ｂ（移動面止水部材）が固定され、シール溝６３ａの合流位置で、外側シール部材６４ａと接続されている。
外側シール部材６４ａおよび内側シール部材６４ｂは、シール部材５４ｐ、５４ｑなどと同じ材質の止水シール材が採用でき、図９（ｂ）に示すように、可動部受け面６３から上方にわずかに突出され、移動面２０ａに押圧して当接されるとともに、摺動可能とされている。
【００４２】
図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ可動部１７Ａの収納時および拡幅時における固定部１７Ｂとの締結の様子を示す正面概略図である。参照の便宜のため、図中に可動部受け面６３の補助投影図を示している。
図１０（ａ）に示すように、可動部１７Ａは、収納時において、移動面２０ａ上にボルト締結穴６５ａと同軸状の設けられたボルト挿通孔６７ａ（第１の可動部側締結孔）および円筒部材３５にボルト部材６６を挿通して、ボルト締結穴６５ａと螺合し固定できるようになっている。
拡幅時は、図１０（ｂ）に示すように、円筒部材３５に栓部材５０、抜け止め部材５３を取り付けて止水した後、径方向外方に移動させ、移動面２０ａのトンネル内部側にボルト締結穴６５ｂと同軸状に設けられたボルト挿通孔６７ｂ（第２の可動部側締結孔）にボルト部材６６を挿通して、ボルト締結穴６５ｂと螺合し固定できるようになっている。
このように移動面２０ａと可動部受け面６３とは、外側シール部材６４ａ、内側シール部材６４ｂを介して、ボルト部材６６により固定されることにより、収納時、拡幅時とも止水構造が形成されるものである。
【００４３】
次に、ヒンジ部２１近傍の止水構造について説明する。
図１１（ａ）は、図４におけるＰ部の部分拡大図である。図１１（ｂ）は、図５におけるＱ部の部分拡大図である。
本実施形態では、ヒンジ部２１のトンネル径方向の外方側を止水するために、固定部１７Ｃと可動部１７Ａとの周方向に対向する端面（以下、ヒンジ部対向面と称する）間に、トンネル延設方向にわたる止水構造を形成するヒンジ部シール６８を設けている。
ヒンジ部シール６８は、バックアップ部材６９、シール部材７０およびシーリング部材７１からなる。
【００４４】
バックアップ部材６９は、ヒンジ部２１のトンネル径方向の外周側を覆って配置され、ヒンジ部対向面間に可動部１７Ａの移動量に応じて周方向に伸縮可能に固定された合成ゴムなどの弾性部材である。バックアップ部材６９は少なくともトンネル径方向外方から押圧される場合にはヒンジ部２１に当接するように設けられている。そして可動部１７Ａの移動に伴ってヒンジ部２１上を摺動するので、その場合でも摩耗などにより止水性が損なわれない程度の耐摺動性を備える材質を採用する。
【００４５】
シール部材７０は、バックアップ部材６９とヒンジ部対向面との間に形成された溝を埋めるように配置され、可動部１７Ａの移動量に応じて周方向に伸縮可能に固定された止水シール材である。そして、主桁３３Ａの側では外周側シール部材５４ａと、主桁３３Ｃ側ではシール部材５４ｑと、それぞれ周方向に接続して止水性を保つように隣接する拡幅セグメントの側面部２０ｂ側（不図示）に突出されている。シール部材７０の材質は、外周側シール部材５４ａ、シール部材５４ｑと同様の止水シール材が採用できる。これらと同様に水膨潤性を有することが好ましい。
【００４６】
シーリング部材７１は、シール部材７０とヒンジ部対向面との間に形成された溝を埋めるように配置され、可動部１７Ａの移動量に応じて周方向に伸縮可能に固定されることにより、ヒンジ部対向面間に土砂が混入することを防止するとともに、可動部１７Ａが移動してシール部材７０が圧縮されてもシール部材７０がヒンジ部対向面の外部に膨出しないようにするためのものである。そこでシーリング部材７１の材質は、シール部材７０の膨出を抑止するための十分な弾性強度を有する材質を採用する。例えば、ウレタン系シーリング材が好適に採用できる。
【００４７】
次に、本発明の実施形態に係る拡幅セグメントにおける止水構造の作用について説明する。
図１２（ａ）は、本実施形態の拡幅セグメントにおける止水構造の作用を説明するための概略動作説明図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＤ部の部分拡大図である。
図１２（ａ）は、互いに隣接する拡幅セグメント１７が奥行き方向に設けられ、紙面手前側に位置する一方の拡幅セグメント１７の可動部１７Ａが径方向外方に移動される様子を示すもので、その可動部１７Ａのうち主桁３１Ａを含む側面部２０Ｂを二点鎖線で表し、それに重ね合わせて、紙面奥側に収納時の状態で配置された他方の拡幅セグメント１７の主桁３３Ａ、拡幅部材２０、固定部１７Ｂ、１７Ｃなどの概略を示したものである。なお混同を避けるため、上記の説明の符号とは異なるが、主桁３１Ａ側のボルト挿通孔３４に、符号３４Ａを付して、主桁３３Ａ側のボルト挿通孔３４と区別している。
【００４８】
図１２（ａ）から分かるように、主桁３１Ａが径方向外方に移動するのに伴い、側面部２０Ｂは、側面部２０ｂ側に設けられた外周側シール部材５４ａなどの可動部止水部材と摺接していく。その際、各可動部止水部材がそれぞれの側面部に押圧されているので、地山から土水圧を受けながらも止水性を保持することができる。
そして、それぞれの側面部に設けられたボルト挿通孔３４Ａがボルト挿通孔３４の径方向外側に位置する外周側シール部材５４ａ上を交差して通過する（図１２（ｂ）参照）。このとき、外周側シール部材５４ａがボルト挿通孔３４Ａ内に膨出してボルト挿通孔３４の内周面により剪断される恐れがある。本実施形態では、ボルト挿通孔３４Ａにテーパー部３４ａ（図７（ｃ））を設けてバリやシャープエッジをなくしているので、完全に剪断されることはあまりないが、可動部止水部材が削られたり、損傷したりする可能性は残る。地山の状況や土水圧の大きさによっては、わずかな損傷でも、止水性が低下する可能性がある。
しかし、本実施形態では、ボルト挿通孔３４に対して、径方向内側に外周側シール部材５４ａと連続した内周側シール部材５４ｂを設けているので、仮に外周側シール部材５４ａの一部が損傷して止水性が低下しても、内周側シール部材５４ｂによる止水構造は健全である。そのため、トンネル内への漏水などを確実に防止できるという利点がある。
【００４９】
また、本実施形態では、主桁３３Ａの移動面２０ａに沿う方向において、ボルト挿通孔３４に対してトンネル外部側に拡幅部外周側シール部材５４ｃ、５４ｄが設けられ、二重に止水されている。拡幅部外周側シール部材５４ｃ、５４ｄは、図１２（ａ）から分かるようにいずれもボルト挿通孔３４Ａが通過しないので、ボルト挿通孔３４Ａの通過により損傷することはない。
拡幅部外周側シール部材５４ｃは、可動部１７Ａが移動しても常に固定部１７Ｂ上のシール部材５４ｐの端部に対して周方向に押圧されているので、可動部１７Ａが移動しても周方向の止水性が保たれる。すなわち、図６（ｂ）に示すようにシール膨出部５４ｈがシール部材５４ｐの端部に当接され、トンネル周方向に圧縮されることにより、土水圧以上の押圧力が生じ、拡幅部外周側シール部材５４ｃとシール部材５４ｐとの間が止水される。
【００５０】
一方、可動部１７Ａがトンネル径方向外方に移動したとき、拡幅部外周側シール部材５４ｃは、トンネル径方向に当接する部材がなくなり、トンネル径方向に拘束されなくなる。したがって土水圧と釣り合う位置まで地山側に膨出し、シール膨出部５４ｈとして地山側に押し出される。その結果、土水が侵入しやすくなる恐れがある。
ところが、本実施形態では、仮にトンネル径方向外方に移動した部分の拡幅部外周側シール部材５４ｃによる止水性が低下し、土水が侵入したとしても、トンネル径方向内方に側面部２０ｂとシール溝３３ａとの間で拘束された拡幅部外周側シール部材５４ｄが設けられているので、止水性が失われることがないものである。
このように二重に止水することにより信頼性の高い止水構造とすることができるという利点がある。
【００５１】
また、拡幅部外周側シール部材５４ｃは凸条部３３ｃ上に固定するので、凸条部３３ｃ上の拡幅部外周側シール部材５４ｃの押圧力が高められて止水性が向上するとともに、トンネル径方向の移動を強く拘束することができるので、拡幅部外周側シール部材５４ｃを信頼性の高い止水構造とすることができるという利点がある。
【００５２】
また、本実施形態では、固定部１７Ｂにおける可動部受け面６３に外側シール部材６４ａと内側シール部材６４ｂと設けるとともに、内側シール部材６４ｂの径方向内側に拡幅時の締結孔であるボルト締結穴６５ｂを設けるので、拡幅時にも内側シール部材６４ｂ上をボルト挿通孔６７ａ、６７ｂが通過しないから、内側シール部材６４ｂが損傷する恐れがなく、信頼性の高い止水構造とすることができるという利点がある。
【００５３】
また、本実施形態では、シール部材７０を有するヒンジ部シール６８を設けることにより、ヒンジ部２１近傍に止水構造を形成している。
シール部材７０は、ヒンジ部２１側がバックアップ部材６９により保護されているので、可動部１７Ａが移動しても、シール部材７０がヒンジ部２１と摺動することがなく、そのため、ヒンジ部２１との摺動により摩耗や損傷を起こらないようにすることができる。
また、シール部材７０は、トンネル径方向外方側からシーリング部材７１に覆われているので、トンネル径方向外方へ膨出しないように拘束されている。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、可動部１７Ａが移動して、ヒンジ部対向面の面間距離が縮小し、シール部材７０が周方向に圧縮されても、トンネル径方向への変形は制限され、圧縮力に応じた弾性反力が生じるので、ヒンジ部対向面間の押圧力が増大し、強固な止水性が保持される。また、シール部材７０は、シーリング部材７１により、地山側の土水と接触しないように保護されているので、土水との接触による材質の劣化なども防止できるという利点がある。
【００５４】
次に、本実施形態の変形例について説明する。いずれも、上記と共通する部分は同一符号を付し、上記と異なる点のみ簡単に説明する。
図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施形態の第１および第２の変形例を示す主桁３３Ａの正面視部分拡大図である。図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）におけるＦ−Ｆ線に沿った断面断面図である。
第１変形例は、図１３（ａ）に示すように、上記の実施形態の内周側シール部材５４ｂに代えて、シール部材５４ｆを用いる止水構造である。シール部材５４ｆは、ボルト挿通孔３４の取り囲む略Ｕ字状に配置され、Ｕ字の開口端を外周側シール部材５４ａと接続されたものである。したがってＥ−Ｅ線に沿った断面図は、図６（ａ）において符号５４ｂを符号５４ｆに置き換えたのと同様なものとなる。
このようなシール部材５４ｆを用いることにより、図１２のボルト挿通孔３４Ａが外周側シール部材５４ａ上を通過して、外周側シール部材５４ａが損傷した場合でも止水構造の健全性を保つことができる。この場合、外周側シール部材５４ａが損傷しても土水が侵入するのは、ボルト挿通孔３４の近傍だけなので、図４の場合とは異なり、土水の侵入範囲を少なくすることができるという利点がある。
【００５５】
第２の変形例は、図１３（ｂ）に示すように、ボルト挿通孔３４の周りを取り囲むとともに径方向に延ばされて、上記の実施形態の内周側シール部材５４ｂおよび外周側シール部材５４ａに接続するシール部材５４ｇを設けた止水構造である。
本変形例によれば、ボルト挿通孔３４Ａがシール部材５４ｇと外周側シール部材５４ａを通過するので、比較的、可動部止水部材の損傷が起こりにくい。また、損傷が起きたとしてもシール部材５４ｇで囲まれた範囲しか損傷しないので、土水の侵入する範囲を最小限にとどめることができるという利点がある。さらに、シール部材５４ｇが損傷することがあっても、内周側シール部材５４ｂにより確実に止水されるので、きわめて信頼性の高い止水構造とすることができる。
【００５６】
なお、上記の変形例はいずれも、主桁３３Ａ上の可動部止水部材の例で説明したが、同様の配置は、可動部受け面６３上の外側シール部材６４ａ、内側シール部材６４ｂに対しても適用することができることは言うまでもない。
【００５７】
また、上記の説明では、可動部が回転支点を中心に回転移動する例で説明したが、本発明の主桁および移動面における止水構造は、可動部が回転移動する場合に限定されるものではなく、例えば平行移動などを行う拡幅セグメントにおいても適用できるものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の拡幅セグメントの止水構造によれば、拡幅セグメントが拡幅時に移動する際、ボルト挿通孔などが可動部止水部材、移動面止水部材上を通過してそれら止水部材が損傷されたとしても、ボルト挿通孔などが通過しないそれらと別の可動部止水部材、移動面止水部材をトンネル径方向内側に有しているので、止水性が損なわれることがなく、また回転支点を覆う止水部材をバックアップ部材とシーリング部材とによりトンネル径方向に拘束して保護するので、良好な止水性が保持され、信頼性の高い拡幅セグメントの止水構造とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る拡幅セグメントにおける止水構造を用いた拡幅トンネル施工について説明するための平面断面視の模式説明図である。
【図２】図１（ｂ）におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る拡幅用セグメントリングを説明するための斜視説明図である。
【図４】図３における正面視（Ｚ方向視）の拡幅セグメントを示す正面説明図である。
【図５】図３における正面視（Ｚ方向視）において、拡幅セグメントが径方向外側に移動されたときの状態を説明するための正面説明図である。
【図６】図４におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、図５におけるａ−ａ線に沿った取付時の形状と取付前の形状を示す断面図である。
【図７】図１（ｃ）におけるＹに示す部分の拡大図である。
【図８】図１（ｃ）のＹに示す部分の概略構成を示す分解斜視図である。
【図９】図４における固定部の平面図およびそのＢ−Ｂ線に沿った部分断面図である。
【図１０】可動部の収納時および拡幅時における固定部との締結の様子を示す正面概略図である。
【図１１】図４におけるＰ部の部分拡大図および図５におけるＱ部の部分拡大図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る拡幅セグメントにおける止水構造の作用を説明するための概略動作説明図およびそのＤ部の部分拡大図である。
【図１３】本実施形態の第１および第２の変形例を示す主桁の正面視部分拡大図およびそのＦ−Ｆ線に沿った断面断面図である。
【符号の説明】
１６拡幅用セグメントリング
１７拡幅セグメント
１７Ａ可動部
１７Ｂ固定部
２０拡幅部材
２０ａ移動面
２０ｂ、２０Ｂ側面部
２１ヒンジ部（回転中心）
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ主桁
３３ａ、６３ａシール溝
３３ｂ主桁リブ
３３ｃ凸条部（突起部）
３４ボルト挿通孔（締結孔）
５４ａ外周側シール部材（可動部止水部材）
５４ｂ内周側シール部材（可動部止水部材）
５４ｃ拡幅部外周側シール部材（外縁部止水部材）
５４ｄ拡幅部外周側シール部材（外縁部内側止水部材）
５４ｅ拡幅部内周側シール部材（可動部止水部材）
５４ｆ、５４ｇシール部材（可動部止水部材）
５４ｈシール膨出部
５４ｐシール部材（固定部止水部材）
５４ｑシール部材
６３可動部受け面（止水面）
６４ａ外側シール部材（移動面止水部材）
６４ｂ内側シール部材（移動面止水部材）
６５ａボルト締結穴（第１の固定部側締結孔）
６５ｂボルト締結穴（第２の固定部側締結孔）
６６ボルト部材（締結手段）
６７ａボルト挿通孔（第１の可動部側締結孔）
６７ｂボルト挿通孔（第２の可動部側締結孔）
６８ヒンジ部シール
６９バックアップ部材
７０シール部材（ヒンジ部止水部材）
７１シーリング部材
Ｔ締結手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water blocking structure in a widening segment.
[0002]
[Prior art]
In a buried sewer or tunnel constructed using a shield excavator, a widened portion having a cross section of a normal portion or more may be required on the way due to structural or construction restrictions. For example, there is a case where an emergency parking zone, a drop-in line, a ramp portion, a cable connection portion such as a common groove, a route branching portion, and the like of a road or a railway tunnel are installed.
Then, as one of the methods of forming the widened portion, while excavating only the necessary portion with a widened cross section using a shield excavator that can freely widen the excavated area during excavation, a special widenable cross section can be widened. A method of obtaining a widening in the middle of a tunnel or the like by providing a widening segment that is a segment and moving the movable portion of the widening segment outward in the tunnel radial direction and widening when the shield excavator has advanced a predetermined distance forward. is there.
By the way, conventionally, a combination of a bolt and a nut has been generally used for connecting the ring-to-ring joint portions of the segments (for example, see Patent Documents 1 and 2).
In addition, the water stop between the rings of the segments is provided with a concave groove in the tunnel circumferential direction between the rings of the segments radially outside the tunnel from the position where they are fastened by the bolts and nuts, and a sealing material made of synthetic rubber or the like is sandwiched. (For example, see Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 4-36239 (page 2)
[Patent Document 2]
JP-A-6-317096 (page 2-3, FIG. 2-3)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the conventional connection / water stopping means between segments is used for the widened segment, there are the following problems.
In the tunnel construction using the widening segment, when the shield excavator has advanced a predetermined distance forward, the jacks in the shield move the movable portions of the widening segment sequentially outward from the rear in the tunnel radial direction to widen the tunnel. Therefore, between the adjacent widened segments, first, the connection between the segments is released, the movable portion of the widened segment is moved, and then the movable portion is fixed to the fixed segment. In the widening section, the widening segments are connected to each other. At this time, since the seal material is provided between the widened segments whose connection has been released, the soil water pressure can be maintained even if the connection is released, and it is possible to prevent soil water from entering the shield.
The sealing material is provided in a concave groove provided in one main girder which is a connecting portion of the widening segment, protrudes outward from the main girder surface, and is pressed against the other main girder surface of the adjacent widening segment. . The other main girder is provided in a planar shape so that the sealing material can slide.
On the other hand, on each main girder surface, an insertion hole for inserting a bolt is provided, and when the other main girder moves outward in the tunnel radial direction, the insertion hole passes over the sealing material. Will be. At that time, since the sealing material is pressed against the surface of the other main girder, a part of the sealing material may bite into the fastening hole, and the portion that bites in at the end of the fastening hole as it moves may be cut. There is a problem that the sealing properties at various positions become insufficient. For this reason, there has been a problem that soil water easily enters the shield from the cut seal material.
Further, in the case of employing a method in which the movable portion rotates and moves about the rotation fulcrum, there is a problem that the water stopping property of the seal material around the rotation fulcrum is easily reduced.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and provides a water blocking structure of a widened segment in which the water stopping property of the widened segment is not impaired even when the movable portion of the widened segment is moved. The purpose is to:
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a water stopping structure for a widened segment which has a movable portion movable outward in a tunnel radial direction and is connected adjacent to each other. The main girder of the main girder is provided with a fastening hole through which fastening means for connecting the main girder to each other, and is protruded from one surface of the main girder of the movable portion of the widening segment from the surface thereof in the connection direction, and A movable section water stopping member is provided that is movable outward in the tunnel radial direction while pressing the other of the main girders of the movable section of the widening segment, and the movable section water stopping member is at least one of the main girders. All of the fastening holes pass through the inner side in the tunnel radial direction and are arranged along a path that is continuous in the tunnel circumferential direction.
According to the present invention, since the movable portion water blocking member is disposed along at least one of the fastening holes of the main girder along the tunnel radially inward and continuous in the tunnel circumferential direction. When the movable portion of the widening segment moves outward in the radial direction of the tunnel, the other fastening hole of the main girder may intersect with the movable portion water stop member arranged along such a path during connection. In addition, it is possible to prevent at least the movable portion water shutoff member located radially inward of the fastening hole from the fastening hole.
In this specification, since the tunnel cross section is not limited to a circle, when the relative positions are expressed as outward and inward in the radial direction of the tunnel, they are used in an expanded sense. That is, the direction of a straight line connecting the outer periphery of the tunnel and the center of the tunnel is the radial direction of the tunnel, and the center side is inward and the ground side is outward along that straight line.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, in the water blocking structure of the widened segment according to the first aspect, the movable section water blocking member passes through one of the fastening holes of the main girder in a radially outward side of the tunnel. Have a path.
According to the present invention, since the movable portion water stopping member is also arranged on the outer side in the tunnel radial direction with respect to the fastening hole, the water stopping performance is improved as compared with a case without such a movable portion water stopping member. be able to.
[0008]
According to the third aspect of the present invention, in the water stopping structure of the widened segment according to the first or second aspect, between the fixed portions of the adjacent widened segments, a fixed portion water stop in a circumferential direction of the fixed portion is provided. A member is provided so that an end thereof slightly protrudes toward the movable portion side in the tunnel circumferential direction, and when the movable portion is moved, the member is slidably pressed against an end of the fixed portion water stop member. An outer edge water stopping member connected to a water stopping member having a continuous path in the tunnel circumferential direction is provided on an outer edge of the main girder of the movable portion on the fixed portion side.
According to the present invention, when the movable portion moves, the outer edge water stopping member is pressed while slidingly contacting the end of the fixed portion water stopping member that stops water in the circumferential direction of the fixed portion. Water is stopped in the circumferential direction of the tunnel.
[0009]
In the invention according to claim 4, in the water blocking structure of the widened segment according to claim 3, the outer edge portion water stopping member extends in a direction along the outer edge portion on one connecting direction side surface of the main girder. It is configured to cover the protruded projection.
According to the present invention, when the outer edge water stopping member is pressed by the movable portion of the adjacent widening segment, a larger pressing force is applied to the projection, so that the water stopping performance in the tunnel connection direction is increased, and the outer edge stopping is performed. It is possible to prevent the water member from moving in the radial direction of the tunnel and reducing the pressing force.
[0010]
In the invention according to claim 5, in the water blocking structure of the widened segment according to any one of claims 1 to 4, between the outer edge water blocking member and the fastening hole provided in the vicinity thereof, An outer edge inner water stopping member extending in a direction along the outer edge water stopping member is disposed at a position on the inner side in the tunnel radial direction in a state where the movable portion is moved.
According to the present invention, when the movable portion moves outward in the tunnel radial direction, the outer edge water stopping member is stopped from contacting the end of the fixed portion water stopping member by being directly pressed from the soil water. Even if the water is reduced, the outer edge inner water-stopping member is arranged in the direction along the outer edge water-stopper at a position on the inner side in the tunnel radial direction. it can.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, in the water blocking structure of the widened segment according to any one of the first to fifth aspects, a movable portion of the widened segment faces an end surface of the fixed portion of the widened segment in a tunnel circumferential direction. First and second movable part side fastening holes for fastening the movable part and the fixed part to each other before and after movement of the movable part. Is provided, and when the movable portion moves, on the tunnel circumferential side end surface of the fixed portion facing the moving surface, the first and second movable portion side fastening holes are provided in accordance with the positions thereof. The first and second fixing portion side fastening holes are provided so as to be coaxial with each other, and the first fixing portion side fastening hole is more outward in the tunnel radial direction than the second fixing portion side fastening hole. And at least the first and second A moving surface water stopping member projecting from the end surface toward the moving surface side and slidably contacting the moving surface is provided on the tunnel circumferential side end surface in the middle of the portion side fastening hole, and is continuous in the depth direction of the fixed portion. It is configured to be arranged along the route.
According to this invention, before the movable portion of the widened segment moves, the movable portion and the fixed portion are connected by the first movable portion side fastening hole and the first fixed portion side fastening hole. After the movement of the movable part, the movable part is connected by the second movable part side fastening hole and the second fixed part side fastening hole. The first fixing portion side fastening hole is located on the outer side in the tunnel radial direction with respect to the moving surface water blocking member arranged along a path that is continuous in the depth direction of the fixing portion, and the second fixing portion side fastening hole is provided. Since the hole is also located on the inner side in the radial direction of the tunnel, even if the movable part moves, both the first and second movable part fastening holes move intersecting with the moving surface water stopping member. There is no. Therefore, it is possible to prevent damage to the moving surface water stopping member.
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, in the water blocking structure of the widened segment according to the sixth aspect, the moving surface water stopping member slidably contacting the moving surface is provided in the tunnel with respect to the first fixed portion side fastening hole. It has a configuration having a path passing through the radially outward side.
According to the present invention, the moving surface water stopping members are arranged on the outer side and the inner side in the tunnel radial direction with respect to the first fixing portion side fastening hole, respectively. Water stoppage can be improved as compared with the case where it does not have.
[0013]
In the invention according to claim 8, a water blocking structure of a widened segment having a movable portion movable outward in the tunnel radial direction and connected adjacent to each other, wherein the movable portion has the widened width. By rotating around a rotation fulcrum provided on the fixed portion of the segment, the segment can be moved outward in the tunnel radial direction. The end faces of the portion and the fixed portion are circumferentially opposed to each other, between the end faces, facing the outer peripheral portion of the rotation fulcrum, and a backup member having sliding resistance when pressed by the rotation fulcrum, A hinge water stopping member disposed on the outer side in the tunnel radial direction of the backup member, and the hinge water stopping member covers the hinge water stopping member from the outer side in the tunnel radial direction so that the hinge water stopping member extends to the outside of the widened segment. Bulge A sealing member for preventing Rukoto is a structure disposed over the tunnel extension direction.
According to this invention, the water blocking structure is formed by arranging the hinge water blocking member between the opposed end surfaces of the movable portion and the fixed portion of the widened segment on the radially outward side of the rotation fulcrum in the tunnel. Further, a backup member having sliding resistance when being pressed by the rotating fulcrum is disposed between the rotating fulcrum and the hinge water stopping member, so that even when the hinge water stopping member swells, it comes into contact with the rotating fulcrum. To prevent sliding wear. Furthermore, since the hinge portion water blocking member is covered from the outside in the tunnel radial direction by the sealing member, even when the hinge portion water blocking member swells, it does not protrude to the ground side outside the widened segment. It is possible to prevent the hinge portion water-stopping member from being deteriorated due to being lowered or exposed to soil water.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same or corresponding members even in the case of different embodiments, and duplicate description will be omitted. In some cases, the drawings are exaggerated for the sake of clarity.
The widening tunnel construction using the water blocking structure in the widening segment according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional plan view showing a state where a tunnel 3 having a widening tunnel 2 is excavated by a shield excavator 1. As shown in FIG. 1, the shield excavator 1 includes an excavator body 4, an excavating cutter 5, a copy cutter 6, and the like.
[0015]
The excavating cutter 5 is provided on an end face of the cylindrical excavator body 4. The copy cutter 6 is provided, for example, as a part of the excavator 5 and is configured to be extendable to the side of the shield excavator 1 as necessary. The excavating cutter 5 can be slid in the circumferential direction of the excavator body 4 by a face plate slide mechanism.
[0016]
FIG. 1A shows a situation where a normal pit 9 of the tunnel 3 is excavated. The normal pit 9 is a portion of a pit excavated for constructing the tunnel 3 having a normal circumferential cross section. As shown in FIG. 1A, the shield excavator 1 excavates the ground 10 with the copy cutter 6 stored in the excavating cutter 5, and forms the normal pit 9 of the tunnel 3. At the rear of the excavator body 4, the segment 11 is installed inside the normal pit 9.
[0017]
FIG. 1B shows a state where the widening pit 2 of the tunnel 3 is excavated. FIG. 2 shows a cross section taken along line XX of FIG. The widening pit 2 is a portion of the tunnel excavated for constructing the tunnel 3 whose circumferential section is wider than that of the normal pit 9, and as shown in FIG. 1B and FIG. Excess dug portion 12 is formed outside of 4.
[0018]
As shown in FIG. 1B, the shield excavator 1 extends the copy cutter 6 radially outward of the excavation cutter 5, excavates a normal cross section with the excavation cutter 5, and The digging part 12 is excavated to form the widening pit 2 of the tunnel 3. In addition, according to the width of the excavation part 12 to be excavated, the excavation part 12 may be excavated by using the copy cutter 6 and the face plate slide mechanism together.
In addition, a filler is filled in the extra dug portion 12 between the inner wall of the widening pit 2 and the excavator body 4 as necessary.
[0019]
At the rear of the excavator body 4, an adjustment segment ring 14 having an adjustment segment 13 is installed on the inner wall of the normal pit 9 at the boundary between the normal pit 9 and the widening pit 2 as necessary.
The adjustment segment 13 of the adjustment segment ring 14 is installed adjacent to the widened segment 17 of the widened segment ring 16. The adjustment segment 13 is a member for smoothly connecting the segment ring 11 of the normal shaft 9 and the widened segment 15. As shown in FIG. 1C, the inner peripheral surface of the adjusting segment 13 has a gradient from the inner peripheral surface of the segment 11 of the normal pit 9 toward the inner peripheral surface of the widened segment 17.
[0020]
FIG. 1C shows a situation where the widening segment ring 16 is installed.
As shown in FIG. 1C, the ground 10 is further excavated from the state shown in FIG. 1B, and the widening segment ring 16 is installed at the rear part of the excavator body 4. The widening segment ring 16 includes a widening segment 17 having a water blocking structure of the widening segment according to the embodiment of the present invention.
The widening segment ring 16 includes a widening segment 17 to be described later, and has the same outer diameter as the segment 11 forming the normal pit 9 by housing the widening segment 17 therein (hereinafter, referred to as storing). The state in which the widening segment 17 is moved to the side to increase the outer diameter to form the widening pit 2 (hereinafter referred to as widening) can be switched by the operation inside the tunnel. The switching is performed by a jack device (not shown) or the like.
[0021]
Then, as shown in FIG. 1 (d), after providing the widening segment ring 16 by the length for providing the widening pit 2, the shield excavator 1 is excavated and the adjustment segment 13 is arranged. Sets the segment 11.
On the other hand, inside the tunnel in which the widening segment rings 16 are installed, the widening segments 17 are sequentially moved radially outward to the inside of the extra dug portion 12, and the widening segments 17 are fixed.
Further, as shown in FIG. 1 (e), the widening pit 2 connected to the normal pit 9 is constructed by appropriately secondary lining the adjustment segment 13 and the widening segment 17.
[0022]
In such a widening tunnel construction, the water blocking structure of the widening segment according to the embodiment of the present invention moves the widening segment 17, and soil water from between the widening segment rings 16 before being fixed at the widening position. This is to stop the water so as not to enter the tunnel.
Hereinafter, the water blocking structure of the widened segment according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a perspective explanatory view for explaining a schematic configuration of the widening segment ring 16. FIG. 4 is an explanatory front view showing the widened segment 17 in the front view (Z direction view) of FIG. FIG. 5 is a front explanatory view for explaining a state when the widened segment 17 is moved radially outward in the front view (Z direction view) of FIG. 3. FIG. 6A is a sectional view taken along line AA in FIG. 6 (b) and 6 (c) are cross-sectional views at the time of attachment and before attachment along the line aa in FIG.
[0023]
As shown in FIG. 3, the widening segment ring 16 is composed of a segment 18 similar to the segment usually installed in the pit 9 and a widening segment 17 having a widening member 20 on the inner peripheral surface side. The widening segment 17 includes a movable portion 17A that can move radially outward of the widening segment ring 16 and fixed portions 17B and 17C that do not move.
A hinge 21 (rotation fulcrum) that allows the movable part 17A to rotate is provided between the fixed part 17C and the movable part 17A. On the other hand, on the side where the widening member 20 comes into contact with the fixing portion 17B, a moving surface 20a composed of a partial cylindrical surface with the rotation center of the hinge portion 21 as the central axis is provided. A moving surface water stopping member which is pressed against and abuts on 20a is provided.
[0024]
In the connection direction of the widened segments 17, on the near side in the Z direction in FIG. 3, main beams 33A, 33B, 33C extending inward in the circumferential direction and radially inward of the movable portion 17A, the fixed portions 17B, 17C, respectively. Is provided. In particular, the movable portion 17A is provided with a side surface portion 20b of the widening member 20 that extends substantially radially inward on the same plane as the main girder 33A.
The side surface portion 20b has a size such that the movable portion 17A overlaps the unmoved movable portion 17A of the adjacent widened segment 17 in the connecting direction on the radially inner side of the normal pit 9 at the time of widening.
Then, on the main girders 33A, 33B, 33C at positions along the outer periphery of the tunnel when the widened segments 17 are stored and widened, bolt members serving as fastening means are connected to connect the widened segments 17 adjacent to each other. A plurality of bolt insertion holes 34 (fastening holes) for insertion are provided at appropriate intervals.
[0025]
The main girder 33B, 33C is provided with a seal member 54p (fixed portion water stopping member) and a seal member 54q radially outward of the bolt insertion hole 34 along the outer peripheral shape of the fixed portions 17B, 17C. ing. The seal members 54p and 54q are fixed to, for example, seal grooves (not shown) provided in the main girders 33B and 33C so as to protrude outside the surfaces of the main girders 33B and 33C by a predetermined height. It corresponds to 33B and 33C, respectively, and it is possible to press and contact the main girder 31B and 31C at the back side in the Z direction in FIG. For example, a suitable waterproof sealing material made of synthetic rubber or synthetic resin can be used. In particular, a water-stop sealing material that swells by absorbing water (water swelling) is more preferable.
[0026]
The main girder 33A includes an outer peripheral side seal member 54a (movable portion water stopping member), an inner peripheral side seal member 54b (movable portion water stopping member), a widened portion outer peripheral side seal member 54c (outer edge water stopped member), and a widened portion. An outer peripheral side sealing member 54d (outer edge portion inner water stopping member) and a widened portion inner peripheral side sealing member 54e (movable portion water stopping member) are provided. These are all made of the same water-stopping sealing material as the sealing members 54p and 54q, are fixed on the sealing groove 33a on the main girder 33A (see FIG. 6A), and have a predetermined height outside the surface of the main girder 33A. It is protruding. For example, in the cross section along the line AA in FIG. 4, as shown in FIG. 6A, the outer peripheral side sealing member 54a and the inner peripheral side sealing member 54b are respectively arranged to protrude above the seal groove 33a. .
[0027]
As shown in FIG. 4, the outer peripheral side sealing member 54 a is provided on the outer peripheral side (outer side in the tunnel radial direction) than the bolt insertion hole 34 along the arc surface forming the side surface of the widened segment 17 during storage. .
The widened portion outer peripheral side sealing member 54c extends from the end of the outer peripheral side sealing member 54a on the fixed portion 17B side along the curvature of the moving surface 20a. Between the widened portion outer peripheral side seal member 54c and the bolt insertion hole 34 in the vicinity thereof, a widened portion outer peripheral side seal member 54d substantially parallel to the widened portion outer peripheral side seal member 54c is extended from the outer peripheral side seal member 54a. I have.
[0028]
A main girder rib 33b is provided between the widened portion outer peripheral side seal member 54c and the widened portion outer peripheral side seal member 54d. In particular, as shown in FIG. A gap 33d is provided between the girder rib 33b and the girder rib 33b so as not to ride on the main girder rib 33b when the widened portion outer peripheral side sealing member 54c is deformed. That is, as shown in FIG. 6C, the distance d before the pressing of the outer peripheral side sealing member 54c of the widened portion. ₁ 6B, so that the seal member 54c is separated from the main girder rib 33b even if the seal member 54c is deformed as shown in FIG. 6B.
[0029]
On the other hand, the widened portion outer peripheral side sealing member 54c has a height h from the bottom surface of the sealing groove 33a at the outer edge of the main girder between the main girder rib 33b and the sliding contact surface 20a. ₁ And is fixed so as to cover a protruding ridge 33c (projection) extending substantially along the sliding contact surface 20a. The height h1 is lower than the height H from the seal groove 33a to the side surface 20b and the upper surface of the main girder rib 33b so as not to protrude at least from the side surface 20b in the tunnel connection direction. h ₁ The height depends on the elasticity of the seal member 54c on the outer periphery of the widened portion, but it is preferable that the height be approximately half or less of the height H.
[0030]
Before being pressed by the side surface portion 20b, the widened portion outer peripheral side sealing member 54c has a height equal to or higher than the height H in the tunnel connection direction, and as shown in FIG. Distance d from main girder rib 33b ₂ (However, d ₂ ≧ d ₁ ) With separated slopes. Therefore, when pressed against the side surface portion 20b, the height h is set on the moving surface 20a side. ₂ Only the seal bulging portion 54h bulges (FIG. 6B).
[0031]
The widened portion outer peripheral side seal member 54d is fixed in the seal groove 33a so as not to move in the tunnel radial direction, and can be pressed against the side surface portion 20b.
An inner peripheral side sealing member 54b is disposed radially inward of each bolt insertion hole 34 along the inner peripheral side curve of the main girder 33A. An end of the inner peripheral side seal member 54b on the fixed portion 17C side is connected to the outer peripheral side seal member 54a, and an end of the inner peripheral side seal member 54b is connected to the widened portion outer peripheral side seal member 54c. Further, the end of the outer peripheral side sealing member 54d of the widened portion is also connected to the inner peripheral side sealing member 54b.
[0032]
A main girder 31A having substantially the same shape as the main girder 33A is provided on the inner side of the widened segment 17 in the Z direction in FIG. However, unlike the former, the latter is not provided with the seal groove 33a and the main girder rib 33b, and is provided with a bolt for slidingly moving the outer peripheral side sealing member 54a provided on the adjacent widened segment 17 by abutting. Except for the insertion hole 34, the side surface 20B (not shown) is a flat surface having no irregularities in the connection direction. The bolt insertion hole 34 is provided at a position substantially coaxial with the bolt insertion hole 34 of the adjacent widened segment 17 during storage and widening.
[0033]
With such a configuration, between the main girders 31A, 31B, 31C and the main girders 33A, 33B, 33C in the adjacent widened segments 17, the respective bolt insertion holes 34 have a path passing radially outward. A water stopping structure having a path passing through the radially inner side is configured. In particular, in the direction in which the main girder extends along the moving surface 20a, a double waterproof structure is formed on the radially outward side of the bolt insertion hole 34 by the widened portion outer peripheral side seal members 54c and 54d. I have.
[0034]
Next, fastening means for connecting the widened segments 17 will be briefly described.
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a portion indicated by Y in FIG. FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of a portion indicated by Y in FIG. 7 and 8, reference numeral 30 denotes a skin plate of the movable portion 17A of one of the adjacent widened segments, and reference numeral 32 denotes a skin plate of the movable portion 17A of the other widened segment of the adjacent widened segments.
A cylindrical member 35 is attached to the inner side surface of the main girder 31A of the movable portion 17A of one widening segment 17 by, for example, welding coaxially with the bolt insertion hole 34.
As shown in FIG. 7A, a female screw portion 38 is formed on the inner periphery of the cylindrical member 35.
A bolt member 39 is inserted through the cylindrical member 35. The bolt member 39 is inserted into the bolt insertion holes 34 formed in the main beams 31A and 33A of the widened segments whose ends are adjacent to each other. Of the main girder 33A.
On the other hand, a nut member 40 is attached to the inner side surface of the main girder 33A of the movable portion 17A of the other widened segment 17, and the nut member 40 is screwed to the tip of the bolt member 39.
As described above, the nut members 40 are screwed and fastened to the tips of the bolt members 39 inserted into the bolt insertion holes 34, so that the main girders 31A and 33A of the movable portions 17A of the two adjacent widened segments 17 are connected to each other. Be linked. That is, the bolt member 39 and the nut member 40 constitute the fastening means T of the inter-ring joint portion of the widened segment.
[0035]
The nut member 40 is formed in a bag shape having a bottom portion 41, and is coaxially and rotatably supported in the bolt insertion hole 34 of the main girder 33A.
Further, a seal member 45 fitted in a ring groove 40a formed in the nut member 40 is interposed between the nut member 40 and the main girder 33A. It is kept in a liquid-tight state.
[0036]
As described above, the movable portions 17A of the widened segments 17 are connected to each other by the bolt members 39 and the nut members 40 during storage, but before widening, the bolt members 39 and the nut members 40 are disengaged from each other. (See FIG. 7B).
Then, the bolt insertion hole 34 formed in the main girder 31 </ b> A of the one widened segment 17 from which the bolt member 39 has been removed is closed with the plug member 50. The plug member 50 includes a plug body 51 inserted into the bolt insertion hole 34 and a large-diameter head 52 inserted into the cylindrical member 35, as shown in FIGS. The large-diameter head portion 52 is fixed by being pressed from the inside of the widened segment 17 by a retaining member 53 screwed into the female screw portion 38 of the cylindrical member 35.
[0037]
On the other hand, since the bag member is used as the nut member 40 and the seal member 45 is interposed between the nut member 40 and the main girder 33A of the widened segment 17, the one or the other widened segment 17 When the movable portion 17A is moved, the bolt insertion hole 34 of the main girder 33A on the side where the nut member 40 is attached can also be kept liquid-tight.
In this manner, one widened segment 17 can be moved radially outward without allowing soil water to flow from the bolt insertion hole 34.
[0038]
Here, as shown in FIG. 7 (c), the tip of the plug member 50 is located slightly deeper (the right side in FIG. 7 (c)) than the outer surface of the main girder 31A of one widening segment 17. You. This is because if the tip end of the plug member 50 protrudes slightly from the outer surface of the main girder 31A, a gap is generated in the main girder 33A when the widening segment 17 is moved, or friction is increased to hinder sliding. In order to prevent it.
[0039]
However, in such a positional relationship, when the movable portion 17A of the widened segment 17 is moved, the outer peripheral side sealing member 54a is sheared by the exposed edge portion of the outer edge of the bolt insertion hole 34, and may be damaged. Therefore, a tapered portion 34a whose diameter increases toward the main girder 33A is provided on the outer edge of the bolt insertion hole 34 of the main girder 31A. The tapered portion 34a may have an appropriate R surface.
[0040]
Next, a water stopping structure between the fixed portion 17B and the moving surface 20a will be described.
FIG. 9A is a plan view showing only the fixing portion 17B in FIG. FIG. 9B is a partial cross-sectional view along the line BB in FIG. 9A.
As shown in FIG. 9, the fixed portion 17B has a shape along the curvature of the moving surface 20a (see FIGS. 4 and 5) of the movable portion 17A, and the movable portion receiving surface 63 (water blocking surface) opposing the moving surface 20a. ) In the depth direction of the segment.
A plurality of bolt fastening holes 65a and 65b (fixed portion side fastening holes) in which female screws capable of fixing predetermined bolts, for example, are provided in a bag shape on the movable portion receiving surface 63 at predetermined intervals in the depth direction. Are arranged at the same position in the depth direction.
The bolt fastening hole 65a (first fixed side fastening hole) is for fixing the movable portion 17A during storage, and is provided radially outside of the bolt fastening hole 65b (second fixed side fastening hole). I have. The bolt fastening hole 65b is for fixing the movable portion 17A at the time of widening, and is provided radially inward of the bolt fastening hole 65a.
[0041]
A seal groove 63a penetrating in the depth direction is provided radially outside the bolt fastening hole 65a on the movable portion receiving surface 63, and an outer seal member 64a (moving surface water stopping member) is fixed thereon. . A seal groove 63b is provided between the adjacent bolt fastening holes 65a and 65b on the movable portion receiving surface 63, and is bent radially outward at the end in the depth direction to join the seal groove 63a. ing. On such a seal groove 63b, an inner seal member 64b (moving surface water blocking member) is fixed, and is connected to the outer seal member 64a at a position where the seal groove 63a joins.
As the outer seal member 64a and the inner seal member 64b, a water-stop sealing material made of the same material as the seal members 54p and 54q can be employed, and slightly protrudes upward from the movable portion receiving surface 63 as shown in FIG. Then, it is pressed against the moving surface 20a and is slidable.
[0042]
FIGS. 10A and 10B are schematic front views showing states of fastening to the fixed part 17B when the movable part 17A is stored and when the movable part 17A is widened, respectively. For convenience of reference, an auxiliary projection view of the movable portion receiving surface 63 is shown in the drawing.
As shown in FIG. 10A, the movable portion 17A has a bolt insertion hole 67a (first movable portion side fastening hole) provided coaxially with the bolt fastening hole 65a on the moving surface 20a during storage. The bolt member 66 is inserted through the cylindrical member 35, and can be screwed and fixed to the bolt fastening hole 65a.
At the time of widening, as shown in FIG. 10 (b), after the stopper member 53 and the stopper member 53 are attached to the cylindrical member 35 to stop the water, they are moved radially outward, so that the moving surface 20a is located inside the tunnel. The bolt member 66 is inserted through a bolt insertion hole 67b (second movable portion side fastening hole) provided coaxially with the bolt fastening hole 65b, and can be screwed and fixed to the bolt fastening hole 65b.
As described above, the moving surface 20a and the movable portion receiving surface 63 are fixed by the bolt member 66 via the outer seal member 64a and the inner seal member 64b, so that a water stopping structure is formed both during storage and when widening. Things.
[0043]
Next, the water stop structure near the hinge portion 21 will be described.
FIG. 11A is a partially enlarged view of a portion P in FIG. FIG. 11B is a partially enlarged view of a portion Q in FIG.
In the present embodiment, in order to stop water on the outer side of the hinge portion 21 in the radial direction of the tunnel, between the end surfaces of the fixed portion 17C and the movable portion 17A that face each other in the circumferential direction (hereinafter, referred to as hinge portion facing surfaces). And a hinge seal 68 that forms a water blocking structure extending in the tunnel extending direction.
The hinge seal 68 includes a backup member 69, a seal member 70, and a sealing member 71.
[0044]
The backup member 69 is disposed so as to cover the outer peripheral side of the hinge portion 21 in the tunnel radial direction, and is elastically fixed to the hinge portion facing surface so as to be able to expand and contract in the circumferential direction according to the amount of movement of the movable portion 17A. It is a member. The backup member 69 is provided so as to come into contact with the hinge portion 21 at least when pressed from the outside in the tunnel radial direction. Since the movable portion 17A slides on the hinge portion 21 in accordance with the movement of the movable portion 17A, a material having a sliding resistance that does not impair the water stoppage due to abrasion or the like is adopted even in this case.
[0045]
The seal member 70 is arranged so as to fill a groove formed between the backup member 69 and the hinge portion facing surface, and is fixed so as to be able to expand and contract in the circumferential direction according to the amount of movement of the movable portion 17A. It is. Then, the outer peripheral side sealing member 54a on the side of the main girder 33A, and the sealing member 54q on the side of the main girder 33C, respectively, are connected in the circumferential direction and are adjacent to the side surface portion 20b of the widened segment so as to maintain the water stoppage (not shown). ). As the material of the seal member 70, the same water-stop seal material as the outer peripheral side seal member 54a and the seal member 54q can be adopted. It is preferable to have water swellability similarly to these.
[0046]
The sealing member 71 is disposed so as to fill a groove formed between the seal member 70 and the hinge portion facing surface, and is fixed so as to be able to expand and contract in the circumferential direction in accordance with the amount of movement of the movable portion 17A. For preventing earth and sand from being mixed between the opposing surfaces, and for preventing the sealing member 70 from bulging out of the hinge opposing surface even when the movable portion 17A moves and the sealing member 70 is compressed. It is. Therefore, as the material of the sealing member 71, a material having a sufficient elastic strength for suppressing the swelling of the seal member 70 is adopted. For example, a urethane-based sealing material can be suitably used.
[0047]
Next, the operation of the water blocking structure in the widened segment according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12A is a schematic operation explanatory view for explaining the operation of the water blocking structure in the widened segment according to the present embodiment. FIG. 12B is a partially enlarged view of a portion D in FIG.
FIG. 12A shows a state in which the widened segments 17 adjacent to each other are provided in the depth direction, and the movable portion 17A of one widened segment 17 located on the near side of the drawing is moved radially outward. Of the movable portion 17A, the side surface portion 20B including the main girder 31A is indicated by a two-dot chain line, and the main girder 33A of the other widening segment 17 and the widening member, which are superimposed and arranged in the back side of the drawing when stored, are shown. 20 schematically shows the fixing parts 17B, 17C and the like. In order to avoid confusion, the bolt insertion hole 34 on the main girder 31A is denoted by reference numeral 34A to distinguish it from the bolt insertion hole 34 on the main girder 33A.
[0048]
As can be seen from FIG. 12 (a), as the main girder 31A moves outward in the radial direction, the side surface portion 20B becomes a movable portion water stopping member such as an outer peripheral side sealing member 54a provided on the side surface portion 20b side. It comes in sliding contact with. At this time, since each movable portion water stopping member is pressed against the respective side surface portion, the water stopping can be maintained while receiving the soil water pressure from the ground.
Then, the bolt insertion holes 34A provided in the respective side portions cross and pass over the outer peripheral side sealing member 54a located radially outside the bolt insertion holes 34 (see FIG. 12B). At this time, the outer peripheral side sealing member 54a may swell into the bolt insertion hole 34A and be sheared by the inner peripheral surface of the bolt insertion hole 34. In the present embodiment, the taper portion 34a (FIG. 7 (c)) is provided in the bolt insertion hole 34A to eliminate burrs and sharp edges, so that the movable portion is not completely sheared. The potential for chipping or damage remains. Depending on the condition of the ground and the size of the soil pressure, even a small damage may reduce the water stoppage.
However, in the present embodiment, since the inner peripheral side sealing member 54b continuous with the outer peripheral side sealing member 54a is provided radially inward with respect to the bolt insertion hole 34, a part of the outer peripheral side sealing member 54a is temporarily damaged. Even if the water stoppage is reduced, the waterstop structure by the inner peripheral side seal member 54b is sound. Therefore, there is an advantage that water leakage into the tunnel can be surely prevented.
[0049]
Further, in the present embodiment, in the direction along the moving surface 20a of the main girder 33A, the widening portion outer peripheral side sealing members 54c and 54d are provided outside the tunnel with respect to the bolt insertion holes 34, so that the water is double-stopped. I have. As can be seen from FIG. 12A, the widened portion outer peripheral side seal members 54c and 54d do not pass through the bolt insertion hole 34A, and therefore are not damaged by the passage of the bolt insertion hole 34A.
Even when the movable portion 17A moves, the widened portion outer peripheral side seal member 54c is always pressed in the circumferential direction against the end of the seal member 54p on the fixed portion 17B. The water stoppage in the direction is maintained. That is, as shown in FIG. 6B, the seal bulging portion 54h abuts against the end of the seal member 54p and is compressed in the circumferential direction of the tunnel, so that a pressing force equal to or higher than the soil water pressure is generated and the outer periphery of the widened portion is formed. Water is stopped between the side seal member 54c and the seal member 54p.
[0050]
On the other hand, when the movable portion 17A moves outward in the tunnel radial direction, the widened portion outer peripheral side seal member 54c has no member in contact with the tunnel radial direction, and is not restrained in the tunnel radial direction. Therefore, it swells to the ground side to a position where it is balanced with the soil water pressure, and is pushed out to the ground side as a seal bulging portion 54h. As a result, there is a possibility that soil water may easily enter.
However, in the present embodiment, even if the water stopping property of the widened portion outer peripheral side sealing member 54c of the portion moved outward in the tunnel radial direction is reduced, and even if soil water enters, the side surface portion 20b is formed inward in the tunnel radial direction. Since the widened portion outer peripheral side sealing member 54d restrained between the sealing groove 33a and the sealing groove 33a is provided, the water stoppage is not lost.
There is an advantage that a highly reliable water stopping structure can be obtained by double stopping the water.
[0051]
In addition, since the widened portion outer peripheral side seal member 54c is fixed on the convex ridge portion 33c, the pressing force of the widened portion outer peripheral side seal member 54c on the convex ridge portion 33c is increased to improve the water stopping performance and to improve the tunnel radial direction. This has the advantage that the widened portion outer peripheral side sealing member 54c can have a highly reliable water stopping structure.
[0052]
Further, in the present embodiment, the outer sealing member 64a and the inner sealing member 64b are provided on the movable portion receiving surface 63 of the fixed portion 17B, and the bolt fastening hole 65b which is a fastening hole at the time of widening radially inward of the inner sealing member 64b is provided. Since the bolt insertion holes 67a and 67b do not pass over the inner seal member 64b even when the width is increased, there is no risk that the inner seal member 64b is damaged, and the water sealing structure with high reliability can be obtained. is there.
[0053]
Further, in the present embodiment, by providing the hinge seal 68 having the seal member 70, a water blocking structure is formed near the hinge 21.
Since the hinge member 21 side of the seal member 70 is protected by the backup member 69, even if the movable part 17A moves, the seal member 70 does not slide with the hinge part 21. Wear and damage due to sliding can be prevented.
Further, since the sealing member 70 is covered by the sealing member 71 from the outside in the tunnel radial direction, it is restrained so as not to bulge outward in the tunnel radial direction. That is, as shown in FIG. 11 (b), even if the movable portion 17A moves, the distance between the hinge portion opposing surfaces decreases, and even if the seal member 70 is compressed in the circumferential direction, deformation in the tunnel radial direction occurs. Is limited, and an elastic reaction force corresponding to the compressive force is generated, so that the pressing force between the hinge portion opposing surfaces is increased, and the strong water stopping property is maintained. Further, since the sealing member 70 is protected by the sealing member 71 from contact with the soil water on the ground side, there is an advantage that deterioration of the material due to contact with the soil water can be prevented.
[0054]
Next, a modified example of the present embodiment will be described. In each case, parts common to the above are denoted by the same reference numerals, and only different points will be briefly described.
FIGS. 13A and 13B are front view partial enlarged views of a main girder 33A showing first and second modifications of the present embodiment, respectively. FIG. 13C is a sectional view taken along line FF in FIG. 13B.
As shown in FIG. 13A, the first modified example has a water stopping structure using a seal member 54f instead of the inner peripheral side seal member 54b of the above embodiment. The seal member 54f is arranged in a substantially U shape surrounding the bolt insertion hole 34, and has an open end of the U character connected to the outer peripheral side seal member 54a. Therefore, the cross-sectional view along the line EE is the same as the one in which reference numeral 54b is replaced by reference numeral 54f in FIG.
By using such a seal member 54f, the integrity of the water blocking structure can be maintained even when the bolt insertion hole 34A in FIG. 12 passes over the outer peripheral side seal member 54a and the outer peripheral side seal member 54a is damaged. it can. In this case, even if the outer peripheral side sealing member 54a is damaged, since soil water enters only in the vicinity of the bolt insertion hole 34, unlike the case of FIG. 4, the soil water intrusion area can be reduced. There are advantages.
[0055]
As shown in FIG. 13B, the second modified example surrounds the bolt insertion hole 34 and extends in the radial direction, so that the inner peripheral side seal member 54b and the outer peripheral side seal member of the above embodiment are provided. This is a water-stop structure provided with a seal member 54g connected to 54a.
According to the present modification, since the bolt insertion hole 34A passes through the seal member 54g and the outer peripheral side seal member 54a, the movable portion water stop member is relatively unlikely to be damaged. Further, even if damage occurs, only the area surrounded by the sealing member 54g is damaged, so that there is an advantage that the area where soil water enters can be minimized. Furthermore, even if the seal member 54g may be damaged, the water is reliably stopped by the inner peripheral side seal member 54b, so that an extremely reliable water stop structure can be obtained.
[0056]
In each of the above-described modified examples, the example of the movable portion water stopping member on the main girder 33A has been described. However, the same arrangement is provided for the outer seal member 64a and the inner seal member 64b on the movable portion receiving surface 63. Needless to say, it can be applied.
[0057]
Also, in the above description, an example was described in which the movable part rotates around the rotation fulcrum. However, the water blocking structure of the main girder and the moving surface of the present invention is limited to the case where the movable part rotates. However, the present invention can also be applied to a widened segment that performs, for example, parallel movement.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the water blocking structure of the widened segment of the present invention, when the widened segment moves at the time of widening, the bolt insertion hole and the like pass through the movable portion water stopping member, the moving surface water stopping member, and the like. Even if these water-stopping members are damaged, the water-stopping is impaired because the movable-portion water-stopping member and the moving surface water-stopping member, which are different from those through which the bolt insertion holes and the like do not pass, are provided inside the tunnel in the radial direction. And the water blocking member that covers the rotation fulcrum is protected by the backup member and the sealing member in the tunnel radial direction to protect the water blocking member. It has the effect that it can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional plan view for explaining widening tunnel construction using a water blocking structure in a widening segment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX in FIG. 1 (b).
FIG. 3 is a perspective explanatory view for explaining a widening segment ring according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory front view showing a widened segment in a front view (Z direction view) in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory front view illustrating a state when the widened segment is moved radially outward in a front view (Z direction view) in FIG. 3;
6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4, and a cross-sectional view taken along line aa in FIG. 5 showing a shape at the time of attachment and a shape before attachment.
FIG. 7 is an enlarged view of a portion indicated by Y in FIG. 1 (c).
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a portion indicated by Y in FIG. 1 (c).
FIG. 9 is a plan view of a fixing portion in FIG. 4 and a partial cross-sectional view along the line BB thereof.
FIG. 10 is a schematic front view showing a state in which the movable portion is fastened to the fixed portion when the movable portion is stored and the width is widened.
11 is a partially enlarged view of a part P in FIG. 4 and a partially enlarged view of a part Q in FIG. 5;
FIG. 12 is a schematic operation explanatory view for explaining the operation of the water blocking structure in the widened segment according to the embodiment of the present invention, and a partially enlarged view of a D portion thereof.
FIG. 13 is a partially enlarged front view of a main girder showing first and second modified examples of the present embodiment, and a cross-sectional view taken along a line FF thereof.
[Explanation of symbols]
16 Segment ring for widening
17 Widening segment
17A Moving parts
17B Fixed part
20 Widening member
20a Moving surface
20b, 20B side surface
21 Hinge (center of rotation)
31A, 31B, 31C, 33A, 33B, 33C Main girder
33a, 63a Seal groove
33b Main girder rib
33c ridge (projection)
34 bolt insertion hole (fastening hole)
54a Outer peripheral side sealing member (movable part water stopping member)
54b Inner circumference seal member (movable part water stop member)
54c Sealing member on the outer periphery of the widened portion (outer edge water stopping member)
54d Sealing member on outer peripheral side of widened portion (waterproof member inside outer edge)
54e Sealing member on inner peripheral side of widening section (movable section water blocking member)
54f, 54g Seal member (movable part water stopping member)
54h Seal bulge
54p Sealing member (Fixed part water stopping member)
54q seal member
63 Moving part receiving surface (water stop surface)
64a Outer seal member (moving surface water stopping member)
64b Inner seal member (moving surface water stopping member)
65a Bolt fastening hole (first fastening part side fastening hole)
65b bolt fastening hole (second fastening part side fastening hole)
66 bolt member (fastening means)
67a Bolt insertion hole (first movable part side fastening hole)
67b Bolt insertion hole (second movable part side fastening hole)
68 Hinge seal
69 Backup material
70 Sealing member (hinge water blocking member)
71 Sealing material
T fastening means

Claims

It has a movable portion capable of moving outward in the tunnel radial direction, a water blocking structure of a widened segment connected adjacent to each other,
Each main girder of the adjacent widened segments is provided with a fastening hole for penetrating a fastening means for connecting the main girder to each other,
One of the main girders of the movable portion of the widening segment projects from the surface thereof in the connecting direction, and is movable outward in the tunnel radial direction while pressing the other of the main girders of the movable portion of the widening segment. Part water stop member is provided,
The movable-part water blocking member is arranged along at least one of the fastening holes of the main girder through a tunnel radially inward side and along a continuous path in the tunnel circumferential direction. Waterproof structure of widening segment.

The water stopping structure for a widened segment according to claim 1, wherein the movable portion water stopping member has a path passing through one of the fastening holes of the main girder in a radially outward side of the tunnel.

Between the fixed portions of the adjacent widened segments, a fixed portion water stopping member for stopping water in the circumferential direction of the fixed portion is provided so that an end thereof slightly projects toward the movable portion side in the tunnel circumferential direction,
An outer edge of the main girder of the movable part on the side of the fixed part is slidably pressed against an end of the fixed part water stopping member when the movable part moves, and the water stopping member and the tunnel periphery are moved. The water stopping structure for a widened segment according to claim 1, wherein an outer edge water stopping member connected in the direction is provided.

The said outer edge part water stopping member was provided so that the protrusion part extended in the direction along the said outer edge part may be provided in the one connection direction side surface of the said main girder, The Claim of Claim 3 characterized by the above-mentioned. Waterproof structure of widening segment.

A direction along the outer edge water stopping member at a position on the inner side in the tunnel radial direction when the movable portion is moved between the outer edge water stopping member and the fastening hole provided in the vicinity thereof. The water stopping structure for a widened segment according to any one of claims 1 to 4, wherein a water stopping member inside the outer edge portion extended to the outside is disposed.

The movable portion of the widening segment has a moving surface that moves in opposition to the tunnel circumferential side end surface of the fixed portion of the widening segment,
On the moving surface, first and second movable part side fastening holes for fastening the movable part and the fixed part to each other before and after the movement of the movable part are provided,
When the movable part moves, the end of the fixed part facing the moving surface is coaxial with the end of the first and second movable part depending on the position of the first and second movable part side fastening holes. First and second fixing portion side fastening holes are provided so that
The first fixing portion side fastening hole is disposed on the outer side in the tunnel radial direction with respect to the second fixing portion side fastening hole,
A moving surface water stopping member projecting from the end surface toward the moving surface side and slidingly contacting the moving surface is provided at least on the tunnel circumferential side end surface intermediate the first and second fixing portion side fastening holes, The water stopping structure for a widened segment according to any one of claims 1 to 5, wherein the water stopping structure is arranged along a path that is continuous in a depth direction of the fixing portion.

The widening segment according to claim 6, wherein the moving surface water stopping member that slides on the moving surface has a path that passes radially outward of the tunnel with respect to the first fixing portion side fastening hole. Waterproof structure.

It has a movable portion capable of moving outward in the tunnel radial direction, a water blocking structure of a widened segment connected adjacent to each other,
The movable portion is configured to be movable outward in the tunnel radial direction by rotating around a rotation fulcrum provided on a fixed portion of the widening segment,
On the outer side in the tunnel radial direction near the rotation fulcrum, end faces of the movable part and the fixed part are circumferentially opposed to each other over the tunnel extending direction,
Between the end faces,
A backup member facing the outer peripheral portion of the rotation fulcrum and having sliding resistance when pressed against the rotation fulcrum,
A hinge water blocking member disposed on the outer side in the tunnel radial direction of the backup member,
A sealing member that covers the hinge water blocking member from the outside in the tunnel radial direction and prevents the hinge water blocking member from bulging outward from the widening segment is disposed in the tunnel extending direction. The waterproof structure of the widening segment characterized by the following.