JP2005282196A - 止水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤改良やトンネル施工時に地中に送り出す推進管の止水に好適で、推進管の推進と揺動を許容しながら、シ−ル部の漏水を防止するとともに、充填したシ−ル材の剥離と消耗を防止し、その補給と補給設備を不要にし、しかもシ−ル機能の低下を未然に防止して、確実かつ安定したシ−ル効果を得られるとともに、シ−ル部に作用する圧力に応じて止水ユニットの連結数を加減して、合理的なシ−ル効果を得られる止水装置を得る。
【解決手段】外側シ−ル筒１３と、その内側に軸方向へ相対動可能に配置した内側シ−ル筒４と、前記外側シ−ル筒１３内面の前後位置に配置し、かつその先端部を前記内側シ−ル筒４の外面に摺動可能に配置した第１シ−ル部材１６と、内外側シ−ル筒１３，４周面と第１シ−ル部材１６との間に充填した第２シ−ル部材１７とを備えた止水装置とし、さらに、前記第２シ−ル部材１７を所定の弾性と可塑性を備えたゲル状部材で構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば地盤改良やトンネル施工時に地中に送り出す推進管の止水に好適で、推進管の推進と揺動を許容しながらシ−ルし、シ−ル部の漏水を防止するとともに、充填したシ−ル材の剥離と消耗を防止し、その補給と補給設備を不要にし、しかもシ−ル機能の低下を未然に防止して、確実かつ安定したシ−ル効果を得られるとともに、シ−ル部に作用する圧力に応じて止水ユニットの連結数を加減して、合理的なシ−ル効果を得られるようにした止水装置に関する。

例えば地盤改良工法として、立坑内に設置したボ−リング装置によって注入管を地盤に水平に推進し、所定位置到達後、前記ボ−リング装置を作動して注入管を引き抜き、同時に先端部から高圧グラウト或いは圧縮空気を噴射して、円筒形の固結体を地盤に成形し、軟弱地盤を改良する方法が知られている。
前記工法において注入管の止水手段は、その後端部周面に設置した口元パッカ−によって行なわれ、同時に前記口元パッカ−を介して、注入管を回動かつ管軸方向へ移動可能に支持していた（例えば、特許文献１）。

しかし、前記口元パッカ−は高価で設置に手間が掛かり、また高圧の土圧や水圧が作用する使用下ではシ−ル能力に限界があり、地下水の漏出が懸念される。

また、他の地盤改良工法として、シ−ルド機内に設置した押出装置によって、内外二重管構造の内管と推進管とを地盤に斜状に推進し、所定位置到達後、前記内管を引き抜き、推進管に凍結管を挿入して周辺地盤を改良する方法が知られている。
前記工法において内管および推進管の止水手段は、それらの後端部に止水バルブと止水装置とを設置して行なっていた（例えば、特許文献２）。

しかし、前記止水手段は、止水バルブと止水装置の占有スペ−スを要し、また推進管または内管の揺動変位の許容範囲が狭く、施工精度の正確性を要求される等の問題があった

一方、揺動かつ管軸方向へ変位する管体の止水手段として、シ−ルド掘進機のテ−ルプレ−トの後端部内面に、ワイヤブラシを所定間隔でリング状に配置し、該ワイヤブラシを、テ−ルプレ−トの内側に構築したセグメントの外面に摺動可能に配置し、かつ相前後するワイヤブラシ間にグリス等の潤滑シ−ル材を充填して、前記ワイヤブラシと潤滑シ−ル材を介し、地下水または裏込み材のシ−ルド機側への侵入を防止するようにしたものがある（例えば、特許文献３，４）。

しかし、前記の止水手段は、シ−ルド掘進機の移動に伴なって、潤滑シ−ル材がセグメントの外面に剥離ないし付着して消耗し、その充填性が低下してテ−ルシ−ル機能が低下するため、絶えず潤滑シ−ル材の補給を要し、その補給設備が不可欠になって、止水手段の構造が複雑化し高価になる等の問題があった。

特許第２６４７５７２号公報 特公平７−８１４９２号公報 実開平５−８３１００号公報 特開平５−２６３５９０号公報

本発明はこのような問題を解決し、例えば地盤改良やトンネル施工時に地中に送り出す推進管の止水に好適で、推進管の推進と揺動を許容しながらシ−ルし、シ−ル部の漏水を防止するとともに、充填したシ−ル材の剥離と消耗を防止し、その補給と補給設備を不要にし、しかもシ−ル機能の低下を未然に防止して、確実かつ安定したシ−ル効果を得られるとともに、シ−ル部に作用する圧力に応じて止水ユニットの連結数を加減して、合理的なシ−ル効果を得られるようにした止水装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、外側シ−ル筒と、外側シ−ル筒の内側に管軸方向へ相対動可能に配置した内側シ−ル筒と、前記外側シ−ル筒内面の前後位置に配置し、かつその先端部を前記内側シ−ル筒の外面に摺動可能に配置した第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面と第１シ−ル部材との間に充填した第２シ−ル部材とを備えた止水装置において、前記第２シ−ル部材を所定の弾性と可塑性を備えたゲル状部材で構成し、従来のような潤滑性や流動性を廃して、内側シ−ル筒の移動による第２シ−ル部材の剥離や消耗を防止し、内外側シ−ル筒間におけるシ−ル作用の低下を防止し、第２シ−ル部材の補給とその設備を不要にするようにしている。

請求項２の発明は、前記外側シ−ル筒の内面に複数の凹凸部を設け、該凹凸部を第２シ−ル部材に食い込ませることで、第２シ−ル部材の移動を防止し、その定着力を強化して、内側シ−ル筒の移動による第２シ−ル部材の剥離や消耗を防止するようにしている。
請求項３の発明は、前記外側シ−ル筒の内面に拡縮可能な複数のチュ−ブ若しくは袋を取り付け、該チュ−ブ若しくは袋に圧力媒体を供給可能にして、前記チュ−ブ若しくは袋を膨張および収縮可能にし、その体積変化を第２シ−ル部材に作用可能にしている。

請求項４の発明は、前記チュ−ブ若しくは袋を常時は収縮させ、第２シ−ル部材を充填した外側シ−ル筒の内圧が所定値以下に低下した際、前記圧力媒体を前記チュ−ブ若しくは袋に供給し、第２シ−ル部材の体積を増加可能にして、第２シ−ル部材の剥離や消耗に伴うシ−ル機能の低下を防止し、確実かつ安定したシ−ル効果を得られるとともに、第２シ−ル部材の補給と補給設備を不要にし、この種装置の構成の簡潔化と低廉化を図るようにしている。

請求項５の発明は、単一の内側シ−ル筒を受け入れ可能な所定長の外側シ−ル筒を設け、該外側シ−ル筒の両端部に第１シ−ル部材を取り付け、該第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面との間に第２シ−ル部材を充填してなる止水ユニットを設け、該止水ユニットを内側シ−ル筒の管軸方向に沿って複数連結可能にし、単一の内側シ−ル筒のシ−ル部に作用する泥水圧等に応じて、止水ユニットを適宜増設し、所期の止水効果を容易かつ速やかに得られるようにしている。

請求項６の発明は、複数の内側シ−ル筒を受け入れ可能な所定長の外側シ−ル筒を設け、該外側シ−ル筒の両端部に第１シ−ル部材を取り付け、該第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面との間に第２シ−ル部材を充填してなる止水ユニットを設け、該止水ユニットを内側シ−ル筒の管軸方向に沿って単一または複数連結可能にし、複数の内側シ−ル筒のシ−ル部に作用する泥水圧等に応じて、止水ユニットを適宜増設し、所期の止水効果を容易かつ速やかに得られるようにしている。
請求項７の発明は、前記外側シ−ル筒を定位置に固定し、前記内側シ−ル筒を管軸方向へ移動可能にし、推進管ないし埋設管を地中へ推進する地盤改良工事の止水装置に好適にしている。
請求項８の発明は、前記内外側シ−ル筒を直管または曲線管状に形成し、種々の形状のシ−ル筒に対応可能にし、地盤改良工事やトンネル施工時の止水に好適にしている。
請求項９の発明は、前記内外側シ−ル筒の断面を円管または矩形管状に形成し、種々の断面のシ−ル筒に対応可能にし、地盤改良工事やトンネル施工時の止水に好適にしている

請求項１の発明は、第２シ−ル部材を所定の弾性と可塑性を備えたゲル状部材で構成したから、従来の第２シ−ル部材のような潤滑性や流動性を廃して、内側シ−ル筒の移動による第２シ−ル部材の剥離や消耗を防止し、内外側シ−ル筒間におけるシ−ル作用の低下を防止するとともに、第２シ−ル部材の補給とその設備を不要にすることができる。

請求項２の発明は、前記外側シ−ル筒の内面に複数の凹凸部を設けたから、該凹凸部を第２シ−ル部材に食い込ませることで、第２シ−ル部材の移動を防止し、その定着力を強化して、内側シ−ル筒の移動による第２シ−ル部材の剥離や消耗を防止することができる
請求項３の発明は、前記外側シ−ル筒の内面に拡縮可能な複数のチュ−ブ若しくは袋を取り付け、該チュ−ブ若しくは袋に圧力媒体を供給可能にしたから、前記チュ−ブ若しくは袋を膨張および収縮可能にし、その体積変化を第２シ−ル部材に作用させることができる。

請求項４の発明は、前記チュ−ブ若しくは袋を常時は収縮させ、第２シ−ル部材を充填した外側シ−ル筒の内圧が所定値以下に低下した際、前記圧力媒体を前記チュ−ブ若しくは袋に供給し、第２シ−ル部材の体積を増加可能にしたから、第２シ−ル部材の剥離や消耗に伴うシ−ル機能の低下を防止し、確実かつ安定したシ−ル効果を得られるとともに、第２シ−ル部材の補給と補給設備を不要にし、この種装置の構成の簡潔化と低廉化を図ることができる。

請求項５の発明は、単一の内側シ−ル筒を受け入れ可能な所定長の外側シ−ル筒を設け、該外側シ−ル筒の両端部に第１シ−ル部材を取り付け、該第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面との間に第２シ−ル部材を充填してなる止水ユニットを設け、該止水ユニットを内側シ−ル筒の管軸方向に沿って複数連結可能にしたから、単一の内側シ−ル筒のシ−ル部に作用する泥水圧等に応じて、止水ユニットを適宜増設し、所期の止水効果を容易かつ速やかに得られる効果がある。

請求項６の発明は、複数の内側シ−ル筒を受け入れ可能な所定長の外側シ−ル筒を設け、該外側シ−ル筒の両端部に第１シ−ル部材を取り付け、該第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面との間に第２シ−ル部材を充填してなる止水ユニットを設け、該止水ユニットを内側シ−ル筒の管軸方向に沿って単一または複数連結可能にしたから、複数の内側シ−ル筒のシ−ル部に作用する泥水圧等に応じて、止水ユニットを適宜増設し、所期の止水効果を容易かつ速やかに得られる効果がある。
請求項７の発明は、前記外側シ−ル筒を定位置に固定し、前記内側シ−ル筒を管軸方向へ移動可能にしたから、推進管ないし埋設管を地中へ推進する地盤改良工事の止水装置に好適な効果がある。

請求項８の発明は、前記内外側シ−ル筒を直管または曲線管状に形成したから、種々の形状のシ−ル筒に対応することができ、地盤改良工事やトンネル施工時の止水に好適な効果がある。
請求項９の発明は、前記内外側シ−ル筒の断面を円管または矩形管状に形成したから、種々の断面のシ−ル筒に対応することができ、地盤改良工事やトンネル施工時の止水に好適な効果がある。

以下、本発明を地盤改良時に布設する推進管の止水に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図６において１は改良対象の地山で、該地山１の適所に立坑２が設けられ、該立坑２の底部に推進装置であるボ−リング装置３が設置されている。
前記ボ−リング装置３は、管材または軸材等の内側シ−ル筒４を把持し、かつこれを地山１に向けて送り出し、または引き抜き可能な推進駆動装置５を備えている。
前記推進駆動装置５は、直線状の管材または軸材を水平または斜状に推進可能にされ、また前記内側シ−ル筒４として、円管または角管状の推進管を使用し、該推進管４を順次継ぎ足して所定長さを得ている。

前記推進管４の先端部に先端装置の外殻を形成する同径の先導管６が連結され、該先導管６の内側に内管（図示略）が収容され、該内管の先端に拡縮ビットを備えた掘削装置７が装着されている。
前記内管は推進管４より若干小径に形成され、該内管はチャッキング装置（図示略）を介して先導管６の内側に着脱可能に装着されている。
前記内管の後端部に後続の複数の内管が継ぎ足され、先導管６の所定位置到達後は、チャッキング装置（図示略）のチャッキングを解除し、前記掘削装置７と共に立坑２側へ引き抜き可能にされている。
図中、８は土留め用の矢板、９はボ−リング装置３の架台、１０は立坑２の壁面に固定した口元管で、該管１０の内側に前記推進管４を誘導可能にしている。

前記口元管１０の外端部に連結管１１が接続され、該連結管１１の外端部に止水装置１２が接続されている。
前記止水装置１２は、前記推進管４を挿入可能な所定長さの外側シ−ル筒１３と、該外側シ−ル筒１３の外端部にボルト１４またはビス等を介して着脱可能に取り付けたシ−ル押え１５と、該外側シ−ル筒１３の外端面とシ−ル押え１５との間に挟持した第１シ−ル部材１６と、外側シ−ル筒１３内の推進管４とシ−ル部材１６，１６との間に充填したゲル状の第２シ−ル部材１７とで、最小単位の止水ユニットを構成している。

このうち、前記外側シ−ル筒１３の両端部にフランジ１３ａが形成され、該フランジ１３ａの外端面に前記第１シ−ル部材１６を接合可能にしている。前記外側シ−ル筒１３の内面全域に多数の凹部１８または凸部１９を設け、前記第２シ−ル部材１７の移動を防止し、その定着性ないし安定性を向上している。

前記シ−ル押え１５は金属板をリング状に形成して構成され、また前記第１シ−ル部材１６はゴム板をリング状に形成して構成され、その中央に形成した通孔２０は推進管４の外径より若干小径に形成され、推進管４および内管の引き抜き後は内管を圧入可能にしている。
この場合、前記第１シ−ル部材１６をゴム板製の代わりに、公知のシ−ル用ワイヤブラシで構成することも可能である。
前記第２シ−ル部材１７は、潤滑性ないし流動性を廃した寒天状若しくはゼリ−状に構成され、かつ水密性と可塑性並びに所定の弾性を備え、推進管４の管軸方向変位および多少の揺動を許容し、原状の形態および姿勢を速やかに回復するとともに、推進管４との接触による剥離を阻止可能にしている。

前記第２シ−ル部材１７は、推進管４の挿入後に充填され、その充填の適否を推進管４の内圧を検出する圧力計２１で確認可能にしている。したがって、前記外側シ−ル筒１３の周面に第２シ−ル部材１７の供給口と抜気口（共に図示略）とが設けられ、これらは常時は閉塞されている。
前記外側シ−ル筒１３の内周面に、柔軟かつ薄厚で拡縮可能な複数のチュ−ブ２２若しくは袋が管管軸方向若しくは円周方向またはその両方向に取り付けられ、それらの連通管に空圧若しくは油圧または水圧源等の適宜な圧力媒体に連通する供給ポンプ２３が接続されている。

前記チュ−ブ２２は、常時は図５のように収縮し第２シ−ル部材１７に圧潰されて、外側シ−ル筒１３の内周面に圧接され、止水装置１２の作動時に外側シ−ル筒１３の内圧が許容値以下に低下した際、前記ポンプ２３を介し、圧縮空気若しくは圧油または水を前記チュ−ブ２２へ圧送し、該チュ−ブ２２を図６のように膨張させて、第２シ−ル部材１６の体積を前記圧力降下相当分増大させ、所期の体積を回復させて、シ−ル性能の低下を防止可能にしている。

なお、この実施形態では止水装置１２を推進管４の止水に適用しているが、推進管４の代わりにシ−ルド掘削機のテ−ルシ−ルに適用することも可能である。

このように構成した止水装置１２は、単一の外側シ−ル筒１３と、リング押え１５と、第１および第２シ−ル部材１６，１７とで、最小単位の止水ユニットを構成し、この止水ユニットをシ−ル部に作用する泥水圧等に応じて増設可能にしている。
前記外側シ−ル筒１３は、その内面に複数のチュ−ブ２２または袋を取り付け、これらを連通管を介し供給ポンプ２３に接続し、また前記内面に多数の凹凸部１８，１９を形成している。

前記第２シ−ル部材１７は、前述のように潤滑性ないし流動性を排除し、適当な弾性と可塑性を備えた寒天状ないしゲル状に構成しているから、後述のように内側シ−ル筒１４の移動による剥離や消耗を阻止し、従来のような第２シ−ル部材の補給や、その補給設備を要しない。したがって、その分この種装置の構成が簡潔になり、これを安価に製作できるとともに、第２シ−ル部材の煩雑な補給から解消される。

次に、前記止水装置１２を用いて地盤改良工事を行なう場合は、立坑２の所定位置にボ−リング装置３を設置し、また立坑２に臨ませて地山１の所定の施工位置に口元管１０を取り付け、該口元管１０に連結管１１を接続する。
そして、前記連結管１１にシ−ル押え１５と第１シ−ル部材１６とを挟んで、外側シ−ル筒１３の一端を連結し、該外側シ−ル筒１３の他端に第１シ−ル部材１６とシ−ル押え１５とを連結する。

前記作業と前後して、先端装置の先導管６の内部に予め内管（図示略）をセットし、該先端装置の前部を外側シ−ル筒１３および連結管１１に貫入して口元管１０に挿入し、先端装置の後部をボ−リング装置３の推進装置５に保持する。
前記先端装置の貫入によって、前記外側シ−ル筒１３の内部に先導管６が位置し、該管６の周面に第１シ−ル部材１６，１６が押し曲げられて密着し、外側シ−ル筒１３内の先導管６と第１シ−ル部材１６，１６との間を気密にする。

このような状況の下で、例えば第２シ−ル部材１７の素材である所定の二種類の薬液を外側シ−ル筒１３の内部に流し込み、これらを前記気密空間に浸透させ、これに所定の硬化剤と促進剤とを所定量注入して前記性状にゲル化し、第２シ−ル部材１７を生成かつ充填する。
その際、外側シ−ル筒１３内の空気は排気口から排気され、また第２シ−ル部材１７の充填の適否は、圧力計２１の指示値で確認する。そして、第２シ−ル部材１７の充填と前後して、各チュ−ブ２２に連通する連通管を供給ポンプ２３に接続する。

このような状況の下で、先端装置の掘削装置７を駆動し、地山１を掘削するとともに、ボ−リング装置３の推進装置５を駆動し、前記地山１の掘削分、先導管６を推進する。
そして、先導管６を所定量推進後、掘削装置７と推進装置５との駆動を停止し、先導管６に推進管４を接続し、該推進管４を推進装置５に保持させ、また内管に後続の内管を接続する。

この後、掘削装置７と推進装置５の駆動を再開し、先導管６と推進管４を推進し、これらを所定量推進後、推進管４に後続の推進管４を継ぎ足し、同時に内管に後続の内管を継ぎ足す。
以下、地山１の掘削と推進管４の接続を繰り返し、先導管６が所定位置に到達したところで、掘削装置７と推進装置５の駆動を停止し、推進管４の推進を終了する。

このように先導管６ないし推進管４の推進時は、これらが外側シ−ル筒１３内を管軸方向へ移動し、その周面に第１シ−ル部材１６，１６の先端部、つまり通孔２０の開口縁部が密着し、前記先端部がその弾性に抗し前記移動方向へ押し曲げられ、第１シ−ル部材１６，１６と先導管６ないし推進管４との間を水密ないし気密にする。
また、外側シ−ル筒１３内に第２シ−ル部材１７が充填され、前記水密ないし気密性を高めるから、連結管１１と先導管６ないし推進管４との間に浸入した泥水等の漏出を確実に阻止する。この状況は図３のようである。

また、先導管６ないし推進管４の推進時は、それらが外側シ−ル筒１３内で径方向に揺動するが、第１シ−ル部材１６，１６が弾性に抗し揺動方向へ押し曲げられ、また第２シ−ル部材１７が揺動変位に応じて弾性変形し、前記揺動変位を吸収して前記揺動を許容する。
この状況は図５のようで、その際にも第１シ−ル部材１６，１６と、先導管６ないし推進管４との間の水密性ないし気密性が維持され、前記泥水等の漏出を阻止する。
なお、この後、推進管４が異方向へ揺動すると、第１シ−ル部材１６，１６が揺動方向へ押し曲げられ、また第２シ−ル部材１７が直ちに弾性変形して前記揺動変位を吸収し、前記揺動を許容する。

一方、前記先導管６ないし推進管４の推進時は、それらの外周面に第２シ−ル部材１７が接触し、第２シ−ル部材１７が先導管６ないし推進管４に剥離され、減量する惧れがある。
しかし、外側シ−ル筒１３内面には多数の凹凸部１８，１９が形成され、これらが第２シ−ル部材１７に食い込み、該シ−ル部材１７の移動ないし剥離を防止する。
また、第２シ−ル部材１７は従来のシ−ル部材のような流動性ないし潤滑性がなく、適度な可塑性と弾性を有するため、先導管６ないし推進管４の剥離作用に堪え、剥離やクラックないし破断の発生を防止する。

そして、万一、第２シ−ル部材１７の充填量が剥離等によって減量すると、外側シ−ル筒１３内の圧力が低下し、その状況が圧力計２１で検出される。
前記検出信号によって、または圧力計２１を検視した作業者によって、供給ポンプ２３を駆動し、圧縮空気または圧油若しくは水を圧潰状態の各チュ−ブ２２に供給する。
このようにすると、前記チュ−ブ２２が一斉に膨らんで、第２シ−ル部材１７が体積膨張し、外側シ−ル筒１３内の圧力が所期の圧力状態を回復し、第２シ−ル部材１７が先導管６ないし推進管４の外周面に密着して、それらの水密性ないし気密性を回復し、前記泥水等の漏出を未然に阻止する。
したがって、従来のようなシ−ル部材の補給や、そのための設備を要せず、確実かつ安定したシ−ル機能を奏する。

推進管４の推進終了後、拡縮ビットを縮小し、推進装置５を逆駆動して内管を立坑２側へ引き抜く。
この場合、内管は推進管４より若干小径であるから、第１および第２シ−ル部材１６，１７との密着状態が低下し、それらの水密性ないし気密性が低下する惧れがある。
その場合は、前述のように供給ポンプ２３を駆動し、圧縮空気または圧油若しくは水を圧潰状態の各チュ−ブ２２へ所要量供給し、各チュ−ブ２２を適宜膨らませて第２シ−ル部材１７を推進管４の外周面に密着し、それらの水密性ないし気密性を回復させる。

このような状況の下で、内管を引き抜き、これを所定長さに切断したところで、推進装置５の逆駆動を再開し、内管を所定長さ引き出して切断する。以下、前記作業を繰り返して内管を引き抜き、先端装置を掘削装置７と一緒に回収する。
この後、地山１に推進管４を残置し、または残置した推進管４にボ−リング装置３を介して凍結管を挿入し、該凍結管から地山１に冷媒を噴出すれば、一連の地盤改良作業が終了する。

図７乃至図１６は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態の構成と対応する部分に同一の符号を用いている。
このうち、図７は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態は同様な二つの止水装置１２、つまり止水ユニットを互いに直列に連結し、先導管６ないし推進管４に対する止水作用を増強するようにした点を特徴にしている。
すなわち、第１および第２シ−ル部材１６，１７に作用する泥水等の圧力に応じて、止水ユニットの取り付け個数を決定し、その止水ユニットをボルト１４、ナットを用いて連結することで行なう。

図８は本発明の第３の実施形態を示し、この実施形態はシ−ル押え１５を矩形リング状に形成し、第１シ−ル部材１６を矩形のゴム板で構成し、その中央に角孔２０を形成し、角管状の先導管６ないし推進管４に適用するようにした点を特徴にしている。

図９および図１０は本発明の第４の実施形態を示し、この実施形態は細長矩形管状の３個の外側シ−ル筒１３と、異形の開口窓２４を形成した細長矩形のシ−ル押え１５と、異形の通孔２０を形成した第１シ−ル部材１６とで、止水装置１２を構成している。
前記通孔２０に３本の推進管４と、これらを連結する小径管状の継手２５，２６とを圧入し、推進管４を一時に複数連結して推進させる場合の止水に適用させた点を特徴にしている。この場合、シ−ル押え１５の代わりに、同位置の外側シ−ル筒１３のフランジ１３ａまたは連結管１１のフランジを用いることで、シ−ル押え１５を省略することも可能である。

図１１および図１２は本発明の第５の実施形態を示し、この実施形態は先導管６ないし推進管４および内管を曲線管で構成し、ボ−リング装置３を曲線ボ−リング装置で構成しており、その施工法および作用効果は前述の実施形態と実質的に同一である。
すなわち、外側シ−ル筒１３を推進管４と同様な曲率の曲線管に形成し、隣接する外側シ−ル筒１３の間に同様な曲率の曲線短管２７を介在して連結している。図中、２８は推進装置５のガイドメンバ−、２９は推進管４の連結装置である。
この場合もシ−ル押え１５の代わりに、同位置の外側シ−ル筒１３のフランジ１３ａ、または曲線短管２７および連結管１１の各フランジを用いることで、シ−ル押え１５を省略することが可能である。

図１３乃至図１６は本発明の第６の実施形態を示し、この実施形態は本発明をトンネルの拡幅ないし築造に当って、パイプル−フ工の施工に適用している。
例えば、図示のように互いに離間して築造した既設のシ−ルドトンネルであるトンネル３０，３１において、その間を切り拡げて拡幅する際、その一方のトンネル３０を例えば工事の発進側とし、他方のトンネル３１を到達側とし、発進側のトンネル３０内に曲線ボ−リング装置３と止水装置１２ａとを斜め下向きに設置し、到達側のトンネル３１内に止水装置１２ｂを斜め上向きに設置している。図中、３２，３３は前記トンネル３０，３１の覆工壁であるセグメントである。

このうち、発進側の止水装置１２ａの外側シ−ル筒１３は、図１４のように推進管４より大径の円管状に形成され、その内面に前述のように複数のチュ−ブ２２若しくは袋を配置し、また外側シ−ル筒１３と推進管４との間に第２シ−ル部材１７を充填している。
前記到達側の止水装置１２ｂの外側シ−ル筒１３は、図１５のように推進管４より大径の矩形管状に形成され、その内面に前述のように複数のチュ−ブ２２若しくは袋を配置し、また外側シ−ル筒１３と推進管４との間に第２シ−ル部材１７を充填している。
このように到達側の外側シ−ル筒１３を矩形管状に形成することで、これが円管状のものに比べて、推進管４の到達位置の自由度が増大し、容易かつ合理的な施工が可能になる
この場合、前記外側シ−ル筒１３の発進側および到達側の双方を、円管状若しくは矩形管状に形成することも可能である。

こうして、トンネル３０，３１間の下側に複数の推進管４を埋設して地山１を保持し、当該部のパイプル−フ工を施工する。この後、前記曲線ボ−リング装置３と止水装置１２ａ，１２ｂを取り外し、これらの取り付け位置を変えてトンネル３０，３１に設置する。
すなわち、発進側のトンネル３０内に止水装置１２ｂを斜め上向きに設置し、また到達側のトンネル３１内に曲線ボ−リング装置３と止水装置１２ａを斜め上向きに設置して、トンネル３０，３１間の上側に複数の推進管４を埋設して地山１を保持し、パイプル−フ工を施工する。
この後、上下の推進管４，４とトンネル３０，３１との間の地山１を掘削し、内側のセグメント３２，３３を切除して、主要な拡幅工事が終了する。このように曲線ボ−リング装置３に止水装置１２ａ，１２ｂを用いることで、曲線管である推進管４の埋設と止水を円滑かつ確実に行なえる。

このように本発明の止水装置は、推進管の推進と揺動を許容しながらシ−ルし、シ−ル部の漏水を防止するとともに、充填したシ−ル材の剥離と消耗を防止し、その補給と補給設備を不要にするとともに、シ−ル機能の低下を未然に防止し、確実かつ安定したシ−ル効果を得られ、しかもシ−ル部に作用する圧力に応じて止水ユニットの連結数を加減して、合理的なシ−ル効果を得られ、例えば地盤改良やトンネル施工時に地中に送り出す推進管の止水に好適である。

本発明を地盤改良時に地中に推進する推進管の止水に適用した施工状況を示す断面図である。 図１の要部拡大図で、止水装置の外観を拡大図示している。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２の右側面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図で、（ａ）は推進管の正常時、（ｂ）は推進管の揺動時を示している。 本発明のシ−ル機能の制御状況を示す断面図である。

本発明の第２の実施形態を示す断面図で、単一の推進管に二つの止水ユニットを連結した状況を示している。 本発明の第３の実施形態を示す断面図で、矩形断面の推進管に本発明を適用した状況を示す側面図である。 本発明の第４の実施形態を示す断面図で、３本の推進管に３個の止水ユニットを連結した状況を示している。 図９の平面図である。 本発明の第５の実施形態を示す断面図で、地盤改良時における曲線管の推進管に本発明を適用した状況を示す側面図である。

図１１の要部を拡大して示す断面図である。 本発明の第６の実施形態を示す断面図で、本発明をトンネル拡幅時のパイプル−フの施工に適用した状況を示している。 図１３のＣ−Ｃ線に沿う断面図で、発進側トンネルの止水装置の要部を拡大して示している。 図１３のＤ−Ｄ線に沿う断面図で、到達側トンネルの止水装置の要部を拡大して示している。 本発明によるパイプル−フ施工終了時の状況を示す断面図である。

符号の説明

４ 内側シ−ル筒（推進管）
１３ 外側シ−ル筒
１６ 第１シ−ル部材
１７ 第２シ−ル部材
１８ 凹部
１９ 凸部
２２ チュ−ブ（袋）

Claims (9)

1. 外側シ−ル筒と、外側シ−ル筒の内側に揺動かつ管軸方向へ相対動可能に配置した内側シ−ル筒と、前記外側シ−ル筒内面の前後位置に配置し、かつその先端部を前記内側シ−ル筒の外面に摺動可能に配置した第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面と第１シ−ル部材との間に充填した第２シ−ル部材とを備えた止水装置において、前記第２シ−ル部材を所定の弾性と可塑性を備えたゲル状部材で構成したことを特徴とする止水装置。
2. 前記外側シ−ル筒の内面に複数の凹凸部を設けた請求項１記載の止水装置。
3. 前記外側シ−ル筒の内面に拡縮可能な複数のチュ−ブ若しくは袋を取り付け、該チュ−ブ若しくは袋に圧力媒体を供給可能にした請求項１記載の止水装置。
4. 前記チュ−ブ若しくは袋を常時は収縮させ、第２シ−ル部材を充填した外側シ−ル筒の内圧が所定値以下に低下した際、前記圧力媒体を前記チュ−ブ若しくは袋に供給し、第２シ−ル部材の体積を増加可能にした請求項３記載の止水装置。
5. 単一の内側シ−ル筒を受け入れ可能な所定長の外側シ−ル筒を設け、該外側シ−ル筒の両端部に第１シ−ル部材を取り付け、該第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面との間に第２シ−ル部材を充填してなる止水ユニットを設け、該止水ユニットを内側シ−ル筒の軸方向に沿って複数連結可能にした請求項１記載の止水装置。
6. 複数の内側シ−ル筒を受け入れ可能な所定長の外側シ−ル筒を設け、該外側シ−ル筒の両端部に第１シ−ル部材を取り付け、該第１シ−ル部材と、内外側シ−ル筒周面との間に第２シ−ル部材を充填してなる止水ユニットを設け、該止水ユニットを内側シ−ル筒の軸方向に沿って単一または複数連結可能にした請求項１記載の止水装置。
7. 前記外側シ−ル筒を定位置に固定し、前記内側シ−ル筒を管軸方向へ移動可能にした請求項１記載の止水装置。
8. 前記内外側シ−ル筒を直管または曲線管状に形成した請求項１または請求項３記載の止水装置。
9. 前記内外側シ−ル筒の断面を、円管または矩形管状に形成した請求項１または請求項３記載の止水装置。
   

Images