JP2009293266A - High-function water-stopping check valve in backfilling material injection hole - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル覆工用セグメント等の抗土水圧構造物に適用される裏込め材注入孔の高止水逆止弁に関するものである。 The present invention relates to a high water check valve for a backfilling material injection hole applied to an anti-earth hydraulic structure such as a tunnel lining segment.
シールド工法のトンネル覆工用セグメント、推進工法の推進管や開削工法の暗渠などの抗土水圧構造物において、トンネル覆工用セグメントを例として説明する。 A tunnel lining segment will be described as an example in a shield lining segment for tunnel lining, a propelling method propelling pipe, and an anti-earth hydraulic structure such as an open-cut culvert.
トンネルの構築に用いられるシールド工法では、地山の安定を図るために、シールドマシンの掘進によって生じる、地山とセグメントリングとの間の空隙に裏込め材を充填しながら施工する。その裏込め材は、シールドマシン本体から注入する同時注入による方法と、セグメント本体に設けた注入孔から注入する即時注入による方法の2つに大別される。後者の即時注入の場合には、本体構造物であるセグメントに貫通した注入孔を設けるため、高い止水性を確保してトンネル内部への漏水を防止する必要がある。 In the shield method used for construction of tunnels, in order to stabilize the natural ground, construction is performed while filling the gap between the natural ground and the segment ring, which is caused by the excavation of the shield machine, with a backfill material. The backfilling material is roughly classified into two methods: a method using simultaneous injection injected from the shield machine main body and a method using immediate injection injected from an injection hole provided in the segment main body. In the case of the latter immediate injection, since an injection hole penetrating the segment which is the main body structure is provided, it is necessary to secure a high water stop and prevent water leakage into the tunnel.
従来においては、注入孔内にヒンジ部により開閉する軟質プラスチック製等の2枚の半円形の弁板により裏込め材の逆流を防止する簡易的な逆止弁 (例えば特許文献1参照)を取り付けて裏込め材を注入し、注入後にOリング付きのプラグを装着して止水を図っている。 Conventionally, a simple check valve (for example, see Patent Document 1) for preventing backflow of backfilling material is installed in the injection hole by two semicircular valve plates made of soft plastic or the like that are opened and closed by a hinge portion. A backfilling material is injected, and after injection, a plug with an O-ring is attached to stop water.
また、特許文献2〜5には、弁体をスプリングの押圧力により弁座に押し付け、裏込め材の注入圧によりスプリングの押圧力に抗して弁体を弁座から離間させて開くように構成された逆止弁が記載されている。
In
なお、本出願人は、シールド工法のセグメント等の裏込め材注入孔に設けられる、逆止弁を用いた止水構造において、逆止弁の止水性の向上、着脱の容易化、安全性の向上を図ることができ、さらに裏込め材の再注入作業の安全性の向上及び作業性の向上を図ることができる裏込め材注入孔の止水構造及び裏込め材の再注入方法を既に出願している(特願2007−170215号)。 In addition, in the water stop structure using the check valve provided in the backfilling material injection hole such as the segment of the shield method, the present applicant has improved the water stop performance of the check valve, facilitated attachment / detachment, and safety. We have already filed a water-stopping structure for the backfilling material injection hole and a refilling method for the backfilling material that can improve the safety of refilling the backfilling material and improve the workability. (Japanese Patent Application No. 2007-170215).
前述した従来のヒンジ部により開閉する簡易逆止弁の場合、止水性が低く、注入終了後プラグを装着する際に、逆止弁から漏れ出た裏込め材が止水箇所であるOリングと注入孔の間に噛み込み、漏水の原因となる場合がある。 In the case of the simple check valve that opens and closes by the conventional hinge portion described above, the water stoppage is low, and when the plug is attached after the injection is completed, the backfill material leaked from the check valve is the O-ring that is the water stop point. It may get caught between the injection holes and cause water leakage.
本発明は、前述のような問題の解決を図ったものであり、シールドセグメント等の抗土水圧構造物の裏込め材注入孔に設けられる逆止弁において、高い止水性を確保することができると共に、注入孔への取り付けも容易に行うことのできる高止水逆止弁を提供することを目的としている。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and can ensure high water blocking in a check valve provided in a backfilling material injection hole of an anti-earth hydraulic structure such as a shield segment. In addition, an object of the present invention is to provide a high water check valve that can be easily attached to the injection hole.
本発明の請求項1は、抗土水圧構造物に埋設される裏込め材注入孔の内部に設けられる逆止弁であり、裏込め材注入孔の内部に挿入される逆止弁本体と、この逆止弁本体と裏込め材注入孔の内面との間に配置される止水部材とから構成され、止水部材の外周面には裏込め材注入孔の雌ねじに嵌合する雄ねじが形成され、かつ、止水部材の内周面には逆止弁本体に向かって広がるテーパー面が形成され、前記逆止弁本体の外周面には止水部材に向かって狭まるテーパー面が形成され、止水部材のテーパー面の内部に逆止弁本体のテーパー面を押し込むことにより止水部材が拡径して止水部材の雄ねじが裏込め材注入孔の雌ねじに密着するように構成されていることを特徴とする高止水逆止弁である。 Claim 1 of the present invention is a check valve provided inside the backfilling material injection hole embedded in the anti-earth hydraulic structure, and a check valve body inserted into the backfilling material injection hole; The water stop member is arranged between the check valve main body and the inner surface of the backfilling material injection hole, and a male screw that fits into the female screw of the backfilling material injection hole is formed on the outer peripheral surface of the water stop member. And a tapered surface that extends toward the check valve body is formed on the inner peripheral surface of the water stop member, and a tapered surface that narrows toward the water stop member is formed on the outer peripheral surface of the check valve body, By pushing the tapered surface of the check valve body into the tapered surface of the water stop member, the water stop member expands in diameter so that the male screw of the water stop member closely contacts the female screw of the backfilling material injection hole. This is a high water check valve characterized by that.
本発明は、シールド工法のトンネル覆工用セグメント、推進工法の推進管や開削工法の暗渠などの抗土水圧構造物に適用されるものであり、例えば図1、図2に示すように、裏込め材のセグメント内面側からセグメント外面側への注入は許容し、かつ、逆方向の流出は阻止する逆止弁本体のセグメント内面側にリング状の止水ゴム等の止水部材を設け、適当な押し込み手段を用いて止水部材のテーパー面の内部に逆止弁本体のテーパー面を押し込み、止水部材を拡径することにより、止水部材の雄ねじが裏込め材注入孔の雌ねじに隙間なく密着し、高い止水性を有する逆止弁が得られるようにしたものである。 The present invention is applied to an anti-earth / water pressure structure such as a tunnel lining segment of a shield method, a propelling pipe of a propulsion method, and a culvert of an open-cut method. For example, as shown in FIGS. A water-stopping member such as a ring-shaped water-stopping rubber is provided on the segment inner surface side of the check valve body that allows injection from the segment inner surface side to the segment outer surface side and prevents reverse flow. By pushing the tapered surface of the check valve body into the tapered surface of the water stop member using a simple pushing means and expanding the water stop member, the male screw of the water stop member is spaced from the female screw of the backfilling material injection hole. In this way, a check valve that adheres closely and has a high water stoppage can be obtained.
逆止弁本体には、種々の形式の逆止弁を用いることができるが、図示例のような止水性の高い圧縮コイルばね方式の逆止弁を用いるのが好ましい。また、逆止弁本体の外径は、裏込め材注入孔の雌ねじの内径よりも小さくされ、逆止弁本体は止水部材の雄ねじにより裏込め材注入孔の内部に固定されることになる。 Although various types of check valves can be used for the check valve body, it is preferable to use a compression coil spring type check valve having a high water stoppage as shown in the illustrated example. Further, the outer diameter of the check valve main body is made smaller than the inner diameter of the female screw of the backfilling material injection hole, and the check valve main body is fixed inside the backfilling material injection hole by the male screw of the water stop member. .
本発明の請求項2は、請求項1に記載の高止水逆止弁において、逆止弁本体には止水部材の中心を貫通するボルトが設けられ、このボルトの先端部に開口部を有する支圧板がナットにより取り付けられ、ナットを締め付けることにより止水部材を逆止弁本体と支圧板とで挟み込むように構成されていることを特徴とする高止水逆止弁である。 According to a second aspect of the present invention, in the high water check valve according to the first aspect, the check valve main body is provided with a bolt penetrating the center of the water stop member, and an opening is formed at the tip of the bolt. The high pressure check valve is characterized in that a supporting pressure plate is attached with a nut and the water stop member is sandwiched between the check valve main body and the pressure support plate by tightening the nut.
テーパー面の押し込み手段は、種々の方法が考えられるが、図1、図2に例示するように、ボルトとナットと支圧板を用いた押し込み手段が好ましい。逆止弁本体のセグメント内面側に拡径部材を設け、この拡径部材の外周面にテーパー面を形成し、支圧板を止水ゴムに当接させ、ナットを締め付けることで、拡径部材を止水部材内に引き込むことができる。図1に示すように、逆止弁本体と拡径部材を溶接等で組み立てるようにしてもよいし、図2に示すように、逆止弁本体と拡径部材を一体成形で製作するようにしてもよい。 Various methods are conceivable for the pushing means for the tapered surface, but as shown in FIGS. 1 and 2, pushing means using a bolt, a nut and a bearing plate are preferable. A diameter expansion member is provided on the inner surface of the segment of the check valve body, a tapered surface is formed on the outer peripheral surface of the diameter expansion member, the pressure bearing plate is brought into contact with the water stop rubber, and the nut is tightened to It can be pulled into the water stop member. As shown in FIG. 1, the check valve body and the enlarged member may be assembled by welding or the like, or as shown in FIG. 2, the check valve body and the enlarged member are manufactured by integral molding. May be.
本発明の請求項3は、請求項2に記載の高止水逆止弁において、支圧板の外周面に、裏込め材注入孔の雌ねじに嵌合する雄ねじが形成されていることを特徴とする高止水逆止弁である。 According to a third aspect of the present invention, in the high water check valve according to the second aspect, a male screw that fits into the female screw of the backfilling material injection hole is formed on the outer peripheral surface of the bearing plate. It is a high stop water check valve.
図3に例示するように、支圧板の外周面にも雄ねじを形成する場合であり、支圧板がねじで裏込め材注入孔に固定されることで、高い圧力を受ける場合でも反力を確保することができ、止水性をさらに高めることができる。 As shown in FIG. 3, a male screw is also formed on the outer peripheral surface of the bearing plate, and the reaction plate is secured to the backfilling material injection hole with a screw to ensure a reaction force even when receiving high pressure. Can be further improved.
以上のような構成の高止水逆止弁において、逆止弁本体を裏込め材注入孔の内部に挿入し、止水部材を裏込め材注入孔の雌ねじにねじ込んでいき、止水部材のテーパー面に止水部材のテーパー面を当接させ、ボルト・ナット・支圧板等からなる押し込み手段を用い、ナットを締め付けることにより、テーパー面同士で止水部材を拡径させ、止水部材の雄ねじを裏込め材注入孔の雌ねじに隙間なく密着させる。 In the high water check valve configured as described above, the main body of the check valve is inserted into the backfilling material injection hole, and the waterstop member is screwed into the female screw of the backfilling material injection hole. The taper surface of the water-stopping member is brought into contact with the taper surface, and the water-stopping member is expanded in diameter between the taper surfaces by tightening the nut using a pushing means including a bolt, a nut, a bearing plate, etc. Close the male screw closely to the female screw of the backfilling material injection hole.
次いで、裏込め材注入孔の入口側の雌ねじに注入管の注入ニップルを接続し、裏込め材を注入し、注入終了後、Oリング付きのプラグを装着して止水を図る。本発明の高止水逆止弁は止水性が極めて高く、プラグを装着する際に、従来のように逆止弁から漏れ出た裏込め材が止水箇所であるOリングと注入孔の間に噛み込むことは無く、漏水を確実に防止することができる。 Next, the injection nipple of the injection tube is connected to the female screw on the inlet side of the backfilling material injection hole, and the backfilling material is injected. After the injection is completed, a plug with an O-ring is attached to stop water. The high water stop check valve of the present invention has extremely high water stoppage, and when a plug is attached, the backfill material leaked from the check valve as in the prior art is between the O-ring and the injection hole, which is the water stop point. It is possible to reliably prevent water leakage.
(1) 逆止弁本体に止水部材を設け、止水部材のテーパー面の内部に逆止弁本体のテーパー面を押し込み、止水部材を拡径することにより、止水部材の雄ねじが裏込め材注入孔の雌ねじに隙間なく密着するようにしたため、高い止水性を有する逆止弁が得られる。 (1) Provide a water stop member on the check valve body, push the taper surface of the check valve body into the taper surface of the water stop member, and expand the diameter of the water stop member. Since the female screw of the filling material injection hole is closely attached to the female screw, there is obtained a check valve having high water stoppage.
(2) 逆止弁本体を裏込め材注入孔内に挿入し、止水部材の雄ねじを裏込め材注入孔の雌ねじに隙間なく密着させることにより、逆止弁を裏込め材注入孔に固定するため、裏込め材注入孔への取り付けも容易に行うことができ、施工効率の向上が図られる。 (2) Insert the check valve body into the backfilling material injection hole, and fix the check valve to the backfilling material injection hole by closely contacting the male screw of the water stop member to the female screw of the backfilling material injection hole. Therefore, attachment to the backfilling material injection hole can be easily performed, and the construction efficiency can be improved.
(3) 逆止弁本体と止水部材による比較的簡単な構成により高止水逆止弁を構成することができ、コストの低減が図られる。 (3) A high-stop water check valve can be configured with a relatively simple structure including the check valve body and the water-stop member, thereby reducing costs.
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、トンネル覆工用セグメントのダクタイルセグメントに適用した場合である。RCセグメント、鋼製セグメント、合成セグメントなどにも適用できることは言うまでもない。さらに、推進工法の推進管や開削工法の暗渠などの抗土水圧構造物などにも適用することができる。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. This embodiment is a case where the present invention is applied to a ductile segment of a tunnel lining segment. Needless to say, the present invention can also be applied to RC segments, steel segments, synthetic segments, and the like. Furthermore, the present invention can be applied to an anti-earth hydraulic structure such as a propulsion pipe of a propulsion method and a culvert of an open-cut method.
図1は本発明の高止水逆止弁の第1実施形態を示す断面図である。図2は第2実施形態を示す断面図である。図3は第3実施形態を示す断面図である。図4は図2の高止水逆止弁の斜視図である。 FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a high water check valve according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third embodiment. 4 is a perspective view of the high water check valve shown in FIG.
図1〜図3の実施形態において、ダクタイルセグメント1のセグメント内面側(トンネル内部側)の鋳鉄部分に一体的な注入管による裏込め材注入孔2が形成され、セグメント外面側(地山側)のコンクリート部分にも注入孔2に連通する裏込め材注入孔3が形成されている。裏込め材注入孔2には台形ねじ等による雌ねじ4が形成されており、この裏込め材注入孔2の内部に本発明の高止水逆止弁10が取り付けられる。
In the embodiment of FIGS. 1 to 3, a backfilling
高止水逆止弁10は、裏込め材注入孔2の内部に挿入される逆止弁本体11と、この逆止弁本体11と裏込め材注入孔2の内面との間に配置される止水部材としてのリング状の止水ゴム12とから構成されている。この実施形態では、逆止弁本体11のセグメント内面側に止水ゴム12が配置されている。
The high
止水ゴム12の外周面には裏込め材注入孔2の雌ねじ4に嵌合する雄ねじ13を形成し、かつ、止水ゴム12の内周面には逆止弁本体11に向かって広がるテーパー面14を形成し、逆止弁本体11の外周面には止水ゴム12に向かって狭まるテーパー面15を形成し、止水ゴム12のテーパー面14の内部に逆止弁本体11のテーパー面15を押し込むことにより止水ゴム12が拡径して止水ゴム12の雄ねじ13が裏込め材注入孔2の雌ねじ4に隙間なく密着するように構成し、高い止水性が得られるようにする。
A
この実施形態では、逆止弁本体11には、止水性の高い圧縮コイルばね方式の逆止弁が用いられている。即ち、逆止弁本体11は、円筒部材20と、円板状の弁座21と、弁体22と、圧縮コイルばね23と、ばね受け部材24から構成されている。弁座21は中央に弁座開口25が形成され、圧縮コイルばね23により押圧された弁体22が弁座開口25を塞ぐようにされている。ばね受け部材24は、例えば平面形状が十字状とされ、4つの裏込め材排出開口26が形成される。
In this embodiment, the check valve
通常は圧縮コイルばね23の押圧力により弁体22が弁座21に押し付けられ、弁座開口25を閉じる。裏込め材注入時は、裏込め材の注入圧により圧縮コイルばね23が圧縮され、弁体22が弁座21から離間して弁座開口25を開く。注入後は、圧縮コイルばね23の伸長力(復元力)により弁体22が弁座21に確実に接触して弁座開口25を確実に閉じ、裏込め材の逆流が確実に防止される。
Normally, the
逆止弁本体11の止水ゴム12側にはリング状の止水ゴム拡径部材30を設け、その外周面にテーパー面15を形成し、ボルト31と、ナット32と、支圧板33を用いて止水ゴム12を拡径させる。止水ゴム拡径部材30の内部には平面形状が十字状のボルト受け部材34を設け、その中央にボルト31の基部を取り付け、ボルト31が止水ゴム12の中心を貫通してセグメント内面側へ突出するようにする。十字状のボルト受け部材34により4つの裏込め材通過開口35が形成される。
A ring-shaped water stop
支圧板33は、リング状の止水ゴム12の端面に当接するリング状の当接板33aと、平面形状が十字状のリブ部材33bから構成され、このリブ部材33bの中心のボルト挿通孔によりボルト31の先端部に取り付けられる。また、十字状のリブ部材33bにより4つの裏込め材通過開口33cが形成される。ボルト31の先端に取り付けたナット32を締め付けることにより、止水ゴム12を止水ゴム拡径部材30と支圧板33で挟み込み、止水ゴム拡径部材30のテーパー面15を止水ゴム12のテーパー面14内に押し込むことができる。
The
図1の実施形態では、逆止弁本体11と止水ゴム拡径部材30とを別体とし、円筒部材20の先端にボルト受け部材34を溶接等で取り付けている。図2、図4の実施形態では、一体成形により部品点数を極力減らしている。即ち、円筒部材20に弁座21・止水ゴム拡径部材30・ボルト受け部材34・ボルト31が一体的に形成されている。また、図2、図4に示すように、円筒部材20の先端部には係止溝36aを有する係止部材36が4箇所設けられており、十字状のばね受け部材24の先端部を係止溝36aに横方向からスライド挿入することにより、ばね受け部材24を簡単に取り付けられるようにしている。
In the embodiment of FIG. 1, the check valve
図3の実施形態は、支圧板33の外周面に、裏込め材注入孔2の雌ねじ4に嵌合する雄ねじ40を形成し、高い圧力を受ける場合、反力を支圧板33により確保できるようにした例である。支圧板33には厚肉の円板を用い、内部には4つの裏込め材通過開口33cが設けられる。この図3は図2に適用した場合であるが、図1にも同様に適用できる。
In the embodiment of FIG. 3, a
なお、逆止弁本体11、止水ゴム拡径部材30、ボルト31、ナット32、支圧板33は、鋼材、強化プラスチック、セラミック等を用いることができる。圧縮コイルばね23は、板ばねや皿ばねなどのその他の弾性部材を使用してもよく、その材質は、鋼、強化プラスチック等を用いることができる。弁体22には、鋼材、強化プラスチック、セラミック、ゴム等を用いることができる。
The check valve
図1〜図3において、止水ゴム拡径部材30を有する逆止弁本体11の外径は、裏込め材注入孔2の雌ねじ4の内径よりも小さく、セグメント内面側から裏込め材注入孔2の内部に挿入することができる。次いで、止水ゴム12を裏込め材注入孔2の雌ねじ4にねじ込んでいき、止水ゴム拡径部材30のテーパー面15に止水ゴム12のテーパー面14を当接させる。次いで、支圧板33とナット32をボルト31取り付け、支圧板33を止水ゴム12に当接させ、ナット32を締め付けることにより、テーパー面14と15で止水ゴム12を拡径させ、止水ゴム12の雄ねじ13を裏込め材注入孔2の雌ねじ4に隙間なく密着させる。図3の場合は、支圧板33をねじ込んでいく点が異なるだけで、その他は同様である。
1 to 3, the outer diameter of the
裏込め材注入孔2の入口側の雌ねじ4に注入管の注入ニップルを接続し、裏込め材を注入する。裏込め材は高止水逆止弁10を通って地山とセグメントリングとの間の空隙に充填される。注入終了後、Oリング付きのプラグを装着して止水を図る。本発明の高止水逆止弁は止水性が極めて高く、プラグを装着する際に、従来のように逆止弁から漏れ出た裏込め材が止水箇所であるOリングと注入孔の間に噛み込むことは無く、漏水を確実に防止することができる。
An injection nipple of an injection tube is connected to the female screw 4 on the inlet side of the backfilling
なお、本発明は以上のような図示例に限定されないことは言うまでもない。例えば、テーパー面14・15をテーパーねじとし、逆止弁本体11のねじ込みで止水ゴム12を拡径させるなど種々の態様が考えられる。
Needless to say, the present invention is not limited to the illustrated examples. For example, various modes are conceivable in which the tapered surfaces 14 and 15 are tapered screws, and the
1…ダクタイルセグメント
2…裏込め材注入孔(トンネル内部側)
3…裏込め材注入孔(地山側)
4…雌ねじ
10…高止水逆止弁
11…逆止弁本体
12…止水ゴム(止水部材)
13…止水ゴムの雄ねじ
14…止水ゴムのテーパー面
15…逆止弁本体のテーパー面
20…円筒部材
21…弁座
22…弁体
23…圧縮コイルばね
24…ばね受け部材
25…弁座開口
26…裏込め材排出開口
30…止水ゴム拡径部材
31…ボルト
32…ナット
33…支圧板
33a…当接板
33b…リブ部材
33c…裏込め材通過開口
34…ボルト受け部材
35…裏込め材通過開口
36…係止部材
36a…係止溝
40…雄ねじ
1 ...
3. Backfilling material injection hole (natural ground side)
4 ...
13 ...
Claims (3)
裏込め材注入孔の内部に挿入される逆止弁本体と、この逆止弁本体と裏込め材注入孔の内面との間に配置される止水部材とから構成され、止水部材の外周面には裏込め材注入孔の雌ねじに嵌合する雄ねじが形成され、かつ、止水部材の内周面には逆止弁本体に向かって広がるテーパー面が形成され、前記逆止弁本体の外周面には止水部材に向かって狭まるテーパー面が形成され、止水部材のテーパー面の内部に逆止弁本体のテーパー面を押し込むことにより止水部材が拡径して止水部材の雄ねじが裏込め材注入孔の雌ねじに密着するように構成されていることを特徴とする高止水逆止弁。 It is a check valve provided inside the backfilling material injection hole embedded in the anti-earth hydraulic structure,
The check valve body is inserted into the backfill material injection hole, and the water stop member is disposed between the check valve body and the inner surface of the backfill material injection hole. A male thread that fits into the female thread of the backfilling material injection hole is formed on the surface, and a tapered surface that extends toward the check valve body is formed on the inner peripheral surface of the water stop member. A tapered surface that narrows toward the water stop member is formed on the outer peripheral surface, and the water stop member expands by pushing the taper surface of the check valve body into the taper surface of the water stop member. A high water check valve, characterized in that is configured to be in close contact with the female screw of the backfilling material injection hole.
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