JP2011089266A - トンネル覆工用セグメントのシール材及びシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】一方及び他方のセグメントの接合面の一方の面に粘着されるシール材の粘着が剥がれることのない、シール材と該シール材を用いたシール構造を提供する。
【解決手段】断面ブロック形状の頭部２と頭部の底部に接続部４を介して連続する断面板形状の基部３とが押出成形により一体的に形成され、自然状態において、前記セグメントの接合面に沿う頭部２の一方の面２ａと基部３の一方の面３ａとが幅方向に直線状に連続して形成され、接続部４の一方及び他方の面には長手方向に連続する一方及び他方の溝５、６が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シールド工法によってトンネルの覆工を形成する時に用いられるヒンジ構造のセグメントリングにおいて、セグメントのヒンジ構造の外周部分に形成される略Ｖ形の間隔内に充填されるシール材及び該シール材を用いたシール構造に関する。

特に小口径のトンネルの覆工をシールド工法によって形成する時に用いるヒンジ構造のセグメントリングが、下記特許文献１に示されている。

また、上記ヒンジ構造のセグメントリングを構成するセグメントのヒンジ構造の外周部分には、ヒンジ接合部を支点にセグメントを回転移動させる目的で、略Ｖ形の間隙を設ける必要があり、この間隙に掘削した土砂や裏込め材が入り込まないようにするために、間隙内に長手の弾性体からなるシール材を設けることが、下記特許文献２に示されている。
特許文献２には、上記シール材として、上記略Ｖ形の間隙に嵌合し得る、断面略三角形、略台形、三角形の少なくとも一つの辺を括れさせた略Ｙ字形若しくは略ｙ形のシール材が示されている。

特開平８−３２６４８８号公報 特許第３７９０５１０号公報

しかしながら、特許文献２に示される上記のシール材では、セグメントの回転移動による接合時に上記略Ｖ形の間隙から脱落し、又は、長手方向に折れ曲がるという事故が生じ易いという課題がある。
これは、互いに接合されるヒンジ構造のセグメントの対向する一方の面に、シール材を貼着させた状態で接合を行わせるが、その時にシール材の貼着が不十分であって脱落し易く、或いは、上記略Ｙ字形若しくは略ｙ形のシール材の括れ面とセグメントの接合面との間に、浮き上がり空間が生じ易く、浮き上がり空間を解消するようにシール材をセグメントの接合面に押し付けても、シール材の肉厚による反発力により、貼着が剥がれる為であることを発見した。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、互いに嵌合してヒンジ構造を形成する嵌合凸部と嵌合凹部を有する一方及び他方のセグメントの接合面の、嵌合凸部及び嵌合凹部よりも外周側に形成される間隙内に充填され、前記接合面の一方の面に粘着されるシール材の粘着が剥がれることのない、シール材と該シール材を用いたシール構造を提供することを目的とする。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明に係るシール材は、互いに接合してヒンジ構造を形成する嵌合凹部と嵌合凸部を有する一方及び他方のセグメント１０，１１の接合面の、嵌合凹部及び嵌合凸部よりも外周側に形成される間隙１２内に充填される長手の弾性体からなるトンネル覆工用セグメントのシール材１，１０１において、断面ブロック形状の頭部２，１０２と頭部の底部に接続部４，１０４を介して連続する断面板形状の基部３，１０３とが押出成形により一体的に形成され、自然状態において、前記セグメントの接合面に沿う頭部２，１０２の一方の面２ａ，１０２ａと基部３，１０３の一方の面３ａ，１０３ａとが幅方向に直線状に連続して形成され、接続部４，１０４の一方及び他方の面には長手方向に連続する一方及び他方の溝５，１０５、６，１０６が形成されていることを特徴としている。

前記頭部２，１０２は、前記一方及び他方のセグメント１０，１１の接合面に形成される前記間隙１２内に圧縮状態で充填される断面略三角形状、断面略台形状若しくは断面四角形状などによる断面ブロック形状とされ、前記基部３，１０３は、その肉厚が頭部２，１０２の肉厚よりも薄く、一方及び他方の面を平行とした板形状とされ、前記一方及び他方の溝５，１０５、６，１０６は、略Ｖ形の切り込み溝とされるとともに一方の溝５，１０５よりも他方の溝６，１０６の方が深く形成されていることを特徴としている。

前記シール材１は、全体として発泡クロロプレンゴムにより形成されていることを特徴とする。

前記シール材１０１は、前記頭部１０２がソリッドゴムにより形成されるとともに、その内部にクッション空間１０２ｂが形成され、前記基部１０３が発泡ゴムにより形成され、頭部１０２と基部１０３とが前記接続部１０４を介して押出成形により一体的に形成されていることを特徴とする。

前記シール材１の前記直線状の一方の面には、剥離紙７Ａによって保護された貼着層７が予め形成されていることが望ましい。

本発明に係るシール材構造は、前記シール材１，１０１を用い、互いに接合してヒンジ構造を形成する嵌合凹部と嵌合凸部を有する一方及び他方のセグメント１０、１１の接合面の、嵌合凹部及び嵌合凸部よりも外周側に形成される略Ｖ字形の間隙１２を形成する略く形折曲状の一方の面１０ｂに沿って、前記シール材１，１０１の一方の面を、その前記一方及び他方の溝５，１０５、６，１０６に沿って略く形に折曲させた状態で貼着させて、一方及び他方のセグメントを接合し、間隙１２内にシール材を圧縮状態で充填させたことを特徴としている。

本発明に係るシール材及びシール構造によれば、前記間隙を形成する前記セグメントの一方の面に、前記シール材の一方の面を貼着させた状態で、一方及び他方のセグメントを接合させる時に、セグメントの接合面に沿って、シール材が一方及び他方の溝に沿って無理なく折れ曲がり、曲がり状態が維持された状態で貼着されるので、貼着後のシール材の反発力によりシール材が剥がれ落ちたり曲がったりすることがなく、シール効果が確実になるという効果がある。
さらに、シール材には、その略ブロック形状の頭部に肉薄の接続部を介して、肉薄板状の基部が一体に形成され、基部の一方の面がセグメントの一方の面に貼着されるので、シール材の貼着保持が一層確実となり、また、基部が一方及び他方のセグメントの略Ｖ字形の間隙内方の平行面によって確実に挟持されるところから、シール材の脱落が確実に防止される。

また、シール材の接続部の一方及び他方の面に長手方向に沿って形成される一方及び他方の溝を、略Ｖ形の切り込み溝とするとともに、貼着側の一方の溝よりも他方の溝の方を深く形成させることにより、一方のセグメントの略く形折曲状の一方の面に、シール材を折り曲げ状態で貼着させた時に、無理なくシール材が折れ曲がり貼着され、シール材の反発による脱落が一層確実に防止される。

本発明の第１実施態様に係るシール材の断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、上記シール材を一方のセグメントに貼着した状態の断面図（Ａ）と一方及び他方のセグメントを接合した状態の断面図（Ｂ）である。 本発明の第２実施態様に係るシール材の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図２により、本発明が適応されるヒンジ構造のトンネル覆工用セグメントを説明する。 上記ヒンジ構造のセグメントは、一般に、小口径トンネルの内空内壁をリング状に覆う、３分割型若しくは４分割型の、円弧状のコンクリートセグメントにより構成される。
互いに接合される一方及び他方のセグメント１０，１１の内、一方のセグメント１０の接合面には、断面円弧状の凹部１０ａが形成され、他方のセグメント１１の接合面には、上記凹部１０ａに外側方向からの回転移動により嵌合する円弧状凸部１１ａが形成されている。一方及び他方のセグメント１０，１１の上記嵌合凹部１０ａと嵌合凸部１１ａの外側には、上記回転移動を許容するように、略Ｖ形の間隙１２が形成されている。

略Ｖ字形の間隙１２を形成するように一方のセグメント１０の一方の面１０ｂは、外拡がり略く形折曲状の面とされ、該一方の面１０ｂに、第１実施形態にかかるシール材１が略く形に折曲された状態で貼着させた後に、一方及び他方のセグメント１０，１１をヒンジ接合し、これにより間隙１２内にシール材１が圧縮状態で充填されている。

第１実施形態に係るシール材１は、図１に示すように、長手の弾性体からなり、断面ブロック形状の頭部２の底部に接続部４を介して連続する断面板形状の基部３が押出成形により一体的に形成され、自然状態において、前記セグメント１０の接合面に沿う頭部２の一方の面２ａと基部３の一方の面３ａとが幅方向に直線状に連続して形成されている。

接続部４の一方及び他方の面には長手方向に連続する一方及び他方の溝５、６が形成されている。前記一方及び他方の溝５、６は、略Ｖ形の切り込み溝とされるとともに一方の溝５よりも他方の溝６の方が深く形成されている。

頭部２は、前記間隙１２内に圧縮状態で充填される断面略三角形状、断面略台形状若しくは断面四角形状などによる断面ブロック形状とされ、基部３は、その肉厚が頭部２の肉厚よりも薄く、一方及び他方の面を平行とした板形状とされている。
シール材１の各部の具体的寸法及び角度は、図１にされるとおりであるが、適応されるセグメントの寸法に応じて複数の寸法のシール材１が製造される。
図のシール材１は、その幅方向の長さが略３１ｍｍであり、頭部２は、接続部４側をやや幅狭とした略変形台形状をなし、基部３は、頭部２の幅方向の長さの略２．５倍の長さとされ、頭部２よりも肉薄とした一方及び他方の面を平行とした肉薄板形状とされている。

シール材１の直線状の一方の面（２ａ，３ａ）には、剥離紙７Ａによって保護された貼着層７が予め形成されている。貼着層７は、貼着時、刷毛塗りなどにより形成してもよく、セグメント１０の一方の面１０ｂに貼着層を形成させるようにしても良い。

シール材１は、全体として発泡クロロプレンゴムにより形成されている。

表１は、実施例に係るシール材１の物性の試験結果を示す。表１に示すように、本発明の実施例に係るＣＲ（クロロプレンゴム）製のシール材は、他の材質、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、又はＮＲ（天然ゴム）製のものに比較し、耐酸性・耐アルカリ性、耐摩耗性、耐久性、反発弾性の点で優れているかとから、好ましい。

上記のシール材１を、ヒンジ構造のトンネル覆工用セグメントの外側面に形成される略Ｖ形間隙１２に充填させるためには、図２（Ａ）に示すように、略Ｖ字形の間隙１２を形成する一方のセグメント１０の外拡がり略く形折曲状の一方の面１０ｂに、シール材１の貼着層７の面を貼着させる。この時、シール材１は略く形に折曲された状態で貼着されるが、貼着面側のより浅いＶ溝よりなる一方の溝５がＶ溝が閉じるように自然に押しつぶされ、他方の溝６が無理なくＶ形に広がることになり、またシール材１は全体として発泡クロロプレンゴムにより形成されていることから、施工時に過剰の反発力が生じることがなく、施工時シール材１が脱落するということがない。

この状態で、図２（Ｂ）に示すように、他方のセグメント１１を外方からヒンジ回転させて接合させるが、この時、シール材１の板状基部３が略Ｖ形間隙１２の内方に連続する平行間隙によって挟持され、確実にシール材１が充填施工される。間隙１２のさらに内方には、止水材１３が設けられる。止水材１３は水膨張性材料により形成されることが有効である。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係るシール材１０１を示す。
このシール材１０１は、頭部１０２がソリッドゴムにより形成されるとともに、その内部にクッション空間１０２ｂが形成され、基部１０３が発泡ゴムにより形成され、頭部１０２と基部１０３とが接続部１０４を介して押出成形により一体的に形成されていることを特徴とする。全体として、クロロプレンゴムにより形成される。

その他の形状、及び、施工態様は、上記第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

１，１０１ シール材
２，１０２ 頭部、２ａ，１０２ａ 一方の面、１０２ｂ クッション空間
３，１０３ 基部、３ａ，１０３ａ 一方の面
４，１０４ 接続部
５，１０５ 一方の溝
６，１０６ 他方の溝
７ 貼着層、７Ａ 剥離紙
１０ 一方のセグメント、１０ａ 凹部、１０ｂ 一方の面
１１ 他方のセグメント、１１ａ 凸部
１２ 間隙
１３ 止水材

Claims (7)

1. 互いに接合する一方及び他方のセグメントの接合面の外周側に形成される間隙内に充填される長手の弾性体からなるトンネル覆工用セグメントのシール材において、
   断面ブロック形状の頭部と頭部の底部に接続部を介して連続する断面板形状の基部とが押出成形により一体的に形成され、自然状態において、前記セグメントの接合面に沿う頭部の一方の面と基部の一方の面とが幅方向に直線状に連続して形成され、接続部の一方及び他方の面には長手方向に連続する一方及び他方の溝が形成されていることを特徴とするトンネル覆工用セグメントのシール材。
2. 前記頭部は、前記間隙内に圧縮状態で充填される断面略三角形状若しくは断面略台形状などによる断面ブロック形状とされ、前記基部は、その肉厚が頭部の肉厚よりも薄く、一方及び他方の面を平行とした板形状とされ、前記一方及び他方の溝は、略Ｖ形の切り込み溝とされていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工用セグメントのシール材。
3. 前記一方及び他方の溝は、前記シール材の幅方向に直線状に連続して形成された一方の面の側に形成された一方の溝よりも他方の溝の方が深く形成されていることを特徴とする請求項２に記載のトンネル覆工用セグメントのシール材。
4. 前記シール材は、全体として発泡クロロプレンゴムにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトンネル覆工用セグメントのシール材。
5. 前記シール材は、前記頭部がソリッドゴムにより形成されるとともに、その内部にクッション空間が形成され、前記基部が発泡ゴムにより形成され、頭部と基部とが前記接続部を介して押出成形により一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトンネル覆工用セグメントのシール材。
6. 前記シール材の前記直線状の一方の面には、剥離紙によって保護された貼着層が予め形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のトンネル覆工用セグメントのシール材。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の前記シール材を用い、互いに接合してヒンジ構造を形成する嵌合凹部と嵌合凸部を有する一方及び他方のセグメントの接合面の、嵌合凹部及び嵌合凸部よりも外周側に形成される略Ｖ字形の間隙を形成する略く形折曲状のセグメントの一方の面に沿って、前記シール材の一方の面を、その前記一方及び他方の溝に沿って略く形に折曲させた状態で貼着させた状態で、一方及び他方のセグメントを接合し、前記間隙内にシール材を圧縮状態で充填させたことを特徴とするトンネル覆工用セグメントのシール構造。

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