JP2767209B2 - シールド工法管路用可撓セグメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法によって
施工される管路において管路内壁に覆工されて支保工を
構築するセグメントであって、剛体素材による複数の構
造部材の間に弾性素材による可撓結合部材が介装されて
前記可撓結合部材の弾性変形によって前記構造部材の相
対変位を許容するよう構成された可撓セグメントに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法によって施工される管路で
は、ブロックに分割されたセグメントを組み合わせて掘
削した部分の内面を覆工し、これによって支保工を構築
する。

【０００３】セグメントは、管路断面の所定幅のリング
をその円周方向に複数に分割した形状であって、通常、
セメントコンクリート又は鋼鉄によって形成されてい
る。セグメントとセグメントの周方向及び管路軸方向の
結合は、ボルト・ナットによる締結が一般的である。

【０００４】ここで、管路には、地盤の不等沈下や地
震、更には近傍の掘削や建築構造物の載荷等に起因して
管路を曲げる力が作用する。セグメントによって覆工さ
れた管路では、このような管路を曲げるように作用する
外力によってセグメントに応力が生ずるが、予想以上に
大きい外力が作用するとリング間の締結ボルトが伸びた
りセグメントが変形したりすることになる。その結果、
セグメント間に隙間が生ずると共に二次覆工面に亀裂が
発生し、漏水や浸入水などによるトラブルが予想され、
更に変形量が大きい場合には締結ボルトの破断の畏れを
も有する。

【０００５】近時、耐震性の向上や軟弱地盤等の悪い条
件でも施工可能な構造が望まれており、そのためには外
力に応じて柔軟に変位し得ると共に、シールド推進時に
作用する管路軸方向の圧縮力に抗することのできる構成
が必要となる。

【０００６】このような要求を満たすものとして、本出
願人は先に特願平５ー３４６６１３号及び特願平５ー３
４６６１４号に示すような可撓セグメントを提案した。

【０００７】即ち、特願平５ー３４６６１３号に示すも
のは、鉄鋼等の剛体素材によって形成された少なくとも
二つの構造部材が、ゴム等の弾性変形可能な弾性結合手
段と、受圧手段と、を並列に挿んで管路軸方向に積層さ
れ、弾性結合手段が隣接する構造部材を結合し、受圧手
段が管路軸方向の圧縮力を受けるように構成したもので
あり、これによれば、シールド推進時に作用する管路軸
方向の圧縮力は受圧手段が受けて安定したシールド推進
が可能であると共に、施工後の地震や地盤の不等沈下等
地盤の変動によって作用する管路軸方向の引っ張りや管
路軸方向と直交する方向の力に対しては弾性結合手段が
変形して地盤の変動に応じた構造部材の相対変位を許容
する。

【０００８】また、特願平５ー３４６６１４号に示すも
のは、鉄鋼等の剛体素材によって形成された少なくとも
二つの構造部材が、ゴム等の弾性変形可能な素材によっ
て形成された弾性部材を介して管路軸方向に積層され、
弾性部材によって隣接する構造部材が結合されると共
に、弾性部材内に該弾性層部材より硬い素材によって形
成された耐力板部材がその板面方向を管路軸方向と直交
する方向として非接着状態で内挿されているものであ
り、これにより、弾性部材の耐圧性が向上し、シールド
推進時に作用する管路軸方向に圧縮する力に対しては小
さい変形量で大きな反力を得て安定したシールド推進が
可能となり、地盤の不等沈下等による管路軸方向の引っ
張りや管路軸方向と直交する方向の力に対しては弾性部
材の弾性によって地盤の変動に応じた構造部材の相対変
位を許容する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く剛体素材による複数の構造部材の間に弾性素材によ
る可撓結合部材が介装されてこの可撓結合部材の弾性変
形によって構造部材の相対変位を許容するよう構成され
た可撓セグメントでは、構造部材の離間変位に伴って可
撓結合部材に痩せが生じ、これによって周方向に隣接す
るセグメントとの結合部の水密性が劣化するという問題
が生ずる。即ち、構造部材が離間する方向に変位する際
には可撓結合部材が伸び変形してこれを許容するが、こ
の時可撓結合部材の体積は変化しないために中央部がく
びれる。厚さ方向の中央部がくびれて多少薄くなっても
問題はないが、セグメントの周方向端面側がくびれる
と、結合部の部分拡大平面図である図３４に示す（Ａ）
の結合時に比較して（Ｂ）に示すように可撓結合部材１
２の端面が構造部材１１の端面（隣接するセグメントと
の結合面）より凹んだ状態となって、隣接するセグメン
トの可撓結合部材１２′との間に隙間６を生じ、外水圧
が作用するとこの隙間６から漏水する虞があるものであ
る。

【００１０】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、構造部材の間に介装された可撓結合部材の弾
性変形によって構造部材の相対変位を許容する構成の可
撓セグメントにおいて、構造部材の離間変位によっても
周方向に隣接するセグメントとの結合部の水密性が劣化
することのない、シールド工法管路用可撓セグメントを
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する本発明
のシールド工法管路用可撓セグメントは、シールド工法
によって施工される管路において管路内壁に覆工されて
支保工を構築するセグメントであって、剛体素材による
複数の構造部材の間に弾性素材による可撓結合部材が介
装されて該可撓結合部材の弾性変形によって前記構造部
材の相対変位を許容するよう構成されたものにおいて、
前記可撓結合部材の周方向の端面には、周方向に隣接す
るセグメントとの結合面である前記構造部材の周方向端
面より外側に膨出形成された止水シール部が設けられて
いることを特徴とする。

【００１２】また、上記止水シール部の管路軸方向の側
面は、当該止水シール部が先細りとなる所定の勾配に形
成されていることを特徴とする。

【００１３】また、記止水シール部の外面に、水膨張ゴ
ム層が設けられていることを特徴とする。

【００１４】また、上記止水シール部の端面の近傍に
は、外周側に開口し内周側に閉塞した有底のシール水圧
作用空間が形成されていることを特徴とする。

【００１５】また、上記シール水圧作用空間内には、水
膨張ゴムが挿置されていることを特徴とする。

【００１６】また、上記シール水圧作用空間の内周面に
は、密閉防止溝が当該シール水圧作用空間の深さ方向に
沿って形成されていることを特徴とする。

【００１７】また、上記止水シール部は、その端面に、
周方向に接続されるセグメントのシール部同士で噛合す
る波形の凹凸が形成されると共に、該端面に隣接して外
周側に開口し内周側に閉塞した有底のシール水圧作用空
間が形成されており、前記シール水圧作用空間の端面側
内壁は前記端面の波形の凹凸に倣って波形に形成され、
前記シール水圧作用空間の端面の凸部と対応する部位に
弾性素材による加圧部材が充填されてこの加圧部材の弾
性復帰力により前記凸部が外側に向けて突出付勢されて
いることを特徴とする。

【００１８】また、上記加圧部材が水膨張ゴムにより形
成されていることを特徴とする。

【００１９】

【作用】可撓結合部材の周方向の端面に、周方向に隣接
する可撓セグメントとの結合面である構造部材の周方向
端面より外側に膨出形成された止水シール部は、施工時
において周方向に隣接する可撓セグメントの周方向端面
同士が突き合わされて結合される際には、接続される可
撓セグメントの止水シール部と干渉して可撓止水部材に
埋没するように弾性変形し、その弾性復帰力で対向する
止水シール部の端面同士が密着する。施工後、可撓止水
部材の弾性変形によって構造部材が離間変位しても、止
水シール部が弾性復帰することで隣接する可撓セグメン
トの止水シール部間に隙間を生ずることなく密着状態を
保つ。

【００２０】また、上記止水シール部の管路軸方向の側
面が、当該止水シール部が先細りとなる所定の勾配に形
成されていることにより、施工時に止水シール部が周方
向に隣接するセグメントの止水シール部と干渉して弾性
変形する際に、管路軸方向に膨出変形することなく可撓
止水部材内に埋没する。

【００２１】また、上記止水シール部の外面に、水膨張
ゴム層が設けられていることにより、水膨張ゴム層が吸
水膨張してシール部同士の圧接力を高める。

【００２２】また、上記シール部の端面の近傍に外周側
に開口し内周側に閉塞した有底のシール水圧作用空間が
形成されていることにより、周方向に隣接する可撓セグ
メントの組立結合の際にシール部の弾性変形が容易とな
ると共に、管路外面に水圧が加わるとシール水圧作用空
間に浸水してその圧力がシール水圧作用空間内から止水
シール部の端面を外側に押し出すように作用し、周方向
に隣接する可撓セグメントの止水シール部同士の圧接力
を高める。

【００２３】また、上記シール水圧作用空間内に、水膨
張ゴムが挿置されていることにより、シール水圧作用空
間内に浸水すると水膨張ゴムが吸水膨張し、その圧力が
シール水圧作用空間内から止水シール部の端面を外側に
押し出すように作用し、周方向に隣接する可撓セグメン
トの止水シール部同士の圧接力を高める。

【００２４】また、上記シール水圧作用空間の内周面
に、密閉防止溝が当該シール水圧作用空間の深さ方向に
沿って形成されていることにより、止水シール部が可撓
止水部材に埋没するよう弾性変形してシール水圧作用空
間が押し潰された状態となっても密閉防止溝が開口を保
ち、外水圧がシール水圧作用空間内に作用する。

【００２５】また、上記止水シール部は、その端面に、
周方向に接続されるセグメントのシール部同士で噛合す
る波形の凹凸が形成されると共に、該端面に隣接して外
周側に開口し内周側に閉塞した有底のシール水圧作用空
間が形成されており、シール水圧作用空間の端面側内壁
は端面の波形の凹凸に倣って波形に形成され、シール水
圧作用空間の端面の凸部と対応する部位に弾性素材によ
る加圧部材が充填されてこの加圧部材の弾性復帰力に前
記凸部が外側に向けて突出付勢されていることにより、
加圧部材の弾性復帰力によって突出付勢された凸部が隣
接する可撓セグメントの止水シール部に密着する。当該
止水シール部と隣接するセグメントの止水シール部との
接触面積が広く密着した状態での変形可能量が大きく、
構造部材の大きな離間変位にも対応できる。更にシール
水圧作用空間への浸水圧力がシール水圧作用空間内から
止水シール部の外面を外側に押し出すように作用し、こ
れによって周方向に隣接するセグメントの止水シール部
同士がより密着する。

【００２６】また、上記加圧部材が水膨張ゴムにより形
成されていることにより、シール水圧作用空間への浸水
によって水膨張ゴムが吸水膨張し、凸部が外側に向けて
突出付勢されて隣接する可撓セグメントの止水シール部
と密着する。

【００２７】

【発明の実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実
施例について説明する。

【００２８】図１は、本発明に係るシールド工法管路用
セグメントの一実施例を適用した可撓セグメントである
セグメント１の斜視図であり、図２はその下面図であ
る。

【００２９】図示セグメント１は、所定厚さの長方形の
板をその長手方向に所定の曲率で屈曲した形状であっ
て、長手方向に所定個数接続することによって所定直径
の一つのリングを形成するようになっている。即ち、換
言すれば、所定幅で所定直径のリングを周方向に複数に
等分割した形状である。

【００３０】その短手方向（管路の軸方向）には、５個
の鋼鉄製の構造部材１１が間に可撓結合部材としての弾
性部材１２を挿んで（即ち弾性部材１２は４個）積層さ
れている。尚、構造部材１１と弾性部材１２の積層数は
これに限るものではない。

【００３１】管路軸方向前後の端面（リング間継手面１
３，１４）には、前端側リング間継手面１３に開放側に
広がる断面形状台形の結合溝１３Ａが形成され、後端側
リング間継手面１４に結合溝１３Ａと対応する断面形状
台形の結合突条１４Ａが突設されている。結合溝１３Ａ
には管路軸方向後方に隣接するセグメントの結合突条が
嵌合し、結合突条１４Ａは管路軸方向前方側に隣接する
セグメントの結合溝に嵌合する。この構成では、管路軸
方向に隣接するセグメント同士の結合は、結合突条と結
合溝が嵌合して接着剤で接着することにより行われる。

【００３２】構造部材１１の周方向の端面（セグメント
継手面１５）は、その延長が当該セグメント１の円弧中
心を通る面に形成され、この端面が周方向に隣接するセ
グメントの構造部材の端面と突き合わされて、周方向に
隣接するセグメント同士は締結ボルトによって締結され
る。

【００３３】中央の３個の構造部材１１には、そのセグ
メント継手面１５に近い内周面側にボルトボックス１６
が形成されており、このボルトボックス１６を介して締
結ボルトが挿通され、そのボルト頭や当該締結ボルトに
螺合するナットはこのボルトボックス１６内に収容され
るようになっている。このボルトボックス１６には、図
示しないが硬質樹脂等耐蝕性の素材で形成された着脱可
能なキャップが装着され、これによってその上面とセグ
メント１の表面（内周面）とが平滑となるようになって
いる。尚、本実施例では管路軸方向に隣接するセグメン
ト同士は前述の如く接着剤により結合するものである
が、接着と締結を併用しても良く、その場合には両端の
構造部材１１にリング間継手面１３，１４に沿って同様
のボルトボックスを配設する。

【００３４】弾性部材１２は、ネオプレンゴム等の弾性
素材により構造部材１１と同一の側面形状で所定厚さに
形成され、図示しないがその内部の両側面近傍にそれぞ
れ鋼板が内挿されると共にこの鋼板に植設されたボルト
を介して構造部材に強固に結合されている。また、その
厚さ方向中央に耐圧板が内挿されることもある。この弾
性部材１２は、両側の構造部材をその弾性によって相対
変位を許容しつつ結合し、このような弾性部材１２が三
層介設されたセグメント１全体では、両端の構造部材１
１は大きな相対変位が可能となっている。

【００３５】弾性部材１２の周方向の端面には、止水シ
ール部としてのシール部２０が構造部材１１の端面より
所定量突出して設けられている。

【００３６】シール部２０は、その部分拡大斜視図を図
３に示すように、厚さ方向は弾性部材１２の厚さ（即ち
セグメント１の厚さ）に等しく、前後方向の側面２１は
平面形状先細りとなる所定角度の斜面に形成されてい
る。

【００３７】このように弾性部材１２の周方向端面に突
設されたシール部２０は、周方向に隣接するセグメント
を結合する際には、図４（Ａ）に結合前（Ｂ）に結合後
の部分拡大平面図をそれぞれ示すように、結合するセグ
メント１′のシール部２０′と干渉し、弾性部材１２内
に埋没状態となるまで弾性変形する。その結果、シール
部２０の端面２２は結合したセグメント１′のシール部
２０′の端面２２′にその弾性復帰力で圧接されて密着
し、セグメント内外（管路内外）の水密性を保つ。尚、
図中３は構造部材１１，１１′のセグメント継手面１
５，１５′間に介装される止水パッキンである。

【００３８】シール部２０の平面形状は前述の如く先細
りに形成されており、このために弾性変形しての弾性部
材１２内への埋没は容易であって弾性部材１２内に埋没
しきらない両側部が構造部材１１の間（セグメント継手
面１５，１５′間）に挟まるといった不具合を生ずるこ
とがない。つまり、シール部２０が弾性部材１２の断面
形状そのままで突設されているとすると、図５（Ａ）に
結合前（Ｂ）に結合後の部分拡大平面図をそれぞれ示す
ように、両側部が弾性部材１２内に埋没しきらず構造部
材１１の接合面１５間に挟まってセグメント１の結合に
支障を来すことがあるが、本構成ではこのようなことは
ないものである。

【００３９】上記の如く構成されたセグメント１は、図
６に示すように可撓性を有しない標準セグメント４の間
に所定間隔で同様のセグメント１が周方向に結合された
リング状に配設され、地震や地盤の不等沈下等によって
管路に屈曲しようとする力が働くと、セグメント１の可
撓性で伸長や管路軸方向と直交する方向に変位を許容し
て応力を緩和する。

【００４０】ここで、構造部材１１が離間する方向の変
位の際には、弾性部材１２は管路軸方向に伸長するため
に当該弾性部材１２に痩せが生ずるが、弾性部材１２の
周方向の端面部（シール部２０部位）は、図７（Ａ）に
部分拡大平面図を示すように突設されたシール部２０が
セグメント結合時において弾性変形して弾性部材１２内
に埋没した状態となっているため、図７（Ｂ）に示すよ
うにシール部１２が弾性復帰することで痩せが補完さ
れ、弾性部材１２の対向面間（シール部２０の端面２
２，２２′間）に隙間を生ずることはない。つまり、弾
性部材１２の周方向の端面が構造部材１１の端面（セグ
メント継手面１５）と同一平面に形成されていると、弾
性部材１２が伸長することによる痩せによってその端面
が構造部材１１の端面より凹んでしまい、その結果、弾
性部材１１の端面間に隙間を生ずることとなるが、本構
成では、シール部２０によってこれが防がれるものであ
る。

【００４１】シール部２０の幅と突出量の関係は、弾性
部材１２の幅：Ｗに対して突出量：Ｈを１５〜２０％程
度とすることが好ましく、１５％以下では水密性が劣
り、２０％以上ではセグメントのはめ込みが難かしく組
立作業性が低下する。

【００４２】図８及び図９には、シール部２０の形状の
異なる実施例を示す。図８に示すものはその端面２２を
セグメント１の厚さ方向（管路の径方向）に平行な中心
軸で円弧状に形成したものであり、図９に示すものはセ
グメント１の幅方向（管路の中心軸と平行な方向）を中
心軸として円弧状に形成し、その前後方向側面２１を斜
面としたものである。図９に示すようにセグメント１の
幅方向を中心軸として形成したものでは、キーセグメン
トの組立が容易となるという利点がある。つまり、既設
のセグメントの間にキーセグメントを嵌合する際には、
キーセグメントのシール部は両側のセグメントのシール
部と干渉するために弾性変形しないと組付けできない
が、図９に示す形状のようにはめ込み方向になだらかに
セグメントの厚さ方向中央部が高くなっているもので
は、嵌合に伴ってシール部２０が直交する方向に容易に
弾性変形してはめ込みが可能となるものである。

【００４３】更に、シール部に、図１０乃至図１５に示
すようにその外面の一部又は全面に吸水して膨張する水
膨張ゴムを配設することにより、この水膨張ゴムが吸水
膨張して隣接するセグメントのシール部同士の圧接力を
増大させ、より水密性を向上させる。図１０に示す構成
は、図３に示す形状のシール部２０に所定幅且つ所定厚
さ（深さ）の水膨張ゴム２４をセグメントの幅方向に沿
って帯状に二条配設したもの、図１１は図８に示す形状
のシール部２０の外面２３を所定厚さの水膨張ゴム層２
５で形成したもの、図１２は図９に示すシール部２０に
そのＡ−Ａ断面図である図１３に示すように所定幅且つ
所定厚さ（深さ）で水膨張ゴム２４をセグメントの幅方
向に沿って帯状に一条配設したものある。また、図１４
は台形状の断面形状でセグメントの幅方向に形成された
シール部２０のセグメント厚さ方向中央に、所定幅且つ
所定厚さ（深さ）で水膨張ゴム２４をセグメントの幅方
向に沿って帯状に配設したものである。セグメントの外
面側に形成された構造部材１１の端面と同一平面の平坦
部１２Ａは、前述のキーセグメントの組立作業の際に嵌
合を容易とするために設けられているものである。図１
５は山形の断面形状でセグメントの幅方向に形成された
シール部２０の稜線に沿って所定幅且つ所定厚さ（深
さ）で水膨張ゴム２４を帯状に配設したものである。

【００４４】図１６及び図１７に示す構成は、シール部
２０にシール水圧作用空間２６を加えたものである。図
１６はシール部２０の部分拡大斜視図、図１７はそのＢ
−Ｂ断面図である。

【００４５】シール水圧作用空間２６は、シール部２０
の端面２２に近接して、外周面側からセグメント１の厚
さ方向（管路の径方向）に弾性部材１２の幅方向に長い
楕円状の穴を不貫通に穿って形成されている。つまり、
外周面側に開口し、内周面側には底が形成されているも
のである。尚、その形状は楕円形に限るものではない。

【００４６】この構成によれば、シール部２０の弾性変
形が容易となり、周方向に隣接するセグメントを結合す
る際におけるセグメントのはめ込みが簡単となって作業
性が向上すると共に、図１８（Ａ）に示す結合初期状態
からセグメントの外周面に水圧（外水圧）が作用すると
シール水圧作用空間２６内に浸水し、このシール水圧作
用空間２６内に作用する水圧が図１８（Ｂ）に示すよう
にシール部２０の端面２２を外側に向けて押圧し、これ
によって対向するシール部２０の端面２２同士が密着し
て水密性が向上する。

【００４７】図１９は前述の図８に示す構成のシール部
２０にシール水圧作用空間２６を設けた構成を、図２０
は前述の図９に示す構成のシール部２０にシール水圧作
用空間２６を設けた構成をそれぞれ示す。

【００４８】更に、部分拡大斜視図である図２１及び部
分平面図である図２２には、シール水圧作用空間２６の
内面に密閉防止溝２７を設けた構成を示す。密閉防止溝
２７は、断面形状三角形の溝であって、シール水圧作用
空間２６の内面にその深さ方向に沿って三条形成されて
いる。これにより、図２３に結合後に伸び変形を生じた
状態を示すようにシール部２０の弾性変形によってシー
ル水圧作用空間２６が潰れて浸水すべき空間がなくなっ
ても、密閉防止溝２７を介して浸水し、水圧の作用が可
能となって水密性を向上させることができる。尚、密閉
防止溝２７は三条に限るものではなく、また、その位置
や形状も適宜変更可能なものである。

【００４９】図２４及びそのＣ−Ｃ断面図である２６図
には、前述の図１９に示すの構成のシール水圧作用空間
２６内に、所定厚さの水膨張ゴム板２８を挿置した構成
を示す。この構成によれば、シール水圧作用空間２６内
で水膨張ゴム板２８が吸水膨張することにより、その膨
張力でシール部２０の外面２２を隣接するセグメントの
シール部に圧接して水密性を向上させる。つまり、高い
水圧が作用しなくてもシール水圧作用空間２６に浸水す
ることで背圧を高めることができるものである。シール
水圧作用空間２６内に挿置された水膨張ゴム板２８は、
セグメント結合時におけるシール部２０の変形ではその
平面図である図２５（Ａ）に示すようにシール水圧作用
空間２６の内壁との間に隙間を有して非圧縮状態であ
り、外側から浸水すると図２５（Ｂ）及びその断面図で
ある図２７に示すように吸水膨張してシール部同士の圧
接力を高めるように作用するように設定されている。

【００５０】次に、図２８にセグメント５の内面図を示
す他の実施例を説明する。

【００５１】図示セグメント５は、全体の構成は前述の
実施例のものと同様であるので同符号を付して説明は省
略する。

【００５２】弾性部材１２の周方向端部には、外周側か
ら視た部分拡大斜視図を図２９に、外周側から視た部分
拡大平面図を図３０にそれぞれ示すシール部３０が設け
られている。

【００５３】シール部３０は、その端面３１に管路軸方
向の波形の波形凹凸が構造部材１１の端面（セグメント
継手面１５）と同一平面を中心として形成されると共
に、この波形凹凸が形成された端面３１に近接してシー
ル水圧作用空間３２が形成され、端面３１とシール水圧
作用空間３２の間がシール壁３３となっている。

【００５４】シール水圧作用空間３２は、セグメント１
の外周面側に開口し、内周面側には底が形成されて開口
せず、その端面３１側の内壁面は端面３１の波形凹凸に
倣う波形となっている。また、端面３１の波形凹凸の凸
部と対応するシール水圧作用空間３２内には、スポンジ
又は軟質ゴムにより形成された加圧部材としての弾性加
圧部材３４が弾性変形した状態で充填配設されており、
この弾性加圧部材３４がその弾性復帰力で端面３１を外
側に加圧付勢している。つまり、弾性部材１２の端面３
１は所定肉厚で波形のシール壁３３によって形成される
と共に、このシール壁３３は弾性加圧部材３４によって
外側に押圧付勢されているものである。

【００５５】セグメント５の周方向両端（弾性部材１２
の両端）のシール部３０の端面の波形凹凸は、その波形
の位相が半波長分ずれて形成されており、これにより、
周方向に隣接するセグメントの構造部材の端面（セグメ
ント継手面１５）を突き合わせると互いのシール部３０
の波形凹凸が噛み合うようになっている。

【００５６】周方向に隣接するセグメントの結合の際に
は、図３１に示すように両セグメント５，５′の弾性部
材１２のシール部３０，３０′の端面３１，３１′の波
形凹凸が噛合すると共に、予め端面３１，３１′に塗布
された接着剤又は結合後充填された接着剤によって端面
３１，３１′間が接着されて、両セグメント５，５′の
シール部３０，３０′のシール壁３３，３３′が接着一
体化される。更に、シール壁３３，３３′は弾性加圧部
材３４，３４の付勢力によって圧接されて密着し、水密
状態となる。

【００５７】上記構成のセグメント５が、弾性部材１２
の弾性変形によって構造部材１１が離間する方向に変位
する際には、弾性部材１２の周方向の結合部は図３２に
示すようにシール部３０のシール壁３３はその波形が直
線状となるように（波形の波長が長くなり振幅も小さく
なるように）弾性変形してこれに追従する。シール壁３
３，３３′の外面（シール部３０，３０′の端面３１，
３１′）は接着されていると共に、シール水圧作用空間
３２内の加圧弾性部材３４の作用によって水密性を保
つ。更に、シール水圧作用空間３２内に浸水するとその
水圧で端面３１，３１′が圧接されて密着し、より水密
性を高める。

【００５８】つまり、この構成によれば、シール壁３３
が波形であるために変形可能量が大きく、セグメント５
の幅方向（管路の軸方向）の大きな変位にも対応できる
と共に、セグメント施工時にはシール部３０を弾性変形
させる必要がないために特にキーセグメントの施行が容
易なものである。

【００５９】更に、弾性加圧部材３４を水膨張ゴムによ
って構成することができ、そうすることにより、図３３
に示すようにシール水圧作用空間３２内に浸水すると弾
性加圧部材３４が窮する膨張して端面３１，３１′が圧
接されて密着することとなり、より水密性を高めること
ができる。

【００６０】尚、波形凹凸の数は、上記実施例に限定さ
れるものではなく、適宜変更可能なものである。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るシール
ド工法管路用可撓セグメントによれば、周方向に隣接す
る可撓セグメントの結合時には、可撓結合部材の周方向
の端面に膨出形成された止水シール部が可撓止水部材に
埋没するように弾性変形するため、その弾性復帰力で対
向する止水シール部の端面同士が密着して高い水密性を
得ることができると共に、施工後、可撓止水部材の弾性
変形によって構造部材が離間変位する際にも止水シール
部が弾性復帰することで隣接する可撓セグメントの止水
シール部間に隙間を生ずることなく密着して漏水を防ぐ
ことができる。つまり、構造部材の離間変位によっても
周方向に隣接するセグメントとの結合部の水密性が劣化
することがないものである。

【００６２】また、止水シール部の管路軸方向の側面
が、当該止水シール部が先細りとなる所定の勾配に形成
されていることにより、セグメント施工時に止水シール
部が弾性変形する際に管路軸方向に膨出変形することな
く可撓止水部材内に埋没し、結合端面間に挟まって不具
合を生ずることがない。

【００６３】また、止水シール部の外面に、水膨張ゴム
層が設けられていることにより、水膨張ゴム層が吸水膨
張してシール部同士の圧接力を高め、水密性の向上に寄
与する。

【００６４】また、可撓結合部材の周方向の端面の近傍
に外周側に開口し内周側に閉塞した有底のシール水圧作
用空間が形成されていることにより、シール部の弾性変
形が容易となって周方向に隣接する可撓セグメントの組
立結合が簡単となると共に、管路外面に水圧が加わると
このシール水圧作用空間に浸水してその圧力がシール水
圧作用空間内から止水シール部の端面を外側に押し出す
ように作用し、周方向に隣接する可撓セグメントの止水
シール部同士の圧接力が高まり、止水シール部同士がよ
り密着して漏水を防ぐ。

【００６５】また、上記シール水圧作用空間内には、水
膨張ゴムが挿置されていることにより、シール水圧作用
空間内に浸水すると水膨張ゴムが吸水膨張し、その圧力
がシール水圧作用空間内から止水シール部の端面を外側
に押し出すように作用し、周方向に隣接する可撓セグメ
ントの止水シール部同士の圧接力が高まり、止水シール
部同士がより密着して水密性が向上し、漏水を防ぐ。

【００６６】また、上記シール水圧作用空間の内周面
に、密閉防止溝が当該シール水圧作用空間の深さ方向に
沿って形成されていることにより、止水シール部が可撓
止水部材に埋没するよう弾性変形してシール水圧作用空
間が押し潰された状態となっても密閉防止溝が開口を保
ち、外水圧をシール水圧作用空間内に導入して作用させ
ることが可能となり、漏水を防ぐことができる。

【００６７】また、上記止水シール部は、その端面に、
周方向に接続されるセグメントのシール部同士で噛合す
る波形の凹凸が形成されると共に、該端面に隣接して外
周側に開口し内周側に閉塞した有底のシール水圧作用空
間が形成されており、シール水圧作用空間の端面側内壁
は端面の波形の凹凸に倣って波形に形成され、シール水
圧作用空間の端面の凸部と対応する部位に弾性素材によ
る加圧部材が充填されてこの加圧部材の弾性復帰力によ
り凸部が外側に向けて突出付勢されていることにより、
加圧部材の弾性復帰力によって突出付勢された凸部が隣
接する可撓セグメントの止水シール部に密着して漏水を
防ぐ。当該止水シール部と隣接するセグメントの止水シ
ール部との接触面積が広いために密着した状態での大き
な変形が可能となり、漏水を防いで構造部材の大きな離
間変位にも対応できる。更にシール水圧作用空間への浸
水圧力がシール水圧作用空間内から止水シール部の外面
を外側に押し出すように作用し、周方向に隣接するセグ
メントの止水シール部同士の圧接力を高めるため、止水
シール部同士がより密着して漏水が防がれる。

【００６８】また、上記加圧部材が水膨張ゴムにより形
成されていることにより、シール水圧作用空間への浸水
によって水膨張ゴムが吸水膨張し、凸部が外側に向けて
突出付勢されて隣接する可撓セグメントの止水シール部
に密着し、水密性を保って漏水を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシールド工法管路用可撓セグメン
トの一実施例を適用したセグメントの正面図である。

【図２】図１の下面図である。

【図３】シール部の部分拡大斜視図である。

【図４】（Ａ）はシール部の結合前の平面図，（Ｂ）は
シール部の結合状態を示す平面図である。

【図５】（Ａ）はシール部の側面を斜面としないものの
結合前の平面図，（Ｂ）はその結合状態を示す平面図で
ある。

【図６】セグメントにより構成される管路を示す斜視図
である。

【図７】（Ａ）は施工時におけるシール部の結合状態を
示す平面図，（Ｂ）は弾性部材が伸長した際のシール部
の状態を示す平面図である。

【図８】シール部の形状の他の実施例の部分拡大斜視図
である。

【図９】シール部の形状の他の実施例の部分拡大斜視図
である。

【図１０】シール部の外面に水膨張ゴムを配設した実施
例の部分拡大斜視図である。

【図１１】シール部の外面に水膨張ゴムを配設した他の
実施例の部分拡大斜視図である。

【図１２】シール部の外面に水膨張ゴムを配設した他の
実施例の部分拡大斜視図である。

【図１３】図１２のＡ−Ａ断面図である。

【図１４】シール部の外面に水膨張ゴムを配設した他の
実施例の部分拡大斜視図である。

【図１５】シール部の外面に水膨張ゴムを配設した他の
実施例の部分拡大斜視図である。

【図１６】シール水圧作用空間を備えたシール部の部分
拡大斜視図である。

【図１７】図１６のＢ−Ｂ断面図である。

【図１８】（Ａ）はシール水圧作用空間を備えたシール
部の施工時における結合状態を示す平面図，（Ｂ）はシ
ール水圧作用空間内に外水圧が作用した際のシール部の
状態を示す平面図である。

【図１９】シール水圧作用空間を備えた異なる形状のシ
ール部の実施例の部分拡大斜視図である。

【図２０】シール水圧作用空間を備えた異なる形状のシ
ール部の実施例の部分拡大斜視図である。

【図２１】シール水圧作用空間の内壁に密閉防止溝を設
けたシール部の部分拡大斜視図である。

【図２２】シール水圧作用空間の内壁に密閉防止溝を設
けたシール部の結合前の平面図である。

【図２３】シール水圧作用空間の内壁に密閉防止溝を設
けたシール部の結合後の平面図である。

【図２４】シール水圧作用空間内に水膨張ゴムを挿置し
たシール部の部分拡大斜視図である。

【図２５】（Ａ）はシール水圧作用空間内に水膨張ゴム
を挿置したシール部の施工時における結合状態を示す平
面図，（Ｂ）は水膨張ゴムが吸水膨張したシール部の状
態を示す平面図である。

【図２６】シール水圧作用空間内に水膨張ゴムを挿置し
たシール部の断面図である。

【図２７】水膨張ゴムが吸水膨張したシール部の断面図
である。

【図２８】本発明に係るシールド工法管路用可撓セグメ
ントの他の実施例を適用したセグメントの内面図であ
る。

【図２９】シール部の部分拡大斜視図である。

【図３０】シール部の結合前の平面図である。

【図３１】シール部の結合状態を示す平面図である。

【図３２】弾性部材が伸長した際のシール部の状態を示
す平面図である。

【図３３】すーる水圧作用空間内の加圧弾性部材として
用いた水膨張ゴムが吸水膨張したシール部の状態を示す
平面図である。

【図３４】（Ａ）は従来例における施工時のシール部の
結合状態を示す平面図，（Ｂ）は弾性部材が伸長した際
のシール部の状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１，５ セグメント（可撓セグメント） １１ 構造部材 １２ 弾性部材（可撓結合部材） １５ リング間継手面（構造部材の周方向端面） ２０，３０ シール部（止水シール部） ２１ 側面（止水シール部の管路軸方向の側面） ２２，３１ 端面（止水シール部の端面） ２４ 水膨張ゴム（水膨張ゴム層） ２５ 水膨張ゴム層 ２６，３２ シール水圧作用空間 ２７ 密閉防止溝 ２８ 水膨張ゴム板（水膨張ゴム） ３４ 加圧弾性部材（加圧部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 11/04 E21D 11/38

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド工法によって施工される管路に
   おいて管路内壁に覆工されて支保工を構築するセグメン
   トであって、剛体素材による複数の構造部材の間に該セ
   グメントと同一の厚みを有する弾性素材による可撓結合
   部材が介装されて該可撓結合部材の弾性変形によって前
   記構造部材の相対変位を許容するよう構成されたものに
   おいて、 前記可撓結合部材の周方向の端面は、周方向に隣接する
   セグメントとの結合面である前記構造部材の周方向端面
   より外側に膨出するようにして止水シール部が一体的に
   形成されており、該止水シール部は、施行時において結
   合する隣接セグメントの止水シール部と干渉し可撓結合
   部材内に埋没状態となるまで弾性変形し、その弾性復帰
   力で結合する隣接セグメントの止水シール部に圧接され
   るとともに、該可撓結合部材の変形によって該構造部材
   が離間変位するとき該止水シール部が弾性復帰すること
   により隣接する可撓セグメントの止水シール部間に隙間
   を生じない突出量に形成されていることを特徴とするシ
   ールド工法管路用可撓セグメント。
2. 【請求項２】 上記止水シール部の管路軸方向の側面
   は、当該止水シール部が先細りとなる所定の勾配に形成
   されていることを特徴とする請求項１に記載のシールド
   工法管路用可撓セグメント。
3. 【請求項３】 上記止水シール部の外面に、水膨張ゴム
   層が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の
   シールド工法管路用可撓セグメント。
4. 【請求項４】 上記止水シール部の端面の近傍には、外
   周側に開口し内周側は閉塞した有底のシール水圧作用空
   間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の
   シールド工法管路用可撓セグメント。
5. 【請求項５】 上記シール水圧作用空間内に、水膨張ゴ
   ムが挿置されていることを特徴とする請求項４に記載の
   シールド工法管路用可撓セグメント。
6. 【請求項６】 上記シール水圧作用空間の内周面には、
   密閉防止溝が当該シール水圧作用空間の深さ方向に沿っ
   て形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記
   載のシールド工法管路用可撓セグメント。
7. 【請求項７】 上記止水シール部は、その端面に、周方
   向に接続されるセグメントのシール部同士で噛合する波
   形の凹凸が形成されると共に、該端面に隣接して外周側
   に開口し内周側に閉塞した有底のシール水圧作用空間が
   形成されており、前記シール水圧作用空間の端面側内壁
   は前記端面の波形の凹凸に倣って波形に形成され、前記
   シール水圧作用空間の端面の凸部と対応する部位に弾性
   素材による加圧部材が充填されてこの加圧部材の弾性復
   帰力により前記凸部が外側に向けて突出付勢されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のシールド工法管路用
   可撓セグメント。
8. 【請求項８】 上記加圧部材が水膨張ゴムにより形成さ
   れていることを特徴とする請求項７に記載のシールド工
   法管路用可撓セグメント。