JP2794334B2 - 水底トンネル開口端の止水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は水底トンネル開口端の止水装置に関する。

〈従来の技術〉 水底トンネルの施工方法としては、陸上で製作したト
ンネルの一部（トンネルエレメント）を水底に沈めなが
ら順次トンネルを延長していく沈埋工法が知られてい
る。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 沈埋工法にあっては海上作業が多いうえに、大型のド
ックヤードや大型沈埋作業船を必要とする。

そのため、施工期間の長期化や施工コストの高騰化が
指摘されており、その改善案の提案が望まれている。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的
とするところは施工性に優れ、しかもトンネル開口端の
止水を確実に行える水底トンネル開口端の止水装置を提
供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 即ち本発明は水底トンネルの開口端を封鎖して止水す
る止水装置において、相対向して配置した反力枠と止水
板からなり、反力枠は水圧を既設のトンネルに伝える剛
性枠体で、既設のトンネルを構成するリングピースのジ
ョイント部に係止可能な複数の係止ジャッキを有し、止
水板は周縁部に連続して止水材が取り付けてあることを
特徴とする。

〈本発明の説明〉 以下、図面を参照しながら本発明について説明する。

〈イ〉水中掘進機 第１図に水中掘進機の一例を示す。

この水中掘進機は、水上から水中掘進機内にトンネル
の組ピースを搬入し、水中掘進機内でトンネルを組み立
てながら掘進する装置で、シールド本体10と、既設トン
ネル20から反力を得てシールド本体10に掘進力を与える
複数のシールドジャッキ11と、掘削手段と削土排出手段
を備えている。

シールド本体10の上部に開口部12を有し、この開口部
12の外側に開閉自在の水密ゲート13が配備されている。

開口部12は、トンネルの輪切り形状を呈するリングピ
ース21、22…をシールド本体10内に導入するための開口
である。

水密ゲート13は、リングピース21、22…の搬入時に公
知の開閉機構により開閉するゲートである。

さらに、シールド本体10内には掘削部への浸水を規制
するバルクヘッド14が固定してある。

尚、第１図中、15は搬入ガイド、16は排土管、30は既
設トンネル20に被せた覆土、40は水底である。

〈ロ〉リングピース 従来のセグメントは円弧状であるが、本発明ではトン
ネルを一定幅で輪切りしたリング状のリングピース21、
22…を使用する。

〈ハ〉止水装置（第１、２図） 既設トンネルの端を解放した状態で水密ゲート13を開
けると、既設トンネル20内へ浸水してリングピースの接
続作業が困難となる。

そこで、本発明では既設トンネル20の開口端を止水す
る止水装置50を使用して、既設トンネル20内への浸水を
防止した環境下で、リングピースの接続作業を行う。

止水装置50は反力枠51と止水板52とからなる。

反力枠51は水圧を既設トンネルに伝える剛性枠体で、
既設トンネル20を構成するリングピースのジョイント部
に係止可能な複数の係止ジャッキ53が出入り自在に組み
込んである。

各係止ジャッキ53の自由端間はブレース54で連絡して
ある。

止水板52は既設トンネル20の内形より僅かに小さい枠
体で、その前面が止水性に優れたスキンプレート55で被
覆され、さらに止水板52の周縁部に連続して止水材56が
取り付けてある。

止水材56は既設トンネル20の内面と、止水板52との隙
間をシールできる公知のシール材を使用する。

反力枠51と止水板52との間は複数の水平ジャッキ57で
連結され、水平ジャッキ57の伸縮により反力枠51と止水
板52との対向距離を変化できるように構成してある。

〈作用〉 つぎに水底トンネルの施工方法について説明する。

〈イ〉掘進、排土、覆土（第１図） 掘削と並行して既設トンネル20から反力を得て掘進す
る工程や、削土をシールド本体10へ排土する工程は、従
来のシールド技術と同様である。

ただ、水底の浅部を掘進する関係上、既設トンネル20
の上部が露出した状態となるから、順次水上から覆土30
で被覆しておく。

また、既設トンネル20の底部や側部の外周の空隙部に
はモルタル等を注入しておく。

〈ロ〉トンネル開口の封鎖（第１、２図） リングピース23の吊り込みに先行して、止水装置50を
用いて既設トンネル20の開口端を閉鎖しておく。

閉鎖動作は、各係止ジャッキ53を伸長して既設トンネ
ル20の開口端近くのジョイントに係止しておくだけでよ
い。

これにより、既設トンネル20の開口端がスキンプレー
ト55を被覆した止水板52と止水材56により封鎖される。

〈ハ〉リングピースの吊り込み（第１図） つぎに水密ゲート13を開けてリングピース23をシール
ド本体10内へ吊り込み、水密ゲート13を閉じる。

リングピース23の吊り込み時、シールド本体10内に浸
水するが、止水装置50によって既設トンネル20内への浸
水が規制される。

特に、止水装置50にかかる水圧は反力枠51を介して既
設トンネル20で支持される。

つぎに、シールドジャッキ11を利用してリングピース
23を既設のリングピース22へ押し付ける。

〈ニ〉排水（第３図） つづいて、シールド本体10内のバルクヘッド14と止水
板52との間の水を排水する。

この排水作業は既設トンネル20側またはシールド本体
10の掘削部側から排水する。

〈ホ〉掘進 排水作業が完了したらシールドジャッキ11をさらに伸
長して、シールド本体10を１ピースまたは数ピース分だ
け掘進する。

〈ヘ〉止水装置の移動 係止ジャッキ53を収縮してリングピース22、23間に位
置する止水装置50を取り外したら移動してリングピース
23の先端開口端を封鎖しておく。

この作業と並行して、リングピース22、23間をPCボル
ト或はPCケーブルなどで連結し、締結部にコンクリート
やモルタルなどの充填材を充填する。

以上の工程を繰り返しながら所定の長さまでトンネル
を施工する。

〈その他の実施例１〉 第４、５図は止水板52の周縁に膨縮可能な止水材56a
を取り付けた実施例を示す。

この止水材56aは可撓性を有する素材で中空を形成
し、この止水材56aの裾部を予め止水板52の周縁に固定
しておく。

さらに、止水材56aの一部に水や空気などの流体を給
排できるバルブを設けておく。

これにより、流体を供給しなければ止水材56aが収縮
して既設トンネル２の内面から離隔し、流体を供給する
と止水材56aが拡径方向に膨脹して既設トンネル20の内
面に圧着して止水できる。

本実施例によれば、止水材56aを収縮することで、止
水装置50の移動が容易となり、また止水材56aの高圧膨
脹により止水性を向上させることで深海での浸水を確実
に防止できる利点がある。

〈その他の実施例２〉 第６〜８図は、着脱式の止水材56bを用いて止水装置5
0の止水板52と既設トンネル20との間を止水する実施例
を示す。

この止水材56bは、止水板52と既設トンネル20とに跨
がって被覆できる幅の板体からなり、シールド本体に配
備したジャッキ17の端に着脱自在に取り付けてある。

そして、本実施例の場合はジャッキ17を伸長してエン
ドレス形の止水材56bを止水板52と既設トンネル20との
側面に軽く押し付け、第１図の水密ゲート13を開いて水
圧により止水材56bを圧着させ、つぎにジャッキ17のみ
を後退して止水板52と既設トンネル20との間を止水でき
る。

また排水して水圧を解除することで止水材56bを取り
外しできる。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるから次の効果が得ら
れる。

〈イ〉 トンネルの開口端を簡易な操作で確実に止水で
きるので、施工性に優れる。

〈ロ〉 止水装置の移し替えが容易である。

〈ハ〉 拡縮自在の止水材を設ければ、移動操作の軽減
と、止水時の高シール化が図れる。

〈ニ〉 省力化が図れ、自動制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図：水底トンネルの切羽部の縦断面図 第２図：既設トンネルの開口端における止水装置の一部
を省略した斜視図 第３図：リングピースの接続時における水底トンネルの
切羽部の縦断面図 第４、５図：拡縮機能を有する止水材を採用した止水装
置の部分断面図 第６〜８図：他の止水材を採用した止水装置の部分断面
図

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水底トンネルの開口端を封鎖して止水する
   止水装置において、 相対向して配置した反力枠と止水板からなり、 反力枠は水圧を既設のトンネルに伝える剛性枠体で、既
   設のトンネルを構成するリングピースのジョイント部に
   係止可能な複数の係止ジャッキを有し、 止水板は周縁部に連続して止水材が取り付けてあること
   を特徴とする、 水底トンネル開口端の止水装置。
2. 【請求項２】請求項（１）において、止水材を拡縮自在
   に構成したことを特徴とする、水底トンネル開口端の止
   水装置。
3. 【請求項３】請求項（１）において、止水材を止水板か
   ら分離し、止水板と既設トンネルとに跨がって被覆でき
   る幅の無端形の板体で構成したことを特徴とする、水底
   トンネル開口端の止水装置。