JP3068031B2 - 到達坑口における止水構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば下水道管
渠や地中電線管の施設工事として採用されている推進工
法において、到達坑口にシールド機が到達した後の水封
のための止水構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド機を用いた推進工法による管渠
等の施工では、発進側の立坑の発進坑口からシールド機
を地山中に送り出して掘進させながらヒューム管を順に
配列していき、シールド機を到達側の坑口まで進ませて
発進坑口と到達側の坑口までの間に連続したヒューム管
による管渠を構築する。

【０００３】このような施工においては、シールド機が
到達側の坑口に進入するときの地下水の流れ込みを防止
するために、シールド機の先導管やスキンプレート及び
これに連なるヒューム管の周りをシールするためのエン
トランスパッキンを坑口周りに設けることが必要とされ
ている。このエントランスパッキンは、坑口の開口縁に
沿って一体に取り付けた弾性変形可能な環状体であり、
その内径をシールド機の先導管及びヒューム管の外径よ
りも小さくし、これらの管の外周に密着させて止水可能
としたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、シールド機
の先導管がエントランスパッキンの中に突入するときに
は、このエントランスパッキンの開口縁部分が一気に先
導管の突入方向に引かれるように変形する。すなわち、
エントランスパッキンはシールド機の先導管の突入方向
とほぼ直交する面内に環状体として展開されているの
で、先導管が突入するときにはエントランスパッキンの
内周縁側に沿って直に先導管の外周面が摺動していき、
これによってエントランスパッキンは急激な曲げ変形を
受ける。

【０００５】このエントランスパッキンの曲げ変形は、
先導管及びスキンプレートが到達側の立坑内に回収され
てヒューム管周りをシールする状態になるまで、先導管
及びスキンプレートによる摺動負荷を伴う。このため、
先導管の突入方向または坑口の開口の向きが適切でない
と、エントランスパッキンの内周縁に対する摺動負荷の
分布が一様でなくなり、局部的に摺動負荷が過大になる
場合がある。

【０００６】このような過大な負荷があると、エントラ
ンスパッキンに亀裂や破断を生じてしまい、到達したヒ
ューム管に対するシール不良を招き、地下水や土砂の立
坑内の流入を発生してしまう。

【０００７】また、エントランスパッキンは先導管の到
達以後は、先導管の進行方向に引かれる方向に変形す
る。このため、ヒューム管が到達する時点まで、エント
ランスパッキンには半径方向の断面に引っ張りが作用し
続けることになり、弾性疲労または弾性破壊を生じやす
い。したがって、ヒューム管に対するエントランスパッ
キンのシール圧が弱くなり、止水不良に陥ってしまう。

【０００８】このように、従来の到達側坑口におけるエ
ントランスパッキンによる止水では、破断や亀裂の発生
及びシール圧の不足を伴う恐れがあり、これを防止する
ためのエントランスパッキンの肉厚を大きくしたり坑口
の軸線方向に複数枚を配列する等の対応が必要であっ
た。

【０００９】更に、施工後にはエントランスパッキンは
ヒューム管の外周面を立坑側に曲げ変形した状態となる
ので、地下水や地山の圧力はこのエントランスパッキン
のシール部分がヒューム管の周面から引き剥がす方向に
作用させる。このため、外部圧力の変動等によってシー
ル面からの漏水が立坑内に浸入してしまい、止水不良の
事故の原因ともなる。

【００１０】本発明において解決すべき課題は、到達側
の坑口に備えるエントランスパッキンの破断や亀裂を生
じることがなく、しかも施工後においても良好なシール
圧が維持できる止水構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、シールド機の
先導管が導入される到達坑口に環状の弾性変形可能なエ
ントランスパッキンと、前記先導管の外径よりも大きい
ほぼ筒状体であって前記到達坑口の内部側から前記エン
トランスパッキンとほぼ同軸上に着脱可能に差し込まれ
るスリーブを形成したリテーナとを備え、前記リテーナ
を、前記エントランスパッキンのシール縁を前記先導管
の進行方向と逆向きに曲げ変形させた退避位置に拘束可
能とするとともに、前記先導管の到達坑口への進行に伴
って当該先導管の先端に係合して前記到達坑口から離脱
可能とした到達坑口における止水構造において、前記到
達坑口の内部側であってその全周囲に、前記スリーブの
半径方向に移動可能に連接され且つ前記リテーナのスリ
ーブの外径に一致させた拘束面により前記スリーブの外
周面を押圧してその軸線方向の移動を拘束可能な複数の
セグメントブロックを配列したことを特徴とする。

【００１２】このような構成により、エントランスパッ
キンの破断や亀裂の発生がなく、先導管に対して良好な
シール圧を維持した止水構造を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の到達坑口の止水構
造の要部を示す縦断面図、図２は到達立坑の内部側から
見た要部の正面図である。

【００１４】図示の状態は、発進立坑から掘進してきた
シールド機の先導管１が到達立坑を構築している矢板に
組み込まれた坑口リング２の到達坑口３に到達した時点
であり、先導管１の先端は到達坑口３から少し内部側ま
で進んでいる。

【００１５】坑口リング２の内面側であって到達坑口３
の開口縁の全周には環状のエントランスパッキン４を取
り付ける。このエントランスパッキン４は弾性変形可能
なシール材であって、その内径を先導管１及び施工され
るヒューム管の外径よりも小さくしたものである。そし
て、エントランスパッキン４は先導管１が突入した後に
初めてその周面に接触させるようにするため、リテーナ
５によって退避位置に拘束されている。

【００１６】リテーナ５は、他の部材も含めた図３の分
解斜視図に示すように、先導管１の外径よりも少し大き
な内径の開口５ｂを持つ面板５ａと、この面板５ａの外
周縁から筒状に一様の径として軸線方向に突き出したス
リーブ５ｃとを形成したものであり、肉厚がたとえば６
〜２２ｍｍ程度の鋼板を素材とする。

【００１７】リテーナ５は、図２に示すようにその外周
に突き当たってこれを拘束する複数のセグメントブロッ
ク６を介して坑口リング２に固定されるもので、図４に
セグメントブロック６及びその固定構造の詳細を示す。

【００１８】セグメントブロック６は同図の（ａ）に示
すように、曲率をリテーナ５のスリーブ５ｃの外径に一
致させた拘束面６ａを内周に形成するとともに、自身が
このスリーブ５ｃに対して半径方向に移動できるように
互いに平行な２条の長孔６ｂを開けたものである。そし
て、セグメントブロック６は、同図（ｂ）に示すよう
に、座金兼用のスペーサリング７をエントランスパッキ
ン４との間に介装するとともに、坑口リング２の外面側
から差し通したボルト８により坑口リング２に固定され
る。

【００１９】ここで、エントランスパッキン４は常に坑
口リング２に対して定位置に固定保持され、セグメント
ブロック６このエントランスパッキン４とは関係なく到
達坑口３の半径方向へ動けるようにする。

【００２０】すなわち、図４の（ｂ）に示すように、ボ
ルト８に螺合する固定ナット９をセグメントブロック６
の長孔６ｂ内に差し込み、これらのボルト８及び固定ナ
ット９によって、スペーサリング７及びエントランスパ
ッキン４を坑口リング２に連結固定する。なお、固定ナ
ット９は長孔６ｂの内周面に干渉しない程度の大きさの
ものとすることは無論である。そして、ボルト８がセグ
メントブロック６より突き出た部分には座金１０ａを介
して操作ナット１０を螺合し、この操作ナット１０の締
め付けによりセグメントブロック６をエントランスパッ
キン４及びスペーサリング７と共に坑口リング２側に固
定可能とする。

【００２１】なお、到達坑口３を形成した坑口リング２
自身は、エントランスパッキン４やリテーナ５を予め備
えた止水用の治具として予め準備しておき、到達立坑の
矢板に組み込むような施工としてもよい。

【００２２】以上の構成において、シールド機の掘進に
よってその先導管１が坑口リング２に接近して到達坑口
３に達する前に、図１及び図２に示すように、リテーナ
５を組み込むことによって、エントランスパッキン４を
その退避位置に拘束する。このような拘束は、リテーナ
５を図１に示すように到達坑口３の中に差し込んでスリ
ーブ５ｃをエントランスパッキン４の中に入り込む位置
に設定することで可能である。

【００２３】すなわち、リテーナ５のスリーブ５ｃを差
し込むときには、操作ボルト１０を緩めて各リテーナ５
を図２において半径方向に広がる位置に設定すれば、ス
リーブ５ｃを拘束面６ａに干渉することなく、図１に示
すようにエントランスパッキン４の中に嵌合させること
ができる。このとき、スリーブ５ｃの差し込み長さは、
エントランスパッキン４の内周縁までの全体がスリーブ
５ｃの外周面に被さる程度とし、エントランスパッキン
４の内周縁の全てをその退避位置に設定する。

【００２４】このリテーナ５の差し込みの設定を終える
と、セグメントブロック６を図２において中心方向に移
動させるようにして拘束面６ａがスリーブ５ｃの周面に
適切な押圧力で接触する位置に設定する。そして、この
位置設定後に操作ナット１０を締め上げれば、各セグメ
ントブロック６は定位置に固定され、拘束面６ａのスリ
ーブ５ｃに対する押圧により、リテーナ５は図１に示す
位置に保持される。

【００２５】ここで、セグメントブロック６によるリテ
ーナ５の拘束は、拘束面６ａによるスリーブ５ｃの半径
方向への押圧力のみであり、この押圧力はセグメントブ
ロック６の位置を図２において半径方向に変えることで
自在に設定できる。そして、このセグメントブロック６
の全体によるリテーナ５に対する拘束力の設定は、先導
管１によるスラストが作用したときにリテーナ５がセグ
メントブロック６から抜け出る程度のものとする。

【００２６】このようなリテーナ５に対するセグメント
ブロック６による拘束力の設定であれば、先導管１が図
１の状態から更に進んで左側へ移動すると、先導管１の
先端面が面板５ａの裏面を押すので、これによりリテー
ナ５はセグメントブロック６の環状列から外れて無縁と
なる。したがって、スリーブ５ｃによって退避姿勢にな
っていたエントランスパッキン４は、図５に示すように
先導管１の外周面に倣うようにして密着することにな
り、先導管１の到達時の止水が可能となる。そして、先
導管１の回収後のヒューム管（図示せず）の到達時にお
いても、エントランスパッキン４は図５の状態でその周
面をシールする。

【００２７】このように、先導管１の到達に合わせてリ
テーナ５はエントランスパッキン４の拘束位置から取り
外され、同時にエントランスパッキン４は図５に示す変
形の態様として先導管１の外周面をシールする。すなわ
ち、エントランスパッキン４は先導管１の進行方向と逆
向きに撓む曲げ変形の断面となるので、先導管１の進行
に伴う摺動接触は圧縮として作用し、従来のように進行
方向と同じ方向への曲げ変形のように引っ張りの作用力
は受けない。したがって、エントランスパッキン４に対
して摺動負荷が局部的に大きくなるようになっても、亀
裂の発生や破断が生じることがなく、施工後のシール圧
の不足を招くことがない。

【００２８】また、エントランスパッキン４が先導管１
の外周面に接触しているときには、立坑の外側からの土
圧や地下水の圧力の作用方向を受けてエントランスパッ
キン４自身が先導管１側に押圧される。したがって、エ
ントランスパッキン４によるシール圧も高く維持され、
より一層効果的な止水が保持される。

【００２９】

【発明の効果】本発明では、先導管が到達坑口に達する
とき、リテーナによって保持されていたエントランスパ
ッキンが先導管の進行方向と逆向きに変形した状態でシ
ールを始めるので、先導管や後続の管が進行してもエン
トランスパッキンのシール部には管の摺動による圧縮が
作用するだけなので、亀裂の発生や破断がなく、良好な
シールが保持される。また、シール後のエントランスパ
ッキンは、土圧や地下水圧を受けて自身を管方向へ押圧
するので、施工後のシール圧も高く維持でき、より一層
良好な止水が可能となる。

【００３０】また、複数のセグメントブロックの位置の
設定だけで、リテーナの固定保持及び先導管の突き当た
りによる坑口からの離脱操作が可能となり、リテーナの
ための複雑な固定構造が不要となり、簡単な設備での施
工が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の到達坑口の止水構造の要部であって
エントランスパッキンがリテーナによって退避姿勢に保
持されている状態を示す断面図である。

【図２】 図１の止水構造を立坑内部側から見た要部の
正面図である。

【図３】 リテーナ，セグメントブロック，スペーサリ
ング及びエントランスパッキンの概略分解斜視図であ
る。

【図４】 セグメントブロック及びエントランスパッキ
ンとの連結構造の詳細であって、（ａ）はセグメントブ
ロックの正面図、（ｂ）は連結構造の要部を示す縦断面
図である。

【図５】 先導管の進行によるリテーナの脱落及びエン
トランスパッキンの先導管周りのシールを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 先導管 ２ 坑口リング ３ 到達坑口 ４ エントランスパッキン ５ リテーナ ５ａ 面板 ５ｂ 開口 ５ｃ スリーブ ６ セグメントブロック ６ａ 拘束面 ６ｂ 長孔 ７ スペーサリング ８ ボルト ９ 固定ナット １０ 操作ナット １０ａ 座金

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド機の先導管が導入される到達坑
   口に環状の弾性変形可能なエントランスパッキンと、前
   記先導管の外径よりも大きいほぼ筒状体であって前記到
   達坑口の内部側から前記エントランスパッキンとほぼ同
   軸上に着脱可能に差し込まれるスリーブを形成したリテ
   ーナとを備え、前記リテーナを、前記エントランスパッ
   キンのシール縁を前記先導管の進行方向と逆向きに曲げ
   変形させた退避位置に拘束可能とするとともに、前記先
   導管の到達坑口への進行に伴って当該先導管の先端に係
   合して前記到達坑口から離脱可能とした到達坑口におけ
   る止水構造において、 前記到達坑口の内部側であってその全周囲に、前記スリ
   ーブの半径方向に移動可能に連接され且つ前記リテーナ
   のスリーブの外径に一致させた拘束面により前記スリー
   ブの外周面を押圧してその軸線方向の移動を拘束可能な
   複数のセグメントブロックを配列したことを特徴とする
   到達坑口における止水構造。