JP3161343U

JP3161343U - 立坑の止水装置

Info

Publication number: JP3161343U
Application number: JP2010003169U
Authority: JP
Inventors: 克則竹井
Original assignee: トーヨー産業株式会社
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2020-05-14

Abstract

【課題】簡単な構成で以って高い止水性能が得られる立坑の止水装置を提供すること。【解決手段】シールド掘進機の本体外周面と摺接可能なリング状を呈するエントランスパッキンと、このエントランスパッキンを片側に配置した反力筒と、反力筒の内周に膨張自在に付設したリングチューブとを備え、前記リングチューブがチューブ本体と、チューブ本体に外装した保護シートとよりなり、前記保護シートの両端を重ね合わせて重合余長部を形成し、前記重合余長部の端部にストッパリングを収容し、前記重合余長部を挟持して反力筒に固着した。【選択図】図２

Description

本考案は簡単な構造で以って高い止水性能を発揮できる立坑の止水装置に係るものである。

到達坑に到達したシールド掘削機と開口部との間から水や土砂等の噴出を防止する止水装置手段が特許文献１，２により開示されている。

特許文献１に記載された止水装置は、円環状のエントランスゴムと、エントランスゴムの自由端部外側縁に巻着したワイヤーと、エントランスゴムの内側縁に巻着した止水用エアーチューブとを具備し、シールド掘進機が到達坑の鏡部を通過するときに、ワイヤーを緊締してエントランスゴムをシールド掘進機の外周に圧締したのち、止水用エアーチューブに空気を圧入してエントランスゴムとシールド掘進機の外周との間をシールする構造になっている。

特許文献２に記載された止水装置は、到達坑の内壁面にエントランス室を有したエントランス装置と、エントランス室内に膨張自在に設けたシール部材とを具備し、エントランス室内を所定の圧力に加圧した状態でシールド掘削機をエントランス室内に到達させた後、シール部材を膨張させてエントランス室とシールド掘削機との間に充填したモルタルによりシールする構造になっている。

特開平６−１４６７７９号公報特開平１１−２２９７５５号公報

従来の止水装置はつぎの問題点がある。
＜１＞特許文献１に記載の止水装置にあっては、止水用エアーチューブがシールド掘進機の外周面に直接触れる。
そのため、エントランスゴムとシールド掘進機の外周面の間に引き摺り込まれて軟質の止水用エアーチューブが破損し易い。
さらに止水性を高めるために止水用エアーチューブの膨張圧を高めても、止水用エアーチューブの膨張圧がエントランスゴムをシールド掘進機の外周面から離間する方向に作用するため、高いシール性能を発揮できない。
＜２＞特許文献２に記載の止水装置にあっては、止水装置が大掛かりとなって装置コストが嵩む問題があるうえに、シールド掘進機の掘進量に合わせて排水して行うエントランス室内の高圧管理が面倒であるといった問題がある。
さらにシール部材はその外部及び内部にモルタルを充填する際の型枠として機能するだけで、シール部材単独での土圧等の封止を目的としていない。

本考案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、簡単な構成で以って高い止水性能が得られる立坑の止水装置を提供することにある。

本考案に係る立坑の止水装置は、シールド掘進機の本体外周面と摺接可能な立坑の止水装置であって、少なくとも反力筒と、反力筒の内周に膨張自在に付設したリングチューブとを備え、前記リングチューブがチューブ本体と、チューブ本体に外装した保護シートとよりなり、前記保護シートの両端を重ね合わせて重合余長部を形成し、前記重合余長部の端部にストッパリングを収容し、前記重合余長部を挟持して反力筒に固着したことを特徴とする。
本考案は前記立坑の止水装置において、シールド掘進機の本体外周面と摺接可能なリング状を呈するエントランスパッキンをさらに具備し、該エントランスパッキンが反力筒の片側に位置し、シールド掘進機の進行に伴って変形するエントランスパッキンの片面に、リングチューブの膨張力を伝達可能に構成したことを特徴とする。
本考案は前記立坑の止水装置において、リングチューブを複数に分割した円弧状を呈する複数のチューブ体により構成することを特徴とする。
本考案は前記した何れか１つの立坑の止水装置において、前記ストッパリングがワイヤー等の可撓性を有するロープ材であることを特徴とする。

本考案はつぎの効果を奏する。
＜１＞少なくとも反力筒とリングチューブの二つの部材で構成するので、止水装置の構造を簡略化できてコストの大幅な削減が図れる。
＜２＞リングチューブの膨張力をシールド掘進機の本体外周面、又はエントランスパッキンの自由端部へ伝達できるので、大深度でシールド掘進機の引き出しを行う場合にも高いシール性能を発揮できる。
＜３＞止水装置がエントランスパッキンを具備している場合は、リングチューブがシールド掘進機に直接触れないので、シールド掘進機の掘進中にリングチューブが土砂と摩擦して損傷したり摩耗したりすることがなく、良好なシール性能を維持できる
＜４＞リングチューブを構成する保護シートの重合余長部にストッパリングを収容して、反力筒に固着したことで、重合余長部の抜け出しを確実に防止することができる。
＜５＞リングチューブを複数に分割した円弧状のチューブ体によって構成した場合には、複数に分割した各チューブ体の膨張力を個別に調整できる。
したがって、現場の状況に応じてシール力を部分的に最適な圧力に調整することができる。

本考案の実施例１に係る止水装置のモデル図図１の要部の拡大図本考案の実施例２に係る止水装置のモデル図本考案の実施例４に係る止水装置のモデル図

以下、図面を参照しながら本考案の実施の形態について説明する。

（１）止水装置の概要
図１〜図３に到達坑２０に適用した本考案に係る止水装置１０の一例を示す。
図１はシールド掘進機Ｓで掘進した到達坑２０側の壁材２１の鏡部を示し、図２は図１の要部の拡大図を示したものである。
シールド掘進機Ｓは図１の図面右方から左方の到達坑２０へ向けて掘進する。

本考案の止水装置１０は、リング状を呈するゴム製のエントランスパッキン３０と、このエントランスパッキン３０の片側に配置された反力筒４０と、反力筒４０の内周に膨張自在に付設されたリングチューブ５０とを備えている。

尚、シールド掘進機Ｓの進入前のエントランスパッキン３０とリングチューブ５０をそれぞれ図１の二点鎖線で示す。

また本例では、止水装置１０を到達坑２０に面した壁材２１の鏡部に埋設した形態を示すが、止水装置１０を埋設せずに壁材２１の表面に突設してもよい。

（２）エントランスパッキン
エントランスパッキン３０は環状のゴム平板からなり、その内端径はシールド掘進機Ｓの掘削径よりも小さく、その外端径はシールド掘進機Ｓの掘削径よりも大きい。
エントランスパッキン３０の基端部はリンク状を呈する一対の挟持板３１，３１とボルト３２、ナット３３を介して挟着されている。

（３）反力筒
反力筒４０はシールド掘進機Ｓの外径より大径の筒体で、両端を開放した鋼管で構成されている。
反力筒４０はエントランスパッキン３０に対して到達坑２０側に設置してあって、リングチューブ５０の膨張圧力を支持するために機能する。

（４）リングチューブ
図２に拡大して示すように、リングチューブ５０はエントランスパッキン３０に加圧力を加えるための膨張体で、チューブ本体５１と、チューブ本体５１に外装した保護シート５２とよりなる。

（４．１）チューブ本体
チューブ本体５１はリング状を呈する中空チューブであり、その一部に注入口５３を設けている。注入口５３には圧縮空気等の気体や水等の流体を注入するための配管６０が接続してある。
また必要に応じてチューブ本体５１の一部に排出口を設ける場合もある。

チューブ本体５１を反力筒４０に固定するには、反力筒４０の内側に配置したチューブ本体５１の注入口５３を反力筒４０の透孔４１に挿通し、反力筒４０の外面側に露出した注入口５３のねじ部にナット５４を螺着することで固着できる。

チューブ本体５１は収縮状態で反力筒４０に取付けられ、シールド掘進機Ｓが壁材２１を貫通するときに膨張する。

（４．２）保護シート
保護シート５２はチューブ本体５１を保護するとともに、チューブ本体５１を取付けるために機能する超高強度、高弾性率を有する繊維シートであれば使用可能である。
保護シート５２はチューブ本体５１の円周長より長く、チューブ本体５１の全周を被覆する長さに加えてその他に重合余長部５５を形成するだけのシート幅を有する。
保護シート５２はチューブ本体５１に外装しただけでもよいが、チューブ本体５１の外周面に点在させた接着剤を介して付着するとリングチューブ５０の取り扱いに便利である。

（５）リングチューブの固定構造
本考案ではシール時にチューブ本体５１の滑動を防止するため、保護シート５２とリング状のストッパリング１１を利用してチューブ本体５１を反力筒４０に付設するものである。

具体的にリングチューブ５０の固定構造について説明する。
チューブ本体５１の全周を被覆して余った保護シート５２の両端を多重に重ね合わせて袋状の重合余長部５５を形成する。
この重合余長部５５の内側に中間板１２を配置し、袋状に押し返した重合余長部５５の端部にストッパリング１１を収容する。

ストッパリング１１はワイヤー等の可撓性を有するロープ材を使用でき、その径は中間板１２の板厚よりも大きい。
ストッパリング１１に可撓性を有するロープ材を使用するのは、リングチューブ５０を折り畳み式にするためである。

余長部５３を反力筒４０の内周面に配置し、その内側からリング状の挟持板１３を配置する。
このとき、反力筒４０及び挟持板１７の右端外方にストッパリング１１を収容した重合余長部５５の端部を位置させることが肝要である。

最後に、挟持板１２、重合余長部５５、中間板１２及び反力筒４０にボルト１４を挿通し、ナット１５を締付けることで重合余長部５５を反力筒４０の内面に固定できる。

［シール作用］
つぎにシールド掘進機Ｓが壁材２１の鏡部を掘進して到達坑２０内に到達する際における、止水装置１０の作用について説明する。

（１）リングチューブの膨張
到達坑２０の壁材２１には、シールド掘進機Ｓの貫通位置に既述した止水装置１０が設置してある。
シールド掘進機Ｓが止水装置１０を構成するエントランスパッキン３０を通過する際、流体供給手段６１に接続した配管６０を通じてチューブ本体５１へ流体を注入してリングチューブ５０を膨張させる。
リングチューブ５０の膨張開始時期は、シールド掘進機Ｓの先端部が止水装置１０を構成するエントランスパッキン３０に到達する前であればよい。

（２）エントランスパッキンの弾性変形
シールド掘進機Ｓが到達坑２０へ向けて掘進して止水装置１０を通過する際に、エントランスパッキン３０の自由端部が、掘進機Ｓの進行方向に向けて弾性変形するとともに、弾性変形したエントランスパッキン３０の自由端部がシールド掘進機Ｓの本体外周面に摺接する。

（３）エントランスパッキンの高圧シール
リングチューブ５０の膨張力は反力筒４０で支持される。
そのため、リングチューブ５０の膨張反力は、弾性変形したエントランスパッキン３０の自由端部に作用する。
その結果、エントランスパッキン３０の自由端部がシールド掘進機Ｓの本体外周面に圧接されて、到達坑２０内への止水が確保される。

エントランスパッキン３０の自由端部がシールド掘進機Ｓの本体外周面に圧接する圧力は、リングチューブ５０の膨張反力に比例するから、大深度でシールド掘進機Ｓの引き出しを行う場合にも高いシール性能を発揮できる。
またリングチューブ５０はシールド掘進機Ｓに直接触れないので、シールド掘進機Ｓの掘進中にリングチューブ５０が土砂と摩擦して損傷したり摩耗したりすることがなく、良好なシール性能を維持できる。

（４）保護シートの抜け出し規制
リングチューブ５０を構成するチューブ本体５１の膨張に伴い、挟持板１３で挟持した保護シート５２の重合余長部５５に抜け出し力が作用する。
本考案では、重合余長部５５の端部にストッパリング１１を収容し、膨出させた重合余長部５５の端部が、挟持板１７の右端外方に当接するように構成している。
そのため、チューブ本体５１が膨張しても、重合余長部５５の端部が挟持板１７の端部に当接して支持されるため、重合余長部５５の抜け出しを確実に防止できる。

本考案がエントランスパッキン３０とリングチューブ５０の組合せを採用したのは、リングチューブ５０の膨張圧力を高めるためである。
一般に特許文献２に記載のシール部材はその膨張力を高めると、流体が漏出する問題と、シール部材の固定部が剥がれるといった問題がおきる。
そのため、従来のシール材は１０ｋｇｆ／ｃｍ²までの膨張圧力が限界とされていたが、本考案ではこれ以上の高圧でリングチューブ５０の膨張が可能である。

（５）シール径の調整
本考案の止水装置１０はシールド掘進機Ｓだけでなく、シールド掘進機Ｓより小径のセグメントトンネル（図示を省略）に対してもシール可能である。
すなわち止水装置１０は、リングチューブ５０の膨張圧力を変更することで、エントランスパッキン３０に圧接する内径を調整できる。
したがって、リングチューブ５０の膨張圧力を高めて内径を小さくすれば、セグメントトンネルの外周面に圧接できるから、セグメントトンネルに対して同様に高いシール性能を発揮できる。

以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例１と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図３は他のエントランスパッキン３０に適用した実施例２に係る止水装置１０を示すものである。
本例のエントランスパッキン３０は反力筒４０とリンク状の挟持板３１の間に挾持される基部３０ａと、シールド掘進機Ｓの進行方向に向けてテーパ状に傾斜した傾斜部３０ｂと、反力筒４０と略平行に形成した水平部３０ｃとを有し、これらを一体に形成した公知のパッキンである。
本実施例におけるリングチューブ５０の構造やその固定構造は既述した実施例１と同様である。
本実施例にあっては、リングチューブ５０の膨張圧力がエントランスパッキン３０の水平部３０ｃに作用することになる。

図２，３に示した実施例においては、エントランスパッキン３０を押圧するために反力筒４０の内周に付設したリングチューブ５０が無端構造のチューブである場合について説明したが、リングチューブ５０を複数に分割し、複数に分割した円弧状のチューブ体によってエントランスパッキン３０を部分的に押圧するように構成してもよい。

複数に分割した各チューブ体に対しては注入口５３と配管６０を設けて個別に流体の注入を行う。
本実施例にあっては、複数に分割した各チューブ体の膨張力を個別に調整できるから、現場の状況に応じてシール力を部分的に最適な圧力に調整することができる。

図４はエントランスパッキン３０を省略した実施例４に係る止水装置１０を示すものである。本実施例では反力筒４０とリングチューブ５０とにより止水装置１０を構成し、リングチューブ５０が直接シールド掘進機Ｓの本体外周面に当接する。
リングチューブ５０は先の実施例１と同様にチューブ本体５１と、チューブ本体５１に外装した保護シート５２とで構成されていて、シールド掘進機Ｓの本体外周面に当接してシールする。

本実施例にあっては、リングチューブ５０の外周面を超高強度、耐摩耗性を有する素材の保護シート５２で被覆して保護しているので、シールド掘進機Ｓとの摺動によりリングチューブ５０の損傷や摩耗の心配がないうえに、リングチューブ５０の可撓性によりシールド掘進機Ｓの本体外周全面に密着できるので、エントランスパッキン３０を省略しても、良好なシール性能を発揮することができる。

止水装置１０の適用は到達坑２０に限定されるものではなく、発進坑に適用してもよい。

１０止水装置
１１ストッパリング
２０到達坑
３０エントランスパッキン
４０反力筒
５０リングチューブ
５１チューブ本体
５２補強シート
５５重合余長部

Claims

シールド掘進機の本体外周面と摺接可能な立坑の止水装置であって、
少なくとも反力筒と、反力筒の内周に膨張自在に付設したリングチューブとを備え、
前記リングチューブがチューブ本体と、チューブ本体に外装した保護シートとよりなり、
前記保護シートの両端を重ね合わせて重合余長部を形成し、
前記重合余長部の端部にストッパリングを収容し、
前記重合余長部を挟持して反力筒に固着したことを特徴とする、
立坑の止水装置。
請求項１において、シールド掘進機の本体外周面と摺接可能なリング状を呈するエントランスパッキンをさらに具備し、該エントランスパッキンが反力筒の片側に位置し、シールド掘進機の進行に伴って変形するエントランスパッキンの片面に、リングチューブの膨張力を伝達可能に構成したことを特徴とする、立坑の止水装置。
請求項２において、リングチューブを複数に分割した円弧状を呈する複数のチューブ体により構成することを特徴とする、立坑の止水装置。
請求項１乃至請求項３の何れか１項において、前記ストッパリングがワイヤー等の可撓性を有するロープ材であることを特徴とする、立坑の止水装置。