JP3929323B2 - Segments using sealing material - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールド工法において用いられるシール材を使用したセグメントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シールド工法は、地下管渠築造工事の中で主要な施工方法である。しかし、大都市を中心にその施工は、より、深層化、大断面化する方向にあり、それに伴い高い地下水圧及び地中既設構造物の制約等、施工条件は過酷になっている。従って止水技術の向上が強く望まれている。
【0003】
図17は、シールドトンネルの一例を示す説明図である。シールドトンネルAは、複数のセグメント1を各セグメント間でシール材を介して接合してなっている。従来、図17に示すようなシールドトンネルの施工において、セグメントの継手部を止水するためのシール材として、単にゴム圧縮による止水機能によるシール材が使用されている(以下、「先行技術1」という)。
【0004】
更に、近年は、シールドトンネルの高深度化に伴い、更に止水機能を向上した水膨張性ゴムを使用したシール材が使用されている(以下、「先行技術2」という)。しかし、先行技術2の水膨張性ゴムを使用したシール材もゴムの圧縮力の向上を目指したものであり、基本的には先行技術1のシール材を延長した技術である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術1はゴムの圧縮力を利用して水圧に対抗するものであるため、水圧が圧縮力を超えると止水機能を果たせない弱点がある。
【0006】
また、先行技術2の水膨張性のゴムを使用したシール材は、先行技術1よりも圧縮力が大きくなるので安全度は高いが、水圧に関する先行技術1と同様の問題を含んでいる。
【0007】
従って、この発明の目的は、シールド工法における従来の問題を解決し、高深度の水圧に対抗可能な止水機能を有するシール材を使用したセグメントを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、シール材を使用したセグメントにおいて、セグメント間に配されたシール材の前記セグメントと接合しない側の端面に切れ目が設けられており、前記シール材とその両側に配されたセグメントとの接合端面は固着されておらず、前記シール材の前記切れ目は、前記両側の接合端面のそれぞれの側にそれぞれ設けられており、前記セグメント間には両側のセグメントのそれぞれにシール溝が設けられ、前記シール溝における前記セグメント間の間隔は、前記シール溝が設けられていないセグメント間の間隔よりも大きく形成され、そして、前記シール材が前記シール溝内に配されていることに特徴を有するものである。
【0014】
本発明において、セグメントの接合部にシール材を配する点は従来技術と同様であるが、本発明の特徴は、更に、浸入水の圧力を利用してセグメントとシール材との接合端面(「接合端面」という)の密着力を高め閉塞作用及び止水作用を強化する機能を設けたことにある。従来のシール材は断面形状が矩形又は長楕円形であるが、このようなシール材のセグメントと接合しない側の端面、すなわち、水圧が作用する側の端面に所定深さの切れ目が設けられている。上記の接合端面のうち、切れ目を設けた位置に近いほうの接合端面は固着(接着)しておらず、切れ目から遠いほうの接合端面のみが固着されている。
【0015】
本発明は、両側の接合端面を固着せず、両側の接合端面のそれぞれの側にそれぞれ切れ目を設け、この2つの切れ目により両側の接合端面の密着力を高める。
【0016】
本発明セグメントとして、コンクリートセグメント及びスチール製セグメントを適用することができる。本発明シール材としてゴム製シール材を用いることができる。また、水膨張性ゴムを用いることもできる。水膨張性ゴムは、水を吸収し、浸透圧により膨張するゴムである。
【0017】
シール材の切れ目は、簡便な方法により製作することができる。例えば、シール材本体を切削加工して切れ目を入れる方法や、ゴム製のシール材本体の表面に更にゴム板を重ね、その重ね部のうち一部を接着し、残る部分を接着しないで接着しない部分を切れ目とするなどの方法である。
【0018】
セグメント間に配されたシール材は、シール材(ゴム)自体の圧縮力により接合端面を閉塞する。更に、切れ目内へ浸入した水の圧力によって切れ目が開き、切れ目の側面のシール材がセグメントに密着し閉塞効果が高まる。浸入水の圧力の大きさに応じて密着力は増すので、ゴムが破れない限りどのように大きな水圧にも対応することができ、優れた止水効果がもたらされる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【0020】
[参考例1]
図1は、この発明の参考例1に係るセグメントの継手部を示す断面図である。図1に示すように、セグメント1とセグメント2との間には、断面矩形のシール材3が配されている。セグメント1、2はコンクリート製である。シール材3はゴム製である。シール材3の端面とセグメント1の端面とが接合する接合端面4は、接着等の手段により固着されている。一方、シール材3の端面とセグメント2の端面とが接合する接合端面5は固着されておらず、当接している。
【0021】
シール材3のセグメント1、2と接合しない端面、すなわち、水圧が作用する側の端面6には、所定深さの切れ目7が設けられている。切れ目7は、図1に示すように、より多く水圧が作用する側の端面6に設けられている。また、切れ目7は、端面6のシール材全長にわたり設けられている。そして、切れ目7は、固着された接合端面4よりも固着されていない接合端面5に近い位置に設けられている。
【0022】
接合端面5はシール材3とセグメント2とが固着されていないので、水圧によって水が接合端面5を通って下方に通過することができる。しかし、固着されていない接合端面5のほうに切れ目7を設けることにより、切れ目7内への浸入水の圧力によって切れ目7が開き、切れ目7の側面のシール材3aがセグメント2に密着し接合端面5が閉塞する。切れ目7への浸入水の圧力の大きさに応じて密着力は増すので、シール材3(ゴム)が破れない限りどのように大きな水圧にも対応できる。
【0023】
本発明はコンクリートセグメント、及び、スチール製セグメントに適用することができる。また、本発明に用いるシール材は、セグメント以外のシール用途に使用することもできる。シール材としてゴム製シール材を用いたが、水膨張性ゴムを用いることもできる。
【0024】
図4〜7、図15は、シール材を示す断面図である。図4〜7、図15において接合端面4が固着され、接合端面5が固着されていない。図4に示すシール材8は、シール材本体に切れ目9が切削されて設けられている。図5に示すシール材10は、シール材本体10aの表面にゴム板11を重ね、重ねた当接部の一部分11aを接着し、残りの部分を接着しないで残している。この残りの部分が切れ目12として機能する。図8、図9は、シール材の切れ目を説明する断面図である。図8に示す切れ目18は、水圧により切れ目が拡大するのを防止するため、底部が円形に設けられている。図9に示す切れ目19は、切れ目が水圧を受けやすいよう入口部が広くなっている。
【0025】
図6に示すシール材13は、接合端面5側に切れ目14を有する。そして、シール材13の切れ目14から接合端面4側の部分が、接合端面5側の突出部13aを残して削除されている。図6において、切れ目14への浸入水の圧力によって突出部13aが接合端面5側のセグメント2,22(図1、2参照)と密着する。図7に示すシール材15は、図6のシール材13とほぼ同形であるが、シール材本体15aの表面にゴム板16を、突出部16aを突出させて重ね、重ねた当接部16bを接着して切れ目17を設けている。切れ目17への浸入水の圧力によって突出部16aが接合端面5側のセグメント2、22(図1、2参照)と密着する。図15に示すシール材47は、図6に示すシール材の切れ目を傾斜させた例である。なお、図4〜7、図15のシール材はいずれも矩形断面であるが、他の形状、例えば円形断面等でもよい。
【0026】
[参考例2]
図2は、この発明の参考例2に係るセグメントの継手部を示す断面図、図3は斜視図である。図3においては、他方側のセグメント22は記載を省略している。図2、図3に示すように、セグメント21及び22の接合端面部には、シール溝23、24が設けられている。参考例2に使用されているシール材3は、参考例1に使用される図1に示すシール材3と同じものである。切れ目7は、シール材3のセグメント21、22と接合しない端面、すなわち、水圧が作用する側の端面6に設けられている。シール溝23内においてシール材3とセグメント21との接合端面25が固着され、一方、シール溝24内においてシール材3とセグメント22との接合端面26が固着されていない。本参考例においては、参考例1に使用した図4〜7、図15に示すシール材を用いることができる。
【0027】
[実施の形態1]
図10は、この発明の実施の形態1に係るシール材を示す断面図である。図10に示すように、本実施の形態に係るシール材31は、2つの切れ目32、33を有している。切れ目32、33は、両側のセグメントとの接合端面4、5(25、26)のそれぞれの側に設けられている。なお、図10〜13では接合端面4、5を記載している。このような、シール材31を、図2、図3に示すセグメント21と22との間に配する(図示せず)。そして、シール材31とセグメント1、2(21、22)との接合端面4、5(25、26)はいずれも固着しないで、当接させるのみとする。
【0028】
切れ目32、33に浸入した水の圧力により接合端面4、5(25、26)においてシール材31とセグメント1及び2(セグメント21及び22)とが密着し、セグメント1、2(21、22)間に十分な閉塞、止水機能をもたらすことができる。
【0029】
図10〜14は、シール材の実施例を示す断面図である。図10〜14に示すシール材のうち、図10に示すシール材31は、シール本体に2つの切れ目32、33が切削されて設けられている。図11に示すシール材34は、シール材本体34aの両側の表面にゴム板35、36を重ね、重ねた当接部の一部分35a、36aを接着し、残りの部分を接着しないで残している。この残りの部分、37、38が切れ目として機能する。図12に示すシール材39は、両側の接合端面の突出部39a、39aを残して、中央部が削除され切れ目40、40として機能する。図13に示すシール材41は、シール材本体41aの両側の表面にゴム板42、43を、突出部42a、43aを突出させて重ね、重ねた当接部42b、43bを接着して切れ目44、45を設けている。図14に示すシール材46は、図12に示すシール材の切れ目を傾斜させた例である。
【0030】
なお、切れ目は、図1〜2、図6〜9、図12〜15のように幅をあけて設けても、図4〜5、図10〜11のように当接して設けてもよい。
【0031】
[参考例3]
図16は、この発明の参考例3に係るセグメントの継手部を示す断面図である。本参考例は、シール材同士が接合するようになっている。図16に示すように、シール材53の端面とセグメント51とが接合する接合端面55は接着等の手段により固着されている。シール材54の端面とセグメント52とが接合する接合端面56は接着等の手段により固着されている。シール材53とシール材54とが接合する接合端面57は、固着されておらず当接している。
【0032】
シール材53、54の、接合端面55、56、57以外の端面、すなわち、水圧が作用する端面58、59には、所定深さの切れ目60、61が設けられている。切れ目60、61は、より多く水圧が作用する側の端面58、59に設けられている。また、切れ目60、61は、端面58、59のシール材全長にわたり設けられている。そして、切れ目60、61は、接合端面55、56よりも接合端面57に近い位置に設けられている。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば下記に示す有用な効果がもたらされる。
(1) シール材のゴムの圧縮力に加えて、シール材に切れ目を設けて切れ目内に水を浸入可能とし、浸入した水の圧力により切れ目が開き、切れ目の側面のシール材がセグメントに押し付けられて密着し優れた閉塞及び止水効果が得られる。
(2) 切れ目を設けたことにより、高深度化等により水圧がシール材を構成するゴムの圧縮力以上に高くなっても、切れ目内に浸入した水の圧力により切れ目が開き切れ目の側面のシール材がセグメントに密着し優れた閉塞及び止水効果が得られる。
(3) 切れ目を2つ設けて両側の接合端面に作用させることにより、両側の接合端面において高い止水効果を得ることができる。
(4) シール材に切れ目を入れるには、ゴムからなるシール材本体に切れ目を切削して設ける方法や、シール材本体の表面にゴム板を重ね、重ね部の一部分を接着し、接着しない部分を切れ目とする方法などの方法により容易に製作が可能である。
(5) 本発明シール材及びセグメントによれば、セグメント継手部のシール性が向上し、シールドトンネル等に用いることによりシールド工法の施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の参考例1に係るセグメントの継手部を示す断面図である。
【図2】 この発明の参考例2に係るセグメントの継手部を示す断面図である。
【図3】 この発明の参考例2に係るセグメントの継手部を示す斜視図である。
【図4】 この発明の参考例1、2に係るシール材を示す断面図である。
【図5】 この発明の参考例1、2に係るシール材を示す断面図である。
【図6】 この発明の参考例1、2に係るシール材を示す断面図である。
【図7】 この発明の参考例1、2に係るシール材を示す断面図である。
【図8】 シール材の切れ目を説明する断面図である。
【図9】 シール材の切れ目を説明する断面図である。
【図10】 この発明の実施の形態1に係るシール材を示す断面図である。
【図11】 この発明の実施の形態1に係るシール材を示す断面図である。
【図12】 この発明の実施の形態1に係るシール材を示す断面図である。
【図13】 この発明の実施の形態1に係るシール材を示す断面図である。
【図14】 この発明の実施の形態1に係るシール材を示す断面図である。
【図15】 この発明の参考例1、2に係るシール材を示す断面図である。
【図16】 この発明の参考例3に係るセグメントの継手部を示す断面図である。
【図17】 シールドトンネルの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1、2 セグメント
3 シール材
4、5 接合端面
6 端面
7 切れ目
8、10、13、15 シール材
9、12、14、17 切れ目
11、16 ゴム板
18、19 切れ目
21、22 セグメント
23、24 シール溝
25、26 接合端面
31、34、39、41、 シール材
32、33、37、38、40、44、45 切れ目
35、36、42、43 ゴム板
46、47 シール材
51、52 セグメント
53、54 シール材
55、56、57 接合端面
58、59 端面
60、61 切れ目
A シールドトンネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a segment using a sealing material used in a shield method.
[0002]
[Prior art]
The shield method is the main construction method in the construction of underground pipes. However, the construction of large cities is in the direction of deeper layers and larger sections, and the construction conditions are becoming severe, such as high groundwater pressure and restrictions on existing underground structures. Therefore, improvement of water stop technology is strongly desired.
[0003]
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an example of a shield tunnel. The shield tunnel A is formed by joining a plurality of
[0004]
Further, in recent years, a seal material using a water-expandable rubber having a further improved water-stopping function has been used with an increase in the depth of the shield tunnel (hereinafter referred to as “
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the
[0006]
Further, the sealing material using the water-expandable rubber of the
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems in the shield method and provide a segment using a sealing material having a water stop function capable of resisting high water pressure.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in the segment using the sealing material, a cut is provided in an end surface of the sealing material arranged between the segments that is not joined to the segment, and the sealing material is arranged on both sides of the sealing material. The joint end surfaces with the formed segments are not fixed, and the cuts of the sealing material are provided on the respective sides of the joint end surfaces on both sides, and the segments are sealed between the segments on both sides. A groove is provided, and an interval between the segments in the seal groove is formed larger than an interval between the segments not provided with the seal groove, and the sealing material is disposed in the seal groove. It has the characteristics.
[0014]
In the present invention, the sealing material is arranged at the joint portion of the segment in the same manner as in the prior art. However, the feature of the present invention is that the joining end surface (“ This is to provide a function for enhancing the close-contacting action and the water-stopping action by increasing the adhesive force of the “joint end face”. The conventional sealing material has a rectangular or oval cross-sectional shape, but a cut having a predetermined depth is provided on the end surface not joined to the segment of the sealing material, that is, the end surface on the side on which water pressure acts. Yes. Of the joint end faces, the joint end face closer to the position where the cut is provided is not fixed (adhered), and only the joint end face far from the cut is fixed.
[0015]
In the present invention, the joint end faces on both sides are not fixed, but a cut is provided on each side of the joint end faces on both sides, and the adhesion of the joint end faces on both sides is enhanced by these two cuts .
[0016]
A concrete segment and a steel segment can be applied as the present invention segment. A rubber seal material can be used as the seal material of the present invention. A water-swellable rubber can also be used. Water-swellable rubber is rubber that absorbs water and expands by osmotic pressure.
[0017]
The cut of the sealing material can be produced by a simple method. For example, a method of cutting the sealing material main body to make a cut, or a rubber plate is further stacked on the surface of the rubber sealing material main body, a part of the overlapped part is adhered, and the remaining part is not adhered without being adhered. It is a method of making a part a break.
[0018]
The sealing material disposed between the segments closes the joint end surface by the compressive force of the sealing material (rubber) itself. Furthermore, the cut is opened by the pressure of the water that has entered the cut, and the sealing material on the side of the cut is brought into close contact with the segment, increasing the blocking effect. Since the adhesion force increases according to the pressure of the intruding water, it can cope with any water pressure as long as the rubber is not broken, and an excellent water stop effect is brought about.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
[ Reference Example 1 ]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a joint portion of a segment according to Reference Example 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, a
[0021]
A
[0022]
Since the sealing
[0023]
The present invention can be applied to concrete segments and steel segments. Moreover, the sealing material used for this invention can also be used for sealing uses other than a segment. A rubber seal material is used as the seal material, but a water-expandable rubber can also be used.
[0024]
4 to 7 and FIG. 15 are cross-sectional views showing the sealing material. 4-7 and FIG. 15, the joining
[0025]
The sealing
[0026]
[ Reference Example 2 ]
2 is a cross-sectional view showing a joint portion of a segment according to Reference Example 2 of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view. In FIG. 3, the description of the
[0027]
[Embodiment 1 ]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the sealing material according to
[0028]
The sealing
[0029]
10-14 is sectional drawing which shows the Example of a sealing material. Among the sealing materials shown in FIGS. 10 to 14, the sealing
[0030]
In addition, a cut | interruption may provide a width | variety like FIGS. 1-2, FIGS. 6-9, FIGS. 12-15, and may contact | abut as FIG. 4-5 and FIGS.
[0031]
[ Reference Example 3 ]
FIG. 16: is sectional drawing which shows the joint part of the segment which concerns on the reference example 3 of this invention. In this reference example , the sealing materials are joined together. As shown in FIG. 16, the joining
[0032]
On the end surfaces of the sealing
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following useful effects are brought about.
(1) In addition to the compression force of the rubber of the sealing material, a cut is made in the sealing material so that water can enter the cut, and the cut is opened by the pressure of the water that has entered, and the sealing material on the side of the cut is pressed against the segment In this way, close contact and excellent water blocking effect can be obtained.
(2) Even if the water pressure becomes higher than the compressive force of the rubber that constitutes the sealing material due to the increase in depth due to the provision of the cut, the cut is opened by the pressure of the water that has entered the cut and the side seal of the cut The material adheres to the segment, and an excellent blocking and water-stopping effect is obtained.
(3) By providing two cuts and causing them to act on the joint end faces on both sides, a high water stop effect can be obtained at the joint end faces on both sides.
(4) In order to make a cut in the seal material, a method of cutting and providing a cut in the seal material body made of rubber, or a part where the rubber plate is overlapped on the surface of the seal material body and a part of the overlapped part is bonded, and the part is not bonded It can be easily manufactured by a method such as a method of making a cut.
(5) According to the sealing material and the segment of the present invention, the sealability of the segment joint portion is improved, and the construction performance of the shield method is improved by using it for a shield tunnel or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a joint portion of a segment according to Reference Example 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a joint portion of a segment according to Reference Example 2 of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a joint portion of a segment according to Reference Example 2 of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing sealing materials according to Reference Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing sealing materials according to Reference Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing sealing materials according to Reference Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing sealing materials according to Reference Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a cut line of a sealing material.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a cut line of the sealing material.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sealing material according to
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a sealing material according to
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a sealing material according to
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a sealing material according to
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a sealing material according to
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a sealing material according to Reference Examples 1 and 2 of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a joint portion of a segment according to Reference Example 3 of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of a shield tunnel.
[Explanation of symbols]
1, 2
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