JP4070528B2 - コーナーシール材およびコーナーシール方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコーナーシール材およびコーナーシール方法に関し、詳しくは、ボルトレス結合方式の鋼殻セグメントのシール溝端部に適用されるコーナーシール材およびコーナーシール方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネル工事等に使用されるシールドセグメントとして鋼殻セグメントがあるが、従来型の鋼殻セグメントは、例えば、特開平１０−２３８２９５号公報に記載されているように、鋼殻セグメント間の接合部が、トンネル円周方向にも、トンネル軸方向にも、突出部接合端面と凹み部接合端面とを係合させることにより形成されていた（図８参照）。
【０００３】
これに対し、近年、低コスト化等の要請から鋼殻セグメントの構造を簡素化する試みが行われており、例えば、特開２０００−２９１３８９号公報に開示されているように、鋼殻セグメント間のトンネル軸方向においては突出部接合端面と凹み部接合端面とを係合させる一方、トンネル円周方向においては凹凸係合構造を採用しないか、または、凹凸の差を従来よりも小さくした鋼殻セグメントが用いられるようになってきている（図２参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような鋼殻セグメントの接合端面における止水溝（パッキング貼り付け溝）に設置される止水材（パッキング）の端面には、止水溝の端部における止水を行うためにコーナーシール材を適用することが必要となる。この場合、図８に示すような従来型の鋼殻セグメント１４においては、トンネル円周方向および軸方向のいずれも止水溝の端部が略同形状であるため、１種類のコーナーシール材１１または２１（図９および図１０参照）にて止水を施すことが可能であったが、図２に示すような近年の構造を簡素化した鋼殻セグメント４にあっては、止水溝端部の形状が２種類となり、２種類の形状の異なるコーナーシール材を用いる必要が生じていた。
【０００５】
そこで本発明の目的は、上記の欠点を克服し、上述のような構造を簡素化した鋼殻セグメントに対しても１種類の形状のみで適用することのできる新規なコーナーシール材およびこれを用いることにより確実な止水を可能とするコーナーシール方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、下記の構成とすることにより上記の欠点を解消することができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明のコーナーシール材は、ボルトレス結合方式の鋼殻セグメントのシール溝端部に適用されるコーナーシール材であって、矩形の長辺に沿って少なくとも片側に、該長辺の長さよりも短い折り曲げ部を備えた形状を呈し、前記矩形の短辺の略中央部に、長辺に沿って、該長辺方向の一端部から開始し、かつ、他端部には達しない切り込み部を有することを特徴とするものである。この場合、前記矩形の長辺と前記折り曲げ部との接合線上に、該長辺方向の一端部から開始し、かつ、他端部には達しない副次的な切り込み部を有することも好ましい。
【０００８】
本発明のコーナーシール材は、トンネル軸方向にてシール材を介した雌雄部材間の係合により連結され、かつ、トンネル周方向にてシール材を介した面接触可能な部材間の水密的な接合により連結されてなる前記鋼殻セグメントの、トンネル軸方向および周方向の該シール材の端部に、好適に適用することができる。
【０００９】
また、本発明のコーナーシール方法は、ボルトレス結合方式の鋼殻セグメントのシール溝端部をシールするためのコーナーシール方法であって、上記本発明のコーナーシール材を、該コーナーシール材の前記鋼殻セグメントと接する面の反対側の面に谷折れ部が生じないよう適用することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき具体的に説明する。
本発明のコーナーシール材１は、図１（イ）に示すように、矩形形状を呈し、この矩形の短辺の略中央部に、長辺に沿って、長辺方向の一端部から開始し、かつ、他端部には達しない切り込み部２を有するものであり、ボルトレス結合方式の鋼殻セグメントに適用される。この場合、切り込み部２で分断される片側の部分がもう一方の側よりも長辺方向に短く又は長くてもよく、切り込み部２の左右両側の長さは必ずしも同じでなくてもよい。但し、適用箇所にもよるが、この長さは必要以上に長くても何ら不都合は生じないため、製造作業の効率化等のために同じ長さとすることも差し支えない。このコーナーシール材１を適用する鋼殻セグメントとしては、例えば、図２にそのシール材端部付近を示すような構造のものであり、即ち、本発明のコーナーシール材は、トンネル軸方向（図中のＸ方向）にてシール材３を介した雌雄部材間の係合により連結され、かつ、トンネル周方向（図中のＹ方向）にてシール材３を介した面接触可能な部材間の水密的な接合により連結されてなる鋼殻セグメント４に対し、好適に用いることができる。特には、特開２０００−２９１３８９号公報に記載の鋼殻セグメントに好適である。
【００１１】
具体的な適用の方法としては、図１（イ）に示すコーナーシール材１の切り込み部２側を（ロ）に示すように折り曲げ、さらに、（ハ）に示すように適用する部分に合わせて適宜形状を整えて、これを、図３に示すように、鋼殻セグメント４のトンネル軸方向および周方向のシール材３の端部に適用すればよい。これは、図４に示すようなシール材３の形状が異なる場合でも同様であり、図１（ハ）のコーナーシール材１を、図５に示すように適用することで、シール材３の端部の止水を適切に図ることができる。本発明のコーナーシール材は、適用の際に「谷折れ部」を有しないため、施工現場での作業性に優れるという利点を有する。「谷折れ部」があると、時間をかけて丁寧に作業を行った場合でも谷折れ隅部について密着不良となって空隙が生じやすく、漏水の原因となりやすい。
【００１２】
図６に、本発明のコーナーシール材の他の実施の形態を示す。図６（イ）に示す展開図のように、このコーナーシール材３１は、矩形の長辺に沿って少なくとも片側、図示する例では両側に、長辺の長さよりも短い折り曲げ部３３を備えた形状を呈し、この矩形の短辺の略中央部に、長辺に沿って、長辺方向の一端部から開始し、かつ、他端部には達しない切り込み部３２を有している。この場合においても、図１に示すコーナーシール材の場合と同様に、切り込み部３２で分断される片側の部分がもう一方の側よりも長辺方向に短く又は長くてもよく、切り込み部３２の左右両側の長さは同じであっても異なっていてもよい。このコーナーシール材も、ボルトレス結合方式の鋼殻セグメント４として、図２に例示するシール材端部構造を有するものに好適に適用することができる（例えば、特開２０００−２９１３８９号公報に記載）。
【００１３】
具体的には、図６（ロ）に示すように、コーナーシール材３１の折り曲げ部３３および切り込み部３２の両側部分を夫々適宜適用箇所に合せて折り曲げて、鋼殻セグメント４のトンネル軸方向および周方向のシール材３の端部に適用すればよい。これにより、図１に示すコーナーシール材の場合と同様に、シール材３の端部の止水を適切に図ることができる。このコーナーシール材３１は、適用の際に「谷折れ部」を有しないために施工現場での作業性に優れることに加え、折り曲げ部３３の効果により、鋼殻セグメント４に対するコーナーシール材３１の密着性をより高めることができる。
【００１４】
図７（イ）及び（ロ）に、本発明のコーナーシール材のさらに他の実施の形態を示す。図示するコーナーシール材４１は、図６に示すコーナーシール材３１において、矩形の長辺と折り曲げ部３３との接合線３４上に、長辺方向の一端部から開始し、かつ、他端部には達しない副次的な切り込み部３５を設けたものである。これにより、図７（イ）に示すように、折り曲げ部３３に更なる折り曲げ部３６を形成することができ、これを図７（ロ）に示すようにして適用することで、シール溝端部に対するコーナーシール材４１の密着状態をより強固にすることができる。尚、このコーナーシール材４１の具体的な適用の方法は上記と同様である。
【００１５】
本発明のコーナーシール材１、３１及び４１は、良好な止水効果を得るために、水膨脹性ゴムにて形成することが好ましい。本発明において使用する水膨脹性ゴム部材は、水分を吸収することにより膨脹する特性を有するゴム部材である。かかる水膨脹性ゴム部材を構成する水膨脹性材料は、種々のものを使用することができ、水膨脹性物質、又は該水膨脹性物質に非水膨脹性樹脂を混練した水膨脹性材料等を使用することができる。
【００１６】
前記水膨脹性物質としては、水膨脹性ポリウレタン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、デンプン−アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体及びこれらの共重合体の塩、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール−無水マレイン酸共重合体及びこれらの架橋物、ビニルエステル、エチレン系不飽和カルボン酸及びそのケン化物等が挙げられるが、好ましくは水膨脹性ポリウレタン樹脂である。
【００１７】
かかる水膨脹性ポリウレタン樹脂の代表的な例としては、一般式、
Ｒ［（ＯＲ’）ｎ ］ｐ
〔式中、Ｒは多価アルコール残基、（ＯＲ’）はオキシエチレン基と炭素原子数３〜４のアルキレン基とからなるポリオキシアルキレン鎖（但し、オキシエチレン基の割合は（ＯＲ’）全体の２０〜１００重量％を占める）、ｎはオキシアルキレン基の重合度を示す数で、水酸基当量が２００〜２５００となるに相当する数、ｐは２〜８、好ましくは２〜４の数〕で示されるポリエーテルポリオールの一種または二種以上の混合物と、ポリイソシアネートとを反応せしめて得られる末端ＮＣＯ含量１〜１２％、好ましくは２〜７重量％の末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーが挙げられる。
【００１８】
上記多価アルコールとしては、例えば二価アルコール（例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等）、三価アルコール（例えばグリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールプロパン等）、四価アルコール（例えばエリトリット、ペンタエリトリット、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，３，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール等）、五価アルコール（例えばアドニット、アラピット、キシリット等）、六価アルコール（例えばソルビット、マンニット、イジット等）等を例示することができる。
【００１９】
また、上記一般式で示されるポリエーテルポリオールは、かかる多価アルコールに常法によりエチレンオキサイドと炭素原子数３〜４のアルキレンオキサイドを所望の分子量となるように、且つエチレンオキサイド基含量が所望の含量となるように付加せしめることによって製造することができる。また、エチレンオキサイドと炭素原子数３〜４のアルキレンオキサイドとはランダム状でもブロック状に付加してもよい。また、上記ポリエーテルポリオール中のオキシエチレン基の重量割合は２０〜１００重量％がよく、２０重量％未満では水膨脹性が不十分となることがあるので好ましくない。
【００２０】
ポリイソシアネートとしては任意のもの、例えば、１，４−ブタンジイソシアネート、１，６−ヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、１，５−ビス−イソシアナト−１，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス−（イソシアナトメチル）−ベンゼン及びメチルシクロヘキサンジイソシアネート等を使用することができる。脂肪酸トリイソシアネートは部分的に併用しうる。芳香族ポリイソシアネートも使用することができ、任意の芳香族ジイソシアネート、例えば２，４−または２，６−トリレンジイソシアネートまたはそれらの混合物、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ｍ−またはｐ−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート及びそれらの異性体を例示することができる。
【００２１】
カルボジイミド基、ウレトジオン基、ウレタン基、ウレトイミン基、ビウレット基またはイソシアヌレート環を含有する芳香族ポリイソシアネートも使用できる。
【００２２】
上述のようにして得られるイソシアネート基含有プレポリマーは、単独で使用することも可能であり、また活性水素化合物と混合、硬化させて使用することも可能である。
【００２３】
かかる活性水素化合物とは、１分子当たり２〜６個の活性水素基を有し、且つ活性水素基当たりの平均分子量が３０〜１５，０００なるボリオール、ポリアミン、またはそれらの混合物であって、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の低分子量ジ又はトリオール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体等のポリアルキレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドの如きアルキレンオキサイドとグリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオールの如き低分子量トリオール又はペンタエリスリトールの如き低分子量テトラオール又はソルビトールの如き低分子量ヘキサオールとの重合物、エチレンジアミン、４，４−メチレンビス−１−クロロアニリン等のポリアミン又はそれらと上記アルキレンオキサイドとの重合物が挙げられる。
【００２４】
イソシアネート基含有プレポリマーと活性水素化合物との反応に際しては、一般にイソシアネート基と活性水素化合物との反応を促進させる従来公知の触媒、例えばトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−モルホリン、スタナスオクトエート、ジブチルジラウレート等を添加することができる。
【００２５】
上記イソシアネート基含有プレポリマーにおける上記ポリイソシアネートと上記活性水素化合物の使用割合は、〔ＮＣＯ〕／〔Ｈ⁺〕比が、好ましくは０．８〜１．４、より好ましくは１．０〜１．２の範囲である。
【００２６】
上記水膨脹性物質と混練することができる非水膨脹性樹脂としては天然ゴム、合成ゴム、例えばＥＰＤＭ等のゴム系樹脂、ポリ塩化ビニル及びその共重合体等の塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂に可塑材を併用した軟質塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン及びそれらの共重合体、シリコン樹脂等が挙げられ、これらのなかでもゴム系樹脂が好ましい。
【００２７】
本発明のコーナーシール材の厚みは、所望の止水効果が確実に得られるものであれば特に制限はされない。また、コーナーシール材の鋼殻セグメントへの適用手段にも特に制限はなく、汎用の接着剤等を用いることができる。
【００２８】
また、本発明のコーナーシール方法は、ボルトレス結合方式の鋼殻セグメントのシール溝端部をシールするに際し、上記本発明のコーナーシール材を、コーナーシール材の鋼殻セグメントと接する面の反対側の面に谷折れ部が生じないよう適用する点が重要であり、その他の施工時の手順、手法等は常法に従い行えばよく、特に制限はない。これにより、本発明のコーナーシール材の使用による作業効率の向上効果と併せて、施工時の作業性をより高めることができ、優れた止水性能を有するシール構造を構築することが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、構造を簡素化した鋼殻セグメントに対しても１種類の形状のみで適用することができ、施工時の作業性にも優れた新規なコーナーシール材及びコーナーシール方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコーナーシール材の好適例を示す概略展開図である。
【図２】構造を簡素化した鋼殻セグメントのシール材端部付近を示す部分斜視図である。
【図３】図２の鋼殻セグメントに本発明のコーナーシール材の一例を適用した状態を示す部分斜視図である。
【図４】構造を簡素化した他の鋼殻セグメントのシール材端部付近を示す部分斜視図である。
【図５】図４の鋼殻セグメントに本発明のコーナーシール材の一例を適用した状態を示す部分斜視図である。
【図６】本発明のコーナーシール材の他の好適例を示す概略展開図である。
【図７】本発明のコーナーシール材の更に他の好適例を示す概略展開図である。
【図８】従来の鋼殻セグメントのシール材端部付近を示す部分斜視図である。
【図９】図８の鋼殻セグメントに従来のコーナーシール材を適用した状態を示す部分斜視図である。
【図１０】図８の鋼殻セグメントに従来の他のコーナーシール材を適用した状態を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１，３１，４１ コーナーシール材
２，３２ 切り込み部
３，１３ シール材
４，１４ 鋼殻セグメント
１１，２１ 従来のコーナーシール材
３３，３６ 折り曲げ部
３４ 接合線
３５ 副次的切り込み部

Claims (4)

1. ボルトレス結合方式の鋼殻セグメントのシール溝端部に適用されるコーナーシール材であって、矩形の長辺に沿って少なくとも片側に、該長辺の長さよりも短い折り曲げ部を備えた形状を呈し、前記矩形の短辺の略中央部に、長辺に沿って、該長辺方向の一端部から開始し、かつ、他端部には達しない切り込み部を有することを特徴とするコーナーシール材。
2. 前記矩形の長辺と前記折り曲げ部との接合線上に、該長辺方向の一端部から開始し、かつ、他端部には達しない副次的な切り込み部を有する請求項１記載のコーナーシール材。
3. トンネル軸方向にてシール材を介した雌雄部材間の係合により連結され、かつ、トンネル周方向にてシール材を介した面接触可能な部材間の水密的な接合により連結されてなる前記鋼殻セグメントの、トンネル軸方向および周方向の該シール材の端部に適用される請求項１または２記載のコーナーシール材。
4. ボルトレス結合方式の鋼殻セグメントのシール溝端部をシールするためのコーナーシール方法であって、請求項１〜３のうちいずれか一項記載のコーナーシール材を、該コーナーシール材の前記鋼殻セグメントと接する面の反対側の面に谷折れ部が生じないよう適用することを特徴とするコーナーシール方法。

Images