JP5855986B2 - Seal structure between tunnels - Google Patents
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Description
本発明は、先行トンネルとその隣に構築される後行トンネルとの間に設けられるトンネル間シール構造に関する。 The present invention relates to an inter-tunnel seal structure provided between a preceding tunnel and a succeeding tunnel constructed next to the preceding tunnel.
近年、複数本の小断面トンネルを構築した後に、各トンネルの不要な覆工を撤去して大きな空間を形成しつつ、各トンネルの残置された覆工を利用して本設の頂底版や側壁などを形成することにより大断面トンネルを築造する技術が知られている。なお、複数の小断面トンネルは、時間差をもって順次に構築され、後行トンネルは、先行トンネルの隣りに構築される。また、各トンネルは、例えば、推進工法によって構築される。 In recent years, after constructing multiple small cross-section tunnels, unnecessary lining of each tunnel is removed to form a large space, while the remaining lining of each tunnel is used to construct the top plate and sidewall A technique for constructing a large-section tunnel is known by forming, for example. The plurality of small-section tunnels are sequentially constructed with a time difference, and the succeeding tunnel is constructed next to the preceding tunnel. Each tunnel is constructed by, for example, a propulsion method.
ここで、推進工法とは、トンネルの覆工となる筒状の推進函体(トンネル函体)を坑口から順次地中に圧入してトンネルを構築する工法である。なお、推進函体の先端には、刃口や掘進機などが取り付けられている。推進工法の掘進機は、推進函体に反力をとって自ら掘進するもの(つまり、推進ジャッキを装備しているもの)でもよいし、推進函体を介して伝達された元押しジャッキの推力により掘進するものであってもよい。 Here, the propulsion method is a method of constructing a tunnel by sequentially press-fitting a cylindrical propulsion box (tunnel box), which becomes a tunnel lining, into the ground from a wellhead. In addition, a blade edge, an excavation machine, etc. are attached to the front-end | tip of a propulsion box. The propulsion method excavator may be one that digs itself by taking a reaction force on the propulsion box (that is, one that is equipped with a propulsion jack), or the thrust of the main jack transmitted through the propulsion box You may dig by.
先行トンネルとその隣に構築される後行トンネルとの間に設けられるトンネル間シール構造は、特許文献1に示すようなものがある。図4に示すように、このトンネル間シール構造100は、後行トンネル101の表面に設けられた弾性シール部材110と、先行トンネル102の表面に設けられた弾性帯部材120とを備えている。弾性シール部材110は、後行トンネル110aの外表面に固定されるベース部111と、このベース部111と一体的に形成されたリップ部112とを備えてなる。リップ部112は、先端が大断面トンネルの外側に向いており、大断面トンネルの外側からの水圧によって弾性帯部材120の表面に向かって弾性的に押し付けられる。弾性帯部材120は、押圧板部130で幅方向両端部を先行トンネル102に押えることで、先行トンネル102に固定されている。弾性帯部材120は弾性シール部材110よりも軟質の材料にて構成されており、リップ部112の先端を弾性帯部材120に食い込ませることで止水性能を高めている。
An inter-tunnel seal structure provided between a preceding tunnel and a subsequent tunnel constructed next to the preceding tunnel is disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 4, the
特許文献1のようなトンネル間シール構造では、弾性帯部材120が軟質の材料にて構成されているので、リップ部112に高水圧が作用すると、弾性帯部材120が押圧されて大きく変形し、押圧板部130の押圧部分から抜け出して先行トンネル102から外れてしまうおそれがあった。
In the inter-tunnel seal structure as in Patent Document 1, since the
このような観点から、本発明は、弾性帯部材が先行トンネルから外れることなく、十分な止水性能を得られるトンネル間シール構造を提供することを課題とする。 From such a point of view, an object of the present invention is to provide an inter-tunnel seal structure that can obtain sufficient water stopping performance without the elastic band member being detached from the preceding tunnel.
このような課題を解決するための請求項1に係る発明は、先行トンネルとその隣に構築される後行トンネルとの間に設けられるトンネル間シール構造において、トンネル長手方向に沿って前記後行トンネルの表面に設けられた弾性シール部材と、前記先行トンネルの表面で前記弾性シール部材に対向する位置に設けられた弾性帯部材とを備えており、前記弾性帯部材は、基部と、この基部に積層される表面部とを備えており、前記表面部は、前記弾性シール部材よりも軟質の材料からなり、前記基部は、前記表面部よりも硬質の材料からなり、前記表面部は、前記基部よりも小さい幅寸法で形成され、前記基部の幅方向両端部では、前記基部の表面が露出しており、前記基部の幅方向両端部が取付金具の押圧板部で押さえられることで前記弾性帯部材が前記先行トンネルに固定されており、前記基部の幅方向両端面は、前記取付金具の側面に当接するとともに、前記表面部の幅方向両端面は、前記押圧板部の側面に当接しており、前記弾性シール部材は、前記先行トンネル側に突出しその先端部が前記表面部に当接することを特徴とするトンネル間シール構造である。 The invention according to claim 1 for solving such a problem is the following structure in the inter-tunnel seal structure provided between the preceding tunnel and the succeeding tunnel constructed next thereto, along the longitudinal direction of the tunnel. An elastic seal member provided on the surface of the tunnel, and an elastic band member provided at a position facing the elastic seal member on the surface of the preceding tunnel, the elastic band member comprising a base and the base And the surface portion is made of a material softer than the elastic seal member, the base portion is made of a material harder than the surface portion, and the surface portion is It is formed with a width dimension smaller than that of the base part, the surface of the base part is exposed at both ends in the width direction of the base part, and the both ends of the base part in the width direction are pressed by the pressing plate part of the mounting bracket. A band member is fixed to the preceding tunnel, and both end surfaces in the width direction of the base portion are in contact with side surfaces of the mounting bracket, and both end surfaces in the width direction of the surface portion are in contact with side surfaces of the pressing plate portion. The elastic seal member has an inter-tunnel seal structure , wherein the elastic seal member protrudes toward the preceding tunnel, and a tip portion thereof abuts on the surface portion.
このような構成によれば、基部が硬質であるので、弾性帯部材の変形を抑えることができ、先行トンネルから外れるのを防止できる。また表面部が軟質であるので、弾性シール部材の先端部が表面部に食い込んで十分な止水性能を得ることができる。さらに、弾性帯部材の先行トンネルへの固定強度を高めることができる。 According to such a configuration, since the base portion is hard, deformation of the elastic band member can be suppressed, and it is possible to prevent the elastic belt member from being detached from the preceding tunnel. Further, since the surface portion is soft, the distal end portion of the elastic seal member can bite into the surface portion, and sufficient water stopping performance can be obtained. Further, the strength of fixing the elastic band member to the preceding tunnel can be increased.
なお、前記表面部と前記基部は、例えば、加硫によって接合するとよい。このような構成によれば、表面部と基部の接合強度が高く、表面部が基部から剥がれるのを防止できる。 In addition, the said surface part and the said base part are good to join by vulcanization, for example. According to such a configuration, the bonding strength between the surface portion and the base portion is high, and the surface portion can be prevented from peeling off from the base portion.
本発明のトンネル間シール構造によれば、弾性帯部材が先行トンネルから外れることなく、十分な止水性能を得られる。 According to the inter-tunnel seal structure of the present invention, sufficient waterproof performance can be obtained without the elastic band member being detached from the preceding tunnel.
本発明の実施形態に係るトンネル間シール構造を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図1および図2においては、後行トンネルが先行トンネルの下側にある状態を図示している。 An inter-tunnel seal structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a state in which the subsequent tunnel is below the preceding tunnel.
図3に示すように、トンネル間シール構造Sは、推進工法によって並設された複数本のトンネル10を利用して築造する大断面トンネル1の内部(内空部)と外部(地山部)との間を止水する構造である。大断面トンネル1は、その横断面の全てを実質的に含むように並設された複数本(本実施形態では六本)のトンネル10,10,…を利用して築造したものであり、頂版1A、底版1Bおよび側壁1C,1Cを備えている。各トンネル10は、軸方向に連接されたトンネル函体によって構成されている。
As shown in FIG. 3, the seal structure S between tunnels includes an inside (inner space portion) and an outside (natural mountain portion) of a large section tunnel 1 constructed by using a plurality of
図1に示すように、トンネル間シール構造Sは、先行トンネル10bとその隣に構築される後行トンネル10aとの間に設けられるものである。トンネル間シール構造Sは、後行トンネル10aに設けられた弾性シール部材30と、先行トンネル10bに設けられた弾性帯部材50とを備えている。
As shown in FIG. 1, the inter-tunnel seal structure S is provided between the preceding
弾性シール部材30は、推進方向(トンネル長手方向)に沿って延在し、隣り合う二つのトンネル10,10(先行トンネル10bと後行トンネルa)の隙間を閉塞するように設けられている。弾性シール部材30は、後行トンネル10aの表面のうち、先行トンネル10bに対向する部分に設けられている。先行トンネル10bの表面には、弾性帯部材50が固定されている。弾性シール部材30は、弾性帯部材50に対向して配置されており、後行トンネル10aの外周面に所定深さで形成された段差状のシール収容部15に収容されている。弾性シール部材30は、例えば、耐摩耗性を備えた硬質ゴムやウレタン等の弾性材料にて構成されている。弾性シール部材30は、ベース部31とリップ部32とを備えてなる。
The
ベース部31は、後行トンネル10aに固定される部分であって、推進方向に沿って連続する長尺の板状に形成されている。ベース部31は、シール取付金具40によって、幅方向行両端部が係止されている。具体的には、ベース部31の幅方向端部は、シール取付金具40のシール押圧板部46によって、シール収容部15の底面側に押圧された状態で固定されている。つまり、ベース部31の幅方向端部は、シール押圧板部46とシール収容部15の底面との間で、圧縮された状態で挟持されている。
The
リップ部32は、ベース部31と一体的に形成されている。リップ部32は、ベース部31の表面から先行トンネル10bに向かって斜めに立ち上がっており、ベース部31とリップ部32とで、断面が略V字状(図1ではリップ部32が上向きとなるように配置されている)を呈している。リップ部32は、ベース部31に対して弾性的に傾倒変形可能な部位である。リップ部32は、その先端部が先行トンネル10b側に向かって延在していて、初期状態よりも傾倒した状態(リップ部32がベース部31に近づいた状態)で、先行トンネル10bの外表面(本実施形態では弾性帯部材50の表面)に接触する。このとき、リップ部32は、初期状態に復元しようとする力によって、先行トンネル10b(弾性帯部材50の表面)に密着する。
The
弾性シール部材30は、リップ部32の先端が大断面トンネル1(図3参照)の外側に向くように配置されている。つまり、ベース部31とリップ部32とにより形成される断面略V字状の溝条が、大断面トンネル1の外側に向いて開くように配置されている。これによって、弾性シール部材30の断面略V字状の溝条部分に、大断面トンネル1の外側からの圧力(水圧または土圧)が作用するようになっている。リップ部32の表面は、その復元力に合わせて、大断面トンネル1の外側の圧力によっても先行トンネル10bの外表面に押圧されて、先行トンネル10bに密着する。この復元力と大断面トンネル1の外側の圧力とが、リップ部32の押圧力となる。
The
シール取付金具40は、ベース部31の幅方向両端部にそれぞれ設けられている。シール取付金具40は、金属にて形成されている。シール取付金具40は、弾性シール部材30の長手方向(図1の紙面垂直方向)に沿って延在しており、ボルトB等の固定手段によって、シール収容部15の底面に固定されている。シール取付金具40は、被締付部41とシール押圧板部46とを備えてなる。被締付部41は、ボルトBによって締め付けられる部分であって、シール収容部15の底面に設置される。被締付部41には、ボルトBが挿通されるボルト貫通孔43が形成されている。ボルト貫通孔43は、推進方向に沿って所定ピッチで形成されている。一方、シール収容部15の底板15aにも、ボルト貫通孔16が形成されている。底板15aの裏面には、めねじ部材17が溶接固定されている。ボルト貫通孔16とめねじ部材17は同芯状に配置されている。ボルトBは、ボルト貫通孔43およびボルト貫通孔16に挿通され、その先端部が底板15aの裏面のめねじ部材17に螺合される。このボルトBによって、被締付部41は、前記シール収容部15の底面に固定される。
The
被締付部41の表面には、板材47が溶接固定されている。板材47は、推進方向に沿って延在しており、幅方向一端部が弾性シール部材30側に張り出している。この張り出した部分がシール押圧板部46を構成している。板材47には、貫通孔48が形成されている。貫通孔48は、被締付部41のボルト貫通孔43と同芯状に配置されている。貫通孔48は、ボルト貫通孔43よりも大径になっている。貫通孔48には、ボルトBの頭部が収容される。リップ部32の基端に隣接するシール押圧板部46は、その表面が後行トンネル10aの外表面(シール収容部15の開口端)と略面一(本実施形態では、若干表面より内側になっている)になっている。リップ部32の先端側に位置するシール押圧板部46は、その表面が後行トンネル10aの外表面よりも深い位置となっており、シール押圧板部46よりもシール収容部15の開口端側にスペースを設けている。これにより、先行トンネル10bと後行トンネル10aの外表面が接触しても、弾性シール部材30の断面略V字状の溝条部分に大断面トンネル1の外側からの圧力(水圧または土圧)が作用し続けることが可能となっている。シール押圧板部46は、弾性シール部材30に対向する面全体で弾性シール部材30を押圧している。
A
シール収容部15は、掘削機(図示せず)の後方に位置する複数の推進函体からなる後行トンネル10aの表面に形成されている。シール収容部15は、後行トンネル10aの表面のうち、先行トンネル10bに対向する部分に形成され、推進方向に沿って延在している。本実施形態では、シール収容部15は、先行トンネル10bに対向する表面の外側端(大断面トンネル1の外側方向の端)の角部に形成されている。シール収容部15は、所定深さ下がった段差形状(外側端は開放されている)を呈している。シール収容部15は、トンネル10の表面の外側端のスキンプレート11に形成された開口部(外側端は開放されている)の内側に、溶接固定された側板15bと底板15aとで区画されている。シール収容部15は、弾性シール部材30全体の厚さ寸法より小さい深さ寸法を有しており、弾性シール部材30をシール収容部15に設置したときにリップ部32の先端側(ベース部31につながる基端側の逆側)の一部が、シール収容部15の上開口部から突出するようになっている。なお、シール収容部の位置は、先行トンネルに対向する表面の外側端の角部に限定されるものではなく、角部よりも内側に形成してもよい。
The
なお、本実施形態の弾性シール部材30は、断面略V字状に形成されているが、弾性シール部材30の構成を限定する趣旨ではない。例えば、断面U字状、L字状、T字状等、他の形状であってもよい。また、弾性シール部材30の構成は、ベース部31とリップ部32とを備えた形状に限定されるものではなく、例えば、袋体の内部に流体を充填して先行トンネルに押圧される構成のものであってもよい。
In addition, although the elastic sealing
弾性帯部材50は、リップ部32の先端部が当接する部材である。弾性帯部材50は、弾性シール部材30に対向して、弾性シール部材30と平行に配置されている。弾性帯部材50は、弾性シール部材30と同様に、例えば、耐摩耗性を備えた硬質ゴムやウレタン等の材料にて構成されている。弾性帯部材50は、基部55と、基部55の表面に積層される表面部51とを備えた二層構造にて構成されている。表面部51は、弾性シール部材よりも軟質の材料からなり、基部55は、表面部51よりも硬質の材料からなる。本実施形態では、それぞれの硬さは、表面部51が硬度50で、基部55が弾性シール部材30と同等である硬度70となっている。なお、軟質弾性部51と硬質弾性部55の硬さは、前記の硬度に限定されるものではない。軟質弾性部51は、リップ部32が適度に食い込む硬さであればよく、硬質弾性部55は、リップ部32に押圧されても大きく変形しない硬さであればよい。表面部51と基部55は加硫によって接合されている。表面部51と基部55は、ともに断面矩形形状を呈しており、表面部51は、基部55よりも小さい幅寸法で形成されている。弾性帯部材50は、幅方向中央部が突出した断面凸形形状となっており、基部55の幅方向両端部が露出している。
The
弾性帯部材50は、先行トンネル10bの外周面に形成された帯部材収容部20に収容されている。弾性帯部材50の頂部の先端面(先行トンネル10bの表面に露出する表面部51の表面)に弾性シール部材30のリップ部32が当接して摺動するようになっている。弾性帯部材50の先端面は、平坦になっている。表面部51の端に隣接する帯部材押圧板部66は、その表面が先行トンネル10bの外表面(帯部材収容部20の開口端)と略面一になっている。
The
帯部材収容部20は、先行トンネル10bの表面に形成されている。帯部材収容部20は、先行トンネル10bの表面のうち、後行トンネル10aの構築位置に対向する部分に形成され、推進方向に沿って延在している。本実施形態では、帯部材収容部20は、後行トンネル10aの構築位置に対向する表面の外側端(大断面トンネル1の外側方向の端)の角部に形成されている。帯部材収容部20は、所定深さ下がった段差形状(外側端は開放されている)を呈している。帯部材収容部20は、トンネル10の表面の外側端のスキンプレート11に形成された開口部(外側端は開放されている)の内側に、溶接固定された側板20bと底板20aとで区画されている。なお、帯部材収容部の位置は、後行トンネルに対向する表面の外側端の角部に限定されるものではなく、角部よりも内側に形成してもよい。この場合、帯部材収容部の幅方向両側に側板が設けられることとなる。
The band
弾性帯部材50は、帯部材取付金具60によって、幅方向行両端部が係止されている。具体的には、弾性帯部材50の幅方向端部(基部55の幅方向端部)は、帯部材取付金具60の帯部材押圧板部(押圧板部)66によって、帯部材収容部20の底面側に押圧された状態で固定されている。つまり、基部55の幅方向端部の、表面部51の端面から外側に突出した部分56は、帯部材押圧板部66と帯部材収容部20の底面との間で、圧縮された状態で挟持されている。これによって、弾性帯部材50が先行トンネル10bに固定されている。
The
帯部材取付金具60は、弾性帯部材50の幅方向両端部にそれぞれ設けられている。帯部材取付金具60は、金属にて形成されている。帯部材取付金具60は、弾性帯部材50の長手方向(図1の紙面垂直方向)に沿って延在しており、ボルトB等の固定手段によって、帯部材収容部20の底面に固定されている。帯部材取付金具60は、被締付部61と帯部材押圧板部66とを備えてなる。被締付部61は、ボルトBによって締め付けられる部分であって、帯部材収容部20の底面に設置される。被締付部61には、ボルトBが挿通されるボルト貫通孔63が形成されている。ボルト貫通孔63は、推進方向に沿って所定ピッチで形成されている。一方、帯部材収容部20の底板20aにも、ボルト貫通孔21が形成されている。底板20aの裏面には、めねじ部材22が溶接固定されている。ボルト貫通孔21とめねじ部材22は同芯状に配置されている。ボルトBは、ボルト貫通孔63およびボルト貫通孔21に挿通され、その先端部がめねじ部材22に螺合される。このボルトBによって、被締付部61は、帯部材収容部20の底面に固定される。
The band
被締付部61の表面には、板材67が溶接固定されている。板材67は、推進方向に沿って延在しており、幅方向一端部が弾性帯部材50側に張り出している。この張り出した部分が帯部材押圧板部66を構成している。板材67には、貫通孔68が形成されている。貫通孔68は、被締付部61のボルト貫通孔63と同芯状に配置されている。貫通孔68は、ボルト貫通孔63よりも大径になっている。貫通孔68には、ボルトBの頭部が収容される。大断面トンネル1の内部側(図1中、右側)に位置する帯部材押圧板部66は、その表面が先行トンネル10bの外表面になっている。ボルトBで締め付けることで、帯部材押圧板部66は、弾性帯部材50に対向する面全体で弾性帯部材50を押圧している。
A
前記のような構成のトンネル間シール構造Sによれば、弾性帯部材50の基部55が硬質であるので、リップ部32に高い水圧または土圧が作用して、リップ部32が弾性帯部材50に食い込んで弾性帯部材50を押圧しても、基部55の変形を抑えることができる。つまり、図1の(b)に示すように、弾性帯部材50は、基部55が殆んど変形せず、表面部51のみが変形する。これによって、弾性帯部材50が、先行トンネル10bの帯部材収容部20から外れるのを防止できる。特に、基部55の幅方向両端部を帯部材押圧板部66で直接押さえているので、基部55が帯部材押圧板部66による押圧部分から外れ難く、弾性帯部材50の先行トンネル10bへの固定強度を高めることができる。さらに、表面部51が軟質であるので、リップ部32の先端部が表面部51に食い込んで、十分な止水性能を得られる。
According to the inter-tunnel seal structure S configured as described above, since the
また、表面部51と基部55とは、加硫によって接合されているので、接合強度が高く、リップ部32に高い圧力が作用した場合でも、表面部51が基部55から剥がれるのを防止できる。
Further, since the
さらに、本実施形態では、弾性シール部材30のリップ部32を硬度70とし、弾性帯部材50の表面部51を硬度50としたことで、図2に示すように、リップ部32と表面部51との間に土砂Gが咬み込んだ場合(図2の(a)参照)でも、土砂Gが軟質の表面部51に押し込まれて埋没し(図2の(b)参照)、リップ部32と表面部51とが面接触するので、水みちの発生を防止でき、止水性能を低下させることはない。
Further, in this embodiment, the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、前記実施形態では、弾性帯部材50は、幅方向中央部が突出した断面凸形形状となっているが、これに限定されるものではない。弾性帯部材の表面に軟質の表面部が設けられ、幅方向全体に渡って硬質の基部が設けられていれば他の形状であってもよい。なお、帯部材押圧板部66で押圧される部分は、硬質の基部で構成するのが好ましい。
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably. For example, in the said embodiment, although the
S トンネル間シール構造
10a 後行トンネル
10b 先行トンネル
20 帯部材収容部
30 弾性シール部材
31 ベース部
32 リップ部
50 弾性帯部材
51 表面部
55 基部
60 帯部材取付金具
66 帯部材押圧板部(押圧板部)
S Seal structure between
Claims (1)
トンネル長手方向に沿って前記後行トンネルの表面に設けられた弾性シール部材と、前記先行トンネルの表面で前記弾性シール部材に対向する位置に設けられた弾性帯部材とを備えており、
前記弾性帯部材は、基部と、この基部に積層される表面部とを備えており、
前記表面部は、前記弾性シール部材よりも軟質の材料からなり、前記基部は、前記表面部よりも硬質の材料からなり、
前記表面部は、前記基部よりも小さい幅寸法で形成され、
前記基部の幅方向両端部では、前記基部の表面が露出しており、
前記基部の幅方向両端部が取付金具の押圧板部で押さえられることで前記弾性帯部材が前記先行トンネルに固定されており、
前記基部の幅方向両端面は、前記取付金具の側面に当接するとともに、
前記表面部の幅方向両端面は、前記押圧板部の側面に当接しており、
前記弾性シール部材は、前記先行トンネル側に突出しその先端部が前記表面部に当接する
ことを特徴とするトンネル間シール構造。 In the inter-tunnel seal structure provided between the preceding tunnel and the succeeding tunnel constructed next to it,
An elastic seal member provided on the surface of the subsequent tunnel along the longitudinal direction of the tunnel, and an elastic band member provided at a position facing the elastic seal member on the surface of the preceding tunnel,
The elastic band member includes a base and a surface portion laminated on the base,
The surface portion is made of a softer material than the elastic seal member, and the base portion is made of a material harder than the surface portion,
The surface portion is formed with a width dimension smaller than the base portion,
At both ends in the width direction of the base, the surface of the base is exposed,
The elastic band member is fixed to the preceding tunnel by being pressed by the pressing plate portion of the mounting bracket at both ends in the width direction of the base,
While both end surfaces in the width direction of the base are in contact with the side surfaces of the mounting bracket,
Both end surfaces in the width direction of the surface portion are in contact with side surfaces of the pressing plate portion,
The elastic seal member protrudes toward the preceding tunnel, and a tip portion of the elastic seal member comes into contact with the surface portion.
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