JP6501347B2

JP6501347B2 - シール構造及びシール構造の施工方法

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Publication number: JP6501347B2
Application number: JP2014251159A
Authority: JP
Inventors: 峻介田中; 知和岩田; 康裕津村; 幸浩阪口; 室屋　格; 格室屋; 克実 ▲高▼木; 洋一岩本; 康隆福家
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2034-12-11
Also published as: JP2016114096A

Description

本発明は、シール構造及びシール構造の施工方法に関する。

例えば原子力発電所等の建屋では、建屋の壁部に設けられた貫通孔を介して多数の配管やダクトが敷設されている。このような配管を通じて各種流体の供給や排出が行われる。配管と貫通孔との間には、屋内外の水密性又は気密性を確保するためにシール構造が設けられている。

このようなシール構造の一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されたシール構造は、貫通孔の内周面と配設部材（配管等）の外周面との間に充填された充填シール材と、充填シール材の屋外側に設けられた伸縮性部材と、を備えている。このような構成により、地震等の外力によって配設部材が貫通孔に対して相対変位した場合、伸縮性部材が変位に追従することで、地震の前後でシール性能を確保することができるとされている。

特開２０１４−５８５８号公報

しかしながら、上述のようなシール構造では地震発生後のシール性能が十分に確保できない可能性がある。例えば、地震に伴って発生した津波や高波によって建屋が水没した場合、シール構造には水圧による負荷が加わる。加えて、大規模な地震は同じく大規模な余震を伴う可能性がある。余震による変位と、水圧による負荷とが加わった場合、伸縮性部材には耐力限界を超える伸展又は圧縮が生じ、十分なシール性能を確保できない可能性がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであって、十分な耐震性を有するシール構造及びシール構造の施工方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の一態様に係るシール構造は、屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間をシールするシール構造であって、前記貫通孔の内周面と前記配設部材の外周面との間に設けられた充填シール材と、前記充填シール材の前記屋外側に設けられて、外周側が前記貫通孔に固定されるとともに内周側が前記配設部材の外周面に固定された水密性シール材と、前記水密性シール材の前記屋外側に設けられて、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材と、該水膨張性部材の前記屋外側に設けられて、該水膨張性部材側を向く面が、該水膨張性部材を支持する支持面とされるとともに、屋外側を向く面が外部からの水圧を受ける受水圧面とされた受水板部と、を備え、前記受水板部は、前記配設部材に対して該配設部材の延びる方向に相対移動可能とされるとともに、前記受水板部の前記受水圧面の面積は、前記貫通孔の開口面積よりも大きく形成されている。

このような構成によれば、水圧が加わった状況下では、受水板部がその受水圧面で水圧を受けることで貫通孔を閉塞する。さらに、水膨張性部材が水を吸収することで膨張して、受水板部と水密性シール材との間を満たす。これにより、貫通孔の屋外側から屋内側に向かって水が浸入する可能性を低減することができる。
加えて、水膨張性部材が膨張する際に、受水板部と水密性シール材との間に浸入した水を吸収する。これにより、貫通孔を通じて壁部の屋内側に水が浸入する可能性をさらに低減することができる。
また、受水板部が貫通孔を閉塞することで、水が浸入する可能性を低減することができる。さらに、受水板部が配設部材に対して相対移動可能とされることで、配設部材と貫通孔との間にさらなる相対変位が生じた場合であっても、受水板部はこの変位に追従して貫通孔を閉塞し続けることができる。

さらに、本発明の一態様に係るシール構造では、前記水膨張性部材は、水が透過可能であるとともに、伸縮性を有することで、前記水膨張性部材を膨張前後にわたって包み込むフィルム部材を備えていてもよい。

このような構成によれば、フィルム部材によって水膨張性部材の形状を安定的に保持することができる。さらに、他の部材を設けることなく水膨張性部材を受水板部に対して保持することができるため、構成を簡素化することができる。

さらに、本発明の一態様に係るシール構造では、前記受水板部は、前記水膨張性部材を挟んで前記支持面とは反対側に設けられ、膨張した前記水膨張性部材が透過可能な複数の開孔が形成された多孔部材を備えていてもよい。

このような構成によれば、多孔部材が水膨張性部材を受水板部の支持面に対して保持することができるとともに、開孔を通じて膨張した水膨張性部材を通過させることができる。

さらに、本発明の一態様に係るシール構造では、前記水膨張性部材は、複数の粒状体から形成され、前記多孔部材における前記開孔の寸法は、膨張する前の前記粒状体の粒径よりも小さく設定されていてもよい。

このような構成によれば、水膨張性部材が複数の粒状体から形成されていることから、その表面積を大きく確保することができる。これにより、浸水した場合に水膨張性部材が急速に膨張することができる。加えて、表面積が増えることにより、水膨張性部材を全体にわたって均一に膨張させることができる。
さらに、多孔部材の開孔が粒状体の粒径よりも小さいことから、膨張した粒状体が開孔を通過する際に、粒状体には開孔による圧縮力が付加された状態となる。この圧縮力によって付勢された粒状体は急速に開孔を通過するとともに、多孔部材から離間した位置にも容易に到達することができる。

さらに、本発明の一態様に係るシール構造の施工方法は、屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間に設けられた充填シール材を有するシール構造の施工方法であって、前記充填シール材の前記表面側に、前記配設部材の周囲を前記表面側から前記裏面側に向かって開削することで空間を形成するとともに、前記配設部材の外周面の少なくとも一部を前記表面側に露出させる工程と、前記空間に、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材を充填する工程と、を含む。

このような方法によれば、例えば充填シール材に損傷が生じることで水が浸入した場合であっても、水膨張性部材がこの水を吸収して膨張して、充填シール材の内周面と配設部材の外周面との間を満たす。これにより、シール性能を確保することができる。加えて、貫通孔に対して充填シール材及び配設部材が予め設けられている場合であっても、この充填シール材を屋内側から開削して水膨張性部材を充填するのみで、容易にシール構造を追設することができる。

さらに、本発明の一態様に係るシール構造の施工方法では、前記水膨張性部材を充填する工程が、前記水膨張性部材を前記壁部の前記裏面側から覆うことで、該水膨張性部材の膨張する方向を規制する拘束板を配置する工程をさらに含んでいてもよい。

このような方法によれば、拘束板が壁部の裏面側から水膨張性部材を覆うため、水膨張性部材が裏面側に脱落する可能性を低減することができる。これにより、シール性能を安定的に発揮することができる。

さらに、本発明の一態様に係るシール構造の施工方法は、屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間に設けられた充填シール材を有するシール構造の施工方法であって、前記充填シール材の前記裏面側で、前記配設部材の周囲を前記裏面側から前記表面側に向かって開削することで空間を形成するとともに、前記配設部材の外周面の少なくとも一部を前記裏面側に露出させる工程と、前記空間に、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材を充填する工程と、を含む。

このような方法によれば、例えば充填シール材の屋外側に損傷が生じることで水が浸入した場合であっても、水膨張性部材がこの水を吸収して膨張することで、充填シール材の内周面と配設部材の外周面との間を満たす。これにより、シール性能を確保することができる。特に、貫通孔に対して充填シール材及び配設部材が予め設けられている場合であっても、この充填シール材を屋内側から開削して水膨張性部材を充填するのみで、容易にシール構造を追設することができる。

本発明によれば、十分な耐震性とシール性能を有するシール構造及びシール構造の施工方法を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るシール構造を、配設部材の軸線と交差する方向から見た断面図である。本発明の第一実施形態に係るシール構造の挙動を示す図である。本発明の第一実施形態に係るシール構造の挙動を示す図である。本発明の第一実施形態に係るシール構造の変形例を示す図である。本発明の第一実施形態に係るシール構造の変形例の挙動を示す図である。本発明の第一実施形態に係るシール構造の他の変形例を示す要部拡大図である。本発明の第二実施形態に係るシール構造を、配設部材の軸線と交差する方向から見た断面図である。本発明の第二実施形態に係るシール構造の挙動を示す図である。本発明の第二実施形態に係るシール構造の施工前の状態における壁部、貫通孔、及び配設部材を示す図である。本発明の第二実施形態に係るシール構造の施工方法の一工程を示す図である。本発明の第二実施形態に係るシール構造の施工方法の一工程を示す図である。本発明の第二実施形態に係るシール構造の挙動を示す図である。本発明の第三実施形態に係るシール構造の施工前の状態における壁部、貫通孔、及び配設部材を示す図である。本発明の第三実施形態に係るシール構造の施工方法の一工程を示す図である。本発明の第三実施形態に係るシール構造の施工方法の一工程を示す図である。本発明の第三実施形態に係るシール構造の施工方法の一工程を示す図である。本発明の第三実施形態に係るシール構造の施工方法の一工程を示す図である。本発明の第二実施形態に係るシール構造の施工方法の各工程を示すフローチャートである。本発明の第三実施形態に係るシール構造の施工方法の各工程を示すフローチャートである。

［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るシール構造１００は、例えば原子力発電所の各種設備を収容する建屋に用いられる。図１に示すように、建屋の外壁を構成する壁部１０には、貫通孔１１が形成されている。貫通孔１１は壁部１０の屋外側である表面１０Ａと屋内側である裏面１０Ｂとを貫通している。この貫通孔１１には、各種の流体等を供給又は排出するための配管、ダクト等を含む配設部材１２が挿通されている。なお、本実施形態では、配設部材１２として金属製の円管を適用した例について説明する。しかしながら、配設部材１２の材料や断面形状はこれに限定されない。例えば配設部材１２の材料として、塩化ビニール等の樹脂材料や、コンクリート等を用いてもよい。さらに、角筒状の管を配設部材１２として用いてもよい。

壁部１０は例えばコンクリート等によって形成される。貫通孔１１の内径寸法は、配設部材１２の外径寸法よりも十分に大きく設定されている。このように形成された貫通孔１１と配設部材１２との間には、シール構造１００が設けられている。なお、以下の説明では、配設部材１２は水平方向に延びる軸線Ｏに沿って設けられるものとする。さらに、この軸線Ｏは壁部１０の延在する面に対して略直交する構成である例について説明する。

シール構造１００は、貫通孔１１と配設部材１２との間に充填される充填シール材１３と、この充填シール材１３の屋外側に設けられる水密性シール材１４と、充填シール材１３及び水密性シール材１４の間に設けられるブレーカ材１５と、ブレーカ材１５の屋外側に設けられる水膨張性部材１６と、この水膨張性部材１６を覆う受水板部２０と、を備えている。

充填シール材１３は、配設部材１２の内部を通る流体の温度や建屋内部の温度等に応じて適宜に決定された断熱性能を有する材料で形成される。また、充填シール材１３は弾性と水密性を有することが望ましい。このような材料として、例えばウレタン等の弾性発泡材料が好適に用いられる。

充填シール材１３を充填するに当たっては、貫通孔１１の内周面１１Ｓと配設部材１２の外周面１２Ｓとの間に、液状の充填シール材１３を充填した後、これを発泡硬化させることが望ましい。このような工程によれば、貫通孔の内周面１１Ｓと配設部材の外周面１２Ｓとの間の領域全体にわたって、充填シール材１３をおおむね隙間なく充填することができる。

水密性シール材１４は、貫通孔１１の内部における充填シール材１３の屋外側の領域に設けられている。この水密性シール材１４の外周側の面は貫通孔１１の内周面１１Ｓに対して固定されている。内周側の面は配設部材１２の外周面１２Ｓに固定されている。さらに、水密性シール材１４は、例えばシリコンシーラント等の伸縮性（弾性）を有する材料で形成されている。これにより、配設部材１２と貫通孔１１との間で相対的な変位が生じた場合であっても、水密性シール材１４はこの変位に追従する。

さらに、水密性シール材１４の内周側及び外周側には、軸線Ｏと交差する方向から見て、該軸線Ｏに沿って屋外側に向かって突出する外周突出部１４Ａ及び内周突出部１４Ｂが形成されている。外周突出部１４Ａは、水密性シール材１４の外周側端縁から径方向内側に向かうにしたがって次第に屋内側に傾斜する傾斜面を有している。同様に内周突出部１４Ｂは、水密性シール材１４の内周側端縁から径方向外側に向かうにしたがって次第に屋外側に傾斜する他の傾斜面を有している。

言い換えると、水密性シール材１４には軸線Ｏ方向に沿って屋外側から屋内側に向かって凹没する溝部が形成されている。この溝部は軸線Ｏの周方向に形成されることで、水密性シール部材の輪郭形状と同心の略円環状をなしている。

ブレーカ材１５は、中央に配設部材１２が貫通するための孔が形成された板状の部材である。ブレーカ材１５の輪郭形状及び寸法は、貫通孔１１の開孔形状及び開孔寸法とそれぞれ略同一とされている。ブレーカ材１５は、例えば発泡ポリエチレン等のように、弾性変形可能な材料によって形成されることが望ましい。

このように形成されたブレーカ材１５は、充填シール材１３の屋外側の面と、水密性シール材１４の屋内側の面とによって挟まれて配置される。ブレーカ材１５が設けられることで、充填シール材１３と水密性シール材１４との間で、軸線Ｏ方向における相対的な変位が生じた場合であっても、ブレーカ材１５が弾性変形することで、この変位を吸収することができる。

水膨張性部材１６は、例えばビノン（登録商標）やハイドロタイト（登録商標）のような水膨張性ゴムで形成される。すなわち、水膨張性部材１６は、外部から供給された水を吸収することによって体積が膨張する特性を有している。このように形成された水膨張性部材１６は、貫通孔１１の屋外側で、後述の受水板部２０によって支持されている。

受水板部２０は、皿状に形成された受水板本体部２１と、この受水板本体部２１に取り付けられる多孔部材３０と、を有している。
受水板本体部２１は、貫通孔１１の開口面積よりも大きな面積を有する板状の底面部２２と、この底面部２２の外周縁から壁部１０に近接する方向に延びる側縁部２３と、によって有底筒状に形成された部材である。底面部２２をなす両面のうち、壁部１０に対向する側、言い換えると屋内側を向く面は、水膨張性部材１６を支持する支持面２４とされている。この支持面２４とは反対側の面、言い換えると屋外側を向く面は、建屋が冠水した場合に生じる水圧を受ける受水圧面２５とされている。

受水板部２０の中央には、配設部材１２が貫通するための孔部が形成されている。この孔部の内径寸法は、配設部材１２の外径寸法よりもわずかに大きく設定されている。これにより、受水板部２０は配設部材１２に対して、配設部材１２の延びる方向（軸線Ｏ方向）に相対移動可能とされている。

多孔部材３０は、受水板本体部２１の支持面２４に対して、水膨張性部材１６を挟んで反対側に配置される厚肉板状の部材である。より具体的には、多孔部材３０は、受水板本体部２１の支持面２４に対向する面である屋外面３０Ｂと、屋外面３０Ｂとは反対側を向く面である屋内面３０Ａと、これら屋外面３０Ｂ及び屋内面３０Ａの周縁を接続する多孔部材側面部３０Ｓと、を有している。この多孔部材３０は例えばメッシュ等の部材によって一体に形成されている。すなわち、多孔部材３０には、厚さ方向、径方向及び周方向を含む任意の方向に連通された複数の開孔３１が形成されている。これら開孔３１を通じて、膨張した水膨張性部材１６が透過することが可能とされている。

このように形成された受水板部２０では、支持面２４、側縁部２３、及び多孔部材３０によって囲まれる収容部２０Ｖ内に、上述の水膨張性部材１６が充填されている。なお、水膨張性部材１６は、この収容部２０Ｖ内に必ずしも隙間なく充填されている必要はない。言い換えると、水膨張性部材１６の体積は、収容部２０Ｖの容積よりもわずかに小さくてもよい。

以上のように構成されたシール構造１００の作用について図２及び図３を参照して説明する。図２は、シール構造１００を含む壁部１０が、津波や高波等によって冠水した状態を表している。このように壁部１０が冠水した場合、シール構造１００には屋外側から屋内側に向かう水圧が加わる。この水圧は、主として受水板部２０における受水圧面２５に加わる。

受水圧面２５に水圧が加わると、図２に示すように受水板部２０における孔部の内周面が配設部材１２の外周面１２Ｓと摺動するようにして、屋外側から屋内側に向かって次第に移動する（図中矢印）。水圧が加わり続けることによって、受水板部２０は壁部１０の屋外側に当接する。より詳細には、受水板部２０における多孔部材３０が壁部１０の裏面１０Ｂに当接することで、貫通孔１１の屋外側を閉塞する。

ここで、多孔部材３０は一定の厚さ（軸線Ｏ方向の寸法）を有していることから、壁部１０に当接した状態においても、多孔部材側面部３０Ｓが水中に露出した状態となる。すなわち、この多孔部材側面部３０Ｓからは水が浸透する。

多孔部材側面部３０Ｓから浸透した水は、多孔部材３０の内部を通過した後、該多孔部材３０の屋外面３０Ｂ及び屋内面３０Ａを通じて外部に放出される。まず、屋外面３０Ｂに到達した水は、図３に示すように、水密性シール材１４と多孔部材３０の屋外面３０Ｂとによって画成された空間内に流れ込む。一方で、屋内面３０Ａに達した水は、受水板部２０の収容部２０Ｖに流れ込むことで、水膨張性部材１６に接触する。

水膨張性部材１６に接触した水は、ただちに吸収される。水膨張性部材１６は、この水を吸収することで膨張する。受水板部２０と多孔部材３０との間の収容部２０Ｖを満たした後も、水膨張性部材１６は膨張を続ける。収容部２０Ｖの体積を超えて膨張を続けた水膨張性部材１６には圧力が加わることから、多孔部材３０に形成された開孔３１を通じて、屋外面３０Ｂ側から屋内面３０Ａ側に滲出する。水膨張性部材１６はその後も膨張を続けて、最終的には収容部２０Ｖの全体を満たす（図３参照）。このとき、空間内には、浸水初期に一定量の水が流れ込んでいることが想定される。水膨張性部材１６はこの水も吸収する。すなわち、水膨張性部材１６が膨張し終えた状態下では、空間及び収容部２０Ｖ内には、膨張した水膨張性部材１６を除いて、わずかな水分のみが存在する状態となっている。

以上説明したように、本実施形態に係るシール構造１００によれば、受水板部２０がその受水圧面２５で水圧を受けることで貫通孔１１を閉塞する。さらに、水膨張性部材１６が水を吸収することで膨張して、受水板部２０と水密性シール材１４との間を満たす。これにより、貫通孔１１の屋外側から屋内側に向かって水が浸入する可能性を低減することができる。

さらに、上記のように壁部１０及びシール構造１００が水没した状態において、さらなる地震（余震）が発生した場合、この揺れに伴う外力によって配設部材１２が貫通孔１１（壁部１０）に対して相対的に移動する可能性が考えられる。これにより、配設部材１２の外周面１２Ｓと充填シール材１３の内周面との間には、一定の間隙５０が形成されてしまう。しかしながら、本実施形態に係るシール構造１００では、上記のように貫通孔１１は受水板部２０によって閉塞されていることから、屋内側に向かって浸水が生じる可能性を低減することができる。

加えて、水膨張性部材１６が膨張する際に、受水板部２０と水密性シール材１４との間に侵入した水を押し出す。これにより、貫通孔１１を通じて壁部１０の屋内側に水が浸入する可能性をさらに低減することができる。

さらに、上述のような構成によれば、受水板部２０が配設部材１２に対して相対移動可能とされることで、配設部材１２と貫通孔１１との間にさらなる相対変位が生じた場合であっても、受水板部２０はこの変位によらず貫通孔１１を閉塞し続けることができる。
以上説明したように、本実施形態に係るシール構造１００によれば、十分な耐震性とシール性能とを備えたシール構造１００を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上記の実施形態では、水膨張性部材１６は受水板部２０における収容部２０Ｖ内に収容されるとともに、多孔部材３０によって屋内側から支持される構成とした。しかしながら、受水板部２０の態様はこれに限定されず、例えばこれを図４に示すように構成することも可能である。図４の例では、水膨張性部材１６はフィルム部材Ｆによってその外側が包まれている。このフィルム部材Ｆは、例えばラテックスやポリウレタン、シリコン等で形成された薄膜状の部材である。このような材料で形成されることで、フィルム部材Ｆは水を透過可能であるとともに、伸縮性を発揮することができる。

以上のような構成により、水はフィルム部材Ｆを透過して、内部の水膨張性部材１６を膨張させることができる。さらに、フィルム部材Ｆは伸縮性を備えていることから、水膨張性部材１６を膨張前後にわたって包み込むことができる。言い換えると、水膨張性部材１６は上述の実施形態と同様に膨張することで、十分なシール性能を発揮することができる（図５参照）。

加えて、このような構成によれば、フィルム部材Ｆによって水膨張性部材１６の形状を安定的に保持することができる。さらに、上述の多孔部材３０のような他の部材を設けることなく水膨張性部材１６を受水板本体部２１に対して保持することができるため、構成を簡素化することができる。

ここで、上述の実施形態においては、図６に示すように、水膨張性部材１６を複数の粒状体１６Ｐから構成することも可能である。このような構成によれば、水膨張性部材１６の表面積を大きく確保することができる。これにより、浸水した場合に水膨張性部材１６が急速に膨張することができる。加えて、表面積が増えることにより、水膨張性部材１６を全体にわたって均一に膨張させることができる。

さらに、上記のように複数の粒状体１６Ｐによって水膨張性部材１６を構成した場合、多孔部材３０における開孔３１の寸法は、膨張する前の粒状体１６Ｐの粒径よりも小さく設定されていることが望ましい。このような構成によれば、多孔部材３０の開孔３１が粒状体１６Ｐの粒径よりも小さいことから、膨張した粒状体１６Ｐが開孔３１を通過する際に、粒状体１６Ｐには開孔３１による圧縮力が付加された状態となる。この圧縮力によって付勢された粒状体１６Ｐは急速に開孔３１を通過するとともに、多孔部材３０から離間した位置にも容易に到達することができる。

［第二実施形態］
続いて、本発明の第二実施形態に係るシール構造２００について、図７を参照して説明する。同図に示すように、本実施形態に係るシール構造２００は、受水板部２０を有していない点で上述の第一実施形態と異なっている。さらに、このシール構造２００では、水膨張性部材１６は充填シール材１３の内周面と配設部材１２の外周面１２Ｓとの間に介在している。加えて、壁部１０の屋内側には、貫通孔１１を閉塞する拘束板４０が設けられている。

本実施形態では、水膨張性部材１６は、配設部材１２の外周面１２Ｓに対して薄膜状をなすように塗布されることが望ましい。すなわち、配設部材１２を貫通孔１１に挿通するに先立って、配設部材１２の外周面１２Ｓであって、貫通孔１１の内周面１１Ｓと対応する領域に、液状の水膨張性部材１６を塗布する工程を行うことが望ましい。このような工程を経ることによって、水膨張性部材１６は充填シール材１３の内周面に固定されるとともに、配設部材１２の外周面１２Ｓに固定される。

拘束板４０は、配設部材１２の軸線Ｏ方向から見て略円形をなして形成された板状の部材である。拘束板４０の中央部には、配設部材１２が挿通される孔が形成されている。

このような構成によれば、水密性シール材１４及びブレーカ材１５に損傷が生じた場合であっても、該損傷箇所を通じて浸水した水によって水膨張性部材１６が膨張する（図８参照）。この膨張した水膨張性部材１６が、貫通孔の内周面１１Ｓと配設部材の外周面１２Ｓとの間を満たすことで、シール性能を確保することができる。

さらに、上記のような構成であれば、拘束板４０が水膨張性部材１６の膨張する方向を規制する。言い換えると、膨張した水膨張性部材１６が壁部１０の屋内側に向かって漏出（脱落）する可能性を低減することができる。これにより、シール性能を安定的に発揮することができる。

［施工方法］
次に、上述したシール構造２００の施工方法について、図９から図１２、及び図１８を参照して説明する。特に、本施工方法では、既設の壁部１０及び貫通孔１１と、この貫通孔１１に挿通された配設部材１２に対して、本実施形態に係るシール構造２００を追設する場合の各工程について説明する。

図９に示すように、シール構造２００を追設する前の状態では、貫通孔１１の内部には、上述の各実施形態と同様の、充填シール材１３と、充填シール材１３の屋外側に設けられたブレーカ材１５と、ブレーカ材１５の屋外側に設けられた水密性シール材１４と、が設けられている。

このような壁部１０及び貫通孔１１に対してシール構造２００を追設することを目的として、本実施形態に係る施工方法は、充填シール材１３を開削して水膨張性部材１６を充填するための開削空間ＣＶを形成する工程（屋内側開削工程Ｓ１１）と、この開削空間ＣＶに水膨張性部材１６を充填する工程（充填工程Ｓ１２）と、を含む（図１８参照）。

屋内側開削工程Ｓ１１では、充填シール材１３の表面１０Ａ側（屋内側）で、配設部材１２の周囲の領域を表面１０Ａ側から裏面１０Ｂ側（屋外側）に向かって開削する。これにより、充填シール材１３の屋内側に略円環状の開削空間ＣＶが形成される。加えて、この屋内側開削工程Ｓ１１により、配設部材の外周面１２Ｓの少なくとも一部が表面１０Ａ側に露出する（図１０参照）。

続いて、充填工程Ｓ１２では、上記の屋内側開削工程Ｓ１１によって形成された開削空間ＣＶの内部に、水膨張性部材１６が充填される。さらに、上述の拘束板４０を壁部１０の屋内側に取り付ける工程（拘束板取付工程Ｓ１３）を実施してもよい（図１１）。以上により、本実施形態に係るシール構造２００の施工方法の全工程が完了する。

以上のようなシール構造２００を備えた建屋（壁部１０、貫通孔１１）に対して、津波や高波等に伴う水が押し寄せた場合、水密性シール材１４によってこの水が壁部１０の屋内側に浸入する可能性を低減することができる。

ここで、このように建屋に水が押し寄せた状態下で、さらなる地震（余震）が続いて発生した場合、振動に伴う外力によって配設部材１２と貫通孔１１との間に相対的な変位が生じる可能性がある。このような変位が生じた場合、配設部材１２の外周面１２Ｓと充填シール材１３の内周面との間には間隙５０が生じることが考えられる（図１２参照）。さらに、この間隙５０の形成に加えて、水密性シール材１４及びブレーカ材１５に損傷が生じることも考えられる。これにより、損傷箇所を通じて貫通孔１１の内部、すなわち充填シール材１３と配設部材１２との間の間隙５０が、屋外側と連通されてしまうことになる。

しかしながら、本実施形態に係るシール構造２００では、水膨張性部材１６が壁部１０の屋内側から充填されていることから、貫通孔１１の間隙５０に浸入した水を吸収することで、水膨張性部材１６が膨張する。膨張した水膨張性部材１６は、図１２に示すように、間隙５０のおおむね全体にわたって行き渡る。このように、余震によって生じた配設部材１２と充填シール材１３との間の間隙５０は、膨張した水膨張性部材１６によって充填される。これにより、屋外側からのさらなる水の浸入を抑制することができる。

なお、上述の説明では、既設の壁部１０、貫通孔１１、及び配設部材１２に対してシール構造２００を追設する場合について例示した。しかしながら、本実施形態に係るシール構造２００は、壁部１０に対してシール構造を新設する場合にも適用可能である。

さらに、上述のような施工方法において、拘束板４０を設ける工程を経た場合、上述の各実施形態と同様に、膨張した水膨張性部材１６が屋内側に脱落（漏出）する可能性を低減することで、さらなるシール性能の向上を図ることができる。

なお、上記の屋内側開削工程Ｓ１１によって形成される開削空間ＣＶの形状は、本実施形態では、軸線Ｏ方向に沿って屋内側から屋外側に向かうに従って、次第に径方向の寸法が縮小するように形成されている。しかしながら、開削空間ＣＶの形状はこれに限定されず、軸線Ｏと交差する方向から見て方形の断面を有していてもよい。要は、開削空間ＣＶの内部に、配設部材１２の外周面１２Ｓの少なくとも一部が露出した状態とすることができればよい。
また、壁部１０の厚さ（軸線Ｏ方向の寸法）や、施工機械の制約が許す限りにおいて、充填シール材１３における軸線Ｏ方向全域にわたってこの開削空間ＣＶを形成してもよい。この場合にも、水膨張性部材１６が開削空間ＣＶ全体に充填される。

［第三実施形態］
続いて、本発明の第三実施形態に係るシール構造３００、及び該シール構造３００の施工方法について図１３から図１７及び図１９を参照して説明する。以下では、図１３に基づいて、既設の壁部１０及び貫通孔１１と、この貫通孔１１に挿通された配設部材１２に対してシール構造３００を追設する場合について説明する。

図１３に示すように、シール構造３００を追設する前の状態では、貫通孔１１の内部には、上述の各実施形態と同様の、充填シール材１３と、充填シール材１３の屋外側に設けられたブレーカ材１５と、ブレーカ材１５の屋外側に設けられた水密性シール材１４と、が設けられている。

このような壁部１０及び貫通孔１１に対してシール構造３００を追設するため、本実施形態に係るシール構造３００の施工方法では、貫通孔１１の屋外側（すなわち、水密性シール材１４側）に対して以下の各工程を含む施工を行う。本実施形態に係るシール構造１００の施工方法は、充填シール材１３の屋外側を開削して開削空間ＣＶを形成する屋外側開削工程Ｓ２１と、この開削空間ＣＶに水膨張性部材１６を充填する充填工程Ｓ２２と、を含む（図１９参照）。

より詳細には、図１４に示すように、まず既設の水密性シール材１４及びブレーカ材１５を、屋外側から除去する。これにより、充填シール材１３が屋外側に露出する。次いで、図１５に示すように、屋外側に露出した充填シール材１３の表面１０Ａを開削することで開削空間ＣＶを形成する（屋外側開削工程Ｓ２１）。さらに、この開削空間ＣＶの内部に、水膨張性部材１６を充填する（充填工程Ｓ１２）。

さらに、水膨張性部材１６を充填した後で、図１６に示すように、硬化前の新たな充填シール材１３０（第二充填シール材１３０）を液状のまま流し込む。この第二充填シール材１３０の流し込みに際しては、必要に応じて型枠６０等の治具を用いてもよい。図１６の例では、型枠６０に形成された湯口６１によって貫通孔１１の上部が外部と連通された状態となっている。この湯口６１から液状の第二充填シール材１３０を流し込むことで、第二充填シール材１３０を必要な箇所にのみ設けることができる。

続いて、第二充填シール材１３０が硬化したことを確認した後、該第二充填シール材１３０の屋外側に、ブレーカ材１５及び水密性シール材１４を順次取り付ける（図１７参照）。以上により、本実施形態に係るシール構造３００の施工方法の全工程が完了する。

以上のようなシール構造３００では、図１７に示すように、既設の充填シール材１３と、追設した第二充填シール材１３０とに挟まれた領域で、配設部材１２の外周面１２Ｓに接した状態の水膨張性部材１６が設けられている。このような構成によれば、津波や高波等によって貫通孔１１の屋外側に水が押し寄せた場合であっても、第二充填シール材１３０によってシール性能を維持することができる。加えて、このように水没した状態下で、さらなる地震（余震等）が発生することで、配設部材１２の外周面１２Ｓと充填シール材１３０（及び第二充填シール材１３０）の内周面との間に間隙５０が形成された場合でも、この間隙５０に浸入した水を水膨張性部材１６が吸収することによって膨張し、シール性能の劣化を抑制することができる。

なお、上述の説明では、既設の壁部１０、貫通孔１１、及び配設部材１２に対してシール構造３００を追設する場合について例示した。しかしながら、本実施形態に係るシール構造３００は、壁部１０に対してシール構造を新設する場合にも適用可能である。

１００，２００，３００…シール構造１０…壁部１０Ａ…表面１０Ｂ…裏面１１…貫通孔１２…配設部材Ｏ…軸線１３…充填シール材１４…水密性シール材１５…ブレーカ材１６…水膨張性部材２０…受水板部１１Ｓ…貫通孔の内周面１２Ｓ…配設部材の外周面１４Ａ…外周突出部１４Ｂ…内周突出部２１…受水板本体部２２…底面部２３…側縁部２４…支持面２５…受水圧面３０…多孔部材３０Ａ…屋内面３０Ｂ…屋外面３０Ｓ…多孔部材側面部３１…開孔２０Ｖ…収容部Ｆ…フィルム部材１６Ｐ…粒状体４０…拘束板Ｓ１１…屋内側開削工程Ｓ１２，Ｓ２２…充填工程５０…間隙Ｓ２１…屋外側開削工程１３０…第二充填シール材６０…型枠６１…湯口

Claims

屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間をシールするシール構造であって、
前記貫通孔の内周面と前記配設部材の外周面との間に設けられた充填シール材と、
前記充填シール材の前記屋外側に設けられて、外周側が前記貫通孔に固定されるとともに内周側が前記配設部材の外周面に固定された水密性シール材と、
前記水密性シール材の前記屋外側に設けられて、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材と、
前記水膨張性部材の前記屋外側に設けられて、該水膨張性部材側を向く面が、該水膨張性部材を支持する支持面とされるとともに、屋外側を向く面が外部からの水圧を受ける受水圧面とされた受水板部と、
を備え、
前記受水板部は、前記配設部材に対して該配設部材の延びる方向に相対移動可能とされるとともに、前記受水板部の前記受水圧面の面積は、前記貫通孔の開口面積よりも大きく形成されているシール構造。
前記水膨張性部材は、
水が透過可能であるとともに、伸縮性を有することで、前記水膨張性部材を膨張前後にわたって包み込むフィルム部材を備える請求項１に記載のシール構造。
前記受水板部は、
前記水膨張性部材を挟んで前記支持面とは反対側に設けられ、膨張した前記水膨張性部材が透過可能な複数の開孔が形成された多孔部材を備える請求項１に記載のシール構造。
屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間をシールするシール構造であって、
前記貫通孔の内周面と前記配設部材の外周面との間に設けられた充填シール材と、
前記充填シール材の前記屋外側に設けられて、外周側が前記貫通孔に固定されるとともに内周側が前記配設部材の外周面に固定された水密性シール材と、
前記水密性シール材の前記屋外側に設けられて、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材と、
前記水膨張性部材の前記屋外側に設けられて、該水膨張性部材側を向く面が、該水膨張性部材を支持する支持面とされるとともに、屋外側を向く面が外部からの水圧を受ける受水圧面とされた受水板部と、
を備え、
前記水膨張性部材は、
水が透過可能であるとともに、伸縮性を有することで、前記水膨張性部材を膨張前後にわたって包み込むフィルム部材を備えるシール構造。
屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間をシールするシール構造であって、
前記貫通孔の内周面と前記配設部材の外周面との間に設けられた充填シール材と、
前記充填シール材の前記屋外側に設けられて、外周側が前記貫通孔に固定されるとともに内周側が前記配設部材の外周面に固定された水密性シール材と、
前記水密性シール材の前記屋外側に設けられて、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材と、
前記水膨張性部材の前記屋外側に設けられて、該水膨張性部材側を向く面が、該水膨張性部材を支持する支持面とされるとともに、屋外側を向く面が外部からの水圧を受ける受水圧面とされた受水板部と、
を備え、
前記受水板部は、
前記水膨張性部材を挟んで前記支持面とは反対側に設けられ、膨張した前記水膨張性部材が透過可能な複数の開孔が形成された多孔部材を備えるシール構造。
前記水膨張性部材は、複数の粒状体から形成され、
前記多孔部材における前記開孔の寸法は、膨張する前の前記粒状体の粒径よりも小さく設定された請求項３又は５に記載のシール構造。
屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間に設けられた充填シール材を有するシール構造の施工方法であって、
前記充填シール材の前記表面側に、前記配設部材の周囲を前記表面側から前記裏面側に向かって開削することで空間を形成するとともに、前記配設部材の外周面の少なくとも一部を前記表面側に露出させる工程と、
前記空間に、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材を充填する工程と、を含むシール構造の施工方法。
前記水膨張性部材を充填する工程が、前記水膨張性部材を前記壁部の前記裏面側から覆うことで、該水膨張性部材の膨張する方向を規制する拘束板を配置する工程をさらに含む請求項７に記載のシール構造の施工方法。
屋内側である表面及び屋外側である裏面の間に貫通孔が形成された壁部における前記貫通孔と、該貫通孔に挿通された配設部材との間に設けられた充填シール材を有するシール構造の施工方法であって、
前記充填シール材の前記裏面側で、前記配設部材の周囲を前記裏面側から前記表面側に向かって開削することで空間を形成するとともに、前記配設部材の外周面の少なくとも一部を前記裏面側に露出させる工程と、
前記空間に、水を吸収することにより膨張する水膨張性部材を充填する工程と、
を含むシール構造の施工方法。