JP7348110B2 - セグメント用止水部材及びセグメント用止水構造 - Google Patents

Description

本発明は、セグメント用止水部材及びセグメント用止水構造に関する。

シールドトンネルでは、掘削した地山と、その内側に組み立てられるセグメントとの間に、セメントミルク等からなるグラウトを注入する。セグメントには、地山と坑内とに通じ、グラウトを注入するためのグラウト孔が穿設されている。グラウト孔は、グラウトの注入後、グラウトプラグを螺合する等の止水工が施される。

止水工の施されたグラウト孔は、竣工後、長期経過すると、グラウトプラグの抜け落ちや欠け等の劣化の虞がある。このような止水工の劣化は、坑内への漏水や土砂の侵入を発生させる虞がある。

特許文献１には、地中に形成されたコンクリート構造体の壁面等に発生したクラック等漏水部を補修するための地中コンクリート構造体の漏水部止水構造が開示されている。コンクリート構造体の表面には、表面に発生した漏水部を塞ぐパッキンが設けられ、かつパッキンの背面側には、少なくともパッキンと同等以上の寸法を有し、コンクリート構造体に先端部を埋設される複数本のアンカーボルトによって押圧される加圧板が設けられる。

この地中コンクリート構造体の漏水部止水構造によれば、アンカーボルトに係止・押圧される加圧板によってパッキンがコンクリート構成体の表面に発生した漏水部に圧接・密着されることにより、漏水が確実に止水される。その場合、施工後、コンクリート構造体が種々の外力を受けてクラック（漏水部）の間隙が開くような状態となっても、パッキンがクラックの両側に強く密着されているものであるから、構造体内部への漏水を発生させることはない。

特許第２６０５１０４号公報

しかしながら、上記した地中コンクリート構造体の漏水部止水構造は、グラウト孔に適用すると、加圧板によってパッキンがグラウトプラグやグラウトプラグを覆うモルタル等に圧接・密着する。このため、グラウトプラグやグラウトプラグを覆うモルタル等の止水工が圧接力・密着力により割れる場合がある。このような不具合は、グラウトプラグが樹脂製であったり、パッキンが平板状の水膨張性材料であったりする場合に特に顕著となる。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、従来構造に比べさらに高い止水性能を得ることができるセグメント用止水部材及びセグメント用止水構造を提供することにある。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のセグメント用止水部材１１は、セグメント１３の内面３３に開口して地山２９と通じる経路が止水構造で水密シールされる開口部３５を包囲して環状に形成され、前記内面３３に密着するシール部材１７と、
前記シール部材１７を挟んで前記内面３３の反対側で前記シール部材１７に密着し、前記シール部材１７より外側に張り出す周縁部４３を有して前記開口部３５を覆う閉塞部材１９と、
前記閉塞部材１９の前記周縁部４３に周方向の複数箇所で配置されて一端側が前記セグメント１３に固着し、他端側が前記周縁部４３を貫通して前記閉塞部材１９と前記内面３３とで前記シール部材１７を挟持して前記閉塞部材１９を前記内面３３に固定する固定部材２１と、
を備えることを特徴とする。

このセグメント用止水部材１１では、環状に形成されて内面３３に密着するシール部材１７により、開口部３５が包囲される。開口部３５は、セグメント１３の内面３３に開口する。この開口部３５は、地山２９と通じる経路が止水構造で水密シールされる。
シール部材１７を挟んで内面３３の反対側には、閉塞部材１９がシール部材１７に密着して設けられる。閉塞部材１９は、シール部材１７より外側に張り出す周縁部４３を有して開口部３５を覆う。閉塞部材１９の周縁部４３には、周方向の複数箇所で固定部材２１が配置される。固定部材２１は、一端側がセグメント１３に固着される。固定部材２１の他端側は、周縁部４３を貫通して、閉塞部材１９をセグメント１３の内面３３に固定する。つまり、シール部材１７は、閉塞部材１９と内面３３とで挟持される。シール部材１７は、閉塞部材１９と内面３３に密着することで、環状の内側に密閉空間４９を形成する。セグメント１３の内面３３に設けられた開口部３５は、この密閉空間４９に臨んで配置される。
開口部３５は、グラウト孔１５等とすることができる。また、地山２９と通じる経路を水密シールする止水構造は、グラウト孔１５に螺合されるグラウトプラグ３１等とすることができる。この場合、グラウトプラグ３１は、シール部材１７により包囲された密閉空間４９に臨んで配置されるので、シール部材１７の厚み分、閉塞部材１９から離間して配置される。これにより、グラウトプラグ３１や止水工等は、閉塞部材１９により押圧されなくなる。すなわち、既存の水密シール構造を損ねる（圧壊等する）ことがない。これに加え、新たな密閉空間４９を形成し、既存のシール構造にクラック等が発生した場合に生じる漏水を二重の水密シール構造より止水する作用を得ることができる。その結果、漏水をより効果的に抑制することができるようになる。

本発明の請求項２記載のセグメント用止水部材１１は、請求項１に記載のセグメント用止水部材１１であって、
前記シール部材１７が、
水膨張性材料からなる水膨張部７５と、
前記水膨張性材料を含まない非水膨張部７７と、
からなることを特徴とする。

このセグメント用止水部材１１では、シール部材１７が、線状部材により無端環状となって形成される。線状部材は、長手方向に直交方向の断面形状が、中実や中空の円形状、中実の四角形状、台形状、六角形状、蒲鉾形状などとすることができる。ここで、線状部材は、断面形状の外側を水膨張性材料で形成し、断面形状の内側を非水膨張部７７で形成することができる。このような二重構造の線状部材で形成したシール部材１７は、外側の水膨張性材料により止水性能が得られるとともに、内側の非水膨張部７７により長手方向の膨張が規制される。これにより、シール部材１７は、位置ずれを抑制して、断面形における周方向に膨張することが可能となり、セグメント１３の内面３３及び閉塞部材１９に確実に密着し、良好な止水性能を得ることができる。

本発明の請求項３記載のセグメント用止水部材５５は、請求項１または２に記載のセグメント用止水部材５５であって、
前記閉塞部材５７が、前記内面３３に沿う板状部材であることを特徴とする。

このセグメント用止水部材５５では、閉塞部材５７が、セグメント１３の内面３３に沿う板状部材となる。内面３３に沿うとは、平坦な内面３３に対して平行となる場合、凹曲面（湾曲面）である内面３３に対して湾曲面となって沿う場合の双方を含む。いずれの場合においても、閉塞部材５７は、板状部材となることにより、開口部３５を覆う止水構造を構成した際に、セグメント１３の内面３３からの突出距離を、ブロック状の部材で形成した場合に比べ小さくすることができる。

本発明の請求項４記載のセグメント用止水部材６３は、請求項１～３のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材６３であって、
前記閉塞部材５９が、前記シール部材１７の挟持方向における一部分を受け入れる溝部６１を有することを特徴とする。

このセグメント用止水部材６３では、閉塞部材５９のセグメント対向面に、環状のシール部材１７の挟持方向における一部分を受け入れる溝部６１が形成される。従って、溝部６１も環状に形成される。挟持方向における一部分とは、シール部材１７を形成している線状部材の断面形状における一部分である。つまり、溝部６１に受け入れられたシール部材１７は、一部分を除く他部分が、閉塞部材５９のセグメント対向面から内面３３に向かって突出する。この突出部分が、弾性変形可能な部分となる。弾性変形したシール部材１７は、弾性復元力が、溝部６１や内面３３への密着力となる。
シール部材１７は、溝部６１に接着等して固定しておくことが好ましい。セグメント用止水部材１１は、シール部材１７を予め溝部６１に固定しておくことにより、シール部材１７に位置ずれが生じにくくなる。また、搬送や設置時の作業性を良好にできる。

本発明の請求項５記載のセグメント用止水部材１１は、請求項１～４のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材１１であって、
前記固定部材２１が、前記閉塞部材１９を介して前記シール部材１７を所定の圧力で前記内面３３に押し付けることを特徴とする。

このセグメント用止水部材１１では、シール部材１７が、密着している状態よりも大きな所定の加圧力により、セグメント１３の内面３３及び閉塞部材１９のセグメント対向面に押圧される。このシール部材１７に対する所定の加圧力は、閉塞部材１９を固定部材２１によりセグメント１３へ締結固定することにより得られる。シール部材１７は、この所定の圧力により、弾性限度の範囲で弾性変形する。従って、シール部材１７は、変形されることによって生じた内部応力（弾性復元力）により、より確実にセグメント１３の内面３３、及び閉塞部材１９のセグメント対向面に水密に密着する。

本発明の請求項６記載のセグメント用止水部材５５は、請求項１～５のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材５５であって、
前記閉塞部材５７が、前記内面３３に沿う形状に塑性変形可能な成形材料からなることを特徴とする。

このセグメント用止水部材５５では、閉塞部材５７が、内面３３に沿う形状に塑性変形可能な成形材料からなる。成形材料は、成形材料が取り付けられる面、すなわち、セグメント１３の内面３３に合わせ、施工現場にて曲げ加工を行って使用する。
成形材料としては、例えば剛性の高い金属板８７が挙げられる。金属板８７の素材としては、例えば防錆性、防食性の高いＳＵＳが挙げられる。曲げ加工は、例えばローラーを用いた冷間曲げ加工とすることができる。

本発明の請求項７記載のセグメント用止水部材５５は、請求項１～５のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材５５であって、
前記閉塞部材５７の少なくともセグメント対向面が、前記内面３３に沿う形状に予め成形されていることを特徴とする。

このセグメント用止水部材５５では、シール部材１７を挟持するセグメント１３の内面３３と、閉塞部材５７のセグメント対向面との距離が、シール部材１７の全周囲においてほぼ同一となる。これにより、閉塞部材５７と内面３３との間でシール部材１７を変形させる際の圧縮率をシール部材１７の全周囲でほぼ均等にすることができる。

本発明の請求項８記載のセグメント用止水部材は、請求項１～７のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材であって、
前記シール部材１７の外周に位置するとともに、前記閉塞部材１０５，１１１，１１５，１２１，１３１，１４５，１５５と前記セグメント１３の内面３３との間に介設される規制部材１０３（規制部１０９，１１７，１２３，１３３，１４３，１５１）が設けられることを特徴とする。

このセグメント用止水部材では、規制部材１０３がシール部材１７の外周を取り囲むように位置し、閉塞部材１０５とセグメント内面３３との間でシール部材１７とともに挟持状態となり、すなわち規制部材１０３の内側にシール部材１７が位置する。これにより、シール部材１７が漏水によって膨張変形しても、規制部材１０３によってシール部材１７の外方向への膨張を規制し、規制部材１０３の内側方向で膨張することになるとともに、閉塞部材１０５とセグメント内面３３への密着度が向上し、シール部材１７より外方への漏水の発生を抑制する。

本発明の請求項９記載のセグメント用止水部材は、請求項８記載のセグメント用止水部材であって、
前記規制部材１０３（規制部１０９，１１７，１２３，１３３，１４３，１５１）が、前記シール部材１７の外周において、該シール部材１７を囲むように連続した環状に形成されていることを特徴とする。

このセグメント用止水部材では、規制部材１０３が連続した環状であり、その内側に位置するシール部材１７を取り囲み、このシール部材１７に周方向にわたって密着可能となる。これにより、シール部材１７が膨張変形した際には、外方向を規制部材１０３で規制されて、この規制部材１０３の内側面に密着し、そして閉塞部材１０５とセグメント内面３３とに密着し、すなわちシール部材１７は三方向を囲まれて密着して、より効果的に漏水を抑制する。

本発明の請求項１０記載のセグメント用止水部材は、請求項８記載のセグメント用止水部材であって、
前記規制部材が、前記シール部材１７の外周において、該シール部材１７を囲み周方向に断続して形成されていることを特徴とする。

このセグメント用止水部材では、規制部材が断続して位置し、その内側に位置するシール部材１７を囲む。これにより、シール部材１７が膨張変形した際には、外方向を規制部材で規制されて、この規制部材によって膨張変形を阻まれ、そして閉塞部材とセグメント内面とに密着し、効果的に漏水を抑制する。

本発明の請求項１１記載のセグメント用止水部材は、請求項９または１０記載のセグメント用止水部材であって、
前記規制部材が、前記閉塞部材と一体とされ、該閉塞部材のセグメント対向面に突条状に形成されていることを特徴とする。

このセグメント用止水部材では、規制部材が閉塞部材と一体に構成されることで、規制部材を単体で扱うことなく、閉塞部材のセグメント内面への取り付けでシール部材の外周を囲む規制部材を、規制部材とセグメント内面との間に介設することができる。

本発明の請求項１２記載のセグメント用止水構造は、シールドトンネル２５の内壁面を構成するセグメント１３と、
前記セグメント１３の内面３３に開口して地山２９と通じる経路が止水構造で水密シールされる開口部３５と、
前記開口部３５を包囲して環状に形成され前記内面３３に密着するシール部材１７と、
前記シール部材１７を挟んで前記内面３３の反対側で前記シール部材１７に密着し、前記シール部材１７より外側に張り出す周縁部４３を有して前記開口部３５を覆う閉塞部材１９と、
前記閉塞部材１９の前記周縁部４３に周方向の複数箇所で配置されて一端側が前記セグメント１３に固着し、他端側が前記周縁部４３を貫通して前記閉塞部材１９と前記内面３３とで前記シール部材１７を挟持して前記閉塞部材１９を前記内面３３に固定する固定部材２１と、
を備えることを特徴とする。

このセグメント用止水構造では、環状に形成されて内面３３に密着するシール部材１７により、開口部３５が包囲される。開口部３５は、セグメント１３の内面３３に開口する。この開口部３５は、地山２９と通じる経路が止水構造で水密シールされる。
開口部３５としては、例えばグラウトプラグ３１が螺合したグラウト孔１５や、セグメント同士を連結するめのボルトを収容し、モルタル２３で覆われたボルトボックス５１等が挙げられる。地山２９と通じる経路を水密シールする止水構造とは、例えばグラウト孔１５を塞ぐグラウトプラグ３１等が挙げられる。
シール部材１７を挟んで内面３３の反対側には、閉塞部材１９がシール部材１７に密着して設けられる。閉塞部材１９は、シール部材１７より外側に張り出す周縁部４３を有して開口部３５を覆う。閉塞部材１９の周縁部４３には、周方向の複数箇所で固定部材２１が配置される。固定部材２１は、一端側がセグメント１３に固着される。固定部材２１の他端側は、周縁部４３を貫通して、閉塞部材１９をセグメント１３の内面３３に固定する。つまり、シール部材１７は、閉塞部材１９と内面３３とで挟持される。シール部材１７は、閉塞部材１９と内面３３に密着することで、環状の内側に密閉空間４９を形成する。セグメント１３の内面３３に設けられた開口部３５は、この密閉空間４９に臨んで配置される。
開口部３５は、グラウト孔１５等とすることができる。また、地山２９と通じる経路を水密シールする止水構造は、グラウト孔１５に螺合されるグラウトプラグ３１等とすることができる。この場合、グラウトプラグ３１は、シール部材１７により包囲された密閉空間４９に臨んで配置されるので、シール部材１７の厚み分、閉塞部材１９から離間して配置される。これにより、グラウトプラグ３１や止水工等は、閉塞部材１９により押圧されなくなる。すなわち、既存の水密シール構造を損ねる（圧壊等する）ことがない。これに加え、新たな密閉空間４９を形成し、既存のシール構造にクラック等が発生した場合に生じる漏水を二重の水密シール構造より止水する作用を得ることができる。その結果、漏水をより効果的に抑制することができるようになる。

本発明に係る請求項１記載のセグメント用止水部材によれば、従来構造に比べさらに高い止水性能を得ることができる。

本発明に係る請求項２記載のセグメント用止水部材によれば、シール部材の位置ずれを規制しながら、高い止水性能を得ることができる。

本発明に係る請求項３記載のセグメント用止水部材によれば、水密シール構造を薄厚にできる。

本発明に係る請求項４記載のセグメント用止水部材によれば、シール部材が位置ずれすることによる止水性能の低下を防止できる。

本発明に係る請求項５記載のセグメント用止水部材によれば、セグメントの内面等に生じている凹凸を吸収して高い止水性能を得ることができる。

本発明に係る請求項６記載のセグメント用止水部材によれば、シール部材の変形量を全周囲で均等にでき、安定した止水性能を得ることができる。

本発明に係る請求項７記載のセグメント用止水部材によれば、安定した止水性能を得ることができるとともに、予め内面に沿う形状に成形されているので、現場での施工性を高めることができる。

本発明に係る請求項８記載のセグメント用止水部材によれば、規制部材によってシール部材の外方向への膨張を規制し、閉塞部材とセグメント内面への密着度を向上させることができる。

本発明に係る請求項９記載のセグメント用止水部材によれば、連続した環状の規制部材によって、シール部材が膨張変形した際に、この規制部材の内側面に密着するともに閉塞部材とセグメント内面とで三方向を囲まれて密着し、より効果的に漏水を抑制することができる。

本発明に係る請求項１０記載のセグメント用止水部材によれば、断続した規制部材にてシール部材が囲まれ、シール部材が膨張変形した際には、外方向を規制部材で規制され、膨張変形を阻まれ、そして閉塞部材とセグメント内面とに密着し、効果的に漏水を抑制することができる。

本発明に係る請求項１１記載のセグメント用止水部材によれば、規制部材が閉塞部材と一体に構成されるので、閉塞部材のセグメント内面への取り付けでシール部材の外周を囲む規制部材を、規制部材とセグメント内面との間に介設することができる。

本発明に係る請求項１２記載のセグメント用止水構造によれば、従来構造に比べさらに高い止水性能を得ることができる。

本発明の実施形態に係るセグメント用止水構造に用いられるセグメント用止水部材をセグメントと共に表した分解斜視図である。 図１に示したセグメント用止水部材の組付けられた状態の側断面図である。 図１に示したセグメント用止水構造が適用されるシールドトンネルの断面図である。 閉塞部材がセグメントの内面に沿って湾曲した変形例１に係るセグメント用止水部材の側断面図である。 閉塞部材に溝部が形成された変形例２に係るセグメント用止水部材の側断面図である。 閉塞部材が二重プレート構造となる変形例３に係るセグメント用止水部材の側断面図である。 ボルトボックスに取り付けられる変形例４に係るセグメント用止水部材の斜視図である。 変形例４に係るセグメント用止水部材の組付けられた状態の平断面図である。 規制部材を具備する変形例５に係るセグメント用止水部材をセグメントと共に表した分解斜視図である。 図９に示したセグメント用止水部材の組付けられた状態の側断面図である。 閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例６に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。 閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例７に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。 閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例８に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。 閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例９に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。 規制部材をセグメント内面に構成した変形例１０を（ａ）に変形例１１を（ｂ）に示した側断面図である。 シール部材のバリエーションを（ａ）（ｂ）（ｃ）に表した模式図である。 シール部材の他のバリエーションを（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に表した模式図である。 セグメント用止水部材の加圧試験に用いた加圧装置の縦断面図である。 図１８に示した加圧装置を平断面として見た模式図である。 （ａ）は図１９のＡ－Ａ断面図、（ｂ）は図１９のＢ－Ｂ断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係るセグメント用止水構造に用いられるセグメント用止水部材１１をセグメント１３と共に表した分解斜視図である。
本実施形態に係るセグメント用止水部材１１を用いたセグメント用止水構造は、シールドトンネル用のセグメント１３のグラウト孔１５に適用した場合の一例を説明する。セグメント用止水部材１１を用いたセグメント用止水構造は、この他、セグメント１３において止水性能を維持したい部分、例えば、セグメント同士を連結固定するためのボルトが貫通するボルトボックス等にも好適に用いることができる。

図２は図１に示したセグメント用止水部材１１の組付けられた状態の側断面図である。
本実施形態に係るセグメント用止水部材１１は、シール部材１７と、閉塞部材１９と、固定部材２１と、を主要な構成として有する。

セグメント用止水部材１１は、施工時（トンネル覆工時）に、モルタル２３等の止水工が完了したグラウト孔１５に対して二重に止水を行うために設けられる。なお、セグメント用止水部材１１は、既設のグラウト孔１５に対する追加の止水構造や、経年劣化などを起こした際の修復のための構造としても使用可能である。

図３は図１に示したセグメント用止水構造が適用されるシールドトンネル２５の断面図である。
シールドトンネル２５は、構築する際に、掘削後にセグメント１３を組み込み、セグメント同士を連結させて組み立て、その後、トンネル坑内２７からセグメント１３に形成されているグラウト孔１５を通じてグラウトの注入作業を行う。これにより、地山２９とセグメント外周面との隙間を塞ぐ。その後、グラウト孔１５に、グラウトプラグ３１が螺合される。グラウト孔１５には、グラウトプラグ３１を覆うモルタル２３がさらに充填される。セグメント用止水部材１１は、このモルタル２３を覆って設けられる。

シール部材１７は、セグメント１３の内面３３に開口して地山２９と通じる経路が止水構造で水密シールされる開口部３５を包囲して環状に形成され、内面３３に密着する。ここで、「地山２９と通じる経路」とは、グラウト注入口を構成する注入管３７の注入路等を言う。注入管３７は、内面３３でグラウト孔１５となって開口する。「止水構造」とは、注入管３７のグラウト孔１５に螺合されるグラウトプラグ３１、Ｏリング３９、モルタル２３等からなる構造を言う。厳密には、グラウト孔１５は、内面３３で拡径するテーパー穴４１を有する。テーパー穴４１には、内面３３と略面一となるようにモルタル２３が充填される。開口部３５とは、「セグメント１３を貫通し地山２９から坑内２７へと通ずる漏水発生可能箇所」と言うことができる。従って、本実施形態において、開口部３５は、モルタル２３が充填された後のテーパー穴４１の拡径側となる。シール部材１７は、このテーパー穴４１の拡径側を包囲する。シール部材１７は、防水リングとも称すことができる。

シール部材１７は、水膨張性ゴムからなる。水膨張性ゴムの材質としては、例えばクロロプレンゴムを用いることができる。シール部材１７は、リング状に加工し、閉塞部材１９に貼り付けてもよい。

閉塞部材１９は、シール部材１７を挟んで、セグメント１３の内面３３の反対側で、シール部材１７に密着する。閉塞部材１９は、シール部材１７より外側に張り出す周縁部４３を有する。従って、閉塞部材１９は、シール部材１７を挟んで開口部３５を覆う。本実施形態において、閉塞部材１９は、セグメント１３の内面３３に沿う平板で形成される。

固定部材２１は、閉塞部材１９の周縁部４３に周方向の複数箇所で配置される。本実施形態において、固定部材２１には、アンカーボルトが用いられる。固定部材２１は、一端側がセグメント１３に設けられた下孔に固着する。固定部材２１は、他端側が周縁部４３を貫通する。この固定部材２１の他端側には、雄ねじ部が形成される。周縁部４３を貫通した雄ねじ部には、ナット４５が螺合される。これにより、固定部材２１は、閉塞部材１９と内面３３とでシール部材１７を挟持して閉塞部材１９をセグメント１３の内面３３に固定する。

閉塞部材１９は、周縁部４３と内面３３との間が、コーキング４７によりさらに封止されてもよい。図２に示すように、コーキング４７は、固定部材２１を挟んでシール部材１７の反対側の周縁部４３と、内面３３との間に充填、若しくは間隙を塞ぎ表出させないように配置形成される。

以上のように構成されるセグメント用止水部材１１及びセグメント用止水構造は、固定部材２１が、閉塞部材１９を介してシール部材１７を所定の圧力で内面３３に押し付ける。本実施形態では、固定部材２１がアンカーボルトであるから、ナット４５を締め付けることにより、閉塞部材１９を介してシール部材１７を所定の圧力で内面３３に押し付けることができる。

次に、上記した構成の作用を説明する。

本実施形態に係るセグメント用止水部材１１では、環状に形成されて内面３３に密着するシール部材１７により、開口部３５が包囲される。開口部３５は、セグメント１３の内面３３に開口する。この開口部３５は、地山２９と通じる経路が止水構造で水密シールされている。

シール部材１７を挟んで内面３３の反対側には、閉塞部材１９がシール部材１７に密着して設けられる。閉塞部材１９は、シール部材１７より外側に張り出す周縁部４３を有して開口部３５を覆う。閉塞部材１９の周縁部４３には、周方向の複数箇所で固定部材２１が配置される。固定部材２１は、一端側がセグメント１３に固着される。固定部材２１の他端側は、周縁部４３を貫通して、閉塞部材１９をセグメント１３の内面３３に固定する。つまり、シール部材１７は、閉塞部材１９と内面３３とで挟持される。シール部材１７は、閉塞部材１９と内面３３に密着することで、環状の内側に密閉空間４９を形成する。セグメント１３の内面３３に設けられた開口部３５は、この密閉空間４９に臨んで配置される。

開口部３５は、グラウト孔１５等とすることができる。また、地山２９と通じる経路を水密シールする止水構造は、グラウト孔１５に螺合されるグラウトプラグ３１等とすることができる。この場合、グラウトプラグ３１は、シール部材１７により包囲された密閉空間４９に臨んで配置されるので、シール部材１７の厚み分、閉塞部材１９から離間して配置される。これにより、グラウトプラグ３１や止水工等は、閉塞部材１９により直接押圧されなくなる。すなわち、既存の水密シール構造を損ねる、或いは圧壊等することがない。これに加え、新たな密閉空間４９を形成し、既存のシール構造にクラック等が発生した場合に生じる漏水を二重の水密シール構造より止水する作用を得ることができる。その結果、漏水をより効果的に抑制することができるようになる。

また、このセグメント用止水部材１１では、シール部材１７が、密着している状態よりも大きな所定の加圧力により、セグメント１３の内面３３及び閉塞部材１９のセグメント対向面に押圧される。このシール部材１７に対する所定の加圧力は、閉塞部材１９を固定部材２１によりセグメント１３へ締結固定することにより得られる。シール部材１７は、この所定の圧力により、弾性限度の範囲で弾性変形する。従って、シール部材１７は、変形されることによって生じた内部応力（弾性復元力）により、より確実にセグメント１３の内面３３、及び閉塞部材１９のセグメント対向面に水密に密着する。その結果、セグメント１３の内面３３等に生じている凹凸を吸収して高い止水性能を得ることができる。

また、本実施形態に係るセグメント用止水構造では、環状に形成されて内面３３に密着するシール部材１７により、開口部３５が包囲される。開口部３５は、セグメント１３の内面３３に開口する。この開口部３５は、地山２９と通じる経路が止水構造で水密シールされる。

開口部３５としては、例えばグラウトプラグ３１が螺合したグラウト孔１５や、セグメント同士を連結するための連結ボルトを収容し、モルタル２３で覆われたボルトボックス５１等が挙げられる。地山２９と通じる経路を水密シールする止水構造とは、例えばグラウト孔１５を塞ぐグラウトプラグ３１や、ボルトボックス５１とセグメント１３本体との異素材によって発生の虞がある僅かな間隙等が挙げられる。

本実施形態に係るセグメント用止水構造では、上記したセグメント用止水部材１１の作用と同様に、既存の水密シール構造を損ねる、或いは圧壊等することがない。これに加え、新たな密閉空間４９を形成し、既存のシール構造にクラック等が発生した場合に生じる漏水を二重の水密シール構造より止水する作用を得ることができる。その結果、漏水をより効果的に抑制することができるようになる。

次に、上記したセグメント用止水部材１１の変形例を説明する。

図４は閉塞部材１９がセグメント１３の内面３３に沿って湾曲した変形例１に係るセグメント用止水部材５５の側断面図である。
変形例１に係るセグメント用止水部材５５は、閉塞部材５７が、内面３３に沿う板状部材である。

このセグメント用止水部材５５では、閉塞部材５７が、セグメント１３の内面３３に沿って湾曲した板状部材となる。「内面３３に沿う」とは、平坦な内面３３に対して平行となる場合、凹曲面である内面３３に対して湾曲面となって沿う場合の双方を含む。いずれの場合においても、閉塞部材５７は、板状部材となることにより、開口部３５を覆う止水構造を構成した際に、セグメント１３の内面３３からの突出距離を、ブロック状の部材で形成した場合に比べ小さくすることができる。その結果、水密シール構造を薄厚にでき、見栄えを損ねることがない。

また、セグメント用止水部材５５は、閉塞部材５７が、内面３３に沿う形状に塑性変形可能な成形材料であってもよい。

セグメント用止水部材５５では、成形材料が取り付けられる面、すなわち、セグメント１３の内面３３に合わせ、成形材料からなる閉塞部材５７を、施工現場にて曲げ加工して使用することができる。例えば、セグメント１３の内面３３の曲率は様々なものがあり、施工現場にて、対応させる内面３３の曲率に応じた曲率となる湾曲面で形成させる。

成形材料としては、例えば剛性の高い金属板が挙げられる。金属板の素材としては、例えば防錆性、防食性の高いＳＵＳが挙げられる。曲げ加工は、例えばローラーを用いた冷間曲げ加工とすることができる。その結果、シール部材１７の変形量を全周囲で均等にでき、安定した止水性能を得ることができる。

また、セグメント用止水部材５５は、閉塞部材５７の少なくともセグメント対向面が、内面３３に沿う形状に予め成形されていてもよい。なお、閉塞部材５７は、セグメント対向面と反対側の表面が、平坦面であってもよい。

このセグメント用止水部材５５では、シール部材１７を挟持するセグメント１３の内面３３と、閉塞部材５７のセグメント対向面との距離が、シール部材１７の全周囲においてほぼ同一となる。これにより、閉塞部材５７と内面３３との間でシール部材１７を変形させる際の圧縮率をシール部材１７の全周囲でほぼ均等にすることができる。その結果、安定した止水性能を得ることができるとともに、予め内面３３に沿う形状に成形されているので、現場での施工性を高めることができる。

図５は閉塞部材５９に溝部６１が形成された変形例２に係るセグメント用止水部材６３の側断面図である。
変形例２に係るセグメント用止水部材６３は、閉塞部材５９が、シール部材１７の挟持方向における一部分を受け入れる溝部６１を有する。

このセグメント用止水部材６３では、閉塞部材５９のセグメント対向面に、環状のシール部材１７の挟持方向における一部分を受け入れる溝部６１が形成される。従って、溝部６１も環状に形成される。挟持方向における一部分とは、シール部材１７を形成している線状部材の断面形状における一部分である。つまり、溝部６１に受け入れられたシール部材１７は、一部分を除く他部分が、閉塞部材５９のセグメント対向面から内面３３に向かって突出する。この突出部分が、弾性変形可能な部分となる。弾性変形したシール部材１７は、弾性復元力が、溝部６１や内面３３への密着力となる。

シール部材１７は、溝部６１に接着等して固定しておくことが好ましい。セグメント用止水部材１１は、シール部材１７を予め溝部６１に固定しておくことにより、シール部材１７に位置ずれが生じにくくなる。また、搬送や設置時の作業性を良好にできる。その結果、シール部材１７が位置ずれすることによる止水性能の低下を防止できる。

図６は閉塞部材１９が二重プレート構造となる変形例３に係るセグメント用止水部材６５の側断面図である。
変形例３に係るセグメント用止水部材６５は、実施形態で用いた平坦な閉塞部材１９と、変形例１で用いた閉塞部材５７とを、重ねた二重プレート構造としてもよい。この場合、閉塞部材５７を挟んで内面３３の反対側に、閉塞部材１９が配置される。二重プレート構造では、閉塞部材１９を締結用プレートとし、閉塞部材５７をシール用プレートとすることができる。この場合、シール用プレートとして使用する閉塞部材５７は、樹脂製としてもよい。

この変形例３に係る二重プレート構造によれば、湾曲する閉塞部材５７を用いることにより、シール部材１７を変形させる際の圧縮率をシール部材１７の全周囲でほぼ均等にすることができる。また、二重プレート構造によれば、曲率の異なる湾曲板を、セグメント１３の内面３３に合わせ、予め複数種用意することもできる。

図７はボルトボックス５１に取り付けられる変形例４に係るセグメント用止水部材６７の斜視図である。
変形例４に係るセグメント用止水部材６７は、開口部３５が、ボルトボックス５１の坑内側開口部となる。この場合、「地山２９と通じる経路を水密シールする止水構造」とは、セグメント１３の連結対向面に設けられて、セグメント同士の間に挟まれるパッキン５３となる。隣接するセグメント１３では、連結部でそれぞれのボルトボックス５１が連続して、矩形状や長円形状の開口部３５となる。シール部材１７は、これら矩形状や長円形状の開口部３５を包囲する長円形状で形成される。また、閉塞部材６９もこれら矩形状や長円形状の開口部３５よりも大きい矩形状で形成される。

図８は変形例４に係るセグメント用止水部材６７の組付けられた状態の平断面図である。
隣接するセグメント１３は、それぞれのボルトボックス５１の一方から他方へ挿通された連結用ボルト７１の先端に、連結用ナット７３が締結されて連結されて行く。締結の完了したボルトボックス５１には、モルタル２３が充填される。セグメント用止水部材６７は、このモルタル２３が充填されたボルトボックス５１の開口部３５を包囲してシール部材１７及び閉塞部材６９が、固定部材２１により内面３３に固定される。

図９は規制部材を具備する変形例５に係るセグメント用止水部材をセグメントと共に表した分解斜視図、図１０は図９に示したセグメント用止水部材の組付けられた状態の側断面図である。
変形例５に係るセグメント用止水部材１０１は、規制部材１０３を具備する。

このセグメント用止水部材１０１では、閉塞部材１０５が平板よりなり、閉塞部材１０５とセグメント１３の内面３３との間に規制部材１０３を介設する。 規制部材１０３は、円形の平板材に円形の貫通部分をくり抜き形成した無端環状に形成されており、貫通部分の内径が、シール部材１７を内装する径、或いはシール部材１７の外径とほぼ同じになるよう設定され、また、厚みをシール部材１７の直径よりも小さく設定し、且つこのシール部材１７を圧縮した際、すなわち止水性能を得られる状態での圧縮方向の径よりも小さい値として形成され、図１０に示すように断面矩形状で、この断面形状が連続する環状の部材とされる。

このセグメント用止水部材１０１によれば、規制部材１０３がシール部材１７の外周にシール部材１７を取り囲むように位置し、閉塞部材１０５とセグメント１３の内面３３との間でシール部材１７とともに挟持状態となる。すなわち、シール部材１７は、環状の規制部材１０３の内側に位置する。

この状態でシール部材１７は閉塞部材１０５とセグメント１３の内面３３とに密着し、漏水を抑制することとなり、この漏水によってシール部材１７が膨張した際には、径の外方への膨張変形が起こっても、規制部材１０３により閉塞部材１０５と内面３３との間を面に沿って膨張変形してしまうことを抑え、すなわち、閉塞部材１０５の面とセグメント内面３３と規制部材１０３の内径側とで三方向をシール部材１７が囲まれていることとなり、規制部材１０３の内側、つまり密閉空間４９内方向での膨張となって三方向の各面に対して確実に密着してシール性を向上でき、漏水をより効果的に抑制することができることとなる。

なお、上記した閉塞部材１０５は、セグメント１３の内面３３に沿う湾曲した板状部材よりなることとしてもよい。その場合、規制部材１０３も閉塞部材１０５及び内面３３に沿って湾曲した形状、或いは可撓性を備えることで閉塞部材１０５と内面３３とに沿って湾曲変形可能とすることが好ましい。また、図１０に示すように、ナット４５を覆う樹脂キャップ４６が設けられることで、金属製のナット４５の防錆効果を得られる。

図１１は閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例６に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。
変形例６に係るセグメント用止水部材１０７は、規制部材１０９が閉塞部材１１１と一体に構成されている。

図１１（ａ）に示すように、閉塞部材１１１のセグメント内面３３に対向する面には、規制部材としての規制部１０９が突設される。規制部１０９は、板面に対して畦状に突出し、無端環状に形成される。規制部１０９の内径は、シール部材１７の外径より大きく、或いは同等に設定されて形成され、規制部１０９の内側にシール部材１７が収容状態となる。また、規制部１０９の高さ（厚み）は、シール部材１７が圧縮された状態での厚みよりも小さく設定され、シール部材１７のセグメント内面３３への密着を妨げないようになっている。

このセグメント用止水部材１０７によれば、上記変形例５と同様に、シール部材１７は閉塞部材１１１とセグメント１３の内面３３とに密着し、漏水を抑制することとなり、この漏水によってシール部材１７が膨張した際には、径の外方への膨張変形が起こっても、規制部１０９により閉塞部材１１１と内面３３との間を面に沿って膨張変形してしまうことを抑え、すなわち、閉塞部材１１１の面とセグメント内面３３と規制部１０９の内径側とで三方向をシール部材１７が囲まれていることとなり、規制部１０９の内側、つまり密閉空間４９内（図１０参照）での膨張となって三方向の各面に対して確実に密着してシール性を向上でき、漏水をより効果的に抑制することができることとなる。

また、このセグメント用止水部材１０７によれば、閉塞部材１１１と規制部１０９とが一体構造であることで、取り扱いが容易となり、さらには、規制部１０９の内側に予めシール部材１７を取り付けておくこと、例えば規制部１０９の内側における閉塞部材板面に接着剤などでシール部材１７を固定することが可能となる。このように予め固定させておくことで、さらに取り扱いが容易となるもので、セグメント１３への装着時にシール部材１７を脱落させてしまうことなく、作業を簡便にすることが可能となる。

図１２は閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例７に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。
変形例７に係るセグメント用止水部材１１３は、図１２（ａ）に示すように、閉塞部材１１５を厚みのある板材で構成し、セグメント内面３３に対向する面に円形の凹部を形成して、この凹部の内周面部分を規制部材としての規制部１１７として構成している。

規制部１１７は、内径がシール部材１７の外径より大きく、或いは同等に設定されて形成され、規制部１１７の内側にシール部材１７が収容状態となる。また、規制部１１７の高さは、シール部材１７が圧縮された状態での厚みよりも小さく設定され、シール部材１７のセグメント内面３３への密着を妨げないようになっている。

このセグメント用止水部材１１３によれば、上記変形例６と同様に、シール部材１７は閉塞部材１１５とセグメント１３の内面３３とに密着し、漏水を抑制することとなり、この漏水によってシール部材１７が径の外方への膨張変形が起こっても、閉塞部材１１５の板面とセグメント内面３３と規制部１１７の内径側とで三方向をシール部材１７が囲まれていることとなり、規制部１１７の内側、つまり密閉空間４９内（図１０参照）での膨張となって三方向の各面に対して確実に密着してシール性を向上でき、漏水をより効果的に抑制することができることとなる。

また、このセグメント用止水部材１１３によれば、閉塞部材１１５と規制部１１７とが一体構造であることで、取り扱いが容易となり、さらには、規制部１１７の内側に予めシール部材１７を取り付けておくことが可能となる。また、閉塞部材１１５が全体に厚みを持った構成であり、剛性が向上し、固定部材２１の貫通状態が増し、安定して支持される。このように予め固定させておくことで、さらに取り扱いが容易となるもので、セグメント１３への装着時にシール部材１７を脱落させてしまうことなく、作業を簡便にすることが可能となる。

図１３は閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例８に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。
変形例８に係るセグメント用止水部材１１９は、図１３（ａ）に示すように、閉塞部材１２１のセグメント内面３３に対向する面に無端環状の突条を形成し、この突条を規制部材としての規制部１２３として構成するとともに、規制部１２３の内側に規制部１２３に沿って溝部１２５が形成されている。

このセグメント用止水部材１１９では、閉塞部材１２１のセグメント対向面に、環状のシール部材１７の挟持方向における一部分を受け入れる環状の溝部１２５が形成される。溝部１２５の外周には規制部１２３が突条状に形成され、規制部１２３も環状とされて、この規制部１２３の内側面と溝部１２５の内面が連続して形成される。図１３（ｂ）に示すように、溝部１２５を形成するために、この溝部１２５よりも内側となる閉塞部材１２１としての厚みを周縁部１２７よりも厚く設定しており、溝部１２５の深さはシール部材１７の一部分が受け入れられ、また、溝部１２５の周囲に規制部１２３が突出するように形成される。規制部１２３は、内径がシール部材１７の外径より大きく、或いは同等に設定されて形成され、規制部１２３の内側にシール部材１７が収容状態となる。また、規制部１２３の高さは、シール部材１７が圧縮された状態での厚みよりも小さく設定され、シール部材１７のセグメント内面３３への密着を妨げないようになっている。

このセグメント用止水部材１１９によれば、上記変形例６，７と同様に、シール部材１７は閉塞部材１２１とセグメント１３の内面３３とに密着し、漏水を抑制することとなり、この漏水によってシール部材１７が径の外方への膨張変形が起こっても、閉塞部材１２１の溝部１２５とセグメント内面３３と規制部１２３の内径側とで三方向をシール部材１７が囲まれていることとなり、規制部１２３の内側、つまり密閉空間４９内（図１０参照）での膨張となって三方向の各面に対して確実に密着してシール性を向上でき、漏水をより効果的に抑制することができることとなる。

また、このセグメント用止水部材１１９によれば、閉塞部材１２１と規制部１２３とが一体構造であることで、取り扱いが容易となり、さらには、規制部１２３の内側において、溝部１２５内に予めシール部材１７を取り付けておくことが可能となる。シール部材１７は、溝部１２５に接着等して固定することとしてもよい。このように予め固定させておくことで、さらに取り扱いが容易となるもので、セグメント１３への装着時にシール部材１７の位置ズレの防止や脱落させてしまうことなく、作業の煩雑さを低減させることが可能となる。また、シール部材１７の位置ズレを防ぐことで止水性能の低下を防止できる。

図１４は閉塞部材と規制部材とが一体構造となる変形例９に係るセグメント用止水部材の一部斜視図を（ａ）に側断面図を（ｂ）に示した図である。
変形例９に係るセグメント用止水部材１２９は、上述した変形例７のセグメント用止水部材１１３と変形例８のセグメント用止水部材１１９とを合わせた構成とされ、閉塞部材１３１を厚みのある板材で構成し、セグメント内面３３に対向する面に円形の凹部を形成して、この凹部の内周面部分を規制部材としての規制部１３３として構成し、凹部内となる規制部１３３の内側に規制部１３３に沿って溝部１３５が形成された構成となっている。

このセグメント用止水部材１２９では、規制部１３３が、内径がシール部材１７の外径より大きく、或いは同等に設定されて形成され、規制部１３３の内側にシール部材１７が収容状態となる。規制部１３３の高さは、シール部材１７が圧縮された状態での厚みよりも小さく設定され、シール部材１７のセグメント内面３３への密着を妨げないようになっている。また、規制部１３３の内側となる閉塞部材１３１のセグメント対向面には、環状のシール部材１７の挟持方向における一部分を受け入れる環状の溝部１３５が形成される。溝部１３５の外周に位置する規制部１３３は、その内側面と溝部１３５の内面が連続して形成される。図１４（ｂ）に示すように、溝部１３５を形成するために、この溝部１３５よりも内側となる閉塞部材１３１の厚みをやや厚く設定しており、溝部１３５の深さはシール部材１７の一部分が受け入れられ、また、溝部１３５の周囲に規制部１３３が囲むように形成される。規制部１３３は、内径がシール部材１７の外径より大きく、或いは同等に設定されて形成され、規制部１３３の内側にシール部材１７が収容状態となり、また、規制部１３３の溝部１３５からの高さは、シール部材１７が圧縮された状態での厚みよりも小さく設定され、シール部材１７のセグメント内面３３への密着を妨げないようになっている。

このセグメント用止水部材１２９によれば、上記変形例８と同様に、シール部材１７は閉塞部材１３１とセグメント１３の内面３３とに密着し、漏水を抑制することとなり、この漏水によってシール部材１７が径の外方への膨張変形が起こっても、閉塞部材１３１の溝部１３５とセグメント内面３３と規制部１３３の内径側とで三方向をシール部材１７が囲まれていることとなり、規制部１３３の内側、つまり密閉空間４９内（図１０参照）での膨張となって三方向の各面に対して確実に密着してシール性を向上でき、漏水をより効果的に抑制することができることとなる。

また、このセグメント用止水部材１２９によれば、閉塞部材１３１と規制部１３３とが一体構造であることで、取り扱いが容易となり、さらには、規制部１３３の内側において、溝部１３５内に予めシール部材１７を取り付けておくことが可能となる。シール部材１７は、溝部１３５に接着等して固定することとしてもよい。このように予め固定させておくことで、さらに取り扱いが容易となるもので、セグメント１３への装着時にシール部材１７の位置ズレの防止や脱落させてしまうことなく、作業の煩雑さを低減させることが可能となる。また、シール部材１７の位置ズレを防ぐことで止水性能の低下を防止できる。また、閉塞部材１３１の周縁部１３７を厚みのある構成としたことで、剛性が向上し、固定部材２１の貫通状態が増し、安定して支持される。

図１５は規制部材をセグメント内面に構成した変形例１０を（ａ）に変形例１１を（ｂ）に示した側断面図である。
上述した変形例５～９においては、規制部材（１０３，１０９，１１７，１２３，１３３）を閉塞部材（１０５，１１１，１１５，１２１，１３１）と一体に構成した例として示したが、規制部材をセグメント１３の内面３３に構成させ、すなわちセグメント１３と一体構造としてもよい。

変形例１０に係るセグメント用止水部材１４１では、図１５（ａ）に示すように、セグメント１３の内面３３に開口するグラウト孔１５の開口部３５の周囲を囲むように、規制部材としての規制部１４３が畦状に形成される。規制部１４３は、無端環状に形成されており、開口部３５の周囲において、開口部３５の縁部より外側に位置してセグメント内面３３から突出するように設けられる。開口部３５の縁部に近接する周囲は、シール部材１７が密着する面とされ、シール部材１７の内径が開口部３５の直径と同等、若しくは開口部３５の直径よりもシール部材１７の内径が大きく設定され、開口部３５を囲むようにシール部材１７が配置され、シール部材１７の外径よりも大きい内径となるように規制部１４３が形成され、規制部１４３の内側にシール部材１７が収容状態となる。規制部１４３の高さ（厚み）は、シール部材１７が圧縮された状態での厚みよりも小さく設定される。また、この変形例１０においては、閉塞部材１４５は平板状に形成される。

このセグメント用止水部材１４１によれば、上記変形例６と同様に、シール部材１７は閉塞部材１４５とセグメント１３の内面３３とに密着し、漏水を抑制することとなり、この漏水によってシール部材１７が膨張した際には、径の外方への膨張変形が起こっても、規制部１４３により閉塞部材１４５と内面３３との間を面に沿って膨張変形してしまうことを抑え、すなわち、閉塞部材１４５の面とセグメント内面３３と規制部１４３の内径側とで三方向をシール部材１７が囲まれていることとなり、規制部１４３の内側、つまり密閉空間４９内（図１０参照）での膨張となって三方向の各面に対して確実に密着してシール性を向上でき、漏水をより効果的に抑制することができることとなる。

また、このセグメント用止水部材１４１によれば、セグメント１３と規制部１４３とが一体構造であることで、規制部１４３の内側に予めシール部材１７を取り付けておくこと、例えば規制部１４３の内側におけるセグメント内面３３に接着剤などでシール部材１７を固定することが可能となる。このように予め固定させておくことで、シール部材１７の脱落を防ぎ、作業性を低下させることがなく、また、シール部材１７の位置ズレを防ぐことが可能となる。

変形例１１に係るセグメント用止水部材１４９では、図１５（ｂ）に示すように、変形例１０と同様、セグメント１３の内面３３に開口するグラウト孔１５の開口部３５の周囲を囲むように、規制部材としての規制部１５１が畦状に形成される。この変形例１１においては、上述した変形例８と同様に、規制部１５１の内側に規制部１５１に沿って溝部１５３が形成されている。

溝部１５３は、セグメント内面３３の開口部３５の周囲に形成されており、シール部材１７の挟持方向における一部分を受け入れるように形成される。溝部１５３の外周には規制部１５１が突条状に形成され、規制部１５１も環状とされて、この規制部１５１の内側面と溝部１５３の内面が連続して形成される。この溝部１５３内にてシール部材１７が密着する面とされ、開口部３５を囲むようにシール部材１７が配置され、シール部材１７の外径よりも大きい内径となるように規制部１５１が形成され、規制部１５１の内側にシール部材１７が収容状態となる。規制部１５１の高さ（厚み）は、シール部材１７が圧縮された状態での厚みよりも小さく設定される。また、この変形例１１においては、閉塞部材１５５は平板状に形成される。

このセグメント用止水部材１４９によれば、シール部材１７は閉塞部材１５５とセグメント１３の内面３３とに密着し、漏水を抑制することとなり、この漏水によってシール部材１７が径の外方への膨張変形が起こっても、閉塞部材１５５の面とセグメント内面３３の溝部１５３と規制部１５１の内径側とで三方向をシール部材１７が囲まれていることとなり、規制部１５１の内側、つまり密閉空間４９内（図１０参照）での膨張となって三方向の各面に対して確実に密着してシール性を向上でき、漏水をより効果的に抑制することができることとなる。

また、このセグメント用止水部材１４９によれば、セグメント１３と規制部１５１とが一体構造であることで、規制部１５１の内側における溝部１５３に予めシール部材１７を取り付けておくこと、例えば溝部１５３に接着剤などでシール部材１７を固定することが可能となる。このように予め固定させておくことで、シール部材１７の脱落を防ぎ、作業性を低下させることがなく、また、シール部材１７の位置ズレを防ぐことが可能となる。

このように構成された変形例１０と変形例１１においては、セグメント１３の内面３３に規制部１４３，１５１が形成されることで、閉塞部材１４５，１５５は平板で構成でき、部材としての加工が少なく、セグメント用止水部材１４１，１４９として簡素な構成とすることが可能となる。

なお、上述した変形例５～１１における規制部材（規制部）は、それぞれ環状に形成されシール部材１７を囲むように連続した構成とされた例を述べたが、この規制部材（規制部）は、シール部材１７を囲み、周方向に断続して形成される構成としてもよい。すなわち、規制部材或いは規制部の形状として、閉塞部材とセグメントの内面との間において駒状に断続して配置される、或いは断続して形成されるような構成としてもよく、シール部材１７の外方向への膨張を規制するように、閉塞部材とセグメント内面との間隙部分に設けられることとする。このような構成であっても、上記同様に、シール部材１７が膨張変形した際に、径の外方への変形を抑え、漏水を抑制することができる。

次に、シール部材１７のバリエーションを説明する。

図１６はシール部材１７のバリエーションを（ａ）（ｂ）（ｃ）に表した模式図である。
シール部材１７は、図１６（ａ）に示すように、水膨張性材料からなる線状部材を、断面円形状の中実の水膨張部７５で形成することができる。この場合、シール部材１７を安価に製造できる。

また、図１６（ｂ）に示すシール部材１７は、水膨張性材料からなる水膨張部７５と、水膨張性材料を含まない非水膨張部７７と、から形成する。

図１６（ｂ）に示すシール部材１７は、線状部材における断面形状の外側を水膨張性材料で形成し、断面形状の内側を非水膨張部７７で形成する。このような二重構造の線状部材で形成したシール部材１７は、外側の水膨張性材料により止水性能が得られるとともに、内側の非水膨張部７７により長手方向の膨張が規制される。これにより、シール部材１７は、位置ずれを抑制して、周方向に膨張することが可能となり、セグメント１３の内面３３及び閉塞部材１９に確実に密着し、良好な止水性能を得ることができる。その結果、シール部材１７の位置ずれを規制しながら、高い止水性能を得ることができる。

図１６（ｃ）に示すように、線状部材は、図１６（ｂ）に示した非水膨張部７７に中空部７９を設けてもよい。

図１７はシール部材１７の他のバリエーションを（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に表した模式図である。
また、シール部材１７は、図１７（ａ）に示すように、線状部材における断面形状の外側を水膨張部７５で形成し、断面形状の内側を非水膨張部７７で形成する。非水膨張部７７には、中空部７９を設ける。中空部７９の内周面には、スプライン状の複数の凹凸部８１を形成する。また、外側の水膨張部７５には、線状部材の延在方向に沿う凸条８３（リップ）を、線状部材の円周方向に複数等間隔で設けてもよい。

図１７（ａ）に示すシール部材１７によれば、閉塞部材１９と内面３３とで挟まれ、線状部材が半径方向内側に圧縮された際、中空部７９の凹凸部８１が噛み合い、線状部材の捩れを抑制できる。また、凸条８３が閉塞部材１９や内面３３に密着し、リップとして作用するので、複数段の止水構造を形成することができる。これにより、より高い止水性能を得ることができる。

この他、シール部材１７は、図１７（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように、線状部材の断面形状を四角形、台形、六角形、蒲鉾形とすることができる。これらの形状では、特に閉塞部材１９との接着面を大きく確保することが容易となる。

従って、本実施形態に係るセグメント用止水部材１１及びセグメント用止水構造によれば、従来構造に比べさらに高い止水性能を得ることができる。

次に、上記した実施形態のセグメント用止水部材１１を用いたセグメント用止水構造に対して加圧試験を行った試験結果を説明する。

図１８はセグメント用止水部材１１の加圧試験に用いた加圧装置８５の縦断面図、図１９は図１８に示した加圧装置８５を平断面として見た模式図、図２０（ａ）は図１９のＡ－Ａ断面図、（ｂ）は図１９のＢ－Ｂ断面図である。
［試験方法］
試験方法は、２枚の金属板８７，８９に、上記のシール部材１７に相当する止水リング試料９１を挟み込み、中央の密閉空間４９に一定水圧をかけ、漏水するか否かを確認した。

２枚の金属板８７，８９は、トンネル壁面に取り付けることを想定した治具とした。すなわち、一方の金属板８７は、平板とした。他方の金属板８９は、Ｒ２５００ｍｍの曲面とした。金属板８９は、図１９の左右方向を周方向、図１９の上下方向をトンネル坑内奥行き方向とした。すなわち、図１９はセグメント１３の内面３３を見上げた天面または見下げた底面を表している。金属板８７と金属板８９とは、周縁を複数の締結ボルト９３で固定した。金属板８９には、止水リング試料９１の内周側となる密閉空間４９に通じる圧力計９５を取り付けた。また、金属板８９には、試験において水圧を正しくかけるために密閉空間４９の空気を抜くためのエアー抜き栓９７を設けた。

止水リング試料９１の圧縮率は、場所によって異なった。曲面の凹部頂点に近い個所は圧縮率が低く、曲面の凹部頂点から遠ざかるほど圧縮率は高くなった。すなわち、止水リング試料９１は、図１９のＡ－Ａ断面とＢ－Ｂ断面において、図２０に示すように、曲面の凹部頂点から遠ざかる位置の線径ａが、曲面の凹部頂点に近い位置の線径ｂよりも小さく圧縮された（ａ＞ｂ）。

［止水リング試料］
止水リング試料９１は、サンプル品番：Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３の３種類を使用した。
Ｎｏ．１は、図１６（ａ）に示した中実の水膨張部７５を有する構造、
Ｎｏ．２は、図１６（ｂ）に示した中実の内側に非水膨張部７７、外側に水膨張部７５を有する構造、
Ｎｏ．３は、図１６（ｃ）に示した中空の内側に非水膨張部７７、外側に水膨張部７５を有する構造、とした。

止水リング試料９１の諸寸法は、
ストリップの径：１６ｍｍ、
非膨張部の径（Ｎｏ．２、Ｎｏ．３）：１０ｍｍ、
リング径：（内径）１８０ｍｍ、（外径）２１２ｍｍ、
圧縮率：（端部）５ｍｍ圧縮、（中央部）３ｍｍ圧縮、
水圧：０．５ＭＰａ、とした。

［試験結果］
Ｎｏ．１は、漏水せず、
Ｎｏ．２は、漏水せず、
Ｎｏ．３は、密閉空間４９の内部圧力が０．２ＭＰａまで止水できることで知見できた。
なお、Ｎｏ．２においては、非膨張部を中実状態で内側に備えることで、周長方向で膨張することが無く、試験の前後におけるリング状態を保ち、断面積が増大する方向にのみ膨張、すなわち金属板８７，８９間に対して密着面が増えて止水することとなることが知見できた。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。例えば上記の構成例では、閉塞部材が板状部材である例を説明したが、閉塞部材は、ブロック状のものであってもよい。また、セグメントの形状においても、通常は内面が湾曲形成されたものであり、グラウト孔の周囲においても凹面であるが、このグラウト孔の周囲のみ平滑な形状に形成して、閉塞部材を上記した平板として組み合わせるものでもよい。

１１…セグメント用止水部材
１３…セグメント
１７…シール部材
１９，５７，５９，６９…閉塞部材
２１…固定部材
２５…シールドトンネル
２９…地山
３３…内面
３５…開口部
４３…周縁部
６１…溝部
５５，６３，６５，６７…セグメント用止水部材
７５…水膨張部
７７…非水膨張部
１０１，１０７，１１３，１１９，１２９，１４１，１４９…セグメント用止水部材
１０３…規制部材
１０５，１１１，１１５，１２１，１３１，１４５，１５５…閉塞部材
１０９，１１７，１２３，１３３，１４３，１５１…規制部（規制部材）
１２５，１３５，１５３…溝部

Claims (12)

1. セグメントの内面に開口して地山と通じる経路が止水構造で水密シールされる開口部を包囲して環状に形成され、前記内面に密着するシール部材と、
   前記シール部材を挟んで前記内面の反対側で前記シール部材に密着し、前記シール部材より外側に張り出す周縁部を有して前記開口部を覆う閉塞部材と、
   前記閉塞部材の前記周縁部に周方向の複数箇所で配置されて一端側が前記セグメントに固着し、他端側が前記周縁部を貫通して前記閉塞部材と前記内面とで前記シール部材を挟持して前記閉塞部材を前記内面に固定する固定部材と、
   を備えることを特徴とするセグメント用止水部材。
2. 前記シール部材が、
   水膨張性材料からなる水膨張部と、
   前記水膨張性材料を含まない非水膨張部と、
   からなることを特徴とする請求項１に記載のセグメント用止水部材。
3. 前記閉塞部材が、前記内面に沿う板状部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のセグメント用止水部材。
4. 前記閉塞部材が、前記シール部材の挟持方向における一部分を受け入れる溝部を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材。
5. 前記固定部材が、前記閉塞部材を介して前記シール部材を所定の圧力で前記内面に押し付けることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材。
6. 前記閉塞部材が、前記内面に沿う形状に塑性変形可能な成形材料からなることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材。
7. 前記閉塞部材の少なくともセグメント対向面が、前記内面に沿う形状に予め成形されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材。
8. 前記シール部材の外周に位置するとともに、前記閉塞部材と前記セグメントの内面との間に介設される規制部材が設けられることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載のセグメント用止水部材。
9. 前記規制部材が、前記シール部材の外周において、該シール部材を囲むように連続した環状に形成されていることを特徴とする請求項８記載のセグメント用止水部材。
10. 前記規制部材が、前記シール部材の外周において、該シール部材を囲み周方向に断続して形成されていることを特徴とする請求項８記載のセグメント用止水部材。
11. 前記規制部材が、前記閉塞部材と一体とされ、該閉塞部材のセグメント対向面に突条状に形成されていることを特徴とする請求項９または１０記載のセグメント用止水部材。
12. シールドトンネルの内壁面を構成するセグメントと、
    前記セグメントの内面に開口して地山と通じる経路が止水構造で水密シールされる開口部と、
    前記開口部を包囲して環状に形成され前記内面に密着するシール部材と、
    前記シール部材を挟んで前記内面の反対側で前記シール部材に密着し前記シール部材より外側に張り出す周縁部を有して前記開口部を覆う閉塞部材と、
    前記閉塞部材の前記周縁部に周方向の複数箇所で配置され一端側が前記セグメントに固着し他端側が前記周縁部を貫通して前記閉塞部材と前記内面とで前記シール部材を挟持して前記閉塞部材を前記内面に固定する固定部材と、
    を備えることを特徴とするセグメント用止水構造。

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