JPH10317877A - 坑口用パッキン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管路形成体の形状に拘わらず良好な止水性を
確保できる坑口用パッキン装置を提供する。 【解決手段】 竪坑１等の坑壁に形成された坑口（筒状
体）３に板状の弾性パッキン８の外周部を取り付ける。
弾性パッキンの中央開口は掘進機７やセグメント６など
の管路形成体により押し拡げられて該管路形成体の外周
面を締め付ける。弾性押圧部材１０は弾性パッキンを管
路形成体の外周面に対し押圧し弾性パッキンの締付け力
を補う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は掘削坑の坑口に設置
される坑口用パッキン装置に関し、更に詳しくは、坑口
と掘削坑内に配設されるトンネルセグメント、埋設管等
のような管路形成体の外周面との間をシールし止水する
ための坑口用パッキン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、竪坑やトンネル坑等の坑口、
或いは地表に設けた坑口からシールド工法や推進工法に
よって地中に他の掘削坑、例えばトンネル坑、竪坑等を
構築することが行われている。シールド工法において
は、地盤を掘削する掘進機の後方部でセグメントを管状
に又は一部開放した周枠状に組み立てる作業を順次行う
ことにより、掘削された坑内に管路が形成される。ま
た、推進工法においては、掘進機又は刃口管の後部に連
設されるヒューム管の後端を推進機で押圧し該ヒューム
管を地盤中に圧入しながら掘進機又は手堀りで地盤を掘
削することにより、掘削された坑内に管路が形成され
る。

【０００３】したがって、シールド工法及び推進工法の
何れにおいても、先導機器の発進用又は到達用の坑口と
先導機器あるいはそれに続くセグメントやヒューム管等
の管路形成体の外周面との間を耐圧シールして発進坑
内、到達坑内等への土砂や地下水等の流入を防止する必
要がある。

【０００４】従来、坑口用パッキン装置として、管路形
成体の外周形よりも小さい開口を有するゴム等の板状弾
性パッキンと、外圧に坑してこの弾性パッキンの背面側
を支持する複数の裏当部材とを備えたものが知られてい
る。例えば発進用坑口に設置されるパッキン装置におい
ては、掘削坑内に管路形成体が進入したときに弾性パッ
キンの開口が管路形成体の外周面に密着し管路形成体の
外周を締め付けると共に、弾性パッキンの受圧面側に揺
動した裏当部材の先端が管路形成体の外周面に当接し傾
斜姿勢で弾性パッキンの背面側を支えるので、耐圧シー
ル性を確保することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】板状の弾性パッキンを
用いる従来の坑口用パッキン装置においては、例えば管
路形成体が断面矩形状の場合には角部間の平坦部に対す
る弾性パッキンの締付け力が低下しシール性若しくは止
水性が低下するという問題や、弾性パッキンの特に下辺
部分に自重作用によるだれが生じて管路形成体に対する
締付け力が他の部分よりも低下するという問題が生じ
る。このような自重によるだれの発生は断面略矩形の管
路形成体及び弾性パッキンに限らず、断面円形若しくは
断面楕円形の管路形成体及び弾性パッキンにおいても起
こり得る。また、例えば断面略ひょうたん形の管路形成
体のように、外周の輪郭形状の一部がくびれているとき
は、そのくびれ部に対する弾性パッキンの締付け力が低
下しシール性若しくは止水性が低下するという問題が生
じる。さらに、弾性パッキンで管路形成体の外周をシー
ルする前の待機状態において、板状の弾性パッキンの一
部が掘削坑内側にだれて曲がり癖が付くと、弾性パッキ
ンによるシール時に管路形成体に対する締付け力が低下
する原因となり、弾性パッキンによる止水性が低下する
原因となる。

【０００６】したがって、本発明の目的は、種々の断面
形状の管路形成体に対して良好な止水性を確保できる坑
口用パッキン装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、掘削坑の坑口と該掘削坑内
に配設される管路形成体との間をシールするための坑口
用パッキン装置であって、前記坑口に取り付けられ且つ
前記管路形成体の外形よりも小さい開口を有する板状の
弾性パッキンと、前記坑口に取り付けられ且つ前記弾性
パッキンによる管路形成体のシール時に前記弾性パッキ
ンを管路形成体の外周面に対し押圧する弾性押圧部材と
を有することを特徴とする。

【０００８】上記構成の坑口用パッキン装置によれば、
弾性パッキンによる管路形成体のシール時に弾性押圧部
材により弾性パッキンを管路形成体の外周面に対し押圧
することができるので、管路形成体に対する弾性パッキ
ンの締付け力の弱い箇所をこの弾性押圧部材の押圧力に
よって補うことができる。したがって、管路形成体の断
面形状に拘わらず良好な止水性を確保できることとな
る。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の坑
口用パッキン装置において、前記弾性押圧部材が前記坑
口の内周に沿って並設された板状又は棒状の複数のばね
片を有し、各ばね片は前記坑口の内周部から前記坑口の
内方に向かって延びていることを特徴とする。

【００１０】上記構成によれば、ばね力が同じばね片あ
るいはばね力の異なるばね片を必要に応じて選択し坑口
の内周に沿って並設することができるので、管路形成体
の外周面に対する弾性パッキンの締付け力を均等にある
いは必要に応じて部分的に異ならせて分布させることが
できる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の坑
口用パッキン装置において、前記弾性押圧部材が前記坑
口の内周に沿って延びる膨縮性部材からなることを特徴
とする。

【００１２】上記構成によれば、板状の弾性パッキンの
片面を支える弾性押圧部材が坑口の内周に沿って延びる
膨縮性部材からなるので、弾性パッキンで管路形成体の
外周をシールするときに、坑口の内周面と管路形成体と
の間の隙間形状に順応して圧縮され、その反発力で弾性
パッキンを管路形成体の外周面に対し押圧するので、均
等な締付け力を容易に確保することができる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の坑
口用パッキン装置において、前記坑口に、前記弾性パッ
キンの非受圧面側を受圧面側の外圧に坑して支持する裏
当て部材を設けたことを特徴とする。

【００１４】上記構成によれば、弾性パッキンで管路形
成体の外周をシールするときに、掘削坑内の圧力に坑し
て弾性パッキンを耐圧支持できるとともに、弾性パッキ
ンがシールを行なう前の待機状態のときは弾性押圧部材
と共働して弾性パッキンを坑口内周面に対し略直立姿勢
に保持することができるので、自重作用による弾性パッ
キンの一部のだれや曲がり癖の発生を防止することがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施例につき説明する。

【００１６】

【実施例】図１から図４までは本発明をシールド工法の
発進側竪坑の坑口に適用した場合の坑口用パッキン装置
の第１実施例を示したものである。図１は坑口にパッキ
ン装置を取り付けた状態を示す概略縦断面側面図であ
り、図２は図１の坑口用パッキン装置を図１中右方より
見た概略正面図である。また、図３（ａ），（ｂ），
（ｃ）はそれぞれ図１の坑口用パッキン装置の要部拡大
縦断面側面図、要部拡大正面図、要部拡大背面図であ
る。さらに、図４（ａ），（ｂ）はそれぞれ第１実施例
に用いる弾性押圧部材の要部背面図および（ａ）中Ａ−
Ａ線に沿った断面図である。

【００１７】これらの図を参照すると、竪坑１の坑壁２
には内側に断面略矩形の掘削坑４を形成するための坑口
をなす筒状体３が竪坑１の内方に向かって突設されてお
り、筒状体３の端部に本発明による坑口用パッキン装置
５が取り付けられている。推進機（図示省略）によって
押し出される管路形成体としてのセグメント６の先端に
は先導機器としての掘進機７が取り付けられており、こ
の掘進機７で掘削坑４を切り開きながらその後ろにセグ
メント６を順次継ぎ足し掘削坑４の内部に進入させるも
のとなっている。

【００１８】図２〜図３を参照すると、坑口用パッキン
装置５は、掘進機７およびセグメント６の進入に従って
筒状体（坑口）３と掘進機７の外周面との間および筒状
体３とセグメントの外周面との間を外圧（掘削坑４内部
の気圧、水圧、土圧等）に坑して順次耐圧シールするた
めのものであり、板状の弾性パッキン８と、裏当部材９
と、本発明の特徴をなす弾性押圧部材１０とを有してい
る。

【００１９】弾性パッキン８は好ましくはゴムを主材と
したものであり、その外周部８ａが筒状体３の端面部に
取り付けられるとともに、中央部にセグメント６の外形
よりも小さい開口８ｂを有している。弾性パッキン８の
開口８ｂは掘進機７およびセグメント６の進入時にこれ
ら掘進機７およびセグメント６によってそれぞれ図３
（ａ）に示すように拡開変形され得る。

【００２０】図１〜図３に示すように、裏当部材９は筒
状体３の端面部に並設される取付板９ａと、筒状体３の
端面の周方向に沿って配置され且つヒンジ部９ｃを介し
て取付板９ａに揺動可能に取り付けられた複数の翼板９
ｂとを備えている。図３（ａ）からわかるように、弾性
パッキン８が掘進機７又はセグメント６の外周面をシー
ルするとき、裏当部材９の各翼板９ｂは掘削坑４の内方
側に傾斜した状態でその先端が掘進機７又はセグメント
６の外周面に当接するので、弾性パッキン８に作用する
外圧に坑して弾性パッキン８の背面側を耐圧支持するこ
とができる。

【００２１】図３（ｂ）に示すように、各翼板９ｂの基
端部には該翼板９ｂが筒状体（坑口）３の中心軸線に対
し略直角な角度位置から竪坑１の内部側に揺動すること
を防止するためのストッパ片９ｄが設けられている。し
たがって、弾性パッキン８がシールを開始する前の段階
においては、弾性パッキン８の特に下方部分がその自重
で竪坑１の内方側にだれることを防止できる。

【００２２】図３（ａ），（ｃ）および図４（ａ），
（ｃ）に示すように、弾性押圧部材１０は筒状体（坑
口）３に取り付けられる取付板１０ａと、基端部がこの
取付板１０ａに溶接等により固着されて筒状体３の周方
向に間隔をあけて配設された複数の棒状のばね片１０ｂ
と、各ばね片１０ｂの先端に固着されて弾性パッキン８
の開口８ｂの周縁に沿って延びる支持片１０ｃとを有し
ている。各ばね片１０ｂの基端部近傍にコイル状の巻回
部１０ｄが形成されているので、図３（ａ）に示すよう
に、この巻回部１０ｄを中心として掘削坑４の内方（図
中左方）に比較的容易に傾倒し得るものとなっている。
このような構成を有する弾性押圧部材１０は弾性パッキ
ン８がシールを開始する前の段階においては、弾性パッ
キン８の受圧面側を略直立姿勢に支持し、特に弾性パッ
キン８の下方部分がその自重で掘削坑４の内方側にだれ
ることを防止することができる。また、弾性パッキン８
が掘進機７又はセグメント６の外周面をシールするとき
は、各弾性押圧部材１０のばね片１０ｂがその根元の巻
回部１０ｄを中心として掘削坑４の内方（図中左方）に
傾倒することができるので、弾性パッキン８の拡開を阻
害することはない。

【００２３】また、弾性パッキン８で掘進機７やセグメ
ント６の外周をシールしているときは、弾性押圧部材１
０の弾性変形によって蓄積された復元力が弾性パッキン
８の受圧面側に作用して弾性パッキン８の締付け力を補
うので、掘進機７やセグメント６に対する弾性パッキン
８の締付け力の低下を防止することができる。断面形状
が矩形の掘進機７やセグメント６等の外周をシールする
略矩形状の弾性パッキン８の場合、一般に、掘進機７や
セグメント６等の角部間の平坦部に対する締付け力が弱
くなるが、弾性押圧部材１０によって弾性パッキン８の
締付け力を補うことができるので、筒状体（坑口）３と
管路形成体（掘進機７やセグメント６等）との間の止水
性を良好に保つことができる。

【００２４】図５は本発明の第２実施例を示したもの
で、（ａ）は発進用坑口に取り付けられた坑口用パッキ
ン装置の正面図、（ｂ）は（ａ）に示す坑口用パッキン
装置の要部拡大縦断面図、（ｃ）は（ａ）に示す坑口用
パッキン装置の要部背面図である。同図において上記第
１実施例と同様の構成要素には同一の参照符号が付して
ある。

【００２５】図５を参照すると、この第２実施例におい
ては、裏当部材９が弾性パッキン８の非受圧面側を支持
する複数のばね板９ｅを有しており、また、弾性押圧部
材１０が弾性パッキン８の受圧面側を支持する複数のば
ね板部１０ｅを有している。ばね板部９ｅ，１０ｅはそ
れぞれ弾性パッキン８の非受圧面および受圧面に沿って
筒状体３の周方向に並設されており、押さえ板９ｆ，１
０ｆおよび締結ボルト１１を介して筒状体３の端面部に
取り付けられている。ばね板部９ｅ，１０ｅはそれぞれ
外周端側で一体に連結形成されていてもよいし、複数に
あるいは個別に分割形成されていてもよい。

【００２６】この第２実施例の坑口用パッキン装置にお
いても、上記第１実施例と同様の作用効果が得られる。

【００２７】図６は本発明の第３実施例を示したもの
で、（ａ）は坑口用パッキン装置の要部縦断面図、
（ｂ）は坑口用パッキン装置の概略背面図である。同図
において上記第１実施例と同様の構成要素には同一の参
照符号が付してある。

【００２８】図６を参照すると、この第３実施例では、
第２実施例と同様に裏当部材９が弾性パッキン８の非受
圧面側を支持する複数のばね板９ｅを有している。一
方、弾性押圧部材１０は弾性パッキン８の受圧面側を支
持する２つの中空構造の膨縮性部材１０ｇからなってお
り、各膨縮性部材１０ｇには配管１２を介して外部から
圧縮気体若しくは液体を圧送することができる。また、
必要に応じて各膨縮性部材１０ｇ内の加圧気体又は液体
を放出したりできるようになっている。

【００２９】したがって、この第３実施例においては、
弾性パッキン８がシールを開始する前の待機位置のとき
は膨縮性部材１０ｇが膨らんだ状態で弾性パッキン８を
略直立姿勢に支持することができる。また、弾性パッキ
ン８で管路形成体（掘進機７、セグメント６等）の外周
をシールするときは、膨縮性部材１０ｇが弾性パッキン
８の開口部８ｂの拡開変形に応じて弾性変形され、筒状
体（坑口）３の内周面と管路形成体（６，７）との間の
隙間形状に順応して圧縮されるので、膨縮性部材１０ｇ
により弾性パッキン８に均等な押圧力を与えることがで
きる。

【００３０】なお、この第３実施例では２つの膨縮性部
材１０ｇで弾性パッキン８の受圧面側を押圧する構成と
なっているが、弾性押圧部材１０は環状に形成された１
つの膨縮性部材を有していてもよい。また、膨縮性部材
１０ｇは内部を密封できるものであってもよい。

【００３１】以上、図示実施例につき説明したが、本発
明は上記実施例の態様のみに限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載した発明の範囲内においてその構
成要素にさらに種々の変更を加えることができる。例え
ば、弾性押圧部材は弾性パッキン８の締付け力が低下し
やすい箇所のみに設けてもよいし、全周にわたって設け
てもよい。また、上記実施例においては弾性パッキンの
非受圧面側に裏当部材が配設されているが、この裏当部
材は省略してもよい。また、坑口及び掘削坑の向きは水
平に限られず、垂直若しくは任意の傾斜角度をなしてい
てもよい。さらに、図示は省略するが、本発明の坑口用
パッキン装置は到達用の坑口に適用することもできる。
その場合、掘進機が坑口に到達する前に掘進機よりも外
形サイズの大きな筒状体（図示省略）によって坑口用パ
ッキン装置の弾性パッキン８，裏当部材９および弾性押
圧部材１０を掘削坑４の内方側に拡開させておくことが
可能である。

【００３２】さらに、本発明は竪坑の発進用坑口のみな
らず、到達用坑口や、トンネル壁に形成される分岐トン
ネル形成用の坑口、或いは、竪坑の構築のために地表に
設けられる坑口等にも同様に適用することができる。ま
た、適用される管路形成体の形状に対応して弾性パッキ
ン部材を例えば馬蹄形、ひょうたん形、門形等の形状に
することができる。さらに、本発明は推進工法に用いら
れる坑口にも同様に適用することができ、その場合、刃
口管やヒューム管の外周面に良好なシール性を確保する
ことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、弾性パッキンによるシール時に弾性パッキン
による管路形成体の締付け力を弾性押圧部材によって補
うことができるので、管路形成体の断面形状の如何に拘
わらず良好な止水性を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る坑口用パッキン装置
を竪坑の発進用坑口に取り付けた状態を示す概略縦断面
側面図である。

【図２】図１の坑口用パッキン装置を図１中右方より見
た概略正面図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図１の坑口
用パッキン装置の要部拡大縦断面側面図、要部拡大正面
図、要部拡大背面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ第１実施例に用いる
弾性押圧部材の要部背面図および（ａ）中Ａ−Ａ線に沿
った断面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示したもので、（ａ）は
発進用坑口に取り付けられた坑口用パッキン装置の正面
図、（ｂ）は（ａ）に示す坑口用パッキン装置の要部拡
大縦断面図、（ｃ）は（ａ）に示す坑口用パッキン装置
の要部背面図である。

【図６】本発明の第３実施例を示したもので、（ａ）は
坑口用パッキン装置の要部縦断面図、（ｂ）は坑口用パ
ッキン装置の概略背面図である。

【符号の説明】

１ 竪坑 ２ 坑壁 ３ 坑口 ６ セグメント（管路形成体） ７ 掘進機（先導機器） ８ 弾性パッキン ９ 裏当部材 ９ａ 取付板 ９ｂ 翼板 ９ｃ ヒンジ部 ９ｄ ストッパ片 ９ｅ ばね片 １０ 弾性押圧部材 １０ａ 取付板 １０ｂ ばね片 １０ｃ 支持片 １０ｄ 巻回部 １０ｅ ばね片 １０ｇ 膨縮性部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 満 東京都中央区京橋一丁目７番１号、戸田建 設株式会社内 (72)発明者 宇佐美 彰 東京都中央区京橋一丁目７番１号、戸田建 設株式会社内 (72)発明者 柳楽 毅 東京都中央区京橋一丁目７番１号、戸田建 設株式会社内 (72)発明者 相川 潤一 東京都港区芝浦一丁目２番３号、清水建設 株式会社内 (72)発明者 加藤 邦義 東京都中央区新川一丁目24番４号、大豊建 設株式会社内 (72)発明者 金澤 光雄 東京都品川区西五反田７丁目７番９号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削坑の坑口と該掘削坑内に配設される
   管路形成体との間をシールするための坑口用パッキン装
   置であって、 前記坑口に取り付けられ且つ前記管路形成体の外形より
   も小さい開口を有する板状の弾性パッキンと、 前記坑口に取り付けられ且つ前記弾性パッキンによる管
   路形成体のシール時に前記弾性パッキンを管路形成体の
   外周面に対し押圧する弾性押圧部材とを有することを特
   徴とする坑口用パッキン装置。
2. 【請求項２】 前記弾性押圧部材が前記坑口の内周に沿
   って並設された板状又は棒状の複数のばね片を有し、各
   ばね片は前記坑口の内周部から前記坑口の内方に向かっ
   て延びていることを特徴とする請求項１記載の坑口用パ
   ッキン装置。
3. 【請求項３】 前記弾性押圧部材が前記坑口の内周に沿
   って延びる膨縮性部材からなることを特徴とする請求項
   １記載の坑口用パッキン装置。
4. 【請求項４】 前記坑口に、前記弾性パッキンの非受圧
   面側を受圧面側の外圧に坑して支持する裏当て部材を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の坑口用パッキン装
   置。