(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行トンネルの隣に推進工法によって構築される後行トンネルに設けられるシール先端部防護装置であって、
前記後行トンネルの外表面に取り付けられたシール部材の先端部の前方で、前記シール部材とは別個に前記外表面に設けられるスクレーパ部材と、このスクレーパ部材を前記先行トンネルに押し付けるための押圧手段とを備えており、
前記シール部材は、推進方向に連続して設けられ、
前記スクレーパ部材は、推進方向前方から見て前記シール部材の幅寸法と同じ幅寸法を有し、
前記押圧手段は、前記後行トンネルの外表面と前記スクレーパ部材との間で膨縮する袋体と、この袋体内の流体圧を保持する流体圧保持装置とを備えて成り、前記袋体が膨縮することで前記スクレーパ部材が前記先行トンネルの外表面に追従して押し付けられる
ことを特徴とするシール先端部防護装置。
【請求項２】
前記スクレーパ部材は、板バネをゴム部材で覆って構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のシール先端部防護装置。
【請求項３】
先行トンネルの隣に推進工法によって構築される後行トンネルに設けられるシール先端部防護装置であって、
前記後行トンネルの外表面に取り付けられたシール部材の先端部の前方に設けられるスクレーパ部材と、このスクレーパ部材を前記先行トンネルに押し付けるための押圧手段とを備えており、
前記スクレーパ部材は、ゴム部材からなる基端部と、鉄板からなる中間部と、ゴム部材からなる先端部とを備えて構成され、
前記押圧手段は、前記後行トンネルの外表面と前記スクレーパ部材との間で膨縮する袋体と、この袋体内の流体圧を保持する流体圧保持装置とを備えて成り、前記袋体が膨縮することで前記スクレーパ部材が前記先行トンネルの外表面に追従して押し付けられる
ことを特徴とするシール先端部防護装置。
【請求項４】
先行トンネルの隣に推進工法によって構築される後行トンネルに設けられるシール先端部防護装置であって、
前記後行トンネルの外表面に取り付けられたシール部材の先端部の前方に設けられるスクレーパ部材と、このスクレーパ部材を前記先行トンネルに押し付けるための押圧手段とを備えており、
前記スクレーパ部材は、板バネをゴム部材で覆って形成された基端部と、鉄板からなる中間部と、ゴム部材からなる先端部とを備えて構成され、
前記押圧手段は、前記後行トンネルの外表面と前記スクレーパ部材との間で膨縮する袋体と、この袋体内の流体圧を保持する流体圧保持装置とを備えて成り、前記袋体が膨縮することで前記スクレーパ部材が前記先行トンネルの外表面に追従して押し付けられる
ことを特徴とするシール先端部防護装置。
【請求項５】
先行トンネルの隣に推進工法によって構築される後行トンネルに設けられるシール先端部防護装置であって、
前記後行トンネルの外表面に取り付けられたシール部材の先端部の前方に設けられるスクレーパ部材と、このスクレーパ部材を前記先行トンネルに押し付けるための押圧手段とを備えており、
前記スクレーパ部材は、板バネをゴム部材で覆って構成され、
前記スクレーパ部材の先端部に、前記先行トンネルの外表面側に突出する突条が形成されており、
前記押圧手段は、前記後行トンネルの外表面と前記スクレーパ部材との間で膨縮する袋体と、この袋体内の流体圧を保持する流体圧保持装置とを備えて成り、前記袋体が膨縮することで前記スクレーパ部材が前記先行トンネルの外表面に追従して押し付けられる
ことを特徴とするシール先端部防護装置。
【請求項６】
前記後行トンネルには、推進方向に沿って延在して前記シール部材を収容するシール収容溝が形成されており、
前記スクレーパ部材は、前記シール収容溝の先端部に配置されており、前記袋体を収縮させたときに前記シール収容溝内に収容される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のシール先端部防護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行トンネルと後行トンネルの間に設けられたシール部材の先端部を防護するシール先端部防護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、後行のトンネルは、先行の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。
【０００３】
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。
【０００４】
ところで、推進工法で小断面トンネルを構築する場合、特に、トンネルの後方から元押しジャッキで推進函体を押し出す場合には、後行トンネルが、先行トンネルに対して平行に推進しないことがある。したがって、先行トンネルを後行トンネルに沿って平行に推進させるために、隣り合う二つのトンネルのうち、一方のトンネルには、他方のトンネル側に開口するガイド溝がトンネル軸方向に沿って形成され、他方のトンネルには、一方のトンネルのガイド溝に遊嵌するガイド突条が形成された大断面トンネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような構成の大断面トンネルでは、ガイド突条とガイド溝との間に止水材を充填することで、隣り合うトンネル間の隙間をシールするようになっている。しかしながら、前記の大断面トンネルでは、ガイド溝を洗浄してその内部に詰まった裏込材を除去した後に止水材を充填するため、施工に多くの手間と時間を要してしまう問題があった。
【０００６】
そこで本発明者らは、前記の問題を解決すべく施工が容易な止水構造を開発した（特許文献２参照）。この止水構造は、隣り合う二つのトンネルのうち、一方のトンネルの他方のトンネルに対向する外表面に推進方向に沿って設けられる直線状の弾性シール部材を備え、弾性シール部材は、一方のトンネルの外表面に固定されるベース部と、このベース部と一体的に形成され先端が大断面トンネルの外側に向いたリップ部とを備えてなり、リップ部は、大断面トンネルの外側の圧力によって他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるように構成されているものである。
【０００７】
このような構成の止水構造によれば、トンネルの外表面に弾性シール部材を設けてトンネルを推進させるだけで止水施工を行うことができるので、施工の手間と時間を短縮でき、施工が容易になる。さらに、弾性シール部材は、大断面トンネルの外側の地山の圧力によって隣り合う他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるリップ部を有しているので、他方のトンネルとの密着性が高くなり、止水性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９００９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３３１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２のような止水構造では、トンネルの推進時に、弾性シール部材の推進方向先端部に地山の土圧がかかるので、その先端部を防護する構成が必要となる。特許文献２には、図１０に示すように、弾性シール部材１０１の推進方向先端部に先導カバー１０２を設けた構成が記載されている。この先導カバー１０２は、弾性シール部材１０１の先端面を覆うように設けられる部材であって、硬質樹脂あるいは鋼製の部材にて形成されている。先導カバー１０２は、先端から後方に向かうに連れて厚くなるように傾斜して形成されており、トンネル１００の推進時に前方の地山の土砂を弾性シール部材１０１が通過する位置から押し退けるようになっている。ところで、推進時に後行のトンネルが揺動すると、トンネル間の距離が変動するが、前記の先導カバー１０２は弾性を有していないので、この変動に対して追従するのが困難であった。
【００１０】
このような観点から、本発明は、推進時のトンネルの揺動に対応しつつシール部材の先端部を防護することができるシール先端部防護装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために創案された本発明は、先行トンネルの隣に推進工法によって構築される後行トンネルに設けられるシール先端部防護装置であって、前記後行トンネルの外表面に取り付けられたシール部材の先端部の前方で、前記シール部材とは別個に前記外表面に設けられるスクレーパ部材と、このスクレーパ部材を前記先行トンネルに押し付けるための押圧手段とを備えており、前記シール部材は、推進方向に連続して設けられ、前記スクレーパ部材は、推進方向前方から見て前記シール部材の幅寸法と同じ幅寸法を有し、前記押圧手段は、前記後行トンネルの外表面と前記スクレーパ部材との間で膨縮する袋体と、この袋体内の流体圧を保持する流体圧保持装置とを備えて成り、前記袋体が膨縮することで前記スクレーパ部材が前記先行トンネルの外表面に追従して押し付けられることを特徴とするシール先端部防護装置である。
【００１２】
このような構成によれば、後行トンネルが先行トンネルから離間したときは、スクレーパ部材が袋体に押されて先行トンネルの外表面に追従して当接するので、スクレーパ部材がシール部材前方の土砂を押し退けてシール部材の先端部を防護することができる。また、後行トンネルが先行トンネルに近接したときは、スクレーパ部材が後行トンネル側に傾く。このとき、袋体はスクレーパ部材に押されて収縮する。また、スクレーパ部材は先行トンネルの外表面に当接しているので、スクレーパ部材がシール部材前方の土砂を押し退けてシール部材の先端部を防護することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記スクレーパ部材が、板バネをゴム部材で覆って構成されていてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、スクレーパ部材の表面がゴム部材で形成されているので、先行トンネルの外表面への接触性が高くなり、スクレーパ部材と先行トンネルとの間に隙間が発生し難くシール部材前方の土砂を効率的に押し退けることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記スクレーパ部材が、ゴム部材からなる基端部と、鉄板からなる中間部と、ゴム部材からなる先端部とを備えて構成されていてもよい。
【００１６】
さらに、本発明は、前記スクレーパ部材が、板バネをゴム部材で覆って形成された基端部と、鉄板からなる中間部と、ゴム部材からなる先端部とを備えて構成されていてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、先行トンネルの外表面に接触するスクレーパ部材の先端部がゴム部材で形成されているので、先行トンネルの外表面への接触性が高くなり、スクレーパ部材と先行トンネルとの間に隙間が発生し難くシール部材前方の土砂を効率的に押し退けることができる。また、土砂と接触する中間部が鉄板にて構成されているので、耐摩耗性を高めることができる。
【００１８】
さらに、本発明は、前記スクレーパ部材の先端部に、前記先行トンネルの外表面側に突出する突条が形成されていてもよい。
【００１９】
このような構成によれば、突条が先行トンネルの外表面へ押し付けられて密着性が高くなるので、土砂の押し退け効果をより一層高められる。
【００２０】
また、本発明は、前記後行トンネルには、推進方向に沿って延在して前記シール部材を収容するシール収容溝が形成されており、前記スクレーパ部材は、前記シール収容溝の先端部に配置されており、前記袋体を収縮させたときに前記シール収容溝内に収容されていてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、スクレーパ部材がシール収容溝に収容されて後行トンネルの最外周面からはみ出さない状態にすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のシール先端部防護装置によれば、推進時の後行トンネルの揺動に対応しつつシール部材の先端部を防護することができるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るシール先端部防護装置を示した図であって、（ａ）は先行トンネル側から見た矢視図、（ｂ）は側方断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシール先端部防護装置のシール収容溝への設置状態を示した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシール先端部防護装置を示した側方断面図であって、（ａ）は隣り合うトンネル間の距離が大きい場合の図、（ｂ）はトンネル間の距離が小さい場合の図である。
【図４】大断面トンネルを示した断面図である。
【図５】図４のＸ１部分を示した拡大断面図である。
【図６】他の実施形態に係るシール先端部防護装置を示した図であって、（ａ）は先行トンネル側から見た矢視図、（ｂ）は側方断面図である。
【図７】他の実施形態に係るシール先端部防護装置のシール収容溝への設置状態を示した斜視図である。
【図８】他の実施形態に係るシール先端部防護装置を示した側方断面図であって、（ａ）は隣り合うトンネル間の距離が大きい場合の図、（ｂ）はトンネル間の距離が小さい場合の図である。
【図９】さらに他の実施形態に係るシール先端部防護装置を示した図であって、（ａ）は先行トンネル側から見た矢視図、（ｂ）は側方断面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、従来の止水構造の先端部を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係るシール先端部防護装置Ｇについて、止水構造Ｗおよび継手Ｊ１と合わせて、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、前後方向は、トンネルを構成するトンネル函体の推進方向の前後を示す。また、上下方向は、図１乃至図３に示すように、後行トンネル１０ａを下側とし、先行トンネル１０ｂを上側とする場合がある。
【００２５】
図４に示すように、止水構造Ｗ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。
【００２６】
図５に示すように、隣り合う二つのトンネル１０，１０のうち、先行トンネル１０ｂには、後行トンネル１０ａ側に開口するガイド溝Ｄ１がトンネル軸方向（図５において紙面垂直方向）に沿って形成されており、後行トンネル１０ａには、先行トンネル１０ｂのガイド溝Ｄ１に遊嵌する突条Ｐ１が形成されている。なお、以下では、ガイド溝Ｄ１と突条Ｐ１を合わせて、単に「継手Ｊ１」と称することがある。そして、この継手Ｊ１よりも大断面トンネル１の外側（地山側）に、止水構造Ｗが形成されている。つまり、継手Ｊ１と止水構造Ｗとが別個に設けられている。
【００２７】
止水構造Ｗは、弾性シール部材（シール部材）３０を備えてなる。この弾性シール部材３０の前方には、弾性シール部材３０の先端部を防護するシール先端部防護装置Ｇが設けられている（図２および図３参照）。なお、図１乃至図３においては、後行トンネル１０ａが下側になるように図示している。
【００２８】
図５に示すように、弾性シール部材３０は、隣り合う二つのトンネル１０，１０の間に推進方向に延在して設けられた部材である。弾性シール部材３０は、一方のトンネル１０（後行トンネル１０ａ）の表面のうち、他方のトンネル１０（先行トンネル１０ｂ）に対向する部分に設けられている。弾性シール部材３０は、後行トンネル１０ａの外周面に形成されたシール収容溝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材料にて構成されている。弾性シール部材３０は、推進方向に連続して設けられている。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。
【００２９】
図３および図５に示すように、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、長尺の板状に形成されて、推進方向に延在している。ベース部３１は、例えば、ボルトＢや接着剤等の固定手段によって、後行トンネル１０ａの外表面（後記するシール収容溝１５の底面）に固定されている。ベース部３１には、推進方向に長い長孔にて構成されたボルト貫通孔３５（図３参照）が形成されており、固定位置の調整が可能になっている。シール収容溝１５の底面には、接着材を塗布してなる接着層（図示せず）が形成されている。つまり、ベース部３１は、接着層を介してシール収容溝１５の底面に密着しており、接着層により後行トンネル１０ａの外表面とベース部３１とのシール性が確保されている。
【００３０】
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５では逆向きに配置されている）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、後行トンネル１０ａと先行トンネル１０ｂとに挟まれていて、初期状態（図５中、二点鎖線にて示す）よりも傾倒した状態で、先行トンネル１０ｂの外表面に接触する。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に向かって弾性的に付勢する。
【００３１】
さらに、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の外側の圧力（水圧または土圧）が作用するようになっている。すなわち、リップ部３２は、大断面トンネル１の外側の圧力によって、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。
【００３２】
シール収容溝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。シール収容溝１５は、矩形断面を呈しており、トンネル１０の表面のスキンプレート１１に形成された開口部の内側に、溶接固定された側板１６ａ，１６ａと底板１６ｂとで区画されている。シール収容溝１５は、弾性シール部材３０を収容できるように、弾性シール部材３０の幅寸法より僅かに大きい幅寸法を有している。図３に示すように、シール収容溝１５は、ベース部３１の厚さ寸法より大きく、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をシール収容溝１５に収容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、シール収容溝１５の開放端から突出するようになっている。シール収容溝１５には、弾性シール部材３０の他にも、シール先端部防護装置Ｇが収容される。シール先端部防護装置Ｇは、弾性シール部材３０の推進方向前方で、シール収容溝１５の前端部に設けられている（図２および図３参照）。
【００３３】
なお、シール部材は、本実施形態では、弾性シール部材３０であって、断面略Ｖ字状に形成されているが、弾性シール部材３０の断面形状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、シール部材の構成は、本実施形態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。
【００３４】
図１および図２に示すように、シール先端部防護装置Ｇは、後行トンネル１０ａの外表面で弾性シール部材３０の先端部の前方に設けられるスクレーパ部材５０と、このスクレーパ部材５０を先行トンネル１０ｂ側に押圧させる押圧手段７０とを備えている。シール先端部防護装置Ｇは、後行トンネル１０ａの先頭のトンネル函体のシール収容溝１５に設けられている。
【００３５】
スクレーパ部材５０は、後行トンネル１０ａに固定される前方固定部５１と、この前方固定部５１と一体に形成され先行トンネル１０ｂの外表面側に傾動可能な後方傾動部５２とを備えて成る。スクレーパ部材５０は、平面視で矩形形状を呈しており（図１の（ａ）参照）、シール収容溝１５より僅かに小さい幅寸法を有している。スクレーパ部材５０は、その推進方向前方側が前方固定部５１となり、推進方向後方側が後方傾動部５２となる。前方固定部５１は、略全面がシール収容溝１５の底面に沿って平行に配置されており、後端部のみ斜め上方（底面から離れる方向）に傾斜している。前方固定部５１は、後記する押圧手段７０の枠部材７３の上に配置されている。前方固定部５１の上には取付金具６０が設けられている。取付金具６０は、板状部材からなり、複数のボルト貫通孔６１（図１の（ｂ）参照）を有している。前方固定部５１は、取付金具６０および枠部材７３とともに、例えばボルトＢなどの締結部材でシール収容溝１５の底面に締め付けられて固定される。具体的には、ボルトＢは、上側から取付金具６０、スクレーパ部材５０の前方固定部５１、押圧手段７０の枠部材７３の順で挿通されて、シール収容溝１５に螺合される。
【００３６】
後方傾動部５２は、前方の基端部が前方固定部５１の後端と一体的に繋がっており、基端部を中心として後方部が傾動する。後方傾動部５２は、最も下側に位置する（水平に倒れている）ときにシール収容溝１５の底面から浮いた状態になっている。後方傾動部５２の長さと傾動可能角度は、後方傾動部５２が最も立ち上がったときに、後方傾動部５２の後端（上端）と後行トンネル１０ａの外表面との垂直距離が、先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａとの最大離隔寸法（例えば４５ｍｍ）より大きくなるように設定されている。
【００３７】
スクレーパ部材５０は、板バネ５５をシールゴム（ゴム部材）５６で覆って構成されている。板バネ５５は、前方固定部５１の略全面に広がるように配置されている。板バネ５５の後端部には、後方に延在する補強鉄板５７が固定されている。補強鉄板５７は、後方傾斜部５２の内部で、後行トンネル１０ａの推進時に土砂に当接する部分に設けられており、土圧を受ける役目を果たす。シールゴム５６は、板バネ５５および補強鉄板５７の表裏両面を覆うように設けられており、さらに、補強鉄板５７の後端から後方に所定長さ延出して形成されている。シールゴム５６は、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。シールゴム５６は、補強鉄板５７より後方に延在する後端部が先行トンネル１０ｂ側（シール収容溝１５の底面から離れる方向）に起き上がるように傾斜している。
【００３８】
シールゴム５６の表面（先行トンネル１０ｂに対向する面）には、先行トンネル１０ｂの外表面側に突出する突条５８が形成されている。突条５８は、シールゴム５６と同じ材質で、シールゴム５６と一体で構成されている。突条５８は、シールゴム５６の表面に沿って、推進方向に直交する方向に延在している。突条５８は、断面三角形を呈しており、頂角部分が先行トンネル１０ｂの表面に当接する。突条５８は、先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａとの距離が小さいときに先行トンネル１０ｂの表面に当接する（図３の（ｂ）参照）ものであって、先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａとの距離が大きいときは、シールゴム５６の後端部が先行トンネル１０ｂの表面に当接する（図３の（ａ）参照）。
【００３９】
押圧手段７０は、後行トンネル１０ａの外表面（シール収容溝１５の底面）とスクレーパ部材５０の後方傾動部５２との間で膨縮する袋体７１と、この袋体７１内の流体圧を保持する流体圧保持装置７２（図１の（ｂ）参照）とを備えてなる。袋体７１には例えば水が充填されている。なお、流体は水に限定されるものではなく、他の液体または気体であってもよい。袋体７１は、ゴム等の弾性部材にて構成されており、膨張および収縮が可能になっている。袋体７１は、スクレーパ部材５０の後方傾動部５２とシール収容溝１５の底面とで挟まれており、後方傾動部５２の傾倒に応じて膨縮する。袋体７１の周囲には、枠部材７３が設けられている。枠部材７３は、所定厚さの板材を矩形枠状に配置して構成されており、その内側に袋体７１が設けられている。枠部材７３には複数のボルト貫通孔７５（図１の（ｂ）参照）が所定の間隔をあけて形成されており、ボルトＢを上方からボルト貫通孔７５に挿通させて、シール収容溝１５に螺合させる。
【００４０】
枠部材７３は、その一部（推進方向前端部）がスクレーパ部材５０の下部に位置しており、スクレーパ部材５０の前方固定部５１が配置されている。枠部材７３の内側の底面には、袋体７１内に空気を流通させるための貫通孔７４が形成されている。袋体７１にも開口部（図示せず）が形成されており、底面の貫通孔７４と連通して接続されている。
【００４１】
流体圧保持装置７２は、トンネル函体の内部に設けられており、貫通孔７４を通じて袋体７１に接続されている。流体圧保持装置７２は、流体供給部と圧力センサ（図示せず）を備えており、圧力の検出値に応じて流体を注入・排出することで流体圧を略一定（所定の範囲内）に保持する。この流体圧（袋体７１内の圧力）は、後行トンネル１０ａが揺動する際の圧力値（後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂ側に近づく圧力）よりも小さく、且つ袋体７１によって押し上げられたスクレーパ部材５０が前方の土砂を押し退けることができる圧力値以上に設定されている。具体的には、袋体７１の流体圧が上昇し始めると、流体を袋体７１に注入し、袋体７１の流体圧が低下し始めると、流体を袋体７１から排出する。これによって、スクレーパ部材５０の後方傾動部５２が、後行トンネル１０ａの揺動に追従して傾動できるので、先行トンネル１０ｂの外表面に当接した状態を保持することができる。
【００４２】
次に、前記のような構成のシール先端部防護装置Ｇの形状を各種ケースごとに説明する。まず、図１の（ｂ）を参照しながら、後行トンネル１０ａが発進立坑および到達立坑に設けられる枠状のエントランスを通過する際の状態を説明する。
【００４３】
ところで、エントランス（図示せず）では、弾性シール部材３０が通過する部分は、弾性シール部材の原型（ベース部からリップ部が立ち上がった状態）に沿った形状に切り欠かれて形成されている。そのため、従来の先導カバーでは、エントランスを通過できず、先導カバーを通過させた後にエントランスの通過部分を形成して止水施工する必要があり、多くの施工手間と時間を要していたという問題があった。このような問題に対して、本実施形態に係るシール先端部防護装置Ｇでは、以下のようにすることで前記問題を解決している。
【００４４】
図１の（ｂ）に示すように、シール先端部防護装置Ｇがエントランス（図示せず）を通過する際には、流体圧保持装置７２は袋体７１内に流体を供給しておらず、袋体７１は収縮して枠部材７３の内側に収容された状態となっている。これによって、後方傾動部５２が板バネ５５によって付勢されて後行トンネル１０ａ側に倒れた状態となり、スクレーパ部材５０全体がシール収容溝１５内に収容されている。この状態で、シール先端部防護装置Ｇは、後行トンネル１０ａの外周壁面からはみ出さないので、エントランスの内周面に干渉することなく、エントランスを通過することができる。なお、シール先端部防護装置Ｇの後方の弾性シール部材３０は、原型（ベース部３１からリップ部３２が立ち上がった状態）を保ちながら、エントランスに形成された切欠き部（図示せず）を通過する。
【００４５】
次に、図３の（ａ）および（ｂ）を参照しながら、後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂに対して揺動した状態でのシール先端部防護装置Ｇと弾性シール部材３０の形状を説明する。
【００４６】
図３の（ａ）に示すように、後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂから離間すると、袋体７１が膨張しようとするため、その流体圧が一時的に低くなる。すると、流体圧保持装置７２が、圧力センサで流体圧の低下を検知して、流体供給部で袋体７１に流体を供給して、袋体７１の内部圧を一定に保持する。そして、スクレーパ部材５０の後方傾動部５２が、膨張した袋体７１に押し上げられて先行トンネル１０ｂ側へ起き上がる。これによって、後方傾動部５２の後端部のシールゴム５６が、先行トンネル１０ｂの外表面に押し付けられて摺動するので、スクレーパ部材５０の後方傾動部５２が弾性シール部材３０の前方を塞いだ状態で、前方の土砂を押し退けることができる。このとき、後方傾動部５２に補強鉄板５７が設けられているので、後方傾動部５２が土圧に押されても変形することなく、土砂を押し退けられる。また、シールゴム５６は、若干弾性変形した状態で、先行トンネル１０ｂの外表面に接触するので、接触性が高くなる。このように、スクレーパ部材５０が土砂を押し退けることによって、弾性シール部材３０の先端部の通過位置から土砂が排除されて、弾性シール部材３０の先端部が防護される。
【００４７】
図３の（ｂ）に示すように、後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂに近接すると、スクレーパ部材５０の後方傾動部５２が、先行トンネル１０ｂの外表面に押されて（スクレーパ部材５０が先行トンネル１０ｂに近づいて）、後行トンネル１０ａ側に戻される。このとき、袋体７１がスクレーパ部材５０に押されて収縮しようとするため、その流体圧が一時的に高くなる。すると、流体圧保持装置７２が、圧力センサで流体圧の上昇を検知して、流体供給部で袋体７１から流体を排出して、袋体７１の内部圧を一定に保持する。ここで、後方傾動部５２の後端部のシールゴム５６が、先行トンネル１０ｂの外表面に押し付けられて摺動するので、スクレーパ部材５０の後方傾動部５２が前方の土砂を押し退ける。さらに、突条５８が先行トンネル１０ｂの外表面に押圧されることで後方傾動部５２と先行トンネル１０ｂとの密着性を高めている。さらに、後方傾動部５２に補強鉄板５７が設けられているので、後方傾動部５２が土圧に負けて変形することなく、土砂を押し退けられる。このように、スクレーパ部材５０が土砂を押し退けることによって、弾性シール部材３０の先端部の通過位置から土砂が排除されて、弾性シール部材３０の先端部が防護される。
【００４８】
なお、袋体７１の内部の流体を排出させる機構は、前記構成に限定されるものではなく、例えば、袋体７１内の流体圧が一定値以上になると開弁する安全弁を袋体または配管に設けるようにしてもよい。
【００４９】
また、前記したように後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂに近接または離間したいずれの状態であっても、弾性シール部材３０は、初期状態よりも傾倒した状態で、先行トンネル１０ｂの外表面に接触しているので、リップ部３２は、復元しようとする力によって、先行トンネル１０ｂに向かって弾性的に付勢している。そして、弾性シール部材３０の先端部からは、シール先端部防護装置Ｇによって土砂が排除されているので、弾性シール部材３０の先端を覆うカバー等を設ける必要はない。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係るシール先端部防護装置Ｇによれば、スクレーパ部材５０の後方傾動部５２が後行トンネル１０ａ側に倒れたり、先行トンネル１０ｂ側に立ち上がったりすることで、後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂに対して、近接または離間したとしても、後行トンネル１０ａの揺動に対応しつつ、常にスクレーパ部材５０が弾性シール部材３０前方の土砂を押し退けて弾性シール部材の先端部を防護することができる。
【００５１】
また、スクレーパ部材５０が、板バネ５５をシールゴム５６で覆って構成されているので、スクレーパ部材５０の表面と、先行トンネル１０ｂの外表面との接触性が高くなり、弾性シール部材３０前方の土砂を効率的に押し退けることができる。さらに、シールゴム５６の表面に、先行トンネル１０ｂの外表面側に突出する突条５８が形成されているので、突条５８が先行トンネル１０ｂの外表面へ押し付けられて密着性が高くなり、土砂の押し退け効果をより一層高められる。
【００５２】
さらに、本実施形態に係るシール先端部防護装置Ｇは、スクレーパ部材５０がシール収容溝１５に収容されて後行トンネル１０ａの表面からはみ出さない状態にすることができるので、シール先端部防護装置Ｇがエントランスに干渉することなく、容易に通過することができる。
【００５３】
次に、他の形態のスクレーパ部材８０を説明する。図６および図７に示すように、スクレーパ部材８０は、前方固定部５１と後方傾動部５２とを備えて成る。スクレーパ部材８０は、別の分け方をすれば、ゴム部材からなる基端部８１と、鉄板からなる中間部８２と、ゴム部材からなる先端部８３とを備えて構成されている。基端部８１は、板バネが設けられておらず、傾動可能に構成されている。基端部８１は、前方固定部５１と、後方傾動部５２の前方の一部によって構成されている。中間部８２は、鉄板にて構成されており、鉄板は表面に露出している。中間部８２の前端には、薄板部８２ａが形成されており、この薄板部８２ａが基端部８１に入り込んで、図示しないボルト、ピンまたは接着剤によって接続することで、中間部８２が基端部８１に固定されている。中間部８２の後端には、凸部８２ｂが形成されており、この凸部８２ｂが先端部８３に入り込んで、図示しないボルト、ピンまたは接着剤によって接続することで、先端部８３が中間部８２にに固定されている。先端部８３の表面には、先行トンネル１０ｂの外表面側に突出する突条５８が形成されている。この突条５８は、前記実施形態と同様の構成である。なお、その他の構成についても、前記実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５４】
このようなスクレーパ部材８０を採用した場合は、スクレーパ部材８０の後方に、先端部８３を後行トンネル１０ａ側に押さえるスクレーパ固定金具８５を設ける。スクレーパ固定金具８５は、板バネにて構成されており、後端部が枠部材７３上に載置され、ボルトＢによって、枠部材７３と一体で後行トンネル１０ａに固定されている。スクレーパ固定金具８５の前端部には立上り部８５ａが形成され、立上り部８５ａの上端には前方に屈曲した係止部８５ｂが形成されている。係止部８５ｂは、袋体７１が収容されている状態で、スクレーパ部材８０の先端部８３を上方から係止するように構成されている。
【００５５】
図８に示すように、袋体７１が膨張すると、スクレーパ固定金具８５は、袋体７１によって押し上げられ、立上り部８５ａと係止部８５ｂが、スクレーパ部材８０の先端部８３から離間する。これによって、スクレーパ部材８０の係止が解除され、スクレーパ部材８０も、スクレーパ固定金具８５と同時に袋体７１によって押し上げられる。後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂに近接すると、スクレーパ部材８０は、先行トンネル１０ｂの表面に接触しながら、後行トンネル１０ａ側に戻される。
【００５６】
このような構成のスクレーパ部材８０によれば、先行トンネル１０ｂの外表面に接触するスクレーパ部材８０の先端部８３がゴム部材で形成されているので、先行トンネル１０ｂの外表面への接触性が高くなり、スクレーパ部材８０と先行トンネル１０ｂとの間に隙間が発生し難くシール部材前方の土砂を効率的に押し退けることができる。さらに、突条５８が先行トンネル１０ｂの外表面へ押し付けられて密着性が高くなるので、土砂の押し退け効果をより一層高められる。また、土砂と接触する中間部８２が鉄板にて構成されているので、耐摩耗性を高めることができる。なお、本形態のスクレーパ部材８０は、スクレーパ部材８０と先行トンネル１０ｂの密着性よりも、スクレーパ部材８０の耐久性が要求される場合に採用される。さらに、スクレーパ部材８０によれば、スクレーパ固定金具８５を設けたことによって、スクレーパ部材８０に板バネがなくとも、スクレーパ部材８０を後行トンネル１０ａ側に固定することができる。
【００５７】
次に、さらに他の形態のスクレーパ部材９０を説明する。図９に示すように、スクレーパ部材９０は、前方固定部５１と後方傾動部５２とを備えて成る。スクレーパ部材９０は、別の分け方をすれば、板バネ５５をゴム部材で覆って形成された基端部９１と、鉄板からなる中間部９２と、ゴム部材からなる先端部９３とを備えて構成されている。基端部９１は、板バネ５５の両面にゴム部材が設けられて、傾動可能に構成されている。基端部９１は、前方固定部５１と、後方傾動部５２の前方の一部によって構成されている。中間部９２は、鉄板にて構成されており、鉄板は表面に露出している。中間部９２の前端には、薄板部９２ａが形成されており、この薄板部９２ａが基端部９１に入り込んで、図示しないボルト、ピンまたは接着剤によって接続することで、中間部９２が基端部９１に固定されている。中間部９２の後端には、凸部９２ｂが形成されており、この凸部９２ｂが先端部９３に入り込んで、図示しないボルト、ピンまたは接着剤によって接続することで、先端部９３が中間部９２にに固定されている。先端部９３の表面には、先行トンネル１０ｂの外表面側に突出する突条５８が形成されている。この突条５８は、前記実施形態と同様の構成である。なお、その他の構成についても、前記実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５８】
このような構成のスクレーパ部材９０によれば、先行トンネル１０ｂの外表面に接触するスクレーパ部材９０の先端部９３がゴム部材で形成されているので、先行トンネル１０ｂの外表面への接触性が高くなり、スクレーパ部材９０と先行トンネル１０ｂとの間に隙間が発生し難くシール部材前方の土砂を効率的に押し退けることができる。さらに、突条５８が先行トンネル１０ｂの外表面へ押し付けられて密着性が高くなるので、土砂の押し退け効果をより一層高められる。また、土砂と接触する中間部９２が鉄板にて構成されているので、耐摩耗性を高めることができる。
【００５９】
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設計変更が可能である。例えば、前記実施形態に係る突条５８は、推進方向に直交する方向に延在しているが、直交する方向に傾斜して設けて、土砂を端部に押し流すためのガイドとしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
Ｗ    止水構造
Ｇ      シール先端部防護装置
１      大断面トンネル
１０    トンネル
１０ａ  後行トンネル
１０ｂ  先行トンネル
１５    シール収容溝
３０    弾性シール部材
５０    スクレーパ部材
５１    前方固定部
５２    後方傾動部
５５    板バネ
５６    シールゴム
５８    突条
７０    押圧手段
７１    袋体
７２    流体圧保持装置
８０    スクレーパ部材
９０    スクレーパ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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