(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進機の到達坑口部に形成された止水装置であって、
円筒状の本体部と、
推進機または推進機後方の推進管の外周囲に周設される環状のシール部材と、
前記シール部材を保持する支持リングと、を備え、
前記本体部には、少なくとも地山側端部にフランジが形成されていて、
前記フランジには、隙間を有して蓋部材が固定されており、
前記支持リングの外周部が前記隙間に挿入されていることで、前記支持リングが前記本体部の内部において上下左右への移動が可能に配設されていることを特徴とする、止水装置。
【請求項２】
前記支持リングは、シール部材が配設されるシール固定部と、前記隙間に外周部分が挿入される板状の開口付き円板部と、前記シール固定部と前記円板部との間に開設された調芯部と、を備えてなり、
前記調芯部が、前記円板部から前記シール固定部に向かうに従って、内径が縮小するテーパ状を呈した部分であることを特徴とする、請求項１に記載の止水装置。
【請求項３】
前記隙間には、前記本体部の径方向で進退する複数本の締め付けボルトが配設されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の止水装置。
【請求項４】
前記隙間内に、グリスが充填されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の止水装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進トンネルの施工時における到達坑口の止水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
推進工法によりトンネルを構築する場合には、推進機により地中を切削するとともに、この推進機の後方に推進管を配置し、この推進管を利用して推進機を推し進める。
【０００３】
地下水位以深におけるトンネル施工においては、発進坑口や到達坑口での鏡付けの際に、土砂や地下水等が噴出するおそれがある。そのため、土砂や地下水等の噴出を防止するための止水構造が多数開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、坑口部に予め配設された二重の閉塞部材（弾性板材やブラシ等）やゴム弾性材等からなる膨張袋により、推進機や推進管と坑口部との隙間を閉塞する止水構造が開示されている。
【０００５】
二重の閉塞部材を利用した止水構造は、推進機と坑口部との隙間を閉塞するように坑口部に固定された第一の閉塞部材と、推進機よりも小さい外径の推進管と坑口部との隙間を閉塞するように設けられた第二の閉塞部材とにより、止水性を確保するものである。第二の閉塞部材は、ゴム板等からなる複数の閉塞片を、ブラケットを介して孔口部の中心方向にスライド可能に設けてなる。これにより、推進機の通過後、縮径することで推進管の周囲の隙間を閉塞することを可能にしている。
【０００６】
また、膨張袋を利用した止水構造は、ブラケットを介して坑口部の中心方向にスライド可能に設けられた複数の膨張袋を膨張させることで坑口部において推進機や推進管の周囲に形成された隙間を閉塞し、止水性を確保するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２９９０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、従来の止水構造は、坑口部に固定されているのが一般的であるため、推進機に施工誤差が生じた場合には、止水性が低下するおそれがあった。
また、スライド可能に設けられた複数の閉塞片や膨張袋は、単に推進管の外径に応じて坑口部の中心方向に縮径するものであるため、掘進機の施工誤差により推進管の軸心にブレが生じた場合には、止水性が低下するおそれがあった。また、複数の閉塞片または膨張袋同士の隙間からの地下水の浸透を防止するために作業を慎重に行う必要があった。
【０００９】
このような観点から、本発明は、推進機に施工誤差が生じた場合であっても、到達坑口の止水を簡易に実現することを可能とした止水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】
【００１０】
このような課題を解決する本発明に係る止水装置は、推進機の到達坑口部に形成されたものであって、円筒状の本体部と、推進機または推進機後方の推進管の外周囲に周設される環状のシール部材と、前記シール部材を保持する支持リングと、を備え、前記シール部材がゴム製のチューブ材であり、前記支持リングが、前記本体部の内部において上下左右への移動が可能に配設されていることを特徴としている。
【００１１】
かかる止水装置によれば、環状のシール部材が、上下左右への移動が可能となるように配設されているため、推進機に施工誤差が生じた場合であっても、誤差を吸収した状態で止水性を確保することができる。
また、環状のシール部材を採用しているため、止水性がさらに向上する。
さらに、前記シール部材がゴム製のチューブ材であるため、内部に気体や液体を注入することでシール部材が膨張し、推進管との隙間を遮蔽することが可能となる。
【００１２】
また、第二の発明に係る止水装置は、推進機の到達坑口部に形成された止水装置であって、円筒状の本体部と、推進機または推進機後方の推進管の外周囲に周設される環状のシール部材と、前記シール部材を保持する支持リングとを備え、前記本体部には、少なくとも地山側端部にフランジが形成されていて、前記フランジには、隙間を有して蓋部材が固定されており、前記支持リングの外周部が前記隙間に挿入されていることで前記支持リングが前記本体部の内部において上下左右への移動が可能に保持されていることを特徴としている。
【００１３】
かかる止水装置によれば、簡易な構成により、止水性を確保することが可能なため、製造コスト等により経済的である。
【００１４】
前記止水装置において、前記支持リングは、シール部材が配設されるシール固定部と、前記隙間に外周部分が挿入される板状の開口付き円板部と、前記シール固定部と前記円板部との間に開設された調芯部と、を備えてなり、前記調芯部が、前記円板部から前記シール固定部に向かうに従って、内径が縮小するテーパ状を呈した部分であってもよい。
【００１５】
かかる止水装置によれば、推進機の先端部が調芯部に接触すると、支持リングが調芯部のテーパに沿って移動するため、推進機の誤差を吸収して推進機をシール部材に挿通させることが可能となる。
【００１６】
また、前記隙間に、前記本体部の径方向で進退する複数本の締め付けボルトが配設されていれば、支持リングの位置を固定することが可能となる。
【００１７】
また、前記隙間内に、グリスが充填されていれば、支持リングの移動を妨げることなく、隙間内への地下水や土砂の流入を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の止水装置によれば、推進機に施工誤差が生じた場合であっても、到達坑口の止水を簡易に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る止水装置を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す止水装置のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は図１に示す止水装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、止水装置の使用状況を示す断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、図３に続く止水装置の使用状況を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２２】
本実施形態の止水装置１は、図１に示すように、土留壁２に形成された到達坑口部３に対応して設置されており、到達坑口部３に推進機が到達した際の止水を行うものである。
【００２３】
止水装置１は、円筒状の本体部１１と、推進機後方の推進管の外周囲に周設される環状のシール部材１２と、シール部材１２を保持する支持リング１３と、本体部１１の地山側の開口に取り付けられた蓋部材１４とを備えている。
【００２４】
本体部１１は、円筒状の鋼材であって、両端にそれぞれ接続フランジ（第一接続フランジ１１ａ，第二接続フランジ１１ｂ）が形成されている。
本体部１１には、後記する注入管１６および排気管１７（図２（ｂ）参照）の位置に対応して、注入口１６ａおよび排気口１７ａが形成されている。
【００２５】
地山Ｇ側の第一接続フランジ１１ａには蓋部材１４が固定される。第一接続フランジ１１ａと蓋部材１４との間には、隙間１１ｃが形成されている。なお、第一接続フランジ１１ａの周縁には、蓋部材１４側に突出するように厚肉部１１ｅが形成されている。そのため、蓋部材１４は、この厚肉部１１ｅに当接した状態で固定されることで、厚肉部１１ｅの内側に隙間１１ｃが形成される。
【００２６】
第一接続フランジ１１ａの厚肉部１１ｅにはトンネルの軸方向に貫通する複数のボルト孔１１ｆが形成されており、蓋部材１４や土留壁２との締着が可能に構成されている。
【００２７】
隙間１１ｃには、後記するシール固定部１３（円板部１３ｂ）の外周部が挿入されている。これにより、シール固定部１３（シール部材１２）は、上下左右（推進管の径方向）に移動可能に保持されることになる。
【００２８】
また、第一接続フランジ１１ａの厚肉部１１ｅには、本体部１１の径方向で進退する３本以上（本実施形態では８本）の締め付けボルト１５が等間隔で配設されている（図２（ａ）参照）。厚肉部１１ｅを貫通した締め付けボルト１５の先端は、締め付けることで後記する円板部１３ｂの周面に当接する。
【００２９】
さらに、隙間１１ｃには、グリス１１ｄが充填されており、隙間内への地下水や土砂の浸入を防止するとともに、シール固定部１３の急激な移動を防止している。なお、グリス１１ｄは、必要に応じて充填すればよい。
【００３０】
本体部１１の地山Ｇと反対側の端部外面に一体に形成された第二接続フランジ１１ｂは、環状の板材からなる。
なお、第二接続フランジ１１ｂは、必要に応じて形成すればよく、省略してもよい。
【００３１】
第二接続フランジ１１ｂには、図２（ｂ）に示すように、複数のボルト孔１１ｅ，１１ｅ，…が形成されている。接続フランジ１１ｂにボルト孔１１ｅ，１１ｅ，…が形成されているため、例えば推進機を回収するための筒状の収容装置等、必要に応じて他の装置を止水装置１に接続が可能である。
【００３２】
シール部材１２は、推進管の外周面に沿って地下水が浸透することを防止する部材であって、止水装置１を貫通する推進管の外周面に密着する。
【００３３】
シール部材１２は、図１および図２に示すように、環状に形成されたゴム製（樹脂製）のチューブ材により構成されている。膨張前（収縮時）のシール部材１２の内径は、推進機が挿通できるように、推進機の外径よりもわずかに大きく構成されている。
【００３４】
シール部材１２には、注入管１６が接続されている。シール部材１２は、注入管１６を介して内部に注入された液体や気体（本実施形態では水）の圧力により膨張し、推進管３の外周面に密着する（図４（ｂ）参照）。
【００３５】
本実施形態のシール部材１２には、図２（ｂ）に示すように、排気管１７が接続されており、注入管１６から水を注入する際に、シール部材１２内の排気が可能となるように構成されている。
本実施形態では、注入管１６をシール部材１２の下部に接続し、排気管１７をシール部材１２の上部に接続している。なお、注入管１６および排気管１７は、支持リング１３の移動に追従可能な長さを有している。
【００３６】
シール部材１２は、図１に示すように、支持リング１３を介して止水装置１に配設されている。
支持リング１３は、シール部材１２が配設されるシール固定部１３ａと、板状の開口付円板部１３ｂと、シール固定部１３ａと円板部１３ｂとの間に介設された調芯部１３ｃと、を備えている。
【００３７】
シール固定部１３ａには、シール部材１２を配設するための凹部１３ｄが形成されている。凹部１３ｄは、内空側に開口した環状の溝条である。シール固定部１３ａの構成は限定されるものではないが、本実施形態では環状の鋼材からなる。また、シール固定部１３ａは、調芯部１３ｃを介して円板部１３ｂに一体に固定されている。
【００３８】
シール固定部１３ａには、注入管１６または排気管１７を接続するための管取付治具１６ｂ，１７ｂが設置されている。
【００３９】
円板部１３ｂは、第一接続フランジ１１ａと蓋部材１４との間に形成された隙間１１ｃに、外周部分が挿入されている。円板部１３ｂは、隙間１１ｃの直径よりも小さい外径の形状からなり、隙間１１ｃ内において、上下左右（径方向）に移動することができる。
円板部１３ｂの中央部は、開口している。円板部１３ｂの開口は、推進機に施工誤差が生じた場合であっても、推進機を挿通することができるように、推進機の外径よりも大きな形状に形成されている。
【００４０】
調芯部１３ｃは、図１に示すように、円板部１３ｂからシール固定部１３ａに向かうに従って、内径が縮小するテーパ状を呈した部分である。
調芯部１３ｃは、間隔をあけて配設されたシール固定部１３ａと円板部１３ｂとを連結している。
【００４１】
このように、シール部材１２は、支持リング１３を介して、上下左右（径方向）に移動できるので、推進機に施工誤差が生じた場合であっても、推進機の位置に応じて移動し、推進機および推進管を挿通させることができる。そして、推進機または推進管を挿通させた状態でシール部材１２を膨張させると、推進機または推進管の外周面にシール部材１２が密着して止水を行う。
【００４２】
蓋部材１４は、本体部１１の地山Ｇ側の端面に固定された鋼板であって、図２（ａ）に示すように、中央部が開口した円板により構成されている。
蓋部材１４の開口は、円板部１３ｂの開口と同等の直径により形成されている。
【００４３】
蓋部材１４には、トンネル軸方向に貫通する複数の雌ネジ１４ａ，１４ａ，…が形成されている。雌ネジ１４ａはボルト孔１１ｅの位置に対応して形成されており、ボルト孔１１ｅ（第一接続フランジ１１ａ）を挿通したボルトを雌ネジ１４ａに螺合させることで、蓋部材１４が本体部１１に固定される。
本実施形態では、図１に示すように、第一接続フランジ１１ａおよび蓋部材１４を挿通させたボルト１８を利用して止水装置１を土留壁２へ固定している。なお、止水装置１の固定方法は限定されるものではない。
【００４４】
締め付けボルト１５は、第一接続フランジ１１ａの外周に沿って固定された取付ナット１５ａに螺合されており、回転により中心方向への進退が可能に配置されている。
締め付けボルト１５は、隙間１１ｃ内においてシール固定部１３（円板部１３ｂ）に当接することで、シール部材１２の径方向での移動を拘束する。
【００４５】
次に、本実施形態の止水装置１による到達坑口３の止水方法を説明する。
本実施形態では、到達坑口部３に到達した推進機４の施工誤差が生じている場合について説明する。
【００４６】
止水装置１は、図３（ａ）に示すように、推進機４の到達に先立って、到達坑口３に対応して、土留壁２に固定されている。このとき、支持リング１３は、軸心ＣＬ１が本体部１１の軸心ＣＬ２と一致した位置で、締め付けボルト１５により固定されている。
【００４７】
ここで、到達坑口３は、土留壁２に形成された開口部であって、推進機４に施工誤差が生じている場合であっても挿通することが可能となるように、推進機４の外径よりも大きな形状に形成されている。
なお、土留壁２の構成は限定されるものではなく、例えば、鋼矢板等の構成部材により構成されていてもよい、コンクリート製であってもよい。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、推進機４が施工誤差を有して到達坑口部３に到達すると、図３（ｂ）に示すように、推進機４の先端が調芯部１３ｃに当接する。
推進機４が到達坑口部３（支持リング１３）に到達したか否かは、音や振動等（推進機４のカッタビットと調芯部１３ｃとの接触音等）により確認することができる。推進機４の先端が支持リング１３内に入り込んだら、締め付けボルト１５を緩めて（中心から外方向に後退させて）支持リング１３の径方向での移動を開放する。
【００４９】
締め付けボルト１５を緩めた状態で、推進機４を進行させると、支持リング１３は、調芯部１３ｃのテーパに沿って移動する。支持リング１３は、図４（ａ）に示すように、推進機４の推進にともない、調芯部１３ｃの軸心ＣＬ１と推進機４の軸心ＣＬ３とが一致する位置に移動する。
調芯部１３ｃの軸心ＣＬ１と推進機４の軸心ＣＬ３とを一致させることで、推進機４が支持リング１３（シール部材１２）を貫通することが可能となる。
【００５０】
推進機４の軸心と支持リング１３（シール部材１２）の中心とが略一致したら（例えば、推進機４が支持リングを１３を貫通したら）、締め付けボルト１５により支持リング１３を固定する。そして、図４（ｂ）に示すように、推進管５がシール部材１２を貫通するまで、推進機４を進行させる。
【００５１】
シール部材１２の内側空間に推進管５が配置されたら、注入管１６を介してシール部材１２の内部に水を圧入して推進管５の外周面にシール部材１２を密着させる。これにより、シール部材１２による止水が完了する。
【００５２】
以上、本実施形態の止水装置１によれば、支持リング１３が、推進機４の進入してきた方向に応じて上下左右（径方向）に移動するため、推進機４の施工誤差を吸収することが可能となる。
そのため、シール部材１２による推進管５への密着度が低下することがなく、止水性を維持することが可能となる。
【００５３】
また、シール部材１２（支持リング１３）を推進機４の軸心に応じて移動させることで、推進機４によりシール部材１２を傷つけることを防止している。
【００５４】
支持リング１３の移動代として形成された隙間１１ｃ内にグリス１１ｄが充填されているため、隙間１１ｃ内に地下水や土砂等が浸入して支持リング１３の移動を妨げることがない。
また、グリス１１ｄにより、支持リング１３が急激に移動することが防止されているため、支持リング１３が本体部１１等に勢いよく衝突して破損することが防止されている。
【００５５】
シール部材１２は、環状に形成されたチューブ材により構成されているため、内部に注入された水により膨張し、推進管５の外周面に密着する。
【００５６】
調芯部１３ｃがテーパ面を有して形成されているため、推進機４の進行にともなって調芯部１３ｃがテーパに沿って移動することで、支持リング１３と推進機４との位置あわせが自動的に行われる。そのため、到達坑口部３の止水作業を簡易に行うことができる。
【００５７】
注入管１６は、支持リング１３の移動に対応する長さを有しているため、支持リング１３が推進機４に応じて移動した場合であっても、シール部材１２への注入が可能である。
【００５８】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限られず、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、止水装置１を土留壁２に固定するものとしたが、止水装置１の設置方法は限定されるものではなく、土留壁２に固定された他の取り付け部材を介して固定してもよい。
【００５９】
また、止水装置の設置箇所（到達坑口部の形成箇所）は、土留壁に限定されるものではなく、例えばトンネルの内壁面に固定してもよい。
【００６０】
また、シール部材１２として、チューブ材を使用したが、推進管５の外周面に密着して止水することが可能であればシール部材１２の構成は限定されるものではない。例えば、リップシールでもよいし、内面に沿って貼り付けられたゴム板を使用し、内壁面とゴム板との間に水等を注入することでゴム板を膨張させるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１      止水装置
１１    本体部
１１ａ  第一接続フランジ
１１ｃ  隙間
１１ｄ  グリス
１２    シール部材
１３    支持リング
１３ａ  シール固定部
１３ｂ  円板部
１３ｃ  調芯部
１４    蓋部材
１５    締め付けボルト
２      土留壁
３      到達坑口部
４      推進機
５      推進管
Ｇ      地山
【図１】
0005566186.tif 000002
【図２】
0005566186.tif 000003
【図３】
0005566186.tif 000004
【図４】
0005566186.tif 000005