(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行トンネルとその隣に構築される後行トンネルとの間で、前記後行トンネルの推進方向に沿って延在するトンネル間シールにおいて、
後行トンネルに固定されるベース部と、このベース部から先行トンネル側に向かって斜めに立ち上がるリップ部とを備えてなり、
前記リップ部の前端部に、前方に向かうに連れて前記ベース部からの立上り長さが漸減する縮幅部を設けた
ことを特徴とするトンネル間シール。
【請求項２】
前記縮幅部は、その前端部に位置して前記ベース部の表面とほぼ平行な平行面と、当該平行面から前記リップ部の本体部の先端面に至る連結面とを備えて構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル間シール。
【請求項３】
前記連結面は、後方に向かうに連れて前記リップ部の背面との交差角度が徐々に小さくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のトンネル間シール。
【請求項４】
前記連結面および前記背面の少なくとも一方に、前記連結面と前記背面とが交差する境界線部分から斜め後方に延在する土砂案内溝が形成されている
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトンネル間シール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行トンネルとその隣に構築される後行トンネルとの間に設けられるトンネル間シールに関する。
【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、後行トンネルは、先行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】
隣り合う二つのトンネルのうち、後行トンネルの、先行トンネルに対向する外表面には、弾性シール部材が推進方向に沿って設けられる（例えば、特許文献１参照）。弾性シール部材は、後行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る。リップ部は、大断面トンネルの外側の圧力によって先行トンネルの外表面に向かって付勢される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】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】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の弾性シール部材を寸切りした状態のまま使用すると、トンネルの推進時に、弾性シール部材の推進方向前端部に土砂や先行トンネルの外表面に引っ掛かってリップ部が捲れ上がったり破断したりする虞がある。さらに、リップ部が捲れ上がると、リップ部とベース部の間（リップ部の腹部側）に土砂が入り込んで、大断面トンネルの外側の圧力を受けられ難くなり、先行トンネルの表面との接触圧が小さくなってしまう。
【０００７】
このような観点から、本発明は、リップ部の捲れ上がりや破断を抑制できるトンネル間シール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】
【０００８】
このような課題を解決するための請求項１に係る発明は、先行トンネルとその隣に構築される後行トンネルとの間で、前記後行トンネルの推進方向に沿って延在するトンネル間シールにおいて、後行トンネルに固定されるベース部と、このベース部から先行トンネル側に向かって斜めに立ち上がるリップ部とを備えてなり、前記リップ部の前端部に、前方に向かうに連れて前記ベース部からの立上り長さが漸減する縮幅部を設けたことを特徴とするトンネル間シールである。
【０００９】
このような構成によれば、リップ部の前端面に土砂や先行トンネルの外表面が引っ掛かり難く円滑に推進できる。これによって、リップ部の捲れ上がりや破断を抑制できる。さらに、リップ部とベース部の間（リップ部の腹部側）に土砂が入り込み難く、トンネルの外側からの圧力（水圧）によってリップ部が腹部側から押圧されるので、先行トンネルの表面とリップ部との接触圧を確保することができる。
【００１０】
また、前記縮幅部が、その前端部に位置して前記ベース部の表面とほぼ平行な平行面と、当該平行面から前記リップ部の本体部の先端面に至る連結面とを備えて構成されているものが好ましい。このような構成によれば、連結面によって土砂が掻き避けられるので、リップ部とベース部の間に土砂が入り込むのを大幅に抑制できる。
【００１１】
さらに、前記連結面が、後方に向かうに連れて前記リップ部の背面との交差角度が徐々に小さくなるように構成されているものが好ましい。このような構成によれば、連結面による土砂の掻き避け効率が向上する。
【００１２】
また、前記連結面および前記背面の少なくとも一方に、前記連結面と前記背面とが交差する境界線部分から斜め後方に延在する土砂案内溝が形成されているものが好ましい。このような構成によれば、土砂案内溝によって土砂がトンネル間シールの幅方向両側に案内され円滑に押し流されるので、連結面による土砂の掻き避け効率がより一層向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のトンネル間シールによれば、リップ部の捲れ上がりや破断を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るトンネル間シールを示した図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るトンネル間シールを示した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るトンネル間シールを示した断面図である。
【図４】大断面トンネルを示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るトンネル間シールを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係るトンネル間シールを、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図４に示すように、トンネル間シール３０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。
【００１６】
トンネル間シール３０は、図３に示すように、隣り合う二つのトンネル１０，１０の隙間を閉塞するように設けられている。トンネル間シール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。トンネル間シール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。トンネル間シール３０は、例えば、耐摩耗性を備えた硬質ゴムやウレタン等の弾性材料にて構成されている。トンネル間シール３０は、推進方向に沿って連続して設けられている。トンネル間シール３０は、ベース部３１とリップ部３２とを備えてなる。
【００１７】
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、推進方向（図２の紙面垂直方向）に沿って連続する長尺の板状に形成されている。ベース部３１は、押さえ板３４，３４によって、幅方向両端部が係止されている。ベース部３１の幅方向端部（押さえ板３４によって押さえられる部分）の厚さ寸法は、押さえ板３４とシール収容溝１５の底面との距離よりも僅かに大きくなっている。押さえ板３４は、ベース部３１の幅方向両端部にそれぞれ設けられている。押さえ板３４は、トンネル間シール３０の長手方向（図３の紙面垂直方向）に沿って延在しており、ボルトＢ等の固定手段によって、シール収容溝１５の底面に固定されている。押さえ板３４は、断面Ｌ字状を呈している。押さえ板３４には、ボルト貫通孔３５が形成されている。ボルトＢは、ボルト貫通孔３５およびシール収容溝１５の底面の貫通孔３６に挿通され、底面の裏面に溶接固定されためねじ部材３７に螺合される。これによって、ベース部３１は、押さえ板３４によって幅方向両端部が係止されて締め付けられ、ベース部３１がシール収容溝１５の底面に密着することとなる。したがって、後行トンネル１０ａの表面とベース部３１との間のシール性が確保される。リップ部３２の基端に隣接する押さえ板３４は、その表面が後行トンネル１０ａの外表面（シール収容溝１５の開口端）と面一になっている。リップ部３２の先端側に位置する押さえ板３４は、その表面が後行トンネル１０ａの外表面よりも深い位置となっており、押さえ板３４よりもシール収容溝１５の開口端側のスペースにリップ部３２の先端部が収容可能となっている。
【００１８】
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３ではリップ部３２が下向きとなるように配置されている）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、その先端部が先行トンネル１０ｂ側に向かって延在していて、初期状態よりも傾倒した状態（リップ部３２がベース部３１に近づいた状態）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に密着する。リップ部３２の基端部の背面４３は、ベース部３１の表面３１ａと平行な平坦面３３ａと湾曲面３３ｂを備えている。平坦面３３ａは、ベース部３１の表面と所定高さの段差を備えて位置されており、湾曲面３３ｂと交差している。平坦面３３ａは、トンネル間シール３０の長手方向に延在している。
【００１９】
トンネル間シール３０は、リップ部３２の先端が大断面トンネル１（図４参照）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、トンネル間シール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の表面は、その復元力に合わせて、大断面トンネル１の外側の圧力によっても先行トンネル１０ｂの外表面に押圧されて、先行トンネル１０ｂに密着する。この復元力と大断面トンネル１の外側の圧力とが、リップ部３２の押圧力となる。
【００２０】
シール収容溝１５は、掘削機（図示せず）の後方に位置する複数の推進函体からなる後行トンネル１０ａの表面に形成されている。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、トンネル間シール３０を収容できるように、トンネル間シール３０の幅寸法より大きい幅寸法を有している。シール収容溝１５は、ベース部３１の厚さ寸法より大きく、トンネル間シール３０全体の厚さ寸法より小さい深さ寸法を有しており、トンネル間シール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。
【００２１】
なお、トンネル間シール３０は、断面略Ｖ字状に形成されているが、トンネル間シール３０の構成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、トンネル間シール３０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。
【００２２】
図１および図２に示すように、リップ部３２は、本体部３８と、リップ部３２の前端部に位置する縮幅部３９とを備えている。なお、図１の（ａ）および（ｂ）の一点鎖線は本体部３８と縮幅部３９との境界を示す。本体部３８は、図３に示すような断面形状を有する部分であって、縮幅部３９を除いた部分である。リップ部３２の長手方向のうち、縮幅部３９はほんの一部の前端部であって、本体部３８がリップ部３２の殆んどの部分を占めている。トンネル間シール３０は、本体部３８で、先行トンネル１０ｂとのシール性を確保している。
【００２３】
縮幅部３９は、後端が本体部３８と同等の断面形状を呈しており、本体部３８に連続して繋がっている。縮幅部３９は、前方に向かうに連れてベース部３１からの立上り長さ（リップ部３２の幅寸法）が漸減するように形成されている。縮幅部３９の前端の立上り長さは、後端の立上り長さ（本体部３８の立上り長さと同じ長さ）の略半分となっている。縮幅部３９の先端側縁部（立上り方向の先端側縁部）は、サイン曲線形状を呈しており、その前端と後端はともに、推進方向に沿った方向を向いている。縮幅部３９の先端側縁部の推進方向中間部は、推進方向に対して傾斜している。縮幅部３９は、平行面４０と連結面４１を備えている。平行面４０は、縮幅部３９の前端部に位置している。平行面４０は、ベース部３１の表面３１ａ（図１の（ｃ）参照）と略平行な面である。平行面４０は、平坦面３３ａと面一となっており、立上り方向の先端側において、リップ部３２の内表面４４と鋭角を為して交差している（図１の（ｃ）参照）。
【００２４】
連結面４１は、本体部３８の先端面４５と、平行面４０とを連続的に繋ぐ面である。先端面４５は、リップ部３２の立上り方向の先端の面であって、リップ部３２の背面４３（外側表面）および腹面４４（内側表面）と交差する面である。連結面４１の幅方向一端（背面４３側の辺）は、平行面４０の基端側（リップ部３２の基端側）の辺と、先端面４５の背面４３側の辺とを結ぶ。連結面４１の幅方向他端（腹面４４側の辺）は、平行面４０の先端側（リップ部３２の先端側）の辺と、先端面４５の腹面４４側の辺とを結ぶ。連結面４１の前端は、先行トンネル側に向いている。連結面４１は、推進方向後方に向かうにしたがって、ベース部３１と平行な面から起き上がり、連結面４１の傾斜角度は、先端面４５の傾斜角度に近づく。連結面４１の後端は、大断面トンネル１の外側を向いている。連結面４１が起き上がるのにともなって、連結面４１と背面４３との交差角度は、推進方向後方に向かうに連れて徐々に小さくなっている。連結面４１と背面４３との交差部分は、前方から後方に向かうにつれて、平行面４０に連続する平面状（１８０度）の状態から、平行面４０の高さから見て徐々に隆起しながら鋭角に近づいて最終的に９０度に近い状態になる。このように、連結面４１と背面４３との境界線（連結面４１の幅方向一端の辺）が、平行面４０と同一平面から離れて行くので、前記境界線を稜線とする山部が形成される。この山部が、土砂をトンネル間シール３０の幅方向両側に掻き分ける役目を果たす。
【００２５】
連結面４１の前端は、平行面４０と同じ幅寸法を有している。連結面４１は、推進方向後方に向かうにしたがって、徐々に幅寸法が小さくなり、後端で先端面４５と同じ幅寸法となる。連結面４１をトンネル間シール３０の幅方向に切断したときの切断表面は、断面直線状であってもよいし、中間部が窪んだ断面曲線状であってもよいし、中間部が膨らんだ断面曲線状であってもよいし、さらには、中間部が下がった断面Ｖ字状であってもよいし、中間部が上がった断面逆Ｖ字状であってもよい。
【００２６】
縮幅部３９を形成するに際しては、本体部３８と同じ形状のリップ部３２の先端部を切削加工して前記形状を構成してもよいし、縮幅部３９の形状を有する型に硬質ゴムやウレタン等の弾性材料を流し込んで形成してもよい。
【００２７】
以上のような構成のトンネル間シール３０によれば、後行トンネル１０ａが推進したときに、トンネル間シール３０のリップ部３２の縮幅部３９の先端側縁部が推進方向に対して斜交した状態で推進するので、リップ部３２が土砂や先行トンネル１０ｂに引っ掛かり難い。これによって、リップ部３２の捲れ上がりや破断を抑制できる。さらに、リップ部３２が捲れ上がらないので、ベース部３１の間（リップ部３２の腹面４４側）に土砂が入り込み難く、大断面トンネル１の外側の水等をリップ部３２の腹面４４側に導入しやすい。これによって、大断面トンネル１の外側からの圧力（水圧）がリップ部３２に作用して、先行トンネル１０ｂ側へ押圧させるので、先行トンネル１０ｂの表面とリップ部３２との接触圧を高めることができる。
【００２８】
また、縮幅部３９が、平行面４０と連結面４１とを備えて構成されているので、後行トンネル１０ａが推進したときに、平行面４０が後行トンネル１０ａの前端部の表面とその周囲に位置する土砂との間に入り込んで、土砂を後行トンネル１０ａの表面から引き離す。さらに、引き離された土砂は、連結面４１によってリップ部３２の先端側に掻き避けられるので、リップ部３２の腹面４４側（リップ部３２とベース部３１の間）に土砂が入り込むのを大幅に抑制できる。
【００２９】
さらに、連結面４１が、後方に向かうに連れて連結面４１とリップ部３２の背面４３との交差角度が徐々に小さくなりながら、境界線がベース部３１から離れるように構成されているので、連結面４１と背面４３との境界線を稜線とする山部が形成される。この山部が土砂を掻き分けるスクレーパの役目を果たし、土砂が山部を中心に幅方向両側に掻き避けられることとなるので、掻き避け効率が向上する。
【００３０】
次に、本発明の他の実施形態に係るトンネル間シールを、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図５に示すように、かかるトンネル間シール５０は、リップ部３２に、土砂案内溝５１を形成したことを特徴とする。その他の構成については、前記の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。
【００３１】
土砂案内溝５１は、連結面４１および背面４３の少なくとも一方（本実施形態では連結面４１および背面４３の両方）に形成されている。土砂案内溝５１は、連結面４１と背面４３とが交差する境界線部分から、連結面４１および背面４３の表面を、それぞれ斜め後方に延在して形成されている。隣り合う連結面４１上の土砂案内溝５１と、背面４３上の土砂案内溝５１は、境界線部分で繋がっており、この部分を前端としてそれぞれ後方に向かって分岐して形成されている。土砂案内溝５１は、断面円弧状の底面を有しており、後方に向かうに連れて徐々に浅くなる。連結面４１上の土砂案内溝５１は、後端が連結面４１とリップ部３２の腹面４４とが交差する境界線部分まで延在している。背面４３上の土砂案内溝５１は、後端が平坦面３３ａの手前まで延在している。本実施形態において、土砂案内溝５１は、三列形成されているが、本数を限定する趣旨ではない。
【００３２】
以上のような構成によれば、土砂案内溝５１によって土砂がトンネル間シール３０の幅方向両側に案内され円滑に押し流されるので、連結面４１による土砂の掻き避け効率がより一層向上する。なお、本実施形態では、土砂案内溝５１は、連結面４１および背面４３の両方に形成されているが、いずれか一方の面に形成されていてもよい。背面４３に土砂案内溝５１を形成する方が、溝の距離を長くできるとともに、リップ部３２の基側に土砂を案内できるので、土砂の掻き避け効果が高い。
【００３３】
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変更が可能である。例えば、前記実施形態に係るトンネル間シール３０は、連結面４１が、平行面４０および先端面４５と滑らかに繋がるように曲線状に形成されているがこれに限定されるものではなく、接続面が屈曲するように連結面４１を直線状に形成してもよい。
【００３４】
また、土砂案内溝５１の形状は、前記の構成に限定されるものではなく、幅の狭い溝を、縮幅部３９の連結面４１および背面４３の全面に、多数列を連続して並列するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０ａ  後行トンネル
１０ｂ  先行トンネル
３０    トンネル間シール
３１    ベース部
３１ａ  表面
３２    リップ部
３８    本体部
３９    縮幅部
４０    平行面
４１    連結面
４３    背面
４４    腹面
４５    先端面
５０    トンネル間シール
５１    土砂案内溝
【図１】
0005616844.tif 000002
【図２】
0005616844.tif 000003
【図３】
0005616844.tif 000004
【図４】
0005616844.tif 000005
【図５】
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