(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦孔のシールドマシーン到着用横抗に用いられて、ほぼ筒状をなす鋼製の埋め込みリングの内側にほぼ筒状をなすゴム層を該リングに密着して配置し、該ゴム層の内部に流体の流入の為の空洞部を全周にわたり設け、そして該ゴム層の内径を該シールドマシーンの外径より小としたことを特徴とするシールドマシーン到着用横坑のシール構造。
【請求項２】
ゴム層が半径方向に全周にわたり２層とし、外側のゴム層を内側のゴム層より硬度が高いゴム層としたことを特徴とする請求項１記載のシールドマシーン到着用横坑のシール構造。
【請求項３】
ゴム層内の空洞部内に全周にわたりゴム性袋体を配置したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のシールドマシーン到着用横坑のシール構造。
【請求項４】
ほぼ筒状をなす鋼製の埋め込みリングの内側にほぼ筒状をなすゴム層を該リングに密着して配置し、該ゴム層の内部に流体の流入の為の空洞部を全周にわたり設け、そして該ゴム層の内径を該シールドマシーンの外径より小としたシールドマシーンのシール構造を縦抗の到着用横抗に配置し、そしてシールドマシーンを該ゴム層を掘削させつつ到着させ、その後該空洞部に流体を流入させ該ゴム層を半径方向内側に膨張させることで該横坑のシール性を確保することを特徴とするシールドマシーン到着用横坑のシール方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は縦坑と横坑の継ぎ目のプレートに固定するシール構造に関するものであり、シールドマシーン或はセグメントとの間の漏水を防止する為、流体により膨満、収縮するシール構造にかかるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地下鉄やトンネル等を掘削するに際し、シールド工法が広く用いられている。シールド工法は、縦坑を掘り、次いでこれよりシールドマシーンによってトンネル等の横坑を形成するものであり、シールドマシーンの推進に伴い回転カッターで土層が切削され、カッターチャンバー内に取り込まれた土砂をカッターチャンバー内に取りつけられたスクリューコンベアにて運ばせて、更にベルトコンベアによって外部に排出させる。そしてシールドマシーンを推進しつつセグメントを順次組み込み、このセグメントと掘削された土面との間に裏込材を流入充填するものである。このようにして、シールドマシーンによりトンネルが画成される。
【０００３】
そしてシールドマシーンが所定の掘削作業を終了し、トンネルの他端に到達することになるが、この時他端には縦坑が形成されている。図５は従来のシールドマシーンの到達時の様子を示す。図中２１は縦坑、２２は横坑を示す。ここで、シールドマシーン１０は、シールドマシーン１０が到着し貫通するに十分な広さの貫通部を設けた縦坑２１の壁の貫通部に突入する。そして、シールドマシーン１０の外側の外形部（埋設筒）はそのまま埋設されセグメントの延長として設置されトンネルを画成する。その後、縦坑２１の壁とシールドマシーン１０の外形部との間には、セグメント周囲の土砂、水等が縦坑２１内へ流入しない様に手当てがなされる。
【０００４】
これには、地盤改良材の注入が主として行われている。シールドマシーンの埋設筒を取り囲む地盤１２に地盤改良材を注入し、該部分を強固な地盤とすることで土砂、水等の縦坑内部への流入を防止するものである。或はシールドマシーンの発進時の縦坑とのシールの場合には、図６に示されるようにチューブ状のゴムをセグメントと縦坑の壁との間に配置し、このチューブ状ゴムにエアーを流入しシールする構造などが提案されている。即ち、セグメントの周囲にチューブ状のゴム１３を配置し、このチューブ内に流体を注入することで、シールドマシーン発進後のセグメント周囲を養生し対処するものである。
【０００５】
しかしながら、地盤改良材の注入のみでは強度的な不安が依然存在し、またチューブ状ゴムはシールドマシーン到達部には発進部と同一に採用できない事情があった。これは、シールドマシーンが前進しつつ掘削作業を行うが、シールドマシーンの進行方向には、細心の注意が払われるものの、水平、垂直両方向に本来設定された方向からある程度ずれを生ずるのは避けがたい。そして、チューブ状ゴムの変形のみではこのずれを吸収するほどに対応できないなどの為である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、シールドマシーン到着時の横坑のシール構造において、地盤中の土砂、水等の縦坑内への流入を強固に防止し、到着部において、シールドマシーンの到着位置にずれが発生していても、このずれを吸収可能なシール構造及びそのシール方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、縦孔のシールドマシーン到着用横抗に用いられて、ほぼ筒状をなす鋼製の埋め込みリングの内側にほぼ筒状をなすゴム層を該リングに密着して配置し、該ゴム層の内部に流体の流入の為の空洞部を全周にわたり設け、そして該ゴム層の内径を該シールドマシーンの外径より小としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、ゴム層が半径方向に全周にわたり２層とし、外側のゴム層を内側のゴム層より硬度が高いゴム層としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の記載の発明は、ゴム層内の空洞部内に全周にわたりゴム製袋体を配置し該ゴム製袋体に流体を流入することで該ゴム層を半径方向内側に膨張させてシールドマシーンとのシール性を確保することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、ほぼ筒状をなす鋼製の埋め込みリングの内側にほぼ筒状をなすゴム層を該リングに密着して配置し、該ゴム層の内部に流体の流入の為の空洞部を全周にわたり設け、そして該ゴム層の内径を該シールドマシーンの外径より小としたシールドマシーンのシール構造を縦抗の到着用横抗に配置し、そしてシールドマシーンを該ゴム層を掘削させつつ到着させ、その後該空洞部に流体を流入させ該ゴム層を半径方向内側に膨張させることで該横坑のシール性を確保することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を第１図に基づき説明する。図中１は、本発明に基づくシール構造である。５はほぼ筒状、環状をなす鋼製の埋め込みリングである。シールドマシーンは円柱状の形状を持つためシール構造も筒状となる。３は５の鋼製リングと同じくほぼ筒状をなすゴム層で、このゴム層は、鋼製リングに接着されている。このゴム層３は、１層のみでも機能しえるが、この場合２層構造で、３１と３２よりなる。ゴム層３１は、ゴム層３に強度を付与する目的で用いられ、ゴム層３２に比較し硬度の高い硬質ゴムが採用されるが、加硫された一般的には軟質なゴムで良い。そしてこのゴム層３１の内部には、筒状をなすゴム層の内部全周にわたり、空洞部４が形成されている。そして、配管４１が該空洞部に流体を供給するために接続されている。
【００１２】
ゴム層３２は、この場合主にシールドマシーン１０により掘削される部分である。このため、シールドマシーン１０の外径とゴム層３２の内径とには、ｄで示される径差が存在する。ゴム層３２は、シールドマシーン１０により掘削される部分であるため、容易に掘削されやすく、そして空洞部４に流体を供給後、シールドマシーンの外周を構成しそのまま放置埋設される埋設筒との締めつけに十分の強度を得る程度の硬度のもであればよく、この場合オイルが含入されたバラストマット用ゴムが採用されている。発泡ゴムもこの条件を満たすものと言える。
【００１３】
シールドマシーン１０が掘削作業を進行させつつ、トンネルを作り、そしてトンネルの他端で、縦坑に到着した状態を第１図（Ｂ）に示す（縦坑は省略されている）。この時、シールドマシーン１０と、ゴム層３２には、既に述べた径差ｄが存在するために、シールドマシーン１０はゴム層３２を掘削しつつ前進し、縦坑に達する。シールドマシーン１０は十分に制御されつ進行するが、ある程度の誤差が発生し、この誤差は通常、概１００ｍｍ前後の偏心である。したがって、ゴム層３２は１００ｍｍ前後の偏心を吸収する厚みを持てば良い。そして、例えシールドマシーン１０が偏心し、その進行方向に誤差が発生していても、径差を持ち掘削可能なゴム層が配置され、そしてこのゴム層をシールドマシーンが掘削し前進することで該誤差を吸収させるものである。
【００１４】
シールドマシーン１０が他端に到着後、外形部を形成する埋設筒をそのままとし、シールドマシーン１０内部は撤去され、トンネルが画成される。そして、その後、空洞部４に流体を供給しゴム層３を内側方向へ膨張させる。ここで、地盤からの外水圧は通常３ｋｇ／ｃｍ2 程度であるため、この圧力の１．２〜１．５倍の圧力に耐えうる様に空洞部に圧力が、この場合はエアーにより供給される。この結果、シールドマシーンとゴム層が強固に接触し確実にシール性を確保することとなる。
【００１５】
次に本発明に基づく第２の実施の形態を第２図に基づき説明する。ゴム層部及び空洞部以外の構造は、第１の実施の形態と同じであるため、該部分の上部構造の断面についてのみ説明する。ここでは、ゴム層よりなる略袋状をなす袋体を空洞部内に配置してこれを膨張させる構造としている。第２図においては、空洞部内周に別体のゴム層４２がボルト、ナットによりリングに取りつけられている。このゴム層４２は流体の流入した場合、ゴム層３０を膨張させ流体のシール性を確保する目的で別体にて設けられるもので略袋状をなす。この様に別体にゴム性袋体を採用すればより確実に圧力を受け止め、ゴム層３０の膨張をより確かなものとできる。そして、さらにゴム層３０はゴムを発泡させたスポンジ様ゴムの１層からなる。ゴム層３０にスポンジ様ゴム層を採用することで、他端到着時にシールドマシーンはより容易に該層を掘削可能となる。そしてスポンジ様ゴム層によっても、流体により空洞部を膨張させた場合、シールドマシーンとのシール性は十分に確保され得る。その後の流れは第１の実施の形態と同じであるので以下省略する。
【００１６】
第３図の構造は第３の実施の形態で第２図とほぼ同じであるが、ゴム層４３がゴム性袋体として用いられているが、ゴム層３０とは密着していなく、ゴム層３０とゴム層４３の間には間隙が存在する。ゴム層４３内部に流体を注入することで、先ずゴム層４３が膨張し、その後該ゴム層４３が空洞部４の壁面を押圧することで、ゴム層３０全体が内部に膨張しシール性を確保する構造となっている。この場合袋体の取り付けが容易に行い得ることになる。
【００１７】
次に、第４図は第４の実施の形態を示し、空洞部４内部に扁平なホース４４がゴム性袋体として配置されている。このホース４４に流体を注入することで、ゴム層３０を膨張させることでも本発明は達成される。このようなホースを採用することで、より確実に膨張が図られる。第２の実施の形態から第４の実施の形態においても、２層構造とし、スポンジ様ゴム層とリングの間にゴム層を配置して全体に剛性を向上させ強固な構造とすることは可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、本発明によれば、シールドマシーン到着時の横坑のシール構造において、地盤中の土砂、水等の縦坑内への流入を強固に防止し、到着部において、シールドマシーンの到着位置にずれが発生していても、このずれを吸収するシール構造及びシール方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す断面図である。
【図５】従来のシール構造を示す断面図である。
【図６】シ−ルドマシーン発進時のシール構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  シール構造
３  ゴム層
４  空洞部
５  埋め込みリング
１０  シールドマシーン
１１  セグメント
１２  間隙部
１３  チューブ状ゴム層
２１  縦坑
２２  横坑
３０  ゴム層
【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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