(57)【要約】【課題】  発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置に於ける発進及び到達時の坑口シール方法及び装置に関し、特にエントランス装置の止水と免震に効果を有する方法及び装置を提供することである。【解決手段】    発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置のシール方法において、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材を、坑壁と推進管との空隙部および地盤改良部と推進管との空隙部、又はエントランスパッキンチューブ内に注入することを特徴とし、更に、この方法を実施するための装置を提供する。【選択図】図１
2008163703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置のシール方法において、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材を、坑壁と推進管との空隙部および地盤改良部と推進管との空隙部、又はエントランスパッキンチューブ内に注入することを特徴とする発進及び到達時の坑口シール方法。
【請求項２】
発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置において、カーブドフラップの基部とゴム板の基部とが坑壁の被覆板に固定され、カーブドフラップを開拡可能になした開拡板を備えたことを特徴とする発進及び到達時の坑口シール装置。
【請求項３】
発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置において、
エントランスパッキンチューブの基部、ゴム板の基部、カーブドフラップの基部が坑壁の被覆板に固定され、カーブドフラップを開拡可能になした開拡板を備えたことを特徴とする発進及び到達時の坑口シール装置。
【請求項４】
発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置において、
エントランスパッキンチューブ内にイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材を注入可能とする複数の注入管を設けると共に、更に該弾性シール材を地盤改良部と推進管との空隙部に注入可能とする注入管とを設けたことを特徴とする請求項３記載の発進及び到達時の坑口シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置に於ける発進及び到達時の坑口シール方法及び装置に関し、特にエントランス装置の止水と免震に効果を有する方法及び装置である。
【背景技術】
【０００２】  従来、坑口からのシールド掘進機やトンネルセグメントの推進において、掘削土砂や地下水が坑口へ流出するのを防止するため、種々の土質安定化注入液組成物や、それらを用いた止水工法や止水構造が提案されている。【０００３】  例えば、特開平４−２８３２９０号には、ケイ酸ソーダ水溶液とポリイソシアネート組成物からなる土質安定化注入薬液組成物とを地盤に注入して固化させる止水工法が提案されている。【０００４】  しかし、実験室的には固化するものの、実際の作業現場における掘削土砂や地下水の坑口への流出は激しく、前記せる公報の内容ではこれを防止するには坑口の構造的な技術を併用することが要求される。【０００５】  また、特公平３−３７９７号の発進口のシール構造によれば、金具がシール材を折れ曲がり状態に維持しているので、掘削土砂や地下水が洩れ出るようなことは全くないと開示されているが、部分的に土水圧に対抗し得ない状態が生じれば、当然ながら掘削土砂や地下水が洩れ出ることになる。【０００６】  また、特開平４−６４６９２号の立坑の止水装置の公報によれば、輪状のパッキンと、パッキンの内周部に一体的に取付けた板体とからなり、パッキンの復元力により瞬時に止水が行えると開示されているが、シールド機や他の推進管の外周は必ずしも平滑ではないので、前記と同様に部分的に土水圧に対抗し得ない状態が生じれば、当然ながら掘削土砂や地下水が洩れ出ることになる。【０００７】
【特許文献１】  特開平４−２８３２９０号公報
【特許文献２】  特公平３−３７９７号公報
【特許文献３】  特開平４−６４６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置に於ける発進及び到達時の坑口シール方法及び装置に関し、特にエントランス装置の止水と免震に効果を有する方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は前記せる課題を解決するために鋭意研究の結果なされたものであり、まず、発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置のシール方法において、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材を、坑壁と推進管との空隙部および地盤改良部と推進管との空隙部、又はエントランスパッキンチューブ内に注入することを特徴とし、この方法を実施するために以下に示す装置を提供するものである。【００１０】  発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置において、カーブドフラップの基部とゴム板の基部とが坑壁の被覆板に固定され、カーブドフラップを開拡可能になした開拡板を備えたことを特徴とする発進及び到達時の坑口シール装置を提供する。【００１１】  発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置において、エントランスパッキンチューブの基部、ゴム板の基部、カーブドフラップの基部が坑壁の被覆板に固定され、カーブドフラップを開拡可能になした開拡板を備えたことを特徴とし、且つ、エントランスパッキンチューブ内にイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材を注入可能とする複数の注入管を設けると共に、更に該弾性シール材を地盤改良部と推進管との空隙部に注入可能とする注入管とを設けたことを特徴とする発進及び到達時の坑口シール装置を提供するものである。【００１２】  また、発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置において、エントランスパッキンチューブ内にイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材を注入可能とする複数の注入管を設けると共に、更に該弾性シール材を地盤改良部と推進管との空隙部に注入可能とする注入管とを設けたことを特徴とする発進及び到達時の坑口シール装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】  したがって、発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置のシール方法において、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材を、坑壁と推進管との空隙部および地盤改良部と推進管との空隙部、又はエントランスパッキンチューブ内に注入され、弾性硬化状に形成されるので、特にエントランス装置の止水と免震に効果を奏するものである。【００１４】  また、弾性シール材１３を注入する際、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部に対して、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部を適宜調整することによって、注入時の粘度、ポットライフ、弾性硬化度の調整を作業現場の状況に応じて調整可能にしている。【００１５】  また、今までにないカーブドフラップ８は、ワイヤー２３の操作でカーブドフラップ８がヒンジ２２を介して開拡される構造であると共に、カーブドフラップ８の下端がカーブしているために、従来のような直線的なフラップに比べると、凹凸のある推進管６の表面に引っかかることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  以下、図面に基づき、本発明の発進及び到達時の坑口シール方法及び装置について具体的に説明する。
図面に於いて、図１は本発明に係る坑口シール装置の要部断面図である。図２は本発明に係る坑口シール装置にパッキンチューブを設けた要部断面図である。図３は坑壁の被覆板の前後にカーブドフラップを具備した坑口シール装置の要部断面図である。図４はカーブドフラップの斜視図である。図５は坑口の正面図である。【００１７】  発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置のシール方法において、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体からなる弾性シール材１３を、坑壁２と推進管６との空隙部および地盤改良部１と推進管６との空隙部５、又はエントランスパッキンチューブ１０内に注入することを特徴としている。【００１８】  本発明におけるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーはポリイソシアネート成分とポリオール成分を反応させることにより得られる。
該ポリイソシアネート成分としては、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２′−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、（以下ＭＤＩという）、２，４／２，６−８０／２０−トリレンジイソシアネート、２，４／２，６−６５／３５−トリレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、水素添加ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート等の一種または２種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち、安全性、弾性シール材１３の相溶性及びポットライフの観点からＭＤＩが好ましい。【００１９】  該ポリオール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ひまし油、末端水酸基を２〜３個を有するポリブタジエン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アニリン、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールＡ，ハイドロキノン、等の１種または２種以上の混合物、またはこれらにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド類の１種または２種以上の混合物を付加重合させたものが挙げられる。
これらのうち、本発明におけるポリオール成分の数平均分子量はイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーの分子量の観点から２００〜１０，０００が好ましい。また該ポリオールはアスファルト乳剤、及びセメントとの相溶性の観点からエチレンオキサイド単位をポリオール１００重量％のうち５〜６０重量％含有していることが好ましい。また該ポリオールのＯＨ基の平均官能基数はウレタンプレポリマーの架橋密度の観点から１．５から２．５であることが好ましい。【００２０】  本発明におけるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーには必要に応じて粘度低下剤として平均分子量が２５０〜６００の脂肪酸二塩基酸エステルが使用できる。脂肪酸二塩基酸エステルのうち、粘度低下効果と安全性が高いことからアジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）及びアジピン酸ジイソノニルが好ましい。
ポリイソシアネート成分とポリオール成分は弾性シール材１３の硬さの観点からＮＣＯ基とＯＨ基との当量比（ＮＣＯ基／ＯＨ基）が１．５〜５で反応させることが好ましく，２〜３で反応させることがより好ましい。【００２１】  本発明のアスファルト乳剤としては、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト、カットバックアスファルト、プロパン脱瀝アスファルト、等の石油アスファルト、重油、天然アスファルト、タール、ピッチ等の１種または２種以上の混合した瀝青物と、アニオン系、ノニオン系などの各種界面活性剤やクレーなどの１種または２種以上の乳化剤、アルカリ、酸、塩、分散剤、保護コロイド等を、コロイドミル、ホモジナイザ、ホモミキサ等の適当な乳化機を用いて水中に乳化させたものが挙げられる。
該アスファルト乳剤としては、弾性シール剤１３の他の成分との相溶性の観点から、ノニオン系の界面活性剤を使用することが好ましく、該アスファルト乳剤の不揮発分は５０〜７０重量％が好ましい。【００２２】  本発明におけるセメントとしては、ポルトランドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、高炉コロイドセメント、コロイドセメント、シリカセメント、耐硫酸塩セメント、アルミナセメント等のセメント、生石灰、消石灰等の石灰等の１種または２種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち、ポルトランドセメントが汎用的で経済性が高いので好ましい。
尚、本発明の弾性シール剤１３は止水のみならず免震効果を有することから、免震材も含むものである。【００２３】  即ち、弾性シール材１３を注入する際、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部に対して、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部を適宜調整することによって、注入時の粘度、ポットライフ、弾性硬化度の調整を可能にしている。【００２４】  次いで、上記方法を実施するために以下に示す装置について図面に基づいて説明する。図１について本発明の発進及び到達時の坑口に設置されるエントランス装置の基本を説明すると、ゴム板９の基部、カーブドフラップ８の基部８１が固定部２１において坑壁２の被覆板３に一体的に固定されている。【００２５】  また、カーブドフラップ８をヒンジ２２を介して開拡可能になした開拡板２４が配置されており、ワイヤー２３の操作でカーブドフラップ８がヒンジ２２を介して開拡される。【００２６】  推進管６の直径が部分的に異なる場合でも対応できるように、ワイヤー２３の操作でカーブドフラップ８がヒンジ２２を介して開拡されるように構成されている。したがって、推進管の直径が異なる部分でもこれに応じて、ワイヤー２３の操作でカーブドフラップ８がヒンジ２２を介して開拡され、推進管の移動に支障をきたすことがないように構成されている。【００２７】  図２について説明すると、図２ではエントランスパッキンチューブ１０の基部、ゴム板９の基部、カーブドフラップ８の基部８１が固定部２１において坑壁２の被覆板３に一体的に固定されている。この場合はエントランスパッキンチューブ１０内に先に弾性シール材が注入され、次いで地盤改良部１と推進管６との空隙部５にシール材が注入される。【００２８】  次いで、図３について説明すると、坑壁２の被覆板３の両端部に、エントランスパッキンチューブ１０の基部、ゴム板９の基部、カーブドフラップ８の基部８１が固定されており、この場合もエントランスパッキンチューブ１０内に先に弾性シール材が注入され、次いで地盤改良部１と推進管６との空隙部５にシール材が注入される。【００２９】  この場合にはエントランスパッキンチューブ１０の基部は、その両端が双方の固定部２１に固定されているので、これに注入される弾性シール材１３も図１の場合に比べて多量であり、特に実際の作業現場における掘削土砂や地下水の坑口への流出が激しい時に有効である。【００３０】  図４では、カーブドフラップ８の斜視図が開示されているが、これまでストレートの形状であったエントランスのフラップをカーブド形状にしたことによって、推進管６の直径が部分的に異なる場合でも対応できるような補助効果を有している。【００３１】  図５では坑口４の正面が開示されているが、エントランスパッキンチューブ１０内に弾性シール材を注入する際は、エントランスパッキンチューブ１０全体に弾性シール材１３が注入されるように、混合気７１と複数の加圧ポンプ７によって注入管１１より弾性シール材１３が注入される。作業時間が短縮できる場合はプレミックスして一液性のように注入することもできる。【００３２】  特に二液性の弾性シール材１３のポットライフが短い場合に有効であり、エントラン���パッキンチューブ１０内への弾性シール材１３の注入を迅速に且つ確実に推進管６の外周部を覆うために行うものである。【００３３】  弾性シール材１３は、反応型のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤５０〜２００重量部及びセメント２０〜４０重量部の混合体あるから、注入後は弾性硬化になり、弾力性を保持し、弾力的に推進管外周を迅速に密閉することができるものである。【００３４】  図３では今までにないカーブドフラップ８の斜視図が示されているが、ワイヤー２３の操作でカーブドフラップ８がヒンジ２２を介して開拡される構造であると共に、カーブドフラップ８の下端がカーブしているために、従来のような直線的なフラップに比べると、凹凸のある推進管６の表面に引っかかることがない。
【実施例】
【００３５】  本発明の弾性シール材１３について実施例に基づいて説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
（イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーの調整）
ポリイソシアネート成分として２，２′−ＭＤＩと４，４′−ＭＤＩの混合物と４，４′−ＭＤＩの重量比で５０／５０の混合物１６重量部とポリオール成分として数平均分子量２４００、平均官能基数２、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝３０／７０（重量比）であるポリエーテルポリオール５９重量部を当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）２．５で混合し、８０℃で６時間反応させて、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを調整し、次いで、粘度低下剤としてアジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）２５重量部を混合しイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを調整した。
（アスファルト乳剤）
石油アスファルトを乳化剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル（製品名：エマルゲン１５０（花王（株）製）を使用して、不揮発分を５５重量％に調整したアスファルト乳剤を使用した。
（セメント）
ポルトランドセメントをセメント成分として使用した。
（弾性シール材１３の調整）
５００ｍｌのポリカップに、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１００重量部、アスファルト乳剤１００重量部、セメント３０重量部を２０℃に温度調節して計量し、ミキサーで５００ｒｐｍの回転速度で１分間撹拌・混合を行い弾性シール材１３を調整した。
この弾性シール材１３を約２００ｇを直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒状のモールドに速やかに充填し、円筒状の硬化物を得た。この硬化物を常温で７日間養生して、弾性シール材１３の硬化物を得た。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】  本発明に係る坑口シール装置の要部断面図である。
【図２】  本発明に係る坑口シール装置にパッキンチューブを設けた要部断面図である。
【図３】  坑壁の被覆板の前後にカーブドフラップを具備した坑口シール装置の要部断面図である。
【図４】  カーブドフラップの斜視図である。
【図５】  坑口の正面図である。
【符号の説明】
【００３７】１    地盤改良部
２    坑壁
２１  固定部
２２  ヒンジ
２３  ワイヤー
２４  開拡板
３    被覆板
４    坑口
５    空隙部
５１  空隙部
６    推進管
７    加圧ポンプ
７１  混合機
８    カーブドフラップ
８１  基部
９    ゴム板
１０  エントランスパッキンチューブ
１１  注入管
１２  注入管
１３  弾性シール材
１４  加圧ポンプ
【図１】
2008163703.tif 000003
【図２】
2008163703.tif 000004
【図３】
2008163703.tif 000005
【図４】
2008163703.tif 000006
【図５】
2008163703.tif 000007