(57)【要約】【課題】本発明に係るシーリングシステムは、シーリングを施す対向する面２ｂが不均一で隙間が生じるような場合にも確実な止水処理を施す。また、施工後のシール部の劣化及び損傷に即座に対応し、常時シール部の変化に追随して対応することで、止水効果を確保する。さらに、今後の大深度化を考慮して、大深度の場合に働く大きな水圧にも対抗し得るものにする。【解決手段】対向する一対の部材の間を液密にシールするシーリングシステムであって、対向する一対の部材をそれぞれ磁化する。また、対向する一対の部材の間には、強磁性体材料を含むシーリング材６を介在させる。さらに、強磁性体材料を含むシーリング材６は、加熱により硬化される。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の部材の間を液密にシールするシーリングシステムであって、
前記対向する一対の部材は、それぞれ磁化されていることを特徴とするシーリングシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシーリングシステムにおいて、
前記対向する一対の部材の間には、強磁性体材料を含むシーリング材が介在されていることを特徴とするシーリングシステム。
【請求項３】
請求項２記載のシーリングシステムにおいて、
前記強磁性体材料を含むシーリング材は、加熱により硬化されることを特徴とするシーリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気力を応用したシーリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下でのトンネル工事などでセグメントを使用する場合、セグメントとセグメントの継手部の止水処理は、施工中の安全性・施工性、または構造物の品質に多大な影響を及ぼす。また、トンネル間の連結部や接合部等の止水処理が困難な箇所の止水処理を行う際は、巨額の資金を投じて、凍結工法等により周囲の地盤を人工凍結して非透水性の凍土を造成する方法が取られている。この方法によって、一時的に土中の水の流れを抑止し、その後にトンネル同士の連結工事やトンネルの壁部に開口を設けるための工事を進めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の方法では、以下のような問題が存在する。地下でのトンネル工事などでは、大深度になるほど地下水に働く圧力は膨大になり、凍結停止後に、シーリングを施す面が不均一な場合に生じるシーリング部の過小な隙間や、シール部の劣化及び損傷等によるシール部の欠損箇所等から漏水が起こる事態が生じている。このような場合、再び巨額の資金を投じて凍結工法を行った後に合成樹脂性シーリング等の補修を行うなどの大掛かりな止水処理工事を行わなければならない。このため、工事費用の増大および工程の遅延を招き、工事全体に大きな悪影響を及ぼす。
【０００４】
本発明に係るシーリングシステムは、上記のような問題を考慮されたものであり、シーリングを施す面が不均一で隙間が生じるような場合にも確実な止水処理を施すことを目的としている。また、本発明に係るシーリングシステムは、施工後のシール部の劣化及び損傷に即座に対応し、常時シール部の変化に追随して対応することで、止水効果を確保することを目的としている。さらに、本発明に係るシーリングシステムは、今後の大深度化を考慮して、大深度の場合に働く大きな水圧にも対抗し得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、対向する一対の部材の間を液密にシールするシーリングシステムであって、
前記対向する一対の部材は、それぞれ磁化されていることを特徴としている。
【０００６】
このような特徴により、対向する一対の部材の間には磁界が発生する。この磁界内を通過しようとする水は、この磁界内で磁化されるので、対向する一対の部材の継手部における対向するそれぞれの面に引きつけられる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のシーリングシステムであって、前記対向する一対の部材の間には、強磁性体材料を含むシーリング材が介在されていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、強磁性体材料を含むシーリング材は対向する一対の部材の対向するそれぞれの面に引きつけられて密着する。また、シール部分に隙間等が生じた場合、硬化していない強磁性体材料を含むシーリング材が、対向する一対の部材の間に発生する磁力によって、即座にその隙間等に引き込まれて補填される。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のシーリングシステムであって、前記強磁性体材料を含むシーリング材は、加熱により硬化されることを特徴としている。
【００１０】
このような特徴により、対向する一対の部材の間に充填された強磁性体材料を含むシーリング材は、対向する一対の部材や周囲のシール部分等と密着した状態で硬化され、水圧に耐え得る硬度を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシーリングシステムの第１、第２、第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図４、図５、図６で示すＨ２Ｏは間隙水等の土中に含まれる水分である。また、第１、第２、第３の実施の形態のいずれの場合も、この水の浸入を防ぐためのシーリングシステムであり、トンネル連結工事における連結部のシーリングシステムである。
【００１２】
〈第１の実施の形態〉
本発明に係るシーリングシステムの第１の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１で示すＲＣ板１は、地中に構築されるトンネルの壁部材であり、地中での圧力に耐え得る構造から成る鉄筋コンクリート製板である。
【００１４】
図１で示すように、隣接するＲＣ板１の縁には、予め、隣接するＲＣ板１を繋ぎ合わせるための継手金物２がそれぞれ埋め込まれている。継手金物２は、断面形状がコ型の部材であり、対向する一対の継手金物２の対向するそれぞれの面２ｂがＲＣ板１の縁面と面一になるように埋め込まれている。継手金物２は、磁場の中で磁化されて強い磁気を帯びる部材であり、例えば鉄等の強磁性体から成る部材である。継手金物２には、予め、ＲＣ板１内に定着させるための複数のアンカーボルト２ａが、対向するそれぞれの面２ｂと直角方向に取り付けられている。また、対向するそれぞれの面２ｂの中央部には、螺旋が切られたボルト穴２ｃが開けられている。
【００１５】
コ型の形状をした継手金物２の中には、磁場発生手段３が取り付けられている。磁場発生手段３は図示せぬ電源装置と接続されており、図示せぬ電源装置を起動させることで磁化されるものである。また、磁場発生手段３は、ＮＳ極の切り替えを制御できる機能を有するものであり、例えば、電流を流すことで磁化する電磁石などである。
【００１６】
隣接するＲＣ板１同士に設けられた対向する一対の継手金物２は、ボルト４を介して連結されている。ボルト４は、継手金物２に設けられたボルト穴２ｃに通され、両端からナット５で締め付けられている。
【００１７】
次に、上記した構成から成る対向する一対のセグメントの継手部のシーリング方法について説明する。
【００１８】
まず、図１に示すように、ナット５をできるだけ締め付けることで、対向する一対の継手金物２の間に隙間が生じないようにする。それでもそれらの間に異物等が挟み込まれると隙間が生じる場合がある。その隙間は、せいぜい１ミリメートルから０．５ミリメートル程度である。
【００１９】
次に、図示せぬ電源装置を起動させ磁場発生手段３を磁化させて、磁場発生手段３の周囲に磁場Ａを発生させる。ここでいう磁化とは、磁場Ａの中で物質が磁性を得ることをいい、磁性を得た物質はＮＳ極の磁極があらわれる。この磁場Ａの中で強磁性体である継手金物２は、磁化されて磁気を帯びる。このとき、対向するそれぞれの面２ｂに発生するそれぞれの磁極が同極になるように、それぞれの磁場発生手段３を設定する。これによって、対向するそれぞれの面２ｂには磁極が発生するとともに、対向する一対の継手金物２の間には磁場Ｂが発生する。
【００２０】
図２に示されているａは、対向するそれぞれの面２ｂに発生する、互いに反発し合う斥力である。この斥力ａは、磁場発生手段３により磁化された継手金物２の対向するそれぞれの面２ｂに発生した磁極が互いに斥けようとする力であり、図示せぬ電源装置による流される電流を増大させることで増幅可能である。また、対向するそれぞれの面２ｂの離間距離を狭くすることでも増幅可能である。
【００２１】
図２に示すように、水は、対向する一対の継手金物２の間に発生した磁場Ｂの中で磁化される。磁化された水は、対向するそれぞれの面２ｂと磁化された水の間に働く引力によって引きつけられる。
【００２２】
以上のような方法により、土中に含まれる水分は、磁場Ｂ内で磁化されて、対向する一対の継手金物２の間を通過することなく、対向するそれぞれの面２ｂに引きつけられる。対向する一対の継手金物２の間に発生する磁場Ｂは、対向するそれぞれの面２ｂの形状に左右されることなく発生するため、継手面が不均一のため隙間が生じた場合においても、水はこの磁場Ｂ内で磁化されて対向するそれぞれの面２ｂに引きつけられる。これによって、水の流動を抑止することができ、継手面が不均一のため隙間が生じた場合においても、継手部からの水の浸入は防ぐことができる。
【００２３】
また、対向する一対の継手金物２の間に発生する磁場Ｂは、図示せぬ電源装置を起動させている限り劣化や損傷することはない。これによって、常時継手部の隙間の変化に対応して止水することができる。
【００２４】
さらに、磁力は電気的に増幅が可能であるので、かかる水圧に合わせて図示せぬ電源装置を調節し、磁場発生手段３から発生する磁場Ａに働く磁力を増幅し、対向する一対の継手金物２の間に発生する磁場Ｂに働く斥力を増幅することで、大深度の場合に働く相当大きな水圧にも対応することができる。なお、対向するそれぞれの面２ｂを異極になるように磁場発生手段３を設定してもよい。
【００２５】
〈第２の実施の形態〉
本発明に係るシーリングシステムの第２の実施の形態について説明する。なお、この第２の実施の形態において、第１の実施の形態で用いた構成要素と同一の構成要素には、同一要素を付してその説明を省略する。
【００２６】
図３に示すように、対向する一対の継手金物２の間には、強磁性体材料を含むシーリング材６が介在されている。この強磁性体材料を含むシーリング材６は、硬化したときに耐水性に優れた熱硬化性樹脂を媒体にして、界面活性剤を用いて安定に分散させた磁性体微粒子を高濃度で懸濁させたものである。強磁性体材料を含むシーリング材６は、熱硬化性樹脂の性質上、加熱すると網状構造となって不溶不融の状態に硬化する性質を持つとともに、強磁性体のもつ強磁性も兼ね備えたシーリング材である。また、媒体となる熱硬化性樹脂には尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などがあり、強磁性体にはマグネタイト等がある。
【００２７】
ＲＣ板１の内面側には、高周波加熱装置７が強磁性体材料を含むシーリング材６に向けて設置されている。この高周波加熱装置７とは、高周波の電磁場による発熱現象を利用して加熱を行う装置である。
【００２８】
次に、上記した構成から成る強磁性体材料を含むシーリング材６を介在する継手部のシーリングシステムについて説明する。
【００２９】
図４に示すように、対向する一対の継手金物２の間に強磁性体材料を含むシーリング材６を充填する。このとき、予め対向するそれぞれの面２ｂに発生するそれぞれの磁極が同極になるように、それぞれの磁場発生手段３を設定する。これによって、対向する一対の継手金物２の間に充填された強磁性体材料を含むシーリング材６は、対向するそれぞれの面２ｂに発生する磁力によってそれぞれ引きつけられて密着する。次に、この密着した状態で、高周波加熱装置７を作動させて、対向する一対の継手金物２の間に充填された強磁性体材料を含むシーリング材６を加熱する。加熱された強磁性体材料を含むシーリング材６は、熱硬化性樹脂の性質によって硬化する。
【００３０】
このようにして、対向するそれぞれの面２ｂと強磁性体材料を含むシーリング材６はそれぞれ密着し、対向するそれぞれの面２ｂに引き寄せられたそれぞれの強磁性体材料を含むシーリング材６の間には磁場Ｃが発生する。このとき、それぞれの強磁性体材料を含むシーリング材６の対向するそれぞれの面６ｂには、斥力ｂが発生する。このような状態で高周波加熱されて硬化するため、継手部の隙間が広い場合にも確実に止水効果が得られる。
【００３１】
また、強磁性体材料を含むシーリング材６の硬化後に、強磁性体材料を含むシーリング材６に隙間や欠損が生じても、硬化していない強磁性体材料を含むシーリング材６ａを補填し、高周波加熱装置７により加熱することで補修を行うことができる。
【００３２】
さらに、予め外部側に硬化していない強磁性体材料を含むシーリング材６ａを保留させておくことで、隙間や欠損が生じた際、直ちに硬化していない強磁性体材料を含むシーリング材６ａが磁力によって引きつけられ自動的に補填することができる。これによって、常時隙間や欠損に追随して対応することができる。
【００３３】
〈第３の実施の形態〉
本発明に係るシーリングシステムの第３の実施の形態について説明する。なお、この第３の実施の形態において、第１、第２の実施の形態で用いた構成要素と同一の構成要素には、同一要素を付してその説明を省略する。
【００３４】
図５に示すように、対向する一対の継手金物２の間に強磁性体材料を含むシーリング材６を充填する。このとき、予め対向するそれぞれの面２ｂに発生するそれぞれの磁極が異極になるように、それぞれの磁場発生手段３を設定する。
【００３５】
これによって、対向する一対の継手金物２の間において強磁性体材料を含むシーリング材６はＮ極とＳ極をもつことができるので、対向する一対の継手金物２の間に隙間があっても強磁性体材料を含むシーリング材６が確実にその隙間に侵入することができ、１つのまとまった強磁性体材料を含むシーリング材６となり止水することができる。
【００３６】
また、第２の実施の形態と同様に、強磁性体材料を含むシーリング材６に隙間や欠損が生じても、硬化していない別の強磁性体材料を含むシーリング材６ａを補填し、高周波加熱装置７により加熱することで補修を行うことができる。さらに、予め外部側に硬化していない強磁性体材料を含むシーリング材６ａを保留させておくことで、隙間や欠損への硬化していない強磁性体材料を含むシーリング材６ａの補填を自動的に行うことができる。
【００３７】
以上のように本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記した第１、第２、第３の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。本発明は、強磁性体材料を含むシーリング材６の媒体として熱硬化性樹脂を使用しているが、紫外線硬化樹脂を媒体としても良い。これは太陽光線でも硬化してしまうため保管状態の管理は難しいが、熱硬化性樹脂に比べて硬化速度が速いため、短時間での施工が可能になる。
【００３８】
また、本発明はトンネル連結工事において、対向する一対の部材の連結部におけるシーリングシステムとして説明しているが、地中でのトンネル工事における覆工として用いられるセグメントの接合部や、地中でのトンネルと立坑部の接合部などにおけるシーリングシステムとしてもよい。さらに、地中の構造物に限らず、海中などに構築される構造物の接合部のシーリングシステムとしても適用できる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のシーリングシステムによれば、対向する一対の部材の対向するそれぞれの面に磁極を発生させることで、対向する一対の部材の間に磁界を生じさせる。これによって、浸入しようとする水は、この磁界内で磁化されて、磁力によって対向する一対の部材の対向するそれぞれの面に引きつけられる。このように、磁力によって止水するため、対向する一対の部材の対向するそれぞれの面が不均一のため隙間が生じた場合にもシーリングシステムの止水効果が失われることはない。
【００４０】
また、対向する一対の部材の間が広い場合にも対向する一対の部材の間に強磁性体材料を含むシーリング材を介在させることで隙間を埋めて止水することができる。さらに、強磁性体材料を含むシーリング材は常時対向する一対の部材の対向するそれぞれの面に引きつけられるため、隙間などが生じた場合にも直ちに対応することができ、シーリングシステムの止水効果が損なわれることはない。
【００４１】
さらに、磁力は電気的に増幅が可能であるため、大深度の場合に働く大きな水圧にも対応することができる。
【００４２】
これにより、凍結工法などの大掛かりな工事を併用して止水処理を行う必要はなくなるため、低コストで止水処理を行うことができるとともに、工期の短縮も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシーリングシステムの第１の実施の形態を説明する平面図である。
【図２】本発明に係るシーリングシステムの第１の実施の形態を説明する部分詳細図である。
【図３】本発明に係るシーリングシステムの第２の実施の形態を説明する平面図である。
【図４】本発明に係るシーリングシステムの第２の実施の形態を説明する部分詳細図である。
【図５】本発明に係るシーリングシステムの第３の実施の形態を説明する部分詳細図である。
【符号の説明】
１　　ＲＣ板
２　　継手金物（部材）
２ａ　アンカーボルト
２ｂ　対向する面
３　　磁場発生手段
４　　ボルト
５　　ナット
６　　シーリング材
７　　高周波加熱装置
【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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