(57)【要約】【課題】防水シートが破損しても止水が可能であり、ラッピング工法と併用すること、或いはラッピング工法を併用しないでも従来の可撓性緩衝装置に比べてより経済的でしかも信頼性の高い止水構造の可撓性緩衝装置を提供する。【解決手段】一対の側枠間１１，１１に可撓部材１０が介在され、且つ可撓部材１０と側枠１１との接合面が締結部材１５によって側枠部材に圧接されて構成された可撓セグメント１を円形に組み立てて構成された可撓セグメントリングＡ１を、コンクリート製又は鋼製の全体が剛性構造の普通セグメント２を円形に組み立てた普通セグメントリングＡ２間に介在させてなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置において、可撓セグメント１の可撓部材１０の対側枠接合面に締結部材による締結力によって加圧変形される止水用リブ１０ａを全長に亘って連続配置に備え、且つ可撓部材接合端面間の止水処理を施した。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向の両端部に剛性材からなる一対の側枠部材が配され、該両側枠間に弾性変形可能なゴム状の弾性材からなる可撓部材が介在され、且つ該可撓部材は、その幅方向両端に前記側枠部材に接合される接合面を有し、該接合面が締結部材によって側枠部材に圧接されて構成された可撓セグメントが使用され、該可撓セグメントを円形に組み立てて構成された可撓セグメントリングを、コンクリート製又は鋼製の全体が剛性構造の普通セグメントを円形に組み立てた普通セグメントリング間に介在させてなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置において、
前記可撓セグメントの可撓部材の対側枠接合面に前記締結部材による締結力によって加圧変形される止水用リブを全長に亘って連続配置に備え、且つ前記可撓部材接合端面間の止水処理を施したことを特徴としてなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【請求項２】
可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面間をリング内周側が広がったテーパ状の間詰空隙となし、該間詰空隙内に間詰材を挿入することによって可撓部材接合端面間の止水処理を施してなる請求項１に記載のシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【請求項３】
間詰材がテーパ状のブロックである請求項２に記載のシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【請求項４】
間詰材がシリコン等の経時的に固化する充填材である請求項２に記載のシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【請求項５】
可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面間をボルト締めによって圧接させることにより止水処理を施してなる請求項１に記載のシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【請求項６】
可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面に圧縮代を構成する凸条を形成し、該凸条を圧縮状態で接合させることにより可撓部材接合端面間の止水処理を施してなる請求項１に記載のシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルにおける地震や不等沈下に即応させるために設置するシールドトンネルの可撓性緩衝装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド工法において、トンネルに対する地震などの振動や不等沈下による変位を吸収するために、可撓セグメントを使用した可撓セグメントリングを所定個所に設置する工法が開発されている。この種の従来の可撓セグメントは、幅方向両側の側枠間に蛇腹状等の形状をしたゴム製の可撓部材を介在させた構造のものが使用されている。
【０００３】
この種の従来の可撓セグメントを使用したシールドトンネルの可撓性緩衝装置は、可撓部材によって振動やセグメントリング間の変位を吸収させると同時に、トンネル内への止水性をも維持させているため、側枠と可撓部材間の止水性を確保するために高度の技術が必要となり、非常に高価なものとなっていた。
【０００４】
このような従来の問題を解決する方法として、セグメント組立による覆工の外周面を筒状の止水シートで覆い、この止水シートによって可撓セグメントリング位置の止水を受け持たせ、可撓性部材の組み込みは力学的な結合のみを維持させるようにしてコスト減を図る工法（ラッピング工法）が開発されている（特願２０００−３４３８５９号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のラッピング工法は、止水を防水シートにより受け持たせることにより、防水処理が容易となるが、防水シートが破損すると止水が損なわれることとなり、その材料の選定や、施工時の工程に特別の注意を要する。
【０００６】
かかる問題に鑑み本発明は、防水シートが破損しても止水が可能であり、ラッピング工法と併用すること、或いはラッピング工法を併用しないでも従来の可撓性緩衝装置に比べてより経済的でしかも信頼性の高い止水構造の可撓性緩衝装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の本発明の特徴は、幅方向の両端部に剛性材からなる一対の側枠部材が配され、該両側枠間に弾性変形可能なゴム状の弾性材からなる可撓部材が介在され、且つ該可撓部材は、その幅方向両端に前記側枠部材に接合される接合面を有し、該接合面が締結部材によって側枠部材に圧接されて構成された可撓セグメントが使用され、該可撓セグメントを円形に組み立てて構成された可撓セグメントリングを、コンクリート製又は鋼製の全体が剛性構造の普通セグメントを円形に組み立てた普通セグメントリング間に介在させてなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置において、前記可撓セグメントの可撓部材の対側枠接合面に前記締結部材による締結力によって加圧変形される止水用リブを全長に亘って連続配置に備え、且つ前記可撓部材接合端面間の止水処理を施したことにある。
【０００８】
このようにすることにより、簡単な構造で可撓部材と側枠との間及び隣り合う可撓部材接合端面間の止水処理が好適に行えるので、ラッピング工法の防水シートが破損しても止水が可能であり、また、ラッピング工法を併用しないでも従来の可撓性緩衝装置に比べてより経済的でしかも信頼性の高い止水構造を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明の特徴は上記請求項１の構成に加え、可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面間をリング内周側が広がったテーパ状の間詰空隙となし、該間詰空隙内に間詰材を挿入することによって可撓部材接合端面間に止水処理を施すことにある。
【００１０】
このようにすることにより、隣り合う可撓部材接合端面間を好適に止水することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明の特徴は上記請求項２の構成に加え、間詰材がテーパ状のブロックであることにある。
【００１２】
このようにすることにより、該ブロックが間詰空隙に対して楔状に挿入され、安定した状態で可撓部材接合端面間の止水ができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明の特徴は上記請求項２の構成に加え、間詰材がシリコン等の経時的に固化する充填材であることにある。
【００１４】
このようにすることにより、可撓部材接合端面間の間隙を容易且つ好適に埋めることができ、止水処理を施すことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明の特徴は上記請求項１の構成に加え、可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面間をボルト締めによって圧接させることにより止水処理を施したことにある。
【００１６】
このようにすることにより、簡単な構造で可撓部材接合端面間の止水処理を好適に行うことができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明の特徴は上記請求項１の構成に加え、可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面に圧縮代を構成する凸条を形成し、該凸条を圧縮状態で接合させることにより可撓部材接合端面間の止水処理を施したことにある。
【００１８】
このようにすることにより、可撓部材接合端面間が好適に止水処理される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るシールドトンネルの可撓性緩衝装置部分の断面を示しており、図２は該緩衝装置部分のシールドトンネル覆工Ａを示している。覆工Ａは、図２に示すように可撓セグメント１，１……をリング状に組み立てた可撓セグメントリングＡ１を、通常使用されている全体が剛性の普通セグメント２……をリング状に組み立てた普通セグメントリングＡ２の間に組み込んで緩衝装置を構成している。
【００２１】
可撓セグメント１は図１、図３に示すように、円弧状をしたゴム製の可撓部材１０と、該可撓部材１０の幅方向の両側に一体的に固着した剛性の側枠１１，１１とをもって構成されている。
【００２２】
可撓部材１０は、厚さが側枠１１の略半分程度に成形され、図４、図５に示すように、その円弧状内側の中央に円弧方向に向けて変形用溝１２が形成されて所望の変形が得られるようになっている。
【００２３】
両側枠１１，１１の対向面の中間厚さ位置には、鋼板によって成形された可撓部材下面支持用の張り出し片１３，１３が互いに対向配置に突設され、その外側面に、前記可撓部材１０の溝１２の両側が当接されるようになっている。
【００２４】
可撓部材１０の幅方向側の両端面には、固定用ボルト定着溝１４が形成されている。このボルト定着溝１４は、図５に示すように、ボルト貫通部１４ａの奥部に可撓部材表裏側に張り出した拡幅部１４ｂ，１４ｂが形成された断面が略Ｔ型に成形され、これに整合する形状のＴ型配置に抜け止め用張り出し部１５ａを、頭部左右に一体に有する定着用ボルト１５（図６、図７に示す）が挿入されるようになっている。尚、抜け止め用張り出し部１５ａの先端には折り返し部１５ｂが一体に成形され、これがボルト定着溝１４の拡幅部先端の折り返し溝部１４ｃに整合して回り止めされるようになっている。図中１６はネジ止め用のナットである。
【００２５】
また、可撓部材１０の幅方向の両端面には、上記の固定用ボルト定着溝１４を挟んで止水用リブ１０ａが全長に亘って連続配置に形成されている。この止水用リブ１０ａは、締結部材である定着用ボルト１５によって可撓部材１０を側枠１１に締結させることによって、その締結力で加圧変形するようになっている。即ち、この止水用リブ１０ａが側枠１１の接合端面に対し、圧接されることによって、可撓部材１０と側枠１１との接合端面間の止水がなされるようになっている。
【００２６】
このように構成される可撓部材１０は、その断面が円周方向に一定の形状となっており、長尺に連続成形したものを必要長さに切断して使用できるようになっている。
【００２７】
各側枠１１は、鋼鈑をもって円弧状をした箱状に組み立てて全体を一体化させたものであり、その幅方向側の一方の端面には、可撓部材を固定するための複数のボルト挿通穴１７が開口され、幅方向側の他方の端面がリング間接合面１８となっており、隣り合う普通セグメントリングＡ２の普通セグメント２との間を固定するための複数のボルト挿入穴１９が開口され、更に円周方向側の両端が可撓セグメントリングＡ１を組み立てるためのセグメント間接合面２０となっており、互いに隣り合う可撓セグメント１との間を連結するためのボルト挿入穴２１が開口されている。
【００２８】
このように構成される可撓セグメント１をリング状に組み立てた可撓セグメントリングＡ１では、隣り合う可撓セグメント１，１の可撓部材接合端面間において、止水処理が施されるようになっている。
【００２９】
この止水処理の手段としては、例えば、図８〜図１０に示すように、可撓部材接合端面間をリング内周側が拡開したテーパ状の間詰空隙２２とし、この間詰空隙２２に間詰材を挿入し、間詰空隙２２及び隙間を埋めて止水するものがある。この場合、張り出し片１３の端部は間詰空隙２２の形状に合わせて形成される。
【００３０】
間詰材としては、図に示すテーパ状のブロック２３を使用し、このブロック２３を間詰空隙２２に対し、楔状に挿入させ、間詰空隙２２のテーパ状接合断面とブロック２３のテーパ状接合端面とが相互に押圧された状態に固定することによって可撓部材接合端面間の空隙を埋め、止水処理を施すようになっている。
【００３１】
このブロック２３の下端部、即ち拡開側端部にはフランジ状の固定部２３ａが形成され、該固定部２３をネジ止め等によって側枠１１の張り出し片１３に固着することによってブロック２３が間詰空隙２２に対し固定されるようになっている。
【００３２】
尚、間詰材は上記ブロック以外でも、シリコン等の経時的に固化するものなど、間詰空隙内で固化して止水効果をもたらす充填材を間詰空隙に注入、固化させるようにしてもよい。
【００３３】
また、止水処理の手段としては、上記の外、可撓部材接合端面間をボルト締めにより圧接させるものや、可撓部材１０の接合端面に圧縮代を構成する凸条を形成したものも使用できる。
【００３４】
ボルト締めによるものの場合、図１１、図１２に示すように、可撓部材１０には、円周方向端部に変形用溝１２を挟んで、リング内側に開口してくり抜いた形状のボルト収容凹部２４，２４を形成するとともに、その接合端面に収容凹部２４と連通したボルト挿通孔２５を設け、ボルト挿通孔２５にボルト２６を通し、締結することによって、隣り合う可撓部材１０，１０の接合端面間を圧接状態に連結して、止水処理が施されるようになっている。尚、図中符号２７はボルト２６に対応したネジ止め用のナットである。この場合、張り出し片１３の端部には、収容凹部２４の開口形状に合わせて作業窓２８を開け、内側よりボルト締め作業を行えるようにしておく。
【００３５】
可撓部材端部に圧縮代を設ける場合、図１３に示すように、可撓部材１０の接合端部は、上半部を接合端面、即ち、可撓セグメントの接合端面よりも円周方向に突出した形状にし、圧縮代ｔを構成する凸条２９を形成している。このように構成することによって、隣り合う可撓部材１０，１０を接合した際、接合端面間では相互に凸条２９，２９が相互に押圧し合って圧縮されて接合端面間の空隙を埋めて止水効果をもたらすようになっている。
【００３６】
尚、上述の止水処理において、可撓部材接合端面間に膨潤ゴム等の水膨張性部材を介在させると、その止水効果が向上して好ましい。
【００３７】
また、可撓セグメント１には、可撓部材１０を隣り合う可撓セグメント１の可撓部材１０と相互の接合端面が圧接した状態となるようにに配置しておき、可撓セグメントリングＡ１の一箇所、即ち、可撓部材１０，１０を詰めた状態で連結させた際に出来る切れ目の一箇所のみに上述した止水処理を施すようにしてもよい。
【００３８】
覆工Ａの外周面は、図１に示すように、可撓セグメントリングＡ１の両側に連結されたそれぞれ複数の普通セグメントリングＡ２に跨らせて水密性を持たせた筒状の止水シート３が掛けられている。また、可撓セグメントリングＡ１を構成している各可撓セグメント１の可撓部材１０の円弧状内周面側には、両側枠１１，１１間の間隔を規制するテンションバー４ａが、テンションバー貫通孔４ｂに通して設置されている。
【００３９】
このように構成される可撓性緩衝装置は、覆工Ａ内外の止水を上述した可撓部材１０と側枠１１との間の止水処理及び可撓部材接合端面間の止水処理によって受け持たせ、可撓部材１０は覆工Ａに作用する振動吸収や不等沈下を吸収する役目を受け持ち、可撓部材１０と側枠１１との接合は、両者の力学的な連結状態が維持されるとともに可撓部材と側枠との間の止水処理がなされるための構造となっている。
【００４０】
更に、この可撓性緩衝装置は、上述の止水シート３を使用することで、覆工Ａ内外の止水において、より高い止水効果を得ることができる。
【００４１】
尚、前述した止水シート３を使用しなくとも十分な止水効果を得られ、一方、止水シート３は可撓性緩衝部の前後部分のみでなく、トンネルの覆工全体に設置したものであってもよい。
【００４２】
この可撓性緩衝装置の設置に際しては、図には示していないが通常のシールド掘進機によって、普通セグメントリングＡ２，Ａ２……を順次延長しつつ掘進し、可撓性緩衝装置を組み込む予定位置手前の数リングから、セグメント組み立て位置のスキンプレートの内面に円筒状配置に止水シート３を設置し、その内側に普通セグメントリングＡ２を組み立てて掘進し、同様にして止水シート３を順次延長させながらセグメントリングＡ２を延長させつつ掘進し、予定の可撓性緩衝装置組み立て位置にて先端の普通セグメントリングＡ２に対して可撓セグメントリングＡ１を連結して組み立てる。
【００４３】
この時、各可撓セグメント１には図１４、図１５に示すように箱型のスペーサ５ａ，５ｂを使用し、可撓部材１０を予定の圧縮状態にして両側枠１１，１１間を固定しておく。この箱型のスペーサ５ａ，５ｂは接合面トンネル半径方向に対して同中心線方向側に傾斜させておき、トンネル軸方向の圧縮力が作用しても容易に取り外しができるようになっている。
【００４４】
このスペーサ５ａ，５ｂを止水シート３の内側にて組み立て、普通セグメントリングＡ２の先端に連結して覆工Ａを延長させ、可撓セグメントリングＡ１の１個幅分の掘進し、然る後、同様にして止水シート３を延長しつつ、可撓セグメントリングＡ１の端部に前述と同様に普通セグメントリングＡ２を複数分順次延長しつつ掘進し、所定数の普通セグメントリングＡ２の外周に止水シート３を延長させた状態で覆工Ａを構築する。
【００４５】
そして、掘進に伴って、可撓セグメントリングＡ１にシールド掘進機推進に伴う反力の影響がなくなった時、可撓セグメント１の側枠１１，１１間のスペーサ５ａ，５ｂを外し、テンションバー４を設置する。
【００４６】
上述した実施例では止水シート３を用いる場合について説明したが、止水シート３を用いない場合には、上述の作業において止水シートを設置する工程が省かれる。
【００４７】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るシールドトンネルの可撓性緩衝装置は、可撓セグメントの可撓部材の対側枠接合面に締結部材による締結力によって加圧変形される止水用リブを全長に亘って連続配置に備え、且つ前記可撓部材接合端面間の止水処理を施したことにより、組み込み作業が単にボルト止め等の簡単な手段でよい等、簡単な構造で可撓部材と側枠との間の止水処理及び隣り合う可撓部材接合端面間の止水処理が好適に行えるので、ラッピング工法を併用しないでも従来の可撓性緩衝装置に比べてより大幅なコストの削減が可能となり、しかも信頼性の高い止水構造を得ることができる。一方、ラッピング工法を併用する場合には、防水シートが破損しても止水が可能であるので安全性が向上する。また、止水シートを併用することによって覆工内への止水はより止水効率の高いものとなる。また、可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面間をリング内周側が広がったテーパ状の間詰空隙となし、該間詰空隙内に間詰材を挿入することによって可撓部材接合端面間に止水処理を施すことにより、隣り合う可撓部材接合端面間を好適に止水することができる。
【００４８】
更に、間詰材がテーパ状のブロックであることにより、ブロックが間詰空隙に対し楔状に挿入されるので、安定した状態で可撓部材接合端面間を止水することができる。
【００４９】
一方、間詰材がシリコン等の経時的に固化する充填材であることにより、可撓部材接合端面間の間隙を容易且つ好適に埋めることができ、止水処理を施すことができる。
【００５０】
また、可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面間をボルト締めによって圧接させることにより止水処理を施したことにより、簡単な構造で可撓部材接合端面間の止水処理を好適に行うことができ、コストの削減が成される。
【００５１】
更に、可撓セグメントリングにおける可撓セグメント間接合部における可撓部材接合端面に圧縮代を構成する凸条を形成し、該凸条を圧縮状態で接合させることにより可撓部材接合端面間の止水処理を施したことにより、簡単な構造で可撓部材接合端面間が好適に止水処理することができ、コストの削減がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可撓性緩衝装置の一例の断面図である。
【図２】同上の装置における覆工部分の斜視図である。
【図３】同上の装置に使用する可撓セグメントの分解斜視図である。
【図４】同可撓セグメントの切断端面図である。
【図５】同可撓セグメントの可撓部材の切断端面図である
【図６】同可撓部材用の定着ボルトの側面図である。
【図７】同上の正面図である。
【図８】図１中の可撓セグメント間の接合状態の一例を示す縦断面図である。
【図９】同上の可撓部材接合端面間に止水処理を施した状態を示す縦断面図である。
【図１０】同上の底面図である。
【図１１】同上の可撓セグメント間の接合状態の他の一例を示す底面図である。
【図１２】図１１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】可撓セグメント間の接合状態の更に他の一例を示す部分切断断面図である。
【図１４】図１に示す装置の組み立て時における状態を示す断面図である。
【図１５】同組み立て時に使用しているスペーサの斜視図である。
【符号の説明】
Ａ　シールドトンネル覆工
Ａ１　可撓セグメントリング
Ａ２　普通セグメントリング
１　可撓セグメント
２　普通セグメント
３　止水シート
４ａ　テンションバー
４ｂ　テンションバー貫通孔
５ａ，５ｂ　スペーサ
１０　可撓部材
１０ａ　止水用リブ
１１　側枠
１２　変形用溝
１３　張り出し片
１４　固定用ボルト定着溝
１４ａ　ボルト挿通部
１４ｂ　拡幅部
１４ｃ　折り返し溝部
１５ａ　抜け止め用張り出し部
１５ｂ　折り返し部
１５　定着用ボルト
１６　ナット
１７　ボルト挿通穴
１８　リング間接合面
１９　ボルト挿入穴
２０　セグメント間接合面
２１　ボルト挿入穴
２２　間詰空隙
２３　ブロック
２４　ボルト収容凹部
２５　ボルト連通孔
２６　ボルト
２７　ナット
２８　作業窓
２９　凸条
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004084182.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2004084182.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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