(57)【要約】【課題】閉塞蓋が開いたり止水パッキンが損傷することを防ぐことで、止水性の向上を図るようにした。【解決手段】止水構造１は、セグメントの厚さ方向を貫通してなるグラウト孔１０と、グラウト孔１０の坑内側開口に取り付けられる閉塞蓋２０とからなる。グラウト孔１０には、その軸芯方向で坑内側の内周面に沿った平滑面状の孔側フラット部１１が形成されるとともに、孔側フラット部１１より地山側に雌ねじ部１２が形成されている。閉塞蓋２０は、円盤形状の頭部２１と頭部２１の一端面から伸ばされた筒状部２２とからなり、筒状部２２の先端外周面に雌ねじ部１２に螺合可能な雄ねじ部２３が形成されるとともに、筒状部２２の基端側に周方向に沿って止水パッキン２５が設けられている。雄ねじ部２３を雌ねじ部１２に螺合させて閉塞蓋２０をグラウト孔１０に取り付けた状態で、止水パッキン２５を孔側フラット部１１に液密に接触させる構成となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントの厚さ方向を貫通してなるグラウト孔と、該グラウト孔の坑内側開口に取り付けられる閉塞蓋とを備えたグラウト孔の止水構造であって、
前記グラウト孔には、その軸芯方向で坑内側の内周面に沿った平滑面状の孔側フラット部が形成されるとともに、前記孔側フラット部より地山側に雌ねじ部が形成され、
前記閉塞蓋は、円盤形状の蓋本体と該蓋本体の一端面から伸ばされた筒状部とからなり、前記筒状部の先端外周面に前記雌ねじ部に螺合可能な雄ねじ部が形成されるとともに、前記筒状部の基端側に周方向に沿って止水パッキンが設けられてなり、
前記雄ねじ部を前記雌ねじ部に螺合させて前記閉塞蓋を前記グラウト孔に取り付けた状態で、前記止水パッキンを前記孔側フラット部に液密に接触させる構成とされていることを特徴とするグラウト孔の止水構造。
【請求項２】
前記筒状部の基端側にはその外周面に沿った平滑面状の蓋側フラット部が形成され、
前記蓋側フラット部には、周方向に沿う周溝が形成され、
該周溝には、前記止水パッキンが装着されていることを特徴とする請求項１に記載のグラウト孔の止水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法に用いられるセグメントにおけるグラウト孔の止水構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド工法では、シールドトンネルにセメントが構築され、シールド施工時においてセグメント組み立て後に、セグメントと地山との間に裏込め材を充填して地山とセグメントとの一体化を図る施工が行われている。この裏込め材の注入時に使用されるグラウト孔は、例えばＲＣセグメントにおいて、予めセグメント製造段階でセグメントの略中央部に厚さ方向に貫通させて設けられている。
【０００３】
このようなグラウト孔の止水構造の一例として、例えば特許文献１、２に開示されているものがある。
すなわち、グラウト孔は、セグメントの厚さ方向を貫通する貫通孔に筒状の鋼管を一体に設けた構造をなし、その鋼管におけるセグメントの内周面側に閉塞蓋が着脱可能に設けられている。一般的に、グラウト孔（鋼管）の内面には雌ねじが形成されており、その雌ねじに螺合するように閉塞蓋には雄ねじが形成されている。そして、グラウト孔のセグメント内周面寄りの内面には、グラウト孔の軸芯方向で地山側から坑内側に向かうにしたがってグラウト孔が大径となる孔側テーパ面が形成されている。一方、その閉塞蓋の雄ねじ部にも、孔側テーパ面に一致する蓋側テーパ面が形成されている。そして、閉塞蓋をグラウト孔に取り付ける際には、それら孔側テーパ面と蓋側テーパ面との間に止水パッキンを配置させ、閉塞蓋の雄ねじ部をグラウト孔の雌ねじ部に螺合させつつ、止水パッキンを孔側テーパ面と蓋側テーパ面との間で押圧させて圧縮変形させて止水する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３０９０７６号公報
【特許文献２】特許第２９５３９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のグラウト孔の止水構造では、閉塞蓋の雄ねじ部をグラウト孔の雌ねじ部に螺合させて締め付けることで、止水パッキンが孔側テーパ面と蓋側テーパ面との間でグラウト孔の略軸芯方向に押圧された状態となっている。そのため、閉塞蓋の締め付けの程度（締め付けの強さ）によって、止水パッキンの圧縮変形量が異なることになる。つまり、閉塞蓋を締め付け過ぎた場合には、その押圧力によって止水パッキンが潰れて破損するおそれがあり、その際に止水性が低下して坑内への漏水が生じるといった問題があった。
また、孔側テーパ面と蓋側テーパ面との間で圧縮された状態の止水パッキンには弾性による反発力があるので、閉塞蓋が開く方向に力が作用して閉塞蓋が緩んだり、閉塞蓋の締め付け不足によって止水パッキンの止水効果が確実に発揮されないことになり、止水性能が低下するといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、閉塞蓋が開いたり止水パッキンが損傷することを防ぐことで、止水性の向上を図るようにしたグラウト孔の止水構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るグラウト孔の止水構造では、セグメントの厚さ方向を貫通してなるグラウト孔と、グラウト孔の坑内側開口に取り付けられる閉塞蓋とを備えたグラウト孔の止水構造であって、グラウト孔には、その軸芯方向で坑内側の内周面に沿った平滑面状の孔側フラット部が形成されるとともに、孔側フラット部より地山側に雌ねじ部が形成され、閉塞蓋は、円盤形状の蓋本体と蓋本体の一端面から伸ばされた筒状部とからなり、筒状部の先端外周面に雌ねじ部に螺合可能な雄ねじ部が形成されるとともに、筒状部の基端側に周方向に沿って止水パッキンが設けられてなり、雄ねじ部を雌ねじ部に螺合させて閉塞蓋をグラウト孔に取り付けた状態で、止水パッキンを孔側フラット部に液密に接触させる構成とされていることを特徴としている。
本発明では、閉塞蓋の雄ねじ部を、グラウト孔の雌ねじ部に螺合させて締め付けることで、止水パッキンがグラウト孔の孔側フラット部に液密に接触し、閉塞蓋の筒状部と孔側フラット部との間で止水されることになる。このように圧縮変形した止水パッキンは、筒状部と孔側フラット部との隙間が一定であり、その隙間の寸法が締め付けの程度によって変わることがないので、一定の弾性力によって圧縮変形させて止水効果を発揮させることができる。つまり、止水パッキンにおける圧縮される方向がグラウト孔の径方向となることから、止水パッキンの弾性による反発力によって閉塞蓋が開く（抜け出る）方向に作用することがなく、閉塞蓋が開く方向に回転して緩むといった不具合を防止することができる。しかも、止水パッキンは孔側フラット部に接する範囲に位置していれば、どの位置であっても止水パッキンの圧縮変形量が一定となることから、閉塞蓋の締め付けの程度（締め付け力の強さ）が一定していなくても、所定の止水性を確実に確保することができる。
【０００８】
また、本発明に係るグラウト孔の止水構造では、筒状部の基端側にはその外周面に沿った平滑面状の蓋側フラット部が形成され、蓋側フラット部には、周方向に沿う周溝が形成され、周溝には、止水パッキンが装着されていることが好ましい。
本発明では、周溝に止水パッキンが装着されているので、閉塞蓋をグラウト孔に取り付ける際に止水パッキンがずれることがないので、止水パッキンを孔側フラット部に対して確実に接触させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のグラウト孔の止水構造によれば、止水パッキンがグラウト孔の径方向に圧縮変形してグラウト孔の孔側フラット部と閉塞蓋の筒状部との間を液密に接触した状態で止水させることができる。そのため、従来のようにグラウト孔の略軸芯方向（閉塞蓋の挿入方向）に押圧されて圧縮変形される止水構造ではないので、止水パッキンの弾性による反発力によって閉塞蓋が開く方向に作用して閉塞蓋が緩んだり、閉塞蓋の締め付け過ぎによって止水パッキンを損傷させたり、或いは閉塞蓋の締め付け不足によって止水パッキンの止水性能を確保できないといった不具合を防ぐことができ、止水性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態によるグラウト孔の止水構造を示す図であって、グラウト孔に閉塞蓋を取り付けた状態を示す縦断側面図である。
【図２】図１に示すグラウト孔の縦断側面図である。
【図３】図１に示す閉塞蓋の縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態によるグラウト孔の止水構造について、図１乃至図３に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態によるグラウト孔の止水構造を示す図であって、グラウト孔に閉塞蓋を取り付けた状態を示す縦断側面図、図２は図１に示すグラウト孔の縦断側面図、図３は図１に示す閉塞蓋の縦断側面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態によるグラウト孔の止水構造１は、セグメントの平面視でほぼ中央部に厚さ方向に貫通してなるグラウト孔１０と、グラウト孔１０の一方の開口（坑内側開口）を塞ぐための閉塞蓋２０とからなる。グラウト孔１０は、掘削面の地山とセグメントとの間にモルタルなどの裏込め材を充填するためのものである。
なお、以下の説明では、トンネル半径方向で外側を「地山側」とし、内側を「坑内側」として以下統一して用いる。
【００１３】
図２に示すように、グラウト孔１０は、両端が開口した略筒形状をなす管体を、その軸芯方向をセグメントの厚さ方向に向けてセグメントに埋設させた構成をなしている。
グラウト孔１０の内面には、その軸芯方向の坑内側（セグメントの内周側）に内周面に沿った平坦面状の孔側フラット部１１が形成され、その孔側フラット部１１より奥側（地山側、或いはセグメントの外周側）に雌ねじ部１２が形成されている。そして、グラウト孔１０の管体の外周面には、凹凸部１３が形成され、その外周面がセグメントのコンクリートに固着した状態になっている。
【００１４】
また、孔側フラット部１１の坑内側端部には、グラウト孔１０の軸芯方向で地山側から坑内側に向かうにしたがって漸次内径が大きくなるテーパ部１０ｂが形成されている。このテーパ部１０ｂは、図３に示す閉塞蓋２０をグラウト孔１０に取り付ける際に、閉塞蓋２０の筒状部２２が挿入しやすくするために入口を広くしたものである。
【００１５】
図３に示すように、閉塞蓋２０は、有底筒体をなし、円盤形状をなす頭部２１（蓋本体）と、 頭部２１の裏面（一端面）から筒状に伸ばされた筒状部２２とからなる。筒状部２２の先端外周面には、上述した図２に示すグラウト孔１０の雌ねじ部１２に螺合する雄ねじ部２３が形成されている。また、筒状部２２の基端側には、その外周面に沿った平坦面状の蓋側フラット部２４が形成されている。蓋側フラット部２４の外径寸法は、孔側フラット部１１の内径寸法と略同一径となっている。蓋側フラット部２４の所定位置（雄ねじ部２３寄りの位置）には、全周にわたって周溝２４ａが形成されている。
【００１６】
そして、周溝２４ａには、Ｏリングからなる止水パッキン２５が装着されている。止水パッキン２５の外径寸法は、周溝２４ａに装着された状態で前記孔側フラット部１１の内径寸法より僅かに大きい寸法であって、閉塞蓋２０をグラウト孔１０に取り付けた状態で孔側フラット部１１に対して止水パッキン２５が所定の弾性力で圧縮変形して密接する寸法となっている（図１参照）。つまり、閉塞蓋２０がグラウト孔１０に取り付けた状態において、止水パッキン２５が圧縮変形して孔側フラット部１１に全周にわたって液密に接触することで、蓋側フラット部２４（筒状部２２）と孔側フラット部１１との間が止水される構成になっている。
【００１７】
また、頭部２１の上面には、締め付け冶具用の凹部２１ａが形成されている。すなわち、凹部２１ａに図示しない締め付け冶具の先端部（凹部２１ａ内に挿入して係止可能な先端形状をなす先端部）を係止し、その冶具を回転させることで閉塞蓋２０を締め付けることができるようになっている。
【００１８】
次に、このように構成される止水構造１の作用について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、閉塞蓋２０の雄ねじ部２３を、グラウト孔１０の雌ねじ部１２に螺合させながら締め付けることにより、閉塞蓋２０の頭部２１の縁部２１ｂがグラウト孔１０の管体の坑内側一端部１０ａに当接したときに取り付けられた状態となる。この取り付けられた状態において、止水パッキン２５が圧縮変形してグラウト孔１０の孔側フラット部１１に全周にわたって密接し、蓋側フラット部２４（筒状部２２）と孔側フラット部１１との間で止水されることになり、グラウト孔１０からの坑内への水の浸入を阻止することができる。
【００１９】
このように圧縮変形した止水パッキン２５は、蓋側フラット部２４（筒状部２２）と孔側フラット部１１との隙間が一定であり、その隙間の寸法が締め付けの程度によって変わることがないので、一定の弾性力によって圧縮変形させて止水効果を発揮させることができる。つまり、止水パッキン２５における圧縮される方向がグラウト孔１０の径方向となることから、止水パッキン２５の弾性による反発力（膨張復元力）によって閉塞蓋２０が開く（抜け出る）方向に作用することがなく、閉塞蓋２０が開く方向に回転して緩むといった不具合を防止することができる。
しかも、止水パッキン２５は孔側フラット部１１に接する範囲に位置していれば、どの位置であっても止水パッキン２５の圧縮変形量が一定となることから、閉塞蓋２０の締め付けの程度（締め付け力の強さ）が一定していなくても、所定の止水性を確実に確保することができる。
【００２０】
また、本止水構造１では、止水パッキン２５をグラウト孔１０の径方向（すなわち、閉塞蓋２０の挿入方向に略直交する方向）に圧縮変形させる構造であり、孔側フラット部１１に対して止水パッキン２５を滑らせるようにして閉塞蓋２０をグラウト孔１０に押し込むことができるので、その押し込み力は、止水パッキンをグラウト孔の略軸芯方向（閉塞蓋の挿入方向）に押圧させる場合に比べて小さくすることができる。
なお、本止水構造１では、蓋側フラット部２４に形成した周溝２４ａに止水パッキン２５が装着されているので、閉塞蓋２０をグラウト孔１０に取り付ける際に止水パッキン２５がずれることがなく、止水パッキン２５を孔側フラット部１１に対して確実に接触させることができる。
【００２１】
上述のように本実施の形態によるグラウト孔の止水構造では、止水パッキン２５がグラウト孔１０の径方向に圧縮変形してグラウト孔１０の孔側フラット部１１と閉塞蓋２０の蓋側フラット部２４（筒状部２２）との間を液密に接触した状態で止水させることができる。
そのため、従来のようにグラウト孔の略軸芯方向（閉塞蓋の挿入方向）に押圧されて圧縮変形される止水構造ではないので、止水パッキンの弾性による反発力によって閉塞蓋が開く方向に作用して開閉蓋が緩んだり、閉塞蓋の締め付け過ぎによって止水パッキンを損傷させたり、或いは閉塞蓋の締め付け不足によって止水パッキンの止水性能を確保できないといった不具合を防ぐことができ、止水性の向上を図ることができる。
【００２２】
以上、本発明によるグラウト孔の止水構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記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で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では閉塞蓋２０の筒状部２２に１段の止水パッキン２５を設けた止水構造としているが、これに限定されることはなく、例えば止水パッキン２５を蓋側フラット部２４に２段、又は３段以上設けるようにしてもかまわない。
また、孔側フラット部１１および蓋側フラット部２４の範囲、蓋側フラット部２４に対する止水パッキン２５の位置などは任意であり、適宜設定することができる。要は、グラウト孔１０に閉塞蓋２０を取り付けた状態で、止水パッキン２５が所定の圧縮変形量で押圧されて孔側フラット部１１に液密に接触した状態となっていればよいのである。
【符号の説明】
【００２３】
１  止水構造
１０  グラウト孔
１１  孔側フラット部
１２  雌ねじ部
２０  閉塞蓋
２１  頭部（蓋本体）
２２  筒状部
２３  雄ねじ部
２４  蓋側フラット部
２４ａ  周溝
２５  止水パッキン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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