(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する帯状シール材を外側面に回し貼りしたシールドトンネル用セグメントのコーナー部に固着されるコーナー用カバーシール材であって、
弾性を有する素材からなる二片が所定の角度を有して略Ｌ字形状に形成され、該Ｌ字形の出隅部の全てが角状に形成されており、入隅部の幅方向中央が曲面状に形成されるとともに、該入隅部の幅方向両側縁側が角状に形成され、かつ前記入隅部の幅方向中央が少なくとも前記帯状シール材の幅長以上に幅広に形成されたことを特徴とするコーナー用カバーシール材。
【請求項２】
前記二片の入隅側の内面が、前記入隅部の幅方向中央部分に相当する幅で、前記帯状シール材の略厚み分凹溝状に形成されたことを特徴とする請求項１記載のコーナー用カバーシール材。
【請求項３】
前記弾性を有する素材は、水膨張性を有する素材よりなることを特徴とする請求項１又は２記載のコーナー用カバーシール材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事用部材であるセグメントの接合間の目地を止水処理するために用いられるカバーシール材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、市街地などの地下に掘削されるシールドトンネルの工事材料には、図１１に示すような、ユニット化された多数のセグメント１が使用される。トンネル施工の際には、これらの各セグメント１は、坑道の周壁回りａと坑道の長さ方向ｂとの両方向に沿い密につなぎ合わせ結合される。各セグメント１は、周壁回りに沿った前後のフランジ３ａ、３ｂと、長さ方向に沿った上下のフランジ３ｃ、３ｄとが枠型に成形されており、これらのセグメント１がつなぎ合い結合される際には、互いに隣接するフランジ３同士を結合ボルトで締着して結合する。
【０００３】
ここで、坑道の地山からの湧水が坑道内に漏水することを防止するために、各セグメント１のフランジ３間には、その目地部分に止水処理を施さなければならない。そこで、図１２に示すように、この目地部分には帯状の目地シール材５が接着固定される。この目地シール材５は水膨張性材料、例えば高吸収性樹脂と、合成ゴムとが混合成形加硫されてなる材料が用いられており、セグメント１のフランジ３にこの目地シール材５を貼付し、各セグメント１を結合することで目地への浸水を防止するようになっている。
【０００４】
ところが、上述した目地シール材５を用いたセグメントのシール構造では、厚さの一定なシール材５を貼付するため、シール材５の外周がセグメント１のコーナー部Ｃにて角にならず、図１２に示すように湾曲し、シール材５を貼付した後の各セグメント１の結合状態で各コーナー部間に隙間Ｓが生じてしまうという問題があった。つまり、各セグメント１がつなぎ合わされ、トンネルが施工されたのちに地山からの湧水が、この隙間を介してトンネル内に浸水してしまうという欠点があり、シール材５が水膨張性の材質であっても初期止水性が得られないという問題がある。
【０００５】
このような問題を解消するものとして例えば特開平５−５２０９６号公報に開示される図１３に示すコーナーシール材７が提案された。コーナーシール材７は、外側７ａが略直角に形成され、内側７ｂが弓なりに湾曲して形成された略Ｌ字形状に形成されている。このコーナーシール材７は、帯状シール材５が湾曲している各コーナー部にそれぞれ装着される。これにより、図１４に示すようにセグメント１の４隅はコーナーシール材７によって略直角となり、各セグメント１間の結合部分に隙間が生じず、地山側からの湧水の浸水の防止が期待できた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のコーナーシール材は、外側を略直角、内側を湾曲に形成したので、セグメントのコーナー部同士の間に生じる隙間を封じることができるものの、帯状シール材と略同一幅に形成されて帯状シール材のみに固着されるので、接着面積が大きく確保できず十分な固定強度が得られないことから、セグメント同士の結合施工時に、容易に剥がれて脱落してしまうことが予想され、施工性を低下させることが危惧された。
【０００７】
また、帯状シール材の幅と略同一の幅に形成されるため、帯状シール材との固着位置が幅方向にずれれば、ずれた距離だけ帯状シール材の湾曲したコーナー部が露出することとなり、密接面積が減少して止水性の低下する虞れがあった。
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、大きな接着面積が確保できて脱落が防止できるとともに、固着時の多少の位置ずれによっても密接面積が減少することのないカバーシール材を提供し、施工性、止水性の向上を図ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の請求項１のコーナー用カバーシール材は、弾性を有する帯状シール材を外側面に回し貼りしたシールドトンネル用セグメントのコーナー部に固着されるコーナー用カバーシール材であって、
弾性を有する素材からなる二片が所定の角度を有して略Ｌ字形状に形成され、該Ｌ字形の出隅部の全てが角状に形成されており、入隅部の幅方向中央が曲面状に形成されるとともに、該入隅部の幅方向両側縁側が角状に形成され、かつ前記入隅部の幅方向中央が少なくとも前記帯状シール材の幅長以上に幅広に形成されたことを特徴としている。
【００１０】
このコーナー用カバーシール材では、各部材のコーナー形状に合わせて隙間が封じられ、コーナー部同士の目地部が隙間なく密接される。また、入隅部の幅方向中央が少なくとも帯状シール材の幅長以上に幅広に形成され、中央を挟む両片がセグメントに直接固着可能になる。さらに、コーナー部への密接面積が拡大することで、帯状シール材とセグメントとの段部が覆われるようになる。
【００１１】
請求項２のコーナー用カバーシール材は、前記二片の入隅側の内面が、前記入隅部の幅方向中央部分に相当する幅で、前記帯状シール材の略厚み分凹溝状に形成されたことを特徴としている。
【００１２】
このコーナー用カバーシール材では、凹溝状内に帯状シール材が収容可能となる。これにより、帯状シール材が、コーナー部分における脱落を防止でき、また、セグメントのコーナー部が、外側面と帯状シール材との表面に沿って覆われ、外側面と帯状シール材との段差により生じる隙間が小さくなる。
【００１３】
請求項３のコーナー用カバーシール材は、前記弾性を有する素材が、水膨張性を有する素材よりなることを特徴としている。
【００１４】
このコーナー用カバーシール材では、素材が水膨張性であることから、良好な止水性能を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコーナー用カバーシール材の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るコーナー用カバーシール材の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
コーナー用カバーシール材１１は、弾性材からなる二片１３，１５が、所定の角度を有して出会う略Ｌ字状に形成されている。このＬ字形の稜線部、すなわち、外面側である出隅部１７は、全てが角状に形成されている。この実施の形態では、二片１３，１５が、９０度の角度を有するため、出隅部１７は略直角となっている。
【００１７】
これに対し、内面側である入隅部１９の幅方向中央１９ａは、図２に示すように、曲面状に形成されている。一方、入隅部１９の幅方向両側縁側１９ｂは、図２及び図３に示すように、それぞれ角状に形成されている。
【００１８】
コーナー用カバーシール材１１の入隅側の面である内面２３は、上述した入隅部１９の幅方向中央１９ａに相当する幅で、凹溝状に形成されている。この凹み量は、後述する帯状シール材の略厚み分に相当している。
【００１９】
この実施の形態では、二片１３，１５が均一な厚みで形成されることから、内面２３で凹んだ中央部２５は、その分、外面２１へ膨出している。つまり、図１に示すように、コーナー用カバーシール材１１は、外面２１へ膨出した中央部２５の両側に、翼片２７が延設された形状となっている。また、中央部２５と翼片２７との境界部は、傾斜面２９によって連続している。
【００２０】
なお、このコーナー用カバーシール材１１は、肉厚に形成し、入隅部１９の幅方向中央のみを薄肉に形成して凹溝状に形成し、外面２１における上述の膨出部を無くして、二片１３、１５の外面２１を、直交する平坦面として形成するものであってもよい。
【００２１】
コーナー用カバーシール材１１は、均一な厚みの場合、０．５乃至５ｍｍ、好ましくは、１乃至３ｍｍの厚みで薄板状に形成される。コーナー用カバーシール材１１は、加硫ゴム、又は熱可塑性エラストマー等をその素材として好適に用いることができる。また、コーナー用カバーシール材１１は、その素材に水膨張性を有することが好ましい。
【００２２】
また、コーナー用カバーシール材１１は、内面２３が接着面とされる。この接着面は、全面的或いは部分的にプライマー処理が施されるものであってもよい。この実施の形態では、プライマー処理された内面２３に、図示しない粘着層が設けられている。また、コーナー用カバーシール材１１は、外面２１が一時遮水処理されるものであってもよい。
【００２３】
次に、上記のように構成されるコーナー用カバーシール材１１を用いたセグメントコーナー部のシール構造を説明する。
図４は本発明に係るコーナー用カバーシール材を用いたシール構造の分解斜視図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図、図６は図４のＤ−Ｄ断面図、図７は図４のＥ−Ｅ断面図、図８はコーナー用カバーシール材を用いて結合したセグメントコーナー部の正面図である。
【００２４】
セグメント３１のフランジ３３の外側面３３ａには、弾性を有する帯状シール材３５が回し貼りされている。外側面３３ａに回し貼りされた帯状シール材３５は、セグメント３１のコーナー部３７にて、厚み方向の中立点から半径方向内側と外側とで伸び量が異なることから、外周面が湾曲して内側に入り込んだ曲面３５ａとなっている。
【００２５】
コーナー用カバーシール材１１は、内面２３に設けられた粘着層により、帯状シール材３５の回し貼りされたセグメント３１のコーナー部３７に固着される。このとき、コーナー用カバーシール材１１は、内面２３の中央１９ａが、図６に示すように帯状シール材３５の曲面３５ａに固着されるとともに、この中央１９ａを挟む左右の翼片２７が、図７に示すようにセグメント３１のコーナー部３７に直接固着される。
【００２６】
従って、コーナー用カバーシール材１１の内面２３は、曲面状の中央１９ａで、帯状シール材３５の曲面３５ａに密接するとともに、角状の翼片２７で、セグメント３１のコーナー部３７に密接する。すなわち、密接する相手側の出隅形状にそれぞれ対応した形状で密接し、それぞれの部材との間に隙間を生じさせないようになっている。
【００２７】
このようにして、コーナー部３７にコーナー用カバーシール材１１が固着されたセグメント３１は、図８に示すように、コーナー部３７同士と、直線部３９とがＴ字状の目地となって結合される。従って、コーナー用カバーシール材１１を固着したセグメント３１のコーナー部３７は、コーナー用カバーシール材１１の外面２１の中央部２５同士が密接する。この中央部２５の出隅部１７は角状に形成されているので、コーナー部３７同士と、直線部３９とによるＴ字状の目地には、隙間が生じることがない。
【００２８】
なお、図８及び図５は、フランジ３３同士が完全に結合される前の途中過程を示す。従って、帯状シール材３５及びコーナー用カバーシール材１１は、フランジ３３同士のボルトなどによる締結結合に伴って、対向する帯状シールー材３５，３５同士が密着状態となり、コーナー用カバーシール材１１の中央部２５の外面２１が、翼片２７の外面２１と略同一面となる程度まで圧縮変形される。
【００２９】
このように、上述のコーナー用カバーシール材１１によれば、出隅部１７の全てを角状に形成するとともに、入隅部１９の幅方向中央１９ａを曲面に形成する一方、入隅部１９の両側縁１９ｂを角状に形成し、かつ入隅部１９の中央１９ａを帯状シール材３５の幅より大きく形成したので、中央１９ａで帯状シール材３５を覆い、翼片２７を外側面３３ａに直接固着することで、各部材のコーナー形状に合わせて隙間を封じ、コーナー部３７同士の目地部を隙間なく密接することができる。
【００３０】
そして、中央１９ａを少なくとも帯状シール材３５の幅長より幅広に形成することにより、翼片２７をセグメント３１に直接固着することができ、帯状シール材３５の幅長と略同等の幅で形成される従来のコーナーシール材に比べて、接着面積を大きく確保することができる。この結果、取付け強度を高めて、脱落を防止でき、再取付け等による施工性の低下を防止することができる。
【００３１】
また、コーナー部３７への密接面積が従来のコーナーシール材に比べて拡大し、しかも、帯状シール材３５とセグメント３１との段部４０（図５参照）を翼片２７によって覆うことができるので、固着時の位置ずれによっても密接面積が減少することがなく、高い止水性を得ることができる。
【００３２】
さらに、コーナー用カバーシール材１１の材質を、加硫ゴム、又は熱可塑性エラストマー等とすることで、組立時の圧縮により反発弾性力を発揮させ、止水性を高めることができる。
また、コーナー用カバーシール材１１に、水膨張性を持たせることで、吸水膨張を発生させ、これによっても止水性を高めることができる。
【００３３】
なお、上述の実施の形態では、セグメント３１の平坦な外側面３３ａに、帯状シール材３５が固着される場合を例に説明したが、本発明に係るコーナー用カバーシール材１１を用いたシール構造は、図９に示すように、外側面３３ａに凹溝４１を形成し、この凹溝４１内に帯状シール材３５を固着し、この凹溝４１及び帯状シール材３５を覆うようにして、翼片２７をセグメント３１に直接固着して、コーナー用カバーシール材１１をコーナー部３７に固着するものであってもよい。
【００３４】
また、上述の実施の形態では、コーナー用カバーシール材１１の内面２３に粘着層を設ける場合を例に説明したが、本発明に係るコーナー用カバーシール材は、現場にて接着剤等を塗布して固着させるものであってもよい。
【００３５】
さらに、上述の実施の形態では、帯状シール材３５をセグメント３１の４面全周に回し貼りして、各コーナー部３７にコーナー用カバーシール材１１を固着した例について述べたが、この回し貼りは、セグメント３１の外側面の２面に貼るＬ字貼り、３面に貼るコ字状貼りが含まれる。この場合、Ｌ字貼りやコ字状貼りでは、帯状シール材３５の両端部をセグメント３１のコーナー部３７を覆うように貼る。すなわち、Ｌ字貼りでは３ヵ所のコーナー部３７にコーナー用カバーシール材１１を固着し、コ字状貼りでは４ヵ所のコーナー部３７にコーナー用カバーシール材１１を固着する。
【００３６】
【実施例】
次に、上述したコーナー用カバーシール材を実際に製作し、そのコーナー用カバーシール材を用いて結合したセグメントコーナー部と、このコーナー用カバーシール材を用いずに結合したセグメントコーナー部との耐水圧を測定した結果を説明する。
【００３７】
〔実験条件〕
１．セグメント
セグメントは、図１０に示した直交面５１ａ，５１ｂがコーナー部５３で出会う一対のフランジ５５，５５と、平板状のフランジ５７とを用いた。
２．帯状シール材
・形状  厚さ５ｍｍ、幅２０ｍｍ
・材質  熱可塑性エラストマー
３．コーナー用カバーシール材
・形状  厚さ１ｍｍ、幅７２ｍｍ、長さ３０×３０ｍｍ
・材質  熱可塑性エラストマー
【００３８】
なお、各フランジ５５，５５，５７には、帯状シール材の取り付けられる溝（図示せず）が形成され、深さが３ｍｍに設定され、また帯状シール材を取り付けて各フランジ５５，５５，５７を組み付けた状態での目開きが２ｍｍとされる。
【００３９】
〔実験方法〕
環状の帯状シール材５９を、各フランジ５５，５５の溝に取り付け、各フランジ５５，５５のコーナー部５３で折曲して、直交面５１ａ，５１ｂに固着し、それぞれのコーナー部５３にコーナー用カバーシール材６１を固着した。フランジ５５，５５の帯状シール材５９に対応する形状で、平板状のフランジ５７に、環状の帯状シール材５９を固着し、これら、フランジ５５，５５のコーナー部同士と、フランジ５７との結合部の耐水圧を測定した。また、同様の構造で、コーナー用カバーシール材６１を用いない場合の耐水圧を比較例として測定した。
【００４０】
〔測定結果〕
１．コーナー用カバーシール材６１を用いた場合の耐水圧
１２ｋｇｆ／ｃｍ2 
２．コーナー用カバーシール材６１を用いない場合の耐水圧
１ｋｇｆ／ｃｍ2 
であった。
このことから、コーナー用カバーシール材６１は、フランジ５５，５５のコーナー部同士と、フランジ５７との結合部において、耐水圧を高める上で十分に効果を奏するものであることが知見された。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１のコーナー用カバーシール材は、出隅部の全てを角状に形成し、入隅部の幅方向中央を曲面に形成するとともに、この入隅部の幅方向両側縁部を角状に形成し、かつ入隅部の幅方向中央を帯状シール材の幅長以上に幅広に形成した。これにより、セグメントに回し貼りされた帯状シール材のコーナー形状に合わせて隙間を封じ、コーナー部同士の目地部を隙間なく密接することができる。
【００４２】
また、入隅部の幅方向中央部分を少なくとも帯状シール材の幅長より幅広に形成したので、中央を挟む両片をセグメントに直接固着することができ、接着面積を大きく確保することができる。この結果、取付け強度を高めて、脱落を防止でき、再取付け等による施工性の低下を防止することができる。
【００４３】
さらに、コーナー部への密接面積が拡大し、帯状シール材とセグメントとの段部も覆うことができるので、固着時の位置ずれによっても密接面積が減少することがなく、高い止水性を得ることができる。
【００４４】
また、本発明に係る請求項２のコーナー用カバーシール材は、二片の入隅側の内面を、入隅部の幅方向中央部分に相当する幅で、弾性帯状シール材の略厚み分凹ませたので、この凹み内に帯状シール材を収容して、セグメントのコーナー部を、外側面と帯状シール材との表面に沿って覆うことができ、外側面と帯状シール材との段差により生じる隙間を小さくすることができる。
【００４５】
さらに、本発明に係る請求項３のコーナー用カバーシール材は、水膨張性を有する素材よりなることから、良好な止水性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコーナー用カバーシール材の斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】本発明に係るコーナー用カバーシール材を用いたシール構造の分解斜視図
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図
【図６】図４のＤ−Ｄ断面図
【図７】図４のＥ−Ｅ断面図
【図８】コーナー用カバーシール材を用いて結合したセグメントコーナー部の正面図
【図９】本発明に係るコーナー用カバーシール材を用いたシール構造の変形例を示す断面図
【図１０】本発明に係るコーナー用カバーシール材を用いたシール構造の実験方法を説明するフランジの結合前の分解斜視図
【図１１】従来のコーナーシール材が取り付けられるセグメントの斜視図
【図１２】従来のコーナーシール材が取り付けられていない状態のセグメントを示す正面図
【図１３】従来のコーナーシール材の取り付け方を示す斜視図
【図１４】従来のコーナーシール材が取り付けられた状態のセグメントを示す正面図
【符号の説明】
１１…コーナー用カバーシール材
１３，１５…二片
１７…出隅部
１９…入隅部
１９ａ…中央
３１…セグメント
３３ａ…外側面
３５…帯状シール材
３７…コーナー部
【図１】
0004066534.tif 000002
【図２】
0004066534.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004066534.tif 000007
【図７】
0004066534.tif 000008
【図８】
0004066534.tif 000009
【図９】
0004066534.tif 000010
【図１０】
0004066534.tif 000011
【図１１】
0004066534.tif 000012
【図１２】
0004066534.tif 000013
【図１３】
0004066534.tif 000014
【図１４】
0004066534.tif 000015