(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管もしくは穿設孔に挿入して使用する止水用閉塞栓において、全体に螺子山が螺刻されている主軸の一端付近に固定用ナットと締付ナットとが螺合され、これらナット間に、一対の円盤状保持板にて挟持された円筒状水膨張性部材が設置され、前記締付ナットを締付けて該円筒状水膨張性部材を前記一対の円盤状保持板間で圧縮することにより該円筒状水膨張性部材の円筒側面が、止水すべき管もしくは穿設孔の内壁に密着する第１閉塞部と、前記主軸の他端付近に設置された円盤状水膨張性部材を円盤状保持板を介して前記主軸に螺合された締付ナットを締付けることにより前記円盤状水膨張性部材を、止水すべき管もしくは穿設孔の開口縁部に圧接する第２閉塞部とを、前記主軸に沿って夫々移動自在に設置したことを特徴とする止水用閉塞栓。
【請求項２】
前記円筒状水膨張性部材の円筒側面に多数の凸部が設けられている請求項１記載の止水用閉塞栓。
【請求項３】
前記円盤状水膨張性部材の、止水すべき管もしくは穿設孔の開口縁部に圧接される部分がテーパー状になっている請求項１または２記載の止水用閉塞栓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管もしくは穿設孔に挿入して使用する止水用閉塞栓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導水管もしくはトンネル等の内壁に穿設された孔を、止水を目的として閉塞しなければならない場合がある。例えば、シールドトンネルの一次履工としてのシールセグメントにおいては、裏込材を注入するために該シールセグメントに孔を穿設して、この孔から裏込材を注入し、注入後にはこの孔を閉塞する必要がある。かかる孔はセグメントの厚みが大きい場合には管状となる場合もある。
【０００３】
従来においては、穿設された孔を閉塞するために、孔が管状である場合には管状孔の内側に雌ネジを切り、雄ネジを切った栓をすることなどが行われていた。また、最近では、円筒ゴムを締付け金具に挟持し、該締付け金具を締付けて該円筒状ゴムを圧縮することによりその円筒側面を管の内壁に密着させるゴム製止水コマが開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術は、特にシールドトンネル等において地盤からの湧水が起こることが多い場合には、いずれも止水に対する対策としては不十分であり、閉塞した孔から漏水するなどの問題があった。特に、管状孔にネジを切って閉塞したような場合には、腐食により管状孔内壁の凹凸が激しくなり、補修により再度孔を閉塞する場合には、もはや完全に止水を行うことは極めて難しかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、管もしくは穿設孔の内壁に凹凸があっても長期に亘り良好に止水することのできる止水用閉塞栓を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明は、夫々下記のとおりである。
【０００７】
（１）管もしくは穿設孔に挿入して使用する止水用閉塞栓において、全体に螺子山が螺刻されている主軸の一端付近に固定用ナットと締付ナットとが螺合され、これらナット間に、一対の円盤状保持板にて挟持された円筒状水膨張性部材が設置され、前記締付ナットを締付けて該円筒状水膨張性部材を前記一対の円盤状保持板間で圧縮することにより該円筒状水膨張性部材の円筒側面が、止水すべき管もしくは穿設孔の内壁に密着する第１閉塞部と、前記主軸の他端付近に設置された円盤状水膨張性部材を円盤状保持板を介して前記主軸に螺合された締付ナットを締付けることにより前記円盤状水膨張性部材を、止水すべき管もしくは穿設孔の開口縁部に圧接する第２閉塞部とを、前記主軸に沿って夫々移動自在に設置したことを特徴とする止水用閉塞栓である。
【０００８】
（２）前記（１）記載の止水用閉塞栓において、前記円筒状水膨張性部材の円筒側面に多数の凸部が設けられている止水用閉塞栓である。
【０００９】
（３）前記（１）または（２）記載の止水用閉塞栓において、前記円盤状水膨張性部材の、止水すべき管もしくは穿設孔の開口縁部に圧接される部分がテーパー状になっている止水用閉塞栓である。
【００１３】
本発明の止水用閉塞栓は、止水すべき管もしくは穿設孔の内壁に円筒状水膨張性部材を密着させ、さらに前記円筒状水膨張性部材が吸水し膨脹することで、その密着性をより高めることで、従来の止水具では到底実現することのできなかった良好な止水を可能にした。従って、水量が多く、しかも管もしくは穿設孔の内壁に凹凸があっても長期に亘り良好に止水することができる。特に、本発明における前記（１）、（２）または（３）記載の止水用閉塞栓は、管もしくはシールセグメントの厚さの大きい穿設孔に適している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に使用することのできる水膨張性部材料について具体的に説明する。
かかる水膨張性部材料としては、例えば水膨張性ポリウレタン樹脂、水膨張性ポリアクリル酸ソーダ、水膨張性ポリスルホン酸ソーダ、水膨張性ポリビニルアルコールなどの水膨張性樹脂、あるいはこれら水膨張性樹脂と、非水膨張性の樹脂類、例えば天然ゴム、合成ゴム、もしくは再生ゴム等のゴム類、塩化ビニル樹脂類、エチレン−酢酸ビニル共重合体類を混練して得られるもの等を挙げることができ、好ましくは水膨張性樹脂と非水膨張性樹脂の混練物がよい。
【００１５】
前記水膨張性樹脂として特に好ましいのは水膨張性ウレタン樹脂であり、とりわけ以下に述べる水膨張性ポリウレタン樹脂を使用することが好ましい。
この水膨張性ポリウレタン樹脂は、一般式、
Ｒ［（ＯＲ’）ｎ］ｐ
［式中、Ｒは多価アルコール残基、（ＯＲ’）はオキシエチレン基と炭素原子数３〜４のアルキレン基とからなるポリオキシアルキレン鎖（但し、オキシエチレン基の割合は（ＯＲ’）全体の２０〜１００重量％を占める）、ｎはオキシアルキレン基の重合度を示す数で、水酸基当量が２００〜２５００となるに相当する数、ｐは２〜８、好ましくは２〜４の数］
で示されるポリエーテルポリオールの一種または二種以上の混合物と、ポリイソシアネートとを反応せしめて得られる末端ＮＣＯ含量１〜１２％、好ましくは２〜７重量％の末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと、架橋剤として、一分子当たり２〜６個の活性水素を有し、且つ活性水素基当たりの平均分子量が３０〜１５０００であるポリオール、ポリアミンまたはそれらの混合物と反応することによって得ることができる。
【００１６】
前記多価アルコールとしては、例えば、二価アルコール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等）、三価アルコール（例えば、グリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールプロパン等）、四価アルコール（例えば、エリトリット、ペンタエリトリット、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，３，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール等）、五価アルコール（例えば、アドニット、アラビット、キシリット等）、六価アルコール（例えばソルビット、マンニット、イジット等）等を例示することができる。
【００１７】
また、前記一般式で示されるポリエーテルポリオールは、かかる多価アルコールに常法によりエチレンオキサイドと炭素原子数３〜４のアルキレンオキサイドを所望の分子量となるように且つエチレンオキサイド基含量が所望の含量となるように付加せしめることによって製造することができる。また、エチレンオキサイドと炭素原子数３〜４のアルキレンオキサイドとはランダム状でもブロック状に付加してもよい。また、前記ポリエーテルポリオール中のオキシエチレン基の重量割合は２０〜１００重量％がよく、２０重量％未満では水膨張性が不十分となることがあるので好ましくない。
【００１８】
ポリイソシアネートとしては任意のもの、例えば、１，４−ブタンジイソシアネート、１，６−ヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、１，５−ビス−イソシアネート−１，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス−（イソシアナトメチル）−ベンゼン及びメチルシクロヘキサンジイソシアネート等を使用することができる。脂肪酸トリイソシアネートは部分的に併用しうる。芳香族ポリイソシアネートも使用することができ、任意の芳香族ジイソシアネート、例えば、２，４−または２，６−トリレンジイソシアネートまたはそれらの混合物、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジイソシアネート、ｍ−またはｐ−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート及びそれらの異性体を例示することができる。
【００１９】
また、カルボジイミド基、ウレトジオン基、ウレタン基、ウレトイミン基、ビウレット基またはイソシアヌレート環を含有する芳香族ポリイソシアネートも使用することができる。
【００２０】
前記架橋剤としては、一分子当たり２〜６個の活性水素を有し、且つ活性水素基当たりの平均分子量が３０〜１５０００であるポリオール、ポリアミンまたはそれらの混合物であって、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の低分子量ジ又はトリオール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体等のポリアルキレングリコール、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドのごときアルキレンオキサイドとグリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオールのごとき低分子量トリオール又はペンタエリスリトールのごとき低分子量テトラオール又はソルビトールのごとき低分子量ヘキサオールとの重合物、エチレンジアミン、４，４’−メチレンビス−１−クロロアニリン等のポリアミン又はそれらと前記アルキレンオキサイドとの重合物などを例示することができる。
【００２１】
前記水膨張性樹脂と非水膨張性樹脂との混練は樹脂同士混練してもよいし、前記水膨張性樹脂の硬化時に前記非水膨張性樹脂類を混合して、硬化と混練を同時に行ってもよい。
【００２２】
本発明においては、前記水膨張性部材以外の締付け金具等の構成部材の材質は特に制限されるべきものではないが、耐久性等の見地からステンレス鋼等とすることが好ましい。
【００２３】
次に、上述の水膨張性部材が円筒形態にて締付け金具に挟持された本発明の止水用閉塞栓の好適例について以下に具体的に説明する。
本発明の好適例を図１〜３に基づき説明する。
図１に示す止水用閉塞栓は、管もしくはシールセグメントの厚さの大きい穿設孔への適用に適しており、第１閉塞部６と第２閉塞部１０と、さらにそれらの間に封入されるセメントとで止水を完全なものとする。
【００２４】
第１閉塞部６では、全体に螺子山が螺刻されている主軸１の一端付近に固定用ナット２と締付ナット５とが螺合され、これらナット２、５間に、一対の円盤状保持板４にて挟持された円筒状水膨張性部材３が設置されている。一対の円盤状保持板４は、必ずしも固定用ナット２で固定する必要はなく、例えば外側の円盤状保持板４を主軸１の端部に固着させてもよい。
【００２５】
止水すべき穿設孔の内側に雌ネジを切った跡があるような場合には、円筒状水膨張性部材３の円筒側面に多数の凸部が設けられていることが好ましい。かかる凸部が雌ネジの溝を埋め、溝に沿っての水漏れを良好に防ぐことができるからでる。円筒状水膨張性部材３の長手方向の長さや断面直径は止水すべき穿設孔の深さおよび直径に応じて適宜選定すればよい。
【００２６】
第１閉塞部６では、締付ナット５を締付けて円筒状水膨張性部材３を一対の円盤状保持板４間で圧縮することにより該円筒状水膨張性部材３の円筒側面が、止水すべき管もしくは穿設孔の内壁に密着し、さらに円筒状水膨張性部材３が吸水して膨脹すると、さらにその密着性が高まることになる。
【００２７】
次に、第２閉塞部１０は、主軸１の他端付近に円盤状水膨張性部材７が設置され、その外側に円盤状保持板８を介して締付ナット９が螺合されている。この締付ナット９を締付けることにより、円盤状水膨張性部材７は、止水すべき管もしくは穿設孔の開口縁部に圧接される。円盤状水膨張性部材７は、止水すべき管もしくは穿設孔の開口縁部に圧接される部分がテーパー状になっていることが好ましい。
【００２８】
第１閉塞部６と第２閉塞部１０とは、前記主軸１に沿って夫々移動自在に設置することができるため、例えば、シールドセグメントとの厚さに応じて適宜両者間の距離を設定することができる。
【００２９】
本発明の第１の好適例の閉塞栓を実際にシールセグメントの穿設孔に装着する場合について図２および図３に基づき説明する。
まず、図２の（ａ）に示すように、第２閉塞部１０を取り外した第１閉塞部６のみの閉塞栓を、第２閉塞部１０が後に取付け可能な範囲で孔の奥に挿入し、しかる後、（ｂ）に示すように、締付ナット５を締付具（図示せず）で締付けて円筒状水膨張性部材３を一対の円盤状保持板４間で圧縮する。これにより円筒状水膨張性部材３の円筒側面を孔の内壁に密着させることができる。次いで、（ｃ）に示すように、第２閉塞部１０が取付け可能な範囲で孔に特殊セメントを封入する。かかる特殊セメントとしては、例えば、デンカクイックカプセル（旭電化工業（株）製）の膨張セメントを用いることができる。
【００３０】
次いで、図３の（ａ）に示すように、第２閉塞部１０を取付け、次いで、（ｂ）に示すように、締付ナット９を締付けることにより、テーパー状円盤状水膨張性部材７が孔の開口縁部に２方向（図中の矢印方向）に圧接され、一方向の場合に比し止水性を高めることができる。
【００３１】
この好適例の発明は、シールセグメントの厚さの大きい、例えば地下鉄のトンネルの直線部分の内壁におけるコンクリート製のシールセグメントに穿設された裏込材の注入孔を閉塞するために使用するのに、特に適している。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の止水用閉塞栓は、止水すべき管もしくは穿設孔の内壁に円筒状水膨張性部材が密着し、さらに前記円筒状水膨張性部材が吸水し膨脹することで、その密着性がより高まるので、従来の止水具に比し優れた止水性を有している。従って、水量が多く、しかも管もしくは穿設孔の内壁に凹凸があっても長期に亘り良好に止水することができる。
また、本発明の止水用閉塞栓の円筒状水膨張性部材の筒側面に多数の凸部を設けると、孔の内側に雌ネジを切った跡があるような場合に、より効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１好適例の止水用閉塞栓の斜視図である。
【図２】  前記止水用閉鎖栓の孔への装着の様子を示す説明図である。
【図３】  前記止水用閉鎖栓の孔への装着の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１  主軸
２  固定用ナット
３  円筒状水膨張性部材
４  円盤状保持板
５  締付ナット
６  第１閉塞部
７  円盤状水膨張性部材
８  円盤状保持板
９  締付ナット
１０  第２閉塞部
【図１】
0003816161.tif 000002
【図２】
0003816161.tif 000003
【図３】
0003816161.tif 000004