(54)【考案の名称】立坑の止水装置

(73)【実用新案権者】トーヨー産業株式会社

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図2

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は簡単な構造で以って高い止水性能を発揮できる立坑の止水装置に係るものである。

【従来の技術】

【0002】
到達坑に到達したシールド掘削機と開口部との間から水や土砂等の噴出を防止する止水装置手段が特許文献1,2により開示されている。
【0003】
特許文献1に記載された止水装置は、円環状のエントランスゴムと、エントランスゴムの自由端部外側縁に巻着したワイヤーと、エントランスゴムの内側縁に巻着した止水用エアーチューブとを具備し、シールド掘進機が到達坑の鏡部を通過するときに、ワイヤーを緊締してエントランスゴムをシールド掘進機の外周に圧締したのち、止水用エアーチューブに空気を圧入してエントランスゴムとシールド掘進機の外周との間をシールする構造になっている。
【0004】
特許文献2に記載された止水装置は、到達坑の内壁面にエントランス室を有したエントランス装置と、エントランス室内に膨張自在に設けたシール部材とを具備し、エントランス室内を所定の圧力に加圧した状態でシールド掘削機をエントランス室内に到達させた後、シール部材を膨張させてエントランス室とシールド掘削機との間に充填したモルタルによりシールする構造になっている。
【0005】

【効果】

【0009】
本考案はつぎの効果を奏する。
<1>少なくとも反力筒とリングチューブの二つの部材で構成するので、止水装置の構造を簡略化できてコストの大幅な削減が図れる。
<2>リングチューブの膨張力をシールド掘進機の本体外周面、又はエントランスパッキンの自由端部へ伝達できるので、大深度でシールド掘進機の引き出しを行う場合にも高いシール性能を発揮できる。
<3>止水装置がエントランスパッキンを具備している場合は、リングチューブがシールド掘進機に直接触れないので、シールド掘進機の掘進中にリングチューブが土砂と摩擦して損傷したり摩耗したりすることがなく、良好なシール性能を維持できる
<4>リングチューブを構成する保護シートの重合余長部にストッパリングを収容して、反力筒に固着したことで、重合余長部の抜け出しを確実に防止することができる。
<5>リングチューブを複数に分割した円弧状のチューブ体によって構成した場合には、複数に分割した各チューブ体の膨張力を個別に調整できる。
したがって、現場の状況に応じてシール力を部分的に最適な圧力に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本考案の実施例1に係る止水装置のモデル図
【図2】図1の要部の拡大図
【図3】本考案の実施例2に係る止水装置のモデル図
【図4】本考案の実施例4に係る止水装置のモデル図

【0011】
以下、図面を参照しながら本考案の実施の形態について説明する。
【0012】
(1)止水装置の概要
図1〜図3に到達坑20に適用した本考案に係る止水装置10の一例を示す。
図1はシールド掘進機Sで掘進した到達坑20側の壁材21の鏡部を示し、図2は図1の要部の拡大図を示したものである。
シールド掘進機Sは図1の図面右方から左方の到達坑20へ向けて掘進する。
【0013】
本考案の止水装置10は、リング状を呈するゴム製のエントランスパッキン30と、このエントランスパッキン30の片側に配置された反力筒40と、反力筒40の内周に膨張自在に付設されたリングチューブ50とを備えている。
【0014】
尚、シールド掘進機Sの進入前のエントランスパッキン30とリングチューブ50をそれぞれ図1の二点鎖線で示す。
【0015】
また本例では、止水装置10を到達坑20に面した壁材21の鏡部に埋設した形態を示すが、止水装置10を埋設せずに壁材21の表面に突設してもよい。
【0016】
(2)エントランスパッキン
エントランスパッキン30は環状のゴム平板からなり、その内端径はシールド掘進機Sの掘削径よりも小さく、その外端径はシールド掘進機Sの掘削径よりも大きい。
エントランスパッキン30の基端部はリンク状を呈する一対の挟持板31,31とボルト32、ナット33を介して挟着されている。
【0017】
(3)反力筒
反力筒40はシールド掘進機Sの外径より大径の筒体で、両端を開放した鋼管で構成されている。
反力筒40はエントランスパッキン30に対して到達坑20側に設置してあって、リングチューブ50の膨張圧力を支持するために機能する。
【0018】
(4)リングチューブ
図2に拡大して示すように、リングチューブ50はエントランスパッキン30に加圧力を加えるための膨張体で、チューブ本体51と、チューブ本体51に外装した保護シート52とよりなる。
【0019】
(4.1)チューブ本体
チューブ本体51はリング状を呈する中空チューブであり、その一部に注入口53を設けている。注入口53には圧縮空気等の気体や水等の流体を注入するための配管60が接続してある。
また必要に応じてチューブ本体51の一部に排出口を設ける場合もある。
【0020】
チューブ本体51を反力筒40に固定するには、反力筒40の内側に配置したチューブ本体51の注入口53を反力筒40の透孔41に挿通し、反力筒40の外面側に露出した注入口53のねじ部にナット54を螺着することで固着できる。
【0021】
チューブ本体51は収縮状態で反力筒40に取付けられ、シールド掘進機Sが壁材21を貫通するときに膨張する。
【0022】
(4.2)保護シート
保護シート52はチューブ本体51を保護するとともに、チューブ本体51を取付けるために機能する超高強度、高弾性率を有する繊維シートであれば使用可能である。
保護シート52はチューブ本体51の円周長より長く、チューブ本体51の全周を被覆する長さに加えてその他に重合余長部55を形成するだけのシート幅を有する。
保護シート52はチューブ本体51に外装しただけでもよいが、チューブ本体51の外周面に点在させた接着剤を介して付着するとリングチューブ50の取り扱いに便利である。
【0023】
(5)リングチューブの固定構造
本考案ではシール時にチューブ本体51の滑動を防止するため、保護シート52とリング状のストッパリング11を利用してチューブ本体51を反力筒40に付設するものである。
【0024】
具体的にリングチューブ50の固定構造について説明する。
チューブ本体51の全周を被覆して余った保護シート52の両端を多重に重ね合わせて袋状の重合余長部55を形成する。
この重合余長部55の内側に中間板12を配置し、袋状に押し返した重合余長部55の端部にストッパリング11を収容する。
【0025】
ストッパリング11はワイヤー等の可撓性を有するロープ材を使用でき、その径は中間板12の板厚よりも大きい。
ストッパリング11に可撓性を有するロープ材を使用するのは、リングチューブ50を折り畳み式にするためである。
【0026】
余長部53を反力筒40の内周面に配置し、その内側からリング状の挟持板13を配置する。
このとき、反力筒40及び挟持板17の右端外方にストッパリング11を収容した重合余長部55の端部を位置させることが肝要である。
【0027】
最後に、挟持板12、重合余長部55、中間板12及び反力筒40にボルト14を挿通し、ナット15を締付けることで重合余長部55を反力筒40の内面に固定できる。
【0028】
[シール作用]
つぎにシールド掘進機Sが壁材21の鏡部を掘進して到達坑20内に到達する際における、止水装置10の作用について説明する。
【0029】
(1)リングチューブの膨張
到達坑20の壁材21には、シールド掘進機Sの貫通位置に既述した止水装置10が設置してある。
シールド掘進機Sが止水装置10を構成するエントランスパッキン30を通過する際、流体供給手段61に接続した配管60を通じてチューブ本体51へ流体を注入してリングチューブ50を膨張させる。
リングチューブ50の膨張開始時期は、シールド掘進機Sの先端部が止水装置10を構成するエントランスパッキン30に到達する前であればよい。
【0030】
(2)エントランスパッキンの弾性変形
シールド掘進機Sが到達坑20へ向けて掘進して止水装置10を通過する際に、エントランスパッキン30の自由端部が、掘進機Sの進行方向に向けて弾性変形するとともに、弾性変形したエントランスパッキン30の自由端部がシールド掘進機Sの本体外周面に摺接する。
【0031】
(3)エントランスパッキンの高圧シール
リングチューブ50の膨張力は反力筒40で支持される。
そのため、リングチューブ50の膨張反力は、弾性変形したエントランスパッキン30の自由端部に作用する。
その結果、エントランスパッキン30の自由端部がシールド掘進機Sの本体外周面に圧接されて、到達坑20内への止水が確保される。
【0032】
エントランスパッキン30の自由端部がシールド掘進機Sの本体外周面に圧接する圧力は、リングチューブ50の膨張反力に比例するから、大深度でシールド掘進機Sの引き出しを行う場合にも高いシール性能を発揮できる。
またリングチューブ50はシールド掘進機Sに直接触れないので、シールド掘進機Sの掘進中にリングチューブ50が土砂と摩擦して損傷したり摩耗したりすることがなく、良好なシール性能を維持できる。
【0033】
(4)保護シートの抜け出し規制
リングチューブ50を構成するチューブ本体51の膨張に伴い、挟持板13で挟持した保護シート52の重合余長部55に抜け出し力が作用する。
本考案では、重合余長部55の端部にストッパリング11を収容し、膨出させた重合余長部55の端部が、挟持板17の右端外方に当接するように構成している。
そのため、チューブ本体51が膨張しても、重合余長部55の端部が挟持板17の端部に当接して支持されるため、重合余長部55の抜け出しを確実に防止できる。
【0034】
本考案がエントランスパッキン30とリングチューブ50の組合せを採用したのは、リングチューブ50の膨張圧力を高めるためである。
一般に特許文献2に記載のシール部材はその膨張力を高めると、流体が漏出する問題と、シール部材の固定部が剥がれるといった問題がおきる。
そのため、従来のシール材は10kgf/cm2までの膨張圧力が限界とされていたが、本考案ではこれ以上の高圧でリングチューブ50の膨張が可能である。
【0035】
(5)シール径の調整
本考案の止水装置10はシールド掘進機Sだけでなく、シールド掘進機Sより小径のセグメントトンネル(図示を省略)に対してもシール可能である。
すなわち止水装置10は、リングチューブ50の膨張圧力を変更することで、エントランスパッキン30に圧接する内径を調整できる。
したがって、リングチューブ50の膨張圧力を高めて内径を小さくすれば、セグメントトンネルの外周面に圧接できるから、セグメントトンネルに対して同様に高いシール性能を発揮できる。
【0036】
以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例1と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0037】
図3は他のエントランスパッキン30に適用した実施例2に係る止水装置10を示すものである。
本例のエントランスパッキン30は反力筒40とリンク状の挟持板31の間に挾持される基部30aと、シールド掘進機Sの進行方向に向けてテーパ状に傾斜した傾斜部30bと、反力筒40と略平行に形成した水平部30cとを有し、これらを一体に形成した公知のパッキンである。
本実施例におけるリングチューブ50の構造やその固定構造は既述した実施例1と同様である。
本実施例にあっては、リングチューブ50の膨張圧力がエントランスパッキン30の水平部30cに作用することになる。
【0038】
図2,3に示した実施例においては、エントランスパッキン30を押圧するために反力筒40の内周に付設したリングチューブ50が無端構造のチューブである場合について説明したが、リングチューブ50を複数に分割し、複数に分割した円弧状のチューブ体によってエントランスパッキン30を部分的に押圧するように構成してもよい。
【0039】
複数に分割した各チューブ体に対しては注入口53と配管60を設けて個別に流体の注入を行う。
本実施例にあっては、複数に分割した各チューブ体の膨張力を個別に調整できるから、現場の状況に応じてシール力を部分的に最適な圧力に調整することができる。
【0040】
図4はエントランスパッキン30を省略した実施例4に係る止水装置10を示すものである。本実施例では反力筒40とリングチューブ50とにより止水装置10を構成し、リングチューブ50が直接シールド掘進機Sの本体外周面に当接する。
リングチューブ50は先の実施例1と同様にチューブ本体51と、チューブ本体51に外装した保護シート52とで構成されていて、シールド掘進機Sの本体外周面に当接してシールする。
【0041】
本実施例にあっては、リングチューブ50の外周面を超高強度、耐摩耗性を有する素材の保護シート52で被覆して保護しているので、シールド掘進機Sとの摺動によりリングチューブ50の損傷や摩耗の心配がないうえに、リングチューブ50の可撓性によりシールド掘進機Sの本体外周全面に密着できるので、エントランスパッキン30を省略しても、良好なシール性能を発揮することができる。
【0042】
止水装置10の適用は到達坑20に限定されるものではなく、発進坑に適用してもよい。
【0043】
10 止水装置
11 ストッパリング
20 到達坑
30 エントランスパッキン
40 反力筒
50 リングチューブ
51 チューブ本体
52 補強シート
55 重合余長部

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で以って高い止水性能が得られる立坑の止水装置を提供すること。【解決手段】シールド掘進機の本体外周面と摺接可能なリング状を呈するエントランスパッキンと、このエントランスパッキンを片側に配置した反力筒と、反力筒の内周に膨張自在に付設したリングチューブとを備え、前記リングチューブがチューブ本体と、チューブ本体に外装した保護シートとよりなり、前記保護シートの両端を重ね合わせて重合余長部を形成し、前記重合余長部の端部にストッパリングを収容し、前記重合余長部を挟持して反力筒に固着した。


【パテントレビュー】

あなたの意見を伝えましょう:


【インターネット特許番号リンク】

インターネット上にあるこの特許番号にリンクします(発見しだい自動作成):