シールドトンネルによる地下水の流動阻害を防止する構造、覆工体及びシールドトンネル

【課題】マッドケーキ層を除去可能で、地下水の流動阻害を防止することができる流動阻害構造を提供する。
【解決手段】地下水の流動阻害を防止する構造１は、シールドトンネル３の内周部に敷設された覆工体５と、この覆工体５を貫通するように設けられた開口部７と、開口部７内に設けられ、該開口部７に挿脱可能な通水手段９と、通水手段９の固液分離体１９を洗浄するための洗浄装置１１とを備える。通水手段９は、開口部７内に、通水手段９の内周面が裏込め材１３よりも突出するようにボルト・ナット１５にて取り付けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下構造物を構築することにより生じる地下水の流動阻害の防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤の透水層内にシールドトンネルを掘削すると、シールドトンネルの内周とシールドトンネルの内周部に敷設される覆工体との間に形成されるテールボイド部に不透水性の裏込め材が充填されるので、地下水の流動を阻害してしまい、下流側の地下水位が低下して地盤沈下や井戸枯れが生じてしまう。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、図１９に示すように、シールドトンネル３の内周と覆工体５との間に形成されるテールボイド部に、透水性を有する裏込め材１３を充填して、この裏込め材１３内に地下水を通過させることにより上流側の地下水を下流側に流す方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２８０８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したテールボイド部に透水性を有する裏込め材１３を充填する方法では、トンネル掘削時に生じる微細な泥や切羽の安定化のために使用するベントナイト等によりシールドトンネル３の内周面に不透水性のマッドケーキ層４３が形成され、このマッドケーキ層４３が裏込め材１３の外周を覆っているために、地下水がマッドケーキ層４３を通過できず、裏込め材１３内に地下水が供給されないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、マッドケーキ層を除去可能で、地下水の流動阻害を防止することができる流動阻害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】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の地下水の流動阻害を防止する構造は、シールドトンネルによる地下水の流動阻害を防止する構造であって、前記シールドトンネルの内周に敷設された覆工体と該覆工体を囲うように充填される裏込め材とを貫通するように設置され、前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水して前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための通水手段を備えることを特徴とする（第１の発明）。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、通水手段が覆工体及び裏込め材を貫通するように設置されているので、通水手段を介して地下水をシールドトンネル内に取水又はシールドトンネル内から地盤へ放水することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記通水手段は、前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水するための取水部と、前記取水部で取水した地下水を前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための放水部と、前記取水部で取水した地下水を前記放水部に通水するための通水管とを備えることを特徴とする。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、通水手段は取水部、放水部、通水管とから構成されるので、それぞれを小型化することができ、シールドトンネル内での設置が容易となる。
【０００８】
第３の発明は、第２の発明において、前記取水部及び前記放水部は、前記覆工体を貫通するように設けられた開口部内に挿入されていることを特徴とする。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、取水部及び放水部は開口部内に挿入して設置されるので、取水部及び放水部が所望の長さだけ覆工体から突出するように覆工体に取り付けることが可能となる。
【０００９】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記取水部及び前記放水部は、地盤内の土砂を捕捉し、水を通過させる固液分離体を備えることを特徴とする。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、土砂等を含まない地下水のみを取水し、所定の場所へ通水することが可能となる。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、前記取水部及び前記放水部は、前記取水部及び前記放水部を洗浄する水を前記取水部及び前記放水部へ送水するための洗浄管と、洗浄後の水を前記取水部及び前記放水部より排出するための排水管とを更に備えることを特徴とする。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、取水部及び放水部が目詰まりしても洗浄し、洗浄後の泥水を排水することが可能となる。
【００１１】
第６の発明は、第２の発明において、前記通水管が、前記取水部及び前記放水部を洗浄する水を前記取水部及び前記放水部へ送水するための洗浄管として兼用されることを特徴とする。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、通水管を洗浄管として兼用するので材料費を削減できる。
【００１２】
第７の発明は、第４の発明において、前記固液分離体は、地盤の土圧を支持しつつ、地下水を通すための孔を有する多孔板と、前記多孔板を通過した土砂等を含む地下水の土砂等を捕捉して地下水のみを通すスクリーンとから構成されることを特徴とする。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、固液分離体は多孔板とスクリーンとを備えるので、地盤の土圧を支持しつつ、地下水のみを通過させることが可能となる。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明において、前記多孔板の孔径は、前記取水部及び前記放水部の洗浄後の水を排出するための排水管の径よりも小さいことを特徴とする。
本発明による地下水の流動阻害を防止する構造によれば、多孔板の孔径は、排水管の径よりも小さいので、取水部及び放水部を洗浄する際に、取水部及び放水部内に溜まった土砂等を排水管より排出することが可能である。
【００１４】
第９の発明の覆工体は、シールドトンネル内に敷設される覆工体であって、前記覆工体を貫通するように開口された開口部と、前記開口部内に挿入され、前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水して前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための通水手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第１０の発明のシールドトンネルは、シールドトンネル内に敷設された覆工体と、該覆工体と前記シールドトンネルの内周との間に充填された裏込め材とから構成されるシールドトンネルであって、前記覆工体及び前記裏込め材を貫通するように設置され、前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水して前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための通水手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の地下水の流動阻害を防止する構造を用いることにより、マッドケーキ層を除去でき、地下水の流動阻害を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る地下水の流動阻害を防止する構造の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第一実施形態に係る地下水の流動阻害を防止する構造を備えたシールドトンネルの軸方向に対して垂直な断面を示す図であり、図２は、図１のＡ矢視図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、地下水の流動阻害を防止する構造１は、シールドトンネル３の内周部に敷設された覆工体５と該覆工体５を囲うように充填される裏込め材１３とを貫通するように設置され、シールドトンネル３よりも上流側の地下水を取水してシールドトンネル３よりも下流側に放水するための通水手段９を備える。
【００２０】
覆工体５は、複数のセグメントピースをシールドトンネル３の内周面に沿って周方向及び長手方向に連結して構築される。この覆工体５とシールドトンネル３の内周面との間に形成されるテールボイド部に不透水性の裏込め材１３が充填される。本実施形態においては、覆工体５として鋼製セグメントを用いた。
【００２１】
通水手段９は、シールドトンネル３よりも上流側（図１におけるシールドトンネル３の左側）の地下水を取水するための取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃと、これら取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃで取水した地下水をシールドトンネル３よりも下流側（図１におけるシールドトンネル３の右側）に放水するための放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃと、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃで取水した地下水を放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃに通水するための通水兼洗浄管３１と、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃを洗浄するための洗浄装置１１とを備える。
【００２２】
取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃは、覆工体５を貫通するように設けられた開口部７内に取り付けられている。
【００２３】
なお、本実施形態においては、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃをシールドトンネル３の上方部、中央部及び下方部にそれぞれ設けたが、この数及び設置箇所に限定されるものではなく、シールドトンネル３の径、地下水の水位、地下水の流量等に基づいて設計により決定される。
【００２４】
図３及び図４は、それぞれ本実施形態に係る取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃの斜視図及び断面図である。また、図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００２５】
図３〜図５に示すように、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃは、開口部７内に、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃが裏込め材１３よりもシールドトンネル３の径方向外側に突出するようにボルト・ナット１５にて取り付けられている。
【００２６】
また、図示はしないが、放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃも取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃと同様に開口部７内に、放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃが裏込め材１３よりもシールドトンネル３の径方向外側に突出するように取り付けられている。
【００２７】
取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃは、地盤１７内の土砂を捕捉し、地下水を通過させる固液分離体１９と、固液分離体１９を通過した水を図４中右向きに通水するとともに、固液分離体１９を洗浄するための水を図４中左向きに送水する通水兼洗浄管３１と、洗浄後の泥水を排出するための排水管３３と、排水管３３に取り付けられた排水管用バルブ３４とから構成される。
【００２８】
固液分離体１９は、地盤１７からの土圧を支持するとともに、小石、石等の流入を防止しつつ地下水を通過させるための孔２９を有するスクリーン保護用多孔板２１と、該スクリーン保護用多孔板２１のシールドトンネル３の径方向内側に配置され、スクリーン保護用多孔板２１の孔２９を通過した土砂混じりの地下水を土砂と地下水とに分離するための箱型の固液分離スクリーン２３と、該固液分離スクリーン２３内に内包され、耐圧性及び透水性を有し、内部に空隙２７を有するコア部２５とから構成されている。
【００２９】
スクリーン保護用多孔板２１は、例えば、径３０ｍｍの孔２９を４０ｍｍ間隔で三角配置したパンチングメタル（開口換算率で５１％）を用いたが、これに限定されるものではなく、地質等に応じた径のものを用いるが、スクリーン保護用多孔板２１の孔２９の径を排水管３３の径よりも小さくすることが望ましい。
【００３０】
また、固液分離スクリーン２３は、例えば、目合い０．２ｍｍのスクリーンのアローキャッチ（製品名：東洋紡株式会社製、登録商標）を用いたが、これに限定されるものではなく、地質等に応じた目合いのものを用いる。
【００３１】
そして、コア部２５は、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃが設置された深さ位置の水圧に対して、内部に形成された空隙２７を保持できる程度の耐圧性を有する。本実施形態においては、コア部２５は、コスモジオ（製品名：東洋紡株式会社製、登録商標）を用いたが、これに限定されるものではなく、透水性及び耐圧性を有するものであれば他のものでもよい。
【００３２】
また、図示しないが、放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃも取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃと同様に、通水兼洗浄管３１と、排水管３３と、排水管用バルブ３４とから構成される。
【００３３】
図１に示すように、通水兼洗浄管３１の一端側は上流側の取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃに、他端側は下流側の放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃに接続されている。
【００３４】
また、図１及び図２に示すように、洗浄装置１１は、洗浄用の水を貯留するための貯留槽３５と、この水を取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃに供給するためのポンプ３７と、一端が送水管用バルブ３９を介して通水兼洗浄管３１に、他端がポンプ３７に接続されて、ポンプ３７から供給される水を通水兼洗浄管３１へ通水するための通水管４１とから構成されている。
【００３５】
したがって、送水管用バルブ３９を開放し、ポンプ３７を駆動させることにより、貯留槽３５内の水が送水管４１及び通水兼洗浄管３１を介して取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃに送水される。
【００３６】
貯留槽３５に貯留される水は、地上から送水管（図示しない）を介して貯留槽３５内へ送水される。なお、本実施形態においては、貯留槽３５に貯留される水を地上から送水する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃから取水された水を、一時的に送水管用バルブ３９を開放し、送水管４１を介して貯留槽３５内に流入させることにより、集水してもよい。
【００３７】
次に、上述した取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃを用いてマッドケーキ層４３を除去する方法について説明する。なお、以下の説明では、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃを用いた場合についてのみ説明するが、放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃを用いた場合にも適用することができ、実際は取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃの両方を用いてマッドケーキ層４３を除去する。
【００３８】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本実施形態に係る取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃを所定の位置に設置する方法を示す図である。
【００３９】
図６（ａ）に示すように、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃが取り付けられた覆工体５をシールドトンネル３内に敷設する。そして、図６（ｂ）に示すように、スクリーン保護用多孔板２１がシールドトンネル３の内周面に接するようにジャッキ１０で治具１２を介して取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃを外方に向かって押し出し、図６（ｃ）に示すように、スクリーン保護用多孔板２１がマッドケーキ層４３内に挿入されて、ほぼシールドトンネル３の内周面に接する位置に到達すると、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃをボルト・ナット１５で覆工体５に固定する。
【００４０】
取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃを覆工体５に固定した後、排水管用バルブ３４及び送水管用バルブ３９を開放し、ポンプ３７を駆動させることにより、送水管４１及び通水兼洗浄管３１を介して取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃに水を圧送する。圧送された水は、コア部２５、固液分離スクリーン２３、スクリーン保護用多孔板２１を通過してシールドトンネル３の内周部で、スクリーン保護用多孔板２１の外方に位置する部分（図中のＣＬで示した部分）のマッドケーキ層４３を除去する。このときのマッドケーキ層４３は、裏込め材１３の注入（後述する）による加圧充填を受けていないので、脱水されたり、固結されていない。したがって、圧送された水で容易に除去できる。除去されたマッドケーキを含む洗浄後の水は、排水管３３より排出され、覆工体５で囲まれた内部に設けられた排水溝に排出され、地上に設けられた排水設備にて所定の方法で処理される。
【００４１】
それから、テールボイド部に裏込め材１３を充填する（図４）。このとき、予めスクリーン保護用多孔板２１がトンネル内周面に接するように設置されているので、スクリーン保護用多孔板２１が裏込め材１３で覆われることがない。
【００４２】
次に、上述した流動阻害を防止する構造１を適用した場合の通常時における地下水の流れについて説明する。
【００４３】
図７及び図８は、それぞれ図１及び図２に本実施形態における通常時の地下水の流れを記入した図である。また、図９は、本実施形態における通常時の取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ内の地下水の流れを示す図である。
【００４４】
図７及び図８に示すように、通常時は、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃで取水された地下水は、通水兼洗浄管３１内を通過して放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃに供給され、地盤１７内に放水される。具体的には、上流側の地下水は、図９に示すように、スクリーン保護用多孔板２１の外方のマッドケーキ層４３が除去された部分ＣＬよりスクリーン保護用多孔板２１の孔２９を介して取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ内に流入する。ここで、地下水と混合している砂、土粒子は固液分離スクリーン２３の目合いの大きさに応じてこの固液分離スクリーン２３に捕捉され、その捕捉された砂、土粒子が取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃの下に沈殿し、捕捉されなかった微小径の土粒子及び地下水がコア部２５、通水兼洗浄管３１を通過する。このとき、地下水が排水管３３及び送水管４１（図１）に流入しないように排水管用バルブ３４及び送水管用バルブ３９（図１）は閉止されている。そして、下流側の放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃに到達した地下水は、コア部２５、固液分離スクリーン２３及びスクリーン保護用多孔板２１の孔２９を介して下流側のマッドケーキ層４３が除去された部分ＣＬに流入し、ここから更に、地盤１７内に放水される。
【００４５】
次に、上述した流動阻害を防止する構造１を適用した場合の取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃの洗浄方法について説明する。なお、以下の説明では、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃに適用した場合についてのみ説明するが、放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃにも適用することができる。
【００４６】
図１０及び図１１は、それぞれ図１及び図２に本実施形態における洗浄時の地下水の流れを記入した図である。また、図１２は、本実施形態における洗浄時の取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ内の地下水の流れを示す図である。
【００４７】
図１０及び図１１に示すように、砂、土粒子等により目詰まりした取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃを洗浄するときは、まず、排水管用バルブ３４及び送水管用バルブ３９を開放し、ポンプ３７を駆動させて、送水管４１及び通水兼洗浄管３１を介して貯留槽３５内の水を取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃに圧送する。そして、図１２に示すように、圧送された水で取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃの下に沈殿した砂、土粒子を除去する。
【００４８】
次に、ポンプ３７を駆動させて水を圧送した状態のままで排水管用バルブ３４を閉止して、固液分離スクリーン２３及びスクリーン保護用多孔板２１を洗浄し、固液分離スクリーン２３に捕捉された土粒子及びスクリーン保護用多孔板２１の孔２９を塞いでいる小石等を除去する。
【００４９】
洗浄後の砂、土粒子等を含む水は、排水管３３より排出され、覆工体５で囲まれた内部に設けられた排水溝に排出され、地上に設けられた排水設備にて所定の方法で処理される。
【００５０】
以上説明した本実施形態における地下水の流動阻害を防止する構造１によれば、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃが覆工体５及び裏込め材１３を貫通するように設置されているので、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃを介して地下水を取水及び放水することができる。また、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃは、固液分離体１９を備えているので、土砂等を取り除いた地下水のみを取水して放水することが可能となる。
【００５１】
また、取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃは、開口部７内を挿通可能なので、通水手段９がシールドトンネル３の内周面に接するように覆工体５で囲まれた内部から開口部７内に取り付けることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態における地下水の流動阻害を防止する構造１によれば、洗浄装置１１を備えているので、固液分離体１９が目詰まりしても洗浄することが可能となる。そして、固液分離体１９はスクリーン保護用多孔板２１と固液分離スクリーン２３とを備えるので、地盤１７からの土圧を支持しつつ、地下水のみを通過させることが可能となる。さらに、スクリーン保護用多孔板２１の孔２９の径は、排水管３３の径よりも小さいので、スクリーン保護用多孔板２１の孔２９を通過して固液分離スクリーン２３に捕捉された土砂等は、固液分離スクリーン２３を洗浄したときに、排水管３３より排出することが可能である。
【００５３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。以下の説明において、上記の実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００５４】
第二実施形態における地下水の流動阻害を防止する構造５１は、通水手段９を洗浄した後の水を再び洗浄用の水として用いるものである。
【００５５】
図１３及び図１４は、それぞれ本発明の第二実施形態に係る地下水の流動阻害を防止する構造５１を備えたシールドトンネル３の軸方向に対して垂直な断面を示す図及び図１３のＣ矢視図である。
【００５６】
図１３及び図１４に示すように、地下水の流動阻害を防止する構造５１における洗浄装置５３は、貯留槽３５と、ポンプ３７と、送水管４１と、一端が排水管３３に接続され、通水手段９の洗浄後の排水を浄化するための水槽５５と、水槽５５により浄化された水を貯留槽３５に通水するための通水管５７とから構成されている。
【００５７】
図１５及び図１６は、それぞれ図１３及び図１４に本実施形態における洗浄時の地下水の流れを記入した図である。
【００５８】
図１５及び図１６に示すように、土粒子等により目詰まりした固液分離スクリーン２３を洗浄するときは、第一実施形態と同様に、排水管用バルブ３４及び送水管用バルブ３９を開放し、ポンプ３７を駆動させて、送水管４１及び通水兼洗浄管３１を介して貯留槽３５内の水を取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃに圧送する。
【００５９】
取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃを洗浄した後の土砂、土粒子を含む水は、排水管３３を介して、覆工体５で囲まれた内部に設けられた水槽５５に送水され、浄化される。浄化された水は、通水管５７を介して貯留槽３５に通水されて再び洗浄用の水として貯留される。
【００６０】
以上説明した本実施形態における地下水の流動阻害を防止する構造５１によれば、土砂を含む水を浄化可能な水槽５５を有する洗浄装置５３を備えているので、固液分離体１９を洗浄した後の水を再利用することが可能となる。したがって、洗浄毎に地下水を集水する必要がなくなる。
【００６１】
なお、上述した各実施形態において、覆工体５として鋼製セグメントを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１７及び図１８に示すように、ＲＣセグメント５９内に取水部９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ及び放水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る地下水の流動阻害を防止する構造を備えたシールドトンネルの軸方向に対して垂直な断面を示す図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】本実施形態に係る取水部の斜視図である。
【図４】本実施形態に係る取水部の断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本実施形態に係る取水部を所定の位置に設置する方法を示す図である。
【図７】図１に本実施形態における通常時の地下水の流れを記入した図である。
【図８】図２に本実施形態における通常時の地下水の流れを記入した図である。
【図９】本実施形態における通常時の取水部内の地下水の流れを示す図である。
【図１０】図１に本実施形態における洗浄時の地下水の流れを記入した図である。
【図１１】図２に本実施形態における洗浄時の地下水の流れを記入した図である。
【図１２】本実施形態における洗浄時の取水部内の地下水の流れを示す図である。
【図１３】本発明の第二実施形態に係る地下水の流動阻害を防止する構造を備えたシールドトンネルの軸方向に対して垂直な断面を示す図である。
【図１４】図１３のＣ矢視図である。
【図１５】図１３に本実施形態における洗浄時の地下水の流れを記入した図である。
【図１６】図１４に本実施形態における洗浄時の地下水の流れを記入した図である。
【図１７】本発明に係る取水部及び放水部がＲＣセグメント内に設置された状態の断面図である。
【図１８】図１７のＣ−Ｃ断面図である。
【図１９】従来の通水方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１流動阻害を防止する構造
３シールドトンネル５覆工体（＝鋼製セグメント）
７開口部９通水手段
９Ｕａ、９Ｕｂ、９Ｕｃ取水部９Ｌａ、９Ｌｂ、９Ｌｃ放水部
１０ジャッキ１１洗浄装置
１２治具１３裏込め材
１５ボルト・ナット１７地盤
１９固液分離体２１スクリーン保護用多孔板
２３固液分離スクリーン２５コア部
２７空隙２９孔
３１通水兼洗浄管３３排水管
３４排水管用バルブ３５貯留槽
３７ポンプ３９送水管用バルブ
４１送水管４３マッドケーキ層
５１流動阻害を防止する構造５３洗浄装置
５５水槽５７通水管
５９覆工体（＝ＲＣセグメント）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルによる地下水の流動阻害を防止する構造であって、
前記シールドトンネルの内周に敷設された覆工体と該覆工体を囲うように充填される裏込め材とを貫通するように設置され、前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水して前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための通水手段を備えることを特徴とする地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項２】
前記通水手段は、
前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水するための取水部と、
前記取水部で取水した地下水を前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための放水部と、
前記取水部で取水した地下水を前記放水部に通水するための通水管とを備えることを特徴とする請求項１に記載の地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項３】
前記取水部及び前記放水部は、前記覆工体を貫通するように設けられた開口部内に挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項４】
前記取水部及び前記放水部は、
地盤内の土砂を捕捉し、水を通過させる固液分離体を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項５】
前記取水部及び前記放水部は、
前記取水部及び前記放水部を洗浄する水を前記取水部及び前記放水部へ送水するための洗浄管と、
洗浄後の水を前記取水部及び前記放水部より排出するための排水管とを更に備えることを特徴とする請求項４に記載の地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項６】
前記通水管が、前記取水部及び前記放水部を洗浄する水を前記取水部及び前記放水部へ送水するための洗浄管として兼用されることを特徴とする請求項２に記載の地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項７】
前記固液分離体は、
地盤の土圧を支持しつつ、地下水を通すための孔を有する多孔板と、
前記多孔板を通過した土砂等を含む地下水の土砂等を捕捉して地下水のみを通すスクリーンとから構成されることを特徴とする請求項４に記載の地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項８】
前記多孔板の孔径は、前記取水部及び前記放水部の洗浄後の水を排出するための排水管の径よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の地下水の流動阻害を防止する構造。
【請求項９】
シールドトンネル内に敷設される覆工体であって、
前記覆工体を貫通するように開口された開口部と、
前記開口部内に挿入され、前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水して前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための通水手段とを備えることを特徴とする覆工体。
【請求項１０】
シールドトンネル内に敷設された覆工体と、該覆工体と前記シールドトンネルの内周との間に充填された裏込め材とから構成されるシールドトンネルであって、
前記覆工体及び前記裏込め材を貫通するように設置され、前記シールドトンネルよりも上流側の地下水を取水して前記シールドトンネルよりも下流側に放水するための通水手段を備えることを特徴とするシールドトンネル。

【図１】