シール前端部保護構造
【課題】推進時のトンネルの揺動に対応しつつ弾性シール部材の前端部を保護することができるシール前端部保護構造を提供することを課題とする。
【解決手段】隣り合う先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材３０の前端部を保護する保護構造Ｗ２であって、弾性シール部材３０の前端部を収容する収容キャップ部材５０と、この収容キャップ部材５０の前方に設けられる排土部材７０とを備えており、弾性シール部材３０は、後行トンネル１０ａの、先行トンネル１０ｂに対向する面に設けられ、収容キャップ部材５０は、弾性シール部材３０の前端部を縮めた状態で収容する収容部５１を備え、排土部材７０は、先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａの間で弾性シール部材３０が通過する位置の土砂を排除する。
【解決手段】隣り合う先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材３０の前端部を保護する保護構造Ｗ２であって、弾性シール部材３０の前端部を収容する収容キャップ部材５０と、この収容キャップ部材５０の前方に設けられる排土部材７０とを備えており、弾性シール部材３０は、後行トンネル１０ａの、先行トンネル１０ｂに対向する面に設けられ、収容キャップ部材５０は、弾性シール部材３０の前端部を縮めた状態で収容する収容部５１を備え、排土部材７０は、先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａの間で弾性シール部材３０が通過する位置の土砂を排除する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工法によって並設された複数本のトンネルを利用して築造する大断面トンネルの内部と外部との間を止水するために隣り合う先行トンネルと後行トンネルの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材の前端部を保護するシール前端部保護構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数本の小断面トンネルを構築した後に、各トンネルの不要な覆工を撤去して大きな空間を形成しつつ、各トンネルの残置された覆工を利用して本設の頂底版や側壁などを形成することにより大断面トンネルを築造する技術が知られている。なお、複数の小断面トンネルは、時間差をもって順次に構築され、後行のトンネルは、先行のトンネルの隣りに構築される。また、各トンネルは、例えば、推進工法によって構築される。
【０００３】
ここで、推進工法とは、トンネルの覆工となる筒状の推進函体（トンネル函体）を坑口から順次地中に圧入してトンネルを構築する工法である。なお、推進函体の先端には、刃口や掘進機などが取り付けられている。推進工法の掘進機は、推進函体に反力をとって自ら掘進するもの（つまり、推進ジャッキを装備しているもの）でもよいし、推進函体を介して伝達された元押しジャッキの推力により掘進するものであってもよい。
【０００４】
ところで、推進工法で小断面トンネルを構築する場合、特に、トンネルの後方から元押しジャッキで推進函体を押し出す場合には、後行トンネルが、先行トンネルに対して平行に推進しないことがある。したがって、先行トンネルを後行トンネルに沿って平行に推進させるために、隣り合う二つのトンネルのうち、一方のトンネルには、他方のトンネル側に開口するガイド溝がトンネル軸方向に沿って形成され、他方のトンネルには、一方のトンネルのガイド溝に遊嵌する突条が形成された大断面トンネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような構成の大断面トンネルでは、突条とガイド溝との間に止水材を充填することで、隣り合うトンネル間の隙間をシールするようになっている。しかしながら、前記の大断面トンネルでは、ガイド溝を洗浄してその内部に詰まった裏込材を除去した後に止水材を充填するため、施工に多くの手間と時間を要してしまう問題があった。
【０００６】
そこで本発明者らは、前記の問題を解決すべく施工が容易な止水構造を開発した（特許文献２参照）。この止水構造は、隣り合う二つのトンネルのうち、一方のトンネルの他方のトンネルに対向する外表面に推進方向に沿って設けられる直線状の弾性シール部材を備え、弾性シール部材は、一方のトンネルの外表面に固定されるベース部と、このベース部と一体的に形成され先端が大断面トンネルの外側に向いたリップ部とを備えてなり、リップ部は、大断面トンネルの外側の圧力によって他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるように構成されているものである。
【０００７】
このような構成の止水構造によれば、トンネルの外表面に弾性シール部材を設けてトンネルを推進させるだけで止水施工を行うことができるので、施工の手間と時間を短縮でき、施工が容易になる。さらに、弾性シール部材は、大断面トンネルの外側の地山の圧力によって隣り合う他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるリップ部を有しているので、他方のトンネルとの密着性が高くなり、止水性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９００９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３３１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２のような止水構造では、トンネルの推進時に、弾性シール部材の推進方向前端部に地山の土圧がかかるので、その前端部を保護する構成が必要となる。特許文献２には、図１０に示すように、弾性シール部材１０１の推進方向前端部に先導カバー１０２を設けた構成が記載されている。この先導カバー１０２は、弾性シール部材１０１の前端面を覆うように設けられる部材であって、硬質樹脂あるいは鋼製の部材にて形成されている。先導カバー１０２は、前端から後方に向かうに連れて厚くなるように傾斜して形成されており、トンネル１００の推進時に前方の地山の土砂を弾性シール部材１０１が通過する位置から押し退けるようになっている。ところで、推進時に後行のトンネルが揺動すると、トンネル間の距離が変動するが、前記の先導カバー１０２は弾性を有していないので、この変動に対して追従するのが困難であった。
【００１０】
このような観点から、本発明は、推進時のトンネルの揺動に対応しつつ弾性シール部材の前端部を保護することができるシール前端部保護構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために創案された本発明は、推進工法によって並設された複数本のトンネルを利用して築造する大断面トンネルの内部と外部との間を止水するために隣り合う先行トンネルと後行トンネルの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材の前端部を保護する保護構造であって、前記弾性シール部材の前端部を収容する収容キャップ部材と、この収容キャップ部材の前方に設けられる排土部材とを備えており、前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの、前記先行トンネルに対向する面に設けられ、前記収容キャップ部材は、前記弾性シール部材の前端部を縮めた状態で収容する収容部を備え、前記排土部材は、前記先行トンネルと前記後行トンネルの間で前記弾性シール部材が通過する位置の土砂を排除することを特徴とするシール前端部保護構造である。
【００１２】
このような構成によれば、収容キャップ部材は弾性シール部材を縮めた状態で収容するように構成されているので高さが低くなる。したがって、隣り合う二つのトンネルは互いに近接することが可能である。さらに、排土部材を設けたことによって、弾性シール部材が土砂に接触するのを抑制できるので、弾性シール部材の保護性能が高くなる。
【００１３】
また、前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの外表面に固定されるベース部と、このベース部と一体的に形成されたリップ部とを備えてなり、前記リップ部は、基端が前記ベース部に接続されるともに先端が前記大断面トンネルの外側に向いており、前記弾性シール部材の前端部分は、前記リップ部が前記ベース部側に寄せられた状態で前記収容キャップ部材に収容されるものが好ましい。このような構成によれば、弾性シール部材が変形しやすいので、圧縮した状態で収容キャップ部材に収容する作業を行いやすい。また、リップ部が、大断面トンネルの外側の圧力によって他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるので、止水性能が高い。
【００１４】
さらに、後行トンネルには、推進方向に沿って延在するシール収容溝が形成されており、前記シール収容溝に、前記排土部材、前記収容キャップ部材および前記弾性シール部材が収容されているものが好ましい。このような構成によれば、排土部材、収容キャップ部材および弾性シール部材の地山に接触する部分を低減することができるので、各部材の磨耗を抑えることとなり保護性能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシール前端部保護構造によれば、推進時のトンネルの揺動に対応しつつ弾性シール部材の前端部を保護することができるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造を示した側面図であって、（ａ）は隣り合うトンネル間の距離が大きい場合の図、（ｂ）はトンネル間の距離が小さい場合の図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の収容キャップ部材を示した斜視図であって、（ａ）はトンネルの推進方向前側から見た図、（ｂ）は、推進方向後側から見た図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の適用時の弾性シール部材の推進方向前端部を示した斜視図である。
【図４】図１のａ−ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の排土部材を示した斜視図である。
【図６】図１のｂ−ｂ線断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の排土部材の変形例を示した斜視図である。
【図８】大断面トンネルを示した断面図である。
【図９】図８のＸ１部分を示した拡大断面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、従来の止水構造の前端部を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、前後方向は、トンネルを構成するトンネル函体の推進方向の前後を示す。
【００１８】
図８に示すように、止水構造Ｗ１は、推進工法によって並設された複数本のトンネル１０を利用して築造する大断面トンネル１の内部（内空部）と外部（地山部）との間を止水する構造である。大断面トンネル１は、その横断面の全てを実質的に含むように並設された複数本（本実施形態では六本）のトンネル１０，１０，…を利用して築造したものであり、頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを備えている。各トンネル１０は、軸方向に連接されたトンネル函体によって構成されている。
【００１９】
図９に示すように、隣り合う二つのトンネル１０，１０のうち、先行トンネル１０ｂには、後行トンネル１０ａ側に開口するガイド溝Ｄ１がトンネル軸方向（図９において紙面垂直方向）に沿って形成されており、後行トンネル１０ａには、先行トンネル１０ｂのガイド溝Ｄ１に遊嵌する突条Ｐ１が形成されている。なお、以下では、ガイド溝Ｄ１と突条Ｐ１を合わせて、単に「継手Ｊ１」と称することがある。そして、この継手Ｊ１よりも大断面トンネル１の外側（地山側）に、止水構造Ｗ１が形成されている。つまり、継手Ｊ１と止水構造Ｗ１とが別個に設けられている。
【００２０】
図１に示すように、止水構造Ｗ１は、弾性シール部材３０を備えてなる。また、この止水構造Ｗ１の前端部を保護するシール前端部保護構造Ｗ２は、収容キャップ部材５０と排土部材７０とを備えている。止水構造Ｗ１は、推進方向に沿って後行トンネル１０ａの全長に亘って設けられており、シール前端部保護構造Ｗ２は、後行トンネル１０ａの先頭のトンネル函体に設けられている。
弾性シール部材３０は、後行トンネル１０ａの外周面に形成されたシール収容溝１５（図９参照）に収容されている。なお、図１乃至図７においては、後行トンネル１０ａが下側になるように図示している。
【００２１】
弾性シール部材３０は、図９に示すように、隣り合う二つのトンネル１０，１０の間に推進方向に沿って設けられた部材である。弾性シール部材３０は、一方のトンネル１０（後行トンネル１０ａ）の表面のうち、他方のトンネル１０（先行トンネル１０ｂ）に対向する部分に設けられている。弾性シール部材３０は、例えば、耐摩耗性を備えた硬質ゴムやウレタン等の材料にて構成されている。弾性シール部材３０は、推進方向に連続して設けられている。弾性シール部材３０は、ベース部３１とリップ部３２とを備えてなる。
【００２２】
ベース部３１は、後行トンネル１０ａの外表面に固定される部分であって、長尺の板状に形成されて、推進方向に延在している。ベース部３１は、例えば、ボルトＢや接着剤等の固定手段によって、後行トンネル１０ａの外表面（後記するシール収容溝１５の底面）に固定されている。ベース部３１には、推進方向に長い長孔（図３参照）にて構成されたボルト貫通孔３５が形成されており、固定位置の調整が可能になっている。シール収容溝１５の底面には、接着材を塗布してなる接着層（図示せず）が形成されている。つまり、ベース部３１は、接着層を介してシール収容溝１５の底面に密着しており、接着層により後行トンネル１０ａの外表面とベース部３１とのシール性が確保されている。
【００２３】
リップ部３２は、ベース部３１と一体的に形成されている。リップ部３２は、ベース部３１の表面から先行トンネル１０ｂに向かって斜めに立ち上がっており、ベース部３１とリップ部３２とで、断面が略Ｖ字状を呈している。リップ部３２は、ベース部３１に対して弾性的に傾倒変形可能な部位である。リップ部３２は、後行トンネル１０ａと先行トンネル１０ｂとに挟まれていて、初期状態（図９中、二点鎖線にて示す）よりも傾倒した状態で、先行トンネル１０ｂの外表面に接触する。このとき、リップ部３２は、復元しようとする力によって、先行トンネル１０ｂに向かって弾性的に付勢する。
【００２４】
さらに、弾性シール部材３０は、リップ部３２の先端が大断面トンネル１の外側に向くように配置されている。つまり、ベース部３１とリップ部３２とにより形成される断面略Ｖ字状の溝条が、大断面トンネル１の外側に向いて開くように配置されている。これによって、弾性シール部材３０の断面略Ｖ字状の溝条部分に、大断面トンネル１の外側の圧力（水圧）が作用するようになっている。すなわち、リップ部３２は、大断面トンネル１の外側の圧力（水圧）によって、先行トンネル１０ｂの外表面に押圧されて、先行トンネル１０ｂに密着する。
【００２５】
シール収容溝１５は、後行トンネル１０ａの表面のうち、先行トンネル１０ｂに対向する部分に形成され、推進方向に沿って延在している。シール収容溝１５は、矩形断面を呈しており、トンネル１０の表面のスキンプレート１１に形成された開口部１１ａの内側に、溶接固定された側板１６ａ，１６ａと底板１６ｂとで区画されている。シール収容溝１５は、弾性シール部材３０を収容できるように、弾性シール部材３０の幅寸法より僅かに大きい幅寸法を有している。図１に示すように、シール収容溝１５は、ベース部３１の厚さ寸法より大きく、弾性シール部材３０全体の厚さ寸法より小さい深さ寸法を有しており、弾性シール部材３０をシール収容溝１５に収容したときにリップ部３２の先端側（ベース部３１につながる基端側の逆側）の一部が、シール収容溝１５の開放端から突出するようになっている。シール収容溝１５には、弾性シール部材３０の他にも、収容キャップ部材５０と排土部材７０が収容される。これらの部材は、推進方向前方から排土部材７０、収容キャップ部材５０、弾性シール部材３０の順でシール収容溝１５内に収容されている。
【００２６】
なお、弾性シール部材３０は、本実施形態では、断面略Ｖ字状に形成されているが、弾性シール部材３０の断面形状を限定する趣旨ではない。例えば、断面Ｕ字状、Ｌ字状、Ｔ字状等、他の形状であってもよい。
【００２７】
収容キャップ部材５０は、図１に示すように、弾性シール部材の前端部（トンネル１０の推進方向の前端部）を収容する部材である。収容キャップ部材５０は、金属等の耐摩耗性に優れた材質にて構成されている。収容キャップ部材５０は、前方に向かうに連れて薄くなっている。収容キャップ部材５０の前端部は、シール収容溝１５の深さ寸法よりも小さい厚さ寸法となっていて、後端部は、シール収容溝１５の深さ寸法よりも大きい厚さ寸法となっている。この後端部の厚さ寸法は、トンネル１０の鋼殻表面からの収容キャップ部材５０の突出寸法（収容キャップ部材５０の厚さ寸法からシール収容溝１５の深さ寸法を減算した値）が、隣り合うトンネル１０，１０間の最小離隔寸法（例えば１０ｍｍ）より小さくなるように設定される。収容キャップ部材５０が前方に向かうに連れて薄くなるのに応じて、その内部の収容部５１も前方に向かうに連れて薄くなっている。
【００２８】
図２に示すように、収容キャップ部材５０は、幅方向の中間部が厚い凸形状を呈している。収容キャップ部材５０は、後方が開口する収容部５１を備えている。図４に示すように、収容キャップ部材５０の後端における収容部５１の断面形状は、弾性シール部材３０のリップ部３２がベース部３１側に傾倒した状態で収容できるように形成されている。つまり、後端の収容部５１は、ベース部３１を収容する幅広部５１ａと、リップ部３２を収容する幅狭部５１ｂとで構成されている。幅広部５１ａと幅狭部５１ｂは、連続して一体的に形成されている。
【００２９】
図１に示すように、収容キャップ部材５０の前端における収容部５１の厚さは、後端における収容部５１の厚さよりも薄くなっている。前端の収容部５１も後端と同様に、幅広部５１ａと幅狭部５１ｂとで構成されているが、幅広部５１ａは、後端から前端にかけて同じ形状である。幅狭部５１ｂは、後端から前端にかけて厚さ寸法が小さくなる。
【００３０】
図２に示すように、幅狭部５１ｂの幅方向外方で、幅広部５１ａの上方（シール収容溝１５の開口端側）に位置する部分には、ボルト貫通孔５２が形成されている。ボルト貫通孔５２は、収容部５１に挿入される弾性シール部材３０のボルト孔３４に相当する位置に形成されている。ボルト貫通孔５２は、推進方向に長い長孔にて構成されており、固定位置の調整が可能になっている。図４に示すように、シール収容溝１５の底板１６ｂの収容キャップ部材５０が固定される位置には、貫通孔７７が形成されその下部にネジ孔を備えたボス部７６が溶接固定されている。ボルトＢを、収容キャップ部材５０のボルト貫通孔５２から、弾性シール部材３０のボルト孔３４、シール収容溝１５の貫通孔７７へと貫通させて、ボス部７６に螺合させることで、弾性シール部材３０と収容キャップ部材５０がシール収容溝１５に固定される。
【００３１】
図１および図３に示すように、弾性シール部材３０のリップ部３２の前端部は、前方に向かうに連れて肉厚が徐々に薄くなっている。リップ部３２の前端部の薄肉部は、その表面を前方に向かうほど、より多く削ることで、薄く形成されている。このようにすると、弾性シール部材３０の前端部に傾斜面が形成され、この傾斜面が弾性シール部材３０内への挿入時のガイドとなるので、前端部が薄くなっている収容部５１に弾性シール部材３０を挿入し易くなる。
【００３２】
また、ベース部３１のうち、収容部５１に収容される部分には、縮小部３３が形成されている。この縮小部３３は、ベース部３１の幅方向両側面と底面を所定厚さ削って切除することで形成されており、その他の部分のベース部３１と比較して幅が狭く且つ薄くなっている。切除する部分の厚さは、収容キャップ部材５０の幅広部５１ａの幅方向両側と底部に位置する壁部５３（図２および図４参照）と同等の厚さとなっている。つまり、縮小部３３の断面は、収容部５１の幅広部５１ａの断面と同等の形状を呈している。したがって、弾性シール部材３０の縮小部３３を収容キャップ部材５０の収容部５１に挿入したときに、縮小部３３を除いた後方の弾性シール部材３０の側面および底面が、収容キャップ部材５０の側面および底面とそれぞれ面一となってそれぞれの面同士が連続的につながる。これによって、シール収容溝１５に、収容キャップ部材５０と弾性シール部材３０を収容したときに、シール収容溝１５の内周面に隙間が発生せず、止水性能を高めることができる。
【００３３】
以上のような構成の弾性シール部材３０は、図４に示すように、収容部５１に挿入されると、リップ部３２がベース部３１に対して弾性的に傾倒した状態となるので、復元しようとする力によって収容部５１の内周面を押圧することとなる。これによって、収容キャップ部材５０と弾性シール部材３０とが固定されて一体化する。
【００３４】
排土部材７０は、図１に示すように、収容キャップ部材５０の前方に設けられ、弾性シール部材３０の推進方向前方にある土砂を、弾性シール部材３０の通過経路から押し退ける部材である。排土部材７０は、板バネ７１に囲われたワイヤブラシ７２を取付台座７３に固定して構成されている。取付台座７３は、硬質ゴムやウレタン等からなる板材にて構成されている。図５および図６に示すように、取付台座７３は、シール収容溝１５内に収容可能なように、シール収容溝１５の幅寸法より僅かに小さい幅寸法（弾性シール部材３０および収容キャップ部材５０と同等の幅寸法）を有している。取付台座７３は、シール収容溝１５の深さ寸法より小さい厚さ寸法を有しており、その全体がシール収容溝１５内に収容される。取付台座７３には、ボルト孔７４ａ，７４ｂが形成されている。
【００３５】
図１に示すように、バネ７１は、例えば金属板を折り曲げて形成されている。板バネ７１は、推進方向前方から、ワイヤブラシ７２の底側（シール収容溝１５の底部側）と上側（先行トンネル１０ｂ側）を囲うように配置されており、ワイヤブラシ７２の保護機能も備えている。板バネ７１は、取付台座７３の表面と平行な平行部７１ａと、平行部７１ａの後方で先行トンネル１０ｂ側に屈曲した傾斜部７１ｂとを備えている。平行部７１ａの前方には取付部７１ｃが固定されている。取付部７１ｃには、複数のボルト貫通孔７５（図６参照）が形成されており、板バネ７１の基端部は、ボルトＢ等の固定手段によって、取付台座７３に固定されている。幅方向両端部に位置する取付台座７３のボルト孔７４ａは、貫通して形成されており、幅方向両端に位置するボルトＢが、シール収容溝１５の底板１６ｂの下方まで貫通して、ネジ孔を備えたボス部７６に螺合している。ボス部７６は、底板１６ｂの貫通孔７７の下部に溶接固定されている。このような構成によって、排土部材７０が、シール収容溝１５に固定される。また、幅方向中央に位置する取付台座７３のボルト孔７４ｂは、ネジ溝を有しており、取付部７１ｃに挿通されたボルトＢが螺合することで、板バネ７１と取付台座７３が固定される。
【００３６】
傾斜部７１ｂは、シール収容溝１５に排土部材７０が固定されたときに、後方に向かうに連れて後行トンネル１０ａから離れるように傾斜している。そして、傾斜部７１ｂの後端側が、後行トンネル１０ａの鋼殻表面から先行トンネル１０ｂ側に向かって突出する。傾斜部７１ｂは、後方ほど先行トンネル１０ｂに近接する。傾斜部７１ｂの突出寸法（後端の突出寸法）は、隣り合うトンネル１０，１０間の最大離隔寸法（例えば４０ｍｍ）より大きくなるように設定されている。つまり、傾斜部７１ｂは、常に先行トンネル１０ｂに押し付けられていることとなり、その復元力によって、傾斜部７１ｂが先行トンネル１０ｂの鋼殻表面に接触している。傾斜部７１ｂは、後端が取付台座７３よりも後方に位置しており、後行トンネル１０ａ側に押し付けられたときに、収容キャップ部材５０の表面を覆うようになる。
【００３７】
図１に示すように、ワイヤブラシ７２は、前端側から上面と下面が板バネ７１に囲われており、ボルトＢを介して、板バネ７１と一体的に取付台座７３に固定されている。ワイヤブラシ７２の後端側は、側方から見て斜め後方に向かって広がっており、その一部が先行トンネル１０ｂの鋼殻表面に当接して摺動している。ワイヤブラシ７２は、厚さ方向に三層構造に形成されており、各層の間には仕切板が設けられている。ワイヤブラシ７２内の隙間にはグリスまたは発泡ウレタンが充填されている。ワイヤブラシ７２と板バネ７１は、取付台座７３と同等の幅寸法を備えており、シール収容溝１５の幅全体に亘って配置されている。
【００３８】
以上のような構成のシール前端部保護構造Ｗ２によれば、弾性シール部材３０の前端部を収容キャップ部材５０に挿入しているので、弾性シール部材３０の前端部を保護することができる。これによって、弾性シール部材３０の前端部の剥がれを防止できる。そして、この収容キャップ部材５０は弾性シール部材３０を圧縮した状態で収容するように構成されているので、後行トンネル１０ａの表面からの突出量が少なくて済む。これによって、隣り合う二つのトンネル１０，１０間は互いに近接することが可能である。具体的には、収容キャップ部材５０は、トンネル１０の鋼殻表面からの突出寸法が、隣り合うトンネル１０，１０間の最小離隔寸法より小さくなるように設定されているので、図１の（ｂ）に示すように、後行トンネル１０ａは、先行トンネル１０ｂに対して、最小離隔寸法まで近接することができる。
【００３９】
さらに、収容キャップ部材５０の前方に排土部材７０が設けられているので、弾性シール部材３０の通過経路から、土砂を排除することができる。これによって、弾性シール部材３０が土砂に接触するのを抑えることができ、弾性シール部材３０の保護性能を高めることができる。また、排土部材７０は、先行トンネル１０ｂ側に延在するとともに、先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａとの離間距離に応じて変形可能に構成された板バネ７１を備えているので、隣り合う二つのトンネル１０，１０が互いに近接または離間しても、排土部材７０は、常時先行トンネル１０ｂの表面に接触している。したがって、図１の（ａ）に示すように、後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂに対して、最大離隔寸法まで離間しても、排土部材７０は、常に排土機能を発揮することができ、弾性シール部材３０の保護性能を確保できる。
【００４０】
以上のように、シール前端部保護構造Ｗ２によれば、トンネル１０の推進時の揺動に対応できるとともに、弾性シール部材３０の前端部を保護することができるといった優れた効果を発揮する。
【００４１】
また、本実施形態では、弾性シール部材３０が、ベース部３１とリップ部３２とを備えているので、弾性シール部材３０が変形しやすい。したがって、圧縮した状態で収容キャップ部材５０に収容する作業を行いやすい。さらに、リップ部３２が、大断面トンネル１の外側の圧力によって先行トンネル１０ｂの外表面に向かって弾性的に接触するので、止水性能が高い。
【００４２】
さらに、後行トンネル１０ａには、シール収容溝１５が形成され、シール収容溝１５に、推進方向前方から排土部材７０、収容キャップ部材５０および弾性シール部材３０が順次収容されているので、これらの部材の地山に接触する部分を低減することができる。したがって、各部材の磨耗を抑えることとなり保護性能を高めることができる。
【００４３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態に係る排土部材７０は、ワイヤブラシ７２を備えて構成されているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、排土部材を、弾性シール部材３０と同様の材質で構成してもよい。この場合、排土部材７８は、ベース部７８ａと立上り部７８ｂを備えている。立上り部７８ｂは、推進方向に直交する方向に延在しており、ベース部７８ａの表面から推進方向後方に傾斜して立ち上がっている。ベース部７８ａの、立上り部７８ｂの前後に位置する部分には、ボルト用の貫通孔７９が形成されている。この貫通孔７９にボルトを挿通させて、排土部材７８を取付台座７３に固定する。また、前記実施形態では、排土部材７０，７８は、取付台座７３を介してトンネル１０に固定しているが、シール収容溝１５の底部に直接固定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
Ｗ１ 止水構造
Ｗ２ シール前端部保護構造
１ 大断面トンネル
１０ トンネル
１０ａ 後行トンネル
１０ｂ 先行トンネル
１５ シール収容溝
３０ 弾性シール部材
３１ ベース部
３２ リップ部
５０ 収容キャップ部材
７０ 排土部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工法によって並設された複数本のトンネルを利用して築造する大断面トンネルの内部と外部との間を止水するために隣り合う先行トンネルと後行トンネルの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材の前端部を保護するシール前端部保護構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数本の小断面トンネルを構築した後に、各トンネルの不要な覆工を撤去して大きな空間を形成しつつ、各トンネルの残置された覆工を利用して本設の頂底版や側壁などを形成することにより大断面トンネルを築造する技術が知られている。なお、複数の小断面トンネルは、時間差をもって順次に構築され、後行のトンネルは、先行のトンネルの隣りに構築される。また、各トンネルは、例えば、推進工法によって構築される。
【０００３】
ここで、推進工法とは、トンネルの覆工となる筒状の推進函体（トンネル函体）を坑口から順次地中に圧入してトンネルを構築する工法である。なお、推進函体の先端には、刃口や掘進機などが取り付けられている。推進工法の掘進機は、推進函体に反力をとって自ら掘進するもの（つまり、推進ジャッキを装備しているもの）でもよいし、推進函体を介して伝達された元押しジャッキの推力により掘進するものであってもよい。
【０００４】
ところで、推進工法で小断面トンネルを構築する場合、特に、トンネルの後方から元押しジャッキで推進函体を押し出す場合には、後行トンネルが、先行トンネルに対して平行に推進しないことがある。したがって、先行トンネルを後行トンネルに沿って平行に推進させるために、隣り合う二つのトンネルのうち、一方のトンネルには、他方のトンネル側に開口するガイド溝がトンネル軸方向に沿って形成され、他方のトンネルには、一方のトンネルのガイド溝に遊嵌する突条が形成された大断面トンネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような構成の大断面トンネルでは、突条とガイド溝との間に止水材を充填することで、隣り合うトンネル間の隙間をシールするようになっている。しかしながら、前記の大断面トンネルでは、ガイド溝を洗浄してその内部に詰まった裏込材を除去した後に止水材を充填するため、施工に多くの手間と時間を要してしまう問題があった。
【０００６】
そこで本発明者らは、前記の問題を解決すべく施工が容易な止水構造を開発した（特許文献２参照）。この止水構造は、隣り合う二つのトンネルのうち、一方のトンネルの他方のトンネルに対向する外表面に推進方向に沿って設けられる直線状の弾性シール部材を備え、弾性シール部材は、一方のトンネルの外表面に固定されるベース部と、このベース部と一体的に形成され先端が大断面トンネルの外側に向いたリップ部とを備えてなり、リップ部は、大断面トンネルの外側の圧力によって他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるように構成されているものである。
【０００７】
このような構成の止水構造によれば、トンネルの外表面に弾性シール部材を設けてトンネルを推進させるだけで止水施工を行うことができるので、施工の手間と時間を短縮でき、施工が容易になる。さらに、弾性シール部材は、大断面トンネルの外側の地山の圧力によって隣り合う他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるリップ部を有しているので、他方のトンネルとの密着性が高くなり、止水性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−９００９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３３１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２のような止水構造では、トンネルの推進時に、弾性シール部材の推進方向前端部に地山の土圧がかかるので、その前端部を保護する構成が必要となる。特許文献２には、図１０に示すように、弾性シール部材１０１の推進方向前端部に先導カバー１０２を設けた構成が記載されている。この先導カバー１０２は、弾性シール部材１０１の前端面を覆うように設けられる部材であって、硬質樹脂あるいは鋼製の部材にて形成されている。先導カバー１０２は、前端から後方に向かうに連れて厚くなるように傾斜して形成されており、トンネル１００の推進時に前方の地山の土砂を弾性シール部材１０１が通過する位置から押し退けるようになっている。ところで、推進時に後行のトンネルが揺動すると、トンネル間の距離が変動するが、前記の先導カバー１０２は弾性を有していないので、この変動に対して追従するのが困難であった。
【００１０】
このような観点から、本発明は、推進時のトンネルの揺動に対応しつつ弾性シール部材の前端部を保護することができるシール前端部保護構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために創案された本発明は、推進工法によって並設された複数本のトンネルを利用して築造する大断面トンネルの内部と外部との間を止水するために隣り合う先行トンネルと後行トンネルの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材の前端部を保護する保護構造であって、前記弾性シール部材の前端部を収容する収容キャップ部材と、この収容キャップ部材の前方に設けられる排土部材とを備えており、前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの、前記先行トンネルに対向する面に設けられ、前記収容キャップ部材は、前記弾性シール部材の前端部を縮めた状態で収容する収容部を備え、前記排土部材は、前記先行トンネルと前記後行トンネルの間で前記弾性シール部材が通過する位置の土砂を排除することを特徴とするシール前端部保護構造である。
【００１２】
このような構成によれば、収容キャップ部材は弾性シール部材を縮めた状態で収容するように構成されているので高さが低くなる。したがって、隣り合う二つのトンネルは互いに近接することが可能である。さらに、排土部材を設けたことによって、弾性シール部材が土砂に接触するのを抑制できるので、弾性シール部材の保護性能が高くなる。
【００１３】
また、前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの外表面に固定されるベース部と、このベース部と一体的に形成されたリップ部とを備えてなり、前記リップ部は、基端が前記ベース部に接続されるともに先端が前記大断面トンネルの外側に向いており、前記弾性シール部材の前端部分は、前記リップ部が前記ベース部側に寄せられた状態で前記収容キャップ部材に収容されるものが好ましい。このような構成によれば、弾性シール部材が変形しやすいので、圧縮した状態で収容キャップ部材に収容する作業を行いやすい。また、リップ部が、大断面トンネルの外側の圧力によって他方のトンネルの外表面に向かって弾性的に付勢されるので、止水性能が高い。
【００１４】
さらに、後行トンネルには、推進方向に沿って延在するシール収容溝が形成されており、前記シール収容溝に、前記排土部材、前記収容キャップ部材および前記弾性シール部材が収容されているものが好ましい。このような構成によれば、排土部材、収容キャップ部材および弾性シール部材の地山に接触する部分を低減することができるので、各部材の磨耗を抑えることとなり保護性能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシール前端部保護構造によれば、推進時のトンネルの揺動に対応しつつ弾性シール部材の前端部を保護することができるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造を示した側面図であって、（ａ）は隣り合うトンネル間の距離が大きい場合の図、（ｂ）はトンネル間の距離が小さい場合の図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の収容キャップ部材を示した斜視図であって、（ａ）はトンネルの推進方向前側から見た図、（ｂ）は、推進方向後側から見た図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の適用時の弾性シール部材の推進方向前端部を示した斜視図である。
【図４】図１のａ−ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の排土部材を示した斜視図である。
【図６】図１のｂ−ｂ線断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るシール前端部保護構造の排土部材の変形例を示した斜視図である。
【図８】大断面トンネルを示した断面図である。
【図９】図８のＸ１部分を示した拡大断面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、従来の止水構造の前端部を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、前後方向は、トンネルを構成するトンネル函体の推進方向の前後を示す。
【００１８】
図８に示すように、止水構造Ｗ１は、推進工法によって並設された複数本のトンネル１０を利用して築造する大断面トンネル１の内部（内空部）と外部（地山部）との間を止水する構造である。大断面トンネル１は、その横断面の全てを実質的に含むように並設された複数本（本実施形態では六本）のトンネル１０，１０，…を利用して築造したものであり、頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを備えている。各トンネル１０は、軸方向に連接されたトンネル函体によって構成されている。
【００１９】
図９に示すように、隣り合う二つのトンネル１０，１０のうち、先行トンネル１０ｂには、後行トンネル１０ａ側に開口するガイド溝Ｄ１がトンネル軸方向（図９において紙面垂直方向）に沿って形成されており、後行トンネル１０ａには、先行トンネル１０ｂのガイド溝Ｄ１に遊嵌する突条Ｐ１が形成されている。なお、以下では、ガイド溝Ｄ１と突条Ｐ１を合わせて、単に「継手Ｊ１」と称することがある。そして、この継手Ｊ１よりも大断面トンネル１の外側（地山側）に、止水構造Ｗ１が形成されている。つまり、継手Ｊ１と止水構造Ｗ１とが別個に設けられている。
【００２０】
図１に示すように、止水構造Ｗ１は、弾性シール部材３０を備えてなる。また、この止水構造Ｗ１の前端部を保護するシール前端部保護構造Ｗ２は、収容キャップ部材５０と排土部材７０とを備えている。止水構造Ｗ１は、推進方向に沿って後行トンネル１０ａの全長に亘って設けられており、シール前端部保護構造Ｗ２は、後行トンネル１０ａの先頭のトンネル函体に設けられている。
弾性シール部材３０は、後行トンネル１０ａの外周面に形成されたシール収容溝１５（図９参照）に収容されている。なお、図１乃至図７においては、後行トンネル１０ａが下側になるように図示している。
【００２１】
弾性シール部材３０は、図９に示すように、隣り合う二つのトンネル１０，１０の間に推進方向に沿って設けられた部材である。弾性シール部材３０は、一方のトンネル１０（後行トンネル１０ａ）の表面のうち、他方のトンネル１０（先行トンネル１０ｂ）に対向する部分に設けられている。弾性シール部材３０は、例えば、耐摩耗性を備えた硬質ゴムやウレタン等の材料にて構成されている。弾性シール部材３０は、推進方向に連続して設けられている。弾性シール部材３０は、ベース部３１とリップ部３２とを備えてなる。
【００２２】
ベース部３１は、後行トンネル１０ａの外表面に固定される部分であって、長尺の板状に形成されて、推進方向に延在している。ベース部３１は、例えば、ボルトＢや接着剤等の固定手段によって、後行トンネル１０ａの外表面（後記するシール収容溝１５の底面）に固定されている。ベース部３１には、推進方向に長い長孔（図３参照）にて構成されたボルト貫通孔３５が形成されており、固定位置の調整が可能になっている。シール収容溝１５の底面には、接着材を塗布してなる接着層（図示せず）が形成されている。つまり、ベース部３１は、接着層を介してシール収容溝１５の底面に密着しており、接着層により後行トンネル１０ａの外表面とベース部３１とのシール性が確保されている。
【００２３】
リップ部３２は、ベース部３１と一体的に形成されている。リップ部３２は、ベース部３１の表面から先行トンネル１０ｂに向かって斜めに立ち上がっており、ベース部３１とリップ部３２とで、断面が略Ｖ字状を呈している。リップ部３２は、ベース部３１に対して弾性的に傾倒変形可能な部位である。リップ部３２は、後行トンネル１０ａと先行トンネル１０ｂとに挟まれていて、初期状態（図９中、二点鎖線にて示す）よりも傾倒した状態で、先行トンネル１０ｂの外表面に接触する。このとき、リップ部３２は、復元しようとする力によって、先行トンネル１０ｂに向かって弾性的に付勢する。
【００２４】
さらに、弾性シール部材３０は、リップ部３２の先端が大断面トンネル１の外側に向くように配置されている。つまり、ベース部３１とリップ部３２とにより形成される断面略Ｖ字状の溝条が、大断面トンネル１の外側に向いて開くように配置されている。これによって、弾性シール部材３０の断面略Ｖ字状の溝条部分に、大断面トンネル１の外側の圧力（水圧）が作用するようになっている。すなわち、リップ部３２は、大断面トンネル１の外側の圧力（水圧）によって、先行トンネル１０ｂの外表面に押圧されて、先行トンネル１０ｂに密着する。
【００２５】
シール収容溝１５は、後行トンネル１０ａの表面のうち、先行トンネル１０ｂに対向する部分に形成され、推進方向に沿って延在している。シール収容溝１５は、矩形断面を呈しており、トンネル１０の表面のスキンプレート１１に形成された開口部１１ａの内側に、溶接固定された側板１６ａ，１６ａと底板１６ｂとで区画されている。シール収容溝１５は、弾性シール部材３０を収容できるように、弾性シール部材３０の幅寸法より僅かに大きい幅寸法を有している。図１に示すように、シール収容溝１５は、ベース部３１の厚さ寸法より大きく、弾性シール部材３０全体の厚さ寸法より小さい深さ寸法を有しており、弾性シール部材３０をシール収容溝１５に収容したときにリップ部３２の先端側（ベース部３１につながる基端側の逆側）の一部が、シール収容溝１５の開放端から突出するようになっている。シール収容溝１５には、弾性シール部材３０の他にも、収容キャップ部材５０と排土部材７０が収容される。これらの部材は、推進方向前方から排土部材７０、収容キャップ部材５０、弾性シール部材３０の順でシール収容溝１５内に収容されている。
【００２６】
なお、弾性シール部材３０は、本実施形態では、断面略Ｖ字状に形成されているが、弾性シール部材３０の断面形状を限定する趣旨ではない。例えば、断面Ｕ字状、Ｌ字状、Ｔ字状等、他の形状であってもよい。
【００２７】
収容キャップ部材５０は、図１に示すように、弾性シール部材の前端部（トンネル１０の推進方向の前端部）を収容する部材である。収容キャップ部材５０は、金属等の耐摩耗性に優れた材質にて構成されている。収容キャップ部材５０は、前方に向かうに連れて薄くなっている。収容キャップ部材５０の前端部は、シール収容溝１５の深さ寸法よりも小さい厚さ寸法となっていて、後端部は、シール収容溝１５の深さ寸法よりも大きい厚さ寸法となっている。この後端部の厚さ寸法は、トンネル１０の鋼殻表面からの収容キャップ部材５０の突出寸法（収容キャップ部材５０の厚さ寸法からシール収容溝１５の深さ寸法を減算した値）が、隣り合うトンネル１０，１０間の最小離隔寸法（例えば１０ｍｍ）より小さくなるように設定される。収容キャップ部材５０が前方に向かうに連れて薄くなるのに応じて、その内部の収容部５１も前方に向かうに連れて薄くなっている。
【００２８】
図２に示すように、収容キャップ部材５０は、幅方向の中間部が厚い凸形状を呈している。収容キャップ部材５０は、後方が開口する収容部５１を備えている。図４に示すように、収容キャップ部材５０の後端における収容部５１の断面形状は、弾性シール部材３０のリップ部３２がベース部３１側に傾倒した状態で収容できるように形成されている。つまり、後端の収容部５１は、ベース部３１を収容する幅広部５１ａと、リップ部３２を収容する幅狭部５１ｂとで構成されている。幅広部５１ａと幅狭部５１ｂは、連続して一体的に形成されている。
【００２９】
図１に示すように、収容キャップ部材５０の前端における収容部５１の厚さは、後端における収容部５１の厚さよりも薄くなっている。前端の収容部５１も後端と同様に、幅広部５１ａと幅狭部５１ｂとで構成されているが、幅広部５１ａは、後端から前端にかけて同じ形状である。幅狭部５１ｂは、後端から前端にかけて厚さ寸法が小さくなる。
【００３０】
図２に示すように、幅狭部５１ｂの幅方向外方で、幅広部５１ａの上方（シール収容溝１５の開口端側）に位置する部分には、ボルト貫通孔５２が形成されている。ボルト貫通孔５２は、収容部５１に挿入される弾性シール部材３０のボルト孔３４に相当する位置に形成されている。ボルト貫通孔５２は、推進方向に長い長孔にて構成されており、固定位置の調整が可能になっている。図４に示すように、シール収容溝１５の底板１６ｂの収容キャップ部材５０が固定される位置には、貫通孔７７が形成されその下部にネジ孔を備えたボス部７６が溶接固定されている。ボルトＢを、収容キャップ部材５０のボルト貫通孔５２から、弾性シール部材３０のボルト孔３４、シール収容溝１５の貫通孔７７へと貫通させて、ボス部７６に螺合させることで、弾性シール部材３０と収容キャップ部材５０がシール収容溝１５に固定される。
【００３１】
図１および図３に示すように、弾性シール部材３０のリップ部３２の前端部は、前方に向かうに連れて肉厚が徐々に薄くなっている。リップ部３２の前端部の薄肉部は、その表面を前方に向かうほど、より多く削ることで、薄く形成されている。このようにすると、弾性シール部材３０の前端部に傾斜面が形成され、この傾斜面が弾性シール部材３０内への挿入時のガイドとなるので、前端部が薄くなっている収容部５１に弾性シール部材３０を挿入し易くなる。
【００３２】
また、ベース部３１のうち、収容部５１に収容される部分には、縮小部３３が形成されている。この縮小部３３は、ベース部３１の幅方向両側面と底面を所定厚さ削って切除することで形成されており、その他の部分のベース部３１と比較して幅が狭く且つ薄くなっている。切除する部分の厚さは、収容キャップ部材５０の幅広部５１ａの幅方向両側と底部に位置する壁部５３（図２および図４参照）と同等の厚さとなっている。つまり、縮小部３３の断面は、収容部５１の幅広部５１ａの断面と同等の形状を呈している。したがって、弾性シール部材３０の縮小部３３を収容キャップ部材５０の収容部５１に挿入したときに、縮小部３３を除いた後方の弾性シール部材３０の側面および底面が、収容キャップ部材５０の側面および底面とそれぞれ面一となってそれぞれの面同士が連続的につながる。これによって、シール収容溝１５に、収容キャップ部材５０と弾性シール部材３０を収容したときに、シール収容溝１５の内周面に隙間が発生せず、止水性能を高めることができる。
【００３３】
以上のような構成の弾性シール部材３０は、図４に示すように、収容部５１に挿入されると、リップ部３２がベース部３１に対して弾性的に傾倒した状態となるので、復元しようとする力によって収容部５１の内周面を押圧することとなる。これによって、収容キャップ部材５０と弾性シール部材３０とが固定されて一体化する。
【００３４】
排土部材７０は、図１に示すように、収容キャップ部材５０の前方に設けられ、弾性シール部材３０の推進方向前方にある土砂を、弾性シール部材３０の通過経路から押し退ける部材である。排土部材７０は、板バネ７１に囲われたワイヤブラシ７２を取付台座７３に固定して構成されている。取付台座７３は、硬質ゴムやウレタン等からなる板材にて構成されている。図５および図６に示すように、取付台座７３は、シール収容溝１５内に収容可能なように、シール収容溝１５の幅寸法より僅かに小さい幅寸法（弾性シール部材３０および収容キャップ部材５０と同等の幅寸法）を有している。取付台座７３は、シール収容溝１５の深さ寸法より小さい厚さ寸法を有しており、その全体がシール収容溝１５内に収容される。取付台座７３には、ボルト孔７４ａ，７４ｂが形成されている。
【００３５】
図１に示すように、バネ７１は、例えば金属板を折り曲げて形成されている。板バネ７１は、推進方向前方から、ワイヤブラシ７２の底側（シール収容溝１５の底部側）と上側（先行トンネル１０ｂ側）を囲うように配置されており、ワイヤブラシ７２の保護機能も備えている。板バネ７１は、取付台座７３の表面と平行な平行部７１ａと、平行部７１ａの後方で先行トンネル１０ｂ側に屈曲した傾斜部７１ｂとを備えている。平行部７１ａの前方には取付部７１ｃが固定されている。取付部７１ｃには、複数のボルト貫通孔７５（図６参照）が形成されており、板バネ７１の基端部は、ボルトＢ等の固定手段によって、取付台座７３に固定されている。幅方向両端部に位置する取付台座７３のボルト孔７４ａは、貫通して形成されており、幅方向両端に位置するボルトＢが、シール収容溝１５の底板１６ｂの下方まで貫通して、ネジ孔を備えたボス部７６に螺合している。ボス部７６は、底板１６ｂの貫通孔７７の下部に溶接固定されている。このような構成によって、排土部材７０が、シール収容溝１５に固定される。また、幅方向中央に位置する取付台座７３のボルト孔７４ｂは、ネジ溝を有しており、取付部７１ｃに挿通されたボルトＢが螺合することで、板バネ７１と取付台座７３が固定される。
【００３６】
傾斜部７１ｂは、シール収容溝１５に排土部材７０が固定されたときに、後方に向かうに連れて後行トンネル１０ａから離れるように傾斜している。そして、傾斜部７１ｂの後端側が、後行トンネル１０ａの鋼殻表面から先行トンネル１０ｂ側に向かって突出する。傾斜部７１ｂは、後方ほど先行トンネル１０ｂに近接する。傾斜部７１ｂの突出寸法（後端の突出寸法）は、隣り合うトンネル１０，１０間の最大離隔寸法（例えば４０ｍｍ）より大きくなるように設定されている。つまり、傾斜部７１ｂは、常に先行トンネル１０ｂに押し付けられていることとなり、その復元力によって、傾斜部７１ｂが先行トンネル１０ｂの鋼殻表面に接触している。傾斜部７１ｂは、後端が取付台座７３よりも後方に位置しており、後行トンネル１０ａ側に押し付けられたときに、収容キャップ部材５０の表面を覆うようになる。
【００３７】
図１に示すように、ワイヤブラシ７２は、前端側から上面と下面が板バネ７１に囲われており、ボルトＢを介して、板バネ７１と一体的に取付台座７３に固定されている。ワイヤブラシ７２の後端側は、側方から見て斜め後方に向かって広がっており、その一部が先行トンネル１０ｂの鋼殻表面に当接して摺動している。ワイヤブラシ７２は、厚さ方向に三層構造に形成されており、各層の間には仕切板が設けられている。ワイヤブラシ７２内の隙間にはグリスまたは発泡ウレタンが充填されている。ワイヤブラシ７２と板バネ７１は、取付台座７３と同等の幅寸法を備えており、シール収容溝１５の幅全体に亘って配置されている。
【００３８】
以上のような構成のシール前端部保護構造Ｗ２によれば、弾性シール部材３０の前端部を収容キャップ部材５０に挿入しているので、弾性シール部材３０の前端部を保護することができる。これによって、弾性シール部材３０の前端部の剥がれを防止できる。そして、この収容キャップ部材５０は弾性シール部材３０を圧縮した状態で収容するように構成されているので、後行トンネル１０ａの表面からの突出量が少なくて済む。これによって、隣り合う二つのトンネル１０，１０間は互いに近接することが可能である。具体的には、収容キャップ部材５０は、トンネル１０の鋼殻表面からの突出寸法が、隣り合うトンネル１０，１０間の最小離隔寸法より小さくなるように設定されているので、図１の（ｂ）に示すように、後行トンネル１０ａは、先行トンネル１０ｂに対して、最小離隔寸法まで近接することができる。
【００３９】
さらに、収容キャップ部材５０の前方に排土部材７０が設けられているので、弾性シール部材３０の通過経路から、土砂を排除することができる。これによって、弾性シール部材３０が土砂に接触するのを抑えることができ、弾性シール部材３０の保護性能を高めることができる。また、排土部材７０は、先行トンネル１０ｂ側に延在するとともに、先行トンネル１０ｂと後行トンネル１０ａとの離間距離に応じて変形可能に構成された板バネ７１を備えているので、隣り合う二つのトンネル１０，１０が互いに近接または離間しても、排土部材７０は、常時先行トンネル１０ｂの表面に接触している。したがって、図１の（ａ）に示すように、後行トンネル１０ａが先行トンネル１０ｂに対して、最大離隔寸法まで離間しても、排土部材７０は、常に排土機能を発揮することができ、弾性シール部材３０の保護性能を確保できる。
【００４０】
以上のように、シール前端部保護構造Ｗ２によれば、トンネル１０の推進時の揺動に対応できるとともに、弾性シール部材３０の前端部を保護することができるといった優れた効果を発揮する。
【００４１】
また、本実施形態では、弾性シール部材３０が、ベース部３１とリップ部３２とを備えているので、弾性シール部材３０が変形しやすい。したがって、圧縮した状態で収容キャップ部材５０に収容する作業を行いやすい。さらに、リップ部３２が、大断面トンネル１の外側の圧力によって先行トンネル１０ｂの外表面に向かって弾性的に接触するので、止水性能が高い。
【００４２】
さらに、後行トンネル１０ａには、シール収容溝１５が形成され、シール収容溝１５に、推進方向前方から排土部材７０、収容キャップ部材５０および弾性シール部材３０が順次収容されているので、これらの部材の地山に接触する部分を低減することができる。したがって、各部材の磨耗を抑えることとなり保護性能を高めることができる。
【００４３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、前記実施形態に係る排土部材７０は、ワイヤブラシ７２を備えて構成されているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、排土部材を、弾性シール部材３０と同様の材質で構成してもよい。この場合、排土部材７８は、ベース部７８ａと立上り部７８ｂを備えている。立上り部７８ｂは、推進方向に直交する方向に延在しており、ベース部７８ａの表面から推進方向後方に傾斜して立ち上がっている。ベース部７８ａの、立上り部７８ｂの前後に位置する部分には、ボルト用の貫通孔７９が形成されている。この貫通孔７９にボルトを挿通させて、排土部材７８を取付台座７３に固定する。また、前記実施形態では、排土部材７０，７８は、取付台座７３を介してトンネル１０に固定しているが、シール収容溝１５の底部に直接固定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
Ｗ１ 止水構造
Ｗ２ シール前端部保護構造
１ 大断面トンネル
１０ トンネル
１０ａ 後行トンネル
１０ｂ 先行トンネル
１５ シール収容溝
３０ 弾性シール部材
３１ ベース部
３２ リップ部
５０ 収容キャップ部材
７０ 排土部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進工法によって並設された複数本のトンネルを利用して築造する大断面トンネルの内部と外部との間を止水するために隣り合う先行トンネルと後行トンネルの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材の前端部を保護する保護構造であって、
前記弾性シール部材の前端部を収容する収容キャップ部材と、この収容キャップ部材の前方に設けられる排土部材とを備えており、
前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの、前記先行トンネルに対向する面に設けられ、
前記収容キャップ部材は、前記弾性シール部材の前端部を縮めた状態で収容する収容部を備え、
前記排土部材は、前記先行トンネルと前記後行トンネルの間で前記弾性シール部材が通過する位置の土砂を排除する
ことを特徴とするシール前端部保護構造。
【請求項２】
前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの外表面に固定されるベース部と、このベース部と一体的に形成されたリップ部とを備えてなり、前記リップ部は、基端が前記ベース部に接続されるともに先端が前記大断面トンネルの外側に向いており、
前記弾性シール部材の前端部分は、前記リップ部が前記ベース部側に寄せられた状態で前記収容キャップ部材に収容される
ことを特徴とする請求項１に記載のシール前端部保護構造。
【請求項３】
前記後行トンネルには、推進方向に沿って延在するシール収容溝が形成されており、
前記シール収容溝に、前記排土部材、前記収容キャップ部材および前記弾性シール部材が収容されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシール前端部保護構造。
【請求項１】
推進工法によって並設された複数本のトンネルを利用して築造する大断面トンネルの内部と外部との間を止水するために隣り合う先行トンネルと後行トンネルの間に推進方向に沿って設けられた弾性シール部材の前端部を保護する保護構造であって、
前記弾性シール部材の前端部を収容する収容キャップ部材と、この収容キャップ部材の前方に設けられる排土部材とを備えており、
前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの、前記先行トンネルに対向する面に設けられ、
前記収容キャップ部材は、前記弾性シール部材の前端部を縮めた状態で収容する収容部を備え、
前記排土部材は、前記先行トンネルと前記後行トンネルの間で前記弾性シール部材が通過する位置の土砂を排除する
ことを特徴とするシール前端部保護構造。
【請求項２】
前記弾性シール部材は、前記後行トンネルの外表面に固定されるベース部と、このベース部と一体的に形成されたリップ部とを備えてなり、前記リップ部は、基端が前記ベース部に接続されるともに先端が前記大断面トンネルの外側に向いており、
前記弾性シール部材の前端部分は、前記リップ部が前記ベース部側に寄せられた状態で前記収容キャップ部材に収容される
ことを特徴とする請求項１に記載のシール前端部保護構造。
【請求項３】
前記後行トンネルには、推進方向に沿って延在するシール収容溝が形成されており、
前記シール収容溝に、前記排土部材、前記収容キャップ部材および前記弾性シール部材が収容されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシール前端部保護構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−４１６８４（Ｐ２０１２−４１６８４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１５６７（Ｐ２０１０−１８１５６７）
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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