セグメントのシール構造
【課題】簡単な構造により、セグメントの目開き、目違い現象が生じたとしても、セグメントの止水を確実に行うことができるセグメントのシール構造を提供する。
【解決手段】セグメントの接合面に溝部を設け、該溝部内にシール材を配設したセグメントのシール構造において、前記溝部内のシール材に対して水圧が作用する反対側に、シール材よりも硬質のバックアップ材を設けている。これにより、セグメントの目開き、目違い現象が生じたとしても、バックアップ材によりシール材の外れを防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【解決手段】セグメントの接合面に溝部を設け、該溝部内にシール材を配設したセグメントのシール構造において、前記溝部内のシール材に対して水圧が作用する反対側に、シール材よりも硬質のバックアップ材を設けている。これにより、セグメントの目開き、目違い現象が生じたとしても、バックアップ材によりシール材の外れを防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、道路用トンネル、鉄道用トンネルなどを施工する際に用いて好適なセグメントのシール構造に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、地下鉄用トンネルの施工においては、セグメントを組み立ててトンネル周囲の地山側に設置する場合がある。この際、セグメントの接合面には、止水のためのセグメントシール材が設けられる。セグメントシール材は、セグメント端面(接合面)に貼着したゴム材で、現在においては一般的に水膨張のゴム材が多く用いられている。
【0003】
図6は、この種セグメントの組み立て構造を示す斜視図、図7は、同セグメントの連結部位を示す断面図、図8は、同セグメントのシール材を示す断面図、図9は、セグメントの目開き現象を示す拡大断面図、図10は、セグメントの目違い現象を示す断面図、図11は、従来技術におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【0004】
地山にトンネルを構築する場合、図6に示すように、トンネルの周囲内壁面(未図示)に沿ってセグメント1を順次組み立てることによってトンネルの壁体を構築する一次覆工を行う。この一次覆工が完了した後に、内壁面をコンクリートや樹脂にてコーティングする二次覆工を行っている。セグメント1は、トンネルの施工において、一次覆工に適用されるものである。
【0005】
図7に示すように、セグメント1どうしの接合面11において、地山寄りに形成された溝部2にシール材3が配置されている。該シール材3の上面は、自然状態では、あるいは水膨潤状態では溝部2から突出し、セグメント1が互いに接合された状態では溝部2内に収容される。また、セグメント1の内側にはボルト5a、ナット5bを用いて締結する継ぎ手5が設けられ、セグメント1どうしを組み立てた後、継ぎ手5の周りの隙間にコーキング材が埋め込まれるようになっている。これらのセグメント1は、継ぎ手5により組み立てられた状態で、シール材3どうし、及びセグメント1の内面側に施されているコーキング材6などにより止水される(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
ところで、コンクリートセグメントの場合、型枠の抜き型との関係で、図8に示すように、セグメント1の接合面11に設けられている溝部2の壁面が傾斜面21,22に形成される。また、セグメントの組み立てにより弾性及び水膨潤性のシール材3が押圧され溝部2内に収容されるようになる。そのため、従来の技術では、溝部2内において、シール材3が固定されている箇所の両側には隙間が存在するように設計している。
【0007】
最近、トンネルの更なる大深度化により、地下水圧が高くなるため、高水圧に耐える確実なシール構造が求められている。図9及び図10に示すように、セグメント1は、組み立て精度の問題から、継ぎ手の目開き、目違いが生じる。この目開き、目違いが生じたとしても、設計水圧を満足する設面応力を保持できるセグメントのシール構造が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特公平06−033720号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところが、ゴム材は弾性体のため、高水圧が作用すると図11に符号3aで示すようにシール材3が目開きの隙間からはみ出し、設面応力を確保できない場合がある。シール材3を溝部2のほぼ中心に固定する際に、一般にはゴム用接着剤を用いて接着固定するが、高水圧が作用すると接着剤が剥がれて地下水圧が作用する側と反対側に移動してしまうからである(溝内部でシール材が波線から実線で示すように変形自由となる)。この時に目開きがあると目開きの隙間からはみ出してしまい、本来有しているはずのシール材の高さ(厚み)が減少し、設面応力が不足して漏水することになる。
【0010】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構造により、セグメントの目開き、目違い現象が生じたとしても、セグメントの止水を確実に行うことができるセグメントのシール構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、図1に示すように、セグメントの接合面11に溝部2を設け、該溝部2内にシール材3を配設したセグメントのシール構造において、前記溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材3よりも硬質のバックアップ材4を設けたことを特徴とする。
【0012】
このように、セグメントの接合面11に溝部2を設け、該溝部2内にシール材3を配設し、前記溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材3よりも硬質のバックアップ材4を設けることにより、外部からの高水圧がシール材3に作用する際に、シール材3が変位して目開きの隙間からはみ出すことをバックアップ材4が防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、図1に示すように、請求項1に記載のセグメントのシール構造において、前記溝部の壁面は傾斜面21、22に形成され、バックアップ材4は、シール材3の側面32と溝部2の傾斜面22との間の空間に収納されるような形状であることを特徴とする。
【0014】
このように、溝部2の壁面は傾斜面22に形成され、バックアップ材4は、シール材3の側面と溝部2の傾斜面22との間の空間に収納されるような形状であるため、シール材3の側面32と溝部2の壁面(傾斜面22)との間に形成されている空間がバックアップ材4によって確実に埋め込まれる。従って、簡単な構造によりシール材3の変位を防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、図1に示すように、請求項1及び2に記載のセグメントのシール構造において、前記バックアップ材4は、前記セグメント1の溝部2の外側に突出しないような高さに形成されていることを特徴とする。
【0016】
このように、バックアップ材4は、セグメント1の溝部2の外側に突出しないような高さに形成されているため、セグメント1どうしが継ぎ手により接合された場合、そのセグメント1どうしの接合面11、11の間に、硬質のバックアップ材4により隙間が発生することを防止し、セグメントの接合性を高める。従って、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセグメントのシール構造において、バックアップ材4は、プラスチック、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されていることを特徴とする。ここで、バックアップ材4としてその機能を発揮するためには、ゴム材の弾性体であるシール材3より硬質の材質からなるものを採用する必要がある。従って、請求項4に記載の発明では、プラスチック、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されたバックアップ材4を採用している。
【0018】
このように、バックアップ材4は、プラスチック、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されているため、シール材3の側面32と溝部2の壁面22との間に形成されている空間2a(図2参照)に合わせて様々な形に成型し易く、かつ、シール材3の側面と溝部の壁面との間に形成されている空間2aを確実に埋め込むことが可能であるため、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、セグメントの接合面に溝部を設け、該溝部内にシール材を配設し、溝部内のシール材に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材よりも硬質のバックアップ材を設けることにより、セグメント1の目開き、目違い現象が生じて、外部からの高水圧がシール材に作用しても、シール材が変位して隙間からはみ出すことを防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施例1におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例2におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例3におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図4】本発明の実施例4におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図5】本発明におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【図6】セグメントの組み立て構造を示す斜視図である。
【図7】図6に示すセグメントの連結部位を示す拡大断面図である。
【図8】従来技術におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図9】セグメントの目開き現象を示す断面図である。
【図10】セグメントの目違い現象を示す断面図である。
【図11】従来におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図1〜図5を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の実施例1に係るコンクリートセグメントのシール構造を示す断面図、図2〜図4は、本発明の実施例2〜4に係るコンクリートセグメントのシール構造を示す断面図、図5は、本発明におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【実施例1】
【0022】
本発明の実施例1に係るコンクリートセグメント1は、図1に示すように、その接合面11に溝部2が設けられ、該溝部2内にシール材3が配設され、溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側にバックアップ材4が設けられている。ここで、コンクリートセグメント1の抜き型との関係で、前記溝部2の壁面は傾斜面21,22に形成されている。また、前記溝部2の底面23は一定の幅を有する平面状になっており、その上にシール材3が接着されている。このように、溝部2の底面23とシール材3は、その接着面が一定の幅を有する平面どうしの接着状態になっている。これにより、溝部2とシール材3が強固に接着されている。
【0023】
シール材3としては、この実施例では水膨張性のゴム材で形成されたものが用いられている。また、シール材3の底面33は、溝部2の底面23に確実に接着できるように平坦に形成されている。また、シール材3は、セグメント1どうしを組み立てた際に、シール材3の上面31どうしが確実に接触できるよう、断面略台形状に形成されている。
即ち、図1に示すように、シール材3の上面31は一定の幅を有する平面に形成されている。さらに、シール材3の断面における、シール材3の幅は溝部2の幅より狭く形成されている。また、シール材3の高さは溝部2の深さを超えるように設計されている。
即ち、シール材3の上面31はセグメント1の接合面11よりも上方に突出している。シール材3のこのような構造により、セグメント1の組み立てに伴ってシール材3が押圧されて溝部2の空いている空間に収納可能になる。また、シール材3の平面状の上面31どうしがゴムの弾性力により緊密に接触するため、セグメント1どうしの止水性も十分に高くなる。
【0024】
なお、実施例では、シール材3の設置箇所として、セグメント1の厚さ方向に一箇所のみ設けた例を示しているが、セグメントの止水能力を更に高める必要がある場合には、このようなシール材3をセグメント1の厚さ方向の複数個所に平行して設けることも可能である。
【0025】
本実施例においては、シール材3の材質として、弾性体のゴム材を採用した例が示されている。しかし、本発明はこれに限らず、止水性を確保でき、かつ、セグメント1を接合する際に溝部2内に押し広げることが可能な材質のものであれば良い。また、シール材3の断面形状として、略台形に形成した例を示したが。本発明は、これに限らず、セグメント1の溝部2の底面23に確実に接着できる形状であれば、断面長方形、断面半円形等の形状としても良い。
【0026】
一方、バックアップ材4の設置箇所としては、図1に示すように、溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側(図1において左側)と反対側(図1において右側)に設けられている。また、このバックアップ材4はシール材3よりも硬質の材質により形成され、この実施例ではプラスチック材質により形成されている。
【0027】
また、バックアップ材4の断面形状として、前記シール材3の側面32と前記溝部2の傾斜面22の間の空間に緊密に収納されるような断面形状に形成されている。本実施例において、三角形の断面形状に成形されている。
【0028】
更に、バックアップ材4の断面形状として、当該バックアップ材4はセグメント1の溝部2の外側(接合相手のセグメント側)に突出しないような高さに形成されている。即ち、バックアップ材4の上面41はセグメント1の接合面11よりも上方に突出しないように形成されている。本実施例では、該バックアップ材4の上面41とセグメント1の接合面11がほぼ一致するように設けられている。これにより、セグメント1どうしが継ぎ手5により接合された場合、そのセグメント1の接合面11、11の間に、硬質のバックアップ材4により隙間が発生することを防止し、セグメントの接合性を高める機能を発揮する。
【0029】
本実施例においては、バックアップ材4の断面形状として、三角形のものを採用している。しかし、その形状として三角形に限らず、略台形、長方形や多角形などシール材3の側面と溝部の壁面との間に形成されている空間を埋め込むことが可能な形状であれば良く、三角形以外の形状とすることも可能である。また、バックアップ材4の材質として、プラスチック材質の代わりに、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材、及び不定形の硬質コーキング材など、ゴム材より硬ければ何でも使用することができる。
【0030】
なお、溝部2内におけるシール材3の接着箇所としては、図1に示すように、溝部2の底面23において、地下水圧が作用する側と反対側、即ち、セグメント内側に寄せた位置に接着することが好ましい。これにより、シール材3とバックアップ材4とを緊密に接触させることができるからである。また、セグメント1の組み立てに伴って押圧されたシール材3は溝部2内のセグメント1外側の空間に収納される。そのため、セグメント1の目開き、目違い現象が生じたとしても、シール材3が目開きの隙間からはみ出す可能性も格段に低くなる。これにより、セグメントの止水をより確実に行うことができる。
【0031】
次に、図2〜図4を参照して本発明の実施例2〜4に関して説明する。
図2〜図4は、それぞれ本発明の実施例2〜4におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。ここで、実施例2〜4に係るセグメントのシール構造は、上記実施例とほぼ同様の構造を有する。異なる点は、バックアップ材4の材質として、プラスチック材質の代わりに、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材、及び不定形の硬質コーキング材などを採用することにある。
【実施例2】
【0032】
本発明の実施例2に係るセグメントのシール構造においては、図2に示すように、金属からなるバックアップ材4を採用する。この実施例2において、バックアップ材4は単独の金属製品として製造され、シール材3を既にセグメント1の溝部2内に接着した後に、当該バックアップ材4を溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側に、着脱可能に取り付ける。
【実施例3】
【0033】
本発明の実施例3に係るセグメントのシール構造においては、図3に示すように、コンクリートからなるバックアップ材4を採用する。この実施例3におけるバックアップ材4の取り付け方法として、シール材3を既にセグメント1の溝部2内に接着した後に、コンクリート(モルタルでも可)をシール材3の側面32と溝部2の傾斜面22の間の空間に注入する。このように、自由変形が可能なコンクリートを、シール材3の側面32と溝部2の傾斜面22の間の空間に充填する。これにより、硬質のバックアップ材4を低コストで提供することが可能になり、シール材3の変位を確実に防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【実施例4】
【0034】
本発明の実施例4に係るセグメントのシール構造においては、図4に示すように、硬化後にシール材3よりも硬質となる不定形のコーキング材からなるバックアップ材4を採用する。この実施例4におけるバックアップ材4の取り付け方法として、先ず、シール材3の側面32と溝部2の傾斜面22との間の空間に、不定形の硬質コーキング材を充填する。その後、当該不定形の硬質コーキング材を硬化させて硬質バックアップ材4を得る。これにより、確実、かつ、便利にシール材3の側面32と溝部2の傾斜面22の間の空間にバックアップ材4を充填することが可能になる。また、シール材3の変位を確実に防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0035】
本発明においては、図5に示すように、前記シール構造を採用することにより、目違い現象に加え外部から高水圧が作用する際に、弾性のシール材3と溝部2との隙間にシール材3よりも硬質のバックアップ材4を設けることにより、高水圧によりシール材3が変位して目開きの隙間からはみ出すことを防止し、高水圧に耐えるシール構造が実現できる。即ち、溝部2内に接着固定されているシール材3において、高水圧の作用力により接着剤が剥がれて地下水圧が作用する側と反対側に移動することを防止する。それにより、セグメントの目開き、目違い現象が生じたとしても、セグメントの止水を確実に行うことができるセグメントのシール構造を提供することができる。
【符号の説明】
【0036】
1 セグメント
11 セグメントの接合面
2 溝部
21、22 溝部の傾斜面
23 溝部の底面
3 シール材
31 シール材の上面
32 シール材の側面
33 シール材の底面
4 バックアップ材
41 バックアップ材の上面
5 継ぎ手
【技術分野】
【0001】
本発明は、道路用トンネル、鉄道用トンネルなどを施工する際に用いて好適なセグメントのシール構造に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、地下鉄用トンネルの施工においては、セグメントを組み立ててトンネル周囲の地山側に設置する場合がある。この際、セグメントの接合面には、止水のためのセグメントシール材が設けられる。セグメントシール材は、セグメント端面(接合面)に貼着したゴム材で、現在においては一般的に水膨張のゴム材が多く用いられている。
【0003】
図6は、この種セグメントの組み立て構造を示す斜視図、図7は、同セグメントの連結部位を示す断面図、図8は、同セグメントのシール材を示す断面図、図9は、セグメントの目開き現象を示す拡大断面図、図10は、セグメントの目違い現象を示す断面図、図11は、従来技術におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【0004】
地山にトンネルを構築する場合、図6に示すように、トンネルの周囲内壁面(未図示)に沿ってセグメント1を順次組み立てることによってトンネルの壁体を構築する一次覆工を行う。この一次覆工が完了した後に、内壁面をコンクリートや樹脂にてコーティングする二次覆工を行っている。セグメント1は、トンネルの施工において、一次覆工に適用されるものである。
【0005】
図7に示すように、セグメント1どうしの接合面11において、地山寄りに形成された溝部2にシール材3が配置されている。該シール材3の上面は、自然状態では、あるいは水膨潤状態では溝部2から突出し、セグメント1が互いに接合された状態では溝部2内に収容される。また、セグメント1の内側にはボルト5a、ナット5bを用いて締結する継ぎ手5が設けられ、セグメント1どうしを組み立てた後、継ぎ手5の周りの隙間にコーキング材が埋め込まれるようになっている。これらのセグメント1は、継ぎ手5により組み立てられた状態で、シール材3どうし、及びセグメント1の内面側に施されているコーキング材6などにより止水される(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
ところで、コンクリートセグメントの場合、型枠の抜き型との関係で、図8に示すように、セグメント1の接合面11に設けられている溝部2の壁面が傾斜面21,22に形成される。また、セグメントの組み立てにより弾性及び水膨潤性のシール材3が押圧され溝部2内に収容されるようになる。そのため、従来の技術では、溝部2内において、シール材3が固定されている箇所の両側には隙間が存在するように設計している。
【0007】
最近、トンネルの更なる大深度化により、地下水圧が高くなるため、高水圧に耐える確実なシール構造が求められている。図9及び図10に示すように、セグメント1は、組み立て精度の問題から、継ぎ手の目開き、目違いが生じる。この目開き、目違いが生じたとしても、設計水圧を満足する設面応力を保持できるセグメントのシール構造が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特公平06−033720号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところが、ゴム材は弾性体のため、高水圧が作用すると図11に符号3aで示すようにシール材3が目開きの隙間からはみ出し、設面応力を確保できない場合がある。シール材3を溝部2のほぼ中心に固定する際に、一般にはゴム用接着剤を用いて接着固定するが、高水圧が作用すると接着剤が剥がれて地下水圧が作用する側と反対側に移動してしまうからである(溝内部でシール材が波線から実線で示すように変形自由となる)。この時に目開きがあると目開きの隙間からはみ出してしまい、本来有しているはずのシール材の高さ(厚み)が減少し、設面応力が不足して漏水することになる。
【0010】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構造により、セグメントの目開き、目違い現象が生じたとしても、セグメントの止水を確実に行うことができるセグメントのシール構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、図1に示すように、セグメントの接合面11に溝部2を設け、該溝部2内にシール材3を配設したセグメントのシール構造において、前記溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材3よりも硬質のバックアップ材4を設けたことを特徴とする。
【0012】
このように、セグメントの接合面11に溝部2を設け、該溝部2内にシール材3を配設し、前記溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材3よりも硬質のバックアップ材4を設けることにより、外部からの高水圧がシール材3に作用する際に、シール材3が変位して目開きの隙間からはみ出すことをバックアップ材4が防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、図1に示すように、請求項1に記載のセグメントのシール構造において、前記溝部の壁面は傾斜面21、22に形成され、バックアップ材4は、シール材3の側面32と溝部2の傾斜面22との間の空間に収納されるような形状であることを特徴とする。
【0014】
このように、溝部2の壁面は傾斜面22に形成され、バックアップ材4は、シール材3の側面と溝部2の傾斜面22との間の空間に収納されるような形状であるため、シール材3の側面32と溝部2の壁面(傾斜面22)との間に形成されている空間がバックアップ材4によって確実に埋め込まれる。従って、簡単な構造によりシール材3の変位を防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0015】
請求項3に記載の発明は、図1に示すように、請求項1及び2に記載のセグメントのシール構造において、前記バックアップ材4は、前記セグメント1の溝部2の外側に突出しないような高さに形成されていることを特徴とする。
【0016】
このように、バックアップ材4は、セグメント1の溝部2の外側に突出しないような高さに形成されているため、セグメント1どうしが継ぎ手により接合された場合、そのセグメント1どうしの接合面11、11の間に、硬質のバックアップ材4により隙間が発生することを防止し、セグメントの接合性を高める。従って、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセグメントのシール構造において、バックアップ材4は、プラスチック、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されていることを特徴とする。ここで、バックアップ材4としてその機能を発揮するためには、ゴム材の弾性体であるシール材3より硬質の材質からなるものを採用する必要がある。従って、請求項4に記載の発明では、プラスチック、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されたバックアップ材4を採用している。
【0018】
このように、バックアップ材4は、プラスチック、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されているため、シール材3の側面32と溝部2の壁面22との間に形成されている空間2a(図2参照)に合わせて様々な形に成型し易く、かつ、シール材3の側面と溝部の壁面との間に形成されている空間2aを確実に埋め込むことが可能であるため、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、セグメントの接合面に溝部を設け、該溝部内にシール材を配設し、溝部内のシール材に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材よりも硬質のバックアップ材を設けることにより、セグメント1の目開き、目違い現象が生じて、外部からの高水圧がシール材に作用しても、シール材が変位して隙間からはみ出すことを防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施例1におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例2におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例3におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図4】本発明の実施例4におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図5】本発明におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【図6】セグメントの組み立て構造を示す斜視図である。
【図7】図6に示すセグメントの連結部位を示す拡大断面図である。
【図8】従来技術におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。
【図9】セグメントの目開き現象を示す断面図である。
【図10】セグメントの目違い現象を示す断面図である。
【図11】従来におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図1〜図5を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の実施例1に係るコンクリートセグメントのシール構造を示す断面図、図2〜図4は、本発明の実施例2〜4に係るコンクリートセグメントのシール構造を示す断面図、図5は、本発明におけるシール構造の目違いに伴う変位現象を示す断面図である。
【実施例1】
【0022】
本発明の実施例1に係るコンクリートセグメント1は、図1に示すように、その接合面11に溝部2が設けられ、該溝部2内にシール材3が配設され、溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側にバックアップ材4が設けられている。ここで、コンクリートセグメント1の抜き型との関係で、前記溝部2の壁面は傾斜面21,22に形成されている。また、前記溝部2の底面23は一定の幅を有する平面状になっており、その上にシール材3が接着されている。このように、溝部2の底面23とシール材3は、その接着面が一定の幅を有する平面どうしの接着状態になっている。これにより、溝部2とシール材3が強固に接着されている。
【0023】
シール材3としては、この実施例では水膨張性のゴム材で形成されたものが用いられている。また、シール材3の底面33は、溝部2の底面23に確実に接着できるように平坦に形成されている。また、シール材3は、セグメント1どうしを組み立てた際に、シール材3の上面31どうしが確実に接触できるよう、断面略台形状に形成されている。
即ち、図1に示すように、シール材3の上面31は一定の幅を有する平面に形成されている。さらに、シール材3の断面における、シール材3の幅は溝部2の幅より狭く形成されている。また、シール材3の高さは溝部2の深さを超えるように設計されている。
即ち、シール材3の上面31はセグメント1の接合面11よりも上方に突出している。シール材3のこのような構造により、セグメント1の組み立てに伴ってシール材3が押圧されて溝部2の空いている空間に収納可能になる。また、シール材3の平面状の上面31どうしがゴムの弾性力により緊密に接触するため、セグメント1どうしの止水性も十分に高くなる。
【0024】
なお、実施例では、シール材3の設置箇所として、セグメント1の厚さ方向に一箇所のみ設けた例を示しているが、セグメントの止水能力を更に高める必要がある場合には、このようなシール材3をセグメント1の厚さ方向の複数個所に平行して設けることも可能である。
【0025】
本実施例においては、シール材3の材質として、弾性体のゴム材を採用した例が示されている。しかし、本発明はこれに限らず、止水性を確保でき、かつ、セグメント1を接合する際に溝部2内に押し広げることが可能な材質のものであれば良い。また、シール材3の断面形状として、略台形に形成した例を示したが。本発明は、これに限らず、セグメント1の溝部2の底面23に確実に接着できる形状であれば、断面長方形、断面半円形等の形状としても良い。
【0026】
一方、バックアップ材4の設置箇所としては、図1に示すように、溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側(図1において左側)と反対側(図1において右側)に設けられている。また、このバックアップ材4はシール材3よりも硬質の材質により形成され、この実施例ではプラスチック材質により形成されている。
【0027】
また、バックアップ材4の断面形状として、前記シール材3の側面32と前記溝部2の傾斜面22の間の空間に緊密に収納されるような断面形状に形成されている。本実施例において、三角形の断面形状に成形されている。
【0028】
更に、バックアップ材4の断面形状として、当該バックアップ材4はセグメント1の溝部2の外側(接合相手のセグメント側)に突出しないような高さに形成されている。即ち、バックアップ材4の上面41はセグメント1の接合面11よりも上方に突出しないように形成されている。本実施例では、該バックアップ材4の上面41とセグメント1の接合面11がほぼ一致するように設けられている。これにより、セグメント1どうしが継ぎ手5により接合された場合、そのセグメント1の接合面11、11の間に、硬質のバックアップ材4により隙間が発生することを防止し、セグメントの接合性を高める機能を発揮する。
【0029】
本実施例においては、バックアップ材4の断面形状として、三角形のものを採用している。しかし、その形状として三角形に限らず、略台形、長方形や多角形などシール材3の側面と溝部の壁面との間に形成されている空間を埋め込むことが可能な形状であれば良く、三角形以外の形状とすることも可能である。また、バックアップ材4の材質として、プラスチック材質の代わりに、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材、及び不定形の硬質コーキング材など、ゴム材より硬ければ何でも使用することができる。
【0030】
なお、溝部2内におけるシール材3の接着箇所としては、図1に示すように、溝部2の底面23において、地下水圧が作用する側と反対側、即ち、セグメント内側に寄せた位置に接着することが好ましい。これにより、シール材3とバックアップ材4とを緊密に接触させることができるからである。また、セグメント1の組み立てに伴って押圧されたシール材3は溝部2内のセグメント1外側の空間に収納される。そのため、セグメント1の目開き、目違い現象が生じたとしても、シール材3が目開きの隙間からはみ出す可能性も格段に低くなる。これにより、セグメントの止水をより確実に行うことができる。
【0031】
次に、図2〜図4を参照して本発明の実施例2〜4に関して説明する。
図2〜図4は、それぞれ本発明の実施例2〜4におけるセグメントのシール構造を示す断面図である。ここで、実施例2〜4に係るセグメントのシール構造は、上記実施例とほぼ同様の構造を有する。異なる点は、バックアップ材4の材質として、プラスチック材質の代わりに、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材、及び不定形の硬質コーキング材などを採用することにある。
【実施例2】
【0032】
本発明の実施例2に係るセグメントのシール構造においては、図2に示すように、金属からなるバックアップ材4を採用する。この実施例2において、バックアップ材4は単独の金属製品として製造され、シール材3を既にセグメント1の溝部2内に接着した後に、当該バックアップ材4を溝部2内のシール材3に対して水圧が作用する側と反対側に、着脱可能に取り付ける。
【実施例3】
【0033】
本発明の実施例3に係るセグメントのシール構造においては、図3に示すように、コンクリートからなるバックアップ材4を採用する。この実施例3におけるバックアップ材4の取り付け方法として、シール材3を既にセグメント1の溝部2内に接着した後に、コンクリート(モルタルでも可)をシール材3の側面32と溝部2の傾斜面22の間の空間に注入する。このように、自由変形が可能なコンクリートを、シール材3の側面32と溝部2の傾斜面22の間の空間に充填する。これにより、硬質のバックアップ材4を低コストで提供することが可能になり、シール材3の変位を確実に防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【実施例4】
【0034】
本発明の実施例4に係るセグメントのシール構造においては、図4に示すように、硬化後にシール材3よりも硬質となる不定形のコーキング材からなるバックアップ材4を採用する。この実施例4におけるバックアップ材4の取り付け方法として、先ず、シール材3の側面32と溝部2の傾斜面22との間の空間に、不定形の硬質コーキング材を充填する。その後、当該不定形の硬質コーキング材を硬化させて硬質バックアップ材4を得る。これにより、確実、かつ、便利にシール材3の側面32と溝部2の傾斜面22の間の空間にバックアップ材4を充填することが可能になる。また、シール材3の変位を確実に防止し、セグメントの止水を確実に行うことができる。
【0035】
本発明においては、図5に示すように、前記シール構造を採用することにより、目違い現象に加え外部から高水圧が作用する際に、弾性のシール材3と溝部2との隙間にシール材3よりも硬質のバックアップ材4を設けることにより、高水圧によりシール材3が変位して目開きの隙間からはみ出すことを防止し、高水圧に耐えるシール構造が実現できる。即ち、溝部2内に接着固定されているシール材3において、高水圧の作用力により接着剤が剥がれて地下水圧が作用する側と反対側に移動することを防止する。それにより、セグメントの目開き、目違い現象が生じたとしても、セグメントの止水を確実に行うことができるセグメントのシール構造を提供することができる。
【符号の説明】
【0036】
1 セグメント
11 セグメントの接合面
2 溝部
21、22 溝部の傾斜面
23 溝部の底面
3 シール材
31 シール材の上面
32 シール材の側面
33 シール材の底面
4 バックアップ材
41 バックアップ材の上面
5 継ぎ手
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セグメントの接合面に溝部を設け、該溝部内にシール材を配設したセグメントのシール構造において、前記溝部内のシール材に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材よりも硬質のバックアップ材を設けたことを特徴とするセグメントのシール構造。
【請求項2】
前記溝部の壁面は傾斜面に形成され、前記バックアップ材は、前記シール材の側面と前記溝部の傾斜面の間の空間に収納されるような形状であることを特徴とする請求項1に記載のセグメントのシール構造。
【請求項3】
前記バックアップ材は、前記セグメントの溝部の外側に突出しない高さに形成されていることを特徴とする請求項1及び2に記載のセグメントのシール構造。
【請求項4】
前記バックアップ材は、プラスチック材質、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のセグメントのシール構造。
【請求項5】
前記バックアップ材は、不定形のコーキング材からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のセグメントのシール構造。
【請求項1】
セグメントの接合面に溝部を設け、該溝部内にシール材を配設したセグメントのシール構造において、前記溝部内のシール材に対して水圧が作用する側と反対側に、シール材よりも硬質のバックアップ材を設けたことを特徴とするセグメントのシール構造。
【請求項2】
前記溝部の壁面は傾斜面に形成され、前記バックアップ材は、前記シール材の側面と前記溝部の傾斜面の間の空間に収納されるような形状であることを特徴とする請求項1に記載のセグメントのシール構造。
【請求項3】
前記バックアップ材は、前記セグメントの溝部の外側に突出しない高さに形成されていることを特徴とする請求項1及び2に記載のセグメントのシール構造。
【請求項4】
前記バックアップ材は、プラスチック材質、金属、コンクリート、FRP、硬質ゴム、炭素繊維材の何れかで形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のセグメントのシール構造。
【請求項5】
前記バックアップ材は、不定形のコーキング材からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のセグメントのシール構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−144569(P2011−144569A)
【公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−6625(P2010−6625)
【出願日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【出願人】(000195971)西松建設株式会社 (329)
【出願人】(000106726)シーアイ化成株式会社 (267)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【出願人】(000195971)西松建設株式会社 (329)
【出願人】(000106726)シーアイ化成株式会社 (267)
【Fターム(参考)】
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