セグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造
【課題】止水性及び耐熱性に優れたセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造を提供する。
【解決手段】トンネルＴの掘削面Ｔ１を覆う複数のセグメント１の互いに隣り合うセグメント１の端面１ａ間に設けられて、セグメント１の端面１ａ間からの漏水を防止するためのセグメント用シール材２を、シリコンゴム２ａに吸水性ポリマーを混入して形成する。また、吸水性ポリマーをクロロプレンゴム２ｂに混入し、クロロプレンゴム２ｂの一部の外面を外部に露出させた状態でシリコンゴム２ａを設けてセグメント用シール材２を形成する。
【解決手段】トンネルＴの掘削面Ｔ１を覆う複数のセグメント１の互いに隣り合うセグメント１の端面１ａ間に設けられて、セグメント１の端面１ａ間からの漏水を防止するためのセグメント用シール材２を、シリコンゴム２ａに吸水性ポリマーを混入して形成する。また、吸水性ポリマーをクロロプレンゴム２ｂに混入し、クロロプレンゴム２ｂの一部の外面を外部に露出させた状態でシリコンゴム２ａを設けてセグメント用シール材２を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシールドマシンで掘削したトンネルの掘削面を覆う複数のセグメントの互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられて、セグメントの端面間からの漏水を防止するセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシールド工法等により掘削したトンネル掘削面には、この掘削面の曲率半径と略等しい曲率半径を備えた複数の円弧状のセグメントが周方向に連続して設けられ、周方向の掘削面を被覆して支持する環状のセグメントリング体が形成される。そして、このような周方向の掘削面を支持するセグメントリング体がトンネル軸方向に連続するように接続されて、掘削面を被覆支持するトンネルの覆工が形成される。また、この種のセグメントには、一般に、鋼製セグメントやコンクリート製セグメント、これら鋼とコンクリートを複合した合成セグメントが用いられ、隣接するセグメント同士が一体に接合されて設置される。また、互いに隣り合うセグメント同士の端面間には、地山側（掘削面側）から地下水が侵入してトンネル内に漏水が生じないようシール材（セグメント用シール材）が介装される。この種のシール材には、地下水が接触すると膨潤しセグメント同士の端面間の隙間を埋めて漏水を止水する水膨張型ゴム系シール材などの樹脂（高分子）系材料が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特に道路トンネルや鉄道トンネルなどでは、トンネル火災が発生した際に、火災による熱でセグメントが損傷されないように、トンネルの内側の部分に耐火層（耐火パネル）を備えて耐火性が付与されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６４４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３３３０号公報
【特許文献３】特開２００１−３１１３９５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、トンネル掘削面を覆うセグメントは、上記の耐火層を備えて火災に対する耐性を有する一方で、セグメント同士の端面間に配されるゴム系のシール材は、その耐熱温度が例えば１２０℃程度であり、トンネル火災で発生する熱によって損傷されてしまう。このため、火災を受けたシール材は、所要の止水性能が低下し、かつトンネル掘削面を支持する多数のセグメントの間に介装されている関係上その交換が困難で、火災後に、トンネル内への漏水を止水することができず、他の漏水対策を必要とするなど多大な労力を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑み、止水性及び耐熱性に優れたセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル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】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００７】
本発明のセグメント用シール材は、トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントの互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ、前記セグメントの端面間からの漏水を防止するためのセグメント用シール材であって、シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーが混入されていることが望ましい。
【０００９】
さらに、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムが、前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で、前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられていてもよい。
【００１０】
また、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムが、略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔が形成されており、前記中空部に前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが設けられていることがより望ましい。
【００１１】
さらに、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることがさらに望ましい。
【００１２】
本発明のトンネル構造は、トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントと、互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ該セグメントの端面間からの漏水を防止するセグメント用シール材とを備えたトンネル構造において、前記セグメント用シール材が、シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のトンネル構造においては、前記セグメント用シール材が、前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーを混入して形成されていることが望ましい。
【００１４】
さらに、本発明のトンネル構造において、前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられて形成されており、前記クロロプレンゴムの露出した外面を前記掘削面側に向けて設置されていることがより望ましい。
【００１５】
また、本発明のトンネル構造において、前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔を備え、前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが前記中空部に設けられており、前記貫通孔の開口側を前記掘削面側に向けて設置されていることが望ましい。
【００１６】
さらに、本発明のトンネル構造において、前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることがより望ましい。
【００１７】
また、本発明のトンネル構造においては、前記セグメントがコンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされ、該セグメントのコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることがさらに望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造によれば、セグメント用シール材がシリコンゴムと吸水性ポリマーを備えていることによって、掘削面側から隣り合うセグメントの端面間に侵入した地下水が接触するとともに吸水性ポリマーがこれを吸水し、吸水性ポリマーの吸水に伴いセグメント用シール材を膨張させることができる。これにより、隣り合うセグメントの端面間の隙間を確実にセグメント用シール材で遮断することができ、確実に漏水の発生を防止することができる。また、セグメント用シール材がトンネル火災によって加熱された場合においても、吸水性ポリマーが地下水を吸水して保水していることで、セグメント用シール材を低温状態で維持することができ、加熱による損傷を防止できる。これにより、火災後も確実に漏水を止水することができる。
【００１９】
また、本発明のセグメント用シール材及びトンネル構造においては、シリコンゴムに吸水性ポリマーが混入されていることによって、セグメント用シール材に止水性と耐火性を付与することができる。
【００２０】
さらに、シリコンゴムが吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を露出させた状態で設けられてセグメント用シール材が形成され、クロロプレンゴムの露出した外面を掘削面側に向けて設けられていることによって、確実に地下水を吸水性ポリマーに接触させることができる。これにより、上記効果を確実に得ることができる。
【００２１】
また、シリコンゴムが中空部と貫通孔を有し、この中空部に吸水性ポリマーもしくは吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが設けられ、貫通孔の開口側を掘削面側に向けてセグメント用シール材が設置されていることによって、貫通孔を通じて地下水を吸水性ポリマーに接触させることができる。さらに、貫通孔に導水材を設けることによって、確実に吸水性ポリマーに地下水を吸水させることができる。これにより、上記効果を得ることができる。
【００２２】
さらに、コンクリート製セグメントもしくは合成セグメントのコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることによって、このセグメントが加熱された際に、有機繊維がコンクリート内に微細な空隙をつくり、この空隙がコンクリート表層の熱膨張力や内部で膨張した気体の圧力を緩和して、コンクリート表層の剥離・飛散を防止することができる。これにより、トンネルの内側の部分に耐火パネルを具備せずとも、セグメント用シール材とともにセグメントに耐火性を付与することができ、耐火性に優れたトンネル構造を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１及び図２を参照し、本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造について説明する。本実施形態は、例えばシールド工法などによって構築される道路トンネルの互いに隣り合うセグメントの端面間に配置されて漏水の発生を防止するセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造に関するものである。
【００２４】
本実施形態のトンネル構造Ａは、複数のセグメント１と、セグメント１に取り付けられたセグメント用シール材（シール材）２を備えて構成されている。各セグメント１は、図１に示すように、シールドマシンによって掘削したトンネルＴの掘削面Ｔ１の曲率半径と略等しい曲率半径を備える円弧盤状に形成されている。また、セグメント１は、周方向の周長が、設置した状態でトンネルの軸Ｏ２と平行するセグメント１の軸Ｏ１方向の幅よりも大きく形成されるとともに、径方向の厚さが周方向に沿って一定に形成されている。そして、このように形成された複数のセグメント１は、トンネルＴの掘削面Ｔ１に沿ってトンネルＴの周方向に連続して設けられ、周方向の掘削面Ｔ１を被覆しつつ支持する環状のセグメントリング体３を形成している。また、トンネルＴの軸Ｏ２方向に、セグメントリング体３が連続するように隣接されて、シールドマシンで掘削した掘削面Ｔ１が複数のセグメント１で被覆されつつ支持されトンネルＴの覆工が形成される。なお、各セグメント１は、図示せぬリング間継手とセグメント間継手によって相互に接合される。
【００２５】
また、本実施形態のセグメント１には、図１及び図２に示すように、隣り合うセグメント１同士の接合端面（端面）１ａに内側に凹む凹部１ｂが形成されている。この凹部１ｂは、セグメント１の各端面１ａに２条ずつ設けられ、各端面１ａの延設方向に沿って一端から他端まで平行に延設されている。また、凹部１ｂは、隣り合うセグメント１の端面１ａ同士を接合した状態で、一方のセグメント１の凹部１ｂと他方のセグメント１の凹部１ｂが対向配置されるように形成されている。
【００２６】
上記のように形成される本実施形態のセグメント１は、コンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされている。また、セグメント１のコンクリートは、水セメント比４０％以下で、且つ例えば直径１０〜２００μｍ、長さ１〜２０ｍｍのポリアセタールやポリプロピレンなどの有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されている。このようなコンクリートを備えたセグメント１は、例えば特開２００４−３２３３３０号公報に記載されるように、火災によって加熱された際に、有機繊維が分解してコンクリート内に微細な空隙をつくり、この空隙がコンクリート表層の熱膨張力や内部で膨張した気体の圧力を緩和して、コンクリート表層の剥離・飛散を防止する。これにより、このようなコンクリートを備えたセグメント１は、耐火性に優れ、これを具備した本実施形態のトンネル構造に優れた耐火性を付与する。
【００２７】
一方、本実施形態のシール材２は、図２に示すように、断面Ｌ字状に形成したシリコンゴム２ａと、シリコンゴム２ａに固着された断面矩形状のクロロプレンゴム２ｂとから構成され、シリコンゴム２ａとクロロプレンゴム２ｂを一体にした状態で断面矩形状を呈するように形成されている。また、クロロプレンゴム２ｂは、吸水性ポリマーが混入されており、断面視で２つの外面２ｃ、２ｄがシリコンゴム２ａのＬ字状の内面にそれぞれ固着されて覆われ、残りの２つの外面２ｅ、２ｆが外部に露出している。
【００２８】
そして、このように形成されたシール材２は、図１及び図２に示すように、クロロプレンゴム２ｂの露出する２つの外面２ｅ、２ｆを、トンネルＴの掘削面Ｔ１側と隣り合うセグメント１の端面１ａ側とにそれぞれ向けた状態で、セグメント１の各凹部１ｂに設置されている。また、シール材２は、凹部１ｂから隣り合うセグメント１の端面１ａ側に僅かに突出するように設けられ、凹部１ｂに沿って、すなわちセグメント１の各端面１ａの延設方向に沿って一端から他端まで延設されている。そして、隣り合うセグメント１同士を接合するとともに、互いに対向するシール材２のクロロプレンゴム２ｂの露出した外面２ｆ同士が密着し、一対のシール材２が隣り合うセグメント１の端面１ａ間に介装される。これにより、一対のシール材２によって隣り合うセグメント１の端面１ａ間が遮断される。また、このとき、一対のシール材２のトンネルＴの掘削面Ｔ１側を向くクロロプレンゴム２ｂの外面２ｅが露出しつつ面一とされている。
【００２９】
ついで、上記の構成からなるセグメント用シール材２及びこれを備えたトンネル構造Ａの作用及び効果について説明する。
【００３０】
セグメント１同士を接合し、互いに対向するシール材２をセグメント１の端面１ａ間に介装した状態で、掘削面Ｔ１側から地下水が侵入した場合には、掘削面Ｔ１側に露出するクロロプレンゴム２ｂの外面２ｅに地下水が接触する。そして、クロロプレンゴム２ｂに混入した吸水性ポリマーがこの地下水を吸収して膨張し、これに伴いクロロプレンゴム２ｂが膨張して、一対のシール材２がより強固に密着する。これにより、一対のシール材２が、隣り合うセグメント１の端面１ａ間を確実に遮断することになり、トンネルＴの内側に漏水が生じることがない。
【００３１】
一方、トンネルＴ内で火災が発生した場合には、セグメント１やシール材２が加熱されることになるが、本実施形態においては、前述したように水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入したコンクリートを備えてセグメント１が形成されていることで、コンクリート表層の剥離・飛散が防止され、セグメント１が損傷されることがない。また、本実施形態のシール材２は、クロロプレンゴム２ｂに混入した吸水性ポリマーが地下水を吸収し、かつ保水しているため、火災時の熱を受けた場合においてもその温度が低温状態に維持される。このため、火災時の加熱によってシール材２が損傷することがなく、火災後のシール材２は、その止水性能がほぼ火災前の状態で維持され、漏水の発生を阻止する。
【００３２】
したがって、本実施形態のセグメント用シール材２及びトンネル構造Ａによれば、吸水性ポリマーが地下水を吸水して膨張することによって、隣り合うセグメント１の端面１ａ間を確実に遮断することができる。これにより、確実に漏水の発生を防止することが可能になる。また、セグメント用シール材２がトンネル火災によって加熱された場合においても、吸水性ポリマーが地下水を吸水して保水していることで、セグメント用シール材２を低温状態で維持することができ、加熱による損傷を防止できる。これにより、火災後も確実に漏水を止水することができる。
【００３３】
また、吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム２ｂの露出する外面２ｅを掘削面Ｔ１側に向けてセグメント用シール材２を設置することによって、確実に地下水を吸水性ポリマーに接触させることができ、止水性及び耐熱性を確実に得ることができる。
【００３４】
さらに、本実施形態のトンネル構造Ａにおいては、セグメント１のコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることによって、セグメント１に優れた耐火性を付与することができ、このようなセグメント１と上記のセグメント用シール材２を備えることで、優れた耐火性を有するトンネル構造Ａを構築することが可能になる。
【００３５】
以上、本発明に係るセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、セグメント用シール材２が、断面Ｌ字状のシリコンゴム２ａと、吸水性ポリマーが混入された断面矩形状のクロロプレンゴム２ｂとから構成され、隣り合うセグメント１を接合した状態で、一対のセグメント用シール材２のクロロプレンゴム２ｂの露出する外面２ｆ同士が密着するものとしたが、図３に示すように、シリコンゴム２ａの外面同士が密着するようにセグメント用シール材２をセグメント１の凹部１ｂに設置してもよく、このようにした場合には、掘削面Ｔ１側を向いて露出するクロロプレンゴム２ｂの外面２ｅに地下水が接触するとともに吸水性ポリマーが地下水を吸収し、これに伴いクロロプレンゴム２ｂが膨張することによって一対のセグメント用シール材２のシリコンゴム２ａ同士が強固に密着し、止水性を確保することが可能になる。
【００３６】
また、図４に示すように、断面コ字状に形成したシリコンゴム２ａの内孔に、吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム２ｂを嵌装固定してセグメント用シール材２を構成してもよく、この場合においても、図３に示したセグメント用シール材２と同様に、シリコンゴム２ａ同士が強固に密着し、止水性を確保することが可能である。
【００３７】
さらに、図５に示すように、平板状のシリコンゴム２ａの一面に、吸水性ポリマーを混入した断面矩形状のクロロプレンゴム２ｂの外面を固着させてセグメント用シール材２を形成してもよく、この場合においてもシリコンゴム２ａをトンネルＴの内側に配し、クロロプレンゴム２ｂの露出する外面２ｅを掘削面Ｔ１側に配した状態で設置することにより、止水性及び耐熱性を得ることが可能である。
【００３８】
さらに、図６に示すように、吸水性ポリマーをシリコンゴム２ｂに混入してセグメント用シール材２を形成してもよく、この場合には、地下水がセグメント用シール材２に接触するとともに、シリコンゴム２ａ内の吸水性ポリマーに地下水が吸収され、シリコンゴム２ａが膨張することによって止水性を確保することができ、かつ地下水を保水した吸水性ポリマーによって耐熱性を得ることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、セグメント用シール材２が断面矩形状に形成されているものとしたが、この限りではなく、断面円形や断面台形状に形成されていてもよい。さらに、本実施形態では、セグメント用シール材２がセグメント１の各端面１ａに２条ずつ設けられているものとしたが、セグメント用シール材２の設置数は、特に限定を必要とせず、例えば１条であってもよい。
【００４０】
さらに、本実施形態では、セグメント１がコンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされ、また、セグメント１のコンクリートは、水セメント比４０％以下で、且つ例えば直径１０〜２００μｍ、長さ１〜２０ｍｍのポリアセタールやポリプロピレンなどの有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されているものとしたが、コンクリートに有機繊維を混入していないコンクリート製セグメントや合成セグメントを備えたトンネル構造、さらに鋼製セグメントを備えたトンネル構造に、本発明のセグメント用シール材２を適用してもよい。
【００４１】
ついで、以下に、図１及び図７を参照し、本発明の第２実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様に、例えばシールド工法などによって構築される道路トンネルの互いに隣り合うセグメントの端面間に配置されて漏水などの発生を防止するためのセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造に関するものである。よって、ここでは、第１実施形態に共通する構成に対して同一符号を付し、その詳細についての説明を省略する。
【００４２】
本実施形態のセグメント用シール材（シール材）２は、シリコンゴム２ａが略断面矩形の略筒状に形成されるとともに、１つの外面２ｇからこの外面２ｇに対向する内面に貫通した断面円形の貫通孔２ｈがシール材２の延設方向に所定の間隔をもって複数形成されている。また、この貫通孔２ｈによって外部に連通するシリコンゴム２ａの中空部２ｊには、吸水性ポリマー２ｋが装填されている。そして、このように形成したシール材２は、貫通孔２ｈの開口側を掘削面Ｔ１側に配してセグメント１の凹部１ｂに設置される。
【００４３】
上記の構成からなるシール材２及びこれを備えたトンネル構造Ｂでは、セグメント１同士を接合して、互いに対向するシール材２をセグメント１の端面１ａ間に介装した状態で、掘削面Ｔ１側から侵入した地下水が、貫通孔２ｈを通じて中空部２ｊ内の吸水性ポリマー２ｋに吸水される。そして、地下水の吸水とともに吸水性ポリマー２ｋが膨張することによって、互いに対向するシリコンゴム２ａの外面が強固に密着する。これにより、トンネルＴ内側に漏水が生じることが阻止される。
【００４４】
一方、トンネルＴ内で火災が発生した場合においても、シリコンゴム２ａで内包した吸水性ポリマー２ｋが地下水を吸収しているため、シール材２の温度が低温状態に維持され、火災時の熱によってシール材２が損傷することがない。
【００４５】
したがって、本実施形態のセグメント用シール材２及びトンネル構造Ｂによれば、シリコンゴム２ａが中空部２ｊと貫通孔２ｈを有し、この中空部２ｊに吸水性ポリマー２ｋが装填され、貫通孔２ｈの開口側を掘削面Ｔ１側に向けてセグメント用シール材２が設置されていることによって、貫通孔２ｈを通じて地下水を吸水性ポリマー２ｋに接触させて吸水させることができる。これにより、第１実施形態と同様に、止水性と耐熱性をセグメント用シール材２に付与することができる。
【００４６】
なお、上記の第２実施形態の変形例として、次のようなセグメント用シール材２及びトンネル構造Ｂを採用してもよい。本実施形態では、セグメント用シール材２のシリコンゴム２ａに外面から内面に貫通する断面円形の貫通孔２ｈが複数設けられているものとしたが、貫通孔２ｈは、例えば断面矩形状に形成されていてもよく、また、セグメント用シール材２の延設方向に沿って開口する１本のスリットであってもよい。さらに、図８に示すように、この貫通孔２ｈの内部に導水材４が設けられていてもよく、この場合には、掘削面Ｔ１側からの地下水をシリコンゴム２ａの中空部２ｊ内の吸水性ポリマー２ｋに向けて導水することができ、吸水性ポリマー２ｋに確実に地下水を吸収させることができる。これにより、確実にセグメント用シール材２の止水性及び耐熱性を向上させることが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態では、シリコンゴム２ａの中空部２ｊに吸水性ポリマー２ｋが装填されているものとしたが、例えば第１実施形態で示した吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム２ｂが中空部２ｊに設けられていてもよいものである。この場合においても、貫通孔２ｈを通じて中空部２ｊ内に入った地下水が吸水性ポリマーに吸収され、これとともにクロロプレンゴム２ｂが膨張することで、止水性及び耐熱性をセグメント用シール材２に付与することができる。
【００４８】
さらに、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、セグメント用シール材２は、断面矩形状に形成されることに限定する必要はなく、断面円形や断面台形状に形成されていてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るトンネル構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るトンネル構造に具備されるセグメント用シール材を示す図１のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るトンネル構造に具備されるセグメント用シール材を示す図１のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ セグメント
１ａ 端面
１ｂ 凹部
２ セグメント用シール材（シール材）
２ａ シリコンゴム
２ｂ 吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム
２ｅ 外面
２ｇ 外面
２ｈ 貫通孔
２ｊ 中空部
２ｋ 吸水性ポリマー
４ 導水材
Ａ トンネル構造
Ｂ トンネル構造
Ｔ トンネル
Ｔ１ 掘削面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシールドマシンで掘削したトンネルの掘削面を覆う複数のセグメントの互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられて、セグメントの端面間からの漏水を防止するセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシールド工法等により掘削したトンネル掘削面には、この掘削面の曲率半径と略等しい曲率半径を備えた複数の円弧状のセグメントが周方向に連続して設けられ、周方向の掘削面を被覆して支持する環状のセグメントリング体が形成される。そして、このような周方向の掘削面を支持するセグメントリング体がトンネル軸方向に連続するように接続されて、掘削面を被覆支持するトンネルの覆工が形成される。また、この種のセグメントには、一般に、鋼製セグメントやコンクリート製セグメント、これら鋼とコンクリートを複合した合成セグメントが用いられ、隣接するセグメント同士が一体に接合されて設置される。また、互いに隣り合うセグメント同士の端面間には、地山側（掘削面側）から地下水が侵入してトンネル内に漏水が生じないようシール材（セグメント用シール材）が介装される。この種のシール材には、地下水が接触すると膨潤しセグメント同士の端面間の隙間を埋めて漏水を止水する水膨張型ゴム系シール材などの樹脂（高分子）系材料が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特に道路トンネルや鉄道トンネルなどでは、トンネル火災が発生した際に、火災による熱でセグメントが損傷されないように、トンネルの内側の部分に耐火層（耐火パネル）を備えて耐火性が付与されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２６４４６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３３３０号公報
【特許文献３】特開２００１−３１１３９５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、トンネル掘削面を覆うセグメントは、上記の耐火層を備えて火災に対する耐性を有する一方で、セグメント同士の端面間に配されるゴム系のシール材は、その耐熱温度が例えば１２０℃程度であり、トンネル火災で発生する熱によって損傷されてしまう。このため、火災を受けたシール材は、所要の止水性能が低下し、かつトンネル掘削面を支持する多数のセグメントの間に介装されている関係上その交換が困難で、火災後に、トンネル内への漏水を止水することができず、他の漏水対策を必要とするなど多大な労力を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑み、止水性及び耐熱性に優れたセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル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】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００７】
本発明のセグメント用シール材は、トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントの互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ、前記セグメントの端面間からの漏水を防止するためのセグメント用シール材であって、シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーが混入されていることが望ましい。
【０００９】
さらに、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムが、前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で、前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられていてもよい。
【００１０】
また、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムが、略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔が形成されており、前記中空部に前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが設けられていることがより望ましい。
【００１１】
さらに、本発明のセグメント用シール材においては、前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることがさらに望ましい。
【００１２】
本発明のトンネル構造は、トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントと、互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ該セグメントの端面間からの漏水を防止するセグメント用シール材とを備えたトンネル構造において、前記セグメント用シール材が、シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のトンネル構造においては、前記セグメント用シール材が、前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーを混入して形成されていることが望ましい。
【００１４】
さらに、本発明のトンネル構造において、前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられて形成されており、前記クロロプレンゴムの露出した外面を前記掘削面側に向けて設置されていることがより望ましい。
【００１５】
また、本発明のトンネル構造において、前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔を備え、前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが前記中空部に設けられており、前記貫通孔の開口側を前記掘削面側に向けて設置されていることが望ましい。
【００１６】
さらに、本発明のトンネル構造において、前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることがより望ましい。
【００１７】
また、本発明のトンネル構造においては、前記セグメントがコンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされ、該セグメントのコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることがさらに望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造によれば、セグメント用シール材がシリコンゴムと吸水性ポリマーを備えていることによって、掘削面側から隣り合うセグメントの端面間に侵入した地下水が接触するとともに吸水性ポリマーがこれを吸水し、吸水性ポリマーの吸水に伴いセグメント用シール材を膨張させることができる。これにより、隣り合うセグメントの端面間の隙間を確実にセグメント用シール材で遮断することができ、確実に漏水の発生を防止することができる。また、セグメント用シール材がトンネル火災によって加熱された場合においても、吸水性ポリマーが地下水を吸水して保水していることで、セグメント用シール材を低温状態で維持することができ、加熱による損傷を防止できる。これにより、火災後も確実に漏水を止水することができる。
【００１９】
また、本発明のセグメント用シール材及びトンネル構造においては、シリコンゴムに吸水性ポリマーが混入されていることによって、セグメント用シール材に止水性と耐火性を付与することができる。
【００２０】
さらに、シリコンゴムが吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を露出させた状態で設けられてセグメント用シール材が形成され、クロロプレンゴムの露出した外面を掘削面側に向けて設けられていることによって、確実に地下水を吸水性ポリマーに接触させることができる。これにより、上記効果を確実に得ることができる。
【００２１】
また、シリコンゴムが中空部と貫通孔を有し、この中空部に吸水性ポリマーもしくは吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが設けられ、貫通孔の開口側を掘削面側に向けてセグメント用シール材が設置されていることによって、貫通孔を通じて地下水を吸水性ポリマーに接触させることができる。さらに、貫通孔に導水材を設けることによって、確実に吸水性ポリマーに地下水を吸水させることができる。これにより、上記効果を得ることができる。
【００２２】
さらに、コンクリート製セグメントもしくは合成セグメントのコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることによって、このセグメントが加熱された際に、有機繊維がコンクリート内に微細な空隙をつくり、この空隙がコンクリート表層の熱膨張力や内部で膨張した気体の圧力を緩和して、コンクリート表層の剥離・飛散を防止することができる。これにより、トンネルの内側の部分に耐火パネルを具備せずとも、セグメント用シール材とともにセグメントに耐火性を付与することができ、耐火性に優れたトンネル構造を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１及び図２を参照し、本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造について説明する。本実施形態は、例えばシールド工法などによって構築される道路トンネルの互いに隣り合うセグメントの端面間に配置されて漏水の発生を防止するセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造に関するものである。
【００２４】
本実施形態のトンネル構造Ａは、複数のセグメント１と、セグメント１に取り付けられたセグメント用シール材（シール材）２を備えて構成されている。各セグメント１は、図１に示すように、シールドマシンによって掘削したトンネルＴの掘削面Ｔ１の曲率半径と略等しい曲率半径を備える円弧盤状に形成されている。また、セグメント１は、周方向の周長が、設置した状態でトンネルの軸Ｏ２と平行するセグメント１の軸Ｏ１方向の幅よりも大きく形成されるとともに、径方向の厚さが周方向に沿って一定に形成されている。そして、このように形成された複数のセグメント１は、トンネルＴの掘削面Ｔ１に沿ってトンネルＴの周方向に連続して設けられ、周方向の掘削面Ｔ１を被覆しつつ支持する環状のセグメントリング体３を形成している。また、トンネルＴの軸Ｏ２方向に、セグメントリング体３が連続するように隣接されて、シールドマシンで掘削した掘削面Ｔ１が複数のセグメント１で被覆されつつ支持されトンネルＴの覆工が形成される。なお、各セグメント１は、図示せぬリング間継手とセグメント間継手によって相互に接合される。
【００２５】
また、本実施形態のセグメント１には、図１及び図２に示すように、隣り合うセグメント１同士の接合端面（端面）１ａに内側に凹む凹部１ｂが形成されている。この凹部１ｂは、セグメント１の各端面１ａに２条ずつ設けられ、各端面１ａの延設方向に沿って一端から他端まで平行に延設されている。また、凹部１ｂは、隣り合うセグメント１の端面１ａ同士を接合した状態で、一方のセグメント１の凹部１ｂと他方のセグメント１の凹部１ｂが対向配置されるように形成されている。
【００２６】
上記のように形成される本実施形態のセグメント１は、コンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされている。また、セグメント１のコンクリートは、水セメント比４０％以下で、且つ例えば直径１０〜２００μｍ、長さ１〜２０ｍｍのポリアセタールやポリプロピレンなどの有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されている。このようなコンクリートを備えたセグメント１は、例えば特開２００４−３２３３３０号公報に記載されるように、火災によって加熱された際に、有機繊維が分解してコンクリート内に微細な空隙をつくり、この空隙がコンクリート表層の熱膨張力や内部で膨張した気体の圧力を緩和して、コンクリート表層の剥離・飛散を防止する。これにより、このようなコンクリートを備えたセグメント１は、耐火性に優れ、これを具備した本実施形態のトンネル構造に優れた耐火性を付与する。
【００２７】
一方、本実施形態のシール材２は、図２に示すように、断面Ｌ字状に形成したシリコンゴム２ａと、シリコンゴム２ａに固着された断面矩形状のクロロプレンゴム２ｂとから構成され、シリコンゴム２ａとクロロプレンゴム２ｂを一体にした状態で断面矩形状を呈するように形成されている。また、クロロプレンゴム２ｂは、吸水性ポリマーが混入されており、断面視で２つの外面２ｃ、２ｄがシリコンゴム２ａのＬ字状の内面にそれぞれ固着されて覆われ、残りの２つの外面２ｅ、２ｆが外部に露出している。
【００２８】
そして、このように形成されたシール材２は、図１及び図２に示すように、クロロプレンゴム２ｂの露出する２つの外面２ｅ、２ｆを、トンネルＴの掘削面Ｔ１側と隣り合うセグメント１の端面１ａ側とにそれぞれ向けた状態で、セグメント１の各凹部１ｂに設置されている。また、シール材２は、凹部１ｂから隣り合うセグメント１の端面１ａ側に僅かに突出するように設けられ、凹部１ｂに沿って、すなわちセグメント１の各端面１ａの延設方向に沿って一端から他端まで延設されている。そして、隣り合うセグメント１同士を接合するとともに、互いに対向するシール材２のクロロプレンゴム２ｂの露出した外面２ｆ同士が密着し、一対のシール材２が隣り合うセグメント１の端面１ａ間に介装される。これにより、一対のシール材２によって隣り合うセグメント１の端面１ａ間が遮断される。また、このとき、一対のシール材２のトンネルＴの掘削面Ｔ１側を向くクロロプレンゴム２ｂの外面２ｅが露出しつつ面一とされている。
【００２９】
ついで、上記の構成からなるセグメント用シール材２及びこれを備えたトンネル構造Ａの作用及び効果について説明する。
【００３０】
セグメント１同士を接合し、互いに対向するシール材２をセグメント１の端面１ａ間に介装した状態で、掘削面Ｔ１側から地下水が侵入した場合には、掘削面Ｔ１側に露出するクロロプレンゴム２ｂの外面２ｅに地下水が接触する。そして、クロロプレンゴム２ｂに混入した吸水性ポリマーがこの地下水を吸収して膨張し、これに伴いクロロプレンゴム２ｂが膨張して、一対のシール材２がより強固に密着する。これにより、一対のシール材２が、隣り合うセグメント１の端面１ａ間を確実に遮断することになり、トンネルＴの内側に漏水が生じることがない。
【００３１】
一方、トンネルＴ内で火災が発生した場合には、セグメント１やシール材２が加熱されることになるが、本実施形態においては、前述したように水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入したコンクリートを備えてセグメント１が形成されていることで、コンクリート表層の剥離・飛散が防止され、セグメント１が損傷されることがない。また、本実施形態のシール材２は、クロロプレンゴム２ｂに混入した吸水性ポリマーが地下水を吸収し、かつ保水しているため、火災時の熱を受けた場合においてもその温度が低温状態に維持される。このため、火災時の加熱によってシール材２が損傷することがなく、火災後のシール材２は、その止水性能がほぼ火災前の状態で維持され、漏水の発生を阻止する。
【００３２】
したがって、本実施形態のセグメント用シール材２及びトンネル構造Ａによれば、吸水性ポリマーが地下水を吸水して膨張することによって、隣り合うセグメント１の端面１ａ間を確実に遮断することができる。これにより、確実に漏水の発生を防止することが可能になる。また、セグメント用シール材２がトンネル火災によって加熱された場合においても、吸水性ポリマーが地下水を吸水して保水していることで、セグメント用シール材２を低温状態で維持することができ、加熱による損傷を防止できる。これにより、火災後も確実に漏水を止水することができる。
【００３３】
また、吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム２ｂの露出する外面２ｅを掘削面Ｔ１側に向けてセグメント用シール材２を設置することによって、確実に地下水を吸水性ポリマーに接触させることができ、止水性及び耐熱性を確実に得ることができる。
【００３４】
さらに、本実施形態のトンネル構造Ａにおいては、セグメント１のコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることによって、セグメント１に優れた耐火性を付与することができ、このようなセグメント１と上記のセグメント用シール材２を備えることで、優れた耐火性を有するトンネル構造Ａを構築することが可能になる。
【００３５】
以上、本発明に係るセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、セグメント用シール材２が、断面Ｌ字状のシリコンゴム２ａと、吸水性ポリマーが混入された断面矩形状のクロロプレンゴム２ｂとから構成され、隣り合うセグメント１を接合した状態で、一対のセグメント用シール材２のクロロプレンゴム２ｂの露出する外面２ｆ同士が密着するものとしたが、図３に示すように、シリコンゴム２ａの外面同士が密着するようにセグメント用シール材２をセグメント１の凹部１ｂに設置してもよく、このようにした場合には、掘削面Ｔ１側を向いて露出するクロロプレンゴム２ｂの外面２ｅに地下水が接触するとともに吸水性ポリマーが地下水を吸収し、これに伴いクロロプレンゴム２ｂが膨張することによって一対のセグメント用シール材２のシリコンゴム２ａ同士が強固に密着し、止水性を確保することが可能になる。
【００３６】
また、図４に示すように、断面コ字状に形成したシリコンゴム２ａの内孔に、吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム２ｂを嵌装固定してセグメント用シール材２を構成してもよく、この場合においても、図３に示したセグメント用シール材２と同様に、シリコンゴム２ａ同士が強固に密着し、止水性を確保することが可能である。
【００３７】
さらに、図５に示すように、平板状のシリコンゴム２ａの一面に、吸水性ポリマーを混入した断面矩形状のクロロプレンゴム２ｂの外面を固着させてセグメント用シール材２を形成してもよく、この場合においてもシリコンゴム２ａをトンネルＴの内側に配し、クロロプレンゴム２ｂの露出する外面２ｅを掘削面Ｔ１側に配した状態で設置することにより、止水性及び耐熱性を得ることが可能である。
【００３８】
さらに、図６に示すように、吸水性ポリマーをシリコンゴム２ｂに混入してセグメント用シール材２を形成してもよく、この場合には、地下水がセグメント用シール材２に接触するとともに、シリコンゴム２ａ内の吸水性ポリマーに地下水が吸収され、シリコンゴム２ａが膨張することによって止水性を確保することができ、かつ地下水を保水した吸水性ポリマーによって耐熱性を得ることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、セグメント用シール材２が断面矩形状に形成されているものとしたが、この限りではなく、断面円形や断面台形状に形成されていてもよい。さらに、本実施形態では、セグメント用シール材２がセグメント１の各端面１ａに２条ずつ設けられているものとしたが、セグメント用シール材２の設置数は、特に限定を必要とせず、例えば１条であってもよい。
【００４０】
さらに、本実施形態では、セグメント１がコンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされ、また、セグメント１のコンクリートは、水セメント比４０％以下で、且つ例えば直径１０〜２００μｍ、長さ１〜２０ｍｍのポリアセタールやポリプロピレンなどの有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されているものとしたが、コンクリートに有機繊維を混入していないコンクリート製セグメントや合成セグメントを備えたトンネル構造、さらに鋼製セグメントを備えたトンネル構造に、本発明のセグメント用シール材２を適用してもよい。
【００４１】
ついで、以下に、図１及び図７を参照し、本発明の第２実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様に、例えばシールド工法などによって構築される道路トンネルの互いに隣り合うセグメントの端面間に配置されて漏水などの発生を防止するためのセグメント用シール材及びこれを備えるトンネル構造に関するものである。よって、ここでは、第１実施形態に共通する構成に対して同一符号を付し、その詳細についての説明を省略する。
【００４２】
本実施形態のセグメント用シール材（シール材）２は、シリコンゴム２ａが略断面矩形の略筒状に形成されるとともに、１つの外面２ｇからこの外面２ｇに対向する内面に貫通した断面円形の貫通孔２ｈがシール材２の延設方向に所定の間隔をもって複数形成されている。また、この貫通孔２ｈによって外部に連通するシリコンゴム２ａの中空部２ｊには、吸水性ポリマー２ｋが装填されている。そして、このように形成したシール材２は、貫通孔２ｈの開口側を掘削面Ｔ１側に配してセグメント１の凹部１ｂに設置される。
【００４３】
上記の構成からなるシール材２及びこれを備えたトンネル構造Ｂでは、セグメント１同士を接合して、互いに対向するシール材２をセグメント１の端面１ａ間に介装した状態で、掘削面Ｔ１側から侵入した地下水が、貫通孔２ｈを通じて中空部２ｊ内の吸水性ポリマー２ｋに吸水される。そして、地下水の吸水とともに吸水性ポリマー２ｋが膨張することによって、互いに対向するシリコンゴム２ａの外面が強固に密着する。これにより、トンネルＴ内側に漏水が生じることが阻止される。
【００４４】
一方、トンネルＴ内で火災が発生した場合においても、シリコンゴム２ａで内包した吸水性ポリマー２ｋが地下水を吸収しているため、シール材２の温度が低温状態に維持され、火災時の熱によってシール材２が損傷することがない。
【００４５】
したがって、本実施形態のセグメント用シール材２及びトンネル構造Ｂによれば、シリコンゴム２ａが中空部２ｊと貫通孔２ｈを有し、この中空部２ｊに吸水性ポリマー２ｋが装填され、貫通孔２ｈの開口側を掘削面Ｔ１側に向けてセグメント用シール材２が設置されていることによって、貫通孔２ｈを通じて地下水を吸水性ポリマー２ｋに接触させて吸水させることができる。これにより、第１実施形態と同様に、止水性と耐熱性をセグメント用シール材２に付与することができる。
【００４６】
なお、上記の第２実施形態の変形例として、次のようなセグメント用シール材２及びトンネル構造Ｂを採用してもよい。本実施形態では、セグメント用シール材２のシリコンゴム２ａに外面から内面に貫通する断面円形の貫通孔２ｈが複数設けられているものとしたが、貫通孔２ｈは、例えば断面矩形状に形成されていてもよく、また、セグメント用シール材２の延設方向に沿って開口する１本のスリットであってもよい。さらに、図８に示すように、この貫通孔２ｈの内部に導水材４が設けられていてもよく、この場合には、掘削面Ｔ１側からの地下水をシリコンゴム２ａの中空部２ｊ内の吸水性ポリマー２ｋに向けて導水することができ、吸水性ポリマー２ｋに確実に地下水を吸収させることができる。これにより、確実にセグメント用シール材２の止水性及び耐熱性を向上させることが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態では、シリコンゴム２ａの中空部２ｊに吸水性ポリマー２ｋが装填されているものとしたが、例えば第１実施形態で示した吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム２ｂが中空部２ｊに設けられていてもよいものである。この場合においても、貫通孔２ｈを通じて中空部２ｊ内に入った地下水が吸水性ポリマーに吸収され、これとともにクロロプレンゴム２ｂが膨張することで、止水性及び耐熱性をセグメント用シール材２に付与することができる。
【００４８】
さらに、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、セグメント用シール材２は、断面矩形状に形成されることに限定する必要はなく、断面円形や断面台形状に形成されていてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るトンネル構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るトンネル構造に具備されるセグメント用シール材を示す図１のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るトンネル構造に具備されるセグメント用シール材を示す図１のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るセグメント用シール材及びこれを具備するトンネル構造の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ セグメント
１ａ 端面
１ｂ 凹部
２ セグメント用シール材（シール材）
２ａ シリコンゴム
２ｂ 吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴム
２ｅ 外面
２ｇ 外面
２ｈ 貫通孔
２ｊ 中空部
２ｋ 吸水性ポリマー
４ 導水材
Ａ トンネル構造
Ｂ トンネル構造
Ｔ トンネル
Ｔ１ 掘削面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントの互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ、前記セグメントの端面間からの漏水を防止するためのセグメント用シール材であって、
シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて構成されていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項２】
請求項１記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーが混入されていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項３】
請求項１記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムが、前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で、前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムが、略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔が形成されており、前記中空部に前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが設けられていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項５】
請求項４記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項６】
トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントと、互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ該セグメントの端面間からの漏水を防止するセグメント用シール材とを備えたトンネル構造において、
前記セグメント用シール材が、シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて形成されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項７】
請求項６記載のトンネル構造において、
前記セグメント用シール材が、前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーを混入して形成されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項８】
請求項６記載のトンネル構造において、
前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられて形成されており、前記クロロプレンゴムの露出した外面を前記掘削面側に向けて設置されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項９】
請求項６または請求項８に記載のトンネル構造において、
前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔を備え、前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが前記中空部に設けられており、前記貫通孔の開口側を前記掘削面側に向けて設置されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項１０】
請求項９記載のトンネル構造において、
前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれかに記載のトンネル構造において、
前記セグメントがコンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされ、該セグメントのコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項１】
トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントの互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ、前記セグメントの端面間からの漏水を防止するためのセグメント用シール材であって、
シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて構成されていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項２】
請求項１記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーが混入されていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項３】
請求項１記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムが、前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で、前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムが、略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔が形成されており、前記中空部に前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが設けられていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項５】
請求項４記載のセグメント用シール材において、
前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることを特徴とするセグメント用シール材。
【請求項６】
トンネルの掘削面を覆う複数のセグメントと、互いに隣り合うセグメントの端面間に設けられ該セグメントの端面間からの漏水を防止するセグメント用シール材とを備えたトンネル構造において、
前記セグメント用シール材が、シリコンゴムと吸水性ポリマーを備えて形成されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項７】
請求項６記載のトンネル構造において、
前記セグメント用シール材が、前記シリコンゴムに前記吸水性ポリマーを混入して形成されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項８】
請求項６記載のトンネル構造において、
前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムの一部の外面を外部に露出させた状態で前記クロロプレンゴムの外面を覆うように設けられて形成されており、前記クロロプレンゴムの露出した外面を前記掘削面側に向けて設置されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項９】
請求項６または請求項８に記載のトンネル構造において、
前記セグメント用シール材は、前記シリコンゴムが略筒状に形成されるとともに外面から内面に貫通し中空部と外部を連通させる貫通孔を備え、前記吸水性ポリマーもしくは前記吸水性ポリマーを混入したクロロプレンゴムが前記中空部に設けられており、前記貫通孔の開口側を前記掘削面側に向けて設置されていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項１０】
請求項９記載のトンネル構造において、
前記シリコンゴムの貫通孔には、前記外部の水を前記中空部内に導水する導水材が設けられていることを特徴とするトンネル構造。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれかに記載のトンネル構造において、
前記セグメントがコンクリート製セグメントもしくは鋼とコンクリートを複合した合成セグメントとされ、該セグメントのコンクリートが、水セメント比４０％以下で、且つ有機繊維を０．０５容積％〜０．３容積％混入して形成されていることを特徴とするトンネル構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２９１７５３（Ｐ２００７−２９１７５３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２１８６６（Ｐ２００６−１２１８６６）
【出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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