マンホール等の立坑用円筒ケーシングの接続構造及びその接続構造に使用するシール材

【課題】接合部の溝への良好な嵌め込み作業性及び十分な止水性を担保する。
【解決手段】複数のコンクリート製円筒ケーシング2、3の接合端面全周に亘る溝11、12を形成し、その溝の全周にシール材13を装填した円筒ケーシングの接続構造である。その溝は縦断面等脚台形であって、シール材がこの溝に装填されると、ケーシングの自重によって圧縮される(図a)。このとき、シール材の縦断面形状が幅方向中心軸に対し左右線対称の長方形なものであることから、シール材13が上から押圧されて下方向に空洞14でもって潰されると、その側面(両側壁13a、13a)は確実に外側に膨出して円筒ケーシング2、3の当接端面の界面を確実にシールする。立坑外側の水圧が低い場合、シール材13自身の圧縮力で止水し(図c)、水圧が高くなると、シール材が溝の一方の側面に押付けられて(移動して)止水する(図d)。この押付けは水圧が高くなれば強くなって止水効果が高まる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、地中にマンホール等の立坑を構築する際に用いられるコンクリート製円筒ケーシング(立坑セグメント)に関し、特に、その円筒ケーシングの接続構造、及びその接続構造に使用するシール材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
地中へのマンホール等の立坑の構築は、例えば、図6に示すように、刃口ケーシング1を有する円筒ケーシング2を、圧入機でもって周方向に揺動又は回転を与えつつ地盤G中に圧入し、その圧入深さに応じてその円筒ケーシング2の上部に円筒ケーシング3を接続し、その圧入作用及び接続作用を順々に行って所要の深さの立坑(マンホール)を構築する(特許文献1段落0010〜同0011、図3、特許文献2図8参照)。上下の円筒ケーシング2、3はノックピン等によって一体固定される。
【0003】
その上下方向に接続される各円筒ケーシング2、3の対向する両端面の間にはシール材が介在される。そのシール材として、厚さ:3〜5mm、幅(ケーシングの径方向):20〜30mm程度の平形のものがあり、そのシール材を下側の円筒ケーシング2の上側端面に貼り付け、その上に上側円筒ケーシング3を積み重ねてシールを行っている。
また、上下の円筒ケーシング2、3の両端面にその全周に亘ってそれぞれ対応する溝5が形成され、その溝5にその全周に亘ってシール材を装填して、立坑内外のシール(止水)を担保したものもある。そのとき、シール材は、接着材によって下側の円筒ケーシング2に固定され、下側の円筒ケーシング2に上側の円筒ケーシング3が積み重ねられることによってその上から押圧されて(押圧力を受けて)溝5内面に圧接してその両円筒ケーシング2、3の界面(両端面)をシールする。
【0004】
その従来の溝5とシール材による接続構造として、図7に示すように、その上下の円筒ケーシング2、3の両溝5の縦断面が上下とも開口部5aから徐々に括れた三角形をしてその頂部に取付け孔5bを設けた形状であり、シール材4もその縦断面が三角形状をしてその頂部に膨出係合部4bを設けた形状としたもの(シール材4)がある(特許文献2段落0021〜同0024、図5、図7参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−132379号公報
【特許文献2】特開2005−320702号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記の平形シール材は、地震時などの上下の円筒ケーシング2、3の接合端面が開いた場合(本願図3(b)、(d)参照)や、立坑が深く、大深度で外水圧が高い場合、そのシール材ではそのシール性が担保されずに、立坑内に漏水する恐れがある。
一方、特許文献2に記載のシール材4にあっては、上記接合端面が開いた場合や、大深度で外水圧が高い場合においても、シール性が担保されて立坑内に漏水する恐れが少ない。
しかし、図7から理解できるように、シール材4はその断面形状が複雑であって、その成型が煩雑となり、高価なものとなっているとともに、複雑な構造の溝5への圧入のため、その圧入が確実に成されないと(図7に示すように、溝5にシール材4が変形無く十分に嵌っていないと)、そのシール性を担保できない恐れが生じる。
【0007】
この発明は、上記実情の下、上記溝への嵌め込み作業性が良く、かつ十分な止水性(シール性)が担保できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を達成するために、この発明は、上記シール材を、その縦断面中央に空洞を有しその最上下面が溝の底面に接して上からの押圧によりその空洞でもって下方向に潰されるとともに左右方向に突出する形状としたのである。
このシール材の最上下面が溝の底面に接することによって、この発明のシール材は、本願図7の膨出係合部5bを有することなく、その最上下面の溝底面への当接によってシール性を担保する。このように、膨出係合部5bの無いことは、溝にシール材を装填することが容易であって、その作業性が良いこととなる。
また、上からの押圧により空洞でもって左右方向に突出すれば、その突出した面が溝側面に圧接することとなってシール性(止水性)を担保する。
【0009】
この発明の構成としては、立坑内に、複数のコンクリート製円筒ケーシングをその軸方向を上下方向として設置したマンホールの、前記上下の円筒ケーシングの対向する両端面全周に亘ってそれぞれ対応する溝を形成し、その溝の全周に亘ってシール材を装填した円筒ケーシングの接続構造において、前記シール材はその縦断面中央に空洞を有しその最上下面が溝の底面に接して上からの押圧によりその空洞でもって下方向に潰されるとともに左右方向に突出する構成を採用することができる。
【0010】
そのシール材の具体的な縦断面形状としては、円形、楕円形及びそれらの上下面を平面でカットしたフラット面としたもの等の、その断面幅が上下方向それぞれその幅の中央に向かって徐々に狭くなっている形状を採用することができる。一方、シール材の断面幅を上方向その幅の中央に向かって徐々に狭くなっているものとすれば、溝装填時のシール材が安定する(図5(e)参照)。
また、シール材の断面幅は上下方向それぞれその幅の中央に向かって又は上方向その幅の中央に向かって徐々に狭くなっている形状でなくても、その縦断面が長方形、正方形等の角形であっても、上からの押圧によりその空洞でもって下方向に潰されるとともに左右方向に突出する形状であれば、何れでも良い。
【0011】
これらの各縦断面形状において、上下面に円筒ケーシングの両端面全周に亘る対の突起をそれぞれ有して幅方向中心軸に対し左右線対称とすることができる。この断面形状であると、シール材への上方からの押付力が小さくてもシール材の圧縮域が大きくなって(抜け難い許容抜け出し量が大きくなって)、上下円筒ケーシングの界面(両端面間)の水圧が小さくても有効に止水効果を発揮する。
この場合、上方の溝が縦断面等脚台形、下方の溝が縦断面上下逆等脚台形、すなわち上下の溝が上下の円筒ケーシング界面でもって線対称の等脚台形とすると良い。この構造であると、シール材が上から押圧されて下方向に空洞でもって潰されると、幅方向中心軸に対し左右線対称であることから、左右両方向に確実に突出してその側面が溝の側面に確実に当接し、シール性が高いものとなる(図3参照)。
【0012】
上記溝の断面形状は、上記シール材を装填してシール性を担保し得るものであれば、任意である。しかし、その溝の断面形状を奥中央に向かって徐々に狭くなる形状とすれば、開口部が広く奥に行くにしたがって狭くなっているものとなるため、その溝にシール材を装填する作業は容易である。例えば、開口部5aから徐々に括れた三角形や、縦断面が上記台形状、半円状、半楕円状等とする(図1(b)、図5(a)〜(d)参照)。
【発明の効果】
【0013】
この発明は、以上のように構成したので、シール材の溝への装填作業性が良く、また、十分なシール性を担保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】(a)はこの発明の一実施形態の作業説明図、(b)は同(a)の要部拡大図
【図2】同実施形態に係るシール材を示し、(a)は端面図、(b)は部分斜視図
【図3】(a)〜(d)は同実施形態におけるシール材の各シール作用図
【図4】同シール材の水圧試験説明図
【図5】(a)〜(e)はシール材の他の実施形態の各例端面図
【図6】立坑の構築説明図
【図7】従来の円筒ケーシング接合部を示し、(a)は要部断面図、(b)はそのシール材の端面図
【発明を実施するための形態】
【0015】
この発明の一実施形態を図1〜図3に示し、この実施形態も従来と同様に、立坑内に、複数のコンクリート製円筒ケーシング2、3をその軸方向を上下方向として設置したマンホールの、上下の円筒ケーシング2、3・・の対向する両端面全周に亘ってそれぞれ対応する溝11、12を形成し、その溝11、12の全周に亘ってシール材13を装填した円筒ケーシングの接続構造である。円筒ケーシング2、3・・は、その接続端面をノックピン(図示せず)で接続して立坑の深さに応じて所要数が連結して一体とされる。
【0016】
その上下の溝11、12はその縦断面が両ケーシング2、3の界面を境にして対称となった等脚台形状であり、その縦断面の幅がその台形上辺中央に向かって徐々に狭くなっている。
シール材13は、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)系又は天然ゴム(NR)系のゴムからなる長尺物であって、押出し成形などによって形成される。その縦断面形状は、ほぼ長方形をしてその中央に細長の空洞14を有するとともに、上辺に対の三角状突起16、下辺に台形状突起15を有する幅方向中心軸cに対し左右対称となっている。上辺の突起16・・は、中央部の2個に対して両側の2個の高さが低くされて、中央部の突起16が溝底面に接した後に両側の突起16が溝底面に接するようになって、全ての突起16が溝底面に確実に接して十分なシール性を担保できるようになっている。その空洞14及び各突起15、16は長さ方向全長に亘っている。
【0017】
このシール材13は、従来と同様にして上下の円筒ケーシング2、3の溝11、12内に装填される。このとき、シール材13が円弧状の押出し成形品であったり、真っ直ぐな押出し成形品であったりするが、何れにしても、溝11、12の全長に装填した後、その重なり端を切断すると共に接着剤でもって円環状に接合する。このとき、前もってシール材13を円環状に切断接合しておけば、溝11、12への接着剤による接着作業がないため、雨天時にも立坑の施工ができる。
【0018】
このシール材13の溝11、12への装填状態において、図1(b)及び図3(b)に示す地震時などの上下の円筒ケーシング2、3が上下に動いて両者の接合端面が離れた際(目地開きtが生じた際)、シール材13の上下の突起15、16が溝11、12の底面(奥面)から離れないように、シール材13と溝11、12の深さ(高さ)を適宜に決定する。これによって、地震時等の目地開きtが生じても、シール性が担保される。
【0019】
このシール材13は溝11、12に装填されると、図3(a)に示すように、上側の円筒ケーシング3の自重によって両円筒ケーシング2、3の端面が当接するまで圧縮される。このとき、シール材13の縦断面形状が幅方向中心軸cに対し左右線対称の長方形なものであるとともに、各溝11、12の縦断面が等脚台形であることから、シール材13が上から押圧されて下方向に空洞14でもって潰されると、その側面(両側壁13a、13a)は確実に外側(左右両方向)に膨出して円筒ケーシング2、3の当接端面の界面を確実にシールする。
【0020】
このシール材13が溝11、12内に装填された円筒ケーシング2、3の接合部は、立坑外側の水圧が低い場合、図3(c)に示すように、円筒ケーシング2、3の当接端面(界面)から洩れ入る水(矢印)に対してシール材13自身の圧縮力で止水し、高圧が働くと、同図(d)に示すように、目地開きtが生じても、シール材13が溝11、12の一方の側面に押付けられる(移動する)とともにその目地開きt内に食い込んで止水する。この押付け及び食い込みは高圧になればなるほど強くなるため、止水効果は十分に担保できる。
【0021】
このシール材13の止水性を見るため、図4に示す実験を行った。この実験装置は、上下の無垢の円柱部材21a、21bの接合端面に円状加圧空間22を形成し、その空間22の周り全周に溝11、12を形成し、その溝11、12にシール材13を装填したものである。図中、23は締付けボルト、24はエアー抜きバルブである。
この装置の上記空間22内にポンプPにより水圧をかけると(水を供給すると)、その水圧に応じて目地開きtの大きさが変化する。その開き量はボルト23の締め代によって調整する。
その各水圧、各片開き量(目地開きtの幅)におけるこのシール材13のシール性の結果を下記表1に示す。この実験結果によると、このシール材13は十分なシール性を発揮することが確認できる。
【0022】
【表1】

【0023】
上記実施形態は、断面等脚台形溝11、12及び断面長方形のシール材13によって接合部のシール構造を構成したが、シール材がその縦断面中央に空洞を有しその最上下面が溝の底面に接して上からの押圧によりその空洞でもって下方向に潰されるとともに左右方向に突出する態様であれば、この発明の作用効果を得ることができる。このため、この発明は、その断面等脚台形溝11、12及び断面長方形のシール材13に限らないことは勿論である。例えば、図5(a)に示す溝11、12は断面半円状、シール材13は断面楕円状、同図(b)に示す溝11、12は奥面が切り取られた(フラットにされた)断面半円状、同図(c)に示すシール材13も同じく上下面が切り取られた断面楕円状、同(d)に示すシール材13は、図2の態様において側面を弧状にした態様、それらにおいて、溝11、12が断面半楕円状、シール材13が断面円状等が考えられる。さらに、溝11、12は、縦断面の幅が上下方向その幅の中央に向かって徐々に狭くなる形状に拘わらず、同(e)に示すように奥面に向かって等幅の四角状等とし得る。また、シール材13も、同図に示すように、その断面幅が上方向その幅の中央(中心線c)に向かって徐々に狭くなっているものとすれば、溝11、12内への装填状態が安定する。
【0024】
この図5(a)〜(c)の各実施形態においても、突起15、16を設けることもできる。その突起の数及び位置も、上からの押圧により空洞14でもって下方向に潰されるとともに左右方向に突出する態様であれば、任意である。上下の溝11と12は上下の円筒ケーシング2、3の界面に対して面対称でなくても良い。
また、円筒ケーシング2、3も図示のものに限定されず、単管と称されるもの等においてもこの発明は適応できることは勿論である。
【符号の説明】
【0025】
2、3 円筒ケーシング(セグメント)
11、12 溝
13 シール材
14 空洞
15、16 突起
t 目地開き

【特許請求の範囲】
【請求項1】
立坑内に、複数のコンクリート製円筒ケーシング(2、3)をその軸方向を上下方向として設置したマンホールの、前記上下の円筒ケーシング(2、3)の対向する両端面全周に亘ってそれぞれ対応する溝(11、12)を形成し、その溝(11、12)の全周に亘ってシール材(13)を装填した円筒ケーシングの接続構造であって、
上記シール材(13)はその縦断面中央に空洞(14)を有しその最上下面が溝(11、12)の底面に接して上からの押圧によりその空洞(14)でもって下方向に潰されるとともに左右方向に突出することを特徴とする立坑用円筒ケーシングの接続構造。
【請求項2】
上記シール材(13)の断面幅は上方向その幅の中央(c)に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項1に記載の立坑用円筒ケーシングの接続構造。
【請求項3】
上記シール材(13)は、上下面に上記円筒ケーシングの両端面全周に亘る対の突起(15、16)をそれぞれ有して幅方向中心軸(c)に対し左右線対称の縦断面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の立坑用円筒ケーシングの接続構造。
【請求項4】
上記上方の溝(11)の縦断面の幅が上方その幅の中央に向かって徐々に狭くなっているとともに、下方の溝(12)の縦断面の幅が下方その幅の中央に向かって徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の立坑用円筒ケーシングの接続構造。
【請求項5】
上記上方の溝(11)が縦断面等脚台形であり、下方の溝(12)が縦断面上下逆等脚台形であり、上記シール材(13)は、上下面に上記円筒ケーシングの両端面全周に亘る対の突起(15、16)をそれぞれ有して幅方向中心軸(c)に対し左右線対称の長方形縦断面であることを特徴とする請求項1に記載の立坑用円筒ケーシングの接続構造。
【請求項6】
請求項1、3乃至5の何れかに記載の立坑用円筒ケーシングの接続構造に使用される上記シール材(13)であって、縦断面中央に空洞(14)を有し、上下面に上記円筒ケーシングの両端面全周に亘る対の突起(15、16)をそれぞれ有して幅方向中心軸(c)に対し左右線対称の長方形縦断面であることを特徴とするシール材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−153409(P2011−153409A)
【公開日】平成23年8月11日(2011.8.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−14007(P2010−14007)
【出願日】平成22年1月26日(2010.1.26)
【出願人】(390000332)栗本コンクリート工業株式会社 (29)
【出願人】(000141956)株式会社コプロス (18)