JPH01263389A - 止水構造とその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多数のセグメントを連結してトンネル等を１
１４築する際のセグメント相互間の止水構造及び該構造
の施工方法に関するものである。

（従来技術とその問題点） 従来からトンネル等構造物を構築する際には、複数の＠
泣セグメンｌ〜を前後及び左右方向に接合して所定の構
造物としている。このような構造物としては、人間、自
動車及び鉄道用車両等が通行する一般的なｌ・ンネルの
他に、電話線や送電線等の各種ケーブルを埋設するだめ
の１−ンネルつまりケーブル用管、ガス管、上下水道、
地下鉄の周壁等がありこれらは地中に設置される。又ト
ンネルの他にも高架の鉄道や高速道路等も前記構造物に
含まれる。

このような構造物特に地中に設置されるＩ−ンネルにお
いては該Ｉ〜ンネルの単位セグメント間の接合部には高
圧が掛かり、地中の地下水が滲出し長期間には該滲出量
か膨大になる。人間等が通行するトンネルにおいては前
記地下水が多少滲出してもさほどの影響は生じないが、
電話線等のケーブルにおいては滲出水による悪影響は多
大なものがあり、前記単位セグメント間の接合部の止水
ば従来から非常に重要な問題として認識され、幾多の止
水方法が提案されている。

従来の一般的な単位セグメントは第４図に示す構造を有
し、該単位セグメント八は円周方）ＩＴ］に順次接合さ
れかつ端部同士を直線状の部材により連結されて第５図
に示す１−ンネルＢ構造を形成するようになっている。

隣接する各単位セグメンｌ−Ａ間の接合部ＣしＪ地中側
から矢印で示す高圧を受り、該接合部Ｃの止水が不十分
であると徐々に地下水が滲出してトンネルＢ内に地下水
が溜まってしまう。

このよ・うな漏水を防止するために従来は第４図に示す
ように単位セグメントΔ特にコンクリート製の単位セグ
メンｌ−Ａの側面の全周に凹溝Ｉ〕を形成し、隣接する
単位セグメンｌ−Ａ間の対応する前記凹溝り間に止水材
を充填し、該止水材により前記単位セグメント人間の止
水を行うことが提案されている。

従来技術による該止水材の充填は第６図に示すように、
接合すべき隣接する１対の単位セグメントＡ、Ａ’の一
方の単位セグメンｌ−Ａの凹溝Ｉ〕に該凹溝りの深さｄ
より幅の広い水膨張性ゴムのような材料から成る直方体
状の止水４ｔ　Ｅを設置しかつ前記華位セグメンＩ−Ａ
の表面と該止水材Ｅの表面とに被覆されるように例えば
ブチルゴム等から成るシー１〜Ｆを被覆するとともに、
他方の単位セグメンｌ−Ａ’の凹溝Ｄ′に該凹溝Ｄ’の
深さと等しい幅を有する止水材Ｅ“を設置し、前記栄位
セグメンｌ−Ａを既に所定箇所に固定された他方の単位
セグメンＩ−Ａ’にスプレータ等により押しつけて両者
を密着させるとともに第４図に示した通孔Ｇにポルト（
図示略）を貫通させて百単位セグメントΔ、Ａ１を接合
するようにしている。

該接合状態では、前記止水材Ｅ、Ｅ゛はともに押圧力に
より第７図に示すように変形し、強い力で相互に押し合
って百単位セグメントＡ、Δ“間の止水を行・うように
している。

この位置関係で半永久的に維持されるのであれば単位セ
グメント間の止水ばほぼ完全であるが、実際には時間の
経過に従って両栄位セグメンｌ−Ａ、へ°間に間隙が生
じ始める。第７図に示した技術では、止水４Ｊ’Ｅ、Ｅ
′の有する復元力により、前記止水材Ｅ、Ｅ’の幅を若
干法げることにより生じた間隙を閉塞し、止水を完全に
することを意図している。しかしながら従来の止水イオ
の復元力は１００％より大きく劣り、実際には生じた間
隙を完全に閉塞することはできない。又止水材として前
記した水膨張性ゴムを使用し、生した間隙に進入して来
る水を前記水膨張性ゴムで吸収し該水膨張性ゴムを膨脂
させて前記間隙を完全に閉塞するという技術も提案され
ている。しかしながら水膨脹性ゴＪ、はその膨脹率にも
よるが、２〜３倍程度までの膨脹率であれば十分な強度
を有するが、膨脹率がこの値を超えると水Ｉｌｌ脹性ゴ
Ｊ、が寒天状となり、シー１−　Ｆを介して接触してい
る両止水Ｉｔ　Ｅ、Ｅ’の密着力が不十分となり、進入
して来る水が百単位セグメンＩ−Ａ、Ａ“間を容易に通
り抜は止水機能を果たさなくなるという欠点があり、上
記した止水材Ｅ、Ｅ“の使用により生ずる間隙を閉塞す
るためにシ１゛水膨脹性ゴムの使用では不−１−分であ
る。

これらの欠点を解決するために木発明者は第８図に示す
ように栄位セグメンｌ−Ａ間のトンネル側に別の止水構
造を形成して完全な止水を図る構造を提案した。該構造
は隣接するｊｉ位セグメン）Ａのトンネル側端部同士を
接着剤層Ｈを形成したシールＪにより前記単位セグメン
ｈ人間を滲出してきた地下水をトンネルに入る時点で止
めようとするものであり、該方法によりほぼ完全な止水
を行うことができる。しかしながら該止水構造は構造的
にかなり複雑で、トンネルが完成した後に各接合部ごと
に更に止水構造を設置する工事が必要となるため材料費
及び施工費が嵩め、ｌ　ｋｍ当たりの単価が数億円とな
り現実的ではないという欠点がある。

（発明の目的） 従って本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、
安価にかつ長期間に亘って完全な止水が確保される止水
構造及びその施工方法を保供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、接合面に凹溝が形成された１対の単位セグメ
ントの少なくとも一方の前記凹溝に、少なくとも１層の
硬質体と少なくとも１層の弾性体を積層して成る止水材
を、最外層の硬質体が前記単位セグメントの接合面から
突出するように配設するとともに、前記接合面と前記硬
質体の表面にカバーシートを被覆し、前記両単位セグメ
ントの両接合面を前記カバーシートを介して圧着して成
る単位セグメンＩ〜の止水構造とその施工方法であり、
前記止水材は両単位セグメントの両凹溝に配設し両止水
材をカバーシートを介して圧着してより強固な止水構造
としたり、あるいは１層の硬質体と１層の弾性体のみで
前記止水材を構成することも可能である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明は第７図に示す従来の止水構造と異なり、硬質体
と弾性体を積層して止水材を構成し、隣接する１対の単
位セグメントの一方又はそれぞれの凹溝に配設しかつそ
の上にシー１〜を被覆した該止水材を、相互に圧着し変
形させて両単位セグメントを接合することにより、前記
硬質体を変形させずに前記弾性体のみをほぼ選択的に変
形させるようにしている。

従って、弾性体の弾性変形による弾力で前記両単位セグ
メントの前記硬質体を押圧して両車位セグメント間の止
水を確実にするとともに、完全な復元力を有しない硬質
体は殆ど変形しないため、時間が経過してもその物理的
強度が殆ど低下することがなく、長期に亘って確実に単
位セグメント間の止水を行うことを可能にする。

本発明に係わる止水構造又は該構造の施工方法の適用個
所としては、例えば人間、自動車及び鉄道用車両等の通
行するＩ・ンネル、電話線や送電線や光ファイバーはし
め各種ケーブルが地中に埋設されたケーブル管、地下鉄
の周壁、高速道路や新幹線等の高架通路、地下貯水槽等
がある。

本発明に使用する単位セグメントは第４図に示すように
隣接する他の単位セグメン１へとの接合面に凹溝が形成
された単位セグメントとじ、凹溝が形成された従来の単
位セグメン［・をそのまま使用しても、又新たに凹溝を
形成した単位セグノン１−を製造しそれを使用するよう
にしてもよく、あるいは既存の凹溝を適宜の材料で充填
して平面とし、凹溝を有しない側の単位セグメントとし
て使用してもよい。又該単位セグメントの形状は第４図
に示す円弧状の他に、円筒状、角筒状、直方体状等があ
り、該単位セグメントば中実状でも中空状でもよい。又
マンボールのような既に円筒状に成形されているもので
もよく、この場合には長さ方向にのみ伸ばすことになる
。

前記止水材は、比較的硬度の大きい硬質体と該硬質体よ
り硬度が小さく可撓性に冨む弾性体を積層して構成する
。該硬質体及び弾性体はそれぞれ１層ずつ２層積層すれ
ば一１分であるが、この他に例えば複数の硬質体の薄層
と複数の弾性体の薄層をそれぞれ交互に複数層積層する
ようにしてもよく、この場合最外層の２層のうち少なく
とも一方が硬質体により形成されるようにする。該止水
材の外形６才前記凹溝側に位置する部分は該凹溝の内面
と一致させかつ前記接合面から突出する部分は前記凹溝
に近い部分に湾曲部を形成したものであることが好まし
い。１層の硬質体と１層の弾性体を積層して成る止水材
の場合は、弾性体の厚さは凹溝の深さと等しくし、又硬
質体の厚さは前記弾性体の厚さと同等か僅かに薄くする
ことが好ましい。又該止水材には、後述するカバーシー
トを被覆した場合に前記弾性体に接する空間が形成され
るよう前記硬質体及び／又は弾性体の形状を選択するこ
とが望ましい。

前記硬質体の材質は比較的強度が高（前記カバーシート
を介と７て押圧されたときに殆ど変形が生ぜず十分な止
水を行うことができれば特に限定されないが、例えば水
膨腸性ゴム等の合成ゴムやエボキン樹脂等の熱硬化性樹
脂等が好ましい。又前記弾性体の材質は、十分な可撓性
があり、好ましくは８０％以上更に好ましくは１００％
に近い復元力を有する材料例えば発泡ポリウレタンであ
ることが好ましく、該発泡ポリウレタンは約９８％の復
元度を有している。

このように積層された止木材例えば１層の硬質体と１層
の弾性体を積層して成る止水材の場合は、該止水材の前
記弾性体を前記凹溝に接着等により密着させかつ前記硬
質体を前記接合面から突出するよう位置させた後、前記
接合面と１１１１記硬質体表面に跨がるようにカバーシ
ートを被覆する。該カバーシートは従来のブチルコムの
ような粘着性シーｌ−であってもよいが、粘度が低く表
面が平滑で更に機械的強度の大きいシート例えばポリエ
ステル布を織り込んだ非可塑性ポリ塩化ビニル製シート
であることが望ましく、該ポリ塩化ビニル製シー　ｈは
コンクリ−１〜との付着性が良好で約３０ｋｇ／ｃｔの
引張強度を有している。

ごのよ・うな構成から成る止水材を使用して本発明の止
水構造を施工するには、接合すべき両ｊｉ′Ｌ位セグメ
ントに止水４，１を設置した場合には、両止水材を両力
バーシートを介して接触させその後一方又は双方の単位
セグメントを外側から押圧し前記止水材の弾性体を変形
させることにより、好ましくはその幅が弾性体より小さ
い前記接合面から突出している止水材の硬質体を前記凹
溝に埋め込め、前記変形した弾性体の反発力により該硬
質体を他方の単位セグメント方向に相互にイ」勢して前
記接合面を両カバーシートを介して強固に圧接さゼる。

この場合両カバーシート間に予め接着剤を介在させてつ
まり予めいずれかの単位セグメントに接着剤を塗布して
おきその後接合することもでき、これにより一体化され
ていない両力バーシートを一体化してより強固な構造と
することができる。

又接合すべき１対の単位セグメントの一方にのめ止水材
を設置する場合は、他方の単位セグメントの接合面は平
坦面とする。この場合も同様に百単位セグメントに外側
から圧力を掛けることにより前記止水材中の弾性体が変
形して確実に止水することができる。しかしながら止水
のための圧が半分になるため、百単位セグメン１へに止
水材を設置する場合と比較すると止水能力はやや劣るこ
とになる。

又施工時には隣接する単位セグメントの接合面同士を合
わせその後接合することになり、その場合百単位セグメ
ント間の上下又は左右方向のずれが生ずることがあり施
工時の作業能率の低下に結びついているが、本発明の止
水構造では、このようなずれが生じても止水材に一定幅
があるためこれを吸収することができる。

（実施例） 以下撚イ」図面を参照しながら本発明の実施例につき説
明するが、該実施例は本発明を限定するものではない。

第１図は、本発明に係わる止水構造の一実施例を示す縦
断面図、第２図及び第３図は、それぞれ第１図の凹溝部
の拡大図で、第２図は、百単位セグメントの凹溝に止水
材を配設した状態を示す縦断面図、第３同は、両車位セ
グメント間に圧力を加え止水材を圧縮し、止水可能にし
た状態を示す縦断面図、第４図は本発明に使用可能なｊ
ｊ′Ｌ位セグメントの一例を示すもので、本実施例の説
明を第４Ｈに示ず単位セグメントを使用する止水構造に
関して行・うことにする。

第４図に示すように、円弧状のコンクリート製革位セグ
メンｌ−Ａの両端部内縁にばボルト１挿入用の空間２が
形成され該空間２と外部間にはポルＩ・挿入孔Ｇが螺設
され、又該単位セグメン＋−Ａの円周方向の内縁部にも
ほぼ等間隔でポルＩ・挿入孔Ｇが螺設されている。

該単位セグメンｌ−Ａの左右両端部及び前後両端部の外
縁の前記ポル１〜挿入孔Ｇの上部には、横向き台形状の
凹４１Ｄが形成されている。施工前の該凹溝りには、該
凹溝りと同形状である断面台形状の弾性体３に、該弾性
体３の上下両端部に接触する部分に切欠部４が形成され
かつ左右幅が前記弾性体３よりやや小さくかつ先端側の
」１下両端に湾曲部が形成された硬質体５が接着等によ
り一体化された止水材６が、前記弾性体３を接着等する
ことにより固着され、更に該硬質体５の外側面とその上
下の前記単位セグメンｌ−Ａの接合面７とに跨がってカ
バーシート８が被覆され、前記止水材６の脱落を防止し
ている。

該単位セグメン）Ａに隣接し該単位セグメントＡ表接合
される単位セグメンｌ−Ａ“も前記単位セグメントへと
同様の構成を有し、各構成要素には同一符号を付して説
明を省略する。

施工時に上記した通りに用意された止水材６が装着され
た１対の単位セグメンｌ−Ａ、Ａ’に第２図の左右方向
から力を加えてまず前記カバーシー１−８同士を接触さ
せ更乙こ力を加えて前記止水材６の弾性体３を弾性変形
させ第３図に示すように両単位セグメントＡ、Ａ“の前
記カバーシート８が完全に接触するようにする。この状
態では前記弾性体３の体積が収縮し、更に一部が前記切
欠部４に進入して前記硬質体５がそれ自身殆ど変形する
ことな（前記凹溝りに埋め込まれ、前記接合面７がその
ほぼ全面で相互に接触することを可能にする。

この状態において地中側（第１図上側）から地下水等が
進入しようとしても両凹溝り間において、前記弾性体３
の有する反発力により前記硬質体５が強く前記カバーシ
ー１−８に向かつて付勢され両力バーシート８は強く圧
接されて前記地下水が１・ンネル側に進入することを確
実に防止する。

又年月の経過に従い前記接合面７間に僅かの間隙が生じ
ても、前記弾性体３の弾力により硬質体５を接合面７方
向に移動させることにより、生した間隙を閉塞するため
、長期間に亘って確実に止水を行うことが確保される。

又より以上の安全性を確保するためには、従来技術と同
様に前記硬質体を水膨腸性ゴムで構成し、かつ該水膨腸
性ゴムに接触する前記カバーシートの所要個所に通孔を
穿設しておき、両カバーシート間に進入してくる地下水
を前記通孔を通して前記水膨腸性ゴムに吸収させ更に長
期間確実に止水を行うことを可能にすることができる。

又該止水構造をより確実なものとするには、前記カバー
シートの適所に接着剤特に数時間後又は汁故時間後に接
着能力が生ずる接着剤を塗布しておき、適宜の方法例え
ばジヤツキやスプレークにより一方の単位セグメンｌ−
を他方の単位セグメントに押しつけ両単位セグメントを
圧力により接合しながら接着剤による接合も同時に行う
ようにしでも良い。

使用する各部材の種類、形状、強度等は予想される地下
水等の進入圧に応じて適宜決定すればよく、特に接合面
から突出させる止水材の厚さと弾性体の復元力は生ずる
止水能力に大きな影舌を与えるため、慎重に決定すべき
である。

なお、第６図の従来の止水構造において右側の単位セグ
メントの接合面と止水材の先端面が同一平面上にあるの
ば、単位セグメントに圧力を掛りで接合させる際に前後
に隣接する１対の単位セグメントの前面又は後面（第１
図参照）のいずれかにスプレータ等で圧力を掛けるが、
前記止水材が接合面より突出していると該止水材が圧縮
されて永久歪が残り止水が不十分になるからである。こ
れに対し本実施例において、隣接する単位セグメントの
両者の凹溝に止水材を配設する場合でも、該止水材の弾
性体の弾力により一度強い力で圧縮されても該圧力が取
り除かれると該止水材はほぼ完全に復元されるため、従
来と異なり接合面と止水材の先端面を同一平面上に位置
させる必要はな又単位セグノン１〜の施二Ｆ時における
作業上の不都合の一つば、止水材に前記単位セグメント
の−部が接触して止水材が接合前に脱落することであり
、従来の止水構造では第６図に示すようにカバ−シート
・が被覆されていない止水材があり該止水材と前記単位
セグメン１へか直接接触したり、又カバーシーＩ−自体
もブチルゴム等の粘着性材オ；」であり接触したカバー
シートと単位セグメントが離れ難くなったり、又止水材
が剛体であるため接触のショックを吸収できなかったり
したため、従来技術では施工時の止水材の単位セグメン
トからの脱落は大きな問題であった。

一方本実施例では全ての止水材がカバーシートで被覆さ
れているため、該止水材がｍ位セグメントと直接接触す
ることを回避てき、又該カッ＼−シー＋−の材質をポリ
塩化ビニル等の強度の大きい粘度の低い材質とし、更に
前記硬質体の該カッ＼−シーＩ−に接触する部分を湾曲
さ−Ｕゆるやかな傾斜を付しておくごとにより、該止水
材と接触した単位セグメントが該止水材を滑り、前記止
水材の脱落を防止することか可能になる。

（発明の効果） 本発明は、複数の単位セグメントを連結して構築した構
造物の隣接する前記単位セグメンｌ−の凹溝の少なくと
も一方に、少なくとも１層の硬質体と少なくとも１層の
弾性体を積層して成る止水材を、最外層の硬質体が前記
学位セグノンＩ−の接合面から突出するように配設する
とともに、前記接合面と前記硬質体の表面１コカバーシ
ーＩ−を被覆し、前記百単位セグメントの両接合面を前
記カバーシー　ｌ−を介して圧着した止水構造である。

第７図に示す従来の＋ｌｘ水構造では止水材が剛体であ
り復元力が弱いため、単位セグメント間に間隙が生した
ときに該間隙に追随して止水材が変形して前記間隙を完
全に除くことができないため、止水が不完全となり、実
際に（ｒＪ’、　１　ｋｇ　／　ｃ＋ｆｌ程度の僅かな
水圧の水も止水できない。

これに対し本発明の止水構造は弾性体と硬質体を組み合
わせて止水材を構成しであるため〜止水］　９ 材の圧縮による止水圧の形成は、圧縮された復元力が高
い弾性体が専ら引き受け、かつ該弾性体がその反発力に
より剛性の高い前記硬質体を他方側の単位セグメントに
対して付勢するため、カバーシート同士又はカバーシー
トと接合面間に強い密着力か生じ十分な止水を達成する
ことができる。

更に剛性の大きい硬質体には殆ど変形が生しないため、
該硬質体の剛性が低下することがなく従ってカバーシー
１〜を介しての密着力の低下もなく、長３１Ｊ１間に亘
って確実に上水を行うことができ、本発明は特に電話線
等の水を極度に嫌うケーブル類の止水構造として特に有
用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる止水構造の一実施例を示す縦
断面図、第２図及び第３Ｍは、それぞれ第１図の凹溝部
の拡大図で、第２図は、百単位セグメントの凹溝に止水
材を配設した状態を示す縦断面図、第３図は、両車位セ
グメント間に圧力を加え止水材を圧縮し、止水可能にし
た状態を示す縦断面図、第４図は本発明に使用可能な従
来の単位セグノントの一例を示し、第５図は該複数の単
位セグメントを使用して形成したトンネルの縦断面図、
第６図及び第７図は、従来の単位セグメ７１−間の止水
構造を示すもので、第６図は、両単位セグメントの凹溝
に止水材を配設した状態を示す縦断面図、第７図は、百
単位セグメント間に圧力を加え止水材を圧縮し、止水可
能にした状態を示す縦断面図、第８図は、従来の他の止
水構造の一例を示す縦断面図である。 Ａ・・・単位セグメント　Ｄ・・・凹溝３・・・弾性体
　５・・・硬質体 ６・・・止水材　７・・・接合面 ８・・・カバ−シート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）接合面に凹溝が形成された１対の単位セグメント
   の少なくとも一方の前記凹溝に、少なくとも１層の硬質
   体と少なくとも１層の弾性体を積層して成る止水材を、
   最外層の硬質体が前記単位セグメントの接合面から突出
   するように配設するとともに、前記接合面と前記硬質体
   の表面にカバーシートを被覆し、前記両単位セグメント
   の両接合面を前記カバーシートを介して圧着して成る単
   位セグメントの止水構造。
2. （２）接合面に凹溝が形成された１対の単位セグメント
   の前記両凹溝に、１層の硬質体と１層の弾性体を積層し
   て成る止水材を、前記弾性体が前記凹溝に当接し前記硬
   質体が前記単位セグメントの接合面から突出するように
   配設するとともに、前記接合面と前記硬質体の表面にカ
   バーシートを被覆し、前記両単位セグメントの両接合面
   を前記カバーシートを介して圧着して成る単位セグメン
   トの止水構造。
3. （３）硬質体が水膨脹性ゴムであり、該硬質体に接触す
   るカバーシートの部分に通孔を穿接した請求項２に記載
   の止水構造。
4. （４）両カバーシート間に接着剤を介在させた請求項２
   に記載の止水構造。
5. （５）接合面に凹溝が形成された１対の単位セグメント
   の少なくとも一方の前記凹溝に、少なくとも１層の硬質
   体と少なくとも１層の弾性体を積層して成る止水材を、
   最外層の硬質体が前記単位セグメントの接合面から突出
   するように配設し、前記接合面と前記硬質体の表面にカ
   バーシートを被覆した後、前記両単位セグメントに外側
   から圧力を掛け、両単位セグメントの両接合面を前記カ
   バーシートを介して圧着することを含んで成る単位セグ
   メントの止水構造の施工方法。