JPH06146778A - 竪坑の坑口シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で弾性シール部材と竪坑の坑口と
の間のシール性を高めることができる竪坑の坑口シール
装置を提供する。 【構成】 竪坑の坑口１２の内径寸法より小さく且つト
ンネル掘削機等の外形寸法より大きい内周部１４ｂを有
する環状の取付板１４の外周部１４ａを竪坑の坑口に固
設し、トンネル掘削機等の外形寸法より小さい内周部１
５ｂを有する環状の弾性シール部材１５の外周部１５ａ
を取付板の外圧受圧面１５ｃ側に取り付け、さらに、弾
性シール部材の背面１５ｄを外圧に抗して支える複数個
の揺動板１６を取付板の内周部に沿って弾性シール部材
の背面側に放射状に配置し、各揺動板を枢軸１７を介し
て取付板に揺動可能に枢支させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、竪坑のトンネル掘削
機、推進管等の発進用又は到達用の坑口に設けられる坑
口シール装置に関し、特に弾性シール部材の背面を外圧
に抗して支える耐圧支持構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】竪坑のトンネル掘削機等の発進用又は到
達用の坑口には、掘削土砂や地下水が坑口開口部とトン
ネル掘削機やトンネル一次覆工用セグメント等の外周面
との間の環状隙間から竪坑内に流入することを防止する
ための坑口シール装置が必要である。

【０００３】発進用坑口の場合、坑口シール装置は、竪
坑内から発進するトンネル掘削機が坑口内に位置してい
る時に坑口開口部とトンネル掘削機外周面との間の環状
隙間を外圧に抗してシールし、その後、セグメントが坑
口内に位置する時にはセグメント外周面と坑口開口部と
の間の環状隙間を外圧に抗してシールする必要がある。

【０００４】また、到達用坑口の場合、トンネル掘削機
よりも外形寸法の大きい内部加圧容器を予め坑口内に配
置しておき、到達するトンネル掘削機をこの容器内に受
け入れる方法が一般に用いられる。このような到達工法
においては、トンネル掘削機が容器内に到達し、それに
引き続くセグメントが坑口内に設けられた後、容器が坑
口から取り除かれる。したがって、到達坑口に設けられ
る坑口シール装置は、容器外周面と坑口内面との間の環
状隙間をシールした後、セグメント外周面と坑口内面と
の間の環状隙間をシールする必要がある。

【０００５】特開昭６０−１４８９９４号公報には従来
の発進坑口用坑口シール装置が開示されている。この坑
口シール装置は、発進坑口の周縁の坑壁に配設される円
環状の弾性シール部材と、該弾性シール部材の背面側に
て発進坑口の周りに間隔をおいて放射状に配設される複
数個の支持金具とを備えており、各支持金具は取付板と
この取付板に揺動可能に枢支された揺動板とからなって
いる。そして支持金具の取付板と弾性シール部材とが固
定具により坑壁に固定されている。このような構成によ
り、発進坑口の開口部とトンネル掘削機又はそれに引き
続くトンネル覆工材の外周面との間を弾性シール部材に
よりシールし、該弾性シール部材の背面側を複数個の支
持金具によって外圧に抗して支持できるものとなってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシール
装置においては、複数個の支持金具が弾性シール部材の
背面側にて発進坑口の周りに間隔をあけて配設されてい
たため、隣接する支持金具の間の隙間において坑口壁面
に対する弾性シール部材の押え力が弱くなり、外圧に対
し弾性シール部材と発進坑口壁面との間のシール性が低
下するという技術的課題があった。そこで、従来は、支
持金具と弾性シール部材との間に別途押えリングを介在
させ、この押えリングによって弾性シール部材の外周部
を全周にわたり坑壁面に押し付ける構成が採られていた
が、たとえこのような押えリングを用いても、弾性シー
ル部材が外圧を受けて厚み方向に圧縮されると、弾性シ
ール部材と坑壁面との間のシール性が低下するので、耐
圧シール性に問題があった。

【０００７】したがって、本発明の目的は、簡単な構成
で弾性シール部材と竪坑の坑口との間のシール性を高め
ることができる竪坑の坑口シール装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
トンネル掘削機、推進管等の発進又は到達のために竪坑
の坑壁に形成された坑口を外圧に抗してシールするシー
ル装置であって、前記坑口に固設される外周部と前記坑
口寸法より小さく且つトンネル掘削機等の外形寸法より
大きい内周部とを有する環状の取付板と、該取付板の外
圧受圧面側に取り付けられる外周部とトンネル掘削機等
の外形寸法より小さい内周部とを有する環状の弾性シー
ル部材と、前記取付板の内周部に沿って弾性シール部材
の背面側に放射状に配置され、前記取付板に揺動可能に
枢支されて弾性シール部材の背面を外圧に抗して支える
複数個の揺動板と、を備えていることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の竪
坑の坑口シール装置において、前記弾性シール部材の外
周部がその外圧受圧面側に配設された環状の押さえ板と
前記取付板とにより全周にわたりサンドイッチ状に挟持
され、且つ複数個のボルトとナットにより前記取付板に
締結固定されていることを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の竪
坑の坑口シール装置において、前記取付板が前記坑口の
内周面に沿って前記坑壁内に埋設される筒状のアンカー
部材の一端に固着されていることを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の竪
坑の坑口シール装置において、前記アンカー部材には前
記弾性シール部材の外圧受圧面側に坑口充填材を注入す
るための注入管が固設されていることを特徴とする。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項３または４
記載の竪坑の坑口シール装置において、前記アンカー部
材の他端には前記坑口寸法より小さく且つトンネル掘削
機等の外形寸法より大きい内周部を有する環状の第２取
付板が前記取付板と対向して固着され、前記第２取付板
の前記取付板と対向する背面には、トンネル掘削機等の
外形寸法より小さい内周部を有する環状の第２弾性シー
ル部材が配設され、該第２弾性シール部材の外周部はそ
の背面に配設された環状の第２押さえ板と前記第２取付
板とにより全周にわたりサンドイッチ状に挟持され、且
つ複数個のボルトとナットにより前記第２取付板に締結
固定され、前記第２押さえ板の内周部には前記第２弾性
シール部材の背面を外圧に抗して支える複数個の揺動板
が前記第２押さえ板の全周に沿って放射状に配置され、
且つ前記第２押さえ板に揺動可能に枢支されていること
を特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１記載の竪坑の坑口シール装置において
は、竪坑内部を坑口の外部に対し気密に保つためには坑
口と取付板との間の気密性と、弾性シール部材と取付板
との間の気密性と、弾性シール部材とトンネル掘削機等
との間の気密性とをそれぞれ確保することが重要とな
る。ここで、取付板と坑口との間の気密性については、
環状の取付板の外周部を全周にわたり坑口に固設するの
で、十分な気密性を容易に確保することができる。ま
た、弾性シール部材とトンネル掘削機等との間の気密性
については、弾性シール部材の背面を環状取付板に枢支
された複数個の揺動板が支えるので、十分な気密性を容
易に確保することができる。さらに、環状の弾性シール
部材は竪坑の坑口に固設される環状の取付板の外圧受圧
面側に取り付けられているので、弾性シール部材に外圧
が作用すると、弾性シール部材は取付板の外圧受圧面に
圧接される。したがって、弾性シール部材と取付板との
間にも高い気密性を容易に確保することができる。

【００１４】請求項２記載の竪坑の坑口シール装置にお
いては、弾性シール部材の外周部がその外圧受圧面側に
配設された環状の押さえ板と環状の取付板とにより全周
にわたりサンドイッチ状に挟持され、且つ複数個のボル
トとナットにより取付板に締結固定されているので、弾
性シール部材の外周部を全周にわたり均一に環状の取付
板の外圧受圧面に圧接させることができる。したがっ
て、弾性シール部材と取付板との間の気密性をより高め
ることができる。

【００１５】請求項３記載の竪坑の坑口シール装置にお
いては、取付板が竪坑の坑口の内周面に沿って坑壁内に
埋設される筒状のアンカー部材の一端に固着されている
ので、竪坑の坑口への取付板の取付け強度が高いものに
なるとともに、環状の取付板と坑口との間の気密性をよ
り高めることができる。

【００１６】請求項４記載の竪坑の坑口シール装置にお
いては、アンカー部材には弾性シール部材の外圧受圧面
側に坑口充填材を注入するための注入管が固設されてい
るので、トンネルの一次覆工後に坑口内の弾性シール部
材の外圧受圧面側に充填材を容易に注入することがで
き、充填材の注入により、坑口の気密性をより高めるこ
とができる。

【００１７】請求項５記載の竪坑の坑口シール装置にお
いては、アンカー部材の他端には坑口寸法より小さく且
つトンネル掘削機等の外形寸法より大きい内周部を有す
る環状の第２取付板が前記取付板と対向して固着され、
第２取付板の前記取付板と対向する背面には、トンネル
掘削機等の外形寸法より小さい内周部を有する環状の第
２弾性シール部材が配設され、該第２弾性シール部材の
外周部はその背面に配設された環状の第２押さえ板と第
２取付板とにより全周にわたりサンドイッチ状に挟持さ
れ、且つ複数個のボルトとナットにより前記第２取付板
に締結固定され、第２押さえ板の内周部には第２弾性シ
ール部材の背面を外圧に抗して支える複数個の揺動板が
前記第２押さえ板の全周に沿って放射状に配置され、且
つ第２押さえ板に揺動可能に枢支されているので、この
第２弾性シール部材によって坑口の気密性をさらに高め
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
詳細に説明する。

【００１９】図１から図４までは本発明を略円形の発進
用坑口に適用した場合の第１実施例を示したものであ
る。これらの図を参照すると、竪坑の坑壁１１に穿設さ
れた断面円形の発進用坑口１２には全体的に番号１３で
示す坑口シール装置が設けられている。坑口シール装置
１３は、環状の取付板１４とゴム等からなる環状の弾性
シール部材１５と複数個の揺動板１６とを備えている。

【００２０】図３に詳細に示すように、取付板１４は坑
口１２に固設される外周部１４ａと坑口１２の内径寸法
より小さく且つトンネル掘削機等（図示せず）の外形寸
法より大きい内周部１４ｂを有している。

【００２１】弾性シール部材１５は取付板１４の外圧受
圧面１４ｃ側に取り付けられる外周部１５ａとトンネル
掘削機等の外形寸法より小さい内周部１５ｂとを有して
いる。図３において仮想線Ａはトンネル掘削機の外周位
置を示しており、仮想線Ｂはトンネル掘削機に続く一次
覆工用セグメントの外周位置を示している。

【００２２】複数個の揺動板１６は取付板１４の内周部
１４ｂに沿って弾性シール部材１５の背面１５ｄ側に放
射状に配置され、各々が枢軸１７を介して取付板１４に
揺動可能に枢支されて弾性シール部材１５の背面１５ｄ
を外圧に抗して支えるようになっている。各揺動板１６
の枢支部近傍にはストッパ片１６ａが突設されており、
このストッパ片１６ａは揺動板１６が例えば枢軸１７を
通る坑口１２の垂直断面から竪坑内方側へは回動しない
ように、或いは該垂直断面よりも若干坑口１２の外方側
に傾斜した姿勢からそれ以上竪坑の内方側へは回動しな
いように揺動板１６の回動規制をする役割を果たす。図
４に示すように、各枢軸１７は取付板１４の内周部に固
設された一対のブラケット１８，１８に両端を保持され
ている。

【００２３】さらにこの実施例では、弾性シール部材１
５の外周部１５ａはその外圧受圧面１５ｃ側に配設され
た環状の押さえ板１９と取付板１４とにより全周にわた
りサンドイッチ状に挟持されており、且つ複数個のボル
ト２０とナット２１により取付板１４に締結固定されて
いる。

【００２４】さらに、取付板１４は坑口１２の内周面に
沿って坑壁１１内に埋設された筒状のアンカー部材２２
の一端に固着されており、このアンカー部材２２には坑
口１２内の弾性シール部材１５の外圧受圧面１５ｃ側に
坑口充填材を注入するための注入管２３が固設されてい
る。

【００２５】上記構成の竪坑の坑口シール装置において
は、竪坑内部を坑口１２の外部に対し気密に保つために
は坑口１２と取付板１４との間の気密性と、弾性シール
部材１５と取付板１４との間の気密性と、弾性シール部
材１５とトンネル掘削機等との間の気密性とをそれぞれ
確保することが重要となる。ここで、取付板１４と坑口
１２との間の気密性については、環状の取付板１４の外
周部を全周にわたり坑口１２に固設するので、十分な気
密性を容易に確保することができる。また、弾性シール
部材１５とトンネル掘削機等との間の気密性について
は、図３に示すように、環状の取付板１４に枢支された
複数個の揺動板１６がトンネル掘削機や一次覆工用セグ
メントの外周に当接して傾斜姿勢となり、弾性シール部
材１５の背面１５ｄを支えるので、十分な気密性を容易
に確保することができる。さらに、環状の弾性シール部
材１５は竪坑の坑口１２に固設される環状の取付板１４
の外圧受圧面１４ｃ側に取り付けられているので、弾性
シール部材１５に外圧が作用すると、弾性シール部材１
５は取付板１４の外圧受圧面１４ｃに圧接される。した
がって、弾性シール部材１５と取付板１４との間にも高
い気密性を容易に確保することができる。

【００２６】さらにこの実施例では、弾性シール部材１
５の外周部１５ａがその外圧受圧面１５ｃ側に配設され
た環状の押さえ板１９と環状の取付板１４とにより全周
にわたりサンドイッチ状に挟持され、且つ複数個のボル
ト２０とナット２１により取付板１４に締結固定されて
いるので、弾性シール部材１５の外周部１５ａを全周に
わたり均一に環状の取付板１４の外圧受圧面１４ｃに圧
接させることができる。したがって、弾性シール部材１
５と取付板１４との間の気密性をより高めることができ
る。

【００２７】さらにこの実施例においては、取付板１４
が竪坑の坑口１２の内周面に沿って坑壁内に埋設される
筒状のアンカー部材２２の一端に固着されているので、
竪坑の坑口１２への取付板１４の取付け強度が高いもの
になるとともに、環状の取付板１４と坑口１２との間の
気密性をより高めることができる。

【００２８】さらにこの実施例においては、アンカー部
材２２には弾性シール部材１５の外圧受圧面１５ｃ側に
坑口充填材を注入するための注入管２３が固設されてい
るので、トンネルの一次覆工後に坑口１２内の弾性シー
ル部材１５の外圧受圧面１５ｃ側に充填材を容易に注入
することができ、充填材の注入により、坑口１２の気密
性をより高めることができる。充填材としてセメント等
の硬化性充填材を用いると坑口１２と一次覆工用セグメ
ントとの間を充填材で一体に固めるとことができる。一
方、ウレタンフォーム等の弾力性充填材を用いた場合、
坑口１２と一次覆工用セグメントとの間を可撓継手構造
とすることができ、耐震性に優れた竪坑の坑口シール装
置とすることができる。

【００２９】図５および図６は本発明の第２実施例を示
したものである。同図において上記第１実施例と同様の
構成部材には同一参照符号が付してある。

【００３０】この実施例では、アンカー部材２２の他端
には坑口１２の内径寸法より小さく且つトンネル掘削機
等の外形寸法より大きい内周部２４ｂを有する環状の第
２取付板２４が取付板１４と対向して固着されており、
第２取付板２４の取付板１４と対向する背面２４ｄに
は、トンネル掘削機等の外形寸法より小さい内周部２５
ｂを有する環状の第２弾性シール部材２５が配設され、
該第２弾性シール部材２５の外周部２５ａはその背面２
５ｄに配設された環状の第２押さえ板２９と第２取付板
２４とにより全周にわたりサンドイッチ状に挟持され、
且つ複数個のボルト３０とナット３１により第２取付板
２４に締結固定されている。

【００３１】そして、第２押さえ板２９の内周部２９ｂ
には第２弾性シール部材２５の背面２５ｄを外圧に抗し
て支える複数個の揺動板２６が第２押さえ板２９の全周
に沿って放射状に配置され、且つ枢軸２７を介して第２
押さえ板２９に揺動可能に枢支されている。

【００３２】したがって、この第２実施例においては、
坑口１２内に充填材を所定の圧力で注入することによ
り、第２押さえ板２９を外圧に抗して第２弾性シール部
材２５の背面２５ｄに押し付けることができるので、第
２取付板２４と第２弾性シール部材２５との間に高い気
密性を確保することができる。したがって、第２押さえ
板２９と第２揺動板２６とにより背面を支持される第２
弾性シール部材２５によって坑口１２の気密性をさらに
高めることができる。

【００３３】以上、図示実施例につき説明したが、本発
明発明上記実施例の態様のみに限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内においてそ
の構成要素に更に種々の変更を加えることができる。例
えば坑口形状は円形若しくは略円形のものに限られず、
坑口の形状に応じて取付板や弾性シール部材の輪郭形状
に変更を加えることができる。また、環状の弾性シール
部材は板材状のものに限られず、例えば内周側をチュー
ブ状に形成したものであってもよい。この場合、トンネ
ル掘削後、弾性シール部材のチューブ部分内に圧縮空気
を供給することによりチューブ部分を坑口内面および一
次覆工セグメント等の外周に密着させシール効果を高め
ることができる。さらに、本発明による坑口シール装置
は、トンネル掘削機の到達用坑口や、竪坑内の推進機に
より推進される推進管（ヒューム管）の発進用又は到達
用坑口にも同様に適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、竪坑の坑口寸法より小さく且つトンネル掘削機等の
外形寸法より大きい内周部を有する環状の取付板の外周
部を竪坑の坑口に固設し、トンネル掘削機等の外形寸法
より小さい内周部を有する環状の弾性シール部材の外周
部を取付板の外圧受圧面側に取り付け、さらに、弾性シ
ール部材の背面を外圧に抗して支える複数個の揺動板を
取付板の内周部に沿って弾性シール部材の背面側に放射
状に配置し取付板に揺動可能に枢支させたので、簡単な
構成で弾性シール部材と竪坑の坑口との間のシール性を
高めることができる竪坑の坑口シール装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を発進用坑口に適用した場合の第１実
施例を示す坑口シール装置の概略正面図である。

【図２】 図１に示す坑口シール装置の図１中２−２線
に沿った概略断面図である。

【図３】 図１に示す坑口シール装置の要部拡大垂直断
面図である。

【図４】 図１に示す坑口シール装置の要部斜視図であ
る。

【図５】 本発明の第２実施例を示す竪坑の坑口シール
装置の図２と類似の断面図である。

【図６】 図５に示す竪坑の坑口シール装置の要部拡大
垂直断面図である。

【符号の説明】

１３ 坑口シール装置 １４ 取付板 １５ 弾性シール部材 １６ 揺動板 １７ 枢軸 １８，１８ ブラケット １９ 押さえ板 ２０ ボルト ２１ ナット ２２ アンカー部材 ２３ 注入管 ２４ 第２取付板 ２５ 第２弾性シール部材 ２６ 第２揺動板 ２７ 枢軸 ２９ 第２押さえ板 ３０ ボルト ３１ ナット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘削機、推進管等の発進又は到
   達のために竪坑の坑壁に形成された坑口を外圧に抗して
   シールするシール装置であって、 前記坑口に固設される外周部と前記坑口寸法より小さく
   且つトンネル掘削機等の外形寸法より大きい内周部とを
   有する環状の取付板と、 該取付板の外圧受圧面側に取り付けられる外周部とトン
   ネル掘削機等の外形寸法より小さい内周部とを有する環
   状の弾性シール部材と、 前記取付板の内周部に沿って弾性シール部材の背面側に
   放射状に配置され、前記取付板に揺動可能に枢支されて
   弾性シール部材の背面を外圧に抗して支える複数個の揺
   動板と、を備えていることを特徴とする竪坑の坑口シー
   ル装置。
2. 【請求項２】 前記弾性シール部材の外周部がその外圧
   受圧面側に配設された環状の押さえ板と前記取付板とに
   より全周にわたりサンドイッチ状に挟持され、且つ複数
   個のボルトとナットにより前記取付板に締結固定されて
   いることを特徴とする請求項１記載の竪坑の坑口シール
   装置。
3. 【請求項３】 前記取付板が前記坑口の内周面に沿って
   前記坑壁内に埋設される筒状のアンカー部材の一端に固
   着されていることを特徴とする請求項１記載の竪坑の坑
   口シール装置。
4. 【請求項４】 前記アンカー部材には前記弾性シール部
   材の外圧受圧面側に坑口充填材を注入するための注入管
   が固設されていることを特徴とする請求項３記載の竪坑
   の坑口シール装置。
5. 【請求項５】 前記アンカー部材の他端には前記坑口寸
   法より小さく且つトンネル掘削機等の外形寸法より大き
   い内周部を有する環状の第２取付板が前記取付板と対向
   して固着され、 前記第２取付板の前記取付板と対向する背面には、トン
   ネル掘削機等の外形寸法より小さい内周部を有する環状
   の第２弾性シール部材が配設され、該第２弾性シール部
   材の外周部はその背面に配設された環状の第２押さえ板
   と前記第２取付板とにより全周にわたりサンドイッチ状
   に挟持され、且つ複数個のボルトとナットにより前記第
   ２取付板に締結固定され、 前記第２押さえ板の内周部には前記第２弾性シール部材
   の背面を外圧に抗して支える複数個の揺動板が前記第２
   押さえ板の全周に沿って放射状に配置され、且つ前記第
   ２押さえ板に揺動可能に枢支されていることを特徴とす
   る請求項３または４記載の竪坑の坑口シール装置。