JPH069113Y2 - 沈埋トンネル用二次止水ゴム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、複数の沈埋函を連結することにより構築さ
れる沈埋トンネルの連結部を水密するための沈埋トンネ
ル用二次止水ゴムに関する。

〈従来の技術〉 従来より、水底トンネルとしては、必要土被り厚みを薄
くでき、トンネルの長さを最少限に短縮することができ
ると共に、大きな地盤支持力を必要とせず、軟弱地盤に
適応できることから、沈埋トンネルが多く建造されてい
る。そして上記沈埋トンネルでは、連結後の沈埋函同士
の位置修正が容易であると共に、施工性が良いので、隣
設する沈埋函の端面に止水ゴムを取付けて施工する水圧
接合方式（ゴムガスケット方式）が使用されている。

上記止水ゴムとしては、例えば、沈埋函の端面間を水密
すると共に、沈埋函を連結する際の衝撃を吸収する正方
形断面の環状ゴム塊からなる一次止水ゴムと、一次止水
ゴムの内方側に設けられ、沈埋函の端面間の水密状態を
より確実に維持するための長尺の二次止水ゴムとがあ
る。

そして、上記二次止水ゴムとしては、第１２ａ図および
第１２ｂ図に示すように、隣接した沈埋函に跨がってボ
ルト等の固定部材で固定される鍔部と、当該鍔部間に形
成された弾性を具備する半円状の胴部とを有していると
共に、上記鍔部および胴部には、平織り編みされた補強
用の繊維が、長手方向に対して４５°に交差するように
複数層埋設されてある。

〈考案が解決しようとする課題〉 上記沈埋トンネルにおいては、施工誤差や水圧等によ
り、沈埋函同士の位置がずれるので、その連結部で変位
を吸収しなければならない。このため、一次止水ゴムと
して、弾性に富み且つ復元性に優れたゴムが用いられて
いる。したがって、二次止水ゴムとしても、水圧に抗す
る十分な強度を有していると共に、上記一次止水ゴムの
変形に対して、その挙動を阻止しないように、追従して
変形し易いことが要求される。

ところが、上記構成の二次止水ゴムにおいては、補強用
の繊維が、長手方向に対して４５°に交差するように埋
設されてあるので、沈埋函の位置ずれに伴って長手方向
に力が作用した場合に、変形抵抗が大きいと共に、一次
止水ゴムに対する追従性が悪いという問題があった。

また、上記鍔部には、ボルト等の固定部材の挿通孔が形
成されているので、当該鍔部の強度が弱いという問題が
あった。

この考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
変形抵抗が小さく一次止水ゴムの変形に応じた追従性を
有する沈埋トンネル用二次止水ゴム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〉 上記目的を達成するためのこの考案の沈埋トンネル用二
次止水ゴムとしては、隣接する沈埋函の端面間を水密す
る一次止水ゴムの内方側に設けられ、両沈埋函に固定部
材によって固定される鍔部と、当該鍔部間に形成された
弾性を具備した胴部とを有する長尺の沈埋トンネル用二
次止水ゴムであって、上記鍔部および胴部に、補強用の
繊維コードが、長手方向およびこれと直交する方向に埋
設され、上記鍔部には、長手方向に対して４５°方向に
平織り編みした繊維層が複数層埋設された状態で、上記
固定部材用の挿通孔が形成されていることを特徴とす
る。

〈作用〉 上記構成の沈埋トンネル用二次止水ゴムによれば、隣接
する沈埋函の相対的な位置ずれ等に伴い、長手方向に力
が作用した場合には、上記力の作用方向に対して平行方
向および直交する方向に、補強用の繊維コードが埋設さ
れているので、従来の長手方向に対して４５°に平織り
編みされた補強用の繊維を埋設した二次止水ゴムに比べ
て、小さい力で二次止水ゴムを変形させることができ
る。

しかも、一次止水ゴムから漏水して、水圧が二次止水ゴ
ムに作用した場合でも、胴部が大きく膨脹するのを上記
繊維コードで抑えることができるので、耐圧性について
も十分確保することができる。また、上記鍔部には、長
手方向およびこれと直交する方向に埋設された繊維コー
ドに加えて、長手方向に対して４５°方向に平織り編み
した繊維層が複数層埋設されているので、鍔部を、長手
方向、長手方向と直交する方向、および長手方向に対し
て４５度の方向に補強することができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１ａ図および第１ｂ図は、この考案の沈埋トンネル用
二次止水ゴム（以下二次止水ゴム(A)という）の一実施
例を示す断面図および要部欠截平面図であり、第２図
は、長尺の二次止水ゴム(A)を、隣接する沈埋函(K)の端
面(K1)に取付けた状態を示す要部拡大断面図である。な
お、第２図において、下方側は沈埋函(K)の内部側を示
しており、上方側は水中である。上記二次止水ゴム(A)
は、隣接する沈埋函(K)の端面(K1)間を水密する一次止
水ゴム(B)の内方側であって、沈埋函(K)を連結している
連結装置（図示せず）を収納するための空間部(C)の内
壁に取付けられている。

上記二次止水ゴム(A)は、ボルト等の固定部材(3)によっ
て沈埋函(K)に固定される平坦な鍔部(2)と、当該鍔部
(2)間に形成され且つ弾性を具備する半円状の胴部(1)と
で構成されている。また、上記鍔部(2)および胴部(1)と
もクロロプレンゴムを主成分としており、通常クロロプ
レンゴムが９０の割合に対して天然ゴムが１０の割合で
配合されている。なお、上記ゴム種および配合はこれら
に限定されるものではない。さらに、鍔部(2)および胴
部(1)には、すだれ織りした補強用の繊維コード(4)が、
長手方向（第１ｂ図のＸ方向）およびこれと直交する方
向（第１ｂ図のＹ方向）に、それぞれ１層ずつ埋設され
ている。

上記補強用の繊維コード(4)としては、ナイロンやポリ
エステル等の樹脂製のものが、耐久性、強度および弾性
の面から好ましく、例えば、ナイロン繊維の仕様として
は、１２６０デニール／２、打込み数４８本／５cmのも
のが使用される。

上記鍔部(2)には、上記長手方向およびこれと直交する
方向にすだれ織りした補強用の繊維コード(4)とは別
に、長手方向に対して４５°方向に平織り編みした、例
えば、４２０デニール、縦糸および横糸の打込み数３０
本／５cmの仕様からなるナイロン繊維（４′）層が、複
数層埋設されていると共に、沈埋函(K)に固定するため
の固定部材(3)の挿通孔(30)が所定位置に設けられてい
る。

以上の構成の二次止水ゴム(A)によれば、鍔部(2)および
胴部(1)において、補強用の繊維コード(4)が、長手方向
およびこれと直交する方向に埋設されているので、一次
止水ゴム(B)から漏水して、水圧が二次止水ゴム(A)に作
用した場合でも、水圧に抗する十分な強度を有してお
り、従来の補強用の繊維（４′）を埋設したものに比べ
て、胴部(1)が大きく膨脹するのを抑えることができ
る。

さらに、隣接する沈埋函(K)の相対的な位置ずれ等に伴
い、長手方向に力が作用した場合でも、上記力の作用方
向に対して平行方向および直交する方向に、補強用の繊
維コード(4)が埋設されているので、従来の長手方向に
対して４５°に平織り編みした補強用の繊維（４′）を
埋設した二次止水ゴムに比べて、小さい力で二次止水ゴ
ム(A)を変形させることができる。

しかも、上記鍔部(2)を、補強用の繊維コード(4)によっ
て、長手方向とこれに直交する方向に補強することがで
きると共に、上記複数層のナイロン繊維（４′）層によ
って、長手方向に対して４５度の方向に補強することが
できるので、固定部材(3)用の挿通孔(30)が形成されて
いるにもかかわらず、当該鍔部(2)の強度を十分に確保
することができる。

以下、試験例Ｉおよび比較例Ｉ，IIを用いて、試験Ｉと
試験IIを行なうことにより試験例Ｉの性能を確認する。

〈試験例Ｉおよび比較例Ｉ，II〉 試験例Ｉの二次止水ゴム(A)は、上記第１図の実施例と
同様の構成であり、詳細寸法としては、鍔部(2)同士の
間隔(L1)が２９０mm、固定部材の標準間隔(L2)が２３０
mm、胴部(1)の内径(L3)が１３０mm、鍔部(2)の厚み(T1)
および胴部(1)の厚み(T2)が１０mmであり、実物の1/2モ
デルを使用する。比較例Ｉは、第３ａ図および第３ｂ図
に示すように、すだれ織りした補強用のナイロン繊維コ
ード(4)を、長手方向に対して４５°およびこれと直交
する方向に２層埋設したものであり、比較例IIは、第１
２ｂ図に示すように、平織り編みした補強用のナイロン
繊維（４′）を、長手方向に対して４５°に３層埋設し
ている。そして、比較例Ｉ，II共に、上記試験例Ｉと同
じ大きさのものを使用する。なお、上記試験例Ｉおよび
比較例Ｉ，IIの何れにおいても、鍔部(2)には、平織り
編みした補強用のナイロン繊維（４′）がそれぞれ３層
ずつ埋設されている。

〈試験Ｉ〉 第４ａ図および第４ｂ図に示すように、二次止水ゴム
(A)の胴部(1)の一方側から閉塞板(5)を押し当てた状態
で、鍔部(2)を閉塞板(5)に固定すると共に、二次止水ゴ
ム(A)の両端を盲板（図示せず）等で閉塞して、胴部(1)
と閉塞板(5)とで囲まれる中空部(10)を水密状態に保持
する。そして、この状態で、上記中空部(10)に注水を行
ない、水圧を０．５kg/cm²ずつ増加させて、胴部(1)の
所定部の円弧長さ(R)と、これと直交する方向の所定長
さ(L)を測定する。なお、試験例Ｉおよび比較例Ｉ，II
とも、長手方向の長さを９００mmに製作したものを使用
する。

〈試験II〉 第６図に示すように、鍔部(2)を挾持した状態で試験例
Ｉおよび比較例Ｉ，IIを立設すると共に、鍔部(2)の一
方側(20)を試験機に固定し、他方側(21)を試験機に沿っ
て上方に移動可能な引張り部材(6)に固定した状態で、
インテスコ引張試験機を用いて、表１の条件の下で、毎
分５mmの速度で上記鍔部(2)の一方側(21)を上方に引張
ることによって、試験例Ｉおよび比較例Ｉ，IIの変位に
対する引張力の測定を行なう。また、表１に示す条件と
は、鍔部(2)に設けた挿通孔(30)の胴部(1)を挟んだ固定
間隔(L2)を、予め標準状態で２３０mmに穿孔した試験例
Ｉおよび比較例Ｉ，IIを使用し、２３０mmの標準状態、
２３０mm±１０mmの状態、さらには２３０mm＋３６．５
mmの状態に設定しておき、上記標準状態以外では２４．
５mmの最大変位を加え、標準状態では４９mmの変位を加
えると共に試験例Ｉが破壊するまで上方に引張ることで
あり、それぞれの計測点において、変位させるのに必要
な引張り力を測定する。なお、試験例Ｉおよび比較例
Ｉ，IIとも、長手方向の長さを５００mmに製作したもの
を使用する。

〈試験結果〉 まず、試験Ｉに基づいて、胴部(1)の所定長さ(L)および
所定部の円弧(R)を計測したところ、試験例Ｉについて
は、表２に示す結果が得られ、比較例Ｉ，IIについて
は、それぞれ表３および表４に示す結果が得られた。さ
らに、第５図においては、表２〜表４で得られた円弧長
さ(R)における伸び量の割合（％）と、内圧（kg/cm²）
との関係を表示した。なお、表中に掲げた百分率（％）
は、圧力が０kg/cm²の時の基準長さに対する伸び量の割
合である。

以上の結果より、所定部の円弧長さ(R)については、試
験例Ｉの伸び量は、比較例Ｉ，IIと比較して約1/2にす
ぎず、試験例Ｉが内圧に対して非常に優れた強度を有し
ていることが判明した。また、円長手方向の所定長さ
(L)については、試験例Ｉおよび比較例Ｉ，IIの何れも
大差なく、圧力が増加しても、この方向には、ほとんど
伸びがないことを示している。

次に、試験IIに基づいて、鍔部(2)の所定変位と、この
とき必要な引張り力を計測したところ、第７図〜第１０
図に示す結果のグラフが得られた（グラフ中において、
試験例Ｉは、比較例Ｉは、比較例Ｉはで示す）。
また、第７図は鍔部(2)の固定間隔(L2)を、標準状態で
ある２３０mmから１０mm縮めて試験機に取付けたもので
あり、第８図は標準状態から１０mm広げたもの、第９図
は標準状態から３６．５mm広げたもの、第１０図は標準
状態のものを示している。さらに、第１１図として、第
１０図の初期の段階の変位である０〜５０mmのものを抽
出した。

上記の結果から分かるように、補強用の繊維コード(4)
を、胴部(1)の長手方向およびこれと直交する方向に埋
設した試験例Ｉが最も小さい力で変形する。一方、比較
例Ｉおよび比較例IIでは、２０〜３０mmの変位で湾曲点
が存在しており、胴部(1)のバックリング発生開始点の
最大荷重が表れている。これは、比較例ＩおよびIIが、
力の作用方向に対して、４５°方向に補強用の繊維
（４′）または繊維コード(4)を埋設した構成であるた
め、これらの繊維が小さな変位でも緊張して、大きな力
がかかりバックリングが発生しているものと推察され
る。これに対して、試験例Ｉは、力のかかる方向に緊張
する繊維等を埋設していないので、顕著なバックリング
現象が生じる虞がない。

〈考案の効果〉 以上のように、この考案の二次止水ゴムによれば、水圧
に抗する十分な強度を有しているだけでなく、鍔部およ
び胴部において、長手方向およびこれと直交する方向
に、補強用の繊維コードが埋設されているので、隣接す
る沈埋函の相対的な位置ずれ等に伴って、二次止水ゴム
の長手方向に力が作用した場合でも、従来の平織り編み
された補強用の繊維を、長手方向に対して４５°に交差
するように埋設したものに比べて、変形抵抗が小さくて
済み、しかもバッグリングを発生することがない。

しかも、上記鍔部には、長手方向およびこれと直交する
方向に埋設された繊維コードに加えて、長手方向に対し
て４５°方向に平織り編みした繊維層が複数層埋設され
ているので、鍔部を、長手方向、長手方向と直交する方
向、および長手方向に対して４５度の方向に補強するこ
とができる結果、当該鍔部の強度を十分に確保すること
ができる。

したがって、一次止水ゴムの挙動を阻止することなく、
一次止水ゴムの変位に追従して変形できると共に、沈埋
函の端面間の水洩れを確実に阻止できる沈埋トンネル用
二次止水ゴム提供することができるという特有の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、この考案の沈埋トンネル用二次止水ゴムの
一実施例を示す断面図、第１ｂ図は同じく要部欠截平面
図、 第２図は、沈埋トンネル用二次止水ゴムの取付状態を示
す断面図、 第３ａ図は、比較例Ｉの沈埋トンネル用二次止水ゴムを
示す断面図、第３ｂ図は同じく平面図、 第４ａ図は、試験Ｉの装置を示す断面図、第４ｂ図は同
じく平面図、 第５図は、試験Ｉの結果を示すグラフ図、 第６図は、試験IIのインテスコ引張試験装置に取付ける
変位抵抗測定装置を示す斜視図、 第７図は、鍔部の固定間隔を標準状態から１０mm縮めて
設定した試験例Ｉおよび比較例Ｉ，IIについて、試験II
の結果を示すグラフ図、 第８図は、鍔部の固定間隔を標準状態から１０mm広げて
設定した試験例Ｉおよび比較例Ｉ，IIについて、試験II
の結果を示すグラフ図、 第９図は、鍔部の固定間隔を標準状態から３６．５mm広
げて設定した試験例Ｉおよび比較例Ｉ，IIについて、試
験IIの結果を示すグラフ図、 第１０図は、鍔部の固定間隔を標準状態に設定した試験
例Ｉおよび比較例Ｉ，IIについて、試験IIの結果を示す
グラフ図、 第１１図は、第１０図の初期の段階の変位である０〜５
０mmを抽出したものを示すグラフ図、 第１２ａ図は、従来の沈埋トンネル用二次止水ゴムを示
す断面図、第１２ｂ図は同じく平面図。 (1)……胴部、(2)……鍔部、(4)……補強用の繊維コー
ド、(A)……沈埋トンネル用二次止水ゴム、 (K)……沈埋函、(K1)……端面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接する沈埋函の端面間を水密する一次止
   水ゴムの内方側に設けられ、両沈埋函に固定部材によっ
   て固定される鍔部と、当該鍔部間に形成された弾性を具
   備した胴部とを有する長尺の沈埋トンネル用二次止水ゴ
   ムであって、上記鍔部および胴部に、補強用の繊維コー
   ドが、長手方向およびこれと直交する方向に埋設され、
   上記鍔部には、長手方向に対して４５°方向に平織り編
   みした繊維層が複数層埋設された状態で、上記固定部材
   用の挿通孔が形成されていることを特徴とする沈埋トン
   ネル用二次止水ゴム。