JPH09268885A - グラウトホール用止水栓およびこれを用いたグラウトホールの止水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明に係るグラウトホール用止水栓は、
セグメントグラウトホールからの土砂や水の流出を短時
間かつ省力で簡便に止水し、周辺地山に対する影響を無
くす。 【解決手段】 地下に覆工されたセグメント７のグラウ
トホール９から地山６の土砂や水が噴出している場合
に、当該グラウトホール９に、棒形状の本体部２と、前
記本体部２の先端部２ａに開閉自在に設けられた傘部２
２とを備えたグラウトホール用止水栓１を、その先端部
２ａに備えている前記傘部２２を閉じた状態で挿入し
て、当該傘部２２を前記グラウトホール９の外側に完全
に突出させた後、前記傘部２２を開き、開いた傘部２２
によって外側から前記グラウトホール９を塞ぐことによ
り、地山の土砂や水の流出を最小限に食い止めることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下構造物の覆
工、特にシールドトンネルの覆工で使用するセグメント
のグラウト注入孔であるグラウトホールを塞ぐ止水栓に
関する。

【０００２】

【従来の技術】地下構造物の施工、特にトンネルの施工
において、掘削する地山の状況、トンネル断面の規模、
延長、勾配などに応じ種々の工法があるが、その中で、
シールド工法と呼ばれる工法があることは周知である。

【０００３】この工法は、内部にジャッキを装備した鋼
製円筒状のシールドを用い、その掘削と推進によってで
きた空間に鋼製または鉄筋コンクリート製のブロックで
あるセグメントを組み立てて円形トンネル構築しながら
前進する工法であるが、前記シールドのテール部で、掘
削された部分を保えるためのセグメントを組み立ててか
らシールドを推進するため、その性質上、シールドの推
進と同時にシールド外径とセグメント外径との差だけセ
グメント周辺にテールボイドと呼ばれる空隙が生じる。
このテールボイドを放置すれば、シールドトンネルへの
地圧荷重の偏り、さらには地盤沈下を引き起こす原因と
なるセグメント周辺部の地山の緩みが生じるため、グラ
ウトを注入して裏込めする必要がある。前記セグメント
には、支保工として組み立てられた際に形成される背面
のテールボイドにグラウトを注入するための注入孔、す
なわちセグメントグラウトホールが設けられている。こ
のセグメントグラウトホールからニップル等の継手を介
して、注入ポンプによってグラウト注入を行う。

【０００４】そして、注入されたグラウトの注入圧、注
入率等を確認して、その箇所での注入を終了するが、グ
ラウトを注入するグラウトポンプと連結している注入用
のニップルを前記セグメントグラウトホールから外す際
に、地山側で裏込め注入材が何らかの原因で充填不足が
生じている場合、水圧等によって地山の土砂や水、特に
水が、前記セグメントグラウトホールからセグメント内
側、つまりトンネル坑内に噴出する。これは、所定のセ
グメントの外側におけるテールボイドへの裏込めの充填
具合を確認する際等、当該セグメントに設けられたセグ
メントグラウトホールを塞いでいるグラウトキャップ等
の治具を外す際にも生じる場合がある。これら地山の土
砂や水が、セグメント内側、つまりトンネル坑内へ噴出
することは、トンネルの覆工作業を大幅に遅らせるばか
りか、セグメント周辺の地山の緩みを誘発して土圧を生
じさせ、シールドトンネルへの地圧荷重の偏り、さらに
テールボイド内への地山の崩壊を誘発し、地盤沈下を引
き起こす原因となる。

【０００５】従来では、このような地山の土砂や水の噴
出の対処として、当該セグメントグラウトホールに、前
記グラウトホールと同径部を有する円錐形の木栓を打ち
込んだり、また開閉自在のバルブを、開いた状態で取り
付け、取り付け後にそのバルブを閉じて、その噴出を防
いだりして止水していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の止水の対処方法、つまり、土砂や水が噴出
しているセグメントグラウトホールにトンネル坑内側か
らグラウトホールと同径の木栓を取り付けたり、開閉自
在のバルブを取り付け、開から閉にするといった作業を
行うには、地山の土圧、水圧等によって噴出する土砂や
水に対向するための大きな力、具体的には作業員２人以
上の力が必要である。したがって、バルブを開くといっ
た用意や、水圧等に対向して取り付け作業を行うには相
当な時間がかかり、その間、前記セグメントグラウトホ
ールから土砂や水が流出し続けることになるので、シー
ルドトンネル周辺の地山の緩みが生じ、トンネル周囲の
地山を崩壊し、地盤沈下を引き起こす等と云った上記の
問題点は十分に解決されていなかった。

【０００７】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
ので、セグメントグラウトホールからの土砂や水の流出
を短時間かつ省力で簡便に止水し、周辺地山に対する影
響を無くすグラウトホール用止水栓を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
トンネルの支保工となるセグメントに設けられているグ
ラウト注入用のグラウトホールに挿入して当該グラウト
ホールを塞ぐ止水栓であって、棒形状の本体部と、前記
本体部の先端部に、開閉自在に設けられた傘部と、を備
え、前記傘部を閉じた状態で前記グラウトホールに挿入
し、その外側で当該傘部を開いて、前記グラウトホール
を塞ぐことに用いることを特徴としている。

【０００９】具体的には、前記傘部は、複数の扇状の羽
根板部からなり、前記本体部の先端部において、当該羽
根板部の短い底辺部で、回動手段、例えばヒンジを介し
て、それぞれ放射状に前記先端部を取り巻くように開閉
自在に、一様に取り付けられている構成である。

【００１０】請求項１記載の発明によれば、前記グラウ
トホール用止水栓を、前記傘部を閉じた状態で前記グラ
ウトホールに挿入して、その外側で当該傘部を開くこと
で前記セグメントグラウトホールを塞ぐことができるた
め、セグメントグラウトホールからの土砂や水の流出が
生じた場合でも、短時間かつ省力、例えば１人で簡便に
止水することができる。したがって、トンネルの覆工作
業の効率化を図ると共に、地山の土砂や水の流出を最小
限に食い止めることができ、周辺の地山に対する影響を
無くすことができる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載のグ
ラウトホール用止水栓を用いて前記グラウトホールを塞
ぐ、グラウトホールの止水方法であって、地下に覆工さ
れたセグメントのグラウトホールから地山の土砂や水が
噴出している場合に、当該グラウトホールに前記グラウ
トホール用止水栓をその先端部に備えている前記傘部を
閉じた状態で挿入して、当該傘部を前記グラウトホール
の外側に完全に突出させた後、前記傘部を開き、開いた
傘部によって外側から前記グラウトホールを塞ぐことを
特徴としている。

【００１２】請求項２記載の発明によれば、覆工された
セグメントのグラウトホールから地山の土砂や水が噴出
している場合に、前記傘部が閉じている前記グラウトホ
ール用止水栓を、地山の土砂や水が噴出しているグラウ
トホールに挿入し、当該傘部を前記グラウトホールの外
側に完全に突出させた後、前記傘部を開くだけで前記グ
ラウトホールを塞ぐことができるため、セグメントグラ
ウトホールからの土砂や水の流出が生じた場合でも、短
時間かつ省力、例えば１人で簡便に止水することができ
る。したがって、止水作業を行っている時間が短いの
で、前記セグメントグラウトホールから土砂や水が流出
し続けることによって、シールドトンネル周辺の地山の
緩みが生じ、シールドトンネルへの地圧荷重の偏り、さ
らにトンネル周囲の地山を崩壊し、地盤沈下を引き起こ
す等と云った問題が生じることはない。また、トンネル
の覆工作業の効率化も達成できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜３図を参照して本発
明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適
用した一実施の形態のグラウトホール用止水栓と、これ
を使用する。セグメントグラウトホールを示す横断面図
であり、図２は、図１において本発明を適用した一実施
の形態のグラウトホール用止水栓を使用したセグメント
グラウトホールを示す横断面図である。図３は、図２に
おいて、実施の形態のグラウトホール用止水栓の傘部が
開いている状態を地山側からみた正面図である。

【００１４】まず、構成を説明する。１は本発明を適用
した一実施の形態にかかる鋼製のグラウトホール用止水
栓であり、２は本体部、３は前記本体部２の先端部２ａ
に開閉自在に取り付けられた傘部２２を構成する８枚の
扇状の羽根板部、４は前記羽根板部３の背面に一端が回
動自在に取り付けられ、前記傘部の受骨となるロッド、
５は本体部２の所定の位置に設けられているロッド４の
係止溝である。６は地山、７はシールドで組み立てられ
たセグメント、８はシールド工において、シールドの推
進と共に形成されるテールボイド、９は前記セグメント
に穿設されているセグメントグラウトホール、１０はト
ンネル施工を行うトンネル坑（シールド内部）である。

【００１５】図１に示すように、本実施の形態における
セグメントグラウトホール用止水栓１において、本体部
２は棒形状の部材であり、ここでは、挿入する際に水圧
の抵抗を極力受けないように、先端部２ａはテ−パ状の
円錐形状をしており、その径はセグメントグラウトホー
ルの２分の１の径となっている。

【００１６】前記本体部２の先端部２ａにおいて、傘部
２２を構成する８枚の扇状の羽根板部３、３、…が、当
該羽根板部３の短い底辺部で、回動手段、例えばヒンジ
３０を介して、それぞれ放射状に前記先端部２ａを取り
巻くように開閉自在に、一様に取り付けられている。ま
た、この羽根板部３、３、…は開くと、図３に示すよう
に前記羽根板部３、３同士の側端部同士がかさなり、前
記本体部２の先端を中心とした一枚の円板形状となるよ
うに構成されている。ここでは、この羽根板部３、３、
…の開いた状態の円板形状の直径は、所定のセグメント
グラントホール９の直径の２倍の大きさとしている。

【００１７】各々の前記羽根板部３、３、…の背面に
は、当該羽根板部３、３、…を保持する、前記傘部２２
の受骨に相当するロッド部４、４、…が、それぞれの一
端において取り付けられており、さらに、前記ロッド
４、４…の他端が本体部２を摺動し、前記羽根板部３、
３、…が開いた際、前記本体部２に設けられた係止溝５
に係合するよう本体部２方向に、ばね部材（ねじりコイ
ルばね）２３によって付勢されている。このばね部材２
３の付勢力によって前記ロッド部４、４、…の他端が、
前記係止溝５に係合することによって、前記羽根板部
３、３、…の開いた状態が保持されるようになってい
る。また、前記傘部２２を開いた状態において、前記羽
根板部３にロッド４とを取り付けるヒンジ部３３は、セ
グメントグラウトホール９の内方に位置するものとな
る。

【００１８】次に、本実施の形態の動作を説明する。上
記の構成による本発明に係る実施の形態のグラウトホー
ル用止水栓１は、シールドトンネル施工において、覆工
されたセグメントグラウトホール９から、図１の黒矢印
で示すように、地山６の水圧等によって土砂や水が噴出
した場合、当該セグメントグラウトホール９に前記グラ
ウトホール用止水栓１を傘部２２である羽根板部３、３
…を閉じた状態で先端部２ａから挿入する。そして、す
べての前記羽根板部３、３、…を前記セグメント７の外
側にあるテールボイド８に完全に突出させる。このと
き、前記テールボイド８には水圧や土圧等の大きな圧力
が様々な方向からかかっているため、前記グラウトホー
ル用止水栓１を引っ張って挿入逆方向に移動させれば、
その圧を利用して前記羽根板部３は挿入方向に円盤形状
に開くとともに、ロッド４、４、…も前記羽根板部３の
背面に取り付けられていることによって挿入方向に牽引
され、ロッド４、４、…の他端は、それぞれ本体部２に
設けられている係止溝５に係合して、羽根板部３、３、
…の開いた状態を保持する。図２のように、この開いた
羽根板部３、３、…を、その外側に密着させることによ
って、前記セグメントグラウトホール９をその外側から
塞ぎ、トンネル坑内に噴出している土砂や水を制止する
ことができる。

【００１９】上記のように前記羽根板部３、３、…を開
くことによって、円形状に形成された羽根板部が、前記
セグメントグラウトホールを地山側、つまりセグメント
の外側から塞ぎ、噴出していた土砂や水を止めることが
できる。

【００２０】したがって、本発明を適用した実施の形態
におけるグラウトホール用止水栓によれば、セグメント
グラウトホールからの土砂や水の流出が生じた場合で
も、短時間かつ省力、例えば１人で簡便に止水すること
ができる。したがって、止水作業を行っている時間が短
いので、前記セグメントグラウトホールから土砂や水が
流出し続けることによって、シールドトンネル周辺の地
山の緩みが生じ、シールドトンネルへの地圧荷重の偏
り、さらにトンネル周囲の地山を崩壊し、地盤沈下を引
き起こす等と云った問題が生じることはない。また、ト
ンネルの覆工作業の効率化も達成できる。

【００２１】なお、上記実施の形態では、傘部２２を構
成する前記羽根板部３は、８枚としたが、これに限ら
ず、前記所定のグラウトホールを塞ぐものならば、枚数
は適宜変更可能であり、例えば、３枚や４枚以上設けら
れてもよい。

【００２２】また、前記グラウトホールに前記羽根板部
を挿入し、その外側に完全に突出させ、挿入逆方向に移
動させる際、前記羽根板部の一部の周縁部を、挿入して
いる所定の前記グラウトホールの外側縁部に係止させ、
羽根板部３を開くようにしてもよい。

【００２３】なお、上記実施の形態におけるばね部材２
３は、ねじりコイルばね以外のばねを用いてもよい。そ
の他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能で
あることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、トンネル
の覆工作業の効率化を図ると共に、地山の土砂や水の流
出を最小限に食い止めることができ、周辺の地山に対す
る影響を無くすことができる。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、止水作業を
行っている時間が短いので、前記セグメントグラウトホ
ールから土砂や水が流出し続けることによって、シール
ドトンネル周辺の地山の緩みが生じ、シールドトンネル
への地圧荷重の偏り、さらにトンネル周囲の地山を崩壊
し、地盤沈下を引き起こす等と云った問題が生じること
はない。また、トンネルの覆工作業の効率化も達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施の形態のグラウトホー
ル用止水栓と、これを使用するセグメントグラウトホー
ルを示す横断面図である。

【図２】図１において本発明を適用した一実施の形態の
グラウトホール用止水栓を使用したセグメントグラウト
ホールを示す横断面図である。

【図３】図２において、実施の形態のグラウトホール用
止水栓の傘部が開いている状態を地山側からみた正面図
である。

【符号の説明】

１ グラウトホール用止水栓 ２ 本体部 ２ａ 先端部 ３ 羽根板部 ４ ロッド ５ 係止部 ６ 地山 ７ セグメント ８ テールボイド ９ セグメントグラウトホール １０ トンネル坑内 ２２ 傘部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルの支保工となるセグメントに設
   けられているグラウト注入用のグラウトホールに挿入し
   て当該グラウトホールを塞ぐ止水栓であって、 棒形状の本体部と、 前記本体部の先端部に、開閉自在に設けられた傘部と、
   を備え、 前記傘部を閉じた状態で前記グラウトホールに挿入し、
   その外側で当該傘部を開いて、前記グラウトホールを塞
   ぐことに用いることを特徴とするグラウトホール用止水
   栓。
2. 【請求項２】 請求項１記載のグラウトホール用止水栓
   を用いて前記グラウトホールを塞ぐ、グラウトホールの
   止水方法であって、 地下に覆工されたセグメントのグラウトホールから地山
   の土砂や水が噴出している場合に、当該グラウトホール
   に前記グラウトホール用止水栓をその先端部に備えてい
   る前記傘部を閉じた状態で挿入して、当該傘部を前記グ
   ラウトホールの外側に完全に突出させた後、前記傘部を
   開き、開いた傘部によって外側から前記グラウトホール
   を塞ぐことを特徴とするグラウトホールの止水方法。