JP2846569B2 - 沈埋トンネルとその施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は沈埋トンネルとその施工
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】海底ある
いは河底等にトンネルを構築するために、水中で水圧を
利用して沈埋函を多数接続する方法が採られる。沈埋函
相互間は、沈埋函の端部に取り付けられたシール用のゴ
ムガスケット（ジーナガスケット）により接続される。
具体的にはまず、水底の所定位置に１つの沈埋函を設置
し、つぎにこの既設の沈埋函の前方に新たな沈埋函を置
く。

【０００３】つぎにこの新たな沈埋函を、ジャッキ等を
用いて既設の沈埋函の方向に引き寄せ、いずれかの沈埋
函の端部に取り付けたゴムガスケットを挟んで両沈埋函
を接合すると、このゴムガスケットが一次圧縮されて、
両沈埋函間がシールされる。ゴムガスケットは、既設あ
るいは新設の沈埋函のいずれに取り付けておいてもよ
い。

【０００４】つぎに、両沈埋函に囲まれた部分の海水を
ポンプ等で排水すると、静水圧によって、新設の沈埋函
が既設の沈埋函の方向へさらに引き寄せられ、ゴムガス
ケットが二次圧縮されてシールが完了する（水圧接
合）。以上の工程を繰り返して順次沈埋函をつなげて行
けば、沈埋トンネルが完成する。

【０００５】上記沈埋トンネルにおいて、ゴムガスケッ
トは、上記のように二次圧縮により大きく変形して両沈
埋函間をシールするため、たとえば水圧変化や、温度変
化によるコンクリートの乾燥、収縮、あるいは地震によ
る不等沈下等によって沈埋函間の間隔が僅かに拡がって
もシールを維持することができる。ところが、とくに軟
弱地盤等において、地震によって沈埋函間の間隔が大き
く拡がった際にはシールを維持できず、沈埋トンネル内
に水が侵入する事故が発生する危険性がある。

【０００６】また上記ゴムガスケットは、通常、天然ゴ
ムを主体とするソリッドタイプのゴムで構成されるた
め、長期間圧縮され続けると永久変形を起こしてしま
い、その後は、沈埋函間の間隔が僅かでも拡がるとシー
ルが破られてしまう危険性がある。また、永久変形を起
こしたゴムガスケットは硬くかつ脆くなるため、たとえ
ば地震の際に沈埋函から衝撃を受けると破損して、沈埋
函間の間隔が拡がらなくてもシールが破られてしまう危
険性がある。

【０００７】さらにゴムガスケットは、上記シール機能
の他に、両沈埋函の弾性的連結状態を維持し、たとえば
地震の際に沈埋函間に衝撃が伝達されるのを防止する衝
撃吸収の機能をも担っているが、前記のように大きく変
形したゴムガスケットは、衝撃を十分に吸収できないお
それがあるだけでなく、場合によっては衝撃を受けて破
損してしまうおそれもある。とくに前述のように、長期
間圧縮され続けて永久変形を起こしたゴムガスケットは
弾性を失い、衝撃吸収の機能を発揮できなくなるため、
場合によっては沈埋函の破損等の重大な事故が発生する
危険性もある。

【０００８】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、より信頼性の高い接続構造を備えた沈埋ト
ンネルと、かかる沈埋トンネルを、従来同様の水圧接合
により施工し得る施工方法とを提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の沈埋トンネルは、隣接する沈埋函の、相対
向する端面間を、ゴムガスケットを挟んで水圧接合した
後、当該ゴムガスケットによる接合部を固定して構成さ
れた沈埋トンネルであって、各沈埋函が、止水ゴムでシ
ールした中断部を備えるとともに、当該中断部の、止水
ゴムより内側の相対向する二端面からそれぞれ反対側の
端面へ向けて突出されたケーブルの先端がカプラーで締
結されて、中断部の長手方向の間隔が拡がらないように
規制され、かつ上記中断部の、止水ゴムより内側の位置
に、複数枚の鉄板をゴム中に埋め 込んだゴムばねが、ば
ね部材として介装されて、本継手部が構成されているこ
とを特徴とする。

【００１０】また上記沈埋トンネルを施工するための、
本発明の沈埋トンネルの施工方法は、少なくとも一方の
端面にゴムガスケットを配置し、かつ長手方向の途中
に、沈埋トンネルの施工後に本継手部となる、止水ゴム
でシールした中断部を設けた沈埋函を、 上記中断部の、止水ゴムより内側の相対向する二端
面からそれぞれ反対側の端面へ向けて突出されたケーブ
ルの先端をカプラーで締結して、中断部の長手方向の間
隔が拡がらないように規制するとともに、上記中断部
の、止水ゴムより内側の位置に仮固定部材を介装して、
中断部の長手方向の間隔が縮まないように 仮固定した状
態で水底に設置し、 隣接する沈埋函の相対向する端面間をゴムガスケッ
トを挟んで水圧接合した後、 当該ゴムガスケットによる接合部を固定するととも
に、各沈埋函の中断部の仮固定部材を除去して仮固定を
解除し、 代わって、複数枚の鉄板をゴム中に埋め込んだゴム
ばねを、 ばね部材として、上記仮固定部材が介装されて
いた位置に介装して本継手部を構成することを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】上記構成からなる本発明によれば、従来同様
に、ゴムガスケットを使用した水圧接合によって、隣接
する沈埋函を接合することで、沈埋トンネルが構築され
る。また沈埋函の接合後、上記ゴムガスケットによる接
合部を固定し、代わって、沈埋函の長手方向の途中に設
けた、止水ゴムでシールした中断部にばね部材を介装す
ることで、ゴムガスケットを一切使用しない本継手部が
構成される。

【００１２】そして上記本継手部を構成する止水ゴム
は、ゴムガスケットのように、隣接する沈埋函に単に圧
接されて両沈埋函間をシールするものではなく、両沈埋
函のそれぞれに鍔部が固定された状態で、当該鍔部間を
繋ぐ弾性の胴部によって両沈埋函間をシールするもので
あるため、地震によって沈埋函間の間隔が大きく拡がっ
てもシールを維持することができる。

【００１３】また上記止水ゴムは、ゴムガスケットのよ
うに圧縮、変形されていないので、長期間使用しても柔
軟性を保持しており、シール性を長期間に亘って維持で
きる上、たとえば地震の際に沈埋函から衝撃を受けても
破損するおそれがない。さらに止水ゴムとともに本継手
部を構成するばね部材は、シール機能を兼ねるゴムガス
ケットのように大きく変形させる必要がないので、衝撃
を十分に吸収できる状態で、中断部に介装される。この
ため上記ばね部材は、圧縮状態で永久変形したり、ある
いは衝撃を受けて破損したりするおそれがなく、長期に
亘って高い衝撃吸収性を維持できる。

【００１４】したがって本発明によれば、種々の問題を
有するゴムガスケットを使用しない、より確実で信頼性
の高い接続構造を備えた沈埋トンネルを施工することが
可能となる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明を、その一実施例を示す図面を
参照しつつ説明する。まず本発明の沈埋トンネルについ
て、その要部を示す図１に基づき説明する。同図にみる
ように隣接する沈埋函１，１は、その相対向する端面１
０，１０にゴムガスケット２を挟んだ状態で接続されて
いる。またこのゴムガスケット２による接合部は、それ
ぞれの端面１０，１０より内側（図では下側）に設けた
段部１１，１１から、沈埋トンネルの長手方向に２本ず
つ突出されたケーブル３，３の先端をカプラー４で締結
することで、その間隔が拡がらないように規制されてい
るとともに、上記段部１１，１１の空間にコンクリート
５を充填することで、その間隔が縮まないように規制さ
れている。そしてこの両者の働きにより、上記ゴムガス
ケット２による接合部は固定されている。

【００１６】なお、図において左側の沈埋函１の段部１
１から突出された２本のケーブル３，３のうち内側の１
本は、左方向に延長されて、その先端が、後述する中断
部１２の右側の段部１２ｅから中断部１２内に突出して
おり、左側の段部１２ｅから突出されたケーブル３とカ
プラー４によって締結されることで、中断部１２の間隔
が拡がらないように規制する働きをも担っている。

【００１７】各沈埋函１の、長手方向の途中には中断部
１２が設けられており、その中断部１２を２つの止水ゴ
ム６，７でシールし、かつばね部材８を介装すること
で、本継手部Ａが構成されている。中断部１２は、その
最も接近した側壁面１２ａ，１２ａより内側（図では下
側）に、沈埋函１の長手方向内側へ凹ませた２段の段部
１２ｃ，１２ｅを備えている。

【００１８】第１の止水ゴム６は、一対の鍔部６１，６
１と、当該鍔部６１，６１間を繋ぐ弾性の胴部６２とを
備えており、上記鍔部６１を、中断部１２の側壁面１２
ａと第１の段部１２ｃとの段差面１２ｂに固定すること
で、中断部１２を、その外側（図では上側）の水Ｗから
シールしている。また第２の止水ゴム７は、上記第１の
止水ゴム６より大型で、一対の鍔部７１，７１と、当該
鍔部７１，７１間を繋ぐ弾性の胴部７２とを備えてお
り、上記鍔部７１を、中断部１２の第１の段部１２ｃと
第２の段部１２ｅとの段差面１２ｄに固定することで、
中断部１２を、上記第１の止水ゴム６の内側でシールし
ている。

【００１９】上記第１および第２の止水ゴム６，７は、
いずれも、上記一対の鍔部と胴部とを、合成ゴム等で一
体成形することで形成されているとともに、その内部に
は、図示していないが、ナイロン等の強化繊維が埋設さ
れている。また、止水ゴム７の内側、相対向する段部１
２ｅ，１２ｅ間には、本継手部Ａの弾性的連結状態を維
持するばね部材８が介装されている。

【００２０】ばね部材８としては、複数枚の鉄板をゴム
中に埋め込んだゴムばねが使用される。上記ゴムばね
は、スチールコイルばね等の従来のばね部材に比べて、 鉄板がゴムで覆われているので錆びることがなく、
メンテナンス不要、 ゴムのヒステリシスロスにより、地震の際の沈埋函
の振動を小さくできる可能性がある、 剪断変位と垂直変位、回転等の複合変位に対して安
定した性能を示す、 函体に対して荷重を均等に加えることができる、等
の利点がある。

【００２１】さらに上記段部１２ｅ，１２ｅからは、前
述したように、沈埋トンネルの長手方向にケーブル３，
３が突出されており、その先端をカプラー４で締結する
ことで、中断部１２の間隔が拡がらないように規制され
ている。つぎに、上記図１の接続構造を有する本発明の
沈埋トンネルを、本発明の施工方法に基づいて施工する
場合を説明する。

【００２２】まず図２に示すように、沈埋函１の端面１
０にゴムガスケット２を取り付けるとともに、中断部１
２に止水ゴム６，７を取付けてシールする。また、上記
中断部１２の相対向する段部１２ｅ，１２ｅから突出さ
れたケーブル３，３の先端をカプラー４で締結して、中
断部１２の間隔が拡がらないように規制するとともに、
上記中断部１２にジャッキ等の仮受け材９を挿入して、
その間隔が縮まないように規制することで、当該中断部
１２を仮固定する。

【００２３】なお図において符合１ａは、沈埋函１内に
水が侵入するのを防ぐ水密構造の仕切りである。つぎ
に、上記のように中断部１２を仮固定した沈埋函１を順
次水中に沈めて行き、隣接する沈埋函１，１のうち後か
ら沈めた沈埋函１を、ジャッキ等を用いて、既設の沈埋
函１の方向に引き寄せることで、図３に示すように、相
対向する端面１０，１０間にゴムガスケット２を挟んで
接合して、両端面１０，１０間をシールする。ゴムガス
ケット２は、既設あるいは新設の沈埋函のいずれに取り
付けておいてもよい。

【００２４】つぎに、上記ゴムガスケット２、沈埋函１
および仕切り１ａによって囲まれた領域内の水ｗを、図
中白矢印で示すように排水すると、水圧によってゴムガ
スケット２が二次圧縮されて、隣接する沈埋函１，１が
仮接合（水圧接合）される。つぎに、上記領域内の水ｗ
を概ね排出した段階で仕切り１ａを取り除き、左右両沈
埋函１，１の段部１１，１１から２本ずつ突出したケー
ブル３，３の先端をカプラー４で締結する〔図４〕。

【００２５】そして、上記段部１１，１１の空間にコン
クリート５を充填し、養生硬化させて、ゴムガスケット
２による接合部を固定した後〔図５〕、段部１２ｅ，１
２ｅ間から仮受け材９を取り外し、代わってばね部材８
を介装すると、図１に示す状態となり、以上の工程を繰
り返して順次沈埋函１をつなげて行けば、各沈埋函１
が、上記図１の接続構造で接続された沈埋トンネルが施
工される。

【００２６】なお本発明の構成は、以上で説明した実施
例には限定されない。たとえば以上で説明した実施例で
は、隣接する沈埋函１，１間を、２つの本止水ゴム６，
７によって二重にシールしていたが、本止水ゴムによる
シールは一重であってもよく、三重以上であっても構わ
ない。

【００２７】ゴムガスケットによる接合の固定、中断部
の仮固定の解除およびばね部材の介装等の作業は、沈埋
函を接合する度毎に行ってもよく、全ての沈埋函を接合
した後に一度に行ってもよい。その他、本発明の要旨を
変更しない範囲で、種々の設計変更を施すことができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
種々の問題を有するゴムガスケットを使用しない、より
確実で信頼性の高い接続構造を備えた沈埋トンネルを、
ゴムガスケットを使用する従来と同様の工程で施工する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の沈埋トンネルの要部としての、沈埋函
間の接続部分および本継手部を拡大した断面図である。

【図２】図１の接続構造を有する本発明の沈埋トンネル
を、本発明の施工方法にしたがって施工する際に使用さ
れる沈埋函の、一方の端部と仮固定した中断部の近傍を
示す部分拡大断面図である。

【図３】図１の接続構造を有する沈埋トンネルを、本発
明の施工方法にしたがって施工する工程を示す断面図で
ある。

【図４】図１の接続構造を有する沈埋トンネルを、本発
明の施工方法にしたがって施工する工程を示す断面図で
ある。

【図５】図１の接続構造を有する沈埋トンネルを、本発
明の施工方法にしたがって施工する工程を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 沈埋函 １０ 端面 １２ 中断部 ２ ゴムガスケット ３ ケーブル ４ カプラー ６ 止水ゴム ７ 止水ゴム ８ ばね部材 Ａ 本継手部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接する沈埋函の、相対向する端面間を、
   ゴムガスケットを挟んで水圧接合した後、当該ゴムガス
   ケットによる接合部を固定して構成された沈埋トンネル
   であって、各沈埋函が、止水ゴムでシールした中断部を
   備えるとともに、当該中断部の、止水ゴムより内側の相
   対向する二端面からそれぞれ反対側の端面へ向けて突出
   されたケーブルの先端がカプラーで締結されて、中断部
   の長手方向の間隔が拡がらないように規制され、かつ上
   記中断部の、止水ゴムより内側の位置に、複数枚の鉄板
   をゴム中に埋め込んだゴムばねが、ばね部材として介装
   されて、本継手部が構成されていることを特徴とする沈
   埋トンネル。
2. 【請求項２】少なくとも一方の端面にゴムガスケットを
   配置し、かつ長手方向の途中に、沈埋トンネルの施工後
   に本継手部となる、止水ゴムでシールした中断部を設け
   た沈埋函を、 上記中断部の、止水ゴムより内側の相対向する二端
   面からそれぞれ反対側の端面へ向けて突出されたケーブ
   ルの先端をカプラーで締結して、中断部の長手方向の間
   隔が拡がらないように規制するとともに、上記中断部
   の、止水ゴムより内側の位置に仮固定部材を介装して、
   中断部の長手方向の間隔が縮まないように 仮固定した状
   態で水底に設置し、 隣接する沈埋函の相対向する端面間をゴムガスケッ
   トを挟んで水圧接合した後、 当該ゴムガスケットによる接合部を固定するととも
   に、各沈埋函の中断部の仮固定部材を除去して仮固定を
   解除し、 代わって、複数枚の鉄板をゴム中に埋め込んだゴム
   ばねを、 ばね部材として、上記仮固定部材が介装されて
   いた位置に介装して本継手部を構成することを特徴とす
   る沈埋トンネルの施工方法。