JP3706889B2 - Wellhead seal device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は坑口に設置される坑口パッキン装置に関し、更に詳しくは、坑口の内周面と、該坑口に連通して地盤に掘削形成された掘削坑内に配設されたトンネルセグメント、埋設管等の管路形成体の外周面との間をシールする坑口パッキン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、竪坑やトンネル坑等の坑口、或いは地表に設けた坑口からシールド工法や推進工法によって地中に他の掘削坑、例えばトンネル坑、竪坑等を構築することが行われている。シールド工法においては、地盤を掘削する掘進機の後方部でセグメントを管状に又は一部開放した周枠状に組み立てる作業を順次行うことにより、掘削された坑内に管路が形成される。また、推進工法においては、掘進機又は刃口管の後部に連設される埋設管の後端を推進機で押圧し該埋設管を地盤中に圧入しながら掘進機又は手堀りで地盤を掘削することにより、掘削された坑内に管路が形成される。
【0003】
したがって、シールド工法及び推進工法の何れにおいても、発進用又は到達用の坑口と掘進機の外周面との間、及び坑口と管路形成体であるセグメントや埋設管等の外周面との間をシールして発進坑内、到達坑内等への土砂や地下水等の流入を防止する必要がある。
【0004】
従来の坑口シール装置は、例えば特開昭48−76347号に示されているように、坑口の内周面にチューブ状パッキンを装着し、該チューブ状パッキン内に流体を注入口から圧入することにより、該チューブ状パッキンを膨張させて管路形成体の外周面やその先端の掘進機等における先導機器の外周面に圧接させるように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の坑口シール装置は、チューブ状パッキンを膨張させるためには必ず流体供給装置や専用配管等を用いてチューブ状パッキン内に流体を圧入する必要がある。また、チューブ状パッキン自体の耐圧密封性が要求されるため、チューブ状パッキンの強度及び品質を高く保つ必要があり、材料費、製造コストが高くつくという欠点がある。また、外傷等によってチューブ状パッキンに亀裂等が生じると内部の流体が流出し、パッキンとして機能しなくなるという欠点がある。
【0006】
したがって、本発明の目的は、構造が簡単で保管、運搬及び設置工事が容易で、しかも、止水性に優れた坑口シール装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、掘削孔の坑口と該掘削孔内に配設される管路形成体との間を液密に耐圧シールするための坑口シール装置であって、外周部が前記坑口に取り付けられ、且つ、前記管路形成体の外形よりも小さい開口を有する弾性パッキンと、表面から前記掘削孔内部の水を吸収して膨張することにより、前記弾性パッキンの受圧面側からその開口周縁部を前記管路形成体の外周面に押しつける吸水膨張部材と、を有することを特徴とする坑口シール装置を提供する。
【0008】
上記構成の坑口シール装置においては、弾性パッキンが掘削孔の坑口と管路形成体の外周面との間を液密にシールするとき、吸水膨張部材が掘削孔内に充満する水を吸収し坑口内周面と管路形成体との間で体積膨張することにより、弾性パッキンの受圧面側からその開口周縁部を前記管路形成体の外周面に強く押しつけることができるので、耐圧止水性に優れた坑口シール装置を提供することができる。しかも、吸水膨張部材はその表面から掘削孔内部の水を吸収して体積膨張することができるので、吸水膨張部材を膨張させるための水供給装置や専用の供給配管等がない場合であっても、或いは、たとえそれらがあってもそれらを用いることなく、吸水膨張部材を急速に膨張させることができる。さらに、吸水膨張部材はその表面からの吸水によって体積膨張するので、外傷等によって吸水膨張部材の表面に亀裂等が生じても膨張特性が損なわれることがない。したがって、構成が簡素で且つ信頼性の高い耐圧性の坑口シール装置を提供することができる。
【0009】
上記構成の坑口シール装置において、前記吸水膨張部材は前記弾性パッキンの受圧面と接触し得るように前記坑口に取り付けてもよく、あるいは、前記弾性パッキンの受圧面側に取り付けてもよい。
【0010】
また、本発明は、掘削孔の坑口と該掘削孔内に配設される管路形成体との間を液密に耐圧シールするための坑口シール装置であって、前記管路形成体の外周を全周にわたり包囲するように外周部が前記坑口に取り付けられた吸水膨張部材を備え、この吸水膨張部材はその表面から掘削孔内の水を吸収し体積膨張することにより、前記坑口の内周面と前記管路形成体の外周面との間を液密にシールすることを特徴とする坑口シール装置を提供する。
【0011】
上記構成の坑口シール装置においては、掘削孔の坑口に取り付けられた吸水膨張部材が掘削孔内に充満する水を吸収し坑口内周面と管路形成体との間で体積膨張することにより、坑口の内周面と管路形成体の外周面との間を液密にシールすることができるので、耐圧止水性に優れた坑口シール装置を提供することができる。しかも、吸水膨張部材はその表面から掘削孔内の水を吸収し体積膨張することができるので、吸水膨張部材を膨張させるための水供給装置や専用の供給配管等がない場合であっても、或いは、たとえそれらがあってもそれらを用いることなく、吸水膨張部材を急速に膨張させることができる。さらに、吸水膨張部材はその表面からの吸水によって体積膨張するので、外傷等によって吸水膨張部材の表面に亀裂等が生じても膨張特性が損なわれることがない。したがって、構成が簡素で且つ信頼性の高い耐圧性の坑口シール装置を提供することができる。
【0012】
上述した本発明の坑口シール装置において、好ましくは、前記吸水膨張部材が、通水性を有する袋体と、該袋体の内部に収容された吸水ポリマーとを有する。
【0013】
係る構成の坑口シール装置においては、吸水材として吸水ポリマーを用いているので、非吸水時には吸水膨張部材が軽量且つコンパクトなものとなり、保管、運搬、取り付け等が容易となる。また、吸水ポリマーは吸水速度が速く且つ吸水による5〜10倍の体積膨張が可能であるので、この吸水ポリマーを用いることにより、坑口内周面と管路形成体との間を迅速且つ効果的に液密にシールすることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例につき説明する。
【0015】
【実施例】
図1から図3までは本発明による坑口シール装置を推進工法の発進側竪坑の坑口に適用した場合の第1実施例を示したものである。図1は掘削開始前の竪坑の坑口に坑口シール装置を取り付けた状態を示す概略縦断面側面図であり、図2は図1に示す坑口シール装置を竪坑内部側から見た概略端面図であり、図3は図1に示す坑口シール装置を掘削孔側から見た概略端面図であり、図4は図1に示す坑口シール装置の要部拡大縦断面図であり、図5(a),(b)はそれぞれ図1に示す坑口シール装置の使用状態を示す図4と類似の断面図である。
【0016】
これらの図を参照すると、竪坑1の坑壁2には内側に断面略円形の掘削坑4を形成するための坑口をなす筒状体3が竪坑1の内方に向かって突設されており、筒状体3の端部に本発明による坑口シール装置5が取り付けられている。推進機(図示省略)によって押し出される管路形成体としての埋設管6の先端には先導機器としての掘進機7が取り付けられており、この掘進機7で掘削坑4を切り開きながらその後ろに埋設管6を順次継ぎ足し掘削坑4の内部に進入させるものとなっている。
【0017】
坑口シール装置5は、掘進機7および埋設管6の進入に従って筒状体(坑口)3と掘進機7の外周面との間および筒状体3と埋設管6の外周面との間を外圧(掘削坑4内部の気圧、水圧、土圧等)に坑して順次耐圧シールするためのものであり、板状の弾性パッキン8と、裏当部材9と、本発明の特徴をなす吸水膨張部材10とを有している。
【0018】
弾性パッキン8は好ましくはゴムを主材としたものであり、その外周部8aが筒状体3の端面部に取り付けられるとともに、中央部に埋設管6の外形よりも小さい開口8bを有している。弾性パッキン8の開口8bは堀進機7および埋設管6の進入時にこれら掘進機7および埋設管6によってそれぞれ図5(a),(b)に示すように拡開変形され得る。
【0019】
裏当部材9は弾性金属板からなっており、その外周部9aが筒状体3の端面部に取り付けられている。裏当部材9は埋設管6の外形よりも小さく且つ弾性パッキン8の開口よりも大きな開口9bを有しており、裏当部材9の内周部側は短冊状に形成されている。図5(a),(b)からわかるように、弾性パッキン8が掘進機7又は埋設管6の外周面をシールするとき、裏当部材9の内周部は掘削坑4の内方側にたわみ変形した状態でその内周端が堀進機7又は埋設管6の外周面に当接するので、弾性パッキン8に作用する外圧に坑して弾性パッキン8の背面側を耐圧支持することができる。
【0020】
図3〜図5に示すように、この第1実施例の吸水膨張部材10はその表面から掘削孔4の内部の水を吸収し膨張することにより、弾性パッキン8の受圧面側からその開口周縁部を掘進機7及び埋設管6の外周面に押しつけることができるものとなっている。
【0021】
更に詳しく説明すると、吸水膨張部材10は、通水性を有する袋体11と、この袋体11の内部に収容された吸水ポリマー12とを有している。図3に示すように、この実施例の袋体11は筒状体3の内周に沿って略円弧状に形成されており、その外周部側が筒状体3の頂部内周面と底部内周面とにそれぞれ取り付けられている。筒状体3の頂部側に設けられている吸水膨張部材10は、掘進機7又は埋設管6がその自重等で筒状体3の中心よりも下方に変位した場合に、筒状体3の内周面と掘進機7又は埋設管6の外側面との間の隙間が拡がって弾性パッキン8によるシール性が低下することを防止する役割を果たすことができる。また、筒状体3の底部側に設けられている吸水膨張部材10は、弾性パッキン8自体がその自重でだれてしまうことにより、そのシール性が低下することを防止する役割を果たすことができる。
【0022】
詳細な図示は省略するが、袋体11は好ましくは外袋と内袋とで構成され、外袋は好ましくは耐外傷性及び耐衝撃性に富む材料により、また、内袋は好ましくはポリマー保有性に富む材料により構成される。吸水膨張部材10がその表面から吸水し得るように、外袋も内袋も良好な通水性を有することが望ましい。また、外袋も内袋も吸水ポリマー12の体積膨張に応じて膨張し得るように、良好な伸縮性を有することが望ましい。これらの袋体材料としてはポリエステル系の不織布、或いは、伸縮性を有するように繊維を編んで形成したメッシュ布が好ましい。
【0023】
吸水ポリマー12はシート状に成形したものを多層に積層して用いることができる。この場合、坑口3の内周面と管路形成体(掘進機7及び埋設管6)との間でその積層方向が半径方向と略一致するように袋体11内に収容すれば、効果的に吸水膨張させることができる。
【0024】
上記横成の坑ロシール装置においては、掘削孔4の坑口をなす筒状体3に取り付けられた吸水膨張部材10が掘削孔4内の水を吸収し筒状体3の内周面と管路形成体としての掘進機7又は埋設管6との間で体積膨張することにより、筒状体3の内周面と掘進機7又は埋設管6の外周面との間を液密にシールすることができる。しかも、吸水膨張部材10は掘削孔4内の水を吸収し膨張するものであり、膨張用の水等を供給するための供給装置や供給配管等を別途設ける必要がないので、構成が簡素で取付け工事の容易な耐圧性の坑口シール装置を提供することができる。掘削孔4内に充満する水は、地中に含まれる地下水、或いは、掘進時に掘削部を泥水化するために掘進機7等からから掘削部に向けて供給された水等からなる。
【0025】
図5に示すように、掘進機7が筒状体3の内側に位置しているときは、吸水膨張部材10は吸水膨張によって、掘進機7の外周面に密着した弾性パッキン8の内周部側と筒状体3の内周面との間の隙間を埋めることができる(図5(a)参照)。また、埋設管6が筒状体3の内側に位置しているときは、吸水膨張部材10が更に吸水膨張することにより、埋設管6の外周面に密着した弾性パッキン8の内周部側と筒状体3の内周面との間の隙間を埋めることができる(図5(a)参照)。したがって、順応性に優れた耐圧シール構造とすることができる。
【0026】
なお、上記第1実施例においては、裏当部材9が用いられており、且つ、この裏当部材9はばね性を有する金属板からなっているが、裏当部材9としては、例えば特開平2−213587号に示されるような、ヒンジを介して取り付けられる可動板(揺動板)タイプのものであってもよい。また、裏当部材9は省略してもよい。
【0027】
図6及び図7は本発明の第2実施例を示したものである。図6は坑口シール装置の要部縦断面図であり、図7は図6に示す坑口シール装置を掘削孔側から見た端面図である。これらの図において上記実施例と同様の構成要素には同一の参照符号が付してある。
【0028】
図6及び図7に示す第2実施例では、掘削孔4の坑口をなす筒状体3と、掘削孔4内に配設される管路形成体としての掘進機7又は埋設管6との間を液密に耐圧シールするための坑口シール装置は、掘進機7又は埋設管6の外周を全周にわたり包囲するように外周部が筒状体3に取り付けられた吸水膨張部材10を備えている。
【0029】
この吸水膨張部材10は、掘進機7が筒状体3の内側に位置したとき、筒状体3の内周面と掘進機7との間の隙間をシールするが、掘削孔4内に充満する水を吸水膨張部材10の表面から急速に吸収して体積膨張することにより、より強い力で筒状体3の内周面と掘進機7との間の隙間をシールすることができる。また、埋設管6が筒状体3の内側に位置したときは、吸水膨張部材10は更に掘削孔4内の水を急速に吸収し体積膨張することにより、筒状体3の内周面と埋設管6の外周面との間を強い力でシールすることができる。
【0030】
以上、図示実施例につき説明したが、本発明は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でその構成要素に種々の変更を加えることができる。例えば第1実施例における裏当部材9は省略してもよい。また、第1実施例における吸水膨張部材10は坑口をなす筒状体3の内周面に取り付けられているが、弾性パッキン8の受圧面側に該弾性パッキン8と一体に設けてもよい。
【0031】
さらに、本発明は竪坑の発進用坑口のみならず、到達用坑口や、トンネル壁に形成される分岐トンネル形成用の坑口、或いは、竪坑の構築のために地表に設けられる坑口等にも同様に適用することができる。また、適用される管路形成体の形状に対応して弾性パッキンを例えば矩形、馬蹄形、ひょうたん形、門形等の形状にすることができる。その場合、第1実施例の構成態様においては、管路形成体に対する弾性パッキン自体の押圧力が低下する箇所、例えば直線部やくびれた部分等に吸水膨張部材を配置してシール性を強化することができる。さらに、本発明は、推進工法に用いられる坑口に適用したときは、管路形成体としての刃口管やヒューム管の外周面に良好なシール性を確保することができ、また、シールド工法に用いられる坑口に適用したときは、管路形成体としてのシールド機本体外周やセグメントの外周面に良好なシール性を確保することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、掘削孔の坑口と該掘削孔内に配設される管路形成体との間を液密に耐圧シールするための坑口シール装置であって、外周部が前記坑口に取り付けられ、且つ、前記管路形成体の外形よりも小さい開口を有する弾性パッキンと、表面から前記掘削孔内部の水を吸収して体積膨張することにより、前記弾性パッキンの受圧面側からその開口周縁部を前記管路形成体の外周面に押しつける吸水膨張部材と、を有することを特徴とするものであるから、弾性パッキンによるシール時に弾性パッキンによる管路形成体のシール力を吸水膨張部材によって強化することができる。したがって、管路形成体の断面形状の如何に拘わらず良好な耐圧シール性を確保することが可能となる。また、吸水膨張部材はその表面から掘削孔内の水を吸収して体積膨張することができるので、たとえ外傷等により表面に亀裂等が生じても体積膨張機能が損なわれることがない。したがって、構成が簡素で且つ信頼性が高い耐圧性の坑口シール装置を提供することができる。
【0033】
また、本発明は、掘削孔の坑口と該掘削孔内に配設される管路形成体との間を液密に耐圧シールするための坑口シール装置であって、前記管路形成体の外周を全周にわたり包囲するように外周部が前記坑口に取り付けられた吸水膨張部材を備え、この吸水膨張部材はその表面から掘削孔内の水を吸収し体積膨張することにより、前記坑口の内周面と前記管路形成体の外周面との間を液密にシールすることを特徴とするものであるから、耐圧止水性に優れた坑口シール装置を提供することができる。また、吸水膨張部材はその表面から掘削構内の水を吸収して体積膨張することができるので、たとえ外傷等により表面に亀裂等が生じても体積膨張機能が損なわれることがない。したがって、構成が簡素で且つ信頼性の高い耐圧性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】本発明による坑口シール装置を推進工法の発進側竪坑の坑口に適用した場合の第1実施例を示したものであり、掘削開始前の竪坑の坑口に坑口シール装置を取り付けた状態を示す概略縦断面側面図である。
【図2】図1に示す坑口シール装置を竪坑内部側から見た概略端面図である。
【図3】図1に示す坑口シール装置を掘削孔側から見た概略端面図である。
【図4】図1に示す坑口シール装置の要部拡大縦断面図である。
【図5】(a),(b)はそれぞれ図1に示す坑口シール装置の使用状態を示す図4と類似の断面図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す坑口シール装置の要部縦断面図である。
【図7】図6に示す坑口シール装置を掘削孔側から見た端面図である。
【符号の説明】
1 竪坑
2 坑壁
3 筒状体(坑口)
4 掘削孔
5 坑口シール装置
6 埋設管(管路形成体)
7 掘進機(管路形成体)
8 弾性パッキン
9 裏当部材
10 吸水膨張部材
11 袋体
12 吸水ポリマー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wellhead packing device installed at a wellhead, and more particularly, to an inner peripheral surface of a wellhead, a tunnel segment, a buried pipe, and the like disposed in an excavation shaft that is communicated with the wellhead and formed in the ground. The present invention relates to a wellhead packing device that seals between an outer peripheral surface of a pipe formation body.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, another excavation mine, such as a tunnel pit or a shaft pit, is constructed in the ground by a shield method or a propulsion method from a pit such as a pit or a tunnel pit, or a pit provided on the surface of the earth. In the shield method, pipes are formed in the excavated mine by sequentially performing an operation of assembling the segments into a tubular shape or a partially opened peripheral frame at the rear part of the excavator for excavating the ground. Also, in the propulsion method, the back end of the buried pipe connected to the rear part of the excavator or the blade tube is pressed with the propulsion machine, and the ground is pushed by the excavator or the hand excavator while being pressed into the ground. By excavating, a pipeline is formed in the excavated mine.
[0003]
Therefore, in both the shield method and the propulsion method, there is a gap between the starting or reaching wellhead and the outer peripheral surface of the excavator, and between the wellhead and the outer peripheral surface of the segment or the buried pipe. It is necessary to seal and prevent inflow of earth and sand, groundwater, etc. into the start mine and the arrival mine.
[0004]
A conventional wellhead sealing device is, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 48-76347, in which a tubular packing is attached to the inner peripheral surface of a wellhead, and fluid is pressed into the tubular packing from the inlet. Thus, the tubular packing is expanded so as to be brought into pressure contact with the outer peripheral surface of the pipe forming body and the outer peripheral surface of the leading device in the excavator at the tip thereof.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wellhead sealing device described above, in order to expand the tubular packing, it is necessary to press-fit the fluid into the tubular packing by using a fluid supply device or a dedicated pipe. Further, since the pressure tightness of the tube packing itself is required, it is necessary to keep the strength and quality of the tube packing high, and there is a disadvantage that the material cost and the manufacturing cost are high. In addition, when a crack or the like is generated in the tubular packing due to external damage or the like, there is a disadvantage that the internal fluid flows out and does not function as the packing.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wellhead seal device that has a simple structure, is easy to store, transport and install, and is excellent in waterstop.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a wellhead seal device for pressure-tightly sealing between a wellhead of a borehole and a conduit forming body disposed in the borehole, An elastic packing having a portion attached to the wellhead and having an opening smaller than the outer shape of the pipe-forming body, and absorbing and expanding water inside the excavation hole from the surface, whereby the pressure receiving surface of the elastic packing And a water-absorbing / expanding member that presses the peripheral edge of the opening against the outer peripheral surface of the duct-forming body from the side.
[0008]
In the wellhead sealing device having the above-described configuration, when the elastic packing liquid-tightly seals between the wellhead of the excavation hole and the outer peripheral surface of the pipe formation body, the water absorbing expansion member absorbs the water filled in the excavation hole and absorbs the wellhead. By expanding the volume between the inner peripheral surface and the pipe forming body, the peripheral edge of the opening can be strongly pressed against the outer peripheral surface of the pipe forming body from the pressure receiving surface side of the elastic packing. An excellent wellhead seal device can be provided. Moreover, since the water absorption expansion member can absorb the water inside the excavation hole from its surface and expand in volume, even if there is no water supply device or dedicated supply pipe for expanding the water absorption expansion member Alternatively, even if they are present, the water-absorbing expansion member can be rapidly expanded without using them. Furthermore, since the water-absorbing expansion member expands in volume due to water absorption from its surface, the expansion characteristics are not impaired even if a crack or the like occurs on the surface of the water-absorption expansion member due to external damage or the like. Accordingly, it is possible to provide a pressure-resistant wellhead sealing device that has a simple configuration and high reliability.
[0009]
In the wellhead sealing device having the above-described configuration, the water absorbing and expanding member may be attached to the wellhead so as to be in contact with the pressure receiving surface of the elastic packing, or may be attached to the pressure receiving surface side of the elastic packing.
[0010]
Further, the present invention is a wellhead sealing device for pressure-tightly sealing between a wellhead of a borehole and a pipe formation body disposed in the borehole, the outer periphery of the pipe formation body A water absorbing expansion member having an outer peripheral portion attached to the wellhead so as to surround the entire circumference, and the water absorbing expansion member absorbs water in the excavation hole from its surface and expands its volume, thereby There is provided a wellhead sealing device characterized in that a liquid-tight seal is provided between a surface and an outer peripheral surface of the pipe line forming body.
[0011]
In the wellhead sealing device having the above structure, the water absorption and expansion member attached to the wellhead of the excavation hole absorbs the water filled in the excavation hole and is volume-expanded between the inner periphery of the wellhead and the pipe formation body, Since the space between the inner peripheral surface of the wellhead and the outer peripheral surface of the pipe line forming body can be liquid-tightly sealed, a wellhead seal device having excellent pressure-proof water resistance can be provided. Moreover, since the water absorbing expansion member can absorb the water in the excavation hole from the surface and expand the volume, even if there is no water supply device or dedicated supply piping for expanding the water absorption expansion member, Alternatively, even if they are present, the water-absorbing expansion member can be rapidly expanded without using them. Furthermore, since the water-absorbing expansion member expands in volume due to water absorption from its surface, the expansion characteristics are not impaired even if a crack or the like occurs on the surface of the water-absorption expansion member due to external damage or the like. Accordingly, it is possible to provide a pressure-resistant wellhead sealing device that has a simple configuration and high reliability.
[0012]
In the wellhead sealing device of the present invention described above, preferably, the water absorbing / expanding member includes a water-permeable bag and a water-absorbing polymer accommodated in the bag.
[0013]
In the wellhead sealing device having such a configuration, since the water absorbing polymer is used as the water absorbing material, the water absorbing expansion member is light and compact when not absorbing water, and storage, transportation, attachment, and the like are facilitated. In addition, the water-absorbing polymer has a high water absorption speed and can expand 5 to 10 times the volume due to water absorption. Therefore, by using this water-absorbing polymer, the space between the inner peripheral surface of the wellhead and the pipe formation body can be quickly and effectively used. It becomes possible to seal liquid tightly.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
【Example】
FIGS. 1 to 3 show a first embodiment in the case where the wellhead sealing device according to the present invention is applied to a wellhead of a start side shaft of a propulsion method. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional side view showing a state in which a wellhead sealing device is attached to a wellhead before starting excavation, and FIG. 2 is a schematic end view of the wellhead sealing device shown in FIG. 3 is a schematic end view of the wellhead sealing device shown in FIG. 1 as viewed from the excavation hole side, and FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view of the main part of the wellhead sealing device shown in FIG. (B) is sectional drawing similar to FIG. 4 which respectively shows the use condition of the wellhead sealing apparatus shown in FIG.
[0016]
Referring to these drawings, a
[0017]
The wellhead seal device 5 has an external pressure between the tubular body (wellhead) 3 and the outer peripheral surface of the
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
As shown in FIGS. 3 to 5, the water-absorbing / expanding
[0021]
More specifically, the water
[0022]
Although detailed illustration is omitted, the
[0023]
The water-absorbing
[0024]
In the horizontal well seal apparatus, the water absorbing and expanding
[0025]
As shown in FIG. 5, when the
[0026]
In the first embodiment, the backing
[0027]
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. 6 is a longitudinal sectional view of the main part of the wellhead sealing device, and FIG. 7 is an end view of the wellhead sealing device shown in FIG. In these drawings, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment.
[0028]
In the second embodiment shown in FIG. 6 and FIG. 7, the
[0029]
This water-absorbing
[0030]
Although the illustrated embodiment has been described above, the present invention is not limited only to the embodiment described above, and various modifications can be made to the components within the scope of the invention described in the claims. it can. For example, the backing
[0031]
Furthermore, the present invention applies not only to the start hole of the shaft, but also to the access port, the tunnel for forming a branch tunnel formed on the tunnel wall, or the port provided on the ground surface for the construction of the shaft. Can be applied. In addition, the elastic packing can be formed into a rectangular shape, a horseshoe shape, a gourd shape, a gate shape, or the like in accordance with the shape of the applied duct forming body. In that case, in the configuration aspect of the first embodiment, the water-absorbing expansion member is disposed at a location where the pressing force of the elastic packing itself against the pipe forming body is lowered, for example, a straight portion or a constricted portion, thereby enhancing the sealing performance. be able to. Furthermore, when the present invention is applied to a wellhead used in the propulsion method, it can ensure a good sealing property on the outer peripheral surface of the blade tube and the fume tube as a pipe formation body, and the shield method When applied to the wellhead used, good sealing performance can be ensured on the outer periphery of the shield machine main body and the outer peripheral surface of the segment as a pipe formation body.
[0032]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention is a wellhead seal device for pressure-tightly sealing between a wellhead of a borehole and a conduit forming body disposed in the borehole, An elastic packing having an outer peripheral part attached to the wellhead and having an opening smaller than the outer shape of the pipe line forming body, and absorbing the water inside the excavation hole from the surface to expand the volume of the elastic packing. A water-absorbing and expanding member that presses the peripheral edge of the opening from the pressure-receiving surface side to the outer peripheral surface of the pipe-forming body, so that the pipe-forming body is sealed by the elastic packing at the time of sealing by the elastic packing. The force can be strengthened by the water absorbing expansion member. Therefore, it is possible to ensure a good pressure-proof sealing property regardless of the cross-sectional shape of the pipe line forming body. In addition, since the water-absorbing expansion member can absorb the water in the excavation hole from the surface and expand the volume, the volume expansion function is not impaired even if a crack or the like occurs on the surface due to an injury or the like. Therefore, it is possible to provide a pressure-resistant wellhead sealing device that has a simple configuration and high reliability.
[0033]
Further, the present invention is a wellhead sealing device for pressure-tightly sealing between a wellhead of a borehole and a pipe formation body disposed in the borehole, the outer periphery of the pipe formation body A water absorbing expansion member having an outer peripheral portion attached to the wellhead so as to surround the entire circumference, and the water absorbing expansion member absorbs water in the excavation hole from its surface and expands its volume, thereby Since it seals between a surface and the outer peripheral surface of the said pipe line formation body liquid-tightly, the wellhead sealing apparatus excellent in the pressure-proof water stop property can be provided. In addition, since the water-absorbing expansion member can absorb the water in the excavation premises from the surface and expand the volume, the volume expansion function is not impaired even if a crack or the like occurs on the surface due to an external damage or the like. Accordingly, it is possible to provide a pressure-resistant wellhead sealing device that has a simple configuration and high reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment in which a wellhead seal device according to the present invention is applied to a wellhead of a start side shaft of a propulsion method, and a state where a wellhead seal device is attached to a wellhead of a shaft before starting excavation It is a schematic longitudinal cross-sectional side view which shows this.
FIG. 2 is a schematic end view of the wellhead sealing device shown in FIG. 1 as viewed from the inside of the shaft.
FIG. 3 is a schematic end view of the wellhead sealing device shown in FIG. 1 as viewed from the excavation hole side.
4 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part of the wellhead seal apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views similar to FIG. 4 showing a use state of the wellhead seal apparatus shown in FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an essential part of a wellhead seal device showing a second embodiment of the present invention.
7 is an end view of the wellhead sealing apparatus shown in FIG. 6 as viewed from the excavation hole side.
[Explanation of symbols]
1 Shaft 2
4 Drilling hole 5 Wellhead seal device 6 Buried pipe (pipe formation body)
7 digging machine (pipe formation body)
8 Elastic packing 9
Claims (3)
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