JPH05263592A - シールド掘進機のテールシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好なシール性を保持しつつ目止め材が混入
された潤滑シール材の消耗を少なく押さえることができ
るシールド掘進機のテールシール構造を提供することに
ある。 【構成】 テール部（３）の後端部に後方テールシール
（２２）を設け、かつ後方テールシールのさらに前方に
所定の間隔を隔ててバネ材からなる仕切板（２３）を設
け、これらワイヤブラシと仕切板間に形成される空間を
防水材室（ｓ）とし、該防水材室内に潤滑シール材（１
３）を充填するともに、仕切板の先端部近傍を前記セグ
メントに当接させるともに該仕切板の先端をセグメント
から離間させて後方へ湾曲させて、この湾曲部（２３
ａ）を利用して潤滑シール材を前方へ流出させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機のテー
ルシール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールド掘進機のテール部には
テールシール部が設けられている。このテールシール部
は地下湧水やテール部の内周部に沿って形成されるセグ
メントの外周面上に注入される裏込剤等がテール部を含
むシールド掘進機側に流入しないようにシールするもの
である。

【０００３】この種テールシール構造として、図３ない
し図６に示す技術（実公昭６３ー２９０３８号公報参
照）あるいは図７に示す技術がある。

【０００４】前者の技術について説明すると、図３にお
いて符号１はシールド掘進機本体である。シールド掘進
機本体１の掘進方向前方部には地山を掘削するカッタ部
２が形成されると共に掘進方向後端部にはテール部３が
形成されている。

【０００５】このテール部３は筒体状のテールプレート
４によって区画形成されており、内周部においてこれに
沿ってリング状のセグメント５が組み立てられる。この
セグメント５は周方向に沿って複数個に分割されたセグ
メント片６から構成されており、これらセグメント片６
はテール部３の内周部においてリング状に組み立てられ
る。また、組み立てられたセグメント５にはシールジャ
ッキ７が係合してこれより反力を受けてシールド掘進機
本体１は掘進方向に前進する。

【０００６】シールド掘進機主体１が前進した後、新た
にテール部３内でセグメント片６を組み立ててリング状
のセグメント５を形成し、先に完成しているセグメント
５に接続して、シールド掘進機本体１の掘進方向後方に
形成される掘削穴の内壁に連続したトンネル壁を形成す
る。

【０００７】また、掘削穴と組み立てられるセグメント
５の外周面８との間には裏込剤９が順次注入される。

【０００８】裏込剤９は組み立てられるセグメント５の
外周面８上に順次注入されるので、この裏込剤９がテー
ル部３を含む本体１側に流出することを防止するために
テール部３にはテールシール部１０が設けられている。

【０００９】このテールシール部１０は図４に示すごと
く、テール部３の後端部からセグメント５の外周面８に
摺接するように延出されて注入される裏込剤９側に位置
される外側テール防水板１１と、このテール防水板１１
より掘進方向前方に所定の間隙を隔ててテール部３から
前記セグメント５の外周面８に摺接するように設けられ
た内側テール防水板１２と、これらの内外側テール防水
板１１，１２の間隙に形成される防水材室ｓに充填され
た石油系グリースあるいは樹脂のごとき潤滑シール材１
３とから主に構成されている。

【００１０】潤滑シール材１３は内外側テール防水板１
１，１２にテールプレート４の内周壁に沿ってセグメン
ト５の外周面上に囲繞するごとく設けられて、外側テー
ル防水板１１からの裏込剤９の流入を防止する。

【００１１】ところで、セグメント５は分割されたセグ
メント片６の組み合せにより形成されることになり、図
５に示す如く、セグメント片６間の接合部分１８に段差
が生じる場合がある。この段差はセグメント片６の接合
部分の面とりや組み立て時の誤差によって生じるもので
あり、このように組み立てられたセグメント５の外周面
は連続した平面を形成せず段差ないし凹凸が生じること
がある。

【００１２】この凹凸状のセグメント５の外周面に追従
するように、それぞれテール防水板１０，１１の内側に
ワイヤブラシ１４を設け、これらのワイヤブラシ１４間
の隙間を埋めるために内外テール防水板１１，１２の隙
間に形成された防水材室ｓに石油系グリース等の潤滑シ
ール材１３を充填するとともに該潤滑シール材１３中に
図６に示すごとく繊維材１６を混入する。なお、ワイヤ
ブラシ１４は、該ワイヤブラシ１４の姿勢を保つため、
適宜弾性を有する保形板１９で前後面を囲まれて保持さ
れる。

【００１３】そして、繊維材１６が互いに噛み合うとと
もにワイヤブラシ１４間に絡み合うことにより、潤滑シ
ール材１３の外部への漏れを防止し、セグメント５に追
従した高いシール性を確保しようとするものである。

【００１４】また、図７に示すものは、概略前記した技
術と同様であるが、異なるところは、外側テール防水板
１１のみ有し内側のテール防水板１２は有していない点
である。なお、この技術においても、保形板１９でワイ
ヤブラシ１４を保持している点、および繊維材１６を混
入した潤滑シール部材１３を防水材室ｓに注入している
点は同様である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した技
術にあっては、いずれも次のような欠点がある。すなわ
ち、近年掘削深度が増大する傾向にあり、深度の増大に
伴いシールド掘進機の後方からの地下湧水圧力や注入さ
れる裏込材９側の圧力が高くなるため、グリース等の潤
滑シール材１３の粘着抵抗のみでは外圧を保持する抵抗
にならず、充填された潤滑シール材１３が前記後方のワ
イヤブラシ１４とセグメント５の外周面８との間を通過
して押し出され、図４中または図７中矢印で示すように
後方側テールシール部材１１から後方外部に流出して損
失する。

【００１６】また、裏込剤９の圧力が低い場合において
も、例えばシールド掘進機本体１が前進するときに、掘
削する経路自体が特にカーブを描いているような場合等
には、セグメント５とシールド掘進機本体１との径方向
の相対位置がずれてしまうことがあり、このような場
合、前記防水材室ｓの一部に局所的に過大な圧力が加わ
って、前記同様、繊維材１６を混入した潤滑シール材１
３が後方外部に流出して損失しまう。

【００１７】ところで、上記繊維材１６を混入した潤滑
シール材１３等のシール材は高価であり、このような潤
滑シール材１３が防水材室ｓの圧力変動のたびに後方外
部に流出するためその消耗量も大きく、これがために消
耗材料費が嵩んでしまうという施工上の欠点が生じる。
このため、繊維材１６等を混入した潤滑シール材１３の
消耗損失をできるだけ少なく押さえることが要望されて
いた。

【００１８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、良好なシール性を保持
つつ目止め材が混入された潤滑シール材の消費損失を少
なく押さえることができるシールド掘進機のテールシー
ル構造を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明では、テール部の後端部に位置されるよう
にテール防水板を設けるとともに該テール防水板の掘進
方向前側にワイヤブラシを設けて後方テールシールと
し、かつ該後方テールシールのさらに前方に所定の間隔
を隔ててバネ材からなる仕切板を設け、これらワイヤブ
ラシと仕切板間に形成される空間を防水材室とし、該防
水材室内に潤滑シール材を充填するともに、前記仕切板
の先端部近傍を前記セグメントに当接させるともに該仕
切板の先端をセグメントから離間させて後方へ湾曲させ
たことを特徴とする。

【００２０】

【作用】後方水圧や裏込注入圧等が高い場合あるいは掘
削しようとする箇所がカーブを描くような場合等におい
て防水材室に過大な圧力が加わるときには、防水材室内
の潤滑シール材は、仕切板の先端の湾曲部分から該仕切
板とセグメントとの間を通って仕切板の前方つまりテー
ルシール部の前方へ、つまりシールド掘進機の進行方向
側へ流れ出る。

【００２１】このように、進行方向前方へ流れ出た潤滑
シール材は、シールド掘進機本体が前進するとき、セグ
メントの外周に付着されたまま再び防水材室に侵入す
る。すなわちテールシール部の後方へ流出して損失する
ことがなく潤滑シール材として再度利用されることとな
り、この結果、潤滑シール材の消費は従来のテールシー
ル構造に較べて極めて少なくなる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の各実施例について図１および
図２を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上従来
例で説明した構成要素と同一の構成要素については同一
符号を付して説明を簡略化する。

【００２３】第１実施例 図１は本発明の第１実施例を示す。図１に示す如く、テ
ール部３を形成するテールプレート４の後端部にはこれ
によりリング状に形成されるセグメント５の外周面８上
に摺接するようにセグメント５を囲繞するテール防水板
１１が設けられる。テール防水板１１はセグメント５の
外周面上に摺接するように付勢された防水性を有しかつ
弾力性を有する耐油性のゴム板あるいはウレタン板等に
よって形成される。

【００２４】また、テール防水板１１の掘進方向前側に
はワイヤブラシ１４が設けられ、これらテール防水板１
１およびワイヤブラシ１４によって後方テールシール２
２が形成されている。

【００２５】なお、ここでいうワイヤブラシ１４はワイ
ヤーを束ねた狭義のワイヤブラシの他にバイヤスワイヤ
メッシュを複数枚重ねたものも含む広い概念である。ワ
イヤブラシの材料としては防錆性に優れかつ強度的にも
優れるステンレス鋼線が好ましいが、単なる鋼線や合成
樹脂製のワイヤでもよい。

【００２６】また、保形板１９は前記したようにワイヤ
ブラシ１４の形を保持するものであって、適宜弾性を有
するステンレス鋼板あるいはテフロン処理された鋼板等
が用いられる。また、保形板１９および前記テール防水
板１１は、周方向に分割されて形成されている。特に、
テール防水板１１はシール性を得るため周方向に互いの
端部目地部が重合するように鱗状に配置される。

【００２７】また、前記後方テールシール２２の前方に
は所定間隔をあけて仕切板２３が、テールプレートとセ
グメントとの間にまたがるようにリング状に取り付けら
れている。そして、前記ワイヤブラシ１４と仕切板２３
との間に形成される空間に防水材室ｓが形成されてい
る。

【００２８】仕切板２３は周方向に複数に分割されて形
成されており、かつ前記保形板１９と同様に、互いの周
方向の端部目地部どうしが重なるように鱗状に配置され
ている。また、仕切板２３は、基端側を取付板２１に固
定されて斜め後方へ延びており、その先端部近傍をセグ
メント５に当接されている。さらに、仕切板２３の先端
はセグメント５から離間するように後方へ湾曲されて湾
曲部２３ａが形成されている。

【００２９】上記構成の仕切板２３は、テールプレート
４とセグメント５との距離が変わってもそれに追従して
仕切板２３の先端部がセグメント５に常に当接するよう
に、適宜弾性を有するバネ材によって構成されている。

【００３０】また、同仕切板２３の弾性は、防水材室ｓ
が狭小となってその中に充填されている潤滑シール材１
３に過度の圧力が加わるときに、仕切板２３の先端が径
方向外方へたわんで、仕切板２３とセグメント５の外周
面８との間が広がって隙間を作り、この隙間を通って防
水材室ｓ内の押圧されている潤滑シール材１３が後方よ
りも前方へ流れ出やすいように、ワイヤブラシ１４の剛
性よりも低い剛性を持つように設定されている。

【００３１】そして、前記ワイヤブラシ１４と仕切板２
３との間に形成される防水材室ｓに石油系グリースある
いは樹脂系等その他の潤滑シール材１３が充填される。

【００３２】なお、この実施例では潤滑シール材１３内
に目止め材２０が混入されているが、この目止め材２０
としては、前記繊維材１６あるいはシート状片，粒状体
等であってもよい。

【００３３】また、目止め材２０は、高い吸水性および
柔軟性を持ちかつ耐油性を持つ材料が好ましく、具体的
な材料としては、でん粉系、セルロース系、あるいは合
成ポリマー系等の高吸水性樹脂材等が挙げられる。

【００３４】なお、目止め材２０が混入された潤滑シー
ル材１３は、セグメント５に設けられた注入口２５から
前後のワイヤブラシ１４，１４間の間隙に形成される防
水材室ｓに充填される。

【００３５】次いで、第１実施例の作用について説明す
る。図１に示すようにワイヤブラシ１４および仕切板２
３の間に形成される防水材室ｓには潤滑シール材１３が
注入されることになるが、この潤滑シール材１３内に目
止め材２０が混入されていることから、この目止め材２
０がワイヤブラシ１４のワイヤ１５間に目詰まりを生じ
させテール部３を液密にシールする。

【００３６】そして、掘進深度が深く水圧が高い場合あ
るいは掘削しようとする箇所がカーブを描く場合等にお
いて、防水材室ｓ内の潤滑シール材１３に局所的に過大
な圧力が加わるときには、前記仕切板２３の先端をセグ
メント５から離間させて後方へ湾曲させていること、並
びに仕切板２３の剛性をワイヤブラシ１４のワイヤを合
成された剛性よりも小さく設定して後方よりも前方へ流
出しやすくしていることから、防水材室ｓ内の潤滑シー
ル材１３は上記仕切板２３の先端湾曲部２３ａに沿って
仕切板２３とセグメント５との当接部分に侵入しようと
し、これに伴い、クサビ効果により仕切板２３の先端が
径方向外方へたわんで仕切板先端部とセグメント５との
間に隙間が生じる。この隙間を通って、防水材室ｓ内の
潤滑シール材１３が図中矢印で示すように、仕切板２３
の前方へ流れ出る。そしてセグメント５の外周面８等に
付着する。

【００３７】このように、進行方向前方へ流れ出た潤滑
シール材１３は、続いてシールド掘進機本体１が前進す
るとき、セグメント５の外周面８等に付着されたまま再
び防水材室ｓに侵入する。すなわち、潤滑シール材１３
として再度利用されることとなり、この結果、潤滑シー
ル材１３の消耗は極めて少なくなる。

【００３８】加えて、掘削しようとする箇所がカーブを
描く場合等において、前記とは逆に防水材室ｓ内の圧力
が若干下がるときでも、仕切板２３が適宜たわんで仕切
板２３の前方へ流出した潤滑シール材１３が防水材室ｓ
に再び侵入するため、そのような再侵入する潤滑シール
材１３が存しない場合に比べて、後側のテール防水板１
１の後方から裏込剤９あるいは湧水等が流入するおそれ
が少なく、その分シール性が向上する。

【００３９】第２実施例 図２は第２実施例の断面図である。この実施例が前記実
施例と異なる点は、仕切板２３を前記第１実施例に配置
されていた箇所よりもさらに前方位置に配置し、仕切板
２３と後方テールシール２２との中間位置にワイヤブラ
シ１４を配置し、これにより防水材室ｓを互いに隣接す
るように２重に設けたところにある。

【００４０】仕切板２３の先端をセグメント５から離間
するように後方へ湾曲させている点は前記第１実施例と
同様である。

【００４１】この実施例において、仕切板２３の剛性
は、両ワイヤブラシ１４，１４を合成したものよりも低
く設定する。防水材室ｓに充填された潤滑シール材１３
に過度の圧力が加わったときに、仕切板２３の先端が径
方向外方へたわんで、潤滑シール材１３の仕切板２３の
前方への流出を速やかに行わしめて後方テールシールの
後方への流出を防ぐるためである。そして、この実施例
においても前記同様の効果を奏することができる。

【００４２】加えて、この実施例において、前側の防水
材室ｓに目止め材２０を含んだ高価な潤滑シール材を充
填する一方、後側の防水在室ｓに目止め材を含まぬ安価
な潤滑シール材を充填する構成にすれば、主に消耗され
るのは目止め材を含まぬ安価な潤滑シール材となり、目
止め材２０を含んだ高価な潤滑シール材の消耗を低減し
つつシール性をより向上させることができる利点も得ら
れる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、テ
ール部の後端部に位置されるようにテール防水板を設け
るとともに該テール防水板の掘進方向前側にワイヤブラ
シを設けて後方テールシールとし、かつ該後方テールシ
ールのさらに前方に所定の間隔を隔ててバネ材からなる
仕切板を設け、これらワイヤブラシと仕切板間に形成さ
れる空間を防水材室とし、該防水材室内に潤滑シール材
を充填するともに、前記仕切板の先端部近傍を前記セグ
メントに当接させるともに該仕切板の先端をセグメント
から離間させて後方へ湾曲させたから、防水材室に過大
な圧力が加わるときでも、仕切板先端の湾曲部とセグメ
ントとの間の隙間を通って、防水材室内の潤滑シール材
を仕切板の前方へ流出させることができ、この進行方向
前方へ流出した潤滑シール材は、再度潤滑シール材とし
て利用するができ、この結果、潤滑シール材後方テール
シールの後方への消費損失は極めて少なくなる上防水性
能も向上する等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例を示す要部の断面図
である。

【図２】図２は本発明の第２実施例を示す要部の断面図
である。

【図３】図３従来のシールド掘進機のテールシール構造
を示す概略側断面図である。

【図４】図４は同テールシール構造を示す断面図であ
る。

【図５】図５は同テールシール構造の断面図である。

【図６】図６は同テールシール構造の部分拡大断面図で
ある。

【図７】図７は他の従来例を示す一部の断面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機本体 ３ テール部 ５ セグメント ９ 裏込剤 １１ テール防水板 １３ 潤滑シール材 １４ ワイヤブラシ １９ 保形板 ２０ 目止め材 ２２ 後方テールシール ２３ 仕切板 ｓ 防水材室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機のテール部からこのテー
   ル部の内周部に沿ってリング状に形成されるセグメント
   の外周面上に延出されて、テール部が掘進方向へ移動す
   ることに追従して前記セグメントの外周面上を摺動して
   シールするテールシール構造において、 前記テール部の後端部に位置されるようにテール防水板
   を設けるとともに該テール防水板の掘進方向前側にワイ
   ヤブラシを設けて後方テールシールとし、かつ該後方テ
   ールシールのさらに前方に所定の間隔を隔ててバネ材か
   らなる仕切板を設け、これらワイヤブラシと仕切板間に
   形成される空間を防水材室とし、該防水材室内に潤滑シ
   ール材を充填するともに、前記仕切板の先端部近傍を前
   記セグメントに当接させるともに該仕切板の先端をセグ
   メントから離間させて後方へ湾曲させたことを特徴とす
   るシールド掘進機のテールシール構造。