JPH094380A - シールド掘進機のテールシール構造およびテールシール交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最後部のテールシールの締付力の低下を防ぐ
ことによりそのシール性を維持するとともに、テールシ
ールを容易に交換することができるシールド掘進機のテ
ールシール構造およびテールシール交換方法を提供す
る。 【構成】 最後部のテールシールより後方のテールプレ
ート内面に、セグメント外面に接触するとともに最後部
のテールシールをセグメントに押し付けるスポンジ状の
弾性体を取り付け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、および上記弾性体に特殊セグメント
に設けられた可撓性部材を拡径装置により拡径させて押
し付けて止水してからテールシールを交換することを特
徴とするテールシール交換方法。

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
ルシールのシール性を向上させるとともにその交換を容
易にするシールド掘進機のテールシール構造およびその
交換方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にシールド掘進機のテール部には、
図４に示めすようなテールシール構造が施されている。

【０００３】図示するように、ａはシールド掘進機本体
であり、このシールド掘進機本体ａの掘進方向前方部に
は地山を掘削するカツタ部ｄが形成されると共に掘進方
向後端部にはテール部ｂが形成されている。このテール
部ｂは筒体状のテールプレートｃにより区画形成されて
おり、内側にこれに沿ってリング状のセグメントｅが組
立てられる。

【０００４】セグメントは円弧状のセグメント片から形
成されており、組立てられたセグメントｅの前端部をシ
ールドジャッキｆが押すことによりシールド本体ａが反
力を受け前進する。

【０００５】掘削穴ｇの内面とセグメントｅの外面との
間には裏込剤ｈが順次流入される。裏込剤はセメントミ
ルクなどであり、固まってセグメントと共にトンネルを
形成する。この裏込剤ｈがテール部ｂ内に流出すること
を防ぐためにテールシールｉが設けられている。

【０００６】テールシールｉはワイヤを束ねた環状のブ
ラシであって根本の部分がテールプレート内面に固着さ
れ、先端がセグメントｅと摺接している。テールシール
ｉは少なくとも２段設けられ、テールプレートｃの各テ
ールシールｉ間には石油系グリースまたは樹脂の如き充
填剤を供給する供給孔ｊが穿設されており供給管が接続
される。

【０００７】このようなテールシール構造により、テー
ル部ｂの内周部に沿って形成されるセグメントｅの外周
面上に注入される裏込剤ｈや土砂などがテール部ｂを含
むシールド掘進機側に流出しないようにシールしてい
る。

【０００８】かかるテールシール構造では、掘進が長距
離にわたる場合にテールシールが摩耗、破損したり、裏
込剤が固着して柔軟性を失ったりしてシール性が低下す
るため、テールシールを交換しなければならない場合が
ある。従来テールシールを交換する際には、薬液注入や
凍結工法により地山を固め止水してから交換を行ってき
たが、地山を凍結させるには多くの日数を要し費用も高
くなる。

【０００９】そこで、容易にテールシールを交換できる
方法として、例えば特開平３─２４４７９３号公報が提
案されている。図５はかかるテールシール交換方法を示
す概要図であり、図を参照しつつテールシール交換の工
程を以下説明する。なお、図中（ａ）は通常の掘進を行
った後掘進を止め、以下の工程のためシールドジャッキ
ｆを引き込んだ状態を示す。

【００１０】（１）第１工程；外周部に加圧膨張型中空
シール７を装備した特殊セグメント９を通常のセグメン
ト８の前方に組立てる（図５（ｂ））。 （２）第２工程；特殊セグメント９の組立完了後、通常
通りの掘進と後続セグメント８の組立をくり返し行い、
特殊セグメント９に装備した加圧膨張型中空シール７が
テールプレート２の後端部付近２ａと対向する位置まで
シールド掘進機１を前進させる（図５（ｃ））。 （３）第３工程；この位置で特殊セグメント９に装備し
た加圧膨張型中空シール７を流体（水または空気）の注
入により膨張させ、この膨張させた加圧膨張型中空シー
ル７をテールプレート２の後端部付近２ａに接触させる
ことにより、テールシール５と地山との間を止水する
（図５（ｄ））。 （４）第４工程；その後、テールシール５に接触してい
るセグメント８を解体し、テールシール５を交換する
（図示せず）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記シールド掘進機で
は、膨張した加圧膨張型中空シールと当接して止水を行
うためテールプレート後端を最後部のテールシールより
後方に延長している。しかし、この延長部分は時間の経
過とともに固まるセメントミルクなどの裏込剤に曝され
ているので、裏込剤が内面に付着固化し、さらに固化し
た裏込剤の一部がシールド掘進機の掘進とともに剥離す
ることもある。

【００１２】したがって、固化した裏込剤の表面には凹
凸ができるとともに、剥離した部分には段差ができてし
まうため、加圧膨張型中空シールを膨張させてテールプ
レート延長部分に当接させても隙間が生じ止水が十分で
きないという問題があった。さらに、その凹凸や段差に
より加圧膨張型中空シールが傷つき破損してしまうとい
う問題もあった。

【００１３】また、最後部のテールシールには形状規制
をするものがないため、掘進とともに徐々に後方へ向
き、その先端がセグメントから離れてしまい、さらに裏
込剤がテールシール間に侵入し充填剤が固着してしま
う。したがって、最後部のテールシールは柔軟性を失う
とともに、その前後に差圧がなくなるためセグメントへ
の締付力が低下してしまい、シール性を喪失してしまう
という問題があった。

【００１４】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、最
後部のテールシールの締付力の低下を防ぐことによりそ
のシール性を維持するとともに、テールシールを容易に
交換することができるシールド掘進機のテールシール構
造およびテールシール交換方法を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、シール
ド掘進機のテールプレート内面に、ワイヤブラシ状であ
ってセグメント外面に接触する環状のテールシールをそ
の軸方向に複数段に設け、各テールシール間に充填剤を
充填したシールド掘進機のテールシール構造において、
最後部のテールシールより後方のテールプレート内面
に、セグメント外面に接触するとともに最後部のテール
シールをセグメントに押し付ける弾性体を取り付けたこ
とを特徴とするシールド掘進機のテールシール構造が提
供される。

【００１６】また、上記スポンジ状の弾性体を、拡径装
置を有する特殊セグメントにより圧縮して止水性能を高
めている。

【００１７】さらに、上記特殊セグメントに設けられた
径方向に貫通する孔と、その孔と連通するバルブにより
止水効果を確認してもよい。

【００１８】また本発明によれば、シールド掘進機のテ
ールプレート内面に、ワイヤブラシ状であってセグメン
ト外面に接触する環状のテールシールをその軸方向に複
数段に設け、各テールシール間に充填剤を充填し、最後
部のテールシールより後方のテールプレート内面にセグ
メント外面に接触するとともに最後部のテールシールを
セグメントに押し付けるスポンジ状の弾性体を取り付け
たテールシール構造を有するシールド掘進機のテールシ
ール交換方法において、シールド掘進機の掘進途中で、
上記弾性体を圧縮して止水性能を高めるための特殊セグ
メントを組み立てる第１工程と、掘進および後続セグメ
ントの組み立てを、上記弾性体が特殊セグメントの位置
に来るまで繰り返す第２工程と、特殊セグメントにより
上記弾性体を圧縮して止水性能を高める第３工程と、テ
ールシールに接触しているセグメントを解体してテール
シールを交換する第４工程とからなることを特徴とする
シールド掘進機のテールシール交換方法が提供される。

【００１９】また、上記特殊セグメントの外周面には、
これを囲む環状の可撓性部材の前方端が固着されてお
り、さらに可撓性部材の後方端を径方向外方に拡げる拡
径装置が設けられている。

【００２０】さらに、上記第３工程終了後、上記特殊セ
グメントに設けられた径方向に貫通する孔と、その孔と
連通するバルブにより、止水効果を確認する工程を有す
るようにしてもよい。

【００２１】

【作用】上記本発明のテールシール構造およびテールシ
ール交換方法によれば、最後部のテールシールより後方
のテールプレート内面に、セグメント外面に接触すると
ともに最後部のテールシールをセグメントに押し付ける
スポンジ状の弾性体を取り付けたことにより、最後部の
テールシールの形状を規制して、最後部のテールシール
の締付力の低下を防ぎ、そのシール性を維持することが
できる。

【００２２】さらに、その弾性体に、特殊セグメントに
設けられた可撓性部材の後方端を拡径装置により拡げて
押し付けているため、十分な止水ができるとともに容易
にテールシールを交換することができる。また、特殊セ
グメントに設けられた径方向に貫通する孔と、その孔と
連通するバルブにより、止水効果を確認することができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図１から図
３を参照して説明する。なお、各図において従来と共通
する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。

【００２４】図１は本発明のテールシール交換方法の説
明図である。図１に示すシールド掘進機１のテールシー
ル構造は、シールド掘進機１のテールプレート２内面
に、ワイヤブラシ状であってセグメント８外面に接触す
る環状のテールシール５，６をその軸方向に２段に設
け、それらのテールシール５，６の間に充填剤１０を充
填したシールド掘進機１のテールシール構造において、
最後部のテールシール６より後方のテールプレート２内
面に、セグメント８外面に接触するとともに最後部のテ
ールシール６をセグメント８に押し付けるスポンジ状の
弾性体３を取り付けたことを特徴とするものである。

【００２５】このスポンジ状の弾性体３は、水などの液
体を通さない非浸透性の弾性体（例えば独立気泡を有す
るスポンジなど）であって、最後部のテールシール６の
背面およびセグメント８外面に接触するように最後部の
テールシール６より後方のテールプレート２内面に接着
剤などにより固着されている。

【００２６】このスポンジ状の弾性体３を取り付けるこ
とにより、掘進中に裏込剤がシールド掘進機１後方に注
入された場合、弾性体３を介して裏込剤の圧力が最後部
のテールシール６の背面にかかり、セグメント８外面に
押し付けられる。したがって、最後部のテールシール６
が後方へ向き、その先端がセグメント８から離れること
を防ぐことができ、さらに裏込剤がテールシール５，６
間に侵入し充填剤１０が固着することもない。

【００２７】つまり、裏込剤の注入により最後部のテー
ルシール６前後の差圧が大きくなるため、より高いセグ
メントへの締付力を得ることができ、シール性を向上さ
せることができる。

【００２８】なお、図中、４はシールド掘進機１のシー
ルドジャッキ、９は本発明のテールシール交換方法で使
用する特殊セグメントである。

【００２９】図２は特殊セグメント９の側面断面図であ
り、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
特殊セグメント９には、その外周面を囲む環状の可撓性
部材１１の前方端が固着されており、さらに可撓性部材
１１の後方端を径方向外方に拡げる拡径装置２１が設け
られている。

【００３０】また、径方向に貫通する孔１７と、その孔
１７と連通するバルブ１８も設けられている。

【００３１】拡径装置２１は、特殊セグメント９の径方
向に貫通するとともにその一部がねじ切りされている孔
１４と、一端がねじ切りされるとともに他端には孔１４
に螺合させるための把手１６が設けられ、さらにねじ切
りされた側の先端には可撓性部材１１と接続するための
接続ピン１９が設けられた棒状部材１３と、孔１４をシ
ールするＯリング１５とから構成されている。

【００３２】可撓性部材１１は、ゴム系の弾性体などで
あって、拡径装置２１の接続ピン１９と接続できるよう
に、円筒部材の両端にフランジを設けた接続金具１２が
設けられている。

【００３３】孔１７は、特殊セグメント９を組み立てた
ときに、拡径装置２１よりシールド掘進機１の前方に位
置するように設けられている。

【００３４】なお、拡径装置２１、孔１７およびバルブ
１８は、その施工条件などにより設けられる数が異な
り、またいくつかの特殊セグメント９が組み立てられて
一つのリングを形成するため（図３参照）、特殊セグメ
ント９には孔１７およびバルブ１８を有しないものもあ
る。

【００３５】図１に戻って、本発明によるシールド掘進
機１のテールシール交換方法について説明する。なお、
図１（ａ）は、通常の掘進を行った後掘進を止め、以下
の工程のためシールドジャッキ４を引き込んだ状態を示
している。

【００３６】図１（ｂ）は、シールド掘進機１の掘進途
中で、スポンジ状の弾性体３を圧縮して止水性能を高め
るための特殊セグメント９を組み立てる第１工程を示し
ている。

【００３７】特殊セグメント９は、通常のセグメント８
に比べて幅が狭いため、シールド掘進機１機内で水平な
状態でリングを形成することができる。したがって、特
殊セグメント９をシールド掘進機１機内で水平な状態で
リングを形成してから可撓性部材１１を特殊セグメント
９の外周面に固着している。さらに、棒状部材１３を把
手１６により孔１４に螺合させ、可撓性部材１１の接続
金具１２に接続ピン１９を通し、接続ピン１９の突出し
た箇所にスナップリングなどを嵌め込んで固定してい
る。

【００３８】その後特殊セグメント９を起立させて、他
のセグメント８と連結して特殊セグメント９の組み立て
が完了する。

【００３９】図１（ｃ）は、掘進および後続セグメント
８の組み立てを、弾性体３が特殊セグメント９の位置に
来るまで繰り返す第２工程を示している。

【００４０】図１（ｄ）は、特殊セグメント９の拡径装
置２１により可撓性部材１１をその径方向外方に拡げ
て、弾性体３を圧縮して止水性能を高める第３工程を示
している。弾性体３はテールプレート２内面に固着され
るとともに最後部のテールシール６の背面に接触してい
るため、可撓性部材１１をその径方向外方に拡げれば、
弾性体３の弾性力により、その接触面を完全に止水する
ことができる。

【００４１】その後、図示しないが第４工程として、テ
ールシール５，６に接触しているセグメント８を解体し
てテールシール５，６を交換する。

【００４２】上記第３工程により、テールプレート２と
セグメント９との間を完全に止水することができるた
め、テールシール５，６に接触しているセグメント８を
解体してもシールド掘進機１機内に水などが流入するこ
とがなく、容易にテールシール５，６を交換することが
できる。

【００４３】また、上記第３工程後、特殊セグメント９
に設けられた径方向に貫通する孔１７と連通するバルブ
１８を開いて、止水効果を確認してから第４工程に移行
すれば、より確実に止水した状態でテールシール５，６
を交換することができる。なお、止水効果を確認した結
果、止水が十分にされていない場合には、薬液注入など
により地山改良してから第４工程に移行してもよい。

【００４４】本発明は、上述した実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは
勿論である。

【００４５】

【発明の効果】上述した本発明のシールド掘進機のテー
ルシール構造およびテールシール交換方法によれば、最
後部のテールシールより後方のテールプレート内面にス
ポンジ状のパッキンを取り付けることにより、最後部の
テールシールのセグメントへの高い締付力を得ることが
でき、シール性を向上させることができるとともに、テ
ールシールが破損したり、裏込剤が固着して柔軟性を失
ったりすることがなくなるため、テールシールを交換す
る回数を少なくすることができ、工期を短縮することが
できる。

【００４６】また、可撓性部材および拡径装置有する特
殊セグメントを使用するだけで容易に止水することがで
きるため、テールシールの交換にかかる手間や日数を削
減することができる。

【００４７】さらに、特殊セグメントに、その径方向に
貫通する孔と、その孔と連通するバルブを設けるだけで
止水効果を確認することができるため、弾性体や可撓性
部材の破損などにより十分に止水されていないときに、
テールシールを交換してしまってシールド掘進機機内に
地下水や裏込剤などが流入することを確実かつ容易に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のテールシール交換方法の説明図であ
る。

【図２】特殊セグメントの側面断面図である。

【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】従来のシールド掘進機のテール部側面断面図で
ある。

【図５】従来のテールシール交換方法の説明図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ テールプレート ３ スポンジ状の弾性体 ４ シールドジャッキ ５，６ テールシール ７ 加圧膨張型中空シール ８ セグメント ９ 特殊セグメント １０ 充填剤 １１ 可撓性部材 １２ 接続金具 １３ 棒状部材 １４，１７ 孔 １５ Ｏリング １６ 把手 １８ バルブ １９ 接続ピン ２１ 拡径装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 輪違 隆志 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機のテールプレート内面
   に、ワイヤブラシ状であってセグメント外面に接触する
   環状のテールシールをその軸方向に複数段に設け、各テ
   ールシール間に充填剤を充填したシールド掘進機のテー
   ルシール構造において、 最後部のテールシールより後方のテールプレート内面
   に、セグメント外面に接触するとともに最後部のテール
   シールをセグメントに押し付けるスポンジ状の弾性体を
   取り付け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。
2. 【請求項２】 上記スポンジ状の弾性体を、拡径装置を
   有する特殊セグメントにより圧縮して止水性能を高める
   請求項１記載のシールド掘進機のテールシール構造。
3. 【請求項３】 上記特殊セグメントに設けられた径方向
   に貫通する孔と、その孔と連通するバルブにより止水効
   果を確認する請求項２記載のシールド掘進機のテールシ
   ール構造。
4. 【請求項４】 シールド掘進機のテールプレート内面
   に、ワイヤブラシ状であってセグメント外面に接触する
   環状のテールシールをその軸方向に複数段に設け、各テ
   ールシール間に充填剤を充填し、最後部のテールシール
   より後方のテールプレート内面にセグメント外面に接触
   するとともに最後部のテールシールをセグメントに押し
   付けるスポンジ状の弾性体を取り付けたテールシール構
   造を有するシールド掘進機のテールシール交換方法にお
   いて、 シールド掘進機の掘進途中で、上記弾性体を圧縮して止
   水性能を高めるための特殊セグメントを組み立てる第１
   工程と、 掘進および後続セグメントの組み立てを、上記弾性体が
   特殊セグメントの位置に来るまで繰り返す第２工程と、 特殊セグメントにより上記弾性体を圧縮して止水性能を
   高める第３工程と、 テールシールに接触しているセグメントを解体してテー
   ルシールを交換する第４工程とからなることを特徴とす
   るシールド掘進機のテールシール交換方法。
5. 【請求項５】 上記特殊セグメントの外周面には、これ
   を囲む環状の可撓性部材の前方端が固着されており、さ
   らに可撓性部材の後方端を径方向外方に拡げる拡径装置
   が設けられている請求項４記載のシールド掘進機のテー
   ルシール交換方法。
6. 【請求項６】 上記第３工程終了後、上記特殊セグメン
   トに設けられた径方向に貫通する孔と、その孔と連通す
   るバルブにより、止水効果を確認する工程を有する請求
   項４記載のシールド掘進機のテールシール交換方法。