JPH0978990A - シールド機のテールシール構造 - Google Patents

シールド機のテールシール構造

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JPH0978990A
JPH0978990A JP7239504A JP23950495A JPH0978990A JP H0978990 A JPH0978990 A JP H0978990A JP 7239504 A JP7239504 A JP 7239504A JP 23950495 A JP23950495 A JP 23950495A JP H0978990 A JPH0978990 A JP H0978990A
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Yutaka Ishimaru
裕 石丸
Tsutomu Imagawa
勉 今川
Seiichiro Takizawa
清一郎 滝沢
Tetsuya Sasaki
哲也 佐々木
Hiromasa Igarashi
寛昌 五十嵐
Fumio Imadate
文雄 今立
Makoto Kato
誠 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 止水性、耐久性の良好な、シールド機のテー
ルシール構造を提供すること。 【解決手段】 ワイヤブラシシール13は、ワイヤブラ
シ15の両側を柔軟性のある外側保護板17と内側保護
板19とで挟み、ワイヤブラシ15のワイヤ部分に発泡
樹脂を注入したものである。ベースプレート21を溶接
でテールプレート9の内側面に取り付ける。3列の環状
のワイヤブラシ15a、15b、15cが、全体として
ワイヤブラシシール13を構成し、最後尾の3列目のワ
イヤブラシ15cより後ろの部分に注入される裏込材2
7などがシールド機1内へ侵入することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド機のテー
ルシール構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】昨今、シールド機を用いてトンネルなど
を構築する場合、図10のシールド機101の概略構成
図に示すように、シールド機101の前面でカッタ10
3により掘削を行ない、スキンプレート105内側の後
方でセグメント107を組み立て、このセグメント10
7から反力をとってシールド機101が推進する。
【0003】シールド機101後方のテール部Fでは、
シールド機101のスキンプレート105とセグメント
107との間から地下水、泥水、裏込材などがシールド
機101内に侵入することを防ぐためにテール部Fにシ
ールが行われる(テールシール)。このテールシールに
は、ゴムシールやブラシシールが用いられていた。
【0004】一般に多く使用されているワイヤブラシ型
テールシールは、それ自体では、止水効果は少ない。こ
のため、ワイヤブラシ型テールシールの止水効果を向上
させるために内部にテールシールグリースを詰め込む。
さらに止水効果および耐久性を向上させるためにテール
シールグリースを、セグメントグラウトホールまたはシ
ールド機101に組み込まれた専用注入管より、継続的
に間欠注入していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワイヤブラシシールでは、以下のような問題点があっ
た。すなわち、 (a)ワイヤブラシの中にグリースを詰め込む方式で
は、グリースがテールクリアランスの縮小あるいは時間
経過とともにテールシールから絞り出されるが、テール
シールの中にテールシールグリースを追加注入すること
は困難である。
【0006】(b)クリアランスの変化等により、テー
ルシール内に裏込材料が侵入して固結した場合には、テ
ールシールの弾力性が減少し、クリアランスの変化に追
従できず隙間が生じたりして漏水することがある。 (c)クリアランスが小さくなった際にはテールシール
に過大な力が加わり、テールシールが破損することがあ
る。
【0007】(d)シールド機がバッキングすることに
より、テールシールの内側保護板が折損し、その後ブラ
シを構成するワイヤ自体が同様にカギ型に折れ曲がり切
断してしまう。 本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、止水性および耐久性が良好な、
シールド機のテールシール構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、シールド機のテール部をシールする
テールシール構造において、シールド機のスキンプレー
トのテール部内側にワイヤブラシを設け、前記ワイヤブ
ラシ内部に発泡樹脂を注入して、ワイヤブラシシールと
したことを特徴とするシールド機のテールシール構造で
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
第1の実施の形態について詳細に説明する。図1は第1
の実施の形態に係るシールド機1の概略構成を示す断面
図である。シールド機1の前面でカッタ3により地山5
の掘削を行ない、スキンプレート7の後方のテールプレ
ート9の内面でセグメント11を組み立て、このセグメ
ント11から反力をとってシールド機1が掘進方向Aへ
推進する。
【0010】シールド機1後方のテール部Bには、スキ
ンプレート7およびテールプレート9と、セグメント1
1との間から地下水、泥水、裏込材などがシールド機1
内に侵入することを防ぐために、テールプレート9内面
全周に環状にワイヤブラシシール13が設けられる。
【0011】次にワイヤブラシシール13について説明
する。図2は、図1のB部の拡大図で、ワイヤブラシシ
ール13および周辺の構造を断面図で詳細に示してお
り、図3は、ワイヤブラシシール13の配置を示す部分
展開図である。ワイヤブラシシール13は、ワイヤブラ
シ15の両側を柔軟性のある外側保護板17と内側保護
板19とで挟み、ワイヤブラシ15のワイヤ部分に発泡
樹脂を注入したものである。
【0012】外側保護板17と内側保護板19の根元部
分全体を、ベースプレート21が覆っている。このベー
スプレート21をリベット23でテールプレート9の内
側面に取り付ける。25は保護リングである。
【0013】3列の環状のワイヤブラシ15a、15
b、15cが、全体としてワイヤブラシシール13を構
成する。ワイヤブラシ15cの外側保護板17より後ろ
の部分では、地山5とセグメント11との間にモルタル
などの裏込材27が注入される。地山5とセグメント1
1との間には、裏込材27の他に泥水や地下水などの外
部流動物が存在するが、ほとんどの外部流動物が3列目
のワイヤブラシ15に阻まれ、わずかに侵入した外部流
動物も、2列目、1列目のワイヤブラシ15b、15a
に阻まれるため、シールド機1の内部には侵入しない。
【0014】シールド機1では、ワイヤブラシシール1
3で、テールプレート9とセグメント11との間をシー
ルし、シールド機1の内部に外部流動物が侵入しないよ
うにしつつ、掘進方向Aへの掘削を継続する。またシー
ルド機1はバッキングにより、掘進方向Aとは逆の方向
に逆戻りすることがあるが、ワイヤブラシシール13は
柔軟性があるため、折損することなく対応することがで
きる。
【0015】次にワイヤブラシ15への発泡樹脂の注入
について説明する。図4は発泡樹脂の手作業による注入
方法を示す図であり、図1、図2および図3のC−C部
分の横断面を示している。ただし、図4にはセグメント
11は示されない。また、図5は発泡樹脂の手作業によ
る注入方法を示す拡大図であり、図6はワイヤブラシ1
5cの稼働時の状態を示す図である。
【0016】まず、シールド機1にワイヤブラシシール
13を取り付けた後、最下位に位置する所定の注入幅の
ワイヤブラシ15に、ガムテープ35などの覆いを設け
る。ガムテープ35は、外側保護板17の側面、ワイヤ
ブラシ15の先端部、内側保護板19との側面部を覆う
ように設け、発泡樹脂がガムテープ35の内側に限定し
て注入されるようにするためのものである。
【0017】次に、ガムテープ35に設けた開口から、
ワイヤブラシ15の内部にロート31の注入口を差し込
み、発泡樹脂容器33から、ロート31を介して発泡樹
脂をワイヤブラシ15内に流し込む。発泡樹脂はワイヤ
ブラシ15のブラシ部分の間隙に自然に拡散して充填さ
れる(図6の混在部37)。またワイヤブラシ15とガ
ムテープ35との間には、発泡樹脂のみからなる部分
(図6の発泡樹脂部39)が生じる。また、発泡樹脂
は、注入後10分ないし20分でゲル化する。
【0018】上述の注入作業を3列のワイヤブラシ15
a、15b、15cに対して、それぞれ行ない、発泡樹
脂がゲル化した後、ワイヤブラシ15への1回の注入幅
の分だけずらすように、シールド機1を例えば図4のD
方向にローリングさせる。そして、ワイヤブラシ15の
うち前に注入した部分に隣接する部分に対して、同様の
手順で注入を行なう。したがって、3列のワイヤブラシ
15への注入〜ゲル化〜D方向への旋回〜隣接部分への
注入、のサイクルを繰り返して手作業により、ワイヤブ
ラシ15への発泡樹脂の注入を行なう。図4の例では太
い円弧で示した部分が注入済み部分Eであり、一周して
注入すると、発泡樹脂は環状のワイヤブラシ15全体に
わたり連続するように充填されることになる。
【0019】ワイヤブラシ15全周への発泡樹脂の注入
およびゲル化が完了した後、シールド機1で掘削を開始
する。図6に示すように稼働時においては、ワイヤブラ
シ15はセグメント11に押し付けられ、図5に示す注
入時のワイヤブラシ15に比べてテールプレート9に対
する角度が小さくなる。したがって、ワイヤブラシ15
全体がバネとして働き、セグメント11へ強く押しつけ
られる。したがってテールプレート9とセグメント11
との間の距離(クリアランス)が部分的に異なっても、
確実なシールが行なえる。
【0020】なお、ワイヤブラシ先端の形状は、セグメ
ント11の外周面に押しつけられた状態でセグメント1
1に広い面積で密着するように、あらかじめ設計されて
いる。図6の例では、ワイヤブラシ15cの先端部およ
び発泡樹脂部39が、広い面積でセグメント11に密着
し、裏込材27の侵入を防止する。
【0021】図7は発泡樹脂の特性を示す図である。発
泡樹脂は母材としての液体と発泡剤である液体とを混合
したもので、本実施の形態では、見かけ密度は平均で
0.12g/cm3、50%圧縮強度は平均で0.27
kgf/cm2、独泡率は平均で37%のものを使用し
た。なお、この発泡樹脂は難燃剤を添加することにより
難燃にする。
【0022】ワイヤブラシシール13では、ワイヤブラ
シ15と発泡樹脂が一体化した耐摩耗性のもので、強度
はワイヤブラシ15が受け持ち、止水性および弾力性は
注入した発泡樹脂が受け持つ。シールド機1がバッキン
グし掘進方向Aと逆方向へ戻る場合、ワイヤブラシシー
ル13では、ワイヤが弾性体の中に拘束されているため
逆方向に折れ曲りにくい。したがって、バッキングによ
りワイヤが逆方向に押し出されて折損することを避けら
れる。
【0023】以上、詳細に説明したように、第1の実施
の形態に係るワイヤブラシシール13は、止水効果が大
きいため、テールシールグリースの追加注入が不要とな
り、注入量を大幅に減らすことが可能である。
【0024】また、ワイヤブラシシール13は、テール
クリアランスの変化に柔軟に対応でき、テールクリアラ
ンスが大きい場合にも漏水が発生しにくい。また、ワイ
ヤブラシシール13は、高水圧の場合にも、止水性を発
揮することができる。
【0025】またワイヤブラシシール13は裏込材27
が侵入しにくい材質であり、またシールド機1のバッキ
ングにも強い柔軟な構造であるため、損傷を受けにく
く、ワイヤブラシシール13を交換せずに長距離を掘進
することが可能となるので経済的であり、シールド工事
全体の工期も短縮できる。なお、本実施の形態におい
て、ワイヤブラシ15は3列設けるものとしたが、2
列、4列、あるいは任意の列だけ設けることも可能であ
る。
【0026】次に、第2の実施の形態について説明す
る。第2の実施の形態は第1の実施の形態とほぼ同様で
あるが、発泡樹脂の注入をシールドマシンの内部で行な
わず、図8に示すように、あらかじめ工場などで、発泡
樹脂を注入する。図8では1ピースのワイヤブラシピー
ス51に発泡樹脂を注入する方法を示す。ワイヤブラシ
ピース51は、例えば10cmあるいは20cm幅のワ
イヤブラシ53を外側保護板55および内側保護板57
で挟んだものである。多数のワイヤブラシピース51を
並べて配置し、1ピースごとに、このワイヤブラシ53
のブラシの間隙にロート59で発泡樹脂を注入する。
【0027】発泡樹脂は、母材である液体61と発泡剤
である液体63とを、それぞれポンプ65、ポンプ67
で所定の量だけ汲み上げてミキサ69で混合したもので
ある。また、ミキサ69には難燃剤(図示せず)を添加
し、発泡樹脂を難燃性にする。
【0028】図9は、シールド現場にて、発泡樹脂を注
入したワイヤブラシピース51を、シールド機1に取り
付けて、ワイヤブラシシール71を構成した様子を部分
的に示したものである。各ワイヤブラシピース51のベ
ースプレート73部分をテールプレート75の内面の所
定の位置に縦横に配置し、溶接で固定する。そのままで
は各ワイヤブラシピース51の間に隙間が存在するの
で、樹脂79を充填して連続した構造とする。
【0029】以上、詳細に説明したように、第2の実施
の形態においては、ワイヤブラシピース51を工場など
であらかじめ用意しておくことができる。したがって、
シールド現場においては、ワイヤブラシピース51の取
付および間隙への樹脂79の充填のみ行なえばよく、作
業時間を大幅に減らすことが可能であり、シールド工事
全体の工期も短縮できる。
【0030】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、止水性、耐久性に優れ、作業効率の良い、シー
ルド機のテールシール構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シールド機1の概略構成を示す断面図
【図2】 図1のB部の拡大図
【図3】 ワイヤブラシシール13の配置を示す部分展
開図
【図4】 発泡樹脂の手作業による注入方法を示す図
【図5】 発泡樹脂の手作業による注入方法を示す拡大
【図6】 3列目のワイヤブラシ15cの稼働時の状態
を示す図
【図7】 発泡樹脂の特性を示す図
【図8】 工場での発泡樹脂の注入方法を示す図
【図9】 ワイヤブラシピース51のシールド機1への
取付け状態を示す部分展開図
【図10】 シールド機101の概略構成図
【符号の説明】
1………シールド機 3………カッタ 5………地山 7………スキンプレート 9………テールプレート 11………セグメント 13………ワイヤブラシシール 15………ワイヤブラシ 17………外側保護板 19………内側保護板 21………ベースプレート 23………リベット 25………保護リング 27………裏込材 31………ロート 33………発泡樹脂容器 35………ガムテープ 37………混在部 39………発泡樹脂部 51………ワイヤブラシピース 53………ワイヤブラシ 55………外側保護板 57………内側保護板 59………ロート 65、67………ポンプ 69………ミキサ 71………ワイヤブラシシール 73………ベースプレート 75………テールプレート 77………リベット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 哲也 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島建 設株式会社東京支店内 (72)発明者 五十嵐 寛昌 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 今立 文雄 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 加藤 誠 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド機のテール部をシールするテー
    ルシール構造において、 シールド機のスキンプレートのテール部内側にワイヤブ
    ラシを設け、 前記ワイヤブラシ内部に発泡樹脂を注入して、ワイヤブ
    ラシシールとしたことを特徴とするシールド機のテール
    シール構造。
  2. 【請求項2】 前記発泡樹脂は、母材と発泡剤の混合物
    であることを特徴とする請求項1記載のシールド機のテ
    ールシール構造。
  3. 【請求項3】 前記発泡樹脂は、難燃剤をさらに混合し
    たものであることを特徴とする請求項2記載のシールド
    機のテールシール構造。
  4. 【請求項4】 前記ワイヤブラシを前記シールド機に取
    り付けた後に、前記発泡樹脂を前記ワイヤブラシ内に注
    入することを特徴とする請求項1記載のシールド機のテ
    ールシール構造。
  5. 【請求項5】 前記ワイヤブラシ内に前記発泡樹脂を工
    場内で注入し、現場で前記ワイヤブラシを前記シールド
    機に取り付けることを特徴とする請求項1記載のシール
    ド機のテールシール構造。
JP23950495A 1995-09-19 1995-09-19 シールド機のテールシール構造、及びワイヤブラシシールの発泡樹脂注入方法 Expired - Lifetime JP3158019B2 (ja)

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JP2014020076A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Taisei Corp シール構造の製造方法
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