(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘削機のテールプレートの後端内周面に沿ってワイヤブラシ構造からなるテールシールを装着し、掘削機後端で組み立てられたセグメントリングの外周面との間のテールクリアランスを閉塞するようにしたシールド掘削機のテール止水構造において、
前記テールシールの掘削機側の内周面に沿い、流体の供給により前記セグメントリングを囲むとともに、前記テールシールの内面側に当接して前記テールシールのブラシ先端の反りを防止するように、該ブラシ先端側に向けて細く尖った長円断面形状に膨張可能なリンク状のチューブを備えたことを特徴とするシールド掘削機のテール止水構造。
【請求項２】
前記流体は圧縮エアであることを特徴とする請求項１記載のシールド掘削機のテール止水構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘削機のテール止水構造に係り、テールクリアランスが大きくなった場合でも隙間の発生を確実に防止して、シールド掘削機内への土砂や地下水の浸入を防止するようにしたシールド掘削機のテール止水構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド掘削機のテールプレートとセグメントリングの間のテールクリアランスには止水構造としてテールシールが設けられている。このテールシールは、テールクリアランス部分における圧気の遮断、裏込め注入材、被圧地下水、土砂等の機内への浸入を防止することを目的として、一般にテールプレートの後端内周面に取り付けられている。図６は、従来のシールド掘削機５０の構造の一例を示した概略縦断面図である。同図に示したように、テール止水構造としてのテールシール５１は、スキンプレート後端のテールプレート５３の内周面の全周にわたって取り付けられ、その先端５１ａはセグメントリング５５の外周面に当接し、テールクリアランス５７を閉塞するようになっている。
【０００３】
図７は、図６に示したシールド掘削機５０のテールシール５１を拡大して示した部分断面図である。従来、この種のテールシール５１の材質としては、天然ゴム、合成ゴムのゴム系、ワイヤブラシ、ナイロンブラシ等のブラシ系が多く用いられてきている。図７には一例としてワイヤブラシタイプのテールシール５１がテールプレート５３の長手方向に前後して所定間隔をあけて２段に設けられたタイプが示されている。各テールシール５１は、ワイヤを所定厚さに束ねて板状部材の根元部をネジ止め５９でテールプレート５３内面に固定するようになっている。このときワイヤブラシの長さは、他端がセグメントリング５５の外周面に当接し、所定範囲だけセグメントリング５５に重なる程度の長さに設定されている。さらに、止水性を向上するために、２段のテールシール５１で画成された空間６０に高粘性シールグリスを充填することもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のテールシールでは、掘進時に、シールド掘削機がトンネル中心から偏心してテールクリアランスが大きくなると、ブラシ先端のセグメントリングの外周面に当接している部分に隙間が空き、土砂や地下水が機内に浸入するおそれがある。その対策として、テールクリアランスの変化に対応できるように、テールシールのワイヤブラシを十分長くすることもできる。しかし、ワイヤブラシが長くしたことで、図８に示したように、機外の土水圧の影響を受けてワイヤブラシの先端が内側に反ってしまう現象が確認されている。このような反りが生じると、従来のテールシールではテールクリアランスを完全に閉塞することができなくなり、シールド掘削機のテール止水構造としての機能が果たせないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、大きなテールクリアランスが生じた場合でも隙間の発生を防止でき、土砂、地下水を確実に遮断することができるようにしたシールド掘削機のテール止水構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、シールド掘削機のテールプレートの後端内周面に沿ってワイヤブラシ構造からなるテールシールを装着し、掘削機後端で組み立てられたセグメントリングの外周面との間のテールクリアランスを閉塞するようにしたシールド掘削機のテール止水構造において、
前記テールシールの掘削機側の内周面に沿い、流体の供給により前記セグメントリングを囲むとともに、前記テールシールの内面側に当接して前記テールシールのブラシ先端の反りを防止するように、該ブラシ先端側に向けて細く尖った長円断面形状に膨張可能なリンク状のチューブを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記チューブ内に供給する流体としては圧縮エアが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシールド掘削機のテール止水構造の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、図６に示したシールド掘削機に本発明のテール止水構造を適用した実施の形態を示したシールド掘削機１の概略縦断図である。同図に示したように、テール止水構造１０としてのテールシール１１はテールプレート３の後端の内周面の全周に装着され、さらにこのテールシール１１の内面側に沿い、チューブが同様にセグメントリング外周を囲むように取り付けられている。さらに、このチューブ２０には、チューブを所定タイミングで膨張させるためのエア配管２１が接続されている。このエア配管２１はシールド掘削機１のコンプレッサ２３に接続されており、バルブ２２の切替により所定圧の圧縮エアをチューブ２０内に供給する。
【０００９】
図２は、テール止水構造の構成を説明するために示した部分拡大図である。同図に示したように、本実施の形態では、テールシール１１はワイヤブラシ構造からなり、テールプレート３の長手方向に前後して２段のテールシール１１がテールプレート３の内周面に取付プレート６を介して止めネジ７で固着されている。このワイヤブラシ構造のテールシール１１は従来の公知部材と同様の構成からなるが、ワイヤブラシ長は、テールクリアランスＣの大きな変化に対応できるように従来より長く設定されている。ワイヤ先端１１ａは、従来と同様に組み立てられたセグメントリング５の外周面に当接している。
【００１０】
さらに、このテールシール１１の機内側には、ワイヤブラシの機内側への反りを防ぐためにチューブ２０が装備されている。このチューブ２０は、本実施の形態では繊維補強されたゴムチューブが使用されている。図２に示したように、チューブ２０内に圧縮エアが供給されていない状態では潰れた状態にある。この状態からエア配管２１を介してチューブ２０内にエアが供給されると、図３に示したように、テールシール先端１１ａ方向に向かって延びた一端２０ａがやや細く尖ったほぼ長円形断面のチューブ状に膨張する。そして十分エアが供給された状態で、その表面がテールシール１１の内面に当接し、機外から作用する土水圧によってブラシ先端が反るのを防止することができる。
【００１１】
チューブ２０の材質としては、柔軟性を必要とする場合にはゴム含浸コーティングされた織布が好適であり、また、摩耗耐久性を高めるためにはスチールコードをゴム被覆したチューブ等も使用することができる。
【００１２】
エア供給源としては、シールド掘削機１の運転用圧縮エアコンプレッサ２２が好適であり、その供給経路を分岐してエア配管２１を設け、必要に応じて圧力調整をして使用することが好ましい。また、エア以外に水、油圧作動油等の圧力媒体を使用することも可能である。
【００１３】
図４は、シールド掘削機１がトンネル（図示せず）中心に対して偏心し、テールクリアランスＣが狭くなった状態を示している。このような場合には、エア配管２１を排気経路に切り替えておくことで、テールクリアランスＣが狭まるのに追従してチューブ２０が潰れていく。このときテールシール１１はセグメントリング５面に対して角度がなくなるので、反りのおそれはない。
【００１４】
図５は、高粘性テールグリスＧをセグメントリング５の注入孔８を介して２段のテールシール１１Ａ，１１Ｂ間で画成された空間３０内に供給することにより、テール止水構造の止水性を向上させるようにした変形例を示している。同図に示したように、テールシール１１Ｂのチューブ２０Ｂと同様に、前側テールシール１１Ａにもチューブ２０Ａを装備することにより、テールグリスＧの内圧で前側テールシール１１Ａが反れることを防止している。このとき空間３０内には膨張したチューブ２０Ｂがあるため、テールグリスＧを充填する空間容積を少なくすることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上に述べたように、テールシール部分の先端の反りによるテールクリアランスの隙間の発生を防止でき、シールド掘削機内への土砂、地下水の浸入を確実に遮断することができる。また、テールクリアランスの大小に追従してその遮断効果を維持できるという効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるテール止水構造の一実施の形態を適用したシールド掘削機の一例を示した縦断面図。
【図２】図１に示したテール止水構造の部分拡大断面図。
【図３】図２の状態からチューブを膨張させた状態を示した状態説明図。
【図４】図２の状態からテールクリアランスが狭くなった状態を示した状態説明図。
【図５】本発明のテール止水構造の変形例を示した部分拡大断面図。
【図６】従来のテール止水構造を備えたシールド掘削機の一例を示した縦断面図。
【図７】図６のテール止水構造の部分拡大断面図。
【図８】図７の状態からテールクリアランスが広くなり、テールシールの一部が反った状態を示した状態説明図。
【符号の説明】
１  シールド掘削機
３  テールプレート
５  セグメントリング
１０  テール止水構造
１１，１１Ａ，１１Ｂ  テールシール
２０，２０Ａ，２０Ｂ  チューブ
２１  エア配管
３０  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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