(57)【要約】【課題】曲線施工時の既設セグメントとシールド掘進機のスキンプレートとの競りの発生を抑制すると共に、既設キーセグメントの迫り出しの発生を抑制する。【解決手段】シールド掘進機１は、円筒状のスキンプレート２と、カッタヘッド３と、エレクタ装置１０とを備える。エレクタ装置１０は、複数のセグメントＳを連結してセグメントＳ間にキーセグメントＫＳを差し込むことでセグメントリングＳＲを構築する。スキンプレート２は、その後端部２ｂの上部より後方に延在する延長部２０を有する。最も前側に位置するセグメントリングＳＲ１のキーセグメントＫＳ１はスキンプレート２及び延長部２０により覆われる。前後２列のテールシール４１、４２は、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０の外縁に沿って設けられて、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０の内面とセグメントリングＳＲの外面との間の間隙を塞ぐ。【選択図】図１
2014025293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のスキンプレートと、
このスキンプレートの前端部に設けられて地山を掘削するカッタヘッドと、
このカッタヘッドより後方の前記スキンプレート内にて、その周方向に沿って複数のセグメントを連結して、最後にセグメント間にキーセグメントを差し込むことによりセグメントリングを構築するエレクタ装置と、
を含んで構成されるシールド掘進機であって、
前記スキンプレートは、その後端部の一部より後方に延在する延長部を有し、
トンネル軸方向に順次構築された複数のセグメントリングのうち最も前側に位置するセグメントリングの前記キーセグメントが、前記スキンプレート及び前記延長部により覆われることを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記キーセグメントは、前記セグメントリングの上部に位置し、
前記スキンプレートの後端部の前記一部は、前記スキンプレートの後端部の上部であることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。
【請求項３】
前記スキンプレートの後端部及び前記延長部の外縁に沿って設けられて、前記スキンプレートの後端部及び前記延長部の内面と前記セグメントリングの外面との間の間隙を塞ぐテールシールを更に含んで構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記スキンプレートは、前端部に前記カッタヘッドが設けられる円筒状の前側スキンプレートと、この前側スキンプレートの後端部に前端部が連結されて前記前側スキンプレートに対して回転可能な円筒状の後側スキンプレートと、を含んで構成され、
前記延長部は、前記後側スキンプレートの後端部の一部より後方に延在することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のシールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの構築に用いられるシールド掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道、共同溝、道路、鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、シールド工法により構築される。
シールド工法ではシールド掘進機が用いられる。シールド掘進機は、例えば、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部（切羽側端部）に設けられて地山を掘削するカッタヘッドと、スキンプレートより内側に設けられる推進ジャッキとを備える。
【０００３】
シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、スキンプレート内の後部で次々にセグメントをトンネル周方向に連結してセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を構築する。この工法では、シールド掘進機は、その後方の既設セグメントを推進ジャッキで後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。
【０００４】
特許文献１には、シールド掘進機を用いたトンネルの施工において、曲線施工時に、既設セグメントとスキンプレート（テールシールド）とが接触すること（換言すれば、既設セグメントとスキンプレートとの競りが発生すること）を抑制するために、スキンプレートの全長を短くすることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、セグメントの組立方法において、複数のセグメントをトンネル内の下部からトンネル周方向に順次連結し、トンネル内の上部のセグメント間にキーセグメントの外形形状に対応した空所を形成し、この空所内にキーセグメントを挿入することでセグメントリングを構築することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１９８５８６号公報
【特許文献２】特開平５−１３３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば、特許文献１に記載のようなシールド掘進機のスキンプレート内にて、特許文献２に記載のようなキーセグメントを含むセグメントリングを構築すると、曲線施工時にはスキンプレートの全長を短くすることにより、最も前側（切羽側）に位置するセグメントリングがスキンプレートより露出して、周辺地盤からの外力を直接的に受けかねない。また、最も前側に位置するセグメントリングのキーセグメントは、その切羽側端が自由端である。従って、最も前側に位置するセグメントリングについては、周辺地盤からの外力がセグメントリングに過大に作用すると、この外力がセグメントリングの周方向に作用して、その結果、キーセグメントがその挿入方向と反対の方向に迫り出す虞があった。
【０００８】
また、このようなキーセグメントの迫り出しが発生すると、当該キーセグメントとその周囲の既設セグメントとの間に隙間が形成されて、この隙間から覆工体内に土砂や水が流入する虞があった。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑み、曲線施工時の上述の競りの発生を抑制しつつ、既設キーセグメントの迫り出しの発生を抑制して、覆工体内への土砂や水の流入を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのため本発明では、シールド掘進機が、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部に設けられて地山を掘削するカッタヘッドと、このカッタヘッドより後方のスキンプレート内にて、その周方向に沿って複数のセグメントを連結して、最後にセグメント間にキーセグメントを差し込むことによりセグメントリングを構築するエレクタ装置と、を含んで構成される。スキンプレートは、その後端部の一部より後方に延在する延長部を有する。トンネル軸方向に順次構築された複数のセグメントリングのうち最も前側に位置するセグメントリングのキーセグメントが、スキンプレート及び延長部により覆われる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スキンプレートは、その後端部の一部より後方に延在する延長部を有する。また、最も前側に位置するセグメントリングのキーセグメントが、スキンプレート及び延長部により覆われる。これにより、スキンプレートについては、その全長を比較的短く構成することができるので、曲線施工時にスキンプレートが既設セグメントと競ることを抑制することができる。また、最も前側に位置するセグメントリングに作用する、周辺地盤からの外力の一部を、スキンプレートと延長部とで受け持つことができるので、当該セグメントリングに作用する外力を低減することができ、ひいては、キーセグメントの迫り出しを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、最も前側に位置するセグメントリングのキーセグメントが、スキンプレート及び延長部により覆われる。これにより、上述のキーセグメントの迫り出しが仮に発生しても、この迫り出しで生じる上記隙間がその外方から主に延長部により塞がれるので、覆工体内への土砂や水の流入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態におけるシールド掘進機の概略構成図
【図２】セグメントリングの構築方法を示す図
【図３】スキンプレートの延長部を示す横断面図
【図４】直線施工時のシールド掘進機を示す図
【図５】曲線施工時のシールド掘進機を示す図
【図６】延長部の変形例を示す図
【図７】本発明の第２実施形態におけるシールド掘進機の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態におけるシールド掘進機の縦断面図であり、図１（ｂ）は、シールド掘進機の平面図である。
尚、本実施形態では、便宜上、トンネル掘進方向を前進方向として前後左右を規定している。
また本実施形態では、いわゆる泥土圧式のシールド掘進機を例にとってシールド掘進機の構成を説明するが、シールド掘進機の種類はこれに限らない。
【００１５】
トンネルの構築に用いられるシールド掘進機１は、その本体を成す円筒状のスキンプレート２と、スキンプレート２の前端部２ａに設けられる掘削用のカッタヘッド３と、カッタヘッド３の後方に離間してスキンプレート２に配置されるシールド隔壁（バルクヘッド）４とを含んで構成される。
【００１６】
カッタヘッド３はシールド隔壁４に回転自在に支持されている。カッタヘッド３は、シールド隔壁４の後面に設置された駆動用モータ５を駆動源として、回転しながら地山を掘削する。
【００１７】
カッタヘッド３とシールド隔壁４との間には、これらとスキンプレート２とによりカッタチャンバ６が区画形成されている。
カッタチャンバ６内では、カッタヘッド３による掘削で生じた掘削土砂が滞留する。
【００１８】
シールド掘進機１は、カッタヘッド３及びシールド隔壁４の後方のスキンプレート２内にエレクタ装置１０を備える。
エレクタ装置１０は把持部１１を備える。エレクタ装置１０は、円弧状断面を有するセグメントＳを把持部１１で把持しつつ、セグメントＳをトンネル軸方向、径方向、周方向に適宜移動させることができる。
【００１９】
エレクタ装置１０は、スキンプレート２内にて、その周方向に沿って複数のセグメントＳを連結して、最後にセグメントＳ間にキーセグメント（差し込み式セグメント）ＫＳを差し込むことによりセグメントリングＳＲを構築する。
【００２０】
ここで、セグメントリングＳＲの構築方法について図２を用いて説明する。
図２（ａ）は、セグメントリングＳＲの横断面図である。図２（ｂ）は、セグメントリングＳＲの展開図である。
【００２１】
セグメントリングＳＲは、例えば、７ピースのセグメントＳ１〜Ｓ７と、１ピースのキーセグメントＫＳと、から成る。尚、セグメントリングＳＲを構成するセグメントＳ及びキーセグメントＫＳのピース数は、これに限らない。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、セグメントＳ１〜Ｓ５は、それぞれ、平面視で、トンネル軸方向に沿う辺を短辺とし、トンネル軸方向に垂直な方向に沿う辺を長辺とする矩形状に形成されている。
【００２３】
セグメントＳ６は、平面視で、切羽側を短辺の上底とし、坑口側を長辺の下底とする直角台形状に形成されている。また、セグメントＳ６のうち平面視で直角を成す２つの頂点が、それぞれ、隣接するセグメントＳ４の２つの頂点に対向している。
【００２４】
セグメントＳ７は、平面視で、切羽側を短辺の上底とし、坑口側を長辺の下底とする直角台形状に形成されている。また、セグメントＳ７のうち平面視で直角を成す２つの頂点が、それぞれ、隣接するセグメントＳ５の２つの頂点に対向している。
【００２５】
キーセグメントＫＳは、平面視で、坑口側を短辺の上底とし、切羽側を長辺の下底とする等脚台形状に形成されている。換言すれば、キーセグメントＫＳは、平面視で、切羽側から坑口側に向けて先細なテーパ状に形成されている。
【００２６】
セグメントリングＳＲは、セグメントＳ１〜Ｓ７及びキーセグメントＫＳを以下のように組立てることで構築される。
【００２７】
まず、セグメントＳ１を既設のセグメントリングＳＲ（図示せず）の切羽側端面の下部に連結させる。
【００２８】
次に、セグメントＳ１の一側に、セグメントＳ２を連結させる。
次に、セグメントＳ１の他側に、セグメントＳ３を連結させる。
【００２９】
次に、セグメントＳ２のセグメントＳ１と反対の側に、セグメントＳ４を連結させる。
次に、セグメントＳ３のセグメントＳ１と反対の側に、セグメントＳ５を連結させる。
【００３０】
次に、セグメントＳ４のセグメントＳ２と反対の側に、セグメントＳ６を連結させる。
次に、セグメントＳ５のセグメントＳ３と反対の側に、セグメントＳ７を連結させる。
【００３１】
最後に、キーセグメントＫＳを、切羽側から坑口側にトンネル軸方向に移動させ、Ｓ６とＳ７との間の間隙にくさび状に差し込む。
【００３２】
このようにして、上部にキーセグメントＫＳが位置するセグメントリングＳＲが構築される。
【００３３】
このセグメントリングＳＲがトンネル軸方向に順次構築されることにより、図１に示すように、円筒状の覆工体１５が構築される。
尚、互いに隣接するセグメントリングＳＲについては、互いのキーセグメントＫＳ同士が接触しないように平面視で千鳥配置になるように、各セグメントリングＳＲが構築される。
【００３４】
シールド掘進機１のスキンプレート２より内側には、複数の推進ジャッキ３０が、スキンプレート２の内面に沿って周方向に互いに間隔を空けて配置されている。
【００３５】
推進ジャッキ３０は、シリンダ３１とロッド３２とにより構成される油圧ジャッキである。シリンダ３１は、その一端がスキンプレート２に固定されており、他端側にて、ロッド３２が進出・退入可能となっている。推進ジャッキ３０のロッド３２の先端部を既設のセグメントＳに当接させた状態で推進ジャッキ３０を伸長作動させることにより、シールド掘進機１は推進力を得ることができる。このようにして、推進ジャッキ３０は、既設のセグメントＳから反力を取ってシールド掘進機１を推進させる。
【００３６】
シールド掘進機１は、カッタチャンバ６内の掘削土砂をシールド隔壁４の後方に搬出するスクリューコンベア３５を備えている。
【００３７】
スキンプレート２は、その後端部２ｂの一部である上部より後方に延在する延長部２０を有する。
延長部２０は、平面視で矩形状に形成されており、横断面が円弧状を成している。
【００３８】
延長部２０は、スキンプレート２の後端部２ｂより所定長さ分、延在している。ここで、所定長さについては、例えば、キーセグメントＫＳのトンネル軸方向の長さより長くなるように、また、キーセグメントＫＳのトンネル軸方向の長さの２倍より短くなるように、予め設定される。
【００３９】
延長部２０の円弧状断面について、図３を用いて説明する。
図３は、延長部２０を示す横断面図である。
【００４０】
延長部２０については、上述のキーセグメントＫＳの千鳥配置や、曲線施工時のカーブの曲率などに基づいて、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側（切羽側）に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳ（図１では、セグメントリングＳＲ１のキーセグメントＫＳ１）が、トンネル施工時にスキンプレート２と延長部２０とにより覆われるように、延長部２０の円弧状断面の中心角αが設定されている。
【００４１】
ここで、中心角αとは、シールド掘進機１のマシン中心Ｏを中心として鉛直軸Ｙを基準する中心角である。中心角αについては、鉛直軸Ｙを基準として左右にそれぞれ４５°（合計で９０°）となるように設定されることが好ましい。
【００４２】
一般に、トンネルの施工が行われる地山は、土砂、水、空気などの混合物であり、完全な流動性があるものではない。それゆえ、最も前側に位置するセグメントリングＳＲがその全周にわたってスキンプレート２より露出する場合には、周辺地盤からの外力が、セグメントリングＳＲの側部や底部に比べて、セグメントリングＳＲの上部（特にキーセグメントＫＳの近傍）に強く作用しかねない。この点、本実施形態によれば、最も前側に位置するセグメントリングＳＲの上部に作用するはずの、周辺地盤からの強い外力を、スキンプレート２と延長部２０とで受け持つことができるので、セグメントリングＳＲに作用する外力を大幅に低減することができる。
【００４３】
図１に戻り、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０には、その外縁に沿って、前後２列のテールシール４１、４２が設けられている。
テールシール４１、４２は金属製のブラシ（ワイヤブラシ）である。尚、テールシール４１、４２については、金属製に限らず、例えば、ウレタンなどの樹脂製であってもよい。
【００４４】
前側のテールシール４１と後側のテールシール４２とは、各々が、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０の内面とセグメントリングＳＲの外面との間の間隙を塞ぐ。
尚、テールシール４１、４２間の隙間にはグリースなどの充填材が充填され得る。
【００４５】
前側のテールシール４１は、主シール部４１ａ、延長左シール部４１ｂ、延長右シール部４１ｃ、及び、延長後端シール部４１ｄから成る閉ループ構造を有する。
【００４６】
主シール部４１ａは、スキンプレート２の後端部２ｂのうち延長部２０を有さない部分の外縁に沿って、スキンプレート２の周方向に延びている。
【００４７】
延長左シール部４１ｂは、主シール部４１の左上端より延長部２０の左側外縁に沿って後方に延びている。
延長右シール部４１ｃは、主シール部４１の右上端より延長部２０の右側外縁に沿って後方に延びている。
【００４８】
延長後端シール部４１ｄは、延長部２０の後縁に沿って延びており、その両端が、延長左シール部４１ｂの後端と延長右シール部４１ｃの後端とにそれぞれ接続している。
【００４９】
尚、本実施形態では、図１に示すように、主シール部４１ａと延長左シール部４１ｂとの接続箇所、延長左シール部４１ｂと延長後端シール部４１ｄとの接続箇所、延長後端シール部４１ｄと延長右シール部４１ｃとの接続箇所、及び、延長右シール部４１ｃと主シール部４１ａとの接続箇所が、それぞれ、平面視で略直角に屈曲しているが、これら接続箇所の接続形態はこれに限らず、例えば、平面視で湾曲していてもよい。
【００５０】
また、前側のテールシール４１は、その前方に、最も前側に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳ（図１では、セグメントリングＳＲ１のキーセグメントＫＳ１）が位置するように、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０に設けられる。
【００５１】
後側のテールシール４２は、主シール部４２ａ、延長左シール部４２ｂ、延長右シール部４２ｃ、及び、延長後端シール部４２ｄから成る閉ループ構造を有する。
後側のテールシール４２の構成は、前側のテールシール４１の構成と同様であるので、その説明を省略する。
【００５２】
テールシール４１、４２は各々が上述のような閉ループ構造を有することにより、周辺地盤からの土砂や水などがスキンプレート２の内面とセグメントリングＳＲの外面との間からシールド掘進機１内に流入することを防止することができる。
【００５３】
次に、シールド掘進機１を用いるトンネルの施工方法について、図４を用いて説明する。
図４は直線施工時のシールド掘進機１を示す平面図である。
【００５４】
直線施工時には、まず、図４（ａ）に示すように、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲ１のキーセグメントＫＳ１が、スキンプレート２と延長部２０とにより覆われる。また、前側のテールシール４１の前方に、セグメントリングＳＲ１のキーセグメントＫＳ１が位置する。
【００５５】
次に、図４（ｂ）に示すように、スキンプレート２内にて、エレクタ装置１０を用いて、新たなセグメントリングＳＲ２が、セグメントリングＳＲ１の前方に構築される。
【００５６】
次に、図４（ｃ）に示すように、推進ジャッキ３０を伸長作動させることにより、シールド掘進機１を推進させる。この推進後には、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲ２のキーセグメントＫＳ２が、スキンプレート２と延長部２０とにより覆われる。また、前側のテールシール４１の前方に、セグメントリングＳＲ２のキーセグメントＫＳ２が位置する。
【００５７】
ここで、キーセグメントＫＳ１、ＫＳ２は、上述の千鳥配置になっており、これらキーセグメントが、順に、スキンプレート２と延長部２０とにより覆われる。
【００５８】
このようにセグメントリングＳＲの構築とシールド掘進機１の推進とを繰り返す間に、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳが、スキンプレート２と延長部２０とにより、常に覆われる。また、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳが、前側のテールシール４１の前方に、常に位置する。
【００５９】
尚、曲線施工時においても、上述の直線施工時と同様に、セグメントリングＳＲの構築とシールド掘進機１の推進とを繰り返す。
また、曲線施工時には、シールド掘進機１が目標の掘進方向に進むように、複数の推進ジャッキ３０の推力分布が調整される。
【００６０】
次に、本実施形態の作用について、図５を用いて説明する。
図５は曲線施工時のシールド掘進機１を示す平面図である。
【００６１】
尚、図５ではテールシールの図示を省略している。
また、図５の２点鎖線は、円筒状のスキンプレート及びカッタヘッドを備える従来型のシールド掘進機１００の輪郭を示す。
【００６２】
従来型のシールド掘進機１００では、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲ１の全体が、スキンプレートによって覆われている。このときに、スキンプレートは、管体として、周辺地盤からの外力を受けるので、その外力が、セグメントリングＳＲ１に直接的に作用することはない。このような状態で、スキンプレート内にて、新たなセグメントリングが構築されることが望ましい。
【００６３】
しかしながら、従来型のシールド掘進機１００では、曲線施工時にセグメントリングＳＲとスキンプレートとが接触すること（換言すれば、セグメントリングＳＲとスキンプレートとの競りが発生すること）を抑制するために、セグメントリングＳＲとスキンプレートとの間の間隔（以下「テールクリアランス」という）を大きく空けなければならなかった。
また、このようにテールクリアランスを大きくすると、テールシールが大型化し、また、スキンプレートの後端部で止水性を確保することが難しかった。
【００６４】
この点、本実施形態によれば、シールド掘進機１のスキンプレート２は、その後端部の上部より後方に延在する延長部２０を有する。また、最も前側に位置するセグメントリングＳＲ１のキーセグメントＫＳ１が、スキンプレート２及び延長部２０により覆われる。これにより、スキンプレート２については、その全長を従来型のシールド掘進機１００のスキンプレートの全長より長さＬだけ短くすることができるので、テールクリアランスを距離ｔだけ小さくすることができる。従って、テールシールを小型化することができ、また、スキンプレート２の後端部２ｂで止水性を比較的容易に確保することができる。また、テールクリアランスを距離ｔだけ小さくすることができることにより、シールド掘進機１の小径化（図５のＤ１からＤ２への小径化）を実現することができるので、テールクリアランス確保用の余掘りを低減することができる。
【００６５】
本実施形態によれば、シールド掘進機１は、円筒状のスキンプレート２と、このスキンプレート２の前端部２ａに設けられて地山を掘削するカッタヘッド３と、このカッタヘッド３より後方のスキンプレート２内にて、その周方向に沿って複数のセグメントＳを連結して、最後にセグメントＳ間にキーセグメントＫＳを差し込むことによりセグメントリングＳＲを構築するエレクタ装置１０とを含んで構成される。スキンプレート２は、その後端部２ｂの一部より後方に延在する延長部２０を有する。エレクタ装置１０によりトンネル軸方向に順次構築された複数のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳ（図１では、セグメントリングＳＲ１のキーセグメントＫＳ１）が、スキンプレート２及び延長部２０により覆われる。これにより、例えば、図１に示す施工状態では、セグメントリングＳＲ１に作用するはずの、周辺地盤からの外力の一部を、スキンプレート２と延長部２０とで受け持つことができるので、セグメントリングＳＲ１に作用する外力を低減することができ、ひいては、キーセグメントＫＳ１の迫り出しを抑制することができる。
【００６６】
また本実施形態によれば、キーセグメントＫＳは、セグメントリングＳＲの上部に位置し、延長部２０は、スキンプレート２の後端部２ｂの一部である上部より後方に延在する。これにより、例えば、図１に示す施工状態では、セグメントリングＳＲ１の上部に作用する、周辺地盤からの強い外力を、スキンプレート２と延長部２０とで受け持つことができるので、セグメントリングＳＲ１に作用する外力を大幅に低減することができる。また、トンネル施工においては、一般に、上下方向での曲線施工時の曲率に比べて、左右方向での曲線施工時の曲率のほうが大きい。それゆえ、延長部２０が、スキンプレート２の後端部２ｂの上部より後方に延在することにより、曲率の大きな左右方向での曲線施工時に、延長部２０が曲線施工の妨げになることを防ぐことができる。
【００６７】
また本実施形態によれば、シールド掘進機１は、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０の外縁に沿って設けられて、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０の内面とセグメントリングＳＲの外面との間の間隙を塞ぐテールシール４１、４２を更に含んで構成される。これにより、例えば、図１に示す施工状態において、周辺地盤からの外力が、最も前側に位置するセグメントリングＳＲ１に作用し、仮に、キーセグメントＫＳ１がその挿入方向と反対の方向に迫り出して周囲のセグメントＳとの間に隙間が生じても、この隙間がその外方から主に延長部２０により塞がれて、更に、テールシール４１、４２によりシールされるので、覆工体１５内への土砂や水の流入を抑制することができる。
【００６８】
尚、本実施形態では、延長部２０が平面視で矩形状に形成されているが、延長部２０の形状はこれに限らない。
【００６９】
図６は、図１に示した延長部２０の変形例を示す。
図１に示した延長部２０と異なる点について説明する。
【００７０】
図１に示した延長部２０は、平面視で矩形状に形成されているが、図６に示す変形例では、延長部２０’が、平面視で、抗口側を短辺とし、切羽側を長辺とする、等脚台形状に形成されている。
【００７１】
スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０’には、その外縁に沿って、前後２列のテールシール４１’、４２’が設けられている。
【００７２】
前側のテールシール４１’と後側のテールシール４２’とは、各々が、スキンプレート２の後端部２ｂ及び延長部２０’の内面とセグメントリングＳＲの外面との間の間隙を塞ぐ。
尚、テールシール４１’、４２’の各々の構成は、上述のテールシール４１、４２と同様であるので、その説明を省略する。
【００７３】
図７（ａ）は、本発明の第２実施形態におけるシールド掘進機の縦断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の部分Ｐの部分拡大図である。
図１に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【００７４】
第２実施形態では、円筒状のスキンプレート２２が、前後２つの円筒状のスキンプレート２３、２４に分割されている。すなわち、円筒状のスキンプレート２２は、円筒状の前側スキンプレート２３と、円筒状の後側スキンプレート２４とを含んで構成され、前側スキンプレート２３の後端部２３ｂに後側スキンプレート２４の前端部２４ａが連結される。
【００７５】
前側スキンプレート２３の前端部２３ａには、カッタヘッド３が設けられている。
前側スキンプレート２３の後端部２３ｂには、その外径が縮径された縮径部２５が形成されている。縮径部２５の外周面には、前後２列の環状溝２６、２７が所定深さで凹設されている。
【００７６】
後側スキンプレート２４の前端部２４ａには、その内面より内方に突出する所定高さの突起２８が設けられている。
後側スキンプレート２４の前端部２４ａの突起２８は、前側スキンプレート２３の後端部２３ｂの後側の環状溝２７に遊嵌されている。これにより、後側スキンプレート２４は、突起２８及び環状溝２７によってガイドされつつ、前側スキンプレート２３に対して周方向に回転することができる。尚、後側スキンプレート２８の回転駆動源としては、例えば、電気モータや油圧モータなどを挙げることができる。
【００７７】
突起２８より前方の後側スキンプレート２４の前端部２４ａの内面と、前側スキンプレート２３の後端部２３ｂの前側の環状溝２６との間には、環状のシール２９が介装されている。このようにして、後側スキンプレート２４の前端部２４ａと前側スキンプレート２３の後端部２３ｂとの間の隙間がシール２９によってシールされることにより、周辺地盤からの土砂や水などが上記隙間を通ってシールド掘進機１内に流入することを防止することができる。
【００７８】
後側スキンプレート２４は、その後端部２４ｂの上部より後方に延在する延長部２１を有する。延長部２１の形状は、上述の延長部２０と同様であるか、又は、延長部２０’と同様である。
【００７９】
延長部２１については、曲線施工時のカーブの曲率などに基づいて、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳが、トンネル施工時に後側スキンプレート２４と延長部２１とにより覆われるように、延長部２１の円弧状断面の中心角α（図３参照）が設定されている。ここで、上述のキーセグメントＫＳの千鳥配置については、後側スキンプレート２４の回転で対応することができるので、その分、延長部２１の円弧状断面の中心角αを小さく設定することができる。これにより、延長部２１の幅を、上述の延長部２０、２０’の幅より狭くすることができるので、延長部２１の小型化を実現することができる。
【００８０】
本実施形態では、既設のセグメントリングＳＲのうち最も前側に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳが、トンネル施工時に後側スキンプレート２４と延長部２１とにより覆われるように、後側スキンプレート２４を前側スキンプレート２３に対して回転させる。尚、セグメントリングＳＲの上部にキーセグメントＫＳを位置させて覆工体１５を構築する施工形態では、延長部２１の幅方向中央部が、シールド掘進機１のマシン中心Ｏ（図３参照）を回転中心とし、鉛直軸Ｙを基準として左右にそれぞれ４５°（合計で９０°）程度回転できるように、シールド掘進機１を構成することが好ましい。このようにシールド掘進機１を構成する場合には、後側スキンプレート２４が３６０°回転可能である必要はない。
【００８１】
特に本実施形態によれば、スキンプレート２２は、前端部２３ａにカッタヘッド３が設けられる円筒状の前側スキンプレート２３と、この前側スキンプレート２３の後端部２３ｂに前端部２４ａが連結されて前側スキンプレート２３に対して回転可能な円筒状の後側スキンプレート２４と、を含んで構成され、延長部２１は、後側スキンプレート２４の後端部２４ｂの一部より後方に延在する。これにより、最も前側に位置するセグメントリングＳＲのキーセグメントＫＳの位置に対応するように延長部２１をトンネル周方向に移動させることができるので、上述の延長部２０、２０’の幅に比べて、延長部２１の幅を狭くすることができ、ひいては、延長部２１の小型化を実現することができる。
【００８２】
尚、本実施形態では、後側スキンプレート２４の前端部２４ａの突起２８が、前側スキンプレート２３の後端部２３ｂの後側の環状溝２７に遊嵌されることにより、後側スキンプレート２４が前側スキンプレート２３に支持されて回転するが、回転支持部の形態はこれに限らず、例えば、後側スキンプレート２４の前端部２４ａの内面と前側スキンプレート２３の後端部２３ｂの外面との間にベアリングを介装し、このベアリングにより、後側スキンプレート２４を回転可能に支持するようにしてもよい。
【００８３】
また、上述の第１及び第２実施形態では、前後２列のテールシールを用いて説明したが、テールシールの配列形態はこれに限らず、例えば、１列のみの配列であってもよいし、また、３列以上の配列であってもよい。
また、上述の第１及び第２実施形態では、泥土圧式のシールド掘進機１を用いて説明したが、シールド掘進機１の種類はこれに限らず、例えば、泥水式のシールド掘進機であってもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  シールド掘進機
２  スキンプレート
２ａ  前端部
２ｂ  後端部
３  カッタヘッド
４  シールド隔壁
５  駆動用モータ
６  カッタチャンバ
１０  エレクタ装置
１１  把持部
１５  覆工体
２０、２０’、２１  延長部
２２  スキンプレート
２３  前側スキンプレート
２３ａ  前端部
２３ｂ  後端部
２４  後側スキンプレート
２４ａ  前端部
２４ｂ  後端部
２５  縮径部
２６、２７  環状溝
２８  突起
２９  シール
３０  推進ジャッキ
３１  シリンダ
３２  ロッド
３５  スクリューコンベア
４１、４１’  前側のテールシール
４１ａ  主シール部
４１ｂ  延長左シール部
４１ｃ  延長右シール部
４１ｄ  延長後端シール部
４２、４２’  後側のテールシール
４２ａ  主シール部
４２ｂ  延長左シール部
４２ｃ  延長右シール部
４２ｄ  延長後端シール部
ＫＳ、ＫＳ１、ＫＳ２、  キーセグメント
Ｓ、Ｓ１〜Ｓ７  セグメント
ＳＲ、ＳＲ１、ＳＲ２  セグメントリング
【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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