(57)【要約】【課題】繰り返し使用することができる拡幅型シールド掘進機の緊急止水シール装置を得ることを目的とする。【解決手段】移動ブロック５１ｂの内面に基端側が設置され、該基端側を支点として先端側が回動可能に構成され、圧力液体を注入できる圧力液注入部２０ｄを備えた第２シールパッキン２０と、中央ブロック５０の内面に基端側が設置され、該基端側を支点として先端側が第２シールパッキン２０の回動によって回動される第１シールパッキン１とを有している。圧力液注入部２０ｄに液体を加圧注入することによって、第１シールパッキン１および第２シールパッキン２０の先端側は回動してセグメント４６との間に隙間を形成し、圧力液注入部２０ｄの圧力液体を排出することによって、第１シールパッキン１および第２シールパッキン２０の先端側は前記と反対方向に回動してセグメント４６に当接し、止水する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後胴ブロックを構成する複数のブロックのうち、隣り合う各ブロックの外郭の一部をトンネル径拡大方向にスライド可能に重ね合わせてなる拡幅可能なシールド掘進機の緊急止水シール装置であって、
前記互いに重なり合う外郭のうち外側に配置された外郭の内面に設置され、基端側を支点として先端側が回転可能に構成された第１シールパッキンと、
前記互いに重なり合う外郭のうち内側に配置された外郭に設置され、その一部が前記第１シールパッキンと互いに重なり合いを保つように配置されるとともに、基端側を中心として先端側が回動可能に構成された第２シールブラシと、
該第２シールパッキンを回動させる回動手段と、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機の緊急止水シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシールド掘進機の緊急止水シール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中を掘進するシールド掘進機においては、その後胴部においてセグメントを組み立ててトンネルを構築する。このときセグメント（トンネル）の外周面と後胴部の内周面との間には隙間があり、この隙間をテールクリアランスと言うが、このテールクリアランスからシールド掘進機の内部に地下水や土砂が浸入するのを防止するために、シールド掘進機の後胴部にはテールシール装置が設けられている。
【０００３】
しかしながら、後胴部に設置したテールシール装置のテールブラシは長距離掘進すると損傷し、止水機能が低下する。このため、テールブラシを交換しないでそのまま放置したのでは機内に地下水や土砂が浸入し、セグメントを安全に組み立てられなくなる。しかも、テールブラシの止水機能が低下した状態では、テールクリアランスから地下水や土砂が浸入してくるので、テールブラシの交換作業自体が安全に出来なくなる。
【０００４】
この問題を解決するための装置として、例えば図８に示す緊急止水シール装置がある。以下、図８に基づいて従来の緊急止水シール装置の構成について説明する。図８はシールド掘進機の後胴部の一部をその軸線に沿う断面で示したものであり、４０は後胴部の外殻、４１は外殻４０の内面に設置された緊急止水シール装置である。緊急止水シール装置４１は、ゴム性のシールパッキン４２の前端側を外殻４０の内面に固定し、シールパッキンの後端側を保持金具４３で保持した構造である。そして、シールパッキン４２の上面側にはゴム性のチューブからなるシールパッキン押し出し装置４４が設けられている。
【０００５】
上記のような従来の緊急止水シール装置４１の作用を簡単に説明する。通常の掘進時においては、図８に示すように、シールパッキン４２の後端側を保持金具４３で保持し、シールパッキン４２を外殻４０の内面とほぼ平行な状態にしておく。
【０００６】
そしてテールシール装置のテールブラシの交換時などのように、緊急止水シール装置４１を使用する際には、シールパッキン押し出し装置４４のチューブに圧力液を圧入して、チューブを膨張させることによって、シールパッキン４２を下方に押し出すようにする。すると、シールパッキン４２の後端が保持金具４３から外れ、図９に示すようにシールパッキン４２の後端側がセグメント４６の表面に当接する。これによって、一時的にテールクリアランスがほぼ確実にシールされるので、この間に緊急止水シール装置４１より機内側に設置されていたテールブラシを安全に交換することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、緊急止水シールは、緊急時に確実かつ迅速に止水機能を発揮する必要があるため、一般的にテールブラシとして用いられるワイヤブラシよりも止水性の高いゴム性のパッキンを用いる。しかし、ゴム性のパッキンは摺動による摩擦の影響を強く受け、耐久性が低いため、長時間摺動させると止水機能がすぐに低下してしまう。
ところが、上述した従来の緊急止水シール装置は、内側に押し出すだけの構造であり、また外圧によるセルフシール効果があるため、一旦機能させるとセグメント外面から離れることなく摺動し続けることになり、すぐに摩耗してしまいシール機能を発揮しなくなる。そのため、上記従来の緊急止水シール装置は事実上一回のテールブラシ交換にしか使用できないのが現状である。
【０００８】
また、掘進途中でトンネルの一部の断面を変化させたいときにシールド掘進機の本体を拡幅させて掘進する多連型シールド掘進機が、例えば特開平６−１４６７７６号公報に開示されている。
図１０及び図１１は同公報に開示されたシールド掘進機のテール部の構造を模式的示したものであり、図１０は後端部の正面図、図１１は動作説明図である。
図において、５０は後胴部の中央ブロック、５１，５２はそれぞれ中央ブロック５０の左右に幅方向に移動可能に設置された移動ブロックである。５０ａ，５１ａ，５２ａはそれぞれ中央ブロック５０、移動ブロック５１，５２の内周面に設置されたテールシールである。テールシール５０ａ，５１ａ，５２ａは、後胴部内で構築されたセグメントの外周面に当接して、テールクリアランスから土砂等がシールド掘進機の内部に侵入するのを防止する。
【０００９】
ところで、移動ブロック５１，５２が幅方向へ移動すると、図１１に示すように、中央ブロック５０と移動ブロック５１，５２との間に隙間が生じることになるが、拡幅時においてもテールシールの交換をする必要が生じる場合もあり、拡幅時における緊急止水シール装置には、拡幅時の隙間について考慮する必要性がある。
【００１０】
しかしながら、上記の図８、図９に示した従来の緊急止水シール装置はシールド掘進機の後胴部が拡幅する場合については想定しておらず拡幅型のシールド掘進機に適用することはできない。
【００１１】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、第１には何度も繰り返し使用することのできる緊急止水シール装置を得ることを目的としている。また、第２には拡幅型シールド掘進機にも適用できる緊急止水シール装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る緊急止水シール装置は、後胴ブロックを構成する複数のブロックのうち、隣り合う各ブロックの外郭の一部をトンネル径拡大方向にスライド可能に重ね合わせてなる拡幅可能なシールド掘進機の緊急止水シール装置であって、
前記互いに重なり合う外郭のうち外側に配置された外郭の内面に設置され、基端側を支点として先端側が回転可能に構成された第１シールパッキンと、前記互いに重なり合う外郭のうち内側に配置された外郭に設置され、その一部が前記第１シールパッキンと互いに重なり合いを保つように配置されるとともに、基端側を中心として先端側が回動可能に構成された第２シールブラシと、該第２シールパッキンを回動させる回動手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の別の形態においては、後胴部を構成する複数のブロックのうち、隣り合う各ブロックの外郭の一部をトンネル径拡大方向にスライド可能に重ね合わせてなる拡幅可能なシールド掘進機の緊急止水シール装置であって、
前記互いに重なり合う外郭のうち外側に配置された外郭の内面に設置され、基端側を支点として先端側が回動可能に構成された第１シールパッキンと、前記互いに重なり合う外郭のうち内側に配置された外郭に設置され、その一部が前記第１シールパッキンと常に重なり合いを保つように配置された第２シールパッキンとを備え、該第２シールパッキンは基端側を中心として先端側が回動可能に構成されると共に、該第２シールパッキンを強制的に回動させる回動手段を備え、該回動手段によって前記第２シールパッキンを回動させることによって前記第１シールパッキンをも回動させてセグメントとの間に隙間を確保したり、該隙間をシールしたりできるように構成されているものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る緊急止水シール装置は、拡幅可能なシールド掘進機の緊急止水シール装置であって、外郭の内面に設置され、回転可能に構成された第１シールパッキンと、その一部が前記第１シールパッキンと互いに重なり合いを保つように配置される回動可能に構成された第２シールブラシと、該第２シールパッキンを回動させる回動手段と、を備えたことを特徴とするから、セグメントの間の隙間を確保したり、テールクリアランスをシールすることができる。
【００１５】
本発明の別の形態においては、さらに、第２シールパッキンを強制的に回動させることによって第１シールパッキンをも回動させてセグメントとの間に隙間を確保したり、該隙間をシールしたりできるように構成したので、前記セグメントの間の隙間の確保や、テールクリアランスのシールが、確実に実行される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図５は本発明の実施の形態の説明図であり、拡幅型シールド掘進機の後胴部を示した図１１におけるＡ部の斜視図、図６は図５の一部を破砕して示す説明図、図７は図６におけるＢ−Ｂ断面矢視図である。まず、図５乃至図７に基づいて、本実施の形態における中央ブロック５０と移動ブロック５１との関係について説明する。
【００１７】
中央ブロック５０の側端部には、内面側に突出する段部５０ｂが形成され、さらに該段部５０ｂには移動ブロック５１の一部が挿入される深溝部５０ｃ及びこれの後方側に連続する浅溝部５０ｄが形成されている。また、移動ブロックの側端部には中央ブロック５０側に突出する凸部５１ｂが形成されている（図６参照）。
そして、移動ブロック５１の端部と中央ブロック５０の端部はそれぞれ重なり合うと共に、移動ブロック５１の凸部５１ｂが中央ブロック５１の深溝部５０ｃに挿入され、この状態で移動ブロック５１は中央ブロック５０に対して幅方向に移動可能に構成されている。
【００１８】
図１は図７における矢印Ｃ方向から見た状態における要部を示す図である。次に、図１に基づいて本実施の形態の要部の構成を説明する。
図において、１は中央ブロック５０の内面に設置された第１シールパッキン、２０は移動ブロック５１に取り付けられた第２シールパッキンである。ここで、第１シールパッキン１及び第２シールパッキン２０の構成について、中央ブロック５０と移動ブロック５１とを分離して示す図３及び図４に基づいてそれぞれ説明する。
【００１９】
まず、図３に基づいて第１シールパッキン１について説明する。第１シールパッキン１はシールド掘進機の幅方向に延びる帯状の形状をしており、その基端側が深溝部５０ｃの後方側の側壁に設置され、（シールド掘進機の）後方側に傾斜させた状態で設置されている。第１シールパッキン１はゴムなどの弾性部材から形成され、その傾斜部の下面側には反転防止用の鋼板３が設置されている。また、第１シールパッキン１の先端部１ａは水平方向に屈曲して、図示しないセグメントとの接触面積が広くなるように構成されている。
【００２０】
なお、第１シールパッキン１は外力が作用しない状態では、図３に示すように後方側に傾斜した状態となるが、弾性部材で形成されているので、その下方から上方に力を作用させた場合には図１に示すようにほぼ水平状態になることができる。
５は中央ブロック５０の内面に設置された止水用のパッキンであり、中央ブロック５０の内面と移動ブロック５１の凸部５１ｂ間の隙間からの地下水の浸入を防ぐものである。
【００２１】
次に、図４に基づいて第２シールパッキン２０について説明する。第２シールパッキン２０は弾性部材をチューブ状にしたものであり、チューブを構成する弾性部材の前方側約半分の部分における上部側が移動ブロック５１の凸部５１ｂの下面側に設置された構造である。また、第２シールパッキン２０は外力が作用しない自然状態においては、図４に示すように、後方の半分の部分が後方に向かって傾斜した状態になるように構成されており、この状態ではチューブの下部側が図４に示すように弛んだ状態になっている。
【００２２】
そして、傾斜部の内部には反転防止用の鋼板２１が設けられている。また、第２シールパッキン２０の後部側の先端部には、自然状態において水平となる水平面部２０ａが形成されている。また、この水平面部２０ａの内部側には、空洞部２０ｂが形成されている。この空洞部２０ｂを設けることで、水平面部２０ａが接触面（セグメントの表面）密着できるようになっている。
【００２３】
ここで第２シールパッキン２０の基本的な機能について説明する。第２シールパッキン２０は前述の通りチューブ状になっており、チューブの内部空間である圧力液注入部２０ｄには液体を加圧注入することができ、またこれを排出できる構成になっている。圧力液注入部２０ｄに液体を加圧注入すると、チューブが膨張して下部側のチューブが伸び、図１に示すように傾斜部が水平状態になるように構成されている。なお、圧力液注入部２０ｄに圧力液を注入した際にチューブの下部側が下方に膨らんだのでは傾斜部を水平にさせることができないので、チューブの下部側にこの下部側が膨らまないにように、あて板のようなものを設けるようにしてもよい。圧力液注入部２０ｄの液体を排出させると第２シールパッキン２０は、図４に示すように、傾斜状態に戻る。
【００２４】
図２は本実施の形態の動作を説明する説明図である。以下、図１及び図２に基づいて本実施の形態の動作を説明する。
通常の掘進時においては、図１に示すように、第２シールパッキン２０の圧力液注入部２０ｄに圧力液を注入して第２シールパッキン２０を水平状態にし、この第２シールパッキン２０によって第１シールパッキン１を持ち上げてほぼ水平状態にしておく。この状態では、第１シールパッキン１及び第２シールパッキン２０共に、セグメント４６の表面から離れた状態になっている。この状態で、これら第１シールパッキン１及び第２シールパッキン２０の前後に設置された図示しないテールブラシによってテールクリアランスから地下水や土砂が機内に浸入するのを防止しながら掘進する。
【００２５】
次に、テールブラシの交換が必要となった場合には、第２シールパッキン２０の圧力液注入部２０ｄの液体を排出する。これによって、第２シールパッキン２０のチューブの下面側が縮み、図２に示すように、自然状態である傾斜状態に戻る。このとき、第１シールパッキン１は、第２シールパッキン２０からの力が作用しなくなり、第２シールパッキン２０と同様に、自然状態である傾斜状態に戻る。この自然状態では、図２に示すように、第１シールパッキン１及び第２シールブラシ２０の先端部がセグメント４６の表面に接触することになる。これによって、テールクリアランスは確実にシールされることになる。
【００２６】
この図２に示す状態でテールブラシの交換作業を行う。そして、交換作業が終了すると、再び第２シールパッキン２０の圧力液注入部２０ｄに液体を加圧注入することによって、第１シールパッキン１及び第２シールパッキン２０を図１に示す状態にする。これによって、これ以後は第１シールパッキン１及び第２シールブラシ２０共にセグメントの表面に接触しないので、掘進しても第１シールパッキン１及び第２シールパッキン２０が摩耗することがない。したがって、何度でも使用することができる。
【００２７】
次に、移動ブロック５１が移動する場合（シールド掘進機を拡幅する場合）の第１シールパッキン１及び第２シールパッキン２０の作用について説明する。第１シールパッキン１と第２シールパッキン２０とは、図１に示すように、第１シールパッキン１の下面に設置した反転防止板３と第２シールパッキン２０の上面とが当接している。そして、第２シールパッキン２０は図６に示すように、移動ブロック５１の下面（凸部５１ｂの下面を含む）に設置されており、シールド掘進機が縮幅状態では第１シールパッキン１と第２シールパッキン２０とは互いに重なり合いの部分を多く有していることになる。
【００２８】
そして、シールド掘進機を拡幅する場合には第１シールパッキン１と第２シールブラシ２０とが摺動して、両者重なり合う部分が少なくなって行く。この場合、第１シールパッキン１と第２シールパッキン２０は第１シールパッキン１の下面の反転防止板３と第２シールパッキン２０とが当接する構成であり、スムーズな摺動ができる。そして、シールド掘進機が最大量拡幅した状態でも、第１シールブラシ１と第２シールパッキン２０はその一部が互いに重なり合っているので、拡幅時においても第１シールパッキン１と第２シールパッキン２０との間に隙間が生ずることがなく、テールクリアランスを確実にシールすることができる。また、重なり合う部分があるので、第２シールパッキン２０の圧力液注入部２０ｄに液体を加圧注入して第２シールパッキン２０を可動することによって第１シールブラシ１を動作させることができる。
【００２９】
以上のように、上記の実施の形態においては、圧力液注入部に液体を加圧注入することによってシールパッキンを回動させてセグメントとの間に隙間を確保でき、また圧力液注入部の圧力液体を排出することによってシールパッキンを反対方向に回動させてテールクリアランスをシールすることができるように構成したので、必要な時だけシールパッキンをセグメントに当接させることができ、シールブラシの摩耗を防止できるので、緊急止水シールを何度も繰り返して使用することができる。
なお、上記の実施の形態においては、拡幅型のシールド掘進機の緊急シール装置について説明したが、拡幅機構を有しない通常のシールド掘進機の場合には、第２シールパッキン２０のみを設置することで、緊急止水シール装置を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は以上であるから、拡幅型のシールド掘進機および拡幅機構を有しない通常のシールド掘進機の緊急止水シール装置として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態の要部を説明する説明図である。
【図２】図１に示した実施の形態の動作説明図である。
【図３】図１に示した実施の形態の一部分を説明する説明図である。
【図４】図１に示した実施の形態の一部分を説明する説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態を説明する斜視図である。
【図６】図５の一部を破砕して示す斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】従来の緊急止水シール装置の説明図である。
【図９】従来技術の動作説明図である。
【図１０】拡幅型シールド掘進機の後胴部の図である。
【図１１】拡幅型シールド掘進機の後胴部の拡幅状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  第１シールパッキン
２０  第２シールパッキン
５０  中央ブロック
５１  移動ブロック
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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