(57)【要約】【課題】テールシールに高い水密性を付与する。【解決手段】テールシールにテールシールとは別体であって、テールシールの外側からセグメントリングの外周面上に締め付け可能な所定の弾性及び径を有するリング体を設け、シールド掘進機の発進に際し、テールプレートから押し出す最初のセグメントリングをテールシールに通すことにより、最初のセグメントリングの外周面上でテールシールの外側に設けたリング体を拡張して、リング体に張力を生じせしめ、このリング体の張力によりテールシールを最初のセグメントリング以降の各セグメントリングの外周面に締め付け密着させる。【選択図】図５
2019023391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機のテールプレートの内周面に沿ってテールシールが取り付けられ、かつ前記テールシールの外側にバネ板が取付けられ、前記テールシールにより前記テールプレートと前記シールド掘進機の内部で組み立てられるセグメントリングの外周面との間の隙間をシールするシールド掘進機のテールシール構造において、
前記テールシールとは別体であって、前記バネ板の外側から前記テールシールを前記セグメントリングの外周面上に締付可能に所定の弾性及び径を有するリング体を備え、
前記シールド掘進機の発進に際し、前記テールプレートから押し出される最初のセグメントリングが前記テールシールに通されることにより、前記最初のセグメントリングの外周面上で前記テールシールに備えた前記リング体が拡張されて、前記リング体に張力を生じせしめ、
前記リング体の張力により前記テールシールが前記最初のセグメントリング以降の各セグメントリングの外周面に締め付け密着される、
ことを特徴とするシールド掘進機のテールシール構造。
【請求項２】
テールシールとは別体であって、テールシールの外側の外面先端側に略鉤状又は略環状に形成され周方向に連続的に又は間欠的に配列設置される複数の保持具を備え、リング体は前記テールシールの外面に前記各保持具に通し保持されてリング状に配置される請求項１に記載のシールド掘進機のテールシール構造。
【請求項３】
テールシールバネ板の先端部の外側に略鉤状又は略環状を呈する複数の保持具が連続的又は間欠的に配列設置される請求項１に記載のシールド掘進機のテールシール構造。
【請求項４】
テールシールバネ板と別体で、テールシールバネ板の外側に略鉤状又は略環状を呈する複数の保持具を有するバネ板が連続的又は間欠的に配列配置される請求項１に記載のシールド掘進機のテールシール構造。
【請求項５】
シールド掘進機のテールプレートの内周面に沿ってテールシールを取り付けて、前記テールシールにより前記テールプレートと前記シールド掘進機の内部で組み立てられるセグメントリングの外周面との間の環状の隙間をシールするシールド掘進機のテールシール方法において、
前記テールシールとは別体であって、前記テールシールを前記セグメントリングの外周面上に締め付け可能に所定の弾性及び径を有するリング体を設け、
前記シールド掘進機の発進に際し、前記テールプレートから押し出す最初のセグメントリングを前記テールシールに通すことにより、前記最初のセグメントリングの外周面上で前記テールシールの外面に設けた前記リング体を拡張して、前記リング体に張力を生じせしめ、前記リング体の張力により前記テールシールを前記最初のセグメントリング以降の各セグメントリングの外周面に締め付け密着させる、
ことを特徴とするシールド掘進機のテールシール方法。
【請求項６】
テールシールの外面先端側に略鉤状又は略環状を呈する複数の保持具を周方向に連続的に又は間欠的に配列設置し、リング体を、前記テールシールの外面に前記各保持具に通し保持してリング状に配置する請求項５に記載のシールド掘進機のテールシール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機のテールシール構造及び方法に関し、特に、テールシールとセグメントリングとの間の止水性及び耐久性の向上を図るシールド掘進機のテールシール構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法によるトンネル工事では、シールド掘進機の先端に設けられたカッターヘッドにより地山切羽を掘削しながら、シールドジャッキによりシールド掘進機を推進させ、掘削した土砂をスクリュウコンベアなどにより機内を通して機外へ搬出する。シールド掘進機を所定の距離だけ掘進させる毎にシールド掘進機の掘進動作を停止し、シールド掘進機のテールプレート内でエレクタ装置によりセグメントを組み立てて、シールドジャッキを伸長させ、組み立てられたセグメントを押して反力を取りつつ、シールド掘進機を推進し、掘削坑の内部にセグメントリングを構築していく。そして、このシールド掘進機の掘進と同時に、シールド掘進機のテールプレート外周部に設けた裏込め注入管から、あるいはシールド掘進機のテールプレート内部に設けた裏込め注入管により、あるいはセグメントのグラウトホールから、テールボイドへ裏込め材を注入充填し、掘削坑とセグメントリングの安定化を図る。
【０００３】
このようなシールド工法に用いるシールド掘進機には、テールプレートの内周面とセグメントリングの外周面との間の環状の隙間から地山の土砂や地下水、あるいは、テールボイドに充填される裏込め材がテールプレートの内部に浸入するのを防止するために、テールプレートの内周面にテールシールが設けられている。
【０００４】
この種のテールシールには、多数の鋼繊維の線材からなるブラシ型のテールシール（ａ）と、ブラシ型のテールシールの線材内にシリコンゴムなどを充填してなるテールシール（ｂ）がある。これらのテールシールが例えば特許文献１、２などにより提案されている。
テールシール（ａ）、（ｂ）は共に、ブラシ材とその外面内面を挟むバネ板とからなる複数のブラシユニットが、テールプレートの内周面に沿って環状にかつシールド掘進機の軸方向に所定の間隔をおいて複数列配列されて構成される。
この場合、ブラシ材は多数の波型（ウェーブ）を呈するバネ線材を束にしたもので、シールド掘進機の円周方向に一定の幅を持ち、全体として略Ｌ型に成形されて、テールプレートに取り付けられる取付部とテールプレートとセグメントリングとのクリアランスを遮蔽する遮蔽部とで構成される。バネ板はこのバネ線材の束の外面内面に設けられる。このようなブラシ材、バネ板からなるブラシユニットが、断面略Ｕ字形のブラシホルダーを介して、テールプレートの内周面に後端から前方に所定の間隔をおいて２列又は３列の配列にしてテールプレートの内周面に沿って円環状に取り付けられる。
ブラシ型のテールシール（ａ）では、ブラシのバネ線の繊維がそれぞれシールド掘進機の断面円周方向に独立して配設される。このブラシは、シールド掘進機の進行に伴い、テールプレートとセグメントリングとの間のクリアランスの範囲でシールド掘進機の軸方向に湾曲して圧縮され、セグメントリングの外周部を押圧して、テールプレートとセグメントリングとのクリアランスを遮蔽する。このクリアランスはシールド掘進機の掘進においてシールド掘進機の姿勢、曲線掘進に伴い、さまざまに変化するが、このクリアランスの変化に対して、ブラシの曲率が変化することで対応する。ところが、地下水の圧力や裏込め材の注入圧力が大きいと、地下水や裏込め材がシールド掘進機内に浸入することがある。この場合、ブラシの内側のテールシール室にシールド掘進機からテールプレート内部の充填材注入管により充填材を充填加圧することにより、地下水や裏込め材の浸入を抑止する。通常充填材の圧力は裏込め材の注入圧力や地下水の圧力より大きくしている。テールシールブラシや外面内面を挟むバネ板の力では漏出を止めることができず、このため、充填材がテールボイドへ漏出しセグメントリングの外周面に付着して、塊状に存在することがあり、これが裏込め材の品質の劣化を招き、ひいては、トンネルの品質を劣化させる恐れがある。
ブラシ内部にシリコンゴムなどを充填するテールシール（ｂ）では、シールド掘進機の掘進に際し、予め、ブラシ型のテールシールの内部に例えばシリコンゴムのような塑性流動性のゴム材が充填固化されてブロックに成形され、そのブロックがシールド掘進機の断面円周方向に配列される。各ブロック間は接着剤で接着される。シールド掘進機の掘進中にテールプレートとセグメントリングとのクリアランスが変化すると、テールシールの遮蔽部の曲率が変化する。このときに、内部のワイヤーブラシ繊維が繊維方向に相互に変位する（ずれる）ため、ゴムが揉まれて劣化し伸縮性能が低下していく。長距離掘進では、接着部が剥離して漏水や裏込め材の浸入を招くことがある。
【０００５】
さらに、従来より、テールプレートとセグメントリングとの間の止水効果を高めるためのテールシール構造が提案されており、その一例が特許文献３、４により開示されている。
【０００６】
特許文献３はシールド機の止水装置に関するもので、この文献３の止水装置は、シールド機のスキンプレートに一端を固定され他端をスキンプレートの内周側に配置されるセグメントにその弾性力によって密着されスキンプレート及びセグメント間をシールするテールシールと、テールシール内に連結された締付紐体と、締付紐体をシールド内に設けた一対のウインチでこの締付紐体を引っ張って締付紐体に張力を発生させる張力発生手段とを備える。このようにしてテールシールのセグメントに対する密着度を維持して、所望のシール機能を保持する。
【０００７】
特許文献４はテールシール構造に関するもので、この文献４のテールシール構造は、シールド掘進機フレームのテール部にその内周部に沿って周方向に連続的に取り付けられる短冊状のワイヤーブラシの先端部を、トンネル内に構築されるセグメントの外周部に接触させてテール部とセグメントとの間をシールするもので、このシール構造では、特に、各ワイヤーブラシ内に、テール部に一端部が固定支持された弾性部材を設けるとともに相隣接する弾性部材を、ワイヤーブラシの先端部をセグメントの外周部に押し付けるべく連結部材で互いに連結する。このようにしてワイヤーブラシにセグメントを締め付けようとする締付け力を発生させて、ワイヤーブラシによる止水性能を高める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−６１０３５号公報
【特許文献２】特開平１１−  ５０７９４号公報
【特許文献３】実開平４−  ８２０９９号公報
【特許文献４】実開平４−  ２２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３の止水装置では、次のような問題がある。
（１）テールシールを締め付けるための締付紐体を適宜引っ張って締付紐体に張力を発生させる張力発生手段として、シールドの内部にウインチ、さらに、スキンプレートの内部後端に１対の滑車及びシールド機内に１対の滑車を必要とし、全体として構造が複雑になる。
（２）スキンプレート後端の滑車やその取付機構に裏込め材や地下水、土砂が浸入する恐れがあり、このため、止水パッキンなどが必要で、構造が複雑となり、故障の原因にもなり、コストが増大する。
（３）セグメントの外周部にテールシールを介して巻き付けられたワイヤーが滑車によりシールド掘進機の軸方向に方向を変えられるため、ワイヤーが引っ張られると、ワイヤーの方向を変えられた部分でテールシールを前方に引っ張ることになるので、テールシールを緊張するワイヤーをセグメントに対して直角に作用させることが難しく、緊張力をテールシールに均一に作用させることができない。
（４）特許文献３の第１図及び第２図の記載から、ワイヤーはテールシールの外側ではなく、テールシールの中に配置される。そして、滑車はこのテールシール内に囲繞されるワイヤーの前方に位置していることから、ワイヤーが交差する付近でワイヤーはテールシールの内部から外側（表面）に露出して、この露出点付近でワイヤーは滑車に向けて方向を変える。つまり、ワイヤーの緊張力の方向が変わり、ワイヤーの露出点付近でテールシールに力が加えられるので、この部分の補強が必要になる。また、特許文献３の実用新案登録請求の範囲や実施例の説明の中に「テールシールに連結された締付紐体…」と記載されていることから、テールシールとワイヤーは連結、つまり、一体化されているものとみられる。シールド機内のウインチでワイヤーによりセグメントを緊結するが、これは同時にセグメント全体を上方へ持ち上げかつシールド機前方へ引っ張る作用となる。逆に、セグメントはトンネル覆工体をなすので、シールド機の動きを拘束することにもなる。つまり、ワイヤーをシールド機から引っ張ることで、シールド機の掘進方向を偏向させている。さらに引っ張る方向が均一ではなく偏在している。テールシールとワイヤーが連結されていることから、ワイヤーが緊張するとワイヤーの伸びなどの変形がテールシールにも受けるので、円周方向の強度も必要になり、この補強によりコストが増大する。また、ワイヤーの露出点付近ではテールシールが外径方向に力を受けるので、テールシールの止水性が悪くなる。
【００１０】
また、特許文献４のテールシール構造では、次のような問題がある。
（１）特許文献４の第５頁第９行目に「…各ワイヤーブラシ内に、上記テール部に一端部が固定支持された弾性部材を設けると共に相隣接する弾性部材を、ワイヤーブラシの先端部をセグメントの外周部に押付けるべく連結部材で互いに連結してなる…」と記載されている。図２に示すように、弾性部材２１、板材片２２、連結部材２３、連結ワイヤー２４はいずれもワイヤーブラシ１１内に設置されている。以上から連結部材で連結された弾性部材はワイヤーブラシ内に存在していることは明らかである。このようなワイヤーブラシ内のワイヤー挿通部２５に連結ワイヤー２５を通すことは極めて困難な作業となる。この点について特許文献４には技術的な説明は何らなされていない。
（２）この構造では、連結ワイヤー２４の両端部を結ぶときに、その連結する手段・機構を、全周に隙間なく設置された外側防護部材１３及び内側防護部材１２の間で非常に密に設置されたワイヤーブラシ１１内に設置することになり、機械作業の場合でも手作業の場合でも、その作業は非常に危険でもあり、又、困難である。また、この場合、連結ワイヤーに適正な張力を付与することも難しい。特許文献４にはこの点について技術的な説明は何らなされていない。
（３）ワイヤーブラシ１１内部に連結ワイヤー４が配されているため、連結ワイヤーの緊張力は環状に形成された連結ワイヤーの内部にのみ作用する。つまり、ワイヤーブラシ１１内部のステンレス金網１７より内側のワイヤーブラシに当該緊張力が作用するものの、その外側のワイヤーブラシ１１には緊張力が作用しない。
（４）シールドテール部２の全周に亘り、弾性部材２１として板材片２２、ワイヤー挿通部２５がワイヤーブラシ１１の内部に存在するので、この部分にはワイヤーブラシ１１が配設されていない（配設できない）ことになる。つまり、弾性部材２１とワイヤーブラシ挿通部２５とステンレス金網１７により形成される断面三角形の空間となり、ここにはワイヤーブラシが配設されない。このため、この断面三角形の空間に後方の地山から裏込め材や地下水などの浸入が容易になる。これについても技術的説明はない。
（５）弾性部材２１とワイヤーブラシ挿通部２５とステンレス金網１７との間が断面三角形の空間とならないことも考えられるが、この場合、この空間の下、ステンレス金網１７側からワイヤーブラシの鋼繊維がステンレス金網とともに当該空間へ押し込まれることになる。その結果、金網が変形し、ワイヤーブラシも押し込まれるため、不均一な状態になり、いずれにしても、裏込め材や地下水の浸入が容易となる。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種のテールシール構造及び方法において、特に、テールシールとセグメントリングとの間に構造を簡単にして安全で、簡潔な方法により高い止水性及び耐久性を確保すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、
シールド掘進機のテールプレートの内周面に沿って外側にバネ板を有するテールシールが取り付けられ、前記テールシールにより前記テールプレートと前記シールド掘進機の内部で組み立てられるセグメントリングの外周面との間の環状の隙間をシールするシールド掘進機のテールシール構造において、
前記テールシールの外周面に前記セグメントリングの外周面を締め付け可能に所定の弾性及び径を有するリング体を備え、
前記シールド掘進機の発進に際し、前記テールプレートから押し出される最初のセグメントリングが前記テールシールに通されることにより、前記最初のセグメントリングの外周面上で前記テールシールに備えた前記リング体が拡張されて、前記リング体に張力を生じせしめ、前記リング体の張力により前記テールシールが前記最初のセグメントリング以降の各セグメントリングの外周面に締め付け密着される、
ことを要旨とする。
この場合、テールシールの外面先端側に略鉤状又は略環状に形成され周方向に連続的に又は間欠的に配列設置される複数の保持具を備え、リング体は前記テールシールの外面に前記各保持具に通し保持されてリング状に配置されることが好ましい。
また、上記目的を達成するために、本発明は、
シールド掘進機のテールプレートの内周面に沿って外側にバネ板を有するテールシールを取り付けて、前記テールシールにより前記テールプレートと前記シールド掘進機の内部で組み立てられるセグメントリングの外周面との間の環状の隙間をシールするシールド掘進機のテールシール方法において、
前記テールシールの外周面から前記セグメントリングを締め付け可能に所定の弾性及び径を有するリング体を設け、
前記シールド掘進機の発進に際し、前記テールプレートから押し出す最初のセグメントリングを前記テールシールに通すことにより、前記最初のセグメントリングの外周面上で前記テールシールに設けた前記リング体を拡張して、前記リング体に張力を生じせしめ、前記リング体の張力により前記テールシールを前記最初のセグメントリング以降の各セグメントリングの外周面に締め付け密着させる、
ことを要旨とする。
この場合、テールシールの外面先端付近に略鉤状又は略環状を呈する複数の保持具を周方向に連続的に又は間欠的に配列設置し、リング体を、前記テールシールの外面に前記各保持具を介して保持してリング状に配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のシールド掘進機のテールシール構造及び方法によれば、テールシールとは別体でバネ板の外側とこのテールシールをセグメントリングの外周面上に締め付け可能に所定の弾性及び径を有するリング体を設け、シールド掘進機の発進に際し、テールプレートから押し出す最初のセグメントリングをテールシールに通すことにより、当該セグメントリングの外周面上でテールシールに設けたリング体を拡張して、このリング体に張力を生じせしめ、このリング体の張力によりテールシールを最初のセグメントリング以降の各セグメントリングの外周面に締め付け密着させるようにしたので、テールシールとセグメントリングとの間に構造を簡単にして簡潔な方法（手順）で安全に取付け可能にし、高い止水性及び耐久性を確保することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す要部断面図
【図２】図１のＰ−Ｐ線断面図
【図３】図１の（ａ）部を拡大して示す断面図
【図４】図３のＭ−Ｍ線断面図
【図５】第１の実施の形態において特にリング体でテールシールをセグメントリングに締め付け密着させる過程を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す要部断面図
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す要部断面図
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す要部断面図
【図９】本発明の第５の実施の形態を示す要部断面図
【図１０】本発明の第６の実施の形態を示す要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
図１乃至図４に第１の実施の形態を示している。
図１、図２に示すように、このシールド掘進機のテールシール構造は、シールド掘進機ＭのテールプレートＭ１の内周面に沿ってテールシールＭ１０が取り付けられ、このテールシールＭ１０によりテールプレートＭ１とシールド掘進機Ｍの内部で組み立てられるセグメントリングＳの外周面との間の環状の隙間をシールするもので、この構造では、特に、テールシールＭ１０の外面先端側に略鉤状又は略環状に形成され周方向に連続的に又は間欠的に配列設置される複数の保持具Ｆはバネ板の外側に設けられており、テールシールＭ１０をセグメントリングＳの外周面上で締め付け可能に所定の弾性と径を有し、テールシールＭ１０とは別体のテールシールＭ１０の外面に各保持具Ｆに通し保持されてリング状に配置されるリング体Ｒとを備えて構成される。
このようにしてシールド掘進機Ｍの発進に際し、テールプレートＭ１から押し出される最初のセグメントリングＳがテールシールＭ１０に通されることにより、最初のセグメントリングＳの外周面上でテールシールＭ１０の外面に配置されたリング体Ｒが拡張されて、リング体Ｒに張力を生じせしめ、このリング体Ｒの張力によりテールシールＭ１０が最初のセグメントリングＳ以降の各セグメントリングＳの外周面に締め付け密着される。リング体Ｒは長さ調整機能を有する継手機構を有してもよい。また、保持具Ｆはバネ板１２と同一幅である必要はないことは勿論のことである。
【００１６】
図１、図２にシールド掘進機のテールシール方法を併せて示している。
図１、図２に示すように、このシールド掘進機のテールシール方法は、シールド掘進機ＭのテールプレートＭ１の内周面に沿ってテールシールＭ１０を取り付けて、このテールシールＭ１０によりテールプレートＭ１とシールド掘進機Ｍの内部で組み立てられるセグメントリングＳの外周面との間の環状の隙間をシールするもので、この方法では、特に、テールシールＭ１０の外面先端側に略鉤状又は略環状を呈する複数の保持具Ｆを周方向に連続的に又は間欠的に配列設置し、テールシールＭ１０をセグメントリングＳの外周面上で締め付け可能に所定の弾性と径を有するリング体Ｒを、テールシールＭ１０の外面に各保持具Ｆに通し保持してリング状に配置して、シールド掘進機Ｍの発進に際し、テールプレートＭ１から押し出される最初のセグメントリングＳをテールシールＭ１０に通すことにより、最初のセグメントリングＳの外周面上でテールシールＭ１０の外面に配置したリング体Ｒを拡張して、リング体Ｒに張力を生じせしめ、このリング体Ｒの張力によりテールシールＭ１０を最初のセグメントリングＳ以降の各セグメントリングＳの外周面に締め付け密着させる。
【００１７】
図３、図４に示すように、この構造及び方法では、テールシールＭ１０はブラシ型のテールシールが採用され、ブラシ材１１とその外面を覆うバネ板１２とからなる複数のブラシユニット１が、テールプレートＭ１の内周面に沿って連続的に環状にかつシールド掘進機Ｍの軸方向に所定の間隔をおいて複数列配列されて構成される。
なお、ここでは、テールシールＭ１０をブラシ型のテールシールとしたが、テールシールＭ１０はブラシ型のテールシールに限定されるものではなく、ブラシ材内にシリコンゴムなどの流動性ゴムを充填してなるテールシールやゴム材により全体が断面略Ｌ字形の略円環状に一体成型されてなるテールシールなどにも同様に適用可能である。
【００１８】
この場合、ブラシ材１１は多数のバネ線材を束にしたもので、シールド掘進機Ｍの円周方向に一定の幅を有し、全体として略Ｌ型に成形されて、テールプレートＭ１に取り付けられる取付部１１１とテールプレートＭ１とセグメントリングＳとのクリアランスを遮蔽する遮蔽部１１２とを備える。
【００１９】
また、この場合、バネ板１２はテールシールＭ１０の外面（裏込め材が充填される側、テールボイド側）を全周に亘って覆い裏込め材から防護するためのもので、ブラシ材１１と同様に、テールプレートＭ１に取り付けられる取付部１２１とテールプレートＭ１とセグメントリングＳとのクリアランスを遮蔽する遮蔽部１２２とを備え、ブラシ材１１の外面に覆設される。このバネ板１２はバネ鋼板からなり、一定の幅を有し、長さは概ねテールシールＭ１０（ブラシ材１１）の遮蔽部１１２の長さ程度又はそれより少し短い程度が好適である。なお、このバネ板１２は、鋼板、ステンレス板などで代替え可能である。
【００２０】
このようなブラシ材１１、バネ板１２からなる複数のブラシユニット１が、固定板２を介して、皿ねじ又は溶接により、テールプレートＭ１の内周面に後端から前方に所定の間隔をおいて２列又は３列の配列にしてテールプレートＭ１の内周面に沿って円環状に取り付けられる。
【００２１】
図３、図４に示すように、この構造及び方法では、各保持具Ｆは、各バネ板１２の先端に略鉤形又は略環状のフック形状にして設けられ、テールシールＭ１０の全周に亘って連続的あるいは間欠的に設けられる。
この場合、保持具Ｆはバネ板１２の先端側を外向き（図１では、上部は上向き、下部は下向きに示される）に略鉤形のフック形状に折り返されて形成され、このフック形状内に後述するリング体Ｒを通し収容する中空部Ｆ１０が形成されて、リング体Ｒの外れ止め、抜け防止の機能を有する。なお、このフック形状内の中空部Ｆ１０にはリング体Ｒを十分に収容可能な広さが確保されることが好ましい。また、この保持具Ｆの場合、フック形状に折り返された先端がバネ板１２の先端寄りの中間部に向けて折り返されるが、この先端とバネ板１２の先端寄りの中間部との間にリング体Ｒを中空部Ｆ１０に引き入れ設置可能に一定の間隙Ｆ１１が設けられる。この間隙Ｆ１１はリング体Ｒをフック形状の中空部Ｆ１０に装着するための入口となる。装着後間隙Ｆ１１は変形させて閉じてもよい。
また、この場合、保持具Ｆは各バネ板１２に形成されてテールシールＭ１０の全周に亘って連続的に設けられているが、この保持具ＦはテールシールＭ１０の全周を覆う複数のバネ板１２に例えば一つおき、二つおきなど一定の間隔をおいて形成されてテールシールＭ１０の全周に間欠的に設けられてもよい。
なお、この保持具Ｆの場合、バネ板１２の先端を略鉤形に折り返してテールシールＭ１０の一部として一体的に形成しているが、バネ板１２とは別に略鉤形又は略環状のフック形状部材を形成し、この別体のフック形状部材をバネ板１２の先端側に固着してもよい。
【００２２】
また、この構造及び方法では、リング体Ｒは弾性（伸縮性）を有する紐状又は帯状又は管状の部材によりテールシールＭ１０をセグメントリングＳの外周面上で締め付け可能にリング状（環状又は輪状）に形成され、テールシールＭ１０の外面に各保持具Ｆ（フック形状内の中空部Ｆ１０）に収容保持されてリング状に配置される。
この場合、リング体Ｒの素材として、ワイヤーロープ、鋼線、ピアノ線、螺旋バネ、炭素繊維ロープ、ガラス繊維ロープ、天然ゴムベルト、合成ゴムベルトなど、さらに、例えば芳香族ポリアミド系の繊維「商標名ケプラー」と他の繊維・樹脂を組み合わせてなる高強度・高弾性ロープが使用可能であり、この中から適宜選定される。また、リンク体Ｒは、例えば、炭素繊維ロープとワイヤーロープを交互に繋ぎ合わせて形成されたものなど、複数の異なる材質の素材から形成されるものであってもよい。リング体Ｒはまた、単数のリング体から構成されてもよく複数のリング体から構成されてもよい。複数のリング体とする場合は、小断面の紐状のリング体を複数設置することで構成できる。さらに、リング体Ｒは、紐状又は帯状又は管状の部材が継手を介して繋いでリング状に形成されてもよい。
また、この場合、リング体Ｒは、直径（内径）をセグメントリングＳの直径（外径）とテールシールＭ１０（バネ板１２を含む）の厚みを含む寸法程度もしくは若干小さい寸法とする円環状に形成される。この時、テールシールＭ１０の圧縮による厚みの変形も考慮して設計される。既述のように、リング体Ｒが紐状又は帯状又は管状の部材を継手を介して繋いでリング状に形成される場合、継手に長さを調整可能なものを使用することで、リング体Ｒの直径の調整が容易となり好適である。
そして、発進する直前にリング体ＲはテールシールＭ１０の外面に各保持具Ｆを介して円環状に配置される。
かくしてリング体ＲはテールシールＭ１０の外面（バネ板１２の外面）に配置されることで、セグメントリングＳのテールシールＭ１０の通過により、テールシールＭ１０の外面先端部位でリング体Ｒが拡張して一定の伸び（伸長）を付与され、リング体Ｒが緊張してリング体Ｒに一定の張力が発生し、この張力により、テールシールＭ１０先端部位をセグメントリングＲの外周面上に常に一定の圧力で押し付け密着させる構造を有する。なお、リング体Ｒの伸長は弾性限界内（弾性域内）で対応し、リング体Ｒの直径の変化にも、その弾性域内で対応することが好ましく、リング体Ｒの素材に適切な弾性係数を有することが望ましい。しかし、このテールシール構造及び方法は、リング体Ｒの伸長が弾性限界内のみで適用されるものではなく、許容応力度から降伏点までの範囲で、適用が可能である。
【００２３】
図５にシールド掘進機Ｍの発進に際し、テールプレートＭ１から押し出される最初のセグメントリングＳをテールシールＭ１０に通すことにより、最初のセグメントリングＳの外周面上でテールシールＭ１０の外面に配置したリング体Ｒを拡張して、リング体Ｒに張力を生じせしめ、このリング体Ｒの張力によりテールシールＭ１０を最初のセグメントリングＳ以降の各セグメントリングＳの外周面に締め付け密着させる状態を示している。
図５に示すように、シールド掘進機ＭのテールプレートＭ１内でシールドジャッキＪを伸長させて、最初のセグメントリングＳを押して反力をとりつつ、シールド掘進機Ｍを推進させて、テールプレートＭ１からまずガイドリングＧが押し出されて前列のテールシールＭ１０に入っていく。この場合、ガイドリングＧのテールシールＭ１０側の端部の外径がセグメントリングＳの外径よりも小径なので、ガイドリングＧはテールシールＭ１０にスムーズに入ることができる。このガイドリングＧが前列のテールシールＭ１０に入ると、ガイドリングＧのテーパ状の外周面によりスムーズにガイドリングＧの先端方向に案内され、ガイドリングＧのテーパ状の外周面上で前列のテールシールＭ１０の先端側が徐々に拡径し圧縮されるとともにリング体Ｒが徐々に拡径し拡張されてリング体Ｒに徐々に伸びが付与されていく。ガイドリングＧが前列のテールシールＭ１０の通過と同時に、今度はテールプレートＭ１から押し出される最初のセグメントリングＳが前列のテールシールＭ１０にスムーズに入っていく。最初のセグメントリングＳが前列のテールシールＭ１０に入ると、最初のセグメントリングＳの外周面上でテールシールＭ１０の外面に配置されたリング体Ｒが最初のセグメントリングＳの外径にテールシールＭ１０の厚さを含めた外径まで拡張して、リング体Ｒに一定の伸び（伸長）を付与し、リング体Ｒを緊張させてリング体Ｒに一定の高い張力を生じせしめる。このリング体Ｒの高い張力により、テールシールＭ１０先端部位をセグメントリングＳの外周面上に常に一定の高い圧力で押圧して締め付け密着させる。このようにしてリング体Ｒをバネ板１２の外側にある保持具Ｆに安全、簡潔に取付けることができる。この前列のテールシールＭ１０に続く後列のテールシールＭ１０においてもリング体ＲとともにガイドリングＧ、最初のセグメントリングＳの外周面に対して同様に作用する。そして、シールド掘進機Ｍの掘進とともに最初のセグメントリングＳに続く次のセグメントリングＳ以降の各セグメントリングＳについても同様の動作が繰り返される。このようにして例えばシールド掘進機Ｍが発進坑口（図示を省略）から発進し、発進坑口から出た段階で、同様にして、テールプレートＭ１内でセグメントリングＳを組み立て、テールプレートＭ１から押し出すことを繰り返しながら、シールド掘進機Ｍを推進させていき、各セグメントリングＳの外周面上では前後各列のテールシールＭ１０の外面に配置されたリング体Ｒが最初のセグメントリングＳの外径にテールシールＭ１０の厚さを含めた寸法まで拡径されたまま緊張して一定の高い張力を維持し続け、これらリング体Ｒの高い張力により、これらリング体ＲとセグメントリングＳの外周面との間でテールシールＭ１０の先端部位に押圧力が発生し、このテールシールＭ１０の押圧力により、テールシールＭ１０先端部位はセグメントリングＳの外周面上を圧迫又は押圧し、テールシールＭ１０の先端部位がテールシールＭ１０自身の持つ密着性を大きく上回る高い密着性で、セグメントリングＳの外周面に圧着する。このようにしてテールシールＭ１０先端部位をセグメントリングＳの外周面上に常に一定の高い圧力で締め付け密着させる。かくしてテールシールＭ１０に高い止水性及び耐久性が確保される。
なお、本発明では「発進」とは、発進立坑、中間立坑からシールド掘進機が坑口から地中に掘進を開始する場合、及び掘進途中でシールド掘進機が一旦停止し、機内からテールシールを交換した後に、掘進を再開する場合を含むものである。
【００２４】
また、既述のとおり、（図１参照）地下水の圧力や裏込め材の注入圧力が大きい場合、地下水や裏込め材がシールド掘進機Ｍ内に浸入することがある。この場合は、テールシールＭ１０の内側のテールシール室Ｍ１１にシールド掘進機ＭからテールプレートＭ１内部の充填材注入管（図示省略）により充填材を充填加圧することにより、地下水や裏込め材の浸入を抑止するが、通常、充填材の圧力は裏込め材の注入圧力や地下水の圧力より大きくするため、充填材がテールボイドへ漏出しセグメントリングＳの外周面に付着して、塊状に存在することもあり、これが裏込め材の品質の劣化を招き、ひいては、トンネルの品質を劣化させる恐れがある。
これに対して、この構造及び方法では、リング体Ｒにより、テールシールＭ１０先端部位を本セグメントリングＳの外周面上に常に一定の高い圧力で締め付け密着させるので、裏込め材の注入圧力がテールシールＭ１０と本セグメントリングＳの外周面との接触面に作用することを防ぐことが可能となり、これにより、裏込め注入圧力がテールシールＭ１０の外面に有効に作用し、高い止水性が確保される。また、この場合、充填材に地下水圧力や裏込め注入圧力以上の圧力を付与する必要がない。あるいはほとんど不要となる。テールシール室Ｍ１１に充填材（テールシーラーともいう。）を充填する場合、シールド掘進機ＭとセグメントリングＳとの相対的位置などに係らず、リング体Ｒが伸び変形により発生する張力によってセグメントリングＳに強く締め付け密着するので、充填材７の漏出を防ぎ、セグメントリングＳの裏込め材の付着による品質の低下を防止することができる。
【００２５】
このようにこのテールシール構造及び方法では、テールシールＭ１０の外面先端側に略鉤状又は略環状を呈する複数の保持具Ｆを周方向に連続的に又は間欠的に配列設置し、テールシールＭ１０をセグメントリングＳの外周面上で締め付け可能に所定の弾性と径を有するリング体Ｒを、テールシールＭ１０の外面に各保持具Ｆに通し保持してリング状に配置して、シールド掘進機Ｍの発進に際し、テールプレートＭ１から押し出される最初のセグメントリングＳをテールシールＭ１０の外周面に配設することにより、当該セグメントリングＳの外周面上でテールシールＭ１０の外面に配置したリング体Ｒを拡張して、リング体Ｒに張力を生じせしめ、このリング体Ｒの張力によりテールシールＭ１０を最初のセグメントリングＳ以降の各セグメントリングＳの外周面に締め付け密着させるようにしたので、テールプレートＭ１に設けたテールシールＭ１０に高い止水性と耐久性を確保することができる。このテールシール構造及び方法によれば、土被りが大きく地下水位の高い地盤にシールド型ＴＢＭなどによりトンネルを構築するときでも、テールシールにセグメントに対する高い止水性と耐久性を長期に亘り確保することができる。
【００２６】
図６に第２の実施の形態を示している。
図６に示すように、この実施の形態では、テールシールＭ１０の保持具Ｆを有する各バネ板１２上に保持具Ｆを覆う押え板１３を設けている。この押え板１３は一端をバネ板１２の遮蔽部１２２上の取付部１２１側の端部に溶接又はボルトナット又はねじにより固定され、他端が可動端で保持具Ｆの外面上にバネ弾性により当接される。この押え板１３により、保持具Ｆの間隙Ｆ１１から裏込め材が入り込んで保持具Ｆのフック形状が変形してめくり上がるのを防止することができる。また、押え板１３はバネ弾性により変形可能、つまり、押え板１３の他端が弾性的に傾動可能で、押え板１３の他端を保持具Ｆの外面から引き離すことにより、リング体Ｒを保持具Ｆに組み込み可能である。リング体Ｒの組み込み後、押え板１３の他端は弾性復帰により保持具Ｆの外面に当接されて、保持具Ｆが押え板１３により上から覆われる。
【００２７】
図７に第３の実施の形態を示している。
図７に示すように、この実施の形態ではまた、テールシールＭ１０の保持具Ｆを有する各バネ板１２上に保持具Ｆを覆う押え板１３を設けている。この押え板１３では一端がバネ板１２の遮蔽部１２２上の取付部１２１側の端部に溶接又はボルトナット又はねじにより固定され、他端が可動端で保持具Ｆの先端、この場合、間隙Ｆ１１側の端部にバネ弾性により当接される。この押え板１３により、保持具Ｆの間隙Ｆ１１から裏込め材が入り込んで保持具Ｆのフック形状が変形してめくり上がるのを防止することができる。また、押え板１３はバネ弾性により変形可能、つまり、押え板１３の他端が弾性的に傾動可能で、押え板１３の他端を保持具Ｆの先端から離間させることにより、リング体Ｒを保持具Ｆに組み込み可能である。リング体Ｒの組み込み後、押え板１３の他端は弾性復帰により保持具Ｆの先端に当接されて間隙Ｆ１１が閉じられる。
【００２８】
図８に第４の実施の形態を示している。
図８に示すように、この実施の形態では、バネ板１２上に留めバネ板１３´を設け、この留めバネ板１３´に保持具Ｆを設けている。この場合、バネ板１２は取付部１２１と遮蔽部１２２とからなり、保持具Ｆは設けられていない。留めバネ板１３´は取付部１３１と遮蔽部１３２とからなり、遮蔽部１３２の先端を略鉤形（又は略環状）に折り返してテールシールＭ１０の一部として一体的に形成される。この留めバネ板１３´は取付部１３１をテールプレートＭ１の後端に溶接又はボルト又はビスなどにより固定されてバネ板１２（遮蔽部１２２）上に設置される。このようにして、第１の実施の形態と同様に、リング体Ｒを装着することができる。
なお、この場合、各バネ板１２に各留めバネ板１３´が設けられて保持具Ｆが各留めバネ板１３´に形成されてテールシールＭ１０の全周に亘って連続的に設けられてもよいが、各留めバネ板１３´がテールシールＭ１０の全周を覆う複数のバネ板１２に例えば一つおき、二つおきなど一定の間隔をおいて設けられて保持具Ｆを有する留めバネ板１３´がテールシールＭ１０の全周に間欠的に設けられてもよい。
また、この場合、保持具Ｆを留めバネ板１３´の先端を略鉤形（又は略環状）に折り返してテールシールＭ１０の一部として一体的に形成しているが、バネ板１２とは別に略鉤形又は略環状のフック形状部材を形成し、この別体のフック形状部材を留めバネ板１３´の先端側に固着してもよい。リング体Ｒを装着した後、保持具Ｆの先端の間隙を閉じてもよい。
【００２９】
図９に第５の実施の形態を示している。
図９に示すように、この実施の形態では、留めバネ板１３´の幅をバネ板１２の幅よりも小さくしている。この場合、各留めバネ板１３´は各留めバネ板１３´間に所定の間隔１３０ができるように幅を小さくして形成される。このようにすると、既述のとおり、リング体Ｒが紐状又は帯状又は管状の部材を継手を介して繋いでリング状に形成される場合に、リング体Ｒの継手を留めバネ板１３´の間に配置することができ、好適である。また、この場合、保持具Ｆ先端の間隙Ｆ１１を無くして全体を環状に形成し、環状内の中空部Ｆ１０にリング体Ｒを貫通して設置するようにしてもよい。
【００３０】
図１０に第６の実施の形態を示している。
図１０に示すように、この実施の形態では、バネ板１２先端の保持具Ｆの形状を長円形にしている。保持具Ｆは単円形でもよいが、長円形にしてもよい。この場合、保持具Ｆはバネ板１２の先端側が所定の径で外向きの環形に折り返され、さらにその先端が折り返し側の径よりも小さい環形に折り曲げられて全体として先端に小径の環形部１２３を有する長円（卵形）に形成され、折り返し側の大径の環形部１２４と先端の小径の環形部１２３とを有する。また、この場合、小径の環形部１２３の先端はフック形状となってバネ板１２の先端寄りの中間部に当接される。この小径の環形部１２３の先端はバネ板１２の先端寄りの中間部に接触し溶接などにより接合されてもよいが、バネ板１２の先端寄りの中間部に弾性的に接触されるだけでもよい。前者の場合、リング体Ｒが保持具Ｆの環形部１２４内部からテールボイドへの抜出しを確実に防止することができる。後者の場合、小径の環形部１２３付近を弾性限界内で起こし変形させても元に戻すことが可能であるので、小径の環形部１２３を変形させてリング体Ｒを環形部１２４内に装着することができ、小径の環形部１２３の弾性復帰によりリング体Ｒの抜出しを防止することができる。
【００３１】
なお、上記各実施の形態では、テールシールＭ１０とは別体にテールシールＭ１０の外面先端側に略鉤状又は略環状を呈する複数の保持具Ｆを周方向に連続的に又は間欠的に配列設置して、リング体Ｒを、テールシールＭ１０の外面に各保持具Ｆに通し保持してリング状に配置したものとしたが、リング体ＲはテールシールＭ１０の先端側に内蔵してテールシールＭ１０と一体にして設けられてもよい。このようにしても上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００３２】
Ｍ  シールド掘進機
Ｍ１  テールプレート
Ｍ１０  テールシール
１  ブラシユニット
１１  ブラシ材
１１１  取付部
１１２  遮蔽部
１２  バネ板
１２１  取付部
１２２  遮蔽部
１２３  小径の環形部
１２４  大径の環形部
１３  押え板
１３´  留めバネ板
１３０  間隔
１３１  取付部
１３２  遮蔽部
２  固定板
Ｍ１１  テールシール室
Ｓ  セグメントリング
Ｓ（ｔ）  仮セグメントリング
Ｇ  ガイドリング
Ｆ  保持具
Ｆ１０  中空部
Ｆ１１  間隙
Ｒ  リング体
Ｔ  発進立坑
Ｔ１  発進坑口
Ｔ２  反力構造体
【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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