JP2004143693A

JP2004143693A - Tail seal of shield machine and its wear and tear detection method

Info

Publication number: JP2004143693A
Application number: JP2002306727A
Authority: JP
Inventors: Daizo Tanaka; 田中　大三; Osamu Urata; 浦田　修
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tail seal of a shield machine and its wear and tear detecting method capable of easily detecting an amount of wear and tear even during the tunnel driving and finding an appropriate exchanging time in accordance with a state of wear and tear. <P>SOLUTION: Conductors 9c, 9b and 9a are closely provided on an internal side protective plate 8a for constituting a tail seal 7t sealing a gap section C between a skin plate 4 and a segment 21 in approximately parallel with the front end thereof. Each end section is bent in a U-shape and is led to a protective plate fixed section 8c side, and it is extended to a connecting terminal section 12 inside a shield body through a lead wire distributing section 4a by a lead wiring 9d. The conductors are successively worn out to make disconnect with the wear and tear of the internal side protective plate 8a. Whether or not there is a disconnection of the conductors 9a as well as a state of wear and tear is detected by a measuring instrument such as a continuity tester or the like through the connecting terminal section 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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シールおよびその摩耗検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネルは、先端に掘削ヘッドを備え、筒状のスキンプレートで覆われたシールド掘削機を用いて、地山を掘削し、シールド掘削機内部から後方側にセグメントを組み立てて、トンネル覆工を形成し、それらセグメントの先端に反力をとってシールド掘削機を前進させる、という工程を繰り返して築造される。トンネルの曲線施工を可能とするために、セグメントとスキンプレートの間には、トンネル径方向に適宜の隙間が設けられており、一般に、スキンプレートの内周にこの隙間をシールするためのテールシールが設けられている。
テールシールは、例えば、可撓性を有する保護板の間にブラシを植込み、そこにグリースなどの半固体状の止水材を浸潤させ、セグメントに当接させることにより止水シールを行っている。ところが、テールシールは、シールド掘削機が掘進するとともに、地山から大きな泥水圧を受けつつ、セグメント上を摺接移動するので、徐々に摩耗が進行していた。
従来、このようなシールド掘削機のテールシールは、メンテナンス時に規定以上の摩耗量が計測される場合、近い将来の摩耗量を見越して早めに交換することは当然であるが、近年は、トンネル施工距離の長大化に伴い、トンネルの掘進中に摩耗限度を越えることが多くなっている。その際には、テールシールの摩耗劣化や破損に起因する不具合や事故が発生して、初めて交換の必要性が明らかになる場合が多かった。
例えば、特許文献１には、テールシールを容易に交換できるテールシール交換装置が記載されているが、テールシールの摩耗検知方法については全く記載がない。
また、特許文献２には、ベースプレートと、ベースプレートに一端を束ねられて保持されたワイヤーブラシからなるテールシールを多段に設けたトンネル掘削機のテールシール装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２０７４９７号公報（第１−３頁）
【特許文献２】
特開平９−１１９２９３号公報（第１−６頁、図２−４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のシールド掘削機のテールシールは、以下のような問題があった。
テールシールを、メンテナンス時に交換する場合は、トンネル掘進中に寿命に達することを見越して早期交換されることが多く、非常に不経済であるという問題があった。
摩耗劣化や破損などにより、何らかの不具合が発生してから交換する場合は、そのような小さな不具合が起こる間もなく大きな事故が発生するケースを防止することができず、安全性に問題があった。
特許文献１に記載のテールシールの交換装置によれば、交換が容易となるとしても、摩耗の程度を検知する方法がないので、上記と同様の問題があった。
特許文献２に記載のテールシール装置によれば、同じく摩耗の程度を知る方法の記載がなく、また、摩耗の程度を検知するための具体的な構成に関しての記載はないので、上記と同様の問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、トンネルを掘進中であっても、容易に摩耗量を検知することができ、摩耗状態に応じて適切な交換時期を知ることができるシールド掘削機のテールシールおよびその摩耗検知方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、筒状のスキンプレートに覆われたシールド掘削機本体の内部から後方に向けてセグメントを筒状に組み立てながら掘進するシールド掘削機において、前記セグメントと前記スキンプレートとの隙間をシールするための、シールド掘削機のテールシールの摩耗検知方法であって、該テールシールの所定箇所に、該テールシールの摩耗に応じて抵抗変化する電気導電体を設け、該電気導電体の抵抗変化を測定することにより、前記テールシールの摩耗状態を検知することを特徴とするシールド掘削機のテールシールの摩耗検知方法とする。
この発明によれば、テールシールの摩耗に応じて抵抗変化する電気導電体を設けて、その抵抗変化によりテールシールの摩耗状態を検知できるから、例えばトンネル掘進中であっても所望のタイミングでテールシールの摩耗検知を行うことができる。
【０００７】
なお、本明細書においては、抵抗変化は、電気抵抗値の連続的な変化または不連続的な変化を意味するものとする。また電気抵抗値には、非導通状態の検出を意味する無限大を含むものとする。すなわち、抵抗変化は、導通（０Ω）と非導通（無限大）との間での変化も含んでいる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、筒状のスキンプレートに覆われたシールド掘削機本体の内部から後方に向けてセグメントを筒状に組み立てながら掘進するシールド掘削機において、前記セグメントと前記スキンプレートとの隙間をシールするための、シールド掘削機のテールシールであって、該テールシールの摩耗に応じて抵抗変化する電気導電体と、該電気導電体の抵抗変化を検出するための接続端子とを備えた構成とする。
この発明によれば、接続端子に、電気抵抗測定器などを接続することにより、簡便な手段により、テールシールの摩耗状態を検出することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のシールド掘削機のテールシールにおいて、前記テールシールが、前記スキンプレートに固定され前記セグメントの外周面に先端部を当接して押圧される薄板部材を備え、該薄板部材の前記先端部近傍に、前記薄板部材に密着して前記電気導電体を設けた構成とする。
この発明によれば、セグメントの外周部に先端部を当接して押圧される薄板部材に密着して電気導電体が設けられているので、薄板部材の摩耗とともに確実に電気導電体が摩耗するから、確実な摩耗検出ができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載のシールド掘削機のテールシールにおいて、前記電気導電体が、それぞれ個別に前記接続端子を備え、前記薄板部材の摩耗により断線するように設けられた少なくとも１本の導電線からなる。
この発明によれば、導電線の断線により摩耗を検出することができるから、接続端子に接続する電気抵抗測定器などが、導電線の導通と非導通（断線）を検出するだけでよいので、きわめて簡便な手段で検出することができる。また、このような導電線を、場所を変えて複数配設することにより、特定の場所ごとに摩耗を検知することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項３に記載のシールド掘削機のテールシールにおいて、前記電気導電体が、前記薄板部材の摩耗により、前記接続端子間の電気抵抗値を変化させるように設けられた電気抵抗部材からなる。
この発明によれば、電気抵抗値により摩耗を検出するので、摩耗量や摩耗場所に対応して種々の抵抗変化が起こるように電気抵抗部材を配置することにより、接続端子が一つでも種々の摩耗状態の検出が可能となるので、簡易な接続端子により摩耗量を検知することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。すべての図面において、同一または相当する部材は同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールが設けられたシールド掘削機の概略構成を示した軸方向の断面説明図である。図２は、図１におけるＡ視側面図である。図３（ａ）は、図１におけるＢ部詳細図である。図３（ｂ）は、本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールのセグメントの設置前の様子を示すＢ部の断面説明図である。
【００１３】
シールド掘削機１は、地山に掘削孔を掘進するためのカッター２をシールド本体３（シールド掘削機本体）の前方側に備えるとともに、シールド本体３から後方側に向けて筒状をなして延在するスキンプレート４を備えている。
シールド本体３の内部、またはスキンプレート４の内部には、推進ジャッキ５が周方向に複数備えられている。推進ジャッキ５は、掘進軸線方向に伸縮することで、スキンプレート４の内側に順次組み立てられていくセグメント２１を押圧し、そこで反力をとってシールド掘削機１を掘進させるものである。
この他、シールド本体３の内部、またはスキンプレート４の内部には、図示していないが、掘削した土砂を後方に送るための搬送装置や、セグメント２１を所定形状に組み立てるエレクタなどの各種装置が備えられている。
また、シールド本体３には、カッター２を首振り可能に支持するための首振り装置６が設けられており急曲線施工に容易に対応できるようになっている。首振り装置６は、急曲線施工への対応が必要ない場合には設けなくてもよい。
【００１４】
スキンプレート４は、シールド本体３と外形および断面積がほぼ同一の筒状体であって、地山から外周部に作用する泥水圧を保持するシールド掘削機１の外殻をなしている。スキンプレート４の後方側の内部では、複数のセグメント２１を周方向に接合してリング状に組み立て、それを順次筒状に連結して配置することが可能とされている。
このため、スキンプレート４の内周はセグメント２１がリング状に組み立てられたときの外周よりもわずかに大きく、スキンプレート４とセグメント２１の間には間隙部Ｃが形成されている。間隙部Ｃは、曲線施工する際に、少なくともスキンプレート４の後端がセグメント２１に接触しない大きさとされている。
【００１５】
そして、組み立てられたセグメント２１の先端に反力をとってシールド掘削機１を掘進させることで、シールド掘削機１の後方にトンネル覆工が形成され、シールドトンネルが築造されていく。
【００１６】
セグメント２１は、トンネル覆工を形成できれば、どのような材質のものでもよい。例えば、鋼製、コンクリート製のもの、あるいはそれらの材質を複合した合成セグメントなどが採用できる。
【００１７】
間隙部Ｃには、地山からの泥水圧をシールド掘削機１の後方で支持し、土砂や地下水をシールド本体３内に流入させないために、間隙部Ｃをシールするテールシール７ｔ、７が設けられている。
テールシール７ｔは、スキンプレート４の後端から所定長さのテール延出部４ｔのスペースを空けて、スキンプレート４の内周面の周方向に配設され、その内周側先端が一つのセグメント２１の外周部に密着されている（図２参照）。
テールシール７は、テールシール７ｔと同様の構成のものが、テールシール７ｔからさらに軸方向の前方側の位置に、テールシール７ｔが密着するセグメント２１に隣接するセグメント２１と密着するように、所定間隔を空けて３段にわたって設けられている。そして、テールシール７と推進ジャッキ５の間には、もう一つのセグメント２１を組み立てて連結するためのスペースが設けられている。したがって、推進ジャッキ５により１セグメント分掘進されると、テールシール７ｔ、７はそれぞれ隣接する前方のセグメント２１上に移動する。
また、テールシール７ｔ、７に近傍には、潤滑剤注入機構（図示略）が設けられており、テールシール７ｔ、７とセグメント２１との摺動部に、グリースなどの潤滑剤が供給され、滑らかに摺動移動することが可能とされている。
【００１８】
以下、テールシール７ｔ、７の詳細な構成について、図３〜５を参照して説明する。本実施形態では、テールシール７ｔ、７は同様の構成を有するので、以下、まとめてテールシール７ｔ（７）として説明する。
テールシール７ｔ（７）は、シール本体１０、保護板８、導電部９（電気導電体）、リード配線９ｄおよび接続端子部１２を備える。
シール本体１０は、可撓性を備え、止水が可能なシール部材から構成され、その先端部がセグメント２１の外周に滑らかに当接するように設けられたものである。
このようなシール部材の一例として、ワイヤーブラシ間に半固体状で透水性のないグリースを充填した構成のものを採用することができる。このワイヤーブラシは、図３（ｂ）に示したように、その断面方向には、可撓性を有する多数本のワイヤーをへ字形に曲げて長手方向に揃え、へ字形の短辺側の一端を結合または結束し、へ字形の長辺側が幅狭の扇状に広がる構成を有している。そして、そのような断面が、スキンプレート４の周方向に沿って所定長さだけ延設され、ワイヤーの他端がスキンプレート４の径方向内側に向けられたワイヤー集合体によるブラシを構成しているものである。
【００１９】
保護板８は、図３（ｂ）に示したように、内部側保護板８ａ（薄板部材）、保護板固定部８ｃおよび外部側保護板８ｂからなる。これらは、いずれも適宜の可撓性と強度を有する薄板の金属部材、例えばステンレス板などからなる。
内部側保護板８ａは、断面方向では、シール本体１０の先端からへ字形の屈曲部までをセグメント２１側から覆っている。そして周方向では、図４（ａ）に、図３（ｂ）におけるＤ視方向の概略構成を示したように、所定幅に分割されている。互いに周方向に隣接する内部側保護板８ａの間では、それぞれの端部が周方向に摺動自在に重なり合う伸縮継目部８ｄが設けられている。
【００２０】
保護板固定部８ｃは、断面方向では、内部側保護板８ａの図示上端側に、内部側保護板８ａを可撓保持するように接続され、そこから水平方向に屈曲し、シール本体１０が結合または結束されているへ字形の短辺側を囲むＵ字状に湾曲された形状を備えている。
【００２１】
外部側保護板８ｂは、断面方向では、保護板固定部８ｃの図示上側のＵ字開口端部に接続され、そこからセグメント２１の方向に向けて斜めに延ばされ、シール本体１０のヘ字形の屈曲部からシール本体１０の先端までをスキンプレート４側から覆っている。その周方向は、図示していないが、内部側保護板８ａと同様の幅に分割され、隣接する外部側保護板８ｂ間には伸縮継目部８ｄが形成されている。
保護板８は、１枚の板金部材を曲げ加工して製作してもよいが、止水性を損なうおそれがなければ、内部側保護板８ａ、外部側保護板８ｂおよび保護板固定部８ｃをそれぞれ別部材として、それらを接合して製作してもよい。
【００２２】
そして、保護板８は、このようにシール本体１０をその先端を除いて覆った状態で、例えばボルトなどの固定部材１１を用い、保護板固定部８ｃを通してスキンプレート４に止水固定されている。
図３（ｂ）に示したように、内部側保護板８ａ、外部側保護板８ｂおよびシール本体１０の先端は、それぞれ、間隙部Ｃの最大幅よりも径方向内側に突出されており、セグメント２１が所定位置に配置されたとき、テールシール７ｔがスキンプレート４側に撓んで、セグメント２１の外周面に密着して当接することが可能とされている。このとき、伸縮継目部８ｄを設けているため、内部側保護板８ａ、外部側保護板８ｂの先端が拡径しても、保護板８の周方向には、隙間のない状態となっている。
【００２３】
導電部９は、テールシール７ｔ（７）の摩耗に応じて断線することにより、所定位置までの摩耗を検出可能とするものであり、内部側保護板８ａのシール本体１０側の表面に、内部側保護板８ａと電気的に絶縁した状態で、図４（ａ）に示したようなコ字状回路パタンをなすように密着して設置された導線９ｃ、９ｂ、９ａからなる。すなわち、伸縮継目部８ｄに隣接して配置された導線９ｃが、内部側保護板８ａの先端部の近傍でその先端部にほぼ平行方向を向くように屈曲され、さらに隣の伸縮継目部８ｄの近傍で、その伸縮継目部８ｄに隣接する方向にほぼ直角に屈曲されて、コ字状の開ループが形成されている。そして、その内周側には、同様にして、順次、導線９ｂ、９ａによるコ字状の開ループが形成されているものである。
【００２４】
導線９ａ、９ｂ、９ｃ（導電線）は、セグメント２１と摺接することにより、少なくとも内部側保護板８ａと同程度以上に摩耗する金属電線を採用することができる。例えば、内部側保護板８ａがステンレス製であれば、絶縁被覆した銅線を好適に用いることができる。
リード配線９ｄは、これら導線９ａ、９ｂ、９ｃの開端に、それぞれ電気的に接続された配線群である。各リード配線９ｄは、スキンプレート４に設けられた、例えば溝や管部材などからなるリード線配設部４ａを通して、シールド本体３内まで延設されている。
接続端子部１２（接続端子）は、リード配線９ｄのシールド本体３側の端部に設けられ、例えば、抵抗測定器や導通テスタなど、導電部９の断線の有無を検出する測定器により接触可能な電気端子群である。本実施形態の場合、接続端子部１２は、導線９ａ、９ｂ、９ｃとそれぞれ個別に接続する接続端子１２ａ、１２ｂ、１２ｃからなっている。
接続端子１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、それぞれが対応するテールシール７ｔ、７およびその配設部位などが、明示された状態で、まとめて配置されている。そのため、測定者は、任意のテールシールおよび配設部位を選択して摩耗状態の測定を行うことができるものである。
【００２５】
また、本実施形態では、導電部９、リード配線９ｄおよび接続端子部１２は、テールシール７、７ｔのすべてにそれぞれ設けられている。そして、それぞれのテールシールの周方向には、適宜の内部側保護板８ａ上に、間引いて複数配置されている。すなわち、特定の方向、例えば、周方向の上下左右といった方向に位置する内部側保護板８ａに配置されている。通常、テールシールの交換は、周方向の全体で行うので、施工状況などにより、周方向で摩耗に偏りが生じることが予想される場合は、摩耗しやすい方向に優先して配置することが好ましい。
【００２６】
次に、以上に説明したシールド掘削機１におけるテールシール７ｔ、７の作用について説明する。
シールド掘削機１により、シールドトンネルを築造していく過程において、テールシール７ｔには、外部側保護板８ｂを通して高圧の泥水圧が常時かかっている。そのため、テールシール７ｔがセグメント２１側に撓み、外部側保護板８ｂ、シール本体１０および内部側保護板８ａはそれぞれの先端部と先端近傍とがセグメント２１に強く押圧されている。その際、シール本体１０内に充填されたシール材は、保護板８とセグメント２１で囲われた状態で間隙部Ｃの断面内に保持されるので、止水シールが形成されている。その結果、シールド本体３内に地下水や泥水が流入することが防止されている。
【００２７】
また、テールシール７ｔの前方には、同様な構成の３段からなるテールシール７が設けられているので、テールシール７ｔの止水性能が劣化した場合でも、さらに３重に止水シールを形成することが可能となっている。
【００２８】
一方、テールシール７ｔ、７は、シールドトンネル築造過程において、セグメント２１の外周部と常時接触しているため、徐々に摩耗していく。
本実施形態のテールシール７ｔによれば、以下に説明する本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールの摩耗検知方法により、容易に摩耗状態を検知することができる。
【００２９】
本実施形態では、内部側保護板８ａに設けられた導電部９の導通を検知することにより、摩耗状態を検知する。
テールシール７ｔ（７）には、セグメント２１側に設けられているため摩耗しやすい内部側保護板８ａ上に、導線９ｃ、９ｂ、９ａが密着して設置されている。このため、内部側保護板８ａが摩耗すると、導線９ｃ、９ｂ、９ａが順次摩耗し断線する。そこで、接続端子部１２ｃ、１２ｂ、１２ａに、例えば抵抗測定器や、導通テスタなど適宜の測定器を接続して、断線の有無を検出すれば、摩耗状態を検出できる。例えば、導線９ｃの断線が検知されれば、少なくとも内部側保護板８ａの先端から導線９ｂの位置までの間で摩耗が発生していることが分かる。
【００３０】
したがって、導線９ｃ、９ｂ、９ａを、摩耗の進行方向に対して等ピッチに配置することにより、定量的な摩耗量を段階的に知ることができる。
また、配置位置や配置ピッチを調整することで、それらが順次断線した場合、それぞれ、要交換準備、要交換、シール不良などといった定性的な摩耗状態の分類に対応するようにしてもよい。
【００３１】
このようにシールド本体３内に配置された接続端子部１２ｃを用いて摩耗検知を行うことにより、遠隔的な作業によりテールシール７ｔ（７）の摩耗検知を行うことができる。そのため、シールド掘削機１が掘進中であっても、掘進動作を停止することなく、シールド本体３内の作業員が容易に摩耗検出作業を行うことができ、その結果、必要ならば、ただちに掘進を停止して、テールシール７ｔ（７）の交換を行うことができる。
【００３２】
また、例えば、接続端子１２ａなどの各端子に、適宜の断線検出検出回路を接続しておき、断線の発生したら、ただちに警告ランプを点灯させたり、モニタなどの表示手段に表示したりして、摩耗状態の常時監視を行うようにしてもよい。
【００３３】
次に、本実施形態に係るテールシール７ｔ、７の第１変形例について説明する。
本変形例は、上記実施形態の導電部９に代えて、図４（ｂ）に示した導電部９０（電気導電体）、リード配線９０ｄを備えてなるものである。以下、上記と異なる点のみ簡単に説明する。
導電部９０は、内部側保護板８ａと電気的に絶縁された線状の抵抗線９０ｃ、９０ｂ、９０ａ（電気抵抗部材）を、内部側保護板８ａの先端にほぼ平行に、かつその先端から離れる方向に所定間隔を空けて先端部近傍に並列配置し、その端部を伸縮継目部８ｄに平行に延ばして概略コ字状として、内部側保護板８ａのシール本体１０側に密着して設置したものである。したがって、導電部９０は、開いた並列抵抗回路を形成している。
抵抗線９０ｃ、９０ｂ、９０ａは、内部側保護板８ａと同程度以上に摩耗する金属または非金属の電気抵抗体、例えばニクロム線、鉄線、セラミック抵抗体などを採用することができる。
なお、金属線はコイル状として配置すれば、長さによって抵抗値を適宜に調整しやすくなり、摩耗による切断を起こしやすくすることができる。
【００３４】
リード配線９０ｄは、導電部９０の端部と結線され、リード配線９ｄと同様に、図３のリード線配設部４ａを経てシールド本体３内部に回路を延長する導電線である。
接続端子部１２は、リード配線９０ｄの端部に設けられた電気端子であり、接続端子１２ａと同様のものが一対設けられている。
【００３５】
このような導電部９０によれば、テールシール７ｔ（７）の摩耗の進行により、抵抗線９０ｃ、９０ｂ、９０ａが、順次断線すると、接続端子部１２における抵抗値が段階的に増大し、最後には無限大となって断線を検知するようになる。したがって、このような抵抗変化を検出するという方法によって、テールシール７ｔ（７）の摩耗状態を検知することができる。
その際、接続端子部１２が一対からなるので、一回の測定で、摩耗状態を知ることができ、測定の手間を省くことができるという利点がある。
【００３６】
また、各テールシール７ｔ（７）には、導電部９の場合と同様に、導電部９０が複数設けられている。その際、一つのテールシール７ｔ（７）には、それぞれに対応した複数の接続端子部１２を設けることにより、それぞれの導電部９０での摩耗量を測定できることは言うまでもない。
ただし、それぞれの導電部９０の抵抗変化は、段階的に起こるから、設置場所ごとの抵抗変化量が重複しないようにして、各導電部９０を並列または直列に接続し、その合成抵抗を測定する接続端子部１２を一対だけ設けてもよい。すなわち、各抵抗線の断線に対応する各導電部９０の抵抗値の段階的な変化に応じて、全体の合成抵抗も断線位置固有の段階的な抵抗変化を示すように、各導電部９０の抵抗変化値を設定しておく。このように構成すれば、一つのテールシール７ｔ（７）に対して、１箇所、１回の測定で、ただちに各導電部９０の位置での摩耗状態を検知することができるという利点がある。
【００３７】
なお、単に交換時期を検知するだけであれば、少なくとも一箇所で、交換が必要な摩耗が生じたことが検知できるような構成としてもよい。
また、本変形例において、抵抗線９０ｃなどが、断線して抵抗変化を起こすものとして説明したが、例えば金属シート抵抗や、セラミックス抵抗体などにより面状の抵抗体を形成し、それらが摩耗して抵抗体の断面積が変化することを利用して、アナログ的な抵抗変化が生じるようにしてもよい。そうすれば、よりきめ細かい連続的な摩耗量の検知が可能となるという利点がある。
【００３８】
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図５は、本実施形態の第２変形例を説明するための、図３のＤ視方向の概略説明図である。
本変形例では、上記に説明した導電部９（９０）の配置位置を変え、複数の内部側保護板８ａにわたって配置したものである。図５に示したのは、４枚の内部側保護板８ａにわたって導電部９（９０）を設けた例である。リード配線９ｄ（９０ｄ）は、その両端に設けられ、それぞれの延長上に接続端子部１２が設けられている。そして、接続端子部１２により、全体抵抗を測定し、断線や抵抗変化を測定することにより、摩耗状態を検知することが可能とされている。
ここで、伸縮継目部８ｄの周方向への移動に対応するため、伸縮継目部８ｄ上では、導電部９（９０）は、内部側保護板８ａと密着されず、さらに導線や抵抗線が、Ｕ字状、蛇腹状、コイル状などの伸縮可能な形状に加工された伸縮部９ｅ（９０ｅ）を備えている。
本実施形態によれば、周方向の複数のいずれかのテールシール７ｔ（７）の摩耗状態が、１箇所１回の測定で検知できるから、容易に摩耗検知できるという利点がある。
また、このようなに導電部９（９０）を複数の内部側保護板８ａにわたって設け、テールシール７ｔ（７）の周方向のすべてを覆うようにすれば、数少ない接続端子部１２により、周方向全体の摩耗状態を検知できるから、簡易な構成により摩耗の検知漏れを防止することができるという利点がある。
【００３９】
なお、上記の説明では、テールシール７ｔ、７は同じものとして説明したが、テールシール７ｔは、常に泥水圧にさらされるので、必要ならその細部形状や材質をテールシール７とは変えて、シール性能、強度、柔軟性などを適宜変えてもよい。また、導電部の形態や、配置位置、個数なども、それぞれ変えてもよい。例えば、テールシール７ｔは、よりシール性を強化するため、径方向に比較的長くすることが考えられ、その場合、導電部もより多段階で摩耗を検知する構成としてもよい。
【００４０】
また、上記の説明では、テールシール７、７ｔは、合計４段の構成としたが、これは一例であって、必要により何段の構成としてもよいことは言うまでもない。
【００４１】
また、上記の説明では、導電部は、内部側保護板８ａ上に設けるとしたが、テールシール７ｔ（７）の摩耗を的確に検知するために、必要であれば、シール本体１０内部や、外部側保護板８ｂに設けてもよい。また、内部側保護板８ａなどに直接設けるのではなく、板状に導電部を設けたダミー板を別に用意し、既製のテールシール７ｔ（７）に後付けしてもよい。
【００４２】
また、上記の説明では、導電部は、多段階に摩耗状態を検知する例で説明したが、交換時期を検出するだけであれば、限界点を検知するように配置して、１段階の検知としてもよいことは言うまでもない。そのようにすれば、より簡易な摩耗検知とすることができるという利点がある。
【００４３】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明のシールド掘削機のテールシールおよびその摩耗検知方法によれば、トンネルを掘進中であっても、容易に摩耗量を検知することができ、摩耗状態に応じて適切な交換時期を知ることができるから、テールシールの早期交換が不要となって経済的であり、テールシールの摩耗劣化や破損が小さいうちに交換することができて安全なトンネル施工が行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールが設けられたシールド掘削機の概略構成を示した軸方向の断面説明図である。
【図２】図１におけるＡ視側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールのセグメントの設置後・設置前の様子を示す軸方向の断面説明図である。
【図４】本実施形態に係るシールド掘削機のテールシールおよびその第１変形例を示す図３（ｂ）におけるＤ視方向の概略説明図である。
【図５】同じく第２変形例を示す図３（ｂ）におけるＤ視方向の概略説明図である。
【符号の説明】
１　シールド掘削機
３　シールド本体（シールド掘削機本体）
４　スキンプレート
７、７ｔ　テールシール
８ａ　内部側保護板（薄板部材）
８ｄ　伸縮継目部
９、９０　導電部（電気導電体）
９ａ、９ｂ、９ｃ　導線（導電線）
９ｄ、９０ｄ　リード配線
９ｅ　伸縮部
１０　シール本体
１２　接続端子部（接続端子）
２１　セグメント
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ　抵抗線（電気抵抗部材）
９０ｅ　伸縮部
Ｃ　間隙部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tail seal of a shield excavator and a method of detecting wear thereof.
[0002]
[Prior art]
The shield tunnel is equipped with a drilling head at the tip, excavates the ground using a shield drilling machine covered with a cylindrical skin plate, and assembles segments from the inside of the shield drilling machine to the rear side, and performs tunnel lining. The shield excavator is formed by repeating the steps of forming and exchanging the shield excavator with a reaction force at the tip of each segment. An appropriate gap is provided between the segment and the skin plate in the radial direction of the tunnel to enable curved construction of the tunnel. Generally, a tail seal for sealing the gap on the inner periphery of the skin plate. Is provided.
For the tail seal, for example, a brush is implanted between flexible protective plates, a semi-solid water-stopping material such as grease is infiltrated into the brush, and the tail-seal is brought into contact with the segment to perform a water-stopping seal. However, the tail seal slidably moved on the segment while the shield excavator excavated and received large mud pressure from the ground, so that the tail seal was gradually worn.
Conventionally, the tail seal of such a shielded excavator, when abrasion exceeding the specified amount is measured during maintenance, it is natural to replace it early in anticipation of the abrasion in the near future. As the distance increases, the wear limit is often exceeded during tunnel excavation. At that time, it was often the case that the necessity of replacement became apparent only after a failure or an accident occurred due to wear deterioration or breakage of the tail seal.
For example, Patent Literature 1 describes a tail seal replacement device that can easily replace a tail seal, but does not describe a method of detecting wear of the tail seal at all.
Patent Literature 2 discloses a tail seal device of a tunnel excavator in which a base plate and a tail seal including a wire brush held at one end of the base plate are provided in multiple stages.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-207497 (pages 1-3)
[Patent Document 2]
JP-A-9-119293 (page 1-6, FIG. 2-4)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the tail seal of the conventional shield excavator as described above has the following problems.
When the tail seal is replaced during maintenance, the tail seal is often replaced early in anticipation of reaching the end of its service life during tunnel excavation, and there is a problem that it is very uneconomical.
In the case of replacement after some trouble occurs due to wear deterioration or breakage, it is not possible to prevent a case where a large accident occurs soon after such a small trouble occurs, and there is a problem in safety.
According to the tail seal replacement device described in Patent Literature 1, even if replacement becomes easy, there is no method for detecting the degree of wear, and thus there is a similar problem as described above.
According to the tail seal device described in Patent Literature 2, there is no description of a method for knowing the degree of wear, and there is no description about a specific configuration for detecting the degree of wear. There was a problem.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to easily detect the amount of wear even while digging a tunnel, and to know an appropriate replacement time according to the wear state. It is an object of the present invention to provide a tail seal of a shielded excavator and a method of detecting its wear which can be performed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, a shield excavator that excavates while assembling segments into a cylinder from the inside of a shield excavator body covered with a cylindrical skin plate toward the rear. A method for detecting wear of a tail seal of a shield excavator for sealing a gap between the segment and the skin plate, wherein a resistance of a predetermined portion of the tail seal changes according to wear of the tail seal. An electric conductor is provided, and a wear state of the tail seal is detected by measuring a resistance change of the electric conductor to detect a wear state of the tail seal of the shield excavator.
According to the present invention, an electric conductor whose resistance changes according to the wear of the tail seal is provided, and the wear state of the tail seal can be detected based on the change in the resistance. The wear of the seal can be detected.
[0007]
In this specification, the resistance change means a continuous change or a discontinuous change in the electric resistance value. Further, the electric resistance value includes infinity which means detection of a non-conduction state. That is, the resistance change includes a change between conduction (0Ω) and non-conduction (infinity).
[0008]
According to the invention as set forth in claim 2, in a shield excavator that excavates while assembling a segment into a cylindrical shape from the inside of the shield excavator body covered with a cylindrical skin plate toward the rear, the segment and the skin plate A seal for excavating a shield excavator, which seals a gap between the electric conductor, the electric conductor having a resistance change according to wear of the tail seal, and a connection terminal for detecting a resistance change of the electric conductor. A configuration is provided.
According to the present invention, by connecting an electric resistance measuring device or the like to the connection terminal, the wear state of the tail seal can be detected by simple means.
[0009]
According to the third aspect of the present invention, in the tail seal of the shield excavator according to the second aspect, the thin plate is fixed to the skin plate and pressed against the outer peripheral surface of the segment by abutting a tip portion thereof. A member is provided, and the electric conductor is provided in close proximity to the thin plate member in the vicinity of the distal end portion of the thin plate member.
According to the present invention, since the electric conductor is provided in close contact with the thin plate member which is pressed against the outer peripheral portion of the segment by contacting the distal end portion, the electric conductor is surely worn together with the wear of the thin plate member. And reliable wear detection.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the tail seal of the shield excavator according to the third aspect, the electric conductors are individually provided with the connection terminals, and are provided so as to be disconnected due to wear of the thin plate member. And at least one conductive wire.
According to the present invention, since wear can be detected by disconnection of the conductive wire, an electric resistance measuring device or the like connected to the connection terminal only needs to detect conduction and non-conduction (disconnection) of the conductive wire. It can be detected by extremely simple means. Further, by arranging a plurality of such conductive wires at different locations, it is possible to detect wear at each specific location.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the tail seal of the shield excavator according to the third aspect, the electric conductor is provided so as to change an electric resistance value between the connection terminals due to wear of the thin plate member. Made of an electric resistance member.
According to the present invention, since wear is detected based on the electric resistance value, by arranging the electric resistance members so that various resistance changes occur according to the wear amount and the wear location, even if only one connection terminal is used, various connection terminals can be used. Since the abrasion state can be detected, the abrasion amount can be detected with a simple connection terminal.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, the same or corresponding members have the same reference characters allotted, and overlapping description will be omitted.
FIG. 1 is an axial sectional explanatory view showing a schematic configuration of a shield excavator provided with a tail seal of the shield excavator according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view as viewed from A in FIG. FIG. 3A is a detailed view of a portion B in FIG. FIG. 3B is an explanatory cross-sectional view of a portion B showing a state before the segment of the tail seal of the shield excavator according to the embodiment of the present invention before installation.
[0013]
The shield excavator 1 is provided with a cutter 2 for excavating an excavation hole in the ground in front of a shield main body 3 (shield excavator main body), and extends in a cylindrical shape from the shield main body 3 to the rear side. Existing skin plate 4.
A plurality of propulsion jacks 5 are provided in the shield body 3 or the skin plate 4 in the circumferential direction. The propulsion jack 5 expands and contracts in the direction of the excavation axis, thereby pressing the segments 21 that are sequentially assembled inside the skin plate 4, and takes the reaction force there to excavate the shield excavator 1.
In addition, in the inside of the shield main body 3 or the inside of the skin plate 4, various devices such as a conveying device for sending excavated earth and sand backward and an erector for assembling the segments 21 into a predetermined shape are provided. Provided.
In addition, the shield body 3 is provided with a swing device 6 for supporting the cutter 2 so that the cutter 2 can swing, so that it can easily cope with sharp curve construction. The swing device 6 may not be provided when it is not necessary to cope with sharp curve construction.
[0014]
The skin plate 4 is a cylindrical body having substantially the same outer shape and cross-sectional area as the shield main body 3 and forms an outer shell of the shield excavator 1 which holds mud pressure acting from the ground to the outer peripheral portion. Inside the skin plate 4 on the rear side, a plurality of segments 21 are joined in the circumferential direction and assembled into a ring shape, which can be sequentially connected and arranged in a cylindrical shape.
Therefore, the inner circumference of the skin plate 4 is slightly larger than the outer circumference when the segments 21 are assembled in a ring shape, and a gap C is formed between the skin plate 4 and the segments 21. The gap C has such a size that at least the rear end of the skin plate 4 does not contact the segment 21 when performing the curve construction.
[0015]
Then, the shield excavator 1 is excavated by applying a reaction force to the tip of the assembled segment 21, so that tunnel lining is formed behind the shield excavator 1 and a shield tunnel is built.
[0016]
The segment 21 may be made of any material as long as a tunnel lining can be formed. For example, steel, concrete, or a composite segment obtained by combining these materials can be used.
[0017]
Tail seals 7t and 7 are provided in the gap C to seal the gap C in order to support muddy water pressure from the ground behind the shield excavator 1 and to prevent earth and sand or groundwater from flowing into the shield body 3. Have been.
The tail seal 7t is disposed in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the skin plate 4 with a space of the tail extension 4t having a predetermined length from the rear end of the skin plate 4, and its inner peripheral end is one. It is in close contact with the outer periphery of the segment 21 (see FIG. 2).
The tail seal 7 has the same configuration as that of the tail seal 7t, and is provided at a position further forward in the axial direction from the tail seal 7t so as to be in close contact with the segment 21 adjacent to the segment 21 to which the tail seal 7t is in close contact. Three stages are provided at intervals. Further, a space for assembling and connecting another segment 21 is provided between the tail seal 7 and the propulsion jack 5. Therefore, when the propulsion jack 5 excavates one segment, the tail seals 7t and 7 move onto the adjacent front segments 21, respectively.
A lubricant injection mechanism (not shown) is provided in the vicinity of the tail seals 7t, 7, and a lubricant such as grease is supplied to a sliding portion between the tail seals 7t, 7 and the segment 21, It is possible to smoothly slide and move.
[0018]
Hereinafter, a detailed configuration of the tail seals 7t and 7 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the tail seals 7t and 7 have the same configuration, and hence will be collectively described as a tail seal 7t (7).
The tail seal 7t (7) includes a seal body 10, a protection plate 8, a conductive portion 9 (electrical conductor), a lead wire 9d, and a connection terminal portion 12.
The seal main body 10 is made of a flexible, water-stoppable seal member, and is provided such that the distal end thereof smoothly contacts the outer periphery of the segment 21.
As an example of such a sealing member, one having a configuration in which semi-solid, non-permeable grease is filled between wire brushes can be employed. As shown in FIG. 3 (b), this wire brush is formed by bending a large number of flexible wires into a rectangular shape in the cross-sectional direction and aligning them in the longitudinal direction. Are joined or bound, and the long side of the letter shape is spread in a narrow fan shape. And such a cross section is extended by a predetermined length along the circumferential direction of the skin plate 4, and constitutes a brush of a wire aggregate in which the other end of the wire is directed radially inward of the skin plate 4. Is what it is.
[0019]
As shown in FIG. 3B, the protection plate 8 includes an inner protection plate 8a (a thin plate member), a protection plate fixing portion 8c, and an outer protection plate 8b. These are all made of a thin metal member having appropriate flexibility and strength, such as a stainless steel plate.
The inner protective plate 8a covers from the end of the seal body 10 to the bent portion of the seal body 10 from the segment 21 side in the cross-sectional direction. In the circumferential direction, as shown in FIG. 4 (a), the schematic configuration in the direction D in FIG. 3 (b) is divided into a predetermined width. Between the inner side protection plates 8a which are adjacent to each other in the circumferential direction, there is provided an expansion / contraction joint portion 8d whose ends overlap each other slidably in the circumferential direction.
[0020]
The protection plate fixing portion 8c is connected to the upper end in the drawing of the inner protection plate 8a in the cross-sectional direction so as to flexibly hold the inner protection plate 8a, and is bent in the horizontal direction from there, and the seal body 10 is joined. Alternatively, it has a U-shaped curved shape that surrounds the short side of the bound letter.
[0021]
The outer protection plate 8b is connected to the upper end of the U-shaped opening of the protection plate fixing portion 8c in the cross-sectional direction, extends obliquely toward the segment 21 from there, From the bent portion to the tip of the seal body 10 from the skin plate 4 side. Although not shown, the circumferential direction is divided into the same width as the inner protective plate 8a, and a stretchable joint 8d is formed between the adjacent outer protective plates 8b.
The protection plate 8 may be manufactured by bending a single sheet metal member. However, if there is no risk of impairing the water stoppage, the inner protection plate 8a, the outer protection plate 8b, and the protection plate fixing portion 8c are respectively formed. They may be manufactured by joining them as separate members.
[0022]
The protection plate 8 is fixed to the skin plate 4 through the protection plate fixing portion 8c using the fixing member 11 such as a bolt, for example, in a state where the sealing body 10 is covered except for the tip thereof. .
As shown in FIG. 3 (b), the inner side protection plate 8a, the outer side protection plate 8b, and the tip of the seal body 10 project radially inward from the maximum width of the gap C, respectively. When the 21 is arranged at a predetermined position, the tail seal 7t bends toward the skin plate 4 side, and can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the segment 21. At this time, since the expansion joint 8d is provided, even if the distal ends of the inner protective plate 8a and the outer protective plate 8b are expanded in diameter, there is no gap in the circumferential direction of the protective plate 8. .
[0023]
The conductive portion 9 is capable of detecting wear to a predetermined position by breaking the wire in accordance with wear of the tail seal 7t (7). It consists of conducting wires 9c, 9b and 9a which are closely attached to form a U-shaped circuit pattern as shown in FIG. 4 (a) while being electrically insulated from the side protection plate 8a. That is, the conducting wire 9c disposed adjacent to the expansion joint 8d is bent near the front end of the inner protective plate 8a so as to be directed substantially parallel to the front end thereof, and furthermore, the conductor 9c of the adjacent expansion joint 8d is bent. In the vicinity, it is bent at a substantially right angle in a direction adjacent to the expansion joint portion 8d to form a U-shaped open loop. Similarly, on the inner peripheral side, a U-shaped open loop is sequentially formed by the conductive wires 9b and 9a.
[0024]
As the conductive wires 9a, 9b, and 9c (conductive wires), a metal wire that is slidably in contact with the segment 21 and that is worn to at least as much as the inner protective plate 8a can be employed. For example, if the inner protective plate 8a is made of stainless steel, a copper wire coated with insulation can be suitably used.
The lead wiring 9d is a wiring group electrically connected to the open ends of the conductive wires 9a, 9b, 9c. Each lead wire 9d extends to the inside of the shield body 3 through a lead wire disposing portion 4a provided on the skin plate 4 and formed of, for example, a groove or a pipe member.
The connection terminal portion 12 (connection terminal) is provided at the end of the lead wire 9d on the shield main body 3 side, and can be contacted by a measuring device such as a resistance measuring device or a continuity tester that detects whether or not the conductive portion 9 is disconnected. Electrical terminal group. In the case of the present embodiment, the connection terminal portion 12 includes connection terminals 12a, 12b, and 12c that are individually connected to the conductors 9a, 9b, and 9c, respectively.
The connection terminals 12a, 12b, and 12c are arranged together with the corresponding tail seals 7t and 7 and the arrangement portion thereof being clearly shown. Therefore, the measurer can measure an abrasion state by selecting an arbitrary tail seal and an arrangement portion.
[0025]
In the present embodiment, the conductive portion 9, the lead wire 9d, and the connection terminal portion 12 are provided on all of the tail seals 7, 7t. In the circumferential direction of each tail seal, a plurality of thin seals are arranged on an appropriate inner protective plate 8a. That is, it is disposed on the inner protective plate 8a located in a specific direction, for example, a direction such as up, down, left and right in the circumferential direction. Normally, the replacement of the tail seal is performed in the entire circumferential direction. Therefore, when it is expected that uneven wear will occur in the circumferential direction due to construction conditions, it is preferable to place the tail seal preferentially in the direction in which wear is likely. .
[0026]
Next, the operation of the tail seals 7t and 7 in the shield excavator 1 described above will be described.
In the process of constructing the shield tunnel by the shield excavator 1, high-pressure mud pressure is constantly applied to the tail seal 7t through the outer protection plate 8b. Therefore, the tail seal 7t bends toward the segment 21 side, and the distal end and the vicinity of the distal end of the outer protection plate 8b, the seal body 10, and the inner protection plate 8a are strongly pressed by the segment 21. At this time, the sealing material filled in the seal body 10 is held in the cross section of the gap C in a state surrounded by the protection plate 8 and the segment 21, so that a water-stop seal is formed. As a result, inflow of groundwater or muddy water into the shield body 3 is prevented.
[0027]
In addition, the tail seal 7 having the same configuration and having three steps is provided in front of the tail seal 7t. Therefore, even if the water seal performance of the tail seal 7t is deteriorated, a triple water seal is formed. It is possible to do.
[0028]
On the other hand, the tail seals 7t, 7 are gradually worn because the tail seals 7t, 7 are always in contact with the outer peripheral portion of the segment 21 during the construction of the shield tunnel.
According to the tail seal 7t of this embodiment, the wear state can be easily detected by the method of detecting the tail seal wear of the shield excavator according to the embodiment of the present invention described below.
[0029]
In the present embodiment, the state of wear is detected by detecting conduction of the conductive portion 9 provided on the inner protective plate 8a.
Conductive wires 9c, 9b, 9a are closely attached to the tail seal 7t (7) on the inner protective plate 8a, which is provided on the segment 21 side and is easily worn. Therefore, when the inner protective plate 8a is worn, the conductive wires 9c, 9b, 9a are sequentially worn and broken. Therefore, if an appropriate measuring instrument such as a resistance measuring instrument or a continuity tester is connected to the connection terminal portions 12c, 12b, and 12a, and the presence or absence of disconnection is detected, the wear state can be detected. For example, if the disconnection of the conducting wire 9c is detected, it can be understood that abrasion has occurred at least from the tip of the inner protective plate 8a to the position of the conducting wire 9b.
[0030]
Therefore, by arranging the conductors 9c, 9b, 9a at equal pitches with respect to the direction of progress of wear, a quantitative amount of wear can be known step by step.
In addition, by adjusting the arrangement position and the arrangement pitch, when they are sequentially disconnected, they may correspond to a qualitative classification of a wear state such as preparation for replacement, replacement required, and defective sealing.
[0031]
By performing the wear detection using the connection terminal portion 12c disposed in the shield main body 3 as described above, the wear of the tail seal 7t (7) can be detected by a remote operation. Therefore, even if the shield excavator 1 is excavating, the worker in the shield body 3 can easily perform the wear detection work without stopping the excavation operation, and as a result, if necessary, immediately excavate Is stopped, and the tail seal 7t (7) can be replaced.
[0032]
In addition, for example, an appropriate disconnection detection circuit is connected to each terminal such as the connection terminal 12a, and when a disconnection occurs, a warning lamp is immediately turned on or displayed on a display means such as a monitor. The monitoring of the wear state may be performed constantly.
[0033]
Next, a first modified example of the tail seals 7t, 7 according to the present embodiment will be described.
This modified example includes the conductive portion 90 (electrical conductor) and the lead wiring 90d shown in FIG. 4B instead of the conductive portion 9 of the above embodiment. Hereinafter, only different points from the above will be briefly described.
The conductive portion 90 forms linear resistance wires 90c, 90b, 90a (electrical resistance members) electrically insulated from the inner protective plate 8a substantially in parallel with and from the distal end of the inner protective plate 8a. It is arranged in parallel with the vicinity of the tip end at a predetermined interval in the direction away from the end, and its end is extended in parallel with the expansion joint 8d to form a substantially U-shape, which is closely attached to the seal body 10 side of the inner protection plate 8a. It was done. Therefore, the conductive part 90 forms an open parallel resistance circuit.
As the resistance wires 90c, 90b, and 90a, a metal or non-metal electric resistor that wears to the same degree or more as the inner protective plate 8a, such as a nichrome wire, an iron wire, or a ceramic resistor, can be used.
In addition, if the metal wire is arranged in a coil shape, the resistance value can be easily adjusted appropriately according to the length, and the cutting due to abrasion can be easily caused.
[0034]
The lead wire 90d is a conductive wire that is connected to the end of the conductive portion 90 and extends the circuit inside the shield main body 3 through the lead wire arranging portion 4a in FIG. 3, similarly to the lead wire 9d.
The connection terminal portion 12 is an electric terminal provided at an end of the lead wiring 90d, and a pair of the same connection terminal 12a is provided.
[0035]
According to such a conductive portion 90, when the resistance wires 90c, 90b, and 90a are sequentially disconnected due to the progress of wear of the tail seal 7t (7), the resistance value at the connection terminal portion 12 increases stepwise, and finally Becomes infinite, and the disconnection is detected. Therefore, the wear state of the tail seal 7t (7) can be detected by a method of detecting such a resistance change.
In this case, since the connection terminal portions 12 are formed as a pair, there is an advantage that the wear state can be known by one measurement, and the trouble of the measurement can be saved.
[0036]
Further, a plurality of conductive portions 90 are provided on each tail seal 7t (7), as in the case of the conductive portion 9. In this case, it goes without saying that the amount of wear on each conductive portion 90 can be measured by providing a plurality of connection terminal portions 12 corresponding to each tail seal 7t (7).
However, since the resistance change of each conductive part 90 occurs in a stepwise manner, each conductive part 90 is connected in parallel or in series so that the resistance change amount for each installation location does not overlap, and the combined resistance is measured. Only one pair of connection terminal portions 12 may be provided. That is, in accordance with the stepwise change in the resistance value of each conductive portion 90 corresponding to the disconnection of each resistance line, the overall combined resistance also shows a stepwise resistance change specific to the disconnection position, so that each conductive portion 90 Set the resistance change value. With such a configuration, there is an advantage that the wear state at the position of each conductive portion 90 can be immediately detected with one measurement and one measurement for one tail seal 7t (7).
[0037]
In addition, if only the replacement time is detected, the configuration may be such that it is possible to detect the occurrence of wear that needs replacement at at least one location.
Further, in the present modification, the resistance wire 90c and the like are described as being disconnected and causing a resistance change. However, for example, a sheet-shaped resistor is formed by a metal sheet resistor or a ceramic resistor, and these resistors are worn. By utilizing the fact that the cross-sectional area of the resistor changes, an analog resistance change may occur. By doing so, there is an advantage that finer and continuous detection of the wear amount can be performed.
[0038]
Next, a second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic explanatory view in a direction D in FIG. 3 for explaining a second modification of the present embodiment.
In the present modified example, the arrangement position of the conductive portion 9 (90) described above is changed, and the conductive portion 9 (90) is arranged over a plurality of inner protective plates 8a. FIG. 5 shows an example in which the conductive portion 9 (90) is provided over the four inner protective plates 8a. The lead wires 9d (90d) are provided at both ends thereof, and the connection terminal portions 12 are provided on the respective extensions. Then, the connection terminal section 12 measures the overall resistance, and measures a disconnection or a change in resistance to detect a worn state.
Here, in order to cope with the circumferential movement of the telescopic joint 8d, on the telescopic joint 8d, the conductive portion 9 (90) is not in close contact with the inner protective plate 8a, and furthermore, the conducting wire or the resistance wire is An elastic portion 9e (90e) processed into a stretchable shape such as a U shape, a bellows shape, and a coil shape is provided.
According to the present embodiment, the wear state of any one of the plurality of tail seals 7t (7) in the circumferential direction can be detected by one measurement at one place, so that there is an advantage that the wear can be easily detected.
In addition, if the conductive portion 9 (90) is provided over the plurality of inner protective plates 8a and covers the entirety of the tail seal 7t (7) in the circumferential direction as described above, the connecting terminals 12 can be provided in a small number in the circumferential direction. Since the entire wear state can be detected, there is an advantage that the detection failure of wear can be prevented with a simple configuration.
[0039]
In the above description, the tail seals 7t and 7 are described as being the same. However, the tail seal 7t is always exposed to muddy water pressure. Performance, strength, flexibility, etc. may be changed as appropriate. Further, the form, arrangement position, number, and the like of the conductive portions may also be changed. For example, it is conceivable that the tail seal 7t is made relatively long in the radial direction in order to further enhance the sealing property. In that case, the conductive portion may be configured to detect wear in more stages.
[0040]
In the above description, the tail seals 7 and 7t have a total of four stages, but this is merely an example, and it goes without saying that any number of stages may be used if necessary.
[0041]
In the above description, the conductive portion is provided on the inner protective plate 8a. However, in order to accurately detect the wear of the tail seal 7t (7), if necessary, the inside of the seal body 10 or It may be provided on the external protection plate 8b. Instead of providing the dummy seal directly on the inner protective plate 8a or the like, a dummy plate provided with a conductive portion in a plate shape may be separately prepared and attached later to the tail seal 7t (7).
[0042]
In the above description, the conductive part is described as an example of detecting the wear state in multiple stages. However, if only the replacement time is to be detected, the conductive part is arranged so as to detect the limit point, and the one-stage detection is performed. Needless to say, this may be done. This has the advantage that simpler wear detection can be achieved.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the tail seal of the shield excavator of the present invention and the method of detecting its wear, it is possible to easily detect the amount of wear even during excavation in the tunnel, Since it is possible to know the appropriate replacement time, early replacement of the tail seal is not required, which is economical, and it is possible to replace the tail seal while the wear and tear and damage of the tail seal are small, enabling safe tunnel construction. It works.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial sectional explanatory view showing a schematic configuration of a shield excavator provided with a tail seal of the shield excavator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view as viewed from A in FIG.
FIG. 3 is an explanatory axial sectional view showing a state after and before installation of a tail seal segment of the shield excavator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a tail seal of a shield excavator according to the present embodiment and a first modified example thereof in a direction D in FIG. 3B.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a second modified example in a direction D in FIG. 3B.
[Explanation of symbols]
1 shield excavator
3 Shield body (shield excavator body)
4 Skin plate
7,7t tail seal
8a Internal protection plate (thin plate member)
8d telescopic joint
9, 90 conductive part (electrical conductor)
9a, 9b, 9c Conducting wire (conductive wire)
9d, 90d lead wiring
9e Telescopic part
10. Seal body
12 Connection terminals (connection terminals)
21 segments
90a, 90b, 90c Resistance wire (electric resistance member)
90e elastic part
C gap

Claims

In a shield excavator that excavates while assembling segments into a cylindrical shape from the inside of a shield excavator body covered with a cylindrical skin plate toward the rear, a shield for sealing a gap between the segment and the skin plate An excavator tail seal wear detection method,
At a predetermined position of the tail seal, an electric conductor whose resistance changes according to wear of the tail seal is provided,
A method for detecting a wear of a tail seal of a shield excavator, wherein a wear state of the tail seal is detected by measuring a resistance change of the electric conductor.

In a shield excavator that excavates while assembling segments into a cylindrical shape from the inside of a shield excavator body covered with a cylindrical skin plate toward the rear, a shield for sealing a gap between the segment and the skin plate An excavator tail seal,
An electric conductor whose resistance changes according to wear of the tail seal,
A tail seal for a shield excavator, comprising: a connection terminal for detecting a change in resistance of the electric conductor.

The tail seal includes a thin plate member fixed to the skin plate and pressed against the outer peripheral surface of the segment by contacting a distal end thereof,
The tail seal of a shield excavator according to claim 2, wherein the electric conductor is provided in close contact with the thin plate member in the vicinity of the distal end portion of the thin plate member.

The shield excavator according to claim 3, wherein each of the electric conductors includes the connection terminal individually, and includes at least one conductive wire that is provided so as to be disconnected by wear of the thin plate member. Tail seal.

The tail of a shield excavator according to claim 3, wherein the electric conductor comprises an electric resistance member provided to change an electric resistance value between the connection terminals due to wear of the thin plate member. sticker.