JP2016160723A - トンネル掘削機のテールシール - Google Patents

Abstract

【課題】 地中を掘進するトンネル掘削機のテールプレートに備え付けられる、耐久性が高く、裏込め注入を確実に行うことが可能なブラシ型テールシールを提供すること。【解決手段】 トンネル掘削用のシールド機のテールシールにおいて、束ねられたテールブラシのテールシール固定部断面の外径側または内径側に、充填材がトンネル掘削機の断面周方向にわたり設けられた流通可能な間隙から前記テールブラシ内にトンネル掘削機軸方向へ上記充填材が通過可能な管部材を配置するとともに、この管部材の一端を前記テールブラシ側面に臨ませ、前記充填材をテールブラシの外部から前記テールブラシ内へ、前記管部材を通して充填可能にした。この構成によれば、充填材としての充填材がテールブラシの外部からテールブラシ内へ確実に供給されるから、シール機能が妨げられることはなく、トンネル掘削機の性能を保つことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル掘削機において特に耐久性の高いブラシ型テールシールに関するものである。

従来における、シールド工法によるトンネル掘削機（以下、「シールド機」という）のテールシールとしては、例えば特許文献１（特開平０９−１２５８８１号公報）に開示されたものがある。この技術では、ワイヤブラシ材の基部を断面Ｕ字形のブラシ締結金具で挟着固定してシールブラシを形成するようにしている。具体的には、上記ブラシ材をばね板からなる外側ブラシ保護板と内側ブラシ保護板で挟み、シールブラシの基部と内外側保護板の基部とを断面Ｕ字形のテールシール取付金具内に保持し、これをシールド機のテールプレート内周面に取り付ける構成を採用している。Ｕ字形のテールシール取付金具内から延伸する上記ブラシ材の先端部を上記保護板の弾力で、シールド機の掘進により上記テール部から現れるセグメントの外周面に加圧接触してシール機能を発揮する。さらに、グリースを主体とし、繊維等を混合したシーラ材をシールブラシに塗布したり、特許文献１の図５に示された注入空隙１１９ａ、１１９ｂに充填したりして止水効果を発揮させている。シーラ材を塗布或いは充填する箇所及びタイミングは、シール機を発進直前にワイヤブラシの表面へ塗布したり内部へ充填する。ブラシ間には注入装置により掘進中にシーラ材を間欠的に充填している。

特開平０９−１２５８８１号公報

セグメント外径部は、シールドの掘進に伴い、最大約テールクリアランスＣｒの２倍の距離をシールドの直径方向に移動する。しかもセグメントは必ずしもシールド筒体と平行とはならない。そして、上述のように移動してもテールシールの可動部は常にセグメント外径部に対して湾曲（撓み変形）して密着し、セグメント外径部とシールドのクリアランスを密閉しなければならない。また、テールシール可動部がセグメント外径面に密着する場合、テールクリアランスの変化に伴い湾曲度合いが変わるので、テールシール可動部は体積変化を生じ、ワイヤブラシの間隙度合い（疎密度）も変化する。

また、セグメント外径面とテールシールとのクリアランスが大きくなると、ワイヤブラシの密度がより疎となり、セグメント外径部への押し付力も低下し、止水性が減少する。このときテールボイドからの地下水や裏込め注入材が侵入すると、ワイヤブラシ内にも侵入して裏込め材が固結する。この固結により可動性（可撓性）が低下し、セグメント外径部の移動に対して追随できなくなり、テールシールワイヤの損傷や逸脱が生じる。発進直前に塗布したり、ブラシ内に充填された充填材は、掘進にしたがいテールシール間の充填材が漏出してしまう。さらに、掘進中はワイヤブラシ内に充填材の供給をすることはない。このため、シールド機内へ地下水や裏込め注入材が漏出し、裏込め注入材がワイヤブラシ内で固結する。これにより地下水とともに地山の土砂や裏込め材がシールド機の内部へ漏出するようになり、地盤沈下を生じ、掘進が不可能になる場合も生じる。

特許文献１における従来例の図４および図５において、掘進中にテールプレート１０９内の注入管１２１から前後のテールシールの間に形成される注入空隙１１９ａ、１１９ｂに充填されたテールシールグリース或いはシーラー材と呼ばれる充填材は、内側ブラシ保護板に遮蔽されているので、テールシール可動部の内部に浸透しにくく、テールシール可動部の端面とセグメント外径部の接触面からテールボイドへ漏出する。さらに、セグメント間の継ぎ目に沿って形成された面取り溝（図示していない）を経由して漏れ出す。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、地中を掘進するトンネル掘削機に備え付けられる、耐久性が高く、トンネル掘削機が掘進中であっても機内からテールシールのワイヤブラシ内に充填材を確実に注入可能なブラシ型テールシールを提供することである。

本発明は、トンネル掘削機のテールシールにおいて、束ねられたテールブラシのテールシール固定部断面の外径側または内径側に、充填材がトンネル掘削機の断面周方向にわたり設けられた流通可能な小室から前記テールブラシ内にトンネル掘削機軸方向へ上記充填材が通過可能な管部材を配置するとともに、この管部材の一端を前記小室に臨ませ、前記充填材をテールブラシの外部から前記テールブラシ内へ、前記管部材を通して充填可能にしたことを要旨とする。

この構成によれば、充填材がテールブラシの外部からテールブラシ内へ確実に供給されるから、シール機能が妨げられることはなく、シールド機の性能を保つことができる。

上記特徴を有するテールシールの他の態様として、シールド機のテールプレートとセグメント間のクリアランスをワイヤーブラシによりシールするブラシ型テールシールを、テールプレートに取付け固定されたテールシール取付部材と、テールシール取付部材の内部に保持されてテールプレート内側へ延伸するワイヤーブラシと、テールシール取付部材の内面と、当該テールシール取付部材の内部に保持されたワイヤブラシとの間に形成された小室と、テールプレートに設けられテールプレートの外部から前記小室へワイヤーブラシ充填材を供給する充填材供給部材と、前記小室に接続してワイヤーブラシ内に配置され、前記小室から前記ワイヤブラシ内にワイヤーブラシ充填材を放出するブラシ内充填手段と、により構成したことを要旨とする。

また、ワイヤーブラシを緊密に固定する態様として、前記テールシール取付部材の内部には断面が「コ」字形に形成されたワイヤーブラシないしはワイヤーブラシ群を締結固定するブラシ締結部材が設けられ、前記小室は前記ブラシ締結部材の上側及び下側にそれぞれ設けられた外室及び内室から成り、前記テールシール取付部材の内面と前記ブラシ締結部材との間には前記外室と内室とを連通する「コ」字形の連通溝を有し、前記ブラシ内充填手段の一端は前記小室のワイヤブラシ面に臨ませるとともに、他端は前記ワイヤブラシ内に配設されている、ことを要旨とする。

さらに、ワイヤーブラシ充填材を充填材供給源からワイヤーブラシへ送るワイヤーブラシ充填材の供給系統の態様として、テールプレートのテールシール取り付け部位にテールプレートとは別体に設けられた固定部材と、テールプレートの内部に延びる充填材導入管と、前記固定部材の内部に円周方向に延びて設けられ、充填材供給部材の先端に接続された周方向連通管と、周方向連通管と前部テールシールとの間に接続された第１の連通管と、から構成されることを要旨とする。
さらにまた、テールシール取付部材の内面と、当該テールシール取付部材の内側に保持されたワイヤブラシとの間に、離隔保持補助具を設けることにより形成された小室を有することを要旨とする。

本発明によれば、充填材がテールブラシの外部からテールブラシ内へ確実に供給されるから、シール機能が妨げられることはなく、シールド機の性能を高性能に保つことができる。

また、裏込め材がワイヤーブラシに侵入しても、ブラシのワイヤーはワイヤーブラシ充填材が付着しているので、裏込め材のワイヤーへの付着を最小限に抑えることができる。或いは、裏込め材がワイヤーブラシから剥離しやすくワイヤーブラシ同士が固結することも防止される。

上記のような利点により、本発明は、テールシールとしての機能を長期間（期間）にわたって保持することができ、またテールシール自身の耐久性を維持することができるから、シールド機による長距離掘進が可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るテールシールが適用されるシールド機の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシールド機のテールプレート部のシールド軸方向の部分断面図である。 図２のＮ−Ｎ矢視方向に見た断面図である。 前記第１の実施の形態のテールシールの第１の変形例を示す断面図である。 前記第１の実施の形態のテールシールの第２の変形例を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るシールド機のテールプレート部のシールド軸方向の部分断面図である。 図５のＰ−Ｐ矢視方向に見た断面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。図１は、本発明のテールシールが適用されるシールド機の概略構成を示す断面図である。図１において、符号１はシールド機、２はシールド機１の前端部に取り付けられたカッター、３はシールド機内部の空間を形成するスキンプレート、４はスキンプレート３の後方に設けられ、シールド機１の後方でセグメントを組み立てるための空間を確保するテールプレート、５はテールプレート４の内周面の全周に環状に設けられたワイヤーブラシである。この実施の形態におけるワイヤブラシ５に関しては、ワイヤブラシ５ａ、５ｂが２列にわたって設けられている。また、図１において、６は地山、７はセグメントであり、またＢで示す部分はテール部である。

かかる構成において、シールド機１の前面の地山６をカッター２により掘削しつつ、シールドジャッキ（図示せず）を既設のセグメント７に反力をとり、伸長してシールド機１を所定の距離だけ前進させる。前進に伴いテールボイド１７‘に裏込め材１７が充填される。次に、シールドジャッキを縮小して、この空間に既設セグメント７に連結して新しいセグメントを筒状に組み立てる。この新たなセグメント７から反力をとってシールド機１が掘進方向Ａへ推進する。シールド機１後方のテールプレート４の内側に設けたワイヤブラシ５ａ、５ｂは、４と、セグメント７との間から裏込め材１７、あるいは地下水、泥水などがシールド機１内に侵入することを防ぐためのものである。

実施の形態１
次に、本実施の形態のテールシール構成について説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係るシールド機のテールプレート４の部分のシールド軸方向の部分断面図である。また、この図は図１におけるテール部Ｂの拡大図である。図３は、図２においてＮ−Ｎ矢視方向に見た断面図である。図２及び図３において、符号２０はテールシールを表す。テールシール２０は前後に２段装備されて、前部テールシール２０ａと後部テールシール２０ｂが装着されている。前部テールシール２０ａと後部テールシール２０ｂは同じ構造及び機能を有するから、以下の説明では前部テールシール２０ａを代表させ、テールシール２０として説明する。

テールシール２０はテールシール取付金具９によりテールプレート４の内面とその固定部４ａに溶接等により固定取付けされる。テールシール取付金具９は、図２に示されているように、断面がシールド機１の後方へ向けて開口する略コ字状の凹形状に成形されており、凹部内にはワイヤーブラシ５の根本部位を束にして締め付け固定するブラシ締結金具８が配置されている。よって、この明細書でではワイヤーブラシ及び後述のワイヤーブラシ群を「ワイヤーブラシ」の名称で表すものとする。ブラシ締結金具８は、図２に示されているように、断面が略Ｃ字状の凹形状に成形されており、凹部内にはワイヤーブラシ５の根本部位が配置され、Ｃ字形凹部の開口においてワイヤーブラシ５の根本部位を強力に締め付けている。ブラシ締結金具８のＣ字形凹部の開口部分とテールシール取付金具９との間には離隔保持部材１１が設けられ、ブラシ締結金具８とテールシール取付金具９との間を離間させ空間を確保している。離隔保持部材１１はブラシ締結金具８に溶接により固定される。

ワイヤーブラシ５は複数のワイヤーを束ねて成り、１本のワイヤーについてみると、当該ワイヤー（細い針金体）を長手方向の略中央部で２つ折りに折り畳み、２つ折りされ、複数のワイヤーを、折畳み部（これが上記「根本部位」になる）で結束してワイヤーブラシ５が構成されている。ワイヤーブラシ５は、密集したワイヤーが図２の紙面と平行な方向に延伸されて成る。なお、後述の図４のように２つ折りされた多数のワイヤーを薄鉄板などでカシメたワイヤー束をトンネル掘削機の直径方向に２段或いは３段に重ねたテールブラシ群（なお、このテールブラシ群もテールブラシと称する）をまとめて取付金具で一体化することもある。

テールシール取付金具９の凹部のブラシ締結金具８よりも開口側にはワイヤーブラシ５を保護するブラシ保護部材２１が取り付けられている。このブラシ保護部材２１は、テールシール取付金具９の凹部天井部分と底部分に取り付けられた２枚の板材から成り、２枚の板材が凹部開口からシールド機１の後方へ向けて延びるとともに、開口付近においてシールド機１の半径方向内方へ向けて「く」の字状に折れ曲がって内側ブラシ保護板２１ａと外側ブラシ保護板２１ｂとなっている。

ワイヤーブラシ５はブラシ保護部材２１の内部に収納されるとともに、その先端部分は内側ブラシ保護板２１ａと外側ブラシ保護板２１ｂの先端よりも先方まで延びている。ワイヤーブラシ５は上述のように設置されることにより、１本１本のワイヤーが独立にセグメント７の外径面に強力に接触して裏込め材１７や地下水の侵入を防止している。

以上、ワイヤーブラシ５、ブラシ締結金具８及びブラシ保護部材２１により構成されたテールシール２０は締結ピン１４の結合によりテールシール取付金具９に取付け固定される。この締結ピン１４により取付け固定した部分はテールシール２０がテールシール取付金具９に対して特に緊密に結合する部分でありテールシール固定部を形成する。

テールプレート４内の外壁に近接した部分にはワイヤーブラシ５に充填材を供給するための充填材供給管１８が形成されている。なお本発明においては、充填材は、ワイヤーが束になったワイヤーブラシ５の内部に充填されるから、本実施の形態では例えばオイル或いはグリースや膨潤したベントナイトや高分子吸水材との混合体などの流動体から成る充填材のことを特に「ワイヤーブラシ充填材」と称する。また、テールプレート４内の内壁部分に取り付けられたテールシール取付金具９内には、上述したブラシ締結金具８の構造が断面Ｃ字状を有することにより、テールシール取付金具９と、ブラシ締付金具８と、締結ピン１４を結合したテールシール固定部との間には、ブラシ締付金具８の上部に外室１２ａが形成される一方、ブラシ締付金具８の下部に内室１２ｂが対称的に形成されている。

外室１２ａと内室１２ｂは、ブラシ締付金具８とテールシール取付金具９との間においてブラシ締付金具８の前方側を回って延びる連通溝１２ｃにより連結される。または、外室１２ａと内室１２ｂは、両室１２ａ、１２ｂ間に連結された連通管１２ｄ連結される。外室１２ａと充填材供給管１８との間にはテールプレート４を外壁側から内壁側へ延びる注入孔１８ａが形成されている。注入孔１８ａはテールシール取付金具９を貫通して延び、外室１２ａと充填材供給管１８とを連通させている。したがって、ワイヤーブラシ充填材ｇは、充填材供給管１８から注入孔１８ａを経由して外室１２ａに充填され、さらに連通溝１２ｃまたは連通管１２ｄを経由して内室１２ｂへも充填される。

さらに、ワイヤーブラシ５の内部にはブラシ内充填管１０が配置されている。ブラシ内充填管１０は一端（基端）が外室１２ａに連通し、他端（先端）はワイヤーブラシ５の内部、すなわち、ワイヤーブラシ５を構成する複数のワイヤーの束の内部へ開口し、ワイヤーブラシ５内へワイヤーブラシ充填材ｇを放出する吐出孔１０ｂとなっている。なお、変更例として、ブラシ内充填管１０の上記一端（基端）は内室１２ｂに連通する構成を採用しても良いし、或いはブラシ内充填管１０の上記一端（基端）部分を分岐構造とし、片方の一端は外室１２ａに連通させる一方、他方の一端は内室１２ｂに連通する構成を採用しても良い。

さらには、ブラシ内充填管１０を２本配設し、一方のブラシ内充填管（１０ａとする）の一端は外室１２ａに連通させる一方、他方のブラシ内充填管（１０ｂとする）の一端は内室１２ｂに連通させる構成を採用しても良い。上記いずれの変更例としても、ブラシ内充填管１０の他端（先端）はワイヤーブラシ５の内部へ開口していることは共通である。したがって、ワイヤーブラシ充填材ｇは、上述のようにして外室１２ａに充填された後、この外室１２ａからブラシ内充填管１０を通してワイヤーブラシ５の内部へ供給されるようになっている。なお、図２中、符号１５は止水材充填室であり、前部テールシール２０ａと、後部テールシール２０ｂと、セグメント７の外径面とで形成され、配給管（図示していない）を経て止水材が充填される空間（室）である。

図４（ａ）は、本第１の実施の形態のテールシールの第１の変形例を示す断面図である。図４（ａ）に示されたテールシールの変形例２０ｃはワイヤーブラシ５を上、中、下の３段重ねに配置した例であり、上段ブラシ５ｄと、中段ブラシ５ｅと、下段ブラシ５ｆとを有している。そしてこのテールシール２０ｃでは、重ねたブラシ５ｄ、５ｅ、５ｆの上下に、それぞれ離隔保持部材１１を２個ずつ設置して、外室１２ａ、内室１２ｂを確保している。またブラシ内充填管１０は、上段ブラシ５ｄ、中段ブラシ５ｅ、下段ブラシ５ｆのそれぞれに対応して、上段ブラシ内充填管１０ａ、中段ブラシ内充填管１０ｂ、下段ブラシ内充填管１０ｃが設けられている。上段ブラシ内充填管１０ａは、上段ブラシ５ｄの内部の後方まで延伸配管してあり、中段ブラシ内充填管１０ｂおよび下段ブラシ内充填管１０ｃはそれぞれ、中段ブラシ５ｅと下段ブラシ５ｆのそれぞれの内部まで充填できるように、長さを変えて配管している（図４（ａ）中、破線部分は、中段ブラシ内充填管１０ｂを示す）。

図４（ｂ）は、本第１の実施の形態のテールシールの第２の変形例を示す断面図である。図４に示されたテールシール変形例２０ｄは、図４（ａ）と同様にワイヤーブラシ５を上、中、下の３段重ねに配置し、中段に設けられた中段ブラシ５ｅの前部に前室１２ａを設け、前室１２ａに接続する中段ブラシ内充填管１０ｂを設け、上、中、下段のブラシ５ｄ、５ｅ、５ｆに独立してブラシ内充填管１０ａ、１０ｂ、１０ｃを設けた例である。充填材ｇの種類により、充填性の良い材料の場合は、前室１２ａと、前室１２ａに接続する中段ブラシ内充填管１０ｂのみで上、中、下段のブラシ５ｄ、５ｅ、５ｆ内に充填する場合もあり、その場合は、上段及び中段のブラシ内充填管１０ａ、１０ｃを省略することもできる。

動作説明
以上の構成を有するテールシール２０について、以下、動作を説明する。掘進作業によりシールド機１が前進するにしたがって、テールプレート４の内部ではセグメント７の組み立てが行われる。その間、充填材供給管１８にはワイヤーブラシ充填材ｇが常に加圧された状態で供給され、このブラシ充填材ｇは、注入孔１８ａ、外室１２ａ及び（または）内室１２ｂを通ってブラシ内充填管１０へ供給され、ワイヤーブラシ５の内部に内挿して設置されたブラシ内充填管１０の端部の吐出孔１０ｂからワイヤーブラシ５内へ充填される。

よって、ワイヤーブラシ充填材ｇはワイヤーブラシ５の間隙に効果的に充填される。これにより、ワイヤーブラシ充填材ｇは、裏込め材１７がワイヤーブラシ内に侵入することを防止し、裏込め材１７がワイヤーブラシ内で固結することを防止する。そのために、ワイヤーブラシ充填材ｇは、裏込め材１７の注入圧より高い圧力で注入されることが好ましい。ワイヤーブラシ充填材としては、ブラシワイヤの鋼繊維間への充填性が良好で、裏込め材１７に対して剥離性の良いものが好ましい。テールシール取付金具９ａの両隣の端面部には、水密性のパッキングを取り付け、或いは水密性接着剤を塗布してワイヤーブラシ充填材ｇの漏出を防止すると好適である。

テールシールの実施例説明
テールシール２０の実施例（具体例）についてさらに説明する。図３に示すように、テールシール取付金具９の断面は台形状を呈する。このユニット１つの幅はおよそ１０〜３０ｃｍ（センチメートル）である。台形形状は、シールド外径、テールシール取付金具９の幅、高さにより異なる。矩形断面では外側に間隙が生じ、例えば１３ｍ（メートル）程度の外径のシールド機で、２〜３ｍｍ（ミリメートル）の間隙が生じる。ワイヤーブラシ充填材ｇがこの間隙から漏出することとなる。したがって、テールシール取付金具９の断面は台形形状に形成することにより両隣のテールシール取付金具９と密着して取り付けることができる。テールシール取付金具９のテールシール取付金具端面部９ａにパッキングを取り付け、或いは接着剤を塗布して、さらに水密性を確保すると好適である。テールシールの可動部７の曲り度合いに応じてワイヤーブラシ５の間隙が変化するが、圧入して充填されているワイヤーブラシ充填材ｇの体積が変化することにより常に充填された状態が維持される。連通管１６ｂ及び連通溝は、いずれか、或いは両方を設け、外室１２と内室１３のワイヤーブラシ充填材ｇの流通を確保する。ブラシ内充填管１０の基端部は係止金具１０ａによりワイヤーブラシ５に固着され、ブラシ内充填管１０がワイヤーブラシ５に埋没することを防止すると良い。

テールシール２０はワイヤーブラシ５及び保護板２１ａ、２１ｂを含めて先端部分の全体が外力を受けて湾曲可能なテールシール可動部１３となっている。テールシール可動部１３は、当該部分がラインａに密着する場合と、ラインｂに密着する場合とで、湾曲度合いが変わるので、テールシール可動部７のワイヤーブラシ同士の間隙度合い（疎密度）が変化する。なお、ラインａ、ラインｂは、ワイヤーブラシ５が接触（或いは密着）するセグメント７の外面のレベル位置の変化を表す。例えば、テールシール可動部１３の密着位置がラインａからラインｂに変化すると、ワイヤーの密度がより疎になるが、本発明によると、常にワイヤーブラシ充填材ｇが当該テールシール可動部７に充填され、且つワイヤーブラシ充填材ｇは掘進中に連続的或いは間欠的にワイヤーブラシ５中に供給される。図２中において、符号ｆはワイヤーブラシ充填材ｇの流れを表す。これにより、裏込め材１７がワイヤーブラシ５内に侵入して固結することが困難になるので、裏込め材１７の固結が生じず、セグメントの外径部を押し付ける力も低下せず、止水性が低下することがなくなる。

シールド機１が掘進するとき、シールド機１は蛇行やその修正、曲線施工、姿勢制御を行うので、セグメント外面が相対的に前部固定部２ａ、後部固定部２ｂに近接或いは離反することがある。前後のテールシール可動部７は、セグメント外径面に強く押接して、裏込め材１７や地下水の侵入を防止する。シールド機の発進の直前、掘進中、掘進休止中、そして目的地点に到達するまで、ワイヤーブラシ充填材ｇを供給することが可能となる。

以上により、シールド機１の掘進中においても、充填材圧入装置（図示していない）によりワイヤーブラシ充填材ｇが充填材供給管１８、外室１２ａ、内室１２ａを経由してブラシ内充填管１０の先端の吐出孔１０ｂより常に一定の圧力を維持して吐出され、テールシール可動部１３内のワイヤーブラシ５のワイヤー間隙に充填される。よって裏込め材１７がワイヤーブラシ内へ侵入することを有効に防止することができる。また、最悪、裏込め材１７が侵入しても、ブラシのワイヤーはワイヤーブラシ充填材が付着しているので、裏込め材１７のワイヤーへの付着性が小さくなり、裏込め材１７がワイヤーブラシから剥離しやすくワイヤーブラシ同士が固結することも防止される。このような作用により、本発明は、テールシールとしての機能を長時間（期間）にわたって保持することができ、またテールシール自身の耐久性を維持することができるから、シールド機による長距離掘進が可能となる。

実施の形態２
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係るシールド機のテールプレート３０の部分のシールド軸方向の部分断面図である。また、この図は図１におけるテール部Ｂの拡大図である。図６は、図５においてＰ−Ｐ矢視方向に見た断面図である。図５及び図６において、符号３０はテールシールを表す。第２の実施の形態に係るテールシール３０は第１の実施の形態とほぼ同じ基本構成を有し、機能も第１の実施の形態と同様であるから、図２、図３において、同一部材には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

第１の実施の形態と第２の実施の形態とが異なる点は、ワイヤーブラシ充填材ｇの供給系統が異なることである。すなわち、第１の実施の形態では、ワイヤーブラシ充填材ｇの供給系統は、テールプレート内の外壁に近接して設けられた充填材供給管１８と、これに接続された注入孔１８ａと、外室１２ａ及び内室１２ｂと、外室１２又は内室１２ｂとワイヤーブラシ５内部との間に配置されたブラシ内充填管１０とによって構成されている。

これに対して、第２の実施の形態では、ワイヤーブラシ充填材ｇの供給系統は、テールプレート４の内部に延びる充填材導入管５０と、テールプレート４の前部に取り付けられた前部固定部４ｃの内部に円周方向に延びて設けられ、充填材導入管５０の先端に接続された周方向連通管５２ａ、５２ｂと、同じくテールプレート４の後部に取り付けられた後部固定部４ｄの内部に円周方向に延びて設けられた周方向連通管５２ｃと、周方向連通管５２ａと前部テールシール２０ａとの間に接続された第１の連通管５３ａと、周方向連通管５２ｂから、テールプレート４の内部を通って後部テールシール２０ｂ方向へ延びる充填材供給管５５と、充填材供給管５５と周方向連通管５２ｃとの間に接続された第２の連通管５３ｂと、周方向連通管５２ｃと後部テールシール２０ｂとの間に接続された第３の連通管５３ｃとから構成される。

充填材導入管５０は２本の別系統の管から構成され、一方の管は周方向連通管５２ａに接続され、他方の管は周方向連通管５２ｂに接続されることが好ましい。しかし、この構成に限るものではなく充填材導入管５０を１本の管から構成し、その先端部分（下流側端部）は分岐構造となっており、分岐の一方は周方向連通管５２ａに接続され、分岐の他方は周方向連通管５２ｂに接続されるようにしてもよい。充填材供給管５５は、セグメント７の組み立て部分に対応するテールプレート４の内面内に複数本設けられる。この充填材供給管５５は、テールプレート４内部において調整板５６を介して取り付けられる。調整板５６は、シールド機１が円形断面を有する場合、テールプレート４の内面が曲面であるのに対し、テールシール取付金具９が台形（もしくは矩形）の平面であるので、上記曲面と平面の調整をするものである。よって、シールド機１が矩形断面を有する場合は、必ずしも調整板５６は必要ではない。

これにより、ワイヤーブラシ充填材ｇの供給源からポンプ（いずれも図示していない）により送られたワイヤーブラシ充填材ｇは前部テールシール２０ａ及び後部テールシール２０ｂへと供給される。それぞれのテールシール２０ａ、２０ｂに供給された後のワイヤーブラシ充填材ｇの流れは第１の実施の形態において説明したのと同じである。また、充填材供給管５５はテールシールのユニット２０ａ、２０ｂ毎に設ける必要はなく、テールシールユニット数個毎に設けることができる。

このように、第２の実施の形態では、充填材供給管５５がテールプレート４の内面に取り付けられているため、第１の実施の形態におけるようにテールプレート４を機械加工する必要がなく、工費の低減を図ることが出来、また、トンネル掘削機の製作工期の短縮を図ることができるという利点がある。特に大断面シールド機では、この有利性が顕著となる。後部固定部４ｄには周方向連通管５２ｃを機械加工により形成する必要があるが、後部固定部４ｄを適宜短い部材（或いは小型部材）にして、これを適宜削孔機械により加工して周方向に組立て溶接すれば製作が容易であり、上記有利性が得られる。

本発明によれば、ブラシ内充填管によりワイヤーブラシ充填材がテールブラシの外部からテールブラシのワイヤー間隙に充填され、裏込め材がワイヤーブラシ内へ侵入することを有効に防止する。また、最悪、裏込め材が侵入しても、ブラシのワイヤーはワイヤーブラシ充填材が充填され、ワイヤー表面に付着しているので、裏込め材のワイヤーへの付着性が小さくなり、裏込め材がワイヤーブラシやーから剥離しやすくワイヤーブラシ同士が固結することも防止されるという有用性がある。

１ シールド機
２ カッター
３ スキンプレート
４ テールプレート
５ ワイヤーブラシ
５ａ，５ｂ， 前部テールシール、後部テールシール
６ 地山
７ セグメント
８ ブラシ締結金具
９ テールシール取付金具
１０ ブラシ内充填管
１１ 離隔保持部材
１２ａ 外室
１２ｂ 内室
１４ 締結ピン
１５ 止水材充填室
１６ｂ 連通管
１７ 裏込め材
２０，２０ａ、２０ｂ テールシール
５０ 充填材導入管
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 周方向連通管
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ 連通管
５５ 充填材供給管
５６ 調整板

Claims (4)

1. シールド機のテールプレートとセグメント間のクリアランスをワイヤーブラシによりシールするブラシ型テールシールにおいて、
   テールプレートに取付け固定されたテールシール取付部材と、
   テールシール取付部材の内部に保持されてテールプレート内側へ延伸するワイヤーブラシと、
   テールシール取付部材の内面と、当該テールシール取付部材の内部に保持されたワイヤブラシとの間に形成された小室と、
   テールプレートに設けられテールプレートの外部から前記小室へワイヤーブラシ充填材を供給する充填材供給部材と、
   前記小室に接続してワイヤーブラシ内に配置され、前記小室から前記ワイヤブラシ内に充填材を放出するブラシ内充填手段と、
   から成る
   ブラシ型テールシール。
2. 前記テールシール取付部材の内部には断面が「コ」字形に形成されワイヤーブラシを締結固定するブラシ締結部材が設けられ、
   前記小室は前記ブラシ締結部材の上側及び下側にそれぞれ設けられた外室及び内室から成り、
   前記テールシール取付部材の内面と前記ブラシ締結部材との間には前記外室と内室とを連通する「コ」字形の連通溝を有し、
   前記ブラシ内充填手段の一端は前記小室のワイヤブラシ面に臨ませるとともに、他端は前記ワイヤブラシ内に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のブラシ型テールシール。
3. ワイヤーブラシ充填材を充填材供給源からワイヤブラシへ送るワイヤーブラシ充填材の供給系統は、
   テールプレートのテールシール取り付け部位にテールプレートとは別体に設けられた固定部材と、
   テールプレートの内部に延びる充填材導入管と、
   前記固定部材の内部に円周方向に延びて設けられ、充填材供給部材の先端に接続された周方向連通管と、
   周方向連通管と前部テールシールとの間に接続された第１の連通管と、
   から構成されることを特徴とする請求項１に記載のブラシ型テールシール。
4. テールシール取付部材の内面と、当該テールシール取付部材の内側に保持されたワイヤブラシとの間に、離隔保持補助具を設けることにより形成された小室を有することを特徴とする請求項１に記載のブラシ型テールシール。

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