JP2607374Y2 - シールド掘進機のテールシール構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はシールド掘進機のテール
シール構造に係り、特に止水性を高められる新規なテー
ルシール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールド掘進機のテール部には
テールシールが備えられ、側部地山からの地下水や、セ
グメントと地山との空隙に充填された裏込め材（モルタ
ル等）がシールド機内に流入するのを阻止するようにな
っている。

【０００３】図５に示すようにこの種のテールシール
は、シールドフレームａの後端に設けれたテールプレー
トｂに、掘進方向に間隔を隔てて複数段（図例にあって
は二段）形成されたワイヤブラシｃと、これらワイヤブ
ラシｃ間に止水用の充填材ｄ（パテグリース等）を注入
するための注入管ｅとから構成されている。

【０００４】上記ワイヤブラシｃは、テールプレートｂ
の内面に溶接されたコ字状のベースプレートｆを介し
て、テールプレートｂの内壁に沿って取り付けられてお
り、その先端側がワイヤブラシｃを挟む薄鋼板ｇにより
途中で折り曲げられてセグメントｈの外面に摺接するよ
うになっている。

【０００５】他方、上記注入管ｅは、機本体（図示せ
ず）からシールドフレームａの外壁に沿ってワイヤブラ
シｃ，ｃの略中間位置まで延長され、テールプレートｂ
に穿たれた注入口ｉからセグメントｈとテールプレート
ｂとワイヤブラシｃ，ｃとで区画された空間内に止水用
の充填材ｄを注入するものである。

【０００６】この構成によれば、上記空間内に充填され
た充填材ｄおよびワイヤブラシｃが協同してシール効果
を発揮し、もって地山側ｊから機内への地下水，土砂，
裏込め材等の侵入が阻止される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】ところで近年、海底横
断トンネルなど大深度・長距離トンネルの需要が高ま
り、高水圧（海水圧）あるいは高地圧の条件下でシール
ド掘進を行うケースが増加してきている。この場合、従
来のワイヤブラシｃおよび充填材ｄによるシールでは、
その止水性および耐圧性が不足する虞れがある。この対
策として、ワイヤブラシｃのブラシ幅ｋ（シール幅）を
厚くすることが考えられる。

【０００８】しかし、上記ワイヤブラシｃは、そのブラ
シ幅ｋを決定する根元部ｃ₁ がテールプレートｂの内側
にシールドフレームａの径方向に積層されて取り付けら
れているので、これ以上ブラシｃ₁ の積層厚さｌを大き
くすると、ワイヤブラシｃを途中で径方向内方へ折り曲
げることができなくなり、シール機能が著しく低下して
しまう。すなわち、上記ワイヤブラシｃは、現状ですで
に略目一杯のブラシ幅ｋとなっており、これ以上ブラシ
幅ｋを厚くすることが困難である。

【０００９】なお、テールクリアランスｍを大きくすれ
ばこの問題は解決するが、これではトンネル有効径（セ
グメント径）が小さくなってしまい、現実的でない。

【００１０】以上の事情を考慮して創案された本考案の
目的は、テールクリアランスを大きくすることなくブラ
シ幅（シール幅）を厚くでき、止水性を高めることがで
きるシールド掘進機のテールシール構造を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の考案は、シールドフレームとセグメントと
の間のテールクリアランスをワイヤブラシによって止水
するテールシール構造において、シールドフレームのテ
ールプレートの後端に、シールドフレームの軸方向に延
出されたリング状の底板と底板の内面両端に設けられた
内板と外板からなるワイヤブラシ取付座を設け、該ワイ
ヤブラシ取付座の内板と外板間の内面に、多数本のワイ
ヤブラシを、シールドフレームの径方向内方に向けて、
セグメントに対してほぼ直角に当たるように設けると共
に掘進方向にメッシュを介して多層に積層させて設け、
そのワイヤブラシとメッシュの長さを掘進方向の前方か
ら後方にかけて順次長くすると共にワイヤブラシ取付座
の前方の内板に対して後方の外板を短く形成したシール
ド掘進機のテールシール構造であり、請求項２の考案
は、ワイヤブラシ取付座の掘進方向側に、カーブ時の支
点となるワイヤブラシ保護用突起を設けた請求項１記載
のシールド掘進機のテールシール構造である。

【００１２】

【作用】上記構成のテールシール構造によれば、ワイヤ
ブラシの根元部をシールドフレームの軸方向に沿って取
り付けられるので、テールクリアランスとは全く無関係
にそのブラシ幅（シール幅）を厚くできると共に、多数
本のワイヤーブラシを軸方向に積層するに当たってメッ
シュを介設することで、層間でブラシ同士絡み合うこと
を防止して、層間のワイヤーブラシが独立して屈曲でき
るため、これによりブラシ幅を自在に設定できる。ま
た、ワイヤブラシの長さが掘進方向から後方かけて順次
長くし、ワイヤブラシ取付座の外板を内板に対して短く
しているので、かかるワイヤブラシをセグメントに押し
付けて掘進方向後方に撓ませたときに、前方に対して後
方のワイヤブラシがより撓みやすくなっており、これに
より先端部分が全てセグメントに接触し、シール性が高
まる。

【００１３】

【実施例】以下に本考案の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１４】図１はシールド掘進機のテール部１の側断
面図である。図示するようにシールドフレーム２の後端
に溶接された筒状のテールプレート３の内面に、掘進方
向に間隔を隔てて二段の中間ワイヤブラシ４ａ，４ｂが
設けられている。これらの中間ワイヤブラシ４ａ，４ｂ
は、その内部にメッシュ５ａ，５ｂを備えており、それ
ぞれ断面コ字状のベースプレート６を介してテールプレ
ート３の内壁に沿って取り付けられている。そして、そ
の先端側がワイヤブラシ４を挟む薄鋼板７により途中で
径方向内方に折り曲げられてセグメント８の外面に摺接
するようになっている。

【００１５】上記テールプレート３の後端には、シール
ドフレーム２に軸方向に延出された筒状のワイヤブラシ
取付座９が溶接されている。このワイヤブラシ取付座９
は、シールドフレームの軸方向に延出されたリング状の
底板９ａと底板９ａの内面両端に設けられた内板９ｂと
外板９ｃからなり、その内板９ｂと外板９ｃ間の底板９
ａの内面には、取付座９に直角にシールドフレーム２の
径方向内方に向けてワイヤブラシ１０及びメッシュ１１
が短冊状の薄鋼板１２に挟まれて取り付けられている。
各ワイヤブラシ１０・メッシュ１１のメッシュ長・メッ
シュ長は、それぞれブラシ１０・メッシュ１１の先端が
セグメント８に当接する長さより長く図例にあっては略
１．５倍程度の長さとなっており、掘進方向の前方から
後方にかけて順次長くなっており、また前方のブラシ１
０に対して後方のブラシ１０がより撓み易くなるよう、
取付座９の前方の内板９ｂに対して後方の外板９ｃが短
く形成される。よって、ワイヤブラシ１０・メッシュ１
１は、その先端側がセグメント８に突き当たり、シール
ド掘進機の掘進によって掘進方向後方に撓んでシール性
を高めることになる。

【００１６】上記ワイヤブラシ取付座９近傍の斜視断面
図を図２に示す。図示するようにワイヤブラシ取付座９
は、シールドフレーム２と同軸に形成された断面コ字状
のリング体からなっている。つまり、上記ワイヤブラシ
取付座９は、シールドフレーム２の軸方向に延出された
リング状の底板９ａと、この底板９ａの内面両端に直角
に溶接された内板９ｂおよび外板９ｃとから構成されて
いる。図１に示すように、上記底板９ａの板厚はテール
プレート３の板厚より薄く成形されており、これにより
直接テールプレート３内面にワイヤブラシ１０を取り付
けたときと比べて板厚の差の分だけワイヤブラシ１０の
ブラシ長を稼いでいる。なお、このブラシ取付座９は、
全周に亘って一体的に形成されたものではなく、組立性
を考慮して周方向に複数に分割されており、これらを周
方向に繋ぎ合わせて製作される。

【００１７】図２に示すように、上記ブラシ取付座９の
内板９ｂと外板９ｃとの間には、ワイヤブラシ１０およ
びメッシュ１１が薄鋼板１２に挟まれて取り付けられ
る。具体的には、上記ワイヤブラシ１０およびメッシュ
１１は、ブラシ取付座９の底板９ａ上に配置された芯線
１３にて折り返され、その芯線１３を内板９ｂと外板９
ｃと掛け渡すボルト又はピン１４によって脱落防止する
ことにより、取り付けられる。上記芯線１３は底板９ａ
の周方向に配置され、ボルト又はピン１４は周方向に所
定間隔を隔てて取り付けられている。

【００１８】上記薄鋼板１２は、その長さがワイヤブラ
シ１０のブラシ長より僅かに短く、幅が所定幅（10〜30
cm程度）に成形されており、幅方向すなわちシールドフ
レーム２の周方向に沿って隣接する板１２同志が重ねら
れて配置される。また、薄鋼板１２は、バネ性を有する
材質から成形されており、その先端がセグメント８に当
接したときに容易に撓むようになっている。なお、上記
テールプレート３の先端には、図１に示すようにブラシ
取付座９の内板９ｂの背面部に位置させて、突起１５が
設けられている。この突起１５は、図３に示すようにカ
ーブ掘進のときにセグメント８の支持点として機能し、
ワイヤブラシ１０が取付座９，９ｂ，９ｃとセグメント
８との間Ｃに挟まれて掘進時に脱落することを防止する
ものである。

【００１９】他方、図１に示すように上記テールプレー
ト３の外側には、ワイヤブラシ４ａ，４ｂ，１０とテー
ルプレート３とセグメント８とで区画された空間にそれ
ぞれ止水用の充填材（パテグリース等）１６を注入する
ための注入管１７が設けられている。この注入管１７
は、掘進機本体からシールドフレーム２の外壁に沿って
テールプレート３の略後端まで延長され、テールプレー
ト３に穿たれた注入口１８から上記空間内に、それぞれ
止水用の充填材１６を注入するものである。この空間内
に充填された充填材１６は、各ワイヤブラシ４ａ，４
ｂ，１０およびメッシュ５ａ，５ｂ，１１に含浸し、こ
れらが協同してシール効果を発揮し、もって地山側１９
から掘進機内への地下水，土砂，裏込め材等の侵入が阻
止される。

【００２０】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００２１】上記の構成のテールシール構造によれば、
多数本のワイヤブラシ１０の根元部１０ａがシールドフ
レーム２の軸方向に延出されたブラシ取付座９の底板９
ａに沿って積層されると共に、このワイヤーブラシ１０
が、メッシュ１１を介設して積層しているので、層間の
ワイヤーブラシ１０はメッシュ１１で隔離されているた
め、層間のワイヤーブラシ１０，１０が絡み合うことが
防止でき、各層間で独立してテールクリアランス２１に
応じて屈曲できる。従って、底板９ａの幅を広くしてそ
の積層厚さ２０を厚くしても、屈曲には支障がなく、テ
ールシールクリアランスとは無関係にそのブラシ幅２２
（シール幅）を厚くできる。これにより、止水シール性
が向上し、海底横断トンネルなど大深度・長距離掘削に
対応することが可能となる。また、テールプレート３の
先端に設けた突起１５は、カーブ掘進のときに、セグメ
ント８の支点となると共に、ワイヤブラシ１０を過度の
屈曲を抑えて保護することができる。また、ワイヤブラ
シの長さが掘進方向から後方かけて順次長くすると共に
ワイヤブラシ取付座の外板を内板に対して短くしている
ので、かかるワイヤブラシをセグメントに押し付けて掘
進方向後方に撓ませたときに、前方に対して後方のワイ
ヤブラシがより撓みやすくなっており、これにより先端
部分が全てセグメントに接触し、シール性が高まる。な
お、本実施例ではこのワイヤブラシ１０を掘進機最終端
の第一ブラシにのみ用いた構成としたが、図１中の中間
ワイヤブラシ４ａ，４ｂに適用してもよいことは勿論で
ある。

【００２２】また、各ワイヤブラシ４ａ，４ｂ，１０で
区画された空間内に充填された充填材１６は、セグメン
ト８の表面に付着し、掘進機の掘進により相対的に掘進
方向後方へ移動し、後方のワイヤブラシ４ｂ，１０とセ
グメント８との間を押し広げて空間内から漏洩しようと
するが、本実施例によれば、ワイヤブラシ１０および薄
鋼板１２が掘進方向に対して直角に取り付けられている
ので、これらワイヤブラシ１０および薄鋼板１２の先端
がセグメント８に強く押し付けられ、もって充填材１６
の漏洩量が低減する。すなわち、セグメント８の表面に
付着し、掘進に伴って空間内から漏洩しようとする充填
材１６が、上記ワイヤブラシ１０および薄鋼板１２によ
ってスクレープされ、空間内に保持される。よって、充
填材１６の消費量が低減するという経済的効果を奏す
る。

【００２３】本考案の変形実施例を図４に示す。図示す
るようにこの変形実施例は、ワイヤブラシ取付座９の内
板９ｂと外板９ｃとを底板９ａに対して掘進方向後方側
へ僅かに傾斜されて取り付けた点のみが前実施例と異な
っている。この構成によれば、内板９ｂと外板９ｃの間
の取り付けられるワイヤブラシ１０は、掘進方向後方側
へ多少クセが付けられることになり、掘進方向前方側へ
座屈変形することが防止される。その他、前実施例と全
く同様の作用・効果を奏することはいうまでもない。な
お、上記内板９ｂのみを底板９ａに直角に取り付け、セ
グメント８の表面に付着した充填材１６のスクレープ効
果を高めるようにしてもよい。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係るテール
シール構造によれば、ワイヤブラシの根元部をシールド
フレームの軸方向に沿って取り付けられるので、テール
クリアランスとは全く無関係にそのブラシ幅（シール
幅）を厚くできると共に、多数本のワイヤーブラシを軸
方向に積層するに当たってメッシュを介設することで、
層間でブラシ同士絡み合うことを防止して、層間のワイ
ヤーブラシが独立して屈曲できるため、これによりブラ
シ幅を自在に設定できる。また、ワイヤブラシの長さが
掘進方向から後方かけて順次長くすると共にワイヤブラ
シ取付座の外板を内板に対して短くしているので、かか
るワイヤブラシをセグメントに押し付けて掘進方向後方
に撓ませたときに、前方に対して後方のワイヤブラシが
より撓みやすくなっており、これにより先端部分が全て
セグメントに接触し、シール性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としてのシールド掘進機のテ
ールシール構造を示す側断面図である。

【図２】図１の要部斜視図である。

【図３】図１のシールド掘進機のカーブ掘削の様子を示
す図である。

【図４】本考案の変形実施例の要部を示す側断面図であ
る。

【図５】従来例を示すシールド掘進機のテールシール構
造の側断面図である。

【符号の説明】

２ シールドフレーム ３ テールプレート ８ セグメント ９ ワイヤブラシ取付座 １０ ワイヤブラシ １１ メッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 畑 好典 神奈川県藤沢市辻堂東海岸１丁目７番42 号 (72)考案者 桐谷 祥治 埼玉県浦和市原山２丁目33番８号 (56)参考文献 実開 昭51−114835（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−28500（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドフレームとセグメントとの間の
   テールクリアランスをワイヤブラシによって止水するテ
   ールシール構造において、シールドフレームのテールプ
   レートの後端に、シールドフレームの軸方向に延出され
   たリング状の底板と底板の内面両端に設けられた内板と
   外板からなるワイヤブラシ取付座を設け、該ワイヤブラ
   シ取付座の内板と外板間の内面に、多数本のワイヤブラ
   シを、シールドフレームの径方向内方に向けて、セグメ
   ントに対してほぼ直角に当たるように設けると共に掘進
   方向にメッシュを介して多層に積層させて設け、そのワ
   イヤブラシとメッシュの長さを掘進方向の前方から後方
   にかけて順次長くすると共にワイヤブラシ取付座の前方
   の内板に対して後方の外板を短く形成したことを特徴と
   するシールド掘進機のテールシール構造。
2. 【請求項２】 ワイヤブラシ取付座の掘進方向側に、カ
   ーブ時の支点となるワイヤブラシ保護用突起を設けた請
   求項１記載のシールド掘進機のテールシール構造。