JP2756006B2 - シールド掘進機のテールシール装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シールド掘進機のテールシール装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第２図を用いて従来のシールド掘進機のテールシール
装置を説明する。

図中１は円筒形のシールド本体、２はシールド本体１
の前部に回転自在に取付けられた円盤状のカッタ、３は
シールド本体１内部の周方向複数箇所に取付けられた前
後方向に延びるジャッキ、４はシールド本体１のテール
部５内部で組立てられカッタ２で掘削した掘削穴６内に
配設されてトンネル壁とされるセグメント、７はシール
ド本体１のテール部５内周にセグメント４外周と摺接す
るよう設けられた周方向に延びる２列のワイヤブラシか
ら成るテールシール、８は２本のテールシール7,7間に
形成された周方向の室、９はシールド本体１のテール部
５に形成された図示しない周方向複数の注入口から室８
内に注入された、例えば粘度の高いグリスに繊維分を混
入して成るテールシール間充てん剤、10はシールド本体
１の外周数箇所に取付けられた裏込剤注入装置、11は裏
込剤注入装置10から掘削穴６とセグメント４外周との間
に注入された裏込剤である。

シールド本体１内部で組立てられたセグメント４にジ
ャッキ３を用いてシールド本１を支持させ、ジャッキ３
を伸長することによりセグメントに掛る力の反力でシー
ルド本体１を前進させつつ、シールド本体１前部のカッ
タ２を用いて地山の掘削を行う。

こうしてシールド本体１が掘削を行いつつ所要量前進
すると、シールド本体１内部のジャッキ３を収縮して、
ジャッキ３の収縮により形成されたシールド本体１内部
の空間に新たなセグメント４を組立て、組立てたセグメ
ント４を既存のセグメント４に継足して行く。

以後上記を繰返して地山に掘削穴６を形成して行く。

一方このようにして形成された掘削穴６とセグメント
４の間に、シールド本体１の外周数箇所に取付けた裏込
剤注入装置10から、裏込剤11を注入して、掘削穴６にセ
グメント４を固定してトンネル壁を形成して行く。

そして、セグメント４を掘削穴６に固定するに際し
て、シールド本体１のテール部５では、セグメント４に
摺接させた２列のワイヤブラシ状のテールシール７間に
形成される室８に、図示しない周方向数箇所の注入口か
ら例えば粘度の高いグリスに繊維分を混入して成るテー
ルシール間充てん剤９を注入して、裏込剤11がテール部
５からシールド本体１に流入するのを防止する。

テールシール間充てん剤９に混入された繊維分は、ワ
イヤブラシ状のテールシール７にからみ付き、且つ繊維
分の膨潤作用により、テールシール７のシール性を著し
く向上させる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記従来のシールド掘進機のテールシー
ル装置では、第３図に示すように粘度の高いテールシー
ル間充てん剤９をシールド本体１の周方向複数箇所から
室８内に注入するようにしていたため、粘度が高くて流
動性の悪いテールシール間充てん剤９が室８の周方向に
均等に行き渡らず、そのため、テールシール間充てん剤
９の行き渡らない注入口間の位置から裏込剤11がシール
ド本体１に流入して来るおそれがあった。

本発明は上述の実情に鑑み、テールシール間充てん剤
が最後部の室に対して周方向に均等に行き渡らない場合
でも、裏込剤の流入を完全防止することができるように
したシールド掘進機のテールシール装置を提供すること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、シールド本体のテール部内周にセグメント
外周と摺接するテールシールを周方向に４列以上配設し
て各テールシール間に周方向に延びる３つ以上の室を形
成し、該複数の室のうち少くともシールド本体の最前部
と最後部に位置する室に粘度の高いテールシール間充て
ん剤を注入し、且つ、少くとも最後部の室に隣接する室
に粘度の低いテールシール間充てん剤を注入したことを
特徴とするシールド掘進機のテールシール装置にかかる
ものである。

［作用］ シールド掘進機のテール部に形成した複数の室のう
ち、最後部に位置する室に注入した粘度の高いテールシ
ール間充てん剤が先ず裏込剤のシールド本体への流入を
防止する。

最後部の室に注入された粘度の高いテールシール間充
てん剤が室に均一に行き渡っていなかった場合でも、最
後部の室に隣接する室へ注入した粘度の低いテールシー
ル間充てん剤が、最後部の室に背圧を掛け、最後部の室
と隣接する室との境界に位置するテールシールを変形さ
せて、最後部の室で粘度の高いテールシール間充てん剤
が行き渡っていない部分の容積を減少させる。或いは更
に境界部のテールシールの変形した部分を通って最後部
の室で粘度の高いテールシール間充てん剤が行き渡って
いない部分に粘度の低いテールシール間充てん剤が流入
する。

これにより、最後部の室内の圧力が周方向に均一化さ
れ、裏込剤の流入が防止される。

最前部の室に注入した粘度の高いテールシール間充て
ん剤は、最後部と最前部の室の中間の室に注入された粘
度の低いテールシール間充てん剤がシールド本体前方へ
流出するのを防止する。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の一実施例である。図中第２図と同一
の符号を付した部分は同一物を表わしている。

シールド本体１のテール部５内周にセグメント４外周
と摺接するワイヤブラシ状のテールシール12〜15をシー
ルド本体１の周方向に４列配設して各テールシール12〜
15間に周方向に延びる３つの室16〜18を形成する。

シールド本体１のテール部５の周方向複数箇所に各室
16〜18と外部とを連通する注入口19〜21を形成し、シー
ルド本体１の略中央部の周方向複数箇所にシールド本体
１内外間を連通する供給口22〜24を前記注入口19〜21と
対応させて形成し、前記各注入口19〜21と対応する供給
口22〜24との間をシールド本体１外周部に沿って延びる
注入管25〜27で接続し、該注入管25〜27をシールド本体
１のテール部５外周部に設けたカバー28で覆う。

粘度の高いテールシール間充てん剤29の供給源30をポ
ンプ31及びロータリー分配弁32を介して最後部及び最前
部の室16,18への各供給口22,24に接続し、粘度の低いテ
ールシール間充てん剤33の供給源34をポンプ35、分配路
58〜60、切換弁36,37,38を介して中央部の室17への各供
給口23に接続する。

前記高粘度のテールシール間充てん剤として例えばグ
リスに繊維分を混入したものを用い、低粘度のテールシ
ール間充てん剤として例えば高濃度泥水に繊維分を混入
したものを用いる。

シールド本体１のテール部５に夫々、掘削穴及び室16
〜18内の圧力を検出する圧力センサ39〜42を配設する。

該各圧力センサ39〜42からの検出信号43〜46を入力し
て各テールシール間充てん剤39,33に対し別個に設けら
れた制御装置47,48に指令49,50を送る中央の演算制御装
置51を設ける。

前記各制御装置47,48は中央の演算制御装置51からの
指令49,50に基づいて前記粘度の高いテールシール間充
てん剤29側のポンプ31、ロータリー分配弁32、及び粘度
の低いテールシール間充てん剤33側のポンプ35、切換弁
36〜38に夫々制御信号52〜57を送るようにする。

次に、作動について説明する。

尚、シールド掘進機が地山を掘削しつつ推進して行く
操作、及び、掘削穴とセグメント４の間に裏込剤を注入
する操作については、第２図のものと同様である。

圧力センサ39〜42で検出した、掘削穴に注入された裏
込剤、及び、室16〜18に注入されたテールシール間充て
ん剤29,33の圧力の検出信号43〜46は、中央の演算制御
装置51に送られ、中央の演算制御装置51で検出信号43〜
46に基づいて粘度の低いテールシール間充てん剤33の供
給量が演算され、各制御装置47,48に指令49,50が送られ
る。

尚、粘度の高いテールシール間充てん剤29は最後部及
び最前部の室16,18内が予め設定した圧力となるよう定
量供給する。

各制御装置47,48は、中央の演算制御装置51からの指
令49,50に基づいて、夫々粘度の高いテールシール間充
てん剤29側のポンプ31及びロータリー分配弁32、及び粘
度の低いテールシール間充てん剤33側のポンプ35及び切
換弁36〜38に制御信号52〜57を送る。

その結果、供給源30内の粘度の高いテールシール間充
てん剤29は、ポンプ31により吸入されてロータリー分配
弁32へ送られ、ロータリー分配弁32で均等に分配され
て、供給口22,24、注入管25,27、注入口19,21を介して
最後部及び最前部の室16,18へ夫々周方向複数箇所から
定量ずつ注入される。

又、供給源34内の粘度の低いテールシール間充てん剤
33は、ポンプ35により吸入されて分配路58〜60に吐出さ
れ、切換弁36〜38で各分配路58〜60への流量を調整され
つつ、供給口23、注入管26、注入口20を介して中央部の
室17へ夫々周方向複数箇所から注入される。

最後部の室16に注入された粘度の高いテールシール間
充てん剤29は、先ず裏込剤のシールド本体１への流入を
防止するよう機能する。

最後部の室16に注入された粘度の高いテールシール間
充てん剤29は、流動性が悪いため、最後部の室16内に周
方向に充分に行き渡らず分布が周方向に不均一となり易
い。

粘度の高いテールシール間充てん剤29が最後部の室16
内に不均一に分布していると、最後部の室16内の圧力が
不均一となって、圧力の低い部分から裏込剤が流入して
来るおそれがある。

そこで、中央部の室17に粘度が低く流動性の良いテー
ルシール間充てん剤33を注入して最後部の室16に背圧を
掛けるようにする。

すると、最後部の室16と中央部の室17の境界部のテー
ルシール13は、最後部の室16の圧力が低い部分が粘度の
低いテールシール間充てん剤33からの背圧により最後部
の室16の内側へ変形して、最後部の室16内の圧力の低い
部分の容積を減少し、或いは更に圧力の低い部分内部に
粘度の低いテールシール間充てん剤33が流入して該部分
の圧力を高める。

その結果、最後部の室16内の圧力が周方向に均一とな
り、裏込剤の流入を完全に防止することが可能となる。

最前部の室18に注入した粘度の高いテールシール間充
てん剤29は、中央部の室17内の粘度の低いテールシール
間充てん剤33がシールド本体１内部へ流出するのを防止
する。

各室16〜18内へのテールシール間充てん剤29,33の供
給量は、掘削穴内の裏込剤の圧力をａ、室16〜18内のテ
ールシール間充てん剤29,33の圧力を夫々b,c,dと、シー
ルド本体１内の圧力をｅとした場合、以下の様に制御す
る。

第１の方法として、前記各圧力が ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ となるように制御する。

即ち、掘削穴内の裏込剤の圧力を最後部の室16内の粘
度の高いテールシール間充てん剤29の圧力で全て受け、
最後部の室16内の粘度の高いテールシール間充てん剤29
の圧力を中央部の室17内の粘度の低いテールシール間充
てん剤33の圧力で全て受け、中央部の室17内の粘度の低
いテールシール間充てん剤33の圧力を最前部の室18内の
粘度の高いテールシール間充てん剤29の圧力で全て受け
るようにする。

従って、最後部及び最前部の室16,18へは、予想され
る裏込剤の注入圧力ａに対してａ＞ｂ＞ｄの関係を常に
保てるように粘度の高いテールシール間充てん剤29の供
給量を予め設定して定量供給させ、中央部の室17に対し
ては最後部及び最前部の室16,18内の粘度の高いテール
シール間充てん剤29の圧力b,dの実際の変動に応じて粘
度の低いテールシール間充てん剤33の供給量を制御する
ようにして行く。

第２の方法として、前記各圧力が ａ＜ｂ＋ｃ ｃ＜ｄ＋ｅ となるように制御する。

即ち、掘削穴内の裏込剤の注入圧力を、最後部の室16
内の粘度の高いテールシール間充てん剤29中央部の室17
内の粘度の低いテールシール間充てん剤33の両方の圧力
で受け、且つ、中央部の室17内の粘度の低いテールシー
ル間充てん剤33の圧力を、最前部の室18内の粘度の高い
テールシール間充てん剤29の圧力とシールド本体１内の
圧力の両方で受けるようにする。

従って、最後部の室16へは室16内の圧力ｂが予想され
る掘削穴内の裏込剤の注入圧力ａの略半分の圧力となる
ように粘度の高いテールシール間充てん剤29の供給量を
予め設定して定量供給し、中央部の室17へは室17内の圧
力ｃがｃ＞ａ−ｂとなるように粘度の低いテールシール
間充てん剤33の供給量を制御するようにする。

一方、最前部の室18へは、シールド本体１内部の圧力
ｅは充分低いので圧力ｅを考慮しないこととした場合に
は、最前部の室18内の圧力ｄが予想される中央部の室17
内の圧力ｃより常に高い圧力を保てるよう粘度の高いテ
ールシール間充てん剤29の供給量を予め設定して定量供
給する。

尚、本発明のシールド掘進機のテールシール装置は、
上述の実施例にのみ限定されるものではなく、シールド
掘進機自体の構造は任意であること、その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のシールド掘進機のテー
ルシール装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を
奏し得る。

粘度の高いテールシール間充てん剤を注入して裏込
剤の侵入を防ぐようにした最後部の室に隣接する室を形
成して、該隣接する室に粘度の低いテールシール間充て
ん剤を注入して最後部の室に背圧を掛けるようにしてい
るので、最後部の室内の粘度の高いテールシール間充て
ん剤が周方向に均等に行き渡らない場合でも、最後部の
室内の圧力が均一化され、その結果、裏込剤の最後部の
室からの流入を完全に防止することが可能となる。

複数の室のうち最前部の室に粘度の高いテールシー
ル間充てん剤を注入したので、最前部の室と最後部の室
の中間部の室に注入した粘度の低いテールシール間充て
ん剤がシールド本体内部に流入するのを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は従来のテ
ールシール装置を備えたシールド掘進機の全体図、第３
図は第２図における粘度の高いテールシール間充てん剤
の分布状態を示す縦断面図である。 図中１はシールド本体、４はセグメント、５はテール
部、12〜15はテールシール、16〜18は室、29は粘度の高
いテールシール間充てん剤、33は粘度の低いテールシー
ル間充てん剤を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド本体のテール部内周にセグメント
   外周と摺接するテールシールを周方向に４列以上配設し
   て各テールシール間に周方向に延びる３つ以上の室を形
   成し、該複数の室のうち少くともシールド本体の最前部
   と最後部に位置する室に粘度の高いテールシール間充て
   ん剤を注入し、且つ、少くとも最後部の室に隣接する室
   に粘度の低いテールシール間充てん剤を注入したことを
   特徴とするシールド掘進機のテールシール装置。