JP2824617B2 - シールド掘削機の到達坑口のシール構造 - Google Patents

シールド掘削機の到達坑口のシール構造

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JP2824617B2 JP20043693A JP20043693A JP2824617B2 JP 2824617 B2 JP2824617 B2 JP 2824617B2 JP 20043693 A JP20043693 A JP 20043693A JP 20043693 A JP20043693 A JP 20043693A JP 2824617 B2 JP2824617 B2 JP 2824617B2
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博三 坂本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘削機の到達
立坑側の坑口に設けられたシール構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】発進立坑側からトンネルを掘削したシー
ルド掘削機が到達立坑側に達して該到達立坑内に進入す
る際に、地下水や掘削土砂が到達立坑内に流入するのを
防止するため、従来から到達立坑の坑口にシールド掘削
機の外周面に圧接させるシール装置を配設している。こ
のようなシール装置としては、図8に示すように、シー
ルド掘削機Aの外周径よりも大径の到達坑口Bの内周面
に前後一対のリング状シール材21、21を装着すると共
に、坑口Bの到達立坑側の開口端にリング状の坑口シー
ル材22を装着した構造のものが知られている。
【0003】上記構造のシール装置は、シールド掘削機
Aの進入時に、まず、到達立坑C側から内径がシールド
掘削機Aよりも大径の蓋付き鞘管Dを坑口B内に挿入す
ることにより、坑口シール材22をシールド掘削機A側に
向かって押し込み屈曲させて該鞘管Dの外周面に圧接さ
せると共に鞘管内に圧縮空気を供給して圧気状態にした
のち、シールド掘削機Aを進入させて前後一対のシール
材21、21を押し拡げながら該シール材21、21をシールド
掘削機Aの外周面に圧接させ、到達立坑側に地下水等の
流入を防止しながらシールド掘削機Aの進入を可能にし
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシール装置によれば、図9に示すように、シールド
掘削機Aが鞘管D内に進入するに従って該鞘管Dを相対
的に後退させると、坑口シール材22の先端が鞘単Dの外
周面から離脱して鞘管Dの開口端面に沿って内径方向に
屈曲し、その先端がシールド掘削機Aの外周面に当接し
た状態となる。この状態からさらに鞘単Dを後退させな
がらシールド掘削機Aを進入させると、シールド掘削機
Aと坑口シール材22との摩擦力によって図10に示すよう
に該坑口シール材22の先端部がシールド掘削機Aの進入
方向に屈曲して捲れた状態となり、地下水等の流入を阻
止できなくなるという問題点があった。
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
てもので、その目的とするところは坑口シール材の捲れ
をなくして地下水等の流入を確実に防止し得るシールド
掘削機の到達坑口のシール構造を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシールド掘削機の到達坑口のシール構造
は、到達坑口にシールド掘削機の外径よりも小径の円形
孔を有するリング状の弾性シール材を到達坑口と同心に
して装着してなるシール構造において、上記弾性シール
材のシールド掘削機到達側後面に短冊状の捲れ防止片を
周方向に適宜間隔毎に固着または埋設してなる構造を有
している。
【0007】このようなシール構造において、請求項2
に記載しているように、上記捲れ防止片を設けている弾
性シール材の前面に長さが弾性シール材の内外周縁間の
幅よりも短い短冊状の押え片を周方向に適宜間隔毎に配
設し、各押え片の基部を弾性シール材に対して前後回動
自在に枢着しておいてもよく、さらに、請求項3に記載
しているように、上記捲れ防止片と弾性シール材との先
端部を後方に向かって屈曲させた構造としておくことが
望ましい。
【0008】
【作用】到達立坑側から坑口内に鞘管を挿入してリング
状弾性シール材を坑口の内周面に沿う方向に屈曲させて
押し拡げた状態とする。この状態にして、シールド掘削
機を坑口内に進入させて該シールド掘削機の先端部を鞘
管内に収容し、鞘管を到達立坑内に移動させると、弾性
シール材が鞘管の開口端から外れてその弾性復元力によ
り鞘管の開口端面を支点として内径方向に屈折しようと
するが、弾性シール材の先端部に取付けている短冊状の
捲れ防止片によって該シール材がこの捲れ材の長さ方向
の平面と同一平面状態に保持され、屈折することなくそ
の先端をシールド掘削機の外周面に当接させる。
【0009】この状態からさらにシールド掘削機を進入
させると、シールド掘削機の外周面との摺接力によって
弾性シール材がその進入方向(前方側)に折れ曲がろう
とするが、上述したように、捲れ防止片によって弾性シ
ール材がシールド掘削機の進入方向に反転屈折しようと
するのを阻止され、常にシールド掘削機側に向かって傾
斜させた状態に保持してその内周端部をシールド掘削機
の外周面に圧接させ、地下水等の流入を防止する。
【0010】なお、捲れ防止片の先端部と弾性シール材
の内周端部とを後方に向かって屈曲させておけば、弾性
シール材の内周端が鞘管からシールド掘削機の外周面に
移った時に、弾性シール材の内周端部の前面側を確実に
シールド掘削機の外周面に当接させることができると共
に弾性シール材がシールド掘削機との摩擦力によって前
方側へ反転屈曲しようとするのを一層強固に阻止し得る
ものである。
【0011】また、弾性シール材の前面に長さが弾性シ
ール材の内外周縁間の幅よりも短い短冊状の押え片を周
方向に適宜間隔毎に配設し、各押え片の基部を弾性シー
ル材に対して前後回動自在に枢着しておけば、該押え片
の先端がシールド掘削機の外周面に当接して後方に傾斜
した状態を保持し、弾性シール材の前面を受止して該弾
性シール材が地下水等の浸入圧力によって前方に膨張し
ようとするのを防止するものである。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図1、図2において、1はゴム等の弾性材料からなるリ
ング状の弾性シール材で、その内周径、即ち、中央孔1a
の径はシールド掘削機Aの外周径よりも小径に形成され
てある。このリング状弾性シール材1の後面に金属板や
硬質弾性ゴム、或いは、適度な剛性を有する合成樹脂板
等からなる捲れ防止片2、2・・・2を周方向に適宜間
隔毎に貼着、又はボルト等によって固着してある。
【0013】この捲れ防止片2は弾性シール材1の内外
周縁間の幅方向に長い短冊形状に形成されてあり、その
内端縁を弾性シール材1の内周端縁に合致させていると
共に外端縁は弾性シール材1の幅方向の中間部に達して
いる。さらに、捲れ防止片2の内端部2aは後方に向かっ
て屈折させることにより、弾性シール材1の内周端縁部
も一体的に後方に屈折、傾斜させてある。この捲れ防止
片2の長さは、弾性シール材1の内周端部が折り返るの
を阻止し得る程度であればよく、この実施例において
は、シールド掘削機Aの外周面と後述する鞘管Dの外周
面との間の寸法よりも僅かに長く、且つ外端縁が後述す
る坑口Bの内周面に達しない長さに形成してある。
【0014】さらに、弾性シール材1の周方向に隣接す
る捲れ防止片2、2間の間隔は、弾性シール材1が拡径
方向への伸縮を許容する寸法であればよく、従って、捲
れ防止片2の材質によってその間隔は適宜に設定される
ものである。即ち、捲れ防止片2は金属板や合成樹脂板
のような剛性を有する材料よりなるものであればその間
隔は大きくなり、硬質剛性ゴム板のような適度な弾性を
有する板材よりなるものであればその間隔を小さくする
ことができるが、弾性材料よりなる場合には、平坦面を
保持しようとする適度の剛性力も保有させておくことが
望ましい。又、弾性材料からなる捲れ防止片2の内部に
剛性を有する板状物を埋設しておいてもよい。さらにま
た、この捲れ防止片2は弾性シール材1の内部に埋設し
ておいてもよい。
【0015】このように捲れ防止片2を設けている弾性
シール材1は、図3に示すように、到達立坑Cの坑壁に
設けられた坑口Bの立坑C側に開口する端面にその中央
孔1aを坑口Bと同心にして外周縁部をボルト3によって
固着される。さらに、坑口Bの内周面には、内周径、即
ち、中央孔4a、5aの径がシールド掘削機Aの外周径より
も小さい前後一対のシール材4、5が固着してある。図
中、Dはシールド掘削機Aの到達時に、坑口Bを気密状
態に閉止する鞘管で、その後端は全面的に開口している
と共に前端は開閉自在な密閉扉dによって閉止してあ
る。この鞘管Dの外径は坑口Bの内径よりも小径に形成
されていると共に内径はシールド掘削機Aの外径よりも
大径に形成されている。
【0016】今、シールド掘削機Aが発進立坑側からト
ンネルを掘削して到達立坑Cに達すると、鞘管Dを坑口
Bから弾性シール材1を後方に向かって拡径屈曲させな
がら挿入し、鞘管Dの内部から坑口Bを設けた坑壁部分
を切除したのち、シールド掘削機Aを坑口B内に進入さ
せる。坑口Bの開口端は鞘管Dの挿入によって閉止され
てあり、この鞘管Dの挿入により弾性シール材1は後方
に屈曲してその前面内周部を鞘管Dの外周面に弾接して
いると共に、鞘管Dの内部に圧縮空気を供給して地下水
等が坑口B内に流入するのを抑える。
【0017】この状態にしてシールド掘削機Aを推進さ
せると、坑口Bの内周面に装着している前後シール材
4、5の中央孔を押し拡げながらシールド掘削機Aが進
入し、これらのシール材4、5は前方に屈曲した状態で
シールド掘削機Aの外周面に圧接する。さらに、シール
ド掘削機Aを推進させて鞘管Dの開口端に達すると、シ
ールド掘削機Aの進入に同調させて鞘管Dを坑口Bから
抜き取る方向に移動させる。
【0018】この鞘管Dの移動によって坑口Bの弾性シ
ール材1の内周縁部が該鞘管Dの開口端から離脱する。
この時、弾性シール材1が鞘管Dの開口端面にそって内
径方向に屈曲しようとするが、鞘管Dの後面内周部には
短冊状の捲れ防止片2を設けているので、これらの捲れ
防止片2によってその屈曲が阻止される。即ち、捲れ防
止片2はその剛性によって殆ど屈曲することがなく、常
に平板状態を維持しようとして弾性シール材1の内周部
をその平坦面と同一方向に指向させるものである。
【0019】従って、弾性シール材1の内周端縁が鞘管
Dから外れてシールド掘削機Aの先端外周面に当接した
時には、図4に示すように、捲れ防止片2が鞘管Dの開
口端から後方に向かって断面直線状に傾斜した状態とな
り、弾性シール材1の内周端縁部も同一方向に傾斜して
その前面側の内周端縁をシールド掘削機Aの外周面に当
接させた状態となる。従って、シールド掘削機Aの進行
により弾性シール材1がシールド掘削機Aとの摩擦力で
前方に折り返される方向に屈曲しようとしても、捲れ防
止片2によって阻止された状態となるものである。さら
に、捲れ防止片2の内端部2aを後方に向かって屈折させ
ておくことによって、弾性シール材1の内周端縁部の角
部がシールド掘削機Aに摺接することなく、内周面を摺
接させて屈折しようとする作用力を減少させ、捲れ防止
片2に過度の曲げ力を作用させることはない。
【0020】さらに鞘管Dが到達立坑C内に向かって移
動すると共にシールド掘削機Aが推進すると、鞘管Dの
外周面から弾性シール材1が離脱してシールド掘削機A
の外周面に圧接し、弾性シール材1がシールド掘削機A
の進入方向と逆向きに傾斜した状態となり、到達立坑C
内への地下水等の流入を防止する。また、この状態から
シールド掘削機Aが推進すると、シールド掘削機Aとの
摩擦力によって弾性シール材1の内周端縁がシールド掘
削機Aの進行方向に座屈しようとするが、その内周端縁
部には捲れ防止片2が固着しているので、摩擦力による
弾性シール材1の内周端縁の作用方向が座屈不能な状態
となり、シールド掘削機Aの外周面に食い込む方向には
作用して強固に圧接するものである。
【0021】以上の実施例において、捲れ防止片2の外
端が坑口Bの内周面近傍に達する長さを有している場合
には、地下水等の圧力を受けても、弾性シール材1が到
達立坑C側に大きく膨出、変形する虞れがないが、その
長さが短くて外端縁と坑口Bの内周面との間の弾性シー
ル材部分が幅広い場合には、該部分が地下水等の圧力に
よって前方側(到達立坑C側)に湾曲、膨出し、捲れ防
止片2を設けた弾性シール材1がシールド掘削機Aの推
進に従って前方に逃げててその傾斜方向を到達立坑C側
に向ける状態となる虞れが生じるので、この場合には、
図5および図6に示すように弾性シール材1の前面側に
短冊状の押え片6を周方向に適宜間隔毎に配設してお
く。
【0022】この押え片6は、弾性シール材1の前面に
適宜厚みのスペーサ部材7を介してボルト等により固着
された固定片6aの内端縁に軸8によってその外端部を前
後揺動自在に枢着されてあり、長さが弾性シール材1の
内外周縁間の幅よりも短く形成されていて坑口Bの内周
端部から内端(先端)が捲れ防止片2の外端部を覆う位
置まで内径方向に垂下してある。なお、各押え片6は上
記軸8に巻装したスプリング(図示せず)によってその
先端が弾性シール材1の前面に当接する方向に常時付勢
させるのが望ましい。
【0023】このように構成したので、図7に示すよう
に、到達立坑C内に向かってシールド掘削機Aが推進
し、その外周面に弾性シール材1の内周端縁部が圧接し
た際には押え片6も同一傾斜方向に向けてその先端をシ
ールド掘削機Aに摺接させた状態となり、この状態にお
いて、地下水等の圧力により弾性シール材1が前方に膨
張、湾曲しようとしても押え片6によりその前面を受止
されてそれ以上の湾曲が阻止されるものである。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の到達立坑のシール
構造によれば、到達坑口にシールド掘削機の外径よりも
小径の円形孔を有するリング状の弾性シール材を到達坑
口と同心にして装着してなるシール構造において、上記
弾性シール材のシールド掘削機到達側後面における先端
部に短冊状の捲れ防止片を周方向に適宜間隔毎に固着ま
たは埋設してなるものであるから、これらの捲れ防止片
によってリング状弾性シール材の内周縁部がシールド掘
削機の進行方向に屈曲するのを確実に防止することがで
き、シールド掘削機の外周面に弾性シール材を後方に向
けて傾斜させた状態に圧接させて到達立坑側への地下水
や掘削土砂等の流入を阻止し得るものである。
【0025】また、捲れ防止片の先端部と弾性シール材
の内周端部とを後方に向かって屈曲させておけば、弾性
シール材の内周端部の前面側を確実にシールド掘削機の
外周面に圧接させることができて、弾性シール材がシー
ルド掘削機との摩擦力によって前方側へ反転屈曲しよう
とするのを一層強固に阻止し得るものである。
【0026】さらに、弾性シール材の前面に長さが弾性
シール材の内外周縁間の幅よりも短い短冊状の押え片を
周方向に適宜間隔毎に配設し、各押え片の基部を弾性シ
ール材に対して前後回動自在に枢着しておけば、該押え
片によって弾性シール材の前面を受止して該弾性シール
材が地下水等の浸入圧力によって前方に膨張しようとす
るのを阻止でき、弾性シール材を常にシールド掘削機の
外周面に圧接させて所定のシール効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】弾性シール材の縦断側面図、
【図2】その背面図、
【図3】使用状態を示す簡略縦断側面図、
【図4】その作用を説明するための要部の拡大縦断側面
図、
【図5】本発明の別な実施例を示す縦断側面図、
【図6】その正面図、
【図7】その作用を説明するための縦断側面図、
【図8】従来例を示す簡略縦断側面図、
【図9】その作用を説明するための簡略縦断側面図、
【図10】シール材が屈折した状態を示す簡略縦断側面
図。
【符号の説明】
1 弾性シール材 2 捲れ防止片 6 押え片 A シールド掘削機 B 坑口 C 到達立坑
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/06 301

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 到達坑口にシールド掘削機の外径よりも
    小径の円形孔を有するリング状の弾性シール材を到達坑
    口と同心にして装着してなるシール構造において、上記
    弾性シール材のシールド掘削機到達側後面に短冊状の捲
    れ防止片を周方向に適宜間隔毎に固着または埋設してな
    ることを特徴とするシールド掘削機の到達坑口のシール
    構造。
  2. 【請求項2】 上記捲れ防止片を設けている弾性シール
    材の前面に長さが弾性シール材の内外周縁間の幅よりも
    短い短冊状の押え片を周方向に適宜間隔毎に配設し、各
    押え片の基部を弾性シール材に対して前後回動自在に枢
    着してなることを特徴とする請求項1記載のシールド掘
    削機の到達坑口のシール構造。
  3. 【請求項3】 上記捲れ防止片の先端部と弾性シール材
    の内周端部とを後方に向かって屈曲させていることを特
    徴とする請求項1又は請求項2記載のシールド掘削機の
    到達坑口のシール構造。
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