JP3613597B2 - How to replace the tail seal of a shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機の後部のスキンプレートに設けたテールシールを掘進途中において交換するシールド掘進機のテールシール交換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にシールド工法におけるシールド掘進機は、前端部のカッターにてトンネル切羽を掘削し、その掘削に応じて後方に設けたジャッキによって推進し、後端内にてセグメントを順次組み立てて一次覆工するようにしている。
【0003】
このセグメントの外面と、シールド掘進機外周のスキンプレート内面との隙間から泥や土砂がシールド掘進機内に侵入するのを防止するため、スキンプレートの内面にセグメントによって組み立てられた覆工筒の外周面と接するテールシールが使用されている。
【0004】
このテールシールは、常時コンクリート、もしくは鋼製のセグメントの外周に圧接されて摺動されるため摩擦が激しく、周期的に取り替える必要がある。
【0005】
また、掘進途中においてスキンプレートとセグメントによる覆工との偏心による競りが生じ(特にカーブ施工時には顕著に現れる)、テールシールを破損することがあり、掘進途中におけるテールシールの交換を要する場合が生じる。
【0006】
このような掘進途中におけるテールシール交換方法としては、従来、シールド掘進機後部周辺の地山内に硬化剤を注入し、地盤を改良したり、また冷凍機を使用して地山を凍結させ、シールド掘進機の後部の泥水や土砂の動きを完全に停止させた状態を維持させて掘進させ、セグメントを組み立てないでテールパッキンを露出させる方法や、地上から中間の立坑を構築し、その中で交換作業を行う方法が採られていた。
【0007】
このような従来の方法では、多大な時間とコストを要し、安全面からも決して充分なものとは言えないものであった。
【0008】
このような問題を解決せんとして、テールシールをスキンプレートの内面にスライド自在に組み込み、交換しようとする新テールシールを古テールシールの前方側に組み込み、その内側にセグメントによる覆工を組み立てて、掘進と同時に覆工及びテールシールをスキンプレート外に押し出す方法が開発されている(特開平6−50093号公報)。
【0009】
また、交換されるテールシールを、スキンプレート内周面にスライド可能なスライド筒の内面に固定して、ユニット化したもの(特開平3−156098号公報、特開平2−210196号公報)が開発されている。
【0010】
また、近年において、トンネルの曲線施工時の曲率半径を小さくする目的から、テールシール部を柔軟性筒体の後端内に設け、この柔軟性筒体をスキンプレートの後端に延長させる配置に固定することにより、スキンプレートをテールシール分の長さだけ短くしたシールド掘進機が開発されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来のテールシール交換方法では、いずれも新たに組み込むための新テールシールを古テールシールの前方側に組み立て、その内側にセグメントによる新覆工を延長した後、新覆工に対するテールシールの相対移動を阻止した状態で、シールド掘進機を前進させることにより、スキンプレート内よりテールシールを押し出し、新テールシールを所定位置に移動させるものであるが、交換しようとする古テールシールの内側には、常に覆工が組み立てられた状態にあるため、スキンプレートに対するテールシールの固定及び固定解除に特別の手段、例えば、セグメントに作業用の窓穴を開閉可能に開けたものを使用したり(特開平3−156098号公報)、テールブラシを固定したスライド筒を周方向に旋回させる等の手段が必要であったり(特開平2−210196号公報)、一度組み立てたセグメントを解体する必要がある(特開平6−50093号公報)等、作業性が悪いという問題があった。
【0012】
本発明の第1の目的は、古テールシール及び新テールシールをスキンプレート後方にスライドさせて交換する際に、テールシールのスキンプレートに対する固定解除及び固定作業を簡単に行うことができる方法の提供にある。
【0013】
また、本発明の他の目的は、スキンプレートの後端に延長配置に固定した柔軟性筒体にシール部を設けた形式のテールシールの交換が同様にして簡単に行うことができる方法の提供にある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、第1に、シールド掘進機におけるスキンプレートの後端部内に掘進方向後方側にスライド可能に嵌合されるスライド筒を備え、該スライド筒の内面にテールブラシ等のテールシールを固定し、前記スライド筒の前端部を、前記スキンプレート内で組み立てられて一回の掘進によって後方に相対移動された覆工の前端より前方に位置させて該スライド筒の前端部をスキンプレート内にボルト等の固定手段により固定しておき、前記テールシールの交換に際し、取り外そうとする古テールシールを固定している古スライド筒の前方側に、新テールシールを固着した新スライド筒を組み立て、この状態で古スライド筒の固定を解いた後、新スライド筒の内面側に覆工を組み立て、該覆工に反力を取ってシールド掘進機を推進させるためのシールドジャッキに、覆工押出部と新テールシール押出部とを一体に有する押出治具をセットし、シールド掘進機の掘進とともに前記押出治具を介して前記覆工と新スライド筒とを同時に押し出させることによって古スライド筒をスキンプレート後方に押し出すと同時に新スライド筒の前端を新覆工の前方に位置させ、然る後新スライド筒を前記固定手段によってスキンプレートに固定することにある。
【0015】
また、本発明の他の特徴は、シールド掘進機におけるスキンプレートの後端部内に掘進方向後方側にスライド可能に嵌合されるスライド筒を備え、該スライド筒の後端部に、柔軟性のある材料をもって湾曲自在な筒状に形成された柔軟性筒体とその後端部の覆工の外周面に密着するシール部から構成されるテールシールの前端部を固定し、前記スライド筒の前端部を、前記スキンプレート内で組み立てられて一回の掘進によって後方に相対移動された覆工の前端より前方に位置させて、該スライド筒の前端部をスキンプレート内にボルト等の固定手段により固定しておき、前記テールシールの交換に際し、取り外そうとする古テールシールを固定している古スライド筒の前方側に、新スライド筒を組み立てるとともに、該新スライド筒に新テールシールを固着し、この状態で古スライド筒の固定を解いた後、新テールシールの内面側に覆工を組み立て、該覆工に反力を取ってシールド掘進機を推進させるためのシールドジャッキに、覆工押出部と新テールシール押出部とを一体に有する押出治具をセットし、シールド掘進機の掘進とともに前記押出治具を介して前記覆工と新スライド筒とを同時に押し出させることによって古スライド筒をスキンプレート後方に押し出すと同時に新スライド筒の前端を新覆工の前方に位置させ、然る後新スライド筒を前記固定手段によってスキンプレートに固定することにある。
【0016】
尚、上述の各特徴において、新スライド筒の組み立てに際し、新スライド筒の前端をスキンプレート内で組み立てられる覆工の前端より前方に位置させること及びシール部として多数の鋼線からなるテールブラシを前後方向側に間隔を隔てて多重配置に備えることが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【0018】
図1〜図5は、本発明の第1実施形態を示しており、図において1はセグメントの組立によって構成された覆工であり、2はシールド掘進機のスキンプレート、3は覆工1に反力を取ってシールド掘進機を推進させるためのシールドジャッキである。
【0019】
本工法ではテールシールユニット10を使用する。このテールシールユニット10はスキンプレート2の後端内面に接して推進方向後方側にスライド自在に組み立てたスライド筒11と、その内面側に固定した多重配置のテールブラシからなるテールシール12,12とから構成されている。
【0020】
一方スキンプレート2の後端部内面には、少くともエレクター(図示せず)によるセグメントの覆工組立位置より推進方向後方側を肉薄にして、その内側に拡径部2aが形成されている。
【0021】
この拡径部2aの後端部にスライド筒11を予め固定しておくものであり、このスライド筒11の前端側が一回の推進によって押し出された覆工1の前端面より掘進方向前方側に露出される長さとし、その露出側端部に止めネジ13を貫通させてスキンプレート2にネジ止めすることにより、スライド筒11をスキンプレート2に対して固定している。
【0022】
このようにして固定されたスライド筒11の前方側の拡径部2aには、インナープレート14を嵌め込んで固定することにより段差をなくし、その内側にてセグメントによる覆工組立作業がなされるようになっている。
【0023】
このようにして組み込まれたテールブラシ12,12の交換の必要が生じた場合には、一回の掘進工程、即ち、セグメント1個の幅分の掘進の後、セグメントによる覆工の組み立てを行う前にインナープレート14を取り外し、露出した拡径部2a内において、先に固定されていた古スライド筒11の前方側にスペーサリング15を組み、更に、その前方に新たに組み込むための新テールシールユニット10a、即ち、新スライド筒11a及び新テールシール12a,12aを組み立てる。
【0024】
新スライド筒11aの前端は、後述する新覆工1a、即ち、スキンプレート内で組み立てられる覆工の前端より前方に位置させておく。またこれと同時もしくは前後して古テールシールユニット10のスキンプレート2に対する固定を解く。
【0025】
次いで、その新テールシールユニット10aの内側にて延長しようとするセグメントによる新覆工1aを組み立て、シールドジャッキ3に,覆工押出部16aと新テールシールユニット押出部16bとを一体に有する押出治具16をセットし、新覆工1aと新テールシールユニット10aとを同時に押し出しつつシールド掘進機を掘進させる。これによって古テールシールユニット10をスキンプレート2の後端部外に押し出すとともに、新テールシールユニット10aを所定位置までスライドさせる。
【0026】
然る後、シールドジャッキ3を元に戻し、新覆工1aの前端の前方側に露出している新テールシールユニット10aの露出端部に新止めネジ13aを貫通させてスキンプレート2に螺合させ、新テールシールユニット10aをスキンプレートに対して固定し、交換作業を終了する。
【0027】
尚、新スライド筒11aをスライド筒11の前方に設置し、セグメントによる新覆工1aを組み立てるに際し、新スライド筒11aの前端の新止めネジ部は、この時点では必ずしも新覆工1a前端よりも前方になくてもよく、その後掘進して古スライド筒11を押し出し、新スライド筒11aをスキンプレート2に固定する時点で、新スライド筒11aの前端が覆工11aの前端よりも前方にあればよい。
【0028】
図6〜図10は、本発明の第2実施形態を示している。
【0029】
尚、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0030】
この実施形態は、スキンプレート2の後方に延長する配置に柔軟性筒体21を設け、その後端部内面をシール部22としたテールシール20を備えた、シールド掘進機のテールシール交換に関するものであり、前述と同様のスキンプレート内面の拡径部2a内を前後にスライド可能なスライド筒23に対し、テールシール20を後方に延長する配置に固定して、テールシールユニットを構成させ、そのスライド筒21をスキンプレート2の後端に固定し、テールシール20をスキンプレート2の後方に延長させた配置に設置されている。
【0031】
尚、シール部22は、筒体21の内面が覆工外周面に圧接されるものの他、ワイヤブラシからなるテールブラシを筒体内面に突設したものでもよい。
【0032】
このようにして、固定されるスライド筒23の前端は、スキンプレート2内でセグメントにより覆工組み立てられた後、一回の掘進によって後方に相対側移動された覆工1の前端より前方側にあって、スキンプレート2内に露出した位置にあり、その露出部分に止めネジ13を貫通させ、スキンプレート2に対して固定している。
【0033】
そして、スライド筒23の前方側の拡径部2a内には、前述と同様にインナープレートを嵌め込んで段差をなくしている。
【0034】
このようにして組み込まれたテールシール20の交換の必要が生じた場合には、一回の掘進工程、即ち、セグメント1個の幅分の掘進の後、セグメントによる覆工の組み立てを行う前にインナープレート14を取り外し、露出した拡径部2a内において、先に固定されていた古スライド筒23の前方側にスペーサリング15を組み、更に、その前方に新たに組み込むための新スライド筒23aを組み立て、その内側に新テールシール20aの前端を固定する。 また、これと同時もしくは前後して古スライド筒23のスキンプレート2に対する固定を解く。
【0035】
次いで、その新スライド筒23a及び新テールシール20aの内側にて延長しようとするセグメントによる新覆工1aを組み立て、シールドジャッキ3に,覆工押出部16aと新テールシールユニット押出部16bとを一体に有する押出治具16をセットし、新覆工1aと新スライド筒23aの相対移動を阻止させた状態でこれらを同時に後方に押し出しつつシールド掘進機を掘進させる。これによって古スライド筒23をスキンプレート2の後端部外に押し出すとともに、新スライド筒23aを所定位置までスライドさせる。
【0036】
然る後、シールドジャッキ3を元に戻し、新覆工1aの前端の前方側に露出している新スライド筒23aの露出端部に新止めネジ13aを貫通させてスキンプレート2に螺合させて固定し、交換作業を終了する。
【0037】
尚、図には示してないが、テールシール20のシール部22は上述の他、図1に示すテールシール12と同様の多数の鋼線からなるテールブラシを柔軟性筒体21の内側に前後方向に間隔を隔て多重配置に備えてもよい。
【0038】
【発明の効果】
上述したように、本発明におけるシールド掘進機のテールシール交換方法においては、スライド筒の内面にテールブラシを固定した形式のテールシール及びスキンプレートの後方に柔軟性筒体を延長させた形式のテールシールのいずれの場合においても、スライド筒とテールシールとを固定しておき、そのスライド筒の前端が一回の掘進によって後方に押し出された覆工の前端より露出されるようにし、その露出端部をスキンプレートに対して解除可能に固定しておき、その前方側に交換しようとする新スライド筒及びテールシールを組み立てて、掘進と同時に押し出すようにしたことにより、立坑の構築や地盤改良、地盤凍結等の工事を要することなく、テールシールの交換ができることとなったものであり、また、交換する古スライド筒の固定解除及び新スライド筒固定が、セグメント解体や特殊なセグメントやスライド筒旋回手段等の特別の装置を使用せずに、スキンプレート内にて行うことができ、安全かつ容易に作業することができることとなったものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のテールシール交換前の状態を示す部分断面図である。
【図2】同上のインナープレート取り外し状態を示す部分断面図である。
【図3】同上の新テールシールユニット組み立て後の状態を示す部分断面図である。
【図4】同上の新テールシールユニット押込み前の状態を示す部分断面図である。
【図5】同上のテールシール交換後の状態を示す部分断面図である。
【図6】本発明の第2実施形態のテールシール交換前の状態を示す部分断面図である。
同上のインナープレート取り外し状態を示す部分断面図である。
【図7】同上の新テールシールユニット組み立て後の状態を示す部分断面図である。
【図8】同上の新テールシールユニット押込み前の状態を示す部分断面図である。
【図9】同上のテールシール交換後の状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 覆工
1a 新覆工
2 スキンプレート
2a 拡径部
3 シールドジャッキ
10 テールシールユニット
10a 新テールシールユニット
11 スライド筒
11a 新スライド筒
12 テールシール
12a 新テールシール
13 止めネジ
13a 新止めネジ
14 インナープレート
15 スペーサリング
16 押出治具
16a 覆工押出部
16b 新テールシールユニット押出部
20 テールシール
20a 新テールシール
21 柔軟性筒体
22 シール部
23 スライド筒
23a 新スライド筒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tail seal replacement method for a shield machine in which a tail seal provided on a skin plate at the rear part of a shield machine is exchanged during excavation.
[0002]
[Prior art]
In general, the shield machine in the shield method excavates the tunnel face with a cutter at the front end, propels it with a jack provided at the rear according to the excavation, and assembles the segments sequentially within the rear end to perform primary lining I have to.
[0003]
The outer surface of the lining cylinder assembled by the segment on the inner surface of the skin plate to prevent mud and earth from entering the shield machine from the gap between the outer surface of this segment and the inner surface of the skin plate on the outer surface of the shield machine A tail seal that contacts
[0004]
Since this tail seal is slid while being pressed against the outer periphery of a concrete or steel segment at all times, the tail seal is violent and needs to be replaced periodically.
[0005]
In addition, there is a competition due to the eccentricity between the skin plate and the lining by the segment during the excavation (particularly appears during curve construction), the tail seal may be damaged, and the tail seal may need to be replaced during the excavation. .
[0006]
As a method for exchanging tail seals during such excavation, conventionally, a hardener is injected into the ground around the rear of the shield machine to improve the ground, or the ground is frozen by using a freezer. Maintaining the state where the movement of mud and sediment at the rear of the excavator is completely stopped, the excavator is excavated and the tail packing is exposed without assembling the segments, and an intermediate shaft is built from the ground and replaced in it. The method of doing work was taken.
[0007]
Such a conventional method requires a great amount of time and cost, and it cannot be said to be sufficient from the viewpoint of safety.
[0008]
As a solution to this problem, the tail seal is slidably built into the inner surface of the skin plate, the new tail seal to be replaced is built on the front side of the old tail seal, and a segment lining is assembled inside it. A method has been developed in which the lining and the tail seal are pushed out of the skin plate simultaneously with the excavation (Japanese Patent Laid-Open No. 6-50093).
[0009]
In addition, the tail seal to be replaced is fixed to the inner surface of a slide cylinder slidable on the inner peripheral surface of the skin plate and developed as a unit (Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-156098 and 2-219696). Has been.
[0010]
In recent years, for the purpose of reducing the radius of curvature when tunnels are curved, a tail seal is provided in the rear end of the flexible cylinder, and the flexible cylinder is extended to the rear end of the skin plate. By fixing, a shield machine has been developed in which the skin plate is shortened by the length of the tail seal.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional tail seal replacement method as described above, a new tail seal for assembling a new one is assembled on the front side of the old tail seal, a new lining with a segment is extended inside, and then the tail seal for the new lining is added. By moving the shield machine forward while keeping the relative movement of the tail, the tail seal is pushed out of the skin plate and the new tail seal is moved to the specified position. Since the lining is always in an assembled state, special means for fixing and releasing the tail seal to the skin plate, for example, a work window hole that can be opened and closed is used in the segment. (Japanese Patent Laid-Open No. 3-156098), means such as turning a slide cylinder with a tail brush fixed in the circumferential direction is necessary. Attari (JP-A-2-210196), it is necessary to dismantle once assembled segments (JP-A-6-50093) and the like, there is a problem of poor workability.
[0012]
The first object of the present invention is to provide a method for easily releasing and fixing the tail seal to the skin plate when the old tail seal and the new tail seal are exchanged by sliding them to the rear of the skin plate. It is in.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a method by which a tail seal of a type in which a seal portion is provided in a flexible cylindrical body fixed in an extended arrangement at the rear end of the skin plate can be easily performed in the same manner. It is in.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The features of the present invention for solving the conventional problems as described above and achieving the intended purpose are as follows. First, the shield plate is slidably fitted in the rear end of the skin plate in the shield plate. And a tail seal such as a tail brush is fixed to the inner surface of the slide cylinder, and the front end of the slide cylinder is assembled in the skin plate and relatively moved rearward by a single excavation. Position the front end of the slide cylinder in front of the front end of the lining, and fix it in the skin plate with fixing means such as bolts, and fix the old tail seal to be removed when replacing the tail seal. Assemble a new slide cylinder with a new tail seal on the front side of the old slide cylinder. After unfastening the old slide cylinder in this state, cover the inner surface of the new slide cylinder. Set up an extrusion jig that integrally has a lining extrusion part and a new tail seal extrusion part on the shield jack for propelling the shield machine by taking the reaction force on the lining, By simultaneously pushing out the lining and the new slide cylinder through the extrusion jig together with the excavation, the old slide cylinder is pushed rearward of the skin plate and at the same time the front end of the new slide cylinder is positioned in front of the new lining, Then, the new slide cylinder is fixed to the skin plate by the fixing means.
[0015]
Another feature of the present invention includes a slide cylinder that is slidably fitted in the rear end of the skin plate in the shield plate in the shield machine, and the rear end of the slide cylinder is flexible. The front end portion of the slide cylinder is fixed by fixing the front end portion of the tail seal composed of a flexible cylindrical body formed of a certain material in a bendable cylindrical shape and a seal portion closely contacting the outer peripheral surface of the lining of the rear end portion. the front Symbol by positioning in front of the front end of the relative movement has been lining backward by a single excavation assembled in skin plate by fixing means such as bolts to the front end of the slide cylinder to the skin plate When replacing the tail seal, assemble a new slide cylinder on the front side of the old slide cylinder to which the old tail seal to be removed is fixed, and Fixing a Lucille, after solving the fixed old slide cylinders in this condition, assemble the lining on the inner surface of the new tail seal, the shield jacks for propelling the shield machine taking a reaction force to said cover Engineering , By setting an extrusion jig integrally having a lining extrusion part and a new tail seal extrusion part, and simultaneously extruding the lining and the new slide cylinder through the extrusion jig together with the excavation of a shield machine The old slide cylinder is pushed out to the rear of the skin plate, and at the same time, the front end of the new slide cylinder is positioned in front of the new lining, and then the new slide cylinder is fixed to the skin plate by the fixing means.
[0016]
In each of the above-mentioned features, when assembling the new slide cylinder, the front end of the new slide cylinder is positioned in front of the front end of the lining to be assembled in the skin plate, and a tail brush made of a number of steel wires is used as a seal portion. It is preferable to prepare for the multiple arrangement with an interval in the front-rear direction side.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
1 to 5 show a first embodiment of the present invention, in which 1 is a lining constructed by assembling segments, 2 is a skin plate of a shield machine, 3 is a
[0019]
In this construction method, a
[0020]
On the other hand, on the inner surface of the rear end portion of the
[0021]
The
[0022]
A step is eliminated by fitting and fixing the
[0023]
When it is necessary to replace the tail brushes 12 and 12 incorporated in this way, the lining of the segments is assembled after one excavation step, that is, the excavation for the width of one segment. A new tail seal for removing the
[0024]
The front end of the
[0025]
Next, a
[0026]
Thereafter, the
[0027]
When the
[0028]
6 to 10 show a second embodiment of the present invention.
[0029]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.
[0030]
This embodiment relates to a tail seal replacement of a shield machine having a
[0031]
The
[0032]
In this way, the front end of the
[0033]
In the
[0034]
When it is necessary to replace the
[0035]
Next, a
[0036]
Thereafter, the
[0037]
Although not shown in the drawing, the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the tail seal replacement method of the shield machine according to the present invention, the tail seal of the type in which the tail brush is fixed to the inner surface of the slide cylinder and the tail of the type in which the flexible cylinder is extended behind the skin plate. In any case of the seal, the slide cylinder and the tail seal are fixed so that the front end of the slide cylinder is exposed from the front end of the lining that is pushed backward by one excavation, and the exposed end The part was fixed releasably to the skin plate, and a new slide cylinder and tail seal to be replaced were assembled on the front side, and pushed out at the same time as excavation. The tail seal can be replaced without the need for ground freezing work, etc. Unlocking and new slide cylinder fixing can be performed in the skin plate without using special devices such as segment disassembly, special segments or slide cylinder turning means, and it should be possible to work safely and easily. It has become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a state before tail seal replacement according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state where the inner plate is removed.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a state after assembling the new tail seal unit.
FIG. 4 is a partial sectional view showing a state before the new tail seal unit is pushed in.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a state after the tail seal is replaced.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a state before tail seal replacement according to a second embodiment of the present invention.
It is a fragmentary sectional view which shows an inner plate removal state same as the above.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state after assembling the new tail seal unit.
FIG. 8 is a partial sectional view showing a state before the new tail seal unit is pushed in.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state after the tail seal is replaced.
[Explanation of symbols]
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