JP4133731B2 - Water stop device in shield machine - Google Patents
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Description
本発明は、シールド掘進機における止水装置に係り、特に、トンネルの相対する2方向から同時に掘削して形成した2つのシールドトンネルを接合するシールドトンネルの接合方法に用いて好適なシールド掘進機の止水装置に関する。 The present invention relates to a water stop device in a shield machine, and in particular, a shield machine suitable for use in a shield tunnel joining method for joining two shield tunnels formed by excavating simultaneously from two opposite directions of a tunnel. It relates to a water stop device.
シールド掘進機を用いてシールドトンネルを形成する際には、シールド掘進機内への地山からの水の浸入を防止する必要がある。たとえば、シールドトンネルを形成するにあたり、近年においては、シールドトンネルの長距離化に伴い、トンネルの両方向からシールド掘進機を発進させ、それらの2台のシールド掘進機で形成された2つのシールドトンネルを地中で接合させて、トンネルを完成させる工法が行われている。このような2つのシールドトンネルを接合する際には、接合位置において、シールド掘進機内に水が入らないように止水することが必要となる。 When a shield tunnel is formed using a shield machine, it is necessary to prevent water from entering the ground into the shield machine. For example, in forming a shield tunnel, in recent years, as shield tunnels have become longer, shield tunneling machines are started from both directions of the tunnel, and two shield tunnels formed by these two shield tunneling machines are used. There is a method of joining in the ground to complete the tunnel. When joining such two shield tunnels, it is necessary to stop the water so that water does not enter the shield machine at the joining position.
このような止水装置を設けたシールド掘進機として、たとえば特開平11−336472号公報に開示されたトンネル掘削機がある。このトンネル掘削機は、第一シールド掘削機と第二シールド掘削機とを向かい合わせ、第一シールド掘削機に設けられた外筒によって第二シールド掘削機のカッタヘッド機構を覆う。それから、第二シールド掘削機に設けられたシールジャッキにより、外筒の先端部内周面にシール部材を圧接して止水するシール機構を備えるものである。 As a shield machine provided with such a water stop device, for example, there is a tunnel excavator disclosed in JP-A-11-336472. In this tunnel excavator, the first shield excavator and the second shield excavator face each other, and the cutter head mechanism of the second shield excavator is covered by an outer cylinder provided in the first shield excavator. Then, a seal mechanism is provided that stops water by pressing the seal member against the inner peripheral surface of the distal end portion of the outer cylinder by a seal jack provided in the second shield excavator.
また、シールド掘進機の後方におけるテールプレートに取り付けられ、シールド掘進機とセグメントの間の間隙を止水する止水シール装置がある。このような止水シール装置として、たとえば実公平6−30958号公報に開示されたものがある。この止水シール装置は、圧力流体の注入にともない外周側から加圧されて径方向に膨らむ円環状の可とう性部材と、この可とう性部材の径方向内側への膨らみに応じて起立する環状のシールリングとを備えている。この止水シール装置は、可とう性部材が膨らんでシールリングを起立させることにより、その後端部がトンネルを構成するセグメントの外周面に押し付けられて止水するというものである。
ところが、上記特許文献1に開示されたトンネル掘削機におけるシール機構では、シール部材を外筒に圧接させるためのシールジャッキが設けられている。このため、シールジャッキを設けるためのある程度広いスペースを確保しなければならないという問題があった。
However, in the seal mechanism in the tunnel excavator disclosed in
また、上記特許文献2に開示された止水シール装置を、シールド掘進機間の接合部分の止水装置として用いることが考えられる。ところが、上記特許文献2に開示された止水シール装置では、単に可とう性部材を膨張させてシールリングを起立させて、トンネルに押し付けるものである。このため、押し付け力をあまり大きくできないという問題があった。
Moreover, it is possible to use the water stop sealing apparatus disclosed by the said
そこで、本発明の課題は、シールド掘進機の外部と内部との間の止水性を高くすることができるシールド掘進機における止水装置を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the water stop apparatus in the shield machine which can make the water stop between the exterior and inside of a shield machine high.
上記課題を解決した本発明に係るシールド掘進機における止水装置は、シールド掘進機における止水対象間隙を止水するシールド掘進機における止水装置であって、シールド掘進機における止水対象間隙が、シールド掘進機の能動部と受動部との間に形成されており、シールド掘進機の受動部に押圧されて、止水対象間隙を止水する止水部材がシールド掘進機の能動部に設けられ、シールド掘進機の能動部に、止水部材をシールド掘進機の受動部に押圧する弾性膨張部材が設けられており、弾性膨張部材には、弾性膨張部材の膨張を規制する膨張規制部材が設けられており、止水部材が、シールド掘進機の能動部に沿って形成された環状の本体部を有し、本体部の先端に主リップ部が形成されており、本体部の胴部に突条からなる副リップ部が設けられていることを特徴とする。 The water stop device in the shield machine according to the present invention that has solved the above problems is a water stop device in a shield machine that stops the water stop target gap in the shield machine, and the water stop target gap in the shield machine is , Formed between the active part and the passive part of the shield machine, and provided with a water stop member in the active part of the shield machine that is pressed by the passive part of the shield machine to stop the water stop target gap is, the active portion of the shield machine is provided with an elastic expansion member for pressing the water-shutoff member to the passive portion of the shield machine, the elastic expansion member, the expansion restricting member for restricting the expansion of the elastic expansion member The water stop member has an annular main body formed along the active part of the shield machine, and a main lip is formed at the tip of the main body. Secondary lip part consisting of ridges And it is provided.
本発明に係るシールド掘進機における止水装置は、シールド掘進機の受動部にシールド掘進機の能動部に形成された止水部材が押圧されてシールド掘進機と外部との止水がなされる。ここで、止水部材を押し付ける弾性膨張部材が設けられているが、この弾性膨張部材には、その膨張を規制する膨張規制部材が設けられている。このため、止水部材を押し付けるように弾性膨張部材を膨張させることができるので、止水部材を大きな力で押し付けることができる。その結果、高い止水性を発揮することができる。また、主リップ部および副リップ部を設けることにより止水部材による止水性をさらに高いものとすることができる。 In the water stop device in the shield machine according to the present invention, the water stop member formed in the active part of the shield machine is pressed by the passive part of the shield machine, and the shield machine and the outside are stopped. Here, an elastic expansion member that presses the water stop member is provided, and the elastic expansion member is provided with an expansion restriction member that restricts the expansion . Therefore, it is possible to inflate the elastic expansion member so as to press the water-shutoff member can be pressed against the water-shutoff member with a large force. As a result, a high water-stopping property can be exhibited. Further, by providing the main lip portion and the sub lip portion, the water stoppage by the waterstop member can be further increased.
ここで、止水対象間隙が、第一シールド掘進機の外胴部に第二シールド掘進機の内筒部を挿入する際に、外胴部と内筒部との間に形成されるものであり、シールド掘進機の能動部が、第一シールド掘進機における外胴部の内側または第二シールド掘進機における内筒部の外側の一方に設けられ、シールド掘進機の受動部が、第一シールド掘進機における外胴部の内側または第二シールド掘進機における内筒部の外側の他方とされている態様とすることができる。 Here, when the inner cylinder part of the second shield machine is inserted into the outer trunk part of the first shield machine, the water stop target gap is formed between the outer trunk part and the inner cylinder part. Yes, the active part of the shield machine is provided either on the inner side of the outer body part of the first shield machine or on the outer side of the inner cylinder part of the second shield machine, and the passive part of the shield machine is the first shield It can be set as the aspect made into the other inside of the outer trunk | drum part in an excavation machine, or the outer side of the inner cylinder part in a 2nd shield excavation machine.
第一シールド掘進機と第二シールド掘進機でトンネルの両方向からシールド掘進機を発進させてシールドトンネルを形成する際、両シールド掘進機で掘進したトンネルの接合部における止水が問題となる。ここで、本発明では、第一シールド掘進機の外筒部の内側と第二シールド掘進機の内筒部の外側にそれぞれ止水装置の能動部および受動部を形成しているので、両シールド掘進機によって形成したトンネルを接合する際に、高い止水性を発揮することができる。 When forming a shield tunnel by starting the shield machine from both directions of the tunnel with the first shield machine and the second shield machine, water stoppage at the junction of the tunnels dug by both shield machines becomes a problem. Here, in the present invention, since the active part and the passive part of the water stop device are respectively formed inside the outer cylinder part of the first shield machine and outside the inner cylinder part of the second shield machine, both shields are formed. When joining a tunnel formed by an excavator, high water-stopping performance can be exhibited.
なお、本発明における止水対象間隙としては、第一シールド掘進機の外筒部の内側と第二シールド掘進機の内筒部の外側以外に、たとえばシールド掘進機におけるテールシール部を挙げることができる。 In addition, examples of the water stop target gap in the present invention include, for example, a tail seal part in the shield machine, in addition to the inside of the outer cylinder part of the first shield machine and the outside of the inner cylinder part of the second shield machine. it can.
また、弾性膨張部材が、膨張規制部材としての布を有する布入りゴム材からなる態様とするのが好適である。 In addition, it is preferable that the elastic expansion member is made of a cloth-containing rubber material having a cloth as an expansion regulating member .
膨張規制部材としての布を有する弾性膨張部材を用いることにより、弾性膨張部材を容易に製造することができる。 By using an elastic expansion member having a cloth as an expansion regulating member , the elastic expansion member can be easily manufactured.
さらに、主リップ部は、副リップ部よりも低硬度とされている態様とすることもできる。 Further, the main lip portion may have a lower hardness than the sub lip portion.
主リップ部が低硬度とされていることにより、強い押し付け力で押し付けられた止水部材の外側から水圧が掛かったときに、主リップの先端部が確実に押し付けられるので、さらに止水性を良好なものとすることができる。 Due to the low hardness of the main lip, the tip of the main lip is reliably pressed when water pressure is applied from the outside of the water-stopping member pressed with a strong pressing force, further improving water-stopping Can be.
本発明によれば、シールド掘進機の外部と内部との間の止水性を高くすることができるシールド掘進機における止水装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water stop apparatus in the shield machine which can make the water stop between the exterior and inside of a shield machine high can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
図1は、本発明の実施形態に係る止水装置の側断面図である。 FIG. 1 is a side sectional view of a water stop device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る止水装置1は、膨張部材であるゴムシート2と止水部材である止水シール3とを備えている。この止水装置1は、図2に示すように、第一シールド掘進機5の外胴部11に設けられている。また、本発明の能動部である第一シールド掘進機5の外胴部11には、留め金具4が設けられており、この留め金具4により止水シール3が留められて、外胴部11に収容されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、第一シールド掘進機5は、外胴部11の先端部に設けられた第一カッタ装置12を備えている。第一カッタ装置12は、カッタ部12Aとこのカッタ部12Aとともに移動する内筒部12Bを備えている。カッタ部12Aおよび内筒部12Bは、外胴部11に対して相対的に後退可能とされている。第一カッタ装置12の後部には、内胴部13が設けられており、内胴部13には、セグメントSを押圧して反力をとるシールドジャッキ14および外胴部11に接続された摺動ジャッキ15が取り付けられている。さらに、外胴部11には、外胴部11の首振りを行うための中折れジャッキ16が設けられている。この中折れジャッキ16は、後に説明する連結棒と交換可能とされている。
As shown in FIG. 2, the
止水装置1におけるゴムシート2は、図1に示すように、ゴムシート本体21と、膨張規制部材である布22とを備えている。ゴムシート2は、第一シールド掘進機5における外胴部11の内側面の周方向に沿って配設されている。このゴムシート本体21の中に、ゴムシート本体21の全体にわたって布22が配設されており、布22はゴムシート2が膨張する際の膨張方向が均一になるように規制している。
As shown in FIG. 1, the
また、止水シール3は、図3に示すように、鋼製である板状の芯材31を複数備えている。芯材31は、外胴部11の周方向にわずかに離間して配置されている。また、芯材31の後端部は、外胴部11に対して回動可能に取り付けられており、芯材31の先端部が外胴部11の中心方向に向けて傾動するようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, the water-
芯材31は、ゴム膜32によって覆われている。ゴム膜32は、複数の芯材31のすべてを覆い、外胴部11における内周面に沿って連続して形成されている。ゴム膜32の先端部には、主リップ部33が形成されている。主リップ部33は、外胴部11の周方向に連続して形成されており、芯材31が外胴部11の中心部に向けて傾動することにより、図1に仮想線で示す本発明の受動部である第二シールド掘進機6における第二カッタ装置41の内筒部41Bに当接させられる。
The
さらに、ゴム膜32における先端部よりもやや後方位置には、突条からなる円環状の副リップ部34が設けられている。副リップ部34は、断面三角形状の円環状をなしており、芯材31が傾動したときに、この副リップ部34の下端部が最初に第二シールド掘進機6における第二カッタ装置41の内筒部41Bに当接する。また、副リップ部34は、ゴム膜32と同じ材質で形成されており、主リップ部33は副リップ部34よりも低硬度となるようにされている。これらの主リップ部33および副リップ部34が第二カッタ装置41の内筒部41Bに当接して、シールド掘進機5,6の内部と、それらの外部との間における止水対象間隙が止水される。
Further, an annular
また、留め金具4は、前金具4Aと後金具4Bとを備えている。このうちの後金具4B部分に止水シール3における後端部が枢着されており、止水シール3が傾動するようになっている。
The fastener 4 includes a front metal fitting 4A and a rear metal fitting 4B. Of these, the rear end portion of the
止水装置1は、第一シールド掘進機5によるシールドトンネルの掘削中等、通常の状態では、止水シール3の先端部は、前金具4Aの後端部に係止された状態となっている。この止水シール3と外胴部11との間に、ゴムシート2が折り畳まれた状態で収容されている。
In the normal state, such as during the excavation of the shield tunnel by the
さらに、ゴムシート2と外胴部11との間には、図示しないエアチューブに一端部が設けられており、このエアチューブの他端部はエアポンプに接続されている。このエアポンプからエアチューブを介してゴムシート2と外胴部11との間にエアを供給することにより、ゴムシート2が膨張する構造となっている。
Furthermore, between the
以上の構成を有する本実施形態に係る止水装置1の動作、作用について説明する。
Operation | movement and an effect | action of the
止水装置を使用する前段階として、図4に示すように、第一トンネル掘削位置まで掘進した第一シールド掘進機5と、第二トンネル掘削位置まで掘進した第二シールド掘進機6とが向かい合う。それから、第一シールド掘進機5におけるシールドジャッキ14を収縮させるとともに、摺動ジャッキ15を伸長させる。この段階では、中折れジャッキに代えて連接棒17が取り付けられている。こうして、内胴部13および第一カッタ装置12を後退させて、第一カッタ装置12を外胴部11の内側に収容する。
As shown in FIG. 4, the
続いて、第二シールド掘進機6における第二カッタ装置41を前進させて、第一シールド掘進機5の外胴部11内に進入させる。このとき、第二シールド掘進機6における第二カッタ装置41には、図示しない洗浄装置が設けられており、この洗浄装置によって第一シールド掘進機5における外胴部11の内側面および止水装置1を洗浄する。そのまま、さらに第二カッタ装置41を前進させ、図5に示すように、第二カッタ装置41における内筒部41Bと第一シールド掘進機5の外胴部11に設けられた止水装置1とがラップする位置で、第二カッタ装置41を停止させる。
Subsequently, the
この位置まで第二カッタ装置41が前進して停止したら、図示しないエアポンプで外胴部11とゴムシート2との間にエアを供給する。このときのエアの供給量は、たとえばゴムシート2に掛かる圧力が、水圧よりも0.3Mpa以上となるように調整するのが望ましい。こうして、エアを供給すると、止水シール3に圧力が伝えられ、前金具4Aに係止された状態から解放されて、止水シール3が、その後端部を軸として回動して開放する。この止水シール3の開放に伴い、図1に仮想線で示すように、ゴムシート2が膨張する。そして、膨張したゴムシート2の膨張力によって、止水シール3が第二シールド掘進機6の内筒部41Bの外側に押し付けられる。
When the
図6(b)に示すように、止水シール3が第二シールド掘進機6における第二カッタ装置41の内筒部41Bに押し付けられると、まず止水シール3の副リップ部34が内筒部41Bに押し付けられる。この状態から、さらに止水シール3を押し付けると、副リップ部34が変形し、内筒部41Bに対する密着面積が増してその止水性を高めていく。そのままさらに押し付け力を大きくすると、主リップ部33が内筒部41Bに接触し、押し付けられる。この主リップ部33でさらに高い止水性を発揮させることができる。このようにして、シールド掘進機5,6の内部と、その外側とが止水シール3によって止水される。
As shown in FIG. 6B, when the
このとき、本実施形態に係る止水装置1では、ゴムシート2として、ゴムシート本体21の全体にわたって布22が配設されたものを用いている。この布22の作用により、ゴムシート2の膨張方向が均一に規制されて、止水シール3を第二シールド掘進機6における第二カッタ装置41の内筒部41Bに確実に押し付けることができる。
At this time, in the
ここで、ゴムシートとして、布入りでないものと布入りのものとを比較する。図6(a)は、布が入っていないゴムシートで止水シールを押し付けた状態を示す模式図、図6(b)は、布が入ったゴムシートで止水シールを押し付けた状態を示す模式図である。 Here, as a rubber sheet, a cloth sheet and a cloth sheet are compared. FIG. 6A is a schematic diagram showing a state where the water stop seal is pressed with a rubber sheet not containing cloth, and FIG. 6B shows a state where the water stop seal is pressed with a rubber sheet containing cloth. It is a schematic diagram.
図6(a)に示すように、布が入っていないゴムシート50で止水シール3を押し付けた場合、ある程度ゴムシート50を膨張させた状態で止水シール3の押し付け力は飽和してしまう。図6(a)に示す状態より大きくゴムシート50を膨張させたとしても、止水シール3と外胴部11との間の開口部の方向にゴムシート50は膨張してしまう。このため、止水シール3を押し付ける押し付け力を大きくすることができないものである。
As shown in FIG. 6 (a), when the
これに対して、図6(b)に示すように、布が入ったゴムシート2を用いた場合には、ゴムシート2が均等に膨張するので、ゴムシート2を膨張させることにより、その膨張力で止水シール3を内筒部41Bに押し付ける押し付け力を大きくすることができる。したがって、強い押し付け力で止水シール3を押し付けることができるので、止水性を向上させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the
また、本実施形態に係る止水装置1では、止水シール3として、先端の主リップ部33が副リップ部34より低硬度とされている。このため、外側から水が入り込もうとしても、さらに高い止水性を発揮することができる。この点について説明する。
Further, in the
図7(a)は、主リップ部が高硬度(副リップ部と同程度の硬度)である止水シールを押し付けた状態を示す模式図、図7(b)は、主リップ部が低硬度である止水シールを押し付けた状態を示す模式図である。 FIG. 7A is a schematic diagram showing a state in which a water-stop seal whose main lip portion has high hardness (similar to the sub-lip portion) is pressed, and FIG. 7B shows that the main lip portion has low hardness. It is a schematic diagram which shows the state which pressed the water stop seal which is.
図7(a)に示すように、主リップ部61が高硬度である止水シール60では、止水シール60を内筒部41Bに押し付けた後、主リップ部61が反り返ってしまう。このため、止水シール60を押し付けたときに、土砂Dを噛んでいた場合には、主リップ部61と内筒部41Bとが離れてしまい、止水性の低下を招くことが懸念される。
As shown in FIG. 7A, in the
これに対して、図7(b)に示すように、主リップ部33が低硬度である止水シール3を用いた場合、混入した土砂Dに対する追従性が高くなる。その結果として、セルフシール性が期待できることから、高い止水性を発揮させることができる。
On the other hand, as shown in FIG.7 (b), when the water stop seal |
このように、高い止水性を発揮する止水装置1を用いて、第一シールド掘進機5における外胴部11と第二シールド掘進機6における第二カッタ装置41の内筒部41Bとをシールしている。したがって、2つのシールド掘進機5,6の接合部分におけるシールド掘進機5,6の外部と内部との間の止水性を高くすることができる。
In this way, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、第一シールド掘進機の外胴部に止水装置を設けているが、たとえば第二シールド掘進機の内筒部に止水装置を設ける態様とすることができる。この場合には、洗浄装置は第一シールド掘進機の外胴部に設けるのが好適である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the said embodiment, although the water stop apparatus is provided in the outer trunk | drum part of a 1st shield machine, it can be set as the aspect which provides a water stop apparatus in the inner cylinder part of a 2nd shield machine, for example. In this case, the cleaning device is preferably provided in the outer trunk portion of the first shield machine.
また、上記実施形態では、第一シールド掘進機と第二シールド掘進機との間における止水対象間隙を例に説明したが、たとえばシールド掘進機におけるテールシール部などを止水対象間隙とすることもできる。 In the above embodiment, the water stop target gap between the first shield machine and the second shield machine has been described as an example. For example, a tail seal portion in the shield machine is used as the water stop target gap. You can also.
1…止水装置
2…ゴムシート
3…止水シール
4…留め金具
4A…前金具
4B…後金具
5…第一シールド掘進機
6…第二シールド掘進機
11…外胴部
12…第一カッタ装置
12A…カッタ部
12B…内筒部
13…内胴部
14…シールドジャッキ
15…摺動ジャッキ
16…中折れジャッキ
21…ゴムシート本体
22…布
31…芯材
32…ゴム膜
33…主リップ部
34…副リップ部
41…第二カッタ装置
41B…内筒部
S…セグメント
D…土砂
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シールド掘進機における止水対象間隙が、前記シールド掘進機の能動部と受動部との間に形成されており、
前記シールド掘進機の受動部に押圧されて、前記止水対象間隙を止水する止水部材が前記シールド掘進機の能動部に設けられ、
前記シールド掘進機の能動部に、前記止水部材を前記シールド掘進機の受動部に押圧する弾性膨張部材が設けられており、
前記弾性膨張部材には、前記弾性膨張部材の膨張を規制する膨張規制部材が設けられており、
前記止水部材が、前記シールド掘進機の能動部に沿って形成された環状の本体部を有し、前記本体部の先端に主リップ部が形成されており、前記本体部の胴部に突条からなる副リップ部が設けられていることを特徴とするシールド掘進機における止水装置。 A water stop device for a shield machine that stops a gap for water stop in a shield machine,
The water stop target gap in the shield machine is formed between the active part and the passive part of the shield machine,
Pressed by the passive part of the shield machine, a water stop member that stops the water stop target gap is provided in the active part of the shield machine,
In the active part of the shield machine, an elastic expansion member is provided to press the water stop member against the passive part of the shield machine,
The elastic expansion member is provided with an expansion regulating member that regulates expansion of the elastic expansion member ,
The water stop member has an annular main body formed along the active part of the shield machine, and a main lip is formed at the tip of the main body, and protrudes from the body of the main body. A water stop device for a shield machine, characterized in that a sub lip portion comprising a strip is provided .
前記シールド掘進機の能動部が、第一シールド掘進機における外胴部の内側または前記第二シールド掘進機における内筒部の外側の一方に設けられ、
前記シールド掘進機の受動部が、前記第一シールド掘進機における外胴部の内側または前記第二シールド掘進機における内筒部の外側の他方とされている請求項1に記載のシールド掘進機における止水装置。 The water stop target gap is formed between the outer body part and the inner cylinder part when the inner cylinder part of the second shield machine is inserted into the outer body part of the first shield machine. Yes,
The active part of the shield machine is provided either on the inner side of the outer trunk part of the first shield machine or on the outer side of the inner cylinder part of the second shield machine,
2. The shield machine according to claim 1, wherein the passive part of the shield machine is the other of the inside of the outer body part of the first shield machine and the outside of the inner cylinder part of the second shield machine. Water stop device.
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