JP4413178B2 - Tunnel excavator - Google Patents

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Description

本発明は、トンネルを部分拡幅するための拡幅機能を有するトンネル掘削機に関するものである。   The present invention relates to a tunnel excavator having a widening function for partially widening a tunnel.

従来、シールド工法の道路トンネル築造時において、非常駐車帯や分岐合流部などを部分拡幅する場合は、地盤改良を行い坑内から人力で切り拡げる方法やコピーカッタ等の拡幅機能を持ったシールド掘削機を用いる工法が採用されていた。   Conventionally, when building a road tunnel with the shield method, when partially expanding an emergency parking zone or branching junction, etc., a shield excavator with a widening function such as a method of manually cutting and expanding the ground from the pit and a copy cutter, etc. The construction method using was adopted.

また、近年では、シールドマシーンの外筒部の一部をラップさせておき、掘削中にこのラップ部を伸縮させることで掘削断面の拡大・縮小を連続的に(マシン・セグメント共)行う工法が特許文献1等で開示されている。   Also, in recent years, there is a construction method that wraps a part of the outer cylinder part of the shield machine and expands / contracts the excavation section continuously (both machine and segment) by expanding and contracting this lap part during excavation. This is disclosed in Patent Document 1 and the like.

そして、上記特許文献1では、互いに重合する外殻のうち内側に配置された外殻内面に前後方向複数段に設置された帯状の第1テールシールブラシと、互いに重合する外殻のうち外側に配置された外殻内面に前記第1テールシールブラシと摺動可能な位置に複数段に設置された帯状の第2テールシールブラシとを備え、外側に配置された外殻の内面と第2テールシールブラシ設置部との間に内側に配置された外殻の端部が挿入できる隙間を設けると共に、該隙間を塞ぐ止水板を内側に配置された外殻に設けて、機長を長くすることなくテールシールを複数段で行えるようにしたテールシール装置を開示している。   And in the said patent document 1, in the outer shell inner surface arrange | positioned inside among the outer shells mutually superposed | polymerized, the belt-shaped 1st tail seal brush installed in the front-back direction several steps, and the outer side among the outer shells superposed on each other An inner surface of the outer shell and a second tail are provided on the inner surface of the outer shell, the inner surface of the outer shell being disposed on the outer side, and the second tail seal brush in a strip shape disposed in a plurality of stages at a slidable position. Providing a gap where the end of the outer shell arranged inside can be inserted between the seal brush installation part and a water stop plate for closing the gap provided in the outer shell arranged inside to lengthen the captain. There is disclosed a tail seal device that can perform tail seal in multiple stages.

特開平11−13391号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-13391

しかしながら、特許文献1に開示されたテールシール装置にあっては、第1テールシールブラシと第2テールシールブラシとが単に相対的に摺動する構造であるため、第1テールシールブラシと第2テールシールブラシとの密着性を長期に亙って良好に保持することが難しいという虞があった。   However, in the tail seal device disclosed in Patent Document 1, since the first tail seal brush and the second tail seal brush simply slide relative to each other, the first tail seal brush and the second tail seal brush There is a concern that it is difficult to maintain good adhesion with the tail seal brush over a long period of time.

本発明は、高水圧止水に十分対応することができる一方で、機長の増加を伴うことなく、止水システムを効果的に形成することができるテールシール装置を備えたトンネル掘削機を提供することを目的とする。   The present invention provides a tunnel excavator equipped with a tail seal device that can sufficiently cope with high water pressure stop water while effectively forming a water stop system without increasing the length of the machine. For the purpose.

斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機は、固定外殻に対し可動外殻の一部をトンネル径拡大方向へ摺動可能に重合させてなる掘削機本体と、前記可動外殻を摺動させる拡幅ジャッキと、前記掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、同掘削機本体の前部に回転可能に支持されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転駆動する駆動手段と、前記固定外殻及び可動外殻の後端部に装備されてブラシ先端が固定外殻に対応する本線セグメント及び可動外殻に対応する拡幅セグメントの外面に摺接するテールシール装置と、を備えたトンネル掘削機において、
前記テールシール装置は、前記固定外殻の内面に前後方向複数段に亙って設置された帯状の第1テールシールブラシと、前記可動外殻の内面に前後方向複数段に亙って設置された帯状の第2テールシールブラシとを備えると共に、前記最後段を除く複数段の第1テールシールブラシの端部を連結する第1端面シールブラシと前記最後段を除く複数段の第2テールシールブラシの端部を連結する第2端面シールブラシとを備え、前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシのいずれか一方を平面視でL字状に形成し、そのトンネル径方向延出部にいずれか他方のトンネル径方向延出部を各々の最後段のテールシールブラシとその直前のテールシールブラシとの間隙に位置してトンネル径方向に摺接させる一方、前記最後段の第1テールシールブラシと第2テールシールブラシとは、その端部同士が直接トンネル径方向に摺接されていることを特徴とする。
In order to achieve such an object, a tunnel excavator according to the present invention includes an excavator body in which a part of a movable outer shell is superposed on a fixed outer shell so as to be slidable in the direction of tunnel diameter expansion, and the movable outer shell. A widening jack for sliding the shell, a propulsion jack for advancing the excavator body, a cutter head rotatably supported at the front of the excavator body, a driving means for driving the cutter head to rotate, Tunnel excavation provided with a tail seal device that is mounted on the rear end of the fixed outer shell and the movable outer shell and the brush tip slides on the outer surface of the main line segment corresponding to the fixed outer shell and the widened segment corresponding to the movable outer shell. In the machine
The tail seal device is installed on the inner surface of the fixed outer shell in a plurality of steps in the front-rear direction, and on the inner surface of the movable outer shell in a plurality of steps in the front-rear direction. It was provided with a belt-shaped second tail seal brushes, second tail sealing a plurality of stages except the first end face seal brush and the last stage for connecting an end portion of the first tail seal brushes in a plurality of stages except the last stage A second end face seal brush for connecting the end portions of the brush, and one of the first end face seal brush and the second end face seal brush is formed in an L shape in plan view, and the tunnel radial direction extension portion One of the other tunnel radial extending portions is positioned in the gap between each tail seal brush at the last stage and the tail seal brush just before it, and is slidably contacted in the tunnel radial direction, while the first tail seal at the last stage is placed. The Ruburashi and second tail seal brushes, characterized in that its ends are in sliding contact directly the tunnel radially.

また、前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシは、その幅方向に複数列のワイヤブラシ列を有することを特徴とする。   Further, the first end face seal brush and the second end face seal brush have a plurality of wire brush rows in the width direction.

また、前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシの少なくともトンネル径方向に隣接するワイヤブラシは前後方向に1列宛ずらして設けられると共に、第1端面シールブラシと第2端面シールブラシの摺接部におけるワイヤブラシ列間の隙間をシールするための止水補助ブラシを設けたことを特徴とする。   The wire brushes adjacent to at least the tunnel radial direction of the first end face seal brush and the second end face seal brush are provided so as to be shifted by one row in the front-rear direction, and the first end face seal brush and the second end face seal brush are slid. A water stop auxiliary brush for sealing a gap between the wire brush rows at the contact portion is provided.

また、前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシの各ワイヤブラシ列間にメッシュを介装したことを特徴とする。   Further, a mesh is interposed between the wire brush rows of the first end face seal brush and the second end face seal brush.

本発明のトンネル掘削機によれば、第1及び第2テールシールブラシの多段配置により高水圧止水に十分対応することができる一方で、第1端面シールブラシと第2端面シールブラシをトンネル径方向にブラシ側面で摺接させたことにより、機長の増加を伴うことなく、止水システムを効果的に形成することができる。   According to the tunnel excavator of the present invention, the first end seal brush and the second end seal brush can be connected to the tunnel diameter while the first and second tail seal brushes can sufficiently cope with high water pressure stop water. By making sliding contact with the brush side surface in the direction, it is possible to effectively form a water stop system without increasing the captain.

以下、本発明に係るトンネル掘削機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a tunnel excavator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の一実施例を示すテールシール装置の異なった作用状態のブラシ配置図、図2は図1(a)のD−D線断面図、図3は図1(b)のE−E線断面図、図4は図1(a)のC部拡大図、図5は図4のA−A線断面図、図6は図4のB−B線断面図、図7は図1のI−I線断面図、図8は図1のJ−J線断面図、図9は泥水式シールド掘削機の側断面図、図10は図9のG−G線及びH−H線断面図である。   FIG. 1 is a diagram showing the arrangement of brushes in different states of a tail seal device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 1A, and FIG. 3 is E in FIG. 4 is an enlarged view of a portion C in FIG. 1A, FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 4, and FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line I-I of FIG. 1, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line JJ of FIG. 1, FIG. 9 is a side cross-sectional view of a mud shield excavator, and FIG. It is sectional drawing.

本実施例で説明するトンネル掘削機は、切羽及びチャンバ内に泥水を供給し、泥水圧で土圧及び水圧に対向しながら掘削土砂を泥水と共に排泥することで、切羽の安定化を図りながらトンネルを構築する泥水式シールド掘削機である。   The tunnel excavator described in the present embodiment supplies mud into the face and the chamber, and discharges excavated soil together with mud while facing the earth pressure and the water pressure with the mud pressure while stabilizing the face. It is a muddy water type shield excavator that constructs a tunnel.

この泥水式シールド掘削機において、図7及び図8に示すように、掘削機本体1は、上下に設けられた固定外殻2とこの固定外殻2に一部を重合させてトンネル径拡大方向に摺動可能な左右一対の半円状の可動外殻3とで筒状に形成される。尚、可動外殻3は左右のいずれか一方にのみ設けて固定外殻2を半筒状に形成しても良い。   In this muddy water type shield excavator, as shown in FIGS. 7 and 8, the excavator body 1 is composed of a fixed outer shell 2 provided on the upper and lower sides and a part of the fixed outer shell 2 to overlap the tunnel outer diameter direction. And a pair of left and right semicircular movable outer shells 3 slidable in a cylindrical shape. The movable outer shell 3 may be provided only on either the left or right side, and the fixed outer shell 2 may be formed in a semi-cylindrical shape.

上下の固定外殻2間に縦設された支持壁4の側面と可動外殻3の後半部内面に付設した上下一対の支持ブロック5a,5bとの間には縦横に複数の拡幅ジャッキ6Aが横架されると共に、上下の固定外殻2にそれぞれ付設した支持ブロック7a,7bと可動外殻3の前半部内面に付設した上下一対の支持ブロック8a,8bとの間には横一列に複数の拡幅ジャッキ6Bが横架される。   Between the pair of upper and lower support blocks 5a and 5b attached to the side surface of the support wall 4 vertically provided between the upper and lower fixed outer shells 2 and the rear inner surface of the movable outer shell 3, a plurality of widening jacks 6A are provided vertically and horizontally. A plurality of support blocks 7a and 7b attached to the upper and lower fixed outer shells 2 and a pair of upper and lower support blocks 8a and 8b attached to the inner surface of the front half of the movable outer shell 3 are horizontally arranged. The widening jack 6B is horizontally mounted.

従って、図示の状態から全ての拡幅ジャッキ6A,6Bが同期して伸長することで、固定外殻2に対し可動外殻3がトンネル径の拡大方向に摺動し、これによって掘削機本体1がその後端部(テール部)の既設セグメントSと共に拡幅することになる。   Accordingly, all the widening jacks 6A and 6B extend synchronously from the state shown in the figure, so that the movable outer shell 3 slides in the direction of increasing the tunnel diameter with respect to the fixed outer shell 2, thereby causing the excavator body 1 to move. Then, the width is increased together with the existing segment S at the end portion (tail portion).

掘削機本体1(固定外殻2)の前部にはカッタヘッド10が回転自在に装着されており、このカッタヘッド10の前面には多数のカッタビット11が固定されている。そして、カッタヘッド10の後部にはリングギヤ12が固定される一方、固定外殻2には駆動モータ13が取付けられ、この駆動モータ13の駆動ギヤ14が前記リングギヤ12に噛み合っている。   A cutter head 10 is rotatably mounted on the front portion of the excavator main body 1 (fixed outer shell 2), and a number of cutter bits 11 are fixed to the front surface of the cutter head 10. A ring gear 12 is fixed to the rear portion of the cutter head 10, and a drive motor 13 is attached to the fixed outer shell 2, and a drive gear 14 of the drive motor 13 is engaged with the ring gear 12.

従って、駆動モータ13を駆動して駆動ギヤ14を回転駆動すると、リングギヤ12を介してカッタヘッド10を回転することができる。   Accordingly, when the drive motor 13 is driven to drive the drive gear 14 to rotate, the cutter head 10 can be rotated via the ring gear 12.

掘削機本体1(固定外殻2)にはカッタヘッド10の後方に位置してバルクヘッド15が取付けられており、カッタヘッド10とこのバルクヘッド15との間にチャンバ16が形成されている。そして、このチャンバ16には一端が泥水式シールド掘削機の外部に延設された送泥管17及び排泥管18の他端が開口しており、排泥管18の開口部分の近傍には掘削土砂と泥水とを攪拌、混合するアジテータ19が設置されている。なお、カッタヘッド10の外周部にはコピーカッタ20が設けられると共にスポーク内にはスポーク伸縮ジャッキ21が設けられている。   A bulkhead 15 is attached to the excavator main body 1 (fixed outer shell 2) behind the cutter head 10, and a chamber 16 is formed between the cutter head 10 and the bulkhead 15. The chamber 16 is open at the other end of the mud pipe 17 and the mud pipe 18 with one end extending to the outside of the mud shield excavator. An agitator 19 for stirring and mixing the excavated earth and mud is provided. A copy cutter 20 is provided on the outer periphery of the cutter head 10 and a spoke expansion / contraction jack 21 is provided in the spoke.

掘削機本体1(固定外殻2及び可動外殻3)の後部には円周方向に複数のシールドジャッキ22が並設されており、このシールドジャッキ22が掘進方向後方に伸長して既設セグメントSに押し付けることで、その反力により掘削機本体1即ち、泥水式シールド掘削機全体を前進することができる。   A plurality of shield jacks 22 are juxtaposed in the circumferential direction at the rear of the excavator main body 1 (the fixed outer shell 2 and the movable outer shell 3), and the shield jacks 22 extend rearward in the excavation direction to extend the existing segment S. By pushing against the excavator main body 1, the entire mud shield shield excavator can be advanced by the reaction force.

また、掘削機本体1(固定外殻2)の後部には左右一対の縦梁23を介してエレクタ装置24が装着されている。このエレクタ装置24はシールドジャッキ22によって前進した掘削機本体1(固定外殻2及び可動外殻3)と既設セグメントSとの間の空所に新しいセグメントSを装着してリング状に組み付けることができる。   In addition, an erector device 24 is attached to the rear portion of the excavator body 1 (fixed outer shell 2) via a pair of left and right vertical beams 23. The erector device 24 can be assembled in a ring shape by installing a new segment S in a space between the excavator body 1 (the fixed outer shell 2 and the movable outer shell 3) advanced by the shield jack 22 and the existing segment S. it can.

また、掘削機本体1(固定外殻2及び可動外殻3)の後端部(テール部)にはテールシール装置26が設けられる。   A tail seal device 26 is provided at the rear end (tail portion) of the excavator body 1 (the fixed outer shell 2 and the movable outer shell 3).

テールシール装置26を図1乃至図8を用いて説明する。固定外殻2の側縁部に前後方向(掘進方向)に長い嵌合溝27が形成されると共に、この嵌合溝27の後端部は切欠き28により下方に開放される。一方、可動外殻3の側縁部には前記嵌合溝27にトンネル径方向に摺動可能な嵌合板29が一体形成されると共に、この嵌合板29の後端部には前記切欠き28内をトンネル径方向に摺動可能なスライドブロック30が一体形成される。   The tail seal device 26 will be described with reference to FIGS. A fitting groove 27 that is long in the front-rear direction (digging direction) is formed at the side edge of the fixed outer shell 2, and the rear end portion of the fitting groove 27 is opened downward by a notch 28. On the other hand, a fitting plate 29 slidable in the tunnel radial direction is formed integrally with the fitting groove 27 at the side edge of the movable outer shell 3, and the notch 28 is formed at the rear end of the fitting plate 29. A slide block 30 slidable in the tunnel radial direction is integrally formed.

また、固定外殻2の切欠き28と可動外殻3のスライドブロック30との摺動面間の内、後述する第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38とが摺接する側には、固定外殻2側に鉄板31により支持された止水ゴム板32が介装される(図4〜図6参照)。   Also, on the side between the sliding surfaces of the notch 28 of the fixed outer shell 2 and the slide block 30 of the movable outer shell 3, the first end surface sealing brush 37 and the second end surface sealing brush 38, which will be described later, are in sliding contact. Further, a waterproof rubber plate 32 supported by the iron plate 31 is interposed on the fixed outer shell 2 side (see FIGS. 4 to 6).

そして、固定外殻2の内面には、前後方向複数段(図示例では4段)に亙って帯状の第1テールシールブラシ33a〜33dが設置されると共に、可動外殻3の内面に、前後方向複数段(図示例では4段)に亙って帯状の第2テールシールブラシ34a〜34dが設置される(図1及び図8参照)。   Then, on the inner surface of the fixed outer shell 2, belt-shaped first tail seal brushes 33a to 33d are installed over a plurality of stages in the front-rear direction (four stages in the illustrated example), and on the inner surface of the movable outer shell 3, Band-shaped second tail seal brushes 34a to 34d are installed over a plurality of stages in the front-rear direction (four stages in the illustrated example) (see FIGS. 1 and 8).

前記第1テールシールブラシ33a〜33dの内、最後段を除く第1テールシールブラシ33a〜33cは、各々の端部が所定距離離間して90°後方へ曲げられた後、トンネル径方向に延びる第1端面シールブラシ(トンネル径方向延出部)37で連結される。一方、前記第2テールシールブラシ34a〜34dの内、最後段を除く第2テールシールブラシ34a〜34cは、各々の端部が前後方向に延びる第2端面シールブラシ38の一半部38aで連結されると共に、この第2端面シールブラシ38の他半部(トンネル径方向延出部)38bは90°トンネル径方向に曲げられて前記第1端面シールブラシ37とワイヤブラシの側面で摺接するようになっている。   Of the first tail seal brushes 33a to 33d, the first tail seal brushes 33a to 33c except for the last stage extend in the tunnel radial direction after their end portions are bent 90 ° rearward at a predetermined distance. The first end face seal brush (tunnel radial direction extending portion) 37 is connected. On the other hand, of the second tail seal brushes 34a to 34d, the second tail seal brushes 34a to 34c excluding the last stage are connected by a half portion 38a of the second end face seal brush 38 extending in the front-rear direction. At the same time, the other half portion (tunnel radial direction extending portion) 38b of the second end surface seal brush 38 is bent 90 ° in the tunnel radial direction so as to be in sliding contact with the first end surface seal brush 37 on the side surface of the wire brush. It has become.

また、第1テールシールブラシ33a〜33dは縦向きに取着される(図8参照)一方、第2テールシールブラシ34a〜34dは横向きに取着され(図7参照)、その内の最後段の第1テールシールブラシ33dと第2テールシールブラシ34dとは、所謂背中合わせでトンネル径方向に直接摺接し、異物、礫等の侵入を防止し得るようになっている。さらに、最後段の第1テールシールブラシ33dと第2テールシールブラシ34dとは、固定外殻2側に取着した第1エアチューブ35と可動外殻3側に取着した第2エアチューブ36とで相互の密着性が高められるようにもなっている(図7参照)。   The first tail seal brushes 33a to 33d are attached in the vertical direction (see FIG. 8), while the second tail seal brushes 34a to 34d are attached in the horizontal direction (see FIG. 7). The first tail seal brush 33d and the second tail seal brush 34d are in direct contact with each other in the tunnel radial direction by so-called back-to-back so as to prevent entry of foreign matter, gravel and the like. Furthermore, the first tail seal brush 33d and the second tail seal brush 34d at the last stage are a first air tube 35 attached to the fixed outer shell 2 side and a second air tube 36 attached to the movable outer shell 3 side. Thus, mutual adhesion can be improved (see FIG. 7).

前記第1端面シールブラシ37は、第1テールシールブラシ33a〜33dとは異なり、そのブラシ先端がトンネル径方向に傾くように取り付けられている(図2及び図3参照)。一方、第2端面シールブラシ38の他半部38bも、第2テールシールブラシ34a〜34dと異なり、そのブラシ先端が、トンネル径方向に(第1端面シールブラシ37と同方向に)傾くように取り付けられている(図2及び図3参照)。   Unlike the first tail seal brushes 33a to 33d, the first end face seal brush 37 is attached so that the tip of the brush is inclined in the tunnel radial direction (see FIGS. 2 and 3). On the other hand, unlike the second tail seal brushes 34a to 34d, the other half portion 38b of the second end face seal brush 38 is inclined so that its brush tip is inclined in the tunnel radial direction (in the same direction as the first end face seal brush 37). It is attached (see FIG. 2 and FIG. 3).

前記第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38は、図5及び図6に示すように、ワイヤブラシの基端側をプレート37a,38cで挾むと共にスペーサ37b,38dを挾んで長手方向に複数段状に束ねて帯状(ワイヤブラシ列)にしたものが、幅方向に複数列(図示例では5列)設けられる。   As shown in FIGS. 5 and 6, the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 are longitudinally sandwiched between plates 37a and 38c and the spacers 37b and 38d. A plurality of strips (wire brush rows) bundled in a plurality of stages are provided in the width direction in a plurality of rows (five rows in the illustrated example).

そして、第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38の少なくともトンネル径方向に隣接するワイヤブラシは前後方向に1列宛ずらして設けられると共に、第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38の摺接部におけるワイヤブラシ列間の隙間イ(図5参照)をシールするための止水補助ブラシ39,40が第1端面シールブラシ37のスペーサ37bと第2端面シールブラシ38(38b)のスペーサ38dにそれぞれ設けられる。   The wire brushes adjacent to at least the tunnel radial direction of the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 are provided so as to be shifted in one row in the front-rear direction, and the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush. The water stop auxiliary brushes 39 and 40 for sealing the gaps (see FIG. 5) between the wire brush rows at the sliding contact portion 38 are the spacer 37b of the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 (38b). The spacers 38d are respectively provided.

尚、前記第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38の各ワイヤブラシ列間に適宜メッシュ41を介装して(図5及び図6参照)、各ワイヤブラシ列間のワイヤブラシの絡み合いを防止するようにしても良い。また、前記第1テールシールブラシ33a〜33dと第2テールシールブラシ34a〜34d及び前記第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38の各ワイヤブラシ列には適宜グリースが供給され、ワイヤブラシの側面における摺接やブラシ先端の本線セグメントS1及び拡幅セグメントS2に対する摺接が円滑に行われるようになっている。   In addition, a mesh 41 is appropriately interposed between the wire brush rows of the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 (see FIGS. 5 and 6), and the wire brush is entangled between the wire brush rows. You may make it prevent. Each of the first tail seal brushes 33a to 33d, the second tail seal brushes 34a to 34d, and the wire brush rows of the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 is appropriately supplied with grease. The sliding contact on the side surface and the sliding contact with the main line segment S1 and the widening segment S2 at the brush tip are smoothly performed.

このように構成されるため、カッタヘッド10を回転させながら既設セグメントSに反力をとってシールドジャッキ22を伸長させると、掘削機本体1が前進し、切羽が掘削される。   Due to such a configuration, when the shield jack 22 is extended by applying a reaction force to the existing segment S while rotating the cutter head 10, the excavator body 1 moves forward and the face is excavated.

この際、切羽及びチャンバ16内には送泥管17より泥水が供給され、アジテータ19により掘削土砂と混合・攪拌されて排泥管18より泥水式シールド掘削機の外部に排出される。   At this time, mud water is supplied from the mud pipe 17 into the face and the chamber 16, mixed and stirred with excavated sediment by the agitator 19, and discharged from the mud pipe 18 to the outside of the mud shield excavator.

この後、シールドジャッキ22を縮めることで形成された空所にエレクタ装置24によって新しいセグメントSを装着してリング状に組み付ける。以後、これを繰り返すことで所定の長さのトンネルが構築される。   Thereafter, a new segment S is attached to the space formed by shrinking the shield jack 22 by the erector device 24 and assembled in a ring shape. Thereafter, by repeating this, a tunnel having a predetermined length is constructed.

そして、泥水式シールド掘削機がトンネルの拡幅位置に到達したら、コピーカッタ20及び/又はスポーク伸縮ジャッキ21を適宜作動させて余堀りを行うと共に、掘削機本体1における全ての拡幅ジャッキ6A,6Bを同期して(同時に)伸長し、固定外殻2に対し可動外殻3をトンネル径の拡大方向に摺動させる(図2,図3参照)。   Then, when the muddy water type shield excavator reaches the widening position of the tunnel, the copy cutter 20 and / or the spoke telescopic jack 21 is appropriately operated to perform surplus drilling, and all the widening jacks 6A and 6B in the excavator main body 1 are used. Are extended synchronously (simultaneously), and the movable outer shell 3 is slid relative to the stationary outer shell 2 in the direction of increasing the tunnel diameter (see FIGS. 2 and 3).

これにより、掘削機本体1がその後端部(テール部)の既設セグメントSと共に拡幅し、トンネルが部分拡幅される。尚、トンネルを所定距離部分拡幅した後、縮幅する場合は、上述の反対の動作が行われるのは自明であるので説明は省略する。   Thereby, the excavator body 1 is widened together with the existing segment S at the rear end (tail portion), and the tunnel is partially widened. Note that when the tunnel is widened by a predetermined distance and then narrowed, it is obvious that the opposite operation is performed, and the description thereof will be omitted.

上述した拡幅動作の際、テールシール装置26においては、固定外殻2の第1テールシールブラシ33a〜33dと可動外殻3の第2テールシールブラシ34a〜34dとが、前後方向へ4段に亙って配置されると共に、第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38とが互いにトンネル径方向にワイヤブラシの側面で摺接しているので、高水圧止水に十分対応することができる。   During the above-described widening operation, in the tail seal device 26, the first tail seal brushes 33a to 33d of the fixed outer shell 2 and the second tail seal brushes 34a to 34d of the movable outer shell 3 are arranged in four stages in the front-rear direction. Since the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 are in sliding contact with each other on the side surface of the wire brush in the tunnel radial direction, they can sufficiently cope with high water pressure stop water. .

この際、第1端面シールブラシ37とこれに摺接する第2端面シールブラシ38(他半部38b)においては、各ワイヤブラシ列間の隙間(摺動隙間部イも含む)が、互いにトンネル径方向に隣接しかつ前後方向に1列宛ずれたワイヤブラシと止水補助ブラシ39,40により完全にシールされ、止水される。   At this time, in the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 (the other half portion 38b) slidably in contact therewith, the gaps between the wire brush rows (including the sliding gap portion a) are mutually tunnel diameters. It is completely sealed and water-stopped by wire brushes and water-stop auxiliary brushes 39 and 40 that are adjacent to each other and shifted in one line in the front-rear direction.

そして、図外の加圧エア供給源から供給される加圧エアにより膨張した第1エアチューブ35及び第2エアチューブ36の付勢力により、最後段の第1及び第2テールシールブラシ33d,34d間の密着性が高められると共に本線セグメントS1及び拡幅セグメントS2の外面との密着性が高められるので、十分なシール性能が得られる。   Then, the first and second tail seal brushes 33d and 34d in the last stage are urged by the urging force of the first air tube 35 and the second air tube 36 expanded by the pressurized air supplied from the pressurized air supply source (not shown). Since the adhesion between the main line segment S1 and the outer surface of the widened segment S2 is enhanced, sufficient sealing performance can be obtained.

また、最後段の第1及び第2テールシールブラシ33d,34d間では縦向きのものと横向きのものとが組になって摺接するので、第1テールシールブラシ33dと第2テールシールブラシ34dとが所謂、背中合わせに組み付けられて、相互の密着性が高まり、より一層シール性能が高められる。   In addition, since the first and second tail seal brushes 33d, 34d at the last stage are in sliding contact with each other in the vertical direction and in the horizontal direction, the first tail seal brush 33d and the second tail seal brush 34d However, the so-called back-to-back assembly increases the mutual adhesion and further improves the sealing performance.

そして、本実施例では、第2端面シールブラシ38を平面視でL字状に曲げてその他半部38bにトンネル径方向に延出した第1端面シールブラシ37をその各々のブラシ側面で摺接させるようにしたので、第1テールシールブラシ33a〜33d及び第2テールシールブラシ34a〜34dが前後方向に4段に亙って配置されるにもかかわらず、機長の増大を最小限に抑えて、高水圧止水に十分対応することができる止水システムを形成することができる。   In this embodiment, the second end face seal brush 38 is bent in an L shape in plan view, and the first end face seal brush 37 extended in the tunnel radial direction to the other half portion 38b is slidably contacted with each brush side surface. Although the first tail seal brushes 33a to 33d and the second tail seal brushes 34a to 34d are arranged in four stages in the front-rear direction, the increase in the length of the aircraft is minimized. In addition, it is possible to form a water stop system that can sufficiently cope with the high water pressure stop water.

尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、第1及び第2テールシールブラシ33a〜33d,34a〜34dの段数変更や取付構造変更を行っても良いし、固定外殻2と可動外殻3の摺動(スライド)構造変更を行っても良い。また、第1端面シールブラシ37と第2端面シールブラシ38の関係(取り合い構造)は、固定外殻2と可動外殻3とで逆に設けても良い。また、本発明は、泥水式シールド掘削機を用いる例を示したが、土圧式シールド掘削機を用いて良い。   Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the number of stages and the mounting structure of the first and second tail seal brushes 33a to 33d and 34a to 34d may be changed, or the sliding (sliding) structure of the fixed outer shell 2 and the movable outer shell 3 may be changed. May be. Further, the relationship (joint structure) between the first end face seal brush 37 and the second end face seal brush 38 may be reversed between the fixed outer shell 2 and the movable outer shell 3. Moreover, although this invention showed the example using a muddy water type | mold shield excavator, you may use an earth pressure type shield excavator.

本発明の一実施例を示すテールシール装置の異なった作用状態のブラシ配置図である。It is a brush arrangement | positioning figure of the different operation state of the tail seal apparatus which shows one Example of this invention. 図1(a)のD−D線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line of Fig.1 (a). 図1(b)のE−E線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line of FIG.1 (b). 図1(a)のC部拡大図である。It is the C section enlarged view of Drawing 1 (a). 図4のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図4のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG. 図1のI−I線断面図である。It is the II sectional view taken on the line of FIG. 図1のJ−J線断面図である。It is the JJ sectional view taken on the line of FIG. 泥水式シールド掘削機の側断面図である。It is a sectional side view of a muddy water type shield excavator. 図9のG−G線及びH−H線断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line GG and line HH in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

1 掘削機本体
2 固定外殻
3 可動外殻
4 支持壁
5a,5b 支持ブロック
6A,6B 拡幅ジャッキ
7a,7b 支持ブロック
8a,8b 支持ブロック
10 カッタヘッド
11 カッタビット
12 リングギヤ
13 駆動モータ
14 駆動ギヤ
15 バルクヘッド
16 チャンバ
17 送泥管
18 排泥管
19 アジテータ
20 コピーカッタ
21 スポーク伸縮ジャッキ
22 シールドジャッキ
23 縦梁
24 エレクタ装置
26 テールシール装置
27 嵌合溝
28 切欠き
29 嵌合板
30 スライドブロック
31 鉄板
32 止水ゴム板
33a〜33d 第1テールシールブラシ
34a〜34d 第2テールシールブラシ
35 第1エアチューブ
36 第2エアチューブ
37 第1端面シールブラシ
38 第2端面シールブラシ
39 第1止水補助ブラシ
40 第2止水補助ブラシ
S 既設セグメント
S1 本線セグメント
S2 拡幅セグメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator main body 2 Fixed outer shell 3 Movable outer shell 4 Support wall 5a, 5b Support block 6A, 6B Widening jack 7a, 7b Support block 8a, 8b Support block 10 Cutter head 11 Cutter bit 12 Ring gear 13 Drive motor 14 Drive gear 15 Bulkhead 16 Chamber 17 Mud pipe 18 Mud pipe 19 Agitator 20 Copy cutter 21 Spoke telescopic jack 22 Shield jack 23 Vertical beam 24 Elector device 26 Tail seal device 27 Fitting groove 28 Notch 29 Fitting plate 30 Slide block 31 Iron plate 32 Water stop rubber plates 33a to 33d First tail seal brush 34a to 34d Second tail seal brush 35 First air tube 36 Second air tube 37 First end face seal brush 38 Second end face seal brush 39 First water stop auxiliary bra 40 Second water stop auxiliary brush S Existing segment S1 Main line segment S2 Widening segment

Claims (4)

固定外殻に対し可動外殻の一部をトンネル径拡大方向へ摺動可能に重合させてなる掘削機本体と、前記可動外殻を摺動させる拡幅ジャッキと、前記掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、同掘削機本体の前部に回転可能に支持されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転駆動する駆動手段と、前記固定外殻及び可動外殻の後端部に装備されてブラシ先端が固定外殻に対応する本線セグメント及び可動外殻に対応する拡幅セグメントの外面に摺接するテールシール装置と、を備えたトンネル掘削機において、
前記テールシール装置は、前記固定外殻の内面に前後方向複数段に亙って設置された帯状の第1テールシールブラシと、前記可動外殻の内面に前後方向複数段に亙って設置された帯状の第2テールシールブラシとを備えると共に、前記最後段を除く複数段の第1テールシールブラシの端部を連結する第1端面シールブラシと前記最後段を除く複数段の第2テールシールブラシの端部を連結する第2端面シールブラシとを備え、前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシのいずれか一方を平面視でL字状に形成し、そのトンネル径方向延出部にいずれか他方のトンネル径方向延出部を各々の最後段のテールシールブラシとその直前のテールシールブラシとの間隙に位置してトンネル径方向に摺接させる一方、前記最後段の第1テールシールブラシと第2テールシールブラシとは、その端部同士が直接トンネル径方向に摺接されていることを特徴とするトンネル掘削機。
Excavator main body in which a part of the movable outer shell is superposed on the fixed outer shell so as to be slidable in the tunnel diameter increasing direction, a widening jack for sliding the movable outer shell, and a propulsion for moving the excavator main body forward A jack, a cutter head rotatably supported at a front portion of the excavator body, a driving means for rotationally driving the cutter head, and a brush tip mounted on a rear end portion of the fixed outer shell and the movable outer shell; A tunnel excavator comprising: a main line segment corresponding to a fixed outer shell; and a tail seal device in sliding contact with an outer surface of a widened segment corresponding to a movable outer shell.
The tail seal device is installed on the inner surface of the fixed outer shell in a plurality of steps in the front-rear direction, and on the inner surface of the movable outer shell in a plurality of steps in the front-rear direction. It was provided with a belt-shaped second tail seal brushes, second tail sealing a plurality of stages except the first end face seal brush and the last stage for connecting an end portion of the first tail seal brushes in a plurality of stages except the last stage A second end face seal brush for connecting the end portions of the brush, and one of the first end face seal brush and the second end face seal brush is formed in an L shape in plan view, and the tunnel radial direction extension portion One of the other tunnel radial extending portions is positioned in the gap between each tail seal brush at the last stage and the tail seal brush just before it, and is slidably contacted in the tunnel radial direction, while the first tail seal at the last stage is placed. Ruburashi and a second tail seal brushes, tunneling machine, characterized in that its ends are in sliding contact directly the tunnel radially.
前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシは、その幅方向に複数列のワイヤブラシ列を有することを特徴とする請求項に記載のトンネル掘削機。 2. The tunnel excavator according to claim 1 , wherein the first end surface seal brush and the second end surface seal brush have a plurality of wire brush rows in the width direction. 前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシの少なくともトンネル径方向に隣接するワイヤブラシは前後方向に1列宛ずらして設けられると共に、第1端面シールブラシと第2端面シールブラシの摺接部におけるワイヤブラシ列間の隙間をシールするための止水補助ブラシを設けたことを特徴とする請求項に記載のトンネル掘削機。 The wire brushes adjacent to at least the tunnel radial direction of the first end face seal brush and the second end face seal brush are provided so as to be shifted in the front-rear direction, and the sliding contact portion between the first end face seal brush and the second end face seal brush The tunnel excavator according to claim 2 , further comprising a water stop auxiliary brush for sealing a gap between the wire brush rows. 前記第1端面シールブラシと第2端面シールブラシの各ワイヤブラシ列間にメッシュを介装したことを特徴とする請求項2又は3に記載のトンネル掘削機。 The tunnel excavator according to claim 2 or 3 , wherein a mesh is interposed between the wire brush rows of the first end face seal brush and the second end face seal brush.
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