JP7177292B2 - Shield machine and emergency sealing method for shield machine - Google Patents

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Description

本発明は、中折れ機構を有するシールド掘進機及びシールド掘進機の緊急シール方法に関する。 The present invention relates to a shield machine having a folding mechanism and an emergency sealing method for the shield machine.

トンネル構築用のシールド掘進機として、特許文献1に示されるように、掘進方向を変えて曲線トンネルを構築できるようにした中折れ式のものがある。
これは、シールド掘進機の本体を前胴と後胴とに分割して、前胴と後胴とを中折れ機構により折れ曲がり可能に連結したものである。
As a shield tunneling machine for constructing a tunnel, as shown in Patent Document 1, there is a break-in type that can construct a curved tunnel by changing the tunneling direction.
In this system, the main body of the shield machine is divided into a front body and a rear body, and the front body and the rear body are connected by a folding mechanism so that they can be bent.

中折れ機構は、前胴の後端部と後胴の前端部とを後胴の前端部を内側にしてラップさせてなるラップ部と、ラップ部の隙間に設けられて、この隙間をシールする常用シールと、前胴及び後胴の円周方向に所定の間隔で配置され、それぞれが前胴と後胴とを軸方向に伸縮可能に連結する複数の連結ジャッキと、を含む。
ここにおいて、複数の連結ジャッキの伸縮により、詳しくは、複数の連結ジャッキのうち、曲がる側の連結ジャッキを縮め、反対側の連結ジャッキを伸ばすことにより、前胴と後胴との中折れを実現するように構成されている。
The center folding mechanism is provided in a gap between the wrap portion formed by wrapping the rear end portion of the front barrel and the front end portion of the rear barrel with the front end portion of the rear barrel inside, and the gap between the wrap portions to seal the gap. a regular seal; and a plurality of connecting jacks arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the front and rear barrels, each connecting the front and rear barrels so as to be extendable in the axial direction.
Here, by expanding and contracting a plurality of connecting jacks, more specifically, among the plurality of connecting jacks, the connecting jack on the bending side is contracted and the connecting jack on the opposite side is extended, thereby realizing center folding between the front and rear barrels. is configured to

特開平11-6390号公報JP-A-11-6390

しかしながら、曲線トンネル対応の中折れ機構付きのシールド掘進機のシール部は、地中を掘進中に劣化や破損等を生じる恐れがある。シール部に劣化や破損を生じると、地中の水が機内(シールド掘進機内)に流入し、大きな事故につながり得る。従って、シール部に異常を生じた場合に、緊急に地下水の流入を遮断できる装置が求められている。 However, the seal portion of the shield tunneling machine with a folding mechanism for curved tunnels may deteriorate or break during excavation. If the sealing portion deteriorates or breaks, underground water flows into the machine (inside the shield tunneling machine), which can lead to a serious accident. Therefore, there is a demand for a device that can immediately shut off the inflow of groundwater when an abnormality occurs in the seal portion.

本発明は、このような実状に鑑み、中折れ機構を有するシールド掘進機のより安全なシール構造(及び方法)を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a safer sealing structure (and method) for a shield machine having a folding mechanism.

本発明に係るシールド掘進機の第1態様及び第2態様は、前端側にカッターヘッドを有する前胴と、前記前胴の後端部に連結される後胴と、前記前胴と前記後胴とを折れ曲がり可能に連結する中折れ機構と、を備え、前記中折れ機構は、前記前胴の後端部と前記後胴の前端部とをラップさせてなるラップ部と、前記ラップ部の隙間に設けられて、前記隙間をシールする常用シールと、前記前胴及び前記後胴の円周方向に所定の間隔で配置され、それぞれが前記前胴と前記後胴とを軸方向に伸縮可能に連結する複数の連結ジャッキと、を含み、前記複数の連結ジャッキの伸縮により、前記前胴と前記後胴との中折れを実現するように構成される。
本発明に係るシールド掘進機の第1態様では、前記複数の連結ジャッキの全てが所定の位置まで縮められることにより、前記常用シールより機内(シールド掘進機内)側にて前記隙間が塞がれ、前記複数の連結ジャッキの全てが所定の位置まで縮められていないときには、前記常用シールより機内側にて前記隙間が塞がれていない。
本発明に係るシールド掘進機の第2態様では、前記常用シールの異常時に、前記複数の連結ジャッキの全てが縮められることにより、前記常用シールより機内側にて前記隙間がシールされるように構成される。
A first aspect and a second aspect of the shield machine according to the present invention include a front body having a cutter head on the front end side, a rear body connected to the rear end of the front body, the front body and the rear body. and a center folding mechanism for bendingly connecting the center folding mechanism, wherein the center folding mechanism includes a wrap portion formed by wrapping the rear end portion of the front barrel and the front end portion of the rear barrel, and a gap between the wrap portions. and a regular seal for sealing the gap, and a regular seal disposed at a predetermined interval in the circumferential direction of the front and rear barrels, each of which is capable of extending and contracting the front and rear barrels in the axial direction. and a plurality of connecting jacks that are connected to each other, and are configured to achieve center-folding of the front barrel and the rear barrel by expansion and contraction of the plurality of connecting jacks.
In the first aspect of the shield machine according to the present invention, all of the plurality of connecting jacks are retracted to a predetermined position, thereby closing the gap on the inside of the machine (inside the shield machine) with respect to the regular seal, When all of the plurality of connecting jacks have not been retracted to a predetermined position, the gap is not closed on the inner side of the machine from the common seal.
In the second aspect of the shield machine according to the present invention, when the normal seal malfunctions, all of the plurality of connecting jacks are contracted to seal the gap inside the machine from the normal seal. be done.

本発明はまた、中折れ機構を有するシールド掘進機において、前記常用シールの異常時に、前記複数の連結ジャッキの全てを縮めることにより、前記常用シールより機内側にて前記隙間をシールすることを含む、シールド掘進機の緊急シール方法を提供する。 The present invention also includes, in a shield machine having a center-folding mechanism, sealing the gap inside the machine from the regular seal by contracting all of the plurality of connecting jacks when the regular seal malfunctions. , to provide an emergency sealing method for a shield machine.

本発明によれば、常用シールに劣化や破損を生じても、全ての連結ジャッキを縮める動作により、中折れの止水機能(中折れ部の水密性)を維持あるいは回復できる。
また、全ての連結ジャッキを縮める動作により、中折れの止水機能を回復できるので、例えば、機内に地下水が流入して、電源を喪失した場合であっても、ジャッキの除荷(油圧ジャッキの場合は油圧を抜くなどで除荷)だけで、前胴にかかる土水圧により、ジャッキが縮み、止水機能を回復できる。
According to the present invention, even if the regular seals are deteriorated or damaged, the operation of retracting all the connecting jacks can maintain or restore the water stopping function of the folded portion (watertightness of the folded portion).
In addition, by retracting all the connecting jacks, it is possible to recover the function of stopping the water from breaking. In some cases, the load is removed by removing the hydraulic pressure, etc.), and the earth and water pressure applied to the front trunk shrinks the jack and restores the water stopping function.

本発明の一実施形態を示すトンネル構築中のシールド掘進機の断面図Sectional view of a shield machine during construction of a tunnel, showing an embodiment of the present invention 図1のA-A矢視図に相当する連結ジャッキのレイアウト図Layout diagram of the connecting jack corresponding to the AA arrow view of FIG. 図1のB部(前胴と後胴とのラップ部)の詳細図Detailed view of part B in FIG. 常用シール破損時の緊急止水動作の説明図Explanatory diagram of emergency water stoppage operation when regular seal is damaged 本発明の他の実施形態として示す充填材注入装置の説明図Explanatory drawing of a filler injection device shown as another embodiment of the present invention

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すシールドトンネル構築中のシールド掘進機の断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a shield machine during construction of a shield tunnel, showing an embodiment of the present invention.

本実施形態のシールド掘進機1は、曲線トンネルの掘削に対応可能とするため、円筒状の本体が前胴2と後胴3とに分割され、前胴2と後胴3とが中折れ機構4を介して連結される。 In the shield machine 1 of the present embodiment, a cylindrical main body is divided into a front body 2 and a rear body 3 in order to be able to excavate a curved tunnel, and the front body 2 and the rear body 3 are divided into a center folding mechanism. 4.

前胴2は、その前端側(切羽側)にカッターヘッド5を備え、また、カッターヘッド5の後位に隔壁(バルクヘッド)6を備えている。 The front barrel 2 has a cutter head 5 on its front end side (face side) and a bulkhead 6 behind the cutter head 5 .

カッターヘッド5は、前胴2(及び後胴3)の外周面(スキンプレート外周面)より僅かながら大径の円盤状で、前面に多数のカッタービット5aを有している。カッターヘッド5は、支持アーム7を介して旋回環8に連結されている。旋回環8は、隔壁6を貫通した状態で、隔壁6に旋回可能に支持されている。そして、隔壁6の後方にて、旋回環8に一体的に取付けられたリングギヤ9に、円周方向に複数配置されるモータ10の出力軸に取付けられたピニオンギヤ11を噛み合わせてある。従って、カッターヘッド5は、前記モータ10を駆動源として、旋回し、地山を掘削する。 The cutter head 5 has a disc shape with a slightly larger diameter than the outer peripheral surface (outer peripheral surface of the skin plate) of the front barrel 2 (and the rear barrel 3), and has a large number of cutter bits 5a on the front surface. The cutter head 5 is connected to a swivel ring 8 via a support arm 7 . The swivel ring 8 is rotatably supported by the partition wall 6 while passing through the partition wall 6 . Behind the partition wall 6, a ring gear 9 integrally attached to the orbiting ring 8 is meshed with pinion gears 11 attached to the output shafts of a plurality of motors 10 arranged in the circumferential direction. Therefore, the cutter head 5 is driven by the motor 10 to turn and excavate the ground.

図中101はカッターヘッド5により掘削されたトンネル壁面(地山の壁面)を示す。前胴2(及び後胴3)の外径はカッターヘッド5の外径より小さい。従って、カッターヘッド5により掘削されたトンネル壁面(地山の壁面)101と、前胴2(及び後胴3)の外周面との間には、間隙102がある。 Reference numeral 101 in the drawing denotes a tunnel wall surface (ground wall surface) excavated by the cutter head 5 . The outer diameter of the front barrel 2 (and the rear barrel 3) is smaller than the outer diameter of the cutter head 5. Therefore, there is a gap 102 between the tunnel wall surface (ground wall surface) 101 excavated by the cutter head 5 and the outer peripheral surface of the front body 2 (and the rear body 3).

隔壁6にはまた、カッターヘッド5側の機器と隔壁6後方の機器とを油圧や電線で連係させるためにロータリージョイント12が設けられる。 The partition wall 6 is also provided with a rotary joint 12 for connecting equipment on the side of the cutter head 5 and equipment on the rear side of the partition wall 6 by hydraulic pressure and electric wires.

カッターヘッド5と隔壁6との間には、チャンバ13が区画形成される。カッターヘッド5による地山の掘削により、このチャンバ13には、掘削土砂が滞留し、土圧を生じる。排土機構14は、チャンバ13内の掘削土砂を隔壁6の後方へ排出するもので、同時にチャンバ13内の土圧を制御して、切羽の崩落を防止する。 A chamber 13 is defined between the cutter head 5 and the partition wall 6 . Excavation of the ground by the cutter head 5 causes excavated earth and sand to accumulate in the chamber 13 and generate earth pressure. The earth discharging mechanism 14 discharges the excavated earth and sand in the chamber 13 to the rear of the partition wall 6, and at the same time controls the earth pressure in the chamber 13 to prevent the face from collapsing.

後胴3は、その内部にてセグメントSGを組み立てて覆工するエレクタ15を備えている。
エレクタ15は、セグメントSGをこれに取付けられる把持金物KMを介して把持する把持部15aを有し、セグメントSGを把持しつつ、セグメントSGをトンネル軸方向、径方向及び周方向に移動させて、所定の位置にセットする。こうして、複数のセグメントSGを円周方向に組み立てて、セグメントリングを形成し、形成済みのセグメントリングと連結して、円筒状の覆工体を構築する。
The rear barrel 3 has an erector 15 for lining the segment SG in its interior.
The erector 15 has a gripping portion 15a that grips the segment SG via a gripping hardware KM attached thereto. Set in place. In this way, a plurality of segments SG are assembled in the circumferential direction to form a segment ring, which is connected with the already formed segment ring to construct a cylindrical lining.

後胴3はまた、シールド掘進機1の本体を掘削と共に前進させる推進機構として、油圧式の推進ジャッキ16を備えている。
推進ジャッキ16は、後胴3の内周面に、周方向にほぼ等間隔で複数、配置され、覆工済みのセグメントSGの端面を押すことで推力を発生させる。
推進ジャッキ16の伸長により、1リング分掘削すると、ジャッキを戻して、1リング分覆工する。従って、1リング分ずつ、掘削と覆工とを繰り返す。
The rear fuselage 3 also has a hydraulic propulsion jack 16 as a propulsion mechanism for advancing the main body of the shield machine 1 while excavating.
A plurality of propelling jacks 16 are arranged on the inner peripheral surface of the rear trunk 3 at substantially equal intervals in the circumferential direction, and generate thrust by pushing the end faces of the lined segments SG.
When one ring is excavated by extension of the propulsion jack 16, the jack is returned to cover one ring. Therefore, excavation and lining are repeated for each ring.

後胴3はまた、その後端部内周面にテールシール17を備えている。
セグメントSGは後胴3内で組み立てるので、覆工済みのセグメントSGの外径は後胴3の内径より小さくなる。このため、後胴3の後端部内周面と覆工済みのセグメントSGとの間には隙間ができる。従って、この隙間から地下水や土砂が機内(シールド掘進機1内)に入らないようにテールシール17が設けられる。
テールシール17は、後胴3の後端部内周面に全周にわたって前後2段に取付けられ、覆工済みのセグメントSGの外周部に摺接して、前記隙間を塞ぐ。
The rear barrel 3 also has a tail seal 17 on the inner peripheral surface of the rear end portion.
Since the segment SG is assembled within the rear barrel 3, the outer diameter of the lined segment SG is smaller than the inner diameter of the rear barrel 3. Therefore, a gap is formed between the inner peripheral surface of the rear end portion of the rear barrel 3 and the lined segment SG. Therefore, a tail seal 17 is provided to prevent groundwater, earth and sand from entering the inside of the machine (inside the shield machine 1) through this gap.
The tail seal 17 is attached to the inner peripheral surface of the rear end portion of the rear barrel 3 in front and rear two stages over the entire circumference, and is in sliding contact with the outer peripheral portion of the lined segment SG to close the gap.

テールシール17としては、具体的には、金属製のブラシ(ワイヤブラシ)、あるいは、ワイヤブラシに発砲ウレタンを吹き付けたウレコンシールが用いられる。また、1段目のテールシールと2段目のテールシールとの間には、グリスが充填される。このため、スキンプレートの壁部内に、グリス供給ポンプからのグリス供給管(図示せず)が設けられ、その吐出口がテールシール間に開口している。 Specifically, a metal brush (wire brush) or a urethane seal obtained by spraying urethane foam on a wire brush is used as the tail seal 17 . Grease is filled between the first stage tail seal and the second stage tail seal. For this reason, a grease supply pipe (not shown) from a grease supply pump is provided in the wall of the skin plate, and its discharge port is open between the tail seals.

尚、カッターヘッド5により掘削されたトンネル壁面(地山の壁面)101と、覆工済みのセグメントSGとの間は、前記間隙102より大きな間隙103となる。この間隙103には、適宜のタイミングで、裏込め注入材が充填される。 A gap 103 larger than the gap 102 is formed between the tunnel wall surface (ground wall surface) 101 excavated by the cutter head 5 and the lined segment SG. This gap 103 is filled with a back-filling injection material at an appropriate timing.

次に、前胴2と後胴3とを折れ曲がり可能に連結する中折れ機構4について、図1~図3を参照して、説明する。尚、図2は図1のA-A矢視図、図3は図1のB部の詳細図である。 Next, referring to FIGS. 1 to 3, the center folding mechanism 4 that connects the front body 2 and the rear body 3 in a bendable manner will be described. 2 is a view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed view of the portion B in FIG.

中折れ機構4は、前胴2の後端部と後胴3の前端部とをラップさせてなるラップ部40と、前胴2と後胴3とのラップ部40の隙間に設けられる常用シール42(図3)と、前胴2と後胴3とをラップ部40の前後で連結する油圧式の連結ジャッキ43と、を含んで構成される。 The center folding mechanism 4 includes a wrap portion 40 formed by wrapping the rear end portion of the front barrel 2 and the front end portion of the rear barrel 3, and a regular seal provided in the gap between the wrap portion 40 between the front barrel 2 and the rear barrel 3. 42 ( FIG. 3 ), and a hydraulic connection jack 43 that connects the front and rear barrels 2 and 3 in front of and behind the wrap portion 40 .

ラップ部40は、前胴2の後端部を外側、後胴3の前端部を内側にして、ラップさせてある。前胴2の後端部を外側、後胴3の前端部を内側にするのは、掘進に伴って土砂がラップ部40の隙間へ入るのを抑制するためである。
また、ラップ状態を維持しつつスムーズな折れ曲がりを可能とするために、内側の後胴3の前端部外周面は、前胴2及び後胴3の中心軸線上の点Oを中心とする球面41としてある。外側の前胴2の後端部外周面は、略ストレートな円筒面でよいが、前記球面(凸の球面)41に対応する凹の球面としてもよい。
The wrap portion 40 is wrapped with the rear end of the front barrel 2 on the outside and the front end of the rear barrel 3 on the inside. The reason why the rear end of the front barrel 2 is on the outside and the front end of the rear barrel 3 is on the inside is to prevent earth and sand from entering the gap of the lap portion 40 during excavation.
In addition, in order to enable smooth bending while maintaining the wrapped state, the outer peripheral surface of the front end portion of the inner rear barrel 3 has a spherical surface 41 centered on the point O on the central axis of the front barrel 2 and the rear barrel 3. It is as The outer peripheral surface of the rear end portion of the outer front barrel 2 may be a substantially straight cylindrical surface, or may be a concave spherical surface corresponding to the spherical surface (convex spherical surface) 41 .

常用シール42は、外側の前胴2の後端部内周面に全周にわたって前後2段に取付けられ、外側の後胴3側の球面41に摺接して、ラップ部40の隙間を水密にシールする。
従って、ラップ部40の隙間は、常用シール42を境として、機内(シールド掘進機内)側と機外(シールド掘進機外)側とに隔てられる。そして、前胴2の後端部を外側、後胴3の前端部を内側にしてラップさせている場合、常用シール42より前方が機内側、後方が機外側となる。
The regular seal 42 is attached to the inner peripheral surface of the rear end portion of the front barrel 2 on the outside in two steps along the entire circumference, and is in sliding contact with the spherical surface 41 on the side of the rear barrel 3 on the outside to watertightly seal the gap of the wrap portion 40. do.
Therefore, the clearance of the wrap portion 40 is separated into the inside of the machine (inside the shield machine) and the outside of the machine (outside the shield machine) with the common seal 42 as a boundary. When the rear end of the front barrel 2 is lapped on the outside and the front end of the rear barrel 3 is on the inside, the front of the common seal 42 is the inside of the machine, and the rear is the outside of the machine.

常用シール42としては、具体的には、ゴム又はウレタン製で、リング状の山型断面又は凸断面のシールが用いられる。また、好ましくは、リップシール(図3参照)が用いられる。リップシールは、ベース部とリップ部とからなり、ベース部とリップ部との間の窪みに加わる水圧で止水性を高めることができる。 Specifically, the regular seal 42 is made of rubber or urethane and has a ring-shaped mountain-shaped cross section or a convex cross section. Also preferably, a lip seal (see FIG. 3) is used. A lip seal is composed of a base portion and a lip portion, and water pressure applied to a recess between the base portion and the lip portion can improve water stoppage.

また、1段目のシールと2段目のシールとの間には、グリスが充填される。このため、前胴2の後端部の壁部内に、グリス供給ポンプからのグリス供給管(図示せず)が設けられ、その吐出口がシール間に開口している。 Grease is filled between the first stage seal and the second stage seal. For this reason, a grease supply pipe (not shown) from a grease supply pump is provided in the wall portion of the rear end portion of the front barrel 2, and its discharge port is open between the seals.

連結ジャッキ43は、前胴2及び後胴3の円周方向に所定の間隔で複数配置され、前胴2と後胴3とを軸方向に伸縮可能に連結する。本数は、理論的には4本以上必要で、実際には必要な推力から決定される。図2では8本としている。 A plurality of connecting jacks 43 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the front barrel 2 and the rear barrel 3, and connect the front barrel 2 and the rear barrel 3 so as to be extendable in the axial direction. Theoretically, four or more are required, and the number is actually determined from the required thrust. In FIG. 2, there are eight.

シールド掘進機1の直進時には、全ての連結ジャッキ43を中立位置(最伸長位置と最短縮位置との中間位置)に制御する。
シールド掘進機1の曲進時には、曲がる側の連結ジャッキを中立位置より縮め、反対側の連結ジャッキを中立位置より伸ばすことにより、つまり複数の連結ジャッキの伸縮により、前胴2と後胴3との中折れを実現する。
When the shield machine 1 moves straight, all the connecting jacks 43 are controlled to the neutral position (intermediate position between the most extended position and the most shortened position).
When the shield machine 1 makes a turn, the connecting jacks on the bending side are retracted from the neutral position and the connecting jacks on the opposite side are extended from the neutral position, that is, the extension and contraction of the plurality of connecting jacks causes the front body 2 and the rear body 3 to move. Realizes a center fold.

例えば、図2で進行方向(紙面の奥側)に左側に曲がるときは、図2の左側の連結ジャッキ43cを縮め、右側の連結ジャッキ43gを伸ばす。このとき、上側及び下側の連結ジャッキ43a、43eは中立位置に維持する。左上及び左下の連結ジャッキ43b、43dは、左側の連結ジャッキ43cの短縮量より少ない量、縮め、逆に、右上及び右下の連結ジャッキ43h、43fは、右側の連結ジャッキ43gの伸長量より少ない量、伸ばす。 For example, when turning to the left in the traveling direction (back side of the paper surface) in FIG. 2, the connecting jack 43c on the left side in FIG. 2 is contracted and the connecting jack 43g on the right side is extended. At this time, the upper and lower connecting jacks 43a and 43e are maintained at the neutral position. The upper left and lower left connecting jacks 43b and 43d are contracted by an amount less than the shortening amount of the left connecting jack 43c, and conversely, the upper right and lower right connecting jacks 43h and 43f are less than the extension amount of the right connecting jack 43g. Quantity, extend.

このような制御は、連結ジャッキ43の油圧制御装置(図示せず)により、予め定めた掘進プログラムにより指示される掘進方向に従って、あるいは作業員により直接指示される掘進方向に従って、各連結ジャッキ43(43a~43h)の伸縮量が算出されることで、自動的に行われる。 Such control is performed by a hydraulic control device (not shown) of the connecting jacks 43 according to the excavation direction instructed by a predetermined excavation program or according to the excavation direction directly instructed by the operator. 43a to 43h) are automatically performed by calculating the amount of expansion and contraction.

本実施形態の中折れ機構4は、更に、常用シール42の劣化や破損に対処可能とするため、非常用シール44を含んで構成される。 The folding mechanism 4 of the present embodiment further includes an emergency seal 44 in order to cope with deterioration and breakage of the regular seal 42 .

非常用シール44は、図3に示すように、前胴2の後端部内周面で、常用シール42より前方、すなわち常用シール42より機内側の位置に、全周にわたって取付けられる。 As shown in FIG. 3, the emergency seal 44 is mounted on the inner peripheral surface of the rear end portion of the forward barrel 2 in front of the regular seal 42, i.e., inboard of the regular seal 42, along the entire circumference.

非常用シール44は、シールド掘進機1の通常の直進時や曲進時に前胴2と後胴3が折れ曲がる範囲内では、後胴3の前端部内周面と当接することはない。
その一方、非常用シール44は、前記複数の連結ジャッキ43の全てを縮めたときに、(すなわち、前胴2と後胴3とがストレートになると共に、前胴2が後退して後胴3とのラップ長が長くなったときに、)図4に示すように、相手方である後胴3の前端部内周面に当接して、ラップ部40の隙間を塞ぐ。
The emergency seal 44 does not come into contact with the inner peripheral surface of the front end of the rear trunk 3 within the range where the front trunk 2 and the rear trunk 3 are bent when the shield machine 1 normally travels straight or turns.
On the other hand, when all of the connecting jacks 43 are retracted, the emergency seals 44 (that is, the front barrel 2 and the rear barrel 3 become straight and the front barrel 2 retreats and the rear barrel 3 4, it abuts against the inner peripheral surface of the front end portion of the mating rear barrel 3 to close the gap of the wrap portion 40. As shown in FIG.

非常用シール44としては、具体的には、ゴム又はウレタン製で、円形断面又は山型断面のリング状シール部材が用いられる。 As the emergency seal 44, specifically, a ring-shaped seal member made of rubber or urethane and having a circular cross section or a chevron cross section is used.

次に、常用シール42に劣化や破損を生じた場合について説明する。
常用シール42が破損した場合、前胴2及び後胴3の外側(機外)より、地下水がラップ部40の隙間を通って機内に流入する恐れがある。
Next, the case where the regular seal 42 is deteriorated or damaged will be described.
If the regular seal 42 is damaged, there is a risk that groundwater will flow into the machine through the gaps of the wrap portion 40 from outside the front and rear bodies 2 and 3 (outside the machine).

この場合、作業員の緊急対応として、あるいは、水の流入等を適宜のセンサで検知した結果として、油圧制御装置により、全ての連結ジャッキ43を縮めるようにする。
但し、油圧制御装置は、常用シール42がシール位置からずれないように、全ての連結ジャッキ43を縮めることはソフト的に禁止(インターロック)されている。従って、緊急対応時にそのインターロックを外せるようにプログラミングしておく必要がある。
In this case, all the connecting jacks 43 are retracted by the hydraulic control device as an emergency response by the operator or as a result of detecting the inflow of water or the like by an appropriate sensor.
However, the hydraulic control device is software-prohibited (interlocked) from retracting all the connecting jacks 43 so that the regular seal 42 does not shift from the sealing position. Therefore, it is necessary to program so that the interlock can be released in case of emergency.

全ての連結ジャッキ43を縮める動作により、前胴2と後胴3とがストレートになると共に、前胴2が後退して後胴3とのラップ長が長くなる。これにより、図4に示すように、前胴2側の非常用シール44が後胴3の前端部に当接して、ラップ部40の隙間をシールする。これにより、非常用シール44を機能させて、止水機能(中折れ部の水密性)を回復させることができる。 By retracting all the connecting jacks 43, the front barrel 2 and the rear barrel 3 are straightened, and the front barrel 2 retreats to lengthen the wrap length with the rear barrel 3. - 特許庁As a result, as shown in FIG. 4, the emergency seal 44 on the front barrel 2 side comes into contact with the front end portion of the rear barrel 3 to seal the gap of the wrap portion 40 . As a result, the emergency seal 44 can function and the water stop function (watertightness of the folded part) can be recovered.

また、常用シール42が破損した場合、機内への水の流入により、電源を喪失することも考えられる。電源を喪失すると、油圧制御装置による連結ジャッキ43の制御が困難となる。 In addition, if the regular seal 42 is damaged, water may flow into the machine and power may be lost. Loss of power makes it difficult to control the connecting jack 43 by the hydraulic control device.

しかし、電源を喪失した場合であっても、連結ジャッキ43の油圧ホースを外すなどにより、連結ジャッキ43から油圧を抜くことは比較的容易である。また、前胴2にはその前端面側から作用する土水圧で後方へ押す力が作用しているのに対し、後胴3は構築中のセグメントSGに推進ジャッキ16を介して保持されている。従って、連結ジャッキ43の油圧を抜くことで、前胴2が土水圧で後退し、連結ジャッキ43を縮めることができ、非常用シール44を機能させることができる。従って、このような場合でも、止水機能を回復させることができる。 However, even if the power supply is lost, it is relatively easy to remove the hydraulic pressure from the connecting jack 43 by disconnecting the hydraulic hose of the connecting jack 43 or the like. In addition, while the earth and water pressure acting from the front end face side of the front barrel 2 acts to push it backward, the rear barrel 3 is held by the segment SG under construction via the propeller jack 16 . . Therefore, by releasing the hydraulic pressure of the connecting jack 43, the front barrel 2 is retracted by the earth and water pressure, the connecting jack 43 can be contracted, and the emergency seal 44 can be operated. Therefore, even in such a case, the water stopping function can be recovered.

本実施形態によれば、複数の連結ジャッキ43の全てを縮めたときに機能する非常用シール44を設けることで、常用シール42の異常時の緊急止水対策が可能となる。
また、前胴2と後胴3とを折れ曲がり可能に連結する連結ジャッキ43を利用するので、緊急止水用のジャッキを新設する必要がなく、コストアップも抑制できる。
According to this embodiment, by providing the emergency seal 44 that functions when all of the plurality of connecting jacks 43 are contracted, it is possible to take emergency measures to stop water when the normal seal 42 malfunctions.
In addition, since the connecting jack 43 for connecting the front barrel 2 and the rear barrel 3 in a bendable manner is used, there is no need to newly install a jack for emergency water stoppage, and an increase in cost can be suppressed.

また、本実施形態によれば、非常用シール44は、ラップ部40の隙間において、常用シール42より機内側に配置されるので、常用シール42が機能している間は、クリーンな環境下に置かれ、劣化等を抑制でき、緊急時に備えることができる。 Further, according to the present embodiment, the emergency seal 44 is arranged inside the machine from the regular seal 42 in the gap of the wrap portion 40, so that the environment is clean while the regular seal 42 is functioning. It is possible to suppress deterioration, etc., and prepare for emergencies.

尚、非常用シール44は、前胴2の後端部ではなく、後胴3の前端部に設けてもよく、いずれにしても、複数の連結ジャッキ43の全てを縮めたときに、相手方に当接して、ラップ部40の隙間をシール可能であればよい。 The emergency seal 44 may be provided at the front end of the rear barrel 3 instead of the rear end of the front barrel 2. It is sufficient that the gap between the wrap portion 40 can be sealed by coming into contact therewith.

次に本発明の他の実施形態について図5により説明する。
図5の実施形態は、図4の実施形態に追加して、充填材注入装置を設けたものである。
Another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
The embodiment of FIG. 5 is provided with a filler injection device in addition to the embodiment of FIG.

本実施形態の中折れ機構4は、更に、機内からラップ部40の隙間へ水中硬化型の充填材を注入可能な充填材注入装置45を含んで構成される。 The center folding mechanism 4 of the present embodiment further includes a filler injection device 45 capable of injecting a water-hardening filler into the gap of the wrap portion 40 from inside the machine.

充填材注入装置45は、ラップ部40の内側の後胴3(ラップ部にて内側に配置される方の胴)の内外を貫通させて常用シール42より後方の機外側に開口させた注入通路45aと、この注入通路45aを開閉可能なバルブ45bとを含んで構成される。 The filling material injection device 45 is an injection passage passing through the inside and outside of the rear barrel 3 inside the wrap portion 40 (the barrel arranged inside the wrap portion) and opening to the outside of the machine behind the regular seal 42 . 45a and a valve 45b capable of opening and closing the injection passage 45a.

本実施形態では、常用シール42が破損した場合に、全ての連結ジャッキ43を縮めて、非常用シール44を機能させた後、機内側において、充填材注入装置45の常閉のバルブ45bを開き、注入通路45aを通じて、機内から機外へ水中硬化型の充填材を供給する。機外へ供給された充填材は、機外の水圧でラップ部40の隙間へ浸入しようとする水の流れに乗って、ラップ部40の隙間、特に破損した常用シール42の部分に注入される。これにより、充填材で破損した常用シール42の部分を塞ぐことができる。従って、非常用シール44との組み合わせで、より確実な緊急止水対策となり、安全性を高めることができる。 In this embodiment, when the regular seal 42 is damaged, all the connecting jacks 43 are contracted to activate the emergency seal 44, and then the normally closed valve 45b of the filler injection device 45 is opened inside the machine. , the water-hardening filler is supplied from the inside of the machine to the outside of the machine through the injection passage 45a. The filler supplied to the outside of the machine is injected into the gap of the wrap part 40, especially the broken common seal 42, along with the water flow that tries to enter the gap of the wrap part 40 due to the water pressure outside the machine. . As a result, the portion of the common seal 42 that has been damaged can be closed with the filler. Therefore, in combination with the emergency seal 44, it becomes a more reliable emergency water stoppage measure, and safety can be improved.

尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。 It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention includes various modifications and improvements made by those skilled in the art within the scope of the claims in addition to what is directly shown by the described embodiment. It goes without saying that changes are included.

例えば、図示の実施形態では、ラップ部40は、前胴2の後端部を外側、後胴3の前端部を内側にしてラップさせているが、逆に、前胴2の後端部を内側、後胴3の前端部を外側にしてラップさせることも可能である。逆ラップの場合、常用シールより後方が機内側、前方が機外側となる。このため、非常用シールは、常用シールより後方の機内側に配置することとなる。また、充填材注入装置の注入通路は、ラップ部の内側の前胴(ラップ部にて内側に配置される方の胴)の内外を貫通させて常用シールより前方の機外側に開口させることとなる。 For example, in the illustrated embodiment, the wrap portion 40 wraps the rear end of the front barrel 2 on the outside and the front end of the rear barrel 3 on the inside. It is also possible to wrap with the inside and the front end of the rear trunk 3 on the outside. In the case of a reverse wrap, the rear of the regular seal is the inside of the machine, and the front is the outside of the machine. Therefore, the emergency seals are arranged behind the regular seals on the inside of the machine. In addition, the injection passage of the filler injection device passes through the inside and outside of the front barrel inside the wrap portion (the barrel arranged inside the wrap portion) and opens to the outside of the machine in front of the regular seal. Become.

1 シールド掘進機
2 前胴
3 後胴
4 中折れ機構
5 カッターヘッド
5a カッタービット
6 隔壁(バルクヘッド)
7 支持アーム
8 旋回環
9 リングギヤ
10 モータ
11 ピニオンギヤ
12 ロータリージョイント
13 チャンバ
14 排土機構
15 エレクタ
16 推進ジャッキ
17 テールシール
40 ラップ部
41 球面
42 常用シール(リップシール)
43(43a~43h) 連結ジャッキ
44 非常用シール
45 充填材注入装置
45a 注入通路
45b バルブ
101 トンネル壁面(地山の壁面)
102、103 間隙
1 Shield Machine 2 Front Body 3 Rear Body 4 Folding Mechanism 5 Cutter Head 5a Cutter Bit 6 Bulkhead
7 support arm 8 swivel ring 9 ring gear 10 motor 11 pinion gear 12 rotary joint 13 chamber 14 earth removal mechanism 15 erector 16 propulsion jack 17 tail seal 40 lap portion 41 spherical surface 42 regular seal (lip seal)
43 (43a to 43h) Connection jack 44 Emergency seal 45 Filling material injection device 45a Injection passage 45b Valve 101 Tunnel wall surface (ground wall surface)
102, 103 Gap

Claims (4)

前端側にカッターヘッドを有する前胴と、
前記前胴の後端部に連結される後胴と、
前記前胴と前記後胴とを折れ曲がり可能に連結する中折れ機構と、
を備える、シールド掘進機であって、
前記中折れ機構は、
前記前胴の後端部と前記後胴の前端部とをラップさせてなるラップ部と、
前記ラップ部の隙間に設けられて、前記隙間をシールする常用シールと、
前記前胴及び前記後胴の円周方向に所定の間隔で配置され、それぞれが前記前胴と前記後胴とを軸方向に伸縮可能に連結する複数の連結ジャッキと、
を含み、
前記複数の連結ジャッキの伸縮により、前記前胴と前記後胴との中折れを実現するように構成され、
前記複数の連結ジャッキの全てが所定の位置まで縮められることにより、前記常用シールより機内側にて前記隙間が塞がれ、前記複数の連結ジャッキの全てが所定の位置まで縮められていないときには、前記常用シールより機内側にて前記隙間が塞がれていない、シールド掘進機。
a front barrel having a cutter head on the front end side;
a rear barrel connected to the rear end of the front barrel;
a center folding mechanism that foldably connects the front body and the rear body;
A shield machine comprising:
The center folding mechanism is
a wrap portion formed by wrapping the rear end portion of the front barrel and the front end portion of the rear barrel;
a regular seal provided in the gap of the wrap portion to seal the gap;
a plurality of connecting jacks arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the front and rear barrels, each connecting the front and rear barrels so as to be expandable and contractable in the axial direction;
including
It is configured to realize center folding between the front body and the rear body by expansion and contraction of the plurality of connecting jacks,
When all of the plurality of connecting jacks are contracted to a predetermined position, the gap is closed inside the machine from the common seal, and all of the plurality of connecting jacks are not contracted to the predetermined position. A shield excavator in which the clearance is not closed on the inner side of the normal seal.
前端側にカッターヘッドを有する前胴と、
前記前胴の後端部に連結される後胴と、
前記前胴と前記後胴とを折れ曲がり可能に連結する中折れ機構と、
を備える、シールド掘進機であって、
前記中折れ機構は、
前記前胴の後端部と前記後胴の前端部とをラップさせてなるラップ部と、
前記ラップ部の隙間に設けられて、前記隙間をシールする常用シールと、
前記前胴及び前記後胴の円周方向に所定の間隔で配置され、それぞれが前記前胴と前記後胴とを軸方向に伸縮可能に連結する複数の連結ジャッキと、
を含み、
前記複数の連結ジャッキの伸縮により、前記前胴と前記後胴との中折れを実現するように構成され、
前記常用シールの異常時に、前記複数の連結ジャッキの全てが縮められることにより、前記常用シールより機内側にて前記隙間がシールされるように構成された、シールド掘進機。
a front barrel having a cutter head on the front end side;
a rear barrel connected to the rear end of the front barrel;
a center folding mechanism that foldably connects the front body and the rear body;
A shield machine comprising:
The center folding mechanism is
a wrap portion formed by wrapping the rear end portion of the front barrel and the front end portion of the rear barrel;
a regular seal provided in the gap of the wrap portion to seal the gap;
a plurality of connecting jacks arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the front and rear barrels, each connecting the front and rear barrels so as to be expandable and contractable in the axial direction;
including
It is configured to realize center folding between the front body and the rear body by expansion and contraction of the plurality of connecting jacks,
A shield excavator configured to seal the gap inside the machine with respect to the regular seal by contracting all of the plurality of connecting jacks when the regular seal malfunctions.
前端側にカッターヘッドを有する前胴と、
前記前胴の後端部に連結される後胴と、
前記前胴と前記後胴とを折れ曲がり可能に連結する中折れ機構と、
を備え、
前記中折れ機構が、前記前胴の後端部と前記後胴の前端部とをラップさせてなるラップ部と、前記ラップ部の隙間に設けられて、前記隙間をシールする常用シールと、前記前胴及び前記後胴の円周方向に所定の間隔で配置され、それぞれが前記前胴と前記後胴とを軸方向に伸縮可能に連結する複数の連結ジャッキと、を含み、前記複数の連結ジャッキの伸縮により、前記前胴と前記後胴との中折れを実現するように構成される、
シールド掘進機において、
前記常用シールの異常時に、前記複数の連結ジャッキの全てを縮めることにより、前記常用シールより機内側にて前記隙間をシールすることを含む、
シールド掘進機の緊急シール方法。
a front barrel having a cutter head on the front end side;
a rear barrel connected to the rear end of the front barrel;
a center folding mechanism that foldably connects the front body and the rear body;
with
The center folding mechanism includes a wrap portion formed by wrapping a rear end portion of the front barrel and a front end portion of the rear barrel, a common seal provided in a gap between the wrap portions to seal the gap, and the a plurality of connecting jacks arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the front and rear barrels, each connecting the front and rear barrels so as to be extendable and contractible in the axial direction; It is configured to realize center folding between the front body and the rear body by expansion and contraction of the jack,
In a shield machine,
sealing the gap inside the machine from the regular seal by contracting all of the plurality of connecting jacks when the regular seal malfunctions;
An emergency sealing method for a shield machine.
前記複数の連結ジャッキの全てを縮めることにより、前記前胴と前記後胴とがストレートになると共に、前記ラップ部におけるラップ長が長くなる、請求項3に記載のシールド掘進機の緊急シール方法。 4. The emergency sealing method for a shield excavator according to claim 3, wherein by contracting all of said plurality of connecting jacks, said front body and said rear body are straightened and the wrap length of said wrap portion is lengthened.
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