JP7693262B2 - シールド掘進機 - Google Patents

Description

本発明は、シールド掘進機に関するものである。

地盤を掘削してトンネルや地下鉄などシールドトンネルの掘削に使用される装置として、シールド掘削機が知られている。

このシールド掘削機はスキンプレートの進行方向先端にカッタヘッドが回転可能に設置されており、当該カッタヘッドにはビットが円周状・放射状に複数配置されている。そして、カッタヘッドを掘削面（切羽）に押し付けて回転させながら進むことにより、地盤が円形に掘削されていく。このとき、シールド掘削機の機内では、筒状に組み立てられたセグメントがシールド掘削機の掘進に合わせてスキンプレートの後方に押し出される。

このようなシールド掘進機を用いてシールドトンネルの曲線部を施工する際には、中折れジャッキによりシールド掘進機を中折れ操作して当該シールド掘進機を曲線に合わせて屈曲させている。

ここで、シールド掘進機を構成するスキンプレートの後端には、シールド工事においてスキンプレートとセグメントの間をシールしてシールド掘進機内への地下水侵入を防止するためのテールシールが設けられている。このテールシールはセグメントの外周面に押し当てられた状態でシールド掘進機の掘進に伴って移動する。また、シールドトンネルの長距離化が進んでいる（一般的に、１．５ｋｍ以上が長距離、３．０ｋｍ以上が超長距離と呼ばれる。）。このようなシールドトンネルの長距離化に伴うテールシールの劣化や損傷（シール部材自体の変形、ワイヤブラシの抜けや変形など）に因って、セグメントに不具合が生じたり、推力が異常に上昇したりする等、様々なトラブルが発生している。そこで、このようなトラブルを未然に回避するために、掘進途中において、テールシールの交換作業が必要になる。

なお、シールド掘進機における曲線施工については、例えば特許文献１に記載があり、シールド本体を前後に２分割して屈曲自在に連結したシールド掘進機の中折れ機構に対し、前胴と後胴の屈曲内側のスキンプレートをトンネル壁面内周側に内接させ、前胴前端の屈曲外側と後胴後端の屈曲外側とをトンネル壁面外周側に沿って移動させて急曲線施工を行う技術が開示されている。

また、シールド掘進機におけるテールシールの交換については、例えば特許文献２に記載があり、後胴部のスキンプレートを２重にしておき、内側のスキンプレートを地中に残した状態で掘進して前進することで、それまで内側のスキンプレートで覆われていた外側のスキンプレートの内周面を坑内に露出させ、この内周面に坑内から新たなテールシールを取り付けるようにした技術が開示されている。

特開平５－１０６３９０号公報 特開２００５－１３３４２４号公報

さて、前述したシールドトンネルの施工において、施工場所によっては、急曲線掘進が必要な場合がある。このとき、シールド掘進機の最大中折れ角によっては、要求される急曲線に追従しにくかったり、余掘りが大きくなったりすることがある。

また、テールシールの劣化や損傷に起因するトラブルを防止するため、掘進途中において、テールシールの交換作業をシールド機内から行うことが必要になる。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘進機による曲線施工をスムーズに行うことのできる技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘進機のテールシールの交換作業をシールド機内から行うことのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のシールド掘進機は、カッタヘッドが設置された前胴部と、前記前胴部側に位置して先端にスプレッダが取り付けられた複数本のシールドジャッキが設けられた後胴内筒部、および前記後胴内筒部に後続して当該後胴内筒部と部分的に重なり合って設置されるとともに軸方向に移動可能な後胴外筒部を有する後胴部と、を備え、前記後胴外筒部には、内周面において前方から後方に向かってそれぞれ周方向に凹状に形成された第１の固定部材用係合部、第２の固定部材用係合部および伝達部材用係合部と、前記後胴内筒部の内周面に沿って当該後胴内筒部に環状に設けられた中間リング体に設けられた固定台に固定され、前記第１の固定部材用係合部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に長くなった第１の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定し、前記第２の固定部材用係合部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に短くなった第２の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定する固定部材と、前記伝達部材用係合部に着脱可能に係合して前記シールドジャッキの前記スプレッダを前記後胴外筒部に固定する伸縮力伝達部材とが設けられ、前記スプレッダの押圧面と反対面には、前記シールドジャッキが最大に収縮したときに前記固定部材との干渉を回避するための凹状部が形成されている、ことを特徴とする。

シールドジャッキが収縮したときの後胴内筒部に対する後胴外筒部の引き込み量を最大化することが可能になって、第２の状態における後胴部の長さを一層短くすることができる。

これにより、後胴外筒部を第１の状態から第２の状態へと移動させることで、後胴部の長さを短くして曲線施工をスムーズに行うことが可能になる。また、後胴外筒部を第１の状態から第２の状態へと移動させることでテールシールが機内に露出する寸法にすれば、テールシールの交換作業をシールド機内から行うことが可能になる。

本発明の一実施の形態であるシールド掘進機の内部を横から透かして見た要部構成図である。 図１のシールド掘進機の後胴プレートを横から見た要部構成図である。 図１のシールド掘進機を図２のＡ線に沿って示す断面図である。 図３の一部を抽出して示す図である。 図１のシールド掘進機を図２のＢ線に沿って示す断面図である。 図１のシールド掘進機におけるスプレッダおよびその周辺の機構を示す平面図である。 比較例としてのシールド掘進機におけるスプレッダおよびその周辺の機構を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機における後胴外筒部の内周面の半周分を展開して示す平面図である。 図５のＣ線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図である。 図５のＤ線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図である。 図５のＥ線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での一プロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での図１２に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での図１３に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での図１４に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での図１５に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での図１６に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での図１７に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作での図１８に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作での一プロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作での図２０に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作での図２１に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作での図２２に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作での図２３に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作での図２４に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作での図２５に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順の一プロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図２７に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図２８に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図２９に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３０に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３１に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３２に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３３に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３４に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３５に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３６に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３７に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３８に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図３９に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。 実施例２のシールド掘進機におけるテールシールの交換手順での図４０に続くプロセスを表した図であり、（ａ）は平面から示す概念図、（ｂ）は横から示す説明図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、本実施の形態のシールド掘進機の全体構成について図１を参照して説明する。図１は本実施の形態のシールド掘進機の内部を横から透かして見た要部構成図である。

本実施の形態のシールド掘進機１は、例えば、カッタヘッド２で掘削された土砂に添加材を注入して練り混ぜることで生成された不透水性と塑性流動性（自由に変形および移動できる性質）とを有する泥土を、カッタヘッド２と機器本体３との間のチャンバ４内に充填した状態で掘進することにより、切羽の土圧に対抗する泥土圧を発生させて切羽の安定性を確保した状態で掘削を行う泥土加圧式のシールドマシンである。

カッタヘッド２は、地盤を掘削するシールドカッタ盤であり、シールド掘進機１の先端頭部の前面に機器本体３の周方向に沿って正逆方向に回転可能な状態で設置されている。

このカッタヘッド２の前面（切羽に対向する面）には、センタービットＣＢ、ビットＢおよびスクレーパツース（図示せず）等が装着されている。センタービットＣＢやビットＢは、主に地山を切り崩す掘削部品であり、スクレーパツースは、主に地山を切削する切削部品である。なお、ビットＢに代えて、例えば、ローラカッタ等を装着してもよい。

また、カッタヘッド２の外周には、コピーカッタＣＣが設置されている。コピーカッタＣＣは、曲線施工時の余堀りやシールド掘進機１の姿勢制御等を行う役割を備えている。また、カッタヘッド２の裏面内の中央周辺には、複数本の攪拌棒ＳＢが装着されている。攪拌棒ＳＢは、例えば、円柱状の突出部材で形成されており、カッタヘッド２が回転するとチャンバ４内の土砂と添加材とを撹拌混合する役割を備えている。なお、この攪拌棒ＳＢには、例えば、振動センサが内装されている。

機器本体３は、シールド掘進機１を駆動する主要構成部である。シールド掘進機１を駆動する機器等は、機器本体３の外殻を構成するスキンプレート５によって取り囲まれ保護されている。スキンプレート５は、前胴プレート（前胴部）５ａと、その後方の後胴プレート（後胴部）５ｂとを有している。この前胴プレート５ａと後胴プレート５ｂとは、例えば、円筒状の鋼製板によって構成されており、後胴プレート５ｂの先端の球面軸受部が前胴プレート５ａの内周面に接した状態で入り込むことで係合されている。

後胴プレート５ｂは、前胴プレート５ａ側に位置する後胴内筒部５ｂａ、および後胴内筒部５ｂａに後続して設置された後胴外筒部５ｂｂで構成されている。なお、後胴プレート５ｂの詳細な構造については後述する。

スキンプレート５内の中空空間は、前胴プレート５ａの内部に設けられた隔壁７によって切羽側と機内側とに区画されている。隔壁７の切羽側（すなわち、カッタヘッド２と隔壁７との間）には、前述のチャンバ４が設けられている。なお、カッタヘッド２により掘削された土砂等は、カッタヘッド２の前裏面を貫通する貫通孔（図示せず）を通じチャンバ４内に取り込まれるようになっている。

一方、スキンプレート５の中空空間の機内側には、カッタ駆動体８、中折れジャッキ９ａ、シールドジャッキ９ｂ、スクリューコンベア１０、エレクタ１１およびテールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂ等が設置されている。また、シールドジャッキ９ｂを構成するロッド９ｂａの先端には、シールドジャッキ９ｂの推力をセグメントＳＧ（後述する）の広い範囲に伝えるためのスプレッダ１５が、シールドジャッキ９ｂのロッド９ｂａの位置とセグメントＳＧの位置とを合わせるためのブロック９ｂｂを介して取り付けられている。なお、図示はしないが、機器本体３には、上記の他に、チャンバ４内の泥土圧を検出する土圧検出部やチャンバ４内に上記添加材（作泥土材）を注入する添加材注入部等、種々の機器が設置されている。

カッタ駆動体８は、カッタヘッド２を正逆方向に回転させるモータ（駆動源）であり、カッタヘッド２の正面内の外周近傍位置に、カッタヘッド２の周方向に沿って複数個並んで設置されている。なお、ここでは、カッタ駆動方式として外周支持駆動方式が例示されている。

中折れジャッキ９ａは、シールド掘進機１の推進方向や姿勢を修正する機器であり、機器本体３内において前胴プレート５ａと後胴プレート５ｂとを連結するように前胴プレート５ａと後胴プレート５ｂとの境界を跨いだ状態で機器本体３の周方向に沿って複数本並んで設置されている。この中折れジャッキ９ａに圧油を供給し前胴プレート５ａと後胴プレート５ｂとを予め決められた方向および角度に屈折させた状態でシールド掘進機１を推進することでシールド掘進機１の推進方向や姿勢を制御することが可能になっている。

シールドジャッキ９ｂは、機器本体３の後方に設置されたセグメントＳＧに反力をとってシールド掘進機１を前進させるための推進力を発生させる機器であり、後胴プレート５ｂを構成する後胴内筒部５ｂａに設置されている。このシールドジャッキ９ｂは前胴プレート５ａと後胴プレート５ｂとの境界を跨いだ状態で配置されており、機器本体３の周方向に沿って複数本並んで設置されている。

スクリューコンベア１０は、チャンバ４内に取り込まれた土砂を機外に排出するための機器であり、チャンバ４から隔壁７を貫通し、後方に向かって斜め上方に連続的に延在するように設置されている。なお、ここでは、リボンスクリューコンベアが例示されている。

エレクタ１１は、セグメントＳＧを把持して掘削坑の内周方向に旋回し、掘削坑の内周方向の組立位置に移送する組立装置であり、後胴内筒部５ｂａの内周面に沿って設けられた中間リング体１６に取り付けられて、エレクタ駆動用の油圧モータ（図示せず）等によって掘削坑の周方向に沿って回転可能な状態で後胴プレート５ｂの中空内に設置されている。

テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂは、後胴プレート５ｂを構成する後胴外筒部５ｂｂの後端においてスキンプレート５の内周とセグメントＳＧの外周との間に設けられており、掘進作業中に、シールド掘進機１の後端側の外部から機器本体３の機内に、地下水、土砂および裏込め材等（以下、地下水等という）が入り込むのを防止する止水構造部であり、バネ性を有する金属製のブラシ、および当該ブラシを挟むようにブラシの前後と内部に配置された弾性を有する金属板で構成されている。

テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂは、例えば、スキンプレート５の最後端側の内周において、シールド掘進機１の前後方向（シールド掘進機１の中心軸方向、掘削坑の延在方向）に沿って互いに離間した状態で２箇所に設置されているとともに、各テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂは、セグメントＳＧの外周を取り囲むようにスキンプレート５の内周に沿って環状に複数個並んだ状態で設置されている。また、これらのテールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの間には、シール室１２Ｒが形成されている。なお、テールシールの設置個数は２箇所に限定されるものではなく、例えば、シールド掘進機１の前後方向に沿って３箇所以上に設置してもよい。

また、各テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂは、スキンプレート５の内周に片持ち状態で設置されている。すなわち、各テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの一端側（機器本体３の前後方向の一端側）はスキンプレート５の内周に固定され、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの一端側と他端側（機器本体３の前後方向の他端側）との間でセグメントＳＧに向かって傾斜した状態で折れ曲がり、さらに、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの他端側はテールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂのバネ力によってセグメントＳＧに押し付けられた状態で接触するようになっている。

また、後胴プレート５ｂの外周には、シール剤供給管１４が設置されている。シール剤供給管１４は、シール室１２Ｒにグリス等のようなシール剤を供給するための配管であり、後胴プレート５ｂの外周の複数個設置されている。このシール剤供給管１４を通じてシール室１２Ｒ内にシール剤が充填されることにより、スキンプレート５の内周とセグメントＳＧの外周との隙間がシールされ、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂと相俟って、掘進作業中にシールド掘進機１の機内に地下水等が入り込むことが防止される。

さらに、後胴プレート５ｂの外壁には、裏込め材供給路（図示せず）が設置されている。裏込め材供給路は、例えば、セメント系の硬化材または固化材からなる裏込め材をスキンプレート５の後方の掘削坑とセグメントＳＧとの隙間に供給するための配管である。なお、掘削坑とセグメントＳＧとの隙間に裏込め材を充填することにより、地盤沈下が防止され、さらに、セグメントＳＧと地山とが一体構造となってセグメントＳＧの継手からの漏水が防止される。

また、裏込め材供給路は、例えば、スキンプレート５の頂部を挟んで２箇所に設けられている。シール剤供給管１４はスキンプレート５の外周の複数箇所に設けられているのに対して、裏込め材供給路はスキンプレート５の頂部付近にしか設けられていない。これは、シール剤は粘性が高いので、セグメントＳＧの外周に付着させるためにはスキンプレート５の内周に満遍なく供給しなければならないのに対して、裏込め材は粘性が低いのでスキンプレート５の頂部付近に供給すれば自重でセグメントＳＧの外周下部にまで回り込むからである。

なお、シール剤供給管１４および裏込め材供給路の形成箇所や形成数は上記したものに限定されない。例えば、シール剤供給管１４はさらに数多く設けてもよく、裏込め材供給路はスキンプレート５の軸方向の頂部の１箇所だけに設けてもよい。

次に、シールド掘進機１の後胴プレート５ｂについて図２を用いて説明する。図２は後胴プレート５ｂを横から見た要部構成図である。なお、図２では、後胴外筒部５ｂｂが移動して後胴プレート５ｂが最も長くなった状態となっている。

後胴プレート５ｂの構造について説明する。後胴プレート５ｂは、前胴プレート５ａ側に位置する後胴内筒部５ｂａ、および後胴内筒部５ｂａに後続して設置された後胴外筒部５ｂｂで構成されており、後胴内筒部５ｂａと後胴外筒部５ｂｂとが軸方向で部分的に重なり合っている。また、後胴外筒部５ｂｂは後胴内筒部５ｂａと摺動するようにして軸方向に移動可能になっている。したがって、後胴外筒部５ｂｂの移動によって後胴プレート５ｂの全長が伸縮する。

図２に示すように、後胴外筒部５ｂｂの内周面には、第１の固定部材用溝部（第１の固定部材用係合部）２１、第２の固定部材用溝部（第２の固定部材用係合部）２２および伝達部材用溝部（伝達部材用係合部）２３が前方から後方に向かって周方向に形成されている。なお、本願において「周方向」とは、後胴外筒部５ｂｂの軸方向に対する垂直面内での方向をいう。

第１の固定部材用溝部２１および第２の固定部材用溝部２２には、後胴外筒部５ｂｂを後胴内筒部５ｂａに固定して当該後胴外筒部５ｂｂが移動できないようにするための固定部材１７がボルトにより着脱可能に且つ選択的に嵌まり込む（係合する）ようになっている。すなわち、図示するように、固定部材１７が第１の固定部材用溝部２１に嵌まり込むとともに後胴内筒部５ｂａに設けられた中間リング体１６に設けられた固定台１６ａにボルトで固定されることにより、後胴外筒部５ｂｂが伸びた位置、つまり後胴プレート５ｂの長さが相対的に長くなった状態（第１の状態）で後胴外筒部５ｂｂが後胴内筒部５ｂａに固定される。また、第１の固定部材用溝部２１があった位置が第２の固定部材用溝部２２の位置となる長さまで後胴外筒部５ｂｂが縮み、その長さで固定部材１７が第２の固定部材用溝部２２に嵌まり込むとともに後胴内筒部５ｂａに設けられた中間リング体１６に設けられた固定台１６ａにボルトで固定されることにより、後胴外筒部５ｂｂが縮んだ位置、つまり後胴プレート５ｂの長さが相対的に短くなった状態（第２の状態）で後胴外筒部５ｂｂが後胴内筒部５ｂａに固定される。

なお、本実施の形態では、このように後胴外筒部５ｂｂが２段階に移動するようになっているが、３段階以上に移動するようになっていてもよい。この場合には、第１の固定部材用溝部２１および第２の固定部材用溝部２２以外にさらに固定部材用溝部を形成する。また、本実施の形態では、固定部材１７が後胴内筒部５ｂａに設けられた中間リング体１６に設けられた固定台１６ａに固定されることで後胴外筒部５ｂｂが後胴内筒部５ｂａに固定されるようになっているが、固定部材１７は後胴内筒部５ｂａの中間リング体１６以外に設けられた固定台に固定されるようになっていてもよい。

また、伝達部材用溝部２３には、シールドジャッキ９ｂに固定され、シールドジャッキ９ｂの伸縮により後胴外筒部５ｂｂを軸方向に移動させる伸縮力伝達部材１８（図１６等）がボルトにより着脱可能に嵌まり込む（係合する）ようになっている。したがって、シールドジャッキ９ｂの伸縮によって後胴外筒部５ｂｂは前述の第１の状態または第２の状態に移動する。

なお、本実施の形態では、第１の固定部材用係合部、第２の固定部材用係合部および伝達部材用係合部は凹状に形成された第１の固定部材用溝部２１、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３となって固定部材１７や伸縮力伝達部材１８が嵌まり込む構造になっているが、凹状である必要はなく、固定部材１７や伸縮力伝達部材１８が係合できるようになっていればよい。但し、後述するように、後胴外筒部５ｂｂの内周面と摺動するようにしてスプレッダ１５が移動することから、固定部材１７や伸縮力伝達部材１８をボルト締結するためのブロックを設けると、当該ブロックが内径側に出っ張った突起となってスプレッダ１５と干渉するので望ましくない。

ここで、図３は図１のシールド掘進機を図２のＡ線に沿って示す断面図、図４は図３の一部を抽出して示す図、図５は図１のシールド掘進機を図２のＢ線に沿って示す断面図である。

図３に示すように、後胴内筒部５ｂａの内周面に沿って中間リング体１６が環状に設けられており、中間リング体１６には、複数本（本実施の形態では８本）のシールドジャッキ９ｂが一定の間隔を開けて周方向に設置されている。また、シールドジャッキ９ｂとシールドジャッキ９ｂとの間には、後胴外筒部５ｂｂを後胴内筒部５ｂａに固定するための固定部材１７が、後胴外筒部５ｂｂに形成された第１の固定部材用溝部２１に嵌め込まれた状態で位置している。

さらに、上下２カ所ずつのシールドジャッキ９ｂと固定部材１７との間には、後胴外筒部５ｂｂの後胴内筒部５ｂａに対する周方向へのずれを規制するためのローリングストッパ（規制手段）１９が設けられている。なお、ローリングストッパ１９により、後述する曲線施工時に発生しやすいローリング（後胴外筒部５ｂｂの周方向へのずれ）が防止される。

図４および後述する図８に示すように、ローリングストッパ１９は、後胴外筒部５ｂｂの軸方向に沿って延びた嵌合溝１９ａと、後胴内筒部５ｂａに設けられて嵌合溝１９ａに嵌まり込んで嵌合溝１９ａに沿って移動可能な嵌合部材１９ｂとからなる。嵌合溝１９ａは、後胴外筒部５ｂｂの内周面に相互に平行に設置された一対の板状体２０に挟まれた空間で形成されている。なお、本実施の形態では、嵌合溝１９ａが後胴外筒部５ｂｂに形成され、嵌合部材１９ｂが後胴内筒部５ｂａに設けられているが、これとは逆に、嵌合溝１９ａが後胴内筒部５ｂａに形成され、嵌合部材１９ｂが後胴外筒部５ｂｂに設けられていてもよい。

図５に示すように、シールドジャッキ９ｂの先端に取り付けられたスプレッダ１５は、その押圧面１５ｆ（セグメントＳＧの先端面に対向し、セグメントＳＧを押圧する面）がシールドジャッキ９ｂのロッド９ｂａの先端面やブロック９ｂｂの先端面よりも後胴外筒部５ｂｂの周方向に沿って長い正面視で略円弧状に形成されている。このような形状により、シールドジャッキ９ｂの推力が拡散されてセグメントＳＧに伝達される。

図５において、スプレッダ１５における後胴外筒部５ｂｂの内周面側の両端部には、当該スプレッダ１５が後胴外筒部５ｂｂの径方向外側へ変位することを規制する脚部（規制突起）１５ａが形成されている。

スプレッダ１５はシールドジャッキ９ｂのロッド９ｂａの位置とセグメントＳＧの位置とを合わせるためのブロック９ｂｂの先端に取り付けられており、図２に示すように、ブロック９ｂｂは、シールドジャッキ９ｂのロッド９ｂａに押される部分よりもセグメントＳＧを押す部分（つまり、スプレッダ１５が取り付けられた部分）の方が後胴外筒部５ｂｂの径方向外側に位置している。そのため、シールドジャッキ９ｂによりセグメントＳＧを押したとき、スプレッダ１５は後胴外筒部５ｂｂの径方向外側へ変位しようとする。このとき、後胴外筒部５ｂｂの径方向外側へ変位を規制する脚部１５ａが形成されていないと、スプレッダ１５の後胴外筒部５ｂｂの径方向外側への変位が許容されてしまい、シールドジャッキ９ｂを伸長させてシールド掘進機１を掘進したときにスプレッダ１５で押されている環状のセグメントＳＧに対して径方向外側へと拡がる力が作用することになる。一方、本実施の形態のように脚部１５ａが形成されていると、セグメントＳＧに径方向外側へと拡がる力が作用することはない。

本実施の形態では、スプレッダ１５における後胴外筒部５ｂｂの内周面側の両端部に形成された２箇所の突起である脚部１５ａによりスプレッダ１５における後胴外筒部５ｂｂの径方向外側への変位を規制しているが、突起は１箇所あるいは３箇所以上であってもよい。

なお、スプレッダ１５側に脚部１５ａなどの突起を形成するのではなく、後胴外筒部５ｂｂの内周面にスプレッダ１５の変位を規制するための突起を形成することも考えられる。しかしながら、本実施の形態のシールド掘進機１では、前述のように、後胴外筒部５ｂｂは後胴内筒部５ｂａと摺動するようにして軸方向に移動するようになっていることから、後胴内筒部５ｂａと接する後胴外筒部５ｂｂの内周面に突起を設けると移動の妨げになる。よって、このような突起を設けることは望ましくない。

また、後胴外筒部５ｂｂの内周面には前述した第１の固定部材用溝部２１、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３が形成されている。したがって、スプレッダ１５が溝部２２，２３の位置に到達したときには脚部１５ａが溝部２２，２３に嵌まり込むことになる。そして、嵌まり込みを防止するためには、溝部２２，２３におけるスプレッダ１５の脚部１５ａが通過する箇所を後胴外筒部５ｂｂの内周面と面一にしておく必要がある。なお、脚部１５ａが通過する箇所の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３と後胴外筒部５ｂｂの内周面とを面一にするための部材（フラットプレート２４）については後述する。

ここで、図６は本実施の形態におけるスプレッダおよびその周辺の機構を平面視で示す図、図７は比較例としてのスプレッダおよびその周辺の機構を平面視で示す図である。

図６に示すように、本実施の形態のスプレッダ１５では、押圧面１５ｆとの反対面に、シールドジャッキ９ｂが最大に収縮したときにおいて固定部材１７との干渉を回避するための凹状部１５ｂが形成されている。凹状部１５ｂが形成されていない場合には、図７に示すように、シールドジャッキ９ｂを最大に収縮させたときにスプレッダ１５が固定部材１７に干渉しないようにするため、スプレッダ１５の引き込み位置をより前方にすることができない。一方、本実施の形態のように凹状部１５ｂが形成されていると、シールドジャッキ９ｂを最大に収縮させたときのスプレッダ１５の引き込み位置が図７に示す場合よりも前方になっても、スプレッダ１５が固定部材１７に干渉することはない。これにより、シールドジャッキ９ｂが収縮したときの後胴内筒部５ｂａに対する後胴外筒部５ｂｂの引き込み量を最大化することが可能になって、前述した第２の状態における後胴プレート５ｂの長さをより短くすることができる。

図８は本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機における後胴外筒部の内周面の半周分を展開して示す平面図、図９は図５のＣ線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図、図１０は図５のＤ線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図、図１１は図５のＥ線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図である。

図８において、シールド掘進機１の後胴外筒部５ｂｂには、前述した第１の固定部材用溝部２１、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３が形成されている。図示するように、これらの固定部材用溝部２１，２２および伝達部材用溝部２３は、後胴外筒部５ｂｂの内周面の周方向の全周に亘って形成された環状溝となっている。これら固定部材用溝部２１，２２および伝達部材用溝部２３の形成プロセスを具体的に説明すると、平板状をした半周分の後胴外筒部５ｂｂを２枚作製し、それぞれを半円形に曲げ加工して端部同士を溶接により結合することで、円筒状の後胴外筒部５ｂｂが得られる。そして、後胴外筒部５ｂｂの内周を旋盤で切削加工して環状溝である固定部材用溝部２１，２２および伝達部材用溝部２３を形成する。

なお、第１の固定部材用溝部２１、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３は、本実施の形態のように後胴外筒部５ｂｂの内周面の周方向の全周に亘って環状に形成されている必要はなく、固定部材１７や伸縮力伝達部材１８が固定される箇所にスポット的に形成してもよい。

但し、第１の固定部材用溝部２１、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３をスポット的に形成する場合には、不連続な特定の箇所だけに形成しなければならないために手間がかかったり、金属である後胴外筒部５ｂｂに熱ストレスを与えて歪みが発生してしまうが、本実施の形態のように環状に形成すれば、このような問題は発生しない。

さて、図９に示すように、図５のＣ線に沿った後胴外筒部５ｂｂの軸方向には、前述した固定部材１７を第１の固定部材用溝部２１や第２の固定部材用溝部２２に嵌め込んで後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定するための穴２１ａ，２２ａが形成されている。

また、図１０に示すように、図５のＤ線に沿った後胴外筒部５ｂｂの軸方向には、伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込んで後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定するための穴２３ａが形成されている。

さらに、図１１に示すように、図５のＥ線に沿った後胴外筒部５ｂｂの軸方向には、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３と後胴外筒部５ｂｂの内周面とを面一にしてスプレッダ１５の嵌まり込みを防止するためのフラットプレート（平滑化部材）２４が設けられている。すなわち、前述のように、スプレッダ１５はその脚部１５ａが後胴外筒部５ｂｂの内周面に沿って移動することから、何らの手当もないと、スプレッダ１５の脚部１５ａが第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３に嵌まり込んでスムーズに移動できなくなる。そこで、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３におけるスプレッダ１５の脚部１５ａが通過する箇所にフラットプレート２４を設置することで、脚部１５ａが嵌まり込まないようにしている。なお、脚部１５ａを設けない場合には、第２の固定部材用溝部２２および伝達部材用溝部２３におけるスプレッダ１５の全体の通過箇所にフラットプレート２４を設置する。

なお、本実施の形態では、第２の固定部材用溝部２２に嵌め込んで固定したときの固定部材１７の範囲がスプレッダ１５(詳しくは、後胴外筒部５ｂｂの内周面に接しているスプレッダ１５の脚部１５ａ）が通過する範囲（つまり、第２の固定部材用溝部２２に設置されたフラットプレート２４の部分）と重なり合うため、固定部材１７を第２の固定部材用溝部２２に嵌め込むときには当該第２の固定部材用溝部２２に設置されたフラットプレート２４と干渉するので当該フラットプレート２４を取り外す必要が生じる。そこで、図１１に示すように、第２の固定部材用溝部２２のフラットプレート２４はボルト止めにより着脱可能になっている。但し、固定部材１７を第２の固定部材用溝部２２に嵌め込んだときの位置がスプレッダ１５が通過する箇所と重なり合わなければ、第２の固定部材用溝部２２に設置されたフラットプレート２４も後胴外筒部５ｂｂに固定されていてもよいのはもちろんである。

また、本実施の形態では、伝達部材用溝部２３に嵌め込んで固定したときの伸縮力伝達部材１８の範囲はスプレッダ１５(詳しくは、後胴外筒部５ｂｂの内周面に接しているスプレッダ１５の脚部１５ａ）が通過する範囲（つまり、伝達部材用溝部２３に設置されたフラットプレート２４の部分）と重なり合わないため、伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込んでも当該伝達部材用溝部２３に設置されたフラットプレート２４とは干渉しないので当該フラットプレート２４を取り外す必要はない。その一方で、セグメントＳＧの損傷を防止するためには、伝達部材用溝部２３に蓋をしておいた方がよい。そこで、図１１に示すように、伝達部材用溝部２３のフラットプレート２４は後胴外筒部５ｂｂに固定されている。但し、伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込んだときの範囲がスプレッダ１５が通過する範囲と重なり合うときには、伝達部材用溝部２３に設置されたフラットプレート２４はボルト止めにより着脱可能にする。

なお、フラットプレート２４は千鳥溶接（溶接した部分と溶接しない部分とが交互に存在する断続すみ肉溶接）により溶接時の入熱を低減して後胴外筒部５ｂｂに固定するのが望ましい。

（実施例１）

次に、実施例１として、以上の構成を有するシールド掘進機１における後胴プレート５ｂの伸縮動作について、図１２～図２６を用いて説明する。ここで、図１２～図１９は図１のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作を連続的に示す図、図２０～図２６は図１のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作を連続的に示す図である。これらの図面において、（ａ）は後胴プレートを平面から見た概念図であり、（ｂ）は後胴プレートを横から見た説明図である。また、（ａ）においては、本実施例で８本設置されたシールドジャッキの内の隣り合う２本１組のシールドジャッキが表されており、他の組のシールドジャッキも同様に動作する。

なお、後胴プレート５ｂの伸縮動作を行うシールド掘進機１では、図２において、第１の状態にある場合での後胴外筒部５ｂｂの寸法は、後胴内筒部５ｂａと重なり合っていない部分の長さ（有効長：ＦＬ）が１９７０ｍｍ、有効長の内でテールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂ以外の長さ（Ｌ１）が１４９０ｍｍ、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの長さ（Ｌ２）が４８０ｍｍ、第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（Ｌ３）が３００ｍｍとなっている。そして、後胴外筒部５ｂｂの移動可能な長さは第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（Ｌ３）に相当することから、３００ｍｍである。但し、これらの寸法は一例であり、本発明がこれらの寸法に限定されるものではない。

先ず、シールド掘進機１の後胴プレート５ｂにおける収縮動作（後胴外筒部５ｂｂが第１の状態から第２の状態へと移動する動作）について説明する。なお、後胴プレート５ｂを収縮させるのは、主として直線施工から曲線施工へと移行するときである。

図１２に示すように、直線施工では後胴外筒部５ｂｂを第１の状態にして後胴プレート５ｂの長さを長くしておき、例えば９００ｍｍ幅のセグメントＳＧが掘削坑に連続的に設置される。なお、この状態では、固定部材１７は第１の固定部材用溝部２１に嵌め込まれて固定台１６ａに固定されており、第２の固定部材用溝部２２にはフラットプレート２４が設置されている。なお、セグメントＳＧはシールド掘進機１内で環状に組み立てられてトンネルを形成するためのトンネル覆工部材である。

ここから曲線施工へ移行するために後胴外筒部５ｂｂを第２の状態にして後胴プレート５ｂを収縮させて長さを短くするには、先ず、図１３に示すように、シールドジャッキ９ｂを所定長（伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込むことができる長さ）ストロークさせてシールド掘進機１を前進させ、曲線施工用の例えば３００ｍｍ幅のセグメントＳＧを組み立てるのに十分な空間を形成する。

次に、第２の固定部材用溝部２２に設置されたフラットプレート２４を撤去し、図１４に示すように、固定台１６ａに固定されている固定部材１７を取り外して第１の固定部材用溝部２１から第２の固定部材用溝部２２に移設する。

次に、図１５に示すように、一部のシールドジャッキ９ｂをセグメントＳＧに押し当てた状態にしておいて（つまり、シールド掘進機１の後退を防止するバックリング防止措置を行った状態にしておいて）、他のシールドジャッキ９ｂを所定長引く。シールドジャッキ９ｂを引く長さは、後述する伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込んでシールドジャッキ９ｂの先端に固定し、さらにその先端にスペーサ１８ａ（図２０等）を取り付けることができる長さである。なお、本実施例では、バックリング防止措置は、上部２本、下部２本の計４本のシールドジャッキ９ｂで行っている。但し、これら以外のシールドジャッキ９ｂでバックリング防止措置を行ってもよいのはもちろんである。

次に、図１６に示すように、伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込んで後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定し、シールドジャッキ９ｂの先端に（詳しくは、シールドジャッキ９ｂに設けられたスプレッダ１５に）テンションボルトで固定する。

次に、図１７に示すように、第２の固定部材用溝部２２に嵌め込まれた固定部材１７が固定台１６ａに当たる位置までシールドジャッキ９ｂを引く。これにより、後胴外筒部５ｂｂが前方に移動して、後胴プレート５ｂの長さが相対的に短くなった第２の状態になる。ここでは、第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（図２のＬ３の長さ）が３００ｍｍとなっているので、後胴プレート５ｂの長さは３００ｍｍ短くなる。

このようにして後胴外筒部５ｂｂが前方に移動したならば、固定部材１７を固定台１６ａにボルトで固定するとともに、図１８に示すように、伸縮力伝達部材１８を取り外してシールドジャッキ９ｂをさらに引く。これにより、曲線への追従性が良好となり曲線施工をスムーズに行うことが可能な曲線施工時状態への移行が完了する。

その後は、シールド掘進機１で曲線掘削を行いながら、図１９に示すように、曲線施工用のセグメントＳＧ（例えば３００ｍｍ幅のセグメントＳＧ）を設置して行く。

次に、シールド掘進機１の後胴プレート５ｂにおける伸長動作（後胴外筒部５ｂｂが第２の状態から第１の状態へと移動する動作）について説明する。なお、後胴プレート５ｂを伸長させるのは、主として曲線施工から直線施工へと移行するときである。

後胴外筒部５ｂｂを第２の状態にして後胴プレート５ｂを短くした状態での曲線施工が終了したならば、図２０に示すように、一部のシールドジャッキ９ｂをセグメントＳＧに押し当てた状態にしておき、他のシールドジャッキ９ｂの延長線上の伝達部材用溝部２３に伸縮力伝達部材１８を嵌め込んで後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定する。さらに、伸縮力伝達部材１８のセグメントＳＧ側にスペーサ１８ａを取り付ける。なお、図示するように、スペーサ１８ａを伸縮力伝達部材１８に取り付けるためのスペースが必要なために、伸縮力伝達部材１８に取り付けられたスペーサ１８ａとセグメントＳＧとの間には僅かな隙間が形成される。

次に、図２１に示すように、シールドジャッキ９ｂを伸ばしてスプレッダ１５を伸縮力伝達部材１８に当て、第２の固定部材用溝部２２に嵌め込まれた固定部材１７を撤去する。これにより、後胴外筒部５ｂｂは、中間リング体１６に設けられた固定台１６ａとの締結が解除されて軸方向に移動可能な状態になる。

次に、図２２に示すように、シールドジャッキ９ｂを伸ばしてスペーサ１８ａをセグメントＳＧに押し当てて後胴内筒部５ｂａを前方に移動させ、固定部材１７を第１の固定部材用溝部２１に嵌め込んで固定台１６ａに固定することが可能な位置にする。これにより、後胴内筒部５ｂａが前方に移動して、後胴プレート５ｂの長さが相対的に長くなった第１の状態になる。ここでは、第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（図２のＬ３の長さ）が３００ｍｍとなっているので、後胴プレート５ｂの長さは３００ｍｍ長くなる。

なお、前述のように、スペーサ１８ａとセグメントＳＧとの間には僅かな隙間が形成されているので、シールドジャッキ９ｂが伸びて伸縮力伝達部材１８を介してスペーサ１８ａがセグメントＳＧに押し当てられたとき、当該隙間分だけ後胴外筒部５ｂｂが後退移動する。すると、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂが、セグメントＳＧに対して本来の動き（前方への動き）とは逆方向の動きをして後方に移動する。しかしながら、その移動量は前述の隙間に相当する僅かなものなので、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの形状が変形するなどの問題は発生しない。

次に、図２３に示すように、固定部材１７を第１の固定部材用溝部２１に嵌め込んで固定台１６ａに固定するとともに、後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定する。また、第２の固定部材用溝部２２にフラットプレート２４を設置する。

次に、図２４に示すように、伸縮力伝達部材１８とスペーサ１８ａとが取り付けられていないシールドジャッキ９ｂをセグメントＳＧに押し当てた状態にする。そして、伸縮力伝達部材１８とスペーサ１８ａとが取り付けられたシールドジャッキ９ｂを僅かに引いてスペーサ１８ａとセグメントＳＧとの間に隙間を形成しておき、伸縮力伝達部材１８とスペーサ１８ａとを撤去する。

次に、図２５に示すように、シールドジャッキ９ｂを伸ばしてシールド掘進機１を前進させ、直線施工用のセグメントＳＧを組み立てるのに十分な空間を形成する。

次に、図２６に示すように、シールドジャッキ９ｂを引くと、直線施工をスムーズに行うことが可能な直線施工時状態への移行が完了する。

その後は、シールド掘進機１で直線掘削を行いながら、直線施工用のセグメントＳＧ（例えば９００ｍｍ幅のセグメントＳＧ）を設置して行く。

このように、本実施例のシールド掘進機１によれば、後胴プレート５ｂを構成する後胴外筒部５ｂｂが後胴内筒部５ｂａと摺動するようにして軸方向に移動可能になって、後胴外筒部５ｂｂの移動によって後胴プレート５ｂの全長が伸縮する。したがって、後胴外筒部５ｂｂを第１の状態から第２の状態へと移動させることで、曲線施工をスムーズに行うことが可能になる。これにより、曲線への追従性が良好になるのみならず、余掘りが大きくなることもない。

（実施例２）

次に、実施例２として、以上の構成を有するシールド掘進機１におけるテールシール１２Ｂａの交換について、図２７～図４１を用いて説明する。ここで、図２７～図４１は実施例２のシールド掘進機のテールシールの交換手順を連続的に示す図である。これらの図面において、（ａ）は後胴プレートを平面から見た概念図であり、（ｂ）は後胴プレートを横から見た説明図である。また、（ａ）においては、本実施例で８本設置されたシールドジャッキの内の隣り合う２本１組のシールドジャッキが表されており、他の組のシールドジャッキも同様に動作する。

なお、テールシール１２Ｂａの交換を行うシールド掘進機１では、図２において、第１の状態にある場合での後胴外筒部５ｂｂの寸法は、後胴内筒部５ｂａと重なり合っていない部分の長さ（有効長：ＦＬ）が１６１０ｍｍ、有効長の内でテールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂ以外の長さ（Ｌ１）が１１３０ｍｍ、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの長さ（Ｌ２）が４８０ｍｍ、第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（Ｌ３）が３５０ｍｍとなっている。そして、後胴外筒部５ｂｂの移動可能な長さは第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（Ｌ３）に相当することから、３５０ｍｍである。但し、これらの寸法は一例であり、本発明がこれらの寸法に限定されるものではない。

また、交換されるテールシールは、前後２カ所に設けられたテールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの内の前方に位置するテールシール１２Ｂａである。これは、後方に位置するテールシール１２Ｂｂは地下水や土砂の圧力を直接受けているので、このテールシール１２Ｂｂを交換のために取り外すことはできないからである。

そして、前述した後胴外筒部５ｂｂの各寸法により、後胴外筒部５ｂｂが第２の状態（後胴プレート５ｂの長さが相対的に短くなった位置）のときに、前方に位置するテールシール１２ＢａがセグメントＳＧから外れて機内に露出するようになっている。

さて、テールシール１２Ｂａの交換においては、図２７に示すように、後胴外筒部５ｂｂを第１の状態にしておく。この第１の状態では、固定部材１７は第１の固定部材用溝部２１に嵌め込まれて固定台１６ａに固定されており、第２の固定部材用溝部２２にはフラットプレート２４が設置されている。

次に、図２８に示すように、シールドジャッキ９ｂを所定長（伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込むことができる長さ）ストロークさせてシールド掘進機１を前進させる。

次に、第２の固定部材用溝部２２に設置されているフラットプレート２４を撤去した後、固定部材１７を後胴内筒部５ｂａから取り外し、図２９に示すように、取り外した固定部材１７を第２の固定部材用溝部２２に移設する。

次に、図３０に示すように、一部のシールドジャッキ９ｂ（図３０（ａ）に示す場合には、下側のシールドジャッキ９ｂ）をセグメントＳＧに押し当てた状態にしておいて（つまり、バックリング防止措置を行った状態にしておいて）、他のシールドジャッキ９ｂ（図３０（ａ）に示す場合には、上側のシールドジャッキ９ｂ）を所定長引き、バックリング防止部材２５を介在してセグメントＳＧに押し当てる。

次に、図３１に示すように、セグメントＳＧに押し当てたシールドジャッキ９ｂ（図３１（ａ）に示す場合には、下側のシールドジャッキ９ｂ）を所定長引き、伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込んで後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定し、シールドジャッキ９ｂの先端に（詳しくは、シールドジャッキ９ｂに設けられたスプレッダ１５に）テンションボルトで固定する。

次に、図３２に示すように、伸縮力伝達部材１８が固定されたシールドジャッキ９ｂを所定長引いて後胴外筒部５ｂｂを引き込む。詳しくは、第２の固定部材用溝部２２に嵌め込まれた固定部材１７が固定台１６ａに当たる位置までシールドジャッキ９ｂを引く。これにより、後胴外筒部５ｂｂが前方に移動して、後胴プレート５ｂの長さが相対的に短くなった第２の状態になる。ここでは、第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（図２のＬ３の長さ）が３５０ｍｍとなっているので、後胴プレート５ｂの長さは３５０ｍｍ短くなる。そして、後胴外筒部５ｂｂが前方に移動することで、図示するように、テールシール１２ＢａがセグメントＳＧから外れて機内に露出する。なお、固定部材１７は固定台１６ａにボルトで固定する。

次に、図３３に示すように、バックリング防止部材２５と干渉しない部分のテールシール１２Ｂａを新しいテールシール１２Ｂａに交換する。なお、図３３において、交換される部分のテールシール１２Ｂａは網線で示されている。

このようにしてテールシール１２Ｂａの一部を交換したならば、図３４に示すように、伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３から取り外し、取り外したシールドジャッキ９ｂとセグメントＳＧとの間にバックリング防止部材２５を介在させ、当該シールドジャッキ９ｂを伸ばしてバックリング防止部材２５をセグメントＳＧに押し当てる。

次に、図３５に示すように、テールシール１２Ｂａを交換していない部分に位置するバックリング防止部材２５を外し、伸縮力伝達部材１８を伝達部材用溝部２３に嵌め込んで後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定するとともにシールドジャッキ９ｂの先端に（詳しくは、シールドジャッキ９ｂに設けられたスプレッダ１５に）テンションボルトで固定する。但し、テールシール１２Ｂａを交換した部分のシールドジャッキ９ｂとセグメントＳＧとの間にはバックリング防止部材２５が介在しており、固定部材１７は固定台１６ａに固定されているので、伸縮力伝達部材１８の取り付けは省略してもよい。

このようにしてバックリング防止部材２５の位置を入れ替えたならば、図３６に示すように、新たにバックリング防止部材２５と干渉しなくなった部分のテールシール１２Ｂａ（つまり、残りの部分のテールシール１２Ｂａ）を新しいテールシール１２Ｂａに交換する。これにより、テールシール１２Ｂａの全体が交換されることになる。

そして、図３７に示すように、バックリング防止部材２５を外してセグメントＳＧを設置する。すると、機内に露出した状態になっていた新たなテールシール１２ＢａがセグメントＳＧにより径方向外方に押し広げられ、設置されたセグメントＳＧの外周に位置することになる。これにより、シールド掘進機１におけるテールシール１２Ｂａの交換が完了する。なお、セグメントＳＧを設置した状態では、伸縮力伝達部材１８が固定されていないシールドジャッキ９ｂでバックリング防止が行われる。

このようにしてテールシール１２Ｂａの交換が完了してセグメントＳＧを設置したならば、図３８に示すように、伸縮力伝達部材１８のセグメントＳＧ側にスペーサ１８ａを取り付け、さらに、第２の固定部材用溝部２２に嵌め込まれた固定部材１７を撤去する。これにより、後胴外筒部５ｂｂは、固定台１６ａとの締結が解除されて軸方向に移動可能な状態になる。なお、図示するように、スペーサ１８ａを伸縮力伝達部材１８に取り付けるためのスペースが必要なために、伸縮力伝達部材１８に取り付けられたスペーサ１８ａとセグメントＳＧとの間には僅かな隙間が形成される。

次に、図３９に示すように、シールドジャッキ９ｂを伸ばして後胴内筒部５ｂａを前方に移動させ、固定部材１７を第１の固定部材用溝部２１に嵌め込んで固定台１６ａに固定するとともに、後胴外筒部５ｂｂにボルトで固定する。また、第２の固定部材用溝部２２にフラットプレート２４を設置する。これにより、後胴内筒部５ｂａが前方に移動して、後胴プレート５ｂの長さが相対的に長くなった第１の状態になる。ここでは、第１の固定部材用溝部２１と第２の固定部材用溝部２２との間隔（図２のＬ３の長さ）が３５０ｍｍとなっているので、後胴プレート５ｂの長さは３５０ｍｍ長くなる。

なお、前述のように、スペーサ１８ａとセグメントＳＧとの間には僅かな隙間が形成されているので、シールドジャッキ９ｂが伸びて伸縮力伝達部材１８を介してスペーサ１８ａがセグメントＳＧに押し当てられたとき、当該隙間分だけ後胴外筒部５ｂｂが後退移動する。すると、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂが、セグメントＳＧに対して本来の動き（前方への動き）とは逆方向の動きをして後方に移動する。しかしながら、その移動量は前述の隙間に相当する僅かなものなので、テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂの形状が変形するなどの問題は発生しない。

次に、図４０に示すように、伸縮力伝達部材１８とスペーサ１８ａとが取り付けられていないシールドジャッキ９ｂをセグメントＳＧに押し当てた状態で、伸縮力伝達部材１８とスペーサ１８ａとが取り付けられたシールドジャッキ９ｂを僅かに引いてスペーサ１８ａとセグメントＳＧとの間に隙間を形成し、伸縮力伝達部材１８とスペーサ１８ａとを撤去する。

次に、図４１に示すように、シールドジャッキ９ｂを引いてセグメントＳＧを設置して行く。

このように、本実施例のシールド掘進機１によれば、後胴プレート５ｂを構成する後胴外筒部５ｂｂが後胴内筒部５ｂａと摺動するようにして軸方向に移動可能になっているので、後胴外筒部５ｂｂが第１の位置から第２の位置へと移動することで、テールシール１２ＢａがセグメントＳＧから外れて機内に露出する。したがって、テールシール１２Ｂａの交換作業をシールド機内から行うことが可能になる。これにより、テールシール１２Ｂａの劣化や損傷に起因するトラブルを未然に防止することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

以上の説明では、本発明を泥土圧シールド掘進機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、チャンバ内の泥水に所定の圧力を加えることにより切羽を安定させ、泥水を循環させることにより掘削土砂を輸送する仕組みを持つ泥水式シールド掘進機など、他のシールド掘進機にも適用できる。

１ シールド掘進機
２ カッタヘッド
３ 機器本体
５ スキンプレート
５ａ 前胴プレート（前胴部）
５ｂ 後胴プレート（後胴部）
５ｂａ 後胴内筒部
５ｂｂ 後胴外筒部
９ａ 中折れジャッキ
９ｂ シールドジャッキ
９ｂａ ロッド
９ｂｂ ブロック
１２Ｂａ，１２Ｂｂ テールシール
１２Ｒ シール室
１５ スプレッダ
１５ａ 脚部（規制突起）
１５ｂ 凹状部
１５ｆ 押圧面
１６ 中間リング体
１６ａ 固定台
１７ 固定部材
１８ 伸縮力伝達部材
１８ａ スペーサ
１９ ローリングストッパ（規制手段）
１９ａ 嵌合溝
１９ｂ 嵌合部材
２０ 板状体
２１ 第１の固定部材用溝部（第１の固定部材用係合部）
２２ 第２の固定部材用溝部（第２の固定部材用係合部）
２３ 伝達部材用溝部（伝達部材用係合部）
２１ａ，２２ａ，２３ａ 穴
２４ フラットプレート（平滑化部材）
２５ バックリング防止部材
ＳＧ セグメント

Claims (1)

1. カッタヘッドが設置された前胴部と、
   前記前胴部側に位置して先端にスプレッダが取り付けられた複数本のシールドジャッキが設けられた後胴内筒部、および前記後胴内筒部に後続して当該後胴内筒部と部分的に重なり合って設置されるとともに軸方向に移動可能な後胴外筒部を有する後胴部と、
   を備え、
   前記後胴外筒部には、
   内周面において前方から後方に向かってそれぞれ周方向に凹状に形成された第１の固定部材用係合部、第２の固定部材用係合部および伝達部材用係合部と、
   前記後胴内筒部の内周面に沿って当該後胴内筒部に環状に設けられた中間リング体に設けられた固定台に固定され、前記第１の固定部材用係合部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に長くなった第１の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定し、前記第２の固定部材用係合部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に短くなった第２の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定する固定部材と、
   前記伝達部材用係合部に着脱可能に係合して前記シールドジャッキの前記スプレッダを前記後胴外筒部に固定する伸縮力伝達部材とが設けられ、
   前記スプレッダの押圧面と反対面には、前記シールドジャッキが最大に収縮したときに前記固定部材との干渉を回避するための凹状部が形成されている、
   ことを特徴とするシールド掘進機。

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