JPH07247787A - テールシール装置およびそれを備えるシールド掘進機 - Google Patents

テールシール装置およびそれを備えるシールド掘進機

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JPH07247787A
JPH07247787A JP3860794A JP3860794A JPH07247787A JP H07247787 A JPH07247787 A JP H07247787A JP 3860794 A JP3860794 A JP 3860794A JP 3860794 A JP3860794 A JP 3860794A JP H07247787 A JPH07247787 A JP H07247787A
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tail seal
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Hirofumi Kiyouriki
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 摺動方向が逆方向になっても、破損しにくい
テールシール装置を得る。 【構成】 テールシール23a,23bは、シールド掘
進機20の後部のテールプレート21の後端面およびシ
ールドテール22の後端面にそれぞれ取付けられる。テ
ールシール23a,23bは、ばね鋼板25,26間に
ワイヤブラシ27が挟持される。ばね鋼板25,26の
先端は、曲げ加工部45,46がそれぞれ形成され、セ
グメント31〜34によって形成されるライニング30
の外周面と接触する。シールド掘進機20が前進方向3
6および後退方向37に変位すると、曲げ加工部45,
46がライニング30の表面に相対的に摺動変位する。
セグメント31〜34間に段差や角が生じていても、曲
げ加工部45,46が引っ掛かってばね鋼板25,26
が破損することが生じにくく、テールシール23の止水
性は長期に亘って安定して維持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種プラントなどの隙
間を封止するシール装置およびそのテールシール装置を
用いるシールド掘進機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、図5に示すようなテールシー
ル装置がシールド掘進機の後端とセグメントによって構
築されたライニングとの隙間を封止するために用いられ
ている。このようなテールシール装置に関する先行技術
は、たとえば特開昭63−107693号公報、特開平
2−108795号公報、特開平4−203097号公
報および実公平5−40155号公報などに開示されて
いる。
【0003】シールド掘進機の後端のテールプレート1
の後端面からは、シールドテール2が後方に延び、その
内周側には、2つのテールシール3a,3bが設けられ
る。前側テールシール3aの前端は、テールプレート1
の後端面に支持される。後側のテールシール3bの前端
は、ストッパ4に支持される。各テールシール3a,3
bでは、ばね鋼板5,6間にワイヤブラシ7によるパッ
キン材が挟持される。テールシール3a,3bは、シー
ルド掘進機によってトンネルが掘削された地山8からの
泥水や、掘削部分を埋めるための裏込め材などがシール
ド掘進機に侵入することを阻止するために使用される。
テールシール3a,3b間には、テールグリース9が注
入され、テールシール3a,3bの摩耗を防ぐと共に水
分の侵入を防ぐ。
【0004】テールシール3の内周側は、ライニング1
0の外周面に接触しながら封止を行う。ライニング10
は、複数のセグメント11,12,13,14を接合し
て形成する。ライニイグ10の外径は、地山8に掘削さ
れるトンネルの内径よりも小さく、その間の空間はテー
ルボイド15となる。テールボイド15をそのままにし
ておくと、地山が崩れて地表面が地盤沈下するおそれが
あるので、裏込め材が注入されて埋められる。
【0005】シールド工法においては、セグメント11
〜14によって形成されるライニング10は地山8に対
して固定され、ライニング10をシールド掘進機のシー
ルドジャッキが押圧して、前進方向16に向けての推進
力を搬力として発生させる。すなわちテールプレート
1、シールドテール2およびテールシール3が前進方向
16に移動する。テールシール3a,3bの先端は、ラ
イニング10の表面に対して相対的に摺動変位する。一
般にシールド掘進機は、前進方向16のみに推進され、
テールシール3a,3bを含むシールド掘進機の各部分
は前進のみを考慮して設定されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、シールド工法は
大口径のトンネルや、大深度の掘削にも使用されてい
る。大口径のトンネル掘削の場合は、トンネル断面の上
部と下部とで地下水圧の偏差が大きく、セグメント接合
ボルトの穴も大きくなりセグメントに段差が生じやすく
なる。またトンネルが直進ではなく曲進しているような
ときも、セグメント間が平滑には接続されず、角が生じ
やすい。さらに大深度で使用するときには、切り羽水圧
が高くなり、シールド掘進機が後退しやすくなる。
【0007】シールド掘進機が後退すると、図5に示す
ようなばね鋼板5,6は前進方向16とは反対方向にラ
イニング10の外周面を摺動変位する。セグメント11
〜14間に段差や角が生じていると、ばね鋼板5,6の
先端が摺動変位中に引っ掛かり、ばね鋼板5,6が破損
しやすい。ばね鋼板5,6が破損すると、ワイヤブラシ
7だけでは、地山8からの泥水やテールボイド15に注
入される裏込め材からの侵入圧力を支えることができ
ず、ワイヤブラシ7が反転してシールド掘進機内に浸水
が生じる。このため、ばね鋼板5,6の破損が生じる
と、作業者が人手で交換作業を行う必要がある。この交
換作業はテールボイド15からの侵水を防ぐためテール
ボイド15に発泡ウレタン等の止水材を注入して完全に
止水してから行わなければならない。特に大口径のシー
ルド掘進機では取替え費用が増大する。
【0008】他の産業プラントに用いるテールシール装
置においても、ばね鋼板5,6が破損すると、充分なシ
ールが困難となり、気体や流体の不所望な漏出や侵入が
発生したり、エネルギの損失が増大したりする。
【0009】本発明の目的は、テールシール装置の構造
を改善し、摺動変位方向が反転しても破損を生じにくい
テールシール装置を提供し、特に、後退してもテールシ
ールが破損しにくいシールド掘進機を提供することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、筒体とその挿
通孔との端部付近に設けられ、パッキン材を板ばね間で
挟持し、一端側を筒体または挿通孔の一方に固定し、他
端側を筒体の軸線方向に摺動変位可能に筒体または挿通
孔の他方の表面に接触させて密封するテールシール装置
において、前記他端側で前記表面に接触する板ばねの先
端に曲面が形成されることを特徴とするテールシール装
置である。
【0011】また本発明の前記筒体はシールド工法によ
って構築されるライニングであり、前記挿通孔はシール
ド掘進機のシールドテールの内側に形成される空間であ
ることを特徴とするテールシール装置を備えるシールド
掘進機である。
【0012】
【作用】本発明に従えば、パッキン材を挟持する板ばね
の先端に曲面が形成されているので、摺動変位する方向
が変わって反転しても摺動面に引っ掛かるおそれがな
く、破損しにくい。
【0013】また本発明に従えば、シールド掘進機のテ
ールシール装置はセグメントによって組み立てられるラ
イニングの外表面と接触する面に曲面が形成されている
ので、シールド掘進機が後退しても、テールシールの先
端がライニングの段差に引っ掛かかり、破損するおそれ
は少ない。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の一実施例によるテールシー
ル装置の構成を示す。本実施例のテールシール装置は、
シールド掘進機20の後部のテールプレート21の後端
およびさらにその後方のシールドテール22の後端にそ
れぞれ設けられる。テールプレート21の後端面には、
前側のテールシール23aが固定される。後側のテール
シール23bは、シールドテール22の内周面に、スト
ッパ24によって位置決めされて固定される。各テール
シール23a,23bは、板ばねであるばね鋼板25,
26間でパッキン材であるワイヤブラシ27が挟持され
て形成される。テールシール23は、シールド掘進機2
0がトンネルを掘削し、地山28からの泥水などの侵入
や、地山28の内周側に注入される裏込め材などからの
水分の侵入を防止する。水分浸入防止のためテールシー
ル23間には、テールグリース29が注入される。
【0015】テールシール23が封止する筒体は、本実
施例ではシールド工法によって構築されるライニング3
0である。ライニング30は、複数のセグメント31〜
34を組み合わせて形成される。ライニング30は、地
山28に対して、静止し、地山28の内周面とライニン
グ30の外周面との間の隙間のテールボイド35にはラ
イニング30の内部から裏込め材が注入されて充填され
る。裏込め材は、速硬化性のモルタルなどが用いられ、
注入される時点では水分を多く含み流動性を有する。テ
ールシール23は、切羽側から回ってくる泥水、地山か
らの泥水および未固結の裏込め材が硬化するまでの間、
裏込め材がシールド掘進機20内に侵入することを防ぐ
ことが主たる目的で設けられている。シールド掘進機2
0は、本来は前進方向36のみに移動し、ばね鋼板2
5,26の先端もライニング30の外表面に対して前進
方向36のみに摺動変位する。しかしながら、シールド
掘進機20が地山28から反発力によって後退すると、
ばね鋼板25,26の先端も後退方向37に摺動変位す
る。
【0016】テールシール23a,23b間のシールド
テール22には、テールグリース供給管38のテールグ
リース注入口39が設けられ、テールグリース29を注
入する。各テールシール23は、溶接によってテールプ
レート21、ストッパー24およびシールドテール22
に固定される。ばね鋼板25,26の先端は、曲げ加工
部45,46が設けられ、後退方向37に摺動変位して
も、セグメント31〜34間の段差や角などに引っ掛か
りにくくしている。
【0017】図2は、図1のテールシール23の作動状
態について一部を切欠いて示す。ばね鋼板25,26は
短冊状であり、多数が円周方向に並べられてワイヤブラ
シ27を挟持する。ライニング30は、複数のセグメン
ト31〜34を組み立てて形成され、そのセグメント3
1〜34の境界には段差や角が生じやすい。セグメント
31〜34の外表面とテールプレート21の内表面との
間の間隔d1はたとえば70mmである。1つのセグメ
ント31〜34のライニング30の軸線方向の長さL1
は、たとえば750〜1200mmである。ライニング
30の内部半径r1は、たとえば3mである。複数のセ
グメント31〜34の円周方向の長さL2は、たとえば
2.8mである。ばね鋼板25,26の厚さは、たとえ
ば0.5mmである。
【0018】図3は、本発明の他の実施例によるテール
シールの構成を示す。本実施例は図1の実施例に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべき
は、テールシール47のばね鋼板48,49の先端に、
パイプ50が溶接またはろう接で接合されていることで
ある。パイプ50の代わりに丸棒を接合してもよい。図
1の実施例のように、先端を曲げる加工は、ライニング
30の外周面が円筒面であるので、正確に加工するのが
困難である。パイプ50や丸棒であれば、ライニング3
0の外周に合わせて曲げることが容易であり、シール性
が向上する。
【0019】図4は、本発明のさらに他の実施例の構成
を示す。本実施例は、セメント製造用のロータリキルン
51の端部を気密に封止することを目的とする。ロータ
リキルン51は、フッド52に設けられる開口部に挿通
される。ロータリキルン51内では、セメント原料を高
温に加熱し、焼成する。このため、ロータリキルン51
は熱膨張によって軸線方向51a,51bに伸縮する。
フッド52内には、排ガスなどが導かれ、エアシール5
3は、そのガスの漏れを防ぎながら、回転51cも許容
する。ロータリキルン51が軸線方向51aに延びて
も、エアシール53の先端は円滑に摺動変位する。セメ
ント製造装置においては、ロータリドライヤについても
同様にエアシールとして本実施例のテールシール装置を
用いることができる。
【0020】以上の各実施例では、ばね鋼板25,26
間に挟持するパッキン材としてはワイヤブラシ27を用
いているけれども、他の材料も必要に応じて用いること
ができる。セメント製造機械装置に用いるような実施例
では、ばね鋼板25,26による押圧力を大きくしてお
き、気密性を高めても破損しにくいので、充分な封止効
果を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、接触させ
て密封するテールシール装置の板ばねの先端に曲面が形
成されているので、摺動変位の方向が逆になっても、板
ばねの先端に引っ掛かりにくく破損しにくい。これによ
ってパッキン材を充分に支えることができ、長期に亘っ
て安定した封止機能を維持することができる。
【0022】また本発明によれば、シールド掘進機のテ
ールシール装置に先端を曲げた板ばねを用いるので、シ
ールド掘進機が後退しても破損しにくい。これによって
大口径のトンネルを大深度で掘削する場合も、シールド
掘進機が後退してテールシール装置が破損することなく
止水効果が維持でき、破損による遅れや費用の増大を防
ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるテールシール装置の構
成を示す断面図である。
【図2】図1の実施例のテールシール装置を用いるシー
ルド掘進機の後端部周辺の構成の一部を切欠いて示す部
分的な斜視図である。
【図3】本発明の他の実施例におけるテールシール装置
の先端形状を示す簡略化した断面図である。
【図4】本発明のさらに他の実施例によるテールシール
装置を示す簡略化した断面図である。
【図5】従来からのテールシール装置の構成を示す簡略
化した断面図である。
【符号の説明】
20 シールド掘進機 21 テールプレート 22 シールドテール 23a,23b テールシール 25,26 ばね鋼板 27 ワイヤブラシ 30 ライニング 31〜34 セグメント 35 テールボイド 36 前進方向 37 後退方向 45,46 曲げ加工部 50 パイプ 51 ロータリキルン 52 フッド 53 エアシール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒体とその挿通孔との端部付近に設けら
    れ、パッキン材を板ばね間で挟持し、一端側を筒体また
    は挿通孔の一方に固定し、他端側を筒体の軸線方向に摺
    動変位可能に筒体または挿通孔の他方の表面に接触させ
    て密封するテールシール装置において、 前記他端側で前記表面に接触する板ばねの先端に曲面が
    形成されることを特徴とするテールシール装置。
  2. 【請求項2】 前記筒体はシールド工法によって構築さ
    れるライニングであり、 前記挿通孔はシールド掘進機のシールドテールの内側に
    形成される空間であることを特徴とする請求項1記載の
    テールシール装置を備えるシールド掘進機。
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