JPS6131109Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は限定圧気シールド機におけるカツター
外周シール装置の改良に関するものである。

一般に泥水加圧式等の圧力保持式シールド掘削
機においては、シールド機の本体をなすスキンプ
レートとカツター板外周との間にはシールを設け
てある。このシールにはブラシ状のワイヤーシー
ルやリツプシールが用いられ、泥水や地山の土砂
などが、カツター板の外周から、スキンプレート
に設けた隔壁とカツター板との間に形成される隔
室に入らないように、又隔室の圧力が外部に漏れ
ないようにしてある。

併し従来のシールを、隔室に圧縮空気を封入し
て切羽を安定させる限定圧気式シールド工法のシ
ールド機に使用すると、ブラシ状ワイヤーシール
を用いるものでは、圧縮空気が透過して地山内に
圧縮空気が漏出する。又リツプシールを用いるも
のは、リツプ先端をカツター板側に傾けたもので
は、圧縮空気圧が地山内の地下水圧より大きいの
で、圧縮空気が地山内に漏出し、リツプの先端を
隔壁側へ傾けたものでは、圧縮空気は漏出しにく
いが、カツター板の回転によつて、リツプシール
がスキンプレートとの摩擦により、或いは土砂の
介在によつて破損するおそれがあり、このためリ
ツプシールに種々の改良が施されているが、未だ
完全なものがない。

泥水シールド工法においては、泥水によつて切
羽を安定させるものであるが、泥水はスキンプレ
ート外周付近の掘削によつて、撹乱された地山内
にも浸透して不透水層を形成し、トンネル内に泥
水が流出することは少いが、限定圧気式シールド
工法は、カツター板前面の切羽を地山で安定させ
るものであるから、その圧力は切羽面に作用す
る。

そのため、砂地盤等の透気層にも適用できるよ
うに、カツター板から切羽面に造膜材を噴出させ
て不透気層を形成することが開発されているが、
シールド機のスキンプレート外周面に接する地山
はシールド機の推進によつて撹乱され、シールド
機の前端から後端へ、さらにトンネル内へと圧縮
空気の透過層が形成される。

この層が最も漏気の激しい部分であり、従来の
切羽面だけに不透気層を形成するのでは不完全
で、そのために、 Γ 圧気の噴出現象が発生しやすい。

Γ 酸欠公害が発生しやすい。

Γ 漏気量の変動が大きく、切羽面の圧力変動が
大きくなり、切羽が不安定となつて圧力管理が
困難である。

Γ そのため、漏気の激しいことを予想して、過
大な設備が必要となる。

等の欠点があつた。

本考案は、このような欠点を改良して、スキン
プレート外周面付近の地山にも圧縮空気の不透層
が形成されるようにした限定圧気シールド機にお
けるカツター外周シール装置を提供するものであ
る。

本考案の実施例を図面によつて説明すれば、１
はシールド機の本体をなす円筒形のスキンプレー
トである。２はそのスキンプレート１の前端部に
隙間６を介して配設した円形のカツター板で、そ
の外径をスキンプレート１の外径と略々等しくな
るように形成し、スキンプレート１の内周面に取
り付けた隔壁３に支承した回転軸４の前端部に固
着してある。カツター板２の外周辺部内面には、
前記隔壁３に対向して筒体７を取り付け、スキン
プレート１の内周面と筒体７の外周面との間に隙
間８を形成し、該隙間８は環状のシール部材９に
よつて密閉されている。１０は前記隔壁３とカツ
ター板２とスキンプレート１とによつて形成され
た隔室である。

シール部材９は第３図に示すように、ブラシ状
のワイヤーシール１１，１１と、弾性を有する合
成樹脂製のリツプシール１２，１３で構成され、
カツター板２側から、ブラシ状ワイヤーシール１
１、リツプシール１２，１３、ブラシ状ワイヤー
シール１１の順に隔壁３に向つて配列され、最前
のリツプシール１２の先端はカツター板２側に傾
斜させ、後方のリツプシール１３の先端は隔壁３
側に傾斜させて夫々スキンプレート１の内周面に
接触させ、それらのシール部材の基部をスペーサ
ーを介して一体とし、ボルト１４によつて筒体７
に固定してある。１５はスキンプレート１に長さ
方向に穿設した複数個の注入孔で、その一端は各
シール１１，１２，１３の間に臨出させ、他端は
第４図に示すように、シールド機内に設けた分岐
管１６に流量調整弁１７を介して接続し、さらに
分岐管１６を逆止弁１８、圧力計１９、バルブ２
０を介して配管２１によつて注入ポンプ２２に接
続し、貯蔵タンク２４内の注入材料２３を注入ポ
ンプ２２によつてシール部材間内に圧送するよう
にしてある。

又、第３図に示すように、前方側のリツプシー
ル１２を一重とし、後方側の二枚のリツプシール
１３，１３を二重としているが、これは、同程度
の弾性力を有するリツプシールを前方側の数を少
なくして、リツプシール間に注入する注入材が、
前方のリツプシール１２を介して、さず前方に流
出して地盤に不透水膜を形成し、注入材の流出が
少なくなつた後に後方のリツプシール１３，１３
を介して隔室１０内に注入材が流出するようにし
たものである。こうすることによつて、周辺地盤
に不透水膜の形成が確実となるものである。

なお、各シール部材は弾性を有し、一定圧でス
キンプレート１に接するものであり、又注入材２
３はベントナイト溶液等の潤滑性、粘性を有し、
且つ土粒子内に注入されるとマツドケーキを形成
して不透層を形成するものである。

第５図はシール部材の別の取り付け状態を示す
もので、ブラシ状ワイヤーシール１１及びリツプ
シール１２，１３をスキンプレート１の内周面に
取り付けて、その先端を筒体７の外周面に接触す
るようにしてある。

第６図は注入材２３の別の注入系統を示すもの
で、回転軸４に配管孔２５を穿設し、注入ポンプ
よりの配管を回転軸４の基端部に設けた回転接手
２６を介して配管孔２５内の配管２７に接続し、
該配管２７をカツター板２の背面に沿わせてシー
ル間に臨ませてある。

第１図において、２８は送気管で、適宜の圧縮
空気源より圧送された所定圧の圧縮空気をスキン
プレート１の隔壁３を介して常時隔室１０内に噴
出して切羽の地山２９内の地下水が隔室１０内に
流入するのを防止して切羽の地山２９を安定させ
るようにしてある。

上記のように構成した実施例についてその作用
を説明すれば駆動装置５によつてカツター板２を
回転させて掘削を行う前に、送気管２８より隔室
１０内に所定圧の圧縮空気を供給すると共に、注
入ポンプ２２を稼動させ、注入材２３を、隔室１
０内の気圧以上の圧力で、流量調整弁１７により
所定の流量に調節して、ブラシ状ワイヤーシール
１１及びリツプシール１２，１３の間に注入すれ
ば、前部のリツプシール１２の先端がカツター板
２の方向に傾斜し後部のリツプシール１３の先端
が隔壁３の方向に傾斜しているので、注入材２３
がリツプシール１２と１３の間で分流され、一方
はリツプシール１３とスキンプレート１の内周面
又は筒体７の外周面の間に流層３２を形成しつ
つ、隔室１０内に入り、掘削土砂と混合して排土
装置３０によつて排出され、又他方の分流はスキ
ンプレート１の内周面と筒体７の外周面とによつ
て形成される隙間８及びスキンプレート１の端面
とカツター板２の外周部とによつて形成される隙
間６を通つて、スキンプレート１の外周面付近
の、掘削機によつて撹乱された地山３１内に浸透
して圧縮空気の不透過層を形成する。

なお、注入材２３はカツター板２の回転時のみ
注入し、停止時には注入しなくてもよい。

上述のように本考案は、限定圧気シールド機に
おいて、スキンプレート１の内周面と、カツター
板２の外周辺部内面に設けた筒体７の外周面との
間に、複数個の環状ののリツプシール１２，１３
を並列に設け、それらのリツプシールの前部のリ
ツプシール１２の先端部をカツター板２の方向に
傾斜させると共に、後部のリツプシール１３の先
端部を隔壁３の方向に傾斜させてそれらのリツプ
シール１２，１３の間に、ベントナイト等の潤滑
性、粘性、目詰性、造膜性を有する注入材２３を
注入することによりスキンプレート１の外周面付
近の地山３１と隔室１０内に注入材２３を流出さ
せるように構成したことを特徴とする限定圧気シ
ールド機におけるカツター外周シール装置に係る
ものであるから、注入材の流層がリツプシールと
スキンプレート又は筒体との間に形成されてカツ
ター板の回転によるシールの摩耗を防止してカツ
ター板の回転トルクを低減すると共に、スキンプ
レートの外周面付近の地山に注入材による圧縮空
気の不透過層を形成して隔室内の圧縮空気が機外
に漏出するのを防止して噴発や酸欠事故等がおこ
り難く、又圧気設備が小さくて済み、さらに隔室
内の圧力変動が少くなるので圧力管理が容易とな
る等の特長を有する。又一般にシール部材やその
取付部分の加工、組立には高い精度が要求される
ものであるが本考案においてはシール部材の部分
に注入材の流層を形成することによつて加工、組
立の精度要求が緩和され、又合成樹脂製のリツプ
シールは長期間の使用によつて弾性が低下する
が、本考案においては注入材による流層を形成す
ることによつて弾性低下の影響を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
シールド掘削装置の全体縦断側面図、第２図はカ
ツター板のＢ−Ｂ線方向の矢視図、第３図はシー
ル部の拡大縦断面図、第４図は注入材の注入系統
図、第５図はシール部の別の実施例を示す拡大縦
断側面図、第６図は注入材の注入系統の別の実施
例を示す説明図、第７図は注入材の流動状態を示
す説明図である。 １……スキンプレート、２……カツター板、３
……隔壁、７……筒体、１２，１３……リツプシ
ール、２３……注入材、３１……地山、３２……
流層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 限定圧気シールド機において、スキンプレート
   １の内周面とカツター板２の外周辺部内面に突設
   した筒体７の外周面との間に、複数個の環状の弾
   性リツプシール１２，１３を並列に設け、これら
   のリツプシール１２，１３のうち、前方のリツプ
   シール１２の先端部をカツター板２の方向に傾斜
   させると共に後方のリツプシール１３の先端部を
   隔壁３の方向に傾斜させてこれらのリツプシール
   １２，１３間に、ベントナイト等の潤滑性、粘
   性、目詰性、造膜性を有する注入材２３を注入す
   ることにより、スキンプレート１の外周面付近の
   地山３１と隔室１０内に注入材を流出させると共
   にリツプシール１２，１３の先端側に注入材の流
   層を形成するように構成したことを特徴とする限
   定圧気シールド機におけるカツター外周シール装
   置。