JPS63181898A - シ−ルド掘削機におけるテ−ルシ−ル構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、テールボイドに対する裏込めを確実に行なう
ことが出来る、シールド掘削機におけるテールシール構
造に関する。

（ｂ）、従来の技術 最近、シールド掘削機により掘削されたトンネルの覆工
を現場打ちコンクリートで構築するための種々の提案が
なされている。

（Ｃ）１発明が解決しようとする問題点しかし、いまだ
、テールボイドを有効に充填する技術が確立されておら
ず、当該テールボイドの充填を確実に行なうことの出来
るシールド掘削機、特にテールシール部分の技術開発が
急がれている。

本発明は、上記事情に鑑み、テールボイドの充填を確実
に行なうことの出来る、シールド掘削機におけるテール
シール構造を提供することを目的とする。

（ｄ）６問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、外殻（２）を有し、前記外殻（２）の
後端部（２Ｂ）に、環状に形成されたシール部材（３２
）を、その端部（３２ａ）が当該外殻（２）の後方に突
出する形で設け、航記シ−ル部材（３２）に、前記外殻
（２）の後方に向けて末広がりとなる形で開口した形状
を記憶した形状記憶合金からなる変形部材（３５）を設
けて構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す１便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　（ｅ）
、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用 上記した構成により１本発明は、変形部材（３５）を加
熱することにより、シール部材（３２）が、外殻（２）
の後方に向けて末広がりとなる形で開口した形状となる
ように作用する。

（ｆ）、実施例 以下１本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例が適用されたシールド掘削機
の一例を示す正断面図、 第２図は茅１図の■−■線による断面図、第３図は第１
図の■−■線による断面図。

第４図はシールド掘削機のジヤツキ部分の拡大図。

第５図は第４図の■−■線による断面図。

第６図乃至＄１３図は第１図に示すシールド掘削機を用
いて、覆工を構築する様子を示す工程図。

第１４図は大発明によるシールド掘削機におけるテール
シール構造の一実施例を示す断面図、第１５図は第１４
図のテールシールを用いて、テールボイドからのコンク
リートの逆流を防止する様子を示す図である。

シールド掘削機１は、第１図に示すように、円筒状に形
成された外殻２を有しており、外殻２の前面、即ち第１
図左側面にはカッタ３が回転自在に支持されている。カ
ッタ３は、外殻２内部の空間を左右方向に遮断する形で
設けら九た外殻２の隔壁２ａに設けられた駆動モータ５
と接続しており、更に隔壁２ａには掘進用ジヤツキ６が
複数個、第１図及び第２図に示すように、外殻２に沿っ
た形で円環状に配列設置されている。掘進用ジヤツキ６
にはラム６ａが、矢印Ａ、Ｂ方向に突出後退自在に設け
られており、更に外殻２の内側には１円筒状に形成され
たプレスリング７が、外殻２内加と接する形で、矢印Ａ
、Ｂ方向に摺動自在に設けられている。

プレスリング７には、第２図に示すように。

所定の間隔でプレスリングジヤツキ９が、外殻２に沿っ
た形で複数個配置されており、更にそれ等プレスリング
ジヤツキ９の間には、第２図及び第５図に示すように、
複数個のコンクリート吐出管１０が、先端の吐出口１０
ａをプレスリング７の側面７ａ、即ちシールド掘削機１
の後方に向けた形で設けられている。コンクリート吐出
管１０には、吐出管清掃用のシリンダ１０ｂがロッド１
０Ｃを矢印Ｃ１Ｄ方向に突出後退自在にした形で設けら
れており、更に吐出管１ｏにはコンクリート供給ホース
３０が接続している。

更に、掘進用ジヤツキ６のラム６ａの先端には１円環状
に形成されたゲージリング１１が、装着されており、ゲ
ージリング１１には、第４図に示すように、係合溝１１
ａがゲージリング１１の全周にわたり環状に穿設形成さ
れている。また。

ゲージリング１１には、第２図及び第３図に示すように
、円環状に組立られた型枠１３が、第１図左右方向に接
続された形で設けられている。

ところで、外殻２の図中後端部２Ｂには、第１４図に示
すように、外殻２と地山１９との間隙３６をシールする
ためにテールシール３１が設けられており、テールシー
ル３１は、外殻２の外形に沿った形に円環状に形成され
た変形シール３２及び多数のワイヤ等により円環状に形
成されたシール用ブラシ３７を有している。変形シール
３２は、ウレタン樹脂等の可撓性材料から形成されてお
り、該変形シール３２の端部３２ａは、後端部２Ｂから
外殻２の後方、即ち図中右方に所定正射だけ雛れる形で
形成されている。また、変形シール３２内には、形状記
憶合金から形成された変形部材３５が設けられており、
該変形部材３５は、第１５図に示すように、図中右方に
向かって末広がりとなる形で開口するラッパ状の形状を
記憶している。更に、変形シール３２には、変形部材３
５を加熱するためのマイクロヒータ（図示せず）が設け
られている。一方、シール用ブラシ３７は、その先端を
外殻２の後方、即ち図中右方に向けた形で植設されてい
る。

シールド掘削機１は、以上のような構成を有するので、
トンネル１５の掘削に際しては、駆動モータ５によりカ
ッタ３を回転させると共に、掘進用ジヤツキ６のラム６
ａを、第１図Ｂ方向に突出させて、隔壁２ａ及び外殻２
を介してカッタ３を切羽１６方向、即ち矢印Ａ方向に押
圧する。すると、その押圧力により、カッタ３と切羽１
６は所定の接触圧力で接し、切羽１６はカッタ３により
掘削され、それと同時に、外殻２は入方向に掘進して、
トンネル１５がシールド掘削機１の後方、即ち第１図右
方に形成されてゆく。

こうして、トンネル１５が形成されてゆくにつれ、掘削
された地山１９の崩壊を防止するために覆工２０を構築
する必要が有るが、この覆工２０の構築は以下の手順で
行なわれる。即ち、シールド掘削機１が、型枠１３の１
リング分の長さＬｌだけ入方向に掘進した状態では、掘
進用ジヤツキ６のラム６ａは、第６図に示すように、Ｂ
方向に突出した状態となっており、またプレスリング７
もＢ方向に移動した状態となっている（なお、第６図に
おいては、説明上支障をきたさないので。

第１４図に示すように、外殻２の後端部２Ｂに設けられ
たテールシール３１を図示していない。以下第７図乃至
第１３図においても同様である。）。

この状態で、第７図に示すように、ラム６ａをＡ方向に
距離Ｌ１だけ後退させる。すると、直前にコンクリート
２１の打設された部分の妻止め２２Ａ及び型枠１３Ａか
らゲージリング１１が離れて、Ａ方向に移動し、妻止め
２２Ａ及び型枠１３Ａとゲージリング１１との間に距ｆ
ｉＬ１なる空間が形成される。そこで、該空間部分に、
第７図想像線で示すように、鉄筋等からなる補強部材１
２を係合溝Ｌｌａを介して妻止め２２Ｂと共に設置し、
更に型枠１３Ａに接する形で型枠１３Ｂを゛組立設置し
、該型枠１３Ｂ、ゲージリング１１（妻止め２２Ｂ）、
プレスリング７及び妻止め２２Ａとの間にコンクリート
打設空間２３を形成す゛る。

この状態で、第８図に示すように、型枠１３Ｂにコンク
リート供給管２５を接続して、コンクリート供給管２５
によりコンクリート打設空間２３中にコンクリート２１
を打設する。なお、この際、コンクリート打設空間２３
中の空気は、型枠１３に適宜設けられたエア抜き管１３
ａにより外部に排出さ九るので、コンクリート２１のコ
ンクリート打設空間２３中への注入打設動作は円滑に行
なわれる。

こうして、コンクリート打設空間２３中にコンクリート
２１が打設さ九たところで、第９図に示すように、今度
はプレスリングジヤツキ９を駆動してプレスリング７を
入方向に徐々に後退ぎせる。すると、プレスリング７が
通過した後には。

外殻２と注入されたコンクリート２１との間に空間２６
が形成される。そこで、プレスリング７のＡ方向の移動
と共に、第１０図に示すように、コンクリート吐出管１
０からコンクリート２１を、該空間２６中に注入し、該
空間２６をコンクリート２１で充填する。

プレスリング７が入方向に移動して、第１１図に示すよ
うに、側面７ａがゲージリング１１側の妻止め２２Ｂの
設置位置と略一致したところで、第１４図に示す変形部
材３５を、マイクロヒータによって形状記憶合金の変態
温度まで加熱する、すると、変形部材３５は、第１５図
に示すように、変形して、記憶していた形状、即ち図中
右方に末広がりとなる形で開口したラッパ状となる。す
ると、変形シール３２も、該変形部材３５によって押し
広げられて、端部３２ａが、その直径を拡張して周囲の
地山１９と密着する。

次に、この状態で、第１２図に示すように。

掘進用ジヤツキ６のラム６ａをＢ方向に突出駆動させる
と共に、カッタ３を回転させて掘削動作を開始する。す
ると、既に述べたように、外殻２がテールシール３１と
共に入方向に移動を開始し。

外殻２が移動した後に、打設充填されたコンクリート２
１と地山１９との間にテールボイド２７が形成される。

従って、外殻２がＡ方向に移動するにつれてプレスリン
グジヤツキ９を駆動してプレスリング７を、外殻２の移
動に同期した形でＢ方向に徐々に移動させる。すると、
先程打設されたコンクリート打設空間２３及び空間２６
内の未硬化のコンクリート２１は、プレスリング７に押
圧されて、テールボイド２７を充填する形で流動する。

なお、この際、プレスリング７によって加Ｈされたコン
クリート２１が、第１５図に示すように、テールシール
３１に向けて逆流して来た場合、変形シール３２は、該
コンクリート２１によって略Ａ方向に押圧される。する
と、変形シール３２は、外殻２の後方に末広がりとなる
ラッパ状に変形しているので、その端部３２ａは、該コ
ンクリート２１によって地山１９方向に押圧されて、更
に強く地山１９に押し付けられることになる。このため
、地山１９と外殻２間の間隙３６は、変形シール３２と
シール用ブラシ３７によって、二重にシールされること
になり、間隙３６にコンクリート２１が流入することを
防止することが出来る。

こうして、第１３図に示すように、外殻２の入方向の移
動につれて、プレスリング７をＢ方向に移動させてゆく
と、外殻２の移動の結果発生するテールボイド２７は、
効果的に充填されてゆく。

なお、プレスリング７は全体円環状に形成されているの
で、コンクリート２１等の充填部材はリング全周に亙り
均一な圧力で押圧され、従ってテールボイド２７の充填
動作は外殻２の全周に互り均一で良好な状態で行われる
。

こうして、１リング分外殻２が推進すると、プレスリン
グ７は、勇６図に示すように、その画面７ａが外殻２の
後端部に一致した形となり、１リング分の覆工２０の構
築が完了する。なお、この際の、コンクリート２１の打
ち継ぎ面２９は、第１図に示すように、プレスリング７
の移動動作により、階段状に形成される。

覆工２０の構築が完了したところで、変形部材３５を加
熱するのを止めて、その温度を変態温度よりも低くする
。すると、変形部材３５は、その形状を変えて第１４図
に示す形状に復帰し、変形シール３２の端部３２ａと地
山１９との密着関係が解除されることになる。

なお、本実施例においては、覆工２０を現場打ちコンク
リートで構築した場合について述べたが、覆工２０を、
現場打ちコンクリートで構築する代わりに、セグメント
（図示せず）により構築した場合について以下述べる。

即ち、シールド掘削機１の外殻２の後端部２Ｂ（第１図
参照）に、πグメントを外殻２の図中内面と接する形で
設置する。次に、その状態でシールド掘削機１を入方向
に所定正射だけ掘進すると、該セグメントと地山１９と
の間に空隙、即ち、テールボイドが形成される。そこで
、該テールボイドにグラウト材を充填する必要があるが
、この充填作業を行なう前に、変形部材３５（第１４＠
参照）を変態温度まで加熱して、外殻２の後方に向けて
開口したラッパ状に変形させる。すると、変形シール３
２の端部３２ａは拡張されて周囲の地山１９と密着し。

テールボイドは、変形シール３２とシール用ブラシ３７
によって二重にシールされる。その状態で、グラウト材
をテールボイドに充填する。なお、充填作業後は、変形
部材３５を加熱するのを停止する。なお、変形部材３５
は、変態温度まで加熱した際に、外殻２の後方に向けて
末広がりとなる形で開口した形状に変形するものであれ
ば、どのような態様で構成されていてもよい。例えば、
変形シール３２に取り付け、その状態で加熱した際に、
外殻２後方の先端部が地山１９方向に反り返る短冊状の
形状記憶合金を、該変形シール３２の外形に沿って所定
ピッチ間隔で円環状に配置することにより、変形部材３
５を構成してもよい。また。

変形シール３２に取り付け、加熱した際に、その先端部
が地山１９方向に反り返る単体の円環状に形成された形
状記憶合金を、変形シール３２に、その外形に沿った形
で一体的に設けることにより、変形部材３５を構成する
ことも出来る。

（ｇ）１発明の効果 以上、説明したように本発明は、外殻２を有し、前記外
殻２の後端部２Ｂに、環状に形成さ九た変形シール３２
等のシール部材を、その端部３２ａが当該外殻２の後方
に突出する形で設け、前記シール部材に、前記外殻２の
後方に向けて末広がりとなる形で開口した形状を記憶し
た形状記憶合金からなる変形部材３５を設けて構成した
ので。

テールボイド２７の充填時に、変形部材３５を加熱する
ことにより１間隙３６をシール部材によって確実にシー
ルして、該間隙３６に充填部材が流入するのを防止する
ことが出来る。その結果、テールボイド２７に充填部材
を有効に充填することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が適用されたシールド掘削機
の一例を示す正断面図。 第２図は第１図の■−■線による断面図、第３図は第１
図の■−■線による断面図、第４図はシールド掘削機の
ジヤツキ部分の拡大図。 第５図は第４図の■−■線による断面図。 第６図乃至第１３図は第１図に示すシールド掘削機を用
いて、覆工を構築する様子を示す工程図、 第１４図は本発明によるシールド掘削機におけるテール
シール構造の一実施例を示す断面図。 第１５図は第１４図のテールシールを用いて、。 テールボイドからのコンクリートの逆流を防止する様子
を示す図である。 ２・・・・・・外殻 ２Ｂ・・・・・・後端部 ３２・・・・・・シール部材（変形シール）３２ａ・・
・・・・端部 ３５・・・・・・変形部材 出願人　　　　三井建設株式会社 代理人　　弁理士　　相１）伸二 （ほか２名） 第６図 第７図 第８図 第１０図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外殻を有し、 前記外殻の後端部に、環状に形成されたシ ール部材を、その端部が当該外殼の後方に突出する形で
   設け、 前記シール部材に、前記外殻の後方に向け て末広がりとなる形で開口した形状を記憶した￥形状記
   憶合金￥からなる変形部材を設けて構成したシールド掘
   削機におけるテールシール構造。