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公開番号2024042468
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-28
出願番号2022147214
出願日2022-09-15
発明の名称シールド掘進機
出願人株式会社奥村組
代理人個人
主分類E21D 11/00 20060101AFI20240321BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】シールド掘進機のテールシール部の止水性の低下を防止する。
【解決手段】シールド掘進機1のスキンプレート5の内周に沿って配置された複数個のシール部材12Ba,12Bbを、上側領域Upのシール部材12Ba1,12Bb1と、下側領域Unのシール部材12Ba2,12Bb2と、それらの間の中間領域Mdのシール部材12Ba3,12Bb3と、側部領域Sdのシール部材12Ba4,12Bb4とに分け、側部領域Sdのシール部材12Ba4,12Bb4の突出長を上側領域Upおよび下側領域Unのシール部材12Ba1,12Bb1,12Ba2,12Bb2の突出長より長くした。これにより、シールド掘進機1のテールシール部12の止水性の低下が防止される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
地盤を掘削するカッタヘッドと、
前記カッタヘッドを回転可能な状態で支持する機器本体と、
前記機器本体の外殻を形成するスキンプレートと、
前記スキンプレートの内周と前記機器本体の後端側に設けられたセグメントの外周との間に設けられたテールシール部と、
を備え、
前記テールシール部は、前記スキンプレートの内周に沿って設けられた複数の板状のシール部材を有しており、
前記シール部材は、バネ性を有するとともに、前記機器本体の前後方向における前記シール部材の一端側が前記スキンプレートに固定され、前記前後方向における前記シール部材の他端側が前記セグメントの外周に接触した状態で設けられており、
前記スキンプレートの内周に沿って設けられた前記複数のシール部材は、左右の側部領域のシール部材と、前記側部領域より上側の上側領域のシール部材と、前記側部領域より下側の下側領域のシール部材と、前記上側領域および前記下側領域と前記側部領域との間の中間領域のシール部材とからなり、
少なくとも左右いずれかの前記側部領域のシール部材の固定部から前記セグメントに向かって突出する突出部分の長さは、前記上側領域および前記下側領域のシール部材の固定部から前記セグメントに向かって突出する突出部分の長さより長いことを特徴とするシールド掘進機。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記中間領域のシール部材の固定部から前記セグメントに向かって突出する突出部分の長さを、前記下側領域および前記上側領域の突出長から前記側部領域の突出長に向かって次第に長くしたことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
前記中間領域のシール部材の固定部から前記セグメントに向かって突出する突出部分の長さを、前記下側領域および前記上側領域の突出長から前記側部領域の突出長に向かって、前記中間領域のシール部材のブロック毎に長くしたことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記側部領域のシール部材のバネ力は、前記上側領域および前記下側領域のシール部材のバネ力より強いことを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機。
【請求項５】
前記シール部材は、前記スキンプレートに片持ち状態で固定されたバネ性を有する鋼板部を有しており、前記側部領域のシール部材の鋼板部の鋼板の枚数が、前記上側領域および前記下側領域の各々のシール部材の鋼板部の鋼板の枚数より多いことを特徴とする請求項４記載のシールド掘進機。
【請求項６】
前記シール部材は、前記スキンプレートに片持ち状態で固定されたバネ性を有する鋼板部を有しており、前記側部領域のシール部材の鋼板部の鋼板の厚さが、前記上側領域および前記下側領域の各々のシール部材の鋼板部の鋼板より厚いことを特徴とする請求項４記載のシールド掘進機。
【請求項７】
前記側部領域は、前記スキンプレートの全周長の６分の１～３分の１に設定されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のシールド掘進機。
【請求項８】
前記上側領域は前記スキンプレートの全周長の上側６分の１に設定され、前記下側領域は前記スキンプレートの全周長の下側６分の１に設定され、前記側部領域は前記スキンプレートの全周長の側部６分の１に設定されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のシールド掘進機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機に関し、例えば、シールド掘進機のテールシール技術に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機による地盤の掘削時に、シールド掘進機の最後端側に設けられたセグメントとシールド掘進機のスキンプレートとの隙間を通じてシールド掘進機内に地下水や土砂が浸入したり、シールド掘進機から地盤に圧入した裏込め材が浸入したりすることを防止するために、シールド掘進機の最後端側にはテールシール部と称する止水構造部が設けられている。
【０００３】
このテールシール部は、スキンプレートの内周に沿って設けられた複数個のシール部材を有している。各シール部材は、例えば、バネ性を有する２枚の鋼板と、その２枚の鋼板の間に設けられたブラシ部であるワイヤブラシ（細鋼線を束ねてブラシ式にしたもの）とを有している。シールド掘削時には、シール部材のワイヤブラシがセグメントに接触するとともに、ワイヤブラシ自身やワイヤブラシとセグメントとの密着部に止水グリス等のようなシール剤が供給されることにより止水性が維持されている。
【０００４】
なお、テールシール部については、例えば、特許文献１に記載があり、スキンプレートの周方向に沿ってシール部材を上側、中間および下側に分けるとともに、ゴム製のシール部材の厚さを上側、中間および下側で変える構成が開示されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、スキンプレートの周方向に沿ってシール部材を上側、中間および下側に分けるとともに、ゴム製のシール部材の変形特性を上側、中間および下側で変える構成が開示されている。
【０００６】
さらに、例えば、特許文献３には、テールシール部のシール部材を構成するワイヤブラシを直線状および湾曲状に変えることにより、シール部材の高さを調整することが可能な構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
実公昭５４－２５３００号公報
実公昭５４－２５３０１号公報
特開２０１３－８７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年のシールド工法においては、トンネルの長距離化が進んでおり、テールシール部のシール部材の劣化や損傷（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。また、トンネルの大深度も進み、高水圧下での施工も増加しており、水圧によりテールシール部のシール部材がひっくり返る等のトラブルも発生している。したがって、シールド工法においては、掘削途中時に上記トラブルが発生しないようなテールシール部を設計することが重要な課題となっている。
【０００９】
ここで、本発明者の検討によれば、シールド掘進機を曲線移動させる時に、シールド掘進機の内側側面におけるスキンプレートの内周とセグメントの外周とのクリアランス（間隔）に比べて、シールド掘進機の外側側面におけるスキンプレートの内周とセグメントの外周とのクリアランスの方が大きくなり、シールド掘進機のテールシール部の止水性が低下することが判明した。
【００１０】
すなわち、シールド工事の線形によって右カーブや左カーブがあると、セグメントとスキンプレートとの左右のクリアランスが広くなったり、狭くなったりを繰り返す。その際、シール部材が潰れたままだとセグメントとスキンプレートとの間から漏水する可能性があるため、クリアランスが大きくなったときにもセグメントに追従できるよう、シール部材の復元力を高める必要がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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