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公開番号2024139145
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023049956
出願日2023-03-27
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 9/093 20060101AFI20241002BHJP(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の変形状態を正確に検出する。
【解決手段】地盤を掘削するカッタヘッド2を回転可能な状態で支持する機器本体3と、機器本体3の筒状の外殻を形成するスキンプレート5と、スキンプレート5の内周面から内側に突出して環状に設けられ、スキンプレート5の軸方向に間隔を開けて複数設置されてスキンプレート5とトンネルを形成するセグメントSGの外周との間をシールするテールシール12Ba,12Bbと、テールシール12Baに設置され、テールシール12Baの曲げを検出するセンサユニットSUとを有し、センサユニットSUは、長手方向がテールシール12Baの突出方向となってテールシール12Baの突出方向の相互に異なる箇所に複数設置されてテールシールの曲げの大きさおよび方向を検出する長尺フィルム状の曲げセンサSで構成されている。
【選択図】図2
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、
前記機器本体の筒状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面から内側に突出して環状に設けられ、前記スキンプレートの軸方向に間隔を開けて複数設置されて当該スキンプレートと前記機器本体の後方でトンネルを形成するセグメントの外周との間をシールするテールシールと、
少なくとも一つの前記テールシールに設置され、前記テールシールの曲げを検出する検出手段とを有し、
前記検出手段は、長手方向が前記テールシールの突出方向となって当該テールシールの突出方向の相互に異なる箇所に複数設置され、前記テールシールの曲げの大きさおよび曲げの方向を検出する長尺フィルム状の曲げセンサで構成される、
ことを特徴とするシールド掘進機。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記検出手段は、環状の前記テールシールの少なくとも上下および両側部に設置されている、
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】
前記検出手段は、環状の前記テールシールの周方向で相互に隣接した複数列に設置されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記テールシールは、金属製のブラシ部と、当該ブラシ部を挟むように前記ブラシ部の厚さ方向の両側にそれぞれ設けられて板バネの機能を備えた第１の鋼板部および第２の鋼板部と、前記第１の鋼板部と前記第２の鋼板部との間に設けられた金網部とを備え、
前記検出手段は、前記第１の鋼板部、前記第２の鋼板部または前記金網部に設置されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘進機。
【請求項５】
前記検出手段は、前記第１の鋼板部または前記第２の鋼板部の前記金網部側、または前記第１の鋼板部または前記第２の鋼板部の前記金網部と反対側に設置されている、
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】
前記第１の鋼板部、前記第２の鋼板部および前記金網部の少なくとも何れかは複数枚で構成されており、
前記検出手段は、複数枚になった前記第１の鋼板部、前記第２の鋼板部または前記金網部の間に挟み込まれている、
ことを特徴とする請求項４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するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
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、シールド掘進機が知られている。
【０００３】
このシールド掘進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、シールド掘進機の機内では、筒状に組み立てられたセグメントがシールド掘進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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。）。
【０００６】
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。そして、テールシールの不具合はテールシールが変形した後に発生しているものと思われる。そこで、テールシールのトラブルを未然に回避するために、テールシールに曲げセンサを装着しておき、掘進途中におけるテールシールの姿勢を検出することが行われている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、セグメントに接触しているテールシールの曲げを検出する曲げセンサをテールシールに設けておき、曲げセンサが検出したテールシールの曲げ量に基づいてテールシールのシール状態を判断する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１６－１８０２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、テールシールは、通常はセグメントの延在方向に湾曲しているが、シールド掘進機の掘進に伴うセグメントとの摩擦に伴う劣化や損傷、スキンプレートとセグメントとのクリアランスの変化などの要因により徐々に変形する。変形が進行すると湾曲方向が反転したり、ときにはテールシールを構成する金属製のブラシが摩擦で損耗することがある。
【００１０】
そして、テールシールの変形の仕方は一律ではないために、曲げセンサによりテールシールの変形状態を正確に検出する必要がある。しかしながら、前述した技術は、曲線施工におけるテールシールの変形をコントロールするものであり、テールシールの変形の状態については検出できない。
（【００１１】以降は省略されています）

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