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JP3852163B2 - Tail seal replacement device for shield machine - Google Patents
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茂弘 山田
憲男 貝沼
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機のテールプレート内周面に取り付けたテールシールを交換するためのテールシール交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
シールド掘進機のテールプレートの内周面には、その内側に位置する既設セグメントの外周面との間をシールするためのテールシールが設けられている。かかるテールシールは、シールド掘進機の掘進中に既設セグメントの外周面に押し付けられて擦り付けられる。このため、長距離掘進を行う場合、テールシールの交換は不可欠である。
【0003】
従来、テールシールの交換は、周辺地山の凍結や薬注により地下水を止水して行う方法や、シールド掘進機を一旦中間立坑に導いてその内部で行う方法等が考えられているが、多額の費用と工期の長期化が避けられない。そこで、セグメントの外周面に加圧膨脹型の袋体を取り付け、かかる袋体を膨脹させてテールプレートの内周面に接触させることにより、テールプレートとセグメントとの間を一時的に塞いで止水し、その内側のテールシールを交換するようにしたものが提案されている(特開平3-244793号公報等)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにセグメントに取り付けた袋体を膨らませてテールプレートの内周面に押し付けて止水すると、テールプレートに対する袋体のシール箇所は受圧面積は広いが単位面積当たりの押付圧力が低いリング状の単列となるため、止水不良が生じる虞がある。また、かかるシール箇所に充填材を注入して止水性を高めようにしても、シール箇所がリング状の単列であるため、注入された充填材がシール箇所の後方側へ流失してしまい、充填材を圧密保持できず、十分な止水性が得られない。
【0005】
また、袋体を複列で設置すると、充填材の圧密保持空間が形成できるが、シールド掘進機のテールプレート内周面において掘進方向に長い接触面を要するため、シールド掘進機の機長が長くなり、曲線施工性能が害される。
【0006】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、上記充填材の圧密保持ができ、しかも掘進方向に長い接触面を必要としないためシールド掘進機の機長延長が不要または最小限で済み、止水性を高めることができるシールド掘進機のテールシール交換装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明、シールド掘進機のテールプレート内周面に取り付けたテールシールを交換するための装置であって、既設セグメントに連結され掘進に伴って交換すべきテールシールの後方に位置する特殊セグメントと、該特殊セグメントにトンネル軸方向に所定間隔を隔てて且つトンネル周方向に互いに隣接して複数設けられ、夫々トンネル径方向外方移動可能な可動堰と、各可動堰片がトンネル径方向外方に移動されたとき、トンネル周方向に隣接する可動堰片同士の間に形成される隙間を塞ぐため、一端が隣接する可動堰片の一方に固定され他端が隣接する可動堰片の他方側に延出された固定ラップと、上記可動堰トンネル径方向外方に移動してその先端をテールプレート内周面に押付ける拡径機構と、該拡径機構によりトンネル径方向外方に移動された可動堰とテールプレートと特殊セグメントとで区画された空間内に充填材を注入するための注入口とを備えたものである。
【0008】
また、上記特殊セグメント同士がトンネル周方向に隣接する箇所にて、隣接する一方の特殊セグメントに装備された一方の可動堰片に、隣接する他方の特殊セグメントに装備された他方の可動堰片側に向けてトンネル周方向に移動可能な可動ラップを設けてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0012】
図1に示すように、シールド掘進機の外郭となる円筒状のシールドフレーム1の後端部には、それより板厚が薄く形成された円筒状のテールプレート2が取り付けられている。テールプレート2の内周面には、その内側に位置する既設セグメント3a,3b,3cの外周面との間をシールするためのブラシ状のテールシール4a,4bが軸方向に所定間隔を隔てて前後に取り付けられている。なお、テールシール4は三列以上でもよい。
【0013】
テールシール4a,4bの根元部分は、断面U字状に屈曲成形された保持プレート5a,5bに挟まれて保持されている。保持プレート5a,5bは、テールプレート2の周方向に沿ってリング状に取付けられており、シールドフレーム1とテールプレート2との接合段差やテールプレート2の内周面の所定の位置に丸棒6で位置決めされて取り付けられている。これら前後2段のテールシール4a,4bのうち前列のもの4aは、以下に説明するテールシール交換装置を用いることにより交換することができる。
【0014】
かかるテールシール交換装置は、既設セグメント3aに連結されシールド掘進機の掘進に伴って交換すべきテールシール4aの後方に位置する特殊セグメント7を備えている。すなわち、特殊セグメント7は、まず既設セグメント3aに連結されシールドフレーム1内に設けられた図示しない推進ジャッキで押されてシールド掘進機が前進することによりシールドフレーム1に対して相対的に後方位置に変化し、その後通常のセグメント3bが連結されて推進ジャッキで押されてシールド掘進機が前進することにより交換すべきテールシール4aの後方に位置することになる。
【0015】
特殊セグメント7は、通常のセグメント3と同様にトンネルの周方向に複数の円弧状ピースに分割されている。特殊セグメント7は、通常のセグメント3の端面の形状に合わせて円弧状に形成された2枚の接続板8,8と、これら接続板8,8の間に介設されトンネルの内外を仕切るべくトンネル周方向に沿って形成された仕切板9とを有している(図3参照)。仕切板9の内周面には、補強用のリブ10が設けられている。また、特殊セグメントピース間を接合するため、特殊セグメントピースの両端部に矩形状のフランジ板200が仕切板9、接続板8、8とに3辺を溶接接続されて設けられている。
【0016】
仕切板9には、特殊セグメント7に通常のセグメント3を連結するためのボルト11のネジ穴12が、周方向に所定間隔を隔てて形成され、特殊セグメント7のセグメントピース間を接合するボルト100のボルト穴101がセグメントピース端部のフランジ板200に形成されている。また、2枚の接続板8,8の外周側の内側には、図1に示すように径方向に自在に拡縮する可動堰13,13が、トンネル軸方向に所定間隔を隔ててそれぞれ配置されている。可動堰13,13の間隔は、テールシール4bの保持プレート5bの内周面のトンネル軸方向の幅よりも狭く設定されている。
【0017】
可動堰13は、図3に示すように特殊セグメント7を構成する各セグメントピースとも、トンネル周方向に分割された複数の可動堰片14から構成されている。各可動堰片14は、図6および図7にも示すように、トンネル軸方向に所定間隔が隔てられたもの同士が連結部材15a,15bで連結され、一体となっている。このように連結部材15a,15bで一体化されて構成された可動堰片ブロック16は、接続板8に案内されて径方向に自在に移動する。
【0018】
各可動堰片ブロック16は、図3に示すように拡径機構17によって径方向に移動される。拡径機構17は、図1および図4に示すように、可動堰片ブロック16に取り付けられたボルト支持部18と、ボルト支持部18に回転自在に支持されたボルト19とを備えている。ボルト19は、その頭部20とナット21とによってボルト支持部18に回転自在に支持されており、軸部22が仕切板9のネジ穴23にネジ込まれている。軸部22には、固定用のナット24を設けている。軸部22の先端部には、ボルト19を回転させるための六角面25が形成されている。なお、ナット21は、ボルト支持部18や仕切板9を締め付けることなく、ボルト19に溶接等によって所定位置に固定されているものである。また、六角面25は四角面であってもよい。
【0019】
この構成によれば、可動堰片ブロック16を図4に示す状態から径方向外方に移動させるときには、まず固定用のナット24を緩め、六角面25を利用してボルト19を仕切板9のネジ穴23に締め込むように回転させる。すると、図5に示すように可動堰片ブロック16が径方向外方にネジ送りされる。そして、各可動堰片14の頂部に設けられたシール用のゴム部26が、図2および図5に示すようにテールシール4bの保持プレート5bに押し付けられる。
【0020】
この結果、径方向外方に移動された各可動堰片14と保持プレート5bと仕切板9とによって、トンネル軸方向に所定の厚み(長さ)を有するリング状の閉空間27(充填室)が形成される。この充填室27に充填材を注入するための注入口28が、図3乃至図5に示すように仕切板9に設けられている。充填材は、止水機能を有するものや、注入後止水機能を有する物質に化学変化するもの(例えば2液混合により注入後発泡膨張し半固結性の単泡性発泡ウレタン等に化学変化するもの)が用いられる。
【0021】
注入口28には、充填材の注入および保持用のバルブ29が設けられている。注入口28から充填室27内に上記充填材を注入すれば、トンネル軸方向に所定の長さを有するリング状の止水ゾーンが形成されることになる。
【0022】
ところで、各可動堰片ブロック16を径方向外方に移動させると、隣接する可動堰片14,14同士の間に周方向に隙間が生じてしまい、その隙間から充填材が漏洩することが考えられる。そこで、図3乃至図5に示すように、特殊セグメント7の同一セグメントピース内にて隣接する可動堰片14には、固定ラップ30を設けている。固定ラップ30は、図6乃至図7に示すように、その一端が一方の可動堰片14の内側に溶接され、他端が他方の可動堰片14に延出されている。固定ラップ30は、図4および図6に示す縮径状態から可動堰片14を図5および図7に示す拡径状態とした際、隣り合う可動堰片14,14同士の間の隙間を塞ぐ。
【0023】
また、特殊セグメント7のセグメントピース同士が隣接する箇所の可動堰片14,14については、前述の固定ラップ30を設けると、特殊セグメント7のセグメントピース端部から固定ラップ30が張り出すことになり、特殊セグメント7のセグメントピースを組付けるとき邪魔になるため、固定ラップ30ではなく周方向に出没自在な可動ラップ31を設けている。可動ラップ31は、図6乃至図7に示すように可動堰片14の内側にそれぞれ周方向に移動自在に配置された可動ラップ片32,32と、各可動ラップ片32,32を連結する板状連結部材33および棒状連結部材34とを有している。
【0024】
板状連結部材33の穴33aには、図4および図8に示すように、ボルト35が挿通されている。ボルト35の頭部側は、可動堰片14,14同士を連結する連結部材15aの穴36に挿通されている。可動堰片14,14の連結部材15aと可動ラップ片32,32の板状連結部材33との間のボルト35には、スプリング37が挿通されている。可動堰片14,14の連結部材15aは、仕切板9に設けられたストッパ38に当接されている。可動ラップ片32,32の板状連結部材33は、仕切板9にネジ込まれたストッパボルト39に当接されている。
【0025】
ボルト35の軸部には、ナット40がネジ込まれている。ナット40は、セグメントピース単体時点で最初図4に破線41で示す位置までネジ込まれてスプリング37を圧縮し、その状態でストッパボルト39をネジ込んでセット状態とし、その後図4に実線40で示す位置に戻される。この状態において、可動ラップ31は、特殊セグメント7のセグメントピース端部の可動堰片14の周方向端部から食み出すことなく、可動堰片14の内方に位置する。この状態から、ストッパボルト39を緩めると、仕切板9のストッパ38に反力をとってスプリング37が伸長し、図9に示すように可動ラップ31が特殊セグメント7のセグメントピース端部の可動堰片14の周方向端部から隣接するセグメントピース側へ突出する(図5参照のこと)。
【0026】
その後、前述した拡径機構17を構成するボルト19を締め込んで、可動ラップ31を含めた可動堰片ブロック16を径方向外方に移動させると図5の状態となり、上記可動ラップ31が隣接する特殊セグメント7の各セグメントピース同士の可動堰片14,14の隙間を塞ぐ。なお、かかる可動ラップ31は、隣接する特殊セグメント7のセグメントピースのいずれか一方のみに設ければよく、特殊セグメント7を構成するセグメントピースにおいてその可動ラップ31を備えたものは、備えないものより先に組み付けても、後に組み付けても構わない。
【0027】
また、可動ラップ31には、図9に示すように、当該可動ラップ31が周方向に移動する際のガイドとなるガイド溝42が形成され、可動堰片14には、ガイド溝42に挿入されるロッド43が取り付けられている(図5参照)。
【0028】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【0029】
図1に示す前列のテールシール4aを交換するときには、まず、既設セグメント3aに特殊セグメント7を1リング分連結し、その特殊セグメント7をシールド掘進機の掘進に伴って交換すべきテールシール4aの後方に位置するようにする。特殊セグメント7の各セグメントピースには、前述した可動堰片ブロック16、固定ラップ30および拡径機構17等が全て組み込まれ、可動ラップ31は隣接するセグメントピースの一方に組み込まれている。このとき、特殊セグメント7は、図1、図3、図4、図6および図8に示すように、可動堰13が縮径され可動ラップ31が引き込まれた状態となっている。かかる特殊セグメント7が図1に示すように後列のテールシール4bの保持プレート5bの位置になるようにシールド掘進機を掘進させた後、停止させる。
【0030】
そして、図4に示すストッパボルト39を緩めて図7および図9に示すように可動ラップ31を周方向に張り出させる。そして、拡径機構17を構成するボルト19を締め込んで各可動堰片ブロック16を径方向外方に移動させ、図2および図5に示すように各可動堰片14の頂部に設けたゴム部36をテールシール4bの保持プレート5bに押し付ける。このとき、特殊セグメント7は、図2、図5、図7および図9の状態となる。これにより、可動堰13と保持プレート5bと仕切板9とによって、トンネル軸方向に所定の厚みを有するリング状の充填室27が形成される。その後、その充填室27内に図3および図4に示す注入口28から充填材(注入後半固結性の単泡性発泡ウレタン等に化学変化する注入材を含む)を注入する。
【0031】
すると、充填材は充填室27内に圧密保持され、トンネル軸方向に所定の厚みを有するリング状の止水ゾーンが形成される。止水ゾーンは、充填材がトンネル軸方向に所定の厚みで圧密保持されて形成されているため、極めて止水性が高い。また、外水圧による負荷は、強固な可動堰14で支えるため、内部の充填材は外水圧による負荷に十分対抗することができる。
【0032】
その後、その止水ゾーンより前方の図2に示すセグメント3b,3c等を順次解体し、機内側に露出したテールシール4aを交換する。そして、解体したセグメント3b,3cを再び組み付け、元の状態に戻す。次にテールシール4a、特殊セグメント7の外周面、テールプレート2の内周面で囲まれた空間に、止水性を有する通常掘進時に注入する充填材を図示しない注入配管を介して注入し、止水ゾーンを形成させる。
【0033】
以上の交換作業が終了したならば、拡径機構17を構成するボルト19を逆方向に回転させて各可動堰片ブロック16を径方向内方に引き込んだ後、通常の掘進を再開する。
【0034】
別の実施形態を図10に示す。
【0035】
図示するように、この実施形態は、可動堰13,13の間隔を広げて充填室27の幅すなわち止水ゾーンの幅を広げ、これに対応させてテールプレート2内周面にリング状の当て板50を取り付けた点のみが前実施形態と異なり、その他は全く同様の構成となっている。かかる構成によれば、止水ゾーンの幅が広がるため止水耐圧性が高まり、高地下水圧に対応することができる。
【0036】
更に別の実施形態を図11に示す。
【0037】
図示するように、この実施形態は、可動堰13,13を前後別々に昇降するようにし、その間に吸水して膨脹遊離する高分子化合物や繊維質を材料にしてブロック状に圧縮成形した目詰り材51を止水補助材料として収容したものである。可動堰13,13は、内部にネジ穴52が形成されており、そのネジ穴52に螺合されたネジ53を回転させることによって昇降する。
【0038】
本実施形態のものを用いて止水する場合には、まず可動堰13,13を上昇させてその頂部を当て板50と保持プレート5bとに押し当て、充填室27を区画形成する。そして、注入管54から充填室27に止水性を有する充填材か又は注入後化学変化等により止水性を発揮する注入材を注入し、目詰り材51を膨脹遊離させながら、止水ゾーンを形成する。こうすれば、充填材の注入に伴って目詰り材51が膨脹止水効果を発揮するので、充填材の注入量が減るのみならず、目詰り材51のシール効果と充填材の効果とが相乗されるため確実な止水ゾーンとなり、高地下水圧に対応することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシールド掘進機のテールシール交換装置によれば、テールシールを交換するに際して一時的に止水されるテールプレートと既設セグメントとの間の止水性を飛躍的に高めることができる。
【0040】
また、本装置によれば、トンネル軸方向の厚みが薄い止水区画であるため、シールド掘進機のテール内周面に特別の接触部を設けなくても済むので、シールド掘進機の機長延長を要しないため、カーブ施工性の優れたシールド掘進機を提供することができるばかりか、現在掘進作業中のシールド掘進機のテールシール交換に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すテールシール交換装置の側断面図である。
【図2】上記テールシール交換装置が作動したときの側断面図である。
【図3】図1の III-III線断面図であり、上記テールシール交換装置を構成する特殊セグメントの断面図である。
【図4】図3の要部拡大図である。
【図5】図3の状態から可動堰が拡径した様子を示す断面図である。
【図6】図4に示す可動堰を周方向に切った断面図である。
【図7】図5に示す可動堰を周方向に切った断面図である。
【図8】図6の要部拡大図である。
【図9】図7の要部拡大図である。
【図10】別の実施形態を示すテールシール交換装置の側断面図である。
【図11】更に別の実施形態を示すテールシール交換装置の側断面図である。
【符号の説明】
2 テールプレート
3 既設セグメント
4a 交換すべきテールシール
4b テールシール
7 特殊セグメント
13 可動堰
17 拡径機構
27 空間(充填室)
28 注入口
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tail seal exchange device for exchanging a tail seal attached to an inner peripheral surface of a tail plate of a shield machine.
[0002]
[Prior art]
On the inner peripheral surface of the tail plate of the shield machine, a tail seal is provided for sealing between the outer peripheral surface of the existing segment located inside the tail plate. The tail seal is pressed and rubbed against the outer peripheral surface of the existing segment during the excavation of the shield machine. For this reason, when performing long-distance excavation, replacement of the tail seal is indispensable.
[0003]
Conventionally, replacement of the tail seal has been considered such as the method of stopping the ground water by freezing the surrounding ground and chemical injection, or the method of guiding the shield machine to the intermediate shaft once and performing it inside, etc. Large costs and prolonged construction periods are inevitable. Therefore, a pressure-expandable bag is attached to the outer peripheral surface of the segment, and the bag is inflated and brought into contact with the inner peripheral surface of the tail plate to temporarily close and stop the tail plate and the segment. There has been proposed a system in which water is added and the tail seal inside thereof is exchanged (JP-A-3-244793, etc.).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the bag body attached to the segment is inflated and pressed against the inner peripheral surface of the tail plate to stop the water, the seal portion of the bag body against the tail plate has a large pressure receiving area but a low pressing pressure per unit area. Since it becomes a single row in the shape, there is a risk that water stop failure may occur. In addition, even if the sealing material is injected into such a sealing part to increase the water-stopping property, the sealing part is a ring-shaped single row, so that the injected filler is washed away to the rear side of the sealing part, The filler cannot be held in a compact state, and sufficient water stoppage cannot be obtained.
[0005]
In addition, if the bags are installed in double rows, a compacted holding space for the filler can be formed.However, since the inner surface of the tail plate of the shield machine requires a long contact surface in the drilling direction, the length of the shield machine is increased. The curve construction performance is harmed.
[0006]
The object of the present invention, which was created in view of the above circumstances, is that the above filler can be consolidated and does not require a long contact surface in the excavation direction, so that it is unnecessary or minimal to extend the length of the shield machine. An object of the present invention is to provide a tail seal replacement device for a shield machine capable of increasing the water-stopping property.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is an apparatus for exchanging a tail seal attached to an inner peripheral surface of a tail plate of a shield machine, which is connected to an existing segment and is rearward of the tail seal to be exchanged with excavation. and special segment located, the special segment plurality disposed adjacent each other and tunnel circumferential direction at predetermined intervals in the tunnel axis direction, and the movable dam member movable in each tunnel radially outwardly, each movable When the weir piece is moved outward in the tunnel radial direction, one end is fixed to one of the adjacent movable weir pieces and the other end is closed in order to close the gap formed between the movable weir pieces adjacent in the tunnel circumferential direction. a fixed wrap that extends on the other side of the adjacent movable weir piece, a radially expansible mechanism for pressing the tip to the tail plate peripheral face by moving the movable weir piece tunnel radially outward, the enlarged diameter Structure by in which and a injection port for injecting a filler material in the compartment spaces in which in the movable weir piece and tail plate and special segments moved to the tunnel radially outward.
[0008]
In addition, at a location where the special segments are adjacent to each other in the tunnel circumferential direction, on one movable weir piece equipped on one adjacent special segment, on the other movable weir piece side equipped on the other adjacent special segment You may provide the movable wrap which can move toward a tunnel circumferential direction.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
As shown in FIG. 1, a cylindrical tail plate 2 having a thinner plate thickness is attached to a rear end portion of a cylindrical shield frame 1 serving as an outline of the shield machine. On the inner peripheral surface of the tail plate 2, brush-like tail seals 4a and 4b for sealing between the outer peripheral surfaces of the existing segments 3a, 3b and 3c located inside the tail plate 2 are spaced apart from each other in the axial direction. It is attached to the front and back. The tail seal 4 may be three or more rows.
[0013]
The base portions of the tail seals 4a and 4b are held by being held between holding plates 5a and 5b which are bent and formed in a U-shaped cross section. The holding plates 5 a and 5 b are attached in a ring shape along the circumferential direction of the tail plate 2, and are round bars at predetermined positions on the step difference between the shield frame 1 and the tail plate 2 and the inner peripheral surface of the tail plate 2. 6 is positioned and attached. Of these two stages of front and rear tail seals 4a and 4b, the front row 4a can be replaced by using a tail seal replacement device described below.
[0014]
The tail seal exchanging device includes a special segment 7 that is connected to the existing segment 3a and that is positioned behind the tail seal 4a to be exchanged with the excavation of the shield machine. That is, the special segment 7 is first moved to a rear position relative to the shield frame 1 by being pushed by a propulsion jack (not shown) connected to the existing segment 3a and provided in the shield frame 1 to advance the shield machine. After that, the normal segment 3b is connected and pushed by the propulsion jack, and the shield machine advances to be positioned behind the tail seal 4a to be replaced.
[0015]
The special segment 7 is divided into a plurality of arc-shaped pieces in the circumferential direction of the tunnel like the normal segment 3. The special segment 7 has two connection plates 8 and 8 formed in an arc shape in accordance with the shape of the end face of the normal segment 3, and is interposed between the connection plates 8 and 8 so as to partition the inside and outside of the tunnel. And a partition plate 9 formed along the circumferential direction of the tunnel (see FIG. 3). A reinforcing rib 10 is provided on the inner peripheral surface of the partition plate 9. Further, in order to join the special segment pieces, rectangular flange plates 200 are provided at both ends of the special segment pieces by being connected to the partition plate 9 and the connection plates 8 and 8 by welding on three sides.
[0016]
The partition plate 9 is formed with screw holes 12 of bolts 11 for connecting the normal segments 3 to the special segments 7 at predetermined intervals in the circumferential direction, and the bolts 100 for joining the segment pieces of the special segments 7 together. Bolt holes 101 are formed in the flange plate 200 at the end of the segment piece. Further, as shown in FIG. 1, movable weirs 13 and 13 that expand and contract freely in the radial direction are arranged at predetermined intervals in the tunnel axis direction inside the outer peripheral sides of the two connection plates 8 and 8, respectively. ing. The distance between the movable weirs 13, 13 is set to be narrower than the width of the inner peripheral surface of the holding plate 5b of the tail seal 4b in the tunnel axis direction.
[0017]
As shown in FIG. 3, the movable weir 13 is composed of a plurality of movable weir pieces 14 divided in the circumferential direction of the tunnel together with each segment piece constituting the special segment 7. As shown in FIGS. 6 and 7, the movable weir pieces 14 are connected together by connecting members 15 a and 15 b that are separated by a predetermined distance in the tunnel axis direction. In this way, the movable dam block 16 configured integrally with the connecting members 15a and 15b is guided by the connecting plate 8 and freely moves in the radial direction.
[0018]
Each movable weir block 16 is moved in the radial direction by a diameter expanding mechanism 17 as shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 4, the diameter expansion mechanism 17 includes a bolt support portion 18 attached to the movable weir block 16 and a bolt 19 rotatably supported by the bolt support portion 18. The bolt 19 is rotatably supported by the bolt support portion 18 by a head portion 20 and a nut 21, and the shaft portion 22 is screwed into the screw hole 23 of the partition plate 9. The shaft part 22 is provided with a fixing nut 24. A hexagonal surface 25 for rotating the bolt 19 is formed at the tip of the shaft portion 22. The nut 21 is fixed to a predetermined position by welding or the like on the bolt 19 without tightening the bolt support portion 18 or the partition plate 9. The hexagonal surface 25 may be a square surface.
[0019]
According to this configuration, when the movable weir block 16 is moved radially outward from the state shown in FIG. 4, the fixing nut 24 is first loosened and the bolt 19 is attached to the partition plate 9 using the hexagonal surface 25. Rotate to tighten into the screw hole 23. Then, as shown in FIG. 5, the movable weir block 16 is screwed outward in the radial direction. And the rubber part 26 for a seal | sticker provided in the top part of each movable dam piece 14 is pressed on the holding plate 5b of the tail seal 4b as shown in FIG.2 and FIG.5.
[0020]
As a result, the ring-shaped closed space 27 (filling chamber) having a predetermined thickness (length) in the tunnel axis direction is formed by each movable weir piece 14, the holding plate 5b, and the partition plate 9 moved radially outward. Is formed. An inlet 28 for injecting a filler into the filling chamber 27 is provided in the partition plate 9 as shown in FIGS. The filler may have a water-stopping function or a material that chemically changes to a substance having a water-stopping function after injection (for example, a foam-expanded, semi-consolidated, single-foam foamed urethane, etc. after injection by mixing two liquids) To be used).
[0021]
The injection port 28 is provided with a valve 29 for filling and holding the filler. When the filler is injected into the filling chamber 27 from the injection port 28, a ring-shaped water stop zone having a predetermined length in the tunnel axis direction is formed.
[0022]
By the way, if each movable dam piece block 16 is moved radially outward, a gap is generated in the circumferential direction between the adjacent movable dam pieces 14, 14, and the filler may leak from the gap. It is done. Therefore, as shown in FIGS. 3 to 5, a fixed wrap 30 is provided on the movable weir piece 14 adjacent in the same segment piece of the special segment 7. As shown in FIGS. 6 to 7, the fixed wrap 30 has one end welded to the inside of one movable weir piece 14 and the other end extended to the other movable weir piece 14. The fixed wrap 30 closes the gap between the adjacent movable weir pieces 14 and 14 when the movable weir piece 14 is changed from the reduced diameter state shown in FIGS. 4 and 6 to the enlarged diameter state shown in FIGS. 5 and 7. .
[0023]
In addition, for the movable weir pieces 14 and 14 where the segment pieces of the special segment 7 are adjacent to each other, if the above-described fixed wrap 30 is provided, the fixed wrap 30 protrudes from the end of the segment piece of the special segment 7. In order to prevent the segment piece of the special segment 7 from being assembled, a movable wrap 31 that can be moved in and out in the circumferential direction is provided instead of the fixed wrap 30. As shown in FIGS. 6 to 7, the movable wrap 31 includes movable wrap pieces 32, 32 that are movably disposed in the circumferential direction inside the movable weir piece 14, and plates that connect the movable wrap pieces 32, 32. And a bar-like connecting member 34.
[0024]
As shown in FIGS. 4 and 8, bolts 35 are inserted into the holes 33 a of the plate-like connecting member 33. The head side of the bolt 35 is inserted into the hole 36 of the connecting member 15a that connects the movable weir pieces 14, 14. A spring 37 is inserted into the bolt 35 between the connecting member 15a of the movable dam pieces 14, 14 and the plate-like connecting member 33 of the movable wrap pieces 32, 32. The connecting member 15 a of the movable weir pieces 14, 14 is in contact with a stopper 38 provided on the partition plate 9. The plate-like connecting members 33 of the movable wrap pieces 32, 32 are in contact with stopper bolts 39 screwed into the partition plate 9.
[0025]
A nut 40 is screwed into the shaft portion of the bolt 35. The nut 40 is first screwed to the position indicated by the broken line 41 in FIG. 4 when the segment piece alone is compressed to compress the spring 37, and in that state, the stopper bolt 39 is screwed into the set state, and then the solid line 40 in FIG. It returns to the position shown. In this state, the movable wrap 31 is located inside the movable dam piece 14 without protruding from the circumferential end of the movable dam piece 14 at the end of the segment piece of the special segment 7. When the stopper bolt 39 is loosened from this state, a reaction force is applied to the stopper 38 of the partition plate 9 and the spring 37 extends, so that the movable wrap 31 is movable at the end of the segment piece of the special segment 7 as shown in FIG. It protrudes from the circumferential direction edge part of the piece 14 to the adjacent segment piece side (refer FIG. 5).
[0026]
After that, when the bolt 19 constituting the above-described diameter expanding mechanism 17 is tightened and the movable weir block 16 including the movable wrap 31 is moved radially outward, the state shown in FIG. The gap between the movable dam pieces 14, 14 between the segment pieces of the special segment 7 to be closed is closed. The movable wrap 31 may be provided only in one of the segment pieces of the adjacent special segment 7, and the segment piece constituting the special segment 7 having the movable wrap 31 is not provided. It may be assembled first or later.
[0027]
Further, as shown in FIG. 9, the movable wrap 31 is formed with a guide groove 42 that serves as a guide when the movable wrap 31 moves in the circumferential direction, and the movable dam piece 14 is inserted into the guide groove 42. A rod 43 is attached (see FIG. 5).
[0028]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
[0029]
When replacing the tail seal 4a in the front row shown in FIG. 1, first, the special segment 7 is connected to the existing segment 3a by one ring, and the special segment 7 is to be replaced as the shield machine advances. It should be located at the back. Each segment piece of the special segment 7 incorporates all of the movable weir block 16, the fixed wrap 30, the diameter expansion mechanism 17, and the like, and the movable wrap 31 is incorporated in one of the adjacent segment pieces. At this time, as shown in FIGS. 1, 3, 4, 6, and 8, the special segment 7 is in a state in which the movable weir 13 is reduced in diameter and the movable wrap 31 is retracted. As shown in FIG. 1, the shield machine is advanced so that the special segment 7 is positioned at the holding plate 5b of the tail seal 4b in the rear row, and then stopped.
[0030]
Then, the stopper bolt 39 shown in FIG. 4 is loosened, and the movable wrap 31 projects in the circumferential direction as shown in FIGS. And the bolt 19 which comprises the diameter expansion mechanism 17 is tightened, each movable dam piece block 16 is moved to radial direction outward, and the rubber | gum provided in the top part of each movable dam piece 14 as shown in FIG.2 and FIG.5. The portion 36 is pressed against the holding plate 5b of the tail seal 4b. At this time, the special segment 7 is in the state shown in FIGS. 2, 5, 7 and 9. Thereby, the ring-shaped filling chamber 27 having a predetermined thickness in the tunnel axis direction is formed by the movable weir 13, the holding plate 5b, and the partition plate 9. Thereafter, a filling material (including an infusion material that chemically changes into a single-foam foamed urethane that is solidified in the latter half of the injection) is injected into the filling chamber 27 from the injection port 28 shown in FIGS.
[0031]
Then, the filler is held in the filling chamber 27 in a compact state, and a ring-shaped water stop zone having a predetermined thickness in the tunnel axis direction is formed. The water stop zone has a very high water stop because the filler is formed in a compact thickness and held in the tunnel axis direction. In addition, since the load due to the external water pressure is supported by the strong movable weir 14, the internal filler can sufficiently counter the load due to the external water pressure.
[0032]
Thereafter, the segments 3b and 3c shown in FIG. 2 in front of the water stop zone are sequentially disassembled, and the tail seal 4a exposed to the inside of the machine is replaced. Then, the disassembled segments 3b and 3c are assembled again to return to the original state. Next, a filler to be injected at the time of normal excavation having water-stopping properties is injected into a space surrounded by the tail seal 4a, the outer peripheral surface of the special segment 7 and the inner peripheral surface of the tail plate 2 through an injection pipe (not shown). A water zone is formed.
[0033]
When the above replacement work is completed, the bolt 19 constituting the diameter expansion mechanism 17 is rotated in the reverse direction to draw each movable weir block block 16 inward in the radial direction, and then normal excavation is resumed.
[0034]
Another embodiment is shown in FIG.
[0035]
As shown in the figure, in this embodiment, the interval between the movable weirs 13 and 13 is increased to increase the width of the filling chamber 27, that is, the width of the water stop zone, and a ring-like contact is applied to the inner peripheral surface of the tail plate 2. Only the point which attached the board 50 differs from previous embodiment, and others have the completely same structure. According to such a configuration, since the width of the water stop zone is widened, the water stop pressure resistance is increased, and it is possible to cope with a high groundwater pressure.
[0036]
Yet another embodiment is shown in FIG.
[0037]
As shown in the figure, in this embodiment, the movable weirs 13 and 13 are moved up and down separately, and the clogging is compression-molded into a block shape using a high molecular compound or fiber that absorbs water and expands and releases in the meantime. The material 51 is accommodated as a water stop auxiliary material. The movable weirs 13 and 13 have screw holes 52 formed therein, and move up and down by rotating screws 53 screwed into the screw holes 52.
[0038]
When water is stopped using the present embodiment, first, the movable weirs 13 and 13 are raised and the tops thereof are pressed against the contact plate 50 and the holding plate 5b, thereby forming the filling chamber 27 in a compartment. Then, a filling material having a water-stopping property or an injection material exhibiting a water-stopping property due to a chemical change after injection is injected from the injection pipe 54 into the filling chamber 27, and the clogging material 51 is expanded and released to form a water-stop zone. To do. In this way, the clogging material 51 exhibits an expansion and water-stopping effect as the filler is injected, so that not only the amount of the filler injected is reduced but also the sealing effect of the clogging material 51 and the effect of the filler. Since it is synergistic, it becomes a sure water stop zone and can cope with high groundwater pressure.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the tail seal exchanging device of the shield machine according to the present invention, when the tail seal is replaced, the water stoppage between the tail plate temporarily stopped and the existing segment is dramatically increased. be able to.
[0040]
In addition, according to the present apparatus, since the water blocking section is thin in the tunnel axial direction, it is not necessary to provide a special contact portion on the inner peripheral surface of the tail of the shield machine, so the captain of the shield machine can be extended. Since it is not necessary, it is possible to provide a shield machine with excellent curve workability, and it can also be applied to the tail seal replacement of a shield machine currently being excavated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side cross-sectional view of a tail seal exchange device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view when the tail seal exchanging device is operated.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1, and is a cross-sectional view of a special segment that constitutes the tail seal replacement device.
4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;
5 is a cross-sectional view showing a state in which the diameter of the movable weir is expanded from the state of FIG.
6 is a cross-sectional view of the movable weir shown in FIG. 4 cut in the circumferential direction.
7 is a cross-sectional view of the movable weir shown in FIG. 5 cut in the circumferential direction.
FIG. 8 is an enlarged view of a main part of FIG. 6;
9 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 10 is a side sectional view of a tail seal exchanging device showing another embodiment.
FIG. 11 is a side sectional view of a tail seal exchange device showing still another embodiment.
[Explanation of symbols]
2 Tail plate 3 Existing segment 4a Tail seal 4b to be replaced Tail seal 7 Special segment 13 Movable weir 17 Expanding mechanism 27 Space (filling chamber)
28 Inlet

Claims (2)

シールド掘進機のテールプレート内周面に取り付けたテールシールを交換するための装置であって、
既設セグメントに連結され掘進に伴って交換すべきテールシールの後方に位置する特殊セグメントと、
該特殊セグメントにトンネル軸方向に所定間隔を隔てて且つトンネル周方向に互いに隣接して複数設けられ、夫々トンネル径方向外方移動可能な可動堰と、
各可動堰片がトンネル径方向外方に移動されたとき、トンネル周方向に隣接する可動堰片同士の間に形成される隙間を塞ぐため、一端が隣接する可動堰片の一方に固定され他端が隣接する可動堰片の他方側に延出された固定ラップと、
上記可動堰トンネル径方向外方に移動してその先端をテールプレート内周面に押付ける拡径機構と、
該拡径機構によりトンネル径方向外方に移動された可動堰とテールプレートと特殊セグメントとで区画された空間内に充填材を注入するための注入口とを備えたことを特徴とするシールド掘進機のテールシール交換装置。
An apparatus for exchanging a tail seal attached to the inner peripheral surface of a tail plate of a shield machine,
A special segment that is connected to the existing segment and is located behind the tail seal that should be replaced with the excavation,
A movable weir piece provided in the special segment at a predetermined interval in the tunnel axis direction and adjacent to each other in the tunnel circumferential direction, each movable outward in the tunnel radial direction,
When each movable weir piece is moved outward in the tunnel radial direction, one end is fixed to one of the adjacent movable weir pieces to close the gap formed between the movable weir pieces adjacent in the tunnel circumferential direction. A fixed wrap whose end extends to the other side of the adjacent movable weir piece;
A diameter expansion mechanism that moves the movable weir piece outward in the tunnel radial direction and presses the tip of the movable weir piece against the inner peripheral surface of the tail plate;
A shield comprising a movable weir piece moved outward in the tunnel radial direction by the diameter expansion mechanism, an injection port for injecting a filler into a space defined by a tail plate and a special segment. Excavator tail seal replacement device.
上記特殊セグメント同士がトンネル周方向に隣接する箇所にて、隣接する一方の特殊セグメントに装備された一方の可動堰片に、隣接する他方の特殊セグメントに装備された他方の可動堰片側に向けてトンネル周方向に移動可能な可動ラップを設けた請求項1記載のシールド掘進機のテールシール交換装置。At the location where the above-mentioned special segments are adjacent to each other in the tunnel circumferential direction, toward one movable weir piece installed in one adjacent special segment, toward the other movable weir piece side installed in the other adjacent special segment The tail seal replacement device for a shield machine according to claim 1, further comprising a movable wrap movable in a circumferential direction of the tunnel.
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