JP7693261B2 - Shield tunneling machine - Google Patents
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Description
本発明は、シールド掘進機に関するものである。 The present invention relates to a shield tunneling machine.
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、シールド掘削機が知られている。 Shield tunneling machines are known as devices used to excavate the ground to create shield tunnels for tunnels and subways.
このシールド掘削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、シールド掘削機の機内では、筒状に組み立てられたセグメントがシールド掘削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。 This shield excavator has a rotatable cutter head installed at the leading edge of the skin plate in the direction of travel, and multiple bits are arranged circumferentially and radially on the cutter head. The cutter head is pressed against the excavation face (face) and rotated as it moves forward, excavating the ground in a circular shape. Inside the shield excavator, cylindrically assembled segments are pushed out behind the skin plate as the shield excavator advances.
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。 When constructing curved sections of a shield tunnel using such a shield machine, the shield machine is bent using a bending jack to bend the machine to fit the curve.
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。)。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。そこで、このようなトラブルを未然に回避するために、掘進途中において、テールシールの交換作業が必要になる。 At the rear end of the skin plate that constitutes the shield tunneling machine, a tail seal is provided to seal between the skin plate and the segment during shield construction to prevent groundwater from entering the shield tunneling machine. This tail seal is pressed against the outer peripheral surface of the segment and moves as the shield tunneling machine excavates. In addition, shield tunnels are becoming longer in length (generally, 1.5 km or more is called long distance, and 3.0 km or more is called ultra-long distance). Various problems occur, such as malfunctions of the segments and abnormal increases in thrust, due to deterioration or damage to the tail seal caused by the longer distance of such shield tunnels (deformation of the seal material itself, loss or deformation of wire brushes, etc.). Therefore, in order to prevent such problems from occurring, it is necessary to replace the tail seal during excavation.
なお、シールド掘進機における曲線施工については、例えば特許文献1に記載があり、シールド本体を前後に2分割して屈曲自在に連結したシールド掘進機の中折れ機構に対し、前胴と後胴の屈曲内側のスキンプレートをトンネル壁面内周側に内接させ、前胴前端の屈曲外側と後胴後端の屈曲外側とをトンネル壁面外周側に沿って移動させて急曲線施工を行う技術が開示されている。
The construction of curved lines in a shield tunneling machine is described, for example, in
また、シールド掘進機におけるテールシールの交換については、例えば特許文献2に記載があり、後胴部のスキンプレートを2重にしておき、内側のスキンプレートを地中に残した状態で掘進して前進することで、それまで内側のスキンプレートで覆われていた外側のスキンプレートの内周面を坑内に露出させ、この内周面に坑内から新たなテールシールを取り付けるようにした技術が開示されている。
Regarding the replacement of tail seals in shield tunneling machines, for example,
さて、前述したシールドトンネルの施工において、施工場所によっては、急曲線掘進が必要な場合がある。このとき、シールド掘進機の最大中折れ角によっては、要求される急曲線に追従しにくかったり、余掘りが大きくなったりすることがある。 Now, in constructing the shield tunnel mentioned above, depending on the construction location, it may be necessary to excavate a sharp curve. In this case, depending on the maximum bending angle of the shield tunneling machine, it may be difficult to follow the required sharp curve or there may be a large amount of overexcavation.
また、テールシールの劣化や損傷に起因するトラブルを防止するため、掘進途中において、テールシールの交換作業をシールド機内から行うことが必要になる。 In addition, to prevent problems caused by deterioration or damage to the tail seal, it will be necessary to replace the tail seal from inside the shield machine while excavation is in progress.
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘進機による曲線施工をスムーズに行うことのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention was made against the above technical background, and aims to provide a technology that allows smooth curved construction using a shield tunneling machine.
また、本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘進機のテールシールの交換作業をシールド機内から行うことのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention was made in light of the above technical background, and aims to provide a technology that allows replacement of the tail seal of a shield tunneling machine to be performed from inside the shield machine.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明のシールド掘進機は、カッタヘッドが設置された前胴部と、前記前胴部側に位置して先端にスプレッダが取り付けられた複数本のシールドジャッキが設けられた後胴内筒部、および前記後胴内筒部に後続して当該後胴内筒部と部分的に重なり合って設置されるとともに軸方向に移動可能な後胴外筒部を有する後胴部と、を備え、前記後胴外筒部には、内周面において前方から後方に向かってそれぞれ周方向の全周に亘って凹状に形成された環状の第1の固定部材用溝部、第2の固定部材用溝部および伝達部材用溝部と、前記後胴内筒部の内周面に沿って当該後胴内筒部に環状に設けられた中間リング体に設けられた固定台に固定され、前記第1の固定部材用溝部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に長くなった第1の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定し、前記第2の固定部材用溝部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に短くなった第2の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定する固定部材と、前記伝達部材用溝部に着脱可能に係合して前記シールドジャッキの前記スプレッダを前記後胴外筒部に固定する伸縮力伝達部材と、前記第2の固定部材用溝部および前記伝達部材用溝部に設置され、前記第2の固定部材用溝部および前記伝達部材用溝部と前記後胴外筒部の内周面とを面一にして前記スプレッダの嵌まり込みを防止するための平滑化部材とが設けられている、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the shield tunneling machine of the present invention described in
請求項2に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項1に記載の発明において、前記固定部材を前記第2の固定部材用溝部に嵌め込む範囲は前記スプレッダが通過する範囲と重なり合っており、前記第2の固定部材用溝部に設置された前記平滑化部材は着脱可能になっている、ことを特徴とする。
The shield tunneling machine of the present invention described in
本発明では、第2の固定部材用溝部および伝達部材用溝部に、第2の固定部材用溝部および伝達部材用溝部と後胴外筒部の内周面とを面一にするための平滑化部材が設置されているので、スプレッダが第2の固定部材用溝部および伝達部材用溝部に嵌まり込むことなくスムーズに移動することができる。 In the present invention, the second fixing member groove and the transmission member groove are provided with smoothing members for making the second fixing member groove and the transmission member groove flush with the inner peripheral surface of the rear barrel portion, so that the spreader can move smoothly without getting stuck in the second fixing member groove and the transmission member groove.
これにより、後胴外筒部を第1の状態から第2の状態へと移動させることで、後胴部の長さを短くして曲線施工をスムーズに行うことが可能になる。また、後胴外筒部を第1の状態から第2の状態へと移動させることでテールシールが機内に露出する寸法にすれば、テールシールの交換作業をシールド機内から行うことが可能になる。 As a result, by moving the rear fuselage external cylinder from the first state to the second state, the length of the rear fuselage can be shortened, making it possible to carry out curved construction smoothly. In addition, by moving the rear fuselage external cylinder from the first state to the second state, the tail seal can be exposed inside the machine, making it possible to replace the tail seal from inside the shield machine.
また、本発明では、後胴外筒部の内周面において前方から後方に向かう周方向の全周に亘って環状の第1の固定部材用溝部、第2の固定部材用溝部および伝達部材用溝部を形成しているので、これらの溝部をスポット的に形成する場合のように手間がかかったり、熱ストレスで後胴外筒部に歪みが発生することもない。 In addition, in the present invention, the first fixing member groove, the second fixing member groove, and the transmission member groove are formed annularly around the entire circumference in the circumferential direction from the front to the rear on the inner peripheral surface of the rear outer barrel portion, which eliminates the time-consuming and thermal stress-induced distortion of the rear outer barrel portion as occurs when these grooves are formed in spots.
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings for explaining the embodiment, the same components are generally designated by the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted.
まず、本実施の形態のシールド掘進機の全体構成について図1を参照して説明する。図1は本実施の形態のシールド掘進機の内部を横から透かして見た要部構成図である。 First, the overall configuration of the shield tunneling machine of this embodiment will be described with reference to Figure 1. Figure 1 is a schematic diagram of the main parts of the inside of the shield tunneling machine of this embodiment, seen from the side.
本実施の形態のシールド掘進機1は、例えば、カッタヘッド2で掘削された土砂に添加材を注入して練り混ぜることで生成された不透水性と塑性流動性(自由に変形および移動できる性質)とを有する泥土を、カッタヘッド2と機器本体3との間のチャンバ4内に充填した状態で掘進することにより、切羽の土圧に対抗する泥土圧を発生させて切羽の安定性を確保した状態で掘削を行う泥土加圧式のシールドマシンである。
The
カッタヘッド2は、地盤を掘削するシールドカッタ盤であり、シールド掘進機1の先端頭部の前面に機器本体3の周方向に沿って正逆方向に回転可能な状態で設置されている。
The
このカッタヘッド2の前面(切羽に対向する面)には、センタービットCB、ビットBおよびスクレーパツース(図示せず)等が装着されている。センタービットCBやビットBは、主に地山を切り崩す掘削部品であり、スクレーパツースは、主に地山を切削する切削部品である。なお、ビットBに代えて、例えば、ローラカッタ等を装着してもよい。 A center bit CB, a bit B, and scraper teeth (not shown) are attached to the front surface of the cutter head 2 (the surface facing the face). The center bit CB and the bit B are excavation parts that mainly cut away the natural ground, and the scraper teeth are cutting parts that mainly cut the natural ground. Note that instead of the bit B, for example, a roller cutter or the like may be attached.
また、カッタヘッド2の外周には、コピーカッタCCが設置されている。コピーカッタCCは、曲線施工時の余堀りやシールド掘進機1の姿勢制御等を行う役割を備えている。また、カッタヘッド2の裏面内の中央周辺には、複数本の攪拌棒SBが装着されている。攪拌棒SBは、例えば、円柱状の突出部材で形成されており、カッタヘッド2が回転するとチャンバ4内の土砂と添加材とを撹拌混合する役割を備えている。なお、この攪拌棒SBには、例えば、振動センサが内装されている。
A copy cutter CC is also installed on the outer periphery of the
機器本体3は、シールド掘進機1を駆動する主要構成部である。シールド掘進機1を駆動する機器等は、機器本体3の外殻を構成するスキンプレート5によって取り囲まれ保護されている。スキンプレート5は、前胴プレート(前胴部)5aと、その後方の後胴プレート(後胴部)5bとを有している。この前胴プレート5aと後胴プレート5bとは、例えば、円筒状の鋼製板によって構成されており、後胴プレート5bの先端の球面軸受部が前胴プレート5aの内周面に接した状態で入り込むことで係合されている。
The
後胴プレート5bは、前胴プレート5a側に位置する後胴内筒部5ba、および後胴内筒部5baに後続して設置された後胴外筒部5bbで構成されている。なお、後胴プレート5bの詳細な構造については後述する。
The
スキンプレート5内の中空空間は、前胴プレート5aの内部に設けられた隔壁7によって切羽側と機内側とに区画されている。隔壁7の切羽側(すなわち、カッタヘッド2と隔壁7との間)には、前述のチャンバ4が設けられている。なお、カッタヘッド2により掘削された土砂等は、カッタヘッド2の前裏面を貫通する貫通孔(図示せず)を通じチャンバ4内に取り込まれるようになっている。
The hollow space inside the
一方、スキンプレート5の中空空間の機内側には、カッタ駆動体8、中折れジャッキ9a、シールドジャッキ9b、スクリューコンベア10、エレクタ11およびテールシール12Ba,12Bb等が設置されている。また、シールドジャッキ9bを構成するロッド9baの先端には、シールドジャッキ9bの推力をセグメントSG(後述する)の広い範囲に伝えるためのスプレッダ15が、シールドジャッキ9bのロッド9baの位置とセグメントSGの位置とを合わせるためのブロック9bbを介して取り付けられている。なお、図示はしないが、機器本体3には、上記の他に、チャンバ4内の泥土圧を検出する土圧検出部やチャンバ4内に上記添加材(作泥土材)を注入する添加材注入部等、種々の機器が設置されている。
On the other hand, on the inside of the hollow space of the
カッタ駆動体8は、カッタヘッド2を正逆方向に回転させるモータ(駆動源)であり、カッタヘッド2の正面内の外周近傍位置に、カッタヘッド2の周方向に沿って複数個並んで設置されている。なお、ここでは、カッタ駆動方式として外周支持駆動方式が例示されている。
The
中折れジャッキ9aは、シールド掘進機1の推進方向や姿勢を修正する機器であり、機器本体3内において前胴プレート5aと後胴プレート5bとを連結するように前胴プレート5aと後胴プレート5bとの境界を跨いだ状態で機器本体3の周方向に沿って複数本並んで設置されている。この中折れジャッキ9aに圧油を供給し前胴プレート5aと後胴プレート5bとを予め決められた方向および角度に屈折させた状態でシールド掘進機1を推進することでシールド掘進機1の推進方向や姿勢を制御することが可能になっている。
The bending jacks 9a are devices that correct the forward direction and posture of the
シールドジャッキ9bは、機器本体3の後方に設置されたセグメントSGに反力をとってシールド掘進機1を前進させるための推進力を発生させる機器であり、後胴プレート5bを構成する後胴内筒部5baに設置されている。このシールドジャッキ9bは前胴プレート5aと後胴プレート5bとの境界を跨いだ状態で配置されており、機器本体3の周方向に沿って複数本並んで設置されている。
The
スクリューコンベア10は、チャンバ4内に取り込まれた土砂を機外に排出するための機器であり、チャンバ4から隔壁7を貫通し、後方に向かって斜め上方に連続的に延在するように設置されている。なお、ここでは、リボンスクリューコンベアが例示されている。
The
エレクタ11は、セグメントSGを把持して掘削坑の内周方向に旋回し、掘削坑の内周方向の組立位置に移送する組立装置であり、後胴内筒部5baの内周面に沿って設けられた中間リング体16に取り付けられて、エレクタ駆動用の油圧モータ(図示せず)等によって掘削坑の周方向に沿って回転可能な状態で後胴プレート5bの中空内に設置されている。
The
テールシール12Ba,12Bbは、後胴プレート5bを構成する後胴外筒部5bbの後端においてスキンプレート5の内周とセグメントSGの外周との間に設けられており、掘進作業中に、シールド掘進機1の後端側の外部から機器本体3の機内に、地下水、土砂および裏込め材等(以下、地下水等という)が入り込むのを防止する止水構造部であり、バネ性を有する金属製のブラシ、および当該ブラシを挟むようにブラシの前後と内部に配置された弾性を有する金属板で構成されている。
The tail seals 12Ba, 12Bb are provided at the rear end of the rear body outer cylinder portion 5bb that constitutes the
テールシール12Ba,12Bbは、例えば、スキンプレート5の最後端側の内周において、シールド掘進機1の前後方向(シールド掘進機1の中心軸方向、掘削坑の延在方向)に沿って互いに離間した状態で2箇所に設置されているとともに、各テールシール12Ba,12Bbは、セグメントSGの外周を取り囲むようにスキンプレート5の内周に沿って環状に複数個並んだ状態で設置されている。また、これらのテールシール12Ba,12Bbの間には、シール室12Rが形成されている。なお、テールシールの設置個数は2箇所に限定されるものではなく、例えば、シールド掘進機1の前後方向に沿って3箇所以上に設置してもよい。
The tail seals 12Ba, 12Bb are installed, for example, at two locations on the inner circumference of the rearmost end of the
また、各テールシール12Ba,12Bbは、スキンプレート5の内周に片持ち状態で設置されている。すなわち、各テールシール12Ba,12Bbの一端側(機器本体3の前後方向の一端側)はスキンプレート5の内周に固定され、テールシール12Ba,12Bbの一端側と他端側(機器本体3の前後方向の他端側)との間でセグメントSGに向かって傾斜した状態で折れ曲がり、さらに、テールシール12Ba,12Bbの他端側はテールシール12Ba,12Bbのバネ力によってセグメントSGに押し付けられた状態で接触するようになっている。
Furthermore, each tail seal 12Ba, 12Bb is installed in a cantilevered state on the inner circumference of the
また、後胴プレート5bの外周には、シール剤供給管14が設置されている。シール剤供給管14は、シール室12Rにグリス等のようなシール剤を供給するための配管であり、後胴プレート5bの外周の複数個設置されている。このシール剤供給管14を通じてシール室12R内にシール剤が充填されることにより、スキンプレート5の内周とセグメントSGの外周との隙間がシールされ、テールシール12Ba,12Bbと相俟って、掘進作業中にシールド掘進機1の機内に地下水等が入り込むことが防止される。
In addition, a sealing
さらに、後胴プレート5bの外壁には、裏込め材供給路(図示せず)が設置されている。裏込め材供給路は、例えば、セメント系の硬化材または固化材からなる裏込め材をスキンプレート5の後方の掘削坑とセグメントSGとの隙間に供給するための配管である。なお、掘削坑とセグメントSGとの隙間に裏込め材を充填することにより、地盤沈下が防止され、さらに、セグメントSGと地山とが一体構造となってセグメントSGの継手からの漏水が防止される。
Furthermore, a backfilling material supply passage (not shown) is installed on the outer wall of the
また、裏込め材供給路は、例えば、スキンプレート5の頂部を挟んで2箇所に設けられている。シール剤供給管14はスキンプレート5の外周の複数箇所に設けられているのに対して、裏込め材供給路はスキンプレート5の頂部付近にしか設けられていない。これは、シール剤は粘性が高いので、セグメントSGの外周に付着させるためにはスキンプレート5の内周に満遍なく供給しなければならないのに対して、裏込め材は粘性が低いのでスキンプレート5の頂部付近に供給すれば自重でセグメントSGの外周下部にまで回り込むからである。
The backfilling material supply passages are provided, for example, at two locations on either side of the top of the
なお、シール剤供給管14および裏込め材供給路の形成箇所や形成数は上記したものに限定されない。例えば、シール剤供給管14はさらに数多く設けてもよく、裏込め材供給路はスキンプレート5の軸方向の頂部の1箇所だけに設けてもよい。
The locations and number of the
次に、シールド掘進機1の後胴プレート5bについて図2を用いて説明する。図2は後胴プレート5bを横から見た要部構成図である。なお、図2では、後胴外筒部5bbが移動して後胴プレート5bが最も長くなった状態となっている。
Next, the
後胴プレート5bの構造について説明する。後胴プレート5bは、前胴プレート5a側に位置する後胴内筒部5ba、および後胴内筒部5baに後続して設置された後胴外筒部5bbで構成されており、後胴内筒部5baと後胴外筒部5bbとが軸方向で部分的に重なり合っている。また、後胴外筒部5bbは後胴内筒部5baと摺動するようにして軸方向に移動可能になっている。したがって、後胴外筒部5bbの移動によって後胴プレート5bの全長が伸縮する。
The structure of the
図2に示すように、後胴外筒部5bbの内周面には、第1の固定部材用溝部(第1の固定部材用係合部)21、第2の固定部材用溝部(第2の固定部材用係合部)22および伝達部材用溝部(伝達部材用係合部)23が前方から後方に向かって周方向に形成されている。なお、本願において「周方向」とは、後胴外筒部5bbの軸方向に対する垂直面内での方向をいう。 As shown in FIG. 2, a first fixing member groove (first fixing member engagement portion) 21, a second fixing member groove (second fixing member engagement portion) 22, and a transmission member groove (transmission member engagement portion) 23 are formed in the circumferential direction from the front to the rear on the inner peripheral surface of the rear outer barrel portion 5bb. In this application, the "circumferential direction" refers to the direction in a plane perpendicular to the axial direction of the rear outer barrel portion 5bb.
第1の固定部材用溝部21および第2の固定部材用溝部22には、後胴外筒部5bbを後胴内筒部5baに固定して当該後胴外筒部5bbが移動できないようにするための固定部材17がボルトにより着脱可能に且つ選択的に嵌まり込む(係合する)ようになっている。すなわち、図示するように、固定部材17が第1の固定部材用溝部21に嵌まり込むとともに後胴内筒部5baに設けられた中間リング体16に設けられた固定台16aにボルトで固定されることにより、後胴外筒部5bbが伸びた位置、つまり後胴プレート5bの長さが相対的に長くなった状態(第1の状態)で後胴外筒部5bbが後胴内筒部5baに固定される。また、第1の固定部材用溝部21があった位置が第2の固定部材用溝部22の位置となる長さまで後胴外筒部5bbが縮み、その長さで固定部材17が第2の固定部材用溝部22に嵌まり込むとともに後胴内筒部5baに設けられた中間リング体16に設けられた固定台16aにボルトで固定されることにより、後胴外筒部5bbが縮んだ位置、つまり後胴プレート5bの長さが相対的に短くなった状態(第2の状態)で後胴外筒部5bbが後胴内筒部5baに固定される。
A fixing
なお、本実施の形態では、このように後胴外筒部5bbが2段階に移動するようになっているが、3段階以上に移動するようになっていてもよい。この場合には、第1の固定部材用溝部21および第2の固定部材用溝部22以外にさらに固定部材用溝部を形成する。また、本実施の形態では、固定部材17が後胴内筒部5baに設けられた中間リング体16に設けられた固定台16aに固定されることで後胴外筒部5bbが後胴内筒部5baに固定されるようになっているが、固定部材17は後胴内筒部5baの中間リング体16以外に設けられた固定台に固定されるようになっていてもよい。
In this embodiment, the rear outer barrel portion 5bb moves in two stages, but it may move in three or more stages. In this case, a fixing member groove is formed in addition to the first fixing
また、伝達部材用溝部23には、シールドジャッキ9bに固定され、シールドジャッキ9bの伸縮により後胴外筒部5bbを軸方向に移動させる伸縮力伝達部材18(図16等)がボルトにより着脱可能に嵌まり込む(係合する)ようになっている。したがって、シールドジャッキ9bの伸縮によって後胴外筒部5bbは前述の第1の状態または第2の状態に移動する。
In addition, the
なお、本実施の形態では、第1の固定部材用係合部、第2の固定部材用係合部および伝達部材用係合部は凹状に形成された第1の固定部材用溝部21、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23となって固定部材17や伸縮力伝達部材18が嵌まり込む構造になっているが、凹状である必要はなく、固定部材17や伸縮力伝達部材18が係合できるようになっていればよい。但し、後述するように、後胴外筒部5bbの内周面と摺動するようにしてスプレッダ15が移動することから、固定部材17や伸縮力伝達部材18をボルト締結するためのブロックを設けると、当該ブロックが内径側に出っ張った突起となってスプレッダ15と干渉するので望ましくない。
In this embodiment, the first fixing member engaging portion, the second fixing member engaging portion, and the transmission member engaging portion are formed as the first fixing
ここで、図3は図1のシールド掘進機を図2のA線に沿って示す断面図、図4は図3の一部を抽出して示す図、図5は図1のシールド掘進機を図2のB線に沿って示す断面図である。 Here, FIG. 3 is a cross-sectional view of the shield tunneling machine of FIG. 1 taken along line A in FIG. 2, FIG. 4 is a view showing an extracted portion of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the shield tunneling machine of FIG. 1 taken along line B in FIG. 2.
図3に示すように、後胴内筒部5baの内周面に沿って中間リング体16が環状に設けられており、中間リング体16には、複数本(本実施の形態では8本)のシールドジャッキ9bが一定の間隔を開けて周方向に設置されている。また、シールドジャッキ9bとシールドジャッキ9bとの間には、後胴外筒部5bbを後胴内筒部5baに固定するための固定部材17が、後胴外筒部5bbに形成された第1の固定部材用溝部21に嵌め込まれた状態で位置している。
As shown in FIG. 3, an
さらに、上下2カ所ずつのシールドジャッキ9bと固定部材17との間には、後胴外筒部5bbの後胴内筒部5baに対する周方向へのずれを規制するためのローリングストッパ(規制手段)19が設けられている。なお、ローリングストッパ19により、後述する曲線施工時に発生しやすいローリング(後胴外筒部5bbの周方向へのずれ)が防止される。
Furthermore, between the two
図4および後述する図8に示すように、ローリングストッパ19は、後胴外筒部5bbの軸方向に沿って延びた嵌合溝19aと、後胴内筒部5baに設けられて嵌合溝19aに嵌まり込んで嵌合溝19aに沿って移動可能な嵌合部材19bとからなる。嵌合溝19aは、後胴外筒部5bbの内周面に相互に平行に設置された一対の板状体20に挟まれた空間で形成されている。なお、本実施の形態では、嵌合溝19aが後胴外筒部5bbに形成され、嵌合部材19bが後胴内筒部5baに設けられているが、これとは逆に、嵌合溝19aが後胴内筒部5baに形成され、嵌合部材19bが後胴外筒部5bbに設けられていてもよい。
As shown in FIG. 4 and FIG. 8 described later, the rolling
図5に示すように、シールドジャッキ9bの先端に取り付けられたスプレッダ15は、その押圧面15f(セグメントSGの先端面に対向し、セグメントSGを押圧する面)がシールドジャッキ9bのロッド9baの先端面やブロック9bbの先端面よりも後胴外筒部5bbの周方向に沿って長い正面視で略円弧状に形成されている。このような形状により、シールドジャッキ9bの推力が拡散されてセグメントSGに伝達される。
As shown in FIG. 5, the
図5において、スプレッダ15における後胴外筒部5bbの内周面側の両端部には、当該スプレッダ15が後胴外筒部5bbの径方向外側へ変位することを規制する脚部(規制突起)15aが形成されている。
In FIG. 5, legs (restriction protrusions) 15a are formed on both ends of the
スプレッダ15はシールドジャッキ9bのロッド9baの位置とセグメントSGの位置とを合わせるためのブロック9bbの先端に取り付けられており、図2に示すように、ブロック9bbは、シールドジャッキ9bのロッド9baに押される部分よりもセグメントSGを押す部分(つまり、スプレッダ15が取り付けられた部分)の方が後胴外筒部5bbの径方向外側に位置している。そのため、シールドジャッキ9bによりセグメントSGを押したとき、スプレッダ15は後胴外筒部5bbの径方向外側へ変位しようとする。このとき、後胴外筒部5bbの径方向外側へ変位を規制する脚部15aが形成されていないと、スプレッダ15の後胴外筒部5bbの径方向外側への変位が許容されてしまい、シールドジャッキ9bを伸長させてシールド掘進機1を掘進したときにスプレッダ15で押されている環状のセグメントSGに対して径方向外側へと拡がる力が作用することになる。一方、本実施の形態のように脚部15aが形成されていると、セグメントSGに径方向外側へと拡がる力が作用することはない。
The
本実施の形態では、スプレッダ15における後胴外筒部5bbの内周面側の両端部に形成された2箇所の突起である脚部15aによりスプレッダ15における後胴外筒部5bbの径方向外側への変位を規制しているが、突起は1箇所あるいは3箇所以上であってもよい。
In this embodiment, the radial outward displacement of the rear outer barrel portion 5bb of the
なお、スプレッダ15側に脚部15aなどの突起を形成するのではなく、後胴外筒部5bbの内周面にスプレッダ15の変位を規制するための突起を形成することも考えられる。しかしながら、本実施の形態のシールド掘進機1では、前述のように、後胴外筒部5bbは後胴内筒部5baと摺動するようにして軸方向に移動するようになっていることから、後胴内筒部5baと接する後胴外筒部5bbの内周面に突起を設けると移動の妨げになる。よって、このような突起を設けることは望ましくない。
In addition, instead of forming protrusions such as
また、後胴外筒部5bbの内周面には前述した第1の固定部材用溝部21、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23が形成されている。したがって、スプレッダ15が溝部22,23の位置に到達したときには脚部15aが溝部22,23に嵌まり込むことになる。そして、嵌まり込みを防止するためには、溝部22,23におけるスプレッダ15の脚部15aが通過する箇所を後胴外筒部5bbの内周面と面一にしておく必要がある。なお、脚部15aが通過する箇所の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23と後胴外筒部5bbの内周面とを面一にするための部材(フラットプレート24)については後述する。
The inner peripheral surface of the rear outer barrel section 5bb is formed with the first fixing
ここで、図6は本実施の形態におけるスプレッダおよびその周辺の機構を平面視で示す図、図7は比較例としてのスプレッダおよびその周辺の機構を平面視で示す図である。 Here, FIG. 6 is a plan view of the spreader and its surrounding mechanism in this embodiment, and FIG. 7 is a plan view of the spreader and its surrounding mechanism as a comparative example.
図6に示すように、本実施の形態のスプレッダ15では、押圧面15fとの反対面に、シールドジャッキ9bが最大に収縮したときにおいて固定部材17との干渉を回避するための凹状部15bが形成されている。凹状部15bが形成されていない場合には、図7に示すように、シールドジャッキ9bを最大に収縮させたときにスプレッダ15が固定部材17に干渉しないようにするため、スプレッダ15の引き込み位置をより前方にすることができない。一方、本実施の形態のように凹状部15bが形成されていると、シールドジャッキ9bを最大に収縮させたときのスプレッダ15の引き込み位置が図7に示す場合よりも前方になっても、スプレッダ15が固定部材17に干渉することはない。これにより、シールドジャッキ9bが収縮したときの後胴内筒部5baに対する後胴外筒部5bbの引き込み量を最大化することが可能になって、前述した第2の状態における後胴プレート5bの長さをより短くすることができる。
As shown in FIG. 6, in the
図8は本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機における後胴外筒部の内周面の半周分を展開して示す平面図、図9は図5のC線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図、図10は図5のD線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図、図11は図5のE線に沿った後胴外筒部の軸方向を展開して示す平面図である。 Figure 8 is a plan view showing half of the inner circumferential surface of the rear barrel outer tube in a shield tunneling machine according to one embodiment of the present invention, Figure 9 is a plan view showing the rear barrel outer tube part in the axial direction along line C in Figure 5, Figure 10 is a plan view showing the rear barrel outer tube part in the axial direction along line D in Figure 5, and Figure 11 is a plan view showing the rear barrel outer tube part in the axial direction along line E in Figure 5.
図8において、シールド掘進機1の後胴外筒部5bbには、前述した第1の固定部材用溝部21、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23が形成されている。図示するように、これらの固定部材用溝部21,22および伝達部材用溝部23は、後胴外筒部5bbの内周面の周方向の全周に亘って形成された環状溝となっている。これら固定部材用溝部21,22および伝達部材用溝部23の形成プロセスを具体的に説明すると、平板状をした半周分の後胴外筒部5bbを2枚作製し、それぞれを半円形に曲げ加工して端部同士を溶接により結合することで、円筒状の後胴外筒部5bbが得られる。そして、後胴外筒部5bbの内周を旋盤で切削加工して環状溝である固定部材用溝部21,22および伝達部材用溝部23を形成する。
In FIG. 8, the rear barrel outer cylinder 5bb of the
なお、第1の固定部材用溝部21、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23は、本実施の形態のように後胴外筒部5bbの内周面の周方向の全周に亘って環状に形成されている必要はなく、固定部材17や伸縮力伝達部材18が固定される箇所にスポット的に形成してもよい。
The first fixing
但し、第1の固定部材用溝部21、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23をスポット的に形成する場合には、不連続な特定の箇所だけに形成しなければならないために手間がかかったり、金属である後胴外筒部5bbに熱ストレスを与えて歪みが発生してしまうが、本実施の形態のように環状に形成すれば、このような問題は発生しない。
However, if the first fixing
さて、図9に示すように、図5のC線に沿った後胴外筒部5bbの軸方向には、前述した固定部材17を第1の固定部材用溝部21や第2の固定部材用溝部22に嵌め込んで後胴外筒部5bbにボルトで固定するための穴21a,22aが形成されている。
Now, as shown in FIG. 9,
また、図10に示すように、図5のD線に沿った後胴外筒部5bbの軸方向には、伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込んで後胴外筒部5bbにボルトで固定するための穴23aが形成されている。
As shown in FIG. 10, a
さらに、図11に示すように、図5のE線に沿った後胴外筒部5bbの軸方向には、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23と後胴外筒部5bbの内周面とを面一にしてスプレッダ15の嵌まり込みを防止するためのフラットプレート(平滑化部材)24が設けられている。すなわち、前述のように、スプレッダ15はその脚部15aが後胴外筒部5bbの内周面に沿って移動することから、何らの手当もないと、スプレッダ15の脚部15aが第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23に嵌まり込んでスムーズに移動できなくなる。そこで、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23におけるスプレッダ15の脚部15aが通過する箇所にフラットプレート24を設置することで、脚部15aが嵌まり込まないようにしている。なお、脚部15aを設けない場合には、第2の固定部材用溝部22および伝達部材用溝部23におけるスプレッダ15の全体の通過箇所にフラットプレート24を設置する。
Furthermore, as shown in Fig. 11, a flat plate (smoothing member) 24 is provided in the axial direction of the rear outer barrel portion 5bb along line E in Fig. 5 to make the second fixing
なお、本実施の形態では、第2の固定部材用溝部22に嵌め込んで固定したときの固定部材17の範囲がスプレッダ15(詳しくは、後胴外筒部5bbの内周面に接しているスプレッダ15の脚部15a)が通過する範囲(つまり、第2の固定部材用溝部22に設置されたフラットプレート24の部分)と重なり合うため、固定部材17を第2の固定部材用溝部22に嵌め込むときには当該第2の固定部材用溝部22に設置されたフラットプレート24と干渉するので当該フラットプレート24を取り外す必要が生じる。そこで、図11に示すように、第2の固定部材用溝部22のフラットプレート24はボルト止めにより着脱可能になっている。但し、固定部材17を第2の固定部材用溝部22に嵌め込んだときの位置がスプレッダ15が通過する箇所と重なり合わなければ、第2の固定部材用溝部22に設置されたフラットプレート24も後胴外筒部5bbに固定されていてもよいのはもちろんである。
In this embodiment, the range of the fixing
また、本実施の形態では、伝達部材用溝部23に嵌め込んで固定したときの伸縮力伝達部材18の範囲はスプレッダ15(詳しくは、後胴外筒部5bbの内周面に接しているスプレッダ15の脚部15a)が通過する範囲(つまり、伝達部材用溝部23に設置されたフラットプレート24の部分)と重なり合わないため、伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込んでも当該伝達部材用溝部23に設置されたフラットプレート24とは干渉しないので当該フラットプレート24を取り外す必要はない。その一方で、セグメントSGの損傷を防止するためには、伝達部材用溝部23に蓋をしておいた方がよい。そこで、図11に示すように、伝達部材用溝部23のフラットプレート24は後胴外筒部5bbに固定されている。但し、伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込んだときの範囲がスプレッダ15が通過する範囲と重なり合うときには、伝達部材用溝部23に設置されたフラットプレート24はボルト止めにより着脱可能にする。
In addition, in this embodiment, the range of the elastic
なお、フラットプレート24は千鳥溶接(溶接した部分と溶接しない部分とが交互に存在する断続すみ肉溶接)により溶接時の入熱を低減して後胴外筒部5bbに固定するのが望ましい。
It is preferable to fix the
(実施例1) (Example 1)
次に、実施例1として、以上の構成を有するシールド掘進機1における後胴プレート5bの伸縮動作について、図12~図26を用いて説明する。ここで、図12~図19は図1のシールド掘進機の後胴プレートにおける収縮動作を連続的に示す図、図20~図26は図1のシールド掘進機の後胴プレートにおける伸長動作を連続的に示す図である。これらの図面において、(a)は後胴プレートを平面から見た概念図であり、(b)は後胴プレートを横から見た説明図である。また、(a)においては、本実施例で8本設置されたシールドジャッキの内の隣り合う2本1組のシールドジャッキが表されており、他の組のシールドジャッキも同様に動作する。
Next, as Example 1, the telescopic movement of the
なお、後胴プレート5bの伸縮動作を行うシールド掘進機1では、図2において、第1の状態にある場合での後胴外筒部5bbの寸法は、後胴内筒部5baと重なり合っていない部分の長さ(有効長:FL)が1970mm、有効長の内でテールシール12Ba,12Bb以外の長さ(L1)が1490mm、テールシール12Ba,12Bbの長さ(L2)が480mm、第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(L3)が300mmとなっている。そして、後胴外筒部5bbの移動可能な長さは第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(L3)に相当することから、300mmである。但し、これらの寸法は一例であり、本発明がこれらの寸法に限定されるものではない。
In the
先ず、シールド掘進機1の後胴プレート5bにおける収縮動作(後胴外筒部5bbが第1の状態から第2の状態へと移動する動作)について説明する。なお、後胴プレート5bを収縮させるのは、主として直線施工から曲線施工へと移行するときである。
First, we will explain the contraction operation of the
図12に示すように、直線施工では後胴外筒部5bbを第1の状態にして後胴プレート5bの長さを長くしておき、例えば900mm幅のセグメントSGが掘削坑に連続的に設置される。なお、この状態では、固定部材17は第1の固定部材用溝部21に嵌め込まれて固定台16aに固定されており、第2の固定部材用溝部22にはフラットプレート24が設置されている。なお、セグメントSGはシールド掘進機1内で環状に組み立てられてトンネルを形成するためのトンネル覆工部材である。
As shown in Figure 12, in linear construction, the rear body outer cylinder portion 5bb is placed in the first state to lengthen the length of the
ここから曲線施工へ移行するために後胴外筒部5bbを第2の状態にして後胴プレート5bを収縮させて長さを短くするには、先ず、図13に示すように、シールドジャッキ9bを所定長(伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込むことができる長さ)ストロークさせてシールド掘進機1を前進させ、曲線施工用の例えば300mm幅のセグメントSGを組み立てるのに十分な空間を形成する。
To move from here to curved construction, the rear outer cylinder section 5bb is put into the second state and the
次に、第2の固定部材用溝部22に設置されたフラットプレート24を撤去し、図14に示すように、固定台16aに固定されている固定部材17を取り外して第1の固定部材用溝部21から第2の固定部材用溝部22に移設する。
Next, the
次に、図15に示すように、一部のシールドジャッキ9bをセグメントSGに押し当てた状態にしておいて(つまり、シールド掘進機1の後退を防止するバックリング防止措置を行った状態にしておいて)、他のシールドジャッキ9bを所定長引く。シールドジャッキ9bを引く長さは、後述する伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込んでシールドジャッキ9bの先端に固定し、さらにその先端にスペーサ18a(図20等)を取り付けることができる長さである。なお、本実施例では、バックリング防止措置は、上部2本、下部2本の計4本のシールドジャッキ9bで行っている。但し、これら以外のシールドジャッキ9bでバックリング防止措置を行ってもよいのはもちろんである。
Next, as shown in FIG. 15, some of the
次に、図16に示すように、伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込んで後胴外筒部5bbにボルトで固定し、シールドジャッキ9bの先端に(詳しくは、シールドジャッキ9bに設けられたスプレッダ15に)テンションボルトで固定する。
Next, as shown in FIG. 16, the expansion and contraction
次に、図17に示すように、第2の固定部材用溝部22に嵌め込まれた固定部材17が固定台16aに当たる位置までシールドジャッキ9bを引く。これにより、後胴外筒部5bbが前方に移動して、後胴プレート5bの長さが相対的に短くなった第2の状態になる。ここでは、第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(図2のL3の長さ)が300mmとなっているので、後胴プレート5bの長さは300mm短くなる。
Next, as shown in FIG. 17, the
このようにして後胴外筒部5bbが前方に移動したならば、固定部材17を固定台16aにボルトで固定するとともに、図18に示すように、伸縮力伝達部材18を取り外してシールドジャッキ9bをさらに引く。これにより、曲線への追従性が良好となり曲線施工をスムーズに行うことが可能な曲線施工時状態への移行が完了する。
Once the rear trunk outer cylinder section 5bb has moved forward in this way, the fixing
その後は、シールド掘進機1で曲線掘削を行いながら、図19に示すように、曲線施工用のセグメントSG(例えば300mm幅のセグメントSG)を設置して行く。
After that, while performing curved excavation with the
次に、シールド掘進機1の後胴プレート5bにおける伸長動作(後胴外筒部5bbが第2の状態から第1の状態へと移動する動作)について説明する。なお、後胴プレート5bを伸長させるのは、主として曲線施工から直線施工へと移行するときである。
Next, we will explain the extension operation of the
後胴外筒部5bbを第2の状態にして後胴プレート5bを短くした状態での曲線施工が終了したならば、図20に示すように、一部のシールドジャッキ9bをセグメントSGに押し当てた状態にしておき、他のシールドジャッキ9bの延長線上の伝達部材用溝部23に伸縮力伝達部材18を嵌め込んで後胴外筒部5bbにボルトで固定する。さらに、伸縮力伝達部材18のセグメントSG側にスペーサ18aを取り付ける。なお、図示するように、スペーサ18aを伸縮力伝達部材18に取り付けるためのスペースが必要なために、伸縮力伝達部材18に取り付けられたスペーサ18aとセグメントSGとの間には僅かな隙間が形成される。
When the curved construction is completed with the rear body outer cylinder section 5bb in the second state and the
次に、図21に示すように、シールドジャッキ9bを伸ばしてスプレッダ15を伸縮力伝達部材18に当て、第2の固定部材用溝部22に嵌め込まれた固定部材17を撤去する。これにより、後胴外筒部5bbは、中間リング体16に設けられた固定台16aとの締結が解除されて軸方向に移動可能な状態になる。
Next, as shown in FIG. 21, the
次に、図22に示すように、シールドジャッキ9bを伸ばしてスペーサ18aをセグメントSGに押し当てて後胴内筒部5baを前方に移動させ、固定部材17を第1の固定部材用溝部21に嵌め込んで固定台16aに固定することが可能な位置にする。これにより、後胴内筒部5baが前方に移動して、後胴プレート5bの長さが相対的に長くなった第1の状態になる。ここでは、第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(図2のL3の長さ)が300mmとなっているので、後胴プレート5bの長さは300mm長くなる。
Next, as shown in FIG. 22, the
なお、前述のように、スペーサ18aとセグメントSGとの間には僅かな隙間が形成されているので、シールドジャッキ9bが伸びて伸縮力伝達部材18を介してスペーサ18aがセグメントSGに押し当てられたとき、当該隙間分だけ後胴外筒部5bbが後退移動する。すると、テールシール12Ba,12Bbが、セグメントSGに対して本来の動き(前方への動き)とは逆方向の動きをして後方に移動する。しかしながら、その移動量は前述の隙間に相当する僅かなものなので、テールシール12Ba,12Bbの形状が変形するなどの問題は発生しない。
As mentioned above, a small gap is formed between the
次に、図23に示すように、固定部材17を第1の固定部材用溝部21に嵌め込んで固定台16aに固定するとともに、後胴外筒部5bbにボルトで固定する。また、第2の固定部材用溝部22にフラットプレート24を設置する。
Next, as shown in FIG. 23, the fixing
次に、図24に示すように、伸縮力伝達部材18とスペーサ18aとが取り付けられていないシールドジャッキ9bをセグメントSGに押し当てた状態にする。そして、伸縮力伝達部材18とスペーサ18aとが取り付けられたシールドジャッキ9bを僅かに引いてスペーサ18aとセグメントSGとの間に隙間を形成しておき、伸縮力伝達部材18とスペーサ18aとを撤去する。
Next, as shown in Figure 24, the
次に、図25に示すように、シールドジャッキ9bを伸ばしてシールド掘進機1を前進させ、直線施工用のセグメントSGを組み立てるのに十分な空間を形成する。
Next, as shown in FIG. 25, the
次に、図26に示すように、シールドジャッキ9bを引くと、直線施工をスムーズに行うことが可能な直線施工時状態への移行が完了する。
Next, as shown in Figure 26, when the
その後は、シールド掘進機1で直線掘削を行いながら、直線施工用のセグメントSG(例えば900mm幅のセグメントSG)を設置して行く。
After that, linear excavation is performed with the
このように、本実施例のシールド掘進機1によれば、後胴プレート5bを構成する後胴外筒部5bbが後胴内筒部5baと摺動するようにして軸方向に移動可能になって、後胴外筒部5bbの移動によって後胴プレート5bの全長が伸縮する。したがって、後胴外筒部5bbを第1の状態から第2の状態へと移動させることで、曲線施工をスムーズに行うことが可能になる。これにより、曲線への追従性が良好になるのみならず、余掘りが大きくなることもない。
In this way, according to the
(実施例2) (Example 2)
次に、実施例2として、以上の構成を有するシールド掘進機1におけるテールシール12Baの交換について、図27~図41を用いて説明する。ここで、図27~図41は実施例2のシールド掘進機のテールシールの交換手順を連続的に示す図である。これらの図面において、(a)は後胴プレートを平面から見た概念図であり、(b)は後胴プレートを横から見た説明図である。また、(a)においては、本実施例で8本設置されたシールドジャッキの内の隣り合う2本1組のシールドジャッキが表されており、他の組のシールドジャッキも同様に動作する。
Next, as a second embodiment, the replacement of the tail seal 12Ba in a
なお、テールシール12Baの交換を行うシールド掘進機1では、図2において、第1の状態にある場合での後胴外筒部5bbの寸法は、後胴内筒部5baと重なり合っていない部分の長さ(有効長:FL)が1610mm、有効長の内でテールシール12Ba,12Bb以外の長さ(L1)が1130mm、テールシール12Ba,12Bbの長さ(L2)が480mm、第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(L3)が350mmとなっている。そして、後胴外筒部5bbの移動可能な長さは第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(L3)に相当することから、350mmである。但し、これらの寸法は一例であり、本発明がこれらの寸法に限定されるものではない。
In the
また、交換されるテールシールは、前後2カ所に設けられたテールシール12Ba,12Bbの内の前方に位置するテールシール12Baである。これは、後方に位置するテールシール12Bbは地下水や土砂の圧力を直接受けているので、このテールシール12Bbを交換のために取り外すことはできないからである。 The tail seal to be replaced is the tail seal 12Ba located at the front of the two tail seals 12Ba, 12Bb. This is because the tail seal 12Bb located at the rear is directly subjected to pressure from groundwater and soil, and therefore cannot be removed for replacement.
そして、前述した後胴外筒部5bbの各寸法により、後胴外筒部5bbが第2の状態(後胴プレート5bの長さが相対的に短くなった位置)のときに、前方に位置するテールシール12BaがセグメントSGから外れて機内に露出するようになっている。
The dimensions of the rear fuselage outer cylinder 5bb described above allow the tail seal 12Ba located at the front to come off the segment SG and be exposed inside the aircraft when the rear fuselage outer cylinder 5bb is in the second state (a position where the length of the
さて、テールシール12Baの交換においては、図27に示すように、後胴外筒部5bbを第1の状態にしておく。この第1の状態では、固定部材17は第1の固定部材用溝部21に嵌め込まれて固定台16aに固定されており、第2の固定部材用溝部22にはフラットプレート24が設置されている。
Now, when replacing the tail seal 12Ba, the rear outer barrel portion 5bb is placed in the first state as shown in Figure 27. In this first state, the fixing
次に、図28に示すように、シールドジャッキ9bを所定長(伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込むことができる長さ)ストロークさせてシールド掘進機1を前進させる。
Next, as shown in FIG. 28, the
次に、第2の固定部材用溝部22に設置されているフラットプレート24を撤去した後、固定部材17を後胴内筒部5baから取り外し、図29に示すように、取り外した固定部材17を第2の固定部材用溝部22に移設する。
Next, the
次に、図30に示すように、一部のシールドジャッキ9b(図30(a)に示す場合には、下側のシールドジャッキ9b)をセグメントSGに押し当てた状態にしておいて(つまり、バックリング防止措置を行った状態にしておいて)、他のシールドジャッキ9b(図30(a)に示す場合には、上側のシールドジャッキ9b)を所定長引き、バックリング防止部材25を介在してセグメントSGに押し当てる。
Next, as shown in Figure 30, some of the
次に、図31に示すように、セグメントSGに押し当てたシールドジャッキ9b(図31(a)に示す場合には、下側のシールドジャッキ9b)を所定長引き、伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込んで後胴外筒部5bbにボルトで固定し、シールドジャッキ9bの先端に(詳しくは、シールドジャッキ9bに設けられたスプレッダ15に)テンションボルトで固定する。
Next, as shown in Figure 31, the
次に、図32に示すように、伸縮力伝達部材18が固定されたシールドジャッキ9bを所定長引いて後胴外筒部5bbを引き込む。詳しくは、第2の固定部材用溝部22に嵌め込まれた固定部材17が固定台16aに当たる位置までシールドジャッキ9bを引く。これにより、後胴外筒部5bbが前方に移動して、後胴プレート5bの長さが相対的に短くなった第2の状態になる。ここでは、第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(図2のL3の長さ)が350mmとなっているので、後胴プレート5bの長さは350mm短くなる。そして、後胴外筒部5bbが前方に移動することで、図示するように、テールシール12BaがセグメントSGから外れて機内に露出する。なお、固定部材17は固定台16aにボルトで固定する。
Next, as shown in FIG. 32, the
次に、図33に示すように、バックリング防止部材25と干渉しない部分のテールシール12Baを新しいテールシール12Baに交換する。なお、図33において、交換される部分のテールシール12Baは網線で示されている。
Next, as shown in Figure 33, the tail seal 12Ba that does not interfere with the buckling
このようにしてテールシール12Baの一部を交換したならば、図34に示すように、伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23から取り外し、取り外したシールドジャッキ9bとセグメントSGとの間にバックリング防止部材25を介在させ、当該シールドジャッキ9bを伸ばしてバックリング防止部材25をセグメントSGに押し当てる。
After replacing part of the tail seal 12Ba in this way, as shown in Figure 34, remove the expansion and contraction
次に、図35に示すように、テールシール12Baを交換していない部分に位置するバックリング防止部材25を外し、伸縮力伝達部材18を伝達部材用溝部23に嵌め込んで後胴外筒部5bbにボルトで固定するとともにシールドジャッキ9bの先端に(詳しくは、シールドジャッキ9bに設けられたスプレッダ15に)テンションボルトで固定する。但し、テールシール12Baを交換した部分のシールドジャッキ9bとセグメントSGとの間にはバックリング防止部材25が介在しており、固定部材17は固定台16aに固定されているので、伸縮力伝達部材18の取り付けは省略してもよい。
Next, as shown in FIG. 35, the buckling
このようにしてバックリング防止部材25の位置を入れ替えたならば、図36に示すように、新たにバックリング防止部材25と干渉しなくなった部分のテールシール12Ba(つまり、残りの部分のテールシール12Ba)を新しいテールシール12Baに交換する。これにより、テールシール12Baの全体が交換されることになる。
After swapping the position of the buckling
そして、図37に示すように、バックリング防止部材25を外してセグメントSGを設置する。すると、機内に露出した状態になっていた新たなテールシール12BaがセグメントSGにより径方向外方に押し広げられ、設置されたセグメントSGの外周に位置することになる。これにより、シールド掘進機1におけるテールシール12Baの交換が完了する。なお、セグメントSGを設置した状態では、伸縮力伝達部材18が固定されていないシールドジャッキ9bでバックリング防止が行われる。
Then, as shown in FIG. 37, the buckling
このようにしてテールシール12Baの交換が完了してセグメントSGを設置したならば、図38に示すように、伸縮力伝達部材18のセグメントSG側にスペーサ18aを取り付け、さらに、第2の固定部材用溝部22に嵌め込まれた固定部材17を撤去する。これにより、後胴外筒部5bbは、固定台16aとの締結が解除されて軸方向に移動可能な状態になる。なお、図示するように、スペーサ18aを伸縮力伝達部材18に取り付けるためのスペースが必要なために、伸縮力伝達部材18に取り付けられたスペーサ18aとセグメントSGとの間には僅かな隙間が形成される。
Once the replacement of the tail seal 12Ba is completed and the segment SG is installed in this manner, as shown in FIG. 38, a
次に、図39に示すように、シールドジャッキ9bを伸ばして後胴内筒部5baを前方に移動させ、固定部材17を第1の固定部材用溝部21に嵌め込んで固定台16aに固定するとともに、後胴外筒部5bbにボルトで固定する。また、第2の固定部材用溝部22にフラットプレート24を設置する。これにより、後胴内筒部5baが前方に移動して、後胴プレート5bの長さが相対的に長くなった第1の状態になる。ここでは、第1の固定部材用溝部21と第2の固定部材用溝部22との間隔(図2のL3の長さ)が350mmとなっているので、後胴プレート5bの長さは350mm長くなる。
Next, as shown in FIG. 39, the
なお、前述のように、スペーサ18aとセグメントSGとの間には僅かな隙間が形成されているので、シールドジャッキ9bが伸びて伸縮力伝達部材18を介してスペーサ18aがセグメントSGに押し当てられたとき、当該隙間分だけ後胴外筒部5bbが後退移動する。すると、テールシール12Ba,12Bbが、セグメントSGに対して本来の動き(前方への動き)とは逆方向の動きをして後方に移動する。しかしながら、その移動量は前述の隙間に相当する僅かなものなので、テールシール12Ba,12Bbの形状が変形するなどの問題は発生しない。
As mentioned above, a small gap is formed between the
次に、図40に示すように、伸縮力伝達部材18とスペーサ18aとが取り付けられていないシールドジャッキ9bをセグメントSGに押し当てた状態で、伸縮力伝達部材18とスペーサ18aとが取り付けられたシールドジャッキ9bを僅かに引いてスペーサ18aとセグメントSGとの間に隙間を形成し、伸縮力伝達部材18とスペーサ18aとを撤去する。
Next, as shown in FIG. 40, while the
次に、図41に示すように、シールドジャッキ9bを引いてセグメントSGを設置して行く。
Next, as shown in Figure 41, pull the
このように、本実施例のシールド掘進機1によれば、後胴プレート5bを構成する後胴外筒部5bbが後胴内筒部5baと摺動するようにして軸方向に移動可能になっているので、後胴外筒部5bbが第1の位置から第2の位置へと移動することで、テールシール12BaがセグメントSGから外れて機内に露出する。したがって、テールシール12Baの交換作業をシールド機内から行うことが可能になる。これにより、テールシール12Baの劣化や損傷に起因するトラブルを未然に防止することができる。
In this way, according to the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiments, but the embodiments disclosed in this specification are illustrative in all respects and are not limited to the disclosed technology. In other words, the technical scope of the present invention should not be interpreted restrictively based on the explanation in the above embodiments, but should be interpreted strictly according to the description of the claims, and includes technologies equivalent to the technologies described in the claims and all modifications that do not deviate from the gist of the claims.
以上の説明では、本発明を泥土圧シールド掘進機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、チャンバ内の泥水に所定の圧力を加えることにより切羽を安定させ、泥水を循環させることにより掘削土砂を輸送する仕組みを持つ泥水式シールド掘進機など、他のシールド掘進機にも適用できる。 In the above explanation, the present invention has been described as being applied to an earth pressure shield machine, but the present invention is not limited to this, and can also be applied to other shield machines, such as an earth pressure shield machine that stabilizes the face by applying a predetermined pressure to the earth pressure in the chamber and transports the excavated earth by circulating the earth pressure.
1 シールド掘進機
2 カッタヘッド
3 機器本体
5 スキンプレート
5a 前胴プレート(前胴部)
5b 後胴プレート(後胴部)
5ba 後胴内筒部
5bb 後胴外筒部
9a 中折れジャッキ
9b シールドジャッキ
9ba ロッド
9bb ブロック
12Ba,12Bb テールシール
12R シール室
15 スプレッダ
15a 脚部(規制突起)
15b 凹状部
15f 押圧面
16 中間リング体
16a 固定台
17 固定部材
18 伸縮力伝達部材
18a スペーサ
19 ローリングストッパ(規制手段)
19a 嵌合溝
19b 嵌合部材
20 板状体
21 第1の固定部材用溝部(第1の固定部材用係合部)
22 第2の固定部材用溝部(第2の固定部材用係合部)
23 伝達部材用溝部(伝達部材用係合部)
21a,22a,23a 穴
24 フラットプレート(平滑化部材)
25 バックリング防止部材
SG セグメント
1
5b Rear fuselage plate (rear fuselage section)
5ba: Rear body inner cylinder portion 5bb: Rear body
15b:
22 Second fixing member groove portion (second fixing member engagement portion)
23 Groove portion for transmission member (engagement portion for transmission member)
21a, 22a,
25 Buckling prevention member SG segment
Claims (2)
前記前胴部側に位置して先端にスプレッダが取り付けられた複数本のシールドジャッキが設けられた後胴内筒部、および前記後胴内筒部に後続して当該後胴内筒部と部分的に重なり合って設置されるとともに軸方向に移動可能な後胴外筒部を有する後胴部と、
を備え、
前記後胴外筒部には、
内周面において前方から後方に向かってそれぞれ周方向の全周に亘って凹状に形成された環状の第1の固定部材用溝部、第2の固定部材用溝部および伝達部材用溝部と、
前記後胴内筒部の内周面に沿って当該後胴内筒部に環状に設けられた中間リング体に設けられた固定台に固定され、前記第1の固定部材用溝部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に長くなった第1の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定し、前記第2の固定部材用溝部に着脱可能に係合して前記後胴部の長さが相対的に短くなった第2の状態で前記後胴外筒部を前記後胴内筒部に固定する固定部材と、
前記伝達部材用溝部に着脱可能に係合して前記シールドジャッキの前記スプレッダを前記後胴外筒部に固定する伸縮力伝達部材と、
前記第2の固定部材用溝部および前記伝達部材用溝部に設置され、前記第2の固定部材用溝部および前記伝達部材用溝部と前記後胴外筒部の内周面とを面一にして前記スプレッダの嵌まり込みを防止するための平滑化部材とが設けられている、
ことを特徴とするシールド掘進機。 A forward body where the cutter head is installed;
a rear barrel section having a rear barrel inner section located on the forward barrel section side and provided with a plurality of shield jacks each having a spreader attached to a tip thereof, and a rear barrel outer section subsequent to the rear barrel inner section, the rear barrel outer section being installed so as to partially overlap with the rear barrel inner section and being movable in the axial direction;
Equipped with
The rear outer barrel portion has
a first groove for a fixing member, a second groove for a fixing member, and a groove for a transmission member each formed in an annular shape concavely on an inner peripheral surface from the front to the rear over the entire circumference in the circumferential direction;
a fixing member that is fixed to a fixing base that is provided on an intermediate ring that is provided annularly on the rear trunk inner cylindrical portion along an inner circumferential surface of the rear trunk inner cylindrical portion, and that detachably engages with the first fixing member groove to fix the rear trunk outer cylindrical portion to the rear trunk inner cylindrical portion in a first state in which the length of the rear trunk portion is relatively long, and that detachably engages with the second fixing member groove to fix the rear trunk outer cylindrical portion to the rear trunk inner cylindrical portion in a second state in which the length of the rear trunk portion is relatively short;
an expansion/contraction force transmission member that detachably engages with the transmission member groove portion to fix the spreader of the shield jack to the rear trunk outer cylinder portion;
a smoothing member is provided in the second fixing member groove and the transmission member groove, and the smoothing member is provided to make the second fixing member groove and the transmission member groove flush with an inner circumferential surface of the rear trunk outer cylinder portion to prevent the spreader from getting caught.
A shield tunneling machine characterized by:
前記第2の固定部材用溝部に設置された前記平滑化部材は着脱可能になっている、
ことを特徴とする請求項1記載のシールド掘進機。 A range in which the fixing member is fitted into the second fixing member groove portion overlaps with a range through which the spreader passes,
The smoothing member installed in the second fixing member groove is detachable.
2. A shield tunneling machine according to claim 1.
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| JP2000204880A (en) | 1999-01-08 | 2000-07-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Center-folding type shield machine |
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