特開 2023-150328 シールド掘削機のテールシールの交換方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023150328

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】シールド掘削機のテールシールの交換方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/00 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

E21D11/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022059388

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】110002170

【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英典

(72)【発明者】

【氏名】川内 大輔

(72)【発明者】

【氏名】有川 健

【テーマコード（参考）】

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D155BA01

2D155GB02

(57)【要約】

【課題】小さな曲げ半径のトンネルを構築することが可能なシールド掘削機のテールシールの交換方法を提供する。
【解決手段】周方向に分割されたピースからなる既設のセグメントリング３０を反力受けとした複数の推進ジャッキ１５のロッド１５ａの伸長により前方に向かって掘削機本体を推進し、既設のセグメントリング３０の前方に新たなセグメントリングを順次設置することによりトンネルを構築する途中において、掘削機本体のスキンプレート１０の後部に設けられ、スキンプレート１０の内周面と既設のセグメントリング３０の外周面との間を封止するテールシール６１を交換する。交換すべきテールシール６１の内方に位置するピース３２を、推進ジャッキ１５のロッド１５ａのスプレッダーと固定し、このロッド１５ａを収縮することによりピース３２を前方に引き出し、このピース３２の引き出しにより生じた空間Ｓを介して交換すべきテールシール６１を交換する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に分割されたピースからなる既設のセグメントリングを反力受けとした複数の推進ジャッキのロッドの伸長により切羽側に向かって掘削機本体を推進し、前記既設のセグメントリングの前記切羽側に新たなセグメントリングを順次設置することによりトンネルを構築する途中において、前記掘削機本体の胴体の後部に設けられ、前記胴体の内周面と前記既設のセグメントリングの外周面との間を封止するテールシールを交換する方法であって、
交換すべき前記テールシールの内方に位置する前記既設のセグメントリングを構成するピースのうち少なくとも１つのピースを、前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、当該ロッドを収縮することにより前記ピースを前記切羽側に引き出し、
当該ピースの引き出しにより生じた空間を介して前記交換すべきテールシールを交換することを特徴するシールド掘削機のテールシールの交換方法。

【請求項2】

前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースを引き出した後、当該ピースと周方向に隣り合うピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも他の１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、当該ロッドを収縮することにより前記ピースを前記切羽側に引き出すことを特徴する請求項１に記載のシールド掘削機のテールシールの交換方法。

【請求項3】

前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースと当該ピースと周方向に隣り合うピースとを固定し、これらピースの少なくとも何れか１つのピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、当該ロッドを収縮することによりこれらピースを同時に前記切羽側に引き出すことを特徴とする請求項１に記載のシールド掘削機のテールシールの交換方法。

【請求項4】

前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースを、当該ピースの前記切羽側に位置するピースと固定して、当該切羽側に位置するピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、これらピースを同時に前記切羽側に引き出すことを特徴する請求項１に記載のシールド掘削機のテールシールの交換方法。

【請求項5】

前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースを引き出した後、当該ピースと当該ピースの立抗側に位置するピースとの間にスペーサを介在させ、
その後、前記ピースと周方向に隣り合うピースの少なくとも何れか一方のピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、前記ロッドを収縮することにより前記ピースを前記切羽側に引き出すことを特徴する請求項１から４の何れか１項に記載のシールド掘削機のテールシールの交換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールド掘削機のテールシールを交換する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネルを構築するために、掘削機本体の前端部で地盤を掘削し、掘削機本体の後部においてセグメントリングを組み立てることを１リング毎に繰り返すシールド掘削機が使用されている。シールド掘削機においては、掘削機本体の胴体の後部の内周面とセグメントリングの外周面との隙間を止水するためにテールブラシなどのテールシールを備えている。

【0003】

長距離のトンネルを構築する場合には、テールシールに劣化や損傷が生じ、セグメントリングの不具合やジャッキ推力の異常などの不具合が生じるおそれがあった。そのため、トンネルの掘進途中においてテールシールを交換する必要が生じていた。

【0004】

そこで、特許文献１には、元のテールシールリングの前端に新たなテールシールリングを固定した状態でシールドジャッキのロッドを伸長させることにより、これらテールシールリングを後方に移動させた後、ロッドを短縮させて、元のテールシールリングを除去する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－１８４４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、シールドジャッキのロッドのストロークはテールシールリングの長さよりも長くしなければならない。しかし、この場合、小さな曲げ半径のトンネルを構築することができないという不具合が生じる。

【0007】

本発明は、以上の点に鑑み、小さな曲げ半径のトンネルを構築することが可能なシールド掘削機のテールシールの交換方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のシールド掘削機のテールシールの交換方法は、周方向に分割されたピースからなる既設のセグメントリングを反力受けとした複数の推進ジャッキのロッドの伸長により切羽側に向かって掘削機本体を推進し、前記既設のセグメントリングの前記切羽側に新たなセグメントリングを順次設置することによりトンネルを構築する途中において、前記掘削機本体の胴体の後部に設けられ、前記胴体の内周面と前記既設のセグメントリングの外周面との間を封止するテールシールを交換する方法であって、交換すべき前記テールシールの内方に位置する前記既設のセグメントリングを構成するピースのうち少なくとも１つのピースを、前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、当該ロッドを収縮することにより前記ピースを前記切羽側に引き出し、当該ピースの引き出しにより生じた空間を介して前記交換すべきテールシールを交換することを特徴する。

【0009】

本発明のシールド掘削機のテールシールの交換方法によれば、交換すべきテールシールの内方に位置するピースを推進ジャッキのロッドを収縮することにより切羽側に引き出し、この引き出しにより生じた空間を介してテールシールを交換する。これにより、テールシールの交換に必要なロッドの収縮量は、テールシールを交換可能な空間を形成することが可能であればよく、上記特許文献１に記載された技術と比較して、ロッドのストロークを抑制することが可能であり、小さな曲げ半径のトンネルを構築することができる。

【0010】

本発明のシールド掘削機のテールシールの交換方法において、前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースを引き出した後、当該ピースと周方向に隣り合うピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも他の１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、当該ロッドを収縮することにより前記ピースを前記切羽側に引き出すことが好ましい。

【0011】

この場合、交換すべきテールシールの内方に位置するセグメントリングを構成するピースを順次引き出すので、セグメントリング全体を引き出す場合と比較して、止水などの作業を部分的に行うことが可能となり、止水などを抑制することができる。

【0012】

また、本発明のシールド掘削機のテールシールの交換方法において、前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースと当該ピースと周方向に隣り合うピースとを固定し、これらピースの少なくとも何れか１つのピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、当該ロッドを収縮することによりこれらピースを同時に前記切羽側に引き出すことが好ましい。

【0013】

この場合、交換すべきテールシールの内方に位置するセグメントリングを構成する複数のピースを同時に引き出すので、ピースを１個ずつ引き出す場合と比較して、引き出し作業の簡素化を図ることができる。

【0014】

また、本発明のシールド掘削機のテールシールの交換方法において、前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースを、当該ピースの前記切羽側に位置するピースと固定して、当該切羽側に位置するピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、これらピースを同時に前記切羽側に引き出すことが好ましい。

【0015】

この場合、交換すべきテールシールの内方に位置するピースの切羽側に他のピースが位置する場合であっても、テールシールを交換することが可能となり、より多くの段数のテールシールを交換することができる。

【0016】

また、本発明のシールド掘削機のテールシールの交換方法において、前記交換すべきテールシールの内方に位置する前記少なくとも１つのピースを引き出した後、当該ピースと当該ピースの立坑側に位置するピースとの間にスペーサを介在させ、その後、前記ピースと周方向に隣り合うピースの少なくとも何れか一方のピースを前記複数の推進ジャッキのうちの少なくとも１つの推進ジャッキのロッドのスプレッダーと固定し、前記ロッドを収縮することにより前記ピースを前記切羽側に引き出すことが好ましい。

【0017】

この場合、ピースの間にスペーサに介在させることにより、これらピースの安定化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールの交換方法に用いるシールド掘削機を模式縦断面図。

【図2】シールド掘削機の中心軸側から見た模式展開図であり、テールシールを交換するときのセグメントリングを構成するピースの配置を示す。

【図3】シールド掘削機の中心軸側から見た模式展開図であり、最初の２個のピースを引き出した状態を示す。

【図4】ピースガイドアタッチメントを備えたエレクタの模式縦断面図。

【図5】止水板組み付けアタッチメントを備えたエレクタの模式縦断面図。

【図6】スペーサ配置アタッチメントを備えたエレクタの模式縦断面図。

【図7】シールド掘削機の中心軸側から見た模式展開図であり、最初に引き出した２個のピースにより生じた空間にスペーサを配置した状態を示す。

【図8】シールド掘削機の中心軸側から見た模式展開図であり、次の２個のピースを引き出した状態を示す。

【図9】シールド掘削機の中心軸側から見た模式展開図であり、最後の２個のピースを引き出した状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールの交換方法を実施する際に使用されるシールド掘削機１００について図面を参照して説明する。

【0020】

図１に示すように、シールド掘削機１００は、スキンプレート（シールド筒）１０と、スキンプレート１０に組付けた掘削ユニット２０とを備えている。スキンプレート１０は、前スキンプレート（前胴）１１と後スキンプレート（後胴）１２とから構成されている。スキンプレート１０及び掘削ユニット２０は本発明の掘削機本体に相当し、スキンプレート１０は本発明の胴体に相当する。

【0021】

後スキンプレート１２の前端には、前スキンプレート１１の後端部に内嵌する球面ジョイント部１３が設けられており、前スキンプレート１１は後スキンプレート１２に対し任意の方向に屈曲自在となっている。そして、前スキンプレート１１と後スキンプレート１２とを連結する中折れジャッキ１４が周方向の間隔を存して複数設けられており、これら中折れジャッキ１４により前スキンプレート１２の方向、即ち、シールド掘削機１００の掘進方向を調節することができる。

【0022】

後スキンプレート１２には、既設のセグメントリング３０を反力受けにしてシールド掘削機１００を前進させる複数の推進ジャッキ（シールドジャッキ）１５が周方向の間隔を存して取付けられている。

【0023】

後スキンプレート１２の内部には、図２も参照して、掘削済みのトンネル内壁面にピース４１等によりリング状のセグメントリング３１等を組付けるエレクタ５０が配置されている。

【0024】

既設のセグメントリング３０を反力受けにして推進ジャッキにより掘削機本体を前進させ、推進ジャッキ１５の後方（立坑側）と既設のセグメントリング３０の先端との間に新たなセグメントリングを設置する。セグメントリング３１等は、複数、ここでは６個の鋼製のピース４１等が周方向に連結されたものであり、短い略円管状である。

【0025】

シールド掘削機１００内にピース４１等を搬入し、シールド掘削機１００に配置されたエレクタ５０を用いてピース４１等をリング状に組み立てる。ピース４１等は重量物であるので、ピース４１等を組み付けることが可能なピース組み付けアタッチメント５１を備えるエレクタ５０を用いて、シールド掘削機１００内で組み付け作業が行われる。

【0026】

各ピース４１等には、詳細は図示しないが、ピース組み付けアタッチメント５１のそり状の支持部材５１ａに備わるピンなどの突起状体により保持されるために、窪みや貫通孔などの被保持部が形成されている。各ピース４１等は、その被保持部が突起状体に保持された状態で、支持部材５１ａに載置されることにより、ピース組み付けアタッチメント５１に保持される。

【0027】

掘削ユニット２０は、隔壁２１と、スキンプレート１０の前端より前方（切羽側）で切羽を掘削するカッタヘッド２２とを有している。カッタヘッド２２は、隔壁２１に支持されている。

【0028】

隔壁２１の背面には、カッタヘッド２２を回転駆動させる駆動ユニット２３が設けられている。駆動ユニット２３は駆動モータ、減速機、ギヤ等から構成され、駆動ユニット２３の駆動力によって、駆動軸２４を介してカッタヘッド２２は高トルクで回転駆動する。

【0029】

隔壁２１とカッタヘッド２２との間の空間は隔室２５となっている。隔室２５は、掘削土砂を泥水と共に充填して切羽面からの土圧に対抗させるためのものである。隔壁２１の後側には、隔室２５と連通する土砂搬出装置２６が設けられている。送泥管２６ａ及び排泥管２６ｂからなる土砂搬出装置２６は、後方の発進立坑にまで到っている。

【0030】

後スキンプレート１２の後部には、既設のセグメントリング３０の外周面との間の隙間を封止するテールシール６１～６３が取付けられている。なお、テールシール６１～６３には、ブラシ状のテールブラシも含まれる。

【0031】

各テールシール６１～６３は、全体として環状であり、内周がセグメントリング３０の外周面に接触するように設けられている。テールシール６１～６３は、切羽側を前方とし、立坑側を後方としたとき、前後方向に離間して複数段、ここでは３段に亘って設けられている。各テールシール６１～６３は、詳細は図示しないが、例えば、段ごとに周方向に分割されたテールプレート１２ａにボルトなどによって固定されており、各テールプレート１２ａは溶接やボルトなどによって後スキンプレート１２に固定されている。このように、各テールシール６１～６３はテールプレートに対して交換可能である。

【0032】

そして、トンネル構築中にテールシール６１，６２を交換する場合、図２に示すように、交換すべきテールシール６１，６２に対してセグメントリング３１等を構成するピース４１等が所定の位置となるように配置する。換言すれば、所定のピース４１等が所定の位置に配置された構築中のトンネルにおいて所定の位置のテールシール６１，６２を交換することができる。なお、図２、３は、シールド掘削機１００の中心軸側から見た模式展開図である。

【0033】

ここでは、最も切羽側に位置する段のテールシール６１を交換する場合について説明する。カーブを施工するときなどに、後スキンプレート１２の内周面とセグメントリング３１とのクリアランスが狭くなることで、このテールシール６１は、セグメントリング３１と擦れて摩耗し易く、最も交換頻度が高い。テールシール６１と同時にテールシール６２を交換してもよい。なお、テールシール６３を交換する場合は、別途立坑側を止水することになる。

【0034】

交換すべきテールシール６１の内方（シールド掘削機１００の中心軸側）に位置するセグメントリング３１を構成する各ピース４１は、鋼製ピースであり、止水剤注入用の注入口４１ａが１つ形成されている。ただし、必ずしも、これらピース４１に注入口４１ａが形成されていなくてもよい。

【0035】

そして、交換すべきテールシール６１の内方に位置するセグメントリング３１よりも所定段数だけ立坑側に位置するセグメントリング３３、３４を構成する各ピース４３、４４も、鋼製ピースであり、周方向に離間して複数の注入口４３ａ、４３ｂ、４４ａが形成されている。ここでは、セグメントリング３１より２つ立坑側に位置するセグメントリング３３を構成する各ピース４３には、周方向に離間してそれぞれ複数の固結滑剤注入用の注入口４３ａ及び止水剤注入用の注入口４３ｂが設けられている。

【0036】

このセグメントリング３３は、最も立坑側に位置するテールシール６３よりも立坑側に位置している。なお、このセグメントリング３３よりも１つ立坑側のセグメントリング３４、すなわち、ここでは、交換すべきテールシール６１の内方に位置するセグメントリング立坑側より３つ立坑側に位置するセグメントリング３４を構成する各ピース４４にも、周方向に離間する複数の止水剤注入用の注入口４４ａが設けられている。

【0037】

各注入口４１ａ、４３ａ、４３ｂ、４４ａは、詳細は図示しないが、逆止弁を備えており、通常時はプラグで封止されている。固結滑剤や止水剤を注入する際に、プラグを外し、注入後にプラグで注入口４１ａ、４３ａ、４３ｂ、４４ａを封止する。

【0038】

なお、図示しないが、全てのピースは、地山とセグメントリング３０との隙間に裏込め剤を注入するために、少なくとも１つの注入口を備えている。一方、上述したピース４１～４４においては、裏込め剤を注入するだけでなく、テールシール６３より立坑側で、セグメントリング３２～３４と地山との隙間を止水する必要がある。この止水は全周に亘って確実に行う必要があるので、周方向に離間して複数の注入口４３ａ、４３ｂ、４４ａが設けられている。なお、注入口４１ａは、緊急時に止水剤を注入するために設けられているため、各ピース４１に１つずつだけしか設けられていない。

【0039】

交換すべきテールシール６１の内方に位置するセグメントリング３１より２つ立坑側に位置するセグメントリング３３を構成する各ピース４３に設けられる注入口４３ａの個数は、他のピース４１、４４に設けられる注入口４１ａ、４４ａの個数と比較して、多い又は同じであることが好ましい。これにより、これより立坑側にテールシール６１～６３が存在しない、最も止水が必要なセグメントリング３３と地山との間を確実に止水することが可能となる。

【0040】

以下、上述したシールド掘削機１００を用いて、本発明の実施形態に係るシールド掘削機のテールシールの交換方法について説明する。

【0041】

まず、図２に示すように、交換すべきテールシール６１に対するセグメントリング３１～３４の位置関係を上述した所定のものとする。このように、テールシール６１を交換すべき時期となったら、予め所定のセグメントリング３１～３４を用いてトンネルを構築しておく。

【0042】

そして、最も立坑側に位置するテールシール６３より立坑側に位置するセグメントリング３３を構成するピース４３の各注入口４３ａから固結滑剤を注入し、その後、注入口４３ｂから止水剤を注入する。これにより、テールシール６３の立坑側からの地下水の流れを止めることができる。裏込め剤を注入すると止水剤が注入できないので、低強度の充填剤である固結滑剤で一旦地山の崩壊を防止して、その後、止水剤を注入して、固結滑剤と置き換える。なお、最終的には裏込め剤を注入する。

【0043】

次に、図３に示すように、交換すべきテールシール６１の内方に位置するセグメントリング３１を構成するピース４１の一部を切羽側に引き出す。ここでは、セグメントリング３１の頂部に位置するピース４１－１と、これを隣り合うピース４１－２とを最初に引き出す場合について説明する。

【0044】

なお、これらピース４１－１，４１－２には、その隣り合うピースと当接する周方向の両側面に予め滑剤を塗布しておくことが好ましい。また、これらの両側面にシール材を埋め込んでおくことが好ましい。これらにより、ピース４１－１と４１－２の間で引き出し時に生じる損傷の低減を図ることが可能となる。

【0045】

この際、作業者は、ピース組み付けアタッチメント５１を取り外し、代わりに、図４に示すように、ピースガイドアタッチメント５２をエレクタ５０に取り付ける。そして、作業者は、このエレクタ５０を操作して、ピース４１－１、４１－２を引き出して空間Ｓを確保する。この空間Ｓは、ピース４１－１、４１－２が元々存在していた空間を含有する空間である。ピースガイドアタッチメント５２は、これらピース４１－１、４１－２をガイド面にて案内するそり状のガイド部材５２ａを備えている。このガイド部材５２ａの上面に押し付けられるようにして、これらピース４１－１、４１－２が案内されるので、残存するピース４２－１、４２－２、４２－６等の脱落を防止することができる。なお、上部に位置するピース４１－１、４１－２を案内する際は、ガイド部材５２ａによって支持し、中間部及び下部に位置するピース４１－３～６を案内する際は、ガイド部材５２aに沿って摺動させることが可能な構成であることが好ましい。

【0046】

残存するピース４１－３～４１－６が脱落しないように推進ジャッキ１５－３～１５―６で抑えながら、頂部に位置するピース４１－１と、これと隣り合う一方の側のピース４１－２を最初に引き出す。頂部に位置するピース４１－１は、切羽側に向けてテーパ状に広がるとなるように両側面が傾斜している。そして、これらと隣り合うピース４１－２は、ピース４１－１の接する側面に対応して一方の側面が傾斜している。

【0047】

引き出しは、まず、頂部のピース４１－１とこれに対応する推進ジャッキ１５－１のロッド１５ａ－１の後端部の端部に設けられたスプレッダーとを固定する。また、頂部のピース４１－１と隣り合うピース４１－２とこれに対応する推進ジャッキ１５－２のロッド１５ａ－２の端部に設けられたスプレッダーとを固定する。なお、ピース４１－１等とロッド１５ａ－１等の端部に設けられたスプレッダーとの固定は、クランプや万力などの既知の着脱可能な固定手段により固定すればよい。

【0048】

その後、推進ジャッキ１５－１のロッド１５ａ－１を収縮させる。これにより、頂部のピース４１－１が引き出される。そして、これと同時に又はこの後に、推進ジャッキ１５－２のロッド１５ａ－２を収縮させる。これにより、ピース４１－２が引き出される。

【0049】

これら引き出しにおけるロッド１５ａ－１、１５ａ－２の収縮ストロークは、後述するスペーサ８１、８２の長さよりも長い距離とする。ただし、頂部のピース４１－１を引き出す際の収縮ストロークは、引き出したときにピース４１－２との間に隙間が生じるように、ピース４１－２を引き出すときの収縮ストロークより少し長い距離とする。

【0050】

なお、テールシール６１を交換した後、テールシール６１のシール部分がセグメントリング３１を通過するときに、テールシール６１の損傷などにより、セグメントリング３１を構成するピース４１間の目地などから出水した場合、ピース４１の各注入口４１ａから止水剤を注入することにより、緊急的に漏水を防止することができる。

【0051】

次に、作業者は、ピースガイドアタッチメント５２を取り外し、代わりに、図５に示すように、止水プレート組み付けアタッチメント５３をエレクタ５０に取り付ける。そして、作業者は、このエレクタ５０を操作して、以下で説明するように、止水プレート７０を設置する。

【0052】

止水プレート組み付けアタッチメント５３は、止水プレート７０を把持することが可能な把持部材５３ａを備えている。この把持部材５３ａにより止水プレート７０を把持することより、重量物である止水プレート７０をエレクタ５０によって簡易に組み付けることができる。ここでは、止水プレート組み付けアタッチメント５３は、ピースガイドアタッチメント５２に把持部材５３ａを追加した構成となっているが、このような構成に限定されず、止水プレート７０を着脱自在に保持するものであってもよい。

【0053】

そして、図３及び図５に示すように、空間Ｓに露出したピース４１－３、４１－６、４２－１、４２－２、４２－６の露出面に必要に応じて止水プレート７０を設置する。止水プレート７０には、ピース４１－３、４１－６の露出した一側面を覆って前後方向（シールド掘削機１００の中心軸方向）に延びる第１の止水プレート７１と、ピース４２－１、４２－２、４２－６の露出した前面、及び、ピース４１－３，４１－６の外周面と後スキンプレート１２の内周面との間を覆って円環が分割された形状の面を有する第２の止水プレート７２とからなっている。これら２種類の止水プレート７１、７２は、止水剤などによる止水の状況に応じて、何れか一方、または、両方を設置すればよいが、ここでは、両方の止水プレート７１、７２を設置する場合について説明する。

【0054】

各ピース４１－３、４１－６の両側壁には、図示しないが、隣接するピース同士を接続するボルトが挿通される貫通孔が形成されている。そして、第１の止水プレート７１は、残存するピース４１－３、４１－６の露出する側壁に略全面に亘って当接する矩形状の鋼製の平板からなっている。そして、この平板に形成された貫通孔と側壁に形成された貫通孔を挿通するボルトによって、残存するピースの側壁４１－３、４１－６に固定される。また、第１の止水プレート７１には、テールシール６１，６２をかわすように、切欠きが形成されている。

【0055】

第２の止水プレート７２は、露出するピース４２－１、４２－２、４２－６の前面を略全面に亘って覆うように、各ピース４２－１～４２－６の前面を６分割した大きさの分割された円環平板状となっている。

【0056】

なお、これら止水プレート７１、７２に形成された各貫通孔は、ボルトの位置調整幅を大きく確保するために、シールドの半径方向を長軸とする長孔となっている。

【0057】

次に、作業者は、シールド掘削機１００内に必要に応じて図示しない足場などを設置し、この足場などを用いてテールシール６１を交換する。具体的には、交換すべきテールシール６１を清掃した後、取り外す。そして、必要に応じてテールプレートやスキンプレートを整形したうえで、新たなテールシール６１を取り付ける。

【0058】

その後、作業者は、必要に応じて足場などを撤去したうえで、止水プレート組み付けアタッチメント５３を取り外し、代わりに、図６に示すように、スペーサ配置アタッチメント５４をエレクタ５０に取り付ける。

【0059】

そして、このエレクタ５０を操作して、図６及び図７に示すように、引き出したピース４１－１、４１－２と残存するピース４２－１、４２－２、４３－６の前後方向の隙間に、バックリングを防止するためにスペーサ８１、８２をそれぞれ配置する。スペーサ８１、８２は鋼製であり、所定の長さを有している。ここでは、頂部のピース４１－１を引き出した空間Ｓに配置されるスペーサ８１の長さは、これと隣り合うピース４１－２を引き出した空間Ｓに配置されるスペーサ８２の長さに比較して、少し長い又は同じとなっている。

【0060】

スペーサ配置アタッチメント５４は、スペーサ８１、８２を着脱可能に保持する保持部材５４ａを備えている。スペーサ８１，８２の内方側に溶接によって固定された座に、保持部材５４ａの上端壁がボルトにより固定することが可能となっている。この保持部材５４ａによりスペーサ８１、８２を保持することにより、重量物であるスペーサ８１、８２を空間Ｓ内に位置させることが可能となる。

【0061】

その後、推進ジャッキ１５－１、１５－２のロッド１５ａ－１、１５ａ－２を少し伸長させることにより、スペーサ８１をその前後方向に位置するピース４１－１、４２－１により、スペーサ８２をその前後方向に位置するピース４１－２、４２－２によりそれぞれ挟み込み、ピース４１－１、４１－２が引き出された状態をスペーサ８１、８２により維持する。

【0062】

次に、図８に示すように、引き出した状態に維持されたピース４１－１、４１－２と隣り合って配置されているピース４１－３、４１－６の引き出しを行う。頂部のピース４１－１の他方にて隣り合うピース４１－６は、頂部のピース４１－１の接する側面に対応して、一方の側面が傾斜している。一方、ピース４１－３の両側面は傾斜していない。これら２個のピース４１－３、４１－６の引き出しは既に説明したピース４１－１、４１－２の引き出しと同様に行う。なお、１個ずつ引き出しを行っても２個同時に引き出しを行ってもよい。

【0063】

なお、頂部のピース４１－１に隣接するピース４１－６を引き抜く際のロッド１５ａ－６の収縮ストロークは、引き出した状態のピース４１－１に対応するロッド１５ａ－１の長さと同じ又はそれ未満のロッド長となるようにすればよい。また、他のピース４１－３を引き出す際のロッド１５ａ－３の収縮ストロークは、このロッド１５ａ－６と同じであっても、これより少し大きくても小さくともよい。

【0064】

そして、これら２個のピース４１－３、４１－６の引き出しにより生じた空間Ｓを利用して、上記と同様に、テールシール６１－３、６１－６を交換し、さらに、スペーサ８３，８６を設置する。スペーサ８３，８６の長さはロッド１５ａ－３、１５ａ－６の収縮ストロークに対応した長さとすればよい。なお、第１の止水プレート７１は一旦取り外し、残存するピース４１－４、４１－５の露出する側壁に設置する。

【0065】

次に、図９に示すように、交換すべきテールシール６１の内方に位置するセグメントリング３１を構成する残存するピース４１－４、４１－５の引き出しを行う。これらの両側面は傾斜していない。これら２個のピース４１－４、４１－５の引き出しは既に説明した引き出しと同様に行う。なお、１個ずつ引き抜きを行っても２個同時に引き出しを行ってもよい。

【0066】

残存するピース４１－４、４１－５を引き出す際のロッド１５ａ－４、１５ａ－５の収縮ストロークは、既に引き抜いた両側面が傾斜していないピース４１－３を引き出す際のロッド１５ａ－３の収縮ストロークと同じとすればよい。

【0067】

そして、これら２個のピース４１－４、４１－５の引き出しにより生じた空間Ｓを利用して、上記と同様にテールシール６１－４、６１－５を交換し、さらに、スペーサ８４、８５を設置する。なお、第１の止水プレート７１は取り外す。また、隣り合う第２の止水プレート７２同士はその両端部同士を接続する。

【0068】

そして、テールシール６１にシリコンシールやテールグリスなどを塗布した後、セグメントリング３１の復旧を行う。これは、推進ジャッキ１５のロッド１５ａをそれぞれ少し収縮させてスペーサ８１～８６を取り外し、その後、推進ジャッキ１５のロッド１５ａを伸長させて、各ピース４１－１～４１－６を元の位置に戻す。この工程は、引き出した順序とは逆の順序で行えばよく、最後に頂部のピース４１－１を元に位置に戻す。上述したようにピース４１－１は、合わせて前方に向けてテーパ状に広がるとなるように両側面が傾斜しているので、これらを押し入れることにより、セグメントリング３１を確実に元の形状に戻すことが可能となる。

【0069】

なお、ピース４１－１～４１－６を戻す際、これらの両側面に滑剤を塗布しておくことが好ましい。また、両側面に新たなシール材を埋め込んでおくことが好ましい。これらにより、戻すときにピース４１－１～４１－６に生じる損傷の低減を図ることが可能となる。

【0070】

これにより、テールシール６１の交換作業は完了するが、図示しない注入口から裏込め剤を注入し、止水剤と置き換える。その後は、通常と同様に、セグメントリングを構築する工程を行えばよい。

【0071】

本発明は、上述したシールド掘削機のテールシールの交換方法に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、上述したシールド掘削機１００を用いるものに限定されず、既知の各種のシールド掘削機を用いることができる。

【0072】

また、６個のピース４１からなるセグメントリング３１において、２個ずつ３回に分けてピース４１を引き出す場合について説明した。しかし、これに限定されず、例えば、１個ずつ６回に分けて、また、３個ずつ２回に分けてピース４１を引き出してもよい。

【符号の説明】

【0073】

１０…スキンプレート（胴体、掘削機本体）、 １１…前スキンプレート、 １２…後スキンプレート、 １２ａ…テールプレート、 １５（１５－１～１５－６）…推進ジャッキ、 １５ａ（１５ａ－１～１５ａ－６）…ロッド、 ２０…掘削ユニット（掘削機本体）、 ２１…隔壁、 ２２…カッタヘッド、 ２３…駆動ユニット、 ３０…既設のセグメントリング、 ３１～３６…セグメントリング、 ４１（４１－１～４１－６）、４２～４５…ピース、 ４１ａ、４３ａ、４３ｂ、４４ａ…注入口、 ５０…エレクタ（組み立て装置）、 ５１…ピース組み付けアタッチメント、 ５１ａ…支持部材、 ５２…ピースガイドアタッチメント、 ５２ａ…ガイド部材、 ５３…止水プレート組み付けアタッチメント、 ５３ａ…把持部材、 ５４…スペーサ配置アタッチメント、 ５４ａ…保持部材、 ６１～６３…テールシール、 ７０…止水プレート、 ７１…第１の止水プレート、 ７２…第２の止水プレート、 ８１～８６…スペーサ、 １００…シールド掘削機、 Ｓ…空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】