特開 2024-139144 シールド掘進機

(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】P2024139144

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】シールド掘進機

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/093 20060101AFI20241002BHJP

   E21D 11/00 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

E21D9/093 D

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 2023049955

(22)【出願日】2023-03-27

(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】100101971

【弁理士】

【氏名又は名称】大畑 敏朗

(72)【発明者】

【氏名】津村 匡洋

(72)【発明者】

【氏名】星 智久

(72)【発明者】

【氏名】松田 直篤

(72)【発明者】

【氏名】森 竜生

(72)【発明者】

【氏名】今北 公宏

【テーマコード（参考）】

2D054

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D054AA02

2D054AC01

2D054AD02

2D054AD20

2D054GA04

2D054GA17

2D054GA96

2D155BA01

2D155LA13

(57)【要約】

【課題】後胴部が二重構造になったシールド掘進機において、後胴プレートの長さを短くした場合におけるセンサのケーブルと後胴内筒部との干渉を防止する。
【解決手段】後胴内筒部５ｂａおよび後胴内筒部５ｂａに後続設置されて軸方向に移動して後胴プレート５ｂを伸縮させる後胴外筒部５ｂｂからなる後胴プレート５ｂと、後胴外筒部５ｂｂの外周面に設けられたシール剤供給管１４と、シール剤供給管１４と連通して後胴外筒部５ｂｂに形成された外筒部側貫通孔Ｈ１と、機内から外筒部側貫通孔Ｈ１を通りシール剤供給管１４内に配設されて後胴外筒部５ｂｂに設置されたセンサＳと電気的に接続され、後胴外筒部側と機内側とに分離可能なケーブルＣと、外筒部側貫通孔Ｈ１に選択的に嵌め込まれ、機内側のケーブルＣａに取り付けられた接続プラグ２４、および外筒部側貫通孔Ｈ１を閉塞する閉塞プラグ２５とを有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤を掘削するカッタヘッドが進行方向先端に回転可能に設置された前胴部と、
前記前胴部に後続して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て軸方向に移動可能とされた後胴外筒部を備えた後胴部と、
前記後胴外筒部の軸方向に沿って当該後胴外筒部の外周面に設けられた配管と、
前記後胴外筒部の切羽側で且つ前記後胴内筒部と重なり合う部分よりも立坑側において前記配管内と連通して前記後胴外筒部に形成された外筒部側貫通孔と、
機内から前記外筒部側貫通孔を通り前記配管内に配設されて前記後胴外筒部に設置された電子機器と電気的に接続され、後胴外筒部側と機内側とに分離可能なケーブルと、
機内側の前記ケーブルに取り付けられ、前記後胴部の長さが相対的に長くなった第１の状態で後胴外筒部側の前記ケーブルと機内側の前記ケーブルとを連結して前記外筒部側貫通孔に嵌め込まれる接続部材と、
前記後胴部の長さが相対的に短くなった第２の状態で後胴外筒部側の前記ケーブルと機内側の前記ケーブルとを分離して前記外筒部側貫通孔に嵌め込まれる閉塞部材と、
を有することを特徴とするシールド掘進機。

【請求項2】

前記接続部材および前記閉塞部材は、前記外筒部側貫通孔内への水の浸入を防止する止水構造となっている、
ことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。

【請求項3】

前記後胴外筒部の内周面から内側に突出して環状に設けられて前記後胴外筒部の軸方向に間隔を開けて複数配置され、前記後胴外筒部と当該後胴外筒部内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をさらに有し、
前記電子機器は、少なくとも１つの前記テールシールに装着され、当該テールシールの姿勢を検出するセンサである、
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4】

前記後胴外筒部の内周面から内側に突出して環状に設けられ、前記後胴外筒部の軸方向に間隔を開けて複数配置されて当該後胴外筒部と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、
複数の前記テールシールの間で前記後胴外筒部と前記セグメントで囲まれるように形成され、シール剤供給手段から圧送されたシール剤が供給されるシール室とをさらに有し、
前記電子機器は、前記シール室に設置され、前記シール室内のシール剤の充填圧を計測する圧力計である、
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5】

前記後胴内筒部には、前記第２の状態において前記外筒部側貫通孔と連通するとともに前記接続部材が嵌め込み可能とされた内筒部側貫通孔が形成され、
前記第２の状態では、後胴外筒部側の前記ケーブルと機内側の前記ケーブルとを連結して前記接続部材を前記内筒部側貫通孔に嵌め込む、
ことを特徴とする請求項１～４の何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するものである。

【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、テールシールにセンサ（電子機器）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】

【特許文献1】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】

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。

【0010】

そこで、スキンプレートを構成する後胴プレート（後胴部）を、径の異なる２つの筒を組み合わせた二重構造にして後胴内筒部とこれに後続するとともに軸方向に移動可能な後胴外筒部で構成し、直線施工では後胴プレートの長さを長くし、曲線施工では短くすることで、シールド掘進機の施工性を向上させることが考えられる。

【0011】

ここで、二重構造のシールド掘進機に前述した曲げセンサをテールシールに設けた場合、センサのケーブルは、テールシール側から見ると、一旦後胴外筒部の後端部から外側に出て配管内を通り、後胴外筒部の先端側から機内に導入されるという配線経路となる。

【0012】

このような配線経路では、後胴外筒部を後胴内筒部内に引き込んで後胴プレートの長さを短くする場合、ケーブルの機内導入位置が後胴内筒部と干渉することになってしまう。

【0013】

そして、このような問題は、テールシール姿勢検出用のセンサを装着した場合のみならず、他の様々な電子機器を装着した場合にも発生する。

【0014】

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、後胴部が二重構造になったシールド掘進機において、後胴部の長さを短くした場合における電子機器のケーブルと後胴内筒部との干渉を防止することのできる技術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】

【0015】

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、地盤を掘削するカッタヘッドが進行方向先端に回転可能に設置された前胴部と、前記前胴部に後続して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て軸方向に移動可能とされた後胴外筒部を備えた後胴部と、前記後胴外筒部の軸方向に沿って当該後胴外筒部の外周面に設けられた配管と、前記後胴外筒部の切羽側で且つ前記後胴内筒部と重なり合う部分よりも立坑側において前記配管内と連通して前記後胴外筒部に形成された外筒部側貫通孔と、機内から前記外筒部側貫通孔を通り前記配管内に配設されて前記後胴外筒部に設置された電子機器と電気的に接続され、後胴外筒部側と機内側とに分離可能なケーブルと、機内側の前記ケーブルに取り付けられ、前記後胴部の長さが相対的に長くなった第１の状態で後胴外筒部側の前記ケーブルと機内側の前記ケーブルとを連結して前記外筒部側貫通孔に嵌め込まれる接続部材と、前記後胴部の長さが相対的に短くなった第２の状態で後胴外筒部側の前記ケーブルと機内側の前記ケーブルとを分離して前記外筒部側貫通孔に嵌め込まれる閉塞部材と、を有することを特徴とする。

【0016】

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、前記接続部材および前記閉塞部材は、前記外筒部側貫通孔内への水の浸入を防止する止水構造となっている、ことを特徴とする。

【0017】

請求項３に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項１記載の発明において、前記後胴外筒部の内周面から内側に突出して環状に設けられて前記後胴外筒部の軸方向に間隔を開けて複数配置され、前記後胴外筒部と当該後胴外筒部内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をさらに有し、前記電子機器は、少なくとも１つの前記テールシールに装着され、当該テールシールの姿勢を検出するセンサである、ことを特徴とする。

【0018】

請求項４に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項１記載の発明において、前記後胴外筒部の内周面から内側に突出して環状に設けられ、前記後胴外筒部の軸方向に間隔を開けて複数配置されて当該後胴外筒部と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、複数の前記テールシールの間で前記後胴外筒部と前記セグメントで囲まれるように形成され、シール剤供給手段から圧送されたシール剤が供給されるシール室とをさらに有し、前記電子機器は、前記シール室に設置され、前記シール室内のシール剤の充填圧を計測する圧力計である、ことを特徴とする。

【0019】

請求項５に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項１～４の何れか一項に記載の発明において、前記後胴内筒部には、前記第２の状態において前記外筒部側貫通孔と連通するとともに前記接続部材が嵌め込み可能とされた内筒部側貫通孔が形成され、前記第２の状態では、後胴外筒部側の前記ケーブルと機内側の前記ケーブルとを連結して前記接続部材を前記内筒部側貫通孔に嵌め込む、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、後胴部の長さが相対的に長くなった第１の状態では後胴外筒部側のケーブルと機内側のケーブルとを連結して接続部材を外筒部側貫通孔に嵌め込み、後胴部の長さが相対的に短くなった第２の状態では後胴外筒部側のケーブルと機内側のケーブルとを分離して閉塞部材を外筒部側貫通孔に嵌め込むようにしているので、後胴部が二重構造になったシールド掘進機において、後胴部の長さを短くした場合における電子機器のケーブルと後胴内筒部との干渉を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施の形態である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。

【図2】図１のシールド掘進機において長くなった状態での後胴プレートを横から見た要部構成図である。

【図3】図１のシールド掘進機において縮んだ状態での後胴プレートを横から見た要部構成図である。

【図4】（ａ）は後胴外筒部に形成された外筒部側貫通孔に取り付けられた接続プラグを示す説明図、（ｂ）は後胴外筒部に形成された外筒部側貫通孔に取り付けられた閉塞プラグを示す説明図である。

【図5】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である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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の筒状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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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の推力をトンネルを形成するセグメント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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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、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厚さ方向の両側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。

【0038】

テールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂは、スキンプレート５の最後端側の内周面から内側に突出して、シールド掘進機１の前後方向（シールド掘進機１の軸方向、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、後胴外筒部５ｂｂとセグメントＳＧで囲まれたシール室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。

【0039】

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。

【0040】

後胴外筒部５ｂｂの外周面には、シール剤供給管（配管）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、後胴外筒部５ｂｂの外周面の上下および両側部の合計４カ所に設置されている（図４参照）。そして、図示しないシール剤供給手段から圧送されたシール剤がシール剤供給管１４を通じてシール室１２Ｒ内に充填されることにより、後胴外筒部５ｂｂ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。

【0041】

さらに、後胴外筒部５ｂｂの外周面には、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後胴外筒部５ｂｂ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。

【0042】

また、裏込め材供給路は、例えば、後胴外筒部５ｂｂ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は後胴外筒部５ｂｂの外周面の前述した４カ所箇所に設けられているのに対して、裏込め材供給路は後胴外筒部５ｂｂ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後胴外筒部５ｂｂ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後胴外筒部５ｂｂ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。

【0043】

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、裏込め材供給路は後胴外筒部５ｂｂの軸方向の頂部の１箇所だけに設けてもよい。

【0044】

次に、シールド掘進機１の後胴プレート５ｂについて図２～図４を用いて説明する。図２は長くなった状態での後胴プレートを横から見た要部構成図、図３は縮んだ状態での後胴プレートを横から見た要部構成図、図４（ａ）は後胴外筒部に形成された外筒部側貫通孔に取り付けられた接続プラグを示す説明図、図４（ｂ）は後胴外筒部に形成された外筒部側貫通孔に取り付けられた閉塞部材を示す説明図である。

【0045】

図２および図３に示すように、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。

【0046】

後胴外筒部５ｂｂの内周面には、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が前方から後方に向かって周方向に形成されている。

【0047】

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ようになっている。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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（図示せず）がボルトにより着脱可能に嵌まり込むようになっている。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。

【0051】

ここで、前側のテールシール１２Ｂａには、当該テールシール１２Ｂａの姿勢を検出するためのセンサ（電子機器）Ｓが装着されている。このセンサＳは、出力される電気抵抗値により曲げ具合と曲げ方向が検出される長尺フィルム状のセンサであり、コーキングされてテールシール１２Ｂａを構成する外側の金属板に貼着されている。また、長尺フィルム状のセンサＳは、その長手方向がテールシール１２Ｂａの突出方向となるようにして配置されており、テールシール１２Ｂａの上下および両側部の合計４カ所に装着されている。

【0052】

なお、本実施の形態では前側のテールシール１２ＢａにセンサＳが装着されているが、後側のテールシール１２Ｂｂあるいは両方のテールシール１２Ｂａ，１２Ｂｂに装着されていてもよい。また、センサＳのテールシール１２Ｂａへの装着形態は本実施の形態に限定されるものではなく、例えばテールシール１２Ｂａを構成するブラシの中に配置するなどしてもよい。つまり、センサＳはテールシール１２Ｂａの金属板あるいはブラシ中に装着されていればよい。さらに、センサＳの装着数および装着箇所についても本実施の形態に限定されるものではない。

【0053】

図示するように、後胴外筒部５ｂｂには、当該後胴外筒部５ｂｂの切羽側で且つ後胴内筒部５ｂａと重なり合う部分よりも立坑側に、前述したシール剤供給管１４と連通した外筒部側貫通孔Ｈ１が形成されている。また、機内には、センサＳで検出された電気抵抗値を表示するモニタ（図示せず）が設置されている。そして、機内のモニタと後胴外筒部５ｂｂのテールシール１２Ｂａに装着されたセンサＳとは、機内側から外筒部側貫通孔Ｈ１を通ってシール剤供給管１４内に配設されたケーブルＣにより電気的に接続されている。このように、本実施の形態では、テールシール１２Ｂａの上下および両側部に装着されたセンサＳと接続されたケーブルＣが、後胴外筒部５ｂｂの外周面の上下および両側部の合計４カ所に設置されたシール剤供給管１４内に配設されており、ケーブルＣを配設するための配管とシール剤を供給するための配管とが共用されている。但し、ケーブルＣを配設するための配管は、シール剤供給管１４と共用することなく専用の配管として後胴外筒部５ｂｂの外周面に設けてもよい。なお、本実施の形態では、外筒部側貫通孔Ｈ１はシール剤供給管１４の先端部と連通する位置に形成されているが、形成位置は特に限定されるものではない。

【0054】

ケーブルＣは、後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとに分離可能になっている。具体的には、ケーブルＣは、後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとがギボシ端子のように着脱可能な端子２６を介して接続された構造となっており、当該端子２６は外筒部側貫通孔Ｈ１内に位置している。よって、端子２６を機内側に引き出して接続を解除することにより、ケーブルＣが後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとに分離される。

【0055】

このようにケーブルＣを分離可能にしたのは、後胴外筒部５ｂｂが軸方向に移動可能になって後胴プレート５ｂの全長が伸縮するようになっているためである。すなわち、図２に示す後胴プレート５ｂが長くなった第１の状態から後胴外筒部５ｂｂを移動させて（後胴内筒部５ｂａに引き込んで）図３に示す後胴プレート５ｂが縮んだ第２の状態にした場合、後胴外筒部５ｂｂに形成された外筒部側貫通孔Ｈ１が後胴内筒部５ｂａと重なる位置まで移動するために、外筒部側貫通孔Ｈ１から機内側にケーブルＣが出ていると後胴内筒部５ｂａと干渉することになる。そのため、後胴プレート５ｂを第１の状態から第２の状態にする場合には、予めケーブルＣを後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとに分離しておくことが必要になるからである。

【0056】

なお、後胴内筒部５ｂａには、図３に示すように、後胴プレート５ｂが縮んだ第２の状態で外筒部側貫通孔Ｈ１と連通する内筒部側貫通孔Ｈ２が形成されている。これにより、第２の状態では、内筒部側貫通孔Ｈ２を介して後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとを連結することができるようになっている。

【0057】

図４（ａ）に示すように、機内側のケーブルＣｂには、外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込み可能になった接続プラグ（接続部材）２４が取り付けられている。機内側のケーブルＣｂは接続プラグ２４を貫通して僅かに突出しており、突出端に前述の着脱可能な端子２６の一方が圧着されている。なお、接続プラグ２４は内筒部側貫通孔Ｈ２にも嵌め込み可能になっている。また、本実施の形態において、接続プラグ２４はねじ込み式で外筒部側貫通孔Ｈ１や内筒部側貫通孔Ｈ２に嵌め込まれているが、ねじ込み式以外の形式（例えば、爪部の弾性変形を利用した形式など）であってもよい。

【0058】

図示するように、接続プラグ２４は、外周に形成された雄ネジが外筒部側貫通孔Ｈ１に形成された雌ネジと螺合する止水ボス２４ａと、止水ボス２４ａに装着された環状のゴムパッキン２４ｂと、ゴムパッキン２４ｂを止水ボス２４ａに押さえ付ける押えリング２４ｃと、止水ボス２４ａに締め込まれて押えリング２４ｃの脱落を防止するナット２４ｄとで構成されている。したがって、接続プラグ２４は、当該接続プラグ２４を外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込むことで後胴外筒部５ｂｂ内への水の浸入が防止される止水構造となっている。但し、接続プラグ２４の構造は本実施の形態の形態に示すものに限定されるものではなく、また止水構造ではなくてもよい。

【0059】

前述のように、後胴プレート５ｂを第１の状態から第２の状態にする場合にはケーブルＣを後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとに分離するが、このときには接続プラグ２４が取り外される。そして、図４（ｂ）に示すように、閉塞プラグ（閉塞部材）２５を嵌め込んで外筒部側貫通孔Ｈ１を閉塞する。図示するように、閉塞プラグ２５にはゴムパッキン２５ａが嵌め込まれた止水構造となっており、接続プラグ２４と同様に、閉塞プラグ２５を外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込むことで後胴外筒部５ｂｂ内への水の浸入が防止される。但し、閉塞プラグ２５の構造も本実施の形態の形態に示すものに限定されるものではなく、また止水構造ではなくてもよい。

【0060】

なお、前述のように、後胴プレート５ｂを第２の状態にしたときには後胴外筒部５ｂｂに形成された外筒部側貫通孔Ｈ１が後胴内筒部５ｂａと重なり合う。したがって、後胴外筒部５ｂｂが第２の状態に移動する際に外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込まれた閉塞プラグ２５が後胴内筒部５ｂａと干渉しないように、当該閉塞プラグ２５は外筒部側貫通孔Ｈ１内に収まるサイズになっている（図４（ｂ）参照）。

【0061】

図５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である。

【0062】

図５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。

【0063】

また、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１９が設けられている。このローリングストッパ１９により、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。なお、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（図示せず）と、後胴内筒部５ｂａに設けられて嵌合溝に嵌まり込んで嵌合溝に沿って移動可能な嵌合部材（図示せず）とからなる。

【0064】

さらに、図示するように、後胴外筒部５ｂｂの外周面の上下および両側部の合計４カ所には、シール室１２Ｒにシール剤を供給するためのシール剤供給管１４が設置されている。

【0065】

次に、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の伸縮について説明する。

【0066】

後胴プレート５ｂの長さが相対的に長くなった第１の状態では、図２に示すように、後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとを連結しておき、接続プラグ２４を外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込んで、シールド掘進機１によりシールドトンネルの施工（例えば直線施工）を行う。

【0067】

そして、例えばシールドトンネルの曲線部を施工する際には、シールド掘進機１を中折れ操作して当該シールド掘進機１を曲線に合わせて屈曲させるとともに、後胴プレート５ｂの長さが相対的に短くなった第２の状態にする。すなわち、第１の状態において、接続プラグ２４を外筒部側貫通孔Ｈ１から外し、ケーブルＣを後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとに分離する。さらに、外筒部側貫通孔Ｈ１に閉塞プラグ２５を嵌め込む。そして、後胴外筒部５ｂｂを移動して後胴プレート５ｂを第２の状態にしたならば、内筒部側貫通孔Ｈ２を通して後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとを連結して接続プラグ２４を内筒部側貫通孔Ｈ２に嵌め込む。このようにケーブルＣの配線経路を変更して、シールド掘進機１によりシールドトンネルの施工（例えば曲線施工）を行う。

【0068】

なお、後胴プレート５ｂを第２の状態から第１の状態に戻すには、第２の状態において、接続プラグ２４を内筒部側貫通孔Ｈ２から外し、ケーブルＣを後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとに分離する。そして、後胴外筒部５ｂｂを移動して後胴プレート５ｂを第１の状態にし、外筒部側貫通孔Ｈ１を通して後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとを連結して接続プラグ２４を外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込む。

【0069】

このように、本実施の形態のシールド掘進機１によれば、後胴プレート５ｂの長さが相対的に長くなった第１の状態では後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとを連結して接続プラグ２４を外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込み、後胴プレート５ｂの長さが相対的に短くなった第２の状態では後胴外筒部側のケーブルＣａと機内側のケーブルＣｂとを分離して閉塞プラグ２５を外筒部側貫通孔Ｈ１に嵌め込むようにしているので、後胴プレート５ｂが二重構造になったシールド掘進機１において、後胴プレート５ｂの長さを短くした場合におけるセンサＳのケーブルＣと後胴内筒部５ｂａとの干渉を防止することが可能になる。

【0070】

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。

【0071】

例えば、本実施の形態では、電子機器としてはテールシール１２Ｂａの姿勢を検出するセンサＳが例示されているが、本発明の電子機器はこれに限定されるものではなく、後胴外筒部５ｂｂに設置された様々な電子機器が適用される。したがって、電子機器と接続されたケーブルＣは、センサＳ以外の電子機器と接続されたケーブルＣであってもよい。一例を挙げると、シール室１２Ｒ内のシール剤の充填圧を計測するために設置した圧力計を電子機器としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0072】

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。

【符号の説明】

【0073】

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
９ｂ シールドジャッキ
１２Ｂａ，１２Ｂｂ テールシール
１２Ｒ シール室
１４ シール剤供給管（配管）
２１ 第１の固定部材用溝部
２２ 第２の固定部材用溝部
２３ 伝達部材用溝部
２４ 接続プラグ（接続部材）
２４ａ 止水ボス
２４ｂ ゴムパッキン
２４ｃ リング
２４ｄ ナット
２５ 閉塞プラグ（閉塞部材）
２５ａ ゴムパッキン
２６ 端子
Ｃ ケーブル
Ｃａ 後胴外筒部側のケーブル
Ｃｂ 機内側のケーブル
Ｈ１ 外筒部側貫通孔
Ｈ２ 内筒部側貫通孔
Ｓ センサ（電子機器）
ＳＧ セグメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】