特開 2024-42466 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】P2024042466

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】シールド掘進機

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/00 20060101AFI20240321BHJP

   E21D 9/06 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

E21D11/00 B

E21D9/06 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147212

(22)【出願日】2022-09-15

(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】薮ノ 和洋

(72)【発明者】

【氏名】崎山 直人

【テーマコード（参考）】

2D054

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D054AC04

2D054AD20

2D155BA01

2D155BB01

2D155JA06

2D155LA02

(57)【要約】

【課題】シールド掘進機のテールシール部の止水性の低下を防止する。
【解決手段】シールド掘進機１のスキンプレート５の内周に沿って配置された複数個のシール部材１２Ｂａ，１２Ｂｂを、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１と、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２とに分け、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のバネ力を、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のバネ力より強くした。これにより、シールド掘進機１のテールシール部の止水性の低下が防止される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤を掘削するカッタヘッドと、
前記カッタヘッドを回転可能な状態で支持する機器本体と、
前記機器本体の外殻を形成するスキンプレートと、
前記スキンプレートの内周と前記機器本体の後端側に設けられたセグメントの外周との間に設けられたテールシール部と、
を備え、
前記テールシール部は、前記スキンプレートの内周に沿って設けられた複数の板状のシール部材を有しており、
前記シール部材は、バネ性を有するとともに、前記機器本体の前後方向における前記シール部材の一端側が前記スキンプレートに固定され、前記前後方向における前記シール部材の他端側が前記セグメントの外周に接触した状態で設けられており、
前記スキンプレートの内周に沿って設けられた前記複数のシール部材は、前記スキンプレートの内周に沿って上側領域のシール部材と下側領域のシール部材とに分けられており、
前記下側領域のシール部材のバネ力は、前記上側領域のシール部材のバネ力より強いことを特徴とするシールド掘進機。

【請求項2】

前記シール部材は、前記スキンプレートに片持ち状態で固定されたバネ性を有する鋼板部を有しており、前記下側領域のシール部材の鋼板部の鋼板の枚数が、前記上側領域のシール部材の鋼板部の鋼板の枚数より多い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】

前記上側領域のシール部材の前記鋼板部は、第１の鋼板部と、該第１の鋼板部より内側に設けられた第２の鋼板部とを有しており、
前記下側領域のシール部材の前記鋼板部は、第３の鋼板部と、該第３の鋼板部より内側に設けられた第４の鋼板部とを有しており、
前記下側領域のシール部材の前記第３の鋼板部の鋼板の枚数は、前記上側領域のシール部材の前記第１の鋼板部の鋼板の枚数より多いことを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機。

【請求項4】

前記下側領域のシール部材の前記鋼板部は、さらに、前記第３の鋼板部と前記第４の鋼板部との間に第５の鋼板部を有することを特徴とする請求項３記載のシールド掘進機。

【請求項5】

前記上側領域のシール部材の前記鋼板部は、第１の鋼板部と、該第１の鋼板部より内側に設けられた第２の鋼板部とを有しており、
前記下側領域のシール部材の前記鋼板部は、第３の鋼板部と、該第３の鋼板部より内側に設けられた第４の鋼板部と、前記第３の鋼板部と前記第４の鋼板部との間に設けられた第５の鋼板部とを有することを特徴とする請求項２記載のシールド掘進機。

【請求項6】

前記下側領域は、前記スキンプレートの全周長の下側４分の１～３分の１に設定し、残りを上側領域とすることを特徴とする請求項１～５のいず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し、例えば、シールド掘進機のテールシール技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

シールド掘進機による地盤の掘削時に、シールド掘進機の最後端側に設けられたセグメントとシールド掘進機のスキンプレートとの隙間を通じてシールド掘進機内に地下水や土砂が浸入したり、シールド掘進機から地盤に圧入した裏込め材が浸入したりすることを防止するために、シールド掘進機の最後端側にはテールシール部と称する止水構造部が設けられている。

【0003】

このテールシール部は、スキンプレートの内周に沿って設けられた複数個のシール部材を有している。各シール部材は、例えば、バネ性を有する２枚の鋼板と、その２枚の鋼板の間に設けられたブラシ部であるワイヤブラシ（細鋼線を束ねてブラシ式にしたもの）とを有している。シールド掘削時には、シール部材のワイヤブラシがセグメントに接触するとともに、ワイヤブラシ自身やワイヤブラシとセグメントとの密着部に止水グリス等のようなシール剤が供給されることにより止水性が維持されている。

【0004】

なお、テールシール部については、例えば、特許文献１に記載があり、スキンプレートの周方向に沿ってシール部材を上側、中間および下側に分けるとともに、ゴム製のシール部材の厚さを上側、中間および下側で変える構成が開示されている。

【0005】

また、例えば、特許文献２には、スキンプレートの周方向に沿ってシール部材を上側、中間および下側に分けるとともに、ゴム製のシール部材の変形特性を上側、中間および下側で変える構成が開示されている。

【0006】

さらに、例えば、特許文献３には、テールシール部のシール部材を構成するワイヤブラシを直線状および湾曲状に変えることにより、シール部材の高さを調整することが可能な構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】実公昭５４－２５３００号公報

【特許文献2】実公昭５４－２５３０１号公報

【特許文献3】特開２０１３－８７５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、近年のシールド工法においては、トンネルの長距離化が進んでおり、テールシール部のシール部材の劣化や損傷（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。また、トンネルの大深度も進み、高水圧下での施工も増加しており、水圧によりテールシール部のシール部材がひっくり返る等のトラブルも発生している。したがって、シールド工法においては、掘削途中時に上記トラブルが発生しないようなテールシール部を設計することが重要な課題となっている。

【0009】

ここで、本発明者の検討によれば、過去の現場状況から、地下水等の浸入が多いのはシールド掘進機の下側領域であることが判明した。これは、水圧が高く、シールド掘進機の下側領域の方が地下水等の浸入が多いことに因ると思われる。通常、下側領域のシール部材は、セグメントや後続台車等の自重によってセグメントとスキンプレートとの間で押し付けられている状態である。しかし、セグメント種類による荷重条件の変動や、シールド掘進機の姿勢制御等の施工状況の影響からシールド掘進機が１０～１５ｍｍ程度上がることで、セグメントとスキンプレートのクリアランスが広がる。このようにして、下側領域のクリアランスは大きくなったり小さくなったりを繰り返す。その際、シール部材が潰れたままだとセグメントとスキンプレートとの間から漏水する可能性があるため、クリアランスが大きくなったときにもセグメントに追従できるよう、シール部材の復元力を高める必要がある。

【0010】

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部の止水性の低下を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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と、前記カッタヘッドを回転可能な状態で支持する機器本体と、前記機器本体の外殻を形成するスキンプレートと、前記スキンプレートの内周と前記機器本体の後端側に設けられたセグメントの外周との間に設けられたテールシール部と、を備え、前記テールシール部は、前記スキンプレートの内周に沿って設けられた複数の板状のシール部材を有しており、前記シール部材は、バネ性を有するとともに、前記機器本体の前後方向における前記シール部材の一端側が前記スキンプレートに固定され、前記前後方向における前記シール部材の他端側が前記セグメントの外周に接触した状態で設けられており、前記スキンプレートの内周に沿って設けられた前記複数のシール部材は、前記スキンプレートの内周に沿って上側領域のシール部材と下側領域のシール部材とに分けられており、前記下側領域のシール部材のバネ力は、前記上側領域のシール部材のバネ力より強いことを特徴とする。

【0012】

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、前記シール部材は、前記スキンプレートに片持ち状態で固定されたバネ性を有する鋼板部を有しており、前記下側領域のシール部材の鋼板部の鋼板の枚数が、前記上側領域のシール部材の鋼板部の鋼板の枚数より多いことを特徴とする。

【0013】

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２に記載の発明において、前記上側領域のシール部材の前記鋼板部は、第１の鋼板部と、該第１の鋼板部より内側に設けられた第２の鋼板部とを有しており、前記下側領域のシール部材の前記鋼板部は、第３の鋼板部と、該第３の鋼板部より内側に設けられた第４の鋼板部とを有しており、前記下側領域のシール部材の前記第３の鋼板部の鋼板の枚数は、前記上側領域のシール部材の前記第１の鋼板部の鋼板の枚数より多いことを特徴とする。

【0014】

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３に記載の発明において、前記下側領域のシール部材の前記鋼板部は、さらに、前記第３の鋼板部と前記第４の鋼板部との間に第５の鋼板部を有することを特徴とする。

【0015】

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２に記載の発明において、前記上側領域のシール部材の前記鋼板部は、第１の鋼板部と、該第１の鋼板部より内側に設けられた第２の鋼板部とを有しており、前記下側領域のシール部材の前記鋼板部は、第３の鋼板部と、該第３の鋼板部より内側に設けられた第４の鋼板部と、前記第３の鋼板部と前記第４の鋼板部との間に設けられた第５の鋼板部とを有することを特徴とする。

【0016】

請求項６に記載の本発明のシールド掘進機は、上記請求項１～５のいずれか一項に記載の発明において、前記下側領域は、前記スキンプレートの全周長の下側４分の１～３分の１に設定し、残りを上側領域とすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、シールド掘進機のテールシール部の止水性の低下を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【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】シールド掘進機の内部を横から透かして見た概略構成図である。

【図3】図１のシールド掘進機を後方から見た背面図である。

【図4】（ａ）は図１のシールド掘進機の上側領域のテールシール部の側面図、（ｂ）はシールド掘進機の後方から見た図４（ａ）のテールシール部を構成するシール部材の正面図である。

【図5】図４（ａ）のテールシール部の寸法例を示した側面図である。

【図6】（ａ）はシール剤供給管を付加して示したテールシール部の側面図、（ｂ）は（ａ）のＩ－Ｉ線の断面図である。

【図7】テールシール部の一群の要部平面図である。

【図8】図１のシールド掘進機の下側領域のテールシール部の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

まず、本実施の形態のシールド掘進機の構成例について図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。

【0021】

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。

【0022】

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。特に限定されるものではないが、カッタヘッド２の直径は、例えば、２３２０ｍｍ程度である。

【0023】

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良い。

【0024】

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、急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、複数個の攪拌棒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。

【0025】

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。

【0026】

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分けられている。この切羽側には、（すなわち、上記カッタヘッド２と隔壁７との間）に上記したチャンバ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。

【0027】

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部１２等が設置されている。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。

【0028】

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。

【0029】

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個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３ａと後胴プレート３ｂ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。

【0030】

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、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個並んで設置されている。

【0031】

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。

【0032】

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、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。

【0033】

テールシール部１２は、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２段の板状のシール部材１２Ｂａ，１２Ｂｂと、これらのシール部材１２Ｂａ，１２Ｂｂの間に設けられたシール室１２Ｒとを有している。

【0034】

シール部材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、各シール部材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。なお、シール部材の設置個数は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良い。

【0035】

また、各シール部材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、各シール部材１２Ｂａ，１２Ｂｂは、機器本体３の前後方向の一端側がスキンプレート５の内周に固定され、機器本体３の前後方向の一端側と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、機器本体３の前後方向の他端側がセグメントＳＧの外周に接触するように設置されている。

【0036】

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、シール部材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。

【0037】

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。

【0038】

また、裏込め材供給路は、例えば、スキンプレート３の頂部を挟んで２箇所に設けられている。シール剤供給路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。

【0039】

なお、シール剤供給路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、シール剤供給路１４はさらに数多く設けても良く、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良い。

【0040】

次に、シールド工法の課題とそれを解決する構成例について図２および図３を参照して説明する。図２はシールド掘進機の内部を横から透かして見た概略構成図、図３は図１のシールド掘進機を後方から見た背面図である。なお、図３の符号Ｘ，Ｙは、それぞれＸ軸およびＹ軸を示している。また、図３では説明のため前段のシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂａ２（１２Ｂａ）の符号も示した。

【0041】

また、本発明者の検討によれば、過去の現場状況から、地下水等の浸入が多いのはシールド掘進機５０の下側領域であることが判明した。これは、水圧が高く、シールド掘進機５０の下側領域の方が地下水等の浸入が多いことに因ると思われる。通常、下側領域のシール部材は、セグメントや後続台車等の自重によってセグメントとスキンプレートの間で押し付けられている状態である。しかし、セグメント種類による荷重条件の変動や、シールド掘進機５０の姿勢制御等の施工状況の影響からシールド掘進機５０が１０～１５ｍｍ程度上がることで、セグメントとスキンプレートとのクリアランスが広がる。このようにして、下側領域のクリアランスは大きくなったり小さくなったりを繰り返す。その際、シール部材が潰れたままだとセグメントとスキンプレートとの間から漏水する可能性があるため、クリアランスが大きくなったときにもセグメントに追従できるよう、シール部材の復元力を高める必要がある。

【0042】

そこで、本実施の形態においては、図３に示すように、スキンプレート５の内周に沿って配置された複数個のシール部材１２Ｂａ，１２Ｂｂが、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１と、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２とに分けられており、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のバネ力が、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のバネ力より強くなるように設定されている。

【0043】

これにより、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のバネ力を向上させることができるので、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の復元力を高めて、セグメントへの追従性を高めることができる。また、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のセグメントＳＧに対する押付圧を上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のセグメントＳＧに対する押付圧より向上させることができるので、水圧の高い下側からの地下水等の浸入を抑制または防止することができる。したがって、シールド掘進機１のテールシール部１２の止水性の低下を防止することが可能となる。

【0044】

ここで、本実施の形態においては、下側領域Ｕｎが、例えば、シールド掘進機１を構成するスキンプレート５の全周長の下側４分の１～３分の１に配置されている。具体的には、例えば、スキンプレート５を後方から見た時に４時～８時の範囲が下側領域Ｕｎとされ、それ以外が上側領域Ｕｐとされている。また、特に限定されるものではないが、Ｘ軸からの角度Ｒｘは、例えば、２９°とされている。

【0045】

次に、本実施の形態のシールド掘進機１のテールシール部１２を構成するシール部材１２Ｂａ，１２Ｂｂの構成例について図４～図８を参照して説明する。

【0046】

まず、図４（ａ）は図１のシールド掘進機の上側領域のテールシール部の側面図、図４（ｂ）はシールド掘進機の後方から見た図４（ａ）のテールシール部を構成するシール部材の正面図である。なお、破線Ｓ１はセグメントの組立計画時の外周位置、破線Ｓ２はセグメントの最大落込時の外周位置を示している。また、長さＬｃ１，Ｌｃ２は、シール部材１２Ｂａ，１２Ｂｂがセグメントに掛かる掛かり代を示している。

【0047】

上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の各々は、例えば、鋼板部（第１の鋼板部）Ｐ１と、鋼板部Ｐ１より内側に離れて設けられた鋼板部（第２の鋼板部）Ｐ２と、それらの間に設けられた金網部Ｍと、鋼板部Ｐ１，Ｐ２と金網部Ｍとの間に設けられたブラシ部Ｂｒとを有している。

【0048】

上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の鋼板部Ｐ１，Ｐ２の各々には、例えば、板バネとして作用する１枚の鋼板が設置されている。この鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板は、例えば、炭素工具鋼鋼材からなり、その各々の厚さは、例えば、１．０ｍｍ程度である。また、鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板の平面形状は、図４（ｂ）に示すように、例えば、矩形状に形成されている。なお、鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板の枚数、厚さおよび平面形状は、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のバネ力の方が、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のバネ力より大きくなる条件を満たしていれば上記したものに限定されるものではなく種々変更可能である。

【0049】

上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の金網部Ｍには、例えば、２枚のシート状の金網が設置されている。この金網部Ｍのシート状の金網は、例えば、ステンレスからなる細いワイヤを網目状に編むことによって構成されており、その厚さは、例えば、０．５ｍｍ程度である。また、金網部Ｍのシート状の金網の平面形状は、例えば、鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板の平面形状とほぼ同じく矩形状に形成されている。なお、金網部Ｍの金網の枚数、厚さおよび平面形状は、上記したものに限定されるものではなく種々変更可能である。

【0050】

さらに、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のブラシ部Ｂｒは、例えば、バネ性を有するワイヤブラシにより構成されている。すなわち、ブラシ部Ｂｒは、シールド掘進機１の前後方向に延びる複数本のワイヤを束ねることにより構成されている。ブラシ部Ｂｒのワイヤは、例えば、硬鋼線材からなり、ブラシ部Ｂｒの全体的な平面形状は、例えば、鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板の平面形状とほぼ同じく矩形状に形成されている。なお、ブラシ部Ｂｒの平面形状は、上記したものに限定されるものではなく種々変更可能である。

【0051】

次に、図５は図４（ａ）のテールシール部の寸法例を示した側面図である。

【0052】

上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の隣接間の長さＬｄは、例えば、１８７ｍｍ程度である。また、各シール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の固定部の長さＬｓは、共に、例えば、１１０ｍｍ程度である。また、各シール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の外側の傾き角度Ｒ１は、共に、例えば、５０°程度であり、内側の傾き角度Ｒ２は、共に、例えば、３０°程度である。

【0053】

また、前段のシール部材１２Ｂａ１の外側の突出長Ｌｐ１は、例えば、２００ｍｍ程度、シール部材１２Ｂａ１の外側の鋼板部Ｐ１の突出長Ｌｐ２は、例えば、１９０ｍｍ程度である。また、シール部材１２Ｂａ１の内側の突出長Ｌｐ３は、例えば、１２０ｍｍ程度、シール部材１２Ｂａ１の内側の鋼板部Ｐ２の突出長Ｌｐ４は、例えば、１１０ｍｍ程度である。

【0054】

一方、後段のシール部材１２Ｂｂ１の外側の突出長Ｌｐ５は、例えば、２５０ｍｍ程度、シール部材１２Ｂｂ１の外側の鋼板部Ｐ１の突出長Ｌｐ６は、例えば、２４０ｍｍ程度である。また、シール部材１２Ｂｂ１の内側の突出長Ｌｐ７は、例えば、１７０ｍｍ程度、シール部材１２Ｂｂ１の内側の鋼板部Ｐ２の突出長Ｌｐ８は、例えば、１６０ｍｍ程度である。

【0055】

なお、シール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の各部の寸法や角度は、上記したものに限定されるものではなく種々変更可能である。

【0056】

次に、図６（ａ）はシール剤供給管を付加して示したテールシール部の側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ－Ｉ線の断面図である。

【0057】

スキンプレート５（後胴プレート５ｂ）には、シール剤供給管１４とシール室１２Ｒとを連通する連通孔１４ｈが形成されている。すなわち、シール剤供給管１４は、連通孔１４ｈを通じてシール室１２Ｒと接続されている。そして、シール剤供給管１４を通じて流れてきたシール剤ＳＬは、矢印に示すように連通孔１４ｈを通じてシール室１２Ｒ内に供給されるようになっている。

【0058】

次に、図７はテールシール部の一群の要部平面図である。

【0059】

シール部材１２Ｂａ１は、スキンプレート５（後胴プレート５ｂ）の内周（図７の上下方向）に沿って複数個並んで設置されている。スキンプレート５の内周に沿って隣接するシール部材１２Ｂａ１同士は、その各々の幅方向（スキンプレート５の周方向）の両側一部を重ね合わせた状態で設置されている。

【0060】

また、シール部材１２Ｂｂ１も同様に、スキンプレート５（後胴プレート５ｂ）の内周（図７の上下方向）に沿って複数個並んで設置されている。スキンプレート５の内周に沿って隣接するシール部材１２Ｂｂ１同士も、その各々の幅方向（スキンプレート５の周方向）の両側一部を重ね合わせた状態で設置されている。

【0061】

シール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の固定部の幅（スキンプレート５の周方向の寸法）Ｗ１は、例えば、１００ｍｍ程度、シール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の突出部の幅Ｗ２は、例えば、１５０ｍｍ程度である。なお、シール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の幅Ｗ１，Ｗ２は、上記したものに限定されるものではなく種々変更可能である。

【0062】

次に、図８は図１のシールド掘進機の下側領域のテールシール部の側面図である。なお、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の正面図は図４（ｂ）と同じなので図示を省略する。

【0063】

下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２は、例えば、鋼板部（第３の鋼板部）Ｐ３と、鋼板部Ｐ３より内側に離れて設けられた鋼板部（第４の鋼板部）Ｐ４と、それらの間に設けられた金網部Ｍおよび鋼板部（第５の鋼板部）Ｐ５と、鋼板部Ｐ３，Ｐ４と金網部Ｍおよび鋼板部Ｐ５との間に設けられたブラシ部Ｂｒとを有している。

【0064】

下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の各々の鋼板部Ｐ３には、例えば、板バネとして作用する３枚の鋼板が設置されている。すなわち、本実施の形態においては、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の鋼板部Ｐ３の鋼板の枚数が、図４（ａ）に示した上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の鋼板部Ｐ１の鋼板の枚数より２枚多い。この鋼板部Ｐ３の３枚の鋼板は、例えば、炭素工具鋼鋼材からなり、各鋼板の厚さは、例えば、１．０ｍｍ程度である。また、鋼板部Ｐ３の鋼板の平面形状は、図４（ｂ）に示した鋼板部Ｐ１の鋼板と同様に、例えば、矩形状に形成されている。

【0065】

一方、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の鋼板部Ｐ４には、例えば、板バネとして作用する１枚の鋼板が設置されている。すなわち、本実施の形態においては、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の鋼板部Ｐ４の鋼板の枚数が、図４（ａ）に示した上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の鋼板部Ｐ２の鋼板の枚数と同じである。この鋼板部Ｐ４の１枚の鋼板は、例えば、炭素工具鋼鋼材からなり、その厚さは、例えば、１．０ｍｍ程度である。また、鋼板部Ｐ４の鋼板の平面形状は、図４（ｂ）に示した鋼板部Ｐ１の鋼板と同様に、例えば、矩形状に形成されている。

【0066】

さらに、本実施の形態においては、鋼板部Ｐ３，Ｐ４の間に鋼板部Ｐ５が設けられている。鋼板部Ｐ５には、例えば、板バネとして作用する２枚の鋼板が設置されている。この鋼板部Ｐ５の２枚の鋼板は、例えば、炭素工具鋼鋼材からなり、各鋼板の厚さは、例えば、０．５ｍｍ程度である。また、鋼板部Ｐ５の鋼板の平面形状は、図４（ｂ）に示した鋼板部Ｐ１の鋼板と同様に、例えば、矩形状に形成されている。

【0067】

このように本実施の形態においては、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の鋼板の枚数が、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の鋼板の枚数より多く設置されている。これにより、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のバネ力が、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のバネ力より強くなるように設定されている。

【0068】

このため、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のバネ力を向上させることができるので、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の復元力を高めて、セグメントへの追従性を高めることができる。また、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のセグメントＳＧに対する押付圧を上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のセグメントＳＧに対する押付圧より向上させることができるので、水圧の高い下側からの地下水等の浸入を抑制または防止することができる。

【0069】

したがって、シールド掘進機１のテールシール部１２の止水性の低下を防止することが可能となる。なお、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のセグメントＳＧに対する追従性は、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のセグメントＳＧに対する追従性よりも高い。

【0070】

下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の金網部Ｍは、図４（ａ）に示した上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１の金網部Ｍと同じなので説明を省略する。また、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のブラシ部Ｂｒは、図４（ａ）に示した上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のブラシ部Ｂｒと同じなので説明を省略する。

【0071】

なお、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の各部の寸法は図５で説明したものと同じなので図示および説明を省略する。また、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２にシール剤を供給するシール剤供給構造も図６で説明したものと同じなので図示および説明を省略する。さらに、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の一群の平面図も図７で説明したものと同じなので図示および説明を省略する。

【0072】

このような下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２の構成は、そのバネ力が、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のバネ力より大きくなれば良く、上記した構成に限定されるものではなく種々変更可能である。

【0073】

例えば、鋼板部Ｐ３の鋼板の枚数は、３枚に限定されるものではなく、２枚または４枚以上でも良い。また、鋼板部Ｐ３の鋼板を１枚にして鋼板部Ｐ４の鋼板の枚数を２枚以上にしても良い。また、鋼板部Ｐ３，Ｐ４の鋼板の枚数を２枚以上にしても良い。また、鋼板部Ｐ３，Ｐ４の鋼板の厚さを鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板より厚くしても良い。また、鋼板部Ｐ３，Ｐ４の鋼板のバネ力が鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板のバネ力より大きくなるように鋼板部Ｐ３，Ｐ４の鋼板を鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板とは異なる金属材料で構成しても良い。

【0074】

また、中間の鋼板部Ｐ５の鋼板の枚数も２枚に限定されるものではなく、例えば、１枚でも３枚以上でも良い。また、中間の鋼板部Ｐ５の鋼板の間に金網部Ｍやブラシ部Ｂｒを介在させても良い。また、中間の鋼板部Ｐ５の鋼板の厚さを、鋼板部Ｐ１～Ｐ４の鋼板の厚さと同じにしても良い。また、中間の鋼板部Ｐ５の鋼板を鋼板部Ｐ１～Ｐ４の鋼板とは異なる金属材料で構成しても良い。また、鋼板部Ｐ３，Ｐ４の鋼板の枚数を鋼板部Ｐ１，Ｐ２の鋼板の枚数より多くした場合は、中間の鋼板部Ｐ５を無しにしても良い。また、中間の鋼板部Ｐ５を設けた場合は、鋼板部Ｐ３，Ｐ４の各々の鋼板の枚数を鋼板部Ｐ１，Ｐ２の各々の鋼板の枚数と同じにしても良い。

【0075】

さらに、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のバネ力を、上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のバネ力より大きくするために、下側領域Ｕｎのシール部材１２Ｂａ２，１２Ｂｂ２のブラシ部Ｂｒを構成するワイヤの本数を上側領域Ｕｐのシール部材１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１のブラシ部Ｂｒを構成するワイヤの本数より多くしても良い。

【0076】

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。

【0077】

前記実施の形態においては、リボンスクリュー型のスクリューコンベアを用い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種々変更可能であり、例えば、リボン型と軸付き型とを組み合わせたスクリューコンベアを用いても良い。

【産業上の利用可能性】

【0078】

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やフロントグリッパとメイングリッパとそれらの間のスラストジャッキとを用いて機体を前進させる機能を有するトンネルボーリングマシン（Ｔｕｎｎｅｌ Ｂｏｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）等、他のシールド掘進機にも適用できる。

【符号の説明】

【0079】

１ シールド掘進機
２ カッタヘッド
３ 機器本体
４ チャンバ
５ スキンプレート
５ａ 前胴プレート
５ｂ 後胴プレート
７ 隔壁
８ カッタ駆動体
９ａ 中折れジャッキ
９ｂ シールドジャッキ
１０ スクリューコンベア
１１ エレクタ
１２ テールシール部
１２Ｂａ，１２Ｂｂ，１２Ｂａ１，１２Ｂｂ１ シール部材
１２Ｒ シール室
１４ シール剤供給管
１４ｈ 連通孔
ＣＢ センタービット
Ｂ ビット
ＣＣ コピーカッタ
ＳＢ 攪拌棒
ＳＧ セグメント
Ｐ１，Ｐ２ 鋼板部
Ｐ３，Ｐ４ 鋼板部
Ｐ５ 鋼板部
Ｍ 金網部
Ｂｒ ブラシ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】