JP5116013B2 - Entrance structure of rectangular shield machine - Google Patents

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Description

本発明は、矩形シールドマシンを用いてトンネルを掘削する際にトンネル坑口における止水を行うためのエントランス構造に関するものである。   The present invention relates to an entrance structure for stopping water at a tunnel pit when excavating a tunnel using a rectangular shield machine.

従来、シールドマシンを用いてトンネルを掘削する際に、トンネル坑口とシールドマシンの外周部との間から裏込め材や泥水等が漏れ出すことを防止するため、トンネル坑口にゴム等からなるエントランスパッキンを取り付けていた。また、シールドマシンの進行に伴い、エントランスパッキンの自由端部が裏返ることを防止するため、エントランスパッキンに対して矩形シールドマシンの進行方向後側に短冊状のフラッパーを取り付けていた（特許文献１、特許文献２参照）。   Conventionally, when excavating a tunnel using a shield machine, an entrance packing made of rubber or the like is used to prevent the backfill material or muddy water from leaking between the tunnel well and the outer periphery of the shield machine. Was attached. Further, in order to prevent the free end portion of the entrance packing from turning over as the shield machine progresses, a strip-shaped flapper is attached to the rear side of the rectangular shield machine with respect to the entrance packing (Patent Document 1, Patent Document 2).

このフラッパーは、シールドマシンの進行方向後側に配設されており、シールドマシンの進行方向に回動可能となっている。そして、シールドマシンの掘進に伴い、エントランスパッキンの自由端部がシールドマシンの進行方向に屈曲すると、これに追随してフラッパーもシールドマシンの進行方向に回動し、フラッパーがエントランスパッキンをシールドマシンの進行方向後側から押さえ付けることにより、エントランスパッキンの自由端部の裏返りを防止していた。   The flapper is disposed on the rear side in the traveling direction of the shield machine, and can be rotated in the traveling direction of the shield machine. As the shield machine advances, the free end of the entrance packing bends in the direction of travel of the shield machine. Following this, the flapper also rotates in the direction of travel of the shield machine, and the flapper removes the entrance packing from the shield machine. By pressing from the rear side in the traveling direction, the free end portion of the entrance packing was prevented from being turned over.

特開２０００−８７６５号公報JP 2000-8765 A 特開２００１−３４２７９３号公報JP 2001-342793 A

従来のフラッパーは、トンネル坑口に沿って、略長方形をした短冊状の部材を複数配設したものである。一般的な円形断面のシールドマシンでは、トンネル坑口に沿ってフラッパーを均等に配置することができるため、略長方形のフラッパーであってもエントランスパッキンを安定した力で押さえ付けることができる。
ところで、近年、掘削すべきトンネル形状に対応させて、種々の形状のシールドマシンを用いるようになってきた。例えば、断面が矩形状のトンネルを掘削するための矩形シールドマシンが開発されている。 A conventional flapper is provided with a plurality of strip-shaped members having a substantially rectangular shape along a tunnel wellhead. In a general shield machine with a circular cross section, since the flappers can be evenly arranged along the tunnel wellhead, the entrance packing can be pressed with a stable force even with a substantially rectangular flapper.
By the way, in recent years, shield machines of various shapes have been used corresponding to the shape of the tunnel to be excavated. For example, a rectangular shield machine for excavating a tunnel having a rectangular cross section has been developed.

しかし、この矩形シールドマシンのエントランス構造において、従来の円形シールドマシンで使用していた略長方形のフラッパーを使用すると、コーナー部分においてエントランスパッキンを均等に押さえ付けることができない。すなわち、矩形シールドマシンのコーナー部分は一般的な円形シールドマシンと比較してＲが小さい（曲率が大きい）ため、一般的な円形シールドマシンと同様に略長方形のフラッパーを配設したのでは、隣り合うフラッパー同士が競り合ってしまい、エントランスパッキンを均等に押さえ付けることができない。   However, in the entrance structure of the rectangular shield machine, when the substantially rectangular flapper used in the conventional circular shield machine is used, the entrance packing cannot be pressed evenly at the corner portion. In other words, the corner portion of the rectangular shield machine has a smaller R (larger curvature) than a general circular shield machine, so that if a substantially rectangular flapper is disposed as in a general circular shield machine, The matching flapper competes and the entrance packing cannot be pressed evenly.

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、エントランスパッキンを均等に押さえ付けることが可能なフラッパーを採用して、トンネル坑口から裏込め材等が漏れ出すことのない矩形シールドマシンのエントランス構造を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and employs a flapper capable of pressing the entrance packing evenly, and the entrance of the rectangular shield machine in which the backfill material or the like does not leak from the tunnel wellhead. The purpose is to provide a structure.

本発明の矩形シールドマシンのエントランス構造は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。
すなわち、本発明の矩形シールドマシンのエントランス構造は、矩形シールドマシンを用いてトンネルを掘削する際にトンネル坑口における止水を行うためのエントランス構造に関するものである。このエントランス構造は、矩形シールドマシンの外周に密着して止水を行うための可撓性及び弾性を有するエントランスパッキンと、エントランスパッキンに対して矩形シールドマシンの進行方向後側に配設され、矩形シールドマシンの進行方向に回動して、エントランスパッキンの自由端部の裏返りを防止するための短冊状のフラッパーと、を備えている。そして、トンネル坑口のコーナー部に配設されたフラッパーは、回動基部から自由端部に向かって先細り状となっている。 The entrance structure of the rectangular shield machine of the present invention has the following features in order to achieve the above-described object.
That is, the entrance structure of the rectangular shield machine of the present invention relates to an entrance structure for stopping water at a tunnel wellhead when excavating a tunnel using the rectangular shield machine. This entrance structure is disposed on the rear side in the traveling direction of the rectangular shield machine with respect to the entrance packing, and has a flexible and elastic entrance packing that is in close contact with the outer periphery of the rectangular shield machine to stop water. And a strip-shaped flapper for rotating in the traveling direction of the shield machine to prevent the free end portion of the entrance packing from being turned over. And the flapper arrange | positioned in the corner part of a tunnel wellhead tapers from the rotation base part toward a free end part .

なお、エントランスパッキンは、従来のシールドマシンのエントランス構造として使用されてきた既存のエントランスパッキンとほぼ同様の構造を有しており、例えばゴム等の部材により構成されるものである。また、先細り状のフラッパーとは、例えば、トンネル坑口に固定される回動基部を下底とし、矩形シールドマシンの外周部に接触する自由端部を上底とした台形において、上底が下底よりも小さい形状のものをいう。また、止水とは、裏込め材等のような液状物の漏れ出しを防止することをいう。また、矩形シールドマシンの進行方向とは、矩形シールドマシンを用いてトンネル掘削を行う際に、矩形シールドマシンが掘進する方向をいう。   The entrance packing has substantially the same structure as an existing entrance packing that has been used as an entrance structure of a conventional shield machine, and is composed of a member such as rubber. Further, the tapered flapper is, for example, a trapezoid having a rotating base fixed to the tunnel wellhead as a lower base and a free end contacting the outer periphery of the rectangular shield machine as an upper base, where the upper base is the lower base. Smaller shape. Moreover, water stop means preventing leakage of a liquid material such as a backfill material. Further, the traveling direction of the rectangular shield machine refers to a direction in which the rectangular shield machine proceeds when tunnel excavation is performed using the rectangular shield machine.

そして、本発明の矩形シールドマシンのエントランス構造は、エントランスパッキンとトンネル坑口のコーナー部に配設された先細り状のフラッパーとの間に、当該先細り状のフラッパーが前記エントランスパッキンに付与する押付力を伝達して、その押付力を補助するための可撓性及び弾性を有する補助押付板を配設したことを特徴とするものである。
なお、補助押付板とは、フラッパーが回動する際に、フラッパーに押さえ付けられてエントランスパッキン側に傾くことにより、フラッパーからエントランスパッキンへ付与される押付力を確実に伝達するための部材である。 And the entrance structure of the rectangular shield machine of the present invention has a pressing force that the tapered flapper applies to the entrance packing between the entrance packing and the tapered flapper disposed at the corner of the tunnel wellhead. An auxiliary pressing plate having flexibility and elasticity for transmitting and assisting the pressing force is provided.
The auxiliary pressing plate is a member for reliably transmitting the pressing force applied from the flapper to the entrance packing by being pressed by the flapper and tilting toward the entrance packing when the flapper rotates. .

ここで、補助押付板は、薄板状の塩化ビニル板と鋼板とを重ね合わせて構成することが可能である。
なお、補助押付板は、例えば、フラッパー側からエントランスパッキン側に向かって、薄板状の塩化ビニル板と薄板状の鋼板とを、この順に配設したものである。 Here, the auxiliary pressing plate can be configured by superposing a thin plate-like vinyl chloride plate and a steel plate.
The auxiliary pressing plate is, for example, a thin vinyl chloride plate and a thin steel plate arranged in this order from the flapper side to the entrance packing side.

本発明の矩形シールドマシンのエントランス構造は、矩形シールドマシンのトンネル坑口に設けるエントランス構造として、トンネル坑口のコーナー部に配設されたフラッパーを、回動基部から自由端部に向かって先細り状としている。したがって、一般的な円形シールドマシンと比較してＲが小さい（曲率が大きい）コーナー部分を有する矩形シールドマシンのトンネル坑口において、隣り合うフラッパー同士が競り合うことなく動作して、エントランスパッキンを均等に押さえ付けることができる。このため、一般的な円形シールドマシンと比較してＲが小さい矩形シールドマシンのコーナー部分であっても、エントランスパッキンの自由端部の裏返りを防止して、トンネル坑口から裏込め材等が漏れ出すことがない。   The entrance structure of the rectangular shield machine of the present invention is such that the flapper disposed at the corner of the tunnel well is tapered from the rotating base toward the free end as the entrance structure provided at the tunnel well of the rectangular shield machine. . Therefore, at the tunnel well of a rectangular shield machine having a corner portion with a small R (large curvature) compared to a general circular shield machine, adjacent flappers operate without competing to hold the entrance packing evenly. Can be attached. For this reason, even in a corner portion of a rectangular shield machine having a small R as compared with a general circular shield machine, the free end portion of the entrance packing is prevented from being turned over, and the backfill material etc. leaks from the tunnel wellhead. There is nothing.

また、エントランスパッキンとトンネル坑口のコーナー部に配設されたフラッパーとの間に補助押付板を配設した構成とした場合には、フラッパーからエントランスパッキンへ付与される押付力を確実に伝達して、エントランスパッキンの自由端部の裏返りを、さらに一層確実に防止することができる。   In addition, when an auxiliary pressing plate is provided between the entrance packing and the flapper provided at the corner of the tunnel wellhead, the pressing force applied from the flapper to the entrance packing is reliably transmitted. Further, it is possible to more reliably prevent the free end portion of the entrance packing from being turned over.

＜エントランス構造＞
以下、図面を参照して、本発明の矩形シールドマシンのエントランス構造を実施するための最良の形態を説明する。
図１〜図４は、本発明の実施形態に係る矩形シールドマシンのエントランス構造を説明するもので、図１はエントランス構造の正面図、図２はエントランス構造の縦断面図、図３はフラッパーの正面図、図４はフラッパー及びエントランスパッキンの配設順序を示す説明図である。 <Entrance structure>
The best mode for carrying out the entrance structure of the rectangular shield machine of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 4 illustrate an entrance structure of a rectangular shield machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view of the entrance structure, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the entrance structure, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing the arrangement order of the flapper and the entrance packing.

本発明の実施形態に係る矩形シールドマシンのエントランス構造は、矩形シールドマシン７０を用いてトンネルを掘削する際にトンネル坑口６０における止水を行うためのものである。このエントランス構造は、図１及び図２に示すように、主要な構成要素として、トンネル坑口６０に取り付けられたエントランスパッキン１０とフラッパー２０（１２０）とを備えている。   The entrance structure of the rectangular shield machine according to the embodiment of the present invention is for stopping water at the tunnel well 60 when excavating a tunnel using the rectangular shield machine 70. As shown in FIGS. 1 and 2, the entrance structure includes an entrance packing 10 and a flapper 20 (120) attached to a tunnel well 60 as main components.

＜エントランスパッキン＞
エントランスパッキン１０は、矩形シールドマシン７０の外周に密着して止水を行うための部材であり、可撓性及び弾性を有するゴム部材等により構成される。このエントランスパッキン１０は、矩形シールドマシン７０の外周形状に対応して、矩形シールドマシン７０及びセグメント（図示せず）の外周径よりも小さな内周径を有している。すなわち、矩形シールドマシン７０の掘進に伴い、エントランスパッキン１０の自由端部が矩形シールドマシン７０の進行方向に屈曲して矩形シールドマシン７０又はセグメントの外周部に密着することにより、トンネル坑口６０から裏込め材等が漏れ出すことを防止する。
なお、トンネル坑口６０には、裏込め材を注入するための注入口５０が設けられている。 <Entrance packing>
The entrance packing 10 is a member that is in close contact with the outer periphery of the rectangular shield machine 70 to stop water, and is composed of a rubber member having flexibility and elasticity. The entrance packing 10 has an inner peripheral diameter corresponding to the outer peripheral shape of the rectangular shield machine 70, which is smaller than the outer peripheral diameters of the rectangular shield machine 70 and segments (not shown). That is, as the rectangular shield machine 70 is dug, the free end portion of the entrance packing 10 bends in the traveling direction of the rectangular shield machine 70 and comes into close contact with the rectangular shield machine 70 or the outer periphery of the segment. Prevent the leakage of leaking material.
The tunnel well 60 is provided with an injection port 50 for injecting a backfill material.

＜フラッパー＞
フラッパー２０（１２０）は、エントランスパッキン１０に対して矩形シールドマシン７０の進行方向後側に配設された複数の短冊状の部材からなり、矩形シールドマシン７０の進行方向に回動可能となっている。このフラッパー２０（１２０）は、図３に示すように、トンネル坑口６０に固定する取付部２１に対して、矩形シールドマシン７０の進行方向に回動可能に取り付けられている。そして、矩形シールドマシン７０の掘進に伴い、フラッパー２０（１２０）が矩形シールドマシン７０の進行方向に回動してエントランスパッキン１０を押さえ付けることにより、エントランスパッキン１０の自由端部の裏返りを防止する。 <Flapper>
The flapper 20 (120) is composed of a plurality of strip-shaped members disposed on the rear side in the traveling direction of the rectangular shield machine 70 with respect to the entrance packing 10, and is rotatable in the traveling direction of the rectangular shield machine 70. Yes. As shown in FIG. 3, the flapper 20 (120) is attached to the attachment portion 21 fixed to the tunnel well 60 so as to be rotatable in the traveling direction of the rectangular shield machine 70. As the rectangular shield machine 70 is dug, the flapper 20 (120) rotates in the traveling direction of the rectangular shield machine 70 and presses the entrance packing 10 to prevent the free end of the entrance packing 10 from being turned over. .

また、トンネル坑口６０のコーナー部に配設されたフラッパー１２０は、隣り合うフラッパー１２０同士が干渉しないように、回動基部から自由端部に向かって先細り状となっている。具体的には、コーナー部に配設されたフラッパー１２０は、例えば図１及び図３に示すように、回動基部から自由端部へ向かって縮径した台形状に形成されている。すなわち、台形状のフラッパー１２０は、トンネル坑口６０に固定される回動基部を下底とし、矩形シールドマシン７０の外周部に接触する自由端部を上底とした台形において、上底が下底よりも小さい形状となっている。なお、トンネル坑口６０の直線部分に配設されたフラッパー２０は、従来通り、略長方形状に形成されている。   Further, the flapper 120 disposed at the corner portion of the tunnel wellhead 60 is tapered from the rotation base toward the free end so that adjacent flappers 120 do not interfere with each other. Specifically, the flapper 120 disposed in the corner portion is formed in a trapezoidal shape having a diameter reduced from the rotating base portion toward the free end portion, for example, as shown in FIGS. In other words, the trapezoidal flapper 120 has a trapezoidal shape in which the rotating base fixed to the tunnel wellhead 60 is the bottom and the free end that contacts the outer periphery of the rectangular shield machine 70 is the top. It has a smaller shape. In addition, the flapper 20 arrange | positioned at the linear part of the tunnel wellhead 60 is formed in the substantially rectangular shape as usual.

＜補助押付板＞
また、図１及び図４に示すように、エントランスパッキン１０とトンネル坑口６０のコーナー部に配設されたフラッパー１２０との間には、フラッパー１２０がエントランスパッキン１０に付与する押付力を補助するための可撓性及び弾性を有する補助押付板３０が配設されている。なお、補助押付板３０とエントランスパッキン１０との間には、エントランスパッキン１０をトンネル坑口６０に取り付けるための押さえ板４０が介在している。
補助押付板３０は、図４に示すように、薄板状の塩化ビニル板３０ａと、薄板状の鋼板３０ｂとを重ね合わせて形成されている。そして、フラッパー１２０が回動すると、補助押付板３０である塩化ビニル板３０ａと鋼板３０ｂとが、フラッパー１２０に押されてエントランスパッキン１０側に撓むことにより、フラッパー１２０からエントランスパッキン１０へ付与される押付力を確実に伝達することができる。 <Auxiliary pressing plate>
Further, as shown in FIGS. 1 and 4, between the entrance packing 10 and the flapper 120 disposed at the corner of the tunnel well 60, the flapper 120 assists the pressing force applied to the entrance packing 10. The auxiliary pressing plate 30 having the flexibility and elasticity is disposed. A holding plate 40 for attaching the entrance packing 10 to the tunnel well 60 is interposed between the auxiliary pressing plate 30 and the entrance packing 10.
As shown in FIG. 4, the auxiliary pressing plate 30 is formed by laminating a thin vinyl chloride plate 30a and a thin steel plate 30b. When the flapper 120 rotates, the vinyl chloride plate 30a and the steel plate 30b, which are the auxiliary pressing plates 30, are pressed by the flapper 120 and bent toward the entrance packing 10, whereby the flapper 120 is applied to the entrance packing 10. The pressing force can be reliably transmitted.

＜矩形シールドマシンによるトンネル掘削＞
本発明の実施形態に係る矩形シールドマシン７０のエントランス構造では、矩形シールドマシン７０を掘進すると、図２において破線で示すように、矩形シールドマシン７０の外周部に密着しているエントランスパッキン１０が、矩形シールドマシン７０の進行方向へ引っ張られながら屈曲する。同時に、矩形シールドマシン７０の外周部に接触しているフラッパー２０（１２０）が、矩形シールドマシン７０の進行方向へ回動しながら、エントランスパッキン１０を押さえ付ける。この際、円形シールドマシンと比較してＲが小さいコーナー部分において、隣り合うフラッパー１２０同士が競り合うことなく動作して、エントランスパッキン１０を均等に押さえ付ける。さらに、トンネル坑口６０のコーナー部分では、補助押付板３０が、フラッパー１２０からエントランスパッキン１０へ付与される押付力を確実に伝達する。 <Tunnel excavation with rectangular shield machine>
In the entrance structure of the rectangular shield machine 70 according to the embodiment of the present invention, when the rectangular shield machine 70 is dug, the entrance packing 10 that is in close contact with the outer peripheral portion of the rectangular shield machine 70 as shown by a broken line in FIG. The rectangular shield machine 70 is bent while being pulled in the traveling direction. At the same time, the flapper 20 (120) in contact with the outer periphery of the rectangular shield machine 70 presses the entrance packing 10 while rotating in the traveling direction of the rectangular shield machine 70. At this time, in the corner portion where R is smaller than that of the circular shield machine, the adjacent flappers 120 operate without competing to press the entrance packing 10 evenly. Further, the auxiliary pressing plate 30 reliably transmits the pressing force applied from the flapper 120 to the entrance packing 10 at the corner portion of the tunnel wellhead 60.

したがって、円形シールドマシンと比較してＲが小さいコーナー部分を有する矩形シールドマシン７０であっても、フラッパー１２０及び補助押付板３０の作用により、エントランスパッキン１０を均等に押さえ付けて、トンネル坑口６０から裏込め材等が漏れ出すことを防止できる。   Therefore, even in the case of the rectangular shield machine 70 having a corner portion where R is smaller than that of the circular shield machine, the entrance packing 10 is pressed evenly by the action of the flapper 120 and the auxiliary pressing plate 30, and the tunnel wellhead 60 It is possible to prevent the backfill material from leaking out.

＜他の実施形態＞
なお、エントランスパッキン１０、フラッパー２０（１２０）、及び補助押付板３０の大きさや材質等は、矩形シールドマシン７０の形状及び直径や、掘削する地山の状況等に応じて適宜変更して実施することができる。 <Other embodiments>
In addition, the size, material, and the like of the entrance packing 10, the flapper 20 (120), and the auxiliary pressing plate 30 are appropriately changed according to the shape and diameter of the rectangular shield machine 70, the condition of the ground to be excavated, and the like. be able to.

本発明の実施形態に係る矩形シールドマシンのエントランス構造の正面図。The front view of the entrance structure of the rectangle shield machine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る矩形シールドマシンのエントランス構造の縦断面図。The longitudinal section of the entrance structure of the rectangle shield machine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る矩形シールドマシンで用いるフラッパーの正面図。The front view of the flapper used with the rectangular shield machine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る矩形シールドマシンで用いるフラッパー及びエントランスパッキンの配設順序を示す説明図。Explanatory drawing which shows the arrangement | positioning order of the flapper and entrance packing which are used with the rectangular shield machine which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ エントランスパッキン
２０ フラッパー
２１ 取付部
１２０ コーナー部のフラッパー
３０ 補助押付板
３０ａ 塩化ビニル板
３０ｂ 鋼板
４０ 押さえ板
５０ 注入口
６０ トンネル坑口
７０ 矩形シールドマシン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Entrance packing 20 Flapper 21 Mounting part 120 Flapper of corner part 30 Auxiliary pressing plate 30a Vinyl chloride plate 30b Steel plate 40 Holding plate 50 Inlet 60 Tunnel wellhead 70 Rectangular shield machine

Claims (2)

矩形シールドマシンを用いてトンネルを掘削する際にトンネル坑口における止水を行うためのエントランス構造であって、
前記矩形シールドマシンの外周に密着して止水を行うための可撓性及び弾性を有するエントランスパッキンと、
前記エントランスパッキンに対して前記矩形シールドマシンの進行方向後側に配設され、前記矩形シールドマシンの進行方向に回動して、前記エントランスパッキンの自由端部の裏返りを防止するための短冊状のフラッパーと、を備え、
前記トンネル坑口のコーナー部に配設されたフラッパーは、回動基部から自由端部に向かって先細り状となっており、
前記エントランスパッキンと前記トンネル坑口のコーナー部に配設された先細り状のフラッパーとの間に、当該先細り状のフラッパーが前記エントランスパッキンに付与する押付力を伝達して、その押付力を補助するための可撓性及び弾性を有する補助押付板を配設したことを特徴とする矩形シールドマシンのエントランス構造。 An entrance structure for stopping water at a tunnel pit when excavating a tunnel using a rectangular shield machine,
Entrance packing having flexibility and elasticity for tightly sealing the outer periphery of the rectangular shield machine,
A strip-like shape disposed behind the entrance packing in the traveling direction of the rectangular shield machine and rotated in the traveling direction of the rectangular shield machine to prevent the free end of the entrance packing from turning over. With a flapper,
The flapper disposed at the corner of the tunnel wellhead is tapered from the rotating base toward the free end,
Between the entrance packing and the tapered flapper disposed at the corner portion of the tunnel wellhead, the pressing force applied to the entrance packing by the tapered flapper is transmitted to assist the pressing force. An entrance structure of a rectangular shield machine, wherein an auxiliary pressing plate having flexibility and elasticity is provided. 前記補助押付板は、薄板状の塩化ビニル板と鋼板とを重ね合わせて構成したことを特徴とする請求項１に記載の矩形シールドマシンのエントランス構造。   2. The entrance structure of the rectangular shield machine according to claim 1, wherein the auxiliary pressing plate is formed by superposing a thin vinyl chloride plate and a steel plate.
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