JPH01192997A - シールド掘進機の排土装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、シールド掘進機の排土装置に関するもので
ある。さらに詳しくは、この発明は、土砂の噴発を防止
し、効率的に、かつ安定してシールド掘進機の後方へ排
土することのできるシールド掘進機の排土装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来より、トンネルの掘削技術として、切羽を圧気、泥
水、泥土などによって安定させて掘削する土庄系シール
ド工法が知られている。

この工法は、加圧を必要とする箇所をシールドの切羽の
みに限定して掘削を進め、カッターチャンバー内、およ
びスクリューコンベア内に掘削土砂を充填して切羽の圧
力とバランスさせながら、そのカッターグーへ・ンバー
内の土砂をスクリューコンベアで排上することを特徴と
しており、帯水砂層、帯水礫層、軟弱粘性土等の土質に
対しても安定したトンネル掘削を可能とするものとして
広く用いられてきている。

しかしながら、この上圧系シールド工法においては切羽
を加圧状態に保っているために、しばしば切羽と、カブ
ターチャンバーおよびスクリューコンベアとの気圧差の
ために土砂が噴発して排土が困難になるという問題が生
じ、これまでにもこの問題の解決のために様々な工夫が
行われてきているが、依然として満足できるだけの解決
策が見出されていない状況にある。

たとえば、これまでのシールド掘進機においても、スク
リューコンベアの排土口にはスライドゲート、フラッパ
ーバルブ、ロータリーフィーダー等を設置し、坑内への
排土量を調整したり、あるいは、対象土質に応じて泥土
を切羽前面、カッターチャンバー内、スクリューコンベ
ア内に注入し、掘削土砂と混合させ、土砂の流動化を促
進してスムーズな排土を行うとともに、切羽からの被圧
水、被圧土砂の噴発を抑えることが行われてきている。

（従来技術の問題点） 以上のこれまでに提案され、また実施されてきている改
善策としては、たとえばその具体例として第４図、およ
び第５図に示すことができる。しかしながら、これらは
依然としていくつかの欠点があり、土砂の噴発を抑え、
効率的に、かつ安定して排上するための装置としては充
分なものではない。

すなわち、第４図に示した例においては、切羽（ア）、
カッターチャンバー（イ）およびスクリューコンベア（
つ）内に泥土（１）を送って掘削土砂（オ）と混合し、
その流動化を促進するとともに、スクリューコンベア（
つ）からの排土を泥水（力）によって搬送する。しかし
ながらこの排土装置においては掘削土砂を坑内に開放せ
ずに密閉状態で排出する点で土砂の噴発防止に効果的で
あるものの、泥水処理の施設のために多額の費用がかか
る。

一方、第５図の例の場合には、スクリューコンベア（つ
）に加えて坑内排土用スクリューコンベア（キ）を連設
して、切羽で加えられた圧力と、スクリューコンベア内
の圧力との圧力差を緩和し、土砂の噴発を抑制しようと
するものである。しかしながら、この場合には、切羽の
安定性や噴発の抑制は改善されるものの、スクリューコ
ンベア（つ）（キ）内の圧力は依然として高く、その効
果は満足できるものではない。

（問題点を解決するための手段） この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもので
あり、従来の排土装置の欠点を克服し、土砂の噴発を防
止し、効率的に、かつ安定して排土することのできる改
善されたシールド掘進機の排土装置を提供することを目
的としている。

この目的を実現するために、この発明は、カッターチャ
ンバーに装着したスクリューコンベアと、これに連設し
た坑内排土用スクリューコンベアとを備え、該坑内排土
用スクリューコンベアに圧力抜き減圧管を取１寸けてな
ることを特徴とするシールド掘進機の排土装置を提供す
る。

（作　用） この発明のシールド掘進機の排土装置におｔ）ては、２
段もしくはそれ以上のスクリューコンベアを備えた装置
の坑内排土用スクリューコンベアに圧力抜き減圧管を設
けることにより、スクリューコンベア内の圧力を坑内圧
にまで減じた後に、掘削土を坑内に排上する。

掘削の対象とする土質に応じて、圧力抜きの減圧管から
は、空気、泥土、泥水、水、それらの混合物が抜き取ら
れ、スクリューコンベア内の圧力を減少させる。

この減圧によって、土砂の噴発は防止され、効果的な、
安定した排土が可能となる。

（実施例） 以下、図面に沿ってこの発明の詳細な説明する。もちろ
ん、この発明は、以下の例によって限定されるものでは
ない。

第１図は、２基のスクリューコンベアを用〜）た例を示
した断面図である。シールド掘進Ｒ（１）には、カッタ
ーフェイス（２）を取付けており、その後部にカッター
チャンバー（３）を設けている。このカッターチャンバ
ー（３）には、１段目のスクリューコンベア（４）を装
着し、カッターチャンバー（３）内の掘削土砂（５）を
搬出する。

スクリューコンベア（４）内には、油圧モーター（６）
によって回転するスクリュー羽根（７）を設けている。

土砂（５）は、このスクリュー羽根の回転によって排土
口（８）へと導かれる。

排土口（８）には、２段目の坑内排土用スクリューコン
ベア（９）が連結し、スライドゲート、フラッパーパル
プ、ロータリーフィーダー等からなるゲート（１０）に
よって、１段目のスクリューコンベア（４）から２段目
のスクリューコンベア（９）へと断続的に掘削土砂（５
）が送られる。

ここで土砂（５）の排出量が制御されるとともに、スク
リューコンベア（９）内の圧力状態が緩和されることに
なる。

２段目の坑内排土用スクリューコンベア（９）内にも、
油圧モーター（１１）によって回転するスクリュー羽根
（１２）を設け、さらに、圧力抜きのための減圧管（１
３）を取付けてもいる。この減圧管（１３）は、その取
付けを一箇所としてもよいが、より効果的なものとする
ためには、複数、たとえばスクリューコンベア（９）の
前ｔ＆等に、取付けるのが好ましい。

また、土砂の流動化のために、スクリューコンベア（９
）、さらにはスクリューコンベア（４）にも、非圧縮性
流体、たとえば、泥水、泥土、水等の注入管（１４）を
取付けることもできる。

土砂（５）は、その圧力を減じた後に、排土口（１５）
のゲート（１６）によって調整しながら排出し、ベルト
コンベア（１７）によって搬送する。このベルトコンベ
ア（１７）に代えて、第４図に示した泥水搬送を行って
もよい。

このような装置においては、減圧管（１３）における圧
力抜きによりスクリューコンベア（９）内の圧力を坑内
圧とほぼ同等なまでに減少することができ、土砂の噴発
を完全に防止することが可能となる。

減圧管（１３）には、弁（１８）を設け、減圧操作を適
宜なものに調整する。この第１図の場合のように、２本
の減圧管（１３）を取付ける場合には、弁（１８）は電
気信号等によって自動制御できるものとし、前後の圧力
の状態に応じて、減圧のための圧力抜きを適宜な条件に
おいて行うことかできる。

減圧管（１３）は、掘削する土質に応じて、坑内に開放
しておいてらよいし、または、第２図に示したように、
泥土貯留タンク（１９）に連結してらよい。

圧力抜きの操作によって、主として空気が除去される場
合には、坑内に開放してもよく、泥土、水、泥水等が伴
う場合には、泥土貯留タンク（１つ）へと導き、必要に
応じて外部へと搬出すればよい。

第１図に示した装置においては、次のようにして掘削土
砂（５）の排出を行うことができる。すなわち、 （ｉ）カッターチャンバー（３）側のスクリューコンベ
ア（４）で掘削土砂（５）を坑内排土用スクリューコン
ベア（９）に送り、このスクリューコンベア（９）内に
土砂（５）が適皿移動した後に、第１段目のゲート（１
０）を閉じる。

この時、第２段目のゲート（１６）は閉じている。

（肖）坑内排土用スクリューコンベア（９）内の圧力を
減圧管（１３）から抜き、坑内圧と同等のレベルとする
。

（ｉｉｉ）スクリューコンベア（９）、のゲート（１６
）を開け、掘削土砂（５）を排出する。

（ｉｖ）・以上の操作を繰り返す。

スクリューコンベアは、この第１図の例に限られること
なく、坑内排土用スクリューコンベア（９）は、並列に
複数使用してもよい。坑内排土用スクリューコンベア（
９）は、シールド掘進においてはできるだけ短いものが
好ましいことからら多量の掘削土砂を排出するためには
、この並列での複数使用が有効でもある。

第３図は、この場合の例を正断面図として示したもので
ある、すなわち、カッターチャンバー（３）に装着した
１段目のスクリューコンベア（４）には、坑内排土用の
２段目のスクリューコンベア（９）（９’　）を並列し
て連設している。

１段目のスクリューコンベア（４）からは、切換弁（２
０）を介して、二つのゲート（１０）（１０’　）のい
ずれかに交互に掘削土砂（５）を導く、２段目のスクリ
ューコンベア（９）（９’　）には減圧管（１３）（１
３’）を設け、ゲート（１６）（１６′）から、土砂（
５）がベルトコンベア（１７）へと排出されるようにし
ている。

この装置においては、掘削土砂（５）は、効率的に排出
することが可能となる。しかも、掘削土砂（５）の噴発
ち完全に防止することができる。

（発明の効果） この発明の装置により、以上詳しく説明した通り、掘削
土砂の噴発を防止し、効率的に、安定した排土が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示した側断面図である
。第２図は、泥土貯留タンクを設けた池の例を示した部
分構成図である。 第３図は、３基のスクリューコンベアを用いる、さらに
別の例を示した正断面図である。 第４図および第５図は、各々、従来例を示した構成図で
ある。 １・・・シールド掘進機 ２・・・カッターフェイス ３・・；カッターチャンバー ４・・・スクリューコンベア ５・・・土　砂 ６・・・油圧モーター ７・・・スクリュー羽根 ８・・・排土口 ９．９′・・・スクリューコンベア １０．１０’・・・ゲート １１・・・油圧モーター １２・・・スクリュー羽根 １３・・・減圧管 １４・・・注入管 １５・・・排土口 １６．１６’・・・ゲート １７・・・ベルトコンベア １８・・・弁 １９・・・泥土貯留タンク ２０・・・切換弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）カッターチャンバーに装着したスクリューコンベ
   アとこれに連設した抗内排土用スクリューコンベアとを
   備え、該抗内排土用スクリューコンベアに圧力抜き減圧
   管を取付けてなることを特徴とするシールド掘進機の排
   土装置。
2. （２）減圧管が自動制御される弁を有する請求項第（１
   ）項記載のシールド掘進機の排土装置。
3. （３）複数の減圧管を取付けた請求項第（１）項記載の
   シールド掘進機の排土装置。
4. （４）減圧管を排土貯留タンクに連結した請求項第（１
   ）項記載のシールド掘進機の排土装置。
5. （５）抗内排土用スクリューコンベアを複数備えた請求
   項第（１）項記載のシールド掘進機の排土装置。
6. （６）抗内排土用スクリューコンベアに非圧縮性流体の
   注入管を取付けた請求項第（１）項記載のシールド掘進
   機の排土装置。