JPH03100300A - 泥水加圧式シールド掘削機 - 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、埋設管の推進工法などに用いられる泥水加
圧式シールド掘削機に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の泥水加圧式シールド掘削機としては第５
図に示すようなものがある。この泥水加圧式シールド掘
削機は、シールド殻５１内の隔壁５２を貫通する回転軸
５３の前端に、後方に向かって大径となる略円錐台状の
破砕用コーン５４を備える一方、上記シールド殻５■の
前端に、後方に向かって小径となる揺り林状の内周面を
有するフード５５を備えている。上記コーン５４の前端
にカッタ５６を備えており、このカッタ５６は、上記回
転軸５３の中心軸を含む厚板からなるアーム５８と、こ
れに垂直で円板の一部を切り欠いた形状のカッタプレー
ト５７と、このカッタプレート５７の前面に取り付けた
刃５９，５９，５９．・・・とからなっている。上記コ
ーン５４およびアーム５８と、フード５５との間には隙
間Ａを有する。

方、上記隔壁５２を開口して、フード５５およびコーン
５４の後面とこの隔壁５２とで囲まれたチャンバ６０内
にベントナイト等を含む水を供給する送水管６１と、上
記チャンバ６０内から泥水を排出する排泥管６２とを設
けている。そして、モータ７０を駆動して回転軸５３を
回転させて、上記カッタ５Ｇで礫を掘削し、上記フード
５５の内周面とコーン５４の外周面でこの礫を押圧・粉
砕して土砂となして、この土砂をチャンバ６０内に取り
込む。そして、送水管６１から水を送って切羽を安定さ
せると共に、チャンバ６０内にて土砂と送水管６１から
供給された水とを図示しない撹拌羽根で混ぜて泥水とし
、この泥水を排泥管６２を通して排出するようにしてい
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記従来の泥水式シールド掘削機では、隔壁
５２を開口して送水管６１および排泥管６２を設けてい
るため、第５図中の矢印Ｗに示すように、チャンバ６０
内に供給された水の大部分が、上記チャンバ６０内を通
過して還流する。そのため、この掘削機は、礫層を掘削
・推進することはできるが、粘性土層を掘削する場合、
上記コーン５４．フード５５およびアーム５２からなる
礫破砕部に粘性土が付着して、モータ７０に対する負荷
が大きくなり、掘削・推進が困難になるという問題があ
る。

そこで、この発明の目的は、礫破砕部に付着した粘土等
を効果的に洗い落とすことができ、したがって、粘性土
であっても、円滑に掘削・推進することかできる泥水加
圧式シールド掘削機を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、この発明は、シールド殻内
に隔壁を設けて、掘削側と駆動側とに区分し、上記隔壁
に支持された回転軸の掘削側の先端にカッタを設けると
共に、このカッタと隔壁との間に回転軸によって回転さ
せられる破砕用コーンを有する礫破砕部を設ける一方、
上記駆動側に回転軸を駆動する駆動装置を設け、さらに
、上記隔壁を通して掘削側へ送水する送水管と掘削側か
ら隔壁を通して泥水を外部に排出する排泥管とを設けた
泥水加圧式シールド掘削機において、上記礫破砕部に向
って上記送水管および排泥管とは別系統で、水を噴射す
るための洗浄水用配管を備えたことを特徴としている。

また、この発明の泥水加圧式シールド掘削機においては
、上記洗浄水用配管は、先端にバルブを有する水抜管の
元側に今一つのバルブを介して接続したことを特徴とし
ている。

〈作用〉 駆動装置によって回転軸を回転させて、破砕用コーンお
よびカッタを回転させて礫や土砂を掘削して、シールド
殻内に土砂や礫を取り込む。そして送水管より水を掘削
側のシールド殻に供給して、切羽を安定させると共に、
この送水管から送られた水を泥水として排泥管により掘
削側から外部に排出する。そして、粘性上等などを掘進
んでいる場合には礫破砕部に粘性土などが付着するか、
このとき、洗浄水用の配管から高圧水を礫破砕部に向け
て噴射することによって、粘性土が礫破砕部から洗い落
とされ、したがって、駆動装置の負荷が小さ（なり、円
滑に掘進が行なわれる。

また、このように洗浄水用配管を送水管とは別系統であ
るため、送水管を流れる水よりもはるかに高圧な水を礫
破砕部に向けて噴射することができ、礫破砕部に付着し
た粘性土などは効果的に洗い落とされる。さらに、この
ように送水管とは別系統に洗浄水用の配管を設けている
ため、送水管および排泥管によって切羽の安定および掘
削した土砂の運搬などを行ないつつ、礫破砕部に付着し
た粘性土などを洗い落とすことができ、掘進の効率が高
くなる。

また、この洗浄水用配管はバルブを介して水抜管に接続
されているため、別途洗浄水用の配管を掘進全長にわた
って設けなくても、水抜管を利用して洗浄水用配管に水
が供給される。すなわち水抜管の先端のバルブを閉じ、
洗浄水用配管と水抜管とをつなぐバルブを開くことによ
って、水抜管を通して洗浄水用の配管に高圧水を送るこ
とができ、水抜管を洗浄水用配管としても利用すること
ができ、装置全体のコストが低（なる。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例の泥水加圧式シールド掘削
機の断面図であり、第２図はこの泥水加圧式シールド掘
削機を用いて掘進を行なう際の全設備を表わす模式図で
ある。

第２図において、Ｓは泥水加圧式シールド掘削機、ｌは
シールド殻、２はシールド殻１内を掘削側と駆動側とに
分ける隔壁、３はポンプ４から送られてくる水を隔壁２
を通して掘削側に供給する送水管、５は掘削側の泥水を
隔壁２を通してタンク６に排出する排泥管、７はシール
ド掘削機Ｓの後側につながる仮管、８は仮管７の最後に
つながる押し輪、９は押し輸９を介して仮管７およびシ
ールド掘削機Ｓを押すジヤツキ、１０は元側のバルブＩ
Ｎと分岐した先端側のバルブ１２を有する水抜管１３を
通して水を外部に吸い出す真空ポンプ、１４は先端部に
バルブ１５を有する配管１６を通して水抜管１３に高圧
水を供給する高圧ポンプ、１８はバルブ１２よりも元側
の水抜管１３に連結され、バルブ１７を有する洗浄水用
の配管である。

次に、上記シールド掘削機Ｓを第１図を参照しながら詳
細に説明する。

このシールド掘削機Ｓは、シールド殻ｌ内を隔壁２によ
って掘削側と駆動側とに分け、隔壁２に設けた軸受２１
によって回転軸２２を回転自在に支持している。上記回
転軸２２の掘削側の先端には円錐台状の破砕用コーン２
３を設け、この破砕用コーン２３の先端にカッタ２７を
固定している。

このカッタ２７は、破砕用コーン２３から斜め前方に延
びる厚板からなる一対のアーム２４と、このアーム２４
の先端に固定した円板の一部を切り欠いた形状のカッタ
プレート２５と、このカッタプレート２５の前面に固定
した複数の刃２６からなる。また、掘削側のシールド殻
ｌの内側には末広がりのフード１９を固定しており、こ
のフード１９の後面と隔壁２との間にチャンバ２８を形
成し、このチャンバ２８内を回転軸２２に固定された撹
拌羽根２９が撹拌するようにしている。上記フード１９
とアーム２４と破砕用コーン２３で礫破砕部を構成して
いる。

一方、上記隔壁２の上部には送水管３を貫通して、チャ
ンバ２８内に水を供給して、掘削側を一定の水圧に保持
して切羽を安定させるようにしている。さらに上記隔壁
２の下部にはチャンバ２８内の泥水を排出するための排
泥管５を連結している。上記送水管３にはバルブ３Ｉを
設け、排泥管５にはバルブ３２を設けている。一方、水
抜管１３の先端部をなす枝管１３ａにはバルブ１２を設
けている。上記水抜管１３にはバルブ１７を介して洗浄
水用の配管１８を連結している。この洗浄水用の配管１
８は隔壁２を貫通し、さらにフード１９の内側から噴出
口１８ａをアーム２４に向けて開口している。

一方、仮管７は第３，４図に示すように端板３５に中央
に位置する測量用の大穴４１を有し、さらに送水管３を
通すための穴と排泥管５を通すための穴と裏込注入管４
２を通すための穴と水抜管１３を通す穴とを有する。

上記構成のシールド掘削機は次のように動作する。

今、粘性土を掘削するとする。モータ３０を回転させて
ジヤツキ９によって押し輪８および仮管７を介してシー
ルド掘削機Ｓを推進すると共に、モータ３０によって回
転軸２２を回転させて、破砕用コーン２３、アーム２４
およびカッタ２７を回転して、礫などを掘削して、フー
ド１９．破砕用コーン２３およびアーム２４からなる礫
破砕部に土砂および礫などを取り込み、それらを破砕し
て土砂としてチャンバ２８内に取り込む。このとき、こ
の送水管３によりチャンバ２８およびその前方の礫破砕
部側に水が供給され、掘削側の水圧が所定の圧に保たれ
、切羽が安定させられている。

そして、チャンバ２８に取り込まれた土砂は撹拌羽根２
９によって水と撹拌され、この水と土砂の交ざった泥水
は排泥管５によってタンク６に排出される。このように
送水管３と排泥管５によって切羽の安定を図りつつ土砂
の運搬が行なわれるのである。

一方、この掘削を行なっている際にアーム２４゜コーン
２３などの礫破砕部に粘性土などが付着し、これがフー
ド９との間の間隙を塞いでモータ３０の負荷が高くなろ
うとするが、高圧ポンプ１４から配管１６、バルブ１５
、水抜管１３、バルブ１７および洗浄水用配管１８を通
して、高圧水がフード１９からアーム２４に向けて噴出
される。この高圧の水によってアーム２４および破砕用
コーン２３などに付着した粘性土は洗い落とされ、モー
タ３０の負荷が低くなる。もし、このように洗浄水が供
給されない場合には粘性土はアーム２４とフード１９の
間を満たしモータ３０あるいはジヤツキ９の負荷が高く
なり、運転を停止しなければならない事態が生じるので
ある。なお、この高圧水を供給している際には真空ポン
プ１０側のバルブ１１および水抜管１３の先端部をなす
枝管１３ａのバルブ１２は閉じられている。水抜管１３
を本来の水抜管として使う場合には洗浄水用配管１８側
のバルブ１７を閉じ、バルブｔ　１，１２を開け、真空
ポンプ１０を運転することによって本来の水抜作用を行
なうことができる。

このように、送水管３によって掘削側に水を供給し、排
泥管５によって掘削側の泥水を外部に排出することによ
って、切羽の安定を図りつつ土砂の運搬を行なうと同時
に、この送水管３とは別系統の洗浄水用用配管１８によ
って、礫破砕部の一部をなすアーム２４に向けて水を噴
射して、アーム２４および破砕用コーン２３に付着した
粘性土などを洗い落とすことができる。また、この洗浄
水用配管１８は送水管３と別系統であるので、送水管３
より送られる水よりはるかに高い高圧水を洗浄に用いる
ことができ、極めて高い洗浄効果を得ることができる。

上記実施例では、洗浄水用配管１８を水抜管１３にバル
ブ１７を介して連結し、水抜管１３の先端のバルブ１２
を閉じると共に、バルブ１７を開けることによって、水
抜管１３を洗浄水用配管１８に水を供給するための配管
として利用することができる。

上記実施例では洗浄水用配管１８はフード１９からアー
ム２４に向けて水を噴出するようにしているが、この洗
浄水用配管１８は破砕用コーン２４に向けて水を噴出す
るようにしてもよく、またユニバーサルジヨイントを介
して回転軸２２に連結し、この回転軸２２の中心を通っ
て破砕用コーン２３およびアーム２４からフード１９に
向けて水を噴出するようにしてもよい。要は洗浄水用配
管はフード、破砕用コーンあるいはアームなどからなる
礫破砕部の少なくも一部に向けての洗浄水を噴射できれ
ばよいのである。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の泥水加圧式シール
ド掘削機は、土砂の運搬用と切羽の安定用との送水管お
よび排泥管とは別系統で、礫破砕部に向かって水を噴射
するための洗浄水用の配管を備えているので、高圧の洗
浄水を送水管とは別系統で礫破砕部に向けて噴射して、
粘性上を洗い落とすことができ、高い洗浄効果を得るこ
とができる。また、洗浄水用配管は送水管と別系統であ
るので、切羽の安定および土砂の運搬作用を行ないつつ
、礫破砕部に付着した粘性土などを洗い落とすことがで
き、作業効率を高めることができる。

また、この発明の泥水加圧式シールド掘削機は、先端に
バルブを有する水抜管の元側に上記洗浄水用配管を今一
つのバルブを介して接続するので、水抜管を本来の水抜
作用と、洗浄水用配管に高圧水を導びくためとに兼用す
ることができ、全体の設備コストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の泥水加圧式シールド掘削機の一部を
断面で示した模式図、第２図は上記泥水加圧式シールド
掘削機を用いた設備全体を示す模式図、第３図は仮管の
端板の正面図、第４図は仮管の断面図、第５図は従来の
泥水加圧式シールド掘削機の断面図である。 １・・・シールド殻、２・・・隔壁、３・・・送水管、
５・・・排泥管、１２．１７・・・バルブ、１９・・・
ツー１８・・・洗浄水用配管、２３・・・破砕用コーン
、２７・・・カッタ、３０・・・モータ。 ド、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド殻内に隔壁を設けて、掘削側と駆動側と
   に区分し、上記隔壁に支持された回転軸の掘削側の先端
   にカッタを設けると共に、このカッタと隔壁との間に回
   転軸によって回転させられる破砕用コーンを有する礫破
   砕部を設ける一方、上記駆動側に回転軸を駆動する駆動
   装置を設け、さらに、上記隔壁を通して掘削側へ送水す
   る送水管と掘削側から隔壁を通して泥水を外部に排出す
   る排泥管とを設けた泥水加圧式シールド掘削機において
   、 上記礫破砕部に向って、上記送水管および排泥管とは別
   系統で、水を噴射するための洗浄水用配管を備えたこと
   を特徴とする泥水加圧式シールド掘削機。
2. （２）請求項１に記載の泥水加圧式シールド掘削機にお
   いて、上記洗浄水用配管は、先端にバルブを有する水抜
   管の元側に今一つのバルブを介して接続されていること
   を特徴とする泥水加圧式シールド掘削機。