JPH03125790A - 加泥シールド掘削機 - 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〕 本発明は切羽面側にベントナイト等の加泥剤を供給しな
がらトンネルの掘削を行う加泥シールド掘削機に関する
ものである。

〔従来の技術〕

加泥シールド掘削機は、カッター板によって掘削される
土砂にベントナイト等の加泥剤を混合させて該土砂に粘
性並びに流動性を与え、機内への取り込みを容易にする
と共にコンベアー等による円滑な排出を行わせながらト
ンネルを掘進していくものであるが、このような加泥シ
ールド掘削機における加泥剤の注入手段としては、従来
から、カッター板に加泥剤の注入口を設け、該注入口に
カッター板背面側から加泥剤を供給して切羽面に向かっ
て噴出させると共にカッター板により掘削される土砂に
加泥剤を混入させているのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記のようにカッター板に加泥剤の注入口を設けた場合
、カッター板の回転が極めて遅いために、切羽全体に亘
って均一な加泥剤の噴射が行えないと共に掘削された土
砂がカッター板によって殆ど攪拌されることがな（、従
って、この掘削土砂に加泥剤を注入しても、土砂の一部
に集中的に加泥剤が注入されるだけであり、土砂との混
合が不均一となってカッター板背面側への土砂の流入が
円滑に行えないばかりでなく、カッター板の背面側に取
り込まれた掘削土砂がスクリューコンベアによって搬出
される際に、加泥剤が殆ど混入していない土砂の該スク
リューコンベアへの取り込みが容易に行われず、その上
、スクリューコンベア内における土砂の搬送にも支障を
きたして円滑な土砂の排出が行えない等の問題点がある
。

本発明はこのような問題点を解消することを目的とした
加泥シールド掘削機を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の加泥シールド掘削
機は、シールド掘削機本体の前端開口部に回転自在に配
設したカッター板の外周部に小径のカッターを設け、こ
の小径カッターを適宜な回転駆動機構を介して回転させ
るようにすると共に該小径カッターの背面側から前面に
向かってベントナイト等の加泥剤を噴出させる注入口を
設けた構造を有するものである。

〔作　　用〕

小径カッターはシールド掘削機本体のカッター板と一体
的に回転すると共に、回転駆動機構を介してカッター板
よりも速い回転速度でもって自転し、カッター板及び該
小径カッターによって掘削される切羽面の土砂を攪拌さ
せる。

この土砂に小径カッターの背面側からベントナイト等の
加泥剤を注入すると、該掘削土砂は攪拌されなから加泥
剤と均一に混合し、適度の流動性と粘性を付与されて、
カッター板から機内に円滑に流入すると共にスクリュー
コンベア等による排出が容易且つ確実に行われるもので
ある。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、（１）はシ
ールド掘削機本体で、その円筒状スキンプレー）（２）
の前端開口部にカッター板（３）を配設していると共に
このカッター板（３）の中心回転軸（４）を該カッター
板（３）の後方においてスキンプレート（２）の内周面
に一体的に固着した隔壁（５）の中心部に回転自在に軸
支させてあり、さらに、力・ンター板（３）の背面外周
部に後方に向かって後部を小径に形成した円筒壁部（６
）を一体に突設し、該円筒壁部（６）の大径部外周面を
スキンプレート（２）の内周面に回転自在に支持させて
いると共に小径部内周面を前記隔壁（５）の中央部に一
体的に設けている円筒隔壁部（５ａ）の外周面に回転自
在に被嵌させである。

カッター板（３）は第一２図に示すように、スキンプレ
ート（２）の前端面形状に沿う円形リング部（３ａ）と
、中心回転軸（４）の先端から該リング部（３ａ）に向
かって放射状に設けられてリング部（３ａ）と一体化し
ており且つ両側縁に多数のカッター刃（３ｂ）を長さ方
向に適宜間隔毎に突設してなる複数本（図においては４
本）のアーム部（３ｃ）と、これらのアーム部（３ｃ）
で区画される板面において、一つおきの板面にアーム部
（３ｃ）に沿って開設した土砂取入口（３ｄ）とからな
り、他の板面は全面的に開放され、その開放部において
隣接するアーム部（３ｃ）　（３ｃ）間に支持フレーム
（ηを架設状態に固着すると共に該支持フレーム（７）
の中央部とカッター板中心部間に支持アーム（８）を固
着し、この支持アーム（８）の先端に長方形成いは長円
形状の小径カッター（９）の中心軸Ｇｏ）を回転自在に
支持し、これらの小径カッター（９）をカッター板（３
）の外周部空間内に配設しである。

（９ａ）は小径カッター（９）の長手方向の両側縁に突
設した複数個のカッター刃である。

又、上記カッター板（３）において、その中心部及び該
中心とリング部（３ａ）間の複数箇所にベントナイト或
いはＣＭＣ等の濃液の加泥剤注入口（１１）が前方に向
かって開口した状態で設けられていると共に小径カッタ
ー（９）の中心においても同様に加泥剤注入口（１２１
が前方に向かって開口した状態で設けられである。

側は前記隔壁（５）の外周部適所に装着したカッター板
回転駆動用モータで、そのモータ軸の先端にピニオン側
を固着してあり、該ピニオンＱ４）を力・ンター板（３
）の外周円筒壁部（６）の小径部後端外周面に形成、或
いは一体に設けている歯車面に噛合させ、このモータ面
を回転させることによって力・ツタ−板（３）を回転さ
せるようにしているものである。

０６）は小径カッター（９）の回転駆動用モータで、隔
壁（５）或いはスキンプレート（２）の内周面適所に固
定状態で配設されてあり、そのモータ軸の先端に固着し
たピニオン０′７）をカッター板（３）の外周円筒壁部
（６）の小径部外周面に回転自在に遊嵌しているリング
状歯車体ａ８）の後部歯車（１８ｂ）に噛合させている
と共にこの歯車体０ωの前部歯車（１８ａ）を回転伝達
軸０９）の後端に固着しているビニオンｌ２ａｌに噛合
させである。

回転伝達軸側は、前記カッター板（３）の外周円筒壁部
（６）の大小径筒部間の段部に貫通状態で固定した軸筒
体（２１）に挿通状態で回転自在に支持されていると共
に、軸筒体（２１）の前端にはギアーボックス（２２）
が一体に固着してあり、このギヤーボックス（２２）内
には第３図に示すように、回転伝達軸Ｏｇ）の前端に固
着した大径歯車（２３）と該大径歯車（２３）に噛合し
た小径歯車（２４）とを配設してあり、該小径歯車（２
４）はギヤーボックス（２２）に回転自在に支持されて
いる前記小径カッター（９）の中心軸０ωの後端部に固
着されである。

又、カッター板（３）と小径カッター（９）とに設けた
上記加泥剤注入口（ＩＩ）Ｑ２）に対する加泥剤供給通
路は、カッター板（３）の中心回転軸（４）の後端にロ
ータリージヨイント（２５）を装着して該ロータリージ
ョイン）　（２５）を通じて中心回転軸（４）内に穿設
している複数の通路（２６ａ）　（２６ｂ）　（２６ｃ
）内に機内から加泥剤圧送ホース（２７ａ）　（２７ｂ
）　（２７ｃ）を介して供給可能にすると共に、これら
の通路（２６ａ）〜（２６ｃ）のうち、１つの通路（２
６ａ）を中心回転軸（４）の先端中心に開口している注
入口（１１）に連通させ、別な１つの通路（２６ｂ）の
先端をカッター板（３）の中心から外径方向に延設して
いる通路（２８ｂ）を介して外周部注入口（１１）に連
通させ、さらに、他の別な通路（２６ｃ）をカッター板
（３）の中心から外径方向に延設している通路（２８ｃ
）から円筒壁部（６）内の通路（２９ｃ）に連通させる
と共に該通路（２９ｃ）から前記小径カッタ！（９）の
回転伝達軸（１９）の中心に穿設している通路（３０ｃ
）にロータリージヨイント（３７）を介して連通させ、
この通路（３０ｃ）を第３図に示すように、回転伝達軸
（１９）の前端部と前記中心軸００）の後端とに装着し
たロータリージヨイント（３３）　（３４）間の通路（
３１ｃ）を介して中心軸θ０）の中心部に穿設している
通路（３２ｃ）から先端注入口Ｑ２）に連通させている
ものである。

（３５）はカッター板（３）の背面と隔壁（５）間の空
間部で形成した土砂取入室であり、（３６）はその前端
開口部を隔壁（５）に貫通状態で支持されて土砂取入室
（３５）の下部内に連通しているスクリューコンベアで
、後端に向かって上方に傾斜してあり、その後端部から
運搬車等に土砂を排出するようにしである。

このように構成した実施例における加泥シールド掘削機
によって切羽地盤を掘削するには、カッター板（３）及
び小径カッター（９）の回転駆動用モータ０３）０６）
を回転させると、カッター回転駆動用モータ面によって
ビニオン０ωと該ビニオン０４）に噛合しているカッタ
ー板背面円筒壁部（６）の歯車Ｑ５）を介してカッター
板（３）が緩速度で回転を行い、地盤の掘削を行う一方
、該カッター板（３）の外周部に配設している小径カッ
ター（９）は該カッター板（３）と一体重にカッター板
（３）の中心軸回りを公転しながら回転を行う。

この小径カッター（９）は、モータ０６）の回転によっ
てモータ軸に固着したビニオン０′Ｉ）からカッター板
（３）の前面円筒壁部（６）に遊嵌している歯車体側の
前後部歯車（１８ａ）　（１８ｂ）、回転伝達軸側の後
端に固着しているビニオン（ハ）、さらに該回転伝達軸
０９の前端大径歯車（２３）、該大径歯車（２３）に噛
合している小径歯車（２４）を介して回転させられ、モ
ータ０６）の回転数を適宜に設定することによってカッ
ター板（３）よりもはるかに大きな回転数でもって回転
してカッター板（３）と共に切羽地盤を掘削すると共に
掘削した土砂を切羽全面に亘って均一に攪拌する。

一方、この掘削中において、カッター板（３）の中心回
転軸（４）内に設けている加泥剤通路（２６ａ　）〜（
２６ｃ）に適宜な濃度に調整されたベントナイトやＣＭ
Ｃ等の加泥剤を供給すると、該加泥剤はカッター板（３
）の中心部及び外周部の注入口θ１）と、小径カッター
（９）の中心軸の先端注入口０２）とから切羽地盤に向
かって噴出し、切羽全面の安定化が行われると共に掘削
された土砂に注入して小径カッター（９）の回転による
攪拌によって均一に混合され、掘削土砂全体が適宜の粘
性と流動性を付与される。

このように加泥剤を均一に攪拌、混合された掘削土砂は
、カッター板（３）の土砂取入口（３ｄ）等の板面間口
部から機内の土砂取入室（３５）内に流入し、スクリュ
ーコンベア（３６）によって機内の後方に搬送、排出さ
れるものである。

なお、以上の実施例においては、小径カッター（９）の
回転中心軸００）を通じて注入口ａりから加泥剤を噴出
させるようにしているが、該小径カッター（９）の外周
近傍部に注入口を設けておいてもよい。

さらに、小径カッター（９）はカッター板（３）の回転
駆動用モータ０３）と別のモータ０６）によって回転さ
せるようにしたが、カッター板回転駆動用モータ０３）
から適宜な回転数増速噛合歯車列等の伝達機構を介して
回転させるようにしてもよい。

又、上記実施例においては、シールド掘削機本体（１）
のスキンプレート（２）を円筒形状に形成したものを示
したが、方形状のスキンプレートの開口端に円形のカッ
ター板を配設しているシールド掘削機の場合には、該カ
ッター板に小径カッターを半径方向に移動自在に装着し
てお９けばよく、このように構成することによって、カ
ッター板の回転により小径カッターがスキンプレートの
隅角部に達した時に、該小径カッターを外径方向に移動
させてスキンプレートの隅角部に対応する切羽地盤の掘
削が可能となるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の加泥シールド掘削機によれば、シ
ールド掘削機本体の前端開口部に回転自在に配設したカ
ッター板の外周部に小径のカッターを設け、この小径カ
ッターを適宜な回転駆動機構を介して回転させるように
すると共に該小径カッターの背面側から前面に向かって
ベントナイト等の加泥剤を噴出させる注入口を設けてい
るので、小径カッターはシールド掘削機本体のカッター
板と一体的に回転して切羽地盤の掘削を行うと共に回転
駆動機構を介してカッター板よりも速い回転速度でもっ
て自転してカッター板及び該小径カッターによって掘削
される切羽面の土砂を全体的に均一に攪拌することがで
き、さらに、撹拌される土砂に注入口を通じて小径カッ
ターの背面側からベントナイト等の加泥剤を注入するよ
うに構成しているので、掘削土砂を攪拌しながら該土砂
に加泥剤と均一に混合させることができる。

このように、掘削土砂は加泥剤との混合攪拌によって適
度の流動性と粘性を付与され、そのためカッター板から
機内に円滑に流入すると共にスクリューコンベア等によ
る排出を容易且つ確実に行うことができて、土砂搬出作
業が能率よく行えるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はその縦断
側面図、第２図は正面図、第３図は小径カッタ一部分の
拡大縦断側面図である。 （１）・・・シールド掘削機本体、（３）・・・カッタ
ー板、（９）・・・小径カッター、０１）Ｑ２）−・・
加泥剤注入口、Ｑ３１・・・カッター板回転駆動用モー
タ、０６）・・・小径カッター回転駆動用モータ、（２
６ａ）〜（２６ｃ）・・・加泥剤通路。 才へ １　　ハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、シールド掘削機本体の前端開口部に回転自在に配設
   したカッター板の外周部に小径のカッターを設け、この
   小径カッターを適宜な回転駆動機構を介して回転させる
   ようにすると共に該小径カッターの背面側から前面に向
   かってベントナイト等の加泥剤を噴出させる注入口を設
   けたことを特徴とする加泥シールド掘削機。