JPH0363400A - シールド機械 - 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） この発明は大径玉石の連続搬送が可能な排土装置を有す
る削土密封式セミシールド（削土密封式シールドも含む
）機械に関する。

（従来の技術） 従来削土密封式上ごシールド工法またはシールド工法に
使用するシールド機械では、カッタヘッドが掘削した土
砂をスクリュウコンベヤで。

カッタヘッド内より排土した後ベルトコンベヤを経てズ
リトロッコなどの搬送手段により発進立坑まで搬送し１
発進立坑より地上へ搬出していた。

しかしこの方法ではズリトロッコが坑内を往復している
間シールド機械は掘削を休止しなければならず、連続掘
削ができないことから泥水加圧式シールド工法に比べて
掘削効率が悪いなどの不具合がある。

上記不具合を改善するため、掘削された土砂をスラリー
化して、真空ポンプやピストンポンプにより輸送管内を
スラリー輸送する方法も実施されている。

（発明が解決するための手段及び作用）しかしこの方法
では掘削管径や設備スペースの関係から口径の大きな輸
送管が坑内に設置できず、このため大径玉石を含む地層
を掘進する場合、土砂とともに取込まれた大径玉石が輸
送管で輸送できないと共に、能率的にも長距離輸送は困
難であるなどの不具合があった。

なお輸送管により搬送可能な土砂の性状は一般的に比重
１，６〜１．８．スランプ値１５〜２０ｃｍである。

この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもので
、大径玉石の搬送が可能な排土装置を設けることにより
連続掘削を可能にした削土密封式上品シールド機械を提
供しようとするものである。

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は上記
目的を遠戚するために、シールド本体の前部に回転自在
に設けられたカッタヘッドにより掘削した土砂を、シー
ルド本体前部のチャンバ内に取込んだ後、上記チャンバ
内の圧力を一定に保持する排土調整バルブを有する排土
手段によりシールド本体の後方へ搬送する削土密封式セ
ミシールド機械において、上記排土バルブの後方にチュ
ーブと、このチューブを長手方向へ順次圧送することに
よりチューブ内の土砂を後方へ圧送するメインローラと
よりなる排土装置を設けたことにより大径玉石の混入し
た土砂も連続的に後方へ搬送できるようにして、削土密
封式シールド機械でも連続掘進を可能にしたもので、カ
ッタヘッドより突設されたカッタヘッドの出代を掘削対
象玉石径のＡ以上にしたことにより、ｍ削及び玉石を掘
り起しが効率よく行える。

また排土調整バルブと排土装置の間にクラツシャを設け
て、チューブ径より大きな玉石を破砕することにより、
チューブより大径な玉石が取込まれても搬送を可能にし
た削土密封式シールド機械を提供するものである。

（実施例） この発明の実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は削土密封式セミシールド工法に使用するシール
ド機械を示すもので、１は方向修正ジヤツキ６により屈
折自在なシールド本体、２はシールド本体１の前部に設
けられたカッタヘッドで、カッタヘッド駆動モータ３に
より減速機４を介して回転軸５を中心に回転されるよう
になっている。

上記カッタヘッド２は第２図に示すようにほぼ十字形を
なすスポーク２ａより形成されていて、これらスポーク
２ａの前面に半径方向に間隔をおいて複数のカッタ２ｂ
が突設され、これらカッタ２ｂによりシールド本体１前
方の切羽の掘削と大径玉石の掘り起しを行なうようにな
っている。

なお各カッタ２ｂの出代ｉは大径玉石の掘り起しと、シ
ールド本体ｌの前部に設けられたチャンバｌ日内への取
込みが効率よく行えるように対象玉石径のＡ以上に設定
されている。

また上記回転輪５内には通路５ａが形成されていて、こ
の通路５ａの前端はスポーク２ａ内に形成された通路２
ｃ内に連通されている。

上記回転輪５内に形成された通路５ａの先端及び各スポ
ーク２ａ内に設けられた通路２ｃの先端は１回転軸５の
先端部及びスポーク２ａ先端に取付けられたカッタ２ｂ
の前面にそれぞれ開口されていて２図示しない泥漿材供
給管より回転継手７を介して回転軸５内の通路５ａへ供
給された泥漿材が５　これら開口より掘削された土砂内
へ噴出されるようになっている。

一方シールド本体ｌの前部に設けられたチヤソバ１ａの
下部には排土管８の一端が開口されており、排土管８の
他端側はシールド本体１内に設けられたピンチ弁などの
排土調整バルブ９に接続されている。

また排土管８の他端側上部には排土管８が詰っ場合に水
などを注入して詰りを除去する詰り除去管１０が設けら
れていると共に、排土調整バルブ９の後端は点検や異物
を取除く際に作業し易いように設けた異物取除き箱１２
を介して排土装置１３が接続されている。

上記排土装置１３は第３図以下に示すように輸送管１４
とほぼ同じ口径のチューブ１５を有している。

上記チューブ１５はゴムなどの弾性材により形成されて
いると共に、チューブ１５の両側にはフレーム１３ａが
設けられていて、これらフレーム１３ａの前後端に従動
軸１．６３及び駆動軸１７ａを介して遊動スプロケット
１６及び駆動スプロケット１７が回動自在に支承されて
いる。

そして上記遊動スプロケット１６及び駆動スプロケット
１７の間には無端状のチェーン１８が捲装されていて、
駆動軸１７ａに伝導チェーン１９を介して接続された油
圧モータよりなる回転駆動源２５によりこれらチェーン
１８が回転されるようになっていると共に、チェーン１
８間には上記チューブ１５を圧迫するメインローラ２０
の軸２０ａ両端が支承されている。

上記メインローラ２０はチェーン１８の例えば２箇所に
取付けられたもので、第６図に示すようにほぼ楕円形に
形成されていると共に、チューブ１５を圧迫する際チュ
ーブ１５を傷めないように外周面にゴムライニング層２
０ｂが施されている。

またメインローラ２０の軸２０ａにはフレーム１３ａの
周囲に沿って設けられたガイドレール１３ｂ上を転勤す
るローラ２１が回転自在に支承されていると共に、チュ
ーブ１５の下側にはチューブ１５を保護するゴムなどの
緩衝材２２が敷設されている。

さらに上記フレーム１３ａはシールド本体１に接続され
た管体１ｂの内面に突設されたブラケットＩＣにガイド
杆２３を介して第７図に示すように吊持されていると共
に、各吊下げ杆２３にはフレーム１３ａを下方へ付勢す
る圧縮ばね２４が嵌挿されている。

次に作用を説明すると、シールド本体１の掘進に伴いカ
フタヘソド２が掘削した土砂は、噴出された泥漿材と攪
拌混合されて流動水を有する不透水性土砂となって、切
羽土圧＋αの圧力を保持した状態でチャンバ１ａ内へ取
込まれる。

チャンバＩａ内に取込まれた土砂は排土装置１３のメイ
ンローラ２０がチューブ１５を圧迫し、その後チユーブ
１５が復元する際に発生する背圧と。

チャンバｌａ内の圧力により排土管８を介して排土装置
１３のチューブ１５内へ送り込まれる。

排土装置１３と排土管８の間にはチャンバｌａ内の圧力
を一定に保持する排土調整バルブ９が設けられていると
共に、チューブ１５内にチャンバ１ａより送込まれた土
砂や大径玉石は、チェーン１８により回転されるメイン
ローラ２０によりチューブ１５が圧迫されることにより
、メインローラ２０の移動と共にチューブ１５内を後方
へ圧送される。

またメインローラ２０がチューブ１５の後端に達すると
１次のメインローラ２０がチューブ１５の前端に達して
チューブ１５の圧迫を開始するので。

土砂や、土砂に混入した大径玉石を連続的に圧送するこ
とができないようになる。

なお長期間使用している間にチューブ１５の復元性が低
下しても、チャンバｌａ内の圧力より土砂が押込まれる
ので、土砂の輸送が確実に状える。

またフレーム１３ａ全体が圧縮ばね２４によりチューブ
１５を圧迫する方向へ付勢されているので。

メインローラ２０が玉石を乗越えて進行するのを防止す
ることができ、これによって大径玉石も確実に輸送する
ことができる。

一方上記実施例の排土装置１３では玉石の径がチューブ
１５の内径より大径な場合、土砂の輸送が困難となる。

そこで第１０図及び第１１図に示すように、排土装置１
３の土砂搬入側に異物取除き箱１２に代えてクラッシャ
２８を設けてもよい。

上記クラッシャ２８はチューブ１５よりやや大径な管体
２８ａの両側に各２本、計４本の油圧シリンダ２９がボ
トム側を管体２８ａへ向けて設置されている。

管体２８ａには油圧シリンダ２９のボトム側が管体２８
ａ内へ出没する円孔２８ｂが開口されていると共に、油
圧シリンダ２９はガイドブツシュ３０に案内されて管体
２８ａ内へ進退動できるようになっている。

また油圧シリンダ２８のボトム側には玉石を破砕する鋸
刃状の破砕刃２９ａが形成されていると共に、油圧シリ
ンダ２９のヘッド側より突出されたピストン杆２９ｂの
先端は、ブラケット２８Ｃにビン３１を介して枢着され
ていて、油圧シリンダ２９のヘッド側へ油圧を供給する
ことにより、油圧シリンダ２９が管体２８ａ内へ突出し
て、管体２８ａ内の玉石を破砕刃２９ａが破砕するよう
になっている。

なお油圧シリンダ２９のストロークは玉石をＡ〜周程度
の大きさに割岩するだけで排土装置１３により輸送可能
となるため大きくする必要はない。また図中３２は点検
蓋である。

次に上記クラッシャ２８の作用を説明すると。

カッタヘッド２により掘削されてチャンバ１ａ内に取込
まれた土砂は排土管８により排土装置１３へと送り込ま
れるが、土砂中にチューブ１５より大径な玉石が混入し
ているとクラッシャ２８の管体２８ａ内で詰まってそれ
以上進まなくなる。

この状態になったら排土調整用バルブ９を閉鎖すると、
玉石が土砂とともに管体２９ａ内で固定されるので、油
圧シリンダ２９のヘッド側へ油圧を供給して油圧シリン
ダ２９を伸長すると、油圧シリンダ２９が管体２９ａ内
へ両側より突出し。

破砕刃２９ａの間で玉石を挟圧してこれを破砕する。

玉石の破砕が完了したら、排土調整バルブ９を開放する
ことにより破砕された玉石が土砂とともに排土装置１３
のチューブ１５内へと送り込まれ、排土装置１３により
輸送管１４へと圧送される。

以下玉石がクラッシャ２８内に詰まる毎に上記破砕動作
を繰返すことにより、チューブ１５より大径な玉石が取
込まれても土砂の搬送が行えるようになる。

（発明の効果） この発明は以上詳述したように、メインローラによりチ
ューブを長手方向に圧迫しながら土砂の圧送を行う排土
装置を設けたことから、大径玉石が混入した土砂でも連
続的に搬送することができ、これによって削土密閉式セ
ミシールドや削土密閉式シールド工法によっても連続し
て掘進が可能になると共に、従来のズリトロッコのよう
に間欠的に搬送するものに比べて輸送効率を大幅に向上
させることができる。

また長距離の圧送が可能であると共に、輸送管により圧
送するため、汚泥により坑内が汚損されることもない。

さらにカッタヘッドに設けられたカッタの出代（突出ｆ
ｌ）を大きくすることによって、大径玉石を含む地層で
の掘削に際して、掘削と玉石の掘り起しが効率よく行え
ると共、土砂中に注入された泥漿材の攪拌混合も行える
ため、別に攪拌手段を設ける必要もない。

しかも排土装置の土砂搬入側にクラッシャを設ければ、
チューブより大径な玉石が搬入されても、クラッシャに
より破砕してから搬送できるため、玉石が詰って土砂の
搬送が困難になるなどの虞れもない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はシールド本
体の縦断面図、第２図は同正面図第３図は第１図■−■
線に沿う断面図、第４図は排土装置の平面図、第５図は
同側面図、第６図は第５図ｖｒ−■線に沿う断面図、第
７図は第５図■−■線に沿う断面図、第８図は第５図■
−■線に沿う断面図、第９図は第５図ＤＣ−１Ｘ線に沿
う断面図、第１０図は他の実施例を示すシールド本体の
縦断面図、第１１図は第１０図Ｕ−ＸＩ線に沿う断面図
である。 Ｉ・・・シールド本体。 ２・・・カフタヘッド。 ９・・・排土調整バルブ。 １３・・・排土装置。 １８・・・チェーン。 ２８・・・クラッシャ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド本体１の前部に回転自在に設けられたカ
   ッタヘッド２により掘削した土砂を、シールド本体１前
   部のチャンバ１ａ内に取込んだ後、上記チャンバ１ａ内
   の圧力を一定に保持する排土調整バルブ９を有する排土
   手段によりシールド本体１の後方へ搬送する削土密封式
   セミシールド機械において、上記排土調整バルブ９の後
   方に、チューブ１５とこのチューブ１５を長手方向へ順
   次圧送するメインローラ２０とよりなる排土装置１３を
   設けてなる削土密封式シールド機械。
2. （２）上記メインローラ２０をチューブ１５の長手方向
   に沿って設けた無端状のチェーン１８に少なくとも２個
   取付けてなる請求項（１）記載のシールド機械。
3. （３）上記排土装置１３と排土調整バルブ９の間に異物
   取除き箱１２を設けてなる請求項（１）記載のシールド
   機械。
4. （４）カッタヘッド２に突設されたカッタ４の出代を掘
   削対象玉石径の１／２以上としてなる請求項（ａ）記載
   のシールド機械。
5. （５）排土調整バルブ９と排土装置１３の間にチューブ
   １５より径の大きい玉石を破砕するクラッシャ２８を設
   けてなる請求項（１）記載のシールド機械。