JPH0378916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、推進工法における小口径管用泥水式
シールド掘進機に係る。

＜従来の技術＞ 従来、泥水式シールド掘進機として使用されて
いるものは、シールド掘進機内にカツターヘツド
の駆動装置、シールドジヤツキ装置、バイパス装
置等の設備等を設置し、発進立坑より配管された
送泥管により取込室内へ送泥して、切羽地山の土
圧・水圧と対坑させながら掘進をおこない、掘削
土砂を泥水とともに排泥管により発進立坑外へ搬
出するシールド掘削機や小口径管用の泥水式シー
ルド掘進機として発進立坑よりトンネル内に配管
されていた送泥管を先端のカツターヘツドの回転
駆動軸と兼用させて、シールド掘進機内の駆動装
置を発進立坑内に設置して、シールド掘進機の小
型化や駆動部の保守点検を容易にしたシールド掘
進機がある。

しかし、上記の従来技術の場合、前記のシール
ド掘削機では掘進機内に駆動装置、シールドジヤ
ツキ装置、バイパス装置等の設備が設置されるた
め、特にφ500m/m以下の小口径管推進において
は、シールド掘進機内への組み込みが複雑化し、
製作が困難となる。

また、後記のシールド掘進機では、カツターヘ
ツドの駆動装置を発進立坑内に装置することによ
り、小口径管用の推進が可能となり、駆動部等の
保守点検も直接点検することが可能となつたが、
掘削土砂と泥水を排泥する排泥管は、従来の泥水
式シールド掘進機と同様の方法で、発進立坑側か
ら推進管内を通してシールド掘進機内まで配管し
ているが、φ500m/m以下の小口径管では、推進
管内のスペースが狭いため、駆動軸と兼用した送
泥管より径の小さなものとしなければならない。
そのため切羽土砂に礫分を含む土質の推進では、
排泥管内の礫の目詰りによるトラブルが度々発生
している。さらに、シールド掘進機のバイパス機
能は取込室内に隔壁を設けて、その後方にバイパ
ス室を設置して、隔壁部のスリツトを閉鎖してバ
イパス室内で環流させる方法であるが、推進停止
時間が長い場合に前方取込室内に掘削土砂が沈
下・堆積したり、泥水の逸水等により泥水圧が変
動した場合には、切羽土砂の崩壊を招来すること
があり、必ずしも完全なシールド掘進機ではない
のが現状である。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記にも述べたように、従来技術の小口径管用
泥水式シールド掘進機では、推進管内の排泥管の
問題、シールド掘進機内のバイパス機構の問題等
が必ずしも現在の技術では完全ではない。従つ
て、本発明は、推進管内の排泥管径を許容される
範囲内でできるだけ大きくとれる構造とし、さら
にシールド掘進機内のバイパス機構は、切羽地山
の崩壊土がカツターヘツドのスリツトから取込室
内へ流入しないように、カツターヘツド部でスリ
ツト閉鎖できる機構として、泥水の環流をおこな
う。

上記２つの機構により、小口径管用の泥水推進
は更に容易で確実な施工を可能とするものであ
る。

＜問題点を解決するための手段および作用＞ 小口径管内の小さな円形のスペースで、送排泥
２つの管を有効に配管し、さらに排泥管を礫等の
目詰りを防止するために大きな径にするには、同
心的な二重管構造として、先端カツターヘツドの
回転駆動軸を兼用した機構とする。二重管の外部
管は送泥管とし、内部管は排泥管とすることによ
り、従来より大きな管径の採用が可能となる。ま
た、推進停止時のシールド掘進機内のバイパス機
構は前方筒をスリツト開閉ジヤツキにより前方へ
押し出し、前方筒に設けられた隔壁と先端カツタ
ーヘツドと密着させることにより、カツターヘツ
ドのスリツトを閉鎖し、切羽地山の崩壊防止を完
全におこない。シールド掘進機内ではカツターヘ
ツド後方において泥水の環流がおこなわれるので
掘削土砂の沈下・堆積等の心配もなくなつた。

＜実施例＞ 本発明の１実施例を第１図、第２図、第３図、
第４図、第５図および第６図に示し、具体的に説
明をする。

第１図に示すように、シールド掘進機１の先端
には土砂礫を取り込むスリツト２１を有するカツ
ターヘツド２を取り付け、カツターヘツド２を回
転させる回転軸は回転軸内に泥水を送排泥できる
ように同心的な二重管構造とし、外部管１１は送
泥用、内部管１２は排泥用として回転駆動軸兼用
とする。カツターヘツド２後方には前方筒３と隔
壁４より成る取込室５を設けて、その隔壁４には
推進時に泥水を環流させる環流口１６が上下２ケ
所設けられている。該隔壁４後方には、前方筒３
と後方筒８の止水壁１０より形成される環流室７
があり、環流室７内のカツターヘツド２回転軸の
構造は、送泥されてきた泥水を切羽方面へ送出す
るために二重管の外部管１１に１ケ所送出口３１
を設け、切羽土砂と混合された泥水を二重管の内
部管１２の排泥管へ連絡できる構造とするため
に、円周方向４点で支持される回転力伝達ビーム
９機構とする。前方筒３と後方筒８のジヨイント
部の内側の左右・上下対称となる位置４点に、シ
ールド掘進機方向修正をおこなう方向修正ジヤツ
キ１８と推進停止時にカツターヘツド２のスリツ
ト２１の閉鎖をおこなうスリツト開閉ジヤツキ１
９を設置している。推進管１４内の二重管は、第
５図に示すように、３方に張り出したフランジ部
１７をボルト１５結合することにより連結され、
二重管の外部管１１と内部管１２の固定は適当な
位置に設けられた複数のステー２２によりおこな
われる。

発進立坑３０内においては、第６図に示すよう
に、カツターヘツド２を回転させる駆動装置２３
が設けられ、駆動機２４の回転力は駆動伝達管２
５によつて二重管へと伝達される機構となつてい
る。

いま、発進立坑３０外より、泥水を送泥すると
二重管の外部管１１をを通つて環流室７内の送出
口３１より送泥され、隔壁４に設けられた環流口
１６を通つて取込室５内に充満され、切羽土圧・
水圧と対抗する泥水圧が発生される。

駆動機２４によりカツターヘツド２を回転させ
ながらシールド掘進機１を推進していくと、切羽
土砂はカツターヘツド２に設けられたスリツト２
１より取込室５内に取り込まれ、泥水とともに環
流口１６を通り、環流室７へ運ばれ、回転力伝達
ビーム９の排泥口３２より二重管の内部管１２か
ら排泥され、発進立坑３０外へと搬出されてい
く。以上の方法により推進管１４、一本の推進が
完了したならば、第２図、第３図、第４図に示す
ようにカツターヘツド２の回転をスリツト２１の
位置が左右にくるように停止させる。この停止位
置の確認は、発進立坑３０内の駆動伝達管２５に
印を設けることにより容易におこなえる。カツタ
ーヘツド２停止後、スリツト開閉ジヤツキ１９を
伸長して前方筒３を前進させ、カツターヘツド２
と隔壁４を密着させる。この時カツターヘツド２
のスリツト２１と隔壁４の環流口１６は90゜直交
する位置にあるため、切羽側への送泥はストツプ
され、環流室７内で環流するようになる。

＜発明の効果＞ 本発明により、小口径管用泥水推進に下記のよ
うな効果がある。

１ 送排泥管をカツターヘツドの回転軸を兼用と
した二重管構造としたので、特にφ500m/m
以下の小口径管推進において、排泥管径が従
来の管径より大きくとれるようになり、礫の
管内における目詰りは、ほとんどなくなつ
た。また、有効な二重管構造の採用と、３方
張り出しのフランジ接合方法によりシールド
掘進機の姿勢を検知するターゲツトの可視範
囲が広くとることができるようになつた。

１ 推進停止時において、先端カツターヘツド後
方で隔壁と密着させて、カツターヘツドのス
リツトを閉鎖する方法をとつているので、切
羽地山の胞崩壊やシールド掘進機内への土砂
礫の流入・沈下は完全に防止することができ
るようになつた。

１ 送排泥管が二重管構造で、３方に張り出した
フランジ部のボルト接合であるので、従来の
ように、送排泥管２本の配管が同時に配管で
きるようになり、作業時間の短縮をはかるこ
とができる。さらに、同心的な二重管構造と
したことにより、カツターヘツドの回転力に
対しても、断面力の大きな回転軸とすること
が可能となつた。

以上の発明効果により、従来技術の問題点を全
て解決し、トラブルの少ない確実な小口径管泥水
推進が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を示す小口径管用
泥水式シールド掘進機の縦断面説明図。第２図
は、推進停止時の環流状況を示すシールド掘進機
の縦断面説明図。第３図は、カツターヘツドの正
面説明図。第４図は、隔壁の正面説明図。第５図
は、回転軸兼用の二重管のジヨイント部を示す横
断面説明図。第６図は、発進立坑側の駆動装置を
示す縦断面説明図。 なお、図中６はカツターヘツドの先端回転軸。
１３は二重管回転軸を支持するベアリング。２０
はシールド掘進機の姿勢を検知するターゲツト。
２６は推進装置。２７は送泥用ロータリージヨイ
ント。２８は排泥用ロータリージヨイント。２９
は推進ジヤツキを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールド掘進機１の先端には土砂礫を取り込
   むスリツト２１を有するカツターヘツド２を取り
   付け、カツターヘツド２を回転させる回転軸は回
   転軸内に切羽土圧・水圧に対抗させる泥水を送排
   泥できるように同心的な二重管構造で外部管１１
   は送泥用、内部管１２は排泥用とし、上記カツタ
   ーヘツド２後方には前方筒３と隔壁４より成る取
   込室５を設け、その隔壁４には推進時に泥水を環
   流させる環流口１６を上・下２ケ所設け、該取込
   室５後方には前方筒３と後方筒８の止水壁１０よ
   り成る環流室７があり、環流室７内のカツターヘ
   ツド２の回転軸の構造は、発進立坑３０側より送
   泥されてきた泥水を切羽方面へ送出するために二
   重管の外部管１１に１ケ所送出口３１を設け、ま
   た切羽土砂と混合された泥水を二重管の内部管１
   ２の排泥管へ連絡できる構造とするために、円周
   方向４点で支持される回転力伝達ビーム９機構と
   し、さらに前方筒３と後方筒８のジヨイント部の
   内側の左右、上下対称となる位置４点に、シール
   ド掘進機１の方向修正をおこなう方向修正ジヤツ
   キ１８と推進停止時にカツターヘツド２のスリツ
   ト２１の閉鎖をおこなうスリツト開閉ジヤツキ１
   ９を設置したことを特徴とする小口径管用泥水式
   シールド掘進機。