JPH0438879B2 - - Google Patents

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JPH0438879B2
JPH0438879B2 JP22569884A JP22569884A JPH0438879B2 JP H0438879 B2 JPH0438879 B2 JP H0438879B2 JP 22569884 A JP22569884 A JP 22569884A JP 22569884 A JP22569884 A JP 22569884A JP H0438879 B2 JPH0438879 B2 JP H0438879B2
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screw conveyor
stage screw
chamber
stage
rotation speed
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はシールド式トンネル堀削機の制御方法
に係るものである。
(従来の技術) 第6図は2段のスクリユウコンベヤを具えた密
閉土圧式(加泥式を含む)シールド式トンネル堀
削機を示し、1はシールド本体、2はシールドジ
ヤツキ、3はセグメント、4はテールパツキン、
5はシールド本体内前部にチヤンバを画成する隔
壁、6はカツタの回転駆動源、7は同駆動源の駆
動軸に固着された小歯車、8は同駆動源の取付
板、9は前記小歯車に噛合するカツタ10の大歯
車、11は同カツタと軸受装置である。
12はチヤンバ部に先端が連通する第1段のス
クリユウコンベヤ外筒、13はスクリユウ回転駆
動源、14はスクリユウ羽根付き軸、16はチヤ
ンバ部の土圧計測用土圧計である。17は第2段
のスクリユウコンベヤの外筒、18は同スクリユ
ウコンベヤの羽根付き軸、19は前記両スクリユ
ウコンベヤの接続室で、20は同接続具内の土圧
計測用土圧計、21は蓋である。
而して前記2段のスクリユウコンベヤを具えた
シールド式トンネル堀削機におけるスクリユウコ
ンベヤの制御に際しては、前記土圧計16によつ
てチヤンバ部内土圧が一定になるように、第1段
のスクリユウコンベヤの回転を制御し、接続室1
9の土圧計20で第2段のスクリユウコンベヤの
回転を制御する方式が従来採られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら前記従来の制御方法によれば、急
激なチヤンバ圧の上昇時に、第1段のスクリユウ
コンベヤの回転が早くなり、第2段のスクリユウ
コンベヤの対応が遅れ、接続室での容量が不足
し、土圧制御方式に不都合を生じた。
(問題点を解決するための手段) 本発明はこのような問題点を解決するために提
案されたものであつて、シールド本体内前方に画
成されたチヤンバに先端が連通する第1段のスク
リユウコンベヤの後端排土口と、同第1段のスク
リユウコンベヤの後方に配設された第2段のスク
リユウコンベヤの先端部とを接続室で接続してな
るシールド式トンネル堀削機において、第2段の
スクリユウコンベヤのスクリユウ回転数を制御す
ることによつてチヤンバ内の土圧力を一定とする
とともに、第1段のスクリユウコンベヤのスクリ
ユウ回転数を制御することによつて接続室の土圧
力を一定することを特徴とするシールド式トンネ
ル堀削機における制御方法に係るものである。
(作用)及び(発明の効果) 本発明に係るシールド堀削機の制御方法によれ
ば前記したように、シールド本体前方に画成され
たチヤンバ内の土圧力を、従来の制御方法と相違
して、同チヤンバに接続された第1のスクリユウ
コンベヤの後方に配設された第2段のスクリユウ
コンベヤのスクリユウ回転数を制御することによ
つて一定とするとともに、前記第1段のスクリユ
ウコンベヤのスクリユウ回転数を制御することに
よつて、前記第1段及び第2段の各スクリユウコ
ンベヤを接続する接続室の土圧力を一定にするよ
うにしたものであつて、従つて前記堀削機による
堀進中にチヤンバ内土圧が低下した場合、前記第
1段のスクリユウコンベヤのスクリユウ回転数を
制御して、前記接続室の土圧力を先ず高めてか
ら、前記チヤンバ内土圧力を復帰せしめることが
でき、高水圧下で滞水圧礫層を堀進する際におけ
る排土口からのずりの噴発を防止することができ
る。
また前記チヤンバ内土圧力が上昇した場合は、
逆に前記第1段のスクリユウコンベヤのスクリユ
ウ回転数を制御することによつて、接続室の土圧
を低下させ、しかるのちチヤンバ内の圧力を低下
させることができる。
(実施例) 以下本発明を図示の実施例について説明する。
第1図及び第2図において、31はシールド本
体、32はシールドジヤツキ、33はセグメン
ト、34はテールパツキン、35はシールド本体
前方に密閉されたチヤンバを画成する隔壁、36
はカツタの回転駆動源で、1個または複数個駆動
源取付板37に取付けられ、その駆動軸に固着さ
れた小歯車38がカツタ39に固定されている大
歯車40と噛合している。
図中40aはカツタの軸受装置である。
41は第1段のスクリユウコンベヤで、その外
筒42の先端部がチヤンバに連通している。43
はスクリユウ羽根44に回転を与える可変速回転
駆動源である。なお第1段のスクリユウコンベヤ
41はチヤンバ内の土砂を取込み、次の第2のス
クリユウコンベヤに送り込むだけのものであつ
て、ここで止水性を向上させるものではないた
め、スクリユウ羽根の枚数も普通は10枚以上必要
とされるが、数枚の軸付羽根、または止水性のな
いリボンスクリユウでもよく、第1段のスクリユ
ウコンベヤ41の長さを極端に短かく、シールド
本体31内に十分に納まるようにする。
45は前記第1段のスクリユウコンベヤ41と
軸線を齟齬して配設された第2段のスクリユウコ
ンベアで、その先端と第1段のスクリユウコンベ
ヤ41の後端排土口との間に、後横方向を含む上
方に指向して延びる接続室46を接続する。
而して同接続室46は極端な断面変化、方向変
化をさせずに、途中で土砂がひつかかつて固結化
が促進されないようになだらかな形状をしてい
て、接続室46の後方に第2段のスクリユウコン
ベヤ45の外筒47が接続されている。なお前記
接続室46は従来のシールド式トンネル堀削機の
接続室と同様に構成されてもよい。
第2段のスクリユウケンベヤ45のスクリユウ
羽根付軸48は、接続室46に連通して後方の排
土口ゲート49まで土砂を充満させて搬送できる
ようになつている。50はスクリユウ羽根付軸4
8の可変速回転駆動源である。
また図中51はチヤンバ内の土圧を計測する土
圧計、52は接続室46内の土圧力を測定する土
圧計である。
前記チヤンバ土圧計51には第2段のスクリユ
ウコンベヤ45のスクリユウ増減速制御器よりな
る第一制御装置61を接続し、同第一制御装置6
1は前記チヤンバ土圧計51のチヤンバ内土圧力
の測定信号を入力し、同土圧力が一定になるよう
に第2段のスクリユウコンベヤのスクリユウ回転
駆動源の回転数を制御する。
また前記接続室土圧室52は第1段スクリユウ
コンベヤ41のスクリユウ増減速制御器よりなる
第二制御装置62に接続され、同第二制御装置6
2は接続室土圧計52の接続室内土圧力の測定信
号を入力し、同土圧力が一定になるように第1段
スクリユウ回転駆動源43の回転数を制御する。
(第8図参照) 前記実施例は前記したように構成されているの
で、第1段のスクリユウコンベヤ41の回転によ
つてチヤンバ内の土砂を取込み、接続室46に土
砂をフイードして充満させ、同接続室46に充満
した土砂を第2段のスクリユウコンベヤ45の回
転によつて排土口ゲート49より排出する。
この際に適用される本発明の制御方法における
第1段及び第2段のスクリユウコンベヤ41,4
5の回転数制御と土圧計51,52との関係は次
のとおりである。
チヤンバ内土圧計51と第2段のスクリユウコ
ンベヤ45回転数の制御、及び接続室46の土圧
計52と第1段のスクリユウコンベヤ41回転数
の制御を行なう方法。
チヤンバ内測定土圧をPc、同設定許容範囲土圧
をPO、接続室測定土圧をPS、同設定許容範囲土
圧をP1とすると、 (a) PO>PC>、P1>PSのとき PO>PCによつて第2段のスクリユウコンベ
ヤ45の回転駆動源50の回転数が小となる。
またP1>PSによつて第1段のスクリユウコベ
ヤ41の回転駆動源43の回転数が大となり、
一瞬チヤンバ内PCが低下するが、第1段のス
クリユウコンベヤ41が非常に短かいのであま
り問題がなく、直ちにP1>PSとなり、回転駆
動源43の回転数が小となり、PO=PC、P1
PSに近ずく。
(b) PO>PC、P1=PSのとき、 PO>PC、によつて第2段のスクリユウコン
ベヤ45の回転が小となるため排土量が低下す
る。
P1=PSのため第1段のスクリユウコンベヤ
41の回転数は同じだが、第2段のスクリユウ
コンベヤ45の回転数が小となるので接続室4
6の圧力が大となり、PSが増大していくので
P1<PSとなり、第1段のスクリユウコンベヤ
41の回点数が低下し、チヤンバ内の土圧PC
が上昇する。
(c) PO>PC、P1<PSのとき、 PO>PCによつて第2段のスクリユウコンベ
ヤ45の回転数が小となり、P1<PSのため第
1段のスクリユウコンベヤ41の回転数が小と
なり、PO=PC、P1=PSに近ずく。
(d) PO=PC、P1>PSの時 P1>PSのため第1段のスクリユウコンベヤ
41の回転数が大となり一瞬PCが下がるが第
1段スクリユウコンベヤ41が短かいのであま
り問題なくPCがPO範囲内であればそのままP1
=PSに近ずき、PO>PCになれば(a)の場合と同
じになる。
(e) PO=PC、P1<PSのとき、 P1<PSのため第1段のスクリユウコンベヤ
41の回転数が小となり、一瞬PCが増大する
が、PCがPOの範囲内であればそのままP1=PS
に近ずき落ちつくが、PO<PCになれば第2段
のスクリユウコンベヤ45の回転数が大となり
PO=PC、P1=PSに近ずく。
(f) PO<PC、P1>PSのとき PO<PCのために第2段のスクリユウコンベ
ヤ45の回転数が大となり、P1>PSのために
第1段のスクリユウコンベヤ41が早く回転す
る、即ち第2段のスクリユウコンベヤ45の回
転が早くなるためにPSがさらに下がり、P1
PSのためにさらに第1段のスクリユウコンベヤ
41が早く回転してPCが早く下がり、PO=PC
の状態になつて後は(d)の場合と同じになる。
(g) PO<PC、P1=PSのとき PO<PCのために第2段のスクリユウコンベ
ヤ45の回転数が大となり、PSの値を小にし、
PS<P1にして第1段のスクリユウコンベヤ4
1の回転数を大とすることにより、PO=PC
近ずけ、その後は(d)の場合と同じになる。
(h) PO<PC、P1<PSの時、 PO<PCのために第2段のスクリユウコンベ
ヤ45の回転数が大となり、P1<PSのために
第1段のスクリユウコンベヤ41が遅くなるの
で、まず接続室46の圧力、即ちPSが下がり、
PO<PC、P1>PSとなり(f)項の状態になり、そ
の後は(f)項と同じになる。
本制御方法によれば、チヤンバ内土圧が低下し
た場合、接続室46の土圧をまず高めてからチヤ
ンバ内土圧を復帰させることができるので、高水
圧下で滞水砂礫層等の堀進で、排土口からの〓の
噴発を防止できる。
またチヤンバ内土圧が高まつた場合には逆に接
続室46の土圧を低下させ、その後チヤンバ内土
圧を下げることができる。なお第3図は前記本制
御方法のブロツク図である。
次に本発明の制御方法とし対比して前記従来の
制御方法における第1段及び第2段のスクリユウ
コンベヤ41,45の回転数の制御と土圧計5
1,52の関係を説明する。
チヤンバ内の土圧力が一定になるように第1段
のスクリユウコンベヤ41の回転数で制御し、接
続室46の土圧力が一定になるよう第2段のスク
リユウコンベヤ45の回転数を制御する方法。
(a) PO>PC、P1>PSのとき PO>PCのため第1段のスクリユウコンベヤ
41の回転数が小となり、PO=PCに近ずけ、
かつP1>PSのため第2のスクリユウコンベヤ
45の回転数を小とし、P1=PSに近ずける。
(b) PO>PC、P1<PSのとき、 PO>PCのため(a)と同様、第1のスクリユウ
コンベア41の回転数が小となり、PO=PC
近ずけ、P1<PSのため第2のスクリユウコン
ベヤ45の回転数を大とし、P1=PSに近ずけ
る。
(c) PO>PC、P1=PSのとき、 PO>PCのため(a)と同様第1段のスクリユウ
コンベヤ41の回転数が小となり、Pe=PC
近ずける、P1=PSのため第2段のスクリユウ
コンベヤ45はそのままの回転となる。
(d) PO<PC、P1>PSのとき、 PO<PCのため第1段のスクリユウコンベヤ
41の回転数が大となり、PO=PCに近ずけ、
P1>PSのため第2段のスクリユウコンベヤ4
5を回転数が小となり、P1=PSに近ずける。
(e) PO<PC、P1<PSのとき、 PO<PCのため第1段のスクリユウコンベヤ
41の回転数が大となり、PO=PCに近ずけ、
P1<PSのため第2段のスクリユウコンベヤ4
5の回転数が大となり、P1=PSに近ずける。
(f) PO<PC、P1=PSのとき、 PO<PCのため第1段のスクリユウコンベヤ
41の回転数のみ大となる。
(g) PO=PC、P1>PSのとき、 第1段のスクリユウコンベヤ41の回転数は
同じで、P1>PSのため第2段のスクリユウコ
ンベヤ45の回転数が小となり、P1=PSに近
ずく。
(h) PO=PC、P1<PS 第1段のスクリユウコンベヤ41は同じで、
P1<PSのため第2段のスクリユウコンベヤ4
5の回転数が大となりP1=PSに近ずく。
(i) PO=PC、P1=PS 第1スクリユウ、第2スクリユウとも同じ状
態を保つ。
前記従来の制御方法では、チヤンバ内土圧と接
続室の土圧を併行して、第1、第2両スクリユウ
コンベヤで制御するため、制御方法としては簡単
であるが、第1スクリユウコンベヤが短かいため
に止水性が期待できず、チヤンバ内の土圧力が小
の場合で接続室が大の時、(b)などの場合、第2段
のスクリユウコンベヤ45の回転数を大とする
と、さらにPO>PCになる可能性がある。
つまり高水圧下で透水係数の大きな砂礫層等で
は第2段のスクリユウコンベヤ45の制御がむず
かしくなる欠点がある。なお第4図は前記従来の
制御方法のフロー図である。
第5図及び第9図は夫々参考例として挙げた前
記従来の制御方法の欠点に対処した一方法のフロ
ー図、並に同制御方法に適用される制御手段の概
略を示す説明図で、前記チヤンバ土圧計51に接
続された第2段のスクリユウコンベヤ45のスク
リユウ増減速制御器よりなる第一制御装置61
は、前記チヤンバ土圧計51の測定信号を入力し
て、この測定値が一定になるように第2段のスク
リユウコンベヤ45のスクリユウ回転駆動源の回
転数を制御する。同第2段のスクリユウコンベヤ
45のスクリユウ回転数は第2段スクリユウ回転
計で測定され、比例設定器に入力される。同比例
設定器において第2段スクリユウコンベヤのスク
リユウ回転数に比例した回転数が設定され、第1
段スクリユウコンベヤ41のスクリユウ増減速制
御器よりなる第二制御装置62に入力される。
これが指令回転数として第1段スクリユウ回転
駆動源に出され、第1段スクリユウコンベヤ41
のスクリユウを回転させる。
本方法によれば第1段、第2段の両スクリユウ
コンベヤ41,45の回転数は比例設定器によつ
て任意に調節可能で、接続室46の土圧力は直接
関係がないものの、前記比例設定器の調節でほぼ
一定にすることができ、透水係数の大きい砂礫層
等においても、前記各スクリユウコンベヤ41,
45の制御が容易に行なわれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御方法が適用されるシール
ド堀削機の一実施例を示す縦断側面図、第2図は
第1図の矢視−図、第3図乃至第5図は夫々
前記シールド堀削機の各制御方法を示すブロツク
図、第6図は従来のシールド式トンネル堀削機の
縦断側面図、第7図は第6図の矢視−図、第
8図は本発明に係る制御方法に適当される制御手
段の概略を示す説明図、第9図は第5図に示す制
御方法に適用される制御手段の概略を示す説明図
である。 31……シールド本体、35……隔壁、41…
…第1のスクリユウコンベヤ、45……第2のス
クリユウコンベヤ、46……接続室、51……、
土圧計、52……土圧計、61……第一制御装
置、62……第二制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 シールド本体内前方に画成されたチヤンバに
    先端が連通する第1段のスクリユウコンベヤの後
    端排土口と、同第1段のスクリユウコンベヤの後
    方に配設された第2段のスクリユウコンベヤの先
    端部とを接続室で接続してなるシールド式トンネ
    ル堀削機において、第2段のスクリユウコンベヤ
    のスクリユウ回転数を制御することによつてチヤ
    ンバ内の土圧力を一定とするとともに、第1段の
    スクリユウコンベヤのスクリユウ回転数を制御す
    ることによつて接続室の土圧力を一定することを
    特徴とするシールド式トンネル堀削機における制
    御方法。
JP22569884A 1984-10-29 1984-10-29 シ−ルド式トンネル掘削機における制御方法 Granted JPS61106900A (ja)

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JPS61106900A JPS61106900A (ja) 1986-05-24
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JPH0743272Y2 (ja) * 1988-09-27 1995-10-09 川崎重工業株式会社 シールド掘進機のスクリユウコンベヤ
JP6946005B2 (ja) * 2017-01-18 2021-10-06 日立造船株式会社 シールド掘進機およびスクリュコンベアの排土状況の検知方法

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