JPH0457840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は地中にトンネルの如き横坑を構築する
場合に用いられる大口径のシールド機に関する。

（従来技術） トンネルの掘削に用いられる土圧系のメカニカ
ルシールド機としては、内部に取り込まれた掘削
土砂と注入されたベントナイト等の作泥土材とを
練り混ぜ、それによつて切羽を押えるタイプのも
のがある。

このような、掘削土砂に作泥土材を注入しシー
ルド機内のチヤンバー内で練り混ぜることにより
掘削土砂を泥土に変換し、この泥土による土圧で
切羽を安定させつつ掘進させるシールド工法にお
いて、掘削土砂と作泥土材とを練り混ぜる練り混
ぜ機構が掘削土砂の泥土化にとつて重要なことと
なる。

第２図はこの種のシールド機の一従来例であ
り、隔壁２′によつて区画形成されたチヤンバー
２０′内における練り混ぜは、通常、大型の回転
掘削具１３′のカツターウイング１４′の背面に設
けた練り混ぜ翼１６′によつて行つている。

この場合、練り混ぜ翼１６′はカツターウイン
グ１４′の後方に設けられているため、カツター
ウイング１４′の回転する速度と同速度で、回転
することになる。ところで、現在のシールド機の
製造技術では掘削具の耐久性等から一般に掘削具
の回転速度は最外周部の接線方向の速度で20m／
min〜30m／min程度に設計している。このため、
シールド機が大口径化してくると、チヤンバー２
０′内の内周付近の練り混ぜ効果は外周付近に比
べて悪くなるなどし、掘削土砂を均一の泥土に変
換させることが困難になるという欠点があつた。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、そ
の目的とするところは、シールド機本体の前部に
隔壁を持ち、かつ切羽を掘削する回転掘削具によ
つて掘削した土砂を切羽とシールド筒と隔壁で形
成される作泥土室内に充満して切羽を押さえるシ
ールド機において、前記回転掘削具はその直後部
に取り付けられた練り混ぜ翼を有すると共に、前
記回転掘削具の後部の作泥土室内には隔壁前方に
突出し練り混ぜ翼を有する小径のウイングにてな
る複数の練り混ぜ装置が設けられると共に、この
練り混ぜ装置による練り混ぜ領域は円形状であ
り、かつその一部が互いに重なり合うことによ
り、前記作泥土室内の略全領域を攪拌可能に設け
られたことで、作泥土室内の掘削土砂を外周部、
内周部に渡つて容易、かつ迅速に泥土に変換しう
るシールド機を提供することにある。

（発明の構成） 以下、図面に沿つて本発明を説明する。

第１図イ〜ハは本発明の一実施例を示すもの
で、図中１は比較的大きな径の円筒形を呈するシ
ールド筒であり、前方部内周面にはこのシールド
筒１の中心に向かつて延びる円板状の隔壁２が形
成されている。

３はシールド筒１の前端開口中央部に回動自在
に前方へ若干突出して設けられいわゆるカツター
として機能する小型の第１回転掘削具で、この回
転掘削具３は、後述する回転伝達部材４の中央部
を貫通して設けられ、かつ先端部が前方に露出し
て突設されその先端にフイツシユテール状の中央
ビツト５が設けられているとともに後端部が歯車
機構６を介し駆動モータ７に連結されたセンター
シヤフト８と、このセンターシヤフト８先端部の
中央ビツト５と回転伝達部材４の前端との間に設
けられたボス９と、このボス９に基端が連結さ
れ、かつ外周に向かつて放射状に延びる複数本の
カツターウイング１０と、このカツターウイング
１０の前部に突設された多数のビツト１１および
カツターウイング１０の直後部に後方に向かつて
突設された練り混ぜ翼１２とにて構成されてい
る。なお、場合によつては練り混ぜ翼１２は特に
なくてもかまわない。

また、この第１回転掘削具３の後方には周辺部
の掘削を行う大型の第２回転掘削具１３が設けら
れ、この第２回転掘削具１３は、シールド筒１の
外周部に向かつて放射に延びる複数本のカツター
ウイング１４と、このカツターウイング１４の前
部に突設されたビツト１５および直後部に突設さ
れシールド筒１内に向かつて延びる練り混ぜ翼１
６と、前記カツターウイング１４の基端が先端部
に設けられ、かつ後端部が歯車機構１７を介し駆
動モータ１８に連結された、回転可能なドラム状
の前記回転伝達部材４とに構成され、第１回転掘
削具３に対し独立して回転し得るように構成され
ている。

１９はシールド筒１前部の内壁と隔壁２前面に
より区画形成された作泥土室２０内に互いにぶつ
かり合わないようにして設けられた回転可能な複
数の練り混ぜ装置で、この練り混ぜ装置１９は練
り混ぜ翼２３を有する小径のウイング２２にて成
り、その練り混ぜ領域は円形状であり、かつその
一部が互いに重なり合うことにより作泥土室２０
内の略全領域を攪拌可能に設けられている。

すなわち、隔壁２に貫設されたシヤフト２１
と、このシヤフト２１先端に、例えば略十字状に
シヤフト２１に対し放射方向にチヤンバー２０内
において突設された長、短のウイング２２ａ，２
２ｂからなるスポーク２２と、これらウイング２
２の後部に突設された練り混ぜ翼２３とを備え、
かつ隔壁２後方のシヤフト２１後端部と回転伝達
部材４との間は歯車機構２４を介し連結され、回
転伝達部材４が１回転した場合、歯車のギヤに応
じウイング２２は数回転するように構成されてい
るが、前記練り混ぜ装置１９はそのシヤフト２１
の後部に駆動モータ（図示せず）を連結するなど
して構成した互いに独立した駆動装置により独立
に駆動させることも可能である。

２５はチヤンバー２０の下方部に前端部が連通
可能に設けられた周知構成の排出装置で、円筒状
の筒体２６と、この筒体２６内に回転可能に設け
られたスクリユーコンベヤ２７とを備えている。

なお、上記シールド機において、各駆動モータ
７，１８は隔壁２後方に適宜設けられたフレーム
２８，２９に固定されている。また、回転伝達部
材４は隔壁２やフレーム２９などの中央部に設け
られた支持部材３０，３１，３２によつて回動自
在に支持され、かつセンターシヤフト８は回転伝
達部材４やフレーム２８などに回転可能に支持さ
れ、更に、支持部材３０や隔壁２のシヤフト２１
支持部などには隔壁２後方に泥土が侵入するのを
防止するシール部材３３が適宜設けられている。

次に本発明の動作を説明する。

地山の掘削は第１、第２回転掘削具３，１３に
よつて行われる。すなわち、駆動モータ７を駆動
すると、この駆動モータ７の回転は歯車機構６を
介しセンターシヤフト８へ伝達され、中央ビツト
５およびカツターウイング１０が回転するため、
切羽の中央部は第１回転掘削具３によつて掘削さ
れる。この場合、センターシヤフト８の後端部に
は作泥土材注入管３４が連結されたスイベルジヨ
イント３５が設けられ、かつセンターシヤフト８
の中央部には注入管８ａが形成されており、作泥
土材はセンターシヤフト８先端部の作泥土材注入
口８ｂから外部へ注入される。なお、特に図示し
ていないがカツターウイング１０内にも注入管を
延設し、このカツターウイング１０から作泥土材
を外部に注入することも可能である。

また、駆動モータ１８を駆動すると、この駆動
モータ１８の回転はドラム状の回転伝達部材４へ
と伝達されカツターウイング１０に比べ長手のカ
ツターウイング１４が回転し、よつて第２回転掘
削具１３が回転する。また、回転伝達部材４内を
貫通してセンターシヤフト８にスイベルジヨイン
ト３７で連結されセンターシヤフト８内の作泥土
材注入管８ａとつなげられ、かつ先端部をカツタ
ーウイング１４内に延設した作泥土材注入管３８
より作泥土材を注入することも可能である。

しかして、掘削土砂と注入された作泥土材はと
もに作泥土室２０内に取り込まれ、カツターウイ
ング１４の後部に設けられた練り混ぜ翼１６によ
つて第１段階の練り混ぜが行なわれる。また、カ
ツターウイング１４の後部に複数個設けられた練
り混ぜ装置１９のウイング２２、このスポーク２
２の直後部に設けられた練り混ぜ翼２３は、カツ
ターウイング１４の直後部に設けられた練り混ぜ
翼１６によつて第１段階の練り混ぜを行なつた泥
土をさらによく練り混ぜ、掘削土砂を泥土に変換
する。なお、練り混ぜ翼２３が設けられたシヤフ
ト２１内には作泥土材を注入するための注入管２
１ａが先端から後端にわたつて貫設されており、
スイベルジヨイント３６を介して接続された作泥
土材注入管（図示せず）から作泥土室内への作泥
土材を必要に応じて注入できるように構成されて
いる。ここで、練り混ぜ装置１９のウイング２２
の描く軌跡は、第１図ハに示すように円形状であ
り、かつその一部は互いに重なり合つている。こ
のため、作泥土室内全体に渡ることはできない
が、カツターウイング１４の後端に設けられてい
る練り混ぜ翼１６によつて第１段階の練り混ぜが
行なわれているため、ウイング２２の軌跡の範囲
外が多少生じても掘削土砂の泥土化には何ら差し
つかえない。なお、地山にシルト、粘土分が多く
含まれている場合には作泥土材を注入しない場合
もあることは云うまでもない。

そして、周知のようにジヤツキ（図示せず）な
どの駆動手段によりシールド筒１を前方へ押圧す
れば土圧が発生し、これにより切羽を押えること
ができ、かつ切羽を押えるのに好適な土圧を保持
しつつシールド機の前進に伴ないチヤンバー２０
内の泥土を排出装置２５を介し排土させながら掘
進作業を行つてゆけば良い。

（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、シールド機本体の
前部に隔壁を持ち、かつ切羽を掘削する回転掘削
具によつて掘削した土砂を切羽とシールド筒と隔
壁で形成される作泥土室内に充満して切羽を押さ
えるシールド機において、 前記回転掘削具はその直後部に取り付けられた
練り混ぜ翼を有すると共に、前記回転掘削具の後
部の作泥土室内には隔壁前方に突出し練り混ぜ翼
を有する小径のウイングにてなる複数の練り混ぜ
装置が設けられると共に、この練り混ぜ装置によ
る練り混ぜ領域は円形状であり、かつその一部が
互いに重なり合うことにより、前記作泥土室内の
略全領域を攪拌可能に設けられたことで、作泥土
室内の掘削土砂を外周部、内周部にわたつて容易
かつ迅速に泥土変換できる利点がある。

また、小径の練り混ぜ翼を有する練り混ぜ装置
を複数備えていることにより、小さい練り混ぜト
ルクで作泥土室内の掘削土砂を確実に、しかも均
一に練り混ぜることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で、イは正面図、ロ
は部分断面図側面図、ハはロ図中Ａ−Ａ線断面
図、第２図は従来例である。 １……シールド筒、２……隔壁、３……第１回
転掘削具、５……中央ビツト、８……センターシ
ヤフト、１０……カツターウイング、１１……ビ
ツト、１２……練り混ぜ翼、１３……第２回転掘
削具、１４……カツターウイング、１５……ビツ
ト、１６……練り混ぜ翼、１９……練り混ぜ装
置、２０……チヤンバー、２２……ウイング、２
３……練り混ぜ翼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールド機本体の前部に隔壁を持ち、かつ切
   羽を掘削する回転掘削具によつて掘削した土砂を
   切羽とシールド筒と隔壁で形成される作泥土室内
   に充満して切羽を押さえるシールド機において、 前記回転掘削具はその直後部に取り付けられた
   練り混ぜ翼を有すると共に、前記回転掘削具の後
   部の作泥土室内には隔壁前方に突出し練り混ぜ翼
   を有する小径のウイングにてなる複数の練り混ぜ
   装置が設けられると共に、この練り混ぜ装置によ
   る練り混ぜ領域は円形状であり、かつその一部が
   互いに重なり合うことにより、前記作泥土室内の
   略全領域を攪拌可能に設けられたことを特徴とし
   たシールド機。