JPH0634470Y2 - シールド掘進機閉塞解除装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、土圧系シールド掘進機のカッターヘッドのス
リット内や土圧室内閉塞を解除する装置に係わる。

〈従来の技術〉 土圧系シールド掘進機先端カッターヘッドの支持機構と
しては、カッターヘッド背面の中央部に回転を伝達する
回転軸を接合したセンターシャフト支持機構と、先端カ
ッターヘッドを外周の回転駆動体に接合し、駆動装置の
回転力を回転駆動体を介してカッターヘッドに伝達させ
る周辺支持機構方式が採用されているが、近年、推進工
法の小口径化の需要に伴い、礫を含む地盤においては、
礫の取り込みを容易に行うため、スクリュウ径を大きく
とることが必要となり、シールド機内の中央部に駆動装
置を持たない周辺支持機構によるシールド掘進機の採用
が多くなってきている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記、周辺支持機構のシールド掘進機による掘進は、先
端カッターヘッドの回転切削によりスリットより土圧室
内へ掘削土砂礫が取り込まれる。土圧室内へ取り込まれ
た土砂礫は、泥漿材と共に土圧室内で塑性流動化されて
貯留され、切羽土圧や水圧に対抗させながらスクリュウ
コンベアにより後方へ搬出し、立坑側の元押しジャッキ
推力によりシールド掘進機は掘進されていく。しかし、
土質条件や掘進速度によって、土圧室内へ切羽土砂の過
剰な取り込みやジャッキ推力による過圧縮によって、掘
削土砂が塑性流動化せずに土圧室内やスリット内で固結
し閉塞現象をおこし、カッターヘッドトルクの増大や推
進力の増加を招来し、カッターヘッドの回転停止や推進
管材の破損を来し推進不可能となることが、しばしば発
生している。土圧室内、スリット内の閉塞を解除する方
法としては、シールド掘進機部分を地上より掘削し、カ
ッターヘッドのスリット内や土圧室内に固結した土砂を
取り除き、再度、シールド掘進機を発進させる方法が採
用させているが、シールド掘進機部分の掘削に多大な費
用や工期を必要としているのが現状である。

〈問題点を解決するための手段〉 従来技術による問題点を解決するために、本考案は、隔
壁を貫通して設けられた筒状ケーシング内に、先端が土
圧室内に位置するようにセンターシャフトを有するスク
リュウ羽根を回転可能に設置し、センターシャフト先端
には圧力水を噴射するノズルを任意の方向に装備し、さ
らにセンターシャフト内にはノズルに連通し圧力水を通
す注入孔を形成させ、前記スクリュウ羽根はスクリュウ
羽根の後端外周に固定した回転環を介して回転駆動が与
えられることを要旨とする閉塞防止装置。

〈作用〉 土圧系シールド機の掘進中に、土圧室内やスリット内に
掘削土砂が固結して閉塞現象を起し、カッターヘッドト
ルクや推進力の増加を来した場合には、後方に装備した
圧力ポンプの作動により、圧力水がセンターシャフト内
の注入孔を通り、先端ノルズより噴射される。この時、
センターシャフトはスクリュウ羽根後端外周に固定した
回転環により、駆動装置の回転力が与えられており、該
ノズルも、センターシャフトを中心として土圧室内全周
に圧力水を噴射しながら回転しており、土圧室内やスリ
ット内に固結し閉塞した土砂を圧力水の噴射作用によ
り、解除することを可能とした。

〈実施例〉 本考案による実施例を第１図に基づいて詳細に説明す
る。

シールド掘進機１本体の先端には周辺支持機構により回
転駆動するカッターヘッド２と隔壁４により土圧室５が
形成されている。一端が隔壁４を貫通し他端が後方大気
圧下に位置する筒状ケーシング６の先端を隔壁に接合
し、該ケーシング６内部には、先端が土圧室５内に位置
するようにセンターシャフト７を有するスクリュウ羽根
８を回転可能に設置し、センターシャフト７の先端には
圧力水を噴射するノズル10をセンターシャフト７とほぼ
直角の方向に装備している。上記ノズル10の方向は、シ
ールド機径や土圧室５の形状に応じて変化させることが
可能である。さらにセンターシャフト７内には先端ノズ
ル10に連通し圧力水を通す注入孔11が形成され、センタ
ーシャフト７内の注入孔11後端にはスイベルジョイント
13を介して圧力水の供給管14が接続されている。また、
スクリュウ羽根８の後端外周には回転環９が固着され、
この回転環９にはピニオン15を介して駆動装置12が連動
連結されている。

さて、上記構成による閉塞解除装置について説明を行
う。土圧系シールド掘進機１先端のカッターヘッド２の
回転切削によりスリット３より土圧室５内へ土砂礫は取
り込まれ、泥漿材と共に土圧室５内で攪拌混合され塑性
流動化されて貯留される。貯留された土砂礫は、切羽土
圧や水圧に対抗させながら、スクリュウ羽根８の回転駆
動により後方の大気圧下へ徐々に搬送され、立坑側の元
押しジャッキ（図示省略）推力によりシールド掘進機１
は掘進されていく。しかし、通常地中の土質は、均一な
土質条件の場合はほとんどなく、絶えず変化する場合が
多い。このため、土質の変化により切羽土砂の取り込み
が容易となった場合には、土圧室５内には過剰に土砂が
取り込まれ、土圧室５内やスリット３内で過圧縮されて
固結し閉塞現象を起し、カッターヘッド２トルクの増大
や推進力の増加を発生する。また、付着力の大きな土質
や泥漿材の影響によっても、スリット３内や土圧室５内
に土砂が付着し易くなり、前記と同様に閉塞現象を起
す。この時、シールド掘進機１の掘進は一時中断され、
後方に装備した圧力ポンプ（図示省略）を作動し、圧力
水を供給管14からセンターシャフト７内の注入孔11を経
て先端のノルズ10に圧送する。該ノズル10は、スクリュ
ウ羽根８の回転に伴ってセンターシャフト７と共に土圧
室５内を旋回し、スリット３内や土圧室５内に固結した
土砂に圧力水を噴射しながら吹き飛ばし、閉塞を解除す
る。なお、スクリュウ羽根８の回転と共に先端カッター
ヘッド２も同時に回転させることにより、さらに容易に
閉塞を解除することが可能である。

〈考案の効果〉 先端カッターヘッドの周辺支持機構タイプの土圧系シー
ルド掘進機においては、土圧室やスリット内閉塞にはシ
ールド機部分を掘削するしか対処する方法がなかった
が、本考案により、簡潔な構成で確実に閉塞を解除する
ことを可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の土圧系シールド掘進機の閉塞解除装
置を示す縦断面図。第２図は、本考案のシールド掘進機
の先端カッターヘッド正面図。第３図は、従来技術の土
圧系シールド掘進機の閉塞状態を説明する縦断面図。第
４図は、先端カッターヘッドのスリット閉塞を説明する
正面図である。なお、図中１はシールド掘進機。２はカ
ッターヘッド。３はスリット。４は隔壁。５は土圧室。
６は筒状ケーシング。７はセンターシャフト。８はスク
リュウ羽根。９は回転環。12は駆動装置。13はスイベル
ジョイント。14は供給管。15はピニオン。16は固結土砂
を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド機先端に周辺支持駆動機構による
   カッターヘッドを装備し、カッターヘッド背面には後方
   隔壁により土圧室を形成し、土圧室内に掘削土砂を貯
   留、充満して切羽地山の土圧や水圧に対抗する対抗土圧
   を発生させながら掘進を行なう土圧系シールド掘進機に
   おいて、一端が隔壁を貫通し他端が後方大気圧下に位置
   する筒状ケーシングを設け、該ケーシング内部に先端が
   土圧室内に位置するようにセンターシャフトを有するス
   クリュウ羽根を回転可能に設置し、センターシャフト先
   端には圧力水を噴射するノズルを任意の方向に装備し、
   さらにセンターシャフト内には該ノズルに連通し圧力水
   を通す注入孔を形成し、前記スクリュウ羽根は後端外周
   に固定した回転環を介して回転駆動が与えられることを
   特徴としたシールド掘進機閉塞解除装置。