JPH0647995Y2 - シールド掘進機の水没防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この考案は、推進工法に用いられるシールド掘進機の水
没防止装置であり、詳しくはシールド掘進機後方に設置
された電気機器、制御機器等を水没より防止する装置に
係わる。

＜従来の技術＞ 推進工事において、先端をカッターヘッド等により閉塞
したシールド掘進機を用いるのは、地下水の多い軟弱な
土質条件下であり、先端部の切羽土圧や水圧に対して、
泥水圧で対抗させる泥水推進工法やカッターヘッド背面
に設けた取込室内に掘削土を貯留させながら切羽土圧や
水圧に対抗させる土圧系推進工法が一般的用いられる。
推進基地である発進立坑内にも当然地下水の流入があ
り、このまま放置すれば立坑内の地下水位は上昇し、埋
設管内より地下水が侵入してシールド掘進機内に入り電
気機器や制御機器等が水没する。このため発進立坑内の
隅に排水ポンプ等を設け、常時稼働させて地上へ排水を
おこない、常に地下水位を埋設管の底部以下となるよう
にしている。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 推進作業時は、発進立坑内の地下水位の状況について常
に監視することは可能であるが、作業終了後には、作業
員による管理が出来なく、排水ポンプ等の故障や他の電
気系統の故障による停電により地下水が排水されなくな
り、地下水位が上昇し、埋設管内より地下水が侵入して
シールド掘進機内に入って電気機器や制御機器等が水没
する。また、地下水量の変化により設置した排水ポンプ
の排水能力が不足する場合もあり、徐々に立坑内の地下
水位が上昇して電気機器や制御機器等の水没が発生して
いる。

このためシールド掘進機内の電気機器や制御機器の水没
を防止するために、シールド掘進機後部に仕切壁を設け
て止水する方法が用いられているが、シールド掘進機本
体の外殻と後続する外郭が方向修正等により折れ角を形
成しているときには、その接合部のシール性が悪く、漏
水を招来し、徐々にシールド掘進機内に地下水が貯留さ
れ、電気機器等が水没する。また、発進立坑内の地下水
位が高くなると、シールド掘進機の後部に設置した仕切
壁に大きな水圧が作用し、変形や破損による漏水が発生
するために、仕切り壁を強固な構造のものにして対処し
ているが、外殻接合部の漏水等による問題点があり、長
時間の水没防止が出来ないのが現状である。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、本考案に係わるシールド掘
進機の水没防止装置は、シールド掘進機内の隔壁後方に
装備された電気機器、制御機器の後方に密封開閉できる
仕切壁を設置し、該仕切り壁の下部に貫通孔を設置し、
孔にはパイプを接合し、パイプ後端には開口した曲管を
下方向に設置し、シールド掘進機本体外殻と後続する外
殻の内側接合部には密封型伸縮継手が環設されている。

＜作用＞ 本考案によれば、発進立坑側が水没した場合、地下水
は、埋設管内に侵入するとともに、パイプを通して仕切
壁内にも侵入してくるが、仕切壁内の空気は、外殻接合
部に環設した密封型伸縮継手により密封された状態とな
っており、接合部より空気が漏気することはなく、地下
水の侵入に伴って徐々に圧縮され、空気圧を増加して仕
切壁内の地下水圧とバランスし、それ以上仕切壁内への
地下水の侵入はなくなる。

また、仕切壁外面には大きな地下水圧が作用するが、仕
切壁内面にも仕切壁外面の水圧と略等しい空気圧が作用
しており、仕切壁自体には大きな荷重は作用せず、強度
を必要としない簡単な構造とすることができる。

本考案では、仕切壁内にある程度の地下水を侵入させる
方法を採用しているが、通常、シールド掘進機の電気機
器や制御機器等は、浸水に対する予防のために、シール
ド掘進機の底部より直径の35％以上の上方に装備されて
おり、仕切壁内の下部に地下水を侵入させても問題はな
い。

＜実施例＞ 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案に係わる水没防止装置を示す縦断面図
であり、１はシールド掘進機７本体外殻８−１に後続す
る外殻８−２の後端に設置した密封開閉できる仕切壁、
２は仕切壁中央部に設けた観測窓で、透明なアクリル板
等が用いられ、シールド掘進機７の姿勢測量やシールド
掘進機７内の機器等の監視が行われる。３は仕切壁１の
下部に開けた貫通孔で、孔３にはパイプ４を接合し、パ
イプ４後端には、開口した曲管５を下方向に設置し、連
通させる。

６はシールド掘進機７本体の外殻８−１と後続する外殻
８−２の内側接合部に環設した密封型伸縮継手で、シー
ルド掘進機７本体の外殻８−１と後続する外殻８−２の
接合部の完全な止水を行う。９はシールド掘進機７の先
端に装備したカッターヘッドで、隔壁10に回転自在に軸
支されている。11はカッターヘッド９と隔壁10により形
成される取込室、12は駆動機を示し、先端カッターヘッ
ド９を回転駆動させる。13は油圧ユニット、14は操作制
御盤で、カッターヘッド９や方向修正ジャッキ16等の制
御回路が組み込まれている。15は埋設管を示す。

第２図は、シールド掘進機の水没状況を示す概略縦断面
図であり、17は発進立坑19内の地下水を示し、18は仕切
壁１内に侵入した地下水を示す。

次に、本構成の動作について説明する。

通常、シールド掘進作業時においては、発進立坑19内に
流入する地下水17は、立坑19内の隅に設置した排水ポン
プ（図示省略）により地上へと排水される。設置する排
水ポンプの能力は、立坑19内に流入する地下水量に合わ
せて選定される。

掘進作業が終了後、排水ポンプの故障や停電等が発生す
ると、発進立坑19内の地下水位が徐々に上昇し、埋設管
15内に侵入して埋設管15内に充満する。そして地下水位
の上昇と共に仕切壁１内にも曲管５より地下水が侵入
し、仕切壁５内の空気を圧縮し、空気圧を増加して所定
の位置で水圧とバランスする。

仕切壁１内の空気は、シールド掘進機７本体の外殻８−
１と後続する外殻８−２の内側接合部に環設した密封型
伸縮継手６により密封されており、該接合部より空気が
外部へ漏気することがなく、確実な空気圧を発生する。

推進工法により施工される埋設管15の深さは、一般に5m
前後のものが大部分であり、当然、地下水の水深もそれ
を越えることはなく、通常5m以内のものがほとんどであ
る。

仕切壁１内で地下水圧と空気圧がバランスする水深は、
計算上、立坑19内での地下水17の水深が10mでシールド
掘進機７径の略半分であり、水深5mではシールド掘進機
７底から約37％の位置でバランスする。このためシール
ド掘進機７内の上方に設置された駆動機12や油圧ユニッ
ト13及び操作制御盤14等は地下より水没することはな
い。

仕切壁１は外面には水圧が作用し、内面には水圧と空気
圧が、内外略等しく作用しており、簡単な構造とするこ
とができる。

パイプ４後端の曲管５を下方向に向けるのは、仕切壁１
内の空気を逃す事なく、仕切壁１内に有効な水圧を作用
させるためであり、シールド掘進機７の底部から確実で
有効な水圧を作用させるためには、パイプ４を順次接続
して発進立坑19まで延長して設け、開口した曲管５を下
方向に向けて埋設管の外側まで延長して設ければよい。

＜考案の効果＞ 以上のように本考案に係わる水没防止装置は、シールド
掘進機内の仕切壁内に侵入させた地下水の水圧により発
生させた空気圧と、バランスさせることにより、シール
ド掘進機内に設置した電気機器や制御機器等を水没から
防止する。

また、仕切壁内に外部水圧と略同じである地下水、空気
より圧力を発生させることにより、仕切壁の構造自体も
簡易にすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例に係わる水没防止装置を示
す縦断面図。第２図は、仕切壁を示す正面図。第３図
は、シールド掘進機の水没状況を示す概略縦断面図を示
す。 なお、図中１は仕切壁。２は観測窓。３は貫通孔。４は
パイプ。５は曲管。６は密封型伸縮継手。７はシールド
掘進機。20は土留め壁を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機本体外殻と後続する外殻と
   を有し、シールド掘進機先端に回転自在なカッターヘツ
   ドを装備し、該カッターヘッドの後方に設けた隔壁とカ
   ッターヘツドとにより取込室を形成するシールド掘進機
   において、シールド掘進機内の隔壁後方に装備された電
   気機器、制御機器の後方に密封開閉できる仕切壁を設置
   し、該仕切壁の下部に貫通孔を設置し、孔にはパイプを
   接合し、パイプ後端は開口した曲管を下方向に設置し、
   シールド掘進機本体外殻と後続する外殻の内側接合部に
   は密封型伸縮継手を環設したことを特徴とするシールド
   掘進機の水没防止装置。