JPH0681880B2 - シールド機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はローリングを容易に修正できる地中に横杭を構
築するために用いられるシールド機に関する。

（従来の技術） シールド機には、第５図に示すように、その前部に地山
掘削用の正逆回転可能な回転カッター４′が設けられて
いる。

しかして、この回転カッター４′によって地山を掘削す
る円形断面の密閉型のシールド機１′は、掘削持の反力
によりシールド機１′全体がカッター回転方向と逆方向
に回転するローリングという現象を起こし易い傾向があ
る。特に回転カッター４′が突然の巨礫等の障害物に当
たった場合には瞬時にしてローリングしてしまうことも
多々ある。

そして、ローリングが生ずると土砂の取込口2a′はシー
ルド機１′の隔壁２′に一体的に設けられているため、
取り込み位置が変わってしまい土砂の流れがスムーズに
ならず、特に地山に礫を含む場合には隔壁２′の下部に
堆積し易くなる。

また、シールド機１′内部においては排土口が正常な位
置からずれるため、シールド機１′の後方の掘削土砂運
搬設備、例えばズリトロ、土砂圧送ポンプ等との取り合
いに不都合が生じ施工性が低下してしまう。

このため、掘削中あるいは掘削１リング毎に回転カッタ
ー４′の回転方向を変えながら掘削するのが通常であ
る。

このローリングを修正可能なシールド機の先行技術とし
て、特許第1069950号に示されるように、隔壁および隔
壁に一体的に設けられた設備全体をローリングと反対方
向に回転修正させる機構を有するシールド機がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このシールド機においては、本来、回転
させる必要のない、例えば回転カッターの駆動部も含め
て回転させる場合があるため、ローリング修正のための
回転部分が過大となるばかりか、過重量のために駆動出
力も過大になり非常に不経済であるという課題があっ
た。

本発明は上記の課題に鑑み考案されたもので、その目的
とするところは、ローリング修正のための回転部分を必
要最小限にとどめ、かつ、駆動出力も必要最小限にし
た、より経済的で施工性の高いシールド機を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、シールド筒の前方に隔壁が設けられ、その前
方の切羽室に回転自由な回転カッターが設けられたシー
ルド機において、前記隔壁は前記シールド筒と一体的に
固設された第１の隔壁と、この第１の隔壁の後部に設け
られ、シールド中心軸廻りにシールド機本体と固定・回
転自在な第２の隔壁とにてなり、かつ回転自在な第２の
隔壁には排土装置の前部が接続した構成とすることによ
り、上記目的を達成している。

（作用） 本発明は上記のように構成し、ローリングによって支障
をきたさない装置、すなわち回転カッターの駆動部等は
シールド筒と一体の固定側、例えば第１の隔壁に設置
し、支障をきたす例えばスクリューコンベア等の設備は
回転可能な第２の隔壁に設置することでローリングに対
処し、第２の隔壁を回転させることでローリングを修正
できるようにしている。

（実施例） 第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
先ず第１図において１は本発明のシールド機、1aはその
シールド筒で、前方には第１、第２の隔壁２、３がそれ
ぞれ前後の位置関係で設けられ、隔壁２とシールド筒1a
のフードとによって切羽室Ａが区画形成され、かつこの
切羽室Ａの前方には地山を掘削するための正逆回転自在
な回転カッター４が設けられている。なお、第２の隔壁
３にはスクリューコンベアの如き排土装置６の前部が接
続されている。

第２図および第３図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第１、第
２の隔壁２、３を示すもので、このうち第２図は第１の
隔壁２を切羽側から見た正面図、第３図（ａ）は第１の
隔壁２の後部に設けられた第２の隔壁３の側断面図、
（ｂ）は機内側から見た正面図である。

しかして、第１の隔壁２は前部に設けられ、外周はシー
ルド筒1aの内周に固設され一体化されている。また、第
１の隔壁２の外周部であって図示の状態においてほぼ下
半部にはほぼ弧状の開口部2aが形成されている。そし
て、この開口部2a内に第２の隔壁３に設けられた排土装
置６の土砂取込口3aが臨設されている。

第２の隔壁３は第１の隔壁２より小径をなし、ほぼリン
グ状を呈し、かつ第１の隔壁２に対し固定・回転自在に
構成されている。この固定・回転手段としては、例えば
油圧ジャッキ等で作動するロックピン等（図示せず）を
第１、第２の隔壁２、３に形成した孔に着脱自在とし、
掘進中には孔内にロックピンを嵌入して固定状態とし、
ローリング修正時には引き抜くことで回転可能状態とす
ることができるようになっている。

すなわち、第２の隔壁３はロックピン解除時には回転自
在となっており、第２の隔壁３の後面の図示の状態にお
けるほぼ上半部の外周部にはリングギヤ８が設けられ、
このリングギヤ８にはシールド機１のローリング修正モ
ータ10のピニオン９が噛合され、ローリング修正装置が
構成されている。また、第２の隔壁３にはシールド機１
のローリングに支障のある、例えば排土装置６の如き装
置が設けられ、この排土装置６は第３図の図示の状態に
おいて第２の隔壁３の下方中央部に設けられ、土砂取込
口3aが下方中央部に位置されている。

一方、回転カッター４は、再び第１図に示すように、セ
ンターシャフト11と、このセンターシャフト11の前部に
放射状に設けられたカッタースポーク4aとを備え、かつ
センターシャフト11の前部にはフィッシュテール状の中
央掘削刃12が設けられ、かつ後部は、軸受13を介し第１
の隔壁２を貫通して機内側に延び、第１の隔壁２の後面
ほぼ中央部には歯車機構14が設けられ、この歯車機構14
と連結され、また、この歯車機構14はカッター駆動モー
タ５の出力軸に設けられたピニオンと噛合されている。

また、カッタースポーク4aの前部には適数の掘削刃4bが
設けられているとともに、後部には後方に延びる練り混
ぜ翼4cが設けられ、カッター駆動モータ５を駆動するこ
とにより、回転カッター４が回動し、地山を掘削するよ
うに構成されている。

その他、７は推進用のシールドジャッキで、後端は反力
受け15と当接され、かつ前端はシールド筒1a側に当接さ
れ、このシールドジャッキ７を伸長することによりシー
ルド機１が前進する。また、16は必要に応じ設けられた
CMC、ベントナイト溶液、その他適宜の材料からなる作
泥土材注入管、17はスイベルジョイントであり、センタ
ーシャフト11を中空状とし、かつセンターシャフト11の
前端部に作泥土材噴出孔11aを形成し、地山や切羽室Ａ
内等に必要に応じ作泥土材を注入可能としている。

次に、本発明の動作を説明する。地山の掘削にあたって
は前述のようにカッター駆動モータ５を駆動して回転カ
ッター４を回動させ、かつ必要に応じ作泥土材を地山に
注入する。回転カッター４によって、掘削された掘削土
砂は切羽室Ａ内に取込まれ、かつ練り混ぜ翼4cによって
掘削土砂は練り混ぜられた泥土と化し、切羽室Ａ内に充
満され、シールドジャッキ７を伸長させてこの泥土に所
定の圧力を与え、この泥土圧により切羽を押さえてその
崩壊を防止しつつ、掘進量に応じ掘削土砂を排土装置６
によって排出し掘進を行うものである。

しかして、掘削中においてローリングが生じた時は第１
の隔壁２と第２の隔壁３とを一体化するロックピンを解
除し、シールド筒1a内で回転自在な状態にしてローリン
グ修正モータ10を駆動する。ローリング修正モータ10の
回転力はピニオン９、リングギア８を介して第２の隔壁
３に伝達されスクリューコンベア等の如きローリングに
よって支障をきたす排土装置６と一体的に逆方向に回転
される。この回転範囲は第１の隔壁２に設けた開口部2b
の範囲内で任意であり、例えば排土装置６の掘削土砂取
込口3aが正常位置、すなわち第１の隔壁２の下部中央に
戻るように回転修正する。ローリングの修正が終了した
ら再び第２の隔壁３をロックピン等で第１の隔壁２に固
定し掘進を再開すればよい。

（実施例２） 第４図は本発明を多連形のシールド機に適用した場合
で、最近、効率良く所望の坑を掘削する手段として、こ
の種の多連形（図示例では２連形）のシールド機が開発
されており、各単位断面のシールド筒1a内の機構はそれ
ぞれ第１図ないし第３図に示したように構成されてい
る。

しかして、例えば（ａ）−１から（ａ）−３のように横
２連形から縦２連形へと変化する路線の場合、シールド
機１を強制的にローリングさせていくことになるが、こ
の場合ローリング修正装置により排土装置の位置を波線
で示すようにローリングと逆方向に回転移動させ各々の
単円において第１の隔壁２の下部中央に移動させてゆけ
ば排土装置６を適正位置に保って掘進を行うことができ
る。

（ｂ）−１から（ｂ）−３は上記と逆に、縦２連形から
横２連形へと変化させる場合の例である。

尚、本実施例においては排土装置をスクリューコンベア
として説明しているが、泥水式シールド等で使用されて
いる流体輸送方式の送泥管、排泥管等その他の排土装置
も含まれることは言うまでもない。

また、本発明はシールド工法で使用されるシールド機は
もちろんのこと推進工法で使用される推進機にも適用さ
れる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、シールド筒の前方に隔壁
が設けられ、その前方の切羽室に回転自在な回転カッタ
ーが設けられたシールド機において、前記隔壁は前記シ
ールド筒と一体的に固設された第１の隔壁と、この第１
の隔壁の後部に設けられ、シールド中心軸廻りにシール
ド機本体と固定・回転自在な第２の隔壁とにてなり、前
記第１の隔壁側またはシールド筒側には前記回転カッタ
ー駆動装置が設けられ、かつ回転自在な第２の隔壁には
排土装置の前部を接続した構成とし、ローリング修正の
ための回転部分を必要最小限にすることができるので、
シールド機の製作コストを安価にし、かつ駆動出力も小
さくできるため、非常に経済的であり、常に排土装置を
適正位置に保つことができ、掘削土砂のスムーズな流れ
を維持し、礫等の通常通りに取込み排土できる等施工性
を高める効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシールド機の一実施例の側断面、
第２図は同上のシールド機の第１の隔壁を切羽側から見
た正面図、第３図（ａ）は第２の隔壁の側断面図、
（ｂ）は機内側から第２の隔壁を見た正面図、第４図
（ａ）−１ないし（ａ）−３および（ｂ）−１ないし
（ｂ）−３は本発明を多連形のシールド機に適用した場
合の他の実施例の動作説明図、第５図は従来例を示す。 １……シールド機、1a……シールド筒 ２……第１の隔壁、３……第２の隔壁 3a……土砂取込口、４……回転カッター ５……カッター駆動モータ ６……排土装置、７……シールドジャッキ ８……リングギヤ、９……ピニオン 10……隔壁回転モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド筒の前方に隔壁が設けられ、その
   前方の切羽室に回転自由な回転カッターが設けられたシ
   ールド機において、前記隔壁は前記シールド筒と一体的
   に固設された第１の隔壁と、この第１の隔壁の後部に設
   けられ、シールド中心軸廻りにシールド機本体と固定・
   回転自在な第２の隔壁とにてなり、かつ回転自在な第２
   の隔壁には排土装置の前部が接続されたことを特徴とす
   るシールド機。