JPH0718315B2 - 泥水加圧推進装置 - Google Patents
泥水加圧推進装置Info
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- JPH0718315B2 JPH0718315B2 JP1230081A JP23008189A JPH0718315B2 JP H0718315 B2 JPH0718315 B2 JP H0718315B2 JP 1230081 A JP1230081 A JP 1230081A JP 23008189 A JP23008189 A JP 23008189A JP H0718315 B2 JPH0718315 B2 JP H0718315B2
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地下トンネルの製造、下水管埋設、通信線,
電力線埋設等のために地中に横穴を掘進する装置、とく
に、カッタ部の前面と切羽との間及びシールド筒と外周
地山との間に泥膜を形成して地中を掘進する泥水加圧推
進装置に関する。
電力線埋設等のために地中に横穴を掘進する装置、とく
に、カッタ部の前面と切羽との間及びシールド筒と外周
地山との間に泥膜を形成して地中を掘進する泥水加圧推
進装置に関する。
地中横穴掘削の工法に、泥水加圧推進工法がある。その
施工法は、一般的に掘進機及び埋設管を搬入するための
立坑を掘削し、掘進機の後方に複数の埋設管を順次連結
しながら横方向に掘進機及び埋設管を押し出し、所定の
箇所に設けた到達立坑から掘進機を引出し、埋設管を設
置する。
施工法は、一般的に掘進機及び埋設管を搬入するための
立坑を掘削し、掘進機の後方に複数の埋設管を順次連結
しながら横方向に掘進機及び埋設管を押し出し、所定の
箇所に設けた到達立坑から掘進機を引出し、埋設管を設
置する。
掘削する方法は、送泥水を注入し、加圧することによ
り、地山側にマッドフィルム(泥膜)を形成し、その泥
膜を介した加圧力(通常地下水圧+0.2kg/cm2)により
切羽を安定させつつ、カッタを回転させ地山の土砂を掘
削し、推進を行う。
り、地山側にマッドフィルム(泥膜)を形成し、その泥
膜を介した加圧力(通常地下水圧+0.2kg/cm2)により
切羽を安定させつつ、カッタを回転させ地山の土砂を掘
削し、推進を行う。
カッタは、通常、スポーク式のカッタまたはカッタフェ
イスをもった面板型式のカッタが使用されている。
イスをもった面板型式のカッタが使用されている。
第8図は従来の掘進機の例を示す要部断面図である。
図に示す掘進機41の頭部側において、カッタ部8の径は
シールド筒2の径よりも大きく形成されており、地山を
シールド筒2よりもやや大きくオーバーカットし、シー
ルド筒2及び図示しない後方に連結した埋設管と地山と
の間にテールボイドC部を形成する。
シールド筒2の径よりも大きく形成されており、地山を
シールド筒2よりもやや大きくオーバーカットし、シー
ルド筒2及び図示しない後方に連結した埋設管と地山と
の間にテールボイドC部を形成する。
一方、送泥管4からカッタ部8の前面に泥水を送ること
によって切羽Aとカッタ部8の間に泥膜が形成され、切
羽Aが安定に支持される。カッタ部8により掘削された
土砂は掘削室5において送泥水と攪拌混合されて高濃度
の液状体となる。この高濃度の液状体を加圧した状態で
テールボイドC部に充満させることにより、地山を受圧
状態にし、地山の崩落、埋設管への締め付けを抑え、掘
進機及び埋設管と地山とを直接触れさせないようにし、
埋設管と地山との摩擦力を低減している。なお、図中10
は排泥口、11は排泥管、12は排泥バルブである。
によって切羽Aとカッタ部8の間に泥膜が形成され、切
羽Aが安定に支持される。カッタ部8により掘削された
土砂は掘削室5において送泥水と攪拌混合されて高濃度
の液状体となる。この高濃度の液状体を加圧した状態で
テールボイドC部に充満させることにより、地山を受圧
状態にし、地山の崩落、埋設管への締め付けを抑え、掘
進機及び埋設管と地山とを直接触れさせないようにし、
埋設管と地山との摩擦力を低減している。なお、図中10
は排泥口、11は排泥管、12は排泥バルブである。
このように、カッタ部8をシールド筒2よりも径大にし
た掘進機を用いた推進装置により、それまでのオーバー
カットのない推進装置に比し、低推力での長距離推進が
可能である。
た掘進機を用いた推進装置により、それまでのオーバー
カットのない推進装置に比し、低推力での長距離推進が
可能である。
ところが、上記の掘進機を用いた推進作業において、つ
ぎのような問題が発生した。
ぎのような問題が発生した。
前記の高濃度液状体は、掘削室において送泥水と地山
の掘削土砂が混合して造られる。このとき、送泥水の配
合が悪い場合、たとえば微粒子の割合が少ない場合は、
テールボイド部の液状体は分離し易く、地山の崩壊を生
じ易く、地山がシールド筒や埋設管を締め付け、推力が
大きくなることが多かった。
の掘削土砂が混合して造られる。このとき、送泥水の配
合が悪い場合、たとえば微粒子の割合が少ない場合は、
テールボイド部の液状体は分離し易く、地山の崩壊を生
じ易く、地山がシールド筒や埋設管を締め付け、推力が
大きくなることが多かった。
送泥水と掘削土砂の混合はカッタ部の回転を利用して
行う関係上、テールボイド部はシールド筒の外側である
ので掘削室に比して混合の程度が悪くなりがちであり、
地山の崩壊に伴う締め付けが発生したり、地山の粗い粒
子がそのままテールボイド部に残り、テールボイドの液
状化が阻害され、推力が増大した。
行う関係上、テールボイド部はシールド筒の外側である
ので掘削室に比して混合の程度が悪くなりがちであり、
地山の崩壊に伴う締め付けが発生したり、地山の粗い粒
子がそのままテールボイド部に残り、テールボイドの液
状化が阻害され、推力が増大した。
切羽とカッタ部前面の間の圧力管理は、通常下限を地
下水圧+0.2kg/cm2、上限を地下水圧+0.5〜0.7kg/cm2
程度の範囲で行う。切羽の圧力が地下水圧+0.5〜0.7kg
/cm2程度になると排泥バルブを開け、地下水圧+0.2kg/
cm2になる手前で排泥バルブを閉じる。その際、排泥に
伴ってテールボイド部の液状体の圧力も変動し、排泥口
に向かってテールボイド部の液状体が流れる傾向が生
じ、同液状体の移動によりテールボイド部の安定が損な
われ、推力の増大を招く場合が多かった。
下水圧+0.2kg/cm2、上限を地下水圧+0.5〜0.7kg/cm2
程度の範囲で行う。切羽の圧力が地下水圧+0.5〜0.7kg
/cm2程度になると排泥バルブを開け、地下水圧+0.2kg/
cm2になる手前で排泥バルブを閉じる。その際、排泥に
伴ってテールボイド部の液状体の圧力も変動し、排泥口
に向かってテールボイド部の液状体が流れる傾向が生
じ、同液状体の移動によりテールボイド部の安定が損な
われ、推力の増大を招く場合が多かった。
そこで本発明は、泥水加圧推進工法において、テールボ
イド部の液状体の確実な安定をはかり、長距離推進をよ
り円滑に行うことを目的とする。
イド部の液状体の確実な安定をはかり、長距離推進をよ
り円滑に行うことを目的とする。
本発明の泥水加圧推進装置は、その目的を達成するため
に、シールド筒より径大のカッタ部を有する掘進機を使
用し、該掘進機の後方に複数の埋設管を順次連結しなが
ら前記埋設管の後端から横方向に掘進機及び埋設管を押
し出し、前記カッタ部で地山を掘削しながら掘削室にて
送泥水と撹拌混合し、また、前記シールド筒と外周地山
との間に形成されるテールボイド部に液状体を加圧状態
で注入することにより前記カッタ部の前面と切羽との間
及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成して地山
の崩壊を防止しながら地中を掘進する泥水加圧推進装置
において、下記手段のいずれか一つ以上の手段を備えた
ことを特徴とする。
に、シールド筒より径大のカッタ部を有する掘進機を使
用し、該掘進機の後方に複数の埋設管を順次連結しなが
ら前記埋設管の後端から横方向に掘進機及び埋設管を押
し出し、前記カッタ部で地山を掘削しながら掘削室にて
送泥水と撹拌混合し、また、前記シールド筒と外周地山
との間に形成されるテールボイド部に液状体を加圧状態
で注入することにより前記カッタ部の前面と切羽との間
及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成して地山
の崩壊を防止しながら地中を掘進する泥水加圧推進装置
において、下記手段のいずれか一つ以上の手段を備えた
ことを特徴とする。
(1) テールボイド部の液状体を混合するための板状部
材を掘進機後方に向けてカッタ部の外周に設ける。
材を掘進機後方に向けてカッタ部の外周に設ける。
(2) 前記板状部材を掘進機後方に向けてカッタ部の外
周に複数段設ける。
周に複数段設ける。
(3) テールボイド部の液状体の保持用の堰をシールド
筒外周に設ける。
筒外周に設ける。
(4) テールボイド部の液状体を撹拌するための回転撹
拌羽根をシールド筒後部及び埋設管の外周に設ける。
拌羽根をシールド筒後部及び埋設管の外周に設ける。
(5) テールボイド部に別途に配合した液状体を供給す
るための配管を設ける。
るための配管を設ける。
本発明の泥水加圧推進装置においては、テールボイド部
の液状体を混合するための板状部材をカッタ部の外周に
設けることによって、テールボイド部における掘削土砂
と送泥水の混合が確実に行われる。また、この板状部材
をカッタ部の外周に例えば2段設けた場合には、テール
ボイド部の液状体の混合がより確実になり、さらに、テ
ールボイド部に可塑性の材料を供給するための別の配管
を設けることにより、テールボイド部の液状体が2層構
造となり、地山とシールド筒及び埋設管との間の摩擦力
を低減するための層と、それ以外のテールボイド部を安
定化させるための層が構成され、テールボイド部の安定
が確実なものとなる。また、テールボイド部の液状体の
保持用の堰をシールド筒外周に設けることにより、テー
ルボイド部の液状体が排泥する度に排泥口に向けて流れ
るのが防止されるとともに、掘進機後部や埋設管からテ
ールボイド部に別途に供給される液状体を一定の厚さで
保持することができる。また、回転攪拌羽根をシールド
筒後部及び埋設管の外周に設けることにより、シールド
筒と外周地山との間のテールボイド部の液状体の混合と
同液状体の後方への押し込みが効果的に行われ、さら
に、テールボイド部の液状体が時間の経過とともに塑性
化した場合でも、回転攪拌羽根の回転によって再度流動
化させ、テールボイド部の液状化を再生させ、必要な推
力を低減させて円滑な長距離推進を可能にする。
の液状体を混合するための板状部材をカッタ部の外周に
設けることによって、テールボイド部における掘削土砂
と送泥水の混合が確実に行われる。また、この板状部材
をカッタ部の外周に例えば2段設けた場合には、テール
ボイド部の液状体の混合がより確実になり、さらに、テ
ールボイド部に可塑性の材料を供給するための別の配管
を設けることにより、テールボイド部の液状体が2層構
造となり、地山とシールド筒及び埋設管との間の摩擦力
を低減するための層と、それ以外のテールボイド部を安
定化させるための層が構成され、テールボイド部の安定
が確実なものとなる。また、テールボイド部の液状体の
保持用の堰をシールド筒外周に設けることにより、テー
ルボイド部の液状体が排泥する度に排泥口に向けて流れ
るのが防止されるとともに、掘進機後部や埋設管からテ
ールボイド部に別途に供給される液状体を一定の厚さで
保持することができる。また、回転攪拌羽根をシールド
筒後部及び埋設管の外周に設けることにより、シールド
筒と外周地山との間のテールボイド部の液状体の混合と
同液状体の後方への押し込みが効果的に行われ、さら
に、テールボイド部の液状体が時間の経過とともに塑性
化した場合でも、回転攪拌羽根の回転によって再度流動
化させ、テールボイド部の液状化を再生させ、必要な推
力を低減させて円滑な長距離推進を可能にする。
以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。
を具体的に説明する。
第1図は本発明の実施例における掘進機の要部を示す断
面図であり、第2図は第1図のI−I線断面を示す図で
ある。
面図であり、第2図は第1図のI−I線断面を示す図で
ある。
第1図及び第2図において、掘進機1は全体として筒状
をなし、掘進機1の後方には複数の埋設管(図示せず)
が順次連結される。
をなし、掘進機1の後方には複数の埋設管(図示せず)
が順次連結される。
掘進機1のシールド筒2内には隔壁3が設けられてい
る。隔壁3の後部側には、送泥管4が接続されている。
この送泥管4は、泥水aを圧送するポンプを介して泥水
貯蔵タンク(図示せず)に連結されている。隔壁3の前
部側には、モータ等の駆動機6により回転力を与えられ
る回転軸7と、同回転軸7に連結され、掘進機1のシー
ルド筒2の外径より大きな外径をもつカッタ部8が配設
されている。このカッタ部8の前面部には、放射状に切
削刃81が配設され、最外部の切削刃81はシールド筒2の
外方に位置し、シールド筒2と外周地山Bとの間隙にテ
ールボイドCが形成される。
る。隔壁3の後部側には、送泥管4が接続されている。
この送泥管4は、泥水aを圧送するポンプを介して泥水
貯蔵タンク(図示せず)に連結されている。隔壁3の前
部側には、モータ等の駆動機6により回転力を与えられ
る回転軸7と、同回転軸7に連結され、掘進機1のシー
ルド筒2の外径より大きな外径をもつカッタ部8が配設
されている。このカッタ部8の前面部には、放射状に切
削刃81が配設され、最外部の切削刃81はシールド筒2の
外方に位置し、シールド筒2と外周地山Bとの間隙にテ
ールボイドCが形成される。
掘進機1の隔壁3とカッタ部8とシールド筒2で囲まれ
た空間は、泥水と掘削土砂とが混合される掘削室5とな
っている。
た空間は、泥水と掘削土砂とが混合される掘削室5とな
っている。
この掘削室5内において、カッタ部8の背面部から回転
軸7の軸心に平行にスクレーパ9を突設している。この
スクレーパ9によって掘削室5内に残留しがちな土砂が
掻き取られ、且つ、掘削土砂と泥水aの混合が図られ
る。
軸7の軸心に平行にスクレーパ9を突設している。この
スクレーパ9によって掘削室5内に残留しがちな土砂が
掻き取られ、且つ、掘削土砂と泥水aの混合が図られ
る。
そして、カッタ部8の前面の切削部及び掘削室5におい
て、泥水aと掘削土砂等とが均一に混合されてできた液
状体は、カッタ部8前面の切羽A側に泥膜を形成すると
ともに、シールド筒2と外周地山Bとの間に泥膜が充満
したテールボイドCを形成する。
て、泥水aと掘削土砂等とが均一に混合されてできた液
状体は、カッタ部8前面の切羽A側に泥膜を形成すると
ともに、シールド筒2と外周地山Bとの間に泥膜が充満
したテールボイドCを形成する。
掘削室5の下部においては、隔壁3の一部が開口され、
排泥口10が形成されている。この排泥口10には排泥管11
および排泥バルブ12が連通して設けられ、さらに、排泥
バルブ12の排泥側端部には図示しない貯泥槽が設置され
ている。
排泥口10が形成されている。この排泥口10には排泥管11
および排泥バルブ12が連通して設けられ、さらに、排泥
バルブ12の排泥側端部には図示しない貯泥槽が設置され
ている。
このような掘進機1において、本実施例では、シールド
筒2の前部に一定の厚さ(20〜30mm程度)の堰板21をシ
ールド筒2前端部の外周を覆うように設けている。堰板
21は、鋼もしくは剛性の高い硬質ゴムや合成樹脂製のも
のである。この堰板21は、テールボイドC部の液状体が
排泥の際の圧力低下に伴う移動や逆流に対応し、地山B
とシールド筒2及び埋設管との間の摩擦力低減に必要テ
ールボイドC部の厚さ(20〜30mm程度)を保持するため
のものである。
筒2の前部に一定の厚さ(20〜30mm程度)の堰板21をシ
ールド筒2前端部の外周を覆うように設けている。堰板
21は、鋼もしくは剛性の高い硬質ゴムや合成樹脂製のも
のである。この堰板21は、テールボイドC部の液状体が
排泥の際の圧力低下に伴う移動や逆流に対応し、地山B
とシールド筒2及び埋設管との間の摩擦力低減に必要テ
ールボイドC部の厚さ(20〜30mm程度)を保持するため
のものである。
また、カッタ部8の外周には、テールボイドC部の液状
体を混合するための板状部材22をシールド筒2の後方に
向けて設けている。テールボイドC部の液状体が分離す
ると、地山Bの崩落や土粒子の置換えが生じて、シール
ド筒2及び埋設管を締め付けて摩擦力が大きくなり、必
要な推力が増大する。これを防止するために、カッタ部
8の回転を利用し、板状部材22により液状体を常時混合
する。
体を混合するための板状部材22をシールド筒2の後方に
向けて設けている。テールボイドC部の液状体が分離す
ると、地山Bの崩落や土粒子の置換えが生じて、シール
ド筒2及び埋設管を締め付けて摩擦力が大きくなり、必
要な推力が増大する。これを防止するために、カッタ部
8の回転を利用し、板状部材22により液状体を常時混合
する。
また、立坑外で別途に配合した液状体を掘進機1の後方
からテールボイドC部に供給するための注入管4aをシー
ルド筒2の後部に設けている。これは、従来掘削室5で
掘削土砂と送泥水とを混合したものをテールボイドC部
に供給していたのを止め、立坑外で別途に配合した液状
体をテールボイドC部に注入するようにしたものであ
る。前述したように、掘削室5で掘削土砂と送泥水とを
混合した場合、送泥水の配合や地山の土質構成に大きく
左右されて分離し易い液状体になり、テールボイドC部
が不安定になり、必要な推力が増大して長距離推進を阻
害することから、本実施例ではテールボイドC部に適し
た液状体を別途に配合して供給するようにしたものであ
る。この配合液状体の材料は、目詰め用の固形粒子とし
ての粉末粘土、目詰め効果を高めるウラゴメール、増粘
材としてのCMCを水に溶解する。これに現場の土質が透
水係数の高い砂層,砂礫,玉石層の場合、粉末粘土より
粒子の大きい微砂や軽量骨材のパーライトを加え、泥膜
形成効果を大きくし、かつ保水剤として高分子吸収剤を
加える。この保水剤は、後述するテールボイドC部の再
流動化の際の水の供給源としての役目を持っている。こ
れらの配合割合は、対象となる地山の土質によって異な
るが、標準的には重量比で、水100に対して粉末粘土3
0、ウラゴメール1.2、CMC0.2、微砂の場合は5〜10、軽
量骨材の場合は1〜3、高分子吸収剤は0.1〜0.5程度で
ある。もちろんこの他にも、テールボイド材として適切
なものを配合して用いることができる。この別途配合し
た液状体(以下テールボイド材αという)は、当然切羽
に対しても有効な効果を有するので、排泥の際にある程
度の量が掘削室5に入り込んでも差し支えないものであ
る。
からテールボイドC部に供給するための注入管4aをシー
ルド筒2の後部に設けている。これは、従来掘削室5で
掘削土砂と送泥水とを混合したものをテールボイドC部
に供給していたのを止め、立坑外で別途に配合した液状
体をテールボイドC部に注入するようにしたものであ
る。前述したように、掘削室5で掘削土砂と送泥水とを
混合した場合、送泥水の配合や地山の土質構成に大きく
左右されて分離し易い液状体になり、テールボイドC部
が不安定になり、必要な推力が増大して長距離推進を阻
害することから、本実施例ではテールボイドC部に適し
た液状体を別途に配合して供給するようにしたものであ
る。この配合液状体の材料は、目詰め用の固形粒子とし
ての粉末粘土、目詰め効果を高めるウラゴメール、増粘
材としてのCMCを水に溶解する。これに現場の土質が透
水係数の高い砂層,砂礫,玉石層の場合、粉末粘土より
粒子の大きい微砂や軽量骨材のパーライトを加え、泥膜
形成効果を大きくし、かつ保水剤として高分子吸収剤を
加える。この保水剤は、後述するテールボイドC部の再
流動化の際の水の供給源としての役目を持っている。こ
れらの配合割合は、対象となる地山の土質によって異な
るが、標準的には重量比で、水100に対して粉末粘土3
0、ウラゴメール1.2、CMC0.2、微砂の場合は5〜10、軽
量骨材の場合は1〜3、高分子吸収剤は0.1〜0.5程度で
ある。もちろんこの他にも、テールボイド材として適切
なものを配合して用いることができる。この別途配合し
た液状体(以下テールボイド材αという)は、当然切羽
に対しても有効な効果を有するので、排泥の際にある程
度の量が掘削室5に入り込んでも差し支えないものであ
る。
このテールボイド材αの注入管4aは、第1図では上下に
図示しているが、たとえば左右等にも複数箇所設ければ
さらに効果的である。
図示しているが、たとえば左右等にも複数箇所設ければ
さらに効果的である。
次いで、第1図に示した掘進機1の動作について説明す
る。
る。
まず、図示しないポンプによって泥水aが送泥管4を通
じて圧送される。圧送された泥水aは、掘削室5を満た
し、切羽A面に加圧状態で送られる。次いで駆動機6に
より回転軸7を回転させ、かつ泥水aの注入を続けなが
らカッタ部8により掘削を行う。掘削された土砂は泥水
aに混合し、泥水aと掘削土砂により形成された泥膜を
介して切羽Aの安定が図られる。
じて圧送される。圧送された泥水aは、掘削室5を満た
し、切羽A面に加圧状態で送られる。次いで駆動機6に
より回転軸7を回転させ、かつ泥水aの注入を続けなが
らカッタ部8により掘削を行う。掘削された土砂は泥水
aに混合し、泥水aと掘削土砂により形成された泥膜を
介して切羽Aの安定が図られる。
また、カッタ部8の外径はシールド筒2の外径より大き
く設定されているので、掘削後はシールド筒2及び埋設
管の外周と外周地山Bとの間にテールボイドCが形成さ
れる。このテールボイドC部に、供給管4aからテールボ
イド材αが注入されて泥膜が形成される。
く設定されているので、掘削後はシールド筒2及び埋設
管の外周と外周地山Bとの間にテールボイドCが形成さ
れる。このテールボイドC部に、供給管4aからテールボ
イド材αが注入されて泥膜が形成される。
なお、堰板21の形状を第3図(a)の符番21aに示すように
フランジ付きの形状とすると、テールボイドC部の液状
体の保持をより確実にすることができる。
フランジ付きの形状とすると、テールボイドC部の液状
体の保持をより確実にすることができる。
また、テールボイドC部の液状体を混合するための板状
部材22の形状を、第3図(b)の符番22aに示すように先端
に垂下部を設けた形状とした場合も、テールボイドC部
の液状体の保持をより確実にすることができる。この場
合においては、テールボイド材αが後方から注入された
際に面的な広がりをもたず線状にテールボイドC部内を
流れるとき、これを堰板21で一旦止め、板上部材22aが
回転することにより堰板21の部分で混合し、面的な広が
りをもつ液状体とすることができ、テールボイド材αの
均一な混合をより一層効果的にする。
部材22の形状を、第3図(b)の符番22aに示すように先端
に垂下部を設けた形状とした場合も、テールボイドC部
の液状体の保持をより確実にすることができる。この場
合においては、テールボイド材αが後方から注入された
際に面的な広がりをもたず線状にテールボイドC部内を
流れるとき、これを堰板21で一旦止め、板上部材22aが
回転することにより堰板21の部分で混合し、面的な広が
りをもつ液状体とすることができ、テールボイド材αの
均一な混合をより一層効果的にする。
テールボイドC部の液状体は、カッタ部8の泥膜の押圧
力、例えば地下水圧+0.2kg/cm2と同圧とし、その押圧
力によって外周地山Bの崩落を抑え、緩み土圧の発生を
防止し、外周地山Bの埋設管等への締付けを無くして推
力を低減させる。したがって、小さな推力で掘進機及び
埋設管ま推進を行うことができ、長距離推進工法に適し
たものとなる。
力、例えば地下水圧+0.2kg/cm2と同圧とし、その押圧
力によって外周地山Bの崩落を抑え、緩み土圧の発生を
防止し、外周地山Bの埋設管等への締付けを無くして推
力を低減させる。したがって、小さな推力で掘進機及び
埋設管ま推進を行うことができ、長距離推進工法に適し
たものとなる。
掘削室5内の土砂と泥水aの混合物は、排泥口10から排
泥管11を通り、排泥バルブ12を通って、図示しない貯泥
槽に排泥される。
泥管11を通り、排泥バルブ12を通って、図示しない貯泥
槽に排泥される。
第4図は本発明の他の実施例に於ける掘進機の要部を示
す断面図であり、第5図は第4図のII−II線断面を示す
図である。なお、これらの図において第1図に示した部
材と同じ部材には同じ符番を示して詳細な説明を省略す
る。
す断面図であり、第5図は第4図のII−II線断面を示す
図である。なお、これらの図において第1図に示した部
材と同じ部材には同じ符番を示して詳細な説明を省略す
る。
本実施例の掘進機31は、カッタ部8の外周から後方に向
かう2段の板状部材22,22bを設けるとともに、テールボ
イドC部へ異なる2種類の配合液状体を供給するための
供給管4b,4cを設けたものである。
かう2段の板状部材22,22bを設けるとともに、テールボ
イドC部へ異なる2種類の配合液状体を供給するための
供給管4b,4cを設けたものである。
通常の土質の場合、テールボイドC部の厚さは最低20〜
30mmあれば充分であるが、玉石砂礫層の場合は50〜100m
m程度の厚さを確保していないと玉石や礫がカッタ通過
後移動し、シールド筒2や埋設管に当たって推力が増大
する。したがって、玉石層や砂礫層を推進するときは、
テールボイドC部の厚さを厚くする必要があり、この場
合は、とくにテールボイドC部の外側部分に対しては特
別に安定を考慮し、対策を講じる必要がある。
30mmあれば充分であるが、玉石砂礫層の場合は50〜100m
m程度の厚さを確保していないと玉石や礫がカッタ通過
後移動し、シールド筒2や埋設管に当たって推力が増大
する。したがって、玉石層や砂礫層を推進するときは、
テールボイドC部の厚さを厚くする必要があり、この場
合は、とくにテールボイドC部の外側部分に対しては特
別に安定を考慮し、対策を講じる必要がある。
このために、本実施例においては、カッタ部外周に設け
る混合用の板状部材を2段構成にし、さらにテールボイ
ドC部に2種の異なる配合液状体α,βを別々の供給管
4b,4cから注入して、地山とシールド筒2及び埋設管の
間の摩擦力を低減させるための層C1と、その外側の安定
をはかるための層C2とそれぞれ形成させるようにしてい
る。そしてC1層には供給管4bから前記のテールボイド材
αを注入し、C2層には供給管4cから別のテールイド材β
を注入する。テールボイド材βとしては、テールボイド
材αに比較して塑性状のものとし、標準的には、二液性
の可塑材(市販品としてはスライディングSS,クリーンF
D等、いずれも商品名)、または、重量比にして水100に
対して粉末粘土40程度、セメント10程度のいわゆるソイ
ルセメント系のものが好ましい。もちろんこの他にも、
テールボイド材として適切なものを配合して用いること
ができる。供給管4bから注入されたテールボイド材α
は、板状部材22bで混合され、シールド筒2及び埋設管
の外周を覆って地山とシールド筒2及び埋設管の間の摩
擦力を低減するC1層を形成し、供給管4cから注入された
テールボイド材βは、板状部材22で混合され、テールボ
イドC部を安定に保持する地山寄りのC2層を形成する。
る混合用の板状部材を2段構成にし、さらにテールボイ
ドC部に2種の異なる配合液状体α,βを別々の供給管
4b,4cから注入して、地山とシールド筒2及び埋設管の
間の摩擦力を低減させるための層C1と、その外側の安定
をはかるための層C2とそれぞれ形成させるようにしてい
る。そしてC1層には供給管4bから前記のテールボイド材
αを注入し、C2層には供給管4cから別のテールイド材β
を注入する。テールボイド材βとしては、テールボイド
材αに比較して塑性状のものとし、標準的には、二液性
の可塑材(市販品としてはスライディングSS,クリーンF
D等、いずれも商品名)、または、重量比にして水100に
対して粉末粘土40程度、セメント10程度のいわゆるソイ
ルセメント系のものが好ましい。もちろんこの他にも、
テールボイド材として適切なものを配合して用いること
ができる。供給管4bから注入されたテールボイド材α
は、板状部材22bで混合され、シールド筒2及び埋設管
の外周を覆って地山とシールド筒2及び埋設管の間の摩
擦力を低減するC1層を形成し、供給管4cから注入された
テールボイド材βは、板状部材22で混合され、テールボ
イドC部を安定に保持する地山寄りのC2層を形成する。
なお、第4図及び第5図において21はシールド筒2の前
端部外周に設けられた堰板であり、21bは板状部材22と2
2bの間に位置して供給管4aの注入口のカバーであると同
時にC1層とC2層を形成し易いように設けた堰である。こ
の堰21bは、シールド筒2の外周に多数設ける方がC1層
とC2層を区別して形成し易いが、全周にわたるとC1層の
形成を邪魔するので、4〜8箇所程度が適当である。
端部外周に設けられた堰板であり、21bは板状部材22と2
2bの間に位置して供給管4aの注入口のカバーであると同
時にC1層とC2層を形成し易いように設けた堰である。こ
の堰21bは、シールド筒2の外周に多数設ける方がC1層
とC2層を区別して形成し易いが、全周にわたるとC1層の
形成を邪魔するので、4〜8箇所程度が適当である。
第6図は本発明のさらに他の実施例を示す掘進機の要部
を示す断面図であり、第7図は第6図のIII−III線断面
を示す図である。
を示す断面図であり、第7図は第6図のIII−III線断面
を示す図である。
本実施例は、第1図に示した掘進機の後部にテールボイ
ド部の液状体の再流動化装置としての回転攪拌羽根を設
置した例である。
ド部の液状体の再流動化装置としての回転攪拌羽根を設
置した例である。
本実施例においては、掘進機1の後部に、テールボイド
C部の液状体の攪拌を行うための環状の回転攪拌羽根23
を設けている。なお、第6図においては便宜的に回転攪
拌羽根23の一部(図面上で上半部)を断面で示し、一部
(図面上で下半部)を外観で示している。この回転攪拌
羽根23は、シールド筒2内に固定して設置したモータ24
により歯車25を介して回転する内歯車26付きの環状体27
の外周に多数個の羽根28を取り付けたものである。この
環状体27をシールド筒2の後部に、ベアリング29及びシ
ール30を介して回転自在に設置する。この回転攪拌羽根
23回転させることにより、テールボイドC部の液状体を
攪拌し、テールボイドC部の活性化,再液状体化を行
う。このとき、羽根28をシールド筒2の軸方向に角度を
つけて取り付けておくと、液状体の攪拌とともに、液状
体をさらに後方の連結管の方に押し進める作用をする。
また、推進中常時作動させて、常にテールボイドC部の
液状体を保持させておくことも効果的である。また、こ
の回転攪拌羽根23は、掘進機後部のほかに、埋設管部に
も設けるとより効果的である。
C部の液状体の攪拌を行うための環状の回転攪拌羽根23
を設けている。なお、第6図においては便宜的に回転攪
拌羽根23の一部(図面上で上半部)を断面で示し、一部
(図面上で下半部)を外観で示している。この回転攪拌
羽根23は、シールド筒2内に固定して設置したモータ24
により歯車25を介して回転する内歯車26付きの環状体27
の外周に多数個の羽根28を取り付けたものである。この
環状体27をシールド筒2の後部に、ベアリング29及びシ
ール30を介して回転自在に設置する。この回転攪拌羽根
23回転させることにより、テールボイドC部の液状体を
攪拌し、テールボイドC部の活性化,再液状体化を行
う。このとき、羽根28をシールド筒2の軸方向に角度を
つけて取り付けておくと、液状体の攪拌とともに、液状
体をさらに後方の連結管の方に押し進める作用をする。
また、推進中常時作動させて、常にテールボイドC部の
液状体を保持させておくことも効果的である。また、こ
の回転攪拌羽根23は、掘進機後部のほかに、埋設管部に
も設けるとより効果的である。
この回転攪拌羽根23の役割は、長距離推進のため長時間
経過したり、推進施行途中で到達立坑の掘削が遅れた
り、その他なんらかの理由で一定時間推進が休止した場
合等に、それまで形成されていたテールイドC部の液状
体が塑性化したり、分離したりして、シールド筒2及び
埋設管との摩擦力が増大した場合、同回転攪拌羽根23を
作動させて、テールボイド材αのなかの高分子吸収剤に
含まれる水を利用し、再び液状化させることにある。も
ちろん別個に水及びテールボイド材αを加えてもよい。
また、推進施行中に常時作動させておいて液状体の塑性
化を事前に防ぐことも可能である。
経過したり、推進施行途中で到達立坑の掘削が遅れた
り、その他なんらかの理由で一定時間推進が休止した場
合等に、それまで形成されていたテールイドC部の液状
体が塑性化したり、分離したりして、シールド筒2及び
埋設管との摩擦力が増大した場合、同回転攪拌羽根23を
作動させて、テールボイド材αのなかの高分子吸収剤に
含まれる水を利用し、再び液状化させることにある。も
ちろん別個に水及びテールボイド材αを加えてもよい。
また、推進施行中に常時作動させておいて液状体の塑性
化を事前に防ぐことも可能である。
なお、以上に説明した実施例は、泥水加圧推進工法にお
いて、掘進機と地山との間に泥膜を常に正常の状態に形
成して、長距離掘進を円滑に行うための前記(1)乃至(5)
の手段の組合せの例を示したものであるが、本発明の加
圧推進装置としては、実施例の組合せ以外の組合せを適
宜選択することができる。
いて、掘進機と地山との間に泥膜を常に正常の状態に形
成して、長距離掘進を円滑に行うための前記(1)乃至(5)
の手段の組合せの例を示したものであるが、本発明の加
圧推進装置としては、実施例の組合せ以外の組合せを適
宜選択することができる。
以上に説明したように、本発明の泥水加圧推進装置によ
れば、地山とシールド筒の間に安定した泥膜を形成する
ことができるとともに、地山とシールド筒の間の摩擦力
を大幅に低減することができるため、従来の泥水加圧推
進工法に比較して画期的な長距離推進を可能にすること
ができる。また、本発明装置に採用できる各手段は、そ
れぞれ次のような効果を有する。
れば、地山とシールド筒の間に安定した泥膜を形成する
ことができるとともに、地山とシールド筒の間の摩擦力
を大幅に低減することができるため、従来の泥水加圧推
進工法に比較して画期的な長距離推進を可能にすること
ができる。また、本発明装置に採用できる各手段は、そ
れぞれ次のような効果を有する。
カッタ部外周にテールボイド部の液状体を混合する
ための板状部材を設けることにより、テールボイド部の
液状体はカッタ部の回転とともに混合され、均一な分離
しにくい状態に保たれ、地山の崩落とテールボイド部の
液状体の分離沈降が防止され、地山とシールド筒及び埋
設管の間の摩擦力が低減される。また、この板状部材を
後部に垂下部を有する形状とした場合は、テールボイド
部の液状体をより一層均一にすることができる。
ための板状部材を設けることにより、テールボイド部の
液状体はカッタ部の回転とともに混合され、均一な分離
しにくい状態に保たれ、地山の崩落とテールボイド部の
液状体の分離沈降が防止され、地山とシールド筒及び埋
設管の間の摩擦力が低減される。また、この板状部材を
後部に垂下部を有する形状とした場合は、テールボイド
部の液状体をより一層均一にすることができる。
前記カッタ部外周に設ける板状部材を二段に設置し
た場合は、前記項の効果をより高めることができると
ともに、テールボイド部に配合の異なる二種の液状体を
注入してテールボイド部の安定化と摩擦力低減をはかる
二層構造を形成することが容易となる。
た場合は、前記項の効果をより高めることができると
ともに、テールボイド部に配合の異なる二種の液状体を
注入してテールボイド部の安定化と摩擦力低減をはかる
二層構造を形成することが容易となる。
シールド筒の前端部に堰を設けることにより、排泥
の際の切羽の圧力変動に伴うテールボイド部の液状体の
切羽への流れ込み、逆流が防止され、テールボイドの液
状体が堰によって一定の厚さに保持される。これによ
り、摩擦力低減に必要な厚さでシールド筒及び埋設管は
液状体に覆われ、低推力が維持され、長距離推進が可能
となる。この堰ヲフランジ付きの形状とした場合は、前
記効果をより高めることができる。
の際の切羽の圧力変動に伴うテールボイド部の液状体の
切羽への流れ込み、逆流が防止され、テールボイドの液
状体が堰によって一定の厚さに保持される。これによ
り、摩擦力低減に必要な厚さでシールド筒及び埋設管は
液状体に覆われ、低推力が維持され、長距離推進が可能
となる。この堰ヲフランジ付きの形状とした場合は、前
記効果をより高めることができる。
施行する箇所の土質に適した液状体を別途に立坑外
で配合してテールボイド部に供給することにより、より
安定なテールボイド部を形成することができる。とく
に、テールボイド部のシールド筒,埋設管側と地山側と
にそれぞれ適した配合の液状体を注入することにより、
玉石、砂礫層での玉石等がシールド筒,埋設管に接触し
にくいだけのテールボイド部の厚さを確保するとともに
摩擦力を低減させる層と、外周地山を安定して保持する
層とが形成され、推力の大きい玉石,砂礫層での長距離
推進を可能にする。
で配合してテールボイド部に供給することにより、より
安定なテールボイド部を形成することができる。とく
に、テールボイド部のシールド筒,埋設管側と地山側と
にそれぞれ適した配合の液状体を注入することにより、
玉石、砂礫層での玉石等がシールド筒,埋設管に接触し
にくいだけのテールボイド部の厚さを確保するとともに
摩擦力を低減させる層と、外周地山を安定して保持する
層とが形成され、推力の大きい玉石,砂礫層での長距離
推進を可能にする。
シールド筒の後部及び埋設管の外周に回転攪拌羽根
を設けることにより、長距離推進施行に伴う長時間経過
の際のテールボイド部の液状体の塑性状態の再活性化、
及び、常時作動させることによる塑性化防止及び分離防
止がはかられ、テールボイド部の長時間安定が可能とな
る。従来装置では推進途中で休止すると推力が増大する
ので、休みなく常時少しでも押しながらフリクションカ
ットをしていかなければならないが、本装置ではこのよ
うな作業が不必要になり、安定した長距離推進施行が可
能となる。
を設けることにより、長距離推進施行に伴う長時間経過
の際のテールボイド部の液状体の塑性状態の再活性化、
及び、常時作動させることによる塑性化防止及び分離防
止がはかられ、テールボイド部の長時間安定が可能とな
る。従来装置では推進途中で休止すると推力が増大する
ので、休みなく常時少しでも押しながらフリクションカ
ットをしていかなければならないが、本装置ではこのよ
うな作業が不必要になり、安定した長距離推進施行が可
能となる。
第1図は本発明実施例の掘進機の要部を示す断面図、第
2図は第1図の掘進機のI−I線断面を示す図、第3図
(a)及び(b)は第1図の掘進機の一部部材の別の例を示す
図、第4図は本発明の他の実施例の掘進機の要部を示す
断面図、第5図は第4図の掘進機のII−II線断面を示す
図、第6図は本発明のさらに他の実施例の掘進機の要部
を示す断面図、第7図は第6図の掘進機のIII−III線断
面を示す図、第8図は従来の掘進機の例を示す断面図で
ある。 1,31:掘進機、2:シールド筒 3:隔壁、4:送泥管 4a,4b,4b:液状体の供給管 5:掘削室、6:駆動機 7:回転軸、8:カッタ部 9:スクレーパ、10:排泥口 11:排泥管、12:排泥バルブ 21,21a,21b:堰板、22,22a,21b:板状部材 23:環状回転羽根、24:モータ 25:歯車、26:内歯車 27:環状体、28:羽根 29:ベアリング、30:シール A:切羽、B:外周地山 C:テールボイド、a:泥水 α,β:テールボイド材
2図は第1図の掘進機のI−I線断面を示す図、第3図
(a)及び(b)は第1図の掘進機の一部部材の別の例を示す
図、第4図は本発明の他の実施例の掘進機の要部を示す
断面図、第5図は第4図の掘進機のII−II線断面を示す
図、第6図は本発明のさらに他の実施例の掘進機の要部
を示す断面図、第7図は第6図の掘進機のIII−III線断
面を示す図、第8図は従来の掘進機の例を示す断面図で
ある。 1,31:掘進機、2:シールド筒 3:隔壁、4:送泥管 4a,4b,4b:液状体の供給管 5:掘削室、6:駆動機 7:回転軸、8:カッタ部 9:スクレーパ、10:排泥口 11:排泥管、12:排泥バルブ 21,21a,21b:堰板、22,22a,21b:板状部材 23:環状回転羽根、24:モータ 25:歯車、26:内歯車 27:環状体、28:羽根 29:ベアリング、30:シール A:切羽、B:外周地山 C:テールボイド、a:泥水 α,β:テールボイド材
Claims (5)
- 【請求項1】シールド筒より径大のカッタ部を有する掘
進機を使用し、該掘進機の後方に複数の埋設管を順次連
結しながら前記埋設管の後端から横方向に掘進機及び埋
設管を押し出し、前記カッタ部で地山を掘削しながら掘
削室にて送泥水と攪拌混合し、また、前記シールド筒と
外周地山との間に形成されるテールボイド部に液状体を
加圧状態で注入することにより前記カッタ部の前面と切
羽との間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成
して地山の崩壊を防止しながら地中を掘進する泥水加圧
推進装置において、 前記テールボイド部の液状体を混合するための板状部材
を掘進機後方に向けてカッタ部の外周に設けたことを特
徴とする泥水加圧推進装置。 - 【請求項2】前記テールボイド部の液状体を混合するた
めの板状部材をカッタ部の外周に複数段設けたことを特
徴とする請求項1記載の泥水加圧推進装置。 - 【請求項3】シールド筒より径大のカッタ部の前面と切
羽との間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成
して地中を掘進する泥水加圧推進装置において、テール
ボイド部の液状体の保持用の堰をシールド筒外周に設け
たことを特徴とする泥水加圧推進装置。 - 【請求項4】シールド筒より径大のカッタ部の前面と切
羽との間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成
して地中を掘進する泥水加圧推進装置において、テール
ボイド部の液状体を攪拌するための回転攪拌羽根をシー
ルド筒後部及び埋設管の外周に設けたことを特徴とする
泥水加圧推進装置。 - 【請求項5】シールド筒より径大のカッタ部の前面と切
羽との間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成
して地中を掘進する泥水加圧推進装置において、テール
ボイド部に別途に配合した液状体を供給するための配管
を設けたことを特徴とする泥水加圧推進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230081A JPH0718315B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 泥水加圧推進装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230081A JPH0718315B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 泥水加圧推進装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393997A JPH0393997A (ja) | 1991-04-18 |
| JPH0718315B2 true JPH0718315B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=16902252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1230081A Expired - Lifetime JPH0718315B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | 泥水加圧推進装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718315B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101381566B1 (ko) * | 2012-01-13 | 2014-04-04 | 성림산업(주) | 이농식 굴진기 및 이를 이용한 이농식 추진공법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2782686B2 (ja) * | 1992-04-15 | 1998-08-06 | 鹿島建設 株式会社 | シールド掘削機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594032A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Toshiba Corp | 圧接型半導体装置 |
-
1989
- 1989-09-04 JP JP1230081A patent/JPH0718315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101381566B1 (ko) * | 2012-01-13 | 2014-04-04 | 성림산업(주) | 이농식 굴진기 및 이를 이용한 이농식 추진공법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0393997A (ja) | 1991-04-18 |
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