JPS592234Y2 - シ−ルド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、切羽に対向する圧力室に取り込んだ掘砂土砂
を該圧力室の圧力を保持しつつ大気圧室へ放出する排土
装置を有するシールド掘進機において、排土装置の排土
量を掘削量に対して適正に設定して、地山の状態、土質
条件の変化に即座に対応させ得るシールド掘進機を提案
するものである。

通常のシールド掘進機は第１図に示すように、掘進機本
体１と隔壁２によって切羽３に対向する圧力室４と該圧
力室後方の大気圧室５とに区画し、圧力室４の前部には
カッタヘッド６を備えると共に、圧力室４と大気圧室５
との間に亙って排土装置７を設置し、この排土装置７で
圧力室４に取り込んだ掘削土砂を該圧力室４の圧力を保
持しつつ大気圧室５へ解放し排出する。

排土装置７は図示するようなスクリュー形式のものの他
にロータリーバルブ形式のもの或は多段ダンパー形式の
もの等、種々のものがある。

そしてスクリュー形式のものにあっては、その排土量は
油圧モータ８の回転数により制御する。

一方大気圧室５にはシールドジヤツキ９を設置しており
、掘進はこのシールドジヤツキ９を押し出して既設のセ
グメント１０に対する押し付は力の反動で行なう。

１１はカッタヘッド６を回転駆動させるためのモータ、
１２はコーンバルブである。

シールド掘進機の掘進による土砂の掘削量は、単純には
掘進量とその断面積とから計算されるので、従来圧力室
４の適正圧力を保持するために、シールド掘進機の掘進
距離によって排土装置における油圧モータ８の回転数、
すなわち排土量を制御していた。

つまり第２図に示すように、シールドジヤツキ７の押出
速度及び押出ストロークをそれぞれ発電機１３を介して
速度検出装置１４及びストローク検出装置１５により検
出し、その信号を速度係数設定器１６に入力して油圧モ
ータ８の速度係数を算出させ、その係数信号を速度指示
器１７に入力して該指示器１７によって油圧モータ８に
付設の油圧ポンプ１９の吐出量を制御するようにしてい
たのである。

しかしこのようにシールド掘進機の掘進距離により排土
量を制御するだけでは、排土装置７の効率、地山の状態
、土質条件などにより、排土量が必ずしも掘削量に見合
うものとならない場合がある。

そして排土装置７での排土量が掘削量に対して多すぎる
ような過排出が生じると圧力室４の圧力では切羽３を保
持しきれず、切羽の崩壊につながることになる。

本考案はかかる点に鑑みてなされたものであり、従来の
ように掘進距離によってのみ排土量を制御するのではな
く、これに加えて、排土装置による実際の排土量を秤量
し、この排土量と前記掘進距離から求めた掘削量とが対
応しているか否かを比較して掘削量に見合う適正な排土
量を設定し得るシールド掘進機を提案するものである。

以下本考案の実施例を第３図に基づき説明する。

第３図において、シールドジヤツキ９の押し出し速度及
び押し出しストロークから速度係数を算出する点は第２
図で説明したものと同様であるので、その間に介装した
計器類は第２図と同一番号を付してその説明を省略する
。

本実施例では速度係数設定器１６に、排土装置７から実
際に排出された排土量に対応する信号を入力し、この信
号によって速度係数を掘削量に見合ったものに補正し、
この補正された係数を速度指示器１７に人力し、該指示
器により油圧ポンプ１９の吐出量を掘削量に見合うよう
に制御する。

即ち、まず排土装置７から出た土砂は秤量器２０でその
重量が計測される。

次に、この重量値が演算器２１に送られ、ここで地山上
質の比重量で除されて、体積が演算される。

なお、地山土質の比重量は、あらかじめ調査により判明
している。

次に、演算された体積は変換器２２に送られ、ここでト
ンネルの断面積で除されて、排土量からシールド掘進機
の速度が求められる。

次に、この速度が速度係数設定器１６に送られ、ここで
シールドジヤツキ９により検出されたシールド掘進機の
実際の速度と比較される。

次に、上記２つの速度に差があれば、その速度差に見合
った速度係数が速度指示計１７に送られ、そしてこの速
度指示計１７から、排土量による速度がシールドジヤツ
キ９による実際の速度に一致するように、排土装置７の
油圧モータ８駆動用油圧ポンプ１９に制御信号が出され
る。

従って、常に、排土量と掘削量とが一致するようにされ
ている。

このようにすると掘進距離に対応した信号が排土装置７
からの排土量に対応する信号で補正され、この補正され
た信号により排土装置７による排土量が掘削量に見合う
ように制御されるので、排土装置の効率、地山の状態、
土質条件に対して即応させることができ、切羽の崩壊を
未然に防止することができる。

排土量は、実施例におけるようなスクリュー形式のもの
あるいはロータリーバルブ形式のものでは油圧モータの
回転数を制御することで制御し得る。

なお排土装置からの排土量に対応する信号は実施例のよ
うに速度係数設定器に入力して速度係数を補正するよう
にしても良いが、これに限らず油圧ポンプに至るいずれ
かの時点で掘進距離に対応した信号を補正するようにす
れば良い。

以上のように本考案によると、排土装置からの土砂排土
重量より得られたシールド掘進機の速度とシールドジヤ
ツキより得られたシールド掘進機の実際の速度とを比較
して、その速度差に見合った速度係数でもって排土装置
が制御されるので、常に排土量と掘削量とを一致させる
ことができ、従って掘削土砂の過度の取込みがなくなり
切羽の崩壊を未然に防止することができると共に、地山
の変化に対してすぐに対処することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的なシールド掘進機の縦断面図、第２図は
従来の制御系統図、第３図は本考案実施例の制御系統図
である。 ７・・・・・・排土装置、８・・・・・・油圧モータ、
９・・・・・・シールドジヤツキ、１６・・・・・・速
度係数設定器、１７・・・・・・速度指示器、１９・・
・・・・油圧ポンプ、２０・・・・・・秤量器、２１・
・・・・・演算器、２２・・・・・・変換器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 切羽に対向する圧力室に取り込んだ掘削土砂を調圧刃室
   の圧力を保持しつつ大気圧室へ排出する排土装置を有す
   るシールド掘進機において、排土装置から排出される土
   砂の重量を計測する秤量器と、前記重量を比重量で除し
   て体積を演算する演算器と、前記体積をトンネル断面積
   で除してシールド掘進機の速度を得る変換器と、上記排
   土量からの速度とシールドジヤツキによるシールド掘進
   機の実際の速度とを比較すると共にその速度差に応じた
   速度係数を得る速度係数設定器と、上記速度係数に基づ
   いた信号を排土装置駆動用の油圧ポンプに出力する速度
   指示器とを設けたことを特徴とするシールド掘進機。