JPS603599B2

JPS603599B2 - シ−ルドトンネル掘進装置

Info

Publication number: JPS603599B2
Application number: JP8781680A
Authority: JP
Inventors: 登始夫明坂
Original assignee: Iseki Kaihatsu Koki KK
Current assignee: Iseki Kaihatsu Koki KK
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1985-01-29
Also published as: JPS5715797A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、スポークタィプのような損の自由な通過を妨
げないカッタヘッドによって掘削され、推進可能のシー
ルド本体内に受け入れられた婿をシールド本体内の隔壁
で受け、該梶の圧力を高めてこれに蓮らなる切羽の崩壊
を防止しつつ推進するシールドトンネル掘進装置に関す
る。

本発明は、隔壁前方からその後方へ晒を排出することに
よる加圧城中の圧力降下により切羽が崩壊するのを防止
することを目的とし、また簡単な構造によって切羽の崩
壊なしに健出しを行うこと、さらに健が機混じり土砂で
ある場合にもこれに対処し得るようにすること、さらに
地下水がある場合にはその圧力と平衡する圧力の液体に
より該地下水に対抗させてその流動を阻止すること、さ
らに磯混じり土砂の搬出を容易にすることを目的とする
。

本発明は、基本的に、スポークタィプのような頬の自由
な通過を許すカッ夕へッド‘こより掘削された晒を切羽
面とシールド本体の隔壁との間に充満させかつこれをシ
ールド本体の推進により加圧状態下におき、その結果と
して隔壁に晒を介して切羽を常時その主働土庄より大き
く受働士圧より小さい所定圧で押圧することにより、又
地下水がある場合には前記碇の押圧のほか、地下水に対
してその圧力と平衡する圧力の液体を作用させて地下水
の流動を阻止するとにより、切羽の崩壊を阻止する、と
いう構想に立脚する。

本発明において、シールド本体の隔壁前方に充満する士
砂または機混じり土砂は、その圧力が所定値を越えたと
き、隔壁に設けられた損受□の開閉蓋を押し開け、隔壁
を含むケーシングによって形成された隔壁後方の楓室ま
たは破砕室中に侵入し、該室の下部から大気圧域へ搬出
される。

この搬出は種々の方法で行うことができるが、前記晒室
または破砕室に液体を供給し、掘削土砂を該室外に液体
輸送することにより、掘削土砂（または破砕された磯混
入の土砂）の円滑かつ能率的な搬出を行うことができる
。本発明によれば、隔壁に設けた晒受□を開閉する蓋体
に予め設定した切羽地盤の主働土庄より大きくその受働
土庄より小さい所定の圧力を及ぼしておき、切羽とこれ
に蓮らなる掘削土砂が隔壁により押圧力を受けて該隔壁
およびその閉口に設けられた蓋体に及ぼす反力が所定圧
力値を越えたときにのみ、凝が隔壁後方の裾室中に受け
入れられ、これによって排出された土砂量に相当する圧
力降下が隔壁前方に生じて所定圧力以下に達しようとす
るとき「樋受口を蓋体が再び閉鎖する。

なお、地下水がある場合には、梶室に常時流体を満たし
ておくことにより、該液体が地下水の流動を阻止する。
従って、実質的に隔壁前方の土砂の充填度を希薄化させ
ることなくまた地下水位の低下を招くことなく、すなわ
ち切羽に対する押圧力の実質的な降下や地下水の流動な
いこ掘進および土砂の排出を行うことができる。この間
、シールド本体は常時推進方向へ押圧させておくことが
でき、シールド本体に格別な推進制御を加える必要はな
い。従って、切羽の崩壊を防止しつつシールド本体を推
進させ、また掘削土砂の隔壁前方における圧力上昇に応
じて蓋体が縄受〇を開放し、所定圧力への圧力降下に伴
って蓋体が裾受口を閉鎖するように蓋体を作動させるこ
とにより、シールドトンネルの掘進を自動化させること
が極めて容易となる。さらに、本発明によれば、土砂に
混入する磯は隔壁の後側に設けられた、必要に応じて液
体で満たされる破砕室に受け入れられ、破砕ロー外こよ
って及ぼされる打撃力を受けて破砕され、該室の下部か
ら搬出される。

晒愛口は隔壁の上部に設けられ「破砕室中に入った蝶は
ロー外こ向けて落下し、ここで前記のようにロータの破
砕力を受ける。本発明が特徴とするところは、図示の実
施例についての以下の説明により、さらに明らかとなる
つ。

第１図に示すように、シールド本体１０は推進用ジャッ
キ１１を備え、また前端部１２から幾分後方に隔った位
置で該シールド本体内部を横切る隔壁１４を備える。

隔壁１４はその上部に後に説明する晒受口である関口１
６を有する。この開口の周縁部には適当な補強片１７が
取り付けられている。隔壁１４の中央部には軸受１８が
設けられており、また隔壁１４の後方にこれとほぼ平行
に配置されてシールド本体１０に支承された壁部材２０
に軸受２２が設けられている。

両軸受１８，２２は、一端にスポークタイプのカツタヘ
ツド２４が取り付けられた回転軸２６を支承している。
スポークタィプのカッタヘッド２４は、切羽と隔壁との
間に晒を遮らずに介在させることができる。回転軸２６
の池端にはメインギャ２８がキィー２７を介して固定さ
れており、該メインギャはギャ３０および減速装置（図
示せず）を介して可逆の駆動源３２に連結されている。
ギャ２８，３川ま前記の壁部材２０‘こ取り付けられた
ケーシング３１内に収容されている。カッタヘッド２４
は「回転軸２６の軸端に俵合されかつキィー３３を介し
て固定されたボス部３４から三方へ伸びるスポーク３６
を備える。

第２図に示すように、各スポークの前面には多数の右回
転用ビット３８および左回転用ビット４０が取り付けら
れている。また、前記回転軸端に鉄合されたキャップ４
２にはセンタカッタ４４が設けられている。各スポーク
２６の後側には掘削土砂の損浮羽根として役立つリブ４
５が設けられている。壁部材２０、隔壁１４およびこれ
らの間の都材４６は、隔壁の後側に晒室４８を形成する
ケーシング４９を構成する。

図示の例では健室４８は常時液体で満たされている。隔
壁１４に設けられた開ロー６はこの損室への晒受口であ
り、この晒受口は蓋体５０により開閉される。蓋体５川
ま、壁部材２川こ取り付けられた複動液圧ピストン・シ
リンダ装置からなる作動装置５２のピストンロッド５４
に連結されている。

作動装置５２には、蓋体５０が通常頬受口１６を閉じて
いるようにピストンをそのシリンダ内の定位層に留めさ
せるべく、選択可能に設臆された所定の液圧力をシリン
ダ中に導入する液圧回路（図示せず）が接続されている
。これにより、切羽と隔壁１４との間を満たす晒の圧力
が切羽の安定を図ることができる圧力、すなわち切羽地
盤の主働土庄より大きくその受働士圧より小さい圧力範
囲内にある所定の圧力以下である限り、蓋体５川ま樋受
・口１６を閉じ続ける。他方、晒の圧力が前記所定圧力
を超えると蓋体５川ま確に押圧されれて樋受ロー６を開
らき頬の侵入を許す。晒が健室に入ったことにより絹の
圧力が前記所定圧力値に降下すると作動装置５２は直ち
に蓋体５０を閉位置に押し戻して腿受□１６を閉じさせ
る。この損の圧力の変動に応じて晒受□１６を開閉し、
圧力上昇による開放時のみ裾を、隔壁後方の液体で満た
された損室４８に取り込み、該絹室の下部すなわちケー
シング部材４６に設けられた楯搬出管５６を経て蝿室外
に搬出する。

これにより、晒の排出が隔壁１４による晒押圧力に著し
い変動を生じさせることはなく、従って頻出しを切羽の
崩壊を招くことなく行うことができる。晒が機混じり土
砂である場合に適合するように、損室４８をその内部に
破砕手段を備えた破砕室とすることができる。この場合
、回転軸２６には、破砕歯５８を備える、ロータ６０が
キ」ィー６２により固定される。また、ロータ６０を取
りまくケーシング４９を構成する隔壁部材２０，４６を
破砕衝撃に耐える十分な肉厚のものとする。さらに、磯
破砕効果を高めるために、第３図に示すように回転軸２
６の軸線とロータ６０の軸線との間に偏心量ｅを置き、
また必要とあらばケーシング４７の内壁面に破砕歯を備
えるライナー（図示せず）を設ける。損室４８を単なる
掘削土砂のための梶室とする場合、晒室を構成するケー
シング４９を、第１図に示すように回転軸２６を収容す
るように配置する必要はない。

しかし、晒室４８を破砕手段を備える破砕室として構成
する場合、ロータ６０を回転軸２６上に設け、該ロー夕
を高トルクで駆動させることが有利であり、従って図示
のように回転軸２６およびこれに偏心的に取り付けられ
たロー夕６０を取り囲む破砕室をケーシング４９によっ
て構成することが好ましい。この構造はまたロータのた
めに格別な駆動源または図示の駆動源３２からの格別な
伝動装置を排して、装置全体の構造を単純化する上でも
有利である。地下水に対抗する液体を晒室４８に満たす
べく又該絹室からの碗の搬出を円滑化するために、該晒
室の上部分に開□６４を有する液体供給管６６により加
圧された清水、泥水等の液体を晒室中に導入する。

この液体は、損室４８中に受け入れられた±砂または破
砕済み礎を含む±砂を担って隅搬出管５６を経て裾室４
８外に排出されるが、その際には新たな液体が晒室中に
補充される。前記したように、本発明によれば、切羽と
シールド本体の隔壁との間に充満する魔が推進ジャッキ
により推進傾向が与えられたシールド本体の隔壁によっ
て押圧力を受け、地下水がある場合にはその圧力に平衡
する液体が作用し、これにより切羽にその崩壊を阻止す
る圧力が及ぼされる。この状態下でカッタヘッドの作動
による晒量の変動、シールド本体の推進による押圧力の
変動に基づく晒の圧力変動に呼応して蓋体が楯に押し戻
されるように閉位置から開位置へ移動して損受□を開ら
き、その結果として晒は健室内に取り込まれる。従って
、晒排出のためにその圧力変動を検出しまたこれを監視
する等の必要がなく、極めて簡単な構造でしかも格別な
操作を必要とせずに、切羽地盤の安全を維持しながら碇
の排出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシールドトンネル掘進装置の縦断
面図、第２図は第１図に示した装置の正面図、第３図は
第２図の線ｍ−ｍに沿って得た横断面図である。１０：シールド本体、１４：隔壁、１６：楯受□、２４
：スポークタイプのカツタヘツド、２６：回転軸、４８
：晒室（または破砕室）、４９：晒室ケーシング、５０
：蓋体、５２：作動装置（蓋体作動装置）、５６：晒搬
出管、６０：ロータ、６６：液体供給管。第１図第２図第３図，

Claims

【特許請求の範囲】１推進可能のシールド本体の前部に設けられた隔壁に
回転可能に支承され、前端に■の自由な通過を妨げない
カツタヘツドを備える被駆動の回転軸と、前記隔壁の後
側に■室を形成するケーシングであって■受口を前記隔
壁の上部に備えるケーシングと、前記■受口を開閉する
蓋体と、各蓋体に所定の圧力を及ぼして該蓋体に前記■
受口を閉じさせ、前記シールド本体内に受け入れられた
礫混じり土砂によって前記隔壁および蓋体に及ぼされる
圧力が前記所定の圧力を越えたとき、前記蓋体に前記■
受口を開放させる蓋体作動手段と、前記■室から■を搬
出する手段とを備える、シールドトンネル掘進装置。２推進可能のシールド本体の前部に設けられた隔壁に
回転可能に支承され、前端に■の自由な通過を妨げない
カツタヘツドを備える被駆動の回転軸と、前記隔壁の後
側に■室を形成するケーシングであって■受口を前記隔
壁の上部に備えるケーシングと、前記■受口を開閉する
蓋体と、該蓋体に所定の圧力を及ぼして該蓋体に前記■
受口を閉じさせ、前記カツタヘツドを経て前記シールド
本体内に受け入れられた礫混じり土砂によって前記隔壁
および蓋体に及ぼされる圧力が前記所定の圧力を越えた
とき、前記蓋体に前記■受口を開放させる蓋体作動手段
と、前記■室を満たすべく該■室中に液体を供給する手
段と、前記■室から■混入の液体を搬出する手段とを備
える、シールドトンネル掘進装置。３推進可能のシールド本体の前部に設けられた隔壁に
回転可能に支承され、前端に■の自由な通過を妨げない
カツタヘツドを備える被駆動の回転軸と、前記隔壁の後
側で前記回転軸に固定された破砕ロータと、該破砕ロー
タを収容する■破砕室を形成するケーシングであって■
受口を前記隔壁の上部に備えるケーシングと、前記■受
口を開閉する蓋体と、該蓋体に所定の圧力を及ぼして該
蓋体に前記■受口を閉じさせ、前記シールド本体内に受
け入れられた礫混じり土砂によって前記隔壁および蓋体
に及ぼされる圧力が前記所定の圧力を越えたとき、前記
蓋体に前記■受口を開放させる蓋体作動手段と、前記破
砕室から■を搬送する手段とを備える、シールドトンネ
ル掘進。４推進可能のシールド本体の前部に設けられた隔壁に
回転可能に支承され、前端に■の自由な通過を妨げない
カツタヘツドを備える被駆動の回転軸と、前記隔壁の後
側で前記回転軸に固定された破砕ロータと、該破砕ロー
タを収容する■破砕室を形成するケーシングであって■
受口を前記隔壁の上部に備えるケーシングと、前記■受
口を開閉する蓋体と、該蓋体に所定の圧力を及ぼして該
蓋体に前記■受口を閉じさせ、前記カツタヘツドを経て
前記シールド本体内に受け入れられた礫混じり土砂によ
って前記隔壁および蓋体に及ぼされる圧力が前記所定の
圧力を越えたとき、前記蓋体に前記■受口を開放させる
蓋体作動手段と、前記破砕室を満たすべく該破砕室中に
液体を供給する手段と、前記破砕室から■混入の液体を
搬出する手段とを備える、シールドトンネル掘進装置。