JPS6123359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、掘削面に切羽土圧と均衡を保つ土圧
を生じさせ、かつ掘削土砂を循環水によつて排出
する方式の土圧バランス式循環水排土シールド掘
進装置に関するものである。

シールド工法において、被圧水の高い地層、地
山のゆるい地層では一般に泥水加圧方式が採用さ
れている。この方式は切羽の土圧と泥水圧、泥水
比重をバランスさせることにより切羽の崩壊を防
止するものであるが、泥水圧、比重の管理がむず
かしく、また泥水の地山への逸水、ポンプの起動
および停止時、および配管内閉塞時の泥水圧の急
激な変動等によつて地山側と泥水側とのバランス
がくずれ、切羽の崩壊をまねく事態が往々にして
発生している。

そこで、上記泥水加圧式における欠点を補う別
の手段として土圧バランス方式が開発され、これ
も実用に供されているが、この土圧バランス方式
では粘土質、シルト質、砂質等の土質の掘削、排
土性能が低いので、適用土質範囲が限られるばか
りでなく、排土機構（スクリユーコンベヤ）の止
水性にも問題があり、これらの改善のために泥土
等の潤滑、止水材の添加を必要とする。このため
泥土を含んだ排出土砂の処理に苦慮しており、坑
内の汚れもひどく、作業環境も悪いのが実状であ
る。

本発明は、上記従来の二方式における欠点を補
い、それらの長所を併せもつ新たな方式のシール
ド掘進装置を提供しようとするものであつてその
要旨とするところは、掘進装置の前部を掘削土砂
室と水室の２部に構成し、その中間の隔壁に開閉
調節機構を設け、土砂室では土圧のバランスを取
り、水室には坑外処理施設との間に循環水路を形
成して土砂の排出を行うようにしたものである。
以下、本発明の構成を図面に示された実施例につ
いて説明する。

第１図において、１はシールド機本体の最前部
に設けられた回転ドラム室であつて、その前面に
は掘削ビツト２を備えかつ土砂取込みスリツト３
を有しており、回転ドラム室１は支持ベアリング
４を介して回転自在にシールド外殻５前部に支持
されている。回転ドラム宿１の外周面とシールド
外殻５の内周面間はシール６によつて封止されて
いる。また、上記回転ドラム室１の後方張出筒状
部９の内部には、中間隔壁７と後方隔壁７′には
さまれた筒状の水室８がシールド機本体に固定し
て設けられておりこの水室８の外周面８′と回転
ドラム室１の後方張出筒状部９の内周面間はシー
ル１０によつて封止され、回転ドラム室１は両シ
ール６，１０を介して回転自在となつている。

回転ドラム１と水室８とを隔てる中間隔壁７の
中心部には土砂流入口１１が開口されており、土
砂流入口１１は、開閉調節機構１２によつて開口
度調節自在となつている。すなわち、開閉調節機
構１２は、軸心に位置する軸筒１３とその先端部
土砂流入口１１の開口面に位置する複数枚の翼板
１４と、軸筒１３の後端部に設けられた駆動装置
Ｍとからなり、翼板１４は流入口１１の開口面を
分割する大きさ形状で、軸心から放射状にかつ開
口面に対する角度変更自在に軸筒１３に取付けら
れている（第２図、第３図、第４図参照）。

この翼板１４は軸筒１３内の基部で駆動装置Ｍ
の動力によりその捻転角度を変更され、土砂流入
口１１の開口を、閉塞、図中矢印方向のスリツト
開口、及びその開度の大小等の多様の調節を可能
としている。１５は土圧計であつて、この土圧計
１５は中間隔壁７の回転ドラム室１側に配設され
ている。そして土圧計１５と開閉調節機構１２と
は、後述のように回転ドラム室１内の土圧が所定
値を保つ方向の動作をするように連動されてい
る。

１６は給水管、１７は排泥管であつて、これら
給水管１６および排泥管１７は水室８の後方隔壁
７′にそれぞれ接続されており、これらにより水
室８と坑外の処理施設との間に循環水路が構成さ
れている。

１８は回転ドラム室１の駆動モータ、１８′は
回転ドラム１の後方張出筒状部９に設けられたリ
ング・ギアである。

開閉調節機構１２は第５に示すように、翼板１
４の代りに開度調節弁１４′をスリツト開閉ジヤ
ツキ１２′により前後動させる構成のものであつ
てもよい。

第６図は回転ドラム室１内に洗滌水を噴出させ
るようにした他の実施例を示している。すなわ
ち、この実施例にあつては、回転ドラム室１の前
方内面に噴水孔１９を多数設けて、これら噴水孔
１９を給水管２０によつて前記循環路の給水側に
接続すると共に、回転ドラム室１内の後部に噴出
管２１を開口させて、この噴出管２１を同様に給
水側に接続することにより、回転ドラム室１内で
回転移動する土砂に洗滌水を噴出させる給水路を
形成している。

叙上の如く構成されたシールド掘進装置におい
て、回転ドラム室１の回転に伴い掘削ビツト２に
より掘削された土砂は、土砂取込みスリツト３よ
り回転ドラム室１内に順次取込まれる。そして、
回転ドラム室１内に充満する土量が増えて内部の
土圧が上昇し、その値が設定値（切羽の土圧に近
い値とする）を越えると、土圧計１５によつてそ
れが検出され、開閉調節機構１２を作動させて土
砂流入口１１が適度に開かれるので、回転ドラム
室１内の土砂は土砂流入口１１を通つて水室８内
に流入する。その結果、回転ドラム室１内の土圧
は土砂が水室８内に流入する分だけ下がるので、
土圧計１５に連動する開閉調節機構１２による土
砂流入口１１の開度調節で回転ドラム室１内の土
砂を切羽土圧に均衡させることができる。水室８
内に流入した土砂は、給水管１６より給水される
水と共に排泥管１７より坑外へ滞りなく搬出され
る。

なお、開閉調節機構１２にスリツト開口方向変
更自在の翼板１４を有するものにあつては、回転
ドラム１の回転方向に応じて土砂が水室８に流入
しやすい状態にすることができるので、この構成
のものは特に流動性の悪い土質の場合に有効であ
る。開度調節弁１４′によるものは流動性のよい
地山の掘削に適当である。

また、第６図に示した実施例では、回転ドラム
室１内に必要に応じて洗滌水を供給することによ
り、粘着性の強い土質の掘削にあたつても高性能
な掘削を行うことができる。

これを要するに、本発明は、シールド機本体の
最前部に、前面に掘削ビツトを備え、かつ土砂取
込みスリツトを有する回転ドラム室を回転自在に
設け、その後方に中間隔壁をはさんで水室を本体
に固定して設け、中間隔壁には土砂流入口を形成
してその開度を調節する開閉調節機構を設けると
共に、回転ドラム室内の土圧を検出する土圧計を
中間隔壁の回転ドラム室側に備え、前記水室には
その後方隔壁に接続した給水管および排泥管を介
して水室と坑外処理施設との間に循環水路を構成
したものであるから、次の如き本発明に特有の効
果を得ることができる。

(1) 回転ドラム室内の掘削土砂による土圧と、回
転ドラム室の前面とにより切羽土圧を開放せず
に掘進するので、たとえ被圧水の高い地層や地
山のゆるい地層であつても、切羽の崩壊をまね
くことがない。

(2) 掘削土砂は循環水によつて検出されるので、
坑内の汚れを少なくでき、良好な作業循環を保
つことができる。

(3) 循環水は土砂の排出と切羽の湧水に見合つた
水圧を作用させるものであつて、泥水加圧シー
ルドの如く泥土を添加する必要がないので、工
事費が安価である。

(4) 切羽面と循環水が直接作用することがないの
で、洗掘のおそれがない。

(5) 土圧バランス方式のもののように、土砂搬出
のための排土機構を要しないので、シールド内
の作業空間を広くとることができ、作業性がき
わめて良好である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るシールド掘進装置の実施例
を示すものであつて、第１図は第１の実施例を示
す縦断側面図、第２図Ａ，Ｂ、第３図Ａ，Ｂ、第
４図Ａ，Ｂはそれぞれ一部の縦断側面図および正
面図、第５図は第２の実施例を示す縦断側面図、
第６図は第３の実施例を示す縦断側面図である。 １……回転ドラム室、２……掘削ビツト、３…
…土砂取込みスリツト、７……中間隔壁、８……
水室、１１……土砂流入口、１２……開閉調節機
構、１４……翼板、１４′……開度調節弁、１５
……土圧計、１６……給水管、１７……排泥管、
１９……噴水孔、２１……噴水管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールド機本体の最前部に、前面に掘削ビツ
   トを備え、かつ土砂取込みスリツトを有する回転
   ドラム室を回転自在に設け、その後方中心部に中
   間隔壁をはさんで水室を本体に固定して設け、中
   間隔壁には土砂流入口を形成してその開度を調節
   する開閉調節機構を設けると共に、回転ドラム室
   内の土圧を検出する土圧計を中間隔壁の回転ドラ
   ム室側に備え、前記水室にはその後方隔壁に接続
   した給水管および排泥管を介して水室と坑外処理
   施設との間に循環水路を構成したことを特徴とす
   るシールド掘進装置。 ２ 開閉調節機構は、スリツト開口方向に変更自
   在の翼板を有するものとしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のシールド掘進装置。