JPS6126471Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシールド掘進機に関するものであり、
その目的は、特に大口径の切羽掘削を行なう場合
においても該切羽の全面を適切に圧力保持してそ
の崩壊を未然に防止し、その有効な掘削状態を得
ることにある。

通常、泥水加圧シールド、圧力保持シールド
（土圧系シールド）等のシールド掘進機には、カ
ツタヘツドが設けられており、またこのカツタヘ
ツドはドラム式の支持構造によりシールド本体に
支持されている。すなわち、カツタヘツドから後
方にシールド本体とほぼ同一径の筒体が突設さ
れ、この筒体がシールド本体に軸受を介して回転
自在に支持されている。ところで、トンネル径が
大口径のものになると、当然カツタヘツドも大口
径となり、その支持用のドラム部も大口径にな
る。このため、工作精度も悪くなりドラム部にも
ひずみが生じ、軸受部に無理な力が働くことにな
る。また、カツタヘツドが大口径になると、圧力
室の容積も大きくなつて圧力むらが生じ、切羽を
良好な状態に支持するのが困難になる。

本考案は以上に鑑みてなされたものであり、以
下その実施例を第１図、第２図に基づき説明す
る。１はシールド本体であり、その内部に内外２
つの同心状の支持材２Ａ，２Ｂを有し、またその
前面にカツタヘツド３が配置される。しかしてカ
ツタヘツド３の背部に泥水加圧室４が構成され
る。５は筒状隔壁であり、これは前記支持材２
Ａ，２Ｂに軸受６，７及びシール材８，９を介し
て回転自在に支持されると共に、前端がカツタヘ
ツド３の背面に同心状に固定される。筒状隔壁５
の後端にギヤ機構１０が連結され、このギヤ機構
１０の入力ギヤ１０Ａがシールド本体１に設置さ
れた駆動モータＭに接続される。掘削運転を行な
う際は、この駆動モータＭの出力がギヤ機構１０
を経て筒状隔壁５に伝わり、この筒状隔壁５と共
にカツタヘツド３が正又は逆方向に回転する。前
記したカツタヘツド３の背部に形成されている泥
水加圧室４は筒状隔壁５によつて中央部圧力室４
Ａと外周部圧力室４Ｂとに２区画されるが、これ
らは筒状隔壁５の周方向複数箇所に形成された調
圧開口１１を介して連通される。中央部圧力室４
Ａ及び外周部圧力室４Ｂにそれぞれ送泥水管１２
Ａ，１２Ｂが接続されると共に、各室底部にアジ
テータ１３Ａ，１３Ｂが設置され、さらにこのア
ジテータ１３Ａ，１３Ｂの近傍から排泥水管１４
Ａ，１４Ｂが延設される。またカツタヘツド３の
中央部及び外周部に中央部圧力室４Ａ及び外周部
圧力室４Ｂにそれぞれ対向して複数のスリツト１
５Ａ，１５Ｂが周方向所要ピツチおきに形成され
ており、掘削土砂がこれらのスリツト１５Ａ，１
５Ｂを通して中央部圧力室４Ａ及び外周部圧力室
４Ｂに導入されるようになつている。そしてこれ
らのスリツト１５Ａ，１５Ｂに適宜開閉せしめら
れるゲート１６Ａ，１６Ｂが併設される。１７は
泥水比重調節槽を示し、これは通常坑外に設置さ
れる。泥水比重調節槽１７と前記した送泥水管１
２Ａ，１２Ｂ及び排泥水管１４Ａ，１４Ｂとの間
にスラリー送排泥のための配管群１８が設けられ
る。図示するところから明らかなように、配管群
１８には次の系統が含まれる。

Ａ 送泥水系統：泥水比重調節槽１７から配管
ａ，ｂ，ｃを経て中央部圧力室４Ａへの送泥水
管１２Ａに至る系統。この系統中に送泥ポンプ
P₁及びバルブV₁，V₂が介在される。

Ｂ 機内循環系統：中央部圧力室４Ａからの排泥
水管１４Ａから配管ｄ，ｅ，ｆを経て外周部圧
力室４Ｂへの送泥水管１２Ｂに至る系統。この
系統中に循環ポンプP₀及びバルブV₃，V₄，V₅
が介在される。

Ｃ 第１排泥水系統：外周部圧力室４Ｂからの排
泥水管１４Ｂから配管ｇ，ｈ，ｉを経て坑外の
処理槽へ至る系統。この系統中にポンプP₂及び
バルブV₆，V₇が介在される。

Ｄ 第２排泥水系統：中央部圧力室４Ａからの排
泥水管１４Ａから配管ｄ，ｅ，ｊ，ｋ，ｉを径
て坑外へ至る系統。この系統中に前記した循環
ポンプP₀、排泥ポンプP₂及びバルブV₃，V₈，
V₉が介在される。

Ｅ 第１掃流循環系統：泥水比重調節槽１７から
配管ａ，ｂ，ｄ，ｅ，ｆ，ｌ，ｃを径て中央部
圧力室４Ａへの送泥水管１２Ａに至る系統。こ
の系統中に送泥ポンプP₁、循環ポンプP₀及びバ
ルブV₁，V₁₀，V₄，V₁₁，V₂が介在される。

Ｆ 第２掃流循環系統：泥水比重調節槽１７から
配管ａ，ｂ，ｄ，ｅ，ｆを経て外周部圧力室４
Ｂへの送泥水管１２Ｂに至る系統。この系統中
に前記した送泥ポンプP₁、循環ポンプP₀及びバ
ルブV₁，V₁₀，V₄，V₅が介在される。

Ｇ その他の系統：配管ｍ，ｎ、バルブV₁₂，V₁₃
等を有する。

切羽面積の大きい地山を掘削する場合は、前記
した送泥水系統を通して中央部圧力室４Ａへ送泥
水し、さらに機内循環系統を通して中央部圧力室
４Ａの泥水を外周部圧力室４Ｂへ送流する。この
場合、送泥水の一部を直接外周部圧力室４Ｂへ送
入することもあり、このような運転状態の変更は
地山性状等に応じて適宜行なわれる。また第１排
泥水系統を通じ、あるいは一部を第２排泥水系統
を通じて排泥水する。このように主として中央部
圧力室４Ａへ送泥水し、この中央部圧力室４Ａ内
でアジテータ１３Ａ等の撹拌作用で調整された主
送泥水〔泥水比重調節槽１７から送られるもの〕
よりも高密度の泥水を外周部圧力室４Ｂへ機内循
環させ、これらの泥水圧力を切羽面に作用させる
ことによつて、その大面積の故にゆるみ易い切羽
地山が比較的容易に安定したものとなる。また筒
状隔壁５に形成されている調圧開口１１の作用に
より、前記した泥水の機内循環を行なわせると否
とにかかわず中央部圧力室４Ａと外周部圧力室４
Ｂとの泥水圧の差が小さくあるいは同時に保持さ
れるため、切羽に作用する局部的な圧力差によつ
て該切羽が崩壊してしまうという事態の発生が未
然に防止され、同時にカツタヘツド３とシールド
本体１との間に支持構造に無理な外圧が作用せ
ず、その安定化が図られる。

切羽地山が粘性土（粘土、シルト）である場合
は、その粘着力によつて掘削土砂がカツタヘツド
３の背面、スリツト１５Ａ，１５Ｂ、アジテータ
１３Ａ，１３Ｂ、その他の部材に特に付着し易
く、連続運転の阻害要因となり易い。これらが付
着した場合にはこれを取り除く必要があり、また
連続運転の継続のためには付着を未然に防止する
必要がある。そのような場合には、第１掃流循環
系統、第２掃流循環系統を通じて中央部圧力室４
Ａ、外周部圧力室４Ｂへ昇圧状態で送泥水し、こ
れらの圧力室４Ａ，４Ｂ内にジエツト水流を生ぜ
しめて掘削土砂粘性土の付着防止あるいは付着除
去を行なわせる。

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ばカツタヘツドを筒状隔壁によつて支持したの
で、たとえば筒状隔壁をシールド口径よりも小さ
い径にすれば、その支持部構造の工作精度が良好
になり、したがつて軸受部に無理な力が生じな
い。また、この筒状隔壁の内外に圧力室を別個に
形成したので、筒状隔壁の内外に対応する切羽を
良好な状態に維持でき、また筒状隔壁に両圧力室
を連通する調圧開口を形成したので、両圧力室間
の圧力差が大きくなるのを防止でき、したがつて
圧力差が生じた場合に切羽を介して圧力室内の土
砂が移動するときに生じる切羽崩壊を防止でき
る。また実施例のように泥水の機内循環あるいは
掃流を発生し得るように構成すれば、掘削時の安
定状態がさらに良好に維持される。

なお実施例は泥水加圧シールドにおける場合を
説明したが、これ以外の土圧系シールドに対して
も本考案を同様に適用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の縦断側面図、第２図は
同正面図である。 １……シールド本体、２Ａ，２Ｂ……支持体、
３……カツタヘツド、４……泥水加圧室、４Ａ…
…中央部圧力室、４Ｂ……外周部圧力室、５……
筒状隔壁、６，７……軸受、８，９……シール
材、１１……調圧開口、１２Ａ，１２Ｂ……送泥
水管、１３Ａ，１３Ｂ……アジテータ、１４Ａ，
１４Ｂ……排泥水管、１５Ａ，１５Ｂ……スリツ
ト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド本体に軸支したカツタヘツドの背部に
   切羽保持用の圧力室を形成したシールド掘進機に
   おいて、前記圧力室にカツタヘツドと同状心にカ
   ツタヘツド支持用の筒状隔壁を設け、この隔壁
   に、該隔壁で区画形成された中央部圧力室と外周
   部圧力室とを連通する調圧開口を形成したことを
   特徴とするシールド掘進機。