JP2001073675A

JP2001073675A - トンネル機械の圧気装置

Info

Publication number: JP2001073675A
Application number: JP24716599A
Authority: JP
Inventors: Norio Mitani; 典夫三谷; Masanori Muranishi; 正紀村西
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】所望の位置でカッタ類の交換を可能とし、ま
た、圧気のための設備を小さくてすむようにし、さらに
は圧気時間も短くできるようにする。【解決手段】既設のセグメント２２の前側の位置に圧
力隔壁３０を設置し、シールドジャッキ１９にて圧力隔
壁３０を押さえる。圧力隔壁３０にはドア３５と、圧気
管３６が設けてある。圧力隔壁３０のドア３５から作業
員４０が機内に入ってから圧気管３６から圧気を供給
し、機内を規定圧まで上昇させる。次に、カッタチャン
バ１０の隔壁６の圧気管３８を開にし、カッタチャンバ
１０内に圧気を作用させて切羽の地下水を止水をする。
その後、隔壁６のドア３７をあけて作業員４０がカッタ
チャンバ１０に入り、カッタ３を交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はカッタヘッドの前
面に取着されているカッタ類の交換を容易に行うことが
可能なトンネル機械の圧気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールドマシンと呼ばれるトンネル機械
のカッタヘッドには、カッタが多数装着されているが、
これらカッタが摩耗すると、推進速度の低下や、カッタ
トルク増加等の現象が生じるため、カッタ交換を行う必
要がある。従来、トンネル機械のカッタ類の交換は、ト
ンネル機械の後続台車の後方のセグメントに圧力隔壁を
取り付け、この隔壁を通して前方に圧気を作用させ、切
羽に圧力を作用させて、切羽の安定、止水をしてから、
土砂取り込み用のカッタヘッドチャンバ内に作業員が入
ることにより行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来例において
は、圧気を作用させる場合、予め圧力隔壁取り付け用の
セグメントを組み付けておき、この圧力隔壁取り付け用
のセグメントに圧力隔壁を取付ける必要があり、そのた
め、所望の位置に隔壁を設置することができなかった。
このため、カッタ類が摩耗したとき、所望の位置でカッ
タ類の交換ができないという問題があった。また、圧気
を作用させる容積が、隔壁から前方のトンネル機械全体
を含めて、その先端までとなって大きくなり、規定圧力
まで圧力を上げるための圧気ポンプ設備が大型になると
いう問題もあった。

【０００４】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、所望の位置でカ
ッタ類の交換を可能とし、また、圧気のための設備を小
さくすることが可能であると共に、さらには圧気時間も
短くすることが可能なトンネル機械の圧気装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び効果】そこで請求項１
のトンネル機械の圧気装置は、既設セグメント２２の前
側に着脱自在に設けられる圧気用隔壁３０と、この圧気
用隔壁３０から前方の機内に圧気を供給するための圧気
管３６と、上記圧気用隔壁３０に設けられた機内出入り
用ドア３５と、カッタチャンバ１０の隔壁６に設けられ
た連通孔と、カッタチャンバ１０への出入り用ドア３７
とを備えていることを特徴としている。

【０００６】上記請求項１のトンネル機械においては、
カッタ３の摩耗が進行し、推進速度の低下や、カッタト
ルク増加等の現象が生じてカッタ類の交換する必要が生
じた場合には、圧気用隔壁３０を既設セグメント２２の
前側に配設し、圧気用隔壁３０の圧気管３６から機内に
圧気を供給し、機内を規定圧まで上昇させる。また、カ
ッタチャンバ１０の隔壁６の連通孔を介してカッタチャ
ンバ１０内に圧気を作用させて切羽の地下水を止水す
る。そしてこの状態で、カッタチャンバ１０内に作業員
４０が入って、カッタヘッド４のカッタ３を交換する。
これにより、従来とは異なり、隔壁取り付け用の特別な
セグメントを設置する必要がないため、所望の位置でカ
ッタ等の交換が可能となる。また、機内に設置した圧気
用隔壁３０から前方にだけ圧気を供給するため、圧気の
ための設備が小型で済み、また、圧気時間も短くするこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次にこの発明のトンネル機械の圧
気装置の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に
説明する。地下水の多い地質で、地上から薬注による地
盤改良が困難な場合には、トンネル機械のカッタ交換を
機内側から行なう必要があるが、このような場合、切羽
に圧力を作用させ、止水を行った上でカッタ交換を行な
う。本発明では、このようなカッタ交換の際に、トンネ
ル機械内に圧力隔壁を設置することにより、圧気を作用
させる容積を減少させるようにしたものである。

【０００８】先ず、図１及び図２により第１の実施形態
について説明する。トンネルを掘削するトンネル機械１
は図１に示すように、円筒状のシールド２で前部が取り
囲まれている。シールド２の前端側には、掘削用のディ
スク状のカッタ３を多数設けたカッタヘッド４がベアリ
ング５を介して回動自在に配設されている。シールド２
の内部には、隔壁６が配置されているが、この隔壁６は
円形の板体状であり、隔壁６の外周縁部がシールド２に
固定されている。また、隔壁６の前面とカッタヘッド４
の間の空間を土砂取り込み用としてのカッタチャンバ１
０が形成されている。ベアリング５は隔壁６に取り付け
られており、カッタヘッド４の駆動用のモータ７も、そ
の前部側が隔壁６に固定されている。なお、１１は土砂
シールである。

【０００９】トンネル機械１内には軸方向に円筒状のス
クリュウコンベア１２が配設されており、このスクリュ
ウコンベア１２の前部は隔壁６を挿通してカッタチャン
バ１０内に位置し、カッタチャンバ１０から土砂をスク
リュウコンベア１２を介して後方に排出するようになっ
ている。スクリュウコンベア１２の後部には駆動用のモ
ータ１３が設けられ、また、スクリュウコンベア１２の
後端にはゲート開閉用のジャッキ１４が設けられてい
る。

【００１０】上記シールド２は、前胴１６と後胴１７と
で前後方向の２分割されており、この前胴１６と後胴１
７とは複数のアーティキュレートジャッキ１８で連結さ
れており、後胴１７に対して前胴１６を屈曲自在として
方向制御性を向上させている。シールド２の略中央部に
はシールド推進用のシールドジャッキ１９が複数周方向
に配設されている。また、後胴１７の前部側には、セグ
メント２２支保用のエレクタ２３が周方向に移動自在に
設けられ、駆動用のモータ２４によりエレクタ２３が周
方向に駆動されるようになっている。なお、後胴１７の
後端部にはワイヤブラシ式のテールシール２５が設けて
ある。

【００１１】このようなトンネル機械１において、モー
タ７によりカッタヘッド４を回転駆動して掘進を行な
い、所定ピッチの掘進後にエレクタ２３によりセグメン
ト２２を組み立てつつシールドジャッキ１９を伸長させ
てそのセグメント２２に反力を得つつ、シールド２を前
進させ、カッタヘッド４を回転させながら掘進が行なわ
れる。

【００１２】このようにカッタヘッド４を回転させなが
ら掘進している場合に、カッタヘッド４のカッタ３の摩
耗が進行し、推進速度の低下やカッタトルク増加等の現
象が生じたとき、以下に示すように圧力隔壁を設置し
て、カッタ３の交換を行なうようになっている。すなわ
ち、図１に示すように、円板状の圧力隔壁３０を機内に
設置するものである。この圧力隔壁３０は、図２に示す
ように３つの扇状の部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃで構成
され、この３つの部材３０ａ、３０ｂ、３０ｃを機内に
搬入して、溶接にて組み立て円板状にする。そして、圧
力隔壁３０と後胴１７とはシール材３１により密封して
いる。また、圧力隔壁３０の中央に形成されるスクリュ
ウコンベア１２挿通用の穴３３の内周部とスクリュウコ
ンベア１２の外周面とはＯリング３２により密封してい
る。

【００１３】圧力隔壁３０の設置位置は既設のセグメン
ト２２の前端面の位置であり、この位置に圧力隔壁３０
を設置し、圧力隔壁３０の前面の縁部にスプレッダ３９
を配設し、このスプレッダ３９を介してシールドジャッ
キ１９にて圧力隔壁３０を押さえるようにしている。

【００１４】圧力隔壁３０には図２に示すように、作業
員が出入りするためのドア３５が開閉自在に設けられて
おり、また、圧力隔壁３０から前方の機内に圧気を作用
させるための圧気管３６が設けられている。この圧気管
３６に図外の圧気ポンプからのホースが接続されるよう
になっている。さらに、土砂取り込み用のカッタチャン
バ１０を形成するための隔壁６にも作業員がカッタチャ
ンバ１０内に入るためのドア（図中の斜線部分）３７が
開閉自在に設けられている。また、隔壁６にもカッタチ
ャンバ１０内に圧気を作用させるための圧気管３８が設
けられている。

【００１５】このようにカッタ３の交換が必要な場合に
は、上述のように圧力隔壁３０を機内に搬入して、圧力
隔壁３０を組み立て、シール溶接をする。そして圧力隔
壁３０のドア３５から作業員４０が機内に入っている状
態で圧気管３６から圧気を送り、機内を規定圧まで上昇
させる。次に、隔壁６の圧気管３８を開にし、カッタチ
ャンバ１０内に圧気を作用させて切羽の地下水の止水を
すると共に、ゲート開閉用のジャッキ１４を閉とする。
その後、隔壁６のドア３７をあけて作業員４０がカッタ
チャンバ１０に入り、チャンバ内の土砂を除去後カッタ
３を交換する。したがって、トンネルの掘進中にカッタ
３の交換が必要となった時には、いつでも所望の位置で
機内側からカッタ交換ができるものである。また、圧気
を作用させる容積は従来とは異なり、圧力隔壁３０の前
方の容積であるため、容積が小さく、そのため、規定圧
力まで圧力を上げるための圧気ポンプ設備を小型にする
ことができ、また、圧気時間も短くできる。

【００１６】なお、圧力隔壁３０を設置する場合に、エ
レクタ２３の旋回リングの一部を取り外して作業員４０
の通路としている。

【００１７】図３及び図４は第２の実施形態を示し、圧
力隔壁３０と、後部が閉塞された円筒状のロック４２と
によりスクリュウコンベア１２全体を囲むようにしたも
のである。すなわち、この実施形態では上記と同様に、
圧力隔壁３０は、３分割した部材３０ａ、３０ｂ、３０
ｃ（図４参照）でリング円板状に構成され、この圧力隔
壁３０は上記と同様に既設セグメント２２とスプレッダ
３９の間にシール材３１を介して配設される。そして、
ロック４２の前端の開口縁と圧力隔壁３０の開口縁とは
Ｏリング４３を介して接続される。また、ロック４２の
背面には作業員が出入りするドア３５と圧気管３６とが
設けられている。なお、カッタ交換の場合の作用は先の
実施形態と同様なので、その説明は省略する。また、効
果も先の実施形態と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のトンネル機械の断面図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態の図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態のトンネル機械の断
面図である。

【図４】本発明の実施の形態の図３の右方から見た図で
ある。

【符号の説明】

１トンネル機械２シールド４カッタヘッド６隔壁１０カッタチャンバ２２セグメント３０圧力隔壁（圧気用隔壁）３５ドア３６圧気管３８ドア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既設セグメント（２２）の前側に着脱自
在に設けられる圧気用隔壁（３０）と、この圧気用隔壁
（３０）から前方の機内に圧気を供給するための圧気管
（３６）と、上記圧気用隔壁（３０）に設けられた機内
出入り用ドア（３５）と、カッタチャンバ（１０）の隔
壁（６）に設けられた連通孔と、カッタチャンバ（１
０）への出入り用ドア（３７）とを備えていることを特
徴とするトンネル機械の圧気装置。