JP2002213181A - 土圧式シールド機 - Google Patents

土圧式シールド機

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JP2002213181A
JP2002213181A JP2001010074A JP2001010074A JP2002213181A JP 2002213181 A JP2002213181 A JP 2002213181A JP 2001010074 A JP2001010074 A JP 2001010074A JP 2001010074 A JP2001010074 A JP 2001010074A JP 2002213181 A JP2002213181 A JP 2002213181A
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JP
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earth
shield machine
pressure
cutter
cutter head
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JP2001010074A
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English (en)
Inventor
Fumitaka Kumai
文孝 熊井
Toru Yamashita
徹 山下
Yoshihiko Ishikawa
善彦 石川
Takeshi Inotsuka
武志 猪塚
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Tekken Corp
Original Assignee
Tekken Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カッタヘッドの中心部付近での掘削土砂の流動
性を促進させて、カッタチャンバ内への掘削土砂の取り
込みを円滑にすることができ、カッタトルク及び総推進
力の低減を可能とする土圧式シールド機を提供する。 【解決手段】本体胴部の前端部に隔壁2が設けられ、隔
壁2に支持されて回転するカッタヘッドと隔壁との間に
カッタチャンバ5が区画され、カッタチャンバ5に取り
込んだ掘削土砂により切羽を押さえる土圧式シールド機
において、カッタヘッドの中心部付近に向けて高圧水を
噴射する噴射装置13,19a〜19cを設けた。

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、土圧式シールド
機に関し、さらに詳細には、カッタチャンバ内に取り込
んだ掘削土砂により切羽水圧・土圧に対抗させながら掘
進する土圧式(あるいは泥土圧式)のシールド機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】土圧式シールド工法は、カッタヘッドを
回転させながらシールド機により掘進し、カッタチャン
バ内に取り込んだ掘削土砂を塑性流動化させるととも
に、切羽水圧・土圧に対抗させるべく設定土圧に調整し
ながら排土する工法である。
【0003】この工法に使用されるシールド機のカッタ
ヘッドは、カッタヘッド軸から放射状に延びる複数のス
ポークにより構成され、掘削土砂はこのスポークの間に
形成されるカッタスリットを通してカッタチャンバ内に
取り込まれる。カッタチャンバ内に取り込まれた掘削土
砂は、カッタヘッドの内面に設置した撹拌翼及びシール
ド隔壁に設置した固定翼によって混練りされ、塑性流動
化される。
【0004】カッタヘッドにおいて、掘削土砂を取り込
むためのカッタスリットは、通常、外周部になるほど幅
が大きくなり、また周速度も大きくなるため、外周部の
方が掘削土砂を取り込み易く、逆に中心部に近くなるほ
ど掘削土砂を取り込みにくい構造となっている。
【0005】このため、掘削土砂がカッタヘッドの中心
部付近で滞留し易く、カッタヘッド自体に張り付いた
り、その中心部付近で固まったりし、カッタチャンバ内
への掘削土砂の取り込みを阻害することがある。土砂の
取り込みが悪くなるとカッタヘッドの回転トルクが高く
なり、またシールド推進力も大きくなってシールドの負
担が増大し、寿命が短くなるという大きな問題となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。この発明の目的は、カッタヘ
ッドの中心部付近での掘削土砂の流動性を促進させて、
カッタチャンバ内への掘削土砂の取り込みを円滑にする
ことができ、カッタトルク及び総推進力の低減を可能と
する土圧式シールド機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採用している。すなわ
ち、この発明は、本体胴部の前端部に隔壁が設けられ、
この隔壁に支持されて回転するカッタヘッドと前記隔壁
との間にカッタチャンバが区画され、このカッタチャン
バに取り込んだ掘削土砂により切羽を押さえる土圧式シ
ールド機において、前記カッタヘッドの中心部付近に向
けて高圧水を噴射する噴射装置を設けたことを特徴とす
る土圧式シールド機にある。
【0008】この発明によれば、カッタヘッドの中心部
付近に噴射される高圧水により、その付近での掘削土砂
の流動化が促進され、カッタチャンバ内に掘削土砂を円
滑に取り込むことができる。したがって、カッタトルク
及び総推進力の低減を図ることができる。
【0009】より具体的には、前記隔壁及び前記カッタ
ヘッドには前記カッタチャンバ内に取り込んだ掘削土砂
を互いに協働して攪拌するための固定翼及び攪拌翼がそ
れぞれ設けられ、前記噴射装置は、前記固定翼と、その
内部に設けられた噴射孔によって構成される。
【0010】前記噴射孔は複数設けられ、各噴射孔は、
高圧水をほぼ水平方向、斜方向及びほぼ鉛直方向にそれ
ぞれ噴射するものである。また、前記各噴射孔は、高圧
水の圧送ポンプに接続された管路から分岐する分岐管路
にそれぞれ接続され、各分岐管路には制御弁が設けられ
ている。
【0011】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照しながら以下に説明する。図1は、この発明による土
圧式シールド機の実施の形態を示す軸方向断面図、図2
はカッタヘッドの正面図である。シールド機は本体胴部
1の前端部に隔壁2が設けられ、この隔壁2にカッタヘ
ッド3の軸4が回転自在に支持されている。このカッタ
ヘッド3と隔壁2との間にカッタチャンバ5が区画され
ている。
【0012】図2に示すように、カッタヘッド3は中心
部から放射状に伸びる複数のスポーク6を有し、隣接す
るスポーク6間にカッタスリット7が形成されている。
各スポーク6には多数のカッタビット8が装着されてい
る。隔壁2には駆動リング9が回転自在に支持され、こ
の駆動リング9と各スポーク6との間は支持ビーム10
により連結されている。駆動リング9は駆動モータ11
によって回転し、その回転トルクは支持ビーム10を介
してカッタヘッド3に伝達される。
【0013】これにより、カッタヘッド3が回転して切
羽を掘削し、その掘削土砂はカッタスリット7を介して
カッタチャンバ5内に取り込まれる。隔壁2にはその外
周部側と中心部側に固定翼12,13がそれぞれ設けら
れ、またカッタヘッド3にはその外周部側と中心部側に
固定翼12,13に対応して撹拌翼14,15がそれぞ
れ設けられている。カッタチャンバ5内に取り込まれた
掘削土砂は、これら固定翼12,13と撹拌翼14,1
5との協働により、すなわち両者が互いに近接して相対
回転することにより混練りされ、塑性流動化される。
【0014】カッタチャンバ5にはスクリューコンベア
16が開口している。カッタチャンバ5内に取り込まれ
た掘削土砂は、切羽土圧・水圧に対抗させるべく設定土
圧に調整されながら、このスクリューコンベア16によ
り排土される。推進ジャッキ17はシールド本体胴部1
内に環状に配置された覆工セグメント18から反力を取
って本体胴部1を推進させるためのものであり、この本
体胴部1の推進に伴ってカッタヘッド3の回転による切
羽の掘削がなされる。
【0015】この発明によれば、カッタヘッド3の中心
部付近に高圧水を噴射するための噴射装置が設けられて
いる。図3は噴射装置の全体を示す図である。噴射装置
は、隔壁2の中心部側に設けられた固定翼13と、この
固定翼13の内部に設けられた3つの噴射孔19a,1
9b,19cによって構成されている。噴射孔19a,
19b,19cは、いずれもカッタヘッド3の中心部付
近に向けて高圧水を噴射するものであるが、それぞれほ
ぼ水平方向、斜方向(ほぼ45度方向)及び鉛直方向に
高圧水を噴射する。
【0016】各噴射孔19a,19b,19cは、高圧
水の圧送ポンプ20に接続された管路21から分岐する
分岐管路22a,22b,22cにそれぞれ接続され、
各分岐管路22a,22b,22cには制御弁23a,
23b,23cがそれぞれ設けられている。各制御弁2
3a,23b,23cは、シールド操作室から遠隔操作
される制御装置24により制御される。なお、固定翼1
3はカッタヘッド3の軸4を挟んで2つ設けられ、それ
ぞれの固定翼13に上述のような噴射孔が設けられてい
る。
【0017】次に上記実施の形態のものの作用を説明す
る。カッタヘッド3の回転速度及び推進ジャッキ17の
ジャッキ速度をできるだけ一定にして、シールド機によ
る掘進が行われ、その際、噴射装置は切羽圧力に影響を
与えない状態で使用される。すなわち、掘進と同時に3
つの噴射孔19a,19b,19cから3方向に一定の
圧力及び流量で高圧水を噴射する。この高圧水の噴射に
より掘削土砂は流動化が促進され、スクリューコンベア
16の排土口に向かって移動し易くなる。
【0018】そして、掘進開始後、3方向に向けての噴
射孔19a,19b,19cの圧力及び流量が、ある程
度の掘進距離の間(例えばセグメント18の1リングの
1/10程度)一定状態が続いている場合には、最も中心部
近くに向かう斜方向の噴射孔19bのみから高圧水を噴
射し、それ以外の噴射孔19a,19cについては制御
弁23a,23cの作動により噴射を停止する。これに
より、高圧水の噴射が過剰になるのを防止することがで
き、切羽圧力に影響を与えることがない。
【0019】また、カッタヘッド3に掘削土砂が付着し
てカッタチャンバ5内に掘削土砂を取り込みにくい状態
では、いずれかの噴射孔の圧力が上昇するとともに、流
量が減少する現象が生じるので、その噴射孔の圧力及び
流量を制御弁23a,23b,23cを操作して増加さ
せる。これにより、その付近の掘削土砂の流動化を促進
させるとともに、カッタヘッド3に付着した掘削土砂を
取り除くことができる。
【0020】上記実施の形態は例示にすぎず、この発明
は実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記
実施の形態では噴射孔を固定翼に設けたが、噴射専用の
ノズルを隔壁に設けてもよい。しかし、上記実施の形態
のように固定翼に設けるほうが部材数が増えることはな
く、好ましい形態である。また、固定翼の数、これに設
けられる噴射孔の数は、適宜増減することができる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、高圧
水の噴射によりカッタヘッドの中心部付近での掘削土砂
の滞留が生じることなく、その流動性が促進され、した
がってカッタチャンバ内への掘削土砂の取り込みを円滑
にすることができ、カッタトルク及び総推進力の低減を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による土圧式シールド機の全体を示す
軸方向断面図である。
【図2】カッタヘッドの正面図である。
【図3】高圧水の噴射装置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
1:本体胴部 2:隔壁 3:カッタヘッド 4:カッタヘッドの軸 5:カッタチャンバ 6:スポーク 7:カッタスリット 10:支持ビーム 11:駆動モータ 12,13:固定翼 14,15:撹拌翼 16:スクリューコンベア 17:推進ジャッキ 18:セグメント 19a,19b,19c:噴射孔 20:圧送ポンプ 21:管路 22a,22b,22c:分岐管路 23a,23b,23c:制御弁 24:制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 善彦 東京都千代田区三崎町二丁目5番3号 鉄 建建設株式会社内 (72)発明者 猪塚 武志 東京都千代田区三崎町二丁目5番3号 鉄 建建設株式会社内 Fターム(参考) 2D054 AC04 BA03 BA28 BB08 CA01 CA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本体胴部の前端部に隔壁が設けられ、この
    隔壁に支持されて回転するカッタヘッドと前記隔壁との
    間にカッタチャンバが区画され、このカッタチャンバに
    取り込んだ掘削土砂により切羽を押さえる土圧式シール
    ド機において、 前記カッタヘッドの中心部付近に向けて高圧水を噴射す
    る噴射装置を設けたことを特徴とする土圧式シールド
    機。
  2. 【請求項2】前記隔壁及び前記カッタヘッドには前記カ
    ッタチャンバ内に取り込んだ掘削土砂を互いに協働して
    攪拌するための固定翼及び攪拌翼がそれぞれ設けられ、 前記噴射装置は、前記固定翼と、その内部に設けられた
    噴射孔によって構成されることを特徴とする請求項1記
    載の土圧式シールド機。
  3. 【請求項3】前記噴射孔は複数設けられていることを特
    徴とする請求項2記載の土圧式シールド機。
  4. 【請求項4】前記各噴射孔は、高圧水をほぼ水平方向、
    斜方向及びほぼ鉛直方向にそれぞれ噴射するものである
    こと特徴とする請求項3記載の土圧式シールド機。
  5. 【請求項5】前記各噴射孔は、高圧水の圧送ポンプに接
    続された管路から分岐する分岐管路にそれぞれ接続さ
    れ、各分岐管路には制御弁が設けられていることを特徴
    とする請求項3又は4記載の土圧式シールド機。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008184764A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Shimizu Corp トンネル掘進機
JP2013181312A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Taisei Corp シールド掘削機
KR101412715B1 (ko) * 2013-11-12 2014-06-26 주식회사 동아지질 커터헤드 폐색 방지 장치
JP2015021341A (ja) * 2013-07-22 2015-02-02 株式会社奥村組 シールド掘進機
CN108979653A (zh) * 2018-09-29 2018-12-11 华东交通大学 一种无土舱螺旋钻微扰动施工盾构机及其工作方法
CN111156012A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 中铁山河工程装备股份有限公司 一种可实现洞内换模的土压tbm双模盾构机
CN111291500A (zh) * 2020-03-06 2020-06-16 盾构及掘进技术国家重点实验室 一种基于土压平衡盾构机参数数据的反演建模方法
CN112113696A (zh) * 2020-09-27 2020-12-22 中铁工程装备集团有限公司 一种掘进机开挖舱压力测量系统及其应用方法
JP7144914B2 (ja) 2019-04-16 2022-09-30 大成建設株式会社 回転体情報取得システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55113795U (ja) * 1979-02-02 1980-08-11
JPS59111896U (ja) * 1983-01-19 1984-07-28 株式会社小松製作所 トンネル掘進機のバルクヘツド内掘削土砂閉塞防止装置
JPS61142296A (ja) * 1985-11-06 1986-06-30 株式会社熊谷組 シ−ルド掘進機
JPS61188696U (ja) * 1985-05-16 1986-11-25

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55113795U (ja) * 1979-02-02 1980-08-11
JPS59111896U (ja) * 1983-01-19 1984-07-28 株式会社小松製作所 トンネル掘進機のバルクヘツド内掘削土砂閉塞防止装置
JPS61188696U (ja) * 1985-05-16 1986-11-25
JPS61142296A (ja) * 1985-11-06 1986-06-30 株式会社熊谷組 シ−ルド掘進機

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008184764A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Shimizu Corp トンネル掘進機
JP2013181312A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Taisei Corp シールド掘削機
JP2015021341A (ja) * 2013-07-22 2015-02-02 株式会社奥村組 シールド掘進機
KR101412715B1 (ko) * 2013-11-12 2014-06-26 주식회사 동아지질 커터헤드 폐색 방지 장치
CN108979653A (zh) * 2018-09-29 2018-12-11 华东交通大学 一种无土舱螺旋钻微扰动施工盾构机及其工作方法
JP7144914B2 (ja) 2019-04-16 2022-09-30 大成建設株式会社 回転体情報取得システム
CN111156012A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 中铁山河工程装备股份有限公司 一种可实现洞内换模的土压tbm双模盾构机
CN111291500A (zh) * 2020-03-06 2020-06-16 盾构及掘进技术国家重点实验室 一种基于土压平衡盾构机参数数据的反演建模方法
CN112113696A (zh) * 2020-09-27 2020-12-22 中铁工程装备集团有限公司 一种掘进机开挖舱压力测量系统及其应用方法

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