JP2002303092A - トンネル掘削機 - Google Patents
トンネル掘削機Info
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- JP2002303092A JP2002303092A JP2001107907A JP2001107907A JP2002303092A JP 2002303092 A JP2002303092 A JP 2002303092A JP 2001107907 A JP2001107907 A JP 2001107907A JP 2001107907 A JP2001107907 A JP 2001107907A JP 2002303092 A JP2002303092 A JP 2002303092A
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- excavator
- nozzle
- bulkhead
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トンネル掘削機において、安定して円滑な排
土を可能としてトンネル掘削作業の作業性の向上を図
る。 【解決手段】 土圧式シールド掘削機にて、掘削機本体
１１のバルクヘッド２２に第１マンホール２５を形成
し、この第１マンホール２５を開閉自在な第１ハッチ２
６を設け、この第１ハッチ２６に攪拌棒３４を装着し、
チャンバ２３に突出する先端部に加泥ノズル３５を設
け、この攪拌棒３４の加泥ノズル３５から噴射する加泥
材の噴射方向を周方向に変更可能とすると共に、噴射位
置を軸方向に変更可能とする。
土を可能としてトンネル掘削作業の作業性の向上を図
る。 【解決手段】 土圧式シールド掘削機にて、掘削機本体
１１のバルクヘッド２２に第１マンホール２５を形成
し、この第１マンホール２５を開閉自在な第１ハッチ２
６を設け、この第１ハッチ２６に攪拌棒３４を装着し、
チャンバ２３に突出する先端部に加泥ノズル３５を設
け、この攪拌棒３４の加泥ノズル３５から噴射する加泥
材の噴射方向を周方向に変更可能とすると共に、噴射位
置を軸方向に変更可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤を掘削してト
ンネルを構築するトンネル掘削機に関し、特に、土圧式
シールド掘削機に用いて好適である。
ンネルを構築するトンネル掘削機に関し、特に、土圧式
シールド掘削機に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、土圧式シールド掘削機は、円筒
形状をなす掘削機本体の前部にカッタヘッドが回転自在
に装着され、このカッタヘッドが駆動装置により駆動回
転可能に支持されると共に、掘削土砂を排出するスクリ
ューコンベヤが配設される一方、後部に掘削機本体を前
進させる多数のシールドジャッキと、既設トンネルの内
壁面にセグメントを組み付けるエレクタ装置が装着され
て構成されている。従って、カッタヘッドを回転させな
がらシールドジャッキを伸長させると、既設セグメント
からの反力を得て掘削機本体が前進し、カッタヘッドが
前方の地盤を掘削してトンネルを形成する一方、スクリ
ューコンベヤにより掘削土砂が外部に排出される。
形状をなす掘削機本体の前部にカッタヘッドが回転自在
に装着され、このカッタヘッドが駆動装置により駆動回
転可能に支持されると共に、掘削土砂を排出するスクリ
ューコンベヤが配設される一方、後部に掘削機本体を前
進させる多数のシールドジャッキと、既設トンネルの内
壁面にセグメントを組み付けるエレクタ装置が装着され
て構成されている。従って、カッタヘッドを回転させな
がらシールドジャッキを伸長させると、既設セグメント
からの反力を得て掘削機本体が前進し、カッタヘッドが
前方の地盤を掘削してトンネルを形成する一方、スクリ
ューコンベヤにより掘削土砂が外部に排出される。
【０００３】このような土圧式シールド掘削機によりト
ンネル掘削作業にあっては、カッタヘッドの前方の切羽
と掘削機本体のバルクヘッドとの間に掘削土砂を充満、
加圧して切羽を安定させるために、掘削機が推進量に見
合う土量を排土している。この場合、切羽とバルクヘッ
ドとの間の掘削土砂の塑性流動化を促進するために、カ
ッタヘッドの注入装置から添加剤を注入すると共に、カ
ッタヘッドに設けられた混練機構により掘削土砂と添加
剤を混練し、排土が安定して円滑に行われるようにして
いる。
ンネル掘削作業にあっては、カッタヘッドの前方の切羽
と掘削機本体のバルクヘッドとの間に掘削土砂を充満、
加圧して切羽を安定させるために、掘削機が推進量に見
合う土量を排土している。この場合、切羽とバルクヘッ
ドとの間の掘削土砂の塑性流動化を促進するために、カ
ッタヘッドの注入装置から添加剤を注入すると共に、カ
ッタヘッドに設けられた混練機構により掘削土砂と添加
剤を混練し、排土が安定して円滑に行われるようにして
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般的に、
添加剤はカッタヘッドの注入装置から前方に向けて吐出
されており、カッタヘッドとバルクヘッドとの間のチャ
ンバでは、掘削土砂と添加材との混練が不十分となりや
すい。すると、チャンバにて掘削土砂の流動性が低下し
て土砂の塊が形成され、スクリューコンベヤにより掘削
土砂の排出ができなくなってしまう。
添加剤はカッタヘッドの注入装置から前方に向けて吐出
されており、カッタヘッドとバルクヘッドとの間のチャ
ンバでは、掘削土砂と添加材との混練が不十分となりや
すい。すると、チャンバにて掘削土砂の流動性が低下し
て土砂の塊が形成され、スクリューコンベヤにより掘削
土砂の排出ができなくなってしまう。
【０００５】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、安定して円滑な排土を可能としてトンネル掘削
作業の作業性の向上を図ったトンネル掘削機を提供する
ことを目的とする。
あって、安定して円滑な排土を可能としてトンネル掘削
作業の作業性の向上を図ったトンネル掘削機を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明のトンネル掘削機は、筒状をなして
前部にバルクヘッドを有する掘削機本体と、該掘削機本
体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部
に駆動回転可能に装着されたカッタヘッドと、先端部に
加泥ノズルを有して前記バルクヘッドから前方のチャン
バに突出して設けられた交換可能な攪拌棒と、該チャン
バ内の土砂を排出する排土手段とを具えたことを特徴と
するものである。
めの請求項１の発明のトンネル掘削機は、筒状をなして
前部にバルクヘッドを有する掘削機本体と、該掘削機本
体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部
に駆動回転可能に装着されたカッタヘッドと、先端部に
加泥ノズルを有して前記バルクヘッドから前方のチャン
バに突出して設けられた交換可能な攪拌棒と、該チャン
バ内の土砂を排出する排土手段とを具えたことを特徴と
するものである。
【０００７】請求項２の発明のトンネル掘削機では、前
記攪拌棒に代えて地盤改良材注入管を装着可能であるこ
とを特徴としている。
記攪拌棒に代えて地盤改良材注入管を装着可能であるこ
とを特徴としている。
【０００８】請求項３の発明のトンネル掘削機では、前
記バルクヘッドから前記攪拌棒を引き抜いた後に、前記
掘削機本体内への浸水を防止する止水用ゲートバルブを
設けたことを特徴としている。
記バルクヘッドから前記攪拌棒を引き抜いた後に、前記
掘削機本体内への浸水を防止する止水用ゲートバルブを
設けたことを特徴としている。
【０００９】また、請求項４の発明のトンネル掘削機
は、筒状をなして前部にバルクヘッドを有する掘削機本
体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記
掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されたカッタヘ
ッドと、先端部に加泥ノズルを有して前記バルクヘッド
から前方のチャンバに突出して設けられた攪拌棒と、前
記加泥ノズルの噴射位置を変更する噴射位置変更手段
と、前記チャンバ内の土砂を排出する排土手段とを具え
たことを特徴とするものである。
は、筒状をなして前部にバルクヘッドを有する掘削機本
体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記
掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着されたカッタヘ
ッドと、先端部に加泥ノズルを有して前記バルクヘッド
から前方のチャンバに突出して設けられた攪拌棒と、前
記加泥ノズルの噴射位置を変更する噴射位置変更手段
と、前記チャンバ内の土砂を排出する排土手段とを具え
たことを特徴とするものである。
【００１０】請求項５の発明のトンネル掘削機では、前
記加泥ノズルは前記攪拌棒の先端部外周面に形成され、
前記噴射位置変更手段は該加泥ノズルの噴射方向を該攪
拌棒の周方向に沿って変更可能であることを特徴として
いる。
記加泥ノズルは前記攪拌棒の先端部外周面に形成され、
前記噴射位置変更手段は該加泥ノズルの噴射方向を該攪
拌棒の周方向に沿って変更可能であることを特徴として
いる。
【００１１】請求項６の発明のトンネル掘削機では、前
記加泥ノズルは前記攪拌棒の先端部外周面に形成され、
前記噴射位置変更手段は該加泥ノズルの噴射位置を該攪
拌棒の軸方向に沿って変更可能であることを特徴として
いる。
記加泥ノズルは前記攪拌棒の先端部外周面に形成され、
前記噴射位置変更手段は該加泥ノズルの噴射位置を該攪
拌棒の軸方向に沿って変更可能であることを特徴として
いる。
【００１２】請求項７の発明のトンネル掘削機では、前
記攪拌棒は、前記バルクヘッドあるいは該バルクヘッド
のマンホールを開閉自在なハッチに設けられたことを特
徴としている。
記攪拌棒は、前記バルクヘッドあるいは該バルクヘッド
のマンホールを開閉自在なハッチに設けられたことを特
徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００１４】図１に本発明の一実施形態に係るトンネル
掘削機の概略断面、図２に図１のII−II断面、図３(ａ)
に攪拌棒の装着構造を表す要部断面、図３(ｂ)に図３
(ａ)のｂ−ｂ断面、図４(ａ)に加泥ノズルの噴射位置を
変更したトンネル掘削機の要部断面、図４(ｂ)にスペー
サの概略、図５に薬液注入管を装着したトンネル掘削機
の要部断面を示す。
掘削機の概略断面、図２に図１のII−II断面、図３(ａ)
に攪拌棒の装着構造を表す要部断面、図３(ｂ)に図３
(ａ)のｂ−ｂ断面、図４(ａ)に加泥ノズルの噴射位置を
変更したトンネル掘削機の要部断面、図４(ｂ)にスペー
サの概略、図５に薬液注入管を装着したトンネル掘削機
の要部断面を示す。
【００１５】本実施形態の土圧式シールド掘削機におい
て、図１及び図２に示すように、掘削機本体１１は円筒
形状をなし、ほぼ同径の前胴１２及び後胴１３が球面軸
受１４を介して屈曲自在に連結されて構成されている。
この前胴１２の前部には回転体１５が回転自在に支持さ
れ、回転体１５には３つのビーム１６を介してカッタヘ
ッド１７が装着されている。このカッタヘッド１７は各
スポークの前面に多数のカッタビット１８が固定される
と共に、コピーカッタ１９が出没自在に装着されてい
る。そして、カッタヘッド１７の後部にはリングギア２
０が固定される一方、前胴１２には駆動モータ２１が取
付けられ、この駆動モータ２１の駆動ギア（図示略）が
リングギア２０に噛み合っている。従って、駆動モータ
２１を駆動すると、リングギア２０を介してカッタヘッ
ド１７を回転することができる。
て、図１及び図２に示すように、掘削機本体１１は円筒
形状をなし、ほぼ同径の前胴１２及び後胴１３が球面軸
受１４を介して屈曲自在に連結されて構成されている。
この前胴１２の前部には回転体１５が回転自在に支持さ
れ、回転体１５には３つのビーム１６を介してカッタヘ
ッド１７が装着されている。このカッタヘッド１７は各
スポークの前面に多数のカッタビット１８が固定される
と共に、コピーカッタ１９が出没自在に装着されてい
る。そして、カッタヘッド１７の後部にはリングギア２
０が固定される一方、前胴１２には駆動モータ２１が取
付けられ、この駆動モータ２１の駆動ギア（図示略）が
リングギア２０に噛み合っている。従って、駆動モータ
２１を駆動すると、リングギア２０を介してカッタヘッ
ド１７を回転することができる。
【００１６】前胴１２にはカッタヘッド１７の後方に位
置してバルクヘッド２２が取付けられており、カッタヘ
ッド１７とこのバルクヘッド２２との間にチャンバ２３
が形成されている。そして、掘削機本体１１内には排土
手段としてのスクリューコンベヤ２４が前傾して配設さ
れており、このスクリューコンベヤ２４の前端部がバル
クヘッド２２を貫通してチャンバ２３に位置している。
また、バルクヘッド２２の上部には、作業者が機内から
チャンバ２３やカッタヘッド１７の前方に出るための第
１マンホール２５が設けられ、第１ハッチ２６により開
閉自在となっている。一方、バルクヘッド２２の下部に
は、２つの第２マンホール２７が設けられ、第２ハッチ
２８により開閉自在となっている。
置してバルクヘッド２２が取付けられており、カッタヘ
ッド１７とこのバルクヘッド２２との間にチャンバ２３
が形成されている。そして、掘削機本体１１内には排土
手段としてのスクリューコンベヤ２４が前傾して配設さ
れており、このスクリューコンベヤ２４の前端部がバル
クヘッド２２を貫通してチャンバ２３に位置している。
また、バルクヘッド２２の上部には、作業者が機内から
チャンバ２３やカッタヘッド１７の前方に出るための第
１マンホール２５が設けられ、第１ハッチ２６により開
閉自在となっている。一方、バルクヘッド２２の下部に
は、２つの第２マンホール２７が設けられ、第２ハッチ
２８により開閉自在となっている。
【００１７】前胴１２と後胴１３との間には中折ジャッ
キ２９が架設されており、この中折ジャッキ２９の伸縮
動作により掘削機本体１１の掘進方向を変更することが
できる。そして、後胴１３には周方向に沿って複数のシ
ールドジャッキ３０が周方向に沿って複数並設されてお
り、このシールドジャッキ３０を掘進方向後方に伸長し
て掘削したトンネル内周面に構築された既設セグメント
に押し付けることで、その反力により掘削機本体１１を
前進することができる。更に、後胴１３の後端部にはセ
グメントをリング状に組立てる図示しないエレクタ装置
が装着されている。なお、３１はバルクヘッド２２を貫
通したロータリジョイントであって、内部に電気配線や
油圧ホース等が収容されている。また、３２はチャンバ
２３内における土砂圧力を計測する土圧計である。
キ２９が架設されており、この中折ジャッキ２９の伸縮
動作により掘削機本体１１の掘進方向を変更することが
できる。そして、後胴１３には周方向に沿って複数のシ
ールドジャッキ３０が周方向に沿って複数並設されてお
り、このシールドジャッキ３０を掘進方向後方に伸長し
て掘削したトンネル内周面に構築された既設セグメント
に押し付けることで、その反力により掘削機本体１１を
前進することができる。更に、後胴１３の後端部にはセ
グメントをリング状に組立てる図示しないエレクタ装置
が装着されている。なお、３１はバルクヘッド２２を貫
通したロータリジョイントであって、内部に電気配線や
油圧ホース等が収容されている。また、３２はチャンバ
２３内における土砂圧力を計測する土圧計である。
【００１８】ところで、本実施形態の掘削機は土圧式シ
ールド掘削機であり、チャンバ２３内に掘削土砂を充
満、加圧して切羽を安定させるために、カッタヘッド１
７による推進量に見合う土量をスクリューコンベヤ２４
により排土している。この場合、チャンバ２３内の掘削
土砂の塑性流動化を促進するために、この掘削土砂に対
して加泥材（添加材）を注入して混練している。
ールド掘削機であり、チャンバ２３内に掘削土砂を充
満、加圧して切羽を安定させるために、カッタヘッド１
７による推進量に見合う土量をスクリューコンベヤ２４
により排土している。この場合、チャンバ２３内の掘削
土砂の塑性流動化を促進するために、この掘削土砂に対
して加泥材（添加材）を注入して混練している。
【００１９】具体的に説明すると、カッタヘッド１７の
スポークには前方に加泥材を注入する加泥材注入口３３
が設けられている。また、バルクヘッド２２の第１ハッ
チ２６にはチャンバ２３に突出して攪拌棒３４が装着さ
れており、先端部に加泥ノズル３５が設けられている。
そして、この攪拌棒３４は、加泥ノズル３５の噴射方向
及び噴射位置を変更（噴射位置変更手段）可能となって
いる。また、攪拌棒３４は第１ハッチ２６にジョイント
部３６を介して交換可能に装着されており、加泥ノズル
３５が詰まったときには別の攪拌棒３４と交換可能であ
ると共に、攪拌棒３４に代えて掘削機本体１１の前方地
盤に地盤改良材を注入する薬液注入管（地盤改良材注入
管）３７（図５参照）と交換可能となっている。なお、
各第２ハッチ２８にもジョイント部３８が装着され、薬
液注入管（図示略）を装着可能となっている。
スポークには前方に加泥材を注入する加泥材注入口３３
が設けられている。また、バルクヘッド２２の第１ハッ
チ２６にはチャンバ２３に突出して攪拌棒３４が装着さ
れており、先端部に加泥ノズル３５が設けられている。
そして、この攪拌棒３４は、加泥ノズル３５の噴射方向
及び噴射位置を変更（噴射位置変更手段）可能となって
いる。また、攪拌棒３４は第１ハッチ２６にジョイント
部３６を介して交換可能に装着されており、加泥ノズル
３５が詰まったときには別の攪拌棒３４と交換可能であ
ると共に、攪拌棒３４に代えて掘削機本体１１の前方地
盤に地盤改良材を注入する薬液注入管（地盤改良材注入
管）３７（図５参照）と交換可能となっている。なお、
各第２ハッチ２８にもジョイント部３８が装着され、薬
液注入管（図示略）を装着可能となっている。
【００２０】即ち、図３(ａ)(ｂ)に示すように、第１ハ
ッチ２６には開口４１の外周にパッキン４２を有するパ
ッキンケース４３が密着し、このパッキンケース４３は
ボールジョイント４４の一方のジョイント片４４ａと共
にボルト４５により第１ハッチ２６に固定されている。
ボールジョイント４４の他方のジョイント片４４ａはゲ
ートバルブ４６の一方のフランジ部とボルト４７により
締結され、ゲートバルブ４６の他方のフランジ部にはシ
ール４８を有するシールケース４９が密着している。そ
して、前述した攪拌棒３４がシールケース４９側から貫
入し、フランジ部５０がゲートバルブ４６の他方のフラ
ンジ部及びシールケース４９にボルト５１により固定さ
れている。この攪拌棒３４の先端外周面には加泥ノズル
３５が形成され、加泥材供給路５２の先端と連通してい
る。また、攪拌棒３４の基端部には加泥弁５３が装着さ
れると共に加泥材供給管５４が連結されており、この加
泥材供給管５４は加泥弁５３により加泥材供給路５２を
連通可能となっている。
ッチ２６には開口４１の外周にパッキン４２を有するパ
ッキンケース４３が密着し、このパッキンケース４３は
ボールジョイント４４の一方のジョイント片４４ａと共
にボルト４５により第１ハッチ２６に固定されている。
ボールジョイント４４の他方のジョイント片４４ａはゲ
ートバルブ４６の一方のフランジ部とボルト４７により
締結され、ゲートバルブ４６の他方のフランジ部にはシ
ール４８を有するシールケース４９が密着している。そ
して、前述した攪拌棒３４がシールケース４９側から貫
入し、フランジ部５０がゲートバルブ４６の他方のフラ
ンジ部及びシールケース４９にボルト５１により固定さ
れている。この攪拌棒３４の先端外周面には加泥ノズル
３５が形成され、加泥材供給路５２の先端と連通してい
る。また、攪拌棒３４の基端部には加泥弁５３が装着さ
れると共に加泥材供給管５４が連結されており、この加
泥材供給管５４は加泥弁５３により加泥材供給路５２を
連通可能となっている。
【００２１】そして、この攪拌棒３４において、フラン
ジ部５０が周方向等間隔で位置する８本のボルト５１に
より固定されていることから、周方向に沿って４５度ず
つその固定位置を変更することで、加泥ノズル３５の噴
射方向を周方向に沿って変更することができる。また、
図４(ａ)(ｂ)に示すように、シールケース４９と攪拌棒
３４のフランジ部５０との間に支持板５５、スペーサ５
６（半割り片５６ａ，５６ｂ）、取付板５７を介装する
ことで、加泥ノズル３５の噴射位置をその長手方向に沿
って変更することができる。
ジ部５０が周方向等間隔で位置する８本のボルト５１に
より固定されていることから、周方向に沿って４５度ず
つその固定位置を変更することで、加泥ノズル３５の噴
射方向を周方向に沿って変更することができる。また、
図４(ａ)(ｂ)に示すように、シールケース４９と攪拌棒
３４のフランジ部５０との間に支持板５５、スペーサ５
６（半割り片５６ａ，５６ｂ）、取付板５７を介装する
ことで、加泥ノズル３５の噴射位置をその長手方向に沿
って変更することができる。
【００２２】また、図３(ａ)に示すように、攪拌棒３４
は、パッキンケース４３、ボールジョイント４４、ゲー
トバルブ４６、シールケース４９等に対して貫入し、フ
ランジ部５０がボルト５１に固定されて装着されてお
り、加泥ノズル３５や加泥材供給路５２等が詰まったと
きには、全体を引き抜いて新しい攪拌棒と交換可能とな
っている。この場合、まず、各ボルト５１を弛緩して攪
拌棒３４をゲートバルブ４６まで引抜き、次に、シール
４８で止水した状態でゲートバルブ４６を閉止して掘削
土砂や泥水が機内に浸入するのを阻止し、最後に、攪拌
棒３４を全て抜き取る。その後、新しい攪拌棒をゲート
バルブ４６まで押込んでからゲートバルブ４６を開放し
てから、更に攪拌棒を押込んで固定する。
は、パッキンケース４３、ボールジョイント４４、ゲー
トバルブ４６、シールケース４９等に対して貫入し、フ
ランジ部５０がボルト５１に固定されて装着されてお
り、加泥ノズル３５や加泥材供給路５２等が詰まったと
きには、全体を引き抜いて新しい攪拌棒と交換可能とな
っている。この場合、まず、各ボルト５１を弛緩して攪
拌棒３４をゲートバルブ４６まで引抜き、次に、シール
４８で止水した状態でゲートバルブ４６を閉止して掘削
土砂や泥水が機内に浸入するのを阻止し、最後に、攪拌
棒３４を全て抜き取る。その後、新しい攪拌棒をゲート
バルブ４６まで押込んでからゲートバルブ４６を開放し
てから、更に攪拌棒を押込んで固定する。
【００２３】更に、図５に示すように、攪拌棒３４を抜
き取った後に、シールケース４９にボルト５８により連
結管５９を固定し、この連結管５９を介して薬液注入管
３７を挿入すると共に複数連結し、先端部をカッタヘッ
ド１７の前方の地盤まで延出することができ、薬液注入
管３７の基端部に薬液注入設備６０を装着し、これを操
作して前方の地盤に薬液を注入して地盤を改良すること
ができる。なお、各第２ハッチ２８のジョイント部３８
にも、パッキンケース、ボールジョイント、ゲートバル
ブ、シールケース等が設けられており、薬液注入管を装
着して前方の地盤に薬液を注入することができる。
き取った後に、シールケース４９にボルト５８により連
結管５９を固定し、この連結管５９を介して薬液注入管
３７を挿入すると共に複数連結し、先端部をカッタヘッ
ド１７の前方の地盤まで延出することができ、薬液注入
管３７の基端部に薬液注入設備６０を装着し、これを操
作して前方の地盤に薬液を注入して地盤を改良すること
ができる。なお、各第２ハッチ２８のジョイント部３８
にも、パッキンケース、ボールジョイント、ゲートバル
ブ、シールケース等が設けられており、薬液注入管を装
着して前方の地盤に薬液を注入することができる。
【００２４】ここで、上述した実施形態のシールド掘削
機によるトンネル掘削作業について説明する。トンネル
を掘削形成するには、図１及び図２に示すように、ま
ず、駆動モータ２１によってカッタヘッド１７を回転さ
せながら、シールドジャッキ３０を伸長して既設セグメ
ントから掘削反力を得て掘削機本体１１を前進させる。
すると、回転するカッタヘッド１７の多数のカッタビッ
ト１８が前方の地盤を掘削してトンネルを形成する。
機によるトンネル掘削作業について説明する。トンネル
を掘削形成するには、図１及び図２に示すように、ま
ず、駆動モータ２１によってカッタヘッド１７を回転さ
せながら、シールドジャッキ３０を伸長して既設セグメ
ントから掘削反力を得て掘削機本体１１を前進させる。
すると、回転するカッタヘッド１７の多数のカッタビッ
ト１８が前方の地盤を掘削してトンネルを形成する。
【００２５】このとき、カッタヘッド１７の地盤掘削に
より発生した土砂に対して、常時、加泥材注入口３３か
ら加泥材が注入されると共に、チャンバ２３に取り込ま
れた掘削土砂に対して、攪拌棒３４の加泥ノズル３５か
らチャンバ２３の中心側に向けて加泥材が注入してい
る。そして、チャンバ２３では、カッタヘッド１７の回
転に伴って移動する各ビーム１６、また、このビーム１
６と相対する攪拌棒３４により土砂が攪拌され、加泥材
と土砂とを適正に混練することで、チャンバ２３内での
掘削土砂の塑性流動化を促進し、スクリューコンベヤ２
４により安定して円滑に排土することができる。即ち、
カッタヘッド１７による掘削量に見合う土量をスクリュ
ーコンベヤ２４により円滑に排土することで、チャンバ
２３内に掘削土砂を充満、加圧して切羽を安定させるこ
とができる。
より発生した土砂に対して、常時、加泥材注入口３３か
ら加泥材が注入されると共に、チャンバ２３に取り込ま
れた掘削土砂に対して、攪拌棒３４の加泥ノズル３５か
らチャンバ２３の中心側に向けて加泥材が注入してい
る。そして、チャンバ２３では、カッタヘッド１７の回
転に伴って移動する各ビーム１６、また、このビーム１
６と相対する攪拌棒３４により土砂が攪拌され、加泥材
と土砂とを適正に混練することで、チャンバ２３内での
掘削土砂の塑性流動化を促進し、スクリューコンベヤ２
４により安定して円滑に排土することができる。即ち、
カッタヘッド１７による掘削量に見合う土量をスクリュ
ーコンベヤ２４により円滑に排土することで、チャンバ
２３内に掘削土砂を充満、加圧して切羽を安定させるこ
とができる。
【００２６】しかし、掘削地盤の変化などにより掘削土
砂がチャンバ２３内で十分に混練されず、塊が発生して
しまい、スクリューコンベヤ２４により円滑に排土でき
なかったり、水分が不足した土砂の塊が排出されてしま
うことがある。このような場合には、図３に示すよう
に、攪拌棒３４の各ボルト５１を弛緩してこの攪拌棒３
４を周方向に回して固定位置を変更することで、加泥ノ
ズル３５の噴射方向を周方向に沿って変更する。また、
図４に示すように、攪拌棒３４のフランジ部５０とシー
ルケース４９との間にスペーサ５６等を介装すること
で、攪拌棒３４を軸方向に移動して固定位置を変更する
ことで、加泥ノズル３５の噴射位置を長手方向に沿って
変更する。
砂がチャンバ２３内で十分に混練されず、塊が発生して
しまい、スクリューコンベヤ２４により円滑に排土でき
なかったり、水分が不足した土砂の塊が排出されてしま
うことがある。このような場合には、図３に示すよう
に、攪拌棒３４の各ボルト５１を弛緩してこの攪拌棒３
４を周方向に回して固定位置を変更することで、加泥ノ
ズル３５の噴射方向を周方向に沿って変更する。また、
図４に示すように、攪拌棒３４のフランジ部５０とシー
ルケース４９との間にスペーサ５６等を介装すること
で、攪拌棒３４を軸方向に移動して固定位置を変更する
ことで、加泥ノズル３５の噴射位置を長手方向に沿って
変更する。
【００２７】このように攪拌棒３４の固定位置を変更し
て加泥ノズル３５からの加泥材の噴射位置を変更するこ
とで、チャンバ２３内の土砂に対して加泥材が十分に行
き渡るようにし、加泥材と土砂との混練による掘削土砂
の塑性流動化を促進し、スクリューコンベヤ２４による
排土を円滑に行うようにする。
て加泥ノズル３５からの加泥材の噴射位置を変更するこ
とで、チャンバ２３内の土砂に対して加泥材が十分に行
き渡るようにし、加泥材と土砂との混練による掘削土砂
の塑性流動化を促進し、スクリューコンベヤ２４による
排土を円滑に行うようにする。
【００２８】また、攪拌棒３４の加泥ノズル３５からの
加泥材噴射作業時に、加泥ノズル３５や加泥材供給路５
２に土砂や加泥材等が詰まると、各ボルト５１を弛緩し
て攪拌棒３４を引抜き、新しい攪拌棒を押込んで固定す
ることで交換する。
加泥材噴射作業時に、加泥ノズル３５や加泥材供給路５
２に土砂や加泥材等が詰まると、各ボルト５１を弛緩し
て攪拌棒３４を引抜き、新しい攪拌棒を押込んで固定す
ることで交換する。
【００２９】更に、カッタヘッド１７の前方に障害物が
発生したときには、周辺地盤を改良して崩壊を阻止した
状態で、この障害物を溶接により切断して除去する。こ
の場合、図５に示すように、所定位置でトンネル掘削作
業を停止し、攪拌棒３４を抜き取った後に、薬液注入管
３７を挿入して複数連結することで先端部をカッタヘッ
ド１７の前方の地盤まで延出する。そして、薬液注入設
備６０を操作して薬液注入管３７から前方の地盤に薬液
を注入することで周辺地盤を改良する。なお、各第２ハ
ッチ２８にも、同様に図示しない薬液注入管を装着して
前方の地盤に薬液を注入し、周辺地盤を改良する。
発生したときには、周辺地盤を改良して崩壊を阻止した
状態で、この障害物を溶接により切断して除去する。こ
の場合、図５に示すように、所定位置でトンネル掘削作
業を停止し、攪拌棒３４を抜き取った後に、薬液注入管
３７を挿入して複数連結することで先端部をカッタヘッ
ド１７の前方の地盤まで延出する。そして、薬液注入設
備６０を操作して薬液注入管３７から前方の地盤に薬液
を注入することで周辺地盤を改良する。なお、各第２ハ
ッチ２８にも、同様に図示しない薬液注入管を装着して
前方の地盤に薬液を注入し、周辺地盤を改良する。
【００３０】このように本実施形態の土圧式シールド掘
削機にあっては、掘削機本体１１（前胴１２）の前部に
設けられたバルクヘッド２２に第１マンホール２５を形
成し、この第１マンホール２５を開閉自在な第１ハッチ
２６に攪拌棒３４を装着し、チャンバ２３に突出する先
端部に加泥ノズル３５を設け、この攪拌棒３４の加泥ノ
ズル３５から噴射する加泥材の噴射方向及び噴射位置を
変更可能としている。
削機にあっては、掘削機本体１１（前胴１２）の前部に
設けられたバルクヘッド２２に第１マンホール２５を形
成し、この第１マンホール２５を開閉自在な第１ハッチ
２６に攪拌棒３４を装着し、チャンバ２３に突出する先
端部に加泥ノズル３５を設け、この攪拌棒３４の加泥ノ
ズル３５から噴射する加泥材の噴射方向及び噴射位置を
変更可能としている。
【００３１】従って、掘削地盤の変化などにより掘削土
砂がチャンバ２３内で十分に混練されずに塊が発生し、
スクリューコンベヤ２４により土砂を円滑に排土できな
かったときには、加泥ノズル３５の噴射方向や噴射位置
を変更することで、チャンバ２３内の土砂に対して加泥
材が十分に行き渡るようにし、加泥材と土砂との混練に
よる掘削土砂の塑性流動化を促進し、スクリューコンベ
ヤ２４による排土を円滑に行うことができる。
砂がチャンバ２３内で十分に混練されずに塊が発生し、
スクリューコンベヤ２４により土砂を円滑に排土できな
かったときには、加泥ノズル３５の噴射方向や噴射位置
を変更することで、チャンバ２３内の土砂に対して加泥
材が十分に行き渡るようにし、加泥材と土砂との混練に
よる掘削土砂の塑性流動化を促進し、スクリューコンベ
ヤ２４による排土を円滑に行うことができる。
【００３２】また、加泥ノズル３５を有する攪拌棒３４
を第１ハッチ２６に対して別の新しいものと交換可能と
しており、加泥ノズル３５に土砂や加泥材などが詰まっ
たときには直ちに別の攪拌棒と交換することができ、ス
クリューコンベヤ２４による排土作業を長時間停止する
ことなく円滑に行うことができる。
を第１ハッチ２６に対して別の新しいものと交換可能と
しており、加泥ノズル３５に土砂や加泥材などが詰まっ
たときには直ちに別の攪拌棒と交換することができ、ス
クリューコンベヤ２４による排土作業を長時間停止する
ことなく円滑に行うことができる。
【００３３】更に、この攪拌棒３４に代えて掘削機本体
１１の前方地盤に地盤改良材を注入する薬液注入管３７
を装着して交換可能としており、別途、薬液注入管３７
を装着するためのジョイント部を設ける必要がなくな
り、構造を簡素化できる。
１１の前方地盤に地盤改良材を注入する薬液注入管３７
を装着して交換可能としており、別途、薬液注入管３７
を装着するためのジョイント部を設ける必要がなくな
り、構造を簡素化できる。
【００３４】なお、上述の実施形態では、加泥ノズル３
５の噴射方向や噴射位置を変更する噴射位置変更手段と
して、８本のボルト５１により固定位置を周方向にずら
したり、スペーサ５６を介装して噴射位置をその長手方
向にずらしたりしたが、駆動モータや油圧シリンダなど
を用いて自動で加泥ノズル３５の噴射方向や噴射位置を
変更するようにしてもよい。また、バルクヘッド２２の
第１ハッチ２６に攪拌棒３４を装着したが、バルクヘッ
ド２２に直接攪拌棒３４を装着してもよい。
５の噴射方向や噴射位置を変更する噴射位置変更手段と
して、８本のボルト５１により固定位置を周方向にずら
したり、スペーサ５６を介装して噴射位置をその長手方
向にずらしたりしたが、駆動モータや油圧シリンダなど
を用いて自動で加泥ノズル３５の噴射方向や噴射位置を
変更するようにしてもよい。また、バルクヘッド２２の
第１ハッチ２６に攪拌棒３４を装着したが、バルクヘッ
ド２２に直接攪拌棒３４を装着してもよい。
【００３５】また、上述の実施形態では、本発明のトン
ネル掘削機を土圧式シールド掘削機に適用したが、泥土
圧式シールド掘削機に適用してもよい。
ネル掘削機を土圧式シールド掘削機に適用したが、泥土
圧式シールド掘削機に適用してもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明のトンネル掘削機によれば、筒状
をなして前部にバルクヘッドを有する掘削機本体の前部
にカッタヘッドを駆動回転可能に装着し、先端部に加泥
ノズルを有する攪拌棒をバルクヘッドから前方のチャン
バに突出して設けると共に、この攪拌棒を交換可能とし
たので、加泥ノズルに土砂や加泥材などが詰まったとき
には直ちに別の攪拌棒と交換することで、排土作業を長
時間停止することなく安定して円滑な排土を常時可能と
してトンネル掘削作業の作業性の向上を図ることができ
る。
ように請求項１の発明のトンネル掘削機によれば、筒状
をなして前部にバルクヘッドを有する掘削機本体の前部
にカッタヘッドを駆動回転可能に装着し、先端部に加泥
ノズルを有する攪拌棒をバルクヘッドから前方のチャン
バに突出して設けると共に、この攪拌棒を交換可能とし
たので、加泥ノズルに土砂や加泥材などが詰まったとき
には直ちに別の攪拌棒と交換することで、排土作業を長
時間停止することなく安定して円滑な排土を常時可能と
してトンネル掘削作業の作業性の向上を図ることができ
る。
【００３７】請求項２の発明のトンネル掘削機によれ
ば、攪拌棒に代えて地盤改良材注入管を装着可能とした
ので、別途、薬液注入管用の装着部を設ける必要がなく
なり、構造を簡素化することができる。
ば、攪拌棒に代えて地盤改良材注入管を装着可能とした
ので、別途、薬液注入管用の装着部を設ける必要がなく
なり、構造を簡素化することができる。
【００３８】請求項３の発明のトンネル掘削機によれ
ば、バルクヘッドから攪拌棒を引き抜いた後に掘削機本
体内への浸水を防止する止水用ゲートバルブを設けたの
で、攪拌棒の交換作業時に掘削機本体内への浸水を防止
することで、短時間で容易に作業を行うことができる。
ば、バルクヘッドから攪拌棒を引き抜いた後に掘削機本
体内への浸水を防止する止水用ゲートバルブを設けたの
で、攪拌棒の交換作業時に掘削機本体内への浸水を防止
することで、短時間で容易に作業を行うことができる。
【００３９】また、請求項４の発明のトンネル掘削機に
よれば、筒状をなして前部にバルクヘッドを有する掘削
機本体の前部にカッタヘッドを駆動回転可能に装着し、
先端部に加泥ノズルを有する攪拌棒をバルクヘッドから
前方のチャンバに突出して設け、噴射位置変更手段によ
り加泥ノズルの噴射位置を変更可能としたので、掘削地
盤の変化などにより掘削土砂がチャンバ内で十分に混練
されずに塊が発生したときには、加泥ノズルの噴射方向
や噴射位置を変更することで、チャンバ内の土砂に対し
て加泥材が十分に行き渡るようにし、加泥材と土砂との
混練による掘削土砂の塑性流動化を促進し、排土を円滑
に行うことができる。
よれば、筒状をなして前部にバルクヘッドを有する掘削
機本体の前部にカッタヘッドを駆動回転可能に装着し、
先端部に加泥ノズルを有する攪拌棒をバルクヘッドから
前方のチャンバに突出して設け、噴射位置変更手段によ
り加泥ノズルの噴射位置を変更可能としたので、掘削地
盤の変化などにより掘削土砂がチャンバ内で十分に混練
されずに塊が発生したときには、加泥ノズルの噴射方向
や噴射位置を変更することで、チャンバ内の土砂に対し
て加泥材が十分に行き渡るようにし、加泥材と土砂との
混練による掘削土砂の塑性流動化を促進し、排土を円滑
に行うことができる。
【００４０】請求項５の発明のトンネル掘削機によれ
ば、加泥ノズルを攪拌棒の先端部外周面に形成し、噴射
位置変更手段により加泥ノズルの噴射方向を攪拌棒の周
方向に沿って変更可能としたので、容易に加泥ノズルの
噴射方向を周方向に変更することができる。
ば、加泥ノズルを攪拌棒の先端部外周面に形成し、噴射
位置変更手段により加泥ノズルの噴射方向を攪拌棒の周
方向に沿って変更可能としたので、容易に加泥ノズルの
噴射方向を周方向に変更することができる。
【００４１】請求項６の発明のトンネル掘削機によれ
ば、加泥ノズルを攪拌棒の先端部外周面に形成し、噴射
位置変更手段により加泥ノズルの噴射位置を攪拌棒の軸
方向に沿って変更可能としたので、容易に加泥ノズルの
噴射位置を軸方向に変更することができる。
ば、加泥ノズルを攪拌棒の先端部外周面に形成し、噴射
位置変更手段により加泥ノズルの噴射位置を攪拌棒の軸
方向に沿って変更可能としたので、容易に加泥ノズルの
噴射位置を軸方向に変更することができる。
【００４２】請求項７の発明のトンネル掘削機によれ
ば、攪拌棒をバルクヘッドあるいはバルクヘッドのマン
ホールを開閉自在なハッチに設けたので、スペースの有
効利用が可能となり、構造の簡素化、軽量化を図ること
ができる。
ば、攪拌棒をバルクヘッドあるいはバルクヘッドのマン
ホールを開閉自在なハッチに設けたので、スペースの有
効利用が可能となり、構造の簡素化、軽量化を図ること
ができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の概
略断面図である。
略断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】攪拌棒の装着構造を表す要部断面図である。
【図４】加泥ノズルの噴射位置を変更したトンネル掘削
機の要部断面図である。
機の要部断面図である。
【図５】薬液注入管を装着したトンネル掘削機の要部断
面図である。
面図である。
１１ 掘削機本体 １６ ビーム １７ カッタヘッド ２２ バルクヘッド ２３ チャンバ ２４ スクリューコンベヤ（排土手段） ２５ 第１マンホール ２６ 第１ハッチ ３０ シールドジャッキ（推進ジャッキ） ３３ 加泥材注入口 ３４ 攪拌棒 ３５ 加泥ノズル ３７ 薬液注入管 ４２ パッキン ４４ ボールジョイント ４６ ゲートバルブ ４８ シール ５１ ボルト（噴射位置変更手段） ５３ 加泥弁 ５６ スペーサ（噴射位置変更手段）
フロントページの続き (72)発明者 田中 大三 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 今泉 篤 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AC04 BA03 CA01 CA03 DA33 FA02 FA03
Claims (7)
- 【請求項１】 筒状をなして前部にバルクヘッドを有す
る掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッ
キと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着され
たカッタヘッドと、先端部に加泥ノズルを有して前記バ
ルクヘッドから前方のチャンバに突出して設けられた交
換可能な攪拌棒と、該チャンバ内の土砂を排出する排土
手段とを具えたことを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項２】 請求項１記載のトンネル掘削機におい
て、前記攪拌棒に代えて地盤改良材注入管を装着可能で
あることを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項３】 請求項１記載のトンネル掘削機におい
て、前記バルクヘッドから前記攪拌棒を引き抜いた後
に、前記掘削機本体内への浸水を防止する止水用ゲート
バルブを設けたことを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項４】 筒状をなして前部にバルクヘッドを有す
る掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッ
キと、前記掘削機本体の前部に駆動回転可能に装着され
たカッタヘッドと、先端部に加泥ノズルを有して前記バ
ルクヘッドから前方のチャンバに突出して設けられた攪
拌棒と、前記加泥ノズルの噴射位置を変更する噴射位置
変更手段と、前記チャンバ内の土砂を排出する排土手段
とを具えたことを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項５】 請求項４記載のトンネル掘削機におい
て、前記加泥ノズルは前記攪拌棒の先端部外周面に形成
され、前記噴射位置変更手段は該加泥ノズルの噴射方向
を該攪拌棒の周方向に沿って変更可能であることを特徴
とするトンネル掘削機。 - 【請求項６】 請求項４記載のトンネル掘削機におい
て、前記加泥ノズルは前記攪拌棒の先端部外周面に形成
され、前記噴射位置変更手段は該加泥ノズルの噴射位置
を該攪拌棒の軸方向に沿って変更可能であることを特徴
とするトンネル掘削機。 - 【請求項７】 請求項１または４記載のトンネル掘削機
において、前記攪拌棒は、前記バルクヘッドあるいは該
バルクヘッドのマンホールを開閉自在なハッチに設けら
れたことを特徴とするトンネル掘削機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001107907A JP4461410B2 (ja) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | トンネル掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001107907A JP4461410B2 (ja) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | トンネル掘削機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002303092A true JP2002303092A (ja) | 2002-10-18 |
| JP4461410B2 JP4461410B2 (ja) | 2010-05-12 |
Family
ID=18960148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001107907A Expired - Fee Related JP4461410B2 (ja) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | トンネル掘削機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4461410B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005048478A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Taisei Corp | シールド掘進機 |
| JP2012197656A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Taisei Corp | トンネル間土砂除去装置 |
| JP5303071B1 (ja) * | 2013-02-26 | 2013-10-02 | 前田建設工業株式会社 | シールド掘削機、及びシールド工法 |
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| CN113622935A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-09 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种联络通道掘进设备 |
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-
2001
- 2001-04-06 JP JP2001107907A patent/JP4461410B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP7337454B2 (ja) | 2019-10-21 | 2023-09-04 | 株式会社奥村組 | シールド掘進機 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4461410B2 (ja) | 2010-05-12 |
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