JP2003120175A - Slurry type shield machine - Google Patents

Slurry type shield machine

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JP2003120175A
JP2003120175A JP2001313699A JP2001313699A JP2003120175A JP 2003120175 A JP2003120175 A JP 2003120175A JP 2001313699 A JP2001313699 A JP 2001313699A JP 2001313699 A JP2001313699 A JP 2001313699A JP 2003120175 A JP2003120175 A JP 2003120175A
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chamber
muddy water
air
cutter
air chamber
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保徳 近藤
Susumu Uchiyama
進 内山
Hiroichi Mayu
博一 摩湯
Hirokichi Iwata
博吉 岩田
Koichi Tanaami
康一 田名網
Toshiro Sakamoto
敏郎 坂本
Toshiharu Tanaka
利春 田中
Hisaya Nakada
久也 中田
Tatsuo Furuya
達雄 古谷
Nobuhiko Obayashi
信彦 大林
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Kajima Corp
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kajima Corp
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the difficulty of stably holding a natural ground because of the difficult structure for absorbing the natural ground-side pressure fluctuation. SOLUTION: An air chamber 7 partitioned from a cutter chamber 4 by a partition wall 8 is provided on the body side of the cutter chamber 4, and an air inlet 12 for introducing air of a prescribed pressure from a shield body 2 side to form an air layer 39 is provided on the upper part of the air chamber 7. The cutter chamber 4 comprises a slurry feed pipe 5 for introducing slurry from the shield body 2 side and a slurry discharge pipe 6 provided on the lower part. The air chamber 7 comprises a chamber port 27 for introducing the slurry from the cutter chamber 4 to form a slurry layer 40, which is provided on the lower part. The lower part of the air chamber 7 is formed into an inclined surface inclined down toward the chamber port 27, so that a stable slurry discharge and the moderation of pressure fluctuation on working face side can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、切羽側の泥水圧
を安定させることができる泥水式シールド掘進機に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a muddy water shield machine capable of stabilizing the muddy water pressure on the face side.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、道路や地下鉄、上下水道等の
トンネルを掘削する機械としてシールド掘進機が用いら
れているが、近年、掘削地盤の深層化や、不安定な地盤
を掘削する要望が多くなっている。掘削地盤が深層化す
ると地下水圧が高くなり、掘削地盤に不安定な軟弱層等
が存在すると地下水圧の変動を受けやすく、地山の崩壊
等を生じる場合がある。そのため、このような場所を掘
削する場合には、切羽側に泥水圧を作用させて地山の崩
壊等を防止しながら掘削する泥水式シールド掘進機が採
用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, shield excavators have been used as machines for excavating tunnels such as roads, subways, and water and sewer systems. Is increasing. When the excavated ground becomes deeper, the groundwater pressure becomes higher, and when an unstable soft layer exists in the excavated ground, the groundwater pressure may be easily changed, and the ground may collapse. Therefore, when excavating such a place, a mud-water shield excavator is used which excavates while applying mud pressure to the face of the face to prevent the ground from collapsing.

【0003】この泥水式シールド掘進機は、シールド本
体側からカッターヘッドのチャンバー内に所定圧の泥水
を供給することによって切羽側に泥水圧を作用させなが
ら掘削し、これらを排泥することにより地山の崩壊や逸
水を防止しながら掘削するものである。そのため、切羽
側圧力を安定して制御することは、地山の崩壊や逸水を
防止する上で重要である。
This muddy water type shield machine excavates while supplying muddy water of a predetermined pressure into the chamber of the cutter head from the shield body side while exerting muddy water pressure on the face of the face, and draining these to excavate the ground. It excavates while preventing mountain collapse and lost water. Therefore, stable control of the pressure on the face side is important to prevent the collapse of natural rocks and the loss of water.

【0004】しかし、掘削開始、停止時等のバルブ切換
時や、排泥管の閉塞時等に切羽側の圧力変動が大きくな
り、切羽側圧力を安定させることが困難な場合がある。
また、このような圧力変動は、通常運転時でも地下水圧
の変動等によって生じる場合がある。
However, when the valve is switched at the time of starting or stopping excavation, or when the mud pipe is blocked, the pressure on the face of the face becomes large, and it may be difficult to stabilize the pressure on the face of the face.
Further, such pressure fluctuation may occur due to fluctuation of groundwater pressure even during normal operation.

【0005】そこで、このような圧力変動を吸収して安
定させようとする従来技術として、特許第311738
0号公報記載の発明がある。この発明では、チャンバー
の後部に形成した圧力室内に封入した空気層の空気圧を
圧力センサで検出し、この圧力値と空気圧設定値との差
に基づいて、チャンバー内に泥水を供給する泥水供給用
送泥ポンプの回転数を制御してチャンバー内の圧力を安
定させるようにしている(従来例1)。
Therefore, as a conventional technique for absorbing and stabilizing such a pressure fluctuation, Japanese Patent No. 311738 has been proposed.
There is an invention described in JP-A-0. In this invention, the air pressure of the air layer enclosed in the pressure chamber formed in the rear part of the chamber is detected by the pressure sensor, and the muddy water is supplied into the chamber based on the difference between this pressure value and the air pressure setting value. The rotation speed of the mud pump is controlled to stabilize the pressure in the chamber (conventional example 1).

【0006】また、他の従来技術として、特公昭54−
39932号公報記載の発明がある。この発明では、チ
ャンバーの後部に圧力室を形成し、この圧力室とチャン
バーとの間の対壁を可撓性部材で構成することにより、
この対壁の変形で圧力変動を吸収しようとしている(従
来例2)。
As another conventional technique, Japanese Patent Publication No.
There is an invention described in Japanese Patent No. 39932. In the present invention, a pressure chamber is formed at the rear of the chamber, and the opposing wall between the pressure chamber and the chamber is made of a flexible member,
This deformation of the opposite wall is trying to absorb the pressure fluctuation (conventional example 2).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例1の場合、チャンバーの後部に形成した圧力室に泥
水を導入し、この圧力室から排泥するとともに、この圧
力室に形成した空気層で圧力変動を吸収するものである
から、排泥される泥水の流れによってチャンバー内の圧
力も常に変動し、常に安定して圧力変動を吸収するのが
難しく、切羽側圧力の安定した保持が困難な場合があ
る。
However, in the case of the prior art example 1, mud water is introduced into the pressure chamber formed in the rear portion of the chamber, the mud is discharged from the pressure chamber, and the air layer formed in the pressure chamber is used. Since it absorbs pressure fluctuations, the pressure in the chamber also constantly fluctuates due to the flow of mud discharged, making it difficult to constantly absorb pressure fluctuations, making it difficult to maintain stable pressure on the face side. There are cases.

【0008】また、前記従来例2のように、掘削した土
砂が取り込まれるチャンバーの壁を可撓性部材で形成す
ることは、この壁が常に土砂圧を受けながら変形するこ
ととなるため、常に安定して圧力変動を吸収するのが難
しいとともに、長期間の安定した圧力変動の吸収は困難
である。
When the wall of the chamber in which the excavated earth and sand are taken in is formed of a flexible member as in the case of the conventional example 2, the wall is always deformed while receiving the earth and sand pressure. It is difficult to stably absorb the pressure fluctuation and it is difficult to absorb the stable pressure fluctuation for a long period of time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明は、カッターヘッドの後部に形成
したカッターチャンバーのシールド本体側に、該カッタ
ーチャンバーと隔壁で区切ったエアチャンバーを設け、
該エアチャンバーの上部にシールド本体側から所定圧力
のエアを導入して空気層を形成する給気口を設け、前記
カッターチャンバーにシールド本体側から泥水を導入す
る送泥管を設けるとともに、該カッターチャンバーの下
部に排泥管を設け、前記エアチャンバーの下部に該カッ
ターチャンバーから泥水を導入して泥水層を形成するチ
ャンバー口を設け、該エアチャンバーの下部を、該チャ
ンバー口に向って下向きに傾斜する傾斜面に形成してい
る。このようにカッターチャンバーと連通するエアチャ
ンバーをカッターチャンバーと区切って設け、このエア
チャンバーの下部をチャンバー口に向って下向きに傾斜
させることにより、カッターチャンバーから導入する泥
水中の泥分をエアチャンバー内に滞留させ難くしつつ、
排泥をカッターチャンバーから効率的に行い、エアチャ
ンバー内に形成した空気層の圧縮性によって切羽側の圧
力変動を緩和することができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides an air chamber separated from the cutter chamber by a partition wall on the shield body side of the cutter chamber formed at the rear of the cutter head. ,
An air supply port for introducing a predetermined pressure of air from the shield body side to form an air layer is provided in the upper part of the air chamber, and a mud pipe for introducing muddy water from the shield body side is provided in the cutter chamber, and the cutter is provided. A mud discharge pipe is provided in the lower part of the chamber, a chamber port for introducing muddy water from the cutter chamber to form a muddy water layer is provided in the lower part of the air chamber, and the lower part of the air chamber is directed downward toward the chamber port. It is formed on an inclined surface. In this way, an air chamber that communicates with the cutter chamber is provided separately from the cutter chamber, and the lower part of this air chamber is tilted downward toward the chamber opening, so that the mud in mud water introduced from the cutter chamber is stored in the air chamber. While making it hard to stay in
The sludge can be efficiently discharged from the cutter chamber, and the pressure fluctuation on the face of the face can be reduced by the compressibility of the air layer formed in the air chamber.

【0010】前記エアチャンバーの下部に排泥管スペー
スを形成し、カッターチャンバーの該排泥管スペースの
側部で排泥管開口位置よりも上部位置にチャンバー口を
配置すれば、エアチャンバーに導入される泥水の入口で
あるチャンバー口の下部から排泥するので、泥分の滞留
を少なくして安定した排泥を行うことができる。
If a sludge pipe space is formed in the lower part of the air chamber and a chamber port is arranged at a position above the sludge pipe opening position on the side of the sludge pipe space of the cutter chamber, it is introduced into the air chamber. Since the mud is discharged from the lower part of the chamber opening, which is the entrance of the muddy water, it is possible to reduce the accumulation of mud and to perform stable mud discharge.

【0011】また、シールド本体側にエアチャンバー内
の泥水面を検出する検出器を設け、該検出器で検出した
泥水面を一定にするように泥水ポンプを駆動する制御装
置を設けることにより、エアチャンバー内の泥水レベル
によって圧力変動を検出して泥水ポンプの回転数を制御
するので、ポンプの制御精度が向上して切羽水圧を安定
させることができる。
Further, a detector for detecting the surface of the muddy water in the air chamber is provided on the shield body side, and a controller for driving the muddy water pump so as to make the surface of the muddy water detected by the detector constant is provided. Since the rotation speed of the muddy water pump is controlled by detecting the pressure fluctuation depending on the muddy water level in the chamber, the pump control accuracy is improved and the face water pressure can be stabilized.

【0012】さらに、エアチャンバー下部に、該エアチ
ャンバー下部の傾斜面をチャンバー口に向って洗浄水で
洗浄する洗浄管を設ければ、仮にエアチャンバー下部に
泥分が滞留したとしても、その泥分をチャンバー口に向
って洗浄して安定した排泥を行うことができる。
Further, if a cleaning pipe for cleaning the inclined surface of the lower part of the air chamber toward the chamber opening with cleaning water is provided in the lower part of the air chamber, even if mud remains in the lower part of the air chamber, Stable sludge can be discharged by washing the minute toward the chamber mouth.

【0013】また、エアチャンバー下部の傾斜面に低摩
擦材を設ければ、エアチャンバー内に導入された泥水中
の泥分が自然にチャンバー口へと流れやすくなるので、
エアチャンバー内に泥を滞留させ難くできる。
If a low-friction material is provided on the inclined surface of the lower part of the air chamber, the mud component in the muddy water introduced into the air chamber will naturally flow to the chamber opening.
It can make it difficult for mud to stay in the air chamber.

【0014】さらに、カッターヘッドのチャンバー側に
攪拌翼を設け、シールド本体の排泥管を該攪拌翼の旋回
位置に近接して設け、シールド本体のチャンバー内外周
部を該排泥管に向けて傾斜する傾斜面に形成すれば、攪
拌翼によってチャンバー内で攪拌された泥水がシールド
本体のチャンバー内傾斜面に沿って排泥管へと流れて排
出されるので、泥水中の泥分も効果的に排出することが
できる。
Further, a stirring blade is provided on the chamber side of the cutter head, a sludge discharge pipe of the shield body is provided close to the swirling position of the stirring blade, and the chamber inner and outer peripheral portions of the shield body are directed toward the sludge discharge pipe. If it is formed on an inclined surface, the mud that is stirred in the chamber by the stirring blade will flow to the mud pipe along the inclined surface of the shield body in the chamber and will be discharged. Can be discharged to.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図1は本願発明の一実施形態を
示す泥水式シールド掘進機の前胴を示す縦断面図であ
り、図2は図1に示すA−A矢視図、図3は同B−B矢
視図である。図4は本願発明における圧力制御の一例を
示す系統図である。なお、これらの図面では、旋回モー
タや旋回歯車、中折れジャッキ等の構成を図示しない状
態で記載している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a front body of a muddy water shield machine showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line AA shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view taken along the line BB. It is a figure. FIG. 4 is a system diagram showing an example of pressure control in the present invention. It should be noted that in these drawings, the configurations of the swing motor, the swing gear, the center-folding jack, and the like are not shown.

【0016】図1に示すように、カッターヘッド1とシ
ールド本体2の前胴3との間にはカッターチャンバー4
が形成されている。このカッターチャンバー4にシール
ド本体2側から泥水を供給する送泥管5がシールド本体
2の上部に設けられ、カッターチャンバー4から泥水を
排出する排泥管6がシールド本体2の下部に設けられて
いる。
As shown in FIG. 1, a cutter chamber 4 is provided between the cutter head 1 and the front body 3 of the shield body 2.
Are formed. A mud pipe 5 for supplying muddy water to the cutter chamber 4 from the side of the shield body 2 is provided on the upper part of the shield body 2, and a mud pipe 6 for discharging muddy water from the cutter chamber 4 is provided on the lower part of the shield body 2. There is.

【0017】そして、このカッターチャンバー4の後部
にエアチャンバー7が設けられている。このエアチャン
バー7は、カッターチャンバー4の後部に設けられた隔
壁8と前胴3の所定位置に設けられた本体側隔壁9との
間に形成されており、これらの隔壁8,9の間の半径方
向所定位置に周壁10を設けることによって形成される
前胴外輪11(図2参照)がエアチャンバー7となって
いる。このエアチャンバー7を形成する本体側隔壁9に
は、エアチャンバー7内に空気を供給する給気口12
と、内部の空気を排出する排気口13が設けられてい
る。なお、前記した図示を省略する旋回モータや旋回歯
車等は、周壁10の内側に設けられる。
An air chamber 7 is provided at the rear of the cutter chamber 4. The air chamber 7 is formed between a partition wall 8 provided at a rear portion of the cutter chamber 4 and a main body side partition wall 9 provided at a predetermined position of the front body 3, and between the partition walls 8 and 9. The front chamber outer ring 11 (see FIG. 2) formed by providing the peripheral wall 10 at a predetermined position in the radial direction serves as the air chamber 7. The main body side partition wall 9 forming the air chamber 7 has an air supply port 12 for supplying air into the air chamber 7.
And an exhaust port 13 for discharging the internal air is provided. It should be noted that the turning motor, the turning gear, and the like, which are not shown, are provided inside the peripheral wall 10.

【0018】また、この本体側隔壁9には、エアチャン
バー7内の泥水量を検出する検出器14が設けられてい
る。この検出器14は、エアチャンバー7内の泥水面1
5を検出することができる水位レベル計であり、泥水面
15の変化によって切羽側の圧力変動を検出するための
ものである。この検出器14で検出した泥水面15は制
御装置16に入力され、所定圧の泥水面となるようにモ
ータ17で送泥ポンプ18が駆動されてカッターチャン
バー4内に供給される泥水量が調整される。図示する斜
線部分が泥水(掘削土砂含む)部分である。
Further, the main body side partition wall 9 is provided with a detector 14 for detecting the amount of muddy water in the air chamber 7. This detector 14 is used for the muddy water surface 1 in the air chamber 7.
5 is a water level meter capable of detecting pressure fluctuations on the face of the face due to changes in the muddy water surface 15. The muddy water surface 15 detected by the detector 14 is input to the control device 16, and the muddy water pump 18 is driven by the motor 17 to adjust the muddy water amount supplied to the cutter chamber 4 so that the muddy water surface has a predetermined pressure. To be done. The shaded portion shown in the figure is the muddy water (including excavated sediment) portion.

【0019】さらに、前記エアチャンバー7の下部には
排泥管スペース19が形成されており、カッターチャン
バー4の隔壁8に先端が設けられた排泥管6が、この排
泥管スペース19を通ってシールド本体2の後方へと設
けられている。なお、この例では、排泥管6に2個の開
閉バルブ20が設けられている。
Further, a sludge discharge pipe space 19 is formed in the lower portion of the air chamber 7, and a sludge discharge pipe 6 having a tip on a partition wall 8 of the cutter chamber 4 passes through the sludge discharge pipe space 19. Is provided behind the shield body 2. In this example, the mud discharge pipe 6 is provided with two opening / closing valves 20.

【0020】図2に示すように、排泥管スペース19
は、前胴外輪11のの下部を所定角度分で区切るように
設けられており、この実施形態では、中央に主排泥管6
A、両側部に予備排泥管6Bを設けることができるスペ
ースで形成されている。そして、エアチャンバー7の下
部は、この排泥管スペース19の両側部に設けられた傾
斜板21と、図1に示すように、シールド掘進機軸方向
に傾斜した底板22とによって隔壁8側に向って下向き
に傾斜するように形成されている。
As shown in FIG. 2, the sludge pipe space 19
Is provided so as to divide the lower portion of the front body outer ring 11 by a predetermined angle, and in this embodiment, the main sludge pipe 6 is provided at the center.
A, a space where the preliminary sludge discharge pipes 6B can be provided on both sides. The lower part of the air chamber 7 faces the partition wall 8 side by the inclined plates 21 provided on both sides of the sludge pipe space 19 and the bottom plate 22 inclined in the shield machine axial direction as shown in FIG. And is formed so as to incline downward.

【0021】また、図1,2に示すように、シールド本
体2側から底板22の上面に向って洗浄管23が設けら
れるとともに、傾斜板21の上面に向っても洗浄管23
が設けられている。これらの洗浄管23により、底板2
2と傾斜板21の上面を洗浄水で洗い流すことができる
ように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a cleaning pipe 23 is provided from the shield body 2 side toward the upper surface of the bottom plate 22, and the cleaning pipe 23 extends toward the upper surface of the inclined plate 21.
Is provided. By these washing pipes 23, the bottom plate 2
2 and the upper surfaces of the inclined plate 21 can be washed off with washing water.

【0022】さらに、図1に示すように、カッターヘッ
ド1のチャンバー側には攪拌翼25が設けられている。
この攪拌翼25は、カッターヘッド1の周方向に複数個
が配設されており、この攪拌翼25の旋回位置に近接す
るように前記排泥管6が設けられている。一方、シール
ド本体2のカッターチャンバー4内の外周部には、排泥
管6に向って傾斜する傾斜部材26が設けられている。
この傾斜部材26によって、シールド本体2前部のカッ
ターチャンバー4内が傾斜面に形成されている。この傾
斜部材26により、攪拌翼25で攪拌された泥水が排泥
管6へ流れ易くなるようにしている。なお、隔壁8に
は、傾斜部材26の上部に向けてシールド本体2側から
洗浄水を噴射する洗浄管24が設けられており、傾斜部
材26付近に泥分が留まった場合にこの洗浄管24から
洗浄水を噴射して洗浄することができる。
Further, as shown in FIG. 1, a stirring blade 25 is provided on the chamber side of the cutter head 1.
A plurality of the stirring blades 25 are arranged in the circumferential direction of the cutter head 1, and the sludge discharge pipe 6 is provided so as to be close to the turning position of the stirring blades 25. On the other hand, an inclined member 26 that inclines toward the sludge discharge pipe 6 is provided on the outer peripheral portion of the shield body 2 inside the cutter chamber 4.
The inclined member 26 forms an inclined surface inside the cutter chamber 4 in the front portion of the shield body 2. The slant member 26 makes it easier for the muddy water stirred by the stirring blade 25 to flow into the sludge discharge pipe 6. The partition 8 is provided with a cleaning pipe 24 for injecting cleaning water from the shield body 2 side toward the upper part of the inclined member 26, and when mud remains near the inclined member 26, the cleaning pipe 24 is provided. It can be washed by spraying wash water from.

【0023】図3に示すように、前記エアチャンバー7
に導入される泥水の入口となるチャンバー口27は前記
隔壁8の下部位置に設けられている。このチャンバー口
27は、前記エアチャンバー7の下部に設けられた傾斜
板21と底板22とによって絞られた位置に設けられて
いる。この実施形態では、方形のチャンバー口27の角
部が最下部となるような斜め配置で設けられている。こ
の例では、左右に2個ずつ設けられている。
As shown in FIG. 3, the air chamber 7
A chamber port 27, which serves as an inlet for the muddy water introduced into, is provided at a lower position of the partition wall 8. The chamber port 27 is provided at a position narrowed by the inclined plate 21 and the bottom plate 22 provided in the lower part of the air chamber 7. In this embodiment, the rectangular chamber openings 27 are provided in an oblique arrangement so that the corners are at the bottom. In this example, two are provided on each side.

【0024】また、上述したようにシールド本体2のカ
ッターチャンバー4内に設けられた傾斜部材26がチャ
ンバー口27の外周側まで延設されており、チャンバー
口27付近における泥水の攪拌が十分に行われるように
している。
Further, as described above, the inclined member 26 provided in the cutter chamber 4 of the shield body 2 is extended to the outer peripheral side of the chamber opening 27, so that the muddy water near the chamber opening 27 can be sufficiently stirred. I am trying to be seen.

【0025】さらに、このように設けられたチャンバー
口27に近い位置に前記予備排泥管6Bを設けるととも
に、このチャンバー口27を排泥管6の開口位置よりも
上部に位置させることにより、チャンバー口27付近か
らエアチャンバー7内の泥水中の泥分を効果的に排出す
ることができるようにしている。
Further, the preliminary sludge discharge pipe 6B is provided at a position close to the chamber mouth 27 thus provided, and the chamber mouth 27 is positioned above the opening position of the sludge discharge pipe 6 to thereby form a chamber. The mud component in the muddy water in the air chamber 7 can be effectively discharged from the vicinity of the mouth 27.

【0026】なお、前記傾斜板21と底板22の表面に
は、低摩擦材であるフッ素樹脂材が設けられており、エ
アチャンバー7内に導入された泥水中の泥分がチャンバ
ー口27側へ集まり易いように構成されている。この低
摩擦材はコーティングであってもよく、泥分が滑って集
まり易い構成であればよい。
A fluororesin material, which is a low friction material, is provided on the surfaces of the inclined plate 21 and the bottom plate 22, so that the mud component in the mud water introduced into the air chamber 7 is directed to the chamber port 27 side. It is designed to be easy to gather. The low-friction material may be a coating and may have a structure in which mud easily slips and collects.

【0027】図4に基づいて、エアチャンバー7内の圧
力制御の一例を以下に説明する。なお、図1に示す構成
と同一の構成には、同一符号を付して説明する。図示す
るように、泥水式シールド掘進機28におけるエアチャ
ンバー7内の圧力制御を行う構成としては、エア圧力制
御系統と、泥水圧力制御系統とが設けられる。
An example of pressure control in the air chamber 7 will be described below with reference to FIG. The same components as those shown in FIG. 1 will be described with the same reference numerals. As illustrated, an air pressure control system and a muddy water pressure control system are provided as a configuration for controlling the pressure in the air chamber 7 of the muddy water shield machine 28.

【0028】エア圧力制御系統は、コンプレッサ29に
よって加圧されたエアがアキュムレータ30に蓄圧さ
れ、このアキュムレータ30から減圧弁31と給気バル
ブ32を介してエアチャンバー7に供給されている。エ
アチャンバー7の空気は、排気バルブ33を介して排出
される。また、エアチャンバー7内のエア圧力は圧力セ
ンサ34によって計測されて制御装置35に入力され、
計測した値がこの制御装置35に予め設定されている圧
力設定値となるように制御装置35から前記給気バルブ
32と排気バルブ33とに信号が送られて圧力制御され
る。
In the air pressure control system, the air pressurized by the compressor 29 is accumulated in the accumulator 30 and is supplied from the accumulator 30 to the air chamber 7 via the pressure reducing valve 31 and the air supply valve 32. The air in the air chamber 7 is exhausted via the exhaust valve 33. Further, the air pressure in the air chamber 7 is measured by the pressure sensor 34 and input to the control device 35,
A signal is sent from the control device 35 to the air supply valve 32 and the exhaust valve 33 so that the measured value becomes the pressure set value preset in the control device 35, and the pressure is controlled.

【0029】一方、泥水圧力制御系統は、モータ17で
駆動される送泥ポンプ18によってカッターチャンバー
4内に泥水が供給される。また、カッターチャンバー4
内の排泥は、排泥ポンプ36によってタンク37へ排出
可能なように構成されている。また、エアチャンバー7
の泥水面15付近には検出器14(液面センサ)が設け
られており、この検出器14で検出した信号が制御装置
16に入力され、この制御装置16に予め設定されてい
る液面設定値となるようにモータ17に信号が送られて
カッターチャンバー4内の泥水圧が調整される。
On the other hand, in the muddy water pressure control system, muddy water is supplied into the cutter chamber 4 by the mud feed pump 18 driven by the motor 17. Also, the cutter chamber 4
The sludge in the inside can be discharged to the tank 37 by the sludge pump 36. Also, the air chamber 7
A detector 14 (liquid level sensor) is provided in the vicinity of the muddy water surface 15, and the signal detected by the detector 14 is input to the control device 16 to set the liquid level preset in the control device 16. A signal is sent to the motor 17 so that the value becomes a value, and the muddy water pressure in the cutter chamber 4 is adjusted.

【0030】以上のように構成された泥水式シールド掘
進機28によれば、図1に示すように、カッターチャン
バー4内に泥水を供給して切羽に泥水圧を作用させなが
らエアチャンバー7内の上部に空気を供給し、切羽側3
8の圧力を安定させた状態で、エアチャンバー7上部の
空気層39と下部の泥水層40との境界である泥水面1
5がエアチャンバー7内のほぼ軸心位置となるように圧
力バランスさせる。
According to the muddy water shield machine 28 constructed as described above, as shown in FIG. 1, muddy water is supplied into the cutter chamber 4 so that muddy water pressure is exerted on the face of the air chamber 7. Air is supplied to the upper part, face 3
With the pressure of 8 stabilized, the muddy water surface 1 which is the boundary between the air layer 39 above the air chamber 7 and the muddy water layer 40 below
The pressure is balanced so that 5 is located substantially in the axial center position in the air chamber 7.

【0031】そして、掘削時や停止時等に切羽側38の
圧力が変化して泥水面15の水位が変化した場合、その
水位が検出器14によって検出され、泥水面15がほぼ
軸心位置に戻るように泥水の送排泥が行われて切羽側3
8の圧力が安定するように制御される。
When the pressure on the face 38 changes during excavation or stop and the water level on the mud surface 15 changes, the water level is detected by the detector 14, and the mud surface 15 is almost at the axial center position. The mud water is sent and discharged to return, and the face 3
The pressure of 8 is controlled to be stable.

【0032】また、エアチャンバー7内に導入された泥
水中の泥分は、エアチャンバー7の下部に設けられた底
板22と傾斜板21に沿ってチャンバー口27へと滑
り、このチャンバー口27からカッターチャンバー4へ
と落ちて排泥管6から排出される。仮に、このようにチ
ャンバー口27からカッターチャンバー4へ落ちないよ
うな泥分があったとしても、洗浄管23,24から洗浄
水を噴射することによって底板22と傾斜板21上をチ
ャンバー口27側へ洗浄することができるので、エアチ
ャンバー7内に泥分を滞留させることなく排出すること
ができる。従って、泥水をエアチャンバー7内に導入し
て上部に空気層39を形成するような構成であっても、
安定した排泥によって切羽側の圧力を保つことができ
る。
The mud content of the muddy water introduced into the air chamber 7 slides along the bottom plate 22 and the inclined plate 21 provided in the lower part of the air chamber 7 to the chamber opening 27, and from this chamber opening 27. It falls into the cutter chamber 4 and is discharged from the sludge discharge pipe 6. Even if there is mud that does not fall from the chamber opening 27 into the cutter chamber 4 as described above, by spraying the cleaning water from the cleaning pipes 23 and 24, the bottom plate 22 and the inclined plate 21 are moved to the chamber opening 27 side. Since it can be washed, the mud can be discharged without staying in the air chamber 7. Therefore, even if the muddy water is introduced into the air chamber 7 to form the air layer 39 on the upper portion,
The stable mud keeps the pressure on the face side.

【0033】なお、上述した泥水式シールド掘進機28
では、排泥管6を排泥管6Aと予備排泥管6Bとで構成
しているが、排泥管6の本数や構成は上述した構成に限
定されるものではない。
The above-mentioned muddy water type shield machine 28 is used.
In the above, the sludge discharge pipe 6 is composed of the sludge discharge pipe 6A and the preliminary sludge discharge pipe 6B, but the number and structure of the sludge discharge pipes 6 are not limited to the above-mentioned structure.

【0034】また、前記実施の形態では、予備排泥管6
Bや検出器14等の構成を左右対称構造とすることによ
り、片方の機能が低下したとしても他方の機能で切羽側
の圧力を安定させることができるように構成している。
これらの構成は、左右対称構造に限定されるものではな
い。
Further, in the above embodiment, the preliminary sludge discharge pipe 6 is used.
By making the configurations of B, the detector 14, and the like bilaterally symmetrical, even if the function of one is lowered, the pressure on the face of the face can be stabilized by the other function.
These configurations are not limited to the bilaterally symmetrical structure.

【0035】さらに、上述した実施形態は一実施形態で
あり、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更
は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。
Furthermore, the above-described embodiment is one embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.

【0036】[0036]

【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。
The present invention is carried out in the form as described above and has the following effects.

【0037】カッターチャンバーと隔壁で区切り下部を
チャンバー口に向って傾斜させたエアチャンバーによ
り、排泥をカッターチャンバーから効率的に行いなが
ら、エアチャンバー内のエアーの圧縮性により切羽側の
急激な圧力変動を緩和するようにできるので、安定して
切羽側圧力を保つ泥水式シールド掘進機を構成すること
が可能となる。
An air chamber, which is divided by a cutter chamber and a partition wall and whose lower portion is inclined toward the chamber opening, efficiently discharges sludge from the cutter chamber, while the compressibility of the air in the air chamber causes a sharp pressure on the cutting face side. Since it is possible to reduce the fluctuation, it is possible to configure a muddy water shield machine that stably maintains the pressure on the face side.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本願発明の一実施形態を示す泥水式シールド掘
進機の前部を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a front portion of a muddy water shield machine showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すA−A矢視図である。FIG. 2 is a view on arrow AA shown in FIG.

【図3】図1に示すB−B矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow BB shown in FIG.

【図4】本願発明における圧力制御の一例を示す系統図
である。
FIG. 4 is a system diagram showing an example of pressure control in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…カッターヘッド 2…シールド本体 3…前胴 4…カッターチャンバー 5…送泥管 6…排泥管 7…エアチャンバー 8…隔壁 9…本体側隔壁 10…周壁 11…前胴外輪 12…給気口 13…排気口 14…検出器 15…泥水面 16…制御装置 17…モータ 18…送泥ポンプ 19…排泥管スペース 20…開閉バルブ 21…傾斜板 22…底板 23,24…洗浄管 25…攪拌翼 26…傾斜部材 27…チャンバー口 28…泥水式シールド掘進機 29…コンプレッサ 30…アキュムレータ 31…減圧弁 32…給気バルブ 33…排気バルブ 34…圧力センサ 35…制御装置 36…排泥ポンプ 37…タンク 38…切羽側 39…空気層 40…泥水層 1 ... Cutter head 2 ... Shield body 3 ... front torso 4 ... Cutter chamber 5 ... Mud pipe 6 ... Sludging pipe 7 ... Air chamber 8 ... Partition 9 ... Main body side partition 10 ... Surrounding wall 11 ... Front outer ring 12 ... Air supply port 13 ... Exhaust port 14 ... Detector 15… Muddy water surface 16 ... Control device 17 ... Motor 18 ... Mud pump 19 ... Sludging pipe space 20 ... Open / close valve 21 ... Inclined plate 22 ... Bottom plate 23, 24 ... Washing pipe 25 ... Stirrer 26 ... Inclined member 27 ... Chamber opening 28 ... Muddy water shield machine 29 ... Compressor 30 ... Accumulator 31 ... Pressure reducing valve 32 ... Air supply valve 33 ... Exhaust valve 34 ... Pressure sensor 35 ... Control device 36 ... Sludge pump 37 ... Tank 38 ... Face side 39 ... Air layer 40 ... Mud layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 進 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 摩湯 博一 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 岩田 博吉 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 田名網 康一 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 坂本 敏郎 兵庫県加古郡播磨町新島8番地 川崎重工 業株式会社播磨工場内 (72)発明者 田中 利春 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島建 設株式会社東京支店内 (72)発明者 中田 久也 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島建 設株式会社東京支店内 (72)発明者 古谷 達雄 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島建 設株式会社東京支店内 (72)発明者 大林 信彦 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島建 設株式会社東京支店内 Fターム(参考) 2D054 AC05 CA01 CA02 DA12 GA10 GA63 GA65    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Susumu Uchiyama             8th Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries             Harima factory (72) Inventor Hirokazu Mayu             8th Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries             Harima factory (72) Inventor Hirokichi Iwata             8th Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries             Harima factory (72) Inventor Koichi Tanaami             8th Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries             Harima factory (72) Inventor Toshiro Sakamoto             8th Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries             Harima factory (72) Inventor Toshiharu Tanaka             Kashima-ken, 1-3-8 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo             Established in Tokyo Branch (72) Inventor Hisaya Nakata             Kashima-ken, 1-3-8 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo             Established in Tokyo Branch (72) Inventor Tatsuo Furuya             Kashima-ken, 1-3-8 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo             Established in Tokyo Branch (72) Inventor Nobuhiko Obayashi             Kashima-ken, 1-3-8 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo             Established in Tokyo Branch F term (reference) 2D054 AC05 CA01 CA02 DA12 GA10                       GA63 GA65

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カッターヘッドの後部に形成したカッタ
ーチャンバーのシールド本体側に、該カッターチャンバ
ーと隔壁で区切ったエアチャンバーを設け、該エアチャ
ンバーの上部にシールド本体側から所定圧力のエアを導
入して空気層を形成する給気口を設け、前記カッターチ
ャンバーにシールド本体側から泥水を導入する送泥管を
設けるとともに、該カッターチャンバーの下部に排泥管
を設け、前記エアチャンバーの下部に該カッターチャン
バーから泥水を導入して泥水層を形成するチャンバー口
を設け、該エアチャンバーの下部を、該チャンバー口に
向って下向きに傾斜する傾斜面に形成した泥水式シール
ド掘進機。
1. An air chamber separated from the cutter chamber by a partition is provided on the shield body side of a cutter chamber formed at the rear of the cutter head, and air of a predetermined pressure is introduced from the shield body side to the upper part of the air chamber. An air supply port for forming an air layer is provided, a mud pipe for introducing mud water from the shield body side is provided in the cutter chamber, a mud discharge pipe is provided under the cutter chamber, and a mud pipe is provided under the air chamber. A muddy water shield machine having a chamber opening for introducing muddy water from a cutter chamber to form a muddy water layer, and forming a lower portion of the air chamber on an inclined surface inclined downward toward the chamber opening.
【請求項2】 エアチャンバーの下部に排泥管スペース
を形成し、カッターチャンバーの該排泥管スペースの側
部で排泥管開口位置よりも上部位置にチャンバー口を配
置したことを特徴とする請求項1記載の泥水式シールド
掘進機。
2. A mud discharge pipe space is formed in a lower portion of the air chamber, and a chamber opening is arranged at a position above a mud discharge pipe opening position at a side portion of the cutter chamber of the mud discharge pipe space. The muddy water shield machine according to claim 1.
【請求項3】 シールド本体側にエアチャンバー内の泥
水面を検出する検出器を設け、該検出器で検出した泥水
面を一定にするように泥水ポンプを駆動する制御装置を
設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の泥
水式シールド掘進機。
3. A shield body is provided with a detector for detecting the surface of the muddy water in the air chamber, and a controller for driving the muddy water pump so as to keep the surface of the muddy water detected by the detector constant. The muddy water shield machine according to claim 1 or 2.
【請求項4】 エアチャンバー下部に、該エアチャンバ
ー下部の傾斜面をチャンバー口に向って洗浄水で洗浄す
る洗浄管を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいず
れか1項に記載の泥水式シールド掘進機。
4. The cleaning pipe for cleaning the inclined surface of the lower part of the air chamber toward the chamber opening with cleaning water is provided in the lower part of the air chamber. Muddy water shield machine.
【請求項5】 エアチャンバー下部の傾斜面に低摩擦材
を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
に記載の泥水式シールド掘進機。
5. The muddy water shield machine according to any one of claims 1 to 4, wherein a low friction material is provided on the inclined surface of the lower portion of the air chamber.
【請求項6】 カッターヘッドのチャンバー側に攪拌翼
を設け、シールド本体の排泥管を該攪拌翼の旋回位置に
近接して設け、シールド本体のチャンバー内外周部を該
排泥管に向けて傾斜する傾斜面に形成したことを特徴と
する請求項1〜5のいずれか1項に記載の泥水式シール
ド掘進機。
6. A stirrer blade is provided on the chamber side of the cutter head, a sludge discharge pipe of the shield body is provided close to a swirl position of the stirrer blade, and a chamber inner and outer peripheral portion of the shield body is directed to the sludge discharge pipe. The muddy water shield machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the muddy water shield machine is formed on an inclined surface.
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CN110500108A (en) * 2019-09-24 2019-11-26 中国电建集团铁路建设有限公司 A kind of novel balancing earth-pressure shielding machine and working method

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