JP2003328679A - シールド掘進機 - Google Patents

シールド掘進機

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JP2003328679A
JP2003328679A JP2002136791A JP2002136791A JP2003328679A JP 2003328679 A JP2003328679 A JP 2003328679A JP 2002136791 A JP2002136791 A JP 2002136791A JP 2002136791 A JP2002136791 A JP 2002136791A JP 2003328679 A JP2003328679 A JP 2003328679A
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JP
Japan
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chamber
opening
gravel
shield machine
partition wall
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JP2002136791A
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Kenji Saito
健司 斎藤
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Obayashi Corp
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Obayashi Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大礫がチャンバー内に取り込まれた場合に、
工期と工費のロスを回避すること。 【解決手段】 シールド掘進機10は、掘進機本体12
と、カッターヘッド14と、隔壁16と、チャンバー1
8とを備えている。掘進機10では、排出口26よりも
大きな大礫がチャンバー18内に浸入した際に、チャン
バー18内の圧力を維持しつつ、この大礫を収容して外
部に排出するためのストーンボックス50が、隔壁16
の背面側に設置されている。ボックス50は、両端が開
口した筒状の側壁部50aと、スライド扉50bと、開
閉扉50cとを備えている。スライド扉50bは、側壁
部50aの断面形状と同じ形状を有し、側壁部50aの
上端側から回動するようにして、スライド移動して隔壁
16側の一端側開口を開閉する。開閉扉50bは、側壁
部50aの他端側開口を開閉し、チャンバー18内に収
納された大礫を外部に排出する際に開放される。

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、シールド掘進機
に関し、特に、シールド掘進機が掘進中に、チャンバー
内に取り込んだ大礫の排出技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】シールド工法でトンネルを構築する際に
用いられるシールド掘進機は、その形状が掘削する地山
にあわせて設計され、巨大な礫(玉石やコンクリートガ
ラなど)の埋設が想定される場合には、カッターヘッド
に破砕用のビットを配列して、掘削土砂の取入れ開口幅
も制限し、小割された礫をチャンバー内に取り込み、液
体輸送やスクリューコンベアで、マシン外部に排出して
いた。
【0003】また、巨大な礫の埋設が想定されなけれ
ば、上述した如き設計を行わず、カッターヘッドの開口
幅と排出口の径を合わせたり、排出口から入ってきた礫
を取り出すための礫取箱を用意しておくといった手段が
講じられていた。
【0004】ところが、このような従来のシールド掘進
機において、排出口よりも大きな礫がチャンバー内に入
ってきた場合には、以下に説明する技術的な課題があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、排出口より
も大きな大礫がチャンバー内に入ってくると、礫のチャ
ンバー内からの排出ができないので、作業員が、隔壁
(バルクヘッド)に設けられているマンホールからチャ
ンバー内に入って、大礫を取り除くことを余儀なくされ
ていた。
【0006】この場合、チャンバーに水圧や土圧がかか
っていると、マンホールを開けてチャンバーを解放する
と、切羽の崩壊の原因になるため、薬液注入などの補助
工法や立坑を掘削構築して、水圧や土圧がかからない状
態にしなければならないので、工期と工費が大幅にロス
してしまうという問題があった。
【0007】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、薬
液注入などの補助工法や立坑の構築などを要することな
く、チャンバー内の大礫を外部に排出することができる
シールド掘進機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、筒状の掘進機本体と、前記掘進機本体の
先端側に回転自在に支持され、駆動されるカッターヘッ
ドと、前記カッターヘッドの背面側に設けられた隔壁
と、前記隔壁により隔成され、前記カッターヘッドで掘
削された掘削土砂を収容するチャンバーと、前記チャン
バー内に開口する前記掘削土砂の排出口とを有するシー
ルド掘進機において、前記隔壁の背面側に、前記チャン
バー内の圧力を維持しつつ、前記排出口よりも大きな大
礫を収容して、外部に排出するストーンボックスを設け
た。
【0009】このように構成したシールド掘進機によれ
ば、隔壁の背面側に、チャンバー内の圧力を維持しつ
つ、排出口よりも大きな大礫を収容して、外部に排出す
るストーンボックスを設けているので、排出口よりも大
きな大礫がチャンバー内に入り込んだ場合には、ストー
ンボックでこれを排出することができ、薬液注入などの
補助工法や立坑の構築などが不要になり、工期と工費の
ロスを回避することができる。
【0010】前記ストーンボックスは、両端が開口した
筒状の側壁部と、前記隔壁に設けられた開口部の周縁に
固設された前記側壁部の一端側開口を開閉し、前記一端
側開口の閉塞時に前記チャンバー内の圧力を維持する開
閉自在なスライド扉と、前記側壁部の他端側開口を開閉
し、前記チャンバー内に収納された礫を外部に排出する
際に開放される開閉扉とで構成することができる。
【0011】本発明のストーンボックスは、前記チャン
バーに、泥水を供給する送泥管と、掘削土砂を排出する
排泥管とが連通接続された泥水式シールド掘進機に好適
に採用することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1か
ら図3は、本発明にかかるシールド掘進機の一実施例を
示している。同図に示した実施例では、本発明を泥水式
シールド掘進機に適用した場合を例示している。
【0013】図1に示したシールド掘進機10は、掘進
機本体12と、カッターヘッド14と、隔壁16と、チ
ャンバー18とを備えている。掘進機本体12は、両端
が開口した円筒状の前胴部12aおよび後胴部12bを
有していて、前胴部12aの後端部と後胴部12bの前
端部とが、中折れジャッキ20を介して連結された、い
わゆる中折れ方式になっている。
【0014】カッターヘッド14は、掘進機本体12の
前胴部12a先端側に回転自在に支持されており、図2
にその正面側の詳細を示すように、厚みのある円盤状の
面板14aと、この面板14aの中心に突設されたセン
タービット14bと、面板14aの背面側中心に延設さ
れた回転軸14cとを備えている。
【0015】面板14aの前面には、掘削ビット14d
が、中心から外方に向けて複数個が十字状に、かつ、2
列状に突設されており、2列状に設けられた掘削ビット
14dの両側に、スリット状の掘削土砂の取込み用開口
部14eがそれぞれ設けられている。
【0016】また、面板14aの内部には、径方向に出
没するコピーカッタ14fが内蔵されている。コピーカ
ッタ14fは、面板14a内に設けられた図示省略のジ
ャッキにより出没され、突出状態においては、掘進機本
体10の直径よりも大きな径での掘削が可能になる。
【0017】さらに、面板14aの背面側には、チャン
バー18内にあって、掘削土砂を攪拌する攪拌翼14g
が複数突設されている。
【0018】隔壁16は、カッターヘッド14の背面側
にあって、チャンバー18を隔成するものであり、本実
施例の場合には、掘進機本体12と同じ直径の円板状に
形成され、掘進機本体12の前胴部12aから所定間隔
だけ後方に後退した位置にあって、前胴部12aの長手
軸と直交するようにして、前胴部12aの内周面に外周
縁が固設されている。
【0019】隔壁16には、カッターヘッド14の回転
軸14cが回転自在支持され、隔壁16を貫通した回転
軸14cの端部には、カッターヘッド14の面板14a
を回転駆動する駆動装置14hが連結されている。
【0020】隔壁16によりカッターヘッド14の背面
側隔成されたチャンバー18には、面板14aが駆動装
置14hにより回転駆動されて、ビット14b,14d
により掘削された土砂が、開口部14eを介して内部に
取り込まれる。
【0021】隔壁16の上部側には、チャンバー18内
に取込まれた掘削土砂と混合する泥水を供給する送泥管
22が貫通設置され、送泥水管22の先端は、チャンバ
ー18内に開口している。
【0022】また、隔壁16の下部側には、泥水と掘削
土砂との混合物を外部に排出するための排泥管24が貫
通設置され、排泥管24の先端は、チャンバー18内に
開口していて、この開口が掘削土砂の排出口26となっ
ている。
【0023】掘進機本体12内には、掘進用のシールド
ジャッキ30が設けられている。このシールドジャッキ
30は、掘削の進行に伴って、掘進機本体12の後胴部
12bの後端側に順次環状に組み立てられるセグメント
30に反力を取って、掘進機本体12を前進させる。
【0024】なお、図1に符号32に示した装置は、セ
グメント30の組立てに用いるエレクタであり、また、
符号34の部材は、掘進機本体12の後部に設けられた
テールシールである。
【0025】また、本実施例のシールド掘進機10の場
合、排泥管24には、排泥量を制御するゲートバルブ3
6と、礫取箱38およびバイパス管40が設けられてい
る。以上のような泥水式シールド掘進機としての基本的
な構成は、従来のこの種のマシンと同じであるが、本実
施例のシールド掘進機10は、以下に説明する点に顕著
な特徴がある。
【0026】すなわち、本実施例のシールド掘進機10
では、排出口26よりも大きな大礫がチャンバー18内
に浸入した際に、チャンバー18内の圧力を維持しつ
つ、この大礫を収容して外部に排出するためのストーン
ボックス50が、隔壁16の背面側に設置されている。
【0027】このストーンボックス50は、隔壁16の
スペースが許容される状態で、可能な限り、取入れ口や
容積が大きなものが望ましく、本実施例の場合には、図
3に隔壁16に対する配置状態を示すように、隔壁16
の外周縁側にあって、駆動装置14hなどの影響を与え
ない隙間に、概略台形状になるように設けられている。
【0028】本実施例のストーンボックス50は、両端
が開口した筒状の側壁部50aと、スライド扉50b
と、開閉扉50cとを備えている。側壁部50aは、隔
壁16に穿設された開口部に(側壁部50aの断面形状
と同じ形状)の周縁に一端側開口が固設されている。
【0029】スライド扉50bは、側壁部50aの断面
形状と同じ形状を有し、側壁部50aの上端側から回動
するようにして、スライド移動して隔壁16側の一端側
開口を開閉する。
【0030】スライド扉50bをスライド移動させて、
側壁部50aの一端側開口を閉塞した際には、チャンバ
ー18内が、所定の圧力状態に維持され、水密ないしは
気密性が確保されるようになっている。
【0031】開閉扉50bは、側壁部50aの他端側開
口を開閉し、チャンバー18内に収納された大礫を外部
に排出する際に開放されるものであって、本実施例の場
合には、側壁部50aに一端がヒンジ結合された扉で構
成されている。
【0032】以上のように構成されたシールド掘進機1
0においては、駆動装置14hでカッターヘッド14を
回転駆動させながら、掘進機本体12をシールドジャッ
キ30により前進させることで、トンネルの掘進が行わ
れ、掘削土砂は、チャンバー18内に取り込まれて、切
羽の崩壊を防止しつつ、チャンバー18内から送泥管2
4を介して、外部に排出される。
【0033】このような掘進過程において、排出口26
よりも大きな大礫がチャンバー18内に取り込まれる
と、ストーンボックス50が使用される。なお、大礫が
チャンバー18内に取り込まれて、その排出が困難にな
った状態は、例えば、チャンバー18内の状態を、覗き
窓から見るとか、あるいは、チャンバー18内の音を聞
くといった方法で確認することができる。
【0034】ストーンボックス50は、通常、スライド
扉50aおよび開閉扉50bにより、側壁部50aが閉
塞されていて、スライド扉50aによりチャンバー18
内の圧力状態が保たれるようになっているので、ストー
ンボックス50を使用する際には、まず、スライド扉5
0aを上方にスライド移動させて、隔壁16側を解放さ
せて、側壁部50aチャンバー18内とを連通させる。
【0035】そして、この状態で、駆動装置14hによ
り面板14aを回転駆動させると、面板14aの背面側
に突設されている攪拌翼14gにより、チャンバー18
内の大礫がすくい上げられて、ストーンボックス50内
の側壁部50aに収容される。
【0036】大礫がストーンボックス50内に収容され
ると、スライド扉50bを下方にスライド移動させて、
側壁部50a内を閉塞し、その後に、開閉扉50cを開
放して、側壁部50内の大礫を外部に排出する。
【0037】以上のように構成したシールド掘進機10
によれば、隔壁16の背面側に、チャンバー18内の圧
力を維持しつつ、排出口26よりも大きな大礫を収容し
て、外部に排出するストーンボックス50を設けている
ので、排出口26よりも大きな大礫がチャンバー18内
に入り込んだ場合には、チャンバー18内の水圧や土圧
を抜くことなく、ストーンボック50でこれを排出する
ことができ、薬液注入などの補助工法や立坑の構築など
が不要になり、工期と工費のロスを回避することができ
る。
【0038】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかるシールド掘進機によれば、大礫がチャンバー内に
取り込まれた場合に、工期と工費のロスを回避すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるシールド掘進機の一実施例を示
す縦断面である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1のA−A矢視図である。
【符号の説明】
10 シールド掘進機 12 掘進機本体 14 カッターヘッド 16 隔壁 18 チャンバー 50 ストーンボックス 50a 側壁部 50b スライド扉 50b 開閉扉

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の掘進機本体と、前記掘進機本体の
    先端側に回転自在に支持され、駆動されるカッターヘッ
    ドと、前記カッターヘッドの背面側に設けられた隔壁
    と、前記隔壁により隔成され、前記カッターヘッドで掘
    削された掘削土砂を収容するチャンバーと、前記チャン
    バー内に開口する前記掘削土砂の排出口とを有するシー
    ルド掘進機において、 前記隔壁の背面側に、前記チャンバー内の圧力を維持し
    つつ、前記排出口よりも大きな大礫を収容して、外部に
    排出するストーンボックスを設けたことを特徴とするシ
    ールド掘進機。
  2. 【請求項2】 前記ストーンボックスは、両端が開口し
    た筒状の側壁部と、 前記隔壁に設けられた開口部の周縁に固設された前記側
    壁部の一端側開口を開閉し、前記一端側開口の閉塞時に
    前記チャンバー内の圧力を維持する開閉自在なスライド
    扉と、 前記側壁部の他端側開口を開閉し、前記チャンバー内に
    収納された礫を外部に排出する際に開放される開閉扉と
    を有することを特徴とする請求項1記載のシールド掘進
    機。
  3. 【請求項3】 前記チャンバーには、泥水を供給する送
    泥管と、掘削土砂を排出する排泥管とが連通接続された
    泥水式シールド掘進機であることを特徴とする請求項1
    または2記載のシールド掘進機。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019173364A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 鹿島建設株式会社 シールド掘進機及び巨礫の処理方法
JP2019190134A (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 戸田建設株式会社 掘削機及び掘削方法

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