JP2015021338A - Exchange device and exchange method for earth pressure gauge of mud pressure shield machine - Google Patents

Exchange device and exchange method for earth pressure gauge of mud pressure shield machine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily exchange an earth pressure gauge of a mud pressure shield machine.SOLUTION: An earth pressure gauge 11a of a mud pressure shield machine is provided in a seal housing 11bh communicating with a through-hole 7a formed in a barrier 7 at a freely movable state, and is structured to be exchangeable by being taken out to a machine interior side. When exchanging the earth pressure gauge 11a, a slurry forming material is injected as a replacement material into a space on the opposite side of the earth pressure gauge 11a through an injection pipe 11bt while retreating the earth pressure gauge 11a, thereby preventing mud in a chamber from intruding into the seal housing 11bh through the through-hole 7a. After the earth pressure gauge 11a is made to retreat more than a sluice valve 11bp at a middle position of the seal housing 11bh, the sluice valve 11bp is closed and then the earth pressure gauge 11a is taken out from the seal housing 11bh and is exchanged.

Description

本発明は、泥土圧シールド掘進機の土圧計の交換装置および泥土圧シールド掘進機の土圧計の交換方法に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mud pressure shield excavator earth pressure gauge exchanging apparatus and a mud pressure shield excavator earth pressure gauge exchanging method.

泥土圧シールド掘進機は、カッタヘッドにより掘削された土砂に添加材を注入して練り混ぜることで生成された不透水性と塑性流動性(自由に変形および移動できる性質)とを持つ泥土をカッタヘッドの背面側に設けられたチャンバ内に充満した状態で掘進することで泥土圧を発生させ、その泥土圧を切羽の土圧に対抗させた状態で掘削処理を進めている。そして、掘削処理に際しては、チャンバ内の泥土圧を予め決められた値に維持管理しながら掘進と排土とを行うことで切羽の安定性を維持している。このため、チャンバと機器本体内とを分ける隔壁には、チャンバ内の泥土圧を測定する土圧計が設置されている(例えば特許文献1,2参照)。   The mud pressure shield machine cuts mud soil with imperviousness and plastic fluidity (property of free deformation and movement) generated by injecting and mixing additives into the soil excavated by the cutter head. The excavation process is carried out in a state where mud pressure is generated by digging in a state where the chamber provided on the back side of the head is filled and the mud pressure is opposed to the earth pressure of the face. In the excavation process, the stability of the face is maintained by excavating and discharging the soil while maintaining the mud pressure in the chamber at a predetermined value. For this reason, the partition which divides a chamber and the inside of an apparatus main body is installed with the earth pressure gauge which measures the mud pressure in a chamber (for example, refer patent documents 1, 2).

実開平2−37913号公報Japanese Utility Model Publication No. 2-37913 実開平2−132797号公報Japanese Utility Model Publication No.2-132797

ところで、泥土圧シールド掘進機の土圧計に故障が生じた場合、土圧計を交換する必要があるが、土圧計の交換に際しては、シールド掘進機の掘進動作を中止し、切羽側に薬液等を注入して掘削面部分を固定する地盤の改良作業を行い、さらにチャンバ内の土を排出する作業が必要となる。このため、土圧計の交換作業は長時間に渡り掘削作業を止めることになるので、シールド掘進機の長距離施工を阻害する要因になっている。   By the way, if the earth pressure gauge of the mud pressure shield machine has failed, it is necessary to replace the earth pressure gauge.However, when exchanging the earth pressure gauge, the excavation operation of the shield machine is stopped and chemicals etc. are applied to the face side. It is necessary to work to improve the ground to inject and fix the excavated surface portion, and to discharge the soil in the chamber. For this reason, the exchanging work of the earth pressure gauge stops the excavation work for a long time, which is a factor hindering the long-distance construction of the shield machine.

特に、玉石等の多い地層での掘削作業においては、土圧計の検出面にシリコン樹脂等を充填して保護しても、玉石等が土圧計を過度に支圧することにより土圧計に永久歪みが発生し、適切な土圧管理が不可能になるような故障の発生頻度が増えるので、如何にして、土圧計の交換を容易にし、シールド掘進機の長距離施工を実現するかが重要な課題となっている。   In particular, in excavation work where there are many cobblestones or the like, even if the detection surface of the earth pressure gauge is filled with silicon resin or the like to protect it, permanent deformation will occur in the earth pressure gauge due to the cobblestone or the like overloading the earth pressure gauge. As the frequency of failures that would occur and make it impossible to properly manage earth pressure increases, how to make it easy to replace earth pressure gauges and realize long-distance construction of shield machines It has become.

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、その目的は、泥土圧シールド掘進機の土圧計を容易に交換することが可能な技術を提供することを目的とする。   This invention is made | formed from the above-mentioned technical background, The objective is to provide the technique which can replace | exchange the earth pressure gauge of a mud pressure shield excavator easily.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明の泥土圧シールド掘進機の土圧計の交換装置は、泥土圧シールド掘進機の機器本体内を切羽側と機内側とに分ける隔壁を貫通する貫通穴に連通するように設けられ、前記貫通穴から前記機内側に向かって延びる中空路を形成する筒体と、前記筒体の途中位置に設けられ、前記中空路を開閉する開閉手段と、前記筒体内において、前記中空路に沿って移動自在の状態で設けられ、前記切羽側に土圧検出面を向けた状態で配置された土圧計を保持する保持部材と、前記中空路において前記土圧計の前記土圧検出面の向かい側に形成される空間に流動性を有する置換材を注入する注入手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the earth pressure gauge exchanging device of the mud pressure shield machine according to claim 1 of the present invention penetrates a partition that divides the inside of the equipment body of the mud pressure shield machine into a face side and an inside of the machine. A cylindrical body that is provided so as to communicate with the through-hole, and that extends from the through-hole toward the inner side of the machine, and an opening / closing means that is provided at an intermediate position of the cylindrical body and opens and closes the hollow path. A holding member that holds the earth pressure gauge that is provided in the cylinder so as to be movable along the hollow path and that has the earth pressure detection surface facing the face, and the hollow path includes the holding member. Injecting means for injecting a replacement material having fluidity into a space formed on the opposite side of the earth pressure detection surface of the earth pressure gauge.

また、請求項2に記載の本発明の泥土圧シールド掘進機の土圧計の交換方法は、泥土圧シールド掘進機の機器本体内を切羽側と機内側とに分ける隔壁を貫通する貫通穴から前記機内側に向かって延びる中空路を形成する筒体内において、前記切羽側に土圧検出面を向けた状態で配置された土圧計を、前記中空路に沿って前記機内側に移動させるとともに、前記土圧計の移動により前記土圧検出面の向かい側に形成される空間内に流動性を有する置換材を注入する工程と、前記土圧計の移動により前記土圧計が、前記筒体の途中位置に設けられた開閉手段よりも前記機内側に位置したら前記開閉手段を閉じる工程と、前記開閉手段を閉じた後、前記土圧計を前記機内側に移動させて前記筒体内から取り出して交換する工程と、前記土圧計を交換した後、前記開閉手段を閉じたまま、交換後の土圧計をその土圧検出面を前記切羽側に向けて前記筒体内に挿入する工程と、前記交換後の土圧計を前記筒体内に挿入した後、前記開閉手段を開き、前記交換後の土圧計を前記中空路に沿って前記切羽側に移動させて土圧検出位置に設定する工程と、を有することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for replacing the earth pressure gauge of the mud pressure shield machine according to the present invention from a through hole penetrating a partition dividing the inside of the machine body of the mud pressure shield machine into a face side and an inside of the machine. In the cylinder forming the hollow path extending toward the machine inner side, the earth pressure gauge arranged with the earth pressure detection surface facing the face side is moved to the machine inner side along the hollow path, and A step of injecting a fluid replacement material into a space formed on the opposite side of the earth pressure detection surface by the movement of the earth pressure gauge; and the earth pressure gauge is provided at an intermediate position of the cylinder by the movement of the earth pressure gauge. A step of closing the opening / closing means when positioned on the inner side of the opening / closing means, a step of moving the earth pressure gauge to the inner side of the machine after the closing of the opening / closing means and exchanging it from the cylinder; Replace the earth pressure gauge After that, the step of inserting the replaced earth pressure gauge into the cylinder with the earth pressure detection surface facing the face is inserted with the opening / closing means closed, and the exchanged earth pressure gauge is inserted into the cylinder. And then opening the opening / closing means and moving the replaced earth pressure gauge to the face side along the hollow path to set the earth pressure detection position.

請求項1記載の発明によれば、泥土圧シールド掘進機の機内において土圧計を筒体を通じて機内側に取り出すことができるので、泥土圧シールド掘進機の土圧計を容易に交換することが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, since the earth pressure gauge can be taken out through the cylinder inside the mud pressure shield machine, the earth pressure gauge of the mud pressure shield machine can be easily replaced. Become.

請求項2記載の発明によれば、土圧計を機内側に取り出す際に土圧計の向かい側の空間に流動性を持つ置換材を注入することにより、切羽側の土砂が隔壁の貫通穴を通じて筒体内に入り込むのを抑制または防止することが可能になる。   According to the second aspect of the present invention, when the earth pressure gauge is taken out to the inside of the machine, the fluid substitution material is injected into the space opposite to the earth pressure gauge, so that the earth and sand on the face side passes through the through hole of the partition wall. It becomes possible to suppress or prevent entry.

本発明の一実施の形態に係る泥土圧シールド掘進機の内部を側面から透かして見せた構成図である。It is the block diagram which looked at the inside of the mud pressure shield machine which concerns on one embodiment of this invention through the side. (a)は図1の泥土圧シールド掘進機のカッタヘッドの正面図、(b)は図1の泥土圧シールド掘進機の位置Aを矢印で示す方向から見た構成図である。(A) is the front view of the cutter head of the mud pressure shield machine of FIG. 1, (b) is the block diagram which looked at the position A of the mud pressure shield machine of FIG. 1 from the direction shown by the arrow. 図1の泥土圧シールド掘進機の隔壁の要部を拡大して示した平面図である。It is the top view which expanded and showed the principal part of the partition of the mud pressure shield machine of FIG. 図1の泥土圧シールド掘進機の隔壁とその前後とを拡大して示した構成図である。It is the block diagram which expanded and showed the partition of the mud pressure shield machine of FIG. 1, and its front and back. (a)は図1の泥土圧シールド掘進機の土圧検出部の断面図であり、(b)は(a)の土圧検出部の分解断面図である。(A) is sectional drawing of the earth pressure detection part of the mud pressure shield machine of FIG. 1, (b) is an exploded sectional view of the earth pressure detection part of (a). (a)は図1の泥土圧シールド掘進機の土圧計の交換工程中における土圧検出部の断面図、(b)は(a)に続く土圧計の交換工程中における土圧検出部の断面図である。(A) is sectional drawing of the earth pressure detection part in the exchange process of the earth pressure gauge of the mud pressure shield machine of FIG. 1, (b) is a cross section of the earth pressure detection part in the exchange process of the earth pressure gauge following (a). FIG. (a)は図6に続く土圧計の交換工程中の土圧検出部の断面図、(b)は(a)に続く土圧計の交換工程中における土圧検出部の断面図である。(A) is sectional drawing of the earth pressure detection part in the exchange process of the earth pressure gauge following FIG. 6, (b) is sectional drawing of the earth pressure detection part in the exchange process of the earth pressure gauge following (a). (a)は図7に続く土圧計の交換工程中の土圧検出部の断面図、(b)は(a)に続く土圧計の交換工程中における土圧検出部の断面図である。(A) is sectional drawing of the earth pressure detection part in the exchange process of the earth pressure gauge following FIG. 7, (b) is sectional drawing of the earth pressure detection part in the exchange process of the earth pressure gauge following (a).

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, an embodiment as an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図1は本実施の形態の泥土圧シールド掘進機の内部を側面から透かして見せた構成図、図2(a)は図1の泥土圧シールド掘進機のカッタヘッドの正面図、図2(b)は図1の泥土圧シールド掘進機の位置Aを矢印で示す方向から見た構成図、図3は図1の泥土圧シールド掘進機の隔壁の要部を拡大して示した平面図、図4は図1の泥土圧シールド掘進機の隔壁とその前後とを拡大して示した構成図である。なお、図3では泥土圧シールド掘進機の内部を透かして見せている。   FIG. 1 is a block diagram showing the interior of the mud pressure shield machine according to the present embodiment as seen through the side, FIG. 2 (a) is a front view of the cutter head of the mud pressure shield machine of FIG. ) Is a block diagram showing the position A of the mud pressure shield machine in FIG. 1 as viewed from the direction indicated by the arrow, and FIG. 3 is an enlarged plan view showing the main part of the partition wall of the mud pressure shield machine in FIG. 4 is an enlarged view of the partition wall of the mud pressure shield machine shown in FIG. In addition, in FIG. 3, the inside of the mud pressure shield machine is shown through.

本実施の形態の泥土圧シールド掘進機1は、カッタヘッド2により掘削された土砂に添加材を注入して練り混ぜることで不透水性と塑性流動性とを持つ泥土を生成し、その泥土をカッタヘッド2と機器本体3との間の室内に充満した状態で掘進することで泥土圧を発生させ、その泥土圧を切羽の土圧に対抗させた状態で掘削坑を構築する機器であり、特に、巨礫が混在する玉石混じり砂礫層や玉石層を含む地山を掘削する場合に好適である。勿論、巨礫が混在しない玉石混じり砂礫層や玉石層あるいは通常の砂礫層に適用しても良い。   The mud pressure shield machine 1 according to the present embodiment generates mud having imperviousness and plastic fluidity by injecting an additive into the earth and sand excavated by the cutter head 2, and kneading the mud. It is a device that creates a mud pressure by digging in a state where the room between the cutter head 2 and the device body 3 is filled, and constructing a drilling mine in a state where the mud pressure is opposed to the earth pressure of the face, Particularly, it is suitable for excavating a natural ground including a boulder mixed gravel layer or a boulder layer mixed with boulders. Of course, the present invention may be applied to a boulder-mixed gravel layer, a cobblestone layer or a normal gravel layer in which no boulders are mixed.

なお、泥土圧シールド掘進機1の掘削外径は、例えば、5900mm程度である。また、泥土圧シールド掘進機1の機長は、例えば7140mm程度である。また、泥土圧シールド掘進機1の運転は、その後方に配置された後続台車(図示せず)内の運転室内で運転手により制御される。   The outer diameter of the mud pressure shield machine 1 is, for example, about 5900 mm. The captain of the mud pressure shield machine 1 is, for example, about 7140 mm. Further, the operation of the mud pressure shield machine 1 is controlled by the driver in the driver's cab in a succeeding carriage (not shown) disposed behind the mud pressure shield machine 1.

カッタヘッド2は、地山の切羽を掘削する部材であり、カッタヘッド2の周方向に沿って回転自在の状態で機器本体3の前面に設置されている。このカッタヘッド2には、例えば、円盤状のスポークタイプが採用されている。すなわち、図2(a)に示すように、カッタヘッド2は、中央のハブ部2aと、ハブ部2aから外周に向かって放射状に延びる6本のスポーク部2bと、スポーク部2bの延在方向の中途部同士を結ぶ中間リング部2cと、スポーク部2bの先端部同士を結ぶ外周リング部2dと、これらの部材間に形成された貫通穴2eとを備えている。   The cutter head 2 is a member that excavates the face of a natural mountain, and is installed on the front surface of the apparatus main body 3 so as to be rotatable along the circumferential direction of the cutter head 2. For the cutter head 2, for example, a disc-shaped spoke type is adopted. That is, as shown in FIG. 2A, the cutter head 2 includes a central hub portion 2a, six spoke portions 2b extending radially from the hub portion 2a toward the outer periphery, and the extension direction of the spoke portions 2b. An intermediate ring portion 2c that connects the midway portions, an outer peripheral ring portion 2d that connects the tip portions of the spoke portions 2b, and a through hole 2e formed between these members are provided.

カッタヘッド2の中央のハブ部2aには、センタービット4aが装着されている。各スポーク部2bには、複数のビット4bが規則的に並んで装着されている。なお、ハブ部2aには、コーンヘッド型のローラビット等のような他の掘削部材が装着される場合もある。また、スポーク部2bには、ビット4bの他に、ローラビット等のような他の掘削部材が装着される場合もある。   A center bit 4 a is attached to the hub portion 2 a at the center of the cutter head 2. A plurality of bits 4b are regularly mounted side by side on each spoke 2b. Note that other excavation members such as cone head type roller bits may be attached to the hub portion 2a. In addition to the bit 4b, another excavating member such as a roller bit may be attached to the spoke portion 2b.

また、ハブ部2aおよびスポークス部2bには、添加材注入部5a1,5a2,5a3,5a4が設けられている。この添加材注入部5a1〜5a4は、例えばベントナイト系の添加材のような作泥土材をカッタヘッド2の前面の切羽に向けて注入する構成部である。なお、添加材注入部5a1〜5a4の各々から注入される添加材には、ベントナイト系の添加材に代えて気泡材を用いても良いし、ベントナイト系の添加材と気泡材との両方を用いても良い。   The hub portion 2a and the spoke portion 2b are provided with additive injection portions 5a1, 5a2, 5a3, and 5a4. The additive injecting portions 5a1 to 5a4 are components that inject a mud clay material such as bentonite-based additive toward the front face of the cutter head 2. In addition, as an additive injected from each of the additive injection portions 5a1 to 5a4, a bubble material may be used instead of a bentonite-based additive, or both a bentonite-based additive and a bubble material are used. May be.

中間リング部2cにおいて隣接するスポーク部2b,2b間の中央には、制限突起2fが設けられている。カッタヘッド2で掘削された土砂は貫通穴2eを通じて後述のチャンバ6(図1参照)内に取り込まれるが、制限突起2fは、貫通穴2eの開口面積を規制することで、地中の巨礫や玉石等が貫通穴2eを通じてチャンバ6内に入り込むのを規制する部分である。この制限突起2fの表面にもビット4bが設けられている。   A limiting protrusion 2f is provided at the center between the adjacent spoke portions 2b, 2b in the intermediate ring portion 2c. The earth and sand excavated by the cutter head 2 is taken into a chamber 6 (see FIG. 1), which will be described later, through the through hole 2e, but the restricting projection 2f regulates the opening area of the through hole 2e, so This is a part that restricts cobblestone or the like from entering the chamber 6 through the through hole 2e. A bit 4b is also provided on the surface of the limiting protrusion 2f.

外周リング部2dにおいて切羽側の前面には、複数のビット4cがその刃を外周側に向けた状態で並んで装着されている。また、外周リング部2dの外周面には、例えば2個のコピービット4dが対極する位置に装着されている。このコピービット4dは、急曲線施工時の余堀りや泥土圧シールド掘進機1の姿勢制御等を行う役割を備えている。   In the outer peripheral ring portion 2d, a plurality of bits 4c are mounted side by side with their blades facing the outer peripheral side on the front surface on the face side. Further, for example, two copy bits 4d are mounted on the outer peripheral surface of the outer peripheral ring portion 2d at positions opposite to each other. The copy bit 4d has a role of performing excavation at the time of sharp curve construction, attitude control of the mud pressure shield machine 1 and the like.

一方、機器本体3は、図1に示すように、ガーダー部の前胴プレート3aと、その後方のテール部の後胴プレート3bとを備えている。前胴プレート3aおよび後胴プレート3bは、例えば円筒状の鋼製板により形成されており、機器本体3の外形を形成するとともに、機器本体3の内部に中空空間を形成する部材である。前胴プレート3aと後胴プレート3bとは、前胴プレート3aの後端側において後胴プレート3bの先端部分が前胴プレート3aの内周面に接した状態で入り込むことで係合されている。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the device main body 3 includes a front trunk plate 3a of a girder part and a rear trunk plate 3b of a tail part behind the girder part. The front body plate 3 a and the rear body plate 3 b are formed of, for example, a cylindrical steel plate, and are members that form an outer shape of the device body 3 and form a hollow space inside the device body 3. The front torso plate 3a and the back torso plate 3b are engaged by entering with the front end portion of the back torso plate 3b in contact with the inner peripheral surface of the front torso plate 3a on the rear end side of the front torso plate 3a. .

前胴プレート3aの前面側において、その前面から機器本体3の内方に後退した位置には、機器本体3内の中空空間を切羽側と機内側とに分ける隔壁7が設けられている。この隔壁7の切羽側、すなわち、上記カッタヘッド2と隔壁7との間には、上記チャンバ6が設けられ、隔壁7の機内側には、添加材注入部5bと、カッタ駆動体8と、中折れジャッキ9aと、シールドジャッキ9bと、スクリューコンベア10と、土圧検出部11とが設けられている。   On the front side of the front body plate 3a, a partition wall 7 is provided at a position retracted from the front side to the inside of the device main body 3 to divide the hollow space in the device main body 3 into the face side and the machine inside. The chamber 6 is provided on the face side of the partition wall 7, that is, between the cutter head 2 and the partition wall 7, and an additive material injection portion 5 b, a cutter driver 8, An intermediate jack 9a, a shield jack 9b, a screw conveyor 10, and an earth pressure detector 11 are provided.

添加材注入部5bは、機器本体3の外回りやチャンバ6内に向けて添加材を注入する機器であり、添加材注入部5bの注入口を機器本体3の外部に表出させた状態で隔壁7の外周近傍に設けられている。添加材注入部5bから注入される添加材には、例えばベントナイト系の添加材のような作泥土材が使用される。なお、添加材注入部5bから注入される添加材には、ベントナイト系の添加材に代えて気泡材を用いても良いし、ベントナイト系の添加材と気泡材との両方を用いても良い。   The additive injection portion 5b is a device for injecting the additive toward the outside of the device main body 3 or into the chamber 6, and the partition wall in a state where the injection port of the additive injection portion 5b is exposed to the outside of the device main body 3. 7 is provided in the vicinity of the outer periphery. For the additive material injected from the additive material injection portion 5b, a mud clay material such as bentonite-based additive material is used, for example. As the additive injected from the additive injection part 5b, a bubble material may be used instead of the bentonite additive, or both a bentonite additive and a bubble material may be used.

チャンバ6は、カッタヘッド2により掘削された土砂等が取り込まれる空間である。このチャンバ6内において、隔壁7の前面にはチャンバ6内に突出する円柱状等の練混ぜ翼15a,15bが設けられている一方、カッタヘッド2の背面にはチャンバ6内に突出する円柱状等の練混ぜ翼16a,16bが設けられている。これらの練混ぜ翼15a,15b,16a,16bは、カッタヘッド2の径方向の位置が互いにずれており、カッタヘッド2が回転するとチャンバ6内に入り込んだ土砂とチャンバ6内に注入された添加材とを混合するとともに撹拌する役割を備えている。   The chamber 6 is a space into which earth and sand excavated by the cutter head 2 is taken. In the chamber 6, columnar mixing blades 15 a and 15 b projecting into the chamber 6 are provided on the front surface of the partition wall 7, while the columnar shape projecting into the chamber 6 on the back surface of the cutter head 2. Equivalent mixing blades 16a and 16b are provided. These kneading blades 15a, 15b, 16a, and 16b are offset in the radial direction of the cutter head 2, and when the cutter head 2 rotates, the sand that has entered the chamber 6 and the additive injected into the chamber 6 are added. It has the role of mixing and stirring materials.

また、隔壁7の面内中央側に設けられた練混ぜ翼15bは、その先端側からチャンバ6内に向けて添加材を注入する添加剤注入部を兼ねている。この練混ぜ翼15bから注入される添加材には、例えば気泡材が使用される。なお、練混ぜ翼15bから注入される添加材には、気泡材に代えてベントナイト系の添加材を用いても良いし、ベントナイト系の添加材と気泡材との両方を用いても良い。   Further, the mixing blade 15 b provided on the center side in the plane of the partition wall 7 also serves as an additive injection portion for injecting an additive material into the chamber 6 from the tip side thereof. For example, a bubble material is used as the additive injected from the mixing blade 15b. In addition, as an additive injected from the mixing blade 15b, a bentonite-based additive may be used instead of the bubble material, or both a bentonite-based additive and a bubble material may be used.

カッタ駆動体8は、カッタヘッド2を回転させる駆動源である。ここでは、カッタ駆動方式として中間支持駆動方式が例示されており、カッタ駆動体8は、図1および図3に示すように、カッタヘッド2の正面内の中央と外周とのほぼ中央の位置に、カッタヘッド2の周方向に沿って複数個並んで配置されている。   The cutter driver 8 is a drive source that rotates the cutter head 2. Here, an intermediate support driving method is exemplified as the cutter driving method, and the cutter driving body 8 is located at a substantially central position between the center and the outer periphery of the cutter head 2 as shown in FIGS. 1 and 3. A plurality of the cutter heads 2 are arranged along the circumferential direction of the cutter head 2.

中折れジャッキ9aは、前胴プレート3aと後胴プレート3bとを連結するとともに、泥土圧シールド掘進機1の推進方向を修正する機器であり、図1に示すように、機器本体3内において前胴プレート3aと後胴プレート3bとの境界を跨ぐ位置に、泥土圧シールド掘進機1の周方向に沿って複数個並んで配置されている。この中折れジャッキ9aに圧油を供給し前胴プレート3aと後胴プレート3bとを予め決められた方向および角度に屈折させた状態で泥土圧シールド掘進機1を推進することにより、泥土圧シールド掘進機1の推進方向を制御することが可能になっている。   The middle-folded jack 9a is a device that connects the front trunk plate 3a and the rear trunk plate 3b and corrects the propulsion direction of the mud pressure shield machine 1 and, as shown in FIG. A plurality of them are arranged side by side along the circumferential direction of the mud pressure shield machine 1 at a position straddling the boundary between the trunk plate 3a and the rear trunk plate 3b. A mud pressure shield is provided by propelling the mud pressure shield machine 1 in a state where pressure oil is supplied to the bent jack 9a and the front body plate 3a and the rear body plate 3b are refracted in a predetermined direction and angle. It is possible to control the propulsion direction of the excavator 1.

シールドジャッキ9bは、機器本体3の後方に設置されたセグメントSGに反力をとって泥土圧シールド掘進機1を前進させるための推進力を発生させる機器であり、図1に示すように、機器本体3内において前胴プレート3aと後胴プレート3bとの境界を跨ぐ位置に、図2(b)および図3に示すように、泥土圧シールド掘進機1の周方向に沿って複数個並んで配置されている。   The shield jack 9b is a device that generates a propulsive force for advancing the mud pressure shield machine 1 by applying a reaction force to the segment SG installed behind the device body 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 2B and FIG. 3, a plurality of lines are arranged along the circumferential direction of the mud pressure shield machine 1 at a position across the boundary between the front body plate 3 a and the rear body plate 3 b in the main body 3. Has been placed.

スクリューコンベア10は、チャンバ6内に取り込まれた土砂を機外に排出するための機器であり、図1に示すように、機器本体3の底部において隔壁7を貫通しチャンバ6内に配置された土砂取込端部10aから機器本体3の後方において機器本体3の高さ方向中央より若干高い位置に配置された排出端部10bに向かって斜め上向きに連続的に延在した状態で設けられている。   The screw conveyor 10 is a device for discharging the earth and sand taken into the chamber 6 to the outside of the machine, and is disposed in the chamber 6 through the partition wall 7 at the bottom of the device body 3 as shown in FIG. It is provided in a state of continuously extending obliquely upward from the earth and sand intake end portion 10a toward the discharge end portion 10b disposed at a position slightly higher than the center in the height direction of the device main body 3 at the rear of the device main body 3. Yes.

このスクリューコンベア10には、例えば、回転軸を持たない螺旋状のブレード10cを管内に備えるリボン式のスクリューコンベアが使用されている。回転軸を持つスクリューコンベアの場合は礫等により閉塞し易いのに対して、リボン式のスクリューコンベア10の場合は搬送可能な礫等の最大径を搬送路の半径以上とすることができ、回転軸を持つスクリューコンベアでは搬送し得ないような大きさの礫等をも搬送することができる。これにより、本実施の形態の泥土圧シールド掘進機1においては、スクリューコンベア10で排出可能な大きさの玉石等を破砕せずにチャンバ6内に取り込むことが可能な構成となっている。   As the screw conveyor 10, for example, a ribbon screw conveyor having a spiral blade 10c having no rotation axis in a pipe is used. In the case of a screw conveyor having a rotating shaft, it is easily blocked by gravel, etc., whereas in the case of a ribbon screw conveyor 10, the maximum diameter of gravel etc. that can be conveyed can be made larger than the radius of the conveyance path, Gravels and the like that cannot be transported by a screw conveyor having a shaft can be transported. Thereby, in the mud pressure shield machine 1 of this Embodiment, it becomes a structure which can be taken in in the chamber 6, without crushing the cobblestone etc. of the magnitude | size which can be discharged | emitted with the screw conveyor 10. FIG.

なお、スクリューコンベア10の排出端部10bには排土管(図示せず)が連結されており、スクリューコンベア10の排出端部10bに搬送された土砂は、排土管を通じてズリ搬出台車(図示せず)等に搬送されるようになっている。   Note that a discharge pipe (not shown) is connected to the discharge end 10b of the screw conveyor 10, and the earth and sand conveyed to the discharge end 10b of the screw conveyor 10 passes through the discharge pipe to a slip-out unloading cart (not shown). ) And so on.

土圧検出部11は、図3および図4に示すように、土圧計11aと、これを交換する土圧計交換装置11bとを有している。土圧計11aは、チャンバ6内の泥土による圧力を歪ゲージを介して電気信号に変換するセンサ部分であり、その土圧検出面をチャンバ6側に向けた状態で配置されている。土圧計11aの土圧検出面は、シリコン樹脂等で形成された保護部材により被覆されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the earth pressure detection unit 11 includes an earth pressure gauge 11 a and an earth pressure gauge exchange device 11 b that exchanges the earth pressure gauge 11 a. The earth pressure gauge 11a is a sensor portion that converts the pressure due to mud in the chamber 6 into an electric signal through a strain gauge, and is arranged with its earth pressure detection surface facing the chamber 6 side. The earth pressure detection surface of the earth pressure gauge 11a is covered with a protective member made of silicon resin or the like.

ここでは、土圧検出部11が、図3に示すように、隔壁7の面内において上下左右に分散されて配置されている。これにより、チャンバ6内の泥土圧の測定精度を向上させている。この土圧検出部11は、少なくとも1箇所に配置されていれば良いが、隔壁7の面内の上下は泥土圧の差が大きいので、隔壁7の面内の上下に配置することが好ましい。なお、図3では隔壁7の面内の下方の土圧検出部11は図示が省略されている。   Here, as shown in FIG. 3, the earth pressure detectors 11 are arranged in the vertical and horizontal directions in the plane of the partition wall 7. Thereby, the measurement accuracy of the mud pressure in the chamber 6 is improved. The earth pressure detection unit 11 may be arranged at least at one place, but it is preferable that the earth pressure detection unit 11 is arranged above and below the surface of the partition wall 7 because the difference in mud pressure between the upper and lower surfaces in the partition wall 7 is large. In addition, in FIG. 3, the earth pressure detection part 11 below in the surface of the partition 7 is abbreviate | omitting illustration.

次に、土圧検出部11の土圧計交換装置の構成について図5を参照しながら説明する。図5(a)は図1の泥土圧シールド掘進機の土圧検出部の拡大断面図、図5(b)は図5(a)の土圧検出部の分解断面図である。なお、図5において隔壁7の左側がチャンバ、右側が機内である。   Next, the configuration of the earth pressure gauge changing device of the earth pressure detecting unit 11 will be described with reference to FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view of the earth pressure detection unit of the mud pressure shield machine of FIG. 1, and FIG. 5B is an exploded cross-sectional view of the earth pressure detection unit of FIG. In FIG. 5, the left side of the partition wall 7 is the chamber, and the right side is the cabin.

土圧計交換装置11bは、シールハウジング(筒体)11bhと、仕切り弁(開閉手段)11bpと、土圧計ブラケット(保持部材)11bbと、注入管(注入手段)11btと、開閉弁(注入手段)11bcとを備えている。   The earth pressure gauge exchanging device 11b includes a seal housing (cylinder) 11bh, a gate valve (opening / closing means) 11bp, a earth pressure gauge bracket (holding member) 11bb, an injection pipe (injection means) 11bt, and an opening / closing valve (injection means). 11bc.

シールハウジング11bhは、隔壁7の貫通穴7aに連通するように設けられ、貫通穴7aから機内側に向かって延びる中空路11br(図5(b)参照)を形成する中空状の部材である。このシールハウジング11bhの後端面にはシール部材11bsが接合されている。なお、貫通穴7aは、チャンバ6と機内とを貫通する穴であり、例えば、平面円形状に形成されている。
仕切り弁11bpは、シールハウジング11bh内の中空路11brを開閉する弁であり、シールハウジング11bhの途中位置に設けられている。仕切り弁11bpは、弁体Vbと、弁座Vsと、弁棒Vrと、ハンドル部Vhとを有しており、ハンドル部Vhの回転方向に応じて弁体Vbが上下してシールハウジング11bh内の中空路11brを開閉するようになっている。
The seal housing 11bh is a hollow member that is provided so as to communicate with the through hole 7a of the partition wall 7 and forms a hollow path 11br (see FIG. 5B) extending from the through hole 7a toward the inside of the machine. A seal member 11bs is joined to the rear end surface of the seal housing 11bh. The through hole 7a is a hole that penetrates the chamber 6 and the interior of the machine, and is formed in a planar circular shape, for example.
The gate valve 11bp is a valve that opens and closes the hollow path 11br in the seal housing 11bh, and is provided at a midpoint of the seal housing 11bh. The gate valve 11bp includes a valve body Vb, a valve seat Vs, a valve rod Vr, and a handle portion Vh. The valve body Vb moves up and down in the seal housing 11bh according to the rotation direction of the handle portion Vh. The hollow path 11br is opened and closed.

土圧計ブラケット11bbは、土圧計11aを保持する部材であり、中空路11brに沿って移動自在の状態で設けられている。この土圧計ブラケット11bbを機内側に移動させ土圧計11aを機内に取り出すことにより、土圧計11aの点検や交換を行うことが可能になっている。   The earth pressure gauge bracket 11bb is a member that holds the earth pressure gauge 11a, and is provided so as to be movable along the hollow path 11br. The earth pressure gauge 11a can be inspected and replaced by moving the earth pressure gauge bracket 11bb to the inside of the machine and taking out the earth pressure gauge 11a.

この土圧計ブラケット11bbの後端には、中空路11brの径方向に突出するフランジ部11bfが設けられている。このフランジ部11bfにより、土圧計ブラケット11bbの切羽側への移動が抑止され、土圧計11aの切羽側の位置(土圧検出位置)が設定されている。ここでは、土圧計11aの土圧検出面の位置が、隔壁7のチャンバ6側の面よりも機内方向に所定寸法分だけ後退した位置に配置されている。これにより、土圧計11aの土圧検出面に巨礫や玉石等が接触するのを抑制または防止することが可能になっている。   At the rear end of the earth pressure gauge bracket 11bb, a flange portion 11bf protruding in the radial direction of the hollow path 11br is provided. By this flange portion 11bf, movement of the earth pressure gauge bracket 11bb to the face side is suppressed, and a position (earth pressure detection position) on the face side of the earth pressure gauge 11a is set. Here, the position of the earth pressure detection surface of the earth pressure gauge 11a is arranged at a position retracted by a predetermined dimension in the in-machine direction from the surface of the partition wall 7 on the chamber 6 side. Thereby, it is possible to suppress or prevent the contact of boulders or cobblestones with the earth pressure detection surface of the earth pressure gauge 11a.

なお、土圧計ブラケット11bbを機内側に移動させる際には、後述するように、土圧計ブラケット11bbの移動をガイドするとともに、土圧計ブラケット11bbが機内側に飛び出すのを止めるストッパ(図5には図示せず)が装着されるようになっている。   When the earth pressure gauge bracket 11bb is moved to the inside of the machine, as will be described later, a stopper for guiding the movement of the earth pressure gauge bracket 11bb and stopping the earth pressure gauge bracket 11bb from jumping to the machine inside is shown in FIG. (Not shown) is attached.

注入管11btは、土圧計11aを土圧計ブラケット11bbで機内側に取り出す際に、土圧計11aの移動により土圧検出面の向かい側に形成される空間に流動性を有する置換材を注入する配管である。これは、土圧計11aを機内側に移動させると、土圧計11aの向かい側のチャンバ6内の泥土が貫通穴7aを通じてシールハウジング11bh内に入り込むので、それを抑制または防止するための構成である。このため、注入管11btの中空路11br側の注入口は、中空路11brにおいて可能な限り切羽側に近い位置に設けられている。   The injection pipe 11bt is a pipe for injecting a fluid replacement material into a space formed on the opposite side of the earth pressure detection surface by the movement of the earth pressure gauge 11a when the earth pressure gauge 11a is taken out by the earth pressure gauge bracket 11bb. is there. This is a configuration for suppressing or preventing mud soil in the chamber 6 opposite to the earth pressure gauge 11a from entering the seal housing 11bh through the through hole 7a when the earth pressure gauge 11a is moved to the inside of the machine. For this reason, the injection port on the hollow path 11br side of the injection pipe 11bt is provided in a position as close to the face side as possible in the hollow path 11br.

ここでは、注入管11btの中空路11br側の注入口を貫通穴7aの下部側に1箇所設けているが、貫通穴7aの上部側、右側または左側のいずれかに設けても良いし、注入管11btやその注入口を複数分散させて配置しても良い。注入管11btの注入口を貫通穴7aの上部側に設けた場合、添加材の注入方向が重力に沿うので、添加材の供給圧力を低減でき、添加材供給用のポンプの小型化を推進できる。また、注入管11btの注入口を貫通穴7aの上部側に設けた場合や貫通穴7aの内周に沿って複数分散させて配置した場合、土圧計11aの向かい側の空間内への添加材の充填速度を速めることができる。さらに、注入管11btやその注入口を複数分散させて配置した場合、いずれかの注入管11btまたは注入口が目詰まりしても他の注入管11btまたは注入口から添加材を注入することができるので、その目詰まりに因る故障の発生率を低減できる。   Here, one injection port on the hollow channel 11br side of the injection tube 11bt is provided on the lower side of the through hole 7a, but it may be provided on either the upper side, the right side or the left side of the through hole 7a. A plurality of tubes 11bt and their inlets may be dispersed. When the injection port of the injection tube 11bt is provided on the upper side of the through hole 7a, since the injection direction of the additive material follows the gravity, the supply pressure of the additive material can be reduced, and downsizing of the pump for supplying the additive material can be promoted. . In addition, when the injection port of the injection tube 11bt is provided on the upper side of the through hole 7a or when a plurality of injection ports are dispersed along the inner periphery of the through hole 7a, the additive material into the space opposite to the earth pressure gauge 11a The filling speed can be increased. Further, when a plurality of injection pipes 11bt and their injection ports are dispersed, an additive can be injected from the other injection pipe 11bt or the injection port even if one of the injection pipes 11bt or the injection port is clogged. Therefore, the occurrence rate of failure due to the clogging can be reduced.

置換材としては、上記したベントナイト系の添加材、気泡材またはその両方の添加材を用いている。開閉弁11bcは、注入管11btの開閉を行う弁であり、注入管11btの途中位置に設けられている。   As the replacement material, the aforementioned bentonite-based additive, bubble material, or both are used. The on-off valve 11bc is a valve that opens and closes the injection pipe 11bt, and is provided at a midpoint of the injection pipe 11bt.

次に、図1の泥土圧シールド掘進機1による泥土圧シールド工法について説明する。   Next, the mud pressure shield construction method using the mud pressure shield machine 1 shown in FIG. 1 will be described.

本実施の形態の泥土圧シールド掘進機1においては、カッタヘッド2を切羽に押し付け回転させながら機器本体3を推し進めることで地中に掘削抗を構築する。ここでは、例えば、粒径2mm未満の細粒(砂分)が20%を超えず、粒径2mm以上の礫石(礫分)が80%を超える地山が掘削対象とされている。   In the mud pressure shield machine 1 of the present embodiment, the excavation resistance is constructed in the ground by pushing the cutter head 2 against the face and rotating the device main body 3 while rotating it. Here, for example, a natural ground in which fine particles (sand content) having a particle diameter of less than 2 mm do not exceed 20% and gravel stones (gravel content) having a particle diameter of 2 mm or more exceed 80% is targeted for excavation.

この掘削作業に際して、カッタヘッド2で掘削した土砂に上記添加材を添加するとともに、その土砂と添加材とをカッタヘッド2の回転やその回転に追従する練混ぜ翼16a,16b等の動作により撹拌混合して掘削土砂を塑性流動性と不透水性を持つ泥土に変換する。そして、その泥土をチャンバ6内およびスクリューコンベア10内に充満させ、その充満した泥土をシールドジャッキ9bの推進力により加圧して泥土圧を発生させ、この泥土圧を切羽の土圧に対抗させることで切羽の安定を維持する。また、切羽の安定を維持するために、例えば、カッタヘッド2の回転速度を一定にし、シールドジャッキ9bの伸長速度やスクリューコンベア10の回転速度を調整し、チャンバ6内の泥土圧を上記土圧計11aにより測定しこれが一定になるようにする。   During the excavation work, the additive is added to the earth and sand excavated by the cutter head 2, and the earth and the additive are agitated by the rotation of the cutter head 2 and the operation of the mixing blades 16a and 16b that follow the rotation. Mixing to convert excavated sediment into mud with plastic fluidity and imperviousness. Then, the mud is filled in the chamber 6 and the screw conveyor 10, and the filled mud is pressurized by the propulsion force of the shield jack 9 b to generate mud pressure, and this mud pressure is made to counteract the earth pressure of the face. Keep the face stable. Further, in order to maintain the stability of the face, for example, the rotational speed of the cutter head 2 is made constant, the extension speed of the shield jack 9b and the rotational speed of the screw conveyor 10 are adjusted, and the mud pressure in the chamber 6 is measured by the above earth pressure gauge. Measure by 11a so that it is constant.

添加材として加えるベントナイト系の添加材(作泥土材)は、土砂の塑性流動性や不透水性を高める作用を有する上、巨礫を破砕した礫や玉石等の礫分を掘削土砂とともに包み込んで当該礫分が掘削土砂から分離しないように掘削土砂と礫分との一体性を向上させる作用を有している。   Bentonite-based additive (sludge material) added as an additive has the effect of improving the plastic fluidity and imperviousness of the earth and sand, and envelops gravel such as crushed gravel and cobblestone with excavated earth and sand. It has the effect of improving the integrity of the excavated sediment and gravel so that the gravel is not separated from the excavated sediment.

一方、添加材として加える気泡材は、上記礫分がカッタヘッド2や隔壁7に付着するのを抑制する分離作用を有する上、ベントナイト系の添加材では得られないクッション作用により掘削土砂や作泥土材の圧縮性を高めてチャンバ6内やスクリューコンベア10内で礫分が転がり移動するのを抑制し、また、転がり移動したとしてもクッション作用により泥土圧の急激な変動を抑制する作用を有している。   On the other hand, the foam material added as an additive has a separating action for suppressing the above-mentioned gravel from adhering to the cutter head 2 and the partition wall 7, and excavated sediment and mud clay by a cushioning action that cannot be obtained with a bentonite-based additive. Increases the compressibility of the material, suppresses the gravel from rolling and moving in the chamber 6 and the screw conveyor 10, and even if it moves, it has the effect of suppressing sudden fluctuations in mud pressure by cushioning. ing.

このため、チャンバ6内への取り込みが好ましくないような巨礫が混在する玉石混じり砂礫層や玉石層が存在する地山を掘削する場合でも、泥土圧を安定化することができ、切羽の安定性を維持できる上、スクリューコンベア10による礫分の排土を円滑に移動させて閉塞の発生を防止でき、噴出が発生するのを防止することができる。   For this reason, even when excavating a cobble with a boulder-mixed boulder layer or a boulder layer where boulders that are not preferable to be taken into the chamber 6 are excavated, the mud pressure can be stabilized, and the stability of the face is achieved. In addition, the gravel drainage by the screw conveyor 10 can be smoothly moved to prevent the occurrence of clogging and the occurrence of ejection.

次に、泥土圧シールド掘進機1の土圧計11aの交換方法について図6〜図8を参照して説明する。図6〜図8は土圧計の交換工程中の土圧検出部の断面図である。   Next, a method of replacing the earth pressure gauge 11a of the mud pressure shield machine 1 will be described with reference to FIGS. 6-8 is sectional drawing of the earth pressure detection part in the replacement | exchange process of an earth pressure gauge.

まず、泥土圧シールド掘進機1の掘進動作を中止した後、図6(a)に示すように、シールハウジング11bhの後端面に土圧計交換用のストッパ11bdを装着する。   First, after the excavation operation of the mud pressure shield excavator 1 is stopped, as shown in FIG. 6A, a stopper 11bd for earth pressure gauge replacement is mounted on the rear end surface of the seal housing 11bh.

ストッパ11bdは、ボルト部Svとナット部Snとを備えている。ボルト部Svは、土圧計ブラケット11bbの移動をガイドする部材であり、ボルト部Svの先端がフランジ部11bfおよびシール部材11bsに形成された貫通穴を通じてシールハウジング11bhの後端面に形成された雌ねじ穴に螺合されることでシールハウジング11bhに装着されている。   The stopper 11bd includes a bolt part Sv and a nut part Sn. The bolt part Sv is a member that guides the movement of the earth pressure gauge bracket 11bb, and a female screw hole formed in the rear end surface of the seal housing 11bh through the through hole formed in the flange part 11bf and the seal member 11bs at the tip of the bolt part Sv. Are attached to the seal housing 11bh.

ナット部Snは、土圧計ブラケット11bbのフランジ部11bfよりも後方においてボルト部Svに螺合されており、土圧計ブラケット11bbが機内側に向かって飛び出すのを防止する部材である。   The nut portion Sn is screwed into the bolt portion Sv behind the flange portion 11bf of the earth pressure gauge bracket 11bb, and is a member that prevents the earth pressure gauge bracket 11bb from jumping out toward the inside of the machine.

この段階では、シールハウジング11bhの仕切り弁11bpを開いた状態とする。また、注入管11btの開閉弁11bcを閉じた状態とする。   At this stage, the gate valve 11bp of the seal housing 11bh is opened. Further, the on-off valve 11bc of the injection tube 11bt is closed.

続いて、図6(b)に示すように、機内側において土圧計ブラケット11bbを後方に引っ張って土圧計11aを機内側に移動するとともに、土圧計11aの移動により土圧検出面の向かい側に形成される空間に注入管11btを通じて添加材(置換材)Adを注入する。   Subsequently, as shown in FIG. 6 (b), the earth pressure gauge bracket 11bb is pulled backward on the inside of the machine to move the earth pressure gauge 11a to the machine inside, and the earth pressure gauge 11a is formed on the side opposite to the earth pressure detection surface. The additive (substitution material) Ad is injected into the space to be formed through the injection tube 11bt.

この際、土圧計11aの移動により土圧検出面の向かい側に形成される空間に添加材Adを注入しないと、チャンバ6の泥土が貫通穴7aを通じてシールハウジング11bh内に入り込んでしまう。これに対して、本実施の形態においては、土圧計11aの移動により土圧検出面の向かい側に形成される空間に添加材Adを注入することにより、チャンバ6内の泥土が貫通穴7aを通じてシールハウジング11bh内に入り込むのを抑制または防止することができる。   At this time, if the additive material Ad is not injected into the space formed on the opposite side of the earth pressure detection surface by the movement of the earth pressure gauge 11a, mud in the chamber 6 enters the seal housing 11bh through the through hole 7a. On the other hand, in the present embodiment, the mud in the chamber 6 is sealed through the through hole 7a by injecting the additive material Ad into the space formed on the opposite side of the earth pressure detection surface by the movement of the earth pressure gauge 11a. The entry into the housing 11bh can be suppressed or prevented.

また、土圧計ブラケット11bbの後端側をナット部Snで抑えているので、土圧計11aの土圧検出面の向かい側に形成される空間に注入された添加材Adの圧力により土圧計ブラケット11bbが機内側に飛び出してしまうのを防止することができる。   Further, since the rear end side of the earth pressure gauge bracket 11bb is held by the nut portion Sn, the earth pressure gauge bracket 11bb is caused by the pressure of the additive Ad injected into the space formed on the opposite side of the earth pressure detection surface of the earth pressure gauge 11a. It is possible to prevent jumping out to the inside of the aircraft.

続いて、図7(a)に示すように、土圧計11aの向かい側の空間に添加材Adを注入しながら土圧計11aをさらに機内側に移動し、土圧計11aの位置が仕切り弁11bpよりも後方(機内側)に位置したら仕切り弁11bpを閉じる。   Subsequently, as shown in FIG. 7A, the earth pressure gauge 11a is further moved to the inside of the machine while injecting the additive Ad into the space opposite to the earth pressure gauge 11a, and the position of the earth pressure gauge 11a is more than the gate valve 11bp. When it is located behind (inside the machine), the gate valve 11bp is closed.

続いて、仕切り弁11bpを閉じた後、図7(b)に示すように、土圧計11aをシールハウジング11bhから完全に取り出し、正常に機能する土圧計11aと交換する。なお、土圧計11aの点検の際も上記と同様にする。   Subsequently, after closing the gate valve 11bp, as shown in FIG. 7B, the earth pressure gauge 11a is completely removed from the seal housing 11bh and replaced with a normally functioning earth pressure gauge 11a. In addition, it is the same as the above when checking the earth pressure gauge 11a.

次いで、図8(a)に示すように、土圧計ブラケット11bbに正常な土圧計11aを装着した後、その正常な土圧計11aをシールハウジング11bh内に挿入し、仕切り弁11bpの弁体Vbの手前の位置まで移動する。   Next, as shown in FIG. 8A, after mounting the normal earth pressure gauge 11a on the earth pressure gauge bracket 11bb, the normal earth pressure gauge 11a is inserted into the seal housing 11bh, and the valve body Vb of the gate valve 11bp is inserted. Move to the previous position.

続いて、注入管11btの開閉弁11bcを閉じた後、図8(b)に示すように、仕切り弁11bpを開き、土圧計ブラケット11bbの後端にジャッキ20等を当てて、土圧計ブラケット11bbおよび土圧計11aを切羽側に向かって押し込む。   Subsequently, after closing the on-off valve 11bc of the injection pipe 11bt, as shown in FIG. 8B, the gate valve 11bp is opened, the jack 20 or the like is applied to the rear end of the earth pressure gauge bracket 11bb, and the earth pressure gauge bracket 11bb. And the earth pressure gauge 11a is pushed toward the face side.

この際、土圧計11aの土圧検出面の向かい側の添加材Adはチャンバ6側に戻される。なお、土圧計11aの向かい側の添加材Adを注入管11btから排出する構成にしても良い。また、土圧計11aの向かい側の添加材Adを排出するための排出管を注入管11btとは別に設けておいて、その排出管を通じて添加材Adを排出する構成にしても良い。この場合は注入管11btの開閉弁11bcを閉じ、当該排出管の開閉弁を開けるようにする。これにより、注入するための添加材と排出される添加材とが混ざるのを防ぐことができる。また、添加材Adを排出する排出管を設けることにより、土圧計ブラケット11bbをシールハウジング11bh内に挿入する場合の押圧力を低減できるので、土圧計11aの交換作業の作業性を向上させることができる。   At this time, the additive Ad opposite to the earth pressure detection surface of the earth pressure gauge 11a is returned to the chamber 6 side. The additive Ad on the opposite side of the earth pressure gauge 11a may be discharged from the injection tube 11bt. Further, a discharge pipe for discharging the additive Ad opposite to the earth pressure gauge 11a may be provided separately from the injection pipe 11bt, and the additive Ad may be discharged through the discharge pipe. In this case, the on-off valve 11bc of the injection pipe 11bt is closed and the on-off valve of the discharge pipe is opened. Thereby, it is possible to prevent the additive for injection and the additive to be discharged from being mixed. Further, by providing a discharge pipe for discharging the additive Ad, the pressing force when the earth pressure gauge bracket 11bb is inserted into the seal housing 11bh can be reduced, so that the workability of the replacement work of the earth pressure gauge 11a can be improved. it can.

また、添加材Adを注入する注入管11btを貫通穴7aの上部に設け、添加材Adを排出する排出管を貫通穴7aの下部側に設けても良い。この場合、添加材の注入方向と排出方向とが重力に沿うので添加材の注入および排出を良好に行うことができる。   Further, an injection pipe 11bt for injecting the additive Ad may be provided in the upper part of the through hole 7a, and a discharge pipe for discharging the additive Ad may be provided in the lower part of the through hole 7a. In this case, since the injection direction and the discharge direction of the additive material follow the gravity, the additive material can be injected and discharged satisfactorily.

さらに、添加材Adの排出管やその排出口を複数分散させて配置しても良い。この場合、排出管の目詰まりに因る故障の発生率を低減できる。   Further, a plurality of discharge tubes and discharge ports for the additive material Ad may be dispersed. In this case, the failure rate due to clogging of the exhaust pipe can be reduced.

以上のようにして土圧計11aを機内側で安全かつ簡単に交換することができる。本実施の形態で説明した土圧計交換装置11bを持たない泥土圧シールド掘進機において、土圧計が故障した場合、土圧計の交換に際して、シールド掘進機の掘進動作を中止し、切羽側に薬液等を注入して掘削面部分を固定する地盤の改良作業を行い、さらにチャンバ内の土を排出する必要がある。このため、土圧計の交換作業は長時間に渡り掘削作業を止めることになるので、シールド掘進機の長距離施工を阻害する要因になっている。特に、玉石等の多い地層での掘削作業においては、土圧計の検出面側にシリコン樹脂等の保護材を充填する等の対策を施しても、玉石等が土圧計を過度に支圧することに起因する土圧計の故障の発生頻度が増えるので、如何にして、土圧計の交換を容易にし、シールド掘進機の長距離施工を実現するかが重要な課題となっている。   As described above, the earth pressure gauge 11a can be exchanged safely and easily inside the machine. In the mud pressure shield excavator that does not have the earth pressure gauge exchanging device 11b described in the present embodiment, when the earth pressure gauge breaks down, the excavation operation of the shield excavator is stopped when replacing the earth pressure gauge, and a chemical solution or the like is provided on the face side. It is necessary to improve the ground to fix the excavated surface by injecting the soil and to discharge the soil in the chamber. For this reason, the exchanging work of the earth pressure gauge stops the excavation work for a long time, which is a factor hindering the long-distance construction of the shield machine. In particular, in excavation work in the formation where there are many cobblestones etc., even if measures such as filling a protective material such as silicon resin on the detection surface side of the earth pressure gauge are taken, cobblestone etc. will overload the earth pressure gauge. Since the occurrence frequency of earth pressure gauge failures is increased, how to facilitate replacement of earth pressure gauges and realize long-distance construction of shield machine is an important issue.

これに対して本実施の形態の泥土圧シールド掘進機1においては、上記したように作業者がチャンバ6側に入らないでも機内側で土圧計11aを交換することができるので、土圧計11aを安全かつ容易に交換することができる。   On the other hand, in the mud pressure shield machine 1 according to the present embodiment, the earth pressure gauge 11a can be replaced inside the machine even if the operator does not enter the chamber 6 as described above. It can be exchanged safely and easily.

また、玉石等の多い地層での掘削処理において土圧計11aに故障が生じても、土圧計11aを必要な時にすぐに交換することができるので、泥土圧シールド掘進機1の長距離施工を実現することができる。   Moreover, even if the earth pressure gauge 11a breaks down during excavation processing in the formation where there are many cobblestones etc., the earth pressure gauge 11a can be replaced immediately when necessary, so the long-distance construction of the mud pressure shield machine 1 can be realized. can do.

また、チャンバ6内の泥土圧を常に予め決められた値に維持管理しながら掘進と排土とを行うことができるので、切羽を常に安定した状態で掘削工事を行うことができる。   Further, since excavation and earth removal can be performed while maintaining and maintaining the mud pressure in the chamber 6 at a predetermined value at all times, excavation work can be performed with the face always stable.

しかも、土圧計交換装置11bは、球面座型の土圧計交換方式と異なり構造が簡単であるため、低コストで泥土圧シールド掘進機1に導入することができる。   Moreover, since the earth pressure gauge exchanging device 11b has a simple structure unlike the spherical seat type earth pressure gauge exchanging system, the earth pressure gauge exchanging apparatus 11b can be introduced into the mud pressure shield excavator 1 at low cost.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the embodiment disclosed in this specification is an example in all respects and is limited to the disclosed technology. It should be considered not a thing. That is, the technical scope of the present invention should not be construed restrictively based on the description in the above-described embodiment, but should be construed according to the description of the scope of claims. All modifications are included without departing from the technical scope equivalent to the described technique and the gist of the claims.

例えば前記実施の形態においては、リボンスクリュー型のスクリューコンベアを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばリボン型と軸付き型とを組み合わせたスクリューコンベアを用いても良い。   For example, in the above-described embodiment, the case where a ribbon screw type screw conveyor is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, a screw conveyor combining a ribbon type and a shaft type May be used.

以上の説明では、本発明を中間支持駆動方式の泥土圧シールド掘進機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばセンターシャフト駆動方式や外周支持駆動方式の泥土圧シールド掘進機等、他の泥土圧シールド掘進機にも適用される。   In the above description, the case where the present invention is applied to an intermediate support drive type mud pressure shield excavator has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, a center shaft drive type or an outer periphery support drive type mud pressure shield. It is also applied to other mud pressure shield excavators such as excavators.

1 泥土圧シールド掘進機
2 カッタヘッド
3 機器本体
6 チャンバ
7 隔壁
7a 貫通穴
11 土圧検出部
11a 土圧計
11b 土圧計交換装置
11bh シールハウジング
11br 中空路
11bp 仕切り弁
11bb 土圧計ブラケット
11bf フランジ部
11bt 注入管
11bc 開閉弁
11bd ストッパ
20 ジャッキ
Sn ナット部
Sv ボルト部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mud pressure shield machine 2 Cutter head 3 Equipment body 6 Chamber 7 Bulkhead 7a Through-hole 11 Earth pressure detection part 11a Earth pressure gauge 11b Earth pressure gauge exchange device 11bh Seal housing 11br Hollow path 11bp Gate valve 11bb Earth pressure gauge bracket 11bb Flange part 11bt Injection Pipe 11bc On-off valve 11bd Stopper 20 Jack Sn Nut part Sv Bolt part

Claims (2)

泥土圧シールド掘進機の機器本体内を切羽側と機内側とに分ける隔壁を貫通する貫通穴に連通するように設けられ、前記貫通穴から前記機内側に向かって延びる中空路を形成する筒体と、
前記筒体の途中位置に設けられ、前記中空路を開閉する開閉手段と、
前記筒体内において、前記中空路に沿って移動自在の状態で設けられ、前記切羽側に土圧検出面を向けた状態で配置された土圧計を保持する保持部材と、
前記中空路において前記土圧計の前記土圧検出面の向かい側に形成される空間に流動性を有する置換材を注入する注入手段と、
を備えることを特徴とする泥土圧シールド掘進機の土圧計の交換装置。
A cylindrical body that is provided so as to communicate with a through hole that penetrates a partition wall that divides the inside of the equipment body of the mud pressure shield machine into a face side and an inside of the machine, and that forms a hollow passage extending from the through hole toward the inside of the machine When,
An opening / closing means provided at an intermediate position of the cylindrical body for opening and closing the hollow path;
In the cylinder, a holding member that is provided in a state of being movable along the hollow path, and that holds a soil pressure gauge disposed with the earth pressure detection surface facing the face side,
Injecting means for injecting a replacement material having fluidity into a space formed on the opposite side of the earth pressure gauge to the earth pressure detection surface in the hollow path,
A mud pressure shield excavator earth pressure gauge exchanging device characterized by comprising:
泥土圧シールド掘進機の機器本体内を切羽側と機内側とに分ける隔壁を貫通する貫通穴から前記機内側に向かって延びる中空路を形成する筒体内において、前記切羽側に土圧検出面を向けた状態で配置された土圧計を、前記中空路に沿って前記機内側に移動させるとともに、前記土圧計の移動により前記土圧検出面の向かい側に形成される空間内に流動性を有する置換材を注入する工程と、
前記土圧計の移動により前記土圧計が、前記筒体の途中位置に設けられた開閉手段よりも前記機内側に位置したら前記開閉手段を閉じる工程と、
前記開閉手段を閉じた後、前記土圧計を前記機内側に移動させて前記筒体内から取り出して交換する工程と、
前記土圧計を交換した後、前記開閉手段を閉じたまま、交換後の土圧計をその土圧検出面を前記切羽側に向けて前記筒体内に挿入する工程と、
前記交換後の土圧計を前記筒体内に挿入した後、前記開閉手段を開き、前記交換後の土圧計を前記中空路に沿って前記切羽側に移動させて土圧検出位置に設定する工程と、
を有することを特徴とする泥土圧シールド掘進機の土圧計の交換方法。
In the cylinder forming a hollow path extending from the through hole penetrating the partition wall that divides the inside of the device body of the mud pressure shield machine into the face side and the inside of the machine, an earth pressure detection surface is provided on the face side. The earth pressure gauge arranged in a state of being directed is moved to the inside of the machine along the hollow path, and the fluid pressure is replaced in a space formed on the opposite side of the earth pressure detection surface by the movement of the earth pressure gauge Injecting the material;
A step of closing the opening and closing means when the earth pressure gauge is located inside the machine with respect to the opening and closing means provided in the middle position of the cylindrical body by the movement of the earth pressure gauge;
After closing the opening and closing means, moving the earth pressure gauge to the inside of the machine and taking it out of the cylinder and replacing it;
After replacing the earth pressure gauge, with the opening and closing means closed, inserting the replaced earth pressure gauge into the cylinder with the earth pressure detection surface facing the face side;
After inserting the replaced earth pressure gauge into the cylinder, opening the opening and closing means, moving the replaced earth pressure gauge to the face side along the hollow path, and setting the earth pressure detection position; ,
A method for replacing a earth pressure gauge of a mud pressure shield machine, characterized by comprising:
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