JP2024062855A

JP2024062855A - Screw conveyor tip opening structure

Info

Publication number: JP2024062855A
Application number: JP2022170976A
Authority: JP
Inventors: 竜生森; 公宏今北
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2024-05-10

Abstract

【課題】泥土圧式のシールド掘進機において、掘削土砂に含まれている鉄筋を、スムーズに排出できるスクリューコンベアの先端開口部構造を提供する。【解決手段】隔壁３５の背面側に掘削土砂の封入空間２０を形成する封入枠体１５と、封入枠体１５の側面部１５ｂに形成された擦動スリット１６を介して、隔壁３５に沿った方向に進退スライド可能な状態で、封入空間２０に挿入される一対のゲート板１１ａ，１１ｂと、進退駆動装置１３とを含んで構成される。進退駆動装置１３は、ゲート板１１ａ，１１ｂを、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａの前方において、先端部１２ａ，１２ｂが互いに重なる位置まで前進させ、これらの間に鉄筋５０を挟み込むことにより切断させて、切断した鉄筋５０を、掘削土砂と共にスクリューコンベア３６の内部に取り込めるようにする。【選択図】図２[Problem] To provide a screw conveyor tip opening structure that can smoothly discharge reinforcing bars contained in excavated soil in an earth pressure type shield tunneling machine. [Solution] The device includes an enclosure frame 15 that forms an enclosure space 20 for excavated soil on the back side of a partition wall 35, a pair of gate plates 11a, 11b that are inserted into the enclosure space 20 in a state in which they can slide forward and backward in a direction along the partition wall 35 via a friction slit 16 formed in a side portion 15b of the enclosure frame 15, and an advance/retract drive device 13. The advance/retract drive device 13 advances the gate plates 11a, 11b to a position in front of the tip opening 36a of the screw conveyor 36 where the tip portions 12a, 12b overlap each other, and cuts the reinforcing bars 50 by sandwiching them between them, so that the cut reinforcing bars 50 can be taken into the inside of the screw conveyor 36 together with the excavated soil. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、スクリューコンベアの先端開口部構造に関し、特に、泥土圧式のシールド掘進機において、掘削土砂に含まれている鉄筋を、掘削土砂と共にスクリューコンベアを介して排出できるようにするスクリューコンベアの先端開口部構造に関する。 The present invention relates to a tip opening structure for a screw conveyor, and in particular to a tip opening structure for a screw conveyor that enables rebar contained in excavated soil to be discharged through the screw conveyor together with the excavated soil in an earth pressure type shield tunneling machine.

シールド掘進機として、泥土圧式のシールド掘進機は、切羽部の地盤を回転カッタで切削することによりカッタチャンバに取り込まれた土砂に、薬液として好ましくは作泥剤等の塑性流動化剤を含む液材を、回転カッタを介して供給して混合することによって、塑性流動化した泥土をカッタチャンバの内部で生成し、生成された泥土がカッタチャンバに充填されることで生じた泥土圧によって、切羽部を安定させつつ、切羽部の地盤を掘削してゆくようになっている（例えば、特許文献１参照）。 A mud pressure type shield machine cuts the ground at the face with a rotating cutter, and the soil is taken into the cutter chamber. A liquid material, preferably containing a plastic fluidizing agent such as a mud making agent, is supplied through the rotating cutter to mix with the soil, generating plastically fluidized mud inside the cutter chamber. The mud generated when the cutter chamber is filled with this mud generates mud pressure, which stabilizes the face while excavating the ground at the face (see, for example, Patent Document 1).

また、このような泥土圧式のシールド掘進機では、駆動装置により回転駆動される回転カッタによって地盤が切削される際に、回転カッタに設けられた供給部から、塑性流動化剤を含む液材が切羽面の地盤に向けて供給されることで、掘削された土砂は、カッタチャンバ内でこのような液材と共に混合撹拌されることになる。塑性流動化剤を含む液材と共に混合撹拌されて塑性流動化した泥土は、切羽部の地盤の掘削に伴って、カッタチャンバを区画する隔壁に先端が開口しているスクリューコンベアを介して、カッタチャンバに充填された泥土による泥土圧が生じている状態を保持しつつ、シールド掘進機の後方に排出されることになる。 In addition, in such a mud pressure type shield machine, when the ground is cut by the rotating cutter rotated by the drive unit, a liquid material containing a plastic fluidizing agent is supplied from a supply unit provided on the rotating cutter toward the ground at the face, so that the excavated soil is mixed and stirred with the liquid material in the cutter chamber. As the ground at the face is excavated, the mud that has been mixed and stirred with the liquid material containing the plastic fluidizing agent and plastically fluidized is discharged to the rear of the shield machine via a screw conveyor whose tip opens into the partition wall that divides the cutter chamber, while maintaining the state of mud pressure generated by the mud filled in the cutter chamber.

特開２０００－２３４４９４号公報JP 2000-234494 A

一方、泥土圧式のシールド掘進機が、例えば埋立て地盤において、例えば１０メートルから数１０メートル程度の深さで地中を掘進してゆく際に、掘削された土砂の中に、鉄筋が混入して含まれている場合がある。混入している鉄筋を、掘削された土砂とともにカッタチャンバからスクリューコンベアを介してそのまま排出しようとすると、鉄筋が先端の開口に引っ掛かってスクリューコンベアの内部に取り込むことが困難になったり、取り込まれた鉄筋がスクリューと絡み合うことで、掘削された土砂を後方に搬送することが難しくなったりすることが考えられる。このようなことから、掘削された土砂の中に、鉄筋が混入して含まれている場合に、含まれている鉄筋を、先端の開口に引っ掛ったり、スクリューと絡み合ったりさせることなく、スムーズに排出できるようにする技術の開発が望まれている。 On the other hand, when an earth pressure shield machine excavates underground, for example, in reclaimed ground to a depth of 10 to several tens of meters, rebar may be mixed in with the excavated soil. If an attempt is made to discharge the mixed rebar together with the excavated soil from the cutter chamber via a screw conveyor, the rebar may get caught in the opening at the tip, making it difficult to take it into the screw conveyor, or the trapped rebar may become entangled with the screw, making it difficult to transport the excavated soil backwards. For these reasons, there is a need for the development of technology that allows the rebar to be smoothly discharged without getting caught in the opening at the tip or entangled with the screw when rebar is mixed in the excavated soil.

本発明は、泥土圧式のシールド掘進機において、掘削された土砂の中に、鉄筋が混入して含まれている場合でも、含まれている鉄筋を、スムーズに排出することのできるスクリューコンベアの先端開口部構造を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a screw conveyor tip opening structure that can smoothly discharge rebar contained in excavated soil and sand in an earth pressure shield tunneling machine, even if rebar is mixed in the excavated soil and sand.

本発明は、カッタチャンバに充填された泥土によって切羽部を安定させつつ、回転カッタにより地盤を掘削する泥土圧式のシールド掘進機において、掘削土砂に鉄筋が含まれている場合に、含まれている鉄筋を掘削土砂と共にスクリューコンベアを介して排出できるようにする、スクリューコンベアの先端開口部構造であって、カッタチャンバを区画する隔壁の下部に形成された掘削土砂の取出し開口部の、前記隔壁の掘進方向後方側の面の周縁部分に密着して固定されることで、前記隔壁の背面側に掘削土砂の封入空間を形成すると共に、前記スクリューコンベアの先端開口を、形成した封入空間に臨ませた状態で取り付けられる封入枠体と、該封入枠体の対向する一対の側面部に各々形成された擦動スリットを介して、前記隔壁に沿った方向に進退スライド可能な状態で、前記封入空間に側方から擦動しつつ挿入される一対のゲート板と、前記隔壁の背面側において前記封入枠体を挟んだ両側に取り付けられて、前記一対のゲート板を各々進退駆動させる、複数の進退駆動装置とを含んで構成されており、前記一対のゲート板は、前記スクリューコンベアの先端開口よりも掘進方向前方側において、先端部が互いに重なる位置まで、前記進退駆動装置によって、前記擦動スリットの部分で擦動しつつ、前記隔壁に沿って側方から前進できるようになっており、前記カッタチャンバの内部で混合撹拌中の掘削土砂に含まれている鉄筋を、掘削土砂が充填された前記封入空間において、前記スクリューコンベアの先端開口の手前で、前記一対のゲート板の先端部の間に挟み込むことにより切断した後に、掘削土砂と共に前記スクリューコンベアの内部に取り込むことができるようになっているスクリューコンベアの先端開口部構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。 The present invention relates to a screw conveyor tip opening structure for a mud pressure type shield tunneling machine that excavates the ground with a rotating cutter while stabilizing the face with mud filled in the cutter chamber, which allows the contained rebar to be discharged via the screw conveyor together with the excavated soil when the excavated soil contains rebar. The screw conveyor tip opening structure is attached in a state where it faces the formed enclosed space by being fixed in close contact with the peripheral portion of the face of the partition wall on the rear side in the excavation direction of the excavated soil removal opening formed in the lower part of the partition wall that divides the cutter chamber, and a pair of gate plates that are inserted into the enclosed space from the side while sliding back and forth along the partition wall through friction slits formed on a pair of opposing side parts of the enclosure frame, and a pair of gate plates that are inserted into the enclosed space while sliding back and forth along the partition wall, and a pair of gate plates that are inserted into the enclosed space from the side while sliding back and forth along the partition wall. The structure includes a plurality of forward and backward drive devices attached to both sides of the enclosed frame on the rear side of the partition wall, and each of the pair of gate plates is driven forward and backward. The pair of gate plates can be moved forward from the side along the partition wall while rubbing against the friction slits by the forward and backward drive devices until the tip ends of the pair of gate plates overlap each other forward in the excavation direction from the tip opening of the screw conveyor. The above-mentioned object is achieved by providing a screw conveyor tip opening structure in which the rebar contained in the excavated soil being mixed and stirred inside the cutter chamber can be cut by being sandwiched between the tips of the pair of gate plates in front of the tip opening of the screw conveyor in the enclosed space filled with the excavated soil, and then taken into the screw conveyor together with the excavated soil.

そして、本発明のスクリューコンベアの先端開口部構造は、前記一対のゲート板の少なくとも一方の先端部の形状が、両側部分から中間部に向けて凹状に傾斜する部分である、凹形状部分を含んだものとなっていることが好ましい。 The tip opening structure of the screw conveyor of the present invention is preferably such that the shape of the tip of at least one of the pair of gate plates includes a concave portion that slopes concavely from both side portions toward the middle portion.

また、本発明のスクリューコンベアの先端開口部構造は、前記一対のゲート板の先端部に、超硬チップが埋め込まれていることが好ましい。 In addition, it is preferable that the tip opening structure of the screw conveyor of the present invention has carbide tips embedded in the tips of the pair of gate plates.

さらに、本発明のスクリューコンベアの先端開口部構造は、前記一対のゲート板を各々進退駆動させる前記進退駆動装置が、油圧ジャッキによるものとなっていることが好ましい。 Furthermore, in the tip opening structure of the screw conveyor of the present invention, it is preferable that the forward and backward drive device that drives each of the pair of gate plates forward and backward is a hydraulic jack.

本発明のスクリューコンベアの先端開口部構造によれば、泥土圧式のシールド掘進機において、掘削された土砂の中に鉄筋が含まれている場合でも、含まれている鉄筋を、掘削された土砂とともにスクリューコンベアを介してスムーズに排出させることができる。 The tip opening structure of the screw conveyor of the present invention allows a mud pressure shield tunneling machine to smoothly discharge rebars along with the excavated soil through the screw conveyor even when the excavated soil contains rebars.

本発明の好ましい一実施形態に係るスクリューコンベアの先端開口部構造を採用した、泥土圧式のシールド掘進機の略示縦断面図である。1 is a schematic vertical cross-sectional view of a mud pressure type shield tunneling machine that employs a tip opening structure of a screw conveyor according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 本発明の好ましい一実施形態に係るスクリューコンベアの先端開口部構造を説明する、図１のＡ－Ａに沿った要部横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part taken along line AA in FIG. 1, illustrating a tip opening structure of a screw conveyor according to a preferred embodiment of the present invention. 図２のＢ－Ｂに沿った略示断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2. 図３のＣ部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of part C in FIG. 3 . （ａ）～（ｃ）は、一対のゲート板の先端部の間に鉄筋を挟み込んで切断する状況を説明する略示断面図である。11A to 11C are schematic cross-sectional views illustrating a state in which a reinforcing bar is sandwiched between the leading ends of a pair of gate plates and cut.

本発明の好ましい一実施形態に係るスクリューコンベアの先端開口部構造１０（図２、図３参照）は、例えば図１に示す泥土圧式のシールド掘進機３０において、隔壁３５によって区画された先端部分のカッタチャンバ３１の内部で混合撹拌されている、掘削された土砂（掘削土砂）の中に、鉄筋が含まれている場合でも、含まれている鉄筋を、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａに引っ掛ったり、スクリュー３６ｂと絡み合ったりさせることなく、掘削土砂と共にスムーズに排出できるようにするための、スクリューコンベア３６の先端の開口部分の構造として採用されたものである。 The tip opening structure 10 of the screw conveyor according to a preferred embodiment of the present invention (see Figures 2 and 3) is adopted as the structure of the opening at the tip of the screw conveyor 36 in, for example, an earth pressure type shield tunneling machine 30 shown in Figure 1, so that even if the excavated soil (excavated soil) contains reinforcing bars, the reinforcing bars can be discharged smoothly together with the excavated soil without getting caught in the tip opening 36a of the screw conveyor 36 or entangled with the screw 36b.

泥土圧式のシールド掘進機３０は、切羽部３３の地盤を回転カッタ３２により切削することでカッタチャンバ３１に取り込まれた掘削土砂に、好ましくは作泥剤等の塑性流動化剤を含む液材を、薬液として混合すると共に、撹拌することによって、塑性流動化した泥土を生成し、生成された泥土をカッタチャンバ３１に充填することにより生じた泥土圧によって、切羽部３３を安定させながら、切羽部３３の地盤を掘削してゆくものである。また塑性流動化した掘削土砂による泥土は、切羽部３３の地盤を掘削しつつシールド掘進機３０が前進するのに伴って、一端部が隔壁３５に先端開口３６ａとして開口している、スクリューコンベア３６を介して、シールド掘進機３０の後方に排出されることになる。 The mud pressure type shield machine 30 cuts the ground at the face 33 with the rotating cutter 32, and the excavated soil is taken into the cutter chamber 31. The excavated soil is mixed with a liquid material, preferably containing a plastic fluidizing agent such as a mud-making agent, as a chemical, and stirred to generate plastically fluidized mud. The mud generated by filling the cutter chamber 31 with the mud pressure generated by stabilizing the face 33 while excavating the ground at the face 33. As the shield machine 30 advances while excavating the ground at the face 33, the mud from the plastically fluidized excavated soil is discharged to the rear of the shield machine 30 via the screw conveyor 36, one end of which opens into the bulkhead 35 as a tip opening 36a.

一方、泥土圧式のシールド掘進機３０が、例えば埋立て地盤において１０メートルから数１０メートル程度の深さで地中を掘進してゆく際に、掘削土砂の中に、鉄筋が含まれている場合ある。含まれている鉄筋を、掘削土砂とともにカッタチャンバ３１からスクリューコンベア３６を介してそのまま排出しようとすると、鉄筋が先端開口３６ａに引っ掛かってスクリューコンベア３６の内部に取り込むことが困難になったり、取り込まれた鉄筋がスクリュー３６ｂと絡み合うことで、掘削土砂を後方に搬送することが難しくなったりすることが考えられる。 On the other hand, when the mud pressure shield machine 30 excavates underground to a depth of 10 to several tens of meters, for example, in reclaimed land, the excavated soil may contain reinforcing bars. If an attempt is made to discharge the contained reinforcing bars together with the excavated soil from the cutter chamber 31 via the screw conveyor 36, the reinforcing bars may get caught in the tip opening 36a, making it difficult to take them into the screw conveyor 36, or the taken-in reinforcing bars may become entangled with the screw 36b, making it difficult to transport the excavated soil backwards.

本実施形態のスクリューコンベアの先端開口部構造１０は、このように掘削土砂の中に鉄筋が含まれている場合に、含まれている鉄筋を適宜切断可能として、鉄筋がスクリューコンベア３６の先端開口３６ａに引っ掛かったり、スクリューコンベア３６の内部でスクリュー３６ｂと絡み合ったりするのを回避して、掘削土砂を鉄筋とともにスムーズに排出できるようにするものである。 The screw conveyor tip opening structure 10 of this embodiment is capable of appropriately cutting the rebar contained in the excavated soil when the excavated soil contains rebar, preventing the rebar from getting caught in the tip opening 36a of the screw conveyor 36 or becoming entangled with the screw 36b inside the screw conveyor 36, and allowing the excavated soil to be discharged smoothly together with the rebar.

すなわち、本実施形態のスクリューコンベアの先端開口部構造１０は、例えば図１に示すような、カッタチャンバ３１に充填された泥土によって切羽部３３を安定させつつ、回転カッタ３２により地盤を掘削する泥土圧式のシールド掘進機３０において、掘削土砂に鉄筋が含まれている場合に、含まれている鉄筋を掘削土砂と共にスクリューコンベア３６を介して排出できるようにするための構造であって、図２及び図３にも示すように、カッタチャンバ３１を区画する隔壁３５の下部に形成された掘削土砂の取出し開口部３５ａの、隔壁３５の掘進方向Ｘ後方側の面の周縁部分に密着して固定されることで、隔壁３５の背面側に掘削土砂の封入空間２０を形成すると共に、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａを、形成した封入空間２０に臨ませた状態で取り付けられる封入枠体１５と、この封入枠体１５の対向する一対の側面部１５ｂに各々形成された擦動スリット１６を介して、隔壁３５に沿った方向に進退スライド可能な状態で、封入空間２０に側方から擦動しつつ挿入される一対のゲート板１１ａ，１１ｂと、隔壁３５の背面側において封入枠体１５を挟んだ両側に取り付けられて、一対のゲート板１１ａ，１１ｂを各々進退駆動させる、複数の進退駆動装置１３とを含んで構成されている。一対のゲート板１１ａ，１１ｂは、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａよりも掘進方向Ｘ前方側において、先端部１２ａ，１２ｂが互いに重なる位置まで、進退駆動装置１３によって、擦動スリット１６の部分で擦動しつつ、隔壁３５に沿って側方から前進できるようになっている（図３参照）。カッタチャンバ３１の内部で混合撹拌中の掘削土砂に含まれている鉄筋５０（図５（ｂ）参照）を、掘削土砂が充填された封入空間２０において、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａの手前で、一対のゲート板１１ａ，１１ｂの先端部１２ａ，１２ｂの間に挟み込むことにより切断した後に、掘削土砂と共にスクリューコンベア３６の内部に取り込むことができるようになっている。 That is, the screw conveyor tip opening structure 10 of this embodiment is a structure for discharging the contained reinforcing bars together with the excavated soil via the screw conveyor 36 in a mud pressure type shield tunneling machine 30 that excavates the ground with a rotating cutter 32 while stabilizing the face 33 with mud filled in the cutter chamber 31, as shown in FIG. 1, when the excavated soil contains reinforcing bars, and is fixed in close contact with the peripheral portion of the surface of the partition wall 35 on the rear side in the excavation direction X of the excavated soil removal opening 35a formed in the lower part of the partition wall 35 that divides the cutter chamber 31, as shown in FIG. 2 and FIG. 3. The system includes an enclosure frame 15 which forms an enclosure space 20 for excavated soil on the rear side of the partition 35 and is attached with the tip opening 36a of the screw conveyor 36 facing the formed enclosure space 20, a pair of gate plates 11a, 11b which are inserted into the enclosure space 20 from the side while rubbing, while being able to slide back and forth in a direction along the partition 35, via friction slits 16 formed in each of a pair of opposing side portions 15b of the enclosure frame 15, and a plurality of advance/retract drive devices 13 which are attached on both sides of the enclosure frame 15 on the rear side of the partition 35 and drive the pair of gate plates 11a, 11b forward and backward, respectively. The pair of gate plates 11a, 11b can be moved forward from the side along the partition wall 35 while rubbing against the friction slit 16 by the forward/backward drive device 13 to a position where the tips 12a, 12b overlap each other, forward of the tip opening 36a of the screw conveyor 36 in the excavation direction X (see FIG. 3). The reinforcing bar 50 (see FIG. 5(b)) contained in the excavated soil being mixed and stirred inside the cutter chamber 31 is cut by being sandwiched between the tips 12a, 12b of the pair of gate plates 11a, 11b in front of the tip opening 36a of the screw conveyor 36 in the enclosed space 20 filled with the excavated soil, and then can be taken into the screw conveyor 36 together with the excavated soil.

また、本実施形態では、一対のゲート板１１ａ，１１ｂの少なくとも一方として、一方（図５（ａ）における右側）のゲート板１１ｂの先端部１２ｂの形状が、好ましくは両側部分（図５（ａ）における上下の両側部分）から、中間部に向けて凹状に傾斜する部分である、凹形状部分１２ｃを含んだものとなっている。 In addition, in this embodiment, the shape of the tip portion 12b of at least one of the pair of gate plates 11a, 11b (the right side in FIG. 5(a)) of the gate plate 11b preferably includes a concave portion 12c that is inclined concavely from both side portions (the upper and lower side portions in FIG. 5(a)) toward the middle portion.

本実施形態では、泥土圧式のシールド掘進機３０は、図１に示すように、好ましくは中折れ式の掘進機となっており、上述のように、公知の泥土圧式シールド掘進機と同様の構造を備えている。すなわち、シールド掘進機３０は、回転カッタ３２、隔壁３５、カッタチャンバ３１、カッタ駆動装置３４の他、前胴部外郭体３８、後胴部外郭体３７、シールドジャッキ３９、中折れジャッキ４０、ロータリージョイント４４、エレクタ装置４１等を備えており、後胴部外郭体３７の内部でエレクタ装置４１によってセグメント４２をリング状に組み付けて、一次覆工体４３を順次形成すると共に、形成したセグメント４２による一次覆工体４３から反力を得ながら、シールドジャッキ３９を伸長させることにより、回転カッタ３２によって切羽部３３の地盤を切削しつつ、掘進方向Ｘに前進できるようになっている。 In this embodiment, the mud pressure type shield machine 30 is preferably a center-bending type machine as shown in FIG. 1, and as described above, has the same structure as a known mud pressure type shield machine. That is, the shield machine 30 includes a rotating cutter 32, a bulkhead 35, a cutter chamber 31, a cutter drive unit 34, a front body shell 38, a rear body shell 37, a shield jack 39, a center-bending jack 40, a rotary joint 44, an erector device 41, etc., and inside the rear body shell 37, the erector device 41 assembles the segments 42 into a ring shape to sequentially form the primary lining body 43, and by extending the shield jack 39 while receiving a reaction force from the primary lining body 43 formed by the formed segments 42, the machine can advance in the excavation direction X while cutting the ground at the face 33 with the rotating cutter 32.

そして、本実施形態のスクリューコンベアの先端開口部構造１０は、図２及び図３に示すように、掘削土砂の取出し開口部３５ａの周縁部分に密着して固定されることで、隔壁３５の背面側に突出させて掘削土砂の封入空間２０を形成すると共に、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａを封入空間２０に臨ませて取り付けられる封入枠体１５と、封入枠体１５の対向する一対の側面部１５ｂに各々形成された擦動スリット１６を介して、封入空間２０に挿入される一対のゲート板１１ａ，１１ｂと、一対のゲート板１１ａ，１１ｂを各々進退駆動させる、複数の進退駆動装置１３とを含んで構成されている。 The screw conveyor tip opening structure 10 of this embodiment is fixed in close contact with the peripheral portion of the excavated soil removal opening 35a as shown in Figures 2 and 3, protruding from the rear side of the partition wall 35 to form an enclosed space 20 for the excavated soil, and is configured to include an enclosure frame 15 that is attached so that the tip opening 36a of the screw conveyor 36 faces the enclosed space 20, a pair of gate plates 11a, 11b that are inserted into the enclosed space 20 through friction slits 16 formed in a pair of opposing side portions 15b of the enclosure frame 15, and multiple forward and backward drive devices 13 that drive the pair of gate plates 11a, 11b forward and backward.

スクリューコンベアの先端開口部構造１０を構成する封入枠体１５は、本実施形態では、例えば各種の鋼材を組み付けて形成されたものとなっており、隔壁３５の下端部分に開口して形成された、例えば略等脚台形状の正面形状を有する、掘削土砂の取出し開口部３５ａに対して、掘進方向Ｘの後方側の面である背面側から、重ねるようにして配置されると共に、取出し開口部３５ａの周縁部分に密着させた状態で、溶接等を介して隔壁３５に一体として取り付けることができるようになっている。これによって、隔壁３５の背面側に突出させて、掘削土砂の封入空間２０を、カッタチャンバ３１の一部としてこれと連続させた状態で形成することが可能になる。 In this embodiment, the encapsulation frame 15 constituting the tip opening structure 10 of the screw conveyor is formed, for example, by assembling various steel materials, and is arranged so as to overlap the excavated soil removal opening 35a, which is formed at the lower end portion of the partition wall 35 and has a front shape of, for example, a substantially isosceles trapezoid, from the rear side, which is the rear face in the excavation direction X, and can be attached to the partition wall 35 as a unit via welding or the like in a state in which it is in close contact with the peripheral portion of the removal opening 35a. This makes it possible to protrude from the rear side of the partition wall 35 and form the excavated soil containment space 20 as part of the cutter chamber 31 in a state of continuity with it.

また封入枠体１５は、取出し開口部３５ａと同様の、これよりも一回り大きな略等脚台形状の正面形状を有しており、取出し開口部３５ａの底辺部の周縁部分に密着させて配置される底部枠部１５ａと、取出し開口部３５ａの一対の側辺部の周縁部分に密着させて配置される一対の側部枠部１５ｂと、取出し開口部３５ａの上辺部の周縁部分に密着させて配置される上部枠部１５ｃと、これらの枠部１５ａ，１５ｂ，１５ｃによって囲まれる空間領域を、掘進方向Ｘの後方側から覆うようにして接合された、背面プレート部１５ｄとによって形成されている。背面プレート部１５ｄには、スクリューコンベア３６の筒状外郭体３６ｃの先端部分の外径と同様の内径を有する、円形の開口が形成されている。この円形の開口に、スクリューコンベア３６の先端部分を嵌め込むようにして、筒状外郭体３６ｃの先端部分の外周部を、背面プレート部１５ｄに例えば溶着することにより接合する。これによって、筒状外郭体３６ｃの先端部分を封入空間２０に僅かに突出させると共に、先端開口３６ａを封入空間２０に臨ませた状態で（図３参照）、スクリューコンベア３６の先端部分を、封入枠体１５を介して隔壁３５の下端部分に固定できるようになっている。 The encapsulation frame 15 has a front shape of an approximately isosceles trapezoid, similar to but slightly larger than the removal opening 35a, and is formed by a bottom frame 15a arranged in close contact with the peripheral portion of the bottom of the removal opening 35a, a pair of side frame parts 15b arranged in close contact with the peripheral portion of a pair of side parts of the removal opening 35a, an upper frame part 15c arranged in close contact with the peripheral portion of the upper part of the removal opening 35a, and a back plate part 15d joined to cover the spatial area surrounded by these frames 15a, 15b, and 15c from the rear side in the excavation direction X. A circular opening having an inner diameter similar to the outer diameter of the tip part of the cylindrical outer casing 36c of the screw conveyor 36 is formed in the back plate part 15d. The tip part of the screw conveyor 36 is fitted into this circular opening, and the outer periphery of the tip part of the cylindrical outer casing 36c is joined to the back plate part 15d, for example, by welding. This allows the tip of the cylindrical outer shell 36c to protrude slightly into the enclosed space 20, and the tip of the screw conveyor 36 can be fixed to the lower end of the partition wall 35 via the enclosed frame 15 with the tip opening 36a facing the enclosed space 20 (see Figure 3).

さらに、本実施形態では、封入枠体１５における対向する一対の側面部となる、左右一対の側部枠部１５ｂには、各々、封入枠体１５による封入空間２０に向けて、左右両側から一対のゲート板１１ａ，１１ｂを、擦動させながら側方に進退スライドさせることが可能な、擦動スリット１６が設けられている。擦動スリット１６は、ゲート板１１ａ，１１ｂの厚さと同様か或いはこれによりも大きなスリット幅を有する、縦長のスリット状の開口となっている。また擦動スリット１６は、ゲート板１１ａ，１１ｂの先端部１２ａ，１２ｂが重ねて配置されるように（図４参照）、左右一対の側部枠部１５ｂにおいて、掘進方向Ｘの前後にずれた状態で形成されている（図３参照）。また擦動スリット１６は、好ましくは内側に公知のシール機構を備えていることによって、泥土圧を生じた状態でカッタチャンバ３１に充填されていると共に、封入空間２０に封入されている、塑性流動化した掘削土砂による泥土を、当該擦動スリット１６を介して封入空間２０から漏出させることなく、ゲート板１１ａ，１１ｂを、擦動させつつ先端開口３６ａの前方で進退スライドさせることができるようになっている。 Furthermore, in this embodiment, the pair of left and right side frame parts 15b, which are the pair of opposing side parts of the encapsulation frame 15, are each provided with a friction slit 16 that allows the pair of gate plates 11a, 11b to slide sideways from both the left and right sides toward the enclosed space 20 by the encapsulation frame 15 while rubbing. The friction slit 16 is a vertically elongated slit-shaped opening with a slit width that is the same as or larger than the thickness of the gate plates 11a, 11b. The friction slit 16 is also formed in the pair of left and right side frame parts 15b in a state shifted forward and backward in the excavation direction X (see FIG. 3) so that the tip ends 12a, 12b of the gate plates 11a, 11b are arranged overlapping each other (see FIG. 4). In addition, the friction slit 16 is preferably equipped with a known sealing mechanism on the inside, so that the gate plates 11a, 11b can be slid back and forth in front of the tip opening 36a while rubbing against each other, without allowing the mud of excavated soil that is filled in the cutter chamber 31 under mud pressure and sealed in the sealed space 20 to leak out of the sealed space 20 through the friction slit 16.

スクリューコンベアの先端開口部構造１０を構成する一対のゲート板１１ａ，１１ｂは、本実施形態では、図５（ａ）～（ｃ）にも示すように、好ましくは略矩形状の正面形状を備える例えば３０ｍｍ程度の厚さの金属製のプレート部材となっており、スクリューコンベア３６の筒状外郭体３６ｃの先端部分の外径よりも、僅かに大きな縦幅を有している。ゲート板１１ａ，１１ｂは、進退方向の後方側の側辺部分に、ジャッキ連結部１４を備えており、このジャッキ連結部１４に、後述する好ましくは油圧ジャッキによる進退駆動装置１３のピストン部１３ａの先端が、連結されるようになっている。これによって、一対のゲート板１１ａ，１１ｂは、好ましくは封入枠体１５の上部枠部１５ｃ及びこれの延長上に張り出して設けられたガイドレール部１５ｅ（図２参照）の下面側や、封入枠体１５の底部枠部１５ａの上面側に形成された案内溝（図示せず）に案内されて、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａよりも掘進方向Ｘ前方側において、先端部が互いに重なる位置まで（図４参照）、進退駆動装置１３の駆動によって、擦動スリット１６の部分で擦動しつつ、安定した状態で、先端開口３６ａを覆うように側方から隔壁３５に沿って前進できるようになっている。 In this embodiment, as shown in Figures 5(a) to (c), the pair of gate plates 11a, 11b constituting the tip opening structure 10 of the screw conveyor are preferably metal plate members with a thickness of about 30 mm, preferably with a substantially rectangular front shape, and have a vertical width slightly larger than the outer diameter of the tip portion of the cylindrical outer body 36c of the screw conveyor 36. The gate plates 11a, 11b are provided with a jack connection portion 14 on the side edge portion on the rear side in the forward/backward direction, and the tip of the piston portion 13a of the forward/backward drive device 13, which is preferably a hydraulic jack, is connected to this jack connection portion 14. As a result, the pair of gate plates 11a, 11b are preferably guided by the underside of the upper frame portion 15c of the encapsulation frame 15 and the guide rail portion 15e (see FIG. 2) that is provided by extending from the upper frame portion 15c, and a guide groove (not shown) formed on the upper surface of the bottom frame portion 15a of the encapsulation frame 15, and can advance along the partition wall 35 from the side in a stable state, rubbing against the friction slit 16 by the drive of the forward/backward drive device 13, to a position where the tips overlap each other (see FIG. 4) forward of the tip opening 36a of the screw conveyor 36 in the excavation direction X.

また、本実施形態では、上述のように、一対のゲート板１１ａ，１１ｂの少なくとも一方として、一方のゲート板１１ｂの先端部１２ｂの形状が、好ましくは上下の両側部分から、中間部に向けて凹状に傾斜する部分である、凹形状部分１２ｃを含んだものとなっている。少なくとも一方のゲート板１１ｂの先端部１２ｂの形状が、凹形状部分１２ｃを含んだものとなっていることにより、例えば円形の断面形状を有する鉄筋を、一対のゲート板１１ａ，１１ｂの先端部１２ａ，１２ｂの間に捉え易くして、よりスムーズに、スクリューコンベア３６の先端開口３６ａの手前で鉄筋を切断することが可能になる。凹形状部分１２ｃは、他方のゲート板１１ａの先端部１２ａに設けることもでき、一方のゲート板１１ｂと他方のゲート板１１ａの双方に設けることもできる。 In this embodiment, as described above, the shape of the tip 12b of at least one of the pair of gate plates 11a, 11b includes a concave portion 12c, which is preferably a portion that slopes concavely from both the upper and lower sides toward the middle. By including the concave portion 12c in the shape of the tip 12b of at least one of the gate plates 11b, it becomes easier to capture a reinforcing bar having a circular cross-sectional shape between the tips 12a, 12b of the pair of gate plates 11a, 11b, and it becomes possible to cut the reinforcing bar more smoothly just before the tip opening 36a of the screw conveyor 36. The concave portion 12c can be provided on the tip 12a of the other gate plate 11a, or on both the one gate plate 11b and the other gate plate 11a.

さらに、本実施形態では、一対のゲート板１１ａ，１１ｂの先端部１２ａ，１２ｂに、超硬チップ１２ｄが埋め込まれている。これによって、一対のゲート板１１ａ，１１ｂの先端部１２ａ，１２ｂの間に挟み込んだ鉄筋５０を、油圧ジャッキ１３による駆動によって、より効果的に切断することが可能になる。 Furthermore, in this embodiment, carbide tips 12d are embedded in the tip portions 12a, 12b of the pair of gate plates 11a, 11b. This makes it possible to more effectively cut the reinforcing bar 50 sandwiched between the tip portions 12a, 12b of the pair of gate plates 11a, 11b by driving the hydraulic jack 13.

スクリューコンベアの先端開口部構造１０を構成する進退駆動装置１３は、本実施形態では、図２及び図３に示すように、公知の油圧ジャッキによるものとなっている。油圧ジャッキ１３は、ピストン部１３ａとシリンダ部１３ｂとを有しており、ピストン部１３ａの先端を、一対のゲート板１１ａ，１１ｂのジャッキ連結部１４に連結すると共に、シリンダ部１３ｂの先端部分が、例えばボルト接合により隔壁３５に固定されることによって、隔壁３５から支持反力を得つつ、ゲート板１１ａ，１１ｂを、隔壁３５に沿って進退スライドさせることができるようになっている。本実施形態では、各々のゲート板１１ａ，１１ｂに対して、２台の油圧ジャッキ１３が配置されており、これによってより安定した状態で、ゲート板１１ａ，１１ｂを進退スライドさせると共に、先端部１２ａ，１２ｂの間に鉄筋５０を挟み込んで、切断できるようになっている。 In this embodiment, the forward and backward drive device 13 constituting the tip opening structure 10 of the screw conveyor is a known hydraulic jack, as shown in Figures 2 and 3. The hydraulic jack 13 has a piston portion 13a and a cylinder portion 13b, and the tip of the piston portion 13a is connected to the jack connection portion 14 of the pair of gate plates 11a and 11b, and the tip portion of the cylinder portion 13b is fixed to the partition wall 35 by, for example, bolting, so that the gate plates 11a and 11b can be slid forward and backward along the partition wall 35 while receiving a support reaction force from the partition wall 35. In this embodiment, two hydraulic jacks 13 are arranged for each gate plate 11a and 11b, which allows the gate plates 11a and 11b to be slid forward and backward in a more stable state, and also allows the reinforcing bar 50 to be sandwiched between the tip portions 12a and 12b and cut.

本実施形態では、上述の構成のスクリューコンベアの先端開口部構造１０を備える泥土圧式のシールド掘進機３０による、地中での掘進が進んで、例えば鉄筋が残置されていると予想される区間の地盤に近づいたら、シールド掘進機３０の掘進速度を一旦落として、例えば排土をチェックすることで鉄筋の存在を確認できるようにする。鉄筋の存在を確認したら、封入枠体１５による封入空間２０において、掘削土砂に含まれている鉄筋が、先端開口３６ａからスクリューコンベア３６に取り込まれるのに先立って、油圧ジャッキ１３を駆動することで、図５（ａ）～（ｃ）に示すように、一対のゲート板１１ａ，１１ｂを側方からスライド移動させ、先端部１２ａ，１２ｂの間に鉄筋５０を挟み込んで、挟み込んだ鉄筋５０を切断する。これによって、掘削土砂に含まれている鉄筋５０を、先端開口３６ａに引っ掛ったり、スクリュー３６ｂと絡み合ったりさせることなく、掘削土砂と共にスムーズに排出することが可能になる。 In this embodiment, when the earth pressure type shield machine 30 equipped with the screw conveyor tip opening structure 10 of the above-mentioned configuration advances underground and approaches the ground in a section where reinforcing bars are expected to remain, the excavation speed of the shield machine 30 is temporarily slowed down to check the discharge of soil, for example, so that the presence of reinforcing bars can be confirmed. After the presence of reinforcing bars is confirmed, the pair of gate plates 11a, 11b are slid from the side as shown in Figures 5(a) to (c) by driving the hydraulic jack 13 before the reinforcing bars contained in the excavated soil are taken into the screw conveyor 36 from the tip opening 36a in the enclosed space 20 by the enclosure frame 15, and the reinforcing bars 50 are sandwiched between the tip portions 12a, 12b and the sandwiched reinforcing bars 50 are cut. This makes it possible to smoothly discharge the reinforcing bars 50 contained in the excavated soil together with the excavated soil without getting caught in the tip opening 36a or entangled with the screw 36b.

したがって、本実施形態のスクリューコンベアの先端開口部構造１０によれば、泥土圧式のシールド掘進機３０において、掘削された土砂の中に鉄筋５０が含まれている場合でも、含まれている鉄筋５０を、掘削された土砂とともにスクリューコンベア３６を介してスムーズに排出させることが可能になる。 Therefore, according to the screw conveyor tip opening structure 10 of this embodiment, even if reinforcing bars 50 are contained in the excavated soil in a mud pressure type shield tunneling machine 30, the contained reinforcing bars 50 can be smoothly discharged together with the excavated soil via the screw conveyor 36.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、一対のゲート板の少なくとも一方の先端部の形状が、凹形状部分を含んだものとなっている必要は必ずしも無く、一対のゲート板の先端部の双方が、例えば直線状の形状を備えていても良い。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the shape of the tip of at least one of the pair of gate plates does not necessarily have to include a concave portion, and both tips of the pair of gate plates may have, for example, a linear shape.

１０スクリューコンベアの先端開口部構造
１１ａ，１１ｂゲート板
１２ａ，１２ｂゲート板の先端部
１２ｃ凹形状部分
１３油圧ジャッキ（進退駆動装置）
１３ａピストン部
１３ｂシリンダ部
１４ジャッキ連結部
１５封入枠体
１５ａ底部枠部
１５ｂ側部枠部（側面部）
１５ｃ上部枠部
１５ｄ背面プレート部
１５ｅガイドレール部
１６擦動スリット
２０封入空間
３０泥土圧式のシールド掘進機
３１カッタチャンバ
３２回転カッタ
３３切羽部
３４カッタ駆動装置
３５隔壁
３５ａ取出し開口部
３６スクリューコンベア
３６ａ先端開口
３６ｂスクリュー
３６ｃ筒状外郭体
５０鉄筋
Ｘ掘進方向 10 Screw conveyor tip opening structure 11a, 11b Gate plate 12a, 12b Gate plate tip 12c Concave portion 13 Hydraulic jack (advance/retract drive device)
13a: piston portion 13b: cylinder portion 14: jack connecting portion 15: encapsulation frame 15a: bottom frame portion 15b: side frame portion (side surface portion)
15c Upper frame portion 15d Back plate portion 15e Guide rail portion 16 Friction slit 20 Enclosed space 30 Mud pressure type shield tunneling machine 31 Cutter chamber 32 Rotating cutter 33 Face portion 34 Cutter drive device 35 Partition wall 35a Extraction opening 36 Screw conveyor 36a Tip opening 36b Screw 36c Cylindrical outer body 50 Reinforcing bar X Excavation direction

Claims

In a mud pressure type shield machine that excavates the ground with a rotating cutter while stabilizing the face with mud filled in the cutter chamber, a tip opening structure of a screw conveyor is provided that, when the excavated soil contains reinforcing bars, the reinforcing bars can be discharged together with the excavated soil through the screw conveyor,
an enclosure frame that is attached in a state where the tip opening of the screw conveyor faces the enclosed space formed by the excavation soil removal opening formed in the lower part of the partition wall that divides the cutter chamber, by being fixed in close contact with the peripheral portion of the surface of the partition wall on the rear side in the excavation direction, thereby forming an enclosed space for the excavated soil on the rear side of the partition wall;
a pair of gate plates that are inserted into the enclosed space from the sides while sliding, in a state in which they can slide back and forth in a direction along the partition wall, via sliding slits that are formed on a pair of opposing side surfaces of the enclosure frame;
a plurality of forward and backward drive devices attached to both sides of the enclosure frame on the rear side of the partition wall, the drive devices driving each of the pair of gate plates forward and backward,
The pair of gate plates can be moved forward from the side along the partition wall while rubbing against each other at the rubbing slit by the forward/backward drive device until the tip ends of the pair of gate plates overlap each other forward of the tip opening of the screw conveyor in the excavation direction,
This is a screw conveyor tip opening structure in which the reinforcing bars contained in the excavated soil being mixed and stirred inside the cutter chamber can be cut by clamping them between the tips of the pair of gate plates just before the tip opening of the screw conveyor in the enclosed space filled with the excavated soil, and then the reinforcing bars can be taken into the inside of the screw conveyor together with the excavated soil.

The tip opening structure of a screw conveyor according to claim 1, wherein the shape of the tip of at least one of the pair of gate plates includes a concave portion that is inclined concavely from both side portions toward the middle portion.

The tip opening structure of a screw conveyor according to claim 1 or 2, in which carbide tips are embedded in the tips of the pair of gate plates.

The tip opening structure of a screw conveyor according to claim 1 or 2, in which the forward and backward drive device that drives each of the pair of gate plates forward and backward is a hydraulic jack.