JP2524835B2 - シ―ルド機械 - Google Patents

シ―ルド機械

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JP2524835B2 JP1196551A JP19655189A JP2524835B2 JP 2524835 B2 JP2524835 B2 JP 2524835B2 JP 1196551 A JP1196551 A JP 1196551A JP 19655189 A JP19655189 A JP 19655189A JP 2524835 B2 JP2524835 B2 JP 2524835B2
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    • E21D9/0879—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は大径玉石の連続搬送が可能な排土装置を有
する削土密封式セミシールド（削土密封式シールドも含
む）機械に関する。
（従来の技術） 従来削土密封式セミシールド工法またはシールド工法
に使用するシールド機械では，カッタヘッドが掘削した
土砂をスクリュウコンベヤで，カッタヘッド内より排土
した後ベルトコンベヤを経てズリトロッコなどの搬送手
段により発進立坑まで搬送し，発進立坑より地上へ搬出
していた。
しかしこの方法ではズリトロッコが坑内を往復してい
る間シールド機械は掘削を休止しなければならず，連続
掘削ができないことから泥水加圧式シールド工法に比べ
て掘削効率が悪いなどの不具合がある。
上記不具合を改善するため，掘削された土砂をスラリ
ー化して，真空ポンプやピストンポンプにより輸送管内
をスラリー輸送する方法も実施されている。
（発明が解決するための手段及び作用） しかしこの方法では掘削管径や設備スペースの関係か
ら口径の大きな輸送管が坑内に設置できず，このため大
径玉石を含む地層を掘進する場合，土砂とともに取込ま
れた大径玉石が輸送管で輸送できないと共に，能率的に
も長距離輸送は困難であるなどの不具合があった。
なお輸送管により搬送可能な土砂の性状は一般的に比
重1.6〜1.8,スランプ値15〜20cmである。
この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもの
で，大径玉石の搬送が可能な排土装置を設けることによ
り連続掘削を可能にした削土密封式セミシールド機械を
提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段及び作用） この発明は上記目的を達成するためになされたもの
で、 （１） シールド本体の前部に回転自在に設けられたカ
ッタヘッドにより掘削した土砂を、シールド本体前部の
チャンバ内に取り込んだ後、カッタヘッドの後方に設け
られた排土手段によりシールド本体の後方へ搬送する削
土密封セミシールド機械であって、前記排土手段は、シ
ールド本体の管体内にある土砂搬送経路の少なくとも一
部分が、弾性を有するチューブであり、このチューブの
上部にローラを設けた構成からなる排土装置を持ち、該
ローラはチューブを押しつぶしながら、チューブの長手
方向の前から後へ移動する排土手段を持つシールド機に
おいて、該ローラのカッタヘッドからみた断面形状がほ
ぼ楕円形であるようにした。
このように楕円形のローラ、すなわちローラの外径を
ほぼ管体の内面に沿う形状としたので、ローラによりチ
ューブをほぼ管体の内面に沿った形状で押しつぶしなが
ら連続的に土砂を搬送するので、管体の内面とチューブ
の間は、ほとんど隙間のない状態に管体に接近させて設
置でき、ローラもそれに合わせて下方に設置できる。
従ってシールド機内の上方には有効スペースを広くす
ることができる。
（２） またこの発明は、シールド本体の前部に回転自
在に設けられたカッタヘッドにより掘削した土砂を、シ
ールド本体前部のチャンバ内に取り込んだ後、カッタヘ
ッドの後方に設けられた排土手段によりシールド本体の
後方へ搬送する削土密封セミシールド機械であって、前
記排土手段は、シールド本体の管体内にある土砂搬送経
路の少なくとも一部分が、弾性を有するチューブであ
り、このチューブの上部にローラを設け、該ローラはチ
ューブを押しつぶしながら、チューブの長手方向の前か
ら後へ移動する排土手段を持つシールド機において、少
なくともチューブの下の管体内壁面には緩衝材を設け
た。
このように緩衝材を敷設し、上部にチューブを設け、
ローラによりチューブを押しつぶしながら土砂を搬送す
るときローラに土砂を噛み込み、このため押しつぶし力
が局部的にチューブにかかっても、緩衝材が荷重に応じ
て弾性変形し、力が分散するため局部集中荷重がチュー
ブにかかるのを防止し、チューブを保護することができ
る。
（３） この発明は上記緩衝材の内径側の表面形状を、
カッタヘッドからみた断面形状がほぼ楕円形となるよう
なローラの表面形状に倣うようにした。
このようにほぼ楕円形のローラと緩衝材を組合せるこ
とにより、シールド機内のスペースを広くとりながらロ
ーラでチューブに均等な力を加えて押しつぶすことがで
きる。
（実施例） この発明の実施例を図面を参照して詳述する。
第１図は削土密封式セミシールド工法に使用するシー
ルド機械を示すもので,1は方向修正ジャッキ６により屈
折自在なシールド本体,2はシールド本体１の前部に設け
られたカッタヘッドで，カッタヘッド駆動モータ３によ
り減速機４を介して回転軸５を中心に回転されるように
なっている。
上記カッタヘッド２は第２図に示すようにほぼ十字形
をなすスポーク2aより形成されていて，これらスポーク
2aの前面に半径方向に間隔をおいて複数のカッタ2bが突
設され，これらカッタ2bによりシールド本体１前方の切
羽の掘削と大径玉石の掘り起しを行なうようになってい
る。
なお各カッタ2bの出代ｌは大径玉石の掘り起しと，シ
ールド本体１の前部に設けられたチャンバ1a内への取込
みが効率よく行えるように対象玉石径の1/2以上に設定
されている。
また上記回転軸５内には通路5aが形成されていて，こ
の通路5aの前端はスポーク2a内に形成された通路2c内に
連通されている。
上記回転軸５内に形成された通路5aの先端及び各スポ
ーク2a内に設けられた通路2cの先端は，回転軸５の先端
部及びスポーク2a先端に取付けられたカッタ2bの前面に
それぞれ開口されていて，図示しない泥漿材供給管より
回転継手７を介して回転軸５内の通路5aへ供給された泥
漿材が，これら開口より掘削された土砂内へ噴出される
ようになっている。
一方シールド本体１の前部に設けられたチャンバ1aの
下部には排土管８の一端が開口されており，排土管８の
他端側はシールド本体１内に設けられたピンチ弁などの
排土調製バルブ９に接続されている。
また排土管８の他端側上部には排土管８が詰った場合
に水などを注入して詰りを除去する詰り除去管10が設け
られていると共に，排土調整バルブ９の後端は点検や異
物を取除く際に作業し易いように設けた異物取除き箱12
を介して排土装置13が接続されている。
上記排土装置13は第３図以下に示すように，輸送管14
とほぼ同じ口径のチューブ15を有している。
上記チューブ15はゴムなどの弾性材により形成されて
いると共に，チューブ15の両側にはフレーム13aが設け
られていて，これらフレーム13aの前後端に従動軸16a及
び駆動軸17aを介して遊動スプロケット16及び駆動スプ
ロケット17が回動自在に支承されている。
そして上記遊動スプロケット16及び駆動スプロケット
17の間には無端状のチェーン18が捲装されていて，駆動
軸17aに伝導チェーン19を介して接続された油圧モータ
よりなる回転駆動源25によりこれらチェーン18が回転さ
れるようになっていると共に，チェーン18間には上記チ
ューブ15を圧迫するメインローラ20の軸20a両端が支承
されている。
上記メインローラ20はチェーン18の例えば２箇所に取
付けられたもので，第６図に示すようにほぼ楕円形に形
成されていると共に，チューブ15を圧迫する際チューブ
15を傷めないように外周面にゴムライニング層20bが施
されている。
またメインローラ20の軸20aにはフレーム13aの周囲に
沿って設けられたガイドレール13b上を転動するローラ2
1が回転自在に支承されていると共に，チュブ15の下側
にはチューブ15を保護するゴムなどの緩衝材22が敷設さ
れている。
さらに上記フレーム13aはシールド本体１に接続され
た管体1bの内面に突設されたブラケット1cにガイド杆23
を介して第７図に示すように吊持されていると共に，各
吊下げ杆23にはフレーム13aを下方へ付勢する圧縮ばね2
4が嵌挿されている。
次に作用を説明すると，シールド本体１の掘進に伴い
カッタヘッド２が掘削した土砂は，噴出された泥漿水と
攪拌混合されて流動水を有する不透水性土砂となって，
切羽土圧＋αの圧力を保持した状態でチャンバ1a内へ取
込まれる。
チャンバ1a内に取込まれた土砂は排土装置13のメイン
ローラ20がチューブ15を圧迫し，その後チューブ15が復
元する際に発生する背圧と，チャンバ1a内の圧力により
排土管８を介して排土装置13のチューブ15内へ送り込ま
れる。
排土装置13と排土管８の間にはチャンバ1a内の圧力を
一定に保持する排土調整バルブ９が設けられていると共
に，チューブ15内にチャンバ1aより送込まれた土砂や大
径玉石は，チェーン18により回転されるメインローラ20
によりチューブ15が圧迫されることにより，メインロー
ラ20の移動と共にチューブ15内を後方へ圧送される。
またメインローラ20がチューブ15の後端に達すると，
次のメインローラ20がチューブ15の前端に達してチュー
ブ15の圧迫を開始するので，土砂や，土砂に混入した大
径玉石を連続的に圧送することができないようになる。
なお長期間使用している間にチューブ15の復元性が低
下しても，チャンバ1a内の圧力より土砂が押込まれるの
で，土砂の輸送が確実に状える。
またフレーム13a全体が圧縮ばね24によりチューブ15
を圧迫する方向へ付勢されているので，メインローラ20
が玉石を乗越えて進行するのを防止することができ，こ
れによって大径玉石も確実に輸送することができる。
一方上記実施例の排土装置13では玉石の径がチューブ
15の内径より大径な場合，土砂の輸送が困難となる。
そこで第10図及び第11図に示すように，排土装置13の
土砂搬入側に異物取除き箱12に代えてクラッシャ28を設
けてもよい。
上記クラッシャ28はチューブ15よりやや大径な管体28
aの両側に各２本，計４本の油圧シリンダ29がボトム側
を管体28aへ向けて設置されている。
管体28aには油圧シリンダ29のボトム側が管体28a内へ
出没する円孔28bが開口されていると共に，油圧シリン
ダ29はガイドブッシュ30に案内されて管体28a内へ進退
動できるようになっている。
また油圧シリンダ28のボトム側には玉石を破砕する鋸
刃状の破砕刃29aが形成されていると共に，油圧シリン
ダ29のヘッド側より突出されたピストン杆29aの先端
は，ブラケット28cにピン31を介して枢着されていて，
油圧シリンダ29のヘッド側へ油圧を供給することによ
り，油圧シリンダ29が管体28a内へ突出して，管体28a内
の玉石を破砕刃29aが破砕するようになっている。
なお油圧シリンダ29のストロークは玉石を1/2〜1/3程
度の大きさに割岩するだけで排土装置13により輸送可能
となるため大きくする必要はない。また図中32は点検蓋
である。
次に上記クラッシャ28の作用を説明すると，カッタヘ
ッド２により掘削されてチャンバ1a内に取込まれた土砂
は排土管８により排土装置13へと送り込まれるが，土砂
中にチューブ15より大径な玉石が混入しているとクラッ
シャ28の管体28a内で詰まってそれ以上進まなくなる。
この状態になったら排土調整用バルブ９を閉鎖する
と，玉石が土砂とともに管体29a内で固定されるので，
油圧シリンダ29のヘッド側へ油圧を供給して油圧シリン
ダ29を伸長すると，油圧シリンダ29が管体29a内へ両側
より突出し，破砕刃29aの間で玉石を挟圧してこれを破
砕する。
玉石の破砕が完了したら，排土調整バルブ９を開放す
ることにより破砕された玉石が土砂とともに排土装置13
のチューブ15内へと送り込まれ，排土装置13により輸送
管14へと圧送される。
以下玉石がクラッシャ28内に詰まる毎に上記破砕動作
を繰返すことにより，チューブ15より大径な玉石が取込
まれても土砂の搬送が行えるようになる。
（発明の効果） この発明の排土装置は下記のようなすぐれた効果を奏
する。
（イ） ローラの外径をほぼ管体の内面に沿う形状とし
たもので、管体とローラ間をほとんど隙間なく排土装置
を設置できるので、シールド機内の有効スペースを広く
とることができる。
（ロ） チューブを介してローラに対抗して緩衝材を設
けたので、ローラでチューブを押しつぶしても緩衝材に
よりチューブの局部集中圧潰を防止し、チューブを保護
することができる。
（ハ） ほぼ楕円形のローラと緩衝材を組み合わせるこ
とにより、シールド機内のスペースを広くとりながらロ
ーラでチューブに均等な力を加えて押しつぶすことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し，第１図はシールド本
体の縦断面図，第２図は同正面図，第３図は第１図III-
III線に沿う断面図，第４図は排土装置の平面図，第５
図は同側面図，第６図は第５図VI-VI線に沿う断面図，
第７図は第５図VII-VII線に沿う断面図，第８図は第５
図VIII-VIII線に沿う断面図，第９図は第５図IX-IX線に
沿う断面図，第10図は他の実施例を示すシールド本体の
縦断面図，第11図は第10図XI-XI線に沿う断面図であ
る。 １……シールド本体,1a……チャンバ,2……カッタヘッ
ド,2b……カッタ,9……排土調整バルブ,12……異物取除
き箱,13……排土装置,15……チューブ,18……チェーン,
20……メインローラ,28……クラッシャ。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シールド本体の前部に回転自在に設けられ
    たカッタヘッドにより掘削した土砂を、シールド本体前
    部のチャンバ内に取り込んだ後、カッタヘッドの後方に
    設けられた排土手段によりシールド本体の後方へ搬送す
    る削土密封セミシールド機械であって、前記排土手段は
    シールド本体の管体内にある土砂搬送経路の少なくとも
    一部分が、弾性を有するチューブであり、このチューブ
    の上部にローラを設けた構成からなる排土装置を持ち、
    該ローラはチューブを押しつぶしながら、チューブの長
    手方向の前から後へ移動する排土手段を持つシールド機
    において、該ローラのカッタヘッドからみた断面形状が
    ほぼ楕円形であることを特徴とするシールド機械。
  2. 【請求項２】シールド本体の前部に回転自在に設けられ
    たカッタヘッドにより掘削した土砂を、シールド本体前
    部のチャンバ内に取り込んだ後、カッタヘッドの後方に
    設けられた排土手段によりシールド本体の後方へ搬送す
    る削土密封セミシールド機械であって、前記排土手段は
    シールド本体の管体内にある土砂搬送経路の少なくとも
    一部分が、弾性を有するチューブであり、このチューブ
    の上部にローラを設け、該ローラはチューブを押しつぶ
    しながら、チューブの長手方向の前から後へ移動する排
    土手段を持つシールド機において、少なくともチューブ
    の下の管体内壁面には緩衝材を設けたことを特徴とする
    シールド機械。
  3. 【請求項３】請求項（２）において、緩衝材の内径側の
    表面形状を、カッタヘッドからみた断面形状がほぼ楕円
    形となるようなローラの表面形状に倣うようにしたこと
    を特徴とするシールド機械。
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