JP2539945Y2 - 密閉型シールド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、地下に構築される道路、鉄道、上下水道、
電力・通信施設用のトンネル及び地下街、地下駐車状等
の地下空間を構築するために用いられるシールド掘進機
に係り、更に詳しくは、矩形断面のトンネルを掘削す
る、泥水加圧式や泥土圧式のシールド工法に好適な密閉
型シールド掘進機の改良に関する。

（従来の技術） 従来、地下空間を構築するためのシールド掘進機は、
円形断面のトンネルを掘削するものであった。しかしな
がら、円形断面のトンネルでは、実際に道路用、地下鉄
道用等として利用した場合に利用されない無駄な空間が
できるといった問題があった。

そこで、上記円形断面のトンネルの無駄な空間をなく
し、トンネル工費の低減、工期の短縮を図るために、密
閉型矩形シールド掘進機が提案されている。例えば、既
に本出願人が開示している特願昭63-218194号（特開平2
-66295号公報）のシールド掘進機は、第７図乃至第８図
に示すように、ライニング11の先端に方向制御可能に支
持されている矩形状のトンネル掘削機本体１と、該トン
ネル掘削機本体１の方向を制御するジャッキ1aと、掘進
方向と直行する方向の回転軸をトンネル掘削機本体１の
先端部に所定の間隔を保って同軸配置された一対のドラ
ムカッター２と、この一対のドラムカッター２の間に偏
芯して配設され、ドラムカッター２の掘削径と略同一径
を掘削可能な一対のリングカッター３と、前記ドラムカ
ッター２とリングカッター３との全周面に植設されたカ
ッタビット10と、トンネル掘削機本体１の隔壁５の後側
に配設された回転駆動源４と、トンネル掘削機本体１の
ギアケース６内に配設され一対のドラムカッター２の対
向面に形成される空間を通って回転駆動源４からの動力
を伝える動力伝達機構７と、この動力伝達機構７と回転
駆動源４との間に介在された減速機構12と、リングカッ
ター３又はドラムカッター２の後方に配設された排土手
段８と泥水をチャンバーに送る送泥手段8aと、を有する
構造としたものである。

このようにして形成されるシールド掘進機９によっ
て、密閉型機械式のシールド工法においても矩形状断面
のトンネルを掘削可能にしたものである。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上述の矩形断面の密閉型機械式シール
ド工法では、泥水加圧式シールド工法や泥土圧式シール
ド工法にも適用可能であるが、前記シールド掘進機の断
面形状が矩形であるために、円形断面の場合に比較して
チャンバー内で特に底面に掘削土砂が滞留したり、掘削
土砂が付着しやすいと言う欠点が存在した。

本考案は、上記の課題に鑑みてなされたもので、矩形
断面のシールド工法においても、チャンバー内の前記排
土手段近傍の掘削土砂の滞留を防止し、掘削土砂の付着
を抑制する土砂掻き寄せ手段を設けた密閉型シールド掘
進機を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案に係る密閉型シールド掘進機の上記目的を達成
し、課題を解決するための要旨は、矩形状断面を有する
シールドフレームと、該シールドフレームの前方に設け
られて切羽を掘削するカッターと、前記シールドフレー
ムの前方に密閉されたチャンバーを形成する隔壁と、該
隔壁の後側に設けられて前記カッターを回転駆動させる
駆動源と、掘進用及び方向制御用のジャッキと、前記チ
ャンバー内に泥水を供給する送泥管と、該泥水と前記カ
ッターで掘削された掘削土砂とを攪拌・混合するチャン
バー内攪拌装置と、該攪拌装置により攪拌・混合された
混合物を排出する排泥管及び排泥ポンプと、を備えた密
閉型シールド掘進機において、前記矩形状断面のシール
ドフレームの前記チャンバー内において、少なくとも該
チャンバー底部の２隅角部に面取り用の傾斜板を設ける
とともに、前記泥水と掘削土砂との混合物を前記排泥管
の排泥口に送り込むように搬送作用する回転羽根と、前
記チャンバーの底面から前記隔壁に架け渡せられて前記
回転羽根の回転軸を軸支する底面板と、該底面板により
前記チャンバーと隔絶して設けられる前記回転羽根の回
転駆動装置と、からなる土砂掻き寄せ手段を前記排泥管
の排泥口の前方に設けたことに存する。また、前記回転
駆動装置は、底面板とチャンバーの底面及び側面並びに
隔壁とで区画された部分に配設される駆動力伝達部と、
前記隔壁の後側に配設される駆動部と、からなることで
ある。

（作用） このように、本考案に係る密閉型シールド掘進機によ
れば、隔壁の下部に設けられた排土手段の排泥口に、前
記掘削土砂掻き寄せ手段によりチャンバー内の底部に溜
る掘削土砂が順次搬送され、前記底部に掘削土砂が滞留
・付着するのが阻止され円滑な掘削作業が確保される。

（実施例） 以下、添付図面に従って、本考案の一実施例を説明す
る。第１図は、本考案の一実施例に係るシールド掘進機
13のシールドフレーム１の要部を示す断面図であり、同
じく第２図乃至第３図はその拡大断面図及び拡大平面図
である。なお、従来例と対応する部分には同符号を附し
てある。

前記密閉型シールド掘進機13は、トンネルの切羽面と
の間に密閉空間（チャンバーと言う、以下同じ）14を形
成する隔壁５を有し、該チャンバー14内に切羽を掘削す
るカッター（ドラムカッター２とリングカッター３）を
設け、該カッターを掘削回転駆動させる駆動源４を前記
隔壁５の後側に設けるとともに、掘進用及び方向制御用
のジャッキ1aを設け、掘削土砂を排土する排土手段たる
排泥管15の排泥口16をチャンバー14内に臨ませて前記隔
壁５に設けて、形成されている。

そして、前記チャンバー14内の底面板17に、掘削土砂
を前記排泥管15の排泥口16に送り込むように搬送作用す
る回転羽根18からなる土砂掻き寄せ手段を設けている。

該回転羽根18の回転軸18aは第２図に示すように、前
記底面板17とシールドフレーム１の底部とで軸支されて
おり、この回転軸18aに設けられた傘歯車19にはこれを
回転駆動させる傘歯車20が噛み合わされている 該傘歯車20は、隔壁５の後側に設けられたモータ21と
同軸に連結されかつ隔壁５に軸支された駆動軸22の先端
に設けられている。

前記回転羽根18の他の実施例として、第４図乃至第５
図に示すように、円盤状の基台23上に十字状の羽根部24
を設けてなる回転羽根25としてもよい。このようにすれ
ば、回転羽根の強度が補強されて好ましいものである。

この様に形成した回転羽根18を備えた密閉型シールド
掘進機13を使用した掘削作用は、第１図に示すように、
トンネルの切羽をドラムカッタ２とリングカッタ３とを
前記駆動源４を作動させてギアケース６内の動力伝達機
構７を介して掘削し、これにより掘削土砂をチャンバー
14内に順次取り込む。

そして、同時に隔壁５の上位置に設けられた送泥管26
から泥水を送り込み、前記掘削土砂と泥水を混合して流
動性を確保する。

更に、前記回転羽根18を、前記モータ21を回転させ駆
動軸22から傘歯車20,19を介して回転軸18aを回転させる
ことにより、排泥管15の排泥口16方向に掘削土砂を搬送
するように回転させる。

これにより、前記掘削土砂のチャンバー14内底部の滞
留を防ぎながら、該掘削土砂を前記排泥管15内にポンプ
等で吸い込み、トンネル外へと排土する。

前記回転羽根18,18は、第３図に示すように、排泥口1
6に掘削土砂が流動するように互いに逆回転するが、各
回転羽根18が正・逆回転出来るようにしてあり、これに
より掘削土砂の攪拌も可能になりその付着・滞留を防止
できるものである。

また、他の実施例として、第６図に示すように、前記
土砂掻き寄せ手段とともにチャンバー内攪拌装置27を併
用しても良いものである。

この攪拌装置27は、図示していないが隔壁５後方に設
けたモータで回転駆動される攪拌羽根28と、これらを連
結ピン29を介して攪拌棒29aで連結してなるものであ
る。

このようにすれば、チャンバー14内の掘削土砂が混合
・攪拌されて流動性が増し、しかもチャンバー14底部に
付着・滞留も防止される。そして、掘削土砂の滞留等を
防ぐためにチャンバーの四隅を、その角部を無くして出
来る限り膨出させた傾斜面として傾斜板30（図１と図６
とを参照）を設けている。

上述のように、本考案に係る密閉型シールド掘進機の
土砂掻き寄せ手段を説明したが、トンネルが大断面で前
記排泥管15が複数系統になった場合には該土砂掻き寄せ
手段も複数個設けられるものである。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案に係る密閉型シールド掘
進機を、矩形状断面のシールドフレームの前記チャンバ
ー内において、少なくとも該チャンバー底部の２隅角部
に面取り用の傾斜板を設けるとともに、前記泥水と掘削
土砂との混合物を前記排泥管の排泥口に送り込むように
搬送作用する回転羽根と、前記チャンバーの底面から前
記隔壁に架け渡せられて前記回転羽根の回転軸を軸支す
る底面板と、該底面板により前記チャンバーと隔絶して
設けられる前記回転羽根の回転駆動装置と、からなる土
砂掻き寄せ手段を前記排泥管の排泥口の前方に設けたの
で、矩形状断面のシールドフレームにおけるチャンバー
内において掘削土砂が隅角部に沈降して滞留・付着する
のを前記傾斜板が防止し、回転羽根の設置されている中
央部へ泥水が移動し易くなる作用と、土砂掻き寄せ手段
によって掘削土砂と泥水との混合物が排泥管に搬送され
る作用との相乗効果によって、排泥効率が飛躍的に向上
すると言う優れた効果を奏する。また、回転駆動装置が
チャンバー内の泥水と隔絶して設置されるので、この回
転駆動装置のメンテナンスが容易となると言う優れた効
果を奏する。このように、チャンバー内底部の掘削土砂
の付着・滞留が防止され、土砂の流動性が確保されて良
好な掘削作業となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例に係るシールド掘進機本体
の要部を示す断面図、第２図乃至第３図は、同じくその
拡大断面図及び拡大平面図、第４図乃至第５図は、土砂
掻き寄せ手段の他の実施例に係る正面図と平面図、第６
図は、他の実施例に係る密閉型シールド掘進機の側面
図、第７図乃至第８図は、従来例に係る密閉型シールド
掘進機の正面図と平面図である。 １……シールドフレーム、1a……ジャッキ、２……ドラ
ムカッター、３……リングカッター、４……回転駆動
源、５……隔壁、６……ギアケース、７……動力伝達機
構、８……排土手段、8a……送泥手段、９……シールド
掘進機、10……カッタビット、11……ライニング、12…
…減速機構、13……シールド掘進機、14……チャンバ
ー、15……排泥管、16……排泥口、17……チャンバーの
底面板、18……回転羽根、18a……回転軸、19,20……傘
歯車、21……モータ、22……駆動軸、23……基台、24…
…十字状の羽根部、25……回転羽根、26……送泥管、27
……チャンバー内攪拌装置、28……攪拌羽根、29……連
結ピン、29a……攪拌棒、30……傾斜板。

フロントページの続き (72)考案者 中川 雅弘 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田 建設株式会社内 (72)考案者 舘川 裕次 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田 建設株式会社内 (72)考案者 請川 誠 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田 建設株式会社内 (72)考案者 渡辺 太郎 東京都杉並区上荻４―25―３ (56)参考文献 特開 昭59−206598（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−30136（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形状断面を有するシールドフレームと、
   該シールドフレームの前方に設けられて切羽を掘削する
   カッターと、前記シールドフレームの前方に密閉された
   チャンバーを形成する隔壁と、該隔壁の後側に設けられ
   て前記カッターを回転駆動させる駆動源と、掘進用及び
   方向制御用のジャッキと、前記チャンバー内に泥水を供
   給する送泥管と、該泥水と前記カッターで掘削された掘
   削土砂とを攪拌・混合するチャンバー内攪拌装置と、該
   攪拌装置により攪拌・混合された混合物を排出する排泥
   管及び排泥ポンプと、を備えた密閉型シールド掘進機に
   おいて、 前記矩形状断面のシールドフレームの前記チャンバー内
   において、少なくとも該チャンバー底部の２隅角部に面
   取り用の傾斜板を設けるとともに、 前記泥水と掘削土砂との混合物を前記排泥管の排泥口に
   送り込むように搬送作用する回転羽根と、 前記チャンバーの底面から前記隔壁に架け渡せられて前
   記回転羽根の回転軸を軸支する底面板と、 該底面板により前記チャンバーと隔絶して設けられる前
   記回転羽根の回転駆動装置と、 からなる土砂掻き寄せ手段を前記排泥管の排泥口の前方
   に設けた、 ことを特徴とする密閉型シールド掘進機。
2. 【請求項２】請求項１において、回転駆動装置は、底面
   板とチャンバーの底面及び側面並びに隔壁とで区画され
   た部分に配設される駆動力伝達部と、前記隔壁の後側に
   配設される駆動部と、からなることを特徴とする密閉型
   シールド掘進機。