JP2554954B2

JP2554954B2 - シールド掘進機

Info

Publication number: JP2554954B2
Application number: JP2222208A
Authority: JP
Inventors: 繁夫高橋; 信雄高島; 正壽斉藤
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPH04106297A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はトンネル構築等に用いるシールド掘進機に関
する。

（従来の技術）第６図は泥漿式シールド掘進機を示し、101はシール
ド円筒、102はカッター盤、103は駆動モータ、104はチ
ャンバ、105は隔壁、106は作泥材注入通路、107は削土
排出用のスクリューコンベア、108はゲートである。

この泥漿式シールド掘進機は、作泥材をカッター盤10
2の前面または隔壁105より注入し、チャンバ104内で掘
削土砂と作泥材を混練して、スクリューコンベア107で
後方のゲート108から排土するものである。

また、第７図は泥土加圧式シールド掘進機を示すもの
で、111はシールド円筒、112はカッター盤、113は駆動
モータ、114はチャンバ、115は隔壁、116は作泥材叶出
孔、117はスクリューコンベア、118はゲート、119は撹
拌翼である。

この泥土加圧式シールド掘進機は、作泥材をカッター
盤112の前面中央部または隔壁115より注入し、チャンバ
114内において、カッター盤112と一体の撹拌翼119によ
り掘削土砂と削泥材を混練して、スクリューコンベア11
7で後方のゲート118から排出するものである。

また、特公平２−29838号公報には、カッター盤背面
の撹拌翼の他に、縦方向の回転軸に設けた撹拌翼を備え
た密閉機械式シールド掘進機が開示されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、第６図の泥漿式シールド掘進機は、カッタ
ー盤102を周辺支持または中間軸受方式としているの
で、粘土塊や巨礫等の排出に有利な口径の大きいスクリ
ューコンベア107を使用できるが、掘削土砂と作泥材と
の撹拌が充分に行なえず、塑性流動化が均一に行なえな
いことから、チャンバ104内に土砂が付着しやすく地下
水圧に対する止水性の面で不利がある。

また、第７図の泥土加圧シールド掘進機は、カッター
盤112と一体の撹拌翼119による撹拌が行なえるものの、
撹拌翼119はカッター盤112と同一回転のため、粘性土層
等に対する充分な撹拌が行なえない場合があり、更にカ
ッター盤112は主にセンターシャフト駆動方式のため、
口径の大きなスクリューコンベアを使用できず、粘土塊
や巨礫等が排出できない不利がある。

そして、前記特公平２−29838号公報開示の密閉機械
式シールド掘進機は、カッター盤背面の撹拌翼で掘削土
砂と作泥材を混練してから、更に、縦方向の回転軸に設
けた撹拌翼により２段階で混練できるが、１次撹拌はあ
くまでもカッター盤背面の撹拌翼によるため、粘性土層
等に対する充分な撹拌が行なえない場合がある。

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本
発明の目的は、掘削土砂と作泥材との混練を高めること
ができ、撹拌・混合の高効率変化により、掘進の安定、
効率化を図ったいわゆる泥土圧式のシールド掘進機を提
供するにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するため本発明に係るシールド掘進機
は、シールド円筒と、前記シールド円筒の前端に回転自
在に配設されたカッター盤と、前記カッター盤の後方に
設けられた混練用のチャンバと、前記カッター盤に接続
された作泥材注入装置と、前記チャンバに接続された削
土排出装置と、前記チャンバ内に前記シールド円筒の軸
心を中心として回転可能に配設し撹拌翼とを備えるシー
ルド掘進機において、前記シールド円筒の内側に、該シ
ールド円筒で支持され前端が前記チャンバに開口する内
筒を固設し、前記内筒の内側に前記削土排出装置を構成
するスクリューコンベアを配設し、前記シールド円筒の
内側で前記内筒の外側に軸受を介して回転可能に支持さ
れ前端が前記チャンバに臨む撹拌翼用ドラムを配設し、
前記撹拌翼用ドラムの前端で周方向に間隔をおいた箇所
から前記撹拌翼を前記チャンバに位置させて突設し、前
記シールド円筒の内側で前記撹拌翼用ドラムの外側に軸
受を介して回転可能に支持され前端が前記カッター盤に
連結されたカッター盤用ドラムを配設し、前記円筒の内
側から前記撹拌翼用ドラムの内周、内部、外周を通って
カッター盤用ドラムの外側に至り更に前記チャンバを通
ってカッター盤の背面に接続する、前記作泥材注入装置
を構成する作泥材注入通路を設け、前記作泥材注入通路
とは別に、前記内筒の内側から前記撹拌翼用ドラムの内
周、内部、撹拌翼の内部を通って撹拌翼の前端に開口す
る作泥材注入通路を設け、前記シールド円筒の内側で前
記カッター盤用ドラムと前記撹拌翼用ドラムとを回転駆
動する駆動手段を夫々別々に設けたことを特徴とする。

（作用）削土用のチャンバにおいて、撹拌翼をカッター盤と独
立して回転でき、しかも、カッター盤の前面と、撹拌翼
の先端から夫々作泥材が叶出されるため、掘削土砂と作
泥材との混練が強制撹拌により効率良く行なわれ、塑性
流動化が向上する。

削土排出装置が前記内筒の内側でチャンバに開口して
設けられるので、粘土塊や巨礫等の排出に有利な口径の
大きいスクリューコンベアを使用できる。

（実施例）以下、本発明の好適一実施例を添付図面に従って説明
する。

第１図は本発明によるいわゆる泥土圧式のシールド掘
進機の縦断側面図を示す。

１はシールド円筒（スキンプレート）、２はカッター
盤、３はその駆動モータ、４はチャンバ、５は撹拌翼、
６はその駆動モータ、７は作泥材注入装置、９は削土排
出装置としてのスクリューコンベアである。

シールド円筒１は、リングガーター11,12により固設
された内筒13を備える。

カッター盤２の前面にはカッタービット21が設けら
れ、カッター盤２には軸受座22を介してその背面の後方
に延出するドラム（カッター盤用ドラム）23が一体化さ
れている。

このカッター盤２の背面にはチャンバ４が形成され、
カッター盤２の軸受座22と、シールド円筒１のリングガ
ーター14との間にカッターベアリング15が介設され、図
中16はリップシールを示す。

撹拌翼５は、第３図に示すように、円環51の前面に放
射状に３本取り付けられ、撹拌翼５は円柱状を呈し、シ
ールド円筒１の軸心に対してその先端が次第に径方向外
方に位置するように傾斜して設けられている。

円環51の内方はチャンバ４の開口部52に形成され、こ
の円環51に後方へ延出するドラム53が連結されている。

この撹拌翼５のドラム（撹拌翼用ドラム）53は、シー
ルド円筒１の内筒13の外周上に軸受54,55を介して回転
自在に組み付けられ、更に、撹拌翼５のドラム53の外周
上に、カッター盤２のドラム23が軸受24,56を介して回
転自在に組み付けられ、図中17,25はリップシールであ
る。

そして、シールド円筒１のリングガーター11に取り付
けた駆動モータ３の駆動ギヤ31に噛合する被動ギヤ32
が、カッター盤２のドラム23に固設され、また、シール
ド円筒１のリングガーター12に取り付けた駆動モータ６
の駆動ギヤ61に噛合する被動ギヤ62が、撹拌翼５のドラ
ム53に固設されている。

両駆動モータ3,6は、油圧モータまたは減速機付電動
機等により構成されるもので、油圧駆動の場合は湯量制
御によって、また、電動機駆動の場合は、インバータ制
御等によって回転数を無段階に制御される。

作泥材注入装置７は、第２図に拡大して示すように、
不図示のポンプに連なる２本の注入通路71,81を有して
いる。

一方の注入通路71は、シールド円筒１の内筒13に接続
した注入管72と、第５図に示す如く撹拌翼５のドラム53
に形成した２本の貫通孔73と、カッター盤２のドラム23
に接続した注入管74とで構成され、注入管74はカッター
盤２の背面に接続され、カッター盤２の前面には複数の
叶出孔75が開口している。

また、他方の注入通路81は、シールド円筒１の内筒に
接続した注入管82と、第４図に示す如く撹拌翼５のドラ
ム53及び円環51に形成した３本の貫通孔83,84と、各撹
拌翼５自体に形成した貫通孔85とで構成され、貫通孔85
先端の叶出孔86に逆止弁87が設けられている。

尚、撹拌翼５のドラム53において、その内外周にはシ
ールリング57,58が設けられている。

そして、スクリューコンベア９のケーシング91が、シ
ールド円筒１の内筒13前端に接続されている。

以上の構成からなるシールド掘進機によれば、カッタ
ー盤２用の駆動モータ３と撹拌翼５用の駆動モータ６
は、油量制御やインバータ制御等により独立した駆動が
行なわれるから、カッター盤２の回転方向及び回転数に
拘束されることなく、撹拌翼５の回転方向及び回転数を
設定でき、また、撹拌翼５の取付数や形状を設定するこ
とも可能となる。

従って、掘削する土質に応じて最適のカッター盤２と
撹拌翼５の回転方向及び回転数が選択できると共に、カ
ッター盤２前面の叶出孔75,75から叶出した水や流動化
材等の作泥材が混入された掘削土砂を、チャンバ４内に
おいて、円環51に傾斜角度をもって取り付けた各撹拌翼
5,5,5によって効果的に強制撹拌できる。

そして、各撹拌翼5,5,5先端の叶出孔86,86,86からも
作泥材が独立して叶出されるため、より高い撹拌混合効
果をもって掘削土砂と作泥材との混練による塑性流動化
を促進できる。

また、十分な混練が行なわれた泥土は、カッター盤２
のドラム23及び撹拌翼５のドラム53を支持するシールド
円筒１の内筒13前端に接続したケーシング91内のスクリ
ューコンベア９により後方に排土され、このような口径
の大きいスクリューコンベア９を使用できて、粘土塊や
巨礫等の排出にも有利なものとなっている。

（発明の効果）以上のように本発明に係るシールド掘進機によれば、
チャンバ内において、カッター盤と独立して撹拌翼を回
転させ、しかも、カッター盤の前面と、撹拌翼の先端か
ら夫々作泥材が叶出されるため、掘削土砂と作泥材との
混練を強制撹拌によって効率良く行なって、塑性流動化
を向上でき、難透水性化の促進と併せ止水性を向上でき
ると共に、チャンバ内の閉塞防止効果も高められ、従っ
て、掘進の安定と効率化を達成することができる。

また、カッター盤及び撹拌翼の両ドラム支持方式によ
り、口径の大きな削土排出装置を使用できる等の利点も
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシールド掘進機の縦断側面図、第
２図はその要部拡大図、第３図乃至第５図は第１図の矢
視A,B,Cの各断面図、第６図及び第７図は従来のシール
ド掘進機を例示した各縦断側面図である。尚図中、１はシールド円筒、13は内筒、２はカッター
盤、23はドラム、３は駆動モータ、４はチャンバ、５は
撹拌翼、51は円環、53はドラム、６は駆動モータ、７は
作泥材注入装置、71,81は注入通路、75,86は叶出孔、９
は削土排出装置である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド円筒と、前記シールド円筒の前端に回転自在に配設されたカッタ
ー盤と、前記カッター盤の後方に設けられた混練用のチャンバ
と、前記カッター盤に接続された作泥材注入装置と、前記チャンバに接続された削土排出装置と、前記チャンバ内に前記シールド円筒の軸心を中心として
回転可能に配設された撹拌翼と、を備えるシールド掘進機において、前記シールド円筒の内側に、該シールド円筒で支持され
前端が前記チャンバに開口する内筒を固設し、前記内筒の内側に前記削土排出装置を構成するスクリュ
ーコンベアを配設し、前記シールド円筒の内側で前記内筒の外側に軸受を介し
て回転可能に支持され前端が前記チャンバに臨む撹拌翼
用ドラムを配設し、前記撹拌翼用ドラムの前端で周方向に間隔をおいた箇所
から前記撹拌翼を前記チャンバに位置させて突設し、前記シールド円筒の内側で前記撹拌翼用ドラムの外側に
軸受を介して回転可能に支持され前端が前記カッター盤
に連結されたカッター盤用ドラムを配設し、前記円筒の内側から前記撹拌翼用ドラムの内周、内部、
外周を通ってカッター盤用ドラムの外側に至り更に前記
チャンバを通ってカッター盤の背面に接続する、前記作
泥材注入装置を構成する作泥材注入通路を設け、前記作泥材注入通路とは別に、前記内筒の内側から前記
撹拌翼用ドラムの内周、内部、撹拌翼の内部を通って撹
拌翼の前端に開口する作泥材注入通路を設け、前記シールド円筒の内側で前記カッター盤用ドラムと前
記撹拌翼用ドラムとを回転駆動する駆動手段を夫々別々
に設けた、ことを特徴とするシールド掘進機。