JP2625982B2 - シールド掘進機における裏込材注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は種々のシールド掘進機における裏込材注入装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のシールド掘進機の裏込材注入装置は第10図乃至
第12図に示すように、テールプレートａの外周後端部に
注入器ｂが取り付けられ、注入室ｃ及び洗浄管ｄ内に貫
通配設されたロッドｅが流体圧シリンダｆにより突出さ
れて裏込材の注入管ｇと注入口ｈとが一致され、裏込材
が注入路ｉを経て噴出口ｊからテープボイドｋに連続的
に圧送されるようになっている。

裏込材の注入が終ったら流体圧シリンダｆによりロッ
ドｅが引き込まれ、地山とシールド内とが遮断されると
共に噴出口ｊと洗浄管ｄとが一致され、先ず空気が給水
管ｌ、洗浄管ｄを通って噴出口ｊ、更に注入路ｉ、注入
口ｈ、注入室ｃに送られ注入器ｂ内に溜っている裏込材
が注入管ｇから回収され、しかる後水が以上と同様の経
路で送られて洗浄される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、斯かる注入器ｂは流体圧シリンダｆ等を内蔵
するため径が大きくなり、テールプレートａの外周に取
り付けざるを得ない。

従ってテールプレートａの外周に比較的大きな突起が
存在することとなり、掘進時の抵抗が増大するばかりで
なく、硬い地山と接触した場合には著しく抵抗が大きく
なり掘進が妨げられることも起り得る。又地山を崩壊さ
せる原因ともなる。更に、掘進開始時立坑から水平移動
する際エントランスパッキンを持ち上げてしまい、水漏
れの原因ともなる。

本発明は斯かる従来の課題を解決し、掘進時の抵抗を
減少することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明はテールプレート内にシールドジャッキ近傍部
からテールプレート後端にかけて長孔を穿設し、該長孔
のスキンプレート側端部にスキンプレートの一部を形成
するよう注入管を接続し、前記長孔のシールドジャッキ
側端部のテールプレート内側にセメント入泥液等のＡ液
供給用のパイプを接続し、該パイプと前記長孔と前記注
入管とに夫々先端に逆止弁を備えた洗浄水供給用の可撓
性ホース及び固結剤等のＢ液供給用の可撓性ホース並に
線材を前記パイプと長孔と注入管とに対し隙間をもたせ
て着脱可能に挿入すると共に、前記洗浄水供給用の可撓
性ホース先端を前記注入管の吐出口近傍に配置し、前記
固結剤等のＢ液供給用の可撓性ホース先端を前記吐出口
からシールドジャッキ側へ所要の距離を隔てて配設する
ことによりＢ液供給用の可撓性ホース先端と吐出口との
間に混合区間を形成し、前記線材の前記注入管から突出
する端部に盲栓を取り付けて前記注入管の吐出口を開閉
可能としたことを特徴とするシールド掘進機における裏
込材注入装置にかかるものである。

［作用］ 線材をゆるめて該線材先端の盲栓を解除し、Ｂ液供給
用の可撓性ホースに固結剤を供給し、パイプにセメント
入泥液を供給すると混合区間内でセメント入泥液及び固
結剤が混合され裏込材となって注入管からテールボイド
に注入される。

この際、混合区間の長さを変化することにより固結剤
とセメント入泥液の混合性が調整される。

又、可撓性ホース先端に設けた逆止弁により、セメン
ト入泥液や裏込材が流入しないので、可撓性ホースの目
詰まりが防止される。

洗浄水供給用の可撓性ホース先端を注入管の吐出口近
傍に配設したことにより、注入管内の裏込材或いはセメ
ント入泥液は確実に洗浄される。

テールプレートの外周面に注入装置が突出せず、注入
管もスキンプレートと略同じ高さとなるため、殆ど掘進
抵抗が生じない。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面に参照しつつ説明する。

第１図乃至第８図は本発明の一実施例であり、シール
ド掘進機１のテールプレート２のシールドジャッキ３近
傍部に矩形の穴４を穿設し、該穴４からテールプレート
２の後端面にかけてテールプレート２内に長孔５を穿設
する。該長孔５のスキンプレート６側の開口面に断面等
脚台形状の注入管７を接続し、該注入管７の両側をスキ
ンプレート６の切込部に溶接等により固着し、該注入管
７の外面高さとスキンプレート６の外周面の高さとを一
致させ、注入管７がスキンプレート６の一部を形成する
ようになる。該注入管７の厚さは前記テールプレート２
の厚さと略同等であり、スキンプレート６の厚さより厚
くなっているので、スキンプレート６の内周面に若干突
出する。該注入管７の両側方のスキンプレート６に設け
るワイヤブラシ８のワイヤ９を該注入管７の両側面に密
着するようにして、土砂及び裏込材がシールド内へ流入
するのを防止する。

前記長孔５の穴４側開口部に硬質のパイプ10を接続
し、該パイプ10の自由端をテールプレート２の内側に導
く。

該パイプ10の自由端側より合成樹脂或いは銅管等から
なる２本の可撓性のホース11,12を着脱可能に挿入し、
前記長孔５を経て１方のホース11は前記注入管７の吐出
口13近傍に先端を到達させ、他方のホース12は先端を吐
出口13よりシールドジャッキ３側に所要の距離隔て且つ
その位置を後述するようにして調整できるように配設さ
せる。該ホース11,12の外径は前記パイプ10、長孔５及
び注入管７の内径よりも小径としてこれらとの間に間隙
39を形成するようにする。

ホース11,12先端には、夫々第５図及び第６図に示す
ように外周部に開口する吐出孔14をゴムリング15で覆っ
て、吐出孔14の流体はゴムリング15を押し上げて外部へ
流出するが外部の流体はゴムリング15に遮断されて流入
できないようにした逆止弁16を取り付ける。

パイプ10及び長孔５内にピアノ線等のワイヤ或は強度
の高い合成樹脂製のひも等の線材17（以下ワイヤ17とい
う）を挿通し、該ワイヤ17の注入管７の吐出口13から突
出する端部に鋼球18等の強度の高い金属、セラミック
ス、硬質合成樹脂等の芯材を取り付け、該鋼球18の表面
にウレタンゴム等の軟質材により被覆層19を球形又は円
錐形に設けて盲線20を形成する。該鋼球18の直径は注入
管７等の内径よりも小さくしておき、ウレタンゴム等に
よる被覆層19により盲栓20の直径は注入管７等の内径よ
りも大きくする。

前記パイプ10の自由端部をプレート22の開口部21に溶
接等により接続し、プレート22に例えばセメント入泥液
等のＡ液の供給口23を有する中空ブロック24を着脱可能
に取り付けて供給口23がパイプ10と連通するようにす
る。前記可撓性のホース11,12を中空ブロック24の中空
部に挿通させたうえ可撓性のホース11,12のテールプレ
ート２側端部を夫々前記中空ブロック24の端部に形成し
た引出し孔25から外方に取り出して夫々洗浄水及び固結
剤等のＢ液を供給するようにし、前記引出し孔25の中空
ブロック24外方側に形成した環状溝26とねじ孔27に夫々
シール28を取付けてシール押え金具等の調整手段29（以
下シール押え金具29という）を締め込むことにより、シ
ール28を変形させて引出し孔25をシールし併せてパイプ
11,12端部の任意の位置を中空ブロック24に固定できる
ようにする。

前記中空ブロック24の端部に形成した別の引出し孔25
にシール28等を介して摺動し得るよう挿入したロッド30
の挿入側先端に、前記ワイヤ17を接続し、該ロッド30の
外側端部に流体圧シリンダ31のピストンロッド32をねじ
等により着脱可能に連結し、該流体圧シリンダ31の筒体
33をシールド掘進機１の内部所要位置に枢着して盲栓開
閉ジャッキ34を構成する。

図中、35は穴４を塞ぐ閉塞板、36はセグメントを示
す。

以上のように構成したので、テールボイド37は裏込材
を注入する際は盲栓開閉ジャッキ34の流体圧シリンダ31
のピストンロッド32を突出すると、ロッド30が中空ブロ
ック24側に押し込まれ、ワイヤ17が緩むので第７図に示
すように盲栓20が離脱して注入管７の吐出口13が開口で
きるようになる。

次いでＡ液の供給口23からセメント入泥液を供給する
セメント入泥液はパイプ10及びテールプレート２の長孔
５内を流れて注入管７の混合区間38に至り、又ホース12
にＢ液等の固結剤を供給すると固結剤はホース12内を流
れて先端の逆止弁16から混合区間38に流出し、混合区間
38で前記セメント入泥液と混合されて裏込材となり、裏
込材の圧により盲栓20が押されて注入管７の吐出口13が
開口し裏込材が注入管７の吐出口13よりテールボイド37
へ流出し、やがて固化して地山が自立せしめられる。

この際、使用するセメント入泥液と固結剤の種類に応
じて、シール押え金具29を緩め可撓性のホース12の固定
位置を変更した後再びシール押え金具29を締めるようし
てホース12先端の位置を調整することにより混合区間38
の長さを変更して、セメント入泥液と固結剤が充分に混
合されるようにする。尚、この場合長さの異なる数本の
ホース12を用意しておき固結剤等の種類に応じて使用す
るホース12を選定することにより混合区間38の長さを変
更することもできる。

前記ホース12は可撓性であるため、固結剤供給時にパ
イプ10、長孔５及び注入管７内でホース12がうねるよう
に移動し、固結剤のホース12内における固化が防止され
ると共にホース12とパイプ10及びテールプレート２の長
孔５等との隙間39が常時変形してセメント入泥液の隙間
39内における固化も防止される。

本発明のシールド掘進機における裏込材注入装置はテ
ールプレート２内に内蔵され且つスキンプレート６の一
部を構成しているため、テールプレート２及びスキンプ
レート６の外周に突出せず、掘進時に抵抗が生じること
がなく、地山の崩壊も生じない。

裏込材の注入が終了した場合、流体圧シリンダ31のピ
ストンロッド32を引き込むとロッド30及びワイヤ17が引
き戻され、盲栓20が第１図に示すように注入管７の吐出
口13を閉塞する。該盲栓20には地山からの水圧等がかか
るため、盲栓20は吐出口13に押し付けられる。従って、
流体圧シリンダ31は盲栓20の開閉のみのストローク及び
容量があればよく、小ストローク且つ小容量のもので足
り、設置スペースも小さくて済む。

盲栓20により吐出口13が閉塞されたら、図示してない
Ａ液供給管のバルブを切換え、ホース11から洗浄水を供
給すると該洗浄水に押されて混合区間38の裏込材と隙間
39のセメント入泥液が中空ブロック24の供給口23から流
出し、引き続いて洗浄水がＡ液の供給口23から流出し、
混合区間38、隙間39内が洗浄され、固化が防止される。
このとき、同時に図示していないＢ液供給管のバルブを
切換え、ホース12に洗浄水を供給すると、該洗浄水に押
されてホース12内に滞留していた固結剤が混合区間38に
流出し、引き続いて洗浄水が混合区間38に流出するの
で、ホース12内の洗浄を行うこともできる。これによ
り、混合区間38に流出した固結剤は、前記と同様にして
隙間39を通りＡ液の供給口23から流出する。

洗浄の際には、ホース11の先端が注入管７の吐出口13
に在るので、混合区間38内を確実に洗浄することができ
る。又、ホース11,12先端に逆止弁16を取付けたので、
混合区間38の裏込材或いはセメント入泥液がホース11,1
2に流入することが防止され、従ってホース11,12の目詰
まり防止が確保される。

万一、ホース11,12に目詰まりが発生した場合には、
シール押え金具29を中空ブロック24のねじ孔27からはず
すだけで簡単にホース11,12を引き抜くことができるの
で、新しいホース11,12を中空ブロック24の吐出し孔25
からパイプ10、長孔５、注入管７に挿入すれば良い。

上記洗浄操作を作業員が怠り、隙間39内のセメント入
泥液が固化して隙間39が閉塞してしまった場合は、プレ
ート22と中空ブロック24との接続を切り離し、ロッド30
とピストンロッド32との連結を解き、しかる後中空ブロ
ック24ごとホース11,12を引くとホース11,12が注入管
７、長孔５及びパイプ10から抜けるので、ホース11,12
を抜き出した後、パイプ10から図示してない掻取洗浄具
を挿入してパイプ10、長孔５及び注入管７の内壁に夫々
付着したコンクリートを掻き落し、しかる後ホース11,1
2を元のように挿入する。

テールボイド37に注入された裏込材が固化する際、第
８図に示すように盲栓20の周囲の裏込材も固化するが、
シールドジャッキ３によりセグメント36を押して掘進す
るとき、盲栓20のウレタン被覆層19は固化した裏込材か
ら剥離し易く且つ容易に変形するため注入管７の吐出口
13の閉塞状態を維持することができ、盲栓20が固化した
裏込材中に取り込まれてしまうという不具合が防止され
る。

盲栓20を交換する場合は、前述のようにホース11,12
を引き抜いた後、ワイヤ17を引くことによりウレタン被
覆層19が変形して注入管７内に引き込まれ、長孔５、パ
イプ10を経て取り出される。しかる後、新しい盲栓20を
パイプ10に押し込み、空気圧又は液圧により注入管７の
吐出口12から地山側に押し出すことができる。

尚、本発明のシールド掘進機における裏込材注入装置
は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、注入
管は第９図に示すようにスキンプレート６表面から若干
突出する程度であれば支障ないこと、シールド掘進機に
対し複数設けてもよいこと、盲栓開閉ジャッキとして流
体圧シリンダの代わりにスプリングを用い裏込材の注入
圧力により盲栓を開き、裏込材の注入停止によってスプ
リング力により閉じるようにしてもよいこと等本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のシールド掘進機におけ
る裏込材注入装置によれば、下記の如き種々の優れた効
果を奏し得る。

（Ｉ） 裏込材注入装置をテールプレート内に内蔵する
と共に注入管がスキンプレートの一部を形成するように
したので、テールプレート外周に突起が形成されず、掘
進時の抵抗が著しく軽減される。

（II） テールプレート外周に突起が存在しないので、
地山を崩壊させることがない。

（III） テールプレート外周に突起が存在しないの
で、立坑から水平掘進する際エントランスパッキンを持
ち上げることがなく、これに起因する水漏れを防止する
ことができる。

（IV） 可撓性ホースを着脱可能にパイプ、ホース及び
注入管内に挿入したので、閉塞時の補修が容易である。

（Ｖ） 可撓性ホース先端に逆止弁を設けたので、可撓
性ホースのセメント入泥液や裏込材による目詰まりを防
止することができる。

（VI） 洗浄水供給用の可撓性ホース先端を注入管の吐
出口近傍に配設したので、注入管内の裏込材或いはセメ
ント入泥液を確実に洗浄することができる。

（VII） 混合区間の長さを変化することができるの
で、固結剤とセメント入泥液の種類に応じて両者の混合
性を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
II−II方向矢視図、第３図は第１図のIII−III方向矢視
図、第４図は第２図のIV−IV方向矢視図、第５図は逆止
弁の側断面図、第６図は第５図のVI−VI矢視図、第７図
は第１図における盲栓の開状態を示す図、第８図は第１
図における盲栓の固化した裏込材から離脱する状態を示
す図、第９図は第２図に示した注入管の他の取り付け状
態を示す図、第10図は従来の裏込材注入装置の一例を示
す断面図、第11図は第10図に示した裏込材注入装置の配
設状態を示す全体断面図、第12図は第11図のXII−XII方
向矢視図である。 ２はテールプレート、３はシールドジャッキ、５は長
孔、６はスキンプレート、７は注入管、10はパイプ、1
1,12はホース、13は吐出口、16は逆止弁、17はワイヤ等
の線材、20は盲栓、38は混合区間、39は隙間を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テールプレート内にシールドジャッキ近傍
   部からテールプレート後端にかけて長孔を穿設し、該長
   孔のスキンプレート側端部にスキンプレートの一部を形
   成するよう注入管を接続し、前記長孔のシールドジャッ
   キ側端部のテールプレート内側にセメント入泥液等のＡ
   液供給用のパイプを接続し、該パイプと前記長孔と前記
   注入管とに夫々先端に逆止弁を備えた洗浄水供給用の可
   撓性ホース及び固結剤等のＢ液供給用の可撓性ホース並
   に線材を前記パイプと長孔と注入管とに対し隙間をもた
   せて着脱可能に挿入すると共に、前記洗浄水供給用の可
   撓性ホース先端を前記注入管の吐出口近傍に配置し、前
   記固結剤等のＢ液供給用の可撓性ホース先端を前記吐出
   口からシールドジャッキ側へ所要の距離を隔てて配設す
   ることによりＢ液供給用の可撓性ホース先端と吐出口と
   の間に混合区間を形成し、前記線材の前記注入管から突
   出する端部に盲栓を取り付けて前記注入管の吐出口を開
   閉可能としたことを特徴とするシールド掘進機における
   裏込材注入装置。
2. 【請求項２】混合区間の長さを調整可能とした請求項１
   記載のシールド掘進機における裏込材注入装置。