JP2931033B2 - Mud pressurization propulsion device - Google Patents

Mud pressurization propulsion device

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JP2931033B2
JP2931033B2 JP11123690A JP11123690A JP2931033B2 JP 2931033 B2 JP2931033 B2 JP 2931033B2 JP 11123690 A JP11123690 A JP 11123690A JP 11123690 A JP11123690 A JP 11123690A JP 2931033 B2 JP2931033 B2 JP 2931033B2
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muddy water
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propulsion device
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カッタ部の前面と切羽との間及びシールド
筒と外周地山との間に泥膜を形成して地中を掘進する泥
水加圧推進装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to muddy water that excavates underground by forming a mud film between a front surface of a cutter portion and a face and between a shield cylinder and an outer ground. The present invention relates to a pressure propulsion device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、地中横穴掘削の工法として泥水加圧推進工法が
知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a muddy water pressure propulsion method has been known as a method of excavating an underground lateral hole.

この施工法は、一般的に掘進機及び埋設管を搬入する
ための立坑を掘削し、掘進機の後方に複数の埋設管を順
次連結しつつ横方向に掘進機及び埋設管を押し出しなが
ら横穴を掘削し、所定の箇所に設けた到達立坑から掘進
機を引出し、埋設管を設置する。
This construction method generally excavates a shaft for carrying an excavator and a buried pipe, and extrudes the excavator and the buried pipe in the horizontal direction while sequentially connecting a plurality of buried pipes behind the excavator. It excavates, pulls out the excavator from the reaching shaft provided at a predetermined location, and installs a buried pipe.

ここで、横穴を掘削する方法は、掘進機から切羽の地
山側に向けて泥水を注入し、加圧することによって地山
側にマッドフィルム(泥膜)を形成する。そして、通常
地下水圧+0.2kg/cm2程度に加圧した泥膜により切羽を
安定支持しつつ、カッタを回転させ地山の土砂を掘削
し、推進を行う。カッタとしては、通常、スポーク式の
カッタもしくはカッタフェイスを持った面板型式のカッ
タが使用されている。
Here, the method of excavating the side hole is to inject muddy water from the excavator toward the ground side of the face and pressurize to form a mud film (mud film) on the ground side. Then, while the face is stably supported by the mud membrane normally pressurized to about 0.2 kg / cm 2 of groundwater pressure, the cutter is rotated to excavate the earth and sand of the ground, and the propulsion is performed. As the cutter, a spoke type cutter or a face plate type cutter having a cutter face is usually used.

第7図は従来の掘進機の例を示す部分断面図である。 FIG. 7 is a partial sectional view showing an example of a conventional excavator.

図に示す掘進機41の頭部側において、カッタ部8の径
はシールド筒2の径よりも大きく形成されており、地山
をシールド筒2よりもやや大きくオーバーカットし、シ
ールド筒2及び図示しない後方に連結した埋設管と地山
との間にテールボイドC部を形成する。
On the head side of the excavator 41 shown in the figure, the diameter of the cutter portion 8 is formed to be larger than the diameter of the shield tube 2, and the ground is slightly overcut from the shield tube 2, and A tail void C is formed between the ground pipe and the buried pipe connected rearward.

一方、送泥管42からカッタ部8の前面に泥水aを送る
ことによって切羽Aとカッタ部8の間に泥膜が形成さ
れ、切羽Aが安定に支持される。カッタ部8により掘削
された土砂は掘削室5において送泥水と撹拌混合されて
高濃度の液状体となる。この高濃度の液状体を加圧した
状態でテールボイドC部に充満させることにより、地山
を受圧状態にし、地山の崩落、埋設管への締め付けを抑
え、掘進機及び埋設管と地山とを直接触れさせないよう
にし、埋設管と地山との摩擦力を低減している。なお、
図中10は排泥口、11は排泥管、43はバルブである。
On the other hand, by sending muddy water a from the mud feed pipe 42 to the front surface of the cutter portion 8, a mud film is formed between the face A and the cutter portion 8, and the face A is stably supported. The earth and sand excavated by the cutter unit 8 is stirred and mixed with the muddy water in the excavation room 5 to be a high-concentration liquid material. By filling the tail void C part with this high-concentration liquid material in a pressurized state, the ground is brought into a pressure receiving state, the collapse of the ground, the tightening to the buried pipe is suppressed, and the excavator and the buried pipe and the ground are connected. To reduce the friction between the buried pipe and the ground. In addition,
In the figure, reference numeral 10 denotes a discharge port, reference numeral 11 denotes a discharge pipe, and reference numeral 43 denotes a valve.

このように、カッタ8部をシールド筒2よりも径大に
した掘進機を用いた推進装置により、それまでのオーバ
ーカットのない推進装置に比し、低推力での長距離推進
が可能である。
As described above, the propulsion device using the excavator in which the cutter 8 has a diameter larger than that of the shield cylinder 2 enables long-distance propulsion with low thrust as compared with the conventional propulsion device without overcut. .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

前記のように、泥水加圧推進工法は、掘進機から切羽
の地山側に向けて泥水を加圧注入することによってカッ
タ部と切羽の間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜
を形成し、泥膜を介した加圧力により切羽及び外周地山
を安定に支持しつつ、カッタを回転させ切羽の土砂を掘
削し、推進を行う。
As described above, the muddy water pressure propulsion method employs a muddy water pressurization and injection from an excavator toward the ground side of the face to form a mud film between the cutter part and the face and between the shield cylinder and the outer ground. The cutter is rotated to excavate the earth and sand of the face while being stably supported by the pressing force via the mud film and the cutting face and the outer peripheral ground, thereby being propelled.

この泥水加圧推進工法において、前記泥膜を介した加
圧力を一定範囲に保つことが、切羽及び外周地山を安定
に支持するうえで極めて重要なことである。ここで問題
となるのは、排泥作業に伴う切羽の圧力低下である。当
然のことながら、掘削土砂を排出しなければ掘進は行わ
れないわけであるから、掘進と排泥作業は繰り返し行わ
れる。従来の作業において、排泥管に設けたバルブの開
閉は、切羽の圧力が下限値(地下水圧+0.2kg/cm2)よ
り高いときにバルブを開け、下限値で閉じることによっ
て切羽の圧力を管理していたが、往々にして切羽の圧力
は設定の下限値を下回り、切羽とテールボイドの安定が
はかりにくかった。一方、バルブを開けるときの切羽圧
力を高く設定した場合、せっかく形成した泥膜が高い切
羽圧力のために破られて逸泥し、切羽圧力が一挙に低下
し、切羽が不安定になる場合も発生した。
In this muddy water pressurized propulsion method, it is extremely important to keep the pressing force through the mud film within a certain range in order to stably support the face and the outer ground. The problem here is the pressure drop of the face due to the mud discharging operation. Naturally, excavation is not performed unless the excavated soil is discharged, so the excavation and the drainage work are repeatedly performed. In the conventional work, opening and closing of the valve on the mud pipe is performed by opening the valve when the pressure of the face is higher than the lower limit (groundwater pressure + 0.2 kg / cm 2 ) and closing it at the lower limit. Although it was controlled, the pressure of the face was often below the lower limit of the setting, and it was difficult to stabilize the face and the tail void. On the other hand, if the face pressure at the time of opening the valve is set to a high value, the formed mud film is broken due to the high face pressure and is lost, the face pressure is reduced at once, and the face becomes unstable. Occurred.

さらに、排泥管に設けるバルブとして、第8図に示す
ようなケーシング43aにゴムスリーブ43bを取り付け、ケ
ーシング43a内に所定圧力の空気を供給することによっ
てゴムスリーブ43bが開閉するエヤーピンチバルブ43を
用いる場合、このバルブ43を閉じた際に、正常な状態で
は同図(a)(正面断面図)及び同図(b)(側面断面
図)の状態にあるが、排泥中の土砂の塊44が同図(c)
(側面断面図)に示すようにゴムスリーブ43bに挟まれ
たとき、土砂44の回りに大きな隙間45ができてバルブ43
が完全に閉鎖されずに泥水が漏れることがある。このた
めバルブ43の操作が適切に行われず、掘削室内の圧力変
動を引き起こすという問題があった。
Further, as a valve provided in the exhaust pipe, an air pinch valve 43 is provided, in which a rubber sleeve 43b is attached to a casing 43a as shown in FIG. 8, and the rubber sleeve 43b is opened and closed by supplying air at a predetermined pressure into the casing 43a. When the valve 43 is used, when the valve 43 is closed, it is in the state shown in FIG. 9A (front sectional view) and FIG. 10B (side sectional view) in a normal state. 44 is the same figure (c)
As shown in (side sectional view), when the rubber sleeve 43b is sandwiched, a large gap 45 is formed around the earth and sand 44 so that the valve 43
Muddy water may leak without being completely closed. For this reason, there is a problem that the operation of the valve 43 is not performed properly, causing pressure fluctuation in the excavation chamber.

また、ゴムスリーブ43bが破損した場合、泥水が流出
して切羽圧力が低下し、切羽の崩落が生じるという問題
があった。
Further, when the rubber sleeve 43b is damaged, there is a problem that the muddy water flows out and the face pressure is reduced, and the face is collapsed.

そこで本発明は、泥水加圧推進工法において、掘削室
内の圧力変動を抑制し、また、排泥バルブの作動を適切
にして、掘進機と地山との間に常に安定な泥膜を形成し
て、長距離掘進を円滑に行うことを目的とする。
Therefore, the present invention suppresses the pressure fluctuation in the excavation chamber in the muddy water pressurization propulsion method, and also appropriately operates the sludge discharge valve to form a stable mud film between the excavator and the ground at all times. The aim is to perform long-distance excavation smoothly.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の泥水加圧推進装置は、その目的を達成するた
めに、シールド筒より径大のカッタ部の前面と切羽との
間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成して地
中を掘進する泥水加圧推進装置において、掘進機の掘削
室内に接続した排泥管の途中に設けたバルブを、ケーシ
ング内にゴムスリーブを取り付けたエヤーピンチバルブ
とし、前記ゴムスリーブを閉じたときにゴムスリーブ断
面形状が放射状となるようにケーシングの周方向3箇所
以上に空気供給口を設けた泥水加圧推進装置において、
前記エヤーピンチバルブを直列に複数個連設したことを
特徴とする。
In order to achieve the object, the muddy water pressurizing propulsion device of the present invention forms a mud film between the front surface of the cutter part having a diameter larger than the shield cylinder and the face and between the shield cylinder and the outer peripheral ground. In a muddy water pressurizing propulsion device that excavates underground, a valve provided in the middle of a mud exhaust pipe connected to the excavation room of an excavator was an air pinch valve having a rubber sleeve mounted in a casing, and the rubber sleeve was closed. Sometimes, in a muddy water pressurized propulsion device provided with air supply ports at three or more locations in the circumferential direction of the casing so that the rubber sleeve cross-sectional shape is radial,
A plurality of the air pinch valves are connected in series.

また、前記エヤーピンチバルブのケーシングを硬質ゴ
ム製のケーシングとし、同ケーシングを外部から押圧可
能な構造とすることができる。
Further, the casing of the air pinch valve may be a casing made of hard rubber, and the casing may have a structure capable of being pressed from the outside.

また、掘進機の掘削室を形成するためにカッタ部の後
部に設けた隔壁と、掘削室内の圧力変化に応じて弾性的
に変形する圧力調整体を設け、該圧力調整体と前記エヤ
ーピンチバルブとを組み合わせて掘進機に設けてもよ
い。
Further, a partition provided at a rear portion of the cutter unit for forming an excavating chamber of the excavator, and a pressure adjusting body which is elastically deformed according to a pressure change in the excavating chamber are provided, and the pressure adjusting body and the air pinch valve are provided. May be provided in the excavator in combination.

〔作用〕[Action]

本発明の泥水加圧推進装置において、掘削室を形成す
る隔壁に設けた圧力調整体は、掘削土砂の大きな塊が掘
削室に入り込んだときの掘削室内の圧力上昇に対しては
圧力調整体が縮み、排泥開始時の圧力低下に対しては圧
力調整体が膨らんで、掘削室内の圧力変動を吸収し、掘
削室内を常に所定の圧力に保持する。
In the muddy water pressurizing propulsion device of the present invention, the pressure adjuster provided on the partition wall forming the excavation chamber has a pressure adjuster against a pressure increase in the excavation chamber when a large lump of excavated soil enters the excavation chamber. In response to the contraction and the pressure drop at the start of the sludge discharge, the pressure regulator expands to absorb the pressure fluctuation in the excavation chamber, and always keeps the excavation chamber at a predetermined pressure.

排泥管に設けたエヤーピンチバルブは、ゴムスリーブ
が土砂の塊を挟み込んだときでもゴムスリーブが土砂に
なじんで変形して隙間を生じることがない。また、同エ
ヤーピンチバルブを複数個連設したときは、同バルブの
供給空気圧を適切に設定することにより、掘削室内の圧
力を所定の圧力に確実に保持することができる。また、
同エヤーピンチバルブのケーシングを硬質ゴム製のケー
シングとして同ケーシングを外部から押圧可能な構造と
したときは、ケーシング内のゴムスリーブが破損したと
きには同ケーシングを押圧してバルブを閉じることがで
きる。
The air pinch valve provided in the mud pipe does not form a gap due to the rubber sleeve being deformed by being fitted to the earth and sand even when the rubber sleeve sandwiches a lump of earth and sand. In addition, when a plurality of the air pinch valves are connected in series, by appropriately setting the supply air pressure of the valves, the pressure in the excavation chamber can be reliably maintained at a predetermined pressure. Also,
When the casing of the air pinch valve is made of a hard rubber casing and the casing can be pressed from the outside, when the rubber sleeve in the casing is broken, the casing can be pressed to close the valve.

第1図は本発明で使用する圧力調整体を備えた掘削機
の要部を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an excavator provided with a pressure adjusting body used in the present invention.

第1図において、掘進機1は全体として筒状をなし、
掘進機1の後方には複数の埋設管(図示せず)が順次連
結される。
In FIG. 1, the excavator 1 has a cylindrical shape as a whole,
A plurality of buried pipes (not shown) are sequentially connected behind the excavator 1.

掘進機1のシールド筒2内には隔壁3が設けられてい
る。隔壁3の後部側には、送泥管4が接続されている。
この送泥管4は、泥水aを圧送するポンプを介して泥水
貯蔵タンク(図示せず)に連結されている。隔壁3の前
部側には、モータ等の駆動機6により回転力を与えられ
る回転軸7と、同回転軸7に連結され、掘進機1のシー
ルド筒2の外径より大きな外径をもつカッタ部8が配設
されている。このカッタ部8の前面部には、放射状に切
削刃81が配設され、最外部の切削刃81はシールド筒2の
外方に位置し、シールド筒2と外周地山Bとの間隙にテ
ールボイド部Cが形成される。
A partition 3 is provided in a shield cylinder 2 of the excavator 1. A mud feed pipe 4 is connected to the rear side of the partition wall 3.
The mud pipe 4 is connected to a mud storage tank (not shown) via a pump for pumping mud a. On the front side of the partition wall 3, a rotating shaft 7 to which a rotating force is applied by a driving device 6 such as a motor, and an outer diameter which is connected to the rotating shaft 7 and which is larger than the outer diameter of the shield cylinder 2 of the excavator 1. A cutter unit 8 is provided. A cutting blade 81 is radially disposed on the front surface of the cutter portion 8, and the outermost cutting blade 81 is located outside the shield tube 2, and a tail void is formed in a gap between the shield tube 2 and the outer peripheral ground B. A part C is formed.

掘進機1の隔壁3とカッタ部8とシールド筒2で囲ま
れた空間は、泥水と掘削土砂が撹拌混合される掘削室5
となっている。
The space surrounded by the bulkhead 3, the cutter part 8, and the shield tube 2 of the excavator 1 is a drilling room 5 in which muddy water and excavated earth and sand are mixed and stirred.
It has become.

この掘削室5内において、カッタ部8の背面部から回
転軸7の軸心に平行にスクレーパ9を突設している。こ
のスクレーパ9によってシールド筒2の内面側に残留し
がちな土砂が掻き取られ、且つ、掘削土砂と泥水aの撹
拌混合が図られる。
In the excavation room 5, a scraper 9 is protruded from the back of the cutter unit 8 in parallel with the axis of the rotating shaft 7. The scraper 9 scrapes off the earth and sand that tends to remain on the inner surface side of the shield tube 2 and stirs and mixes the excavated earth and sand with the muddy water a.

そして、カッタ部8の前面の掘削部及び掘削室5にお
いて、泥水aと掘削土砂とが均一に撹拌混合されてでき
た液状混合体は、カッタ部8前面の切羽A側に泥膜を形
成するとともに、シールド筒2と外周地山Bとの間にテ
ールボイド部Cを形成する。このテールボイド部Cにも
泥膜が形成される。
Then, in the excavation section and the excavation chamber 5 in front of the cutter section 8, the liquid mixture formed by uniformly stirring and mixing the muddy water a and the excavated earth and sand forms a mud film on the face A side in front of the cutter section 8. At the same time, a tail void portion C is formed between the shield cylinder 2 and the outer peripheral ground B. A mud film is also formed on the tail void portion C.

掘削室5の下部においては、隔壁3の一部が開口さ
れ、排泥口10が形成されている。この排泥口10には排泥
管11およびバルブ12が設けられ、さらに、バルブ12の排
泥側端部には図示しない貯泥槽が設置されている。
In the lower part of the excavation chamber 5, a part of the partition wall 3 is opened, and a mud outlet 10 is formed. The exhaust port 10 is provided with an exhaust pipe 11 and a valve 12, and a mud storage tank (not shown) is installed at an end of the valve 12 on the exhaust side.

このような掘進機1において、隔壁3に、掘削室5内
の圧力変化に応じて弾性的に変形する圧力調整体13を設
けている。この圧力調整体13は、掘削室5側をゴム等の
弾性体13aとし、後部側3aを隔壁3と一体的に剛体で形
成して、内部に掘削室5内の泥水aの圧力と同程度の圧
力の空気等の気体を封入している。
In such an excavator 1, the partition 3 is provided with a pressure adjusting body 13 which is elastically deformed in accordance with a pressure change in the excavating chamber 5. The pressure adjusting body 13 has an elastic body 13a made of rubber or the like on the side of the excavation chamber 5 and a rear side 3a formed integrally with the partition wall 3 as a rigid body. A gas such as air at a pressure of is enclosed.

次いで、第1図に示した掘進機1の動作について説明
する。
Next, the operation of the excavator 1 shown in FIG. 1 will be described.

まず、図示しないポンプによって泥水aが送泥管4を
通じて圧送される。圧送された泥水aは、掘削室5を満
たし、切羽A面に加圧状態で送られる。次いで駆動機6
により回転軸7を回転させ、かつ泥水aの注入を続けな
がらカッタ部8により掘削を行う。掘削された土砂は泥
水aに混合し、この液状混合体により切羽A面は押圧さ
れ、カッタ部8と切羽Aの間には泥膜が形成され、切羽
Aの安定が図られる。
First, muddy water a is pumped through the mud pipe 4 by a pump (not shown). The pumped mud a fills the excavation chamber 5 and is sent to the face A in a pressurized state. Then drive 6
, The excavation is performed by the cutter unit 8 while the muddy water a is continuously injected. The excavated earth and sand are mixed with the muddy water a, and the face A is pressed by the liquid mixture, and a mud film is formed between the cutter portion 8 and the face A, so that the face A is stabilized.

また、カッタ部8の外径はシールド筒2の外径より大
きく設定されているので、掘削後はシールド筒2及び埋
設管の外周と外周地山Bとの間にテールボイド部Cが形
成される。このテールボイド部Cにも、外周地山Bとの
間に泥膜が形成される。
Further, since the outer diameter of the cutter portion 8 is set to be larger than the outer diameter of the shield tube 2, a tail void portion C is formed between the outer periphery of the shield tube 2 and the buried pipe and the outer peripheral ground B after excavation. . A mud film is also formed between the tail void portion C and the outer peripheral ground mountain B.

この泥膜にかかる圧力は、掘削室5内の液状混合体の
圧力、例えば地下水圧+0.2kg/cm2と同圧となり、その
押圧力によって切羽A及び外周地山Bの崩落を抑え、緩
み土圧の発生を防止し、外周地山Bの埋設管等への締付
けを無くして掘進機の所要推進力を低減させる。したが
って、小さな推進力で掘進機の推進を行うことができ、
長距離推進工法に適したものとなる。
The pressure applied to the mud film is the same as the pressure of the liquid mixture in the excavating chamber 5, for example, the groundwater pressure +0.2 kg / cm 2, and the pressing force suppresses the collapse of the face A and the outer peripheral ground B, and loosens. The occurrence of earth pressure is prevented, and the required propulsive power of the excavator is reduced by eliminating the tightening of the outer peripheral ground B to a buried pipe or the like. Therefore, the excavator can be propelled with a small propulsion,
Suitable for long-distance propulsion.

掘削室5内の土砂と泥水aの液状混合体は、排泥口10
から排泥管11を通り、バルブ12を通って、図示しない貯
泥槽に排泥される。このバルブ12の開閉作動圧力を適切
に調整することによって良好な掘削を行うための掘進室
5内の液状混合体の圧力を保持することが可能となる。
The liquid mixture of earth and sand and mud water a in the excavation chamber 5
Through the mud pipe 11 and the valve 12 to be discharged to a mud storage tank (not shown). By appropriately adjusting the opening / closing operation pressure of the valve 12, it is possible to maintain the pressure of the liquid mixture in the excavation chamber 5 for performing good excavation.

上記のような掘進作業において、掘削室5内に掘削土
砂の比較的大きな塊が入り込んだ場合、掘削室5内の圧
力がこの塊の容積に対応した分だけ一時的に上昇し、掘
削室5内の圧力変動が生じて泥膜が不安定となる。しか
し、隔壁3に弾性変形する圧力調整体13を取り付けてい
るので、前記圧力上昇に相当する分だけ圧力調整体13内
の空気等の気体の体積が縮小して、掘削室5内の圧力が
上昇することはない。そして、前記塊が排泥口10から排
泥された後は元の状態に復帰するため、安定した泥膜が
維持される。また、排泥に伴う切羽の圧力低下や、異常
時の圧力低下に際しては、この圧力調整体13が膨らみ、
体積変化に追随し、切羽の圧力低下を防止し、圧力が正
規になれば元の状態に復帰する。
In the above-described excavation work, when a relatively large lump of excavated soil enters the excavation chamber 5, the pressure in the excavation chamber 5 temporarily increases by an amount corresponding to the volume of the lump, and the excavation chamber 5 Fluctuation of pressure inside the mud causes unstable mud film. However, since the pressure adjusting body 13 that is elastically deformed is attached to the partition wall 3, the volume of gas such as air in the pressure adjusting body 13 is reduced by an amount corresponding to the pressure increase, and the pressure in the excavation chamber 5 is reduced. It does not rise. After the lump is discharged from the discharge port 10, the lump returns to the original state, so that a stable mud film is maintained. In addition, when the pressure of the face is reduced due to the sludge, or when the pressure is reduced in an abnormal state, the pressure adjusting body 13 expands,
Following the volume change, the pressure of the face is prevented from dropping, and the pressure returns to its original state when the pressure becomes normal.

第2図は弾性変形する圧力調整体の異なる構成例を示
す図である。この例では、圧力調整体14を、隔壁3の凸
部3bに配置したゴム等の弾性材からなる袋状部14aと同
袋状部14aに接続した配管14bと圧力調整ゲージ14cとバ
ルブ14dとで構成している。
FIG. 2 is a diagram showing a different configuration example of a pressure adjusting body that elastically deforms. In this example, the pressure adjusting body 14 is provided with a bag-shaped portion 14a made of an elastic material such as rubber and a pipe 14b connected to the bag-shaped portion 14a, a pressure adjusting gauge 14c, and a valve 14d. It consists of.

この構成においては、圧力調整ゲージ14cにより袋状
部14a内の空気等の気体の圧力が一定になるようにバル
ブ14dが操作される。そして、常時は同図(a)に示す
状態にあり、掘削室5内に掘削土砂の比較的大きな塊が
入り込んだ場合は、袋状部14aが同図(b)に示すよう
に弾性変形して掘削室5内の圧力上昇を吸収する。この
とき、袋状部14a内の気体の一部がバルブ14dを経て放出
される。掘削室5から土砂の塊が排出されるとバルブ14
dを経て気体が袋状部14aに供給されて同図(a)の状態
に復帰する。
In this configuration, the valve 14d is operated by the pressure adjusting gauge 14c so that the pressure of gas such as air in the bag-shaped portion 14a is constant. When the excavation chamber 5 is in a relatively large lump of excavated earth and sand, the bag-shaped portion 14a is elastically deformed as shown in FIG. To absorb the pressure rise in the excavation chamber 5. At this time, a part of the gas in the bag-like portion 14a is released via the valve 14d. When a lump of earth and sand is discharged from the excavation chamber 5, the valve 14
After d, the gas is supplied to the bag-like portion 14a and returns to the state shown in FIG.

第3図は圧力調整体のさらに異なる構成例を示す図で
ある。この例では、圧力調整体15を、隔壁3を筒状に形
成した凸部3cの内面をピストン状に摺動する円板15aと
同円板15aに連結されたロッド15bと同ロッド15bに連結
され流体圧シリンダ15d内を往復動するピストンヘッド1
5cとで構成している。流体圧シリンダ15dの図面左側は
外気に連通しており、図面右側は液体タンク15eに連通
している。液体タンク15e内には所定の圧力の空気が封
入されており、常時は同図(a)に示す状態にある。掘
削室5内に掘削土砂の比較的大きな塊が入り込んだ場合
は、円板15a,ロッド15b,ピストンヘッド15cが同図
(b)に示すように図中右方向に移動して掘削室5内の
圧力上昇を吸収する。掘削室5から土砂の塊が排出され
ると円板15a,ロッド15b,ピストンヘッド15cは同図
(a)の状態に復帰する。
FIG. 3 is a view showing still another configuration example of the pressure adjusting body. In this example, the pressure adjusting body 15 is connected to a disk 15a that slides in a piston shape on the inner surface of the convex portion 3c in which the partition wall 3 is formed in a cylindrical shape, a rod 15b connected to the disk 15a, and a rod 15b connected to the disk 15a. Piston head 1 reciprocating in the fluid pressure cylinder 15d
5c. The left side of the fluid pressure cylinder 15d in the drawing communicates with the outside air, and the right side of the drawing communicates with the liquid tank 15e. Air of a predetermined pressure is sealed in the liquid tank 15e, and is always in a state shown in FIG. When a relatively large lump of excavated soil enters the excavation chamber 5, the disk 15a, the rod 15b, and the piston head 15c move rightward in the figure as shown in FIG. Absorb pressure rise. When the lump of earth and sand is discharged from the excavation chamber 5, the disk 15a, the rod 15b, and the piston head 15c return to the state shown in FIG.

第4図は第1図において排泥管11に設けたバルブ12の
構造を示す図である。本実施例においては、バルブ12は
第4図(a),(b),(c)の例に示すように、ケー
シング12a内への空気の供給口12cを3箇所以上とし、バ
ルブ12を閉じた状態のとき、ゴムスリーブ12bの断面形
状が放射状になるようにした。このため、ゴムスリーブ
12bが土砂の塊20を挟み込んだ場合でも、ゴムスリーブ1
2bが塊20になじんで変形して隙間が生じることがなく、
泥水が漏れることがない。このとき、ゴムスリーブ12b
の閉じる形状にあうように、あらかじめケーシング12a
とゴムスリーブ12bを3箇所以上の点で固定しておけ
ば、固定した箇所はゴムスリーブ12bがケーシング12aか
ら離れることがなく、ゴムスリーブ12bが確実に放射状
の断面形状となって閉じることができる。
FIG. 4 is a view showing the structure of the valve 12 provided in the drainage pipe 11 in FIG. In this embodiment, as shown in the examples of FIGS. 4A, 4B and 4C, the valve 12 has three or more air supply ports 12c into the casing 12a, and closes the valve 12. In this state, the cross-sectional shape of the rubber sleeve 12b is made radial. Because of this, the rubber sleeve
Even if 12b sandwiches the earth and sand mass 20, the rubber sleeve 1
2b does not adapt to the lump 20 and deform, creating no gap,
No mud leaks. At this time, the rubber sleeve 12b
The casing 12a in advance so that
If the rubber sleeve 12b is fixed at three or more points, the rubber sleeve 12b does not separate from the casing 12a at the fixed point, and the rubber sleeve 12b can be reliably closed in a radial cross-sectional shape. .

第5図は排泥管に設けるバルブを二連バルブとした本
発明の実施例を示す図である。この例においては、第1
のバルブ16と第2のバルブ17を連設し、第1のバルブ16
には圧力P1の空気を供給口16cから供給し、第2のバル
ブ17には圧力P2の空気を供給口17cから供給する。図中1
6a,17aはケーシング、16b,17bはゴムスリーブ、16d,17d
は圧力計である。この二連バルブにおいては、バルブ16
の空気圧は第1図の場合と同様に、掘削室5内の圧力と
同程度とし、バルブ17の空気圧はバルブ16の空気圧より
やや高くする。
FIG. 5 is a view showing an embodiment of the present invention in which the valve provided in the exhaust pipe is a double valve. In this example, the first
The second valve 16 and the second valve 17 are connected in series, and the first valve 16
Supplying air pressure P 1 from the supply port 16c is in, the second valve 17 for supplying the pressure P 2 air from the supply port 17c. 1 in the figure
6a, 17a is a casing, 16b, 17b is a rubber sleeve, 16d, 17d
Is a pressure gauge. In this dual valve, valve 16
1, the air pressure of the valve 17 is made slightly higher than the air pressure of the valve 16, as in the case of FIG.

第5図において、同図(a)は両バルブを閉じた状態
を示し、同図(b)〜(c)は排泥時のバルブ操作の手
順を示す。掘削が進んで掘削室5内の圧力が所定圧より
高くなると第1のバルブ16が自動的に開となる(同図
(b)の状態)。このときの圧力計16dの表示圧の上昇
を見て操作者は第2のバルブ17への供給空気圧を下げて
第2のバルブ17を開にする(同図(c)の状態)。この
状態で掘削室5内の液状混合体が排泥される。排泥が進
むにつれて掘削室5内の圧力が下がり、同圧力が所定の
圧力より下がると第1のバルブ16が自動的に閉じ、排泥
が止まる(同図(d)の状態)。この後操作者が第2バ
ルブ17を閉じて同図(a)の状態に復帰する。このよう
に排泥バルブを二連バルブとして、第1のバルブ16の圧
力計の表示圧を監視して第2のバルブ17の開閉を操作す
ることにより、かりに第2のバルブ17を閉めるタイミン
グが遅れることがあっても、掘削室5内の圧力が所定の
圧力より低くなることがなくなり、これにより切羽を安
定に支持し、切羽の崩落等を未然に防止することができ
る。
In FIG. 5, FIG. 5 (a) shows a state in which both valves are closed, and FIGS. 5 (b) to 5 (c) show a valve operation procedure at the time of discharging the mud. When the excavation proceeds and the pressure in the excavation chamber 5 becomes higher than a predetermined pressure, the first valve 16 is automatically opened (the state of FIG. 2B). At this time, the operator looks at the increase in the display pressure of the pressure gauge 16d, and lowers the air pressure supplied to the second valve 17 to open the second valve 17 (the state of FIG. 3C). In this state, the liquid mixture in the excavation chamber 5 is discharged. As the mud proceeds, the pressure in the excavation chamber 5 decreases, and when the pressure falls below a predetermined pressure, the first valve 16 is automatically closed, and the mud stops (the state of FIG. 3D). Thereafter, the operator closes the second valve 17 and returns to the state shown in FIG. As described above, by operating the second valve 17 by monitoring the display pressure of the pressure gauge of the first valve 16 using the double-draining valve as a double valve, the timing of closing the second valve 17 can be adjusted. Even if there is a delay, the pressure in the excavation chamber 5 does not become lower than the predetermined pressure, whereby the face can be stably supported, and the face can be prevented from collapsing.

第6図は排泥管に設けるバルブとして、硬質ゴムによ
りケーシングを形成し、同ケーシングを外側から押圧可
能な構造とした本発明の実施例を示す図であり、同図
(a)は正面断面図、同図(b)は側面断面図、同図
(c)はケーシングを押圧した状態を示す側面断面図で
ある。この例においては、バルブ21の本体は硬質ゴム製
のケーシング22とゴムスリーブ23からなり、この本体に
対してケーシング22を外側から押圧する流体圧シリンダ
ー24を設けている。通常の操業状態においては、ケーシ
ング22とゴムスリーブ23の間に所定圧力の空気を供給す
ることによって、ゴムスリーブ23を開閉する。操業中に
なんらかの理由によりゴムスリーブ23が損傷したときに
は、流体圧シリンダー24を作動させてシリンダーロッド
先端の押さえ具25によりケーシング22を押圧してバルブ
21全体を密着させて、泥水の流出を阻止する。
FIG. 6 is a view showing an embodiment of the present invention in which a casing provided with hard rubber is formed as a valve provided in the exhaust pipe, and the casing is configured to be able to be pressed from the outside. FIG. FIG. 3B is a side sectional view, and FIG. 3C is a side sectional view showing a state where the casing is pressed. In this example, the main body of the valve 21 includes a hard rubber casing 22 and a rubber sleeve 23, and a fluid pressure cylinder 24 for pressing the casing 22 from the outside against the main body is provided. In a normal operation state, the rubber sleeve 23 is opened and closed by supplying air at a predetermined pressure between the casing 22 and the rubber sleeve 23. If the rubber sleeve 23 is damaged during operation for some reason, the hydraulic cylinder 24 is operated and the casing 22 is pressed by the presser 25 at the tip of the cylinder rod to release the valve.
The entire 21 is kept in close contact to prevent muddy water from flowing out.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に説明したように、本発明の泥水加圧推進装置に
よれば、掘削室およびシールド筒と外周地山との間の泥
水と掘削土砂の混合体の圧力が所定の範囲に保持され、
カッタ部の前面及びシールド筒の外周に形成される泥膜
にかかる圧力の変動が微小なものとなり、切羽や外周地
山が安定に支持される。これにより、安定した長距離掘
進作業を行うことができる。また、本発明装置に採用で
きる各手段は、それぞれ次のような個別の効果を有す
る。
As described above, according to the muddy water pressurizing propulsion device of the present invention, the pressure of the mixture of the muddy water and the excavated earth and sand between the excavation room and the shield tube and the outer ground is maintained in a predetermined range,
Fluctuation of the pressure applied to the mud film formed on the front surface of the cutter portion and the outer periphery of the shield tube becomes minute, and the face and the outer ground are stably supported. Thereby, stable long-distance excavation work can be performed. Further, each means that can be employed in the device of the present invention has the following individual effects.

掘削室を形成する隔壁に掘削室内の圧力変化に応じ
て弾性変形する圧力調整体を設けたときには、掘削土砂
の大きな塊が掘削室に入り込んだときの圧力上昇に対し
ては、圧力調整体が縮んで掘削室内の圧力上昇を吸収
し、掘削室内を常に所定の圧力に保持し、切羽の支持を
安定化する。逆に排泥開始時の圧力低下に対しては、圧
力調整体が膨らんで掘削室内の圧力低下を防止し、切羽
とテールボイドの崩落を防止する。
When a pressure regulating body that elastically deforms according to the pressure change in the drilling chamber is provided in the partition wall that forms the drilling chamber, the pressure regulating body responds to a pressure rise when a large lump of excavated soil enters the drilling chamber. It shrinks to absorb the rise in pressure in the excavation chamber, and constantly maintains the excavation chamber at a predetermined pressure to stabilize the support of the face. Conversely, with respect to the pressure drop at the start of the sludge discharge, the pressure adjusting body expands to prevent the pressure drop in the excavation chamber and prevent the face and the tail void from collapsing.

排泥管に設けるバルブを、ゴムスリーブを閉じたと
きに同ゴムスリーブの断面形状が放射状となるエヤーピ
ンチバルブとしたときには、ゴムスリーブが土砂の塊を
挟み込んだときでもゴムスリーブが土砂になじんで変形
して隙間を生じることがなく、泥水の漏洩がない。
When the valve provided on the mud pipe is an air pinch valve whose rubber sleeve has a radial cross-sectional shape when the rubber sleeve is closed, the rubber sleeve fits into the sand even when the rubber sleeve sandwiches a lump of earth and sand. There is no gap due to deformation and no leakage of muddy water.

排泥管に設けるバルブとして、エヤーピンチバルブ
を2個連設したときには、各バルブの供給空気圧を適切
に設定することにより、掘削室内の圧力を所定の圧力に
確実に保持することができ、切羽の崩落を防止すること
ができる。
When two air pinch valves are provided in series as a valve provided in the mud pipe, by appropriately setting the supply air pressure of each valve, the pressure in the excavation chamber can be reliably maintained at a predetermined pressure. Can be prevented from collapsing.

排泥管に設けるバルブとして、ケーシングを硬質ゴ
ム製のケーシングとして同ケーシングを流体圧により押
圧可能な構造としたときには、ケーシング内のゴムスリ
ーブが破損したときでも泥水の流出を阻止でき、切羽の
崩落を防止することができる。
When the casing is made of hard rubber, and the casing is made of a structure that can be pressed by fluid pressure, the outflow of muddy water can be prevented even when the rubber sleeve in the casing is broken, and the face collapses. Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明で使用する圧力調整体を備えた掘進機の
要部を示す断面図、第2図及び第3図は弾性変形する圧
力調整体の異なる構成例を示す図、第4図は排泥管に設
けるバルブの構造を示す図、第5図は同2連バルブを示
す図、第6図は同バルブの他の構造例を示す図である。
他方、第7図は従来の掘進機の例を示す断面図であり、
第8図は従来の排泥管バルブの問題点を説明するための
図である。 1,41:掘進機、2:シールド筒 3:隔壁、3a:隔壁の後部側 3b,3c:隔壁の凸部、4,42:送泥管 5:掘削室、6:駆動機 7:回転軸、8:カッタ部 81:切削刃、9:スクレーパ 10:排泥口、11:排泥管 12,16,17,43:バルブ 12a,16a,17a,43a:ケーシング 12b,16b,17b,43b:ゴムスリーブ 12c,16c,17c:空気供給口 13,14,15:圧力調整体、13a:弾性体 14a:袋状部、14b:配管 14c:圧力調整ゲージ、14d:バルブ 15a:円板、15b:ロッド 15c:ピストンヘッド、15d:流体圧シリンダー 15e:液体タンク、16d,17d:圧力計 20,44:土砂の塊、21:バルブ 22:ケーシング、23:ゴムスリーブ 24:流体圧シリンダー、25:押さえ具 45:隙間 A:切羽、B:外周地山 C:テールボイド部、a:泥水
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an excavator equipped with a pressure adjusting body used in the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams showing different constitution examples of a pressure adjusting body which elastically deforms, and FIG. Fig. 5 is a view showing a structure of a valve provided in a mud pipe, Fig. 5 is a view showing the double valve, and Fig. 6 is a view showing another structural example of the valve.
On the other hand, FIG. 7 is a sectional view showing an example of a conventional excavator,
FIG. 8 is a view for explaining a problem of the conventional exhaust pipe valve. 1,41: excavator, 2: shield cylinder 3: bulkhead, 3a: rear side of bulkhead 3b, 3c: convex part of bulkhead, 4,42: mud pipe 5: drilling room, 6: drive machine 7: rotary shaft , 8: cutter part 81: cutting blade, 9: scraper 10: drain port, 11: drain pipe 12, 16, 17, 43: valve 12a, 16a, 17a, 43a: casing 12b, 16b, 17b, 43b: Rubber sleeves 12c, 16c, 17c: Air supply ports 13, 14, 15: Pressure adjusting body, 13a: Elastic body 14a: Bag-shaped part, 14b: Piping 14c: Pressure adjusting gauge, 14d: Valve 15a: Disk, 15b: Rod 15c: Piston head, 15d: Fluid pressure cylinder 15e: Liquid tank, 16d, 17d: Pressure gauge 20,44: Mass of earth and sand, 21: Valve 22: Casing, 23: Rubber sleeve 24: Fluid pressure cylinder, 25: Hold down Tool 45: Clearance A: Face, B: Outer ground C: Tail void, a: Muddy water

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シールド筒より径大のカッタ部の前面と切
羽との間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成
して地中を掘進する泥水加圧推進装置において、掘進機
の掘削室内に接続した排泥管の途中に設けたバルブを、
ケーシング内にゴムスリーブを取り付けたエヤーピンチ
バルブとし、前記ゴムスリーブを閉じたときにゴムスリ
ーブ断面形状が放射状となるようにケーシングの周方向
3箇所以上に空気供給口を設けた泥水加圧推進装置にお
いて、前記エヤーピンチバルブを直列に複数個連設した
ことを特徴とする泥水加圧推進装置。
1. A muddy water pressurizing propulsion device which excavates underground by forming a mud film between a front surface of a cutter portion having a diameter larger than a shield cylinder and a face and between a shield cylinder and an outer ground. The valve installed in the middle of the mud pipe connected to the excavation room of the machine,
A muddy water pressurization propulsion device having an air pinch valve having a rubber sleeve mounted in a casing, and having air supply ports provided at three or more positions in the circumferential direction of the casing so that the rubber sleeve has a radial cross section when the rubber sleeve is closed. 3. The muddy water pressure propulsion device according to claim 1, wherein a plurality of the air pinch valves are connected in series.
【請求項2】請求項1記載のエヤーピンチバルブのケー
シングを硬質ゴム製のケーシングとし、同ケーシングを
外部から押圧可能な構造としたことを特徴とする泥水加
圧推進装置。
2. A muddy water pressurizing propulsion device according to claim 1, wherein the casing of the air pinch valve according to claim 1 is a casing made of hard rubber, and the casing has a structure capable of being pressed from the outside.
【請求項3】シールド筒より径大のカッタ部の前面と切
羽との間及びシールド筒と外周地山との間に泥膜を形成
して地中を掘進する泥水加圧推進装置において、掘進機
の掘削室を形成するためにカッタ部の後部に設けた隔壁
に、掘削室内の圧力変化に応じて弾性的に変形する圧力
調整体を設け、該圧力調整体と請求項1又は2のいずれ
かに記載のエヤーピンチバルブとを組み合わせて掘進機
に設けたことを特徴とする泥水加圧推進装置。
3. A muddy water pressurizing propulsion device which excavates underground by forming a mud film between a front surface of a cutter portion having a diameter larger than a shield cylinder and a face and between a shield cylinder and an outer ground. A pressure regulating body which is elastically deformed in accordance with a pressure change in the excavating chamber is provided on a partition wall provided at a rear portion of the cutter unit to form an excavating chamber of the drilling machine. A muddy water pressurizing propulsion device characterized by being provided in an excavator in combination with the air pinch valve described in the crab.
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