JP2957113B2 - シールド掘進機の排土装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機の
排土装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド掘進機では、前面のカッ
タヘッドで地盤を掘削するとともに、シールド本体の前
部に設けた圧力室で切羽崩壊土圧を保持させ、掘削した
土砂を排土装置により圧力を減衰させつつ大気側に排出
している。たとえば密閉型シールド掘進機で土圧式シー
ルドにおいては、排土装置として円筒状ケーシング内に
搬送スクリューを内蔵したスクリューコンベヤ式排土装
置が設けられている。

【０００３】上記スクリューコンベヤ式排土装置は、圧
力室内の土水圧を減衰させて大気側に排出するために、
大深度での掘削の場合には、圧力減衰効果を向上させる
必要がある。通常スクリューコンベヤ装置の圧力減衰対
策としては搬送距離を長くするのが通例であるが、シー
ルド掘進機のように限られた空間に配設されるものとし
ては、たとえば特公平４−２３９５７号公報や実開昭６
１−６８１９５号公報に、ケーシングの一部にスクリュ
ーと同一方向に回転可能な回転減速筒を設けたものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この回転減速筒がスク
リューと同一方向に回転されて土砂の送り速度が低下さ
れたり、送りが停止された場合、土砂がスクリューやス
クリュー軸に付着しやすく、運転停止状態で放置すると
固化して強固に固着し、取り除くのに多大な労力と時間
を要することがあった。ところがケーシング内は耐圧構
造で密閉されており、排土装置の運転を停止したとして
もスクリューに付着した土砂を迅速に取り除くことがで
きず、結局固化させてしまい排除を困難にしていた。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決して、回転減
速筒内でスクリューに付着した土砂を迅速に除去できて
固化固着を未然に防止できるシールド掘進機の排土装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、入口がシールド本体の前部の
圧力室に接続されるとともに出口が大気側に開放された
筒状ケーシング内に、螺旋状スクリューを内蔵したスク
リューコンベヤ装置を備えたシールド掘進機の排土装置
において、前記ケーシングの一部が分割されてケーシン
グの軸心回りに回転自在に支持された回転減速筒と、こ
の回転減速筒をスクリューと同一方向に回転駆動可能な
減速用回転装置を設け、前記回転減速筒に、スクリュー
に向かって洗浄水を噴射する土砂洗浄装置を設け、前記
ケーシングのスクリューが削除されたプラグゾーンに、
ケーシングの軸心に平行な一対の抵抗板が出退自在に配
置された抵抗板装置を設けたことを特徴とする。

【０００７】上記請求項１記載の発明によれば、排土装
置を停止して内部の土砂を排出した後、すぐに洗浄手段
を起動してスクリューに向かって洗浄水を噴射すること
により、固化前の付着土砂を完全に除去することがで
き、回転減速筒に対応するスクリューへの土砂の固着を
未然に防止することができる。また、この回転減速筒
と、プラグゾーンに出退自在に配置した抵抗板装置とに
より、回転減衰筒の内面および抵抗板と土砂との摩擦に
より土砂の押出力が効果的に減衰されて、圧力減衰効果
を向上させることができ、スクリューコンベヤ装置の搬
送距離が短くても、ケーシング内の土砂の流れを阻害す
ることなく、土圧を確実に保持することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】ここで、本発明の実施の形態を図
１〜図４に基づいて説明する。図４に示すように、シー
ルド掘進機のシールド本体１の前部には回転駆動装置２
により旋回されるカッタヘッド３が配設され、シールド
本体１の前部には圧力隔壁４を介して切羽崩壊圧を保持
する圧力室５が形成されている。この圧力隔壁には、カ
ッタヘッド３により掘削された土砂を圧力室５から排出
する排土装置６が設けられている。

【０００９】この排土装置６は、入口が圧力隔壁４を貫
通して開口された円筒状ケーシング７内に、軸付きの螺
旋状スクリュー８を有するスクリューコンベヤ装置９で
構成されている。そして、ケーシング７の中間部には、
図１〜図３に示すように、圧力室５内の切羽崩壊土圧を
保持しつつ土砂を排出する回転減速筒１１Ａ，１１Ｂと
減速用回転装置１２Ａ，１２Ｂとスクリュー駆動装置１
３とが配置され、またスクリュー８が削除されたプラグ
ゾーン１４には抵抗板装置１５が設けられている。

【００１０】前記回転減速筒１１Ａ，１１Ｂは、ケーシ
ング７の一部が所定長さＬ１，Ｌ２にわたってそれぞれ
切り欠かれ、外周部でケーシング７にフランジを介して
取り付けられた支持筒２１Ａ，２１Ｂにシール材を介し
て回転自在に支持されている。また減速用回転装置１２
Ａ，１２Ｂは、回転減速筒１１Ａ，１１Ｂの出口側に設
けられたギヤケース２３Ａ，２３Ｂに、回転減速筒１１
Ａ，１１Ｂの鍔部２４Ａ，２４Ｂに固定された減速用リ
ングギヤ２５Ａ，２５Ｂと、この減速用リングギヤ２５
Ａ，２５Ｂに噛合されて減速用モータ２６Ａ，２６Ｂに
駆動される減速用ピニオン２７Ａ，２７Ｂとが具備され
ている。そして、シールド掘進機の制御室に設けられた
排土調整装置２８により、減速用モータ２６Ａ，２６Ｂ
の回転速度を排出土砂の性状に合わせて制御し、回転減
速筒１１Ａ，１１Ｂの回転速度を０からスクリュー８と
同一方向に等速度までの範囲で任意に調整可能に構成さ
れている。

【００１１】また、回転減速筒１１Ａ，１１Ｂには洗浄
手段である土砂洗浄装置３１Ａ，３１Ｂが設けられてい
る。土砂洗浄装置３１Ａ，３１Ｂは、回転減速筒１１
Ａ，１１Ｂに所定間隔をあけて形成された複数の洗浄水
噴射孔３２Ａ，３２Ｂと、洗浄水噴射孔３２Ａ，３２Ｂ
にそれぞれ給水管３３を介して、または直接洗浄水を供
給するロータリージョイント３４Ａ，３４Ｂと、このロ
ータリージョイント３４Ａ，３４Ｂに給水ホース３５
Ａ，３５Ｂを介して外部から洗浄水を供給する洗浄水供
給装置３６とで構成されている。これにより、土砂を排
出して運転を停止した後、洗浄水噴射孔３２Ａ，３２Ｂ
から洗浄水を停止状態または回転状態のスクリュー８の
軸および羽根間に噴射して付着した固化前の土砂を迅速
に除去することができる。

【００１２】なお、土砂洗浄装置を止水プラグ付洗浄水
噴射孔のみで構成して、メンテナンス時に手動にて止水
プラグに代えて洗浄水供給ホースを接続するように構成
することもできる。

【００１３】スクリュー駆動装置１３は、ケーシング７
の一部が分割されてスクリュー８に連結固定された駆動
筒４１と、この駆動筒４１の鍔部４２に固定された駆動
用リングギヤ４３と、ケース４４に配設されたスクリュ
ー駆動モータ４５により回転駆動されるとともに駆動用
リングギヤ４３に噛合されるスクリュー駆動ピニオン４
６とで構成されている。

【００１４】抵抗板装置１５は、ケーシング７に形成さ
れた長孔５１を介してプラグゾーン１４に出退自在なた
とえば一対の矩形抵抗板５２が配設されている。前記抵
抗板５２は、支持フレーム５３を介して支持された複数
の出退シリンダ５４のピストンロッドに連結されて接近
離間方向に出退され、プラグゾーン１４に突出させるこ
とにより、抵抗板５２と土砂との摩擦力により、土砂の
押出力を減衰させて圧力室２の崩壊土圧を保持すること
ができる。ここで、長孔５１は軸心と平行に形成した
が、傾斜角をもって形成してもよい。

【００１５】上記構成において、カッタヘッド３により
掘削された土砂は、圧力室５に取り込まれるとともに、
圧力室５により地盤の切羽崩壊土圧が保持される。そし
て排土装置６であるスクリューコンベヤ装置９により後
方に搬送されて大気圧である後方空間に排出される。こ
の時、スクリュー８によりケーシング７内を搬送される
土砂は、減速用回転装置１２Ａ，１２Ｂにより回転減速
筒１１Ａ，１１Ｂがスクリュー８と同一方向に回転され
ることにより、土砂に対する搬送駆動力の伝達が半減さ
れて、たとえばスクリュー８と回転減速筒１１Ａ，１１
Ｂとが同一速度で同一方向に回転されることにより、土
砂は共回りして搬送力は全く伝達されず、入口側からの
搬送力により土砂が圧密化されつつ出口側に搬送され、
圧力室５内の土圧が効果的に保持される。さらにスクリ
ュー８のないプラグゾーン１４に差し掛かると、突出さ
れた抵抗板５２と土砂の摩擦抵抗により、圧力室５内の
土圧による土砂の押出力が減衰されて土砂プラグが効果
的に作用される。これにより、大深度で切羽崩壊土圧が
高い場合でも、またスクリューコンベヤ装置９による搬
送距離が短くても、圧力室５内の土圧を充分に保持する
ことができる。しかも、土砂の搬出量を減少させること
もなく、狭い通過空間を形成しないので、砕石などが詰
まることもない。

【００１６】また回転減速筒１１Ａ，１１Ｂがスクリュ
ー８と同一方向に回転されることにより、土砂に対する
搬送駆動力が半減または消滅された状態では、スクリュ
ー８の軸や羽根間に土砂が付着し易い状態となる。この
排土装置６の運転が終了されてケーシング内の土砂が全
部搬出されてもスクリュー８の軸や羽根間に付着した土
砂が残る。このまま放置すると土砂が固化して強固に固
着し、後のメンテナンス時にこれを除去するのに多大な
労力と時間とを要することになるが、この実施の形態で
は、土砂洗浄装置３１Ａ，３１Ｂにより付着土砂に洗浄
水噴射孔３２Ａ，３２Ｂから洗浄水を噴射して固化前の
土砂を容易かつ迅速に除去することができる。

【００１７】なお、上記実施の形態では、スクリュー８
を軸付スクリューとしたが、中心軸のないリボンスクリ
ューであってもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上に述べたごとく、請求項１記載の発
明によれば、排土装置を停止して内部の土砂を排出した
後、すぐに洗浄手段を起動してスクリューに向かって洗
浄水を噴射することにより、固化前の付着土砂を完全に
除去することができ、回転減速筒に対応するスクリュー
への土砂の固着を未然に防止することができる。また、
この回転減速筒と、プラグゾーンに出退自在に配置した
抵抗板装置とにより、回転減衰筒の内面および抵抗板と
土砂との摩擦により土砂の押出力が効果的に減衰され
て、圧力減衰効果を向上させることができ、スクリュー
コンベヤ装置の搬送距離が短くても、ケーシング内の土
砂の流れを阻害することなく、土圧を確実に保持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排土装置の実施の形態を示す縦断
面図である。

【図２】図１に示すＡ−Ａ拡大断面図である。

【図３】図１に示すＢ−Ｂ断面図である。

【図４】同排土装置を装備したシールド掘進機の概略横
断面図である。

【符号の説明】

１ シールド本体 ３ カッタヘッド ４ 圧力隔壁 ５ 圧力室 ６ 排土装置 ７ ケーシング ８ スクリュー ９ スクリューコンベヤ装置 １１ 回転減速筒 １２ 減速用回転装置 １３ スクリュー駆動装置 １４ プラグゾーン １５ 抵抗板装置 ２６ 減速用モータ ２８ 排土調整装置 ３１Ａ，３１Ｂ 土砂洗浄装置 ３２Ａ，３２Ｂ 洗浄水噴射孔 ３４Ａ，３４Ｂ ロータリージョイント ３５Ａ，３５Ｂ 給水ホース ３６ 洗浄水供給装置 ４５ スクリュー駆動モータ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口がシールド本体の前部の圧力室に接続
   されるとともに出口が大気側に開放された筒状ケーシン
   グ内に、螺旋状スクリューを内蔵したスクリューコンベ
   ヤ装置を備えたシールド掘進機の排土装置において、 前記ケーシングの一部が分割されてケーシングの軸心回
   りに回転自在に支持された回転減速筒と、この回転減速
   筒をスクリューと同一方向に回転駆動可能な減速用回転
   装置を設け、 前記回転減速筒に、スクリューに向かって洗浄水を噴射
   する土砂洗浄装置を設け、 前記ケーシングのスクリューが削除されたプラグゾーン
   に、ケーシングの軸心に平行な一対の抵抗板が出退自在
   に配置された抵抗板装置を設けた ことを特徴とするシー
   ルド掘進機の排土装置。
2. 【請求項２】土砂洗浄装置は、回転減速筒に複数位置に
   形成された洗浄水噴射孔と、この洗浄水噴射孔に接続さ
   れたロータリージョイントと、このロータリージョイン
   トに洗浄水を供給する洗浄水供給装置とで構成されたこ
   とを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機の排土装
   置。