JP3532175B2 - 泥水式シールド掘進機 - Google Patents
泥水式シールド掘進機Info
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- JP3532175B2 JP3532175B2 JP2001313699A JP2001313699A JP3532175B2 JP 3532175 B2 JP3532175 B2 JP 3532175B2 JP 2001313699 A JP2001313699 A JP 2001313699A JP 2001313699 A JP2001313699 A JP 2001313699A JP 3532175 B2 JP3532175 B2 JP 3532175B2
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- JP
- Japan
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- chamber
- muddy water
- cutter
- air
- partition wall
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、切羽側の泥水圧
を安定させることができる泥水式シールド掘進機に関す
るものである。
を安定させることができる泥水式シールド掘進機に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、道路や地下鉄、上下水道等の
トンネルを掘削する機械としてシールド掘進機が用いら
れているが、近年、掘削地盤の深層化や、不安定な地盤
を掘削する要望が多くなっている。掘削地盤が深層化す
ると地下水圧が高くなり、掘削地盤に不安定な軟弱層等
が存在すると地下水圧の変動を受けやすく、地山の崩壊
等を生じる場合がある。そのため、このような場所を掘
削する場合には、切羽側に泥水圧を作用させて地山の崩
壊等を防止しながら掘削する泥水式シールド掘進機が採
用されている。
トンネルを掘削する機械としてシールド掘進機が用いら
れているが、近年、掘削地盤の深層化や、不安定な地盤
を掘削する要望が多くなっている。掘削地盤が深層化す
ると地下水圧が高くなり、掘削地盤に不安定な軟弱層等
が存在すると地下水圧の変動を受けやすく、地山の崩壊
等を生じる場合がある。そのため、このような場所を掘
削する場合には、切羽側に泥水圧を作用させて地山の崩
壊等を防止しながら掘削する泥水式シールド掘進機が採
用されている。
【０００３】この泥水式シールド掘進機は、シールド本
体側からカッターヘッドのチャンバー内に所定圧の泥水
を供給することによって切羽側に泥水圧を作用させなが
ら掘削し、これらを排泥することにより地山の崩壊や逸
水を防止しながら掘削するものである。そのため、切羽
側圧力を安定して制御することは、地山の崩壊や逸水を
防止する上で重要である。
体側からカッターヘッドのチャンバー内に所定圧の泥水
を供給することによって切羽側に泥水圧を作用させなが
ら掘削し、これらを排泥することにより地山の崩壊や逸
水を防止しながら掘削するものである。そのため、切羽
側圧力を安定して制御することは、地山の崩壊や逸水を
防止する上で重要である。
【０００４】しかし、掘削開始、停止時等のバルブ切換
時や、排泥管の閉塞時等に切羽側の圧力変動が大きくな
り、切羽側圧力を安定させることが困難な場合がある。
また、このような圧力変動は、通常運転時でも地下水圧
の変動等によって生じる場合がある。
時や、排泥管の閉塞時等に切羽側の圧力変動が大きくな
り、切羽側圧力を安定させることが困難な場合がある。
また、このような圧力変動は、通常運転時でも地下水圧
の変動等によって生じる場合がある。
【０００５】そこで、このような圧力変動を吸収して安
定させようとする従来技術として、特許第３１１７３８
０号公報記載の発明がある。この発明では、チャンバー
の後部に形成した圧力室内に封入した空気層の空気圧を
圧力センサで検出し、この圧力値と空気圧設定値との差
に基づいて、チャンバー内に泥水を供給する泥水供給用
送泥ポンプの回転数を制御してチャンバー内の圧力を安
定させるようにしている（従来例１）。
定させようとする従来技術として、特許第３１１７３８
０号公報記載の発明がある。この発明では、チャンバー
の後部に形成した圧力室内に封入した空気層の空気圧を
圧力センサで検出し、この圧力値と空気圧設定値との差
に基づいて、チャンバー内に泥水を供給する泥水供給用
送泥ポンプの回転数を制御してチャンバー内の圧力を安
定させるようにしている（従来例１）。
【０００６】また、他の従来技術として、特公昭５４−
３９９３２号公報記載の発明がある。この発明では、チ
ャンバーの後部に圧力室を形成し、この圧力室とチャン
バーとの間の対壁を可撓性部材で構成することにより、
この対壁の変形で圧力変動を吸収しようとしている（従
来例２）。
３９９３２号公報記載の発明がある。この発明では、チ
ャンバーの後部に圧力室を形成し、この圧力室とチャン
バーとの間の対壁を可撓性部材で構成することにより、
この対壁の変形で圧力変動を吸収しようとしている（従
来例２）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例１の場合、チャンバーの後部に形成した圧力室に泥
水を導入し、この圧力室から排泥するとともに、この圧
力室に形成した空気層で圧力変動を吸収するものである
から、排泥される泥水の流れによってチャンバー内の圧
力も常に変動し、常に安定して圧力変動を吸収するのが
難しく、切羽側圧力の安定した保持が困難な場合があ
る。
来例１の場合、チャンバーの後部に形成した圧力室に泥
水を導入し、この圧力室から排泥するとともに、この圧
力室に形成した空気層で圧力変動を吸収するものである
から、排泥される泥水の流れによってチャンバー内の圧
力も常に変動し、常に安定して圧力変動を吸収するのが
難しく、切羽側圧力の安定した保持が困難な場合があ
る。
【０００８】また、前記従来例２のように、掘削した土
砂が取り込まれるチャンバーの壁を可撓性部材で形成す
ることは、この壁が常に土砂圧を受けながら変形するこ
ととなるため、常に安定して圧力変動を吸収するのが難
しいとともに、長期間の安定した圧力変動の吸収は困難
である。
砂が取り込まれるチャンバーの壁を可撓性部材で形成す
ることは、この壁が常に土砂圧を受けながら変形するこ
ととなるため、常に安定して圧力変動を吸収するのが難
しいとともに、長期間の安定した圧力変動の吸収は困難
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本願発明は、カッターヘッドの後部に形成
したカッターチャンバーのシールド本体側に、該カッタ
ーチャンバーとカッター側隔壁で区切ったエアチャンバ
ーを設け、該エアチャンバーの本体側隔壁の上部にシー
ルド本体側から所定圧力のエアを導入して空気層を形成
する給気口を設け、前記カッター側隔壁の上部にシール
ド本体側から泥水を導入する送泥管を接続するととも
に、下部に排泥管を接続し、同じく下部に該カッターチ
ャンバーから前記エアチャンバーに泥水を導入して泥水
層を形成するチャンバー口を設け、該エアチャンバーの
下部を、該チャンバー口に向って下向きに傾斜する傾斜
面に形成している。このようにカッターチャンバーと連
通するエアチャンバーをカッターチャンバーと区切って
設け、このエアチャンバーの下部をチャンバー口に向っ
て下向きに傾斜させることにより、カッターチャンバー
から導入する泥水中の泥分をエアチャンバー内に滞留さ
せ難くしつつ、排泥をカッターチャンバーから効率的に
行い、エアチャンバー内に形成した空気層の圧縮性によ
って切羽側の圧力変動を緩和することができる。
するために、本願発明は、カッターヘッドの後部に形成
したカッターチャンバーのシールド本体側に、該カッタ
ーチャンバーとカッター側隔壁で区切ったエアチャンバ
ーを設け、該エアチャンバーの本体側隔壁の上部にシー
ルド本体側から所定圧力のエアを導入して空気層を形成
する給気口を設け、前記カッター側隔壁の上部にシール
ド本体側から泥水を導入する送泥管を接続するととも
に、下部に排泥管を接続し、同じく下部に該カッターチ
ャンバーから前記エアチャンバーに泥水を導入して泥水
層を形成するチャンバー口を設け、該エアチャンバーの
下部を、該チャンバー口に向って下向きに傾斜する傾斜
面に形成している。このようにカッターチャンバーと連
通するエアチャンバーをカッターチャンバーと区切って
設け、このエアチャンバーの下部をチャンバー口に向っ
て下向きに傾斜させることにより、カッターチャンバー
から導入する泥水中の泥分をエアチャンバー内に滞留さ
せ難くしつつ、排泥をカッターチャンバーから効率的に
行い、エアチャンバー内に形成した空気層の圧縮性によ
って切羽側の圧力変動を緩和することができる。
【００１０】前記エアチャンバーの下部に排泥管スペー
スを形成し、カッター側隔壁の側部で排泥管接続位置よ
りも上部位置にチャンバー口を配置すれば、エアチャン
バーに導入される泥水の入口であるチャンバー口の下部
から排泥するので、泥分の滞留を少なくして安定した排
泥を行うことができる。
スを形成し、カッター側隔壁の側部で排泥管接続位置よ
りも上部位置にチャンバー口を配置すれば、エアチャン
バーに導入される泥水の入口であるチャンバー口の下部
から排泥するので、泥分の滞留を少なくして安定した排
泥を行うことができる。
【００１１】また、シールド本体側にエアチャンバー内
の泥水面を検出する検出器を設け、該検出器で検出した
泥水面を一定にするように泥水ポンプを駆動する制御装
置を設けることにより、エアチャンバー内の泥水レベル
によって圧力変動を検出して泥水ポンプの回転数を制御
するので、ポンプの制御精度が向上して切羽水圧を安定
させることができる。
の泥水面を検出する検出器を設け、該検出器で検出した
泥水面を一定にするように泥水ポンプを駆動する制御装
置を設けることにより、エアチャンバー内の泥水レベル
によって圧力変動を検出して泥水ポンプの回転数を制御
するので、ポンプの制御精度が向上して切羽水圧を安定
させることができる。
【００１２】さらに、本体側隔壁下部に、エアチャンバ
ー下部の傾斜面をチャンバー口に向って洗浄水で洗浄す
る洗浄管を設ければ、仮にエアチャンバー下部に泥分が
滞留したとしても、その泥分をチャンバー口に向って洗
浄して安定した排泥を行うことができる。
ー下部の傾斜面をチャンバー口に向って洗浄水で洗浄す
る洗浄管を設ければ、仮にエアチャンバー下部に泥分が
滞留したとしても、その泥分をチャンバー口に向って洗
浄して安定した排泥を行うことができる。
【００１３】また、エアチャンバー下部の傾斜面に低摩
擦材を設ければ、エアチャンバー内に導入された泥水中
の泥分が自然にチャンバー口へと流れやすくなるので、
エアチャンバー内に泥を滞留させ難くできる。
擦材を設ければ、エアチャンバー内に導入された泥水中
の泥分が自然にチャンバー口へと流れやすくなるので、
エアチャンバー内に泥を滞留させ難くできる。
【００１４】さらに、カッターヘッドのチャンバー側に
攪拌翼を設け、シールド本体の排泥管を該攪拌翼の旋回
位置に近接してカッター側隔壁に接続し、カッターチャ
ンバーの内外周部を該排泥管に向けて上向きに傾斜する
傾斜面に形成すれば、攪拌翼によってチャンバー内で攪
拌された泥水がシールド本体のチャンバー内傾斜面に沿
って排泥管へと流れて排出されるので、泥水中の泥分も
効果的に排出することができる。
攪拌翼を設け、シールド本体の排泥管を該攪拌翼の旋回
位置に近接してカッター側隔壁に接続し、カッターチャ
ンバーの内外周部を該排泥管に向けて上向きに傾斜する
傾斜面に形成すれば、攪拌翼によってチャンバー内で攪
拌された泥水がシールド本体のチャンバー内傾斜面に沿
って排泥管へと流れて排出されるので、泥水中の泥分も
効果的に排出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態を
示す泥水式シールド掘進機の前胴を示す縦断面図であ
り、図２は図１に示すＡ−Ａ矢視図、図３は同Ｂ−Ｂ矢
視図である。図４は本願発明における圧力制御の一例を
示す系統図である。なお、これらの図面では、旋回モー
タや旋回歯車、中折れジャッキ等の構成を図示しない状
態で記載している。
面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態を
示す泥水式シールド掘進機の前胴を示す縦断面図であ
り、図２は図１に示すＡ−Ａ矢視図、図３は同Ｂ−Ｂ矢
視図である。図４は本願発明における圧力制御の一例を
示す系統図である。なお、これらの図面では、旋回モー
タや旋回歯車、中折れジャッキ等の構成を図示しない状
態で記載している。
【００１６】図１に示すように、カッターヘッド１とシ
ールド本体２の前胴３との間にはカッターチャンバー４
が形成されている。このカッターチャンバー４にシール
ド本体２側から泥水を供給する送泥管５がシールド本体
２の上部に設けられ、カッターチャンバー４から泥水を
排出する排泥管６がシールド本体２の下部に設けられて
いる。
ールド本体２の前胴３との間にはカッターチャンバー４
が形成されている。このカッターチャンバー４にシール
ド本体２側から泥水を供給する送泥管５がシールド本体
２の上部に設けられ、カッターチャンバー４から泥水を
排出する排泥管６がシールド本体２の下部に設けられて
いる。
【００１７】そして、このカッターチャンバー４の後部
にエアチャンバー７が設けられている。このエアチャン
バー７は、カッターチャンバー４の後部に設けられたカ
ッター側隔壁８と前胴３の所定位置に設けられた本体側
隔壁９との間に形成されており、これらの隔壁８，９の
間の半径方向所定位置に周壁１０を設けることによって
形成される前胴外輪１１（図２参照）がエアチャンバー
７となっている。このエアチャンバー７を形成する本体
側隔壁９には、エアチャンバー７内に空気を供給する給
気口１２と、内部の空気を排出する排気口１３が設けら
れている。なお、前記した図示を省略する旋回モータや
旋回歯車等は、周壁１０の内側に設けられる。
にエアチャンバー７が設けられている。このエアチャン
バー７は、カッターチャンバー４の後部に設けられたカ
ッター側隔壁８と前胴３の所定位置に設けられた本体側
隔壁９との間に形成されており、これらの隔壁８，９の
間の半径方向所定位置に周壁１０を設けることによって
形成される前胴外輪１１（図２参照）がエアチャンバー
７となっている。このエアチャンバー７を形成する本体
側隔壁９には、エアチャンバー７内に空気を供給する給
気口１２と、内部の空気を排出する排気口１３が設けら
れている。なお、前記した図示を省略する旋回モータや
旋回歯車等は、周壁１０の内側に設けられる。
【００１８】また、この本体側隔壁９には、エアチャン
バー７内の泥水量を検出する検出器１４が設けられてい
る。この検出器１４は、エアチャンバー７内の泥水面１
５を検出することができる水位レベル計であり、泥水面
１５の変化によって切羽側の圧力変動を検出するための
ものである。この検出器１４で検出した泥水面１５は制
御装置１６に入力され、所定圧の泥水面となるようにモ
ータ１７で送泥ポンプ１８が駆動されてカッターチャン
バー４内に供給される泥水量が調整される。図示する斜
線部分が泥水（掘削土砂含む）部分である。
バー７内の泥水量を検出する検出器１４が設けられてい
る。この検出器１４は、エアチャンバー７内の泥水面１
５を検出することができる水位レベル計であり、泥水面
１５の変化によって切羽側の圧力変動を検出するための
ものである。この検出器１４で検出した泥水面１５は制
御装置１６に入力され、所定圧の泥水面となるようにモ
ータ１７で送泥ポンプ１８が駆動されてカッターチャン
バー４内に供給される泥水量が調整される。図示する斜
線部分が泥水（掘削土砂含む）部分である。
【００１９】さらに、前記エアチャンバー７の下部には
排泥管スペース１９が形成されており、カッターチャン
バー４の隔壁８に先端が設けられた排泥管６が、この排
泥管スペース１９を通ってシールド本体２の後方へと設
けられている。なお、この例では、排泥管６に２個の開
閉バルブ２０が設けられている。
排泥管スペース１９が形成されており、カッターチャン
バー４の隔壁８に先端が設けられた排泥管６が、この排
泥管スペース１９を通ってシールド本体２の後方へと設
けられている。なお、この例では、排泥管６に２個の開
閉バルブ２０が設けられている。
【００２０】図２に示すように、排泥管スペース１９
は、前胴外輪１１のの下部を所定角度分で区切るように
設けられており、この実施形態では、中央に主排泥管６
Ａ、両側部に予備排泥管６Ｂを設けることができるスペ
ースで形成されている。そして、エアチャンバー７の下
部は、この排泥管スペース１９の両側部に設けられた傾
斜板２１と、図１に示すように、シールド掘進機軸方向
に傾斜した底板２２とによって隔壁８側に向って下向き
に傾斜するように形成されている。
は、前胴外輪１１のの下部を所定角度分で区切るように
設けられており、この実施形態では、中央に主排泥管６
Ａ、両側部に予備排泥管６Ｂを設けることができるスペ
ースで形成されている。そして、エアチャンバー７の下
部は、この排泥管スペース１９の両側部に設けられた傾
斜板２１と、図１に示すように、シールド掘進機軸方向
に傾斜した底板２２とによって隔壁８側に向って下向き
に傾斜するように形成されている。
【００２１】また、図１，２に示すように、シールド本
体２側から底板２２の上面に向って洗浄管２３が設けら
れるとともに、傾斜板２１の上面に向っても洗浄管２３
が設けられている。これらの洗浄管２３により、底板２
２と傾斜板２１の上面を洗浄水で洗い流すことができる
ように構成されている。
体２側から底板２２の上面に向って洗浄管２３が設けら
れるとともに、傾斜板２１の上面に向っても洗浄管２３
が設けられている。これらの洗浄管２３により、底板２
２と傾斜板２１の上面を洗浄水で洗い流すことができる
ように構成されている。
【００２２】さらに、図１に示すように、カッターヘッ
ド１のチャンバー側には攪拌翼２５が設けられている。
この攪拌翼２５は、カッターヘッド１の周方向に複数個
が配設されており、この攪拌翼２５の旋回位置に近接す
るように前記排泥管６がカッター側隔壁８に接続されて
いる。一方、シールド本体２のカッターチャンバー４内
の外周部には、排泥管６に向って傾斜する傾斜部材２６
が設けられている。この傾斜部材２６によって、シール
ド本体２前部のカッターチャンバー４の内外周部が排泥
管６に向けて上向きに傾斜する傾斜面に形成されてい
る。この傾斜部材２６により、攪拌翼２５で攪拌された
泥水が排泥管６へ流れ易くなるようにしている。なお、
本体側隔壁９には、傾斜部材２６の上部に向けてシール
ド本体２側から洗浄水を噴射する洗浄管２４が設けられ
ており、傾斜部材２６付近に泥分が留まった場合にこの
洗浄管２４から洗浄水を噴射して洗浄することができ
る。
ド１のチャンバー側には攪拌翼２５が設けられている。
この攪拌翼２５は、カッターヘッド１の周方向に複数個
が配設されており、この攪拌翼２５の旋回位置に近接す
るように前記排泥管６がカッター側隔壁８に接続されて
いる。一方、シールド本体２のカッターチャンバー４内
の外周部には、排泥管６に向って傾斜する傾斜部材２６
が設けられている。この傾斜部材２６によって、シール
ド本体２前部のカッターチャンバー４の内外周部が排泥
管６に向けて上向きに傾斜する傾斜面に形成されてい
る。この傾斜部材２６により、攪拌翼２５で攪拌された
泥水が排泥管６へ流れ易くなるようにしている。なお、
本体側隔壁９には、傾斜部材２６の上部に向けてシール
ド本体２側から洗浄水を噴射する洗浄管２４が設けられ
ており、傾斜部材２６付近に泥分が留まった場合にこの
洗浄管２４から洗浄水を噴射して洗浄することができ
る。
【００２３】図３に示すように、前記エアチャンバー７
に導入される泥水の入口となるチャンバー口２７は前記
カッター側隔壁８の下部位置に設けられている。このチ
ャンバー口２７は、前記エアチャンバー７の下部に設け
られた傾斜板２１と底板２２とによって絞られた位置に
設けられている。この実施形態では、方形のチャンバー
口２７の角部が最下部となるような斜め配置で設けられ
ている。この例では、左右に２個ずつ設けられている。
に導入される泥水の入口となるチャンバー口２７は前記
カッター側隔壁８の下部位置に設けられている。このチ
ャンバー口２７は、前記エアチャンバー７の下部に設け
られた傾斜板２１と底板２２とによって絞られた位置に
設けられている。この実施形態では、方形のチャンバー
口２７の角部が最下部となるような斜め配置で設けられ
ている。この例では、左右に２個ずつ設けられている。
【００２４】また、上述したようにシールド本体２のカ
ッターチャンバー４内に設けられた傾斜部材２６がチャ
ンバー口２７の外周側まで延設されており、チャンバー
口２７付近における泥水の攪拌が十分に行われるように
している。
ッターチャンバー４内に設けられた傾斜部材２６がチャ
ンバー口２７の外周側まで延設されており、チャンバー
口２７付近における泥水の攪拌が十分に行われるように
している。
【００２５】さらに、このように設けられたチャンバー
口２７に近い位置に前記予備排泥管６Ｂを設けるととも
に、このチャンバー口２７を排泥管６の接続位置よりも
上部に位置させることにより、チャンバー口２７付近か
らエアチャンバー７内の泥水中の泥分を効果的に排出す
ることができるようにしている。
口２７に近い位置に前記予備排泥管６Ｂを設けるととも
に、このチャンバー口２７を排泥管６の接続位置よりも
上部に位置させることにより、チャンバー口２７付近か
らエアチャンバー７内の泥水中の泥分を効果的に排出す
ることができるようにしている。
【００２６】なお、前記傾斜板２１と底板２２の表面に
は、低摩擦材であるフッ素樹脂材が設けられており、エ
アチャンバー７内に導入された泥水中の泥分がチャンバ
ー口２７側へ集まり易いように構成されている。この低
摩擦材はコーティングであってもよく、泥分が滑って集
まり易い構成であればよい。
は、低摩擦材であるフッ素樹脂材が設けられており、エ
アチャンバー７内に導入された泥水中の泥分がチャンバ
ー口２７側へ集まり易いように構成されている。この低
摩擦材はコーティングであってもよく、泥分が滑って集
まり易い構成であればよい。
【００２７】図４に基づいて、エアチャンバー７内の圧
力制御の一例を以下に説明する。なお、図１に示す構成
と同一の構成には、同一符号を付して説明する。図示す
るように、泥水式シールド掘進機２８におけるエアチャ
ンバー７内の圧力制御を行う構成としては、エア圧力制
御系統と、泥水圧力制御系統とが設けられる。
力制御の一例を以下に説明する。なお、図１に示す構成
と同一の構成には、同一符号を付して説明する。図示す
るように、泥水式シールド掘進機２８におけるエアチャ
ンバー７内の圧力制御を行う構成としては、エア圧力制
御系統と、泥水圧力制御系統とが設けられる。
【００２８】エア圧力制御系統は、コンプレッサ２９に
よって加圧されたエアがアキュムレータ３０に蓄圧さ
れ、このアキュムレータ３０から減圧弁３１と給気バル
ブ３２を介してエアチャンバー７に供給されている。エ
アチャンバー７の空気は、排気バルブ３３を介して排出
される。また、エアチャンバー７内のエア圧力は圧力セ
ンサ３４によって計測されて制御装置３５に入力され、
計測した値がこの制御装置３５に予め設定されている圧
力設定値となるように制御装置３５から前記給気バルブ
３２と排気バルブ３３とに信号が送られて圧力制御され
る。
よって加圧されたエアがアキュムレータ３０に蓄圧さ
れ、このアキュムレータ３０から減圧弁３１と給気バル
ブ３２を介してエアチャンバー７に供給されている。エ
アチャンバー７の空気は、排気バルブ３３を介して排出
される。また、エアチャンバー７内のエア圧力は圧力セ
ンサ３４によって計測されて制御装置３５に入力され、
計測した値がこの制御装置３５に予め設定されている圧
力設定値となるように制御装置３５から前記給気バルブ
３２と排気バルブ３３とに信号が送られて圧力制御され
る。
【００２９】一方、泥水圧力制御系統は、モータ１７で
駆動される送泥ポンプ１８によってカッターチャンバー
４内に泥水が供給される。また、カッターチャンバー４
内の排泥は、排泥ポンプ３６によってタンク３７へ排出
可能なように構成されている。また、エアチャンバー７
の泥水面１５付近には検出器１４（液面センサ）が設け
られており、この検出器１４で検出した信号が制御装置
１６に入力され、この制御装置１６に予め設定されてい
る液面設定値となるようにモータ１７に信号が送られて
カッターチャンバー４内の泥水圧が調整される。
駆動される送泥ポンプ１８によってカッターチャンバー
４内に泥水が供給される。また、カッターチャンバー４
内の排泥は、排泥ポンプ３６によってタンク３７へ排出
可能なように構成されている。また、エアチャンバー７
の泥水面１５付近には検出器１４（液面センサ）が設け
られており、この検出器１４で検出した信号が制御装置
１６に入力され、この制御装置１６に予め設定されてい
る液面設定値となるようにモータ１７に信号が送られて
カッターチャンバー４内の泥水圧が調整される。
【００３０】以上のように構成された泥水式シールド掘
進機２８によれば、図１に示すように、カッターチャン
バー４内に泥水を供給して切羽に泥水圧を作用させなが
らエアチャンバー７内の上部に空気を供給し、切羽側３
８の圧力を安定させた状態で、エアチャンバー７上部の
空気層３９と下部の泥水層４０との境界である泥水面１
５がエアチャンバー７内のほぼ軸心位置となるように圧
力バランスさせる。
進機２８によれば、図１に示すように、カッターチャン
バー４内に泥水を供給して切羽に泥水圧を作用させなが
らエアチャンバー７内の上部に空気を供給し、切羽側３
８の圧力を安定させた状態で、エアチャンバー７上部の
空気層３９と下部の泥水層４０との境界である泥水面１
５がエアチャンバー７内のほぼ軸心位置となるように圧
力バランスさせる。
【００３１】そして、掘削時や停止時等に切羽側３８の
圧力が変化して泥水面１５の水位が変化した場合、その
水位が検出器１４によって検出され、泥水面１５がほぼ
軸心位置に戻るように泥水の送排泥が行われて切羽側３
８の圧力が安定するように制御される。
圧力が変化して泥水面１５の水位が変化した場合、その
水位が検出器１４によって検出され、泥水面１５がほぼ
軸心位置に戻るように泥水の送排泥が行われて切羽側３
８の圧力が安定するように制御される。
【００３２】また、エアチャンバー７内に導入された泥
水中の泥分は、エアチャンバー７の下部に設けられた底
板２２と傾斜板２１に沿ってチャンバー口２７へと滑
り、このチャンバー口２７からカッターチャンバー４へ
と落ちて排泥管６から排出される。仮に、このようにチ
ャンバー口２７からカッターチャンバー４へ落ちないよ
うな泥分があったとしても、洗浄管２３，２４から洗浄
水を噴射することによって底板２２と傾斜板２１上をチ
ャンバー口２７側へ洗浄することができるので、エアチ
ャンバー７内に泥分を滞留させることなく排出すること
ができる。従って、泥水をエアチャンバー７内に導入し
て上部に空気層３９を形成するような構成であっても、
安定した排泥によって切羽側の圧力を保つことができ
る。
水中の泥分は、エアチャンバー７の下部に設けられた底
板２２と傾斜板２１に沿ってチャンバー口２７へと滑
り、このチャンバー口２７からカッターチャンバー４へ
と落ちて排泥管６から排出される。仮に、このようにチ
ャンバー口２７からカッターチャンバー４へ落ちないよ
うな泥分があったとしても、洗浄管２３，２４から洗浄
水を噴射することによって底板２２と傾斜板２１上をチ
ャンバー口２７側へ洗浄することができるので、エアチ
ャンバー７内に泥分を滞留させることなく排出すること
ができる。従って、泥水をエアチャンバー７内に導入し
て上部に空気層３９を形成するような構成であっても、
安定した排泥によって切羽側の圧力を保つことができ
る。
【００３３】なお、上述した泥水式シールド掘進機２８
では、排泥管６を排泥管６Ａと予備排泥管６Ｂとで構成
しているが、排泥管６の本数や構成は上述した構成に限
定されるものではない。
では、排泥管６を排泥管６Ａと予備排泥管６Ｂとで構成
しているが、排泥管６の本数や構成は上述した構成に限
定されるものではない。
【００３４】また、前記実施の形態では、予備排泥管６
Ｂや検出器１４等の構成を左右対称構造とすることによ
り、片方の機能が低下したとしても他方の機能で切羽側
の圧力を安定させることができるように構成している。
これらの構成は、左右対称構造に限定されるものではな
い。
Ｂや検出器１４等の構成を左右対称構造とすることによ
り、片方の機能が低下したとしても他方の機能で切羽側
の圧力を安定させることができるように構成している。
これらの構成は、左右対称構造に限定されるものではな
い。
【００３５】さらに、上述した実施形態は一実施形態で
あり、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更
は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。
あり、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更
は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。
【００３６】
【発明の効果】本願発明は、以上説明したような形態で
実施され、以下に記載するような効果を奏する。
実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００３７】カッターチャンバーと隔壁で区切り下部を
チャンバー口に向って傾斜させたエアチャンバーによ
り、排泥をカッターチャンバーから効率的に行いなが
ら、エアチャンバー内のエアーの圧縮性により切羽側の
急激な圧力変動を緩和するようにできるので、安定して
切羽側圧力を保つ泥水式シールド掘進機を構成すること
が可能となる。
チャンバー口に向って傾斜させたエアチャンバーによ
り、排泥をカッターチャンバーから効率的に行いなが
ら、エアチャンバー内のエアーの圧縮性により切羽側の
急激な圧力変動を緩和するようにできるので、安定して
切羽側圧力を保つ泥水式シールド掘進機を構成すること
が可能となる。
【図１】本願発明の一実施形態を示す泥水式シールド掘
進機の前部を示す縦断面図である。
進機の前部を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本願発明における圧力制御の一例を示す系統図
である。
である。
【符号の説明】
１…カッターヘッド
２…シールド本体
３…前胴
４…カッターチャンバー
５…送泥管
６…排泥管
７…エアチャンバー
８…カッター側隔壁
９…本体側隔壁
１０…周壁
１１…前胴外輪
１２…給気口
１３…排気口
１４…検出器
１５…泥水面
１６…制御装置
１７…モータ
１８…送泥ポンプ
１９…排泥管スペース
２０…開閉バルブ
２１…傾斜板
２２…底板
２３，２４…洗浄管
２５…攪拌翼
２６…傾斜部材
２７…チャンバー口
２８…泥水式シールド掘進機
２９…コンプレッサ
３０…アキュムレータ
３１…減圧弁
３２…給気バルブ
３３…排気バルブ
３４…圧力センサ
３５…制御装置
３６…排泥ポンプ
３７…タンク
３８…切羽側
３９…空気層
４０…泥水層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 摩湯 博一
兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重
工業株式会社 播磨工場内
(72)発明者 岩田 博吉
兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重
工業株式会社 播磨工場内
(72)発明者 田名網 康一
兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重
工業株式会社 播磨工場内
(72)発明者 坂本 敏郎
兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重
工業株式会社 播磨工場内
(72)発明者 田中 利春
東京都港区元赤坂一丁目３番８号 鹿島
建設株式会社 東京支店内
(72)発明者 中田 久也
東京都港区元赤坂一丁目３番８号 鹿島
建設株式会社 東京支店内
(72)発明者 古谷 達雄
東京都港区元赤坂一丁目３番８号 鹿島
建設株式会社 東京支店内
(72)発明者 大林 信彦
東京都港区元赤坂一丁目３番８号 鹿島
建設株式会社 東京支店内
(56)参考文献 特開 昭52−104328（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−62626（ＪＰ，Ａ)
特公 昭54−39932（ＪＰ，Ｂ１)
特許3117380（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E21D 9/13
Claims (6)
- 【請求項１】 カッターヘッドの後部に形成したカッタ
ーチャンバーのシールド本体側に、該カッターチャンバ
ーとカッター側隔壁で区切ったエアチャンバーを設け、
該エアチャンバーの本体側隔壁の上部にシールド本体側
から所定圧力のエアを導入して空気層を形成する給気口
を設け、前記カッター側隔壁の上部にシールド本体側か
ら泥水を導入する送泥管を接続するとともに、下部に排
泥管を接続し、同じく下部に該カッターチャンバーから
前記エアチャンバーに泥水を導入して泥水層を形成する
チャンバー口を設け、該エアチャンバーの下部を、該チ
ャンバー口に向って下向きに傾斜する傾斜面に形成した
泥水式シールド掘進機。 - 【請求項２】 エアチャンバーの下部に排泥管スペース
を形成し、カッター側隔壁の側部で排泥管接続位置より
も上部位置にチャンバー口を配置したことを特徴とする
請求項１記載の泥水式シールド掘進機。 - 【請求項３】 シールド本体側にエアチャンバー内の泥
水面を検出する検出器を設け、該検出器で検出した泥水
面を一定にするように泥水ポンプを駆動する制御装置を
設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の泥
水式シールド掘進機。 - 【請求項４】 本体側隔壁下部に、エアチャンバー下部
の傾斜面をチャンバー口に向って洗浄水で洗浄する洗浄
管を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載の泥水式シールド掘進機。 - 【請求項５】 エアチャンバー下部の傾斜面に低摩擦材
を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
に記載の泥水式シールド掘進機。 - 【請求項６】 カッターヘッドのチャンバー側に攪拌翼
を設け、シールド本体の排泥管を該攪拌翼の旋回位置に
近接してカッター側隔壁に接続し、カッターチャンバー
の内外周部を該排泥管に向けて上向きに傾斜する傾斜面
に形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
項に記載の泥水式シールド掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313699A JP3532175B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 泥水式シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313699A JP3532175B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 泥水式シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003120175A JP2003120175A (ja) | 2003-04-23 |
| JP3532175B2 true JP3532175B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=19132129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313699A Expired - Lifetime JP3532175B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 泥水式シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3532175B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4972480B2 (ja) * | 2007-07-06 | 2012-07-11 | ジャパントンネルシステムズ株式会社 | 泥水式シールド掘進機 |
| CN102704945B (zh) * | 2012-06-29 | 2014-10-22 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种长距离大坡度斜井全断面岩石掘进机 |
| CN103967499B (zh) * | 2014-04-21 | 2016-04-20 | 河海大学 | 一种盾构机带压开舱开挖面的支护方法 |
| CN110500108A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-11-26 | 中国电建集团铁路建设有限公司 | 一种新型土压平衡盾构机及工作方法 |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001313699A patent/JP3532175B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003120175A (ja) | 2003-04-23 |
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