JP4531298B2 - Underwater shield shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、水底にトンネルを建造する水底開削シールド掘進機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シールド掘進機は、その先端のカッタの回転と、シールドジャッキによる推進力によって、地中を掘進するようになっている。従来のカッタは、シールドフレーム先端の全面に亘って設けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、海底や川底等の水底にトンネルを建造する場合、従来は水底面にシールド掘進機全体が埋没するように掘進を行うようになっていた。しかしながら、上述のシールド掘進機では、水底に全体が埋没しているため、カッタをシールドフレーム先端の全面で駆動させることとなり、多くの動力を消費していた。
【0004】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、少ない動力で掘進することができる水底開削シールド掘進機を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、水底にトンネルを建造する水底開削シールド掘進機であって、シールドフレームの先端の下側に土砂を掘削するカッタを備え、上側が水内に位置し、下側が水底土砂内に埋没して掘進し、上記シールドフレームの先端の上側に、上記カッタの上方を覆うと共に水底土砂をカッタ側へ案内すべくその下端部に後方に行くに連れて下方に下がる傾斜ガイド部を備えた突出部を形成したものである。
【0006】
上記構成によれば、シールド掘進機の下側を水底土砂内に埋没させて掘進すると共に、カッタを下側だけに設けているので、カッタを回転させる動力が少なくなり、省エネルギー化が図れると共に、装置の簡素化が達成される。
【0007】
また、水底にトンネルを建造する水底開削シールド掘進機であって、シールドフレームの先端の下側に土砂を掘削するカッタを備え、上側が水内に位置し、下側が水底土砂内に埋没して掘進し、上記シールドフレームの先端の上側に、上記カッタの上方を覆う突出部を形成すると共に、該突出部の先端が、余剰の水底土砂をシールドフレームの左右に掻き分けるべく後方に行くに連れて左右に広がるように形成されたものである。
【0008】
上記突出部の内部に、水を貯留するバラストタンクを設けたものが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0010】
図1は本発明に係る水底開削シールド掘進機の好適な実施の形態を示した正面図、図2は本発明に係る水底開削シールド掘進機の好適な実施の形態を示した断面図、図3は本発明に係る水底開削シールド掘進機の好適な実施の形態を示した平面図である。
【0011】
まず、本実施の形態に係る水底開削シールド掘進機の構成を説明する。
【0012】
係る水底開削シールド掘進機1は、水底にトンネルを建造するものであって、図示するように、シールドフレーム2の先端の下側に土砂を掘削するカッタ3が設けられており、上側が水内に位置し、下側が水底土砂内に埋没して掘進することを特徴としている。
【0013】
カッタ3は、モータ4によって回転するカッタ回転軸5からその径方向にカッタスポーク6が延出したスポーク式のものが用いられている。カッタ回転軸5はバルクヘッド7を貫通して設けられており、その先方側にカッタスポーク6が、後方側にモータ4がそれぞれ設けられている。
【0014】
カッタ3は、幅方向左右に隣接して2機設けられており、カッタスポーク6の回転軌道が互いにラップするように配置されている。各カッタ3はそれぞれのカッタスポーク6が干渉しないように、同期して逆方向に回転する。
【0015】
バルクヘッド7の各カッタ3の間の下部位置には、カッタ3によって掘削された水底土砂を取り込む土砂取込口8が形成されている。土砂取込口8の後方には水底土砂を後方に掻き出すスクリュコンベヤ9が設けられている。このスクリュコンベヤ9は、組み立てられたセグメント11の上部に水底土砂を載せる装置(図示せず)に接続されている。
【0016】
なお、図2中、12はセグメント11を組み立てるエレクタ、14は組み立てられたセグメント11を押して掘進の推進力を得るためのシールドジャッキをそれぞれ示す。
【0017】
シールドフレーム2の先端の上側(本実施の形態では上側半分)には、カッタ3の上方を覆う突出部15が形成されている。突出部15は、幅方向中心部が前方に突出しており、幅方向中心から後方に行くに連れて左右に広がるように、水平断面が略三角形となって形成されている。この前面部分が、余剰の水底土砂をシールドフレームの左右に掻き分ける掻分け部17を構成している。
【0018】
一方、突出部15の下端面は、後方に行くに連れて下方に下がるように形成されており、掘削した水底土砂をカッタ3(下方)側へ案内する傾斜ガイド部16を構成している。傾斜ガイド部16は、掘削される水底土砂の安息角と略同等の角度で傾斜している。
【0019】
突出部15の内部には、水を貯留するバラストタンク(図中、右下がりの斜線にて示す)18が設けられている。このバラストタンク18によって、比重の小さい水底開削シールド掘進機1の先端部の浮き上がりを防止するようになっている。
【0020】
バラストタンク18の後方には、幅方向左右に配置されるサイドバラストタンク(図中、右上がりの斜線にて示す)21,22がそれぞれ設けられている。サイドバラストタンク21,22は、上側半分から下側半分まで縦に延びて形成され、水底開削シールド掘進機1の掘進時の安定性を高めている。
【0021】
次に、上記構成に係る水底開削シールド掘進機1の作用を説明する。
【0022】
水底開削シールド掘進機1は、その上側(本実施の形態では上側半分)が水内に位置し、下側(本実施の形態では下側半分)が水底土砂内に埋没して掘進する。従って、土砂の掘削は下側のみでよく、また、カッタ3は下側にしか設けられていないので、カッタ3を駆動させるための動力が少なくて済む。
【0023】
また、水底開削シールド掘進機1の上側が水内に露出しているので、推進抵抗が低減され、掘進に必要な推力を小さくでき、シールドジャッキ14の本数及びサイズを小さくすることができる。これによって、省エネルギー化が図れると共に、装置の簡素化が達成される。
【0024】
このとき、上側は、水もしくは水底開削シールド掘進機1の推進によって盛り上がった水底土砂内を進むこととなるが、この盛り上がった水底土砂はヘドロ状で非常に軟らかいので、突出部15前面の掻分け部17によって、幅方向左右に押し出される(図3中、破線にて示す)ので、推進の抵抗とはならず、安定した推進が図れる。
【0025】
また、突出部15に傾斜ガイド部16を設けたことによって、上述の盛り上がった水底土砂の一部が、カッタ3側へと案内される(図2中、破線にて示す)ので、カッタ3周辺の水底土砂の密度を大きくすることができ、土砂取込口8付近への水の呼び込みを防止できる。これによって、土砂取込口8の周囲には、水底土砂が絶えず位置することとなり、水がスクリュコンベヤ9内に流れ込むのを防止できる。これによって、スクリュコンベヤ9から水底開削シールド掘進機1内への水の吹き上げを防止できる。
【0026】
ところで、水底開削シールド掘進機1はその後端が、組み立てられたセグメント11に押さえられているが、水底開削シールド掘進機1の比重が水と比較して小さいため、その先端側が浮き上がろうとする。しかし、本発明によれば、シールドフレーム2の先端に設けられた突出部15の内部にバラストタンク18を設けたことによって、支点から最も遠い場所に重りを設けることとなり、効果的に浮き上がりを防止できることとなる。
【0027】
また、左右にサイドバラストタンク21,22を設けているので、水底開削シールド掘進機1の掘進時のローリングを防止することができる。
【0028】
スクリュコンベヤで搬出された水底土砂は、組み立てられたセグメント11の上部に載せられ、セグメント11の浮き上がりを防止するようになっている。
【0029】
なお、上記実施の形態では、カッタ3がカッタスポーク式の回転型のものとなっているが、これに限られるものではない。例えば、揺動式のカッタ等、他の形状のものであってもよいのは勿論である。
【0030】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、少ない動力で掘進することができ、省エネルギー化が図れると共に、装置の簡素化が達成されるといった優れた効果を発揮する。
【0031】
また、水底開削シールド掘進機の浮き上がりを効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水底開削シールド掘進機の好適な実施の形態を示した正面図である。
【図2】本発明に係る水底開削シールド掘進機の好適な実施の形態を示した断面図である。
【図3】本発明に係る水底開削シールド掘進機の好適な実施の形態を示した平面図である。
【符号の説明】
1 水底開削シールド掘進機
2 シールドフレーム
3 カッタ
15 突出部
16 傾斜ガイド部
18 バラストタンク[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an underwater shield excavating machine for building a tunnel in the underwater.
[0002]
[Prior art]
The shield machine digs through the ground by the rotation of the cutter at its tip and the propulsive force of the shield jack. The conventional cutter is provided over the entire front surface of the shield frame.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when constructing a tunnel on the bottom of a seabed, riverbed, or the like, conventionally, the digging is performed so that the entire shield machine is buried on the bottom of the water. However, in the shield machine described above, since the whole is buried in the bottom of the water, the cutter is driven over the entire front surface of the shield frame, and a lot of power is consumed.
[0004]
Then, this invention is devised in order to solve the said subject, The objective is to provide the bottom excavation shield excavation machine which can excavate with little power.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a bottom excavation shield excavator for constructing a tunnel at the bottom of the water, comprising a cutter for excavating earth and sand below the tip of the shield frame, the upper side being located in the water. The lower side is buried in the bottom sediment and digs up, covering the upper part of the cutter above the tip of the shield frame and moving downward to the lower end of the bottom to guide the bottom sediment to the cutter side. The protrusion part provided with the inclination guide part to fall is formed .
[0006]
According to the above configuration, the lower side of the shield machine is buried in the bottom sediment, and the cutter is provided only on the lower side, so the power for rotating the cutter is reduced, and energy saving can be achieved. Simplification of the device is achieved.
[0007]
Also, it is a bottom excavation shield excavator that builds a tunnel in the bottom of the water, equipped with a cutter for excavating earth and sand under the tip of the shield frame, the upper side is located in the water, and the lower side is buried in the bottom sediment A projecting portion is formed on the upper end of the shield frame so as to cover the upper side of the cutter, and the tip of the projecting portion is moved backward to scrape excess submarine soil to the left and right of the shield frame. It is formed so as to spread from side to side .
[0008]
Inside the upper Symbol protrusions, it is preferable in which a ballast tank for storing water.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0010]
FIG. 1 is a front view showing a preferred embodiment of a submerged excavation shield machine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of a submerged excavation shield machine according to the present invention, and FIG. These are the top views which showed suitable embodiment of the water bottom excavation shield machine which concerns on this invention.
[0011]
First, the structure of the water bottom excavation shield machine according to the present embodiment will be described.
[0012]
The water bottom
[0013]
The
[0014]
Two
[0015]
At a lower position between the
[0016]
In FIG. 2, reference numeral 12 denotes an erector for assembling the segment 11, and
[0017]
A
[0018]
On the other hand, the lower end surface of the projecting
[0019]
Inside the projecting
[0020]
On the rear side of the ballast tank 18,
[0021]
Next, the operation of the water bottom
[0022]
The bottom
[0023]
In addition, since the upper side of the
[0024]
At this time, the upper side proceeds in the bottom sediment which has been raised by the propulsion of the water or the bottom
[0025]
Further, since the inclined guide portion 16 is provided in the projecting
[0026]
By the way, although the rear end of the bottom
[0027]
Moreover, since the
[0028]
The bottom sediment that has been carried out by the screw conveyor is placed on top of the assembled segment 11 to prevent the segment 11 from being lifted.
[0029]
In the above-described embodiment, the
[0030]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, it is possible to excavate with a small amount of power, energy saving can be achieved, and an excellent effect that simplification of the apparatus can be achieved is exhibited.
[0031]
Further, it is possible to effectively prevent the water bottom excavation shield machine from being lifted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a preferred embodiment of a water bottom excavation shield machine according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of a water bottom excavation shield machine according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a preferred embodiment of a water bottom excavation shield machine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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