JP4647891B2 - Shield machine - Google Patents
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Description
本発明は、シールド掘進機に関するものである。 The present invention relates to a shield machine.
シールド掘進機のカッター装置で掘削された土砂は、カッター装置の背面に設けられたチャンバー内で練り混ぜられ、後方に位置するバルクヘッドに設けられた開口から排泥管を通じて排出されるのが一般的である。
しかし、チャンバー内での練り混ぜが不充分であったり、掘削土砂aが粘性土であるような場合には、掘削土砂aがチャンバーの内面に付着し、排泥管を閉塞することがあった。
そこで、従来では図7に示すようにバルクヘッドbの壁面に、チャンバー内に向けて開放するジェット管cを設けて、加泥水や清水などを高圧噴射し、チャンバー内に付着した掘削土砂aを洗い流していた。
この点、出願人はシールド機のカッター装置の背面に排泥管と送水管とを、いずれか若しくはその両方を配管し、それらの吸込口、吸水口をチャンバー内に向けて開放する発明を出願している(たとえば、特許文献1)。
またそのほか類似するものとして、カッター装置面板の閉塞を防止する方法も開示されている(たとえば、特許文献2)。
However, when the mixing in the chamber is insufficient, or when the excavated soil a is a viscous soil, the excavated soil a may adhere to the inner surface of the chamber and block the mud pipe. .
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 7, a jet pipe c that opens toward the inside of the chamber is provided on the wall surface of the bulkhead b, and muddy water, fresh water, or the like is jetted at high pressure, and the excavated sediment a that has adhered to the chamber is removed. It was washed away.
In this respect, the applicant has filed an invention in which either or both of a drainage pipe and a water supply pipe are piped on the back of the cutter device of the shield machine, and the suction port and the water suction port are opened in the chamber. (For example, Patent Document 1).
As another similar method, a method for preventing the cutter device face plate from being blocked is disclosed (for example, Patent Document 2).
前記した従来のシールド掘進機にあっては、次のような問題点がある。
<1>注入材は一定方向にしか噴射できないため、それ以外に付着した掘削土砂は洗い流すことができない。
<2>ジェット管は、バルクヘッド面の掘削土砂が付着し易い箇所に配置するものの、流体の掘削土砂はそれ以外の箇所へ付着する場合もあり、また構造上ジェット管の取り付け得ない場所もあるために、掘削土砂を完全に洗い流すことはできない。
The above-described conventional shield machine has the following problems.
<1> Since the injected material can be injected only in a certain direction, the excavated sediment that has adhered to the other cannot be washed away.
<2> Although the jet pipes are placed on the bulkhead surface where the excavated sediment is likely to adhere, the fluid excavated sediment may adhere to other locations, and there are places where the jet pipe cannot be installed due to the structure. For this reason, the excavated sediment cannot be washed away completely.
上記のような課題を解決するために、本発明のシールド掘進機は、カッター装置の背面にバルクヘッドで区画したチャンバーを有し、前記バルクヘッドに前記チャンバー内に向けて突出自在に構成する注入管を複数配置して、前記注入管より注入材をチャンバー内の付着土砂に噴射するシールド掘進機であって、前記注入管は、先端部に第一注入孔、周面に第二注入孔を有する外管と、前記外管の内部に外管の軸方向に移動可能に設置され、前記第一注入孔を塞ぐ第一蓋と前記第二注入孔を塞ぐ第二蓋を有する蓋体と、前記蓋体の移動を抑制する弾性体と、からなる構成であり、前記蓋体は、前記注入管の第一注入孔または第二注入孔の何れか一方のみを塞ぐように前記第一蓋および第二蓋を配置しており、前記外管内に前記蓋体の後方から注入材を供給し、前記蓋体を通じて前記弾性体に変形する程度の押圧力を付与することによって、前記蓋体は前記第二注入孔から前記第一注入孔へと塞ぐ位置を移動し、前記注入材の噴射方向を変更可能に構成することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the shield machine of the present invention has a chamber partitioned by a bulkhead on the back surface of the cutter device, and is configured to be configured to protrude into the chamber in the bulkhead. A shield machine in which a plurality of pipes are arranged and the injection material is sprayed from the injection pipe onto the adhering earth and sand in the chamber. The injection pipe has a first injection hole at the tip and a second injection hole at the peripheral surface. An outer tube having a first lid that closes the first injection hole and a second lid that closes the second injection hole, and is installed inside the outer tube so as to be movable in the axial direction of the outer tube; And an elastic body that suppresses the movement of the lid body, and the lid body includes the first lid and the first lid so as to block only one of the first injection hole and the second injection hole of the injection tube. A second lid is arranged, from the rear of the lid in the outer tube By supplying the input material and applying a pressing force to the extent that the elastic body is deformed through the lid body, the lid body moves from the second injection hole to the first injection hole, The injection direction of the injection material is configured to be changeable .
また、本発明のシールド掘進機は、前記発明において、前記バルクヘッドに注入管の管軸を回転自在に構成する球面台座を配置し、前記球面台座に前記注入管を取り付けたことを特徴とするものである。
The shield machine according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a spherical pedestal that rotatably configures a tube axis of an injection tube is disposed on the bulkhead, and the injection tube is attached to the spherical pedestal. Is.
本発明のシールド掘進機は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
<1>チャンバー内に向けて、突出させた注入管より注入材を噴射する構成であり、注入材の噴射方向は注入管に設けた注入孔により、一方向に限らずあらゆる方向へ噴射することができるため、チャンバー内に付着した掘削土砂を広い範囲で洗い流すことができる。
<2>また、注入管は回転しながら注入材を噴射することができるため、注入材の噴射方向に死角となる箇所はなく、広い範囲において掘削土砂を洗い流すことができる。
The shield machine of the present invention can obtain at least one of the following effects by means for solving the above-described problems.
<1> The injection material is injected from the protruding injection tube into the chamber, and the injection direction of the injection material is not limited to one direction but is injected in all directions by the injection hole provided in the injection tube. Therefore, excavated earth and sand adhering to the chamber can be washed away in a wide range.
<2> Further, since the injection tube can inject the injection material while rotating, there is no blind spot in the injection direction of the injection material, and the excavated sediment can be washed away in a wide range.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1>全体の構成
本発明のシールド掘進機10は、カッター装置13の背面にバルクヘッド12で区画されたチャンバー11を備えており、掘削土砂Mをチャンバー11内に取り込んで、掘削土砂Mを練り混ぜながら、バルクヘッド12下方に設けられた排泥管よりスクリューコンベアによって後方へ排出する基本構成である(図3)。
バルクヘッド12には所要数の注入管20を設けて、注入管20よりチャンバー11内に注入材を噴射することによって、チャンバー11の内面に付着した掘削土砂Mを広い範囲で洗い流すことができる。この注入管20は、チャンバー11内に突出自在に構成したり、また必要に応じて注入管20に回転機構を備えることもでき、また両方の機能を兼ね備える構成とすることもできる。
なお、注入管20はバルクヘッド12面に垂直に突設させ、これに回転機構を備える形態としても良い。
以下、各部材について詳述する。
<1> Overall Configuration The
The
Note that the
Hereinafter, each member will be described in detail.
<2>注入管
注入管20は、チャンバー11内に向けて注入材を噴射する管体であって、注入管20に設けた注入孔21より注入材を噴射する部材である。
注入管20は、断面形状が円形、矩形であるものを問わず使用することができ、また管体の先端をテーパ状に形成したものも使用できる。
<2> Injection Pipe The
The
注入材を吐出する注入孔21は、注入管20の先端部や周面に設けることができ、その個数、位置については任意に決定することができる。たとえば、注入孔21は、注入管20周面の対峙する位置に設けたり、あるいは先端部および周面にそれぞれ一個ずつ設けてもよい。また、注入管20の先端を球形に形成し、この先端部に複数の注入孔21、21・・を複眼状に設けることによって、注入材を全方向に噴射可能にすることもできる(図示せず)。
注入孔21は、注入管20壁に対して垂直に設けるのみならず、角度を以って穿設することで、注入材の噴射方向を変えることもできる。
The
The
注入管20は、チャンバー11内に向けて突出自在に構成することができる。たとえば図1に示すようにバルクヘッド12に固定した固定管201の内部に、注入孔21を有するジェット管202を配置し、ジェット管202の後部側には管に対して垂直に板材203を取り付け、さらにこの板材203に他端に反力源をとる伸縮自在なジャッキ204を設けて、ジェット管202の後方より注入材を供給する構成としても良い。かかる形態では、ジャッキ204を伸張すると、ジェット管202は板材203を通じてチャンバー11内に突出させることができる。反対にジャッキ204を短縮すると、突出したジェット管202は固定管201の内部に収納される構成である。この構成の場合、固定管201の内面とジェット管202の外面の間隙にはシール材205を配置して、チャンバー11側からの水若しくは土砂の浸入を防止するのが好ましい。またこのような構成とする場合には、バルクヘッド12に設ける固定管201に、従来のジェット管を代替して用いても良い。これによって、製作コストを削減することができる。
このような突出機構を用いる場合には、固定管201の開口部を掘削土砂Mが閉塞している場合にも、ジェット管202の突出動作によって掘削土砂Mを取り崩すことができ、またこの前面の崩落を起端として周囲の掘削土砂Mも簡単に落とせるようになるため、無理に高い供給能力を有する注入材の供給装置を備える必要はなくなる。
The
When such a projecting mechanism is used, even when the excavated sediment M closes the opening of the
また注入管20には、管軸を中心とした回転機構を備えることもできる。これによって、注入管20の周面に複数の注入孔21、21・・を設けることなく、少数の注入孔21を設けるだけで、放射状に注入材を噴射できる。また注入管20に設ける注入孔21が少なくなれば、注入材をより高い圧力で噴射することができるようになるため、効率的に掘削土砂Mを吹き飛ばすことができる。かかる回転機構は、先述した突出機構と併用することもでき、たとえば前記したジェット管202の後部にギア若しくはカムを設けて、これをモータ206で回転させる組み合わせによって構成することができる。
The
注入材の噴射方向は、注入管20に設ける孔21の開設方向のみならず、バルクヘッド12からチャンバー11内に向けて突設する、注入管20の配設角度によって調整することもできる。たとえば、図5に示すようにバルクヘッド12に回転自在に構成する球面台座50を、チャンバー11内にその一部を突出させて配置し、この突出部51から注入管20が突出可能なように構成する。これによって球面台座50の回転により注入管20の突出角度は自在に変更できるようになり、注入材を上下左右、右下、左上といったあらゆる角度へ噴射することができる。
The injection direction of the injection material can be adjusted not only by the opening direction of the
<3>注入材
注入材は、掘削土砂Mに吹き付けられ、チャンバー11内の特にバルクヘッド12面に付着した掘削土砂Mを取り除くための液体である。この注入材には、たとえば加泥材や水などが使用でき、加泥材を使用する場合には掘削土砂Mの種類に応じて、良好な排土を行えるものを選択するのが好ましい。たとえばチャンバー11内にレキ等が滞留している場合には、高粘度となるポリマー系の加泥材などを使用すると良い。
<3> Injection Material The injection material is a liquid that is sprayed on the excavation soil M and removes the excavation soil M attached to the surface of the
また、噴射する注入材は一材のみに限らず、複数種を目的に応じて使いわけながら使用しても良い。
注入材には、付着する掘削土砂Mの撤去を目的とするほか、付着防止材を用いることによってチャンバー11内への付着を未然に防ぐ機能を兼ね備えさせても良い。
Further, the injection material to be injected is not limited to one material, and a plurality of types may be used depending on the purpose.
In addition to the purpose of removing the excavated sediment M, the injection material may have a function of preventing adhesion to the
つぎに本発明に係るシールド掘進機10の実施例について説明する。
なお、本例においては、縦方向に三機のカッター装置を配列したシールド掘進機10を例に挙げて説明するが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。
Next, an embodiment of the
In this example, the
<1>注入管の配置
図2は、カッター装置13の前面からバルクヘッド12面を投影した図であり、バルクヘッド12面に滞留した掘削土砂Mと、下部から中央部の8ヶ所に注入管20、20・・を設けた配置分布を示す。
注入管20は、バルクヘッド12面に対して溶接などにより略垂直に取り付け、注入管20を構成するジェット管202を、チャンバー11内に向けて突出と共に回転可能に構成する。
<1> Arrangement of Injection Pipe FIG. 2 is a diagram in which the surface of the
The
<2>注入管の突出
掘削土砂Mが付着したバルクヘッド12面より、注入管20をチャンバー11内に突出させる。注入管20の突出は、後方に備えるジャッキ204を伸張し、板材203を介してジェット管202を突出させる(図4)。この突出により、注入管20前方に付着した掘削土砂Mは、注入材を噴射させることなく、崩壊することができる。
<2> Protrusion of injection pipe The
ジェット管202を所要の長さだけ突出させた後、注入材を送り込み、注入孔21より注入材を高圧で噴射させる。注入材は、注入管20の軸方向に対して略垂直方向に噴射される。そして注入材を噴射させつつジェット管202に回転を付与することによって、注入管20を中心とした円状に付着した掘削土砂Mを崩すことができる。
掘削土砂Mの堆積厚が厚い場合には、ジェット管202の突出量を調整しながら噴射を行い、掘削土砂Mを崩壊させる。
こうして、各注入管20から注入材を噴射し、バルクヘッド12面に付着した掘削土砂Mを吹き飛ばす。
After the
When the accumulated thickness of the excavated earth and sand M is thick, the excavated earth and sand M is collapsed by performing injection while adjusting the protruding amount of the
Thus, the injection material is sprayed from each
なお、本発明は以上示したように、チャンバー11を有するシールド掘進機10であれば、たとえば土圧式シールド掘進機や偏心多軸シールド掘進機に使用できることは勿論である。
As described above, the
以上、上記に記載したシールド掘進機10に備える注入管20は、注入材を注入管20の軸方向に対して略直角に噴射する形態であるが、注入材の噴射方向を切り替え自在に構成する注入管30を用いることもできる。
本形態の注入管30は注入管30への注入材の供給圧力によって、注入材の噴射方向を注入管30の軸方向と、注入管30の軸方向に対して略直角な方向との二方向において切り替えることができる。
なお、この形態の注入管30も実施の形態1と同様、バルクヘッド12面に対して略垂直に設けて、突出機構および回転機構を兼ね備えた例を示すが、必ずしもこれに限定されるものではない。
As described above, the
The
In addition, although the
<1>他の注入管の構成(図6)
本形態の注入管30は、先端をテーパ状に形成する外管31と、外管31の内部を移動可能な蓋体32と、蓋体32の移動を抑制する弾性体33とより構成する。
外管31は、先端部311に第一注入孔34を、周面312に第二注入孔35を設けており、各孔34、35から注入材を吐出することができる。外管31の周面に設ける第二注入孔35は、たとえば外管31の先端部311から等距離だけ離れた位置の壁面に対峙して設ける。
<1> Configuration of other injection tubes (FIG. 6)
The
The outer tube 31 is provided with a
蓋体32は、外管31の第一注入孔34を塞ぐ第一蓋321と、外管31の第二注入孔35を塞ぐ第二蓋322とを備えており、また第二蓋322を挟む第一蓋321の反対側には、注入材の供給圧を受ける外管31の内径よりも小さい面を形成した受圧板323を設け、それぞれを棒体324で一体に形成する。
第一蓋321と第二蓋322とは、外管31の第一注入孔34と第二注入孔35の何れか一方のみを閉塞するように配置されている。すなわち第一注入孔34と第二注入孔35との離隔距離に比べて、第一蓋321と第二蓋322との距離は狭い関係にある。
The lid 32 includes a first lid 321 that closes the
The first lid 321 and the
第一蓋321には、たとえば先端を外管31の内面に沿って外形をテーパ状に形成した切頭円錐状のものが使用でき、また第二蓋322には外管31の内径より一回り小さな管を軸方向に対して垂直に切断して形成したものが使用できる。かかる形状の第二蓋322を使用すれば、第二注入孔35を塞ぐ役割に加えて、蓋体32のスライドを導く部分にもなる。
For the first lid 321, for example, a truncated cone having a tapered outer shape along the inner surface of the outer tube 31 can be used, and for the
弾性体33は、外管31内における蓋体32の移動を抑制する部材であり、これには、たとえばバネ、ゴム等が使用できる。弾性体33を、たとえば外管31内面の先端側に配置する場合、弾性体33の内部には軸方向に沿って蓋体32の第一蓋321が挿通できる孔325を形成し、その孔325内に蓋体32を位置せしめ、弾性体33の先端側を外管31の突起部313に配置すると共に、弾性体33の後部側を蓋体32に取り付ければ良い。
The
<2>原理
注入管30の端部より注入材を送り込むと、注入材は外管31内を通過して先端部311から注入管30の軸方向に向けて噴射される(図6(a))。
注入材の供給する圧力をだんだん高くしてゆくと、受圧板323に及ぶ押圧力は大きくなり、ひいては蓋体32を通じて弾性体33に与える力は大きくなる。
この弾性体33に及ぶ押圧力が大きくなり、弾性体33の形状に変形が生じると、蓋体32は外管31の先端部311側に移動を開始する。
蓋体32が移動すると第二蓋322も同時に移動し、第二注入孔35が開口する(図6(b))。同時に第一蓋321は先端部311側に移動して、第一注入孔34が閉塞される。
こうして、注入材の噴射方向は、注入管30の軸方向から軸に対して略直角な方向にスイッチする。すなわち、本形態の注入管30は、注入材の噴射方向を注入材の供給圧によって自在に切り替えることができる。
また、この状態から注入材の供給圧を小さくしてゆけば、弾性体33の形状は元の状態に復元し、外管31の後方に押し戻された蓋体32は、再び第二注入孔35を閉塞することによって、注入材の噴射方向は軸方向へと変わる。
この切り替えによって、注入管30の前方に位置する掘削土砂Mのみならず、略直角方向に付着した掘削土砂も吹き飛ばすことができる。
<2> Principle When the injection material is fed from the end portion of the
As the pressure supplied by the injection material is increased gradually, the pressing force applied to the
When the pressing force applied to the
When the lid body 32 moves, the
Thus, the injection direction of the injection material is switched from the axial direction of the
Further, if the supply pressure of the injection material is reduced from this state, the shape of the
By this switching, not only the excavated earth and sand M located in front of the
なお、外管30の先端部311は必ずしもテーパ状に形成する必要はなく、全体を円筒形状に形成し、その端部を中心に第一注入孔34に相当する孔を設けた板材を配置しても良い(図示せず)。
Note that the distal end portion 311 of the
10・・・シールド掘進機
11・・・チャンバー
12・・・バルクヘッド
13・・・カッター装置
20、30・・・注入管
31・・・外管
311・・先端部
312・・周面
32・・・蓋体
33・・・弾性体
34・・・第一注入孔
35・・・第二注入孔
50・・・球面台座
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記注入管は、先端部に第一注入孔、周面に第二注入孔を有する外管と、
前記外管の内部に外管の軸方向に移動可能に設置され、前記第一注入孔を塞ぐ第一蓋と前記第二注入孔を塞ぐ第二蓋を有する蓋体と、
前記蓋体の移動を抑制する弾性体と、からなる構成であり、
前記蓋体は、前記注入管の第一注入孔または第二注入孔の何れか一方のみを塞ぐように前記第一蓋および第二蓋を配置しており、
前記外管内に前記蓋体の後方から注入材を供給し、前記蓋体を通じて前記弾性体に変形する程度の押圧力を付与することによって、前記蓋体は前記第二注入孔から前記第一注入孔へと塞ぐ位置を移動し、前記注入材の噴射方向を変更可能に構成することを特徴とする、
シールド掘進機。 A back surface of the cutter device has a chamber partitioned by a bulkhead, and a plurality of injection pipes configured to protrude into the chamber are arranged on the bulkhead, and an injection material is attached to the bulk sediment from the injection pipe. A shield machine that injects into
The injection tube has a first injection hole at the tip and an outer tube having a second injection hole on the peripheral surface;
A lid having a first lid for closing the first injection hole and a second lid for closing the second injection hole, which is installed in the outer pipe so as to be movable in the axial direction of the outer pipe;
An elastic body that suppresses the movement of the lid,
The lid is arranged with the first lid and the second lid so as to block only either the first injection hole or the second injection hole of the injection tube,
By supplying an injection material into the outer tube from the rear of the lid and applying a pressing force to the elastic body through the lid, the lid is injected from the second injection hole into the first injection. The position for closing to the hole is moved, and the injection direction of the injection material is configured to be changeable,
Shield machine.
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