JP7449634B2 - Mud water type shield excavator and its excavation method - Google Patents

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JP7449634B2 JP2020050166A JP2020050166A JP7449634B2 JP 7449634 B2 JP7449634 B2 JP 7449634B2 JP 2020050166 A JP2020050166 A JP 2020050166A JP 2020050166 A JP2020050166 A JP 2020050166A JP 7449634 B2 JP7449634 B2 JP 7449634B2
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本発明は、カッタチャンバ内の泥水に所定の圧力を加えることで切羽を安定させながら地山を掘削してトンネルを形成する泥水式シールド掘進機およびその掘進方法に関するものである。 The present invention relates to a muddy water type shield excavator that excavates a tunnel by applying a predetermined pressure to muddy water in a cutter chamber to stabilize a face and form a tunnel, and a method for excavating the same.

地盤中にトンネルを構築するシールド工法では、発進立坑内でシールド掘進機を組み立てて発進させ、地中を掘進させる。そして、到達立坑に到達したならば、到達立坑内でシールド掘進機を分解して地上に搬出する。 In the shield construction method, which constructs a tunnel in the ground, a shield excavator is assembled in the starting shaft and launched to excavate underground. After reaching the reaching shaft, the shield tunneling machine is disassembled inside the reaching shaft and transported to the ground.

また、シールド工法に用いられるシールド掘進機には、掘削土を泥土化して所定の圧力を与えることにより切羽を安定させながら地山を掘削する泥土圧シールド掘進機や、カッタチャンバ内の泥水に所定の圧力を加えることで切羽を安定させながら地山を掘削する泥水式シールド掘進機などがある。 In addition, the shield excavators used in the shield method include mud pressure shield excavators, which turn the excavated soil into mud and apply a specified pressure to excavate the ground while stabilizing the face, and There are mud shield excavators that excavate the ground while stabilizing the face by applying pressure.

ここで、泥水式シールド掘進機では、泥水が送泥管からカッタチャンバ内に常時供給されており、切羽前方の圧力(土圧および水圧)にカッタチャンバ内の泥水圧で対抗することで切羽を安定させている。そして、掘削時には、カッタチャンバ内に溜められた泥水がカッタチャンバに取り込まれた掘削土とともに排泥管から外部に排出される(掘削モード)。また、セグメント組立時など掘削を休止する際には、送泥管と排泥管とを連通するバイパス配管に設けられたバルブ(バイパス用バルブ)を開放するとともに、送泥管および排泥管のバイパス配管よりもカッタヘッド側に設けられたバルブ(送泥用バルブ・排泥用バルブ)を閉鎖して、カッタチャンバを切り離した状態で泥水を循環させる(バイパスモード)。さらに、セグメントの組み立てが完了して掘削を再開する際には、バイパス用バルブを閉鎖するとともに、送泥用バルブおよび排泥用バルブを開放する。 In muddy shield tunneling machines, muddy water is constantly supplied into the cutter chamber from the mud pipe, and the muddy water pressure in the cutter chamber counteracts the pressure (earth pressure and water pressure) in front of the face. It's stabilized. During excavation, the muddy water accumulated in the cutter chamber is discharged to the outside from the mud drain pipe together with the excavated soil taken into the cutter chamber (excavation mode). In addition, when stopping excavation such as when assembling segments, open the valve (bypass valve) installed in the bypass pipe that communicates the sludge pipe and the sludge pipe, and The valves (sludge feeding valve/sludge removal valve) installed closer to the cutter head than the bypass piping are closed to circulate muddy water with the cutter chamber separated (bypass mode). Furthermore, when the segment assembly is completed and excavation is restarted, the bypass valve is closed, and the mud feeding valve and mud draining valve are opened.

カッタヘッドには、掘削した土砂をカッタチャンバ内に取り込むための隙間があり、カッタチャンバ内の泥水は切羽の地山を押さえる。カッタチャンバ内に供給される泥水には、泥分にベントナイトや高分子添加剤などが混入されており、これによって切羽面に膜(泥膜)を形成して、切羽前方の圧力に対抗している。そして、砂質土で水が抜けやすい地盤などの場合は泥水の流入量が大きくなる(逸泥状態)ので、泥水中の泥分や高分子添加剤を多くするとともに泥水の供給量を増やし、泥水の排出量を増やしてカッタチャンバ内の圧力を安定させる操作を行っている。また、粘質土で水が抜けにくい地盤などの場合は、これとは逆の操作を行っている。 The cutter head has a gap for taking the excavated earth and sand into the cutter chamber, and the muddy water inside the cutter chamber presses down the ground at the face. The mud supplied into the cutter chamber contains bentonite, polymer additives, etc. mixed into the mud, which forms a film (mud film) on the face of the face to counteract the pressure in front of the face. There is. In the case of sandy soil where water easily drains, the amount of mud water flowing in increases (sludge state), so the amount of mud and polymer additives in the mud water is increased, and the amount of mud water supplied is increased. Operations are being carried out to stabilize the pressure inside the cutter chamber by increasing the amount of muddy water discharged. In addition, in the case of clayey soil that does not allow water to drain easily, the operation is reversed.

ここで、泥水式シールド掘進機での掘削においては、地盤の土質によるカッタチャンバ内の泥水圧の変化に応じて当該カッタチャンバ内に供給する泥水の濃度を調整するとともに、送泥管および排泥管の流量を調節する必要がある。しかしながら、複雑な地盤や高水圧下ではカッタチャンバ内の泥水圧が急激に変化することがあり、このような濃度調整や流量調整が間に合わない場合には、地山への悪影響が生じて崩落の可能性もある。 When excavating with a mud shield excavator, the concentration of mud supplied to the cutter chamber is adjusted according to changes in the mud water pressure in the cutter chamber depending on the soil quality of the ground, and the mud supply pipe and mud drainage are adjusted. It is necessary to adjust the flow rate of the pipe. However, when the ground is complex or under high water pressure, the mud pressure inside the cutter chamber may change rapidly, and if such concentration and flow rate adjustments are not made in time, it may have an adverse effect on the ground and cause it to collapse. There is a possibility.

また、バイパスモードから掘削モードに移行する際には、各バルブの閉鎖や開放が瞬時に行なわれるためにカッタチャンバ内の泥水圧が大きく変動し、これに伴って、切羽地山やカッタヘッド、送泥管、排泥管などに悪影響が出る可能性がある。 Additionally, when transitioning from bypass mode to excavation mode, the mud water pressure inside the cutter chamber fluctuates greatly as each valve closes and opens instantly, causing the face rock, cutter head, There is a possibility that there will be an adverse effect on the sludge pipes, sludge drainage pipes, etc.

そこで、特許文献1(特開2013-083110号公報)や特許文献2(特開2002-180781号公報)には、カッタチャンバとは別に、圧縮空気の弾力性を利用したチャンバを設け、カッタチャンバ内の泥水の水面の変化に対応することで泥水圧の急激な変化を緩和する技術が提案されている。 Therefore, in Patent Document 1 (JP 2013-083110A) and Patent Document 2 (JP 2002-180781A), a chamber that utilizes the elasticity of compressed air is provided separately from the cutter chamber, and the cutter chamber A technology has been proposed to alleviate sudden changes in mud water pressure by responding to changes in the water level of the mud water inside.

具体的には、特許文献1に記載の技術は、第1のチャンバであるカッタチャンバの後方に第2のチャンバであるエアチャンバを設けてチャンバ全体を縦割りの2槽にした構造である。後方のエアチャンバは、下方でカッタチャンバと接続されて泥水が供給され、上方はコンプレッサに接続されて圧縮空気が供給されるようになっている。そして、カッタチャンバにかかる圧力が変化した場合、エアチャンバ内の水面が上下するが、それに伴って圧縮空気が供給もしくは排出されてカッタチャンバ内の泥水の圧力変動が緩和される。 Specifically, the technique described in Patent Document 1 has a structure in which an air chamber, which is a second chamber, is provided behind a cutter chamber, which is a first chamber, and the entire chamber is divided vertically into two tanks. The rear air chamber is connected to the cutter chamber at the bottom and supplied with muddy water, and is connected at the top to the compressor and supplied with compressed air. When the pressure applied to the cutter chamber changes, the water level in the air chamber rises and falls, but compressed air is supplied or discharged accordingly, and pressure fluctuations in the muddy water in the cutter chamber are alleviated.

また、特許文献2に記載の技術は、第1のチャンバであるカッタチャンバとは離れたトンネル内に第2のチャンバである圧力調整タンクを設けた構造である。圧力調整タンクは下方がカッタチャンバと接続されて泥水が供給され、上方が圧縮空気を封入したダンパタンクと接続されて圧縮空気が供給される。そして、カッタチャンバにかかる圧力が変化した場合に圧力調整タンク内の水面が上下するが、それに伴って圧縮空気が供給もしくは排出されてカッタチャンバ内の泥水の圧力変動が緩和される。 Furthermore, the technique described in Patent Document 2 has a structure in which a pressure adjustment tank, which is a second chamber, is provided in a tunnel that is separate from a cutter chamber, which is a first chamber. The pressure adjustment tank is connected at the lower end to the cutter chamber to be supplied with muddy water, and at the upper end is connected to a damper tank containing compressed air to be supplied with compressed air. When the pressure applied to the cutter chamber changes, the water level in the pressure adjustment tank rises and falls, but compressed air is supplied or discharged accordingly, and pressure fluctuations in the muddy water in the cutter chamber are alleviated.

ここで、特許文献3(特開2003-120175号公報)や特許文献4(特開2008-248509号公報)には、特許文献1のように、第1のチャンバであるカッタチャンバの後方に第2のチャンバであるエアチャンバを設けてチャンバ全体を縦割りの2槽にした構造が開示されている。そして、特許文献3は、カッタチャンバに接続するエアチャンバの底板を泥水の供給口に向けて斜めに形成する発明が記載されており、特許文献4には、エアチャンバ内に設けられた水位検知装置を内側から洗浄する発明が記載されている。 Here, in Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-120175) and Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-248509), as in Patent Document 1, there is a A structure is disclosed in which two air chambers are provided and the entire chamber is divided vertically into two tanks. Patent Document 3 describes an invention in which the bottom plate of an air chamber connected to a cutter chamber is formed obliquely toward a muddy water supply port, and Patent Document 4 describes an invention in which a bottom plate of an air chamber connected to a cutter chamber is formed obliquely toward a muddy water supply port. An invention is described for cleaning the device from the inside.

特開2013-083110号公報JP2013-083110A 特開2002-180781号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-180781 特開2003-120175号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-120175 特開2008-248509号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-248509

特許文献1や特許文献2に記載の技術では、泥水が第1のチャンバ(カッタチャンバ)から別途設けられた第2のチャンバ(エアチャンバ・圧力調整タンク)に供給される構造となっている。そのため、カッタヘッドから逸泥が生じて多量の泥水が第2のチャンバから第1のチャンバ内に供給される、第2のチャンバ内の泥水が空になって第1のチャンバ内の泥水の圧力変動を十分に緩和できなくなるおそれが発生する。 The techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a structure in which muddy water is supplied from a first chamber (cutter chamber) to a separately provided second chamber (air chamber/pressure adjustment tank). Therefore, mud escapes from the cutter head and a large amount of muddy water is supplied from the second chamber into the first chamber, and when the muddy water in the second chamber is emptied, the pressure of the muddy water in the first chamber increases. There is a possibility that fluctuations cannot be sufficiently alleviated.

ここで、特許文献3や特許文献4には、第2のチャンバ(エアチャンバ7・圧力調整室6)に水位検知装置(検出器14・レベルスイッチ22)を設けて泥水量を検出しておき、所定圧の泥水面となるように泥水を第2のチャンバ内に供給する技術が開示されている。 Here, in Patent Document 3 and Patent Document 4, a water level detection device (detector 14, level switch 22) is provided in the second chamber (air chamber 7, pressure adjustment chamber 6) to detect the amount of muddy water. , a technique is disclosed in which muddy water is supplied into a second chamber so that the muddy water surface has a predetermined pressure.

しかしながら、これらの特許文献に記載の技術は、単に第2のチャンバ内に泥水を供給するにとどまるものであって、第2のチャンバ内の泥水の量と泥水式シールド掘進機の掘進との関係についての配慮はなされていない。 However, the techniques described in these patent documents merely supply muddy water into the second chamber, and the relationship between the amount of muddy water in the second chamber and the excavation of the muddy shield excavator is difficult. No consideration has been given to

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、泥水式シールド掘進機に設けられた第2のチャンバ内の泥水量を調整しながら掘進を行うことのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made from the above-mentioned technical background, and an object of the present invention is to provide a technology that allows excavation to be carried out while adjusting the amount of muddy water in the second chamber provided in a muddy water type shield excavator. purpose.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明の泥水式シールド掘進機は、地山を掘削するカッタヘッドの背面に形成された第1のチャンバと、前記第1のチャンバ内に泥水を送り込む送泥管と、前記第1のチャンバ内に溜められた泥水を前記第1のチャンバに取り込まれた掘削土とともに外部に排出する排泥管と、圧縮空気および泥水が収容されるとともに調圧配管により前記第1のチャンバと連通され、前記調圧配管を介して前記第1のチャンバとの間を泥水が往来して当該第1のチャンバ内の泥水圧の変化を緩和する第2のチャンバと、前記送泥管と前記排泥管とを連通するバイパス配管と、前記送泥管から分岐して前記第2のチャンバに接続された供給配管と、前記第2のチャンバから延びて前記排泥管に接続された排出配管と、前記送泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第1のバルブ、および前記排泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第2のバルブと、前記バイパス配管の管路を開閉する第3のバルブと、前記供給配管の管路を開閉する第4のバルブ、および前記排出配管の管路を開閉する第5のバルブと、前記調圧配管の管路を開閉する第6のバルブと、前記第2のチャンバに設置され、当該第2のチャンバの水位を、前記第2のチャンバ内の泥水の排出が必要な上限水位、前記第2のチャンバ内の泥水の給排が不要な上端の基準水位および下端の基準水位、前記第2のチャンバ内への泥水の供給が必要な下限水位で検知する水位検知手段と、前記水位検知手段の検知結果に応じて前記第1~第6のバルブを開閉制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記上限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上端の基準水位になるまで排泥しながら掘進を実行し、前記上端の基準水位から前記下端の基準水位の範囲内の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバでの給排泥を行わずに掘進を実行し、前記下限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下端の基準水位になるまで給泥しながら掘進を実行する制御を実行する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a muddy water type shield excavator according to the present invention as set forth in claim 1 includes: a first chamber formed on the back side of a cutter head for excavating a ground; and a muddy water shield excavator in the first chamber. a mud feeding pipe for feeding mud into the first chamber; a mud draining pipe for discharging the muddy water stored in the first chamber to the outside together with the excavated soil taken into the first chamber; A second chamber is connected to the first chamber by a pressure piping, and muddy water flows back and forth between the first chamber and the first chamber via the pressure regulating piping to alleviate changes in muddy water pressure in the first chamber. a chamber, a bypass pipe that communicates the sludge pipe and the sludge removal pipe, a supply pipe that branches from the sludge pipe and is connected to the second chamber, and a supply pipe that extends from the second chamber and connects the sludge pipe to the second chamber; a first valve that opens and closes a pipe line closer to the first chamber than a branch connection point between a discharge pipe connected to the mud removal pipe and the bypass pipe in the mud feeding pipe; a second valve that opens and closes the pipeline on the side of the first chamber from the branch connection point with the bypass piping; a third valve that opens and closes the pipeline of the bypass piping; and a third valve that opens and closes the pipeline of the supply piping. a fourth valve installed in the second chamber, a fifth valve that opens and closes the pipeline of the discharge piping, a sixth valve that opens and closes the pipeline of the pressure regulation piping, and The upper limit water level at which muddy water in the second chamber needs to be discharged, the reference water level at the upper end and the lower end at which muddy water does not need to be supplied or discharged in the second chamber, and the water level at the lower end of the second chamber. a water level detection means for detecting a lower limit water level at which muddy water needs to be supplied into the chamber ; and a control means for controlling opening and closing of the first to sixth valves according to a detection result of the water level detection means; In the case of the upper limit water level, the control means opens the first valve, the second valve, the fifth valve, and the sixth valve, and also opens the third valve and the fourth valve. is closed and excavation is performed while draining mud until the inside of the second chamber reaches the reference water level at the upper end, and when the water level is within the range from the reference water level at the upper end to the reference water level at the lower end , the first valve, the second valve, and the sixth valve are opened, and the third valve, the fourth valve, and the fifth valve are closed to supply and drain sludge in the second chamber. If the lower limit water level is reached, the first valve, the second valve, the fourth valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the The present invention is characterized in that the fifth valve is closed and control is executed to perform excavation while supplying mud until the interior of the second chamber reaches the reference water level at the lower end .

請求項2に記載の本発明の泥水式シールド掘進機は、上記請求項1記載の発明において、前記水位検知手段は、前記上限水位よりも高位の水位である掘進停止水位、および前記下限水位よりも低位の水位である掘進停止水位をさらに検知し、前記制御手段は、前記上限水位よりも高位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上限水位になるまで排泥してから掘進を開始して前記上端の基準水位になるまで排泥を継続し、前記下限水位よりも下位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下限水位になるまで給泥してから掘進を開始して前記下端の基準水位になるまで給泥を継続する制御を実行する、ことを特徴とする。 In the muddy water type shield excavator of the present invention according to claim 2, in the invention according to claim 1, the water level detection means detects an excavation stop water level that is higher than the upper limit water level, and a water level that is higher than the lower limit water level. further detects an excavation stop water level which is a lower water level than the upper limit water level, and when the excavation stop water level is higher than the upper limit water level, the control means opens the third valve and the fifth valve. The first valve, the second valve, the fourth valve, and the sixth valve are closed to drain the mud until the inside of the second chamber reaches the upper limit water level, and then start digging. Sludge drainage is continued until the reference water level at the upper end is reached, and when the excavation stop water level is lower than the lower limit water level, the third valve and the fourth valve are opened, and the first valve is opened. , the second valve, the fifth valve, and the sixth valve are closed to supply mud until the inside of the second chamber reaches the lower limit water level, and then excavation is started, and the reference water level at the lower end is started. It is characterized by executing control to continue supplying mud until

請求項3に記載の本発明の泥水式シールド掘進機は、上記請求項1または2記載の発明において、前記制御手段は、前記水位検知手段の検知結果による制御に先立って、前記第3のバルブのみを開放し、次に、前記第3のバルブを開放したままで前記第6のバルブを開放し、次に、第1のバルブ、第2のバルブおよび第6のバルブのみを開放して掘進を開始する制御を実行する、ことを特徴とする。 The muddy water type shield excavator of the present invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the control means controls the third valve prior to the control based on the detection result of the water level detection means. Then, while keeping the third valve open, open the sixth valve, and then excavate by opening only the first valve, the second valve, and the sixth valve. The method is characterized in that it executes control to start the process.

請求項4に記載の本発明の泥水式シールド掘進機は、上記請求項1~3の何れか一項に記載の発明において、前記水位検知手段は、前記第2のチャンバの側壁において上下方向の複数箇所に設置され、泥水による通電の有無で水位を検知する複数の電極センサである、ことを特徴とする。 In the muddy water type shield excavator of the present invention according to claim 4, in the invention according to any one of claims 1 to 3, the water level detection means is arranged in a vertical direction on a side wall of the second chamber. It is characterized by a plurality of electrode sensors that are installed at a plurality of locations and detect the water level based on the presence or absence of energization due to muddy water.

上記課題を解決するため、請求項5に記載の本発明の泥水式シールド掘進機の掘進方法は、地山を掘削するカッタヘッドの背面に形成された第1のチャンバと、前記第1のチャンバ内に泥水を送り込む送泥管と、前記第1のチャンバ内に溜められた泥水を前記第1のチャンバに取り込まれた掘削土とともに外部に排出する排泥管と、圧縮空気および泥水が収容されるとともに調圧配管により前記第1のチャンバと連通され、前記調圧配管を介して前記第1のチャンバとの間を泥水が往来して当該第1のチャンバ内の泥水圧の変化を緩和する第2のチャンバと、前記送泥管と前記排泥管とを連通するバイパス配管と、前記送泥管から分岐して前記第2のチャンバに接続された供給配管と、前記第2のチャンバから延びて前記排泥管に接続された排出配管と、前記送泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第1のバルブ、および前記排泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第2のバルブと、前記バイパス配管の管路を開閉する第3のバルブと、前記供給配管の管路を開閉する第4のバルブ、および前記排出配管の管路を開閉する第5のバルブと、前記調圧配管の管路を開閉する第6のバルブと、前記第2のチャンバに設置され、当該第2のチャンバの水位を、前記第2のチャンバ内の泥水の排出が必要な上限水位、前記第2のチャンバ内の泥水の給排が不要な上端の基準水位および下端の基準水位、前記第2のチャンバ内への泥水の供給が必要な下限水位で検知する水位検知手段とを備え、前記水位検知手段の検知結果が前記上限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上端の基準水位になるまで排泥しながら掘進を実行し、前記水位検知手段の検知結果が前記上端の基準水位から前記下端の基準水位の範囲内の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバでの給排泥を行わずに掘進を実行し、前記水位検知手段の検知結果が前記下限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下端の基準水位になるまで給泥しながら掘進を実行する制御を実行する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an excavation method for a muddy shield excavator according to the present invention as set forth in claim 5 provides a first chamber formed on the back surface of a cutter head for excavating a ground; A mud pipe for feeding mud into the first chamber, a mud drainage pipe for discharging the mud accumulated in the first chamber to the outside along with the excavated soil taken into the first chamber, and compressed air and mud are accommodated. and is communicated with the first chamber by a pressure regulating pipe, and muddy water flows back and forth between the first chamber and the first chamber via the pressure regulating pipe to alleviate changes in muddy water pressure in the first chamber. a second chamber; a bypass pipe that communicates with the mud feeding pipe and the mud removal pipe; a supply pipe that branches from the mud feeding pipe and connects to the second chamber; a first valve that opens and closes a pipe on the side of the first chamber from a branch connection point between a discharge pipe extending and connected to the sludge drainage pipe and the bypass pipe in the sludge feeding pipe; a second valve that opens and closes a pipe on the side of the first chamber from a branch connection point with the bypass pipe in the pipe; a third valve that opens and closes the pipe of the bypass pipe; and a pipe of the supply pipe. a fourth valve that opens and closes the passage of the discharge piping, a fifth valve that opens and closes the passage of the pressure regulation piping, and a sixth valve that opens and closes the passage of the pressure regulation piping, installed in the second chamber, The water level of the second chamber is defined as an upper limit water level at which muddy water in the second chamber needs to be discharged, an upper reference water level and a lower end reference water level at which muddy water does not need to be supplied or discharged in the second chamber, and a water level detection means for detecting at the lower limit water level at which muddy water needs to be supplied into the second chamber , and when the detection result of the water level detection means is the upper limit water level, the first valve, the second , the fifth valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the fourth valve are closed to drain sludge until the inside of the second chamber reaches the reference water level at the upper end. If the detection result of the water level detection means is within the range from the reference water level at the upper end to the reference water level at the lower end , the first valve, the second valve, and the sixth valve are The valve is opened, and the third valve, the fourth valve, and the fifth valve are closed to perform excavation without supplying and draining mud in the second chamber, and the water level detection means When the detection result is the lower limit water level, the first valve, the second valve, the fourth valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the fifth valve are opened. It is characterized in that control is executed to perform excavation while closing the second chamber and supplying mud until the inside of the second chamber reaches the reference water level at the lower end.

請求項6に記載の本発明の泥水式シールド掘進機の掘進方法は、上記請求項5記載の発明において、前記水位検知手段は、前記上限水位よりも高位の水位である掘進停止水位、および前記下限水位よりも低位の水位である掘進停止水位をさらに検知し、前記水位検知手段の検知結果が前記上限水位よりも高位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上限水位になるまで排泥してから掘進を開始して前記上端の基準水位になるまで排泥を継続し、前記水位検知手段の検知結果が前記下限水位よりも下位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下限水位になるまで給泥してから掘進を開始して前記下端の基準水位になるまで給泥を継続する制御を実行する、ことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an excavation method for a mud shield excavator according to the present invention, in which the water level detection means detects an excavation stop water level that is a water level higher than the upper limit water level; further detecting an excavation stop water level that is a water level lower than the lower limit water level, and when the detection result of the water level detection means is the excavation stop water level that is higher than the upper limit water level, the third valve and the fifth the first valve, the second valve, the fourth valve, and the sixth valve are closed to drain mud until the inside of the second chamber reaches the upper limit water level. The excavation is started from , and mud removal is continued until the reference water level at the upper end is reached, and when the detection result of the water level detection means is the excavation stop water level lower than the lower limit water level, the third valve and The fourth valve is opened, and the first valve, the second valve, the fifth valve, and the sixth valve are closed to supply water until the inside of the second chamber reaches the lower limit water level. It is characterized in that control is executed to start excavation after filling with mud and to continue supplying mud until the reference water level at the lower end is reached .

請求項7に記載の本発明の泥水式シールド掘進機の掘進方法は、上記請求項5または6記載の発明において、前記水位検知手段の検知結果による掘進開始に先立って、前記第3のバルブのみを開放し、次に、前記第3のバルブを開放したままで前記第6のバルブを開放し、次に、第1のバルブ、第2のバルブおよび第6のバルブのみを開放して掘進を開始する、ことを特徴とする。 An excavation method for a muddy shield excavator according to the present invention as set forth in claim 7 is, in the invention as set forth in claim 5 or 6, in which, prior to starting excavation based on the detection result of the water level detection means, only the third valve is , then open the sixth valve while keeping the third valve open, and then excavate by opening only the first valve, the second valve, and the sixth valve. characterized by starting.

本発明によれば、水位検知手段の検知結果が上限水位の場合には、第1のバルブ、第2のバルブ、第5のバルブおよび第6のバルブのみを開放して第2のチャンバ内が上端の基準水位になるまで排泥して掘進を開始し、水位検知手段の検知結果が上端の基準水位から下端の基準水位の範囲内の場合には、第1のバルブ、第2のバルブおよび第6のバルブのみを開放して第2のチャンバでの給排泥を行わずに掘進を実行し、水位検知手段の検知結果が下限水位の場合には、第1のバルブ、第2のバルブ、第4のバルブおよび第6のバルブのみを開放して第2のチャンバ内が下端の基準水位になるまで給泥して掘進を開始するようにしている。 According to the present invention, when the detection result of the water level detection means is the upper limit water level, only the first valve, the second valve, the fifth valve, and the sixth valve are opened and the inside of the second chamber is Digging is started by draining mud until it reaches the reference water level at the upper end , and if the detection result of the water level detection means is within the range from the reference water level at the upper end to the reference water level at the lower end , the first valve, the second valve, and When only the sixth valve is opened to perform excavation without supplying or discharging mud in the second chamber, and when the detection result of the water level detection means is the lower limit water level, the first valve and the second valve are opened. , only the fourth valve and the sixth valve are opened to supply mud until the inside of the second chamber reaches the reference water level at the lower end , and then excavation is started.

これにより、泥水式のシールド掘進機に設けられた第2のチャンバ内の泥水量を調整しながら掘進を行うことが可能になる。 Thereby, it becomes possible to perform excavation while adjusting the amount of muddy water in the second chamber provided in the muddy water type shield excavator.

本発明の一実施の形態における泥水式のシールド掘進機の内部を側面から見た概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic side view of the inside of a muddy water type shield excavator according to an embodiment of the present invention. 図1のシールド掘進機における地山掘削時の泥水の流れを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of muddy water during earth excavation in the shield excavator of FIG. 1; 図1のシールド掘進機における地山掘削停止時の泥水の流れを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of muddy water when earth excavation is stopped in the shield excavator of FIG. 1; 図1のシールド掘進機に設けられた補助チャンバを側面から示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the auxiliary chamber provided in the shield tunneling machine of FIG. 1 from the side. 図1のシールド掘進機に設けられた補助チャンバにおける水位レベルとそれに対応した第1~第6のバルブの開閉状態および動作内容を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the water level in the auxiliary chamber provided in the shield tunneling machine of FIG. 1, the opening/closing states of first to sixth valves corresponding to the water level, and the operation contents. 図1のシールド掘進機における地山掘削時の補助チャンバ内の泥水の量に対応した制御を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing control corresponding to the amount of muddy water in the auxiliary chamber during earth excavation in the shield excavator of FIG. 1. FIG.

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment as an example of this invention will be described in detail based on drawing. In addition, in the drawings for explaining the embodiments, the same components are designated by the same reference numerals in principle, and repeated explanation thereof will be omitted.

図1は本発明の一実施の形態である泥水式シールド掘進機の構成を側面から示す概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a muddy water shield excavator according to an embodiment of the present invention from the side.

図1において、本実施の形態の泥水式シールド掘進機(以下、単に「シールド掘進機」という。)1は、カッタヘッド2を切羽(掘削面)Fに押し当てて回転させることにより地山を掘削する際に、カッタヘッド2の背面のスキンプレート3内に設けられたカッタチャンバ(第1のチャンバ)4に送泥管5を通じて泥水を供給し、カッタチャンバ4内の泥水圧力を切羽Fの土圧および地下水圧に見合う圧力にして切羽Fの安定を図るとともに、カッタチャンバ4内に溜められた泥水をカッタチャンバ4内に取り込まれた掘削土とともに排泥管6によってトンネルの外部に排出しながら地山にトンネルを形成する。なお、カッタチャンバ4に送り込まれる泥水は坑外に設置された泥水プラント7に貯留されており、送泥ポンプ8により圧送される。また、泥水には、泥分にベントナイトや高分子添加剤などが混入されており、これにより切羽Fに膜(泥膜)を形成して前方の地山の隙間に泥水が流れ込むことを防いでいる。 In FIG. 1, a muddy water type shield excavator (hereinafter simply referred to as "shield excavator") 1 according to the present embodiment excavates the ground by pressing a cutter head 2 against a face (excavation surface) F and rotating it. When excavating, mud water is supplied to the cutter chamber (first chamber) 4 provided in the skin plate 3 on the back of the cutter head 2 through the mud feed pipe 5, and the mud water pressure in the cutter chamber 4 is adjusted to the pressure of the face F. In addition to stabilizing the face F by applying pressure commensurate with earth pressure and groundwater pressure, the muddy water accumulated in the cutter chamber 4 is discharged to the outside of the tunnel along with the excavated soil taken into the cutter chamber 4 through the mud draining pipe 6. while forming a tunnel in the ground. Note that the muddy water sent into the cutter chamber 4 is stored in a muddy water plant 7 installed outside the mine, and is pumped by a mud pump 8 . In addition, bentonite and polymer additives are mixed into the muddy water, which forms a film (mud film) on the face F to prevent the muddy water from flowing into the gaps in the ground in front. There is.

泥水式のシールド掘進機1は泥水の浸透による切羽Fの安定効果があるため、水圧の高い地盤での施工に適している。一方、透水性の高い地盤、巨石地盤では、地盤からの泥水の流入量が大きくなる逸泥が発生するおそれがあることから、泥水中の泥分や高分子添加剤を多くするとともに泥水の供給量を増やし、泥膜を補強してカッタチャンバ内の圧力を安定させるようにする。 The muddy water type shield excavator 1 has a stabilizing effect on the face F due to penetration of muddy water, and is therefore suitable for construction on ground with high water pressure. On the other hand, in highly permeable ground or megalithic ground, there is a risk of mud slipping, which causes a large amount of muddy water to flow in from the ground. Increase the volume and reinforce the mud film to stabilize the pressure inside the cutter chamber.

シールド掘進機1を構成するカッタヘッド2は、地山の切羽Fを掘削する正面視円形状の掘削部材であり、スキンプレート3の前面にスキンプレート3の周方向に沿って正逆方向に回転自在の状態で設置されている。 The cutter head 2 constituting the shield excavator 1 is an excavation member having a circular shape in front view for excavating the face F of the earth, and is mounted on the front surface of the skin plate 3 to rotate in forward and reverse directions along the circumferential direction of the skin plate 3. It is installed freely.

本実施の形態において、カッタヘッド2には面板タイプが採用されており、前面(切羽Fに対向する面)には、玉石等の破砕や地山の掘削を行う複数のビットやスクレーパツース(何れも図示せず)が装着されている。また、カッタヘッド2には、当該カッタヘッド2の回転により掘削された土砂等をカッタチャンバ4内に取り込むための土砂取込口(図示せず)が形成されている。 In this embodiment, the cutter head 2 has a face plate type, and the front surface (the surface facing the face F) is equipped with a plurality of bits and scraper teeth (any of them) for crushing boulders etc. and excavating the ground. (not shown) is attached. Further, the cutter head 2 is formed with an earth and sand inlet (not shown) for taking in earth and sand excavated by the rotation of the cutter head 2 into the cutter chamber 4 .

カッタヘッド2の後方に位置するスキンプレート3は、例えば径方向の断面が円筒状になった鋼製板により形成されている。このスキンプレート3の前面(カッタヘッド2が設置された位置)から内方に後退した位置には、当該スキンプレート3内を切羽側と機内側とに区画する隔壁9が設置されている。そして、スキンプレート3の切羽側すなわちカッタヘッド2と隔壁9との間に、カッタチャンバ4が設けられている。 The skin plate 3 located at the rear of the cutter head 2 is formed of, for example, a steel plate having a cylindrical cross section in the radial direction. A partition wall 9 is installed at a position retreating inward from the front surface of the skin plate 3 (the position where the cutter head 2 is installed) to partition the inside of the skin plate 3 into a face side and a machine inside side. A cutter chamber 4 is provided on the face side of the skin plate 3, that is, between the cutter head 2 and the partition wall 9.

カッタチャンバ4は、カッタヘッド2の回転により掘削された土砂等を取り込み、送泥管5を通じて供給された泥水と混合する空間(チャンバ)であり、前述のように、カッタチャンバ4内の泥水圧力を切羽Fの土圧および地下水圧に見合う圧力にして切羽Fを押さえて安定化させる。 The cutter chamber 4 is a space (chamber) in which earth and sand excavated by the rotation of the cutter head 2 is taken in and mixed with mud water supplied through the mud feed pipe 5. As mentioned above, the mud water pressure inside the cutter chamber 4 is is made to a pressure commensurate with the earth pressure and groundwater pressure of the face F, and the face F is held down and stabilized.

一方、スキンプレート3の機内には、カッタヘッド2を正逆方向に回転させるカッタ駆動部、前後に分割されて屈曲可能となったスキンプレート3(前胴プレート・後胴プレート)を相互に連結するとともにシールド掘進機1の推進方向を修正する中折れジャッキ、スキンプレート3の後方に敷設されたセグメントに反力をとってシールド掘進機1を前進させるシールドジャッキ、スキンプレート3の後端付近において複数のピースを環状に組み立ててトンネルの内周にセグメントを構築するエレクタなどが設置されている。 On the other hand, inside the skin plate 3, there is a cutter drive unit that rotates the cutter head 2 in forward and reverse directions, and a skin plate 3 that is divided into front and rear parts and can be bent (front body plate and rear body plate), which are interconnected. At the same time, there is a bending jack that corrects the propulsion direction of the shield excavator 1, a shield jack that moves the shield excavator 1 forward by taking a reaction force from the segment laid behind the skin plate 3, and a shield jack that moves the shield excavator 1 forward by taking a reaction force from the segment laid behind the skin plate 3, near the rear end of the skin plate 3. Erectors are installed that assemble multiple pieces into a ring to construct segments around the tunnel's inner circumference.

さらに、スキンプレート3の機内から坑外に延びるようにして、前述の送泥管5と排泥管6とが設置されている。 Furthermore, the aforementioned mud feeding pipe 5 and mud draining pipe 6 are installed so as to extend from the inside of the skin plate 3 to the outside of the mine.

送泥管5は、カッタチャンバ4内に泥水を供給する配管であり、例えば、鋼材により形成されている。送泥管5の先端部(放泥口)は、隔壁9の正面内上部を貫通してカッタチャンバ4に達している。これにより、送泥管5を通じて圧送された泥水は、シールド掘進機1の正面内上部からカッタチャンバ4内に供給される。この送泥管5はトンネルの抗口に向かって延び、途中に配置された前述の送泥ポンプ8を介してトンネルの外部の泥水プラント7に接続されている。なお、泥水プラント7は、トンネルの外部の泥水処理装置(図示せず)に接続されている。 The mud feeding pipe 5 is a pipe that supplies muddy water into the cutter chamber 4, and is made of, for example, steel. The tip (sludge discharge port) of the mud feeding pipe 5 passes through the upper part of the front surface of the partition wall 9 and reaches the cutter chamber 4 . Thereby, the muddy water pumped through the mud feeding pipe 5 is supplied into the cutter chamber 4 from the upper part of the front of the shield tunneling machine 1 . This mud feeding pipe 5 extends toward the entrance of the tunnel, and is connected to the muddy water plant 7 outside the tunnel via the aforementioned mud feeding pump 8 disposed along the way. Note that the muddy water plant 7 is connected to a muddy water treatment device (not shown) outside the tunnel.

排泥管6は、カッタチャンバ4内の排泥水(掘削土と泥水との混合泥水)をトンネルの外部に排出する配管であり、例えば、鋼材により形成されている。排泥管6の先端部(吸泥口)は、隔壁9の正面内下部を貫通してカッタチャンバ4に達している。これにより、カッタチャンバ4内の排泥水は、シールド掘進機1の正面内下部から排出される。排泥管6はトンネルの抗口に向かって延び、途中に配置された排泥ポンプ10を介してトンネルの外部の泥水処理装置に接続されている。 The mud discharge pipe 6 is a pipe for discharging mud water (mixed mud water of excavated soil and mud water) in the cutter chamber 4 to the outside of the tunnel, and is made of, for example, steel. The tip portion (sludge suction port) of the mud removal pipe 6 passes through the lower part of the front surface of the partition wall 9 and reaches the cutter chamber 4 . As a result, the waste water in the cutter chamber 4 is discharged from the front lower part of the shield excavator 1. The mud removal pipe 6 extends toward the entrance of the tunnel, and is connected to a muddy water treatment device outside the tunnel via a mud removal pump 10 disposed along the way.

すなわち、カッタチャンバ4内の排泥水は、排泥管6を通じてトンネルの外部の泥水処理装置に送られ、そこで土砂と泥水とに分離され比重や粘性等が調整された後、泥水プラント7に送られて再び送泥管5を通じてカッタチャンバ4へ送られる。 That is, the waste water in the cutter chamber 4 is sent to the mud water treatment device outside the tunnel through the mud removal pipe 6, where it is separated into earth and sand and mud water, and the specific gravity, viscosity, etc. are adjusted, and then sent to the mud water plant 7. The slurry is then sent to the cutter chamber 4 through the feed pipe 5 again.

図1に示すように、本実施の形態のシールド掘進機1には、カッタチャンバ4の後方に補助チャンバ(第2のチャンバ)11が設置されている。補助チャンバ11は調圧配管13によりカッタチャンバ4と連通しており、カッタチャンバ4との間を泥水が往来するようになった小型の圧力容器である。 As shown in FIG. 1, an auxiliary chamber (second chamber) 11 is installed behind the cutter chamber 4 in the shield excavator 1 of this embodiment. The auxiliary chamber 11 communicates with the cutter chamber 4 through a pressure regulating pipe 13, and is a small pressure vessel in which muddy water flows back and forth between the auxiliary chamber 11 and the cutter chamber 4.

補助チャンバ11は調圧配管13でカッタチャンバ4と連結されているために、チャンバ内の下層は泥水層(貯留泥水)となっている。本実施の形態において、調圧配管13のカッタチャンバ4の接続位置は、カッタチャンバ4の中央よりも上部の位置となっている。これは、補助チャンバ11の役目は圧力の調整であるから、泥水の濃度は機能に影響しないため、チャンバ内の泥水の濃度が薄いことが望ましいからである。すなわち、カッタチャンバ4内の泥水は底部付近が濃く、上部になるにつれて薄くなっているため、調圧配管13をカッタチャンバ4の底部付近に接続すると、濃度が高い泥水、つまり土砂を多く含んだ泥水が補助チャンバ11に流入しやすくなるため、濃度の薄い泥水を取り込む必要から、調圧配管13のカッタチャンバ4の接続位置を前述のようにしたものである。但し、泥水濃度の条件などによっては、調圧配管13のカッタチャンバ4の接続位置は、カッタチャンバ4の中央よりも下部となっていてもよい。 Since the auxiliary chamber 11 is connected to the cutter chamber 4 through the pressure regulating pipe 13, the lower layer inside the chamber is a muddy water layer (reserved muddy water). In this embodiment, the pressure regulating pipe 13 is connected to the cutter chamber 4 at a position above the center of the cutter chamber 4 . This is because the role of the auxiliary chamber 11 is to adjust the pressure, so the concentration of muddy water does not affect its function, so it is desirable that the density of muddy water in the chamber is low. In other words, the muddy water in the cutter chamber 4 is thick near the bottom and becomes thinner toward the top. Therefore, when the pressure regulating pipe 13 is connected near the bottom of the cutter chamber 4, the muddy water has a high concentration, that is, contains a lot of earth and sand. Since muddy water easily flows into the auxiliary chamber 11, it is necessary to take in muddy water with a low concentration, so the connection position of the pressure regulating pipe 13 to the cutter chamber 4 is set as described above. However, depending on conditions such as muddy water concentration, the connection position of the pressure regulating pipe 13 to the cutter chamber 4 may be lower than the center of the cutter chamber 4.

なお、本実施の形態では、調圧配管13は補助チャンバ11の底部を含む位置に接続されている。これは、調圧配管13が確実に補助チャンバ11内の泥水層に面するようにするためである。但し、必ずしもこのような接続形態になってなくてもよい。 In this embodiment, the pressure regulating pipe 13 is connected to a position including the bottom of the auxiliary chamber 11. This is to ensure that the pressure regulating pipe 13 faces the muddy water layer within the auxiliary chamber 11. However, this type of connection is not necessarily required.

また、図示するように、コンプレッサ16から圧縮空気の供給を受けるレシーバタンク14が設置され、このレシーバタンク14は空圧配管15を介して補助チャンバ11と常時接続されている。よって、補助チャンバ11内の上部は圧縮空気層となっている。さらに、補助チャンバ11の上面には、チャンバ内の空圧を設定値に保持するリリーフ弁(圧力制御弁)17が取り付けられている。本実施の形態では、コンプレッサ16で生成される圧縮空気は0.75MPa(MAX)であり、コンプレッサ16とレシーバタンク14との間に設置された図示しない調圧バルブにより0.31~0.35MPa程度に減圧されてレシーバタンク14内に送り込まれる。減圧された圧縮空気はレシーバタンク14から補助チャンバ11内に送り込まれ、補助チャンバ11の内部が0.3MPaになるようにリリーフ弁17で制御されるようになっている。なお、リリーフ弁17の開度は、制御のし易さの見地から10%程度にするのが望ましい。 Further, as shown in the figure, a receiver tank 14 is installed which receives compressed air from a compressor 16, and this receiver tank 14 is constantly connected to the auxiliary chamber 11 via a pneumatic pipe 15. Therefore, the upper part of the auxiliary chamber 11 is a compressed air layer. Furthermore, a relief valve (pressure control valve) 17 is attached to the upper surface of the auxiliary chamber 11 to maintain the air pressure in the chamber at a set value. In this embodiment, the compressed air generated by the compressor 16 is 0.75 MPa (MAX), and the pressure is adjusted to 0.31 to 0.35 MPa by a pressure regulating valve (not shown) installed between the compressor 16 and the receiver tank 14. It is depressurized to a certain degree and sent into the receiver tank 14. The reduced pressure compressed air is sent into the auxiliary chamber 11 from the receiver tank 14, and is controlled by the relief valve 17 so that the pressure inside the auxiliary chamber 11 is 0.3 MPa. Note that the opening degree of the relief valve 17 is desirably about 10% from the viewpoint of ease of control.

また、レシーバタンク14内の圧力が0.31MPaより低くなるとコンプレッサ16が稼働し、0.35MPaより高くなると停止する。そして、レシーバタンク16からは常に補助チャンバ11に圧縮空気が供給されている。その上で、補助チャンバ11のリリーフ弁17から常に空気を排出し続けることで、安定した気圧を保つことができる。 Further, when the pressure inside the receiver tank 14 becomes lower than 0.31 MPa, the compressor 16 starts operating, and when it becomes higher than 0.35 MPa, it stops. Compressed air is always supplied to the auxiliary chamber 11 from the receiver tank 16. In addition, by constantly discharging air from the relief valve 17 of the auxiliary chamber 11, a stable atmospheric pressure can be maintained.

なお、本実施の形態では、補助チャンバ11の容量5.0mに対し、レシーバタンク14の容量2.26mとなっている。なお、コンプレッサ16は最大出力で使用するものとし、出力の大きいものが望ましい。 In this embodiment, the capacity of the auxiliary chamber 11 is 5.0 m 3 while the capacity of the receiver tank 14 is 2.26 m 3 . Note that the compressor 16 is used at its maximum output, and a compressor with a large output is desirable.

そして、このようにして補助チャンバ11の内部圧力が一定に保たれているため、カッタチャンバ4の圧力の変化に応じて調圧配管13から泥水が流入して泥水層の水面高さが変化しても、上層の圧縮空気が空気圧ダンパとして切羽圧の変化を吸収することで、カッタヘッド2の切羽Fに対する圧力を一定に保つことができることになる。 Since the internal pressure of the auxiliary chamber 11 is kept constant in this way, muddy water flows in from the pressure regulating pipe 13 according to changes in the pressure of the cutter chamber 4, and the water surface height of the muddy water layer changes. However, the pressure on the face F of the cutter head 2 can be kept constant because the compressed air in the upper layer acts as a pneumatic damper and absorbs changes in the face pressure.

なお、レシーバタンク14はコンプレッサ16と常時接続されているが、レシーバタンク14内の圧縮空気の圧力が一定値を超えるとコンプレッサ16が停止し、レシーバタンク14内の圧力が所定以上に上昇することが防止されている。 Note that the receiver tank 14 is always connected to the compressor 16, but if the pressure of compressed air in the receiver tank 14 exceeds a certain value, the compressor 16 will stop and the pressure in the receiver tank 14 will rise above a predetermined value. is prevented.

ここで、本実施の形態において、空圧配管15は1本だけになっている。しかしながら、空圧配管15を複数本設けておき、通常は1本の空圧配管15だけでレシーバタンク14から補助チャンバ11内に圧縮空気を供給するようにしておき、補助チャンバ11内の圧力が急激に低下した場合には他の空圧配管15も使用して同時に多量の圧縮空気を補助チャンバ11内に供給するようにして、当該補助チャンバ11内の圧力を速やか所定のレベルに戻すようにしてもよい。また、空圧配管15を複数本設けておけば、一方の空圧配管15に不具合があった場合でもすぐに対応が可能になる。 Here, in this embodiment, there is only one pneumatic pipe 15. However, a plurality of pneumatic pipes 15 are provided, and normally only one pneumatic pipe 15 is required to supply compressed air from the receiver tank 14 to the auxiliary chamber 11, so that the pressure inside the auxiliary chamber 11 is reduced. If the pressure drops suddenly, other pneumatic pipes 15 are used to supply a large amount of compressed air into the auxiliary chamber 11 at the same time, so that the pressure in the auxiliary chamber 11 is quickly returned to a predetermined level. It's okay. Moreover, if a plurality of pneumatic pipes 15 are provided, even if one of the pneumatic pipes 15 has a problem, it becomes possible to take immediate action.

なお、レシーバタンク14とコンプレッサ16とで構成される圧縮空気供給手段は、シールド掘進機1の前進に追随して前進する後続台車に搭載されている。 In addition, the compressed air supply means comprised of the receiver tank 14 and the compressor 16 is mounted on the following truck which moves forward following the forward movement of the shield excavator 1.

さらに、補助チャンバ11には送泥管5から分岐した供給配管12が接続されており、送泥管5を流れる泥水は、補助チャンバ11にも流入可能になっている。また、補助チャンバ11の底面から延びるようにして、排出配管18が排泥管6に接続されている。さらに、送泥管5と排泥管6とは、バイパス配管19により直接(つまり、カッタチャンバ4を介することなく)接続されている。 Furthermore, a supply pipe 12 branched from the mud feeding pipe 5 is connected to the auxiliary chamber 11, so that the muddy water flowing through the mud feeding pipe 5 can also flow into the auxiliary chamber 11. Further, a discharge pipe 18 is connected to the mud removal pipe 6 so as to extend from the bottom surface of the auxiliary chamber 11 . Further, the mud feeding pipe 5 and the mud draining pipe 6 are directly connected by a bypass pipe 19 (that is, without going through the cutter chamber 4).

ここで、補助チャンバ11から延びる排出配管18を排泥管6に接続したのは、排泥管6内の流水の圧力で補助チャンバ11内に溜まった砂分を排出配管18を介して吸引することができるからである。なお、補助チャンバ11内の土砂を効率的に排出するためには、排出配管18は補助チャンバ11の底面から延びるように接続されているのがよい。 Here, the discharge pipe 18 extending from the auxiliary chamber 11 is connected to the mud removal pipe 6 because the sand accumulated in the auxiliary chamber 11 is sucked through the discharge pipe 18 by the pressure of the flowing water in the mud removal pipe 6. This is because it is possible. In order to efficiently discharge the earth and sand in the auxiliary chamber 11, the discharge pipe 18 is preferably connected to extend from the bottom surface of the auxiliary chamber 11.

また、図示するように、排出配管18の排泥管6との合流接続点Pmは、前述した排泥ポンプ10よりも泥水の流動方向上流側となっている。これは、合流接続点Pmを排泥ポンプ10よりも泥水の流動方向下流側にすると、排泥管6内の圧力が大きい場合に、補助チャンバ11内に対する吸引力が強すぎて補助チャンバ11内の水位が下がりすぎることが考えられるからである。但し、補助チャンバ11内の土砂の沈下量が多い場合は、合流接続点Pmを排泥ポンプ10よりも泥水の流動方向下流側にしてもよく、さらに、合流接続点Pmの上流側および下流側に排泥ポンプ10を接続して、状況に応じて選択的に稼働させるようにしてもよい。 Further, as shown in the figure, the merging connection point Pm of the discharge pipe 18 with the mud removal pipe 6 is located upstream of the mud removal pump 10 described above in the flow direction of mud. This is because if the confluence connection point Pm is placed downstream of the mud drain pump 10 in the flow direction of muddy water, when the pressure inside the mud drain pipe 6 is large, the suction force into the auxiliary chamber 11 is too strong. This is because the water level may drop too much. However, if the amount of sediment in the auxiliary chamber 11 is large, the confluence connection point Pm may be placed downstream of the mud removal pump 10 in the flow direction of the muddy water, and furthermore, the confluence connection point Pm may be placed on the upstream and downstream sides of the confluence connection point Pm. The sludge pump 10 may be connected to the sludge pump 10 and operated selectively depending on the situation.

図示するように、送泥管5におけるバイパス配管19との分岐接続点Pb1よりもカッタチャンバ4側には第1のバルブV1が、排泥管6におけるバイパス配管19との分岐接続点Pb2よりもカッタチャンバ4側には第2のバルブV2が取り付けられている。また、バイパス配管19には第3のバルブV3が、供給配管12には第4のバルブV4が、排出配管18には第5のバルブV5が、調圧配管13には第6のバルブV6が取り付けられている。さらに、補助チャンバ11と排泥タンク20とを連結するドレイン管21には第7のバルブV7が取り付けられている。 As shown in the figure, the first valve V1 is located closer to the cutter chamber 4 than the branch connection point Pb1 with the bypass pipe 19 in the mud feeding pipe 5, and the first valve V1 is located closer to the cutter chamber 4 than the branch connection point Pb2 with the bypass pipe 19 in the mud removal pipe 6. A second valve V2 is attached to the cutter chamber 4 side. Further, the bypass pipe 19 has a third valve V3, the supply pipe 12 has a fourth valve V4, the discharge pipe 18 has a fifth valve V5, and the pressure regulation pipe 13 has a sixth valve V6. installed. Furthermore, a seventh valve V7 is attached to the drain pipe 21 that connects the auxiliary chamber 11 and the mud removal tank 20.

これら第1のバルブV1~第7のバルブV7は何れもそれぞれの管路を開閉するためのものであり、本実施の形態においては、シールド掘進機1の作業状態(地山掘削作業中・地山掘削作業停止中)を示すデータ、カッタチャンバ4内の泥水の圧力計および濃度計による計測値、補助チャンバ11内のレベルチェッカ22および電極センサSおよび圧力計による計測値などが収集され、これらに基づいて図示しない制御部(制御手段)に制御されるモータなどのアクチュエータによって自動的に開閉操作されるようになっている。 These first valves V1 to seventh valves V7 are for opening and closing their respective pipelines, and in this embodiment, they are used to control the working status of the shield excavator 1 (earth excavation work, data indicating that the mountain excavation work is stopped), the measured values by the pressure gauge and concentration meter of the muddy water in the cutter chamber 4, the measured values by the level checker 22, electrode sensor S and pressure gauge in the auxiliary chamber 11, etc. Based on this, the opening and closing operations are automatically performed by an actuator such as a motor controlled by a control section (control means) not shown.

但し、制御部を設けることなく、オペレータがアクチュエータを介して第1のバルブV1~第7のバルブV7を開閉操作するようにしてもよい。また、これら第1のバルブV1~第7のバルブV7には開度調整バルブを用いて、より緻密な操作ができるようにしてもよい。 However, the operator may open and close the first valve V1 to the seventh valve V7 via actuators without providing a control unit. Further, opening adjustment valves may be used for the first valve V1 to the seventh valve V7 to enable more precise operation.

なお、排出配管18に取り付けられた第5のバルブV5の排泥管6側には、逆止弁(第8のバルブ)V8が設置されている。これは、排泥管6内の水圧の方が排出配管18内の水圧よりも高くなっている場合に、泥水が排泥管6から排出配管18を通って補助チャンバ11内に逆流する事態を阻止するためである。 Note that a check valve (eighth valve) V8 is installed on the mud removal pipe 6 side of the fifth valve V5 attached to the discharge pipe 18. This prevents muddy water from flowing back from the mud drain pipe 6 through the discharge pipe 18 into the auxiliary chamber 11 when the water pressure in the mud drain pipe 6 is higher than the water pressure in the discharge pipe 18. This is to prevent it.

なお、前述のように、本実施の形態において、補助チャンバ11の底面にはドレイン管21を介して排泥タンク20が接続されている。そして、補助チャンバ11内の泥水が土砂を多く含んだ場合には、ドレイン管21に設けられた第7のバルブV7を開いて補助チャンバ11内の土砂を排泥タンク20に排出するようになっている。したがって、補助チャンバ11内の泥水をドレイン管21から排出しても、泥水でトンネル内が汚染されることがない。なお、排泥タンク20内の泥水は、図示しないバキューム掃除機で負圧吸引して機外に排出される。 Note that, as described above, in this embodiment, the mud removal tank 20 is connected to the bottom surface of the auxiliary chamber 11 via the drain pipe 21. When the muddy water in the auxiliary chamber 11 contains a large amount of earth and sand, the seventh valve V7 provided in the drain pipe 21 is opened to discharge the earth and sand in the auxiliary chamber 11 into the mud removal tank 20. ing. Therefore, even if the muddy water in the auxiliary chamber 11 is discharged from the drain pipe 21, the inside of the tunnel will not be contaminated with muddy water. Note that the muddy water in the mud removal tank 20 is sucked under negative pressure by a vacuum cleaner (not shown) and is discharged to the outside of the machine.

このように、本実施の形態のシールド掘進機1では、補助チャンバ11からの泥水の排出経路として、排出配管18から排泥管6に排出する第1の経路、およびドレイン管21から排泥タンク20に排出する第2の経路の2経路が設けられている。これは、補助チャンバ11内の泥水を排出する必要が生じたにもかかわらず、排泥管6内の水圧が高いために第1の経路での排出ができなくなったときを想定したものである。但し、第1の経路による泥水の排出が可能な状態であっても、第2の経路で、あるいは第1の経路と第2の経路とを併用して排出してもよい。さらに、第1の経路および第2の経路の何れか一方の経路だけが設けられていてもよい。 In this way, in the shield excavator 1 of the present embodiment, the mud water is discharged from the auxiliary chamber 11 through the first route from the discharge pipe 18 to the mud removal pipe 6, and from the drain pipe 21 into the mud removal tank. Two routes are provided, a second route for discharging to 20. This assumes that although it is necessary to discharge the muddy water in the auxiliary chamber 11, it is no longer possible to discharge it through the first route due to the high water pressure in the mud draining pipe 6. . However, even if muddy water can be discharged through the first route, it may be discharged through the second route or by using the first route and the second route in combination. Furthermore, only one of the first route and the second route may be provided.

図4に示すように、補助チャンバ11内には、電極センサ(水位検知手段)Sが補助チャンバ11の側壁において上下方向の7箇所(電極センサS1~S7)に設置されている。なお、ここでは、最上部の電極センサを符号S1とし、そこから下方に向かって符号S2,S3,S4,S5,S6,S7の電極センサとする。 As shown in FIG. 4, within the auxiliary chamber 11, electrode sensors (water level detection means) S are installed at seven locations (electrode sensors S1 to S7) in the vertical direction on the side wall of the auxiliary chamber 11. In addition, here, the electrode sensor at the top is designated as S1, and the electrode sensors are designated as S2, S3, S4, S5, S6, and S7 downward from there.

さて、この電極センサSは、絶縁体を介して離間されて先端が補助チャンバ11の内部に面している2本の電極を備えており、これらの電極間の通電の有無を検知することで、当該センサSにまで泥水が存在しているか否か(通電すれば泥水が存在している)が検知される。そして、前述のように、電極センサSは補助チャンバ11の側壁において上下方向の7箇所に設置されているので、どの電極センサSまでが通電しているかによって補助チャンバ11内の水位(H)を検知することができる。 Now, this electrode sensor S is equipped with two electrodes that are separated through an insulator and whose tips face the inside of the auxiliary chamber 11, and by detecting the presence or absence of current between these electrodes, , it is detected whether muddy water is present even at the sensor S (if the current is applied, muddy water is present). As mentioned above, since the electrode sensors S are installed at seven locations in the vertical direction on the side wall of the auxiliary chamber 11, the water level (H) in the auxiliary chamber 11 can be determined depending on which electrode sensors S are energized. Can be detected.

図4に示すように、水位(H)を測定するためのそれぞれの電極センサS1~S7の位置が補助チャンバ11内のレベルL1~レベルL7に対応している。たとえば、電極センサS3~S7が通電していれば、補助チャンバ11内の水位は電極センサS3の位置に対応したレベルL3となる。なお、複数の電極センサ(電極センサS1~S7)の間隔は均等ではなくてもよい。 As shown in FIG. 4, the positions of the respective electrode sensors S1 to S7 for measuring the water level (H) correspond to levels L1 to L7 in the auxiliary chamber 11. For example, if the electrode sensors S3 to S7 are energized, the water level in the auxiliary chamber 11 will be at the level L3 corresponding to the position of the electrode sensor S3. Note that the intervals between the plurality of electrode sensors (electrode sensors S1 to S7) may not be equal.

ここで、図5に示すように、補助チャンバ11内の水位に対応したレベルL1~レベルL7は、次のような内容になっている。 Here, as shown in FIG. 5, the levels L1 to L7 corresponding to the water level in the auxiliary chamber 11 have the following contents.

すなわち、レベルL1は、掘進停止水位(異常高位)のレベルであり、泥水がバイパス配管19を通って(つまり、カッタチャンバ4を通らずに)環流するバイパス環流モードにするとともに第6のバルブV6を閉鎖して、レベルL2まで泥水を排出する動作内容である。なお、レベルL1はバイパス環流モードであるために、レベルL1を脱出するまで掘進は停止(緊急停止)される。レベルL2は、上限水位のレベルであり、ここまで水位が低下したら泥水がカッタチャンバ4を通って(つまり、バイパス配管19を通らずに)環流するカッタチャンバ環流モードにしてレベルL3まで泥水の排出を継続しながら掘進を実行する動作内容である。レベルL3は、基準水位(上端)のレベルであり、カッタチャンバ環流モードにしておいて、補助チャンバ11への給排泥(供給配管12からの給泥、排出配管18からの排泥)は行わずに掘進を実行する動作内容である。レベルL4は基準水位のレベル、レベルL5は基準水位(下端)のレベルであり、動作内容はレベルL3と同じである。レベルL6は、下限水位のレベルであり、カッタチャンバ環流モードにしてレベルL5まで泥水を供給して掘進を実行する動作内容である。そして、レベルL7は、掘進停止水位(異常高位)のレベルであり、バイパス環流モードにするとともに第6のバルブV6を閉鎖して、レベルL6まで泥水を供給する動作内容である。なお、レベルL7もバイパス環流モードであるために、レベルL7を脱出するまで掘進は停止(緊急停止)される。なお、レベルL6は、下限水位のレベルであり、ここまで水位が上昇したらカッタチャンバ環流モードにしてレベルL5まで泥水の供給を継続しながら掘進を実行する動作内容である。 That is, the level L1 is the level of the excavation stop water level (abnormally high level), and the bypass circulation mode is set in which muddy water circulates through the bypass pipe 19 (in other words, without passing through the cutter chamber 4), and the sixth valve V6 The operation is to close the tank and discharge muddy water to level L2. Note that since the level L1 is in the bypass circulation mode, the excavation is stopped (emergency stop) until the level L1 is exited. Level L2 is the upper limit water level, and when the water level drops to this level, the cutter chamber circulation mode is set in which the muddy water circulates through the cutter chamber 4 (in other words, without passing through the bypass pipe 19), and the muddy water is discharged to level L3. This is the action of excavating while continuing. Level L3 is the level of the reference water level (upper end), and the cutter chamber circulation mode is set, and the supply and removal of mud to the auxiliary chamber 11 (sludge supply from the supply pipe 12, mud removal from the discharge pipe 18) is not performed. This is the operation content of excavating without digging. Level L4 is the reference water level, level L5 is the reference water level (lower end), and the operation content is the same as level L3. Level L6 is the lower limit water level, and the operation content is to set the cutter chamber circulation mode and supply muddy water up to level L5 to execute excavation. The level L7 is an excavation stop water level (abnormally high level), and is an operation to set the bypass circulation mode and close the sixth valve V6 to supply muddy water up to the level L6. Note that since level L7 is also in the bypass recirculation mode, excavation is stopped (emergency stop) until exiting level L7. Note that level L6 is the lower limit water level, and when the water level rises to this level, the cutter chamber circulation mode is set and excavation is executed while continuing to supply muddy water up to level L5.

なお、カッタチャンバ環流モードでは、送泥管5を通じて泥水プラント7に貯留されている泥水を送泥ポンプ8によりカッタチャンバ4内に供給し、カッタチャンバ4内の泥水圧力を切羽Fの土圧および地下水圧に見合う圧力にして切羽Fの安定を図るとともに、カッタチャンバ4内に溜められた泥水をカッタチャンバ4内に取り込まれた掘削土とともに排泥管6によってトンネルの外部の泥水プラント7を介して環流させながら地山にトンネルを形成する。また、カッタチャンバ4内の泥水圧力の変動に応じて、調圧配管13を介してカッタチャンバ4と補助チャンバ11との間で泥水が往来して、カッタチャンバ4内の圧力変動が緩和される。 In the cutter chamber circulation mode, the mud pump 8 supplies the mud water stored in the mud water plant 7 through the mud pipe 5 into the cutter chamber 4, and the mud pressure in the cutter chamber 4 is adjusted to the earth pressure at the face F and the mud water pressure in the cutter chamber 4. In addition to stabilizing the face F at a pressure commensurate with the groundwater pressure, the muddy water accumulated in the cutter chamber 4 is transported along with the excavated soil taken into the cutter chamber 4 through the muddy water plant 7 outside the tunnel by the mud draining pipe 6. A tunnel is formed in the ground while circulating the water. In addition, depending on the change in muddy water pressure inside the cutter chamber 4, the muddy water moves back and forth between the cutter chamber 4 and the auxiliary chamber 11 via the pressure regulating pipe 13, and the pressure fluctuation inside the cutter chamber 4 is alleviated. .

ここで、図5において、第1のバルブV1~第6のバルブV6の開閉は図示するようになっているが、詳細については後述するフローチャートと併せて説明する。 Here, in FIG. 5, the opening and closing of the first valve V1 to the sixth valve V6 are illustrated, but the details will be explained in conjunction with the flowchart described later.

なお、本実施の形態では、電極センサS1~S7により水位をレベルLl~レベルL7の7段階で検知することとしているが、これ以上あるいはこれ以下としてもよい。すなわち、少なくとも電極センサSを3台設けて、上限水位、基準水位および下限水位の3種類の水位を検知できるようにしてもよい。本実施の形態に示すように、基準水位には、レベルL3:基準水位(上端)、レベルL4:基準水位およびレベルL5:基準水位(下端)を設けて基準水位となる水位幅を広くしているように、単一の基準水位とする場合には、同様に水位幅を広くするのが望ましい。また、掘進停止水位(異常高位)および掘進停止水位(異常高位)は検知しなくてもよい。これは、上限水位および下限水位を例えば基準水位の上下端レベルにしておけば、掘進停止水位(異常高位)や掘進停止水位(異常高位)に至るリスクがほとんど無視できるからである。 In this embodiment, the water level is detected in seven levels from level Ll to level L7 by the electrode sensors S1 to S7, but it may be higher or lower than these levels. That is, at least three electrode sensors S may be provided so that three types of water levels, an upper limit water level, a reference water level, and a lower limit water level, can be detected. As shown in this embodiment, the reference water level includes level L3: reference water level (upper end), level L4: reference water level, and level L5: reference water level (lower end) to widen the water level width that becomes the reference water level. If a single standard water level is used, it is desirable to widen the width of the water level as shown in the figure. Further, the excavation stop water level (abnormally high level) and the excavation stop water level (abnormally high level) may not be detected. This is because if the upper limit water level and the lower limit water level are set to, for example, the upper and lower end levels of the reference water level, the risk of reaching the excavation stop water level (abnormally high level) or the excavation stop water level (abnormally high level) can be almost ignored.

また、例えば、逸泥が極端に大きい地層を掘削する場合には、9段階として補助チャンバ11内の水位がレベルL8まで下がったら緊急停止のための作業を開始するようにしてもよい。特に、補助チャンバ11の形状が上下に細長く、容量が小さい場合に、水位を多段階で検知することが有効である。 Further, for example, when excavating a stratum with extremely large sludge loss, the emergency stop work may be started when the water level in the auxiliary chamber 11 falls to level L8 in the ninth stage. In particular, when the auxiliary chamber 11 has a vertically elongated shape and a small capacity, it is effective to detect the water level in multiple stages.

補助チャンバ11内には、レベルチェッカ(流向検知手段)22が設置されている。本実施の形態において、送信されてから水面で反射して受信されるまでのガイドプロープ上を伝達するパルス信号の時間から水面高さを測定するガイドパルス式のレベルチェッカ22が用いられている。このレベルチェッカ22は、補助チャンバ11内の水位の増減を計測することにより、補助チャンバ11とカッタチャンバ4との間を往来する泥水の流向(泥水がどちらの方向に流れているか)を検知するためのものである。 A level checker (flow direction detection means) 22 is installed in the auxiliary chamber 11 . In the present embodiment, a guide pulse type level checker 22 is used that measures the water surface height from the time of the pulse signal transmitted on the guide probe from the time it is transmitted until it is reflected on the water surface and received. This level checker 22 detects the flow direction of muddy water flowing back and forth between the auxiliary chamber 11 and the cutter chamber 4 (in which direction the muddy water is flowing) by measuring increases and decreases in the water level in the auxiliary chamber 11. It is for.

以上のような構成を有するシールド掘進機1において、補助チャンバ11の水位に応じた第1のバルブV1~第7のバルブV7の開閉による泥水の流れについて、図2~図6を用いて説明する。なお、管路を開閉して泥水の流れを制御する第1のバルブV1~第7のバルブV7は、前述のように制御部によって制御されている。また、第7のバルブV7は補助チャンバ11からの泥水の排出のために開閉されるものであって第5のバルブV5と同様の機能を有するものであるが、説明の煩雑化を回避するために、第7のバルブV7についての動作説明は簡略化する。 In the shield excavator 1 having the above configuration, the flow of muddy water due to opening and closing of the first valve V1 to the seventh valve V7 according to the water level of the auxiliary chamber 11 will be explained using FIGS. 2 to 6. . Note that the first valve V1 to the seventh valve V7, which open and close the pipes to control the flow of muddy water, are controlled by the control section as described above. Further, the seventh valve V7 is opened and closed to discharge muddy water from the auxiliary chamber 11, and has the same function as the fifth valve V5, but in order to avoid complicating the explanation, The explanation of the operation of the seventh valve V7 will be simplified.

すなわち、補助チャンバ11からの排泥停止では、第5のバルブV5および第7のバルブV7が何れも閉鎖されるのに対して、補助チャンバ11からの排泥では、第5のバルブV5および第7のバルブV7の何れか一方、あるいは両方を開放して行われる。よって、補助チャンバ11から排泥しないときには、第5のバルブV5も第7のバルブV7も閉鎖位置になっているが、補助チャンバ11から排泥するときには、第5のバルブV5が開放位置で第7のバルブV7が閉鎖位置、第5のバルブV5が閉鎖位置で第7のバルブV7が開放位置、第5のバルブV5も第7のバルブV7も開放位置の3パターンがある。 That is, when mud removal from the auxiliary chamber 11 is stopped, the fifth valve V5 and the seventh valve V7 are both closed, whereas when mud removal from the auxiliary chamber 11 is stopped, the fifth valve V5 and the seventh valve V7 are closed. This is done by opening one or both of the valves V7. Therefore, when the auxiliary chamber 11 is not drained, both the fifth valve V5 and the seventh valve V7 are in the closed position, but when the auxiliary chamber 11 is to be drained, the fifth valve V5 is in the open position and the seventh valve V7 is in the closed position. There are three patterns: the seventh valve V7 is in the closed position, the fifth valve V5 is in the closed position and the seventh valve V7 is in the open position, and both the fifth valve V5 and the seventh valve V7 are in the open position.

しがたって、排出配管18の第5のバルブV5、およびドレイン管21の第7のバルブV7の何れか一方あるいは両方を備えている場合、後述する図5および図6ならびにこれらの説明において、第5のバルブV5が閉鎖位置(CL(Close))であるとは第7のバルブV7も閉鎖位置であることを意味し、第5のバルブV5が開放位置(OP(Open))であるとは第5のバルブV5および第7のバルブV7の何れか一方あるいは両方ともが開放位置であることを意味する。 Therefore, when either or both of the fifth valve V5 of the discharge pipe 18 and the seventh valve V7 of the drain pipe 21 are provided, the fifth valve V5 of the discharge pipe 18 and the seventh valve V7 of the drain pipe 21 are provided. The fact that the fifth valve V5 is in the closed position (CL (Close)) means that the seventh valve V7 is also in the closed position, and the fact that the fifth valve V5 is in the open position (OP (Open)) means that the seventh valve V7 is also in the closed position. This means that one or both of the fifth valve V5 and the seventh valve V7 are in the open position.

ここで、図2および図3において、泥水の流れる管路は太い実線で、泥水が流れたり流れなかったりする管路は太い破線で、それぞれ示している。また、図2は、泥水がカッタチャンバ4を通って(つまり、バイパス配管19を通らずに)環流するカッタチャンバ環流モードであり、図3は、泥水がバイパス配管19を通って(つまり、カッタチャンバ4を通らずに)環流するバイパス環流モードを示している。 Here, in FIGS. 2 and 3, pipes through which muddy water flows are shown by thick solid lines, and pipes through which muddy water flows or not are shown by thick broken lines, respectively. Further, FIG. 2 shows a cutter chamber circulation mode in which muddy water circulates through the cutter chamber 4 (that is, without passing through the bypass pipe 19), and FIG. A bypass reflux mode is shown in which the flow is refluxed (without passing through chamber 4).

また、図6のフローチャートにおいて、図中にも記載したように、V1~V6は第1のバルブ~第6のバルブを、OP(Open)はバルブVが開放位置であることを、CL(Close)はバルブVが閉鎖位置であることを、バイパス環流モードとは、第1のバルブV1がCL、第2のバルブV2がCL、第3のバルブV3がOPとなるモード(つまり、泥水がバイパス配管19を通って環流するモード)を、カッタチャンバ環流モードとは、第1のバルブV1がOP、第2のバルブV2がOP、第3のバルブV3がCLとなるモード(つまり、泥水がカッタチャンバ4を通って環流するモード)を、Hは電極センサS1~S7による補助チャンバ11内の水位を、L1~L7は補助チャンバ11内の水位Hについてのレベルを、それぞれ意味している。 In addition, in the flowchart of FIG. 6, as described in the figure, V1 to V6 indicate the first to sixth valves, OP (Open) indicates that the valve V is in the open position, and CL (Close) indicates that the valve V is in the open position. ) indicates that valve V is in the closed position, and bypass recirculation mode is a mode in which the first valve V1 is CL, the second valve V2 is CL, and the third valve V3 is OP (that is, muddy water is bypassed). The cutter chamber circulation mode is a mode in which the first valve V1 is OP, the second valve V2 is OP, and the third valve V3 is CL (that is, the muddy water is circulated through the cutter chamber). H refers to the water level in the auxiliary chamber 11 measured by the electrode sensors S1 to S7, and L1 to L7 refer to the water level H in the auxiliary chamber 11, respectively.

さて、図6において、先ず、泥水式シールド掘進機1をバイパス環流モード(図3)にして第3のバルブV3のみを開放し(ステップSt01)、次に、第3のバルブV3を開放したままで第6のバルブV6を開放し(ステップSt02)、続いて、カッタチャンバ環流モード(図2)に移行して第1のバルブV1および第2のバルブV2のみを開放し(ステップSt03)、掘進を開始する(ステップSt04)。このとき、ステップSt02において調圧配管13に設けられた第6のバルブV6が開放されているので、ステップSt03のカッタチャンバ環流モードで第1のバルブV1が開放されて送泥管5からカッタチャンバ4内に一気に泥水が流入したとき、泥水が調圧配管13を介して補助チャンバ11に流入し、圧縮空気が供給されている補助チャンバ11内の水面上昇によりカッタチャンバ4内の水圧の上昇が緩和されてカッタヘッド2に対する急激な負荷が低減される。 Now, in FIG. 6, first, the muddy shield excavator 1 is put into the bypass recirculation mode (FIG. 3), and only the third valve V3 is opened (step St01), and then, the third valve V3 is left open. The sixth valve V6 is opened (Step St02), and then the cutter chamber circulation mode (Fig. 2) is entered and only the first valve V1 and the second valve V2 are opened (Step St03). (Step St04). At this time, since the sixth valve V6 provided in the pressure regulating pipe 13 is opened in step St02, the first valve V1 is opened in the cutter chamber circulation mode in step St03, and the flow from the slurry pipe 5 to the cutter chamber is opened. When muddy water flows into the cutter chamber 4 all at once, the muddy water flows into the auxiliary chamber 11 via the pressure regulating pipe 13, and the water level in the auxiliary chamber 11 to which compressed air is supplied rises, causing an increase in the water pressure in the cutter chamber 4. As a result, the sudden load on the cutter head 2 is reduced.

ステップSt04において掘進を開始したならば、次に、水位計測を行う(ステップSt05)を行う。 Once excavation is started in step St04, water level measurement is performed next (step St05).

また、本実施の形態においては、ステップSt01~ステップSt04を経てステップSt05を実行しているが、補助チャンバ11内に既にある程度の泥水が入っているので、ステップSt01~ステップSt04を省略してもよい。但し、シールド掘進機1のスムーズなオペレーションのためには、ステップSt01~ステップSt04を実行するのが望ましい。 Further, in this embodiment, step St05 is executed after steps St01 to St04, but since a certain amount of muddy water has already entered the auxiliary chamber 11, steps St01 to St04 may be omitted. good. However, for smooth operation of the shield tunneling machine 1, it is desirable to execute steps St01 to St04.

さて、図6に戻り、ステップSt05での水位計測の結果、補助チャンバ11の水位HがレベルL7より少ないか否かが判断される(ステップSt06)。そして、ステップSt06において補助チャンバ11の水位HがレベルL7より少なくない(多い)と判断された場合には、次に、補助チャンバ11の水位HがレベルL1より多いか否かが判断される(ステップSt07)。 Now, returning to FIG. 6, it is determined whether or not the water level H in the auxiliary chamber 11 is lower than the level L7 as a result of the water level measurement in step St05 (step St06). If it is determined in step St06 that the water level H in the auxiliary chamber 11 is not less than (more than) the level L7, then it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 is greater than the level L1 ( Step St07).

このように、ステップSt06とステップSt07とにおいては、補助チャンバ11の水位Hが掘進停止水位(レベルL7:異常低位、レベルL1:異常高位)を超えた状態であるか否かが判断される。そして、ステップSt06およびステップSt07において、何れも「NO(否)」と判断されたということは、補助チャンバ11の水位Hが掘進停止水位を超えていないことを意味する。 Thus, in steps St06 and St07, it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 is in a state exceeding the excavation stop water level (level L7: abnormally low level, level L1: abnormally high level). The fact that "NO" is determined in both steps St06 and St07 means that the water level H in the auxiliary chamber 11 has not exceeded the excavation stop water level.

さて、ステップSt07において補助チャンバ11の水位HがレベルL1より多くない(少ない)と判断された場合には、次に、補助チャンバ11の水位HがレベルL6より少ないか否かが判断される(ステップSt08)。そして、ステップSt08において補助チャンバ11の水位HがレベルL6より少なくない(多い)と判断された場合には、次に、補助チャンバ11の水位HがレベルL2より多いか否かが判断される(ステップSt09)。 Now, if it is determined in step St07 that the water level H in the auxiliary chamber 11 is not more than (less than) the level L1, then it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 is less than the level L6 ( Step St08). If it is determined in step St08 that the water level H in the auxiliary chamber 11 is not less than (more than) the level L6, then it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 is greater than the level L2 ( Step St09).

このように、ステップSt08とステップSt09とにおいては、補助チャンバ11の水位Hが上下限水位(レベルL2:上限水位、レベルL6:下限水位)を超えた状態であるか否かが判断される。そして、ステップSt08およびステップSt09において、何れも「NO(否)」と判断されたということは、補助チャンバ11の水位Hが上下限水位をも超えていないことを意味する。 Thus, in steps St08 and St09, it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 is in a state exceeding the upper and lower limit water levels (level L2: upper limit water level, level L6: lower limit water level). The fact that the determination in both steps St08 and St09 is "NO" means that the water level H in the auxiliary chamber 11 does not exceed the upper or lower limit water levels.

したがって、これらのステップSt06~ステップSt09で「NO(否)」と判断されたことから、補助チャンバ11の水位Hは標準水位内となっている、つまりレベルL3(標準水位(上限))~レベルL4(標準水位))、あるいはレベルL4(標準水位)~レベルL5(標準水位(下限)))となっていることになる。したがって、カッタチャンバ環流モード(ステップSt03)の下で開始されたシールド掘進機1による掘進(ステップSt04)が実行され続ける。すなわち、カッタチャンバ4内の泥水圧力の変動に応じて、調圧配管13を介してカッタチャンバ4と補助チャンバ11との間で泥水が往来して、カッタチャンバ4内の圧力変動が緩和されながら地山が掘削されていく。 Therefore, since the determination in steps St06 to St09 is "NO", the water level H in the auxiliary chamber 11 is within the standard water level, that is, the level H is within the standard water level, that is, the level L3 (standard water level (upper limit)) L4 (standard water level)), or level L4 (standard water level) to level L5 (standard water level (lower limit))). Therefore, the excavation by the shield excavator 1 (step St04) started under the cutter chamber circulation mode (step St03) continues to be executed. That is, in response to fluctuations in the muddy water pressure within the cutter chamber 4, muddy water flows back and forth between the cutter chamber 4 and the auxiliary chamber 11 via the pressure regulating pipe 13, and the pressure fluctuations within the cutter chamber 4 are alleviated. The ground is being excavated.

そして、ステップSt10において、推進ジャッキが伸びきったかどうかが判断され、伸びきったと判断された場合には、バイパス環流モードにし(ステップSt11)、シールド掘進機1の掘進を停止させる(ステップSt12)。そして、トンネルを構築するために、図示しないセグメントをリング状に組み立てる(ステップSt13)。 Then, in step St10, it is determined whether the propulsion jack is fully extended, and if it is determined that it is fully extended, the bypass circulation mode is set (step St11), and the excavation of the shield excavator 1 is stopped (step St12). Then, in order to construct a tunnel, segments (not shown) are assembled into a ring shape (step St13).

なお、ステップSt10において、推進ジャッキが伸びきっていないと判断された場合には、シールド掘進機1をさらに前進させる必要があることから、前述したステップSt05に戻る。 Note that if it is determined in step St10 that the propulsion jack is not fully extended, it is necessary to move the shield excavator 1 further forward, so the process returns to step St05 described above.

そして、ステップSt13においてセグメントの組み立てが完了すると、ステップSt44において、1日の作業が終了したかどうかが判断され、終了したと判断された場合には、第4のバルブV4、第5のバルブV5および第6のバルブV6を閉鎖する(ステップSt45)。また、ステップSt44において、1日の作業が終了していないと判断された場合には、前述したステップSt03に戻る。 When the assembly of the segments is completed in step St13, it is determined in step St44 whether or not the day's work has been completed, and if it is determined that the work has been completed, the fourth valve V4 and the fifth valve V5 are and closes the sixth valve V6 (step St45). Further, if it is determined in step St44 that the work for the day has not been completed, the process returns to step St03 described above.

さて、補助チャンバ11の水位Hが常に標準水位内であれば、以上のようなステップSt01からステップSt13に至るステップを順次経由することができてスムーズな掘進が行われる。しかしながら、地盤の状態によってはカッタチャンバ4への掘削泥水の流入量が変動することから、補助チャンバ11内の泥水をカッタチャンバ4との間で往来させてカッタチャンバ4内の泥水圧の急激な変化を緩和している。そのため、補助チャンバ11内の水位Hは必ずしも常に標準水位内にあるとは限らない。 Now, if the water level H in the auxiliary chamber 11 is always within the standard water level, the steps from step St01 to step St13 as described above can be sequentially passed through, and smooth excavation can be performed. However, since the amount of drilling mud flowing into the cutter chamber 4 varies depending on the ground condition, the mud in the auxiliary chamber 11 is moved back and forth between the cutter chamber 4 and the mud water pressure in the cutter chamber 4. It is easing change. Therefore, the water level H in the auxiliary chamber 11 is not necessarily always within the standard water level.

そのようなことから、本フローチャートに示すように、補助チャンバ11の水位Hが適宜チェックされて、チェック結果に応じた処理が実行されることになっている。 For this reason, as shown in this flowchart, the water level H in the auxiliary chamber 11 is checked as appropriate, and processing is executed in accordance with the check results.

さて、このような補助チャンバ11の水位Hのチェックとして、前述のステップSt06において、補助チャンバ11の水位HがレベルL7(掘進停止水位(異常低位))より少ないと判断された場合には、図5のレベルL7に従って、シールド掘進機1の掘進を停止し(ステップSt14)、第1のバルブV1~第6のバルブV6をレベルL7に対応した状態にする。すなわち、第4のバルブV4を開放するとともに第5のバルブV5および第6のバルブV6を閉鎖してから(ステップSt15)、バイパス環流モードにする(ステップSt16)。これにより、送泥管5から供給配管12を通って泥水が補助チャンバ11へと供給が開始される(ステップSt17)。 Now, as a check of the water level H of the auxiliary chamber 11, if it is determined in the above-mentioned step St06 that the water level H of the auxiliary chamber 11 is lower than the level L7 (excavation stop water level (abnormally low level)), According to the level L7 of No. 5, the shield tunneling machine 1 stops digging (step St14), and the first valve V1 to the sixth valve V6 are brought into a state corresponding to the level L7. That is, after opening the fourth valve V4 and closing the fifth valve V5 and the sixth valve V6 (step St15), the bypass recirculation mode is set (step St16). As a result, muddy water starts to be supplied from the mud feeding pipe 5 to the auxiliary chamber 11 through the supply pipe 12 (Step St17).

なお、バイパス環流モードにおいては、補助チャンバ11内に泥水の供給(ステップSt17や後述するステップSt33)または泥水の排出(後述するステップSt26やステップSt39)を行う。このため、供給配管12の送泥管5との分流接続点Psや排出配管18の排泥管6との合流接続点Pmは、送泥管5におけるバイパス配管19との分岐接続点Pb1や排泥管6におけるバイパス配管19との分岐接続点Pb2よりも発進坑口側に設置されることが望ましい(図1~図3参照)。 In the bypass circulation mode, muddy water is supplied into the auxiliary chamber 11 (step St17 and step St33 described later) or muddy water is discharged (step St26 and step St39 described later). Therefore, the branch connection point Ps of the supply pipe 12 with the mud feed pipe 5 and the confluence connection point Pm of the discharge pipe 18 with the mud removal pipe 6 are the same as the branch connection point Pb1 of the mud feed pipe 5 with the bypass pipe 19, It is preferable that the mud pipe 6 be installed closer to the starting well entrance than the branch connection point Pb2 with the bypass pipe 19 (see FIGS. 1 to 3).

そして、ステップSt05と同様の水位計測を行い(ステップSt18)、補助チャンバ11の水位HがレベルL6(下限水位)より多いか否かが判断される(ステップSt19)。そして、レベルL6より多いと判断された場合には、第1のバルブV1~第6のバルブV6を図5のレベルL6に従った状態にする。すなわち、第4のバルブV4および第6のバルブV6を開放するとともに第5のバルブV5を閉鎖してから(ステップSt20)、カッタチャンバ環流モードにする(ステップSt21)。これにより、送泥管5から供給配管12を通って泥水が補助チャンバ11に供給されるとともに調圧配管13が開放され、シールド掘進機1の掘進が開始する(ステップSt22)。なお、掘進開始後は、後述するステップSt34に移行する。 Then, water level measurement similar to step St05 is performed (step St18), and it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 is higher than level L6 (lower limit water level) (step St19). If it is determined that the amount is higher than the level L6, the first valve V1 to the sixth valve V6 are set to the state according to the level L6 in FIG. That is, after opening the fourth valve V4 and the sixth valve V6 and closing the fifth valve V5 (step St20), the cutter chamber circulation mode is set (step St21). As a result, muddy water is supplied from the mud feeding pipe 5 to the auxiliary chamber 11 through the supply pipe 12, and the pressure regulating pipe 13 is opened, so that the shield excavator 1 starts digging (step St22). Note that after the start of excavation, the process moves to step St34, which will be described later.

なお、ステップSt19において、補助チャンバ11の水位HがレベルL6より多くなっていない(少ない)と判断された場合には、多くなるまで給泥が実行される。 Note that, in step St19, if it is determined that the water level H in the auxiliary chamber 11 is not higher than (less than) the level L6, mud supply is performed until the water level H becomes higher than the level L6.

次に、前述のステップSt07において補助チャンバ11の水位HがレベルL1(掘進停止水位(異常高位))より多いと判断された場合には、図5のレベルL1に従って、シールド掘進機1の掘進を停止し(ステップSt23)、第1のバルブV1~第6のバルブV6をレベルL1に対応した状態にする。すなわち、第4のバルブV4および第6のバルブV6を閉鎖するとともに第5のバルブV5を開放してから(ステップSt24)、バイパス環流モードにする(ステップSt25)。これにより、補助チャンバ11への給泥が停止されるとともに、補助チャンバ11内の泥水が排出配管18を介して排泥管6へと排出が開始される(ステップSt26)。 Next, if it is determined that the water level H in the auxiliary chamber 11 is higher than the level L1 (excavation stop water level (abnormally high level)) in the above-mentioned step St07, the shield excavator 1 is stopped to excavate according to the level L1 in FIG. The operation is stopped (step St23), and the first valve V1 to the sixth valve V6 are brought into a state corresponding to the level L1. That is, after closing the fourth valve V4 and the sixth valve V6 and opening the fifth valve V5 (step St24), the bypass recirculation mode is set (step St25). As a result, mud supply to the auxiliary chamber 11 is stopped, and muddy water in the auxiliary chamber 11 starts to be discharged to the mud removal pipe 6 via the discharge pipe 18 (Step St26).

そして、ステップSt05と同様の水位計測を行い(ステップSt27)、補助チャンバ11の水位HがレベルL2(上限水位)より低くなったか否かが判断される(ステップSt28)。そして、レベルL2より低くなったと判断された場合には、第1のバルブV1~第6のバルブV6を図5のレベルL2に従った状態にする。すなわち、第4のバルブV4を閉鎖するとともに第5のバルブV5および第6のバルブV6を開放してから(ステップSt29)、カッタチャンバ環流モードにする(ステップSt30)。これにより、泥水が補助チャンバ11から排出配管18から排泥管6へと排出されるとともに調圧配管13が開放され、シールド掘進機1の掘進が開始する(ステップSt31)。なお、掘進開始後は、後述するステップSt40に移行する。 Then, water level measurement similar to step St05 is performed (step St27), and it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 has become lower than level L2 (upper limit water level) (step St28). If it is determined that the level has become lower than the level L2, the first valve V1 to the sixth valve V6 are set to the state according to the level L2 in FIG. 5. That is, after closing the fourth valve V4 and opening the fifth valve V5 and the sixth valve V6 (step St29), the cutter chamber circulation mode is set (step St30). As a result, muddy water is discharged from the auxiliary chamber 11 from the discharge pipe 18 to the mud removal pipe 6, and the pressure regulation pipe 13 is opened, and the shield excavator 1 starts digging (Step St31). Note that after the start of excavation, the process moves to step St40, which will be described later.

なお、ステップSt28において、補助チャンバ11の水位HがレベルL2より少なくなっていない(多い)と判断された場合には、少なくなるまで排泥が実行される。 Note that, in step St28, if it is determined that the water level H in the auxiliary chamber 11 has not become less than (is more than) the level L2, mud removal is performed until it becomes less than the level L2.

次に、ステップSt08において、水位HがレベルL6(下限水位)より少ないと判断された場合には、図5のレベルL6に従って、第1のバルブV1~第6のバルブV6をレベルL6に対応した状態にする。すなわち、第4のバルブV4および第6のバルブV6を開放するとともに第5のバルブV5を閉鎖し(ステップSt32)、補助チャンバ11内に給泥を開始する(ステップSt33)。 Next, in step St08, if it is determined that the water level H is lower than the level L6 (lower limit water level), the first valve V1 to the sixth valve V6 are adjusted to correspond to the level L6 according to the level L6 in FIG. state. That is, the fourth valve V4 and the sixth valve V6 are opened, the fifth valve V5 is closed (step St32), and mud supply into the auxiliary chamber 11 is started (step St33).

そして、ステップSt05と同様の水位計測を行い(ステップSt34)、補助チャンバ11の水位HがレベルL5(基準水位(下端))より高くなったか否かが判断される(ステップSt35)。そして、レベルL5より高くなったと判断された場合には、第1のバルブV1~第6のバルブV6を図5のレベルL5に従った状態にする。すなわち、第4のバルブV4および第5のバルブV5を閉鎖するとともに第6のバルブV6を開放してから(ステップSt36)、補助チャンバ11への給泥を停止する(ステップSt37)。なお、補助チャンバ11への給泥を停止するのは、補助チャンバ11内が基準水位となっているからである。また、ステップSt37で給泥を停止したならば、前述したステップSt05に戻る。 Then, water level measurement similar to step St05 is performed (step St34), and it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 has become higher than level L5 (reference water level (lower end)) (step St35). If it is determined that the level has become higher than the level L5, the first valve V1 to the sixth valve V6 are set to the state according to the level L5 in FIG. 5. That is, after closing the fourth valve V4 and the fifth valve V5 and opening the sixth valve V6 (step St36), the supply of mud to the auxiliary chamber 11 is stopped (step St37). Note that the reason why the supply of mud to the auxiliary chamber 11 is stopped is because the inside of the auxiliary chamber 11 has reached the reference water level. Further, if the slurry supply is stopped in step St37, the process returns to step St05 described above.

なお、ステップSt35において、補助チャンバ11の水位HがレベルL5より多くなっていない(少ない)と判断された場合には、多くなるまで給泥が実行される。 In addition, in step St35, if it is determined that the water level H of the auxiliary chamber 11 has not increased (less than) the level L5, mud supply is performed until the water level H increases.

次に、ステップSt09において、水位HがレベルL2(上限水位)より多いと判断された場合には、図5のレベルL2に従って、第1のバルブV1~第6のバルブV6をレベルL2に対応した状態にする。すなわち、第4のバルブV4のバルブを閉鎖するとともに第5のバルブV5および第6のバルブV6を開放し(ステップSt38)、補助チャンバ11から排泥を開始する(ステップSt39)。 Next, in step St09, if it is determined that the water level H is higher than the level L2 (upper limit water level), the first valve V1 to the sixth valve V6 are adjusted to correspond to the level L2 according to the level L2 in FIG. state. That is, the fourth valve V4 is closed, the fifth valve V5 and the sixth valve V6 are opened (step St38), and mud removal from the auxiliary chamber 11 is started (step St39).

そして、ステップSt05と同様の水位計測を行い(ステップSt40)、補助チャンバ11の水位HがレベルL3(基準水位(上端))より低くなったか否かが判断される(ステップSt41)。そして、レベルL3より低くなったと判断された場合には、第1のバルブV1~第6のバルブV6を図5のレベルL3に従った状態にする。すなわち、第4のバルブV4および第5のバルブV5を閉鎖するとともに第6のバルブV6を開放してから(ステップSt42)、補助チャンバ11の排泥を停止する(ステップSt43)。なお、補助チャンバ11の排泥を停止するのは、補助チャンバ11内が基準水位なっているからである。また、ステップSt43で排泥を停止したならば、前述したステップSt05に戻る。 Then, water level measurement similar to step St05 is performed (step St40), and it is determined whether the water level H in the auxiliary chamber 11 has become lower than the level L3 (reference water level (upper end)) (step St41). If it is determined that the level has become lower than the level L3, the first valve V1 to the sixth valve V6 are set to the state according to the level L3 in FIG. 5. That is, after closing the fourth valve V4 and the fifth valve V5 and opening the sixth valve V6 (step St42), the draining of mud from the auxiliary chamber 11 is stopped (step St43). Note that the reason why mud removal from the auxiliary chamber 11 is stopped is because the inside of the auxiliary chamber 11 has reached the reference water level. Moreover, if mud removal is stopped in step St43, the process returns to step St05 described above.

なお、ステップSt41において、補助チャンバ11の水位HがレベルL3より多いと判断された場合には、少なくなるまで排泥が実行される。 Note that, in step St41, if it is determined that the water level H in the auxiliary chamber 11 is higher than the level L3, mud removal is performed until it becomes lower.

ここで、図5に示すように、レベルL3(基準水位(上端))、レベルL4(基準水位)およびレベルL5(基準水位(下端))における第1のバルブV1~第6のバルブV6の開閉位置は全て同一になっている。そして、以上の図6における説明では、「第1のバルブV1~第6のバルブV6を図5のレベルL4(基準水位)に従った状態にする」との処理は存在しない。これは、補助チャンバ11内の水位が、ステップSt08においてレベルL6(下限水位)よりも多く、ステップSt09においてレベルL2(上限水位)よりも少ないと判断されれば、つまり、補助チャンバ11内の水位がレベルL3~レベルL5(基準水位(上端)~基準水位(下端))の間にあれば第1のバルブV1~第6のバルブV6の開閉位置を変更する必要がないため、あえて「水位HがレベルL4(基準水位)より多い(あるいは少ない)」との判断、および「第1のバルブV1~第6のバルブV6を図5のレベルL4(基準水位)に従った状態にする」との処理を実行する必要がないからである。但し、水位HがレベルL4より多いか少ないかに係わる処理を実行するようにしても差し支えない。 Here, as shown in FIG. 5, opening and closing of the first valve V1 to the sixth valve V6 at level L3 (reference water level (upper end)), level L4 (reference water level), and level L5 (reference water level (lower end)) All positions are the same. In the above description of FIG. 6, there is no process to "set the first valve V1 to the sixth valve V6 in accordance with the level L4 (reference water level) of FIG. 5." This means that if it is determined that the water level in the auxiliary chamber 11 is higher than the level L6 (lower limit water level) in step St08 and lower than the level L2 (upper limit water level) in step St09, that is, the water level in the auxiliary chamber 11 is If it is between level L3 and level L5 (reference water level (upper end) and reference water level (lower end)), there is no need to change the opening and closing positions of the first valve V1 to sixth valve V6. is higher (or lower) than level L4 (reference water level)" and "the first valve V1 to sixth valve V6 are brought into a state according to level L4 (reference water level) in FIG. 5." This is because there is no need to perform any processing. However, it is also possible to perform processing related to whether the water level H is higher or lower than the level L4.

以上説明したように、本実施の形態によれば、電極センサSの検知結果が上限水位のレベルL2の場合には、第1のバルブV1、第2のバルブV2、第5のバルブV5および第6のバルブV6のみを開放して補助チャンバ11内が基準水位のレベルL3になるまで排泥して掘進を開始し、電極センサSの検知結果が基準水位のレベルL3~L5の場合には、第1のバルブV1、第2のバルブV2および第6のバルブV6のみを開放して補助チャンバ11での給排泥を行わずに掘進を実行し、電極センサSの検知結果が下限水位のレベルL6の場合には、第1のバルブV1、第2のバルブV2、第4のバルブV4および第6のバルブV6のみを開放して補助のチャンバ11内が基準水位になるまで給泥して掘進を開始するようにしている。 As explained above, according to the present embodiment, when the detection result of the electrode sensor S is the upper limit water level L2, the first valve V1, the second valve V2, the fifth valve V5, and the Only the valve V6 of No. 6 is opened to drain mud and start digging until the inside of the auxiliary chamber 11 reaches the reference water level L3, and if the detection result of the electrode sensor S is the reference water level L3 to L5, Only the first valve V1, the second valve V2, and the sixth valve V6 are opened to perform excavation without supplying and draining mud in the auxiliary chamber 11, and the detection result of the electrode sensor S is at the lower limit water level. In the case of L6, only the first valve V1, the second valve V2, the fourth valve V4, and the sixth valve V6 are opened and mud is supplied until the inside of the auxiliary chamber 11 reaches the reference water level and excavation is continued. I'm trying to start.

したがって、泥水式のシールド掘進機1に設けられた補助チャンバ11内の泥水量を調整しながら掘進を行うことが可能になる。 Therefore, it becomes possible to perform excavation while adjusting the amount of muddy water in the auxiliary chamber 11 provided in the muddy water type shield excavator 1.

なお、本実施の形態においては、前述のように、カッタチャンバ4が逸泥状態かどうかは逸泥量の算定結果から判断される。 In this embodiment, as described above, whether or not the cutter chamber 4 is in the sludge loss state is determined from the calculation result of the sludge amount.

具体的に、カッタチャンバ4内の逸泥状態での泥水の濃度の調整については次にようにしている。すなわち、1日の逸泥量(=(送泥量+掘削土量)-排泥量)が全体量の10%以上のときを逸泥状態としている。泥水濃度は比重で管理しており、標準が1.2として、逸泥状態の場合は1.25まで上げるようにしている。また、泥水の比重は最大で1.3程度とし、逸泥量が大きくない場合は標準を1.22としている。 Specifically, the concentration of muddy water in the cutter chamber 4 in the muddy state is adjusted as follows. That is, when the amount of sludge lost per day (=(sludge feeding amount + excavated soil amount) - sludge amount) is 10% or more of the total amount, it is defined as a sludge lost state. The concentration of mud water is controlled by specific gravity, and the standard is 1.2, but it is increased to 1.25 when mud is lost. Further, the specific gravity of mud water is set to be about 1.3 at maximum, and the standard is set to 1.22 when the amount of lost mud is not large.

また、1日の逸泥量が全体量の1%以下になったら逸泥が収まったと判断し、泥水の濃度を1.2まで戻す可能性を検討する。ここで、泥水の濃度を1.2まで戻さない余地を残したのは、泥水の濃度を変更する場合には、地上の振動ふるいやシックナーバックフィルタなどについて変更するなど大掛かりな調整が必要なためであり、泥水の濃度を上げた状態で掘削することに問題がない場合は、そのまま続けることが望ましいからである。 Additionally, if the amount of mud lost per day is less than 1% of the total amount, it will be determined that the mud loss has subsided, and the possibility of returning the concentration of mud to 1.2 will be considered. The reason we left room for not returning the muddy water concentration to 1.2 was because changing the muddy water concentration would require major adjustments such as changes to the above-ground vibrating sieve and thickener back filter. Therefore, if there is no problem with excavating with increased concentration of mud water, it is desirable to continue the excavation as it is.

また、逸泥とは逆に、切羽Fの水圧が高くなり、地下水がカッタチャンバ4に流入して水位が上昇する場合がある。本実施の形態において、このときの許容値はプラスマイナス3%としており、水位の上昇が3%以上の状態が丸1日続いた場合には、カッタチャンバ4の泥土圧を漸増させて切羽Fとのバランスを取る。カッタチャンバ4内の泥土圧は図示しない土圧計により管理値(地盤の主働土圧と受働土圧の間)の範囲内で調整し、許容値内に戻ったら泥土圧を戻す。なお、この間は、補助チャンバ11内の空気圧も泥土圧に合わせて標準値よりも高くなるように調整する。 Further, contrary to the slippage, the water pressure at the face F may become high, and groundwater may flow into the cutter chamber 4 and the water level may rise. In this embodiment, the allowable value at this time is plus or minus 3%, and if the water level continues to rise by 3% or more for a whole day, the mud pressure in the cutter chamber 4 is gradually increased and the face F balance with. The mud pressure in the cutter chamber 4 is adjusted within the range of a control value (between the active earth pressure and the passive earth pressure of the ground) using an earth pressure meter (not shown), and when it returns to within the allowable value, the mud pressure is returned. During this time, the air pressure in the auxiliary chamber 11 is also adjusted to be higher than the standard value in accordance with the mud pressure.

なお、補助チャンバ11内の泥水が例えばレベルL6まで下がった場合、泥水濃度を濃くしたうえで補助チャンバ11に泥水を供給するが、それでも補助チャンバ11の水位がレベルL6とレベルL5を往復する状態が数日(たとえば、2、3日)続く場合には、管理者が基準水位(下端)をレベルL4に変更するといった措置を取ることができる。 Note that when the muddy water in the auxiliary chamber 11 drops to, for example, level L6, the muddy water concentration is increased and the muddy water is supplied to the auxiliary chamber 11, but the water level in the auxiliary chamber 11 still moves back and forth between the level L6 and the level L5. If this continues for several days (for example, 2 or 3 days), the administrator can take measures such as changing the reference water level (lower end) to level L4.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。 As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on the embodiments, but the embodiments disclosed in this specification are illustrative in all respects, and are limited to the disclosed technology. It's not a thing. In other words, the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner based on the description of the embodiments described above, but should be construed solely in accordance with the description of the claims, and the scope of the claims This invention includes techniques equivalent to the techniques described in , and all changes without departing from the gist of the claims.

たとえば、水位検知手段は、本実施の形態のように泥水による通電の有無で水位を検知する電極センサSに限定されるものではなく、補助チャンバ11内の水位を検知する機能を備えた様々なものを適用することができる。したがって、設置箇所は補助チャンバ11の側壁ではなく、内部であってもよい。 For example, the water level detection means is not limited to the electrode sensor S that detects the water level based on the presence or absence of electricity due to muddy water as in this embodiment, but can be any of various types having a function of detecting the water level in the auxiliary chamber 11. things can be applied. Therefore, the installation location may not be on the side wall of the auxiliary chamber 11 but inside.

また、流向検知手段は、本実施の形態のようにガイドパルス式のレベルチェッカ22は限定されるものではなく、水圧式、超音波式、電波式、フロート式、光学式などであってもよい。さらに、レベルチェッカ22に代えて、調圧配管13に流向計(流向検知手段)を設置し、補助チャンバ11とカッタチャンバ4との間を往来する泥水の流向を検知するようにしてもよい。 Further, the flow direction detection means is not limited to the guide pulse type level checker 22 as in this embodiment, and may be a hydraulic type, an ultrasonic type, a radio wave type, a float type, an optical type, etc. . Furthermore, instead of the level checker 22, a flow direction meter (flow direction detection means) may be installed in the pressure regulating pipe 13 to detect the flow direction of the muddy water flowing back and forth between the auxiliary chamber 11 and the cutter chamber 4.

以上の説明では、本発明を泥水式のシールド掘進機に適用した場合について説明したが、カッタヘッドの形状や構造等、本発明にかかわらない点については、特に限定されるものではない。 In the above explanation, the present invention was applied to a muddy water type shield excavator, but there are no particular limitations on points that are not related to the present invention, such as the shape and structure of the cutter head.

1 シールド掘進機
2 カッタヘッド
3 スキンプレート
4 カッタチャンバ(第1のチャンバ)
5 送泥管
6 排泥管
7 泥水プラント
8 送泥ポンプ
9 隔壁
10 排泥ポンプ
11 補助チャンバ(第2のチャンバ)
12 供給配管
13 調圧配管
14 レシーバタンク
15 空圧配管
16 コンプレッサ
17 リリーフ弁(圧力制御弁)
18 排出配管
19 バイパス配管
20 排泥タンク
21 ドレイン管
22 レベルチェッカ(流向検知手段)
F 切羽
H 補助チャンバ内の水位
Pb1,Pb2 分岐接続点
Pm 合流接続点
S、S1~S7 電極センサ(水位検知手段)
L1~L7 補助チャンバ内の水位についてのレベル
V1~V7 第1のバルブ~第7のバルブ
V8 逆止弁(第8のバルブ)
1 Shield tunneling machine 2 Cutter head 3 Skin plate 4 Cutter chamber (first chamber)
5 Sludge pipe 6 Sludge drain pipe 7 Mud water plant 8 Sludge pump 9 Partition wall 10 Sludge pump 11 Auxiliary chamber (second chamber)
12 Supply piping 13 Pressure regulation piping 14 Receiver tank 15 Pneumatic piping 16 Compressor 17 Relief valve (pressure control valve)
18 Discharge piping 19 Bypass piping 20 Sludge tank 21 Drain pipe 22 Level checker (flow direction detection means)
F Face H Water level in the auxiliary chamber Pb1, Pb2 Branch connection point Pm Merging connection point S, S1 to S7 Electrode sensor (water level detection means)
L1 to L7 Levels for the water level in the auxiliary chamber V1 to V7 First valve to seventh valve V8 Check valve (eighth valve)

Claims (7)

地山を掘削するカッタヘッドの背面に形成された第1のチャンバと、
前記第1のチャンバ内に泥水を送り込む送泥管と、
前記第1のチャンバ内に溜められた泥水を前記第1のチャンバに取り込まれた掘削土とともに外部に排出する排泥管と、
圧縮空気および泥水が収容されるとともに調圧配管により前記第1のチャンバと連通され、前記調圧配管を介して前記第1のチャンバとの間を泥水が往来して当該第1のチャンバ内の泥水圧の変化を緩和する第2のチャンバと、
前記送泥管と前記排泥管とを連通するバイパス配管と、
前記送泥管から分岐して前記第2のチャンバに接続された供給配管と、
前記第2のチャンバから延びて前記排泥管に接続された排出配管と、
前記送泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第1のバルブ、および前記排泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第2のバルブと、
前記バイパス配管の管路を開閉する第3のバルブと、
前記供給配管の管路を開閉する第4のバルブ、および前記排出配管の管路を開閉する第5のバルブと、
前記調圧配管の管路を開閉する第6のバルブと、
前記第2のチャンバに設置され、当該第2のチャンバの水位を、前記第2のチャンバ内の泥水の排出が必要な上限水位、前記第2のチャンバ内の泥水の給排が不要な上端の基準水位および下端の基準水位、前記第2のチャンバ内への泥水の供給が必要な下限水位で検知する水位検知手段と、
前記水位検知手段の検知結果に応じて前記第1~第6のバルブを開閉制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記上限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上端の基準水位になるまで排泥しながら掘進を実行し、
前記上端の基準水位から前記下端の基準水位の範囲内の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバでの給排泥を行わずに掘進を実行し、
前記下限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下端の基準水位になるまで給泥しながら掘進を実行する制御を実行する、
ことを特徴とする泥水式シールド掘進機。
a first chamber formed on the back of a cutter head for excavating the earth;
a mud feeding pipe that sends muddy water into the first chamber;
a mud draining pipe that discharges muddy water stored in the first chamber to the outside together with excavated soil taken into the first chamber;
Compressed air and muddy water are accommodated and communicated with the first chamber by pressure regulating piping, and the muddy water flows back and forth between the first chamber and the first chamber via the pressure regulating piping. a second chamber for mitigating changes in mud water pressure;
a bypass pipe that communicates the sludge feeding pipe and the sludge removal pipe;
a supply pipe branched from the mud feeding pipe and connected to the second chamber;
a discharge pipe extending from the second chamber and connected to the mud removal pipe;
a first valve that opens and closes a pipe line closer to the first chamber than a branch connection point with the bypass pipe in the mud feeding pipe; a second valve that opens and closes the pipeline on the chamber side of the first chamber;
a third valve that opens and closes the pipeline of the bypass piping;
a fourth valve that opens and closes the conduit of the supply piping; and a fifth valve that opens and closes the conduit of the discharge piping;
a sixth valve that opens and closes the pipeline of the pressure regulating piping;
installed in the second chamber, and sets the water level of the second chamber to an upper limit water level at which muddy water in the second chamber needs to be discharged, and an upper end water level at which muddy water in the second chamber does not need to be supplied or discharged. water level detection means for detecting at a reference water level, a reference water level at a lower end, and a lower limit water level at which muddy water needs to be supplied into the second chamber ;
control means for controlling opening and closing of the first to sixth valves according to the detection results of the water level detection means;
The control means includes:
In the case of the upper limit water level, the first valve, the second valve, the fifth valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the fourth valve are closed. Executing excavation while removing mud until the inside of the second chamber reaches the reference water level at the upper end ,
If the water level is within the range from the reference water level at the upper end to the reference water level at the lower end , the first valve, the second valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the fourth valve are opened. performing excavation without supplying and draining mud in the second chamber by closing the valve and the fifth valve ;
In the case of the lower limit water level, the first valve, the second valve, the fourth valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the fifth valve are closed. Executing control to perform excavation while supplying mud until the inside of the second chamber reaches the reference water level at the lower end ;
A mud water type shield excavator characterized by:
前記水位検知手段は、前記上限水位よりも高位の水位である掘進停止水位、および前記下限水位よりも低位の水位である掘進停止水位をさらに検知し、
前記制御手段は、
前記上限水位よりも高位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上限水位になるまで排泥してから掘進を開始して前記上端の基準水位になるまで排泥を継続し、
前記下限水位よりも下位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下限水位になるまで給泥してから掘進を開始して前記下端の基準水位になるまで給泥を継続する制御を実行する、
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。
The water level detection means further detects an excavation stop water level that is a water level higher than the upper limit water level, and an excavation stop water level that is a water level lower than the lower limit water level,
The control means includes:
When the excavation stop water level is higher than the upper limit water level, the third valve and the fifth valve are opened, and the first valve, the second valve, the fourth valve, and the Closing the sixth valve and draining the inside of the second chamber until the water level reaches the upper limit water level, and then starting digging and continuing draining mud until the water level reaches the reference water level at the upper end ;
When the excavation stop water level is lower than the lower limit water level, the third valve and the fourth valve are opened, and the first valve, the second valve, the fifth valve, and the Closing the sixth valve and supplying mud until the inside of the second chamber reaches the lower limit water level, and then starting excavation and executing control to continue supplying mud until the water level reaches the reference water level at the lower end ;
The muddy water type shield excavator according to claim 1, characterized in that:
前記制御手段は、
前記水位検知手段の検知結果による制御に先立って、
前記第3のバルブのみを開放し、次に、前記第3のバルブを開放したままで前記第6のバルブを開放し、次に、第1のバルブ、第2のバルブおよび第6のバルブのみを開放して掘進を開始する制御を実行する、
ことを特徴とする請求項1または2記載の泥水式シールド掘進機。
The control means includes:
Prior to control based on the detection result of the water level detection means,
Open only the third valve, then open the sixth valve while keeping the third valve open, then only the first valve, the second valve, and the sixth valve. Execute control to release and start digging,
The muddy water type shield excavator according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記水位検知手段は、前記第2のチャンバの側壁において上下方向の複数箇所に設置され、泥水による通電の有無で水位を検知する複数の電極センサである、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の泥水式シールド掘進機。
The water level detection means is a plurality of electrode sensors that are installed at a plurality of locations in the vertical direction on the side wall of the second chamber and detect the water level based on the presence or absence of electricity due to muddy water.
The mud water type shield excavator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
地山を掘削するカッタヘッドの背面に形成された第1のチャンバと、
前記第1のチャンバ内に泥水を送り込む送泥管と、
前記第1のチャンバ内に溜められた泥水を前記第1のチャンバに取り込まれた掘削土とともに外部に排出する排泥管と、
圧縮空気および泥水が収容されるとともに調圧配管により前記第1のチャンバと連通され、前記調圧配管を介して前記第1のチャンバとの間を泥水が往来して当該第1のチャンバ内の泥水圧の変化を緩和する第2のチャンバと、
前記送泥管と前記排泥管とを連通するバイパス配管と、
前記送泥管から分岐して前記第2のチャンバに接続された供給配管と、
前記第2のチャンバから延びて前記排泥管に接続された排出配管と、
前記送泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第1のバルブ、および前記排泥管における前記バイパス配管との分岐接続点よりも前記第1のチャンバ側の管路を開閉する第2のバルブと、
前記バイパス配管の管路を開閉する第3のバルブと、
前記供給配管の管路を開閉する第4のバルブ、および前記排出配管の管路を開閉する第5のバルブと、
前記調圧配管の管路を開閉する第6のバルブと、
前記第2のチャンバに設置され、当該第2のチャンバの水位を、前記第2のチャンバ内の泥水の排出が必要な上限水位、前記第2のチャンバ内の泥水の給排が不要な上端の基準水位および下端の基準水位、前記第2のチャンバ内への泥水の供給が必要な下限水位で検知する水位検知手段とを備え、
前記水位検知手段の検知結果が前記上限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上端の基準水位になるまで排泥しながら掘進を実行し、
前記水位検知手段の検知結果が前記上端の基準水位から前記下端の基準水位の範囲内の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバでの給排泥を行わずに掘進を実行し、
前記水位検知手段の検知結果が前記下限水位の場合には、前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを開放するとともに前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下端の基準水位になるまで給泥しながら掘進を実行する制御を実行する、
ことを特徴とする泥水式シールド掘進機の掘進方法。
a first chamber formed on the back of a cutter head for excavating the earth;
a mud feeding pipe that sends muddy water into the first chamber;
a mud draining pipe that discharges muddy water stored in the first chamber to the outside together with excavated soil taken into the first chamber;
Compressed air and muddy water are accommodated and communicated with the first chamber by pressure regulating piping, and the muddy water flows back and forth between the first chamber and the first chamber via the pressure regulating piping. a second chamber for mitigating changes in mud water pressure;
a bypass pipe that communicates the sludge feeding pipe and the sludge removal pipe;
a supply pipe branched from the mud feeding pipe and connected to the second chamber;
a discharge pipe extending from the second chamber and connected to the mud removal pipe;
a first valve that opens and closes a pipe line closer to the first chamber than a branch connection point with the bypass pipe in the mud feeding pipe; a second valve that opens and closes the pipeline on the chamber side of the first chamber;
a third valve that opens and closes the pipeline of the bypass piping;
a fourth valve that opens and closes the pipeline of the supply piping; and a fifth valve that opens and closes the pipeline of the discharge piping;
a sixth valve that opens and closes the pipe line of the pressure regulating pipe;
installed in the second chamber, and sets the water level of the second chamber to an upper limit water level at which muddy water in the second chamber needs to be discharged, and an upper end water level at which muddy water in the second chamber does not need to be supplied or discharged. A reference water level, a reference water level at a lower end, and water level detection means for detecting at a lower limit water level at which muddy water needs to be supplied into the second chamber ,
When the detection result of the water level detection means is the upper limit water level, the first valve, the second valve, the fifth valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the Closing a fourth valve and excavating while draining mud until the interior of the second chamber reaches the reference water level at the upper end ;
When the detection result of the water level detection means is within the range from the reference water level at the upper end to the reference water level at the lower end , the first valve, the second valve, and the sixth valve are opened, and the third valve is opened. performing excavation without performing mud supply and drainage in the second chamber by closing the third valve, the fourth valve, and the fifth valve ;
When the detection result of the water level detection means is the lower limit water level, the first valve, the second valve, the fourth valve, and the sixth valve are opened, and the third valve and the executing control to execute excavation while supplying mud until the inside of the second chamber reaches the reference water level at the lower end by closing the fifth valve ;
An excavation method using a muddy water type shield excavator, which is characterized by the following.
前記水位検知手段は、前記上限水位よりも高位の水位である掘進停止水位、および前記下限水位よりも低位の水位である掘進停止水位をさらに検知し、
前記水位検知手段の検知結果が前記上限水位よりも高位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第5のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第4のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記上限水位になるまで排泥してから掘進を開始して前記上端の基準水位になるまで排泥を継続し、
前記水位検知手段の検知結果が前記下限水位よりも下位の前記掘進停止水位の場合には、前記第3のバルブおよび前記第4のバルブを開放するとともに前記第1のバルブ、前記第2のバルブ、前記第5のバルブおよび前記第6のバルブを閉鎖して前記第2のチャンバ内が前記下限水位になるまで給泥してから掘進を開始して前記下端の基準水位になるまで給泥を継続する制御を実行する、
ことを特徴とする請求項5記載の泥水式シールド掘進機の掘進方法。
The water level detection means further detects an excavation stop water level that is a water level higher than the upper limit water level, and an excavation stop water level that is a water level lower than the lower limit water level,
If the detection result of the water level detection means is the excavation stop water level higher than the upper limit water level, the third valve and the fifth valve are opened, and the first valve and the second valve are opened. , close the fourth valve and the sixth valve to drain the inside of the second chamber until the water level reaches the upper limit water level, and then start digging and drain the mud until the upper limit water level is reached. continue,
If the detection result of the water level detection means is the excavation stop water level lower than the lower limit water level, the third valve and the fourth valve are opened, and the first valve and the second valve are opened. , close the fifth valve and the sixth valve, supply mud until the inside of the second chamber reaches the lower limit water level, and then start digging and supply mud until the water level reaches the lower limit reference water level. carry out continuous control;
6. An excavation method using a muddy shield excavator according to claim 5.
前記水位検知手段の検知結果による掘進開始に先立って、
前記第3のバルブのみを開放し、次に、前記第3のバルブを開放したままで前記第6のバルブを開放し、次に、第1のバルブ、第2のバルブおよび第6のバルブのみを開放して掘進を開始する、
ことを特徴とする請求項5または6記載の泥水式シールド掘進機の掘進方法。
Prior to the start of excavation based on the detection result of the water level detection means,
Open only the third valve, then open the sixth valve while keeping the third valve open, then only the first valve, the second valve, and the sixth valve. release and start digging,
7. An excavation method using a muddy shield excavator according to claim 5 or 6.
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CN114136677B (en) * 2021-11-26 2023-09-08 中铁隧道局集团有限公司 Comprehensive monitoring experiment platform of slurry shield equipment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002180781A (en) 2000-12-12 2002-06-26 Ohbayashi Corp Method for controlling face hydraulic pressure in slurry shield method
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