JPH0144632Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本考案は掘削形式、すなわち、切羽の自立可否
や湧水の存否に応じて掘削ならびに排土形式を変
更することができる周辺支持型シールド掘進機に
関する。

(b) 従来技術 従来の周辺支持型シールド掘進機においては、
切羽が自立しない場合の掘削に密閉式のシールド
掘進機が用いられる。これは第１図に示すよう
に、シールド掘進機１において掘進機本体２の運
転室３に設けられた油圧モータ４、キヤー５およ
びリングギヤー６を介して回転するカツタデイス
ク７が、軸受メタル８およびスラストローラ９に
より周辺支持され、カツタチヤンバ１０と運転室
３とを隔絶するためのバルクヘツド１１が設けら
れている。そして、このバルクヘツド１１とカツ
タデイスク７との摺動部には、シール部１２が介
在され、カツタチヤンバ１０の気密が図られてい
る。さらに、排土用のスクリユーコンベア１３が
バルクヘツド１１を貫通してカツタチヤンバ１０
に突入して固設され、その貫通部１４にもシール
部１５が介在されている。加えて、掘進機本体２
の上部位置に、切羽が自立しない場合に土圧のバ
ランスを採るための泥水または加泥材をカツタチ
ヤンバ１０内に供給する送泥管１６が、バルクヘ
ツド１１を貫通して固設され、この送泥管１６は
図示しないスラリーポンプに接続されている。

したがつて、切羽が自立しない土質を掘削する
場合、湧水の有無に抱わらず油圧モータ４により
カツタデイスク７が回転しているとき、送泥管１
６より加圧された泥水がカツタチヤンバ１０内に
供給されると共にスクリユーコンベア１３を稼働
させ、掘削ならびに排土することができるように
なつている。

上述と同様の密閉式の掘削機として、泥水シー
ルドに用いられる周辺支持型シールド掘進機があ
る。これは第１図とほゞ同様の構成であるが、前
記スクリユーコンベア１３に代えて掘進機本体２
の下部位置に排泥管１７が、バルクヘツド１１を
貫通して設けられている。

このような泥水シールド掘進機は、やはり切羽
が自立しないかも湧水の多い土質に適用され、カ
ツタデイスク７が回転しているとき、送泥管１６
より加圧された泥水がカツタチヤンバ１０に供給
され、泥状の被掘削物が湧水と共に排泥管１７よ
り掘削機の後方に排出される。

以上のように切羽が自立しない土質を掘削する
場合は、カツタデイスクの周辺が支持され、掘進
機本体とカツタチヤンバとを隔絶するバルクヘツ
ドが設けられたシールド掘進機が採用されるが、
切羽が自立する土質の掘削においては土圧のバラ
ンスを採る必要がないことから、カツタチヤンバ
が運転室と隔絶されていない第２図に示すような
開放式のシールド掘進機２０が用いられる。これ
は前記２つの実施例と同様カツタデイスクが周辺
支持され、排土装置としてカツタデイスク７の後
部にベルトコンベア２１が、掘進機本体２の下部
位置に設けられている。加えて、掘進機本体２に
固設された下部ズリガイド２２がベルトコンベア
２１の下部位置に、また、カツタデイスク７の内
周面に設けられた掻き上げ板２３から落下する被
掘削物をベルトコンベア２１上に案内する適数個
の図示しない上部ズリガイドなどが装着されてい
る。

このような開放式のシールド掘進機２０におい
ては、自立する切羽より掘削された被掘削物は、
回転するカツタデイスク７の掻き上げ板２３によ
り上方に持ち上げられ、上部ズリガイドにより案
内され、そして、ベルトコンベア２１により排土
される。

上述の３つの従来例から判るように、砂礫、砂
シルト、粘土およびコロイドなどの被掘削物を対
象に掘削する際、その切羽が自立するか否かによ
り掘削形式が異なり、また、切羽が自立しない場
合でも掘削形式の異なることが理解される。すな
わち、それぞれの土質や切羽の状態に応じて掘削
形式が異なり、それぞれに適したシールド掘進機
が製作採用される。しかし、１つのトンネルを掘
削する場合土質が一定しないことが多く、土質が
変化したような場合にはその１つのシールド掘進
機では対処できなくなつたり、掘削形式を変更す
るための機種となるよう多大の費用と長い工期を
要して例えばトンネル内で改修工事をしなければ
ならず、改修作業の安全面、費用面ならびに時間
的な面で大きな問題が生じている。

(c) 考案の目的 本考案は上述の問題点を解決するためになされ
たもので、土質の変化に伴なう掘削形式の変更を
１つのシールド掘進機において可能にし、その構
成品を随時選択して使用することにより、シール
ド掘進機により掘削できる全ての土質や切羽の状
態に対応して、掘削形式を変更することができる
周辺支持型シールド掘進機を提供することを目的
とする。

(d) 考案の構成 その特徴とするところは、カツタデイスクの周
辺が支持され、掘進機本体とカツタチヤンバとを
隔絶するバルクヘツドが設けられたシールド掘進
機において、前記バルクヘツドを貫通しかつ掘進
機本体とカツタチヤンバとの気密を保持して前記
ツタチヤンバ中に進退自在のズリガイドと、排出
口が気密閉止可能で前記ズリガイドと同時進退自
在のスクリユーコンベアを設けると共に、前記バ
ルクヘツドを貫通する送泥管と排泥管とを設けた
掘削形式を変更することができる周辺支持型シー
ルド掘進機としたことである。

(e) 実施例 以下、本考案をその実施例に基づいて詳細に説
明する。

第３図ａは本考案の１実施例である周辺支持型
シールド掘進機３０の断面図で、掘進機本体３１
に軸受メタル３２および図示しないスラストロー
ラを介してカツタデイスク３３が周辺支持され、
かつ、それが運転室３４に装着された図示しない
油圧モータ、ギヤーおよびリングギヤー３５を介
して回転駆動されるようになつている。そして、
カツタチヤンバ３６と運転室３４とがバルクヘツ
ド３７により隔絶され、カツタデイスク３３がバ
ルクヘツド３７に摺動して回転できかつ両者の気
密を保持するためのシール部３８が介在されてい
る。このようなバルクヘツド３７には、例えば、
油圧シリンダ３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃの伸
縮作動によりバルクヘツド３７を貫通してカツタ
チヤンバ３６内に進退自在のズリガイド４０が設
けられている。このズリガイド４０は必要に応じ
て適数個設けられ、この実施例では後述するスク
リユーコンベア４６の下方に設けられたほゞ平板
状の下部ズリガイド４０ａ、スクリユーコンベア
４６の上方に設けられた中部ズリガイド４０ｂお
よび第３図ｂに示すような円弧状の左右１対の上
部ズリガイド４０ｃが装着され、それぞれ掘進機
本体３１とカツタチヤンバ３６との気密を図るた
めのシール部４１が介在されている。なお、中部
ズリガイド４０ｂは上面と下面に部材がない箱型
であつて、その中には１対の案内板４２とヒンジ
４３を支点にして回動する折りたゝみ可能なシユ
ート４４が設けられている。

さらに、前記バルクヘツド３７には、第３図ａ
に示すように油圧シリンダ４５の伸縮作動により
バルクヘツド３７を貫通してカツタチヤンバ３６
内に進退自在の排土用のスクリユーコンベア４６
が、掘削方向に対して斜めに装着されている。こ
のスクリユーコンベア４６には、運転室３４側の
端部下面に排出口４７が設けられているが、この
排出口４７には、スクリユーコンベア４６が使用
されない場合油圧シリンダ４８の伸縮作動により
気密閉子するゲート４９が設けられている。な
お、このスクリユーコンベア４６のバルクヘツド
貫通部も前記ズリガイド４０と同様シール部５０
が介在され、運転室３４とカツタチヤンバ３６と
の気密が図られている。これらに加えて、図示し
ないスラリーポンプに接続された送泥管５１と第
３図ｂに示す排泥管５２が、バルクヘツド３７を
貫通してその一端がカツタチヤンバ３６に望まさ
れている。なお、カツタデイスク３３の内周外方
に適数個の放射状の掻き上げ板５３が設けられ、
カツタデイスク３３の回転に伴つて掘削された被
掘削物を上部ズリガイド４０ｃまで掻き上げるこ
とができるようになつている。

このように構成された実施例によれば、次のよ
うにして土質などの変化に対応して掘削形式を変
更し、所定の掘削ならびに排土をすることができ
る。

まず、土質が砂からコロイドに及び、切羽は自
立しないが土圧のバランスを採れば十分な場合、
第３図ａに磁すように油圧シリンダ４５を矢符５
４方向に縮小させて、スクリユーコンベア４６を
カツタチヤンバ３６内に突入させると共に、その
スクリユーコンベア４６の排出口４７を油圧シリ
ンダ４８により開口し、スクリユーコンベア４６
により排土された被掘削物を後方の図示しないコ
ンベアに払い出すことができるようにする。次
に、油圧シリンダ３９ａ，３９ｂ，３９ｃを矢符
５５方向に縮小させることにより、全てのズリガ
イド４０ａ〜４０ｃを引つ込め、バルクヘツド３
７のカツタチヤンバ３６側の表面がほゞ同一平面
となるよう形成させる。このようにして掘削準備
が完了すると、カツタデイスク３３を図示しない
油圧モータ、ギヤーおよびリングギヤー３５を介
して回転させると共に、送泥管５１を介して泥水
をカツタチヤンバ３６内に圧入する。その結果、
カツタチヤンバ３６内は一定の圧力に維持され、
自立しない切羽の崩壊が防止される。そして、被
掘削物は泥水と混合されてカツタチヤンバ３６内
に充満する。スクリユーコンベア４６が被掘削物
をその排出口４７に向けて搬出し、開口している
排出口４７より、他の搬送装置に払い出す。な
お、この場合、排泥管５２は図示しないが後方に
設けられたバルブにより閉止されていて、何ら機
能していない。

次に、切羽が自立しなくかつ湧水が多く、泥水
シールドを採らなければならない場合は、ズリガ
イド４０は前述と同様の状態にされ、送泥管５１
と排泥管５２のみを使用し、スクリユーコンベア
４６を油圧シリンダ４５により矢符５４の反対方
向にカツタチヤンバ３６内から運転室３４側に退
避させ、かつ、ゲート４０により排出口４７を気
密閉止する。

この状態でカツタデイスク３３を駆動すると共
に、送泥管５１から泥水をカツタチヤンバ３６内
に供給して切羽の自立を図る。そして、カツタチ
ヤンバ３６内に充満する泥水状の被掘削物が、排
泥管５２により後方に搬出される。このとき、ス
クリユーコンベア４６内に泥水が侵入するが、そ
の排出口４７が気密的に閉止されているので、泥
水が運転室３４に漏出することはない。

上記２つの場合と異なり土質が、例えば砂礫で
あつて切羽が自立する場合は、第４図ａに示すよ
うにスクリユーコンベア４６をカツタチヤンバ３
６内に突入させると共に、そのスクリユーコンベ
ア４６の排出口４７を開口する。さらに、油圧シ
リンダ３９ａ，３９ｂ，３９ｃを伸長させること
により、下部ズリガイド４０ａ、中部ズリガイド
４０ｂおよび上部ズリガイド４０ｃを、カツタチ
ヤンバ３６内に突入させる。このとき、第４図ｂ
に示すように中部ズリガイド４０ｂ内のシユート
４４をヒンジ４３を支点にして回動させ、案内板
４２に連なるように垂下させておく。この状態で
カツタデイスク３３を回転すると、被掘削物がカ
ツタデイスク３３の図示しない呑み込み口よりカ
ツタチヤンバ３６の下方に入り、カツタデイスク
３３と共に回転する掻き上げ板５３により持ち上
げられる。円弧板の上部ズリガイド４０ｃに至る
と、被掘削物は１対の上部ズリガイド４０ｃの間
より中部ズリガイド４０ｂを経て下部ズリガイド
４０ａに落下される。この被掘削物が落下する際
中部ズリガイド４０ｂの案内板４２やシユート４
４により、その飛散が防止される。なお、このよ
うな飛散が余り起こらないように上部ズリガイド
４０ｃが構成されていれば、この中部ズリガイド
４０ｂはなくてもよい。下部ズリガイド４０ａお
よびスクリユーコンベア４６に落下した被掘削物
は、スクリユーコンベア４６により搬出される。
なお、この場合に送泥管５１や排泥管５２は使用
されないことはいうまでもない。ところで、この
ような掘削形式から前述したような切羽の自立し
ない土質に対する掘削形式に変更する場合は、ズ
リガイド４０が運転室３４方向に退避される。そ
の際、中部ズリガイド４０ｂのシユート４４は手
動により箱内に折りたゝまれて収納され、運転室
３４側への退避に支障が生じないように行なわれ
る。なお、カツタチヤンバ３６内に作業者が出た
い場合には、この中部ズリガイド４０ｂの前面に
設けられたマンホール５６を開口することができ
る。

(f) 考案の効果 本考案は以上詳細に述べたように、カツタデイ
スクの周辺が支持され、掘進機本体とカツタチヤ
ンバとを隔絶するバルクヘツドが設けられたシー
ルド掘進機において、前記バルクヘツドを貫通し
かつ掘進機本体とカツタチヤンバとの気密を保持
して、前記カツタチヤンバ中に進退自在のズリガ
イドと、排出口が気密閉止可能で前記ズリガイド
と同様に進退自在のスクリユーコンベアを設ける
と共に、前記バルクヘツドを貫通する送泥管と排
泥管とを設けたので、実礫からコロイドに及ぶ土
質変化ならびに湧水の有無によつて、土圧バラン
ス式、泥水シールド式または開放式相当の掘削形
式など多様な掘削形式に容易にトンネル内で変更
することができる。したがつて、１つのシールド
掘進機によつてそのトンネルを掘削できるので、
掘削形式の異なる掘進機を製作する必要がない
し、トンネル内で改修工事を施したり、そのため
に掘削工事が遅延するといつたことを回避でき
る。なお、シールド掘進機であるので、土質が岩
盤を除くすべての地盤に適用でき、掘削ならびに
運転の安全性を高めることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の密閉式周辺支持型シールド掘進
機の断面図、第２図は従来の開放式周辺支持型シ
ールド掘進機の断面図、第３図ａは本考案の実施
例である周辺支持型シールド掘進機の断面図、第
３図ｂは同図ａの−線矢視における外面およ
び内面図、第４図ａは掘削形式を変更した場合の
断面図、第４図ｂは同図ａの−線矢視におけ
る外面および内面図である。 ３０……周辺支持型シールド掘進機、３１……
掘進機本体、３３……カツタデイスク、３６……
カツタチヤンバ、３７……バルクヘツド、４０…
…ズリガイド、４０ａ……下部ズリガイド、４０
ｂ……中部ズリガイド、４０ｃ……上部ズリガイ
ド、４６……スクリユーコンベア、４７……排出
口、５１……送泥管、５２……排泥管、５３……
掻き上げ板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) カツタデイスクの周辺が支持され、掘進機本
   体とカツタチヤンバとを隔絶するバルクヘツド
   が設けられたシールド掘進機において、 前記バルクヘツドを貫通しかつ掘進機本体と
   カツタチヤンバとの気密を保持して前記カツタ
   チヤンバ中に進退自在のズリガイドと、排出口
   が気密閉止可能で前記ズリガイドと同様進退自
   在のスクリユーコンベアを設けると共に、 前記バルクヘツドを貫通する送泥管と排泥管
   とを設けた、 ことを特徴とする掘削形式を変更することが
   できる周辺支持型シールド掘進機。 (2) 前記ズリガイドは、前記スクリユーコンベア
   の下部位置に設けられた被掘削物を受ける下部
   ズリガイドと、カツタデイスクの掻き上げ板か
   らの被掘削物を下部ズリガイドに落下案内する
   上部ズリガイドであることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の掘削形式を変更
   することができる周辺支持型シールド掘進機。