JPH0324718Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はシールド掘進機の排土装置に係り、特
に、掘削土を掘進方向後方に複数のスクリユーコ
ンベアで搬送する排土装置において、１次スクリ
ユーコンベアの搬出端に大礫のみを系外に排出す
る大礫ホツパを設けることにより、これに後続す
る２次スクリユーコンベアの搬送径を小さくして
止水性の向上及び装置のコンパクト化を図つた排
土装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、密閉型シールド掘進機で掘削した掘削
土をその後方に搬送する排土装置として大型のシ
ヤフト式スクリユーコンベアやシヤフトなしのリ
ボン式スクリユーコンベアが採用されている。ま
た、このスクリユーコンベアのもう１つの目的と
して排出土をコンベア内に充満することにより土
栓をし、これにより地下水圧に対抗してコンベア
内止水効果を発揮させる目的がある。

しかし、搬送径の大きい大型シヤフト式スクリ
ユーコンベアやリボン式スクリユーコンベアでは
搬送能力において向上してもスクリユー内土砂の
充満度が低く（間隙が多く）なつて止水効果が低
下することとなり、土砂水が搬出端より噴発する
危険性がある。

そこで、止水性を向上させるために第４図に示
す如くカツタフレ−ム１から掘進方向後方に１
次、２次スクリユーコンベア２，３を多段に直列
接続して土砂の搬送経路を長くする方法が採用さ
れている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、この場合１次スクリユーコンベ
アで取込んだ大礫を確実に最終段のベルトコンベ
ア４まで搬送する必要があるので両スクリユーコ
ンベア２，３ともにその搬送径を同一にする必要
があり、その結果、装置自体が大型化してコスト
高になるばかりか作業空間が減少してセグメント
搬入作業に支障を招き、また、止水性の向上も充
分に図ることができない。

更には、２次スクリユーコンベア３が１次スク
リユーコンベア２に固定して取付けられているた
め、急曲線施工時には２次スクリユーコンベア３
の搬出端が大きく振れ、トンネル内壁に干渉する
ので施工条件が制限されていた。

［考案の目的］ 本考案は、以上のような問題点に着目し、これ
を有効に解消すべく創案されたものである。

本考案の目的は、１次スクリユーコンベアの搬
出端に大礫のみを系外へ排出するための大礫ホツ
パを設けて後続する２次スクリユーコンベアの搬
送径を小さくするようにし、もつて止水性の向上
を図ると共に装置のコストダウン及び作業性の向
上を図ることができるシールド掘進機の排土装置
を提供するにある。

［考案の構成と作用］ 上記目的を達成するための本考案は、シールド
掘進機のバルクヘツドを貫通して搬入端が配置さ
れ、掘進方向後方に搬出端が配置されたリボンス
クリユー式の１次スクリユーコンベアと、該コン
ベアの搬出端に排土ゲートを介して連結され、掘
削土砂中に含まれる大礫を貯留し、下部に大礫摘
出ゲートを有する大礫ホツパと、該大礫ホツパに
球面継手を介して屈曲自在に搬入端が連結され、
１次スクリユーコンベアよりもその搬送径が小さ
く成型されると共にその搬出端が掘進方向後方に
配置された２次スクリユーコンベアとを備えたも
のである。

かかる構成によれば、掘削土砂は１次スクリユ
ーコンベア、大礫ホツパ及び２次スクリユーコン
ベアを介して掘進方向後方に搬送される。土砂中
に含まれる大礫が１次スクリユーコンベアによつ
て大礫ホツパ内に収容されたなら、１次スクリユ
ーコンベアの排土ゲートを閉じ、大礫ホツパの大
礫摘出ゲートを開けて大礫を取出せばよい。

特に、１次スクリユーコンベアとしてリボンス
クリユー式のものを用いているため、小口径であ
りながら大礫を搬送することができ、しかもその
大礫を大礫ホツパから取出せるので、２次スクリ
ユーコンベアの搬送径も小口径にでき、全体とし
て配置のコンパクト化が図れる。しかも、２次ス
クリユーコンベアが大礫ホツパに対して球面継手
により屈曲自在に連結されているので、曲線施工
時の２次スクリユーコンベアとトンネル内壁との
干渉を避けることができ、曲線施工性に優れる。

［実施例］ 以下に、本考案の好適一実施例を添付図面に基
づいて詳述する。

第１図は本考案の要部を示す縦断面図、第２図
は本考案の好適一実施例を示す縦断面図、第３図
は１次スクリユーコンベアの部分断面図である。

図示する如く、まず第２図に基づいて本考案に
係る排土装置を取付けるシールド掘進機を説明す
る。

円筒状シールドフレーム５の先端には前面にカ
ツタ６を取付けたカツタフレーム７がシールドフ
レーム５側のカツター軸受８にベアリング９を介
して回転自在に取付けられている。このカツタフ
レーム７はシールドフレーム５側に取付けたカツ
ターモーター１０に歯車機構１１を介して接続さ
れて、この駆動力で回転するようになつている。

シールドフレーム５はその長手方向ほぼ中央に
て二分割されて、これらを図示しない継手部材に
より屈曲自在に接続している。前側シールドフレ
ーム内にはその周方向に沿つてストロークの短い
中折れジヤツキ１２…と、ストロークの長いシー
ルドジヤツキ１３…とがそれぞれ適宜間隔でもつ
て複数設けられており、シールドジヤツキ１３を
すでに組立てられたセグメント１４に当接させて
伸長することにより掘進機全体を前進させ、且つ
フレーム全体を屈曲させて曲線施工を可能にして
いる。

このようなシールドフレーム５内に本考案に係
る排土装置１６が取付けられることになる。この
排土装置１６は１次スクリユーコンベア１７と、
大礫のみ系外へ排出するための大礫ホツパ１８
と、２次スクリユーコンベア１９とにより主に構
成されている。１次スクリユーコンベア１７の外
殻を構成する１次ケーシング２０の搬入端２１は
バルクヘツド２２を貫通してカツターフレーム７
内に臨ませて取付けられ、その搬出端２３は掘進
方向後方に上向傾斜されている。この１次ケーシ
ング２０内には、その長手方向に沿つて搬入端２
１から搬出端２３まで延びるリボン状の１次スク
リユー２４が収容され、端部に取付けた１次スク
リユー用油圧モータ２５によりこれを回転自在と
している。リボン状の１次スクリユー２４は後述
するシヤフト式スクリユーに比較して止水性は劣
るものの、搬送径に比較して搬送できる最大礫径
を大きくできる。本実施例においては第３図に示
す如く１次スクリユー２４の羽根径：＝450（中
空径：ｍ＝150）、ピツチ幅：ｎ＝350として、搬
送可能な大礫ａの最大径を300×350に設定してい
る。尚、単位は全てmmである。

１次ケーシング２０の搬出端２３には下方に向
けて開放された搬出口５０が設けられ、この搬出
口５０に本考案の特長とする断面略短形の大礫ホ
ツパ１８が例えばフランジ継手２５でもつて液密
に取付け固定されている。この搬出口５０には手
動で或いは自動で開閉自在となされた１次スクリ
ユーゲート２６が取付けられている。この大礫ホ
ツパ１８は１次スクリユーコンベア１６を介して
伝達される地下水圧に耐えるべく強固に成型さ
れ、その容積は１次スクリユーコンベアが搬送し
得る最大径（300×350）の大礫を複数個貯留でき
る程度に大きく設定する。大礫ホツパ１８の下部
には、前記１次スクリユーゲート２６と同様にス
ライド開閉自在になされた礫摘出ゲート２７が液
密に設けられ、これに貯留する大径の礫だけこの
搬送系より排出するようになつている。従つて、
このゲート２７の開口径を１次スクリユーコンベ
ア１６が搬送し得る礫の最大径（300×350）より
も大きく設定する。

そしてこの大礫ホツパ１８の側部区画壁１８ａ
には、その搬入端３２を貫通させて屈曲自在にな
された２次スクリユーコンベア１９が取付けられ
ている。具体的には、大礫ホツパ１８の区画壁１
８ａに２次スクリユーコンベア１９の外殻を構成
する円筒体状の２次ケーシング２８の搬入端側が
球面継手２９を介して屈曲自在に取付けられてお
り、この球面継手２９の内面にはシール性を保持
するためにその周方向に沿つてシール部材３０が
取付けられている。

この２次スクリユーコンベア１９の搬出端３１
は掘進方向後方にやや上向傾斜して延びている。

前述の如く大径の礫を大礫ホツパ１８から系外
へ排除してしまうのでこの２次スクリユーコンベ
ア１９の搬送径すなわち内径を小さくすることが
できる。そのため、上記２次ケーシング２８の搬
送径ｑは前記、１次ケーシング２０の内径（約
450）よりも小さく約420に設定されたおり、その
搬入端３２から搬出端３１までシヤフト式の２次
スクリユー３３が挿入されて、この端部に連結し
た２次スクリユー用油圧モータ３４により回転自
在としている。図示例にあつては、２次スクリユ
ー３３の羽根径：ｒ＝420，ピツチ幅：Ｓ＝280，
シヤフト径：ｔ＝100，シヤフトと内壁との間ｕ
＝160とし、搬送可能な最大礫径を160×280とし
ている。尚、ケーシング内径と羽根径はほぼ同一
となるように設定する。２次ケーシング２８の搬
出端側下部には搬出口３５が設けられ、この搬出
口３５には油圧モータ３６で作動する通常のロー
タリーフイーダ３７が取付けられ、搬出した掘削
土を後続するベルトコンベア３８で搬出するよう
になつている。

上記２次スクリユーコンベア１９の長さは所定
の止水性を発揮するに十分な長さとし、特に、１
次スクリユーコンベア１７よりその搬送径が小さ
いので長さを短く設定できる。

尚、本実施例においては、２次スクリユーコン
ベア１９として止水性良好なシヤフト式のスクリ
ユーコンベアを用いたが、これに限定されず、リ
ボン式のスクリユーコンベアを用いてもよい。こ
の場合、前記シヤフト式スクリユーコンベアと同
一搬送能力、同一止水性を保持するためにはシヤ
フトがないため搬送径をより小さくできるが、止
水性は若干劣るためコンベア自体の長さをその分
長くして搬送経路を長くする必要がある。

次に以上のように構成された本考案の作用につ
いて述べる。

まず、通常掘削時にあつては、１次スクリユー
ゲート２６を開状態にして１次スクリユーコンベ
ア１７から大礫ホツパ１８内に掘削土が流れ込む
ようにし且つ礫摘出ゲート２７を開状態にする。

カツタ２６で掘削された掘削土はカツターフレ
ーム７内に貯まり、１次スクリユーコンベア１７
内を回転する１次スクリユー２４により搬送され
て大礫ホツパ１８に搬入される。この掘削土は更
に２次スクリユーコンベア１９内を回転する２次
スクリユー３３により搬送されてロータリーフイ
ーダー３７を介してベルトコンベア３８上に放出
され、そのままトンネル内を搬送されていく。

ここで、大口径の礫（最大300×350）が１次ス
クリユーコンベア１７内に取込まれると、この大
礫ａは掘削土と混入した状態で前述と同様に１次
スクリユーコンベア１７内を搬出端２３まで搬送
され、搬出口２４から大礫ホツパ１８内に排出さ
れる。この大礫ホツパ１８内に排出された礫のう
ち２次スクリユーコンベア１９が搬送可能な大き
さの小礫ｂ（最大160×280）は、掘削土と混入し
て前述と同様にこのコンベア１９により搬送され
て行くが、それより大径の礫はこれより搬送され
ることなくこの大礫ホツパ１８内に次第に貯留す
る。

ここで、大礫ホツパ１８内が大礫により満杯に
なると、それを系外へ排出する必要があることか
ら、まず、１次スクリユーゲート２６を手動或い
は自動で閉じてホツパ１８内に掘削土が流入しな
いようにする。尚、この際、すでに１次スクリユ
ーコンベア１７の１次スクリユー２４を停止して
いるのは勿論である。

次に、大礫ホツパ１８の下部に設けた礫摘出ゲ
ート２７を自動或いは手動で開にし、このホツパ
１８内に貯留していた大礫ａを取出して、これを
搬送系外へ排出する。この場合、１次スクリユー
ゲート２６がすでに閉じてあるので、１次ケーシ
ング２０内を伝達する地下水圧は遮断かれ大礫ホ
ツパ１８側に噴発することはない。

大礫ａの系外排出作業が終了したら、この礫摘
出ゲート２７を再度閉じた後、前記１次スクリユ
ーゲート２６を再度開いて掘削土の排出搬送作業
を再開する。

また、シールド掘進機が曲線施工を行なう場合
には、２次スクリユーコンベア１９の最後部たる
搬出端３１がトンネル内壁と干渉する危険性があ
るためこれを回避しなければならない。そこで、
大礫ホツパ１８と２次スクリユーコンベア１９の
搬入端３２とは球面継手２９を介して屈曲自在に
結合されていることから、これを回転軸として２
次スクリユーコンベア１９の搬出端３１を横方向
に振つてこれとトンネル内壁との干渉を避けるよ
うにする。この球面継手２９の屈曲許容角度は大
きいことから急曲線のトンネル施工も可能とな
り、施工の自由度を増大させることができる。

このように、本実施例によれば、１次スクリユ
ーコンベア１７と２次スクリユーコンベア１９と
の接合部に大礫のみを系外へ排出するための密閉
状の大礫ホツパ１８を設けるようにしたので、搬
送可能な礫最大径を従来例と同一にしたまま２次
スクリユーコンベア１９の搬送径（２次ケーシン
グの内径）を小さくすることができ、装置全体を
小型化させることができる。

［考案の効果］ 以上要するに、本考案によれば、次のような優
れた効果を発揮することができる。

(1) １次スクリユーコンベアに取込まれた大礫を
大礫ホツパから系外へ排出して、小礫と掘削土
とを２次スクリユーコンベアを介して搬送する
ようにしたので、２次スクリユーコンベアの搬
送径を従来に比較して小さくすることができ
る。

(2) 従つて、作業空間を大きく取れてセグメント
等の搬入作業の能率向上を図ることができるば
かりでなく、装置全体のコンパクト化によりコ
ストを低減させることができる。

(3) また搬送径が小さくできることにより止水性
を向上させることができる。特に、２次スクリ
ユーコンベアとしてシヤフト式を用いることに
よりその止水性の一層の向上を図ることができ
る。

(4) ２次スクリユーコンベアを大礫ホツパに球面
継手を介して施回自在に取付けたので、これと
トンネル内壁との干渉を避けることができ、シ
ールド掘進機の曲線施工性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の要部を示す要部縦断面図、第
２図は本考案の好適一実施例を示す縦断面図、第
３図は１次スクリユーコンベアの部分断面図、第
４図は従来の排土装置を示す概略平面図である。 尚、図中６はカツタ、７はカツターフレム、１
７は１次スクリユーコンベア、１８は大礫ホツ
パ、１９は２次スクリユーコンベア、２９は球面
継手、ａは大礫である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド掘進機のバルクヘツドを貫通して搬入
   端が配置され、掘進方向後方に搬出端が配置され
   たリボンスクリユー式の１次スクリユーコンベア
   と、該コンベアの搬出端に排土ゲートを介して連
   結され、掘削土砂中に含まれる大礫を貯留し、下
   部に大礫摘出ゲートを有する大礫ホツパと、該大
   礫ホツパに球面継手を介して屈曲自在に搬入端が
   連結され、１次スクリユーコンベアよりもその搬
   送径が小さく成型されると共にその搬出端が掘進
   方向後方に配置された２次スクリユーコンベアと
   を備えたことを特徴とするシールド掘進機の排土
   装置。