JPH0352317Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 この考案は、土圧式シ−ルド工法に用いるシ−
ルド機のずり出し装置として用いるスクリユ−コ
ンベアに関する。

〈従来の技術〉 土圧式シ−ルド工法においては、スクリユ−コ
ンベアの回転数を調節してスクリユ−コンベア内
に掘削土砂を充満させてサンドプラグを形成し、
切羽水圧に対抗することが工法の基本である。し
かし、細粒土分の少ない滞水砂礫層や滞水砂層を
掘進する場合には、スクリユ−コンベアのみでは
切羽水圧に対抗できないことが多い。すなわち、
スクリユ−コンベア内に砂礫等によつてサンドプ
ラグを形成しても、地下水はそのサンドプラグ内
に浸入して通り抜け、切羽の圧力を保持できない
からである。

このため、従来より、シ−ルド機のカツタ−ド
ラムの面板と隔壁との間のチヤンバ−内に作泥材
（ベントナイト、増粘材、粘土、砂等を含んだも
の）を注入し、攪拌し、掘削土砂にシ−ル性、粘
性を付与することが行なわれている。しかしなが
ら、このように作泥材を注入して、土砂にシ−ル
性、粘性を付与することは、同時に土砂に周知の
如く流動性を付与することになるため、スクリユ
−コンベア内での土砂に対するケ−シングおよび
スクリユ−の摩擦低抗が少なくなり、スクリユ−
の回転を調節するだけではサンドプラグを形成し
なくなる。

そこで、ケ−シング内のスクリユ−後端にゲ−
トを設けて、切羽圧によつて土砂が排出されるこ
とを防いでいる。しかしながら、このようにゲ−
トで土砂の排出を防いで切羽圧を保持する方式で
は、ゲ−トの開閉によつて切羽圧の変動が生じて
切羽の崩壊が生じ、また、連続的に土砂を排出で
きないという問題がある。

〈考案の目的〉 そこで、この考案の目的は、ケ−シング内にお
いてスクリユ−の存在しないサンドプラグゾ−ン
を設け、このサンドプラグゾ−ンのスクリユ−軸
方向の長さおよびサンドプラグゾ−ン内における
土砂の圧縮状況を調節して摩擦抵抗を調節するこ
とにより、ゲ−トを用いることなく、掘削土砂の
状態の如何に拘わらず、サンドプラグすなわち止
水層を形成して切羽圧を保持でき、しかも連続的
に土砂を排出できるスクリユ−コンベアを提供す
ることにある。

〈考案の構成〉 上記目的を達成するため、この考案のスクリユ
−コンベアは、隔壁で仕切られたチヤンバ−内に
掘削土砂を貯溜しつつ掘進するシ−ルド機の上記
チヤンバ−内の土砂を搬出するシ−ルド機のスク
リユ−コンベアであつて、上記チヤンバ−に連通
するケ−シング内に、互いに独立に回転可能な第
１、第２のスクリユ−を回転軸の方向を揃えて前
後に設け、後方の上記第２のスクリユ−をケ−シ
ングに対して相対的に軸方向に移動自在にして、
上記第１、第２のスクリユ−の間の空間に形成す
るサンドプラグゾ−ンの軸方向の寸法を第１、第
２のスクリユ−の回転および第２のスクリユ−の
軸方向の移動によつて調整し得るようにしたこと
を特徴としている。

〈実施例〉 以下、この考案を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図はシ−ルド機を示し、１は円筒形のハウ
ジング、２は前面に切削刃３，３…を有する面板
２ａとハウジング１に回転自在に支持された後方
の筒部２ｂとからなるカツタ−ドラム、５は前方
の面板２ａと後方の隔壁６と筒部２ｂの円錐形の
内面とで囲まれたチヤンバ−、７はカツタ−ドラ
ム２を回転させるモ−タであつて、カツタ−ドラ
ム２の回転により、切削刃３で土砂を掘削し、土
砂をチヤンバ−５内に取り込むようにしている。

また、１１はチヤンバ−５内にベントナイト、
増粘材、粘土、砂等の作泥材を注入するために隔
壁６に設けた作泥材注入口、１２は隔壁６のフラ
ンジ部６ａと上記筒部２ｂの後端部内周との間に
設けられてシ−ル材としての役目も兼ねるラジア
ル軸受、１３はハウジング１に設けたブラケツト
１ａと上記筒部２ｂの後端面との間に設けられた
スラスト軸受、１９，１９はハウジング１の内面
に固定された推進用ジヤツキである。

また、１５は前方の第１部分１６と後方の第２
部分１７からなつて、チヤンバ−５内の土砂をチ
ヤンバ−５内の圧力を保持しながら搬出するスク
リユ−コンベアであり、１８は隔壁６を貫通して
チヤンバ−５内に突出する第１部分１６のスクリ
ユ−（第１スクリユ−）、２１は第１部分１６の円
筒形ケ−シング２２の外周に固定され、第１スク
リユ−１８を回転駆動する第１駆動装置、２３は
第２部分１７の後端に固定され、第２部分１７の
第２図に示すスクリユ−（第２スクリユ−）２４
を回転駆動する第２駆動装置、２５は第２部分１
７のスクリユ−２４を軸方向に前後進させるため
のスライド用油圧シリンダ、２６は第２部分１７
の排出口２８から排出される土砂２９を受けて後
方に搬送するベルトコンベアである。

上記スクリユ−コンベア１５の第１部分１６の
スクリユ−１８は、第２図に示すように、軸１８
ａとその回りに巻回したスクリユ−羽根１８ｂと
からなる。上記スクリユ−１８は先端をチヤンバ
−５内に突出させる一方、後部をケ−シング２２
から突出させている。上記ケ−シング２２の後側
には同軸に筒体３１を回動自在に設け、その筒体
３１の内周にスクリユ−１８のスクリユ−羽根１
８ｂを溶接で固定している。上記筒体３１の外周
にはアウタ−ギア３１ａを形成し、このアウタ−
ギア３１ａに噛合するギア３０を第１駆動装置２
１で回転駆動して第１スクリユ−１８を回転させ
るようにしている。上記ギア３１ａ、３０はカバ
−３３で覆つている。

一方、上記スクリユ−コンベア１５の第２部分
１７は、上記筒体３１の後方に同軸に延びるケ−
シング３５とそのケ−シング３５の外周に軸方向
に移動自在に嵌合するケ−シング３６を備える。
上記ケ−シング３５とケ−シング３６との間はシ
−ル部材３７でシ−ルしている。上記ケ−シング
３６の後端壁３６ａには軸２４ａとスクリユ−羽
根２４ｂとからなるスクリユ−２４の後部を回転
自在に装着している。上記スクリユ−２４の前端
は上記スクリユ−１８の後端とは離間されてお
り、上記スクリユ−２４の前端とスクリユ−１８
の後端との間には空間を形成してある。そして、
上記スクリユ−２４は後端壁３６ａに対して軸方
向には移動きないようになつている。上記スクリ
ユ−２４は後端壁３６ａに固定した第２駆動装置
２３でもつて、第１部分１６のスクリユ−１８に
対して独立に回転駆動するようにしている。上記
第２部分１７のケ−シング３５とケ−シング３６
には、第１図に示すように、スライド用の油圧シ
リンダ２５の両端部をピン結合で夫々連結して、
上記油圧シリンダ２５の伸縮作動によつて、ケ−
シング３６を軸方向に前後進させて、第２スクリ
ユ−２４を軸方向に前後進させるようにしてい
る。これにより、第２スクリユ−２４の前方に形
成されるサンドプラグゾ−ン３８の軸方向の長さ
Ｌが調節できるようになつている。このサンドプ
ラグゾ−ン３８は第１スクリユ−１８の後端と第
２スクリユ−２４の前端で挾まれてスクリユ−の
存在しない領域である。第１部分のケ−シング２
２内の圧力は水圧計４１で検出し、また第２部分
１７のスクリユ−２４が存在する領域の圧力は水
圧計４２で検出し、サンドプラグゾ−ン３８の圧
力は第２スクリユ−２４の軸２４ａの先端に設け
た土圧計４３から軸２４ａの中心に設けた通路４
４を通して指示計４５に導いて検出するようにし
ている。

上記構成において、いま、サンドプラグゾ−ン
３８の長さＬを細粒土分の少ない透水性のよい土
砂の場合は長く、そうでない場合は短く油圧シリ
ンダ２５で調節した後、作泥材注入口１１からチ
ヤンバ−５内に作泥材を注入し、第２スクリユ−
２４を停止あるいは遅く回転させ、第１スクリユ
−１８を第２スクリユ−２４よりも速く回転駆動
するとする。そうすると、チヤンバ−５内に突出
している第１スクリユ−１８によつてチヤンバ−
５内の作泥材を含む弛んだ土砂は第１部分１６の
ケ−シング２２内に取り込まれ、後方に搬送さ
れ、サンドプラグゾ−ン３８に供給される。そし
て、サンドプラグゾ−ン３８に入つた土砂は、第
２スクリユ−２４が停止または遅く回転している
ため、圧縮される。サンドプラグゾ−ン３８から
の排出量よりもサンドプラグゾ−ン３８への供給
量が多いからである。このようにしてサンドプラ
グゾ−ン３８に供給された弛んだ土砂は礫または
砂礫と作泥材との混合したものであるが、サンド
プラグゾ−ン３８において弛んだ土砂が圧縮さ
れ、密な土砂になると共に、礫または砂礫間の狭
い間〓から、まず、作泥材中のベントナイト等の
微少粒子のみが第２スクリユ−２４側の第２部分
１７に流出する。そして、残つた作泥材中の砂等
の目詰材が上記狭い間〓を閉塞する。このように
して、礫または砂礫間の間〓に作泥材中の目詰材
が詰まつて間〓がさらに狭くなると、次いで、作
泥材中のベントナイトがサンドプラグゾ−ン３８
において第２スクリユ−２４側より蓄積されて、
止水層つまり止水膜５０を形成する。この止水膜
５０によつて、土砂中の水は完全に止水され、第
２スクリユ−２４側には流出しなくなる。止水膜
５０の前方すなわち第１スクリユ−１８側では圧
力が上昇し、止水膜５０の後方では圧力が上昇し
ない。この状態で、水圧計４１で第１スクリユ−
１８側の水の圧力を検出し、水圧計４２で第２ス
クリユ−２４側の水の圧力を検出し、土圧計４３
でサンドプラグゾ−ン３８の圧力を検出しなが
ら、チヤンバ−５すなわち切羽側の圧力が低下し
ない程度に第２スクリユ−２４の回転速度を増加
して、土砂を排出口２８からベルトコンベア２６
上に排出する。このように、第２スクリユ−２４
を回転させると、サンドプラグゾ−ン３８から土
砂が止水膜５０と共に第２スクリユ−２４側に供
給されることになるが、第１スクリユ−１８によ
つて次々に土砂がサンドプラグゾ−ン３８に供給
されることになるため、サンドプラグゾ−ン３８
には次々と止水膜５０が形成され、切羽側の圧力
を所定の高圧に保持できる。土砂の状況に応じて
第１スクリユ−１８、第２スクリユ−２４の回転
速度を変えて、サンドプラグゾ−ンにおける土砂
の圧縮状態を変えて、礫または砂礫間の間〓を調
節し、また、油圧シリンダ２５を伸縮作動させ
て、ケーシング３６および第２スクリユー２４を
前後進させてサンドプラグゾ−ン３８の長さＬを
調節して、サンドプラグゾ−ン３８の摩擦抵抗お
よび流動抵抗を調節して、止水膜５０を常にサン
ドプラグゾ−ン３８に形成する。止水膜５０がで
きにくいときは、サンドプラグゾ−ン３８の長さ
Ｌを最大にし、第１スクリユ−１８と第２スクリ
ユ−２４の回転速度の差を最大にする。このよう
にして、土砂の排出作動中において、水圧計４
１、４２および指示計４５を見ながら、第１スク
リユ−１８、第２スクリユ−２４の回転速度を調
節すると共に、スライド用油圧シリンダ２５でサ
ンドプラグゾ−ン３８の長さＬを調節して、止水
膜５０を形成し、切羽の圧力を低下させずに土砂
を連続的に排出させることができる。なお、サン
ドプラグゾ−ン３８の長さＬを過度に長くする
と、土砂が詰まり、土砂のスム−ズな排出ができ
なくなる。しかし、この場合でもサンドプラグゾ
−ン３８の後方のスクリユ−２４を回転しながら
前後に移動させると、サンドプラグゾ−ン３８の
後方から前方に向かつてスクリユ−２４で掘削す
ることができるので、土砂の排出が不可能になる
ことはない。

また、上記実施例では、軸付きのスクリユ−を
用いたが、軸がないいわゆるリボンスクリユ−を
用いてもよい。また、ケ−シングをスライドさせ
ずに、スクリユ−のみをケ−シングに対してスラ
イドさせるようにしてもよい。

〈考案の効果〉 以上より明らかなように、この考案のスクリユ
−コンベアは、チヤンバ−に連通するケ−シング
内に、互いに独立に回転可能な第１、第２のスク
リユ−を回転軸の方向を揃えて前後に設け、後方
の上記第２のスクリユ−をケ−シングに対して相
対的に軸方向に移動自在にして、上記第１、第２
のスクリユ−の間の空間に形成するサンドプラグ
ゾ−ンの軸方向の寸法を第１、第２のスクリユ−
の回転および第２のスクリユ−の軸方向の移動に
よつて調整し得るようにしているので、掘削土砂
の状態の如何に拘わらず、止水膜を形成して、切
羽圧を保持でき、しかも、連続的に土砂を排出す
ることができる。

また、サンドプラグゾ−ン後方のスクリユ−を
移動させるようにしているので、サンドプラグゾ
−ンが長すぎて、ケ−シングとの間の摩擦が大き
くなり、サンドプラグゾ−ンが後方に移動しなく
なつて、土砂の排出が困難になつた場合には、ス
クリユ−を回転させながら前進してサンドプラグ
ゾ−ンを掘削することによつて、サンドプラグゾ
−ンの長さを短くすることができ、土砂の排出を
スム−スにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例のスクリユ−コン
ベアを用いたシ−ルド機の断面図、第２図は上記
スクリユ−コンベアの要部断面図である。 １５……スクリユ−コンベア、１６……第１部
分、１７……第２部分、１８……第１スクリユ
−、２２，３５，３６……ケ−シング、２４……
第２スクリユ−、２５……油圧シリンダ、３８…
…サンドプラグゾ−ン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 隔壁で仕切られたチヤンバ−内に掘削土砂を貯
   溜しつつ掘進するシ−ルド機の上記チヤンバ−内
   の土砂を搬出するシ−ルド機のスクリユ−コンベ
   アであつて、 上記チヤンバ−に連通するケ−シング内に、互
   いに独立に回転可能な第１、第２のスクリユ−を
   回転軸の方向を揃えて前後に設け、 後方の上記第２のスクリユ−をケ−シングに対
   して相対的に軸方向に移動自在にして、 上記第１、第２のスクリユ−の間の空間に形成
   するサンドプラグゾ−ンの軸方向の寸法を第１、
   第２のスクリユ−の回転および第２のスクリユ−
   の軸方向の移動によつて調整し得るようにしたこ
   とを特徴とするシ−ルド機のスクリユ−コンベ
   ア。