JPH04198592A - シールド掘削機の排泥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明はシールド掘削機の排泥装置に係り、特に泥土圧
式のシールド掘削機における排泥処理を容易にすること
ができる排泥装置の改良に関する。

【従来の技術】

従来の泥土圧式シールド掘削機は、シールド本体の前部
に内外を仕切るバルクヘッドを設けて前端のカッタヘッ
ドとの間にシールドチャンバを形成し、このチャンバ内
に切羽との間で土圧のバランスを図るように加圧泥土を
送給しながら掘進するように構成されている。そして、
掘進に伴ってチャンバ内に取込まれる泥土はバルクヘッ
ドを貫通して取イ」けられたスクリュウコンベアにより
後方に排出するようにしている。 このようなスクリュウコンベアを有する従来の排泥装置
は、スクリュウシャフトを回転駆動し、シールドチャン
バ内に臨ませた泥土取込み口から掘進量に見合った加圧
泥土を取込み、後端の排泥口まで配送して排出する。排
泥口には噴発防止のためにゲートシャッタが取り（＝ｊ
けられ、排泥時にこれを開放して泥土を落下排出するよ
うにしている。泥土落下位置には通常ベルトコンベアが
配設され、スクリュウコンベアからの排出泥土をベルト
コンベアにより、あるいはトロッコ輸送を併用して立坑
側に搬送する。また、スクリュウコンベアの排泥口に補
助装置としてロータリフイータを取り伺け、止水性を図
りつつベルトコンベアに排出する構造のものも知られて
いる。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、」−記従来のシールド掘削機における排
泥装置では、スクリュウコンヘアからの１ノ１出泥土は
ベルトコンヘアやトロッコ併用によるピストン輸送とな
るため、泥土の排出輸送効率が非常に悪い問題があった
。また、ベルトコンベアの設置のために架台の構築やト
ロッコ移動のための１ノール布設が必要となり、狭いＩ
・ンネル空間が排泥設備に占有されてしまい、セグメン
トの構築や二次覆］−のための作業空間が狭くなってし
まう欠点があった。 本発明は、上記従来の問題点に着目し、泥土圧式のシー
ルド掘削機からの排出泥土を連続的に輸送して輸送効率
を向上させるとともに、泥土輸送設備が占める空間を小
さくして作業スペースを大きくすることができるシール
ド掘削機の排泥装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本発明に係るシールド掘削
機の排泥装置は、シールド本体の内部を前後に仕切るバ
ルクヘッドに貫通して装備され、シールド本体前端のカ
ッタヘッドと前記バルクヘッドによって区画形成された
シールトチャンハ内に開口された泥土取込み口と、シー
ルド本体後方に開口された排泥口とを設けたスクリュウ
コンベアを備えてなるシールド掘削機の排泥装置におい
て、 前記スクリュウコンベアの排泥口に遠心ポンプ等の加圧
ポンプを接続し、当該加圧ポンプの排出口にはフレキシ
ブルパイプを介して固定排泥管に接続するとともに加圧
ポンプ排出経路の途中に圧搾空気を送給するエジェクタ
を設けた構成とした。

【作用】

」−記構酸によれば、スクリュウコンベアからの排出泥
土はその排泥口に接続された加圧ポンプによって強制排
出される。ポンプの出口にはフレキシブルパイプを介し
て固定排泥管が接続されており、管路輸送によって排泥
することができる。このため、排泥設備は配管の支持構
造で足り、ベルトコンベアやトロッコ輸送のための大掛
かりな設備が不要となる。特にポンプの排出経路にはエ
ジェクタを設けて圧搾空気を供給するようにしているた
め、輸送配管内では泥土の塊と空気層が交互に配列する
いわゆるプラグ輸送が行われ、輸送経路が長い場合であ
っても粘性の高い泥土を円滑に輸送排出することができ
る。また、ポンプと固定配管の途中にはフレキシブルパ
イプが介在されているので、加圧ポンプと固定配管との
接続長を可変にし、シールド掘削機の掘進移動を休止さ
せることなく連続的な泥土排出が可能となっている。

【実施例】

以下に本発明に係るシールド掘削機の排泥装置の具体的
実施例を図面を参照して詳細に説明する。 第１図は実施例に係る排泥装置を備えたシール＝　５− ド掘削機の断面構成図である。図示のように、シールド
掘削機はスキンプレー１・を構成するシールド本体１０
を有し、その中間部には本体１０内を前後に仕切る第１
のバルクヘッド１２が設けられるとともに、前端部には
カッタヘッド］４が装備されている。実施例では前記第
１のバルクヘラＩ・１２とカッタヘッド１．４との間に
第２のバルク△、゛ツド］−６を取りイ」けてこれをカ
ッタヘッド１４の回転支承部とし、第１バルクヘツド１
２との間の空間を機械室１８とし、他方カッタヘッドコ
４との間の空間を土砂取込み用のシールドチャンバ２０
としている。カッタヘッド１４の内面側には円筒リング
２２と中心軸２４を設け、これらを第２バルクヘツド１
６に軸受支持させつつ機械室１８内に設置した駆動モー
タ２６により回転駆動させ、もってカッタヘッド１４を
回転させるようにしている。このようなカッタヘッド１
４の回転によりシールド本体１０は掘進するが、土質が
砂層等のような透水性がある場合に適用される泥土圧式
シールド掘削機では、掘削上の止水性の向」二と塑性流
動性をもたせて切羽の安定を図るため加泥材をシールド
チャンバ２０内に加圧注入し、掘削上を取込みつつアジ
テータにより攪拌し、掘進に見合った泥土をスクリュウ
コンベア２８を含む排泥装置により排出するように［、
ている。 υ１泥装置を構成しているスクリュウコンベア２８は、
円筒ケーシング３０の内部にスクリュウ３２を内包させ
たものであり、前記第１、第２バルクヘツド１２．１６
を貫通して先端の取込み口３４をシールドチャンバ２０
内に臨ませて設置されている。このスクリュウコンベア
２８はシールド軸心と１０〜２０度の傾斜角をもって配
設され、ケーシング３０の後端に設（〕た浦正圧−タ３
６を駆動して第１バルクヘツト↑２の後方側に泥土を搬
送して排出するようにしている。排出のための排泥口３
８は前記モータ３６に近接したケーシング外周壁丁面に
開口され、これにはスライドゲート４０を把料けて開閉
可能にしている。 ここで、当該排泥装置では、前記スライドゲートポンプ
４２を接続するようにしている。すなわち、加圧ポンプ
４２の吸込み１」４４を排泥［１３８に接続し、スクリ
ュウコンベア２８からの排泥を吸引圧送するようにして
いるのである。加圧ポンプ４２の吐出口４６には当該ポ
ンプ４２側への逆流を防止するための逆止弁４８が直結
され、この逆止弁４８を介して鋼管等から形成されたエ
クステンションパイプ５０が接続されている。そして、
エクステンションパイプ５０にはフレキシブルパイプ５
２が接続されており、これはトンネル内に布設された固
定配管５４に接続されている。この場合において、前記
エクステンションパイプ５０と固定配管５４の間を接続
する前記フレキシブルパイプ５２は、シールド掘削機の
少なくとも１回の推進移動に見合う余分長をもつ長さに
設定され、掘進移動をフレキシブルパイプ５２のたるみ
によって吸収し、排泥管路を接続維持するようにしてい
る。また、前記固定配管５４は複数の定尺管５６を紺（
足し接続して構成され、これは既掘削トンネル内に布設
され、掘削基点側に延長配管されている。 更に、前記加圧ポンプ４２の排出側のエクステンション
パイプ５０にはエジェクタ５８か接続間１−１されてい
る。このエジェクタ５８の管軸はエクステンションパイ
プ５０の管軸と斜交され、エジェクタ５８を通し７て供
給される流体の吐出方向が泥−」１搬送方向下流側に向
けられるように設定している。このようなエジェクタ５
８にはコンプレッサ６０が接続され、生成された圧搾空
気を供給流体としてエジェクタ５８から排泥管路内に吐
出させるようにしている。 前記加圧ポンプ４２としては例えば遠心ポンプや歯車ポ
ンプ等を用いればよい。 なお、図中、６２はバルクヘッド１２、１６に取イ」け
られた推進ジヤツキであり、シールド本体１０の内周面
に１０〜１６木等間隔に配置され、セグメント６４を支
承部としてシールド本体１０の掘進を行わせるものであ
る。また、推進ジヤツキ６２の間に位置して方向制御用
のジヤツキ６６が円周方向の４カ所に配設され、これに
よってシ一ルド本体１０の途中を中折れ制御して曲線掘
削を行わせるようにしている。 このように構成されたシールド掘削機の排泥装置の作用
は次のようになる。 シールド掘削機はセグメント６４をバックザボートとじ
た推進ジヤツキ６２により本体１０に推進力を付与しつ
つ、駆動モータ２６を駆動してカッタヘッド〕−４を回
転させることにより掘進される。このとき切羽の安定を
図るため、シールドチャンバ２０内に図示［７ない作泥
装置から加圧泥土を供給して切羽との圧力バランスを図
る。カッタヘッド］，４の回転と推進作用によりシール
ドチャンバ２０内に掘削土が取込まれるので、切羽安定
を考慮しつつ、加泥を行いながら排泥装置を駆動するこ
とによりシールドチャンバ２０から泥土が排出される。 排泥装置のスクリュウコンベア２８を作動さぜることに
より、チャンバ２０内の泥土はコンヘア２８内の螺旋経
路を経て送給され、排泥口３８に達する。本体１０の推
進とスクリュウコンベア２８の駆動に伴って連続的に排
泥口３８に送給される泥土は、スライドゲート４０を開
放することにより加圧ポンプ４２の吸込み口４４に達す
る。このとき加圧ポンプ４２を駆動し、排泥［１３８か
ら送給されてくる泥土を連続的に加圧送給する。したが
って、泥土はポンプ吐出口４６から逆止弁４８を通過し
、エクステンションパイプ５２を経て固定配管５４に圧
送される。同時にコンプレッサ６０を同時に起動し、エ
ジェクタ５８を介してエクステンションパイプ５０から
排泥方向に圧搾空気を供給する。これにより、圧送され
ている泥土中に搬送空気として圧搾空気が混入し５、こ
れによりエジェクタ５８以降の排泥管路では、泥土塊と
空気層が配送方向に沿って交互配置される状態で輸送さ
れるいわゆるプラグ輸送が行われる。これによって固定
配管５４の末端まで円滑に排泥が可能となる。 このようにスクリュウコンベア２８により送給されてく
る泥土を加圧ポンプ４２により強制的に吸引圧送すると
同時に、エジェクタ５８の作用によってプラグ輸送を行
って排泥するか、シールド本体１ｏの掘進によって加圧
ポンプ４２に接続されたエクステンションパイプ５０と
固定配管５４との接続間距離が延長される。しかし、そ
の間は余分長をもったフレキシブルパイプ５２によって
接続されているので、排泥作業を中断することなく連続
的に行うことができる。そして、掘削機が所定量の掘進
を行うとセグメント６４を１リング分構築するときに、
スライドゲート４０を閉じるとともに機器の駆動を停止
し、フレキシブルパイプ５２と固定配管５４の接続を外
し、予備の定尺管５６を継足して次回の掘進作業に対応
するようにするのである。 このような実施例に係るシールド掘削機の排泥装置によ
れば、スクリュウコンベア２８から送給される泥土を加
圧ポンプ４２によって連続的、強制的に圧送するととも
に、エジェクタ５８を通じて圧搾空気を排泥管路に供給
してプラグ輸送を行わせるので、極めて高い効率で泥土
を長距割輸送することができるものとなる。この結果、
泥土圧式シールド掘削機においても、泥水式の場合と同
様に配管設備による泥土輸送が可能となり、狭いトンネ
ル空間にベルトコンベア設備やトロッコ輸送設備を設け
ることが不要となり、狭い空間スペースを有効に活用し
、後工程を迅速化して全体の作業効率を大幅に改善する
ことができる。 【発明の効果］ 以」−説明したように、本発明に係るシールド掘削機の
排泥装置によれば、スクリュウコンベアのり１泥］１に
遠心ポンプ等の加圧ポンプを接続し、当該加圧ポンプの
排出口にはフレキシブルパイプを介して固定排泥管に接
続するとともに加圧ポンプ排出経路の途中に圧搾空気を
送給するエジェクタを設けたことにより、泥土圧式のシ
ールド掘削機からの排出泥土を連続的に輸送して輸送効
、率を向上させるとともに、泥土輸送設備が占める空間
を小さくして作業スペースを大きくすることができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る排泥装置を備えたシールド掘削機
の断面構成図である。 １０　・・・シールド本体、１２．１６・・・・・・ハ
ルクヘッ１〜．１４　・・・カッタヘッド、２０・・・
・　シールドチャンバ、２６・・・・カッタ駆動モータ
、２８・・・・スクリュウコンベア、３４・・・・・取
込み口、３６・・・・油圧モータ、３８・・・・・・排
泥］コ、４０・・・・・・スライドゲート、４２・・・
・加圧ポンプ、４４・・・・・・吸込み口、４６・・・
・・吐出口、４８　・・・逆止弁、５０・・・・・・エ
クステンションパイプ、５２・・・・・・フレキシブル
パイプ、５４・・・・・・固定配管、５６・・・・・・
定尺管、５８・・・・・・エジェクタ、６０・・・・・
・コンブ１ノツサ、６４・・・・・推進ジヤツキ、６４
・・・・・・セグメント。 代理人　弁理士　村　」二　友　− １０・・・シールド本体 １２　、１６・・・バルクヘッド １４・・・カッタヘッド ２０・・・シールドチャンバ ２６・・カッタ１駆動モータ ２８・・・スフＩ）　ｗ−ウコンへ７ ６４・・・取込み口 ６６・・油圧モータ ６８・・排水口 ４０・・スライドケ−１・ ４２・・・加圧ポンプ ４４・・・吸込み口 ４６・・・吐出口 ４８・・・逆止弁 ５０・・・エクステンションパイプ ５２・・・フレキシブルパイプ ５４・・・固定配管 ５８・・・エジェクタ ６０・・・コンプレッサ ６２・・推進ジャツギ ６４・・・セグメント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、シールド本体の内部を前後に仕切るバルクヘッ
   ドに貫通して装備され、シールド本体前端のカッタヘッ
   ドと前記バルクヘッドによって区画形成されたシールド
   チャンバ内に開口された泥土取込み口と、シールド本体
   後方に開口された排泥口とを設けたスクリュウコンベア
   を備えてなるシールド掘削機の排泥装置において、 前記スクリュウコンベアの排泥口に遠心ポンプ等の加圧
   ポンプを接続し、当該加圧ポンプの排出口にはフレキシ
   ブルパイプを介して固定排泥管に接続するとともに加圧
   ポンプ排出経路の途中に圧搾空気を送給するエジェクタ
   を設けたことを特徴とするシールド掘削機の排泥装置。