JPH04203093A - 泥土圧式シールド掘進機 - 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〕 この発明はシールド本体内に設置された排土用スクリュ
ウコンベヤ内に、高水圧に対抗する止水プラグを形成し
て掘進する泥土圧式シールド掘進機と土質改良剤の注入
方法に関する。

〔従来の技術］ 従来高水圧が作用する地山を掘削するシールド工法とし
ては、チャンバ内に泥水を注入して切羽に作用する圧力
（土庄＋水圧）を保持させることにより、地山の崩壊な
どを防止しながら掘進する泥水加圧式シールド工法が知
られている。

上記泥水加圧式シールド工法では、切羽を圧力的に密閉
構造とすることができることから。

地山の崩壊などを防止しながら掘進できる効果がある。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし泥水にて加圧することから、透水性が高く、かつ
自立性の低い砂層や礫層などを掘進する場合、逸泥が生
じ、地山の崩壊を招くことがあワた。

また切羽圧力を保持するために大掛りな泥水加圧設備を
必要として経費が嵩むと共に１ｍ削した土砂は泥水とと
もに排泥管により地上へ搬出して、地上に設置した泥水
処理装置で処理するため泥土圧式シールド工法と比較し
て広大な用地を必要とし、近年都市部での用地の確保が
困難なことから、都市部での工事には採用しにくいなど
の不具合もあった。

この発明は上記従来の不具合を改善する目的でなされた
もので、高水圧が作用する地山を崩壊させることなく安
全に掘進が可能な泥土圧式シールド掘進機を提供しよう
とするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は上記
目的を達成するために、シールド本体の前部に設けられ
たチャンバと切羽の間に掘削添加剤（粘土・ベントナイ
トのスラリー）を注入してカンタヘッドにより掘進する
と共に、チャンバ内で掘削添加剤と土砂をよく撹拌し流
動性をもつ泥土の状態で土砂を排出用スクリュウコンベ
ヤにより排出するようにした泥土圧式シールド掘進機に
おいて、上記排出用スクリュウコンベヤをチャンバ内よ
り土砂を搬出する主スクリュウコンベヤと該主スクリュ
ウコンベヤに着脱自在な副スクリュウコンベヤより構成
し、かつ上記副スクリュウコンベヤに土質改良割注入管
より土質改良剤を注入して搬送中の土砂の土質改良を行
うと共に、上記副スクリュウコンベヤの後端側に、高水
圧に耐える止水プラグを形成するプラグ形成ゾーンを設
けたものである。

土質改良剤注入方法としては、主剤を予め掘削添加剤中
に分散させておいて助剤をスクリュウコンベヤより注入
する方法と、スラリー化した改良剤をスクリュウコンベ
ヤから注入する方法の２種類がある。

これによって掘進中高圧水が発生しても、この高圧水を
止水プラグが阻止してシールド内へ流動化した掘削土砂
が噴発するのを防止することができる。

また土質改良により固形化して土砂を搬出することがで
きるため、泥水加圧式シールド工法が必要とする広大な
用地の確保が困難な都市部での工事にも採用が可能とな
る。

〔実施例〕

この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図においてｌは地中を掘進するシールド本体で、前
部にカッタモータ２により回転されるカッタへラド３が
設けられている。

上記カッタへラド３の前面には多数のカッタ３ａが突設
されていて、カンタヘッド３の回転にともないシールド
本体ｌ前方の切羽を掘削するようになっていると共に、
カッタへシト３により掘削された土砂は図示しない土砂
取込み口よりチャンバ１ａ内に取込まれるようになって
いる。

チャンバ１ａ内は隔壁ｉｂによりシールド本体１内と区
割されていて密閉構造となっており。

掘削添加剤（粘土＋ベントナイトのスラリー）注入管４
よりカンタヘッド３の回転軸３ｂ内を経て切羽に向は注
入された掘削添加剤により流動化した土砂をチャンバｌ
ｂ内に充満させて切羽の土圧に対抗する圧力が保持され
るようになっている。

またチャンバ１ａ内に取込まれた土砂はチャンバ１ａ内
で掘削添加剤と均一に混合されて塑性流動体化され、排
土用スクリュウコンベヤ６の主スクリユコンベヤ７内へ
取り込まれるようになっている。

上記排土用スクリュウコンベヤ６は、先端がチャンバ１
ａ内に突出された主スクリュウコンベヤ７と副スクリュ
ウコンベヤ８より構成されている。

主スクリュウコンベヤ７は先端側が低くなるように１頃
斜されたケーシング７ａと、このケーシング７ａ内に設
けられたスクリュウ７ｂよりなり、ケーシング７ａの後
端に取付けられたモ−タ７Ｃによりスクリュウ７ｂが回
転されると共に、スクリュウ７ｂの先端はケーシング７
ａの先端側間ロアｄよりチャンバ１ａ内へ突出されてい
て、チャンバ１ａ内の塑性流動体化された土砂をケーシ
ング７ａ内へ取込むようになっている。

ケーシング７ａ内に取込まれた土砂はスクリュウ７ｂに
よりケーシング７ａの後端側に送られ、ケーシング７ａ
の後端側下部に設けられた土砂排出ロアｅよりゲート７
ｆを経て副スクリュウコンベヤ８へ排出される。

副スクリュウコンベヤ８は予めオプションとして用意さ
れていて、必要に応じて主スクリュウコンベヤ７の排出
ロアｅに着脱できるようになっている。

上記副スクリュウコンベヤ８は前端側の土砂取入口８ｄ
が主スクリュウコンベヤ７の排土ロアｅに接続されたケ
ーシング８ａと、このケーシング８ａ内に収容されたリ
ボンスクリュウ８ｂよりなり、リボンスクリュウ８ｂは
ケーシング８ａの後端側外周部に設けられた複数個のモ
ータ８Ｃにより回転されるようになっている。

一方上記副スクリュウコンベヤ８のケーシング８ａの前
端側外周部には土質改良剤注入管ｌＯが接続されていて
１主スクリユウコンベヤ７より副スクリュウコンベヤ８
のケーシング８ａ内に取込まれた土砂に、この土質改良
注入管ｌＯより土質改良剤が注入されるようになってい
る。

土質改良剤の注入された土砂はリボンクリュウ８ｂによ
りケーシング８ａ内で撹拌されて土砂と均一に混合され
、塑性流動体化された土砂が固形化するよう土質の改良
が行われるようになっていると共に、土質の改良された
土砂はモータ８Ｃ付近の圧密部１１で圧密されて高水圧
に耐える止水プラグ１３を形成し、ゲート８ｆを経て排
土口８ｅより排出されるようになっている。

スクリュウ８ｂのないプラグ形成ゾーンは土砂の搬送に
対して大きな抵抗となり、止水プラグ１３に土砂を充填
させる機能を有する次に作用を説明すると、シールド本
体ｌの推進に伴いカッタへラド３が掘削した土砂は、切
羽に向けて注入された掘削添加剤とともにチャンバ１ａ
内へ取込まれた後、主スクリュウコンベヤ７のスクリュ
ウ７ｂによりケーシング７ａ内へ取込まれる。

ケーシング７ａ内へ取込まれた土砂はスクリュウ７ｂに
よりケーシング７ａの後端側へ送られて排土ロアｅより
副スクリュウコンベ＋８のケーシング８ａ内へ取込まれ
る。

副スクリュウコンベヤ８のケーシング８ａ内に取込まれ
た土砂には、土質改良剤注入管ｌＯより土質改良剤が注
入され、リボンスクリュウ８ｂによりケーシング８ａ内
を搬送されている間に土砂と土質改良剤が均一に混合さ
れて土質の改良が行われる。

土質が改良されて固形化された土砂は圧密部１１に達し
たところで圧密か開始され、さらにリボンスクリュウ８
ｂのないプラグ形成ゾーン１２の土砂搬送に抵抗する機
能により高水圧に耐える止水プラグ１３が確実に形成さ
れる。

これによって掘進中突発的に高水圧が発生しても、この
止水プラグ１３がこれを阻止するため。

高水圧により掘削土砂がシールド本体ｌ内へ噴発するの
を防止することができる。

またプラグ形成ゾーン１２の土砂は止水プラグ１３から
の土砂の流入にともない後端側よりゲートを経て排出口
より排出され１図示しない土砂搬出装置により後方へ搬
出する。

なお第１図に示したものはスクリュウを上下２段に設け
たシールド掘進機についてこの発明を適用したものであ
るが、第２図のように両スクユウを直結したシールド掘
進機についても同様に実施できる。

〔発明の効果］ この発明は以上詳述したように排出用スクリュウコンベ
ヤを主スクリュウコンベヤと副スクリヱウコンベヤより
構成し、副スクリュウコンベヤ内で土砂に土質改良剤を
注入して土質の改良を行うと共に、副スクリュウコンベ
ヤの後部で改良して土砂を圧密して高水圧に耐える止水
プラグを形成するようにしたことから、掘進中に高水圧
が発生しても、この高水圧を止水プラグが対抗してシー
ルド本体内へ掘削土砂が噴発するのを防止することがで
きるため１作業が安全に行えるようになる。

また主スクリュウコンベヤに対して副スクリュウコンベ
ヤは、必要に応じて取付けて使用できるため、高水圧が
発生するおそれのある地層での掘削には副スクリュウコ
ンベヤを取付け。

通常の地質の掘削には主スクリュウコンベヤのみを使用
するなどの使い分けができるようになると共に１通常の
地層の掘削でも副スクリュウコンベヤを取付けることに
より、土質を改良した土砂を搬出できるため、改めて泥
土改良システムを設置する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例になる上下２段ｌ・・・シ
ールド本体、　　　　１ａ・・・チャンバ３・・・カッ
タヘッド。 ６・・・排土用スクリュウコンベヤ。 ７・・・主スクリュウコンベヤ。 ８・・・副スクリュウコンベヤ。 ＩＯ・・・土質改良剤注入管、１１・・・圧密部。 １２・・・プラグ形成ゾーン、　　１３・・・止水プラ
グ。 特許出願人　　株式会社　鴻池組 （ほか１名） 代　　理　　人　　　　（弁理士）　　松　　澤　　　
統（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シールド本体１の前部に設けられたチャンバ１ａと切羽
   の間に掘削添加剤（粘土＋ベントナイトのスラリー）を
   注入してカッタヘッド３により掘進すると共に、チャン
   バ１ａ内で掘削添加剤と土砂をよく撹拌し流土性をもつ
   泥土の状態で排土用スクリュウコンバヤ６により排出す
   るようにした泥土圧式シールド掘進機において、上記排
   土用スクリュウコンベヤ６をチャンバ１ａ内より土砂を
   搬出する主スクリュウコンベヤ７と該主スクリュウコン
   ベヤ７に着脱自在な副スクリュウコンベヤ８より構成し
   、かつ上記副スクリュウコンベヤ８に土質改良剤注入管
   １０より土質改良剤を注入して搬送中の土砂の土質改良
   を行うと共に、上記副スクリュウコンベヤ８の後端側に
   、高水圧に耐える止水プラグ１３を形成する圧密部１１
   及びプラグ形成ゾーン１２を設けてなる高水圧対応型の
   泥土圧式シールド掘進機。