JPH0421040B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小口径トンネルの構築に使用される
曲線施工の可能な押管式シールド掘進機に関す
る。

〔従来の技術〕

従来公知の押管式シールド掘進機は、先端掘進
部であるシールドとトンネル外壁を構成する後続
管（ヒユーム管）を、立坑に設置した元押装置に
より地山へ押し込みながら掘進していくものであ
り、掘進に必要な推力を元押装置から得ているた
め、シールドの掘進方向を変えることが難しく、
曲線加工はほとんど不可能であつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２図に示すように、押管式シールド掘進機の
シールドを前後に分割し、前部シールド１と後部
シールド２を複数本（図示例では４本）のシール
ドジヤツキ３ａ〜３ｄにより伸縮自在に連結し、
掘進時の推力をシールドジヤツキ３ａ〜３ｄで与
えるようにすれば、曲線施工が可能となる。すな
わち、立坑６に設置した元押装置５が休止してい
る間に、シールドジヤツキ３ａ〜３ｄを伸ばし、
後部シールド２を反力受けとして前部シールド１
に推力を与え掘進させる操作〔第２図ａ〕と、シ
ールドジヤツキによる掘進終了後、そのストロー
ク分だけ元押装置５により後部シールド２および
後続管４ａ〜４ｃを押し込み、シールドジヤツキ
３ａ〜３ｄを縮める操作〔第２図ｂ〕を繰り返し
てトンネルの構築を行ない、曲線加工時には、シ
ールドジヤツキ３ａ〜３ｄのストロークを左右で
変えることにより、前部シールド１の掘進方向を
変化させるものである。（第３図参照）。

しかし、ここで問題となるのは、元押装置５に
よりシールドジヤツキ３ａ〜３ｄを縮めていく時
のシールドジヤツキ伸び側の圧力管理である。こ
の時、もしシールドジヤツキ伸び側の圧力がシー
ルド前面土圧（静止土圧）より低ければ、前部シ
ールド１が後退して切羽の崩壊、地表面の陥没を
招く可能性が大きく、逆にシールドジヤツキ伸び
側の圧力が高すぎれば、前部シールド１が切羽に
食い込み、地表面の隆起をひき起す原因になる。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、曲線施
工が可能で、かつシールド掘進後に切羽の崩壊や
切羽へのシールドの食い込みを防止しながら後続
管の元押しが行なえる押管式シールド掘進機を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、掘進時に推力を与えるシールドジ
ヤツキの油圧回路に、シールド前面土圧に応じて
設定圧を遠隔より電気的に調整可能で、シールド
ジヤツキを元押装置により縮めていく時に、シー
ルドジヤツキの伸び側の圧力を設定圧に保持しな
がら圧力油を逃がす油圧バルブを設けることによ
り、達成される。

〔作用〕

元押装置によりシールドジヤツキを縮めていく
時、土圧計により計測したシールド前面土圧を静
止土圧に相当する一定値に保つように、遠隔の操
作盤よりシールドジヤツキの油圧回路に接続され
た前記油圧バルブの設定圧を電気的に調整してや
れば、シールドジヤツキの伸び側に前面土圧とつ
り合う圧力が保持されるので、前部シールドが後
退することなく、また切羽に食い込むこともなし
にシールドジヤツキを縮ることができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を以下に詳細説明する。

第４図、第５図に本発明による押管式シールド
掘進機のシールド内部構造を示す。前部シールド
１は先端掘進部で、回転カツタ７、バルクヘツド
８、排土用スクリユーコンベア９、土圧計１０等
が装備されている。バルクヘツド８に取付けられ
た土圧計１０はシールド前面土圧を計測して遠隔
の操作盤に信号を送り、この計測した土圧に基づ
いてスクリユーコンベア９による排土量の制御等
が行なわれる。後部シールド２は、前部シールド
１とほぼ同径の円筒体で、先端の細くなつた部分
は前部シールド１内に土砂シール１１を介して伸
縮自在に差し込まれており、掘進時の反力を後続
管４ａ〜４ｃに伝える。後続管４ａ〜４ｃは後部
シールド２と第２図に示す元押装置５の間で、掘
進するにつれてふえていく円筒状の管（ヒユーム
管）で、トンネル外壁を構成する。シールドジヤ
ツキ３ａ〜３ｄは、シリンダ側を前部シールド１
に、ロツド側を後部シールド２に連結されてお
り、前部シールド１を推進するために用いられ
る。

次に、第１図に示すシールドジヤツキの油圧回
路について説明する。１２は作動油を溜めるオイ
ルタンク、１３はオイルタンク１２から作動油を
吹込み、油圧を発生させるポンプユニツト、１４
はアンロード（０Kg／cm²）と作動圧力（例えば
350Kg／cm²）の切換を行なう圧力設定マニホルド、
１５はバイパス流量を変えることにより、シール
ドジヤツキ３ａ〜３ｄの作動速速度を遠隔制御す
るための電磁比例流量制御弁、１６は油圧回路の
作動圧力を電気信号に変換して操作盤上の圧力計
に送る圧力センサ、１７はシールドジヤツキ３ａ
〜３ｄの押引選択およびロツクを行なう４連選択
弁、１８ａ〜１８ｄはシールドジヤツキ３ａ〜３
ｄの圧力制限および圧力保持回路とバキユーム回
路を形成するチエツクマニホルド、１９はシール
ドジヤツキ３ａ〜３ｄのオーバロード圧と保持圧
力を電気信号に変換して操作盤上の圧力計に送る
圧力センサ、２０はシールドジヤツキ３ａ〜３ｄ
の最大圧力（例えば350Kg／cm²）に設定されたオ
ーバロード防止用リリーフ弁（安全弁）、２１は
圧力保持回路の電磁切換弁、２２はシールド前面
土圧に応じて設定圧を電気的に遠隔調整される油
圧バルブの具体例として示した電磁比例リリーフ
弁で、例えば入力電流の大きさを変えることによ
り設定圧を10〜350Kg／cm²に可変としたものであ
り、元押装置５が作動している間だけ電磁切換弁
２１を作動させて、電磁比例リリーフ弁２２を圧
力保持回路に接続する。この時、前記土圧計１０
で計測したシールド前面土圧を静止土圧に相当す
る一定値に保つように、電磁比例リリーフ弁２２
の設定圧を遠隔調整してやれば、シールドジヤツ
キ３ａ〜３ｄの伸び側の圧力油は、チエツクマニ
ホルド１８ａ〜１８ｄのＰポートより電磁切換弁
２１および電磁比例リリーフ弁２２を通つてオイ
ルタンク１２へ流れ、シールドジヤツキ３ａ〜３
ｄの伸び側に前面土圧とつり合う圧力を保持させ
ながら、シールドジヤツキ３ａ〜３ｄを元押装置
５により縮めていくことができる。この時、シー
ルドジヤツキ３ａ〜３ｄの引込み側にはチエツク
マニホルド１８ａ〜１８ｄのＴポートを通つて油
が流入する。油圧回路の構成としては、オーバロ
ード防止用リリーフ弁２０、電磁切換弁２１を使
用しないで、電磁比例リリーフ弁２２を直接圧力
保持回路に接続し、設定圧の切換により元押装置
５を作動させる時以外はオーバロード防止用リリ
ーフ弁として使用することもできるが、本実施例
では、万一電磁比例リリーフ弁２２が壊れた場合
や停電時に電磁切換弁２１で油路を閉じ、シール
ドジヤツキ伸び側の圧力低下により前部シールド
１が後退して切羽の崩壊を招くことがないように
している。

電磁比例リリーフ弁２２は、入力電流の大きさ
に比例して設定圧が変化するので、任意に、しか
もすばやく遠隔操作で圧力設定ができ、圧力設定
を自動化することも容易である。

曲線施工する場合には、４連選択弁１７を用い
てシールドジヤツキ３ａ〜３ｄのストロークを左
右で変えることにより、第３図に示すように前部
シールド１と後部シールド２の間でシールドを中
折れさせて掘進し、その後から後続管４ａ〜４ｃ
を元押装置５で押すと、後続管４ａ〜４ｃは曲線
に沿つて目開きしながら追従する。これにより、、
後続管の目開き量に制限はあるが、半径80ｍ程度
までの曲線施工が可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、元押装置によりシールドジヤ
ツキを縮めていく時、シールドジヤツキの伸び側
にシールド前面土圧とつり合う圧力を保持させる
ことができるので、切羽の崩壊や切羽へのシール
ドの食い込みを防止しながら元押しが行なえるよ
うになり、曲線施工の可能な押管式シールド掘進
機を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す油圧回路図、
第２図ａ，ｂは本発明による押管式シールド掘進
機の概略説明図、第３図は曲線施工の説明図、第
４図は本発明による押管式シールド掘進機のシー
ルド部縦断面図、第５図はシールドジヤツキの配
置例を示す横断面図である。 １……前部シールド、２……後部シールド、３
ａ〜３ｄ……シールドジヤツキ、４ａ〜４ｃ……
後続管、５……元押装置、１０……土圧計、２２
……電磁比例リリーフ弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前部シールドと後部シールドを連結している
   シールドジヤツキの推力により前部シールドを掘
   進させ、掘進終了後、そのストローク分だけ後部
   シールドおよび後続管を元押装置により押し込む
   操作を繰り返してトンネルを構築する押管式シー
   ルド掘進機において、シールドジヤツキの油圧回
   路に、シールド前面土圧に応じて設定圧を遠隔よ
   り電気的に調整可能で、シールドジヤツキを元押
   装置により縮めていく時に、シールドジヤツキの
   伸び側の圧力を設定圧に保持しながら圧力油を逃
   がす油圧バルブを設けたことを特徴とする押管式
   シールド掘進機。