JPH0445052B2 - - Google Patents

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進機に関し、特にシールド
掘進機で堀削された土砂量を計測するシールド掘
進機の排土量計測装置に関するものである。

［従来の技術］ シールド掘進機は筒状のシールドフレームの前
面にカツタ面板を回転自在に設け、そのシールド
フレーム内にカツター室を形成し、そのカツター
室に、カツター室内を土砂を排出するスクリユー
コンベアを接続したもので、カツター面板で地中
を掘進すると共にその掘削土砂をカツター室内に
取り込み、シールドフレーム後方に形成される掘
孔にセグメントを張設してトンネルを構築するも
のである。

このシールド掘進機においては、切羽崩落を防
止するために、カツター室内の土圧を測定し、そ
の土圧が一定となるようスクリユーコンベアの回
転を制御し、その排土量を制御しているが、土圧
を一定に保持しても土砂の取込量が相違し、その
ため安定した切羽が得られない問題がある。

このためスクリユーコンベアから排出された土
砂量を計測することがなされている。すなわち、
スクリユーコンベアからの土砂をズリトロ台車で
搬送する場合には、そのズリトロ台車ごと重量を
計測してその土砂重量を求めたり、或いはスクリ
ユーコンベアからの土砂を圧送ポンプで地上まで
圧送し、その圧送ポンプの駆動速度から移送量を
求めたり或いは電磁流量計などで求めるようにし
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらズリトロ台車で土砂を排出する場
合には、そのズリトロ台車の移動時にその重量を
計測するため精度が悪く、かつズリが台車から落
下して抗内を汚す問題がある。

また圧送ポンプで土砂を移送する場合には、ポ
ンプの容積と駆動速度から求めたのではその精度
が悪く、また電磁流量計で計測する場合には高価
になると共に土砂の性状に影響され必ずしも正確
とは言い難い問題がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
シールド掘進機に取り込まれた土砂を排出するに
おいてその土砂量を正確に計測することができる
シールド掘進機の排土量計測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目的］ 本発明は上記目的を達成するために、シールド
掘進機で地中を掘削し、その土砂をカツタ室に取
り込むと共にこれをスクリユーコンベア手段で排
出し、その排出される土砂の実排土量を計測する
ためのシールド掘進機の排土量計測装置におい
て、スクリユーコンベア手段からの土砂をトンネ
ル及び立抗を介して地上まで移送する圧送管と、
立抗近傍の地上に設置された架台と、該架台に支
持され、収容した土砂をダンプカーなどに受け渡
すホツパーと、そのホツパー上に設けられ、上記
圧送管から移送されるセグメントの１リング分の
排出土砂を収容するように形成された計量タンク
と、その計量タンクに形成され、土砂中の水を分
離して収容する排水槽と、上記計量タンクの重量
を検出する重量検出器と、計量タンクの底部に設
けられ、水が分離された土砂を下方のホツパーに
排出される開閉手段とを備えたものである。

［作用］ 上記構成によれば、シールド掘進機で掘削され
取り込まれたセグメントの１リング分の土砂を圧
送ポンプなどより圧送管を介して計量タンクに移
送し、その計量タンクで受けると共にその重量を
重量検出器で計測することにより正確な値を求め
ることができ、かつ計測後、水を分離した土砂を
開閉手段により下方のホツパーに土砂を移すこと
により地上での土砂の計測と搬送とを容易にでき
るようにしたものである。

［実施例］ 以下本発明に係るシールド掘進機の排土量計測
装置の好適一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

先ず第２図によりシールド掘進機１と、その土
砂排出装置の全体を説明する。図において１はシ
ールド掘進機で、筒状のシールドフレーム２の前
面にカツター面板３が設けられ、そのカツター面
板３の後方のシールドフレーム２にカツター室４
が形成される。シールド掘進機１で掘削された掘
孔にセグメント５を張設してトンネル６が構築さ
れる。このトンネル６は立抗７からシールド掘進
機１を搬入し、その立抗７から順次掘進方向に構
築され、その先端のセグメント５には押込みジヤ
ツキ８が設けられ、シールド掘進機１を掘進する
ようになつている。

カツター室４にはカツター面板３を通じて取り
込まれた掘削土砂９を排出するスクリユーコンベ
ア手段１０が接続される。このスクリユーコンベ
ア手段１０はカツター室４に接続される一次スク
リユーコンベア１１と、その一次スクリユーコン
ベア１１にフレキシブルジヨイント１２を介して
接続される二次スクリユーコンベア１３とからな
る。

このスクリユーコンベア手段１０にフレキシブ
ルジヨイント１４を介して密閉タンク１５が接続
される。

密閉タンク１５は土砂中の礫を分離するスクリ
ーン１６により上部室１７と下部室１８とに仕切
られ、上部室１７には土砂を撹拌するアジテータ
１９が設けられると共に礫排出のための開閉蓋２
０が設けられる。また下部室１８にはその下部室
１８内の土砂を地上まで圧送する圧送ポンプ２１
が設けられる。この圧送ポンプ２１は、コンクリ
ートなどを移送するグラベルポンプなどからな
り、油圧ポンプ２２ａを有する圧送ポンプ駆動装
置２２により駆動制御される。

密閉タンク１５の上部室１７には、土圧計２４
が設けられる。土圧計２４は上部室１７内の全圧
を測定する全圧計と、フリルタなどにて土砂から
水を分離し、その水圧を測定する水圧計とからな
り、土圧はその全圧から水圧を引いた値として計
測される。この土圧計２４の検知信号は圧送ポン
プ制御手段２５に入力され、検出した土圧が一定
となるよう制御信号２３を出力して圧送ポンプ駆
動装置２２を制御し、圧送ポンプ２１の土砂吐出
量を制御する。すなわち、圧送ポンプ制御手段２
５は圧送ポンプ駆動装置２２の油圧を制御し、そ
の油圧変化により圧送ポンプ２１の駆動速度（土
砂吐出量）を制御する。

圧送ポンプ２１には圧送管２６が接続され、そ
の圧送管２６が立抗７を通して地上に延出され
る。圧送管２６の途中にはリンク状に接続された
伸縮管２７が接続され、シールド掘進機１の掘進
に合せてその長さを変えられるようになつてい
る。

地上に延出された圧送管２６は本発明の排土量
計測装置Ａに接続される。

この排土量計測装置Ａを第１図により詳しく説
明する。

第１図において架台２８に支持されてホツパー
２９が設けられ、そのホツパー２９上に圧送管２
６に接続される計量タンク３０が配置される。計
量タンク３０は支持台３１上に設置され、その支
持台３１と架台２９間に計量タンク３０の重量を
計測する荷重計などの重量検出器３２が設けられ
る。計量タンク３０の底部にはスライデイングゲ
ートなどの開閉手段３３が設けられ、また計量タ
ンク３０内の水をフイルターなどで分離して貯め
る排水槽３４が支持台３１上に設けられ、その排
水槽３４にバルブ３５を介して排水管３６が接続
される。この排水管３６及び圧送管２６は計量タ
ンク３０の重量計測に支障がないよう途中にフレ
キシブル管などが接続される。

計量タンク３０の容積はシールド掘進器１がセ
グメント５の１リング分の掘削土砂９が収容でき
る容量に形成され、またホツパー２９の容積は数
リング分の掘削土砂を収容できるようにされると
共にダンプカー３７に土砂を受け渡すべく排出ゲ
ート（図示せず）が設けられている。

重量検出器３２の検出重量信号３８は第２図に
示すように土圧土量制御手段３９に入力される。
土量土圧制御手段３９は押込みジヤツキ８の推進
速度４０と、推進量信号４１と、カツター室４に
設けた土圧計４２の土圧信号４３が入力されてお
り、これら信号と排土量計測装置Ａからの検出重
量信号３８とを比較し、スクリユーコンベア手段
１０、すなわち一次スクリユーコンベア１１と、
二次スクリユーコンベア１３の駆動モータ１１
ａ，１３ａの回転数を制御すべく信号４４，４５
を出力する。すなわち、定常時は、土量土圧制御
手段３９はカツター室４の土圧信号４３によりそ
の土圧が設定の土圧を維持するようにスクリユー
コンベア手段１０に信号４４，４５を出力し、そ
の排土量を制御するが、検出重量信号３８からの
実排土量と、シールド掘進機１の推進量及び速度
から求まる理論上の排土量とを比較し、スクリユ
ーコンベア手段１０での排土量が適正であるかど
うかを判断し、その結果、スクリユーコンベア手
段１０の排土量が適正であれば、そのままの状態
で掘進するようになし、また不適当であればその
設定の土圧値を補正してスクリユーコンベア手段
１０の排土量を補正する。

尚、４６は密閉タンク１８、圧送ポンプ駆動装
置２２、伸縮管２７などを掘進と共に移動させる
走行台車、４７は圧送管２６に設けた注水リング
で、排土量計測装置Ａの排水管３６からの排水が
注水リング４７に供給され、土砂の移送を容易に
する。

次に本発明の作用を説明する。

先ずシールド掘進機１による掘削とその土砂の
排出を第２図により説明する。

シールド掘進機１は押込みジヤツキ８により切
羽面に押込まれ、同時にカツター面板３の回転に
より掘進する。掘進によりカツター室４内には土
砂９が取り込まれる。この場合カツター室４内の
土圧を土圧計４２により検出し、その土圧が一定
となるよう土量土圧制御手段３９が、スクリユー
コンベア手段１０すなわち、一次スクリユーコン
ベア１１と二次スクリユーコンベア１３に信号４
４，４５を出力し、そのカツター室４内の土砂の
取込み量を制御する。

このスクリユーコンベア手段１０により排出さ
れる土砂は密閉タンク１５内に供給される。密閉
タンク１５内に供給された土砂は、先ず上部室１
７に入り、そこでスクリーン１６により土砂中の
礫分が分離されたのち、下部室１８内に入る。次
にこの土砂は圧送ポンプ２１により圧送管２６を
介して本発明の排土量計測装置Ａに送られるが、
密閉タンク１５内の土砂はその土圧が一定となる
よう圧送ポンプ制御手段２５により圧送ポンプ２
１の土砂供給量が制御されるためスクリユーコン
ベア手段１０の排土量と圧送ポンプ２１の圧送量
とがマツチングし、排土量計測装置Ａにはスクリ
ユーコンベア手段１０の排土量に応じた土砂が供
給される。

第１図に示すように圧送管２６からの土砂９は
計量タンク３０内に排出され、その重量が連続的
に重量検出器３２で検出され、その検出重量信号
３８が第２図に示した土量土圧制御手段３９に入
力されるる この計量タンク３０はシールド掘進機１が、セ
グメント５を張設したのち新たに１リング分掘進
する際の土砂９を受けるようになし、１リング分
掘進したならば開閉手段３３が開き、その土砂９
を下方のホツパー２９に排出する。この場合計量
タンク３０に流入する土砂中には水が多量に含ま
れているため、金網などのフイルタなどを通して
土砂から水を分離して排水槽３４に移し、土砂の
みホツパー２９に排出することで、そのホツパー
２９からダンプカー３７に土砂を受け渡した場
合、泥水が漏れ出すなどの問題を生じない。ま
た、排水槽３４からの水は排水管３６より圧送管
２６の注水リング４７に供給し、土砂の輸送に供
することもできる。

このようにして重量検出器３２で検出された重
量信号は土量土圧制御手段３９に入力され、上述
したように実排土量からカツター室４の設定土圧
が適正かどうかを判断し、適宜その設定土圧を補
正してスクリユーコンベア手段１０の排土量を制
御する。

尚、上述の実施例においてはホツパー２９上に
計量タンク３０を略固定して設ける例を示した
が、ホツパー２９を並設し、そのホツパー２９上
を計量タンク３０が移動してその各ホツパー２９
に土砂を排出できるように構成してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述してきたことから明らかなように本発
明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。

(1) 立抗近傍に課題を設置し、その架台上に、土
砂排出用のホツパーと重量計測用の計量タンク
に分けて設け、圧送管から連続的に排出される
土砂を計測タンクで計測することで、シールド
掘進機のセグメントの１リング分の掘進量に対
するスクリユーコンベア手段の実排土量を正確
に計測することができる。

(2) 計量タンクに排水槽を形成し、土砂中の水を
分離し、水を分離した土砂のみをホツパーに移
して排出することで、ダンプカーなどに土砂を
受け渡した際に泥水が漏れ出すなどの問題を起
さない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシールド掘進機の排土量
計測装置の一実施例を示す図、第２図は本発明の
シード掘進機の排土量計測装置の全体の概要を示
す図である。 図中、１はシールド掘進機、９は土砂、２９は
架台、３０は計量タンク、３１はホツパー、３２
は重量検出器、３３は開閉手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールド掘進機で地中を堀削し、その土砂を
   カツタ室に取り込むと共にこれをスクリユーコン
   ベア手段で排出し、その排出される土砂の実排土
   量を計測するためのシールド掘進機の排土量計測
   装置において、スクリユーコンベア手段からの土
   砂をトンネル及び立抗を介して地上まで移送する
   圧送管と、立抗近傍の地上に設置された架台と、
   該架台に支持され、収容した土砂をダンプカーな
   どに受け渡すホツパーと、そのホツパー上に設け
   られ、上記圧送管から移送されるセグメントの１
   リング分の排出土砂を収容するように形成された
   計量タンクと、その計量タンクに形成され、土砂
   中の水を分離して収容する排水槽と、上記計量タ
   ンクの重量を検出する重量検出器と、計量タンク
   の底部に設けられ、水が分離された土砂を下方の
   ホツパーに排出される開閉手段とを備えたことを
   特徴とするシールド掘進機の排土量計測装置。