JPH0449274Y2 - - Google Patents

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JPH0449274Y2
JPH0449274Y2 JP1990038798U JP3879890U JPH0449274Y2 JP H0449274 Y2 JPH0449274 Y2 JP H0449274Y2 JP 1990038798 U JP1990038798 U JP 1990038798U JP 3879890 U JP3879890 U JP 3879890U JP H0449274 Y2 JPH0449274 Y2 JP H0449274Y2
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sand
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earth
jet pump
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は小口径トンネル掘削機に係り、詳しく
は、掘削土砂を搬出するためにジエツトポンプを
設けたトンネル掘削機に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a small-diameter tunnel excavation machine, and more specifically, to a tunnel excavation machine equipped with a jet pump for transporting excavated earth and sand.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、トンネル掘削機は第1図に示すように、
切羽1を掘削するため回転するカツタデイスク2
の背面にカツタチヤンバ3が形成され、カツタデ
イスク2に固着されたバケツト4の回転により持
ち上げられた掘削土砂5が、カツタチヤンバ3内
の下方に設けたホツパ6に投入されるようになつ
ている。そして、ホツパ6内で集積された土砂は
ベルトコンベア7などに乗載され、機外の後方へ
搬出される。
Conventionally, tunnel excavators, as shown in Figure 1,
Cutting disk 2 rotating to excavate face 1
A cutter chamber 3 is formed on the back side of the cutter chamber 3, and excavated soil 5 lifted up by the rotation of a bucket 4 fixed to the cutter disk 2 is thrown into a hopper 6 provided below in the cutter chamber 3. The earth and sand accumulated in the hopper 6 is then loaded onto a belt conveyor 7 or the like and carried out to the rear outside the machine.

このようなトンネル掘削機8において湧水のな
い切羽1を掘削する際には、掘削土砂5が発塵し
て作業環境を悪くすると共に、カツタデイスク2
に装着されたカツタ9も発熱するので、防塵およ
びカツタ冷却のために、別途、水がカツタチヤン
バ3内に噴射されることがある。
When such a tunnel excavator 8 excavates a face 1 without spring water, the excavated earth and sand 5 generates dust, worsening the working environment, and the cutter disc 2
Since the cutter 9 attached to the cutter chamber 3 also generates heat, water may be separately injected into the cutter chamber 3 to prevent dust and cool the cutter.

しかし、この水が掘削された土砂と混合して搬
出土砂が固液混合状態となつたり、また、湧水の
多い切羽ではその抑制が困難であるので、掘削土
砂が流動化する。このような固液混合体をベルト
コンベアに載せると、掘削土砂がベルトコンベア
上を逆流したり滑落し、ベルトプーリに噛み込ん
でベルトプーリを太らせ、ベルト張力が増大して
コンベアベルトの切断等の事故が発生する欠点が
ある。
However, this water mixes with the excavated earth and sand, resulting in the transported earth and sand becoming a solid-liquid mixture, and since it is difficult to suppress this in a face where there is a lot of spring water, the excavated earth and sand becomes fluidized. When such a solid-liquid mixture is placed on a belt conveyor, excavated soil flows backwards or slides down on the belt conveyor, gets caught in the belt pulley, thickens the belt pulley, increases belt tension, and causes the conveyor belt to break, etc. The disadvantage is that accidents occur.

上述したベルトコンベアとは異なり、第2図に
示すようなスクリユーコンベア10で掘削土砂を
搬出する場合は、カツタチヤンバ3が水密構造に
されている。しかし、掘削機8の後方でスクリユ
ーコンベア10から図示しないベルトコンベアに
転載する際に、上述と同様の欠点が生じる。
Unlike the above-mentioned belt conveyor, when excavated earth and sand are transported by a screw conveyor 10 as shown in FIG. 2, the cutter chamber 3 has a watertight structure. However, when transferring from the screw conveyor 10 to a belt conveyor (not shown) behind the excavator 8, the same drawbacks as described above occur.

第3図に示す泥水加圧式シールド掘進機11で
は、水密構造のカツタチヤンバ3の上方と下方に
それぞれ送水管12や排泥管13が設けられ、遠
心ポンプ33などで固液混合状態の掘削土砂が、
機外に排出されるようになつている。このような
掘進機11のカツタチヤンバ3では、遠心ポンプ
33による流体輸送において、排泥管13の吸込
口13aで空気を吸い込むと、ポンプ性能が著し
く低下して搬出が不可能となり、固液混合状態の
掘削土砂は、カツタチヤンバ3内に停滞する問題
がある。
In the mud water pressurizing type shield excavator 11 shown in FIG. 3, a water supply pipe 12 and a mud removal pipe 13 are installed above and below a cutter chamber 3 having a watertight structure, respectively, and a centrifugal pump 33 or the like is used to pump excavated earth and sand in a solid-liquid mixed state. ,
It is now being ejected outside the aircraft. In such a cutter chamber 3 of the excavator 11, when air is sucked in through the suction port 13a of the mud removal pipe 13 during fluid transport by the centrifugal pump 33, the pump performance deteriorates significantly, making it impossible to transport the mud, resulting in a solid-liquid mixed state. There is a problem in that the excavated earth and sand stagnates inside Katsutachiyamba 3.

加えて、遠心ポンプ33の吸引力(真空度)が
低いので、吸込口13aからポンプ33までの距
離が長い場合、吸引不能となることを防止しな
ければならない。そのために、カツタチヤンバ3
に水圧を維持させる必要があり、耐圧強度の高い
構造が要求されることになる。
In addition, since the suction force (degree of vacuum) of the centrifugal pump 33 is low, if the distance from the suction port 13a to the pump 33 is long, it is necessary to prevent suction from becoming impossible. For that purpose, Katsutachiyamba 3
It is necessary to maintain water pressure, and a structure with high pressure resistance is required.

〔考案が解決しようとする課題〕[The problem that the idea aims to solve]

いずれの例においても掘削機自体の外径が小さ
い場合、前記したホツパの底面積を広く確保する
ことが困難であり、また、土砂を搬出するコンベ
アの径や幅も大きいものを採用することができな
い状況にある。
In either case, if the outside diameter of the excavator itself is small, it is difficult to secure a wide bottom area for the hopper, and it is also difficult to use a conveyor that carries out the earth and sand with a large diameter and width. I'm in a situation where I can't.

とりわけ、最近では、トンネル掘削機の分野に
おいて、必要最少限度の掘削径で経済性を確保す
ることができるTBM(トンネル・ボーリング・
マシン)の出現が望まれている。この場合には、
掘削土砂・土石(ズリ)を出すための設備の大き
さ・作業スペース等から小径化の下限が、せいぜ
い2.6m直径程度までに制約されており、より一
層小口径化されたトンネル掘削機の実現のために
種々な研究が重ねられている。
In particular, recently, in the field of tunnel boring machines, TBM (tunnel boring machine), which can ensure economic efficiency with the minimum necessary excavation diameter, has been
machine) is expected to emerge. In this case,
Due to the size of the equipment and work space used to extract excavated earth and rock (sludge), the lower limit of diameter reduction is limited to a diameter of 2.6 m at most, making it possible to create tunnel excavators with even smaller diameters. Various studies have been conducted for this purpose.

一方、掘削機の後方で上記のベルトコンベアな
どから搬出トロツコに積み替え、トンネル外へ搬
出する場合、敷設されたレールを単線にせざるを
得なく、空トロツコの時間待ちを考慮して、掘削
作業を間欠的に行う必要がある。また、トロツコ
の通行上の安全にも留意しなければならない。
On the other hand, when the excavator is transferred from the above-mentioned belt conveyor to the unloading trolley at the rear of the excavator and transported out of the tunnel, the laid rail must be made into a single track, and the excavation work must be carried out in consideration of the waiting time for the empty trolley. Must be done intermittently. Also, consideration must be given to traffic safety in Trotsko.

ところで、実開昭53−129136号公報や実開昭55
−71792号公報には、カツタチヤンバ内を常に泥
水で加圧したいわゆる泥水加圧シールド型の掘削
機が記載されている。この場合、カツタチヤンバ
内の圧力などを利用して、掘削ズリを泥水に伴わ
せて、排泥管より搬出させるようになつている。
By the way, Utility Model Application Publication No. 53-129136 and Utility Model Application Publication No. 55
Publication No. 71792 describes a so-called mud water pressure shield type excavator in which the inside of the cutting chamber is constantly pressurized with mud water. In this case, the pressure inside the cutter chamber is used to carry out the excavated waste along with the mud water through the mud removal pipe.

この種の掘削機においては、カツタチヤンバ内
を泥水で加圧しておく必要があり、また、後方へ
の逸水防止のためセグメントおよびテールシール
等の逸水防止設備を要することになる。したがつ
て、セグメントやセグメント施工費用が嵩み、セ
グメントの使用を、地山の状況判断によつて適宜
変更するといつたフレキシブルな作業形態の採用
は不可能となつてしまう。
In this type of excavator, it is necessary to pressurize the inside of the cutting chamber with muddy water, and water loss prevention equipment such as segments and tail seals is required to prevent water loss to the rear. Therefore, the segment and segment construction costs increase, and it becomes impossible to adopt a flexible work style in which the use of segments can be changed as appropriate depending on the situation of the ground.

一方、特開昭56−48500号公報には、ジエツト
ポンプを採用したシールド工法が記載されてい
る。これによれば、種々の面で作業性が向上し、
また、その連続的な稼働により、工期の短縮や工
費の節減が達成される。しかしながら、ジエツト
ポンプに連なる保護管へ大気導入管を必要として
おり、また、ジエツトポンプの吸引管が長く必要
であつてその吸込抵抗が大きくなる。その結果、
ポンプ性能は吸込抵抗に著しく阻害され、最高の
効率が引き出せない問題がある。
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-48500 describes a shield construction method using a jet pump. According to this, work efficiency is improved in various aspects,
In addition, its continuous operation shortens the construction period and reduces construction costs. However, it requires an atmospheric air introduction pipe to the protective pipe connected to the jet pump, and the jet pump also requires a long suction pipe, which increases the suction resistance. the result,
Pump performance is severely hampered by suction resistance, and there is a problem that maximum efficiency cannot be achieved.

一方、前記したごとくの小口径なトンネル掘削
機を開発するにおいて、ジエツトポンプの採用は
極めて効果的なものであると言えるが、それによ
つて、礫を搬送するためのポンプ設備を如何にう
まく機内に配置し、効率よく機能させるかが大き
な課題となる。そう言う点からすると、上記のジ
エツトポンプ設備においては、掘削中のズリを連
続して機外へ、粉塵・空気・湧水もろとも後方へ
搬出するということはできず、その配置や構成さ
らには作用面においての改良が必要となる。
On the other hand, in developing a small-diameter tunnel excavator like the one mentioned above, it can be said that the use of a jet pump is extremely effective, but it is important to know how well the pump equipment for transporting gravel can be installed inside the machine. The big challenge is how to arrange it and make it function efficiently. From this point of view, with the jet pump equipment mentioned above, it is not possible to continuously carry out the waste during excavation to the outside of the machine, along with dust, air, and spring water. Improvements are needed in this area.

本考案は上述の問題を解決するためになされた
もので、その目的は、トンネル掘削機やシールド
掘削機(以下、両者を併せてトンネル掘削機とい
う)の掘削土砂を機外へ搬出する場合、ホツパ内
で固液混合状態にある掘削土砂の停滞なしに、円
滑に掘削土砂を、連続して機外へ粉塵、空気、湧
水もろとも後方へ搬出することができること、カ
ツタチヤンバ内のホツパとジエツトポンプならび
にその搬出物取込口の配置を、土砂排出効率が最
も高くできるように選定でき、吸込み抵抗を可及
的に小さくしてポンプ効率を最高に引き出せるこ
と、ホツパやジエツトポンプを含めた土砂搬出機
構そのものを小型化できること、ジエツトポンプ
の搬出物取込口で空気を吸込む場合でもポンプ性
能は変わらなく、切羽水位や水圧制御が不要とな
ること、切羽崩壊の防止が必要な場合に、カツタ
チヤンバに水圧をかけることができるようにカツ
タチヤンバを水密構造とすることができること、
後方への逸水防止設備が不要で、必らずしもセグ
メントを必要としないこと、したがつて、地山の
状況に応じて無譜請も可能となり、セグメント費
用の節減が図れること、などを実現した小口径な
トンネル掘削機を提供することである。
The present invention was made to solve the above-mentioned problem, and its purpose is to remove excavated earth and sand from a tunnel excavator or shield excavator (hereinafter referred to as a tunnel excavator). The hopper and jet pump in the hopper must be able to smoothly and continuously carry out the excavated soil together with dust, air, and spring water to the outside of the machine without stagnation of the excavated soil in a solid-liquid mixed state inside the hopper. In addition, the arrangement of the material intake port can be selected to maximize the soil discharge efficiency, the suction resistance can be minimized to maximize pump efficiency, and the soil discharge mechanism including a hopper and jet pump can be selected. The jet pump itself can be made smaller, the pump performance remains the same even when air is sucked in at the output intake port of the jet pump, there is no need to control the water level or water pressure at the face, and when it is necessary to prevent face collapse, it is possible to apply water pressure to the cutaway chamber. The katsutachiyamba can be made into a watertight structure so that it can be hung.
There is no need for equipment to prevent water leakage to the rear, and there is no need for segments. Therefore, depending on the ground conditions, it is possible to request without music, and segment costs can be reduced. The purpose of the present invention is to provide a small-diameter tunnel excavator that achieves this.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本考案は、カツタデイスクの回転により掘削さ
れた土砂を搬出するため集積するホツパが、カツ
タチヤンバ内に設けられ、そのホツパ内の土砂を
水流に乗せて搬出するようになつているトンネル
掘削機に適用される。
This invention is applied to a tunnel excavator in which a hopper is installed in the cutter chamber to collect earth and sand excavated by rotation of the cutter disk, and the earth and sand in the hopper is carried out by water flow. be done.

その特徴とするところは、第4図ないし第6図
を参照して、ホツパ6の底部6aにジエツトポン
プ24が配設される。そのジエツトポンプ24に
おける水流加速用のノズル29の下流に設けた搬
出物取込口26が、ホツパ6の底部6aに連通し
て開口される。そして、掘削機後方のポンプ27
から配管28を介して供給される加圧水をノズル
29で増速させることにより、搬出物取込口26
の近傍のスロート30で負圧を生じさせ、その負
圧の水流によつてホツパ6内の掘削土砂5を粉
塵・空気・水と共に吸引し、その土砂5を水流に
乗せて機外に搬出するケーシング25が設けら
れ、機体全体に小型化が図られていることであ
る。
Its feature is that, as shown in FIGS. 4 to 6, a jet pump 24 is disposed at the bottom 6a of the hopper 6. A discharged material intake port 26 provided downstream of a nozzle 29 for accelerating water flow in the jet pump 24 is opened to communicate with the bottom 6a of the hopper 6. And the pump 27 at the rear of the excavator
By increasing the speed of pressurized water supplied from the pipe 28 through the nozzle 29, the output material intake port 26
Negative pressure is generated at the throat 30 near the hopper, and the excavated earth and sand 5 in the hopper 6 is sucked together with dust, air, and water by the water flow of the negative pressure, and the earth and sand 5 is carried out of the machine by the water flow. The casing 25 is provided to reduce the size of the entire fuselage.

〔作用〕[Effect]

ホツパ6内への掘削土砂5の集積は、カツタデ
イスク2に固着されて回転するバケツト4により
行われる。ホツパ6に集積された掘削土砂5は、
湧水または噴射水などによつて固液混合状態とな
る。一方、掘削機後方のポンプ27からは、配管
28を介して加圧水が供給される。その加圧水は
ノズル29を通過することにより増速され、搬出
物取込口26の近傍のスロート30で負圧を生じ
させる。その負圧の水流により、ホツパ6内の掘
削土砂5が粉塵・空気・水と共にケーシング25
内に吸引され、その土砂5が水流に乗つて機外へ
搬出される。
Accumulation of the excavated earth and sand 5 into the hopper 6 is performed by a bucket 4 which is fixed to the cutter disk 2 and rotates. The excavated soil 5 accumulated in the hopper 6 is
A solid-liquid mixture is created by spring water or jet water. On the other hand, pressurized water is supplied from a pump 27 at the rear of the excavator via a pipe 28. The pressurized water is accelerated by passing through the nozzle 29 and creates a negative pressure at the throat 30 near the output intake 26 . Due to the negative pressure water flow, the excavated earth and sand 5 in the hopper 6 are transported to the casing 25 along with dust, air, and water.
The earth and sand 5 are carried out by the water flow and carried out of the machine.

この場合、搬出物取込口26の近傍に空気があ
つても、ジエツトポンプ24の吸込み能力および
吐出能力には何ら影響がなく、正常な搬出が確保
できる。すなわち、カツタチヤンバ3内の掘削土
砂5、湧水およびカツタ冷却などの目的の噴射
水、空気などの滞留量の多少を問わず、これらが
ホツパ6に集積された後、その底部6aからジエ
ツトポンプ24の吸引力によつて、搬出物取込口
26から吸い込まれ、連続的に送り出される。
In this case, even if there is air in the vicinity of the discharged material intake port 26, there is no effect on the suction and discharge capabilities of the jet pump 24, and normal discharge can be ensured. That is, regardless of the amount of accumulated excavated earth and sand 5, spring water, jet water for purposes such as cutting cutlet cooling, air, etc. in the cutter chamber 3, after they are accumulated in the hopper 6, they are pumped from the bottom 6a of the jet pump 24. Due to the suction force, the material is sucked in from the output material intake port 26 and continuously sent out.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

本考案によれば、カツタチヤンバ内の掘削土砂
を機外へ搬出する場合、ホツパ内で固液混合状態
にある掘削土砂を、停滞なしに円滑に掘削土砂を
機外に排出することができ、広幅なベルトコンベ
アによる搬出および泥水加圧式における掘削土砂
の搬出に比べて、ホツパのみならずジエツトポン
プを含めた土砂搬出機構そのものを小型化して、
機体全体の小型化が図られる。
According to the present invention, when carrying out the excavated earth and sand in the hopper outside the machine, the excavated earth and sand in a solid-liquid mixed state in the hopper can be smoothly discharged outside the machine without stagnation. Compared to conveying excavated soil using a conventional belt conveyor or pressurizing mud water, the earth and sand conveying mechanism itself, including not only the hopper but also the jet pump, has been made smaller.
The overall size of the aircraft will be reduced.

カツタチヤンバ内のホツパとジエツトポンプな
らびにその搬出物取込口の配置を、土砂排出効率
が最も高くなるように選定でき、大気導入管など
の付随的要素を必要としなく、ジエツトポンプに
長い吸込管を設けず、ジエツトポンプの搬出物取
込口で空気を吸い込む場合でもポンプ性能は変わ
らず、吸込抵抗を可及的に小さくして、ポンプ効
率を最高に発揮させることができる。
The arrangement of the hopper and jet pump in the cutter chamber, as well as its discharged material intake port, can be selected to maximize sediment discharge efficiency, eliminating the need for incidental elements such as an atmosphere introduction pipe, and eliminating the need to provide a long suction pipe for the jet pump. Even when air is sucked in through the output intake port of the jet pump, the pump performance remains the same, and the suction resistance can be minimized to maximize pump efficiency.

また、泥水加圧式の場合、吸込口で空気を吸い
込むとポンプ性能が著しく低下し、土砂の搬出が
不可能となるので、空気吸込防止のため切羽水位
および水圧の制御が必要となるが、ジエツトポン
プを使用すると、搬出物取込口で空気を吸い込む
場合でもポンプ性能は変わらなく、切羽水位や水
圧の制御が不要となる。さらに、カツタチヤンバ
に水圧をかける必要がない場合には、カツタチヤ
ンバの機械的強度やシール能力を軽減することが
できる。
In addition, in the case of a pressurized mud water type, if air is sucked in at the suction port, the pump performance will drop significantly, making it impossible to carry out the earth and sand, so it is necessary to control the water level and water pressure at the face to prevent air suction. When using a pump, the performance of the pump remains unchanged even when air is sucked in at the material intake port, and there is no need to control the face water level or water pressure. Furthermore, when there is no need to apply water pressure to the cut chamber, the mechanical strength and sealing ability of the cut chamber can be reduced.

加えて、ジエツトポンプを装着することから、
カツタチヤンバが水密構造にでき、切羽崩壊の防
止が必要な場合には、カツタチヤンバに水圧をか
けることもでき、また、必要に応じて粉塵の飛散
防止やカツタの冷却のために十分な水を使用して
も土砂の搬出については何ら支障が生じない。さ
らには、カツタチヤンバ内を泥水で加圧しておく
必要がないため、後方への逸水防止設備が不要
で、必らずしもセグメントを必要とせず、地山の
状況に応じて、無譜請も可能となり、セグメント
費用の節減が図られ、従来のトンネル掘削機やシ
ールド掘進機に比べて多くの利点を備える。
In addition, since a jet pump is installed,
If the katsutachi yamba has a watertight structure and it is necessary to prevent the face from collapsing, water pressure can be applied to the katsutachi yamba, and if necessary, sufficient water can be used to prevent dust from scattering and to cool the katsutachi. However, there will be no problem in carrying out the earth and sand. Furthermore, since there is no need to pressurize the interior of the Katsutachiyamba with muddy water, there is no need for equipment to prevent water from flowing backwards, and there is no need for segments, so it is possible to This enables segment cost savings and offers many advantages over traditional tunnel boring machines and shield boring machines.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本考案をその実施例を示す図面に基づ
いて、詳細に説明する。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, this invention is demonstrated in detail based on the drawing which shows the Example.

第4図はジエツトポンプを用いて掘削土砂を搬
出するトンネル掘削機20の全体断面図である。
切羽1を掘削するための適数個のカツタ9が装着
されたカツタデイスク2は、伝達歯車21,22
を介して駆動モータ23により回転される。
FIG. 4 is an overall sectional view of a tunnel excavator 20 that uses a jet pump to transport excavated earth and sand.
The cutter disk 2 equipped with an appropriate number of cutters 9 for excavating the face 1 is connected to the transmission gears 21 and 22.
It is rotated by a drive motor 23 via.

このカツタデイスク2の背部にはカツタチヤン
バ3が形成され、カツタデイスク2の回転により
掘削された土砂を搬出するため集積するホツパ6
が、その内部下方に設けられている。このホツパ
6の底部6aにはジエツトポンプ24が配設さ
れ、このジエツトポンプ24のケーシング25に
は、搬出物取込口26がホツパ6の底部6aに連
通して開口されている。
A cutter chamber 3 is formed on the back of the cutter disk 2, and a hopper 6 is used to collect earth and sand excavated by the rotation of the cutter disk 2 to carry it out.
is located inside and below. A jet pump 24 is disposed at the bottom 6a of the hopper 6, and a casing 25 of the jet pump 24 has a discharged material intake port 26 that communicates with the bottom 6a of the hopper 6.

ジエツトポンプ24は掘削された土砂5を機外
に搬出するもので、そのケーシング25はホツパ
6の底部に位置し、搬出物取込口26が上述した
ように上方に開口されている。これはホツパ6内
の土砂5の自重を利用して取り込むことができる
と共に、ジエツトポンプ24の有する負圧により
吸引しやすくすることが考慮されている。
The jet pump 24 carries excavated earth and sand 5 out of the machine, and its casing 25 is located at the bottom of the hopper 6, and the discharged material intake port 26 is opened upward as described above. This can be taken in by utilizing the weight of the earth and sand 5 in the hopper 6, and it is also considered that the negative pressure of the jet pump 24 can facilitate suction.

ジエツトポンプ24においては、掘削機後方の
図示しない台車に搭載された第5図に示すポンプ
27により加圧された水が、配管28によつて供
給され、ノズル29で加速された後スロート30
で減圧されることによつて生じる負圧により、搬
出物取込口26に位置する掘削土砂5が、粉塵・
空気・水と共に吸引されるようになつている。
In the jet pump 24, water pressurized by a pump 27 shown in FIG.
The excavated earth and sand 5 located at the material intake port 26 becomes dusty and
It is designed to be sucked in along with air and water.

したがつて、取り込まれた土砂5は水流に乗つ
て機外に搬出される。なお、ジエツトポンプ24
のケーシング25の平面配置は、第6図に示すよ
うに、掘削機20内の下部においてU字状になつ
ていて、ジエツトポンプ作用はカツタチヤンバ3
側から機の後方に向けて水流が移動する図示した
ような位置で行われるように設定されている。な
お、配管28から分岐された配管31より、カツ
タ9への冷却水を取ることもできる。
Therefore, the taken-in earth and sand 5 is carried out of the machine by the water flow. In addition, the jet pump 24
As shown in FIG. 6, the planar arrangement of the casing 25 is U-shaped in the lower part of the excavator 20, and the jet pump action is carried out by the cutter chamber 3.
It is set up so that the water flow moves from the side toward the rear of the aircraft, as shown in the diagram. Note that cooling water to the cutter 9 can also be taken from a pipe 31 branched from the pipe 28.

以上述べたような構成によれば、次のように作
動させることができる。
According to the configuration described above, the operation can be performed as follows.

第4図に示すように、掘削土砂5は、カツタデ
イスク2に固着されて回転するバケツト4によ
り、ホツパ6に集積される。集積された掘削土砂
5は湧水または噴射水などによつて固液混合状態
となるが、搬出物取込口26においてはジエツト
ポンプ24のケーシング25内に取り込まれ、水
流に乗つて円滑に機外へ搬出される。この場合、
搬出物取込口26の近傍に空気があつても、ジエ
ツトポンプ24の吸込能力および吐出能力には何
ら影響がなく、正常な搬出が確保できる。
As shown in FIG. 4, excavated earth and sand 5 is accumulated in a hopper 6 by a bucket 4 which is fixed to a cutter disk 2 and rotates. The accumulated excavated soil 5 becomes a solid-liquid mixture due to spring water or jet water, and is taken into the casing 25 of the jet pump 24 at the discharged material intake port 26, and is smoothly carried out of the machine by riding the water flow. will be transported to. in this case,
Even if there is air in the vicinity of the discharged material intake port 26, there is no effect on the suction and discharge capabilities of the jet pump 24, and normal discharge can be ensured.

ちなみに、搬出物取込口26は掘削土砂5の大
きさ以上の穴を開口しておく程度でよく、その結
果、ホツパ6のみならずジエツトポンプ24を含
めた土砂搬出機構そのものを小型化でき、外径寸
法の小さな掘削機において、大きいスペースをと
ることなく、その機能を発揮させることができ
る。
Incidentally, the material intake port 26 only needs to have a hole larger than the size of the excavated soil 5, and as a result, not only the hopper 6 but also the soil transport mechanism itself including the jet pump 24 can be downsized, and the An excavator with a small diameter can perform its functions without taking up a large space.

従来では、ズリ出し設備の大きさ・作業スペー
ス等から小径化が著しく制限されていたが、その
最少径を2.6mから、トンネルでの最終使用目的
に応じた必要最少径である2.0mといつた小口径
なトンネル掘削機が実現される。これによつて、
掘削径の最小化が図られ、比較的廉価な工事の実
現により、その経済性が確保されるようになる。
In the past, reducing the diameter was severely restricted due to the size and work space of the shedding equipment, but the minimum diameter has been changed from 2.6 m to 2.0 m, which is the minimum diameter necessary for the final purpose of tunnel use. A small-diameter tunnel excavator will be realized. By this,
By minimizing the excavation diameter and realizing relatively inexpensive construction, its economic efficiency will be ensured.

以上の構成や作動において、カツタチヤンバ内
の掘削土砂を機外へ搬出する場合、ホツパ内で固
液混合状態にある掘削土砂の停滞なしに、円滑に
掘削土砂を、粉塵、空気、湧水もろとも機体の後
方へ搬出することができ、従来技術のところで述
べた広幅なベルトコンベアによる搬出および泥水
加圧式シールド掘進機での掘削土砂の搬出に比べ
て、ホツパのみならずジエツトポンプを含めた土
砂搬出機構そのものの小型化を図り、機体全体の
小型化が実現される。
With the above configuration and operation, when the excavated earth and sand in the hopper is carried out of the machine, the excavated earth and sand, which is in a solid-liquid mixed state in the hopper, does not stagnate, and the excavated earth and sand can be transported smoothly, including dust, air, and spring water. The earth and sand can be transported to the rear of the machine, and compared to the transport using a wide belt conveyor and the transport of excavated soil using a mud water pressurizing shield excavator as described in the section of the conventional technology, the earth and sand transport mechanism includes not only a hopper but also a jet pump. By reducing the size of the aircraft itself, the overall size of the aircraft can be reduced.

カツタチヤンバ内のホツパとジエツトポンプな
らびにその搬出物取込口の配置を、土砂排出効率
が最も高くなるように選定することができ、大気
導入管などの付随的要素を必要としなく、ジエツ
トポンプに長い吸込管を設けず、ジエツトポンプ
の搬出物取込口で空気を吸い込む場合でもポンプ
性能は変わらず、吸込抵抗を可及的に小さくし
て、ポンプ効率を最高に引き出すことができる。
The arrangement of the hopper and jet pump in the cutter chamber, as well as its discharged material intake port, can be selected to maximize sediment discharge efficiency, eliminating the need for incidental elements such as an atmosphere introduction pipe, and allowing the jet pump to be connected to a long suction pipe. Even if air is sucked in through the output intake port of the jet pump without providing a pump, the pump performance remains the same, and the suction resistance can be minimized to maximize pump efficiency.

また、泥水加圧式シールド掘進機の場合、吸込
口で空気を吸い込むとポンプ性能が著しく低下
し、土砂の搬出が不可能となるので、空気吸込防
止のため切羽水位および水圧の制御が必要となる
が、ジエツトポンプを使用すると、搬出物取込口
で空気を吸い込む場合でもポンプ性能は変わら
ず、切羽水位や水圧の制御が不要となる。さら
に、カツタチヤンバに水圧をかける必要がない場
合には、カツタチヤンバの機械的強度やシール能
力を軽減することができる。加えて、ジエツトポ
ンプを装着することから、カツタチヤンバが水密
構造にでき、切羽崩壊の防止が必要な場合には、
カツタチヤンバに水圧をかけることができ、ま
た、必要に応じて粉塵の飛散防止やカツタの冷却
のために十分な水を使用しても土砂の搬出につい
ては何ら支障が生じない。さらには、カツタチヤ
ンバ内を泥水で加圧しておく必要がないため、後
方への逸水防止設備が不要で、必らずしもセグメ
ントを必要とせず、地山の状況に応じて、無譜請
(セグメントも支保工も使用しない工法)も可能
となり、セグメント費用の節減が図られ、従来の
トンネル掘削機に比べて多くの利点を備えてい
る。
In addition, in the case of a mud water pressurized shield excavator, if air is sucked in at the suction port, the pump performance will be significantly reduced, making it impossible to carry out the earth and sand, so it is necessary to control the water level and water pressure at the face to prevent air suction. However, when a jet pump is used, the pump performance remains the same even when air is sucked in at the discharged material intake, and there is no need to control the face water level or water pressure. Furthermore, when there is no need to apply water pressure to the cut chamber, the mechanical strength and sealing ability of the cut chamber can be reduced. In addition, by installing a jet pump, the cutter chamber can be made watertight, and if it is necessary to prevent face collapse,
Water pressure can be applied to the cutlet chamber, and even if sufficient water is used to prevent dust from scattering and to cool the cutlet if necessary, there will be no problem in carrying out the earth and sand. Furthermore, since there is no need to pressurize the interior of the Katsutachiyamba with muddy water, there is no need for equipment to prevent water from flowing backwards, and there is no need for segments, so it is possible to (a construction method that does not use segments or shoring) is now possible, reducing segment costs and offering many advantages over conventional tunnel excavators.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のトンネル掘削機の縦断面図、第
2図は異なる従来のトンネル掘削機の縦断面図、
第3図は従来の泥水加圧式掘削機のカツタチヤン
バ部の概略図、第4図は本考案のトンネル掘削機
の縦断面図、第5図は本考案の要部拡大図、第6
図はジエツトポンプの配管平面図である。 2……カツタデイスク、3……カツタチヤン
バ、5……掘削土砂、6……ホツパ、6a……底
部、24……ジエツトポンプ、25……ケーシン
グ、26……搬出物取込口、27……ポンプ、2
8……配管、29……ノズル、30……スロー
ト。
Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional tunnel excavating machine, Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a different conventional tunnel excavating machine,
Fig. 3 is a schematic diagram of the cutting chamber part of a conventional mud water pressurized excavator, Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the tunnel excavator of the present invention, Fig. 5 is an enlarged view of the main part of the present invention, and Fig. 6
The figure is a plan view of the piping of the jet pump. 2... Katsuta disc, 3... Katsuta chamber, 5... Excavation soil, 6... Hopper, 6a... Bottom, 24... Jet pump, 25... Casing, 26... Material intake port, 27... Pump ,2
8... Piping, 29... Nozzle, 30... Throat.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 カツタデイスクの回転により掘削された土砂を
搬出するため集積するホツパが、カツタチヤンバ
内に設けられ、そのホツパ内の土砂を水流に乗せ
て搬出するようになつているトンネル掘削機にお
いて、 前記ホツパの底部にジエツトポンプが配設さ
れ、 そのジエツトポンプにおける水流加速用のノズ
ルの下流に設けた搬出物取込口が、前記ホツパの
底部に連通して開口され、 掘削機後方のポンプから配管を介して供給され
る加圧水を前記ノズルで増速させることにより、
上記搬出物取込口近傍のスロートで負圧を生じさ
せ、その負圧の水流によつて上記ホツパ内の掘削
土砂を粉塵・空気・水と共に吸引し、その土砂を
水流に乗せて機外に搬出するケーシングが設けら
れ、機体全体の小型化が図られていることを特徴
とする小口径トンネル掘削機。
[Claim for Utility Model Registration] A tunnel in which a hopper is provided inside the Katsutachi Yamba to collect the earth and sand excavated by the rotation of the cutter disk, and the earth and sand in the hopper is carried out by water flow. In the excavator, a jet pump is disposed at the bottom of the hopper, and a discharged material intake port provided downstream of a nozzle for accelerating water flow in the jet pump is opened to communicate with the bottom of the hopper, and a jet pump is provided at the bottom of the hopper. By increasing the speed of pressurized water supplied from the pump via piping with the nozzle,
Negative pressure is generated in the throat near the material intake port, and the water flow of the negative pressure sucks the excavated earth and sand in the hopper together with dust, air, and water, and carries the earth and sand on the water flow to the outside of the machine. A small-diameter tunnel excavator characterized by being equipped with a casing for carrying out and reducing the overall size of the machine.
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