JPH06330690A - シールド掘削機の排土装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削土砂を確実に排出して掘削作業の作業能
率の向上を図ったシールド掘削機の排土装置を提供す
る。 【構成】 前面部に設けられた回転自在なカッタによっ
て地盤を掘削するシールド掘削機の排土装置において、
入口部２７がチャンバ２０内下部に位置して掘削機後方
に一般土砂３１を排出する土砂排出スクリューコンベア
２６と、チャンバ２０内中央部に装着されたホッパ２１
と、入口部２９がホッパ２１に連結されて掘削機後方に
礫３２を排出する礫排出スクリューコンベア２８と、ス
リット２５を有すると共にホッパ２１の外周辺に放射状
に設けられてカッタ１２と共に回転自在なスクレーパ２
３，２４とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は岩盤などをシールド掘削
機によって掘削した後に土砂や礫などを排出するシール
ド掘削機の排土装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤を掘削するシールド掘削機は、円筒
形状のシールド掘削機本体とその前部に設けられた地盤
を掘削するカッタ装置と、このカッタ装置を前進させる
複数のシールドジャッキと、カッタ装置によって掘削さ
れた土砂を排出するスクリューコンベアと、掘削して形
成した壁面の崩壊を防ぐためのセグメントエレクタ装置
等から構成されている。

【０００３】従って、例えば、円形断面のトンネルを掘
削形成するには、まず、複数のシールドジャッキを伸長
方向に作動して既設のセグメントの前部側に押しつけな
がらシールド掘削機本体を前進させる一方、カッタ装置
を作動させる。そして、シールド掘削機本体の前方の土
砂を掘削し、この掘削土砂をスクリューコンベアによっ
て外部に排出する。次に、シールドジャッキの何れか一
つを縮み方向に作動して既設のセグメントとの間に空所
を形成する一方、セグメントエレクタ装置によってこの
空所にセグメントを装着する。この作業の繰り返しによ
って所定長さのトンネルを掘削形成していく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トンネルを
掘削形成する地盤には、岩盤層や礫層、土砂等の対象地
質が存在している。シールド掘削機によって地盤を掘削
する場合、このような岩盤層や礫層、土砂等を連続して
掘削することとなる。上述した従来のシールド掘削機に
あっては、カッタ装置によって掘削された土砂がスクリ
ューコンベアによって外部に排出されるようになってお
り、このスクリューコンベアには、当然、搬送できる土
砂の大きさに限界がある。そのため、掘削土砂に大きな
礫が混入した場合、スクリューコンベアはこの大きな礫
を搬送することができず、その入口部分に堆積してしま
う。

【０００５】掘削された一般土砂はチャンバ内にある程
度堆積しないとスクリューコンベアによって搬送するこ
とができないが、岩や礫などがチャンバ内に堆積した場
合にはいろいろな問題が発生してしまう。即ち、チャン
バ内に岩や礫などが堆積した場合、スクリューコンベア
の入口部分には大きな礫と共に土砂も堆積して盛り上が
ってしまい、スクリューコンベアが閉塞して搬送不能と
なってしまう虞がある。そして、スクリューコンベアが
閉塞すると、土砂の円滑な排出が困難となって作業能率
が低下してしまう。

【０００６】また、岩盤掘削で発生した掘削土砂がチャ
ンバ内に堆積すると、カッタ装置を構成するローラカッ
タの再粉砕の原因となって掘削作業を遅延させると共
に、カッタの磨耗を著しく増大させ、寿命を低下させる
要因となってしまう。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、掘削土砂を確実に排出して掘削作業の作業能率
の向上を図ったシールド掘削機の排土装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のシールド掘削機の排土装置は、前面部に設
けられた回転自在なカッタによって地盤を掘削するシー
ルド掘削機において、入口部がチャンバ内下部に位置し
て掘削機後方に土砂を排出する土砂排出スクリューコン
ベアと、前記チャンバ内中央部に装着されたホッパと、
入口部が該ホッパに連結されて掘削機後方に礫を排出す
る礫排出スクリューコンベアと、スリットを有すると共
に前記ホッパの外周辺に放射状に設けられて前記カッタ
と共に回転自在なスクレーパとを具えたことを特徴とす
るものである。

【０００９】

【作用】シールド掘削機による岩盤の掘削時に、カッタ
によって掘削された大礫を含む土砂はチャンバ内に落下
する。そして、この土砂はスクレーパによってすくい取
られて上方に運ばれるが、細かい土砂はスクレーパのス
リットからもれてチャンバ内に落下し、大礫のみがホッ
パ内に入る。そして、この大礫は礫排出スクリューコン
ベアにより排出される。一方、チャンバ内に落下した細
かい一般土砂は土砂排出スクリューコンベアにより排出
される。このように大礫と土砂が選別され、且つ、異な
る専用のスクリューコンベアにより排出されることとな
り、スクリューコンベアの閉塞による搬送不能が防止さ
れる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１１】図１に本発明の一実施例に係るシールド掘
削機の排土装置の概略、図２に図１のII−II断面、図３
にスクレーパの概略を示す。

【００１２】図１及び図２に示すように、本実施例のシ
ールド掘削機の排土装置において、円筒形状のシールド
掘削機本体（スキンプレート）１１の前端部にはカッタ
装置１２が回転自在に装着され、リングギア１３等を介
して駆動モータ１４が駆動連結されている。シールド掘
削機本体１１の前端下部にはローラカッタ１５が設けら
れている。また、シールド掘削機本体１１の後端部には
円周方向に複数のシールドジャッキ１６が装着されてい
る。このシールドジャッキ１６はシールド掘削機の掘進
方向後方に伸長することで、掘削したトンネル内周面に
構築されるセグメント１７を既設のセグメント１７に押
しつけながらシールド掘削機本体１１を前進させるもの
である。そして、このセグメント１７はセグメントエレ
クタ装置１８によって取付けられる。

【００１３】シールド掘削機本体１１において、カッタ
装置１２の後方には仕切壁１９によってチャンバ２０が
形成されている。そして、チャンバ２０内の中央部には
上方に開口したホッパ２１が配置されている。また、こ
のチャンバ２０内において、カッタ装置１２の後部には
リングプレート２２が一体回転自在に取付けられ、この
リングプレート２２の内周には互いに対向する一対のス
クレーパ２３，２４が本実施例では５組取付けられてい
る。このスクレーパ２３，２４は、図３に詳細に示すよ
うに、両者ともにほぼ同様の構造をなし、互いの開口が
対向するように取付けられている。そして、スクレーパ
２３，２４は細かい一般土砂３１が通過可能なスリット
２５が複数形成されており、大礫３２のみが搬送可能と
なっている。

【００１４】土砂排出スクリューコンベア２６はシール
ド掘削機本体１１内に前端部が下方に傾斜した状態で配
置されており、前端部の土砂入口部２７がチャンバ２０
内下部に位置している。また、礫排出スクリューコンベ
ア２８はシールド掘削機本体１１内にほぼその軸方向に
添った状態で配置されており、前端部の礫入口部２９が
ホッパ２１に連結されている。各スクリューコンベア２
６，２８は図示しない駆動モータを有しており、土砂３
１あるいは大礫３２を後方に排出できるようになってい
る。

【００１５】而して、円形断面のトンネルを掘削形成す
るには、まず、複数のシールドジャッキ１６を伸長方向
に作動して既設のセグメント１７の前部側に押しつけな
がらシールド掘削機本体１１を前進させる一方、駆動モ
ータ１４によりカッタ装置１２を回転させる。そして、
シールド掘削機本体１１の前方の岩盤を掘削し、この掘
削土砂をチャンバ２０内に落下させる。次に、複数のシ
ールドジャッキ１６の何れか一つを縮み方向に作動して
既設のセグメント１７との間に空所を形成し、セグメン
トエレクタ装置１８によって把持した新しいセグメント
１７をこの空所に装着する。

【００１６】また、チャンバ２０内では、カッタ装置１
２と共にリングプレート２２が回転し、スクレーパ２
３，２４がチャンバ２０内に落下した掘削土砂をすくい
上げていく。この掘削土砂の中には細かい一般土砂３１
や大きい礫３２等が含まれており、スクレーパ２３，２
４によってすくい取られた土砂のうち一般土砂３１はス
クレーパ２３，２４のスリット２５からもれて再びチャ
ンバ２０内に落下する。一方、スクレーパ２３，２４に
よってすくい取られた大礫３２は上方に運ばれた後にホ
ッパ２１内に落下する。そして、ホッパ２１内の大礫３
２は礫排出スクリューコンベア２８により排出される。
また、チャンバ２０内に落下した細かい一般土砂３１は
土砂排出スクリューコンベア２６により排出される。

【００１７】この作業の繰り返しによって所定長さのト
ンネルが掘削形成されていく。このようにカッタ装置２
０によって掘削された土砂はチャンバ２０内においてホ
ッパ２１及びスクレーパ２３，２４によって土砂３１と
大礫３２とが選別され、それぞれ専用のスクリューコン
ベア２６，２８により排出されることとなり、スクリュ
ーコンベア２６の閉塞による搬送不能が防止される。

【００１８】そして、掘削地盤の地質に応じて最適な排
土方法を選択できることとなって、効率よく掘削作業を
行うことができ、また、掘削土砂の堆積によるローラカ
ッタの再粉砕がなくなってカッタの異常磨耗を防止でき
る。なお、本実施例のシールド掘削機の排土装置を用い
て一般土砂のみの地盤を掘削する場合には、掘削土砂は
一般土砂３１のみで大礫３２の混入がないので、礫排出
スクリューコンベア２８を停止して土砂排出スクリュー
コンベア２６のみを作動して作業を行ってもよいもので
ある。

【００１９】また、上述の実施例において、カッタ装置
１２とリングプレート２２を介して一体回転自在に取付
けられた一対のスクレーパ２３，２４は互いに対向して
取付けられており、図３に示すように、カッタ装置２０
と共に矢印方向に回転している場合にはスクレーパ２３
が用いられ、矢印方向とは逆に回転している場合にはス
クレーパ２４が用いられる。

【００２０】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のシールド掘削機の排土装置によれば、カッ
タによって地盤を掘削するシールド掘削機本体に入口部
がチャンバ内下部に位置して後方に土砂を排出する土砂
排出スクリューコンベアを設けると共に、入口部がチャ
ンバ内中央部に装着されたホッパに連結されて後方に礫
を排出する礫排出スクリューコンベアとを設け、ホッパ
の外周辺に放射状に設けられてカッタと共に回転自在な
スリットを有するスクレーパとを設けたので、大礫と土
砂が選別されてそれぞれ専用のスクリューコンベアによ
り確実に排出されることとなり、スクリューコンベアの
閉塞による搬送不能が防止され、掘削作業の作業能率の
向上を図ることができると共に、掘削土砂の堆積による
カッタの異常磨耗を防止してカッタの寿命を大幅に延長
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るシールド掘削機の排土
装置の概略図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】図３にスクレーパの概略斜視図である。

【符号の説明】

１１ シールド掘削機本体 １２ カッタ装置 １６ シールドジャッキ １７ セグメント ２０ チャンバ ２１ ホッパ ２３，２４ スクレーパ ２５ スリット ２６ 土砂排出スクリューコンベア ２８ 礫排出スクリューコンベア ３１ 一般土砂 ３２ 大礫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面部に設けられた回転自在なカッタに
   よって地盤を掘削するシールド掘削機において、入口部
   がチャンバ内下部に位置して掘削機後方に土砂を排出す
   る土砂排出スクリューコンベアと、前記チャンバ内中央
   部に装着されたホッパと、入口部が該ホッパに連結され
   て掘削機後方に礫を排出する礫排出スクリューコンベア
   と、スリットを有すると共に前記ホッパの外周辺に放射
   状に設けられて前記カッタと共に回転自在なスクレーパ
   とを具えたことを特徴とするシールド掘削機の排土装
   置。