JPH0634469Y2 - 土砂排出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、掘削土砂の排出装置に関する。

〈従来の技術〉 トンネルの掘削技術として、切羽に空気圧をかけて、切
羽を安定させて掘削を行う圧気推進工法がある。前記工
法によりシールド機の圧力室内に取り込まれた掘削土砂
は、一般に、シールド機の圧力室後方に配置されたスク
リュウ装置で排土され、その機構としては前後にスクリ
ュウ羽根を装備し、中間部分にスクリュウ羽根のない圧
密部分を設け、前部のスクリュウの回転によって、土砂
を搬送し、中間部分に土砂による圧密ゾーンを形成しつ
つ、後方スクリュウで排出しているものや、スクリュウ
コンベア後端の土砂排出口にスライドゲート等により、
蓋を設けたもので、スクリュウによって搬送されてきた
土砂をゲート等付近に充満して圧力室の空気圧を保持し
ながら掘削土砂の排出を行う装置が採用されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記、従来技術による排出装置には、次のような問題点
が存在する。

（１）通常、スクリュウコンベアによる排土は、スクリ
ュウ羽根部分によって土砂が後方に搬出されていくた
め、ケーシング上部には空隙が形成されており、スクリ
ュウのない中間部分にもケーシング全断面に均等に圧密
ゾーンを形成するのは困難である。このため、圧気室内
の空気圧がケーシング上部を通り後方大気圧側へ漏気、
噴発し、切羽地山に対抗する圧気が著しく低下して切羽
地山の崩壊を招来している。

（２）スクリュウコンベアの土砂排出口にスライドゲー
ト等により蓋をしたものは、スライドゲートを開けて土
砂を排出しようとするときに、隔壁前方の圧力室と隔壁
後方の大気室との気圧差により急激な土砂の噴発や圧力
室の空気圧の減少を防止できない。

〈問題を解決するための手段〉 上記問題点を解決するために本考案は、隔壁を貫通して
圧力室と大気室を連通するケーシングを設け、該ケーシ
ング内先端の圧力室側には土砂の取込口と土砂を隔壁後
方へ圧送するピストンを装備し、該ケーシング内後方に
は正逆、可変回転可能なスクリュウを有し、隔壁の圧力
室側に設けた空気圧の変化をを検知する圧力センサと処
理システム装置によってスクリュウを回転させている駆
動機を制御し、さらに、前記ピストンとスクリュウ先端
間に掘削土砂による圧密ゾーンを形成できるように配設
したことを要旨とする。

〈作用〉 シールド機隔壁前方の圧力室に取り込まれた掘削土砂を
隔壁後方の大気室へ圧送するピストンと正逆、可変回転
するスクリュウを持つ排出装置により、取込口に充満し
た土砂は圧送を行うピストンの吸引と自重落下によりケ
ーシング内に強力に取り込み、ピストンによりケーシン
グ内断面全体に均等に平行且つ水平方向へと押圧で後方
へ圧送することによって、該ケーシング内は土砂を充満
させながら中間部分に徐々に圧送されていき、中間部分
には確実な圧密ゾーンを形成する。また、圧力室に設け
た圧力センサは圧力室の空気圧の変動を検知し、隔壁後
方に設けた処理システム装置へ信号を送り、そして、処
理システム装置はスクリュウを回転させている駆動機を
正逆、可変回転することにより圧力室内の空気圧を一定
に保ちながら排土を行う。

〈実施例〉 以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図、第２図において、 シールド機１前方に隔壁２を設け、隔壁２前方に圧力室
３を形成する。隔壁２を貫通して後方の大気圧下に位置
するように設けたケーシング５とケーシング５先端上部
に掘削土砂13の取込口６を形成し、ケーシング５先端の
延長線上には掘削土砂13をケーシング５内後方へ圧送す
るピストン７を装備している。

また、ケーシング５内後方には正逆、可変回転可能なス
クリュウ８を中間部分に圧密ゾーン14を形成するように
装備し、スクリュウ８を回転させる駆動機11は隔壁２の
圧力室３側に設けた圧力センサ９と処理システム装置10
が設置されている。

圧気推進工法により送気管12より空気圧を送り切羽を安
定させながらシールド機１前方の圧力室３内に掘削され
た土砂が取り込まれる。取り込まれた掘削土砂13は人力
または機械により取込口６へ供給され、１本の円筒状よ
り成るピストン７の伸縮作動によりケーシング５内後方
へ均等に圧密され、ケーシング５内中間部分に掘削土砂
13による確実な圧密ゾーン14を形成する。また、圧密ゾ
ーン14後方ではスクリュウ８により圧密ゾーン14幅を一
定に保ちながら掘削土砂13を後方のケーシング５外の大
気圧下へ搬出する。

もしも、軟弱な土質や礫分の多い土質が混入し、ケーシ
ング５内中間部分に形成していた圧密ゾーン14が崩れ、
圧力室３内の空気圧が低下した場合は、シールド機１前
方の隔壁２の圧力室３側に設けた圧力センサ９と隔壁２
後方大気室４に設けた処理システム装置10によってケー
シング５内のスクリュウ８に回転をあたえている駆動機
11の回転を遅くしたり、空気圧の低下の状況に応じて停
止したり、または、逆転させて制御をしている。

本実施例においては、ピストン７を１本で行っている
が、排土量、管径に応じて複数本にすることも可能であ
る。また、圧密ゾーン14の幅は土質条件に応じて変化さ
せることも可能である。

〈考案の効果〉 以上のように、本考案の排出装置によれば、掘削土砂を
ピストンの圧送とスクリュウの回転により掘削土砂によ
る圧密ゾーンを確実に形成しているので、圧力室からの
空気圧の漏れや土砂の噴発を防止しながら掘削土砂の排
出が安全で可能なものとなった。また、シールド機前方
に設けた圧力センサと処理システム装置によってケーシ
ング内のスクリュウを回転させている駆動機が制御され
ているため、圧力室の空気圧は変動することなく圧力室
内における切羽掘削作業を安全に行うことができるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す断面図、第２図は、
第１図における拡大断面図、第３図及び第４図は従来の
土砂排出装置を示す断面図である。 １……シールド機、２……隔壁 ３……圧力室、４……大気室 ５……ケーシング、６……取込口 ７……ピストン、８……スクリュウ ９……圧力センサ、10……処理システム装置 11……駆動機、12……送気管 13……掘削土砂、14……圧密ゾーン 15……スライドゲート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド機１の隔壁２前方の圧力室３内の
   掘削土砂13を隔壁２後方の大気室４へ排出する装置にお
   いて、隔壁２を貫通して、後方大気圧下に位置するよう
   に設けたケーシング５と、ケーシング５先端上部には掘
   削土砂13の取込口６を形成し、ケーシング５先端の延長
   線上には掘削土砂13を後方へ圧送するピストン７を装備
   し、ケーシング５後方には正逆、可変回転可能なスクリ
   ュウ８を装備し、該スクリュウ８位置は前記ピストン７
   との間に圧密ゾーン14が形成できるように配設し、さら
   に、スクリュウ８を回転させる駆動機11は隔壁２の圧力
   室３側に設けた圧力センサ９と処理システム装置10によ
   って正逆可変回転が制御されることを特徴とする土砂排
   出装置。