JPH06346688A - 泥水加圧式シールド機におけるカッタスリットの目詰まり防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トンネルの掘削作業を中断させることなくカ
ッタスリットに付着した掘削土を除去し、掘削作業のサ
イクルタイムを抑制して工期の長期化を防ぐことができ
る泥水加圧式シールド機におけるカッタスリットの目詰
まり防止方法を提供する。 【構成】 泥水処理プラントから送泥管１１１を介して
カッタチャンバ１０７内に供給される泥水の一部を、送
泥分岐管１４１や、ロータリジョイント１２５、センタ
シャフト１０５、及びカッタディスク１０３の通路１２
９，１２７，１２３を介して、各カッタスリット１１９
の中央寄りの側壁１２１部分に導き、そこから泥水を各
カッタスリット１１９に向けて噴出させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、泥水加圧式シールド機
のカッタディスクを貫通して設けられたカッタスリット
の目詰まりを防止する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド前端にカッタディスクを備える
シールド機では、カッタディスクをセンタシャフトによ
り回転させ、カッタディスクに取着されたカッタディス
クで切羽を掘削し、掘削した掘削土を、カッタディスク
を貫通するカッタスリットを通してカッタディスクの後
方のカッタチャンバに取り込み、カッタチャンバからシ
ールドの後端側に掘削土を排出している。

【０００３】ところで、この種のシールド機で、粘土や
シルト、土丹等、粘性の強い土質の層を掘削すると、掘
削土がカッタスリットに付着することがある。掘削土が
カッタスリットに付着すると、カッタスリットの開口部
が狭まってカッタチャンバに取り込まれる掘削土の量が
減少し、掘進能率が著しく低下してしまう。そこで、従
来は、カッタスリットに掘削土が付着しカッタチャンバ
に取り込まれる掘削土の量が減少する度に、カッタディ
スクを停止させて掘削作業を中断し、スリット開口率調
整装置等によりカッタスリットを開閉して、付着した掘
削土を除去し、その後カッタディスクを回転させ掘削作
業を再開していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来は、カ
ッタスリットに粘性の強い掘削土が付着する度に掘削作
業を中断しなければならないため、掘削作業のサイクル
タイムが長くなり、工期の長期化を招いてしまうという
不具合があった。本発明は前記事情に鑑み、特に、泥水
加圧式シールド機において、カッタチャンバに掘削土搬
出用の泥水が供給されることに着目してなされたもの
で、この泥水を利用して、トンネルの掘削作業を中断さ
せることなくカッタスリットに付着した掘削土を除去
し、掘削作業のサイクルタイムを抑制して工期の長期化
を防ぐことができる泥水加圧式シールド機におけるカッ
タスリットの目詰まり防止方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、カッタが取着されたカッタディスクを回転
させて掘削を行い、前記掘削した掘削土を、前記カッタ
ディスクを貫通するカッタスリットを通して該カッタデ
ィスクの後方のカッタチャンバに取り込み、シールドの
後端側から前記カッタチャンバに泥水を供給し、前記カ
ッタチャンバに取り込んだ前記掘削土を前記泥水と共に
シールドの後端側に排出する泥水加圧式シールド機にお
いて、前記カッタチャンバに供給される前記泥水を分岐
して、前記カッタディスクの前面側に導き、前記導いた
泥水を前記カッタスリット内に向けて噴射するようにし
たことを特徴とする。また、本発明は、前記カッタディ
スクがセンタシャフトにより回転され、前記泥水は前記
センタシャフト内を通って前記カッタディスクの前面側
に導かれるものとした。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のカッタスリットの目詰まり防止方
法を適用した泥水加圧式シールド機の一例を示す側断面
図である。

【０００７】図１中１で示す本実施例の泥水加圧式シー
ルド機（以下、シールド機と称する）は、シールド１０
１と、シールド１０１の前端に回転可能に設けられ不図
示の切羽を掘削するカッタディスク１０３と、カッタデ
ィスク１０３の中心に連結され不図示のモータにより回
転されるセンタシャフト１０５と、カッタディスク１０
３の後方のシールド１０１箇所に形成され掘削された掘
削土（図示せず）が滞留されるカッタチャンバ１０７
と、シールド１０１の内部にカッタチャンバ１０７を画
成する隔壁１０９とを備える。また、前記シールド機１
は、例えば地上に設置された泥水処理プラント（図示せ
ず）からカッタチャンバ１０７内に泥水（図示せず）を
供給する送泥管１１１と、カッタチャンバ１０７内の掘
削土を泥水と共に泥水処理プラントに排出する排泥管１
１３とを備える。

【０００８】カッタディスク１０３の前面１１５には、
シールド機１の正面図である図２に示すように、複数の
カッタ１１７が取着されていると共に、カッタ１１７の
列設方向に沿いカッタディスク１０３の厚さ方向に貫通
するカッタスリット１１９が４つ設けられている。ま
た、カッタディスク１０３の内部には、その中心から各
カッタスリット１１９の中央寄りの側壁１２１部分にか
けて通路１２３が形成されている。

【０００９】センタシャフト１０５は所定の径で形成さ
れ、隔壁１０９の中央部に設けられた回転不能なロータ
リジョイント１２５で回転可能に支持されている。セン
タシャフト１０５の内部には、その中心線に沿って通路
１２７が形成されており、カッタディスク１０３の通路
１２３と連通している。また、ロータリジョイント１２
５の内部には、センタシャフト１０５の通路１２７と連
通する通路１２９が形成され、その後端はロータリジョ
イント１２５の周面１３１に達している。

【００１０】送泥管１１１及び排泥管１１３はシールド
１０１内にその前後方向に沿って配設されており、それ
らの前端はロータリジョイント１２５より上部側及び下
部側の隔壁１０９箇所にそれぞれ連結されている。シー
ルド１０１の後端側において送泥管１１１と排泥管１１
３とはバイパス管１３３で接続されており、このバイパ
ス管１３３にはバイパスバルブ１３５が介設されてい
る。

【００１１】バイパス管１３３より隔壁１０９側の送泥
管１１１箇所には、カッタチャンバ１０７への泥水の供
給圧を調整する送泥バルブ１３７が介設され、同様に、
バイパス管１３３より隔壁１０９側の排泥管１１３箇所
には、カッタチャンバ１０７からの泥水及び掘削土の排
出圧を調整する排泥バルブ１３９が介設されている。さ
らに、送泥バルブ１３７よりバイパス管１３３側の送泥
管１１１箇所と、前記ロータリジョイント１２５の周面
１３１の通路１２９との間は、送泥分岐管１４１により
接続されており、この送泥分岐管１４１には送泥分岐バ
ルブ１４３が介設されている。

【００１２】尚、先に述べた不図示の泥水処理プラント
においては、掘削土等の粘性土や、ベントナイト、ＣＭ
Ｃ（ナトリウムカルボキシメチルセルロース）、高分子
ポリマ等の作泥材料を用いて、所定の比重、粘性、及び
濾水量の泥が作成され、その泥を水道水に混合して適正
な泥水が作成される。

【００１３】上述のように構成された本実施例のシール
ド機１では、カッタディスク１０３を回転させつつシー
ルド１０１後端のシールドジャッキでシールド１０１を
推進させることで、カッタ１１７により切羽が掘削さ
れ、掘削された掘削土がカッタスリット１１９を通って
カッタディスク１０３の前面１１５側からカッタチャン
バ１０７内に取り込まれて滞留する。これと並行して、
前記泥水処理プラントから送泥管１１１に泥水が供給さ
れ、その泥水が送泥バルブ１３７の弁開度に応じた供給
圧でカッタチャンバ１０７内に供給される。

【００１４】供給された泥水のうち一部は、切羽の崩壊
や切羽からの湧水の発生を防ぐため、カッタスリット１
１９を通して切羽に導かれる。残りの大半の泥水は、カ
ッタチャンバ１０７内に滞留した掘削土を巻き込んで排
泥管１１３に流れ込み、排泥バルブ１３９の弁開度に応
じた排出圧でカッタチャンバ１０７内から泥水処理プラ
ントに排出される。尚、通常の掘削作業中は送泥分岐バ
ルブ１４３を閉じておく。

【００１５】ところで、粘土やシルト、土丹等、粘性の
強い土質の層の掘削時に、掘削土がカッタスリット１１
９の周縁等に付着して、カッタスリット１１９の開口部
が狭まった場合には、カッタディスク１０３を回転させ
たままの状態で送泥分岐バルブ１４３を開く。すると、
送泥管１１１内を流れる泥水の一部が、送泥分岐バルブ
１４３の弁開度に応じた供給圧で、送泥分岐管１４１、
ロータリジョイント１２５の通路１２９、センタシャフ
ト１０５の通路１２７、及びカッタディスク１０３の通
路１２３を介して、各カッタスリット１１９の中央寄り
の側壁１２１部分に導かれ、そこから各カッタスリット
１１９に向けて噴出され、噴出された泥水の勢いによ
り、カッタスリット１１９の周縁等に付着した掘削土が
除去される。尚、送泥分岐バルブ１４３の弁開度は掘削
土の粘度に合わせて適宜調整する。

【００１６】以上説明したように本実施例のシールド機
１では、泥水処理プラントから送泥管１１１を介してカ
ッタチャンバ１０７内に供給される泥水の一部を、送泥
分岐管１４１や、ロータリジョイント１２５、センタシ
ャフト１０５、及びカッタディスク１０３の通路１２
９，１２７，１２３を介して、各カッタスリット１１９
の中央寄りの側壁１２１部分に導き、そこから泥水を各
カッタスリット１１９に向けて噴出させるようにした。
このため、側壁１２１部分から各カッタスリット１１９
に向けて噴出された泥水の勢いでカッタスリット１１９
の周縁等に付着した掘削土を除去でき、カッタスリット
１１９が目詰まりしカッタチャンバ１０７内に取り込ま
れる掘削土の量が減少して、トンネルの掘進能率が著し
く低下するのを防止することができる。

【００１７】そして、カッタディスク１０３を回転させ
たままカッタスリット１１９に付着した掘削土を除去で
きるので、トンネルの掘削作業を中断させる必要がなく
なり、掘削作業のサイクルタイムを抑制して工期の長期
化を防ぐことができる。

【００１８】尚、本実施例では、送泥管１１１内を流れ
る泥水の一部を各カッタスリット１１９の中央寄りの側
壁１２１部分に導くものとしたが、各カッタスリット１
１９の外側寄りの側壁部分や、カッタディスク１０３の
径方向に沿う各カッタスリット１１９の側壁部分に泥水
を導いてもよい。また、本発明方法が適用される泥水加
圧式シールド機は、本実施例で示したような形態のカッ
タディスクを備えるものに限定されず、例えばカッタス
リットの個数は３つ以下あるいは５つ以上であってもよ
い。同様に、カッタディスクの支持方式も、本実施例で
示したセンタシャフト方式に限らず、周囲支持方式や混
合方式であってもよく、本発明方法は、本実施例で示し
たもの以外の種々の泥水加圧式シールド機の全般に適用
可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ッタが取着されたカッタディスクを回転させて掘削を行
い、前記掘削した掘削土を、前記カッタディスクを貫通
するカッタスリットを通して該カッタディスクの後方の
カッタチャンバに取り込み、シールドの後端側から前記
カッタチャンバに泥水を供給し、前記カッタチャンバに
取り込んだ前記掘削土を前記泥水と共にシールドの後端
側に排出する泥水加圧式シールド機において、前記カッ
タチャンバに供給される前記泥水を分岐して、前記カッ
タディスクの前面側に導き、前記導いた泥水を前記カッ
タスリット内に向けて噴射するようにしたので、トンネ
ルの掘削作業を中断させることなくカッタスリットに付
着した掘削土を除去し、掘削作業のサイクルタイムを抑
制して工期の長期化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカッタスリットの目詰まり防止方法を
適用した泥水加圧式シールド機の一例を示す側断面図で
ある。

【図２】図１に示すシールド機の正面図である。

【符号の説明】

１ シールド機 １０１ シールド １０３ カッタディスク １０５ センタシャフト １０７ カッタチャンバ １１５ カッタディスク前面 １１７ カッタ １１９ カッタスリット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッタが取着されたカッタディスクを回
   転させて掘削を行い、 前記掘削した掘削土を、前記カッタディスクを貫通する
   カッタスリットを通して該カッタディスクの後方のカッ
   タチャンバに取り込み、 シールドの後端側から前記カッタチャンバに泥水を供給
   し、 前記カッタチャンバに取り込んだ前記掘削土を前記泥水
   と共にシールドの後端側に排出する、 泥水加圧式シールド機において、 前記カッタチャンバに供給される前記泥水を分岐して、
   前記カッタディスクの前面側に導き、 前記導いた泥水を前記カッタスリット内に向けて噴射す
   るようにした、 ことを特徴とする泥水加圧式シールド機におけるカッタ
   スリットの目詰まり防止方法。
2. 【請求項２】 前記カッタディスクはセンタシャフトに
   より回転され、前記泥水は前記センタシャフト内を通っ
   て前記カッタディスクの前面側に導かれる請求項１記載
   の泥水加圧式シールド機におけるカッタスリットの目詰
   まり防止方法。