JPH0663423B2 - 密閉形シ−ルド掘進機の障害物検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は密閉形形シールド掘進機の障害物検知装置に関
する。

［従来の技術］ 第10図は従来の密閉形機械掘シールド掘進機を示してお
り、これは、切羽と抗内が隔壁ａで仕切られ、かつ隔壁
前面に土砂を切削する土砂切削用カッタビットｂを設け
たカッタＣが装備され、掘削土砂は送排泥管ｄによるス
ラリー又はスクリューコンベヤ等により排土するもので
ある。

しかし、カッタｃに土砂切削用のカッタビットｂを設け
ただけの従来のものでは、障害物検知機能が無いので、
杭等の障害物があってもこれをオペレータは事前に知る
ことが出来ず、カッタビットｂを杭にぶつけてしまうこ
とがある。カッタビットｂを杭にぶつけると、結果とし
てカッタビットの破損カッタ回転不能基礎杭の押
付けによる地上構造物の損傷などを起こし、これらの復
旧に多大の時間と費用がかかる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記したように障害物検知機能を有していない従来の密
閉形シールド掘進機では土砂切削用カッタビットが杭等
の障害物に当たるのが避けられないため、カッタビット
の破損等をもたらすという問題点があった。

したがって、本発明の目的は土砂切削用カッタビットに
当たる前に障害物を検出するようにして、上記問題点を
解消して、障害物に起因する土砂切削用カッタビットの
損傷を未然に防止することが可能な密閉形シールド掘進
機の障害物検知装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の密閉形シールド掘進機の障害物検知装置は、土
砂の切削力に抗することはできるが、杭等の障害物に当
たると脱落する障害物検知用ビットを、土砂切削用カッ
タビットよりも突出するようにカッタ前面に支持させ、
この障害物検知用ビットの背面に障害物検知用ビットが
脱落すると流体圧が解放される流体圧供給系を設け、こ
の流体圧供給系に流体圧を検出する圧力検知手段を取り
付けて構成したものである。

［作 用］ 掘削時、障害物検知用ビットは土砂切削用カッタビット
と共に土砂を切削するが、土砂カッタビットよりも突出
するように支持されているので、障害物があると土砂カ
ッタビットより先に障害物検知用ビットが障害物に当た
る。するとその荷重を受けた障害物検知用ビットはカッ
タ前面から脱落し、この障害物検知用ビットにより流体
圧供給系内に閉じ込めれていた流体圧が解放する。この
流体圧の解放により流体圧供給系内が減圧する。この減
圧が流体圧供給系に取り付けられた圧力検知手段によっ
て検出される。

［実施例］ 本発明の実施例を第１図〜第９図に基づいて説明すれば
以下の通りである。

第１図は本発明の密閉形シールド掘進機の障害物検知装
置例を示す。

１は密閉形機械掘シールド掘進機であり、隔壁２の前面
にカッタモータ３により回動するシャフト４を介してカ
ッタ５が装備されている。このカッタ５には通常取り付
けられている土砂切削用カッタビット６の他に、上部構
造物７の基礎杭８などの障害物を検知する障害物検知用
ビット10が取り付けられている。障害物検知用ビット10
にはこれに向けて流体圧、例えば油圧を供給するための
油圧配管11が接続され、この油圧配管11はカッタ５内か
らシャフト４、回転継手12を経て機内に延設されて機内
の油圧ポンプ13に連結される。延設した油圧配管11には
圧力計14が取り付けられ、油圧の昇圧や減圧を検知でき
るようになっている。なお、図中15はシールドジャッ
キ、16はセグメントである。

上記した障害物検知用ビット10は、例えば第２図に示す
ように、カッタ前面のカッタ面板17に90℃間隔で４個、
カッタ中心点からの距離を異ならせて取り付けてある。
カッタ中心点からの距離を異ならせているのは、障害物
を見逃さないようにするためであるが、障害物検知用ビ
ット10の配管や個数は工事毎に任意に決める。なお、18
はカッタスポーク、19は土砂取込口である。

また、土砂切削用カッタビット６よりも障害物検知用ビ
ット10が先に杭８に当たるように、第３図に示す如く、
障害物検知用ビット10のカッタ面板17からのビット高さ
Ｈを、カッタスポーク18に取り付けられている土砂切削
用カッタビット６のビット高さｈよりも高くしてある。
この障害物検知用ビット10のビット高さＨも工事毎に決
めるようにし、特に複数個取り付ける場合には各々の高
さを少しずつ変えるようにしても良い。

ここで、第４図〜第５図を使って障害物検知用ビット及
びその取付構造を詳しく述べる。

障害物検知用ビット10はカッタ面板17の前面に溶接した
取付座20に、剪断ピン21により取り付けられている。頂
部両側に土砂切削用のチップ22を固着した障害物検知用
ビット10の下部を、取付座20の上部に設けた凹所23に嵌
合させ、嵌合したビット下部と取付座上部とに設けた挿
通孔24を一致させてこれに剪断ピン21を挿通し、取付座
側の挿通孔両端から剪断ピン抜止めナット25をネジ込ん
である。

ところで、剪断ピン21は、通常の土砂切削時の荷重を障
害物検知用ビット10が受けたときはこれに充分抗するこ
とができるが、杭８等の障害物の荷重を受けたときは剪
断する強度に設定してある。なお、剪断ピンはボルトで
あってもよい。

また、上記取付座20の下部には、取付座上部の凹所23と
背面とを連通する油孔26が設けられ、凹所側には後述す
る圧力保持弁27を挿入する挿入孔28が、背面側にはホー
スネジ込み口29がそれぞれ形成されている。このホース
ネジ込み口29には取付座底部のカッタ面板17に穿設した
孔から導入した油圧配管11としての油圧ホース30が接続
され、その途中に油圧ポンプ側への逆流を防止する逆止
弁31が介設されている。油孔26の端部の挿入孔28には外
周にＯリング等のシール材32を取り付けた圧力保持弁27
が挿入され、凹所23に臨む面が凹所23に嵌合した障害物
検知用ビット10の下端10aに押えられるようになってい
る。したがって、油圧ホース30、油孔26内に油圧をかけ
ても、圧力保持弁27はビット下端に押えられているため
押し出されず、しかもシール材32でシールされているた
め油圧ホース30、油孔26内は昇圧状態が維持される。

さて、上記のような構成における作用を説明する。

油圧ポンプ13により油圧配管11内に油圧を供給し管内を
昇圧状態にしたうえで、シールド掘進を開始する。

杭８が無いときは、障害物検知用ビット10は通常の土砂
切削用カッタビット６と同様に、カッタ５の回動により
地山を切削する。このときの障害物検知用ビット10の切
削荷重は剪断ピン21でもたせる。

杭８が有るときは、通常の土砂切削用カッタビット６よ
りも障害物検知用ビット10はビット高さがカッタ前面適
所に点在して取り付けてあるため、この検知用ビット10
が土砂切削用カッタビット６よりも早く杭８に当たる。
検知用ビット10が杭８に当たると、カッタトルクが検知
用ビット10に集中するため剪断ピン21が切損し、検知用
ビット10が取付座20から脱落する。このため圧力保持弁
27を油孔26の挿入孔28内に止めておく押さえがなくな
り、圧力保持弁27が油圧力により押し出され、油孔26内
の油が解放した挿入孔28から地山に漏れ出し油圧が解放
され第６図に示すようになる。したがつて、油圧配管11
内の昇圧状態にあった油圧が大きく減圧するが、この減
圧は圧力計14により検出される。その結果、この減圧が
生じたとき杭８に当たったことが分かる。なお、油圧ホ
ースに介設した逆止弁31は、圧力保持弁27が抜けたとき
切羽土砂水が油圧ポンプ13側へ逆流するのを防止する。

このようにして障害物検知用ビット10によって杭８を検
出した後、作業者はカッタ内にから坑内にでて地盤改良
等を行ない杭８を除去するか、又はオペレータが掘進ス
ピードを微速にし、土砂切削用カッタビット６に大きな
負担を掛けないように切削する等の手段を講ずる。

また、カッタ５内に入るとき、カッタ面板17に取付座20
が残っているので、脱落除去した障害物検知用ビット1
0、圧力保持弁27、剪断ピン21を新しいものと交換する
ことにより、再掘進時、同様に障害物を継続して検知で
きる。

このように本実施例によれば、杭が通常の土砂切削用カ
ッタビットに当たる前に障害物検知用ビットに当るた
め、杭の出現を直前でオペレータが知ることができる。

杭の出現が分かるため、掘削を停止し事前に杭撤去作業
が可能となる。したがって、土砂切削用カッタビットが
破損することがなくなるうえ、基礎杭に掘進機の推力に
よる無理な荷重がかからなくなるので構造物等への影響
が無くなる。また、事前に杭の存在が分かるので、掘進
速度を極端に遅くすることができ、状況によっては杭を
除去することなく土砂切削用カッタビットで僅かづつ切
削して行くこともできる。

また、電気的手段とは異なり、機械的手段で障害物を検
知し、しかもその手段が所定荷重を受けると脱落する検
知用ビットに油圧を供給するという簡素な機構であるた
め、電気的手段に伴なう誤判定がなく杭有無の判定が確
実であり、装置コストも安価となる。

更に、障害物検知用ビットの脱落により失うものは、該
ビット、圧力保持弁及び剪断ピンであり、取付座は依然
として残っているので、取付座の再利用が図れ失ったも
のについての部分交換のみで済ますことができる。

第７図と第８図及び第９図は第５図の実施例の変形例を
示すもので、第５図と異なる点は、第７図のものにあっ
ては、取付座20をカッタ面板17に直接溶接する替わり
に、カッタ面板17にこれに溶接した間座40を介して間接
的にボルト41締めし、取付座ボルト41で着脱可能にした
点である。なお、42はシールである。また、第８図及び
第９図のものにあっては、圧力保持弁27を取付座20に直
接挿入する代わりに、取付座20にこれにボルト50締めし
た圧力保持弁外筒51を介して間接的に挿入し、圧力保持
弁外筒51を介して間接的に挿入し、圧力保持弁外筒51を
取付座20に着脱できるようにした点である。

このようにしたのは、障害物検知用ビットが杭に当り、
取付座20のみ残った時、土砂が油孔26に入り孔表面を傷
付けると再び圧力保持弁27を挿入して再使用するとき、
油がリークして本装置が役に立たなくなるのを防止する
ためである。したがって、第７図のものは取付座20をそ
っくり交換し、第８図及び第９図のものは圧力保持弁外
筒51のみかえることにより本装置を有効利用できるとい
う利点が得られる。

［発明の効果］ 以上要する本発明によれば、土砂切削用カッタビットよ
りも突出した障害物検知用ビットの脱落により解放され
る流体圧を圧力検知手段で検出するように構成したこと
により、土砂切削用カッタビットが障害物に当たる前
に、流体圧の減圧から障害物の存在を知ることができる
ので、土砂切削用カッタビットの損傷を未然に防止する
ことができる、という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る密閉形シールド掘進機
の障害物検知装置の構成図、第２図は第１図に示すカッ
タの正面図、第３図は同じく土砂切削用カッタビットと
障害物検知用ビットとの関係を示すカッタの一部展開
図、第４図は障害物検知用ビットの取付構造例を示す断
面図、第５図は第４図のＶ矢視断面図、第６図は障害物
検知用ビットが脱落し去った取付部の断面図、第７図は
障害物検知用ビットの取付構造の変形例を示す断面図、
第８図は同じく他の変形例を示す断面図、第９図は第８
図のＡ部拡大図、第10図は従来の密閉形シールド掘進機
を示す断面構造図である。図中、１は密閉形機械掘シー
ルド掘進機、５はカッタ、６は土砂切削用カッタビッ
ト、８は障害物としての基礎杭、10は障害物検知用ビッ
ト、11は流体圧供給系としての油圧配管、13は油圧ポン
プ、14は圧力検知手段としての圧力計である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土砂切削力に抗することはできるが、障害
   物に当たると脱落する障害物検知用ビットを土砂切削用
   カッタビットよりも突出するようにカッタ前面に支持さ
   せ、上記障害物検知用ビットの背面に該障害物検知用ビ
   ットが脱落すると流体圧が解放される流体圧供給系を連
   設し、該流体圧供給系に流体圧を検出する圧力検知手段
   を取り付けて構成されていることを特徴とする密閉形シ
   ールド掘進機の障害物検知装置。