JPH0768856B2 - 密閉型シールド機用洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、土圧式ないしは泥水式などの密閉型シール
ド機の洗浄装置に関する。

《発明の背景とその課題》 泥水加圧型や泥土加圧型などの密閉型シールド機では、
シールド掘進中に何等かの原因で掘進不能に陥ることが
ある。

その原因としては、加圧チャンバ室内での土砂付着，カ
ッター前面の障害物，カッタービットの摩耗や破損、さ
らには地山崩壊による空洞の発生などがある。

このような事態が発生した場合には、隔壁から前方は泥
水や充満された泥土による圧力が加わっているため、加
圧状態となっており、したがって、隔壁から前方のチャ
ンバー室内の情況を容易には観察できなかった。

また、カッターの前面は当然目視観測は出来ず、カッタ
ービットの摩耗や破損を直接検知することは出来なかっ
た。

カッタービットの摩耗や破損の検知手段としては、例え
ば特開昭60-144607号公報に示されている超音波診断型
の摩耗検知装置もあるが、間接的であり、カッタービッ
トと並列して設けた検知ビットの摩耗を検出することで
他のカッタービットの摩耗度合いに置き換えているた
め、検出結果からカッタービットの摩耗を推定すること
になり、正確な摩耗状態が検出できなかった。

ところで、土木建築の分野では、工業用の内視鏡が、例
えば、トンネル覆工背面の空洞調査や、コンクリートの
亀裂調査、ブロック背面の支持壁の調査、水道管の漏れ
調査、歴史的建築物の検査など比較的広範囲に利用され
ている。

そこで、この種の内視鏡を前述したシールド機のチャン
バ室内の観測や、カッタービットの摩耗度合いの検出に
利用できれば、掘削不能になった原因を早期に発見でき
て、事後の対策が短期間に立てられ、工期の短縮がを図
ることができる。

しかしながら、シールド機のチャンバ室は、加圧下にあ
るので、内視鏡をそのまま適用することができないと同
時に、特に、カッタービットの摩耗度合いの検出では、
ビットに掘削土砂が付着しているので、仮に、内視鏡の
取付けに工夫をして、加圧下での観測ができるようにし
ても、その成果が充分に発揮できなかった。

この発明は以上の背景に基づきなされたものであって、
その目的は、シールド機の加圧された先端部分において
も内視鏡による検査を行えるようにしたシールド機用洗
浄装置を提供することにある。

《課題を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この発明は、先端に回転駆動
されるカッターを有し、このカッターの背面側に設けら
れた隔壁によりチャンバ室を画成したシールド機におい
て、前記隔壁に取付けられた開閉手段と、この開閉手段
に接続されるシールド管と、このシール管内に液密ない
しは気密かつ回転および摺動可能に挿通された鞘管と、
この鞘管の先端部に回転自在に装着されたジェット水の
噴射ノズルと、前記鞘管内に設置され、前記噴射ノズル
を旋回させる旋回機構と、前記チャンバ室内に加圧空気
を供給して、泥水の水位を前記開閉手段の下方位置まで
低下させて該チャンバ室ないしは前記カッターの前面に
空洞部を形成することのできる加圧空気供給手段とを有
することを特徴とする。

《作用》 上記構成の密閉型シールド機用洗浄装置によれば、加圧
空気供給手段によってチャンバ室ないしはカッターの前
面に空洞部を形成した上で、開閉手段及びシール管を介
して、先端部に噴射ノズルを備えた鞘管を傾動部内に挿
入し、この空洞部内において、旋回機構により噴射ノズ
ルを旋回させつつジェット水を噴射するとともに、鞘管
を前後移動および回転させることによって、広範囲にわ
たって確実にカッターの洗浄を行うことができる。

《実施例》 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の検査装置が適用される泥水加圧型シ
ールド機の全体構成を示すものである。

同図に示すシールド機は、両端が開口した円筒状の本体
10と、本体10の先端側の開口に回転可能に取付けられた
カッター12と、カッター12の背面側に所定の間隔をおい
て本体10に固設された隔壁14とを備えていて、本体10の
先端側にはチャンバ室16が画成されている。

カッター12の前面には、多数のカッタービット12aが固
着されている。

隔壁14の上部側には、チャンバ室16内に加圧泥水を供給
する送泥管18が接続されるとともに、隔壁14の下部側に
は、泥水とともに掘削土砂を外部に排出する排泥管20が
接続されている。

また、送泥管18は、後述するようにチャンバ室16内に加
圧空気を供給することができる加圧空気供給手段と接続
されている。

そして、送泥管18の下方には、開閉手段としての開閉バ
ルブ22が隔壁14に取付けられている。

開閉バルブ22の取り付け状態を第２図に示している。

開閉バルブ22は、ボールバルブないしはゲートバルブか
ら構成され、シールド機の掘進時などの定常状態では閉
弁されているとともに、盲蓋24が装着されている。

この開閉バルブ22には、第３図に示す洗浄装置26が、チ
ャンバ室16やカッター12のビット12aを観測するとき
に、盲蓋24を除去して装着される。

洗浄装置26は、開閉バルブ22のフランジに一端が結合さ
れる両端が開口したシール管26aと、シール管26a内にシ
ール材26bを介して液密かつ回転および摺動可能に挿通
される鞘管26cと、鞘管26cに先端部に回転自在に設置さ
れた噴射ノズル26dとから構成されている。

鞘管26cは、先端部が閉止され、後端部が開口してお
り、先端部分には、段部26eが形成されていて、この段
部26eに上記噴射ノズル26dの回転軸26fがこれを貫通す
るように立設されている。

回転軸26fの下端には、従動傘歯車26gが固着されてい
る。

そして、従動傘歯車26gには、鞘管26d内に固設された回
転ガイド26hに支持された旋回ロッド26iの先端に固設さ
れた原動傘歯車26jが噛合している。

旋回ロッド26iと鞘管26cの後端には、それぞれこれらを
回転させるときに使用されるハンドル26kが取付けられ
ているとともに、噴射ノズル26dには、鞘管26c内に設置
されたホース26lが接続されている。

次に、洗浄装置26の装着方法について説明すると、チャ
ンバ室16内を観測する場合には、まず、シールド機を停
止してチャンバ室16内の泥水の水位を開閉バルブ22の下
方まで低下させる。

この場合、送泥管18から加圧空気を注入して、部分的に
切羽圧よりも若干高圧な空洞部Ａを形成する。

なお、この場合、地下水の流入が少なく、切羽および周
辺地山の安定が保持できる場合には、必ずしも加圧空気
を用いて空洞部Ａを形成する必要はない。

また、泥土加圧式の密閉シールド機においても、上記と
同様にチャンバ室内の土砂を除去して空洞部Ａを形成す
る。

空洞部Ａが形成されると、開閉バルブ22をとじた状態で
盲蓋24を除去して、シール管26aが装着される。

そして、シール管26aに噴射ノズル26dが取付けられた鞘
管26cを挿通させ、開閉バルブ22を開弁した状態で鞘管2
6cを前進させ、噴射ノズル26dを空洞部Ａに位置させ
て、鞘管26cを徐々にハンドル26kを介して前進ないしは
回転させ、これと同時に旋回ロッド26iを介して噴射ノ
ズル26dを旋回させつつジェット水を噴出させて、チャ
ンバ室16内の洗浄を行う。

洗浄が終了すると、噴射ノズル26dの先端を開閉バルブ2
2の後方まで後退させて、開閉バルブ22を閉じて鞘管26c
を除去する。

そして、第４図に一例を示すように、シール管26aに、
上記鞘管26cと同じ直径の透明な耐圧管30内に内視鏡32
を挿通した検査装置34を上記と同じ方法によって装着す
る。

内視鏡32には、図外のテレビモニタや画像分析装置など
が光ファイバで接続されているので、耐圧管30を前後あ
るいは回転移動させてチャンバ室16内の観察が行われ
る。

一方、カッター12のカッタービット12aの摩耗状態を観
測する場合には、まず、開閉バルブ22の位置と、カッタ
ー12の土砂取込み用のスリット孔とを一致させる。

この状態で、チャンバ室16内に加圧空気を送り込み泥水
の水位を下げると、カッタービット12aの周辺にも空洞
部Ａが形成されるが、空洞部Ａの形成を確実にするため
には、例えば、加圧空気を送り込みながらシールド機を
少し後退させれば良い。

空洞部Ａが形成されると、以後の操作はチャンバ室16内
の場合と同様に行う。

さて、上記構成の密閉型シールド機用洗浄装置によれ
ば、シール管26aと鞘管26cとでチャンバ室16内の圧力状
態を維持しつつ、チャバ室16内やカッタービット12aの
洗浄が、隔壁14の外部から噴射ノズル26dを前後方向お
よび周方向に移動させ、かつ、これと同時に旋回させな
がらできるので、内視鏡34でチャンバ室16内ないしはカ
ッター12の状態が正確に観察できる。

なお、カッタービット12aの摩耗度合いの観測では、カ
ッター12を回転させて各スリット孔に対応して設けられ
ているビット12aを順次観察することもできる。

また、上記実施例では隔壁14に開閉バルブ22を１つ設け
たものを例示したが、この発明の実施はこれに限定され
ることはなく、適当な個所に２つ以上取付けておき、噴
射ノズル26dによる洗浄が複数個所でできるようにして
も良い。

さらに、噴射ノズル26dの旋回機構として歯車26g,jで結
合された旋回ロッド26iを例示しているが、これに代え
て電動ないしは油圧式のモータで直接旋回させるように
してもよい。

また、シール管26aが接続される開閉手段は、開閉バル
ブ22に限られることなく、例えば、シャッター状のもの
でシール管26aとチャンバ室16との間を開閉してもよ
い。

《発明の効果》 以上詳細に説明したように、この発明にかかる密閉形シ
ールド機用洗浄装置によれば、加圧空気供給手段によっ
てチャンバ室ないしはカッターの前面に空洞部を形成し
た上で、開閉手段及びシール管を介して、先端部に噴射
ノズルを備えた鞘管を空洞部内に挿入し、この空洞部内
において、旋回機構により噴射ノズルを旋回させつつジ
ェット水を噴射するとともに、鞘管を前後移動および回
転させることによって、広範囲にわたって確実にカッタ
ーの洗浄を行うことができる。そして、状況観察により
補修が必要な場合に、作業員がチャンバ室に入る前の予
備的観察あるいは作業の確認モニターとして利用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置が適用されるシールド機の説明図、
第２図は同装置が装着される開閉バルブの断面図、第３
図は同装置が第２図の開閉バルブに装着された状態の断
面図、第４図は検査装置を装着した状態の断面図であ
る。 10……シールド機本体 12……カッター 12a……カッタービット、14……隔壁 16……チャンバ室、22……開閉バルブ 26……検査装置、26a……シール管 26c……鞘管、26d……噴射ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に回転駆動されるカッターを有し、こ
   のカッターの背面側に設けられた隔壁によりチャンバ室
   を画成したシールド機において、前記隔壁に取付けられ
   た開閉手段と、この開閉手段に接続されるシール管と、
   このシール管内に液密ないしは気密かつ回転および摺動
   可能に挿通された鞘管と、この鞘管に先端部に回転自在
   に装着されたジェット水の噴射ノズルと、前記鞘管内に
   設置され、前記噴射ノズルを旋回させる旋回機構と、前
   記チャンバ室内に加圧空気を供給して、泥水の水位を前
   記開閉手段の下方位置まで低下させて該チャンバ室ない
   しは前記カッターの前面に空洞部を形成することのでき
   る加圧空気供給手段とを有することを特徴とする密閉型
   シールド機の先端検査装置。