JPH077435Y2 - 斜坑トンネル掘削機のズリ排出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、斜め上方に掘進する斜坑トンネル掘削機によ
って掘削した際に発生するズリを安全且つ連続的に外部
に排出する装置に関する。

（従来の技術） トンネル掘削機によって掘進する方法としては、「既掘
削箇所に組み立てた反力支持部材で推進反力を受け持
ち、油圧ジャッキによって推力を得ながら回転カッター
によって地山を掘削し、掘削したズリはバルクヘッド内
に組み込んでズリ排出管を通して連続的に外部へ排出す
る。」という方法が一般的である。この場合、掘削した
ズリの排出がスムーズに行われなければ、掘削機による
掘進が困難あるいは不能となるので、掘削ズリの排出が
良好に行われることは非常に重要である。この掘削ズリ
の排出に関連する装置としては、以下のようなものが知
られている。

実公昭62-23551号公報には、「リミットスイッチ21、21
の作動位置を調整することによって、ジョウ22の揺動ス
トロークおよび可動歯板23と固定歯板24間の出口間隙を
調整しつつ、可動歯板23と固定歯板24の間で供給口25よ
り取り込んだ礫（ズリともいう）を圧砕して泥水と共に
排出口26からシールド機外に排出する構成（第５図参
照）」が示されている。（以下、従来技術Ｉという） 実開昭59-61844号公報には、「固定歯31および両矢印で
示した方向に揺動する可動歯32の両方の歯を山形歯と
し、これらに切り込みを形成するか、または上記両方の
歯を四角錐形歯を縦列した形状とし、揺動運動をする可
動歯32と固定歯31との間で岩石33を圧砕して小さくした
ものを、下端の間隙34より外部へ排出する構成（第６図
参照）」が示されている。（以下、従来技術IIという） 特開昭61-225496号公報には、「一対の爪41で破砕した
ずりをずり室42へ送り、軸43に固着した偏心ロータ44の
外周に設けられたビット45によりさらに微細に破砕し
て、グリッド46を通って落下した後、管47を経て後方に
排出する構成（第７図および第８図参照）」が示されて
いる。（以下、従来技術IIIという） 特開昭59-206598号公報には、「回転カッタ51の前面に
設けられた掘削ビット52で掘削された土砂をカッタチャ
ンバ53に取り込んで、この土砂中の大きな礫を、ロール
クラッシャー54を構成するロール55上に形成された突起
状の衝撃歯56により破砕して、スクリューコンベア57に
より搬送排出する構成（第９図参照）」が示されてい
る。（以下、従来技術IVという） 特開昭59-206599号公報には、「従来技術IVにおいて、
回転カッタ51の前面にされにローラカッタを加えた構
成」が示されている。（以下、従来技術Ｖという） 特開昭62-180758号公報には、「坑内において、シール
ド機61の礫搬出力ベルトコンベヤ62の排出部に配設され
た受板63に、底部に砕石落下孔が形成されたクラッシャ
室64を設け、ベルトコンベヤ62で搬送された大径の礫を
受板63に装着された油圧ジャッキ65のロッド先端に取付
けられた礫破砕板66により破砕して、クラッシャ室64の
底部の砥石落下孔より搬出用コンベヤ67に落とした後、
該コンベヤ67によって土砂圧送ポンプ68に移送し、一方
上記受板63に装着されたバイブレータ69を作動させるこ
とによってクラッシャ室64に振動を与え、クラッシャ室
64に対する土砂の付着を防止するようにした構成（第10
図参照）」が示されている。（以下、従来技術VIとい
う） （考案が解決しようとする課題） 従来技術ＩおよびIIは板状の固定歯と可動歯の間で礫を
圧砕した後に排出する構造であり、従来技術III、IVお
よびＶは突起部の形成された回転ローラ体で礫を破砕し
た後に排出する構造であり、このように従来技術Ｉ〜Ｖ
の構成要素にはバイブレーターに相当する機能を有する
ものは含まれていない。従って、破砕された礫同志が合
体して排出口にいわゆるブリッジ現象を生じて破砕後の
礫がスムーズに排出されにくくなる。

従来技術VIは礫搬排出用ベルトコンベヤ６によって礫は
確実にクラッシャ室64に搬送されるので、バイブレータ
69の振動によりクラッシャ室64への土砂の付着を防止し
つつ礫破砕板66により破砕された礫は外部に比較的スム
ーズに排出できる。しかし、下部から斜め上方に向かっ
て掘削する斜坑トンネル掘削機の場合、バルクヘッド内
に常に礫（ズリ）が堆積しやすいので、間断なくズリが
ズリ排出管の入口であるズリ呑込口に供給されるとは限
らず、単にズリ呑込口近傍にバイブレーターとクラッシ
ャーを設置しただけでは斜坑トンネル掘削機のズリはス
ムーズに排出できない。

本考案は従来技術の有するこのような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、斜坑トンネル掘削機に
よって掘削したズリのバルクヘッド内での堆積、ズリ排
出管の閉塞およびズリ排出管からのズリの飛散を同時に
防止して連続して安全にズリの排出を行うことができる
装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案の構成要旨は、 回転カッターと、この回転カッターで掘削されたズリを
取り込むバルクヘッドと、このバルクヘッド内のズリを
外部に排出するズリ排出管を備えた斜坑トンネル掘削機
のズリ排出装置において、バルクヘッド内のズリ呑込口
の近傍に、バイブレーターと、クラッシャーと、ズリ呑
込口に向かって傾斜し且つ揺動可能なマンホール兼用ダ
ンパーを設けたことを特徴とする斜坑トンネル掘削機の
ズリ排出装置を第一の考案とし、 上記第一の考案において、ズリ排出管が遮断ゲートおよ
び伸縮部を有することを特徴とする斜坑トンネル掘削機
のズリ排出装置を第二の考案とする。

（作用） ズリ呑込口に向かって傾斜したマンホール兼用ダンパー
があるので、バルクヘッド内に取り込まれたズリはズリ
呑込口の方向に流れやすく、このズリ呑込口の近傍には
バイブレーターが設置さているので、バイブレーターの
振動効果でズリ呑込口でのブリッジ現象が防止され、過
大なズリはクラッシャーで破砕することによりズリ排出
管が閉塞することなく、スムーズにズリの排出が行われ
る。

また、マンホール兼用ダンパーを揺動することによりダ
ンパー上のズリを除去した後にマンホールを開いて安全
にバルクヘッド内に入って各種点検作業を行うことがで
きる。

そして、ズリ排出管には遮断ゲートが設置されているの
で、遮断ゲートでズリ排出管を閉塞することによりズリ
の落下を完全に防止して、斜め下方でのズリ排出管の延
設作業等を安全に行うことができる。

さらに、斜坑トンネル掘削機の掘削に合わせてズリ排出
管の伸縮部が伸びるので、ズリ排出管からズリが飛散し
ない。

（実施例） 以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１は回転カッターで、斜坑トンネル掘
削機はこの回転カッターを先頭として第４図に示すよう
な急傾斜面を斜め上方に掘進していく。２は回転カッタ
ーで掘削されたズリを取り込むバルクヘッド、３はマン
ホール兼用ダンパーである。このマンホール兼用ダンパ
ー３はズリ呑込口４に向かって傾斜しており、油圧ジャ
ッキ５により矢印方向に揺動可能である。上記ズリ呑込
口４は入口がやや狭くなってズリ排出管６へと続いてい
る。このズリ呑込口４近傍にクラッシャー11とバイブレ
ーター14（詳細は第２図および第３図参照）が設置され
ている。

７はズリ排出管６を閉塞可能な遮断ゲートである。８は
伸縮部で、トンネル掘削機の１ストロークの掘進量だけ
伸縮可能な２重筒構造となっている。９は機外のズリ排
出管で、このズリ排出管９は現場の位置関係ではズリ排
出管６の斜め下方に位置している。上記ズリ排出管６は
ズリ排出管９に密に嵌入され、さらにズリ排出管９はズ
リピット（図示せず）に連結されている。

第２図において、10はマンホール兼用ダンパー３の中央
部に設けたマンホールである。11はクラッシャーで、こ
のクラッシャーは油圧ジャッキ12とズリ破砕ヘッド13お
よび固定ブロック16から構成されている。14はバイブレ
ーターである。このバイブレーター14は図の矢印方向に
振動し、ハイプレーター14と掘削機内側との間には第３
図に示されているように防振ゴム15が介装されていてい
る。

上記のように構成される本実施例において、 回転カッター１で掘削されてバルクヘッド２に取り込ま
れたズリは、ズリ呑込口４に向かって傾斜したマンホー
ル兼用ダンパー３を適宜ダンプすることにより、ブリ呑
込口４の方向に流れ易くなり、ズリ呑込口４付近に達し
たズリは、バイブレーター14の振動効果でズリ呑込口４
にブリッジを作ることはない。また、ズリ呑込口４の入
口はズリ排出管６よりやや狭小で、且つ過大なズリはク
ラッシャー11で破砕すればよいから、ズリ排出管６には
適当な大きさのズリのみが供給されて、ズリはズリ排出
管６および９を経て下方のズリピットにスムーズに連続
して排出される。

また、カッターの点検や切羽の観察のためにバルクヘッ
ド内に入る必要があるときは、マンホール兼用ダンパー
３を揺動してダンパー上のズリを除去してからマンホー
ル10を開いて安全にバルクヘッド内に入ることができ
る。

そして、ズリ排出管６には遮断ゲート７が設置されてい
るので、機内のズリ排出管６を機外のズリ排出管９に接
続する作業の場合も、この遮断ゲート７でズリ排出管６
を閉塞することにより、切羽からの落石を完全に防止し
て安全に作業することができる。

また、ズリ排出管６は斜坑トンネル掘削機の１ストロー
クの掘進量に対応する伸縮部８を有しているので、トン
ネル掘削機の掘進作業中においてもズリはズリ排出管６
から飛散することはなく、ズリ排出管６よりズリ排出管
９を経てズリピットに排出される。

なお、ズリ排出管内の上方から下方に水を流すことによ
り、ズリの流動性をよくしてズリの排出をよりスムーズ
にすることができる。

（考案の効果） 本考案は上述のように構成されているので、以下のよう
な効果を奏する。

マンホール兼用ダンパーがズリ呑込口に向かって傾斜
しており、且つこのダンパーを適宜ダンプさせることに
よりバルクヘッド内のズリはズリ呑込口に向かって流れ
易くなるので、バルクヘッド内にズリが堆積することは
ない。

バイブレーターの振動効果でズリ呑込口にズリのブリ
ッジが形成されることはなく、過大なズリはクラッシャ
ーにより過度の大きさに破砕することができるので、ズ
リ排出管が閉塞することはない。

マンホール兼用ダンパーを揺動することにより、該ダ
ンパー上のズリを強制的に除去した後にマンホールを開
いて安全にバルクヘッド内に入って、カッターの点検や
切羽の観察をを行うことができる。

遮断ゲートでズリ排出管を閉塞することにより、ズリ
排出管よりのズリの落下を完全に防止して斜め下方での
ズリ排出管の延設作業等を安全に行うことができる。

斜坑トンネル掘削機の掘進に合わせてズリ排出管の伸
縮部が伸びるので、ズリはズリ排出管から飛散すること
なく下部のズリピットに集められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るズリ排出装置の全体構成を示す側
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図は第２
図のＢ−Ｂ断面図、第４図は斜坑トンネル掘削機が掘削
する様子を示す図、第５図〜第10図は従来技術を示す図
である。 １…回転カッター、２…バルクヘッド、３…マンホール
兼用ダンパー、４…ズリ呑込口、５…油圧ジャッキ、６
…ズリ排出管、７…遮断ゲート、８…伸縮部、９…ズリ
排出管、10…マンホール、11…クラッシャー、12…油圧
ジャッキ、13…ズリ破砕ヘッド、14…バイブレーター、
15…防振ゴム、16…固定ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小池 武久 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社建設部内 (72)考案者 小西 守 東京都港区元赤坂１丁目３番10号 株式会 社奥村組東京支社内 (72)考案者 渋川 雄二郎 東京都港区元赤坂１丁目３番10号 株式会 社奥村組東京支社内 (72)考案者 佐古井 耕三 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 藤岡 一夫 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 福田 有孝 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 山中 和典 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転カッターと、この回転カッターで掘削
   されたズリを取り込むバルクヘッドと、このバルクヘッ
   ド内のズリを外部に排出するズリ排出管を備えた斜坑ト
   ンネル掘削機のズリ排出装置において、 バルクヘッド内のズリ呑込口の近傍に、バイブレーター
   と、クラッシャーと、ズリ呑込口に向かって傾斜し且つ
   揺動可能なマンホール兼用ダンパーを設けたことを特徴
   とする斜坑トンネル掘削機のズリ排出装置
2. 【請求項２】ズリ排出管が遮断ゲートおよび伸縮部を有
   することを特徴とする請求項１記載の斜坑トンネル掘削
   機のズリ排出装置