JPH0823265B2

JPH0823265B2 - シールド掘進機

Info

Publication number: JPH0823265B2
Application number: JP2223699A
Authority: JP
Inventors: 繁夫高橋
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH04106294A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はトンネル構築等に用いるシールド掘進機に関
する。

（従来の技術）第６図は泥漿式シールド掘進機を示し、101はシール
ド円筒、102はカッター盤、103は駆動モータ、104はチ
ャンバ、105は隔壁、106は作泥材注入通路、107は削土
排出用のスクリューコンベア、108はゲートである。

この泥漿式シールド掘進機は、作泥材をカッター盤10
2の前面または隔壁105より注入し、チャンバ104内で掘
削土砂と作泥材を混練して、スクリューコンベア107で
後方のゲート108から排土するものである。

また、第７図は泥土加圧式シールド掘進機を示すもの
で、111はシールド円筒、112はカッター盤、113は駆動
モータ、114はチャンバ、115は隔壁、116は作泥材吐出
孔、117はスクリューコンベア、118はゲート、119は撹
拌翼である。

この泥土加圧式シールド掘進機は、作泥材をカッター
盤112の前面中央部または隔壁115より注入し、チャンバ
114内において、カッター盤112と一体の撹拌翼119によ
り掘削土砂と作泥材を混練して、スクリューコンベア11
7で後方のゲート118から排出するものである。

また、特公平2-29838号公報には、カッター盤背面の
撹拌翼の他に、縦方向の回転軸に設けた撹拌翼を備えた
密閉機械式シールド掘進機が開示されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、第６図の泥漿式シールド掘進機は、チャン
バ104内に撹拌翼を備えていないため、掘削土砂と作泥
材との撹拌は、チャンバ104内に臨むスクリューコンベ
ア107の先端のみでしかなされず、そのため、掘削土砂
と作泥材との撹拌が充分に行なえず、塑性流動化が均一
に行なえないことから、チャンバ104内に土砂が付着し
やすく地下水圧に対する止水性の面で不利がある。

また、第７図の泥土加圧シールド堀進機は、カッター
盤112と一体の撹拌翼119による撹拌が行なえるものの、
撹拌翼119はシールド円筒111の軸心と平行して延出して
いるため撹拌効果が少なく、粘性土層等に対して十分な
撹拌を行なえない場合がある。

そして、前記特公平2-29838号公報開示の密閉機械式
シールド掘進機は、カッター盤背面の撹拌翼で掘削土砂
と作泥材を混練してから、更に、縦方向の回転軸に設け
た撹拌翼により２段階で混練できるが、１次撹拌はあく
までもカッター盤背面の撹拌翼によるため、必ずしも粘
性土層等に対する充分な撹拌が行なえない場合ある。

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本
発明の目的は、作泥材を効果的に吐出させて掘削土砂と
作泥材との混練を高め、撹拌・混合の高効率化により、
塑性流動化及び難透水性化の促進による止水性の向上と
チャンバ内の閉塞防止効果を高めて、掘進の安定、効率
化を図ったいわゆる泥土圧式のシールド掘進機を提供す
るにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するため本発明は、シールド円筒と、
前記シールド円筒の前端に回転自在に配設されたカッタ
ー盤と、前記カッター盤の後方に設けられた混練用のチ
ャンバと、前記カッター盤に接続された作泥材注入装置
と、前記チャンバに接続された削土排出装置とを備える
シールド掘進機において、前記チャンバ内の後部空間に
前記シールド円筒の軸心を中心として回転可能に配設さ
れた円環と、前記円環からカッター盤に向けて突設した
複数の撹拌翼と、前記撹拌翼及び円環を駆動する駆動手
段とを有し、前記各撹拌翼の先端に作泥材吐出孔が形成
され、前記作泥材吐出孔は、撹拌翼の内部と円環とにわ
たって形成した貫通孔に連通され、前記各貫通孔と前記
作泥材注入装置間を連通する作泥材注入路を設けたもの
である。

また、本発明は、前記撹拌翼の突出方向が、シールド
円筒の軸心に対してカッター盤に向け傾斜しているもの
である。

また、本発明は、前記各撹拌翼の突出方向が、シール
ド円筒の軸心に対して互いに異なった角度で傾斜してい
るものである。

（作用）撹拌翼の先端から作泥材を吐出できるので、掘削土砂
と作泥材との混練が強制撹拌により効率良く行なわれ、
塑性流動化が向上する。

前記撹拌翼をシールド円筒の軸心に対して傾斜して設
けると、掘削土砂と作泥材との混練をより効率良く行う
ことができ、更に、複数の撹拌翼の各々をシールド円筒
の軸心に対して互いに異なった角度で傾斜させれば、掘
削土砂と作泥材との混練をより一層効率良く行うことが
できる。

（実施例）以下、本発明の好適一実施例を添付図面に従って説明
する。

第１図は本発明によるいわゆる泥土圧式のシールド掘
進機の縦断側面図を示す。

１はシールド円筒（スキンプレート）、２はカッター
盤、３はその駆動モータ、４はチャンバ、５は撹拌翼、
６はその駆動モータ、７は作泥材注入装置、９は削土排
出装置としてのスクリューコンベアである。

シールド円筒１は、リングガーター11,12により固設
された内筒13を備える。

カッター盤２の前面にはカッタービット21が設けら
れ、カッター盤２には軸受座22を介してその背面の後方
に延出するドラム23が一体化されている。

このカッター盤２の背面にはチャンバ４が形成され、
カッター盤２の軸受座22と、シールド円筒１のリングガ
ーター14との間にカッターベアリング15が介設され、図
中16はリップシールを示す。

撹拌翼５は、第３図に示すように、円環51の前面に放
射状に３本取り付けられ、撹拌翼５は円柱状を呈し、シ
ールド円筒１の軸心に対してその先端が次第に径方向外
方に位置するように傾斜して設けられている。

円環51の内方はチャンバ４の開口部52に形成され、こ
の円環51に後方へ延出するドラム53が連結されている。

この撹拌翼５のドラム53は、シールド円筒１の内筒13
の外周上に軸受54,55を介して回転自在に組み付けら
れ、更に、撹拌翼５のドラム53の外周上に、カッター盤
２のドラム23が軸受24,56を介して回転自在に組み付け
られ、図中17,25はリップシールである。

そして、シールド円筒１のリングガーター11に取り付
けた駆動モータ３の駆動ギヤ31に噛合する被動ギヤ32
が、カッター盤２のドラム23に固設され、また、シール
ド円筒１のリングガーター12に取り付けた駆動モータ６
の駆動ギヤ61に噛合する被動ギヤ62が、撹拌翼５のドラ
ム53に固設されている。

両駆動モータ3,6は、油圧モータまたは減速機付電動
機等により構成されるもので、油圧駆動の場合は油量制
御によって、また、電動機駆動の場合は、インバータ制
御等によって回転数を無段階に制御される。

作泥材注入装置７は、第２図に拡大して示すように、
不図示のポンプに連なる２本の注入通路71,81を有して
いる。

一方の注入通路71は、シールド円筒１の内筒13に接続
した注入管72と、第５図に示す如く撹拌翼５のドラム53
に形成した２本の貫通孔73と、カッター盤２のドラム23
に接続した注入管74とで構成され、注入管74はカッター
盤２の背面に接続され、カッター盤２の前面には複数の
吐出孔75が開口している。

また、他方の注入通路81は、シールド円筒１の内筒に
接続した注入管82と、第４図に示す如く撹拌翼５のドラ
ム53及び円環51に形成した３本の貫通孔83,84と、各撹
拌翼５自体に形成した貫通孔85とで構成され、貫通孔85
先端の吐出孔86に逆止弁87が設けられている。

尚、撹拌翼５のドラム53において、その内外周にはシ
ールリング57,58が設けられている。

そして、スクリューコンベア９のケーシング91が、シ
ールド円筒１の内筒13前端に接続されている。

以上の構成からなるシールド掘進機によれば、カッタ
ー盤２前面の吐出孔75,75から吐出した水や流動化材等
の作泥材が混入された掘削土砂に、更に、チャンバ４内
において、円各撹拌翼5,5,5先端の吐出孔86,86,86から
も作泥材を独立して吐出させるため、より高い撹拌混合
効果をもって掘削土砂と作泥材との混練による塑性流動
化を促進できる。

また、各撹拌翼5,5,5に傾斜角度をもたせたので、各
撹拌翼5,5,5によって一層効果的に強制撹拌することが
可能となり、更に、複数の撹拌翼5,5,5をシールド円筒
１の軸心に対して互いに異なった角度で傾斜させれば、
撹拌翼5,5,5の通過する軌跡が異なって掘削土砂と作泥
材とをより一層効果的に強制撹拌することが可能とな
る。

また、実施例のように各撹拌翼5,5,5をシールド円筒
１側で回転可能に支持するようにすれば、カッター盤２
と撹拌翼５とを独立して駆動させることもでき、カッタ
ー盤２の回転方向及び回転数に拘束されず、掘削する土
質に応じて撹拌翼５の回転方向及び回転数を設定するこ
とも、また、撹拌翼５の取付数や形状を設定することも
可能となる。

（発明の効果）以上のように本発明に係るシールド掘削機によれば、
チャンバ内の後部空間にシールド円筒の軸心を中心とし
て回転可能に配設された円環と、円環からカッター盤に
向けて突設した複数の撹拌翼と、撹拌翼及び円環を駆動
する駆動手段とを有し、各撹拌翼の先端に作泥材吐出孔
が形成され、作泥材吐出孔は、撹拌翼の内部と円環とに
わたって形成した貫通孔に連通され、各貫通孔と作泥材
注入装置間を連通する作泥材注入路を設ける構成にした
ので、作泥材を各撹拌翼の先端吐出孔から吐出させるこ
とができ、これに伴い作泥材とカッターにより掘削され
た掘削土砂とを強制撹拌によって効率良く混練させるこ
とができるとともに、掘削土砂の塑性流動化を向上で
き、難透水性化のそ促進と併せ止水性を向上でき、チャ
ンバ内の閉塞防止効果も高められ、従って、掘進の安定
と効率化を達成することができる。

また、撹拌翼に傾斜角度を持たせることで一層効果的
に強制撹拌でき、更に、複数の撹拌翼の各々をシールド
の軸心に対して互いに異なった角度で傾斜させれば、掘
削土砂と作泥材とをより一層効果的に強制撹拌できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るシールド掘進機の縦断側面図、第
２図はその要部拡大図、第３図乃至第５図は第１図の矢
視A,B,Cの各断面図、第６図及び第７図は従来のシール
ド掘進機を例示した各縦断側面図である。尚図中、１はシールド円筒、13は内筒、２はカッター
盤、23はドラム、３は駆動モータ、４はチャンバ、５は
撹拌翼、51は円環、53はドラム、６は駆動モータ、７は
作泥材注入装置、71,81は注入通路、75,86は吐出孔、９
は削土排出装置である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド円筒と、前記シールド円筒の前端に回転自在に配設されたカッタ
ー盤と、前記カッター盤の後方に設けられた混練用のチャンバ
と、前記カッター盤に接続された作泥材注入装置と、前記チャンバに接続された削土排出装置と、を備えるシールド掘進機において、前記チャンバ内の後部空間に前記シールド円筒の軸心を
中心として回転可能に配設された円環と、前記円環からカッター盤に向けて突設した複数の撹拌翼
と、前記撹拌翼及び円環を駆動する駆動手段とを有し、前記各撹拌翼の先端に作泥材吐出孔が形成され、前記作泥材吐出孔は、撹拌翼の内部と円環とにわたって
形成した貫通孔に連通され、前記各貫通孔と前記作泥材注入装置間を連通する作泥材
注入路を設けた、ことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】前記撹拌翼の突出方向はシールド円筒の軸
心に対してカッター盤に向け傾斜している請求項１記載
のシールド掘進機。
【請求項３】前記各撹拌翼の突出方向はシールド円筒の
軸心に対して互いに異なった角度で傾斜している請求項
１または２記載のシールド掘進機。