JPS5837296A - シ−ルド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールド掘進機に関し、さらに詳細には、シー
ルド本体の隔壁の前方域における硼の充填度合およびそ
の流動性状を把握するための検知手段を備えるシールド
掘進機に関する。

切羽の安定を図りながらシールド本体を推進させかつシ
ールド本体の隔壁の前方域からシールド本体の後方へ砺
を排出するＫは、隔壁の前方域が硼で満たされかつ硼全
体が適当な流動性を帯びた状態になっていなければなら
ない。

従来、直接視認することができない隔壁の前方′城の硼
の充填度合を知るために、隔壁の後部、すなわち隔壁の
前方域と反対の側の壁面に複数の土圧計を配置している
。

これによれば、隔壁の前方域が硼で満たされているか否
の判断は前記複数の土圧計の表示する値の平均値に基い
て行われる。しかしこの判断は、隔壁の前方域が礪で完
全に充填されしかも該硼が適当な流動性状にある場合に
のみ有効であって、隔壁の前方域の一部に空洞部がある
場合、例えば隔壁の前方域の一部が地下水で占められた
場合には、前記複数の土圧計に表示された値の平均値に
よっては硼の充填度合を正確に把握することはできない
。

このことから隔壁の前方域における硼の充填度合につい
ての判断を誤り、硼が完全に充填されていない状態で硼
の排出を行ない、シールド本体を推進させると、地表面
の沈下あるいは陥没を招（おそれがある。

また、隔壁の前方域における硼は硼質、含水量に応じた
適宜の滑材の注入を受けて攪拌されて流動性を帯びるが
、この流動性状を知るために１従来、硼質、Ｗ！の攪拌
に要する時間を考慮することＫより経験的Ｋｌｆの性状
を推定し、あるいはシールド本体の最前部にある負荷が
かかっている状態にあるカッターのトルクにより推定し
ている。カッターのトルクによる場合はカッター７エイ
スと地山との摩擦抵抗、カッタービットの掘割抵抗およ
び前記前方域の攪拌抵抗とが同時に測定されるため、硼
の性状を知る上で信頼、性に欠けるとい５問題がある。

したがって前記いずれＫよっても砺の流動性状を正確に
把握すること歓困難であって、適当な流動性を保持する
に至らない硼の排出を行うと流砂現象、アーチング作用
による硼の排出不能を起すことがあり、特に流砂現象に
伴う流砂による労働災害、坑内の土砂堆積等が発生する
おそれがある。

本発明は、隔壁の前方域における硼の充填度合およびそ
の性状を正確に把握し得る検知手段を備えるシールド掘
進機により、シールド本体の推進および硼の排出により
生ずるおそれのある地表面の沈下、陥没および労働災害
を完全に防止することを目的とする。

本発明に係るシールド掘進機は、シールド本体の最前部
に回転可能に支持されたカッターヘッドノ後方ニおいて
シールド本体に設けられた隔壁に支持されかつ該隔壁の
前方へ伸びて自由端に帰する、砺の圧力を受ける少なく
とも１つの受圧部材と、該受圧部材に設けられ該受圧部
材の歪を測定する歪計とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、隔壁の前方域における硼の状態が、従
来のように隔壁の前方域の外部からの検知手段によるあ
るいは不必要な要素を含む情報、経験的な手段に基いた
推定判断によることなく、適確に把握することができる
。

本発明が４Ｉ徴とするところは、図示の実施例について
の以下の説明により、さらに明らかとなろ５゜ 本発明に係るシールド掘進機１０は、第１図おりび２図
に示すセンターシャフト型のものと第３図に示すような
ドラムシャフト型のものとを含む。

第１図および２図に示されているセンターシャフト型の
シールド掘進機１０は、シールド本体１２の最前部にカ
ッターぜット１４を有するカッターヘッド１６が回転可
能に支持され、シールド本体の後方の駆動源（図示せず
）に連結された回転軸１８を介してカッタヘッド１６が
回転する。

カッターヘラＦ１６の後部、すなわちカッタービット１
４が設けられている側の反対側にカッターヘッド１６０
回転に伴って回転する攪拌部材である攪拌翼２０が配置
されている。またカッターヘッド１６の後方においてシ
ールド本体１２を横切って隔壁２２が設けられ、隔壁２
２の前方には硼を貯留する前方域２４が形成されている
。前記攪拌翼２０は、これに代えて例えば隔壁２２に配
置されたカッターヘッド１６とは関係な（独自に回転す
る攪拌部材（図示せず）であってもよい。

シールド本体１２の推進により地山を掘削して生ずる硼
はカッターヘッド１６に設けられたカッタースリット（
図示せず）を経て前方域２４内に蓄えられる。

隔壁２２の下方には、前方域２４から隔壁２２を経てシ
ールド本体２２の後方へ伸びるスクリューコンイア（図
示せず）のよ５な智送手段から成る排出手段２６が配置
され、硼はこの排出手段２６によりシールド本体１２の
後方へ排出される。

隔壁２２には、基端部が隔壁２２に支持され、先端部６
０が前方域２４に伸び自由端罠終る少なくとも１つの受
圧部材２８が攪拌翼２０と接触しないように配置される
。図示の例では四つの受圧部材２８がそれぞれ９０°の
間隔で隔壁２２の上下、左右に溶接されている。

受圧部材２８は攪拌翼２０により前方域２４内で攪拌さ
れる砺の圧力を受け、受圧部材２８の軸線方向に弾性変
形が生じる。この弾性変形の度合を測定するために１受
圧部材２８′には歪計３２が取り付けられている。

第４図および５図に詳細に示されているように１受圧部
材２８は例えば５８４１のような構造用鋼板な溶接して
箱状に形成することができる。このよ５Ｋして形成され
た受圧部材２８の空洞部３４内の壁［５６には抵抗線歪
計のような歪計６２が受圧部材２８の軸線方向に向けて
配置されている。

また、図示の例では受圧部材２８の先端部５０に空洞部
５４と連通する孔３８が穿たれ、シールド本体１２の後
方から隔壁２２を経て伸びる、ベントナイト、粘土、水
のような滑材の導入管４゜が空洞部６４を通って孔５８
と密着して嵌合されている。前記滑材は硼質、硼の含）
ζ−に応じて、孔３８および導入管４０を介しで隔壁２
２の前方域２４内に注入される。

第６図に示すように、歪計５２を第４図および５図に示
したと同様の構造の受圧部材２８内に配置された導入管
４００表面に取り付けることができる。この場合、歪計
３２には受圧部材２８の弾性変形が導入１ｆ４０に伝達
されて導入管４０に弾性変形が生じ、このときの導入管
４０の歪が表示される。

受圧部材２８の構造および歪計３２０受圧部材２８への
取り付けは前記した他に図示しないが次のようにしても
同様の効果が得られる。

第１に、受圧部材な釧棒のような中実の部材とし、該部
材の表面に歪計を該部材の軸線方向に向けて取り付け、
歪計が１ｉｌＫより破壊されずかつ前記部材の歪を正確
に測定し得るように適宜の材料を用いて歪計を被覆する
。

第２に受圧部材を内部に密閉空間、すなわち空洞部が存
在するように鋼材のような板状の部材を溶接により形成
し、前記空洞部の壁面に歪計を配置する。歪計は受圧部
材の軸線方向へ向けられる。

第６に、滑材の噴出孔を備える鋼管のような管部材によ
り受圧部材を形成し、前記噴出孔の孔壁に歪計を取り付
ける。該歪計は前記第１の例と同様に適宜の材料により
普覆される。また、前記噴出孔は先端部を先細状として
もよい。

前記第４図ないし６図に示す実施例および前記第１ない
し第６に説明した実施例における受圧部材２８の断面形
状はどのような形状であってもよいが、受圧部材２８は
カッターヘッド１６と共に回転する攪拌翼２０に対し、
静止して攪拌混合される確の邪摩板としての機能をも併
せてもつことから、前記機能を増大させるような形状と
することが好ましい。

第６図に示すＦラムシャフト型のシールド掘進機１０で
は、シールド本体１２と同心状に配置されたドラム４２
とカッターヘッド１６とは一体に形成され、シールド本
体１２の後方に配置された駆動ｇｉ（図示せず）により
ドラム４２を回転させ、同時にカッターヘッド１６をも
回転させるようになっている。ドラム４２とシールド本
体１２とは軸受装置４４を介し、またドラム４２と隔壁
２２とは軸受装置４６を介して、ドラム４２がシールド
本体１２および隔壁２２に対して独立に回転する。

この例における受圧部材２８および受圧部材２８への歪
計３２の取り付けは、前記したと同様に行うことができ
る。

硼が隔壁２２の前方域２４に蓄えられて攪拌翼２ＯＫよ
り攪拌されている間の受圧部材２８の挙動は、第１図お
よび２図に示すセンターシャフト型のシールド掘進機１
０についての第７図の歪一時間曲線に示されている。図
中の記４ｉ！ＩＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄ）！第２図に示す四つの受圧部材２８のうち上方の受
圧部材２８の位置をＡとし、以下順に時計回りにＢ、Ｃ
，Ｄとしたものである。

この歪二時間曲線によれば、上方位置Ａの受圧部材２８
と下方位置Ｃの受圧部材２８との歪の差が、前方域２４
の硼の量が多くなるに従って縮まり、他の位置Ｂ　、Ｄ
Ｋおける受圧部材２８の歪とともに上、下方位置Ａ、Ｄ
の受圧部材２８の歪が時間ｔｌ、後に一定の歪の範囲ε
ＩＫ収束し、この持金に充填されている状態にある。

さらに攪拌を継続すると、各曲線はほぼ同様の勾配で下
降し時間ｔ２で一定の歪の範囲ε２内に収まる。これは
砺の排出が可能な程度Ｋ１１ｆが流動性を帯びているこ
とを示す。

また地山が砂質層から成るような場合、あるいは適度な
粘性を具備しないような地質の場合は、滑材を注入して
排出時に必要とされる適度な流動性を与える。また、滑
材の導入管４０が受圧部材２８を介して前方域２４の中
央近傍まで伸び、孔３８より滑材が噴射されるため、硼
の攪拌、混合を容易Ｋかつ迅速に行うことができる。

前記歪の測定はシールド掘進機１０による地山の掘削中
に行５ことができ、ま、た硼が排出可能な状態になった
時にはカッターヘッド１６を空転させながら、あるいは
カッターヘッド１６０回転を停止し【排出手段２６によ
り［１−排出することができる。

また、第１Ｗ！Ｊおよび３図に示すように隔壁２２の後
部に一つまたは複数の土圧計４８を取り付けることＫよ
り、前記歪一時間曲ＩＩＫおける受圧部材２８の歪が一
定の範囲ε２に収束した後、土圧計４８でさらに硼が排
出可能であることを確認すれば一層確実な排出作業が確
保される。

本発明によれば、直接視認することができない隔壁の前
方域における硼の状態を、該硼の受圧部材への圧力を該
受圧部材の歪の変化として直接把え′ることかでき、従
来性われていたような不確実な推定に基くことなく、前
記前方域における硼の充填度合および該硼の流動性状を
適ＷＩＮＫ把握することができる。

したがって、硼の前方域（おける充填不足および不適当
な流動性状の状態で硼を排出するおそれはなく、−表間
の沈下、陥没、作業員の労働災害を回避することができ
る。

また本発ｇＡＫよれば、硼の状態をシールド掘進機の作
動中に知ることができるため、硼質、硼の含水量に応じ
た滑材の注入時期、注入量を制御でき、円滑な掘削作業
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るセンターシャフト型シールド掘進
機の一部縦断面図、第２図は第１図の線２−２に沿って
得た横断面図、第６図はｒラムシャツ）盤シールド掘進
機の一部縦断面図、第４図は受圧部材および歪計の拡大
縦断面図、第５図は第４図の線５−５に沿って得た横断
面図、第６図は歪計音導入管に取付けた場合の受圧部材
の拡大縦断面図、第７図は歪一時間曲線図である。 １０：シールド掘進機、１２：シールド本体、１６：カ
ッターヘッド、２２：隔壁、 ２４：隔壁の前方域、　　２６：排出手段、・２８：受
圧部材、　　　　３２：歪計、３４＝空洞部、　　　　
　３６：空洞部の内壁、６８：孔、　　　　　　　４０
：導入管。 代理人　弁理士　松永宣行

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　シールド本体と、骸シールド本体の最剪部に
   回転可能に支持されたカッターヘラＦと、前記カッター
   ヘッドの後方において前記シールド本体に設けられた隔
   壁と、該隔壁の前方から前記シールド本体の後方へ硼を
   排出するための排出手段と、前記隔１１に支持されかつ
   該隔壁の前方へ伸びて自由端に帰する、前記硼の圧力を
   受ける少なくとも１つの受圧部材と、該受圧部材にＢけ
   られ該受圧部材の歪を測定する歪計とを含む、シールド
   掘進機。 （２）前記歪計は前記受圧部材表面に取付けられかつ皺
   覆され、前記歪計は前記受圧部材の軸線方向く向けられ
   巧いる、特許請求の範囲第（１）項のシールド掘進機。 （３）前記受圧部材は空洞部を有し、前記歪計は前記空
   洞部の壁面に取付けられかつ前記受圧部材の輪一方向に
   向けられ【いる、特許請求の範囲第（１）項のシールド
   掘進機。 （１）　　前記受圧部材は滑材の噴出孔を有し、前記歪
   計は前記噴出孔の孔壁に取付けられかつ被覆され、前記
   歪計は前記受圧部材の軸線方向に向けられている、特許
   請求の範囲第（１）項のシールド掘進機。 （５）　　前記受圧部材は空洞部と該空洞部に連通する
   孔を有し、前記受圧部材は前記隔壁を経て前記空洞部内
   に伸びかつ前記孔に嵌合する滑材の導入管を備え、前記
   歪計は前記空洞部の壁ＴｆＪＫ取付けられかつ前記受圧
   部材の軸線方向に向けられている、特許請求の範囲第（
   １）項のシールド掘進機。 （６）前記受圧部材は空洞部と該空洞部に連通する孔を
   有し、前記受圧部材は前記隔壁を経て前記空洞部内に伸
   びかつ前記孔に嵌合する滑材の導入管を備え、前記歪計
   は前記導入管の表面に取り付けられかつ前記受圧部材の
   軸線方向く向けられている、特許請求の範囲第（１）項
   のシールド掘進機。