JPS5925998Y2 - シ−ルド掘進機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はズリ排出手段を改良して砂礫層等の地層での
トンネル施工に好適な構成としたシールド掘進機に関す
る。

従来の砂礫層用シール掘進機では、第３図に示すごとく
カッター内水圧制御ラインとしての送泥水管３でカッタ
−１後部のカッター室２内に送り込んだ泥水を金繰ズリ
として流体輸送系の排泥管４により、その途中に介在さ
せた礫分離装置５を介して排出回収するようにした流体
輸送によるズリ排出手段を採用している。

ところが、斯様なズリ排出手段では、排泥管４の管径が
、泥水ズリに含まれる想定最大礫径の数倍に設定される
ことと相俟ち、その排泥管４内での泥水流速が礫沈降速
度との関係より求められる速度以上である必要から前記
カッター室２内に多量の泥水を送り込んでいるため、こ
のカッター室２内には常に多量泥水の流れが生じ、しが
も排泥管４を通る泥水ズリの金繰濃度変化が大きいこと
によるカッター室２内の水圧変動等によって切羽の洗掘
現象を惹き起し、切羽地山の崩壊を余儀なくされた。

特に多礫層地帯では、礫分離装置５内が短時間で礫で満
杯状態になるため、シールド−掘進の間に何度も機械を
止めて礫分離装置５内から礫を取り出さねばならず、そ
の作業に相当の時間と労力を費やすことからトンネル掘
進作業が遅れる結果となった。

また、排泥管４の途中に礫分離装置が介在させであるこ
とにより、排泥管４に礫が詰り易く故障発生と危惧もあ
った。

この考案は上記問題点を解消するためになされ、その目
的は、カッター室内の水圧化制ラインとズリ排出用流体
輸送系ラインとをロータリフィーダで分断した構成とし
て、その流体輸送系ラインのズリ濃度変化による圧力変
動がカッター室内の制御水圧に伝播されないようにし、
もって、カツタ一室内水圧を安定化させることにより切
羽の洗掘現象を未然に防止でき、しかも前記流体輸送系
ラインの管路が礫等によって閉塞されるような危惧がな
く、ズリ排出を常時円滑かつ確実に効率よく行なうこと
ができるようにしたシールド掘進機を提供するにある。

以下にこの考案の好適一実施例を第１図、第２図に基づ
いて説明する。

第１図において、シールドフレーム１０内の先端開口側
近傍に配置した架台１１には軸受１２を介してカッター
１３が回転自在に保持させである。

カッター１３は後端開口部がシールド材１４を介して内
外二重隔壁１５ ａ 、１５ ｂで閉塞されたカッター
室１６を有し、このカッター室１６内は図示しない仕切
板によって複数のパケットを形成しており、斯様なカッ
ター１３はモータ１８によって回転駆動される。

前記カッター室１６内には、その内部水圧制御ラインの
送泥水管１９が内外型隔壁１５ ａ 、１５ ｂ間の泥
水中継室１５および泥水噴出管２０を介して連通させで
ある。

また、カッター室１６内には略中心部にてズリ搬出用ス
クリューコンベヤ２１の移送始端側上部に設けたズリ導
入口２２が臨ませである。

スクリューコンベヤ２１の移送終端側にはロータリフィ
ーダ２３が装備してあり、その構成は以下に説明する。

すなわち、前記ロータリフィーダ２３は中心軸部２４が
一体的に設けられた有底筒状をなし、その内部には第２
図に示すごとく放射状仕切羽根２５、およびフィーダ内
周壁と中心軸部２４との間でその周方向に沿うズリ分離
機能部としてのスクリーン２６がそれぞれ設けられ、も
って、ロータリフィーダ２３内は複数のズリ導入室２７
と排泥水室２８とに区分されている。

また、ズリ導入室２７の底壁には排出口２７ ａが設け
られ、その近傍にて前記底壁外面に突設したブラケット
２９には排出口２７ ａの開閉蓋３０が枢支しである。

この開閉蓋３０は、前記中心軸部２４の中空部に吊持さ
せたジヤツキ３１の伸縮作動により揺動リンク３２を介
して開閉駆動されるようになっている。

更に、ロータリフィーダ２３の外筒壁下端外周部にはチ
ェンスプロケツ１〜３３が設けである。

そして、上記構成のロータリフィーダ２３は、スクリュ
ーコンベヤ２１の移送終端側に固設したケーシング３４
内に嵌め込んでその中心軸孔に軸受３５およびシール材
３６を介して中心軸部２４を回転自在に嵌合支承させる
ことにより取付けられている。

前記ケーシング３４は有蓋筒状をなしており、その天壁
部には、スクリューコンベヤ２１の移送終端側下部の吐
出口３７に連通させたズリ導入口３８が設けられ、かつ
このズリ導入口３８との離間位置でロータリフィーダ２
３のズリ導入室２７に連通させる流体輸送系ラインの送
泥水管３９と、排泥水室２８に連通させる同じく流体輸
送系ラインの排泥水管４０とがそれぞれ開口させである
。

送泥水管３９は送泥水管１９とともに送泥水用ポンプＰ
１に、かつ排泥水管４０は排泥水用ポンプＰ２にそれぞ
れ接続している。

また、前記ケーシング３４の外向フランジ上にはロータ
リフィーダ２３の駆動源としてモータ４１が装着され、
その駆動スプロケット４２とロータリフィーダ２３のチ
ェノスプロケット３３との間には伝動チェノ４３が巻回
しである。

従って、ロータリフィーダ２３はモータ４１によって回
転駆動され、その駆動時に各ズリ導入室２７がズリ導入
口３８に順次個別的に連通し、その連通位置から外れた
ズリ導入室２７が送泥水管３９に連通ずるとともに、排
泥水室２８のそれぞれ排泥水管４０と順次個別的に連通
ずるようになっている。

斯様なロータリフィーダ２３において、ズリ導入口３８
が必要に応じてゲート４４で開閉されるようになってお
り、その開閉はスクリューコンベヤ２１のケーシング外
壁面、に装架した油圧ジヤツキ４５により行なわれる。

また、ロータリフィーダ２３の下方にはズリ搬出用のベ
ルトコンベヤ４６が設置しである。

なお、第１図中符号４７はスクリューコンベヤ２１の駆
動モータ、４８および４９は送泥水管３９および排泥水
管４０に介在させた開閉バルブ、５０は送泥水管３９に
おける開閉バルブ４８の上流側と排泥水管４０における
開閉バルブ４９の下流側とを結ぶ接続管に介在させた開
閉バルブ、５１および５２は送泥水管１９および送泥水
管３９のそれぞれに介在させた圧力設定器である。

つぎに、上記実施例の作動を説明する。

まず、送泥水用ポンプＰ１を起動させることにより送泥
水管１９で泥水中継室１５、泥水噴出管２０を介してカ
ッター室１６内に泥水を送給し、このカッター室１６内
を充水状態にして切羽水圧（地下水圧）にバランスさせ
る。

その状態で、カッター１３をモータ１８で回転駆動させ
ると同時に図示しない推進ジヤツキで前進させることに
より前記カッター１３はトンネル掘削を開始する。

この時点では、スクリューコンベヤ２１およびロータリ
フィーダ２３の各駆動モータ４７，４１と排泥水用ポン
プＰ２は既に起動させておき、かつゲート４４は開いた
状態にしておく。

もって、前記カッター１３により掘削されカッター室１
６内に導入したズリは、カッター室１６内のパケットに
よってスクリューコンベヤ２１のズリ導入口２２に落さ
れる。

このズリ導入口２２からスクリューコンベヤ２１のケー
シング内に落されたズリは、スクリュー翼で搬送され、
その搬送終端位置でロータリフィーダ２３のズリ導入口
３８から同ロータリーフィーダ２３の各ズリ導入室２７
内に順次落下する。

斯様にしてズリが送り込まれたロータリフィーダ２３の
ズリ導入室２７は、前記ズリ導入口３８から変位した時
点でロータリフィーダケーシングの天壁部により上端開
口部が閉塞された密閉室状態となる。

密閉窒化された前記ズリ導入室２７内には送泥水管３９
から泥水がズリ輸送流体として送り込まれ、これにより
ズリ導入室２７内のズリ細粒分は泥水化して分離用スク
リーン２６を通過し排泥水室２８内に流入する。

排泥水室２８内に流入した泥水状のズリ細粒分は排泥水
管４０で吸い上げることにより所謂流体輸送されて排出
される。

斯様なズリ細粒分の排出は、ズリ導入室２７内が分離用
スクリーン２６を通過しないズリ大粒分、すなわち大径
礫等で略満杯になるまで続けられる。

そして、グリ導入室２７内に残存する大径礫等が略満杯
になったならば、その時点で、スクリューコンベヤ２１
．ロータリフィーダ２３を停止させ、ゲート４４でズリ
導入口３８を閉鎖するとともに、開閉バルブ４８．４９
を閉める。

ついで、蓋部動用のジヤツキ３１を作動させて開閉蓋３
０を開くことにより、前記ズリ導入室２７内の残存大径
礫等はベルトコンベヤ４６上に落下して集礫場へ搬送さ
れる。

この考案は以上説明したように、水圧制御ラインを接続
したカッター室内にスクリューコンベヤのズリ導入口を
臨ませ、そのスクリューコンベヤのズリ吐出口近傍にロ
ータリフィーダを回転駆動自在に軸支し、このロータリ
フィーダ内に形成した排泥水室にズリ排出用流体輸送系
ラインの排泥水管を接続してその流体輸送系ラインと前
記水圧制御ラインを分断した構成としてなるので、流体
輸送系ラインの震度変化による圧力変動がカッター室内
の制御水圧に伝播されるようなことはなく、このため、
カッター室内の制御水圧を安定させることができ、その
室内水流が少なくなることから切羽の洗掘現象を未然に
防止できる。

また、前記ロータリフィーダは、排泥水室との間がズリ
分離機能部で仕切られ、かつ開閉可能なズリ排出口が設
けられたズリ導入室を有し、このズリ導入室をスクリュ
ーコンベヤのズリ吐出口に連通させるようにしであるの
で、スクリューコンベヤによって前記ズリ導入室内に送
り込まれたズリは、ズリ分離機能部を通過しないでズリ
導入室内に残存する大径礫等のズリ大粒分と、ズリ分離
機能部を通過して排泥水室内に浸入するズリ細粒分とに
分離され、このズリ細粒分だけが流体輸送系ラインによ
って排出されることとなり、このため、その系統の管路
が礫等によって閉塞されるような危惧はなく、かつズリ
導入室内にはズリ大粒分を溜積させることができ、その
溜積ズリ大粒分は所定限界量に達したときズリ導入室の
排出口を開いて回収すればよいので、従来のごとく礫回
収のためにシールド−掘進の間に機械を頻繁に停止させ
る必要がなく、ズリ排出を常時円滑に効率よく行なうこ
とができてシールド掘進作業性の向上に寄与するところ
の大きな実用的効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の好適一実施例を示す断面構成図、第
２図は第１図のＩＩ −ＩＩ線断面図、第３図は従来例
を説明するための概略図である。 図中１６はカッター室、１９は水圧制御ラインの送泥水
管、２１はスクリューコンベヤ、２２はズリ導出口、２
３はロータリフィーダ、２６はズリ分離機能部としての
スクリーン、２７はズリ導入室、２７ ａはズリ排出口
、２８は排泥水室、４０は流体輸送系ラインの排泥水管
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カッター室内の水圧制御ラインと、カッター室内に臨ま
   せたズリ導入口を有するズリ搬出用のスクリューコンベ
   ヤとを備えたシールド掘進機において、スクリューコン
   ベヤのズリ吐出口に連通させるズリ導入室およびこのズ
   リ導入室との間にズリ細粒分だけが通過可能なズリ分離
   機能部を介在させて形成した排泥水室のそれぞれを有し
   、かつ前記ズリ導入室に開閉可能なズリ排出口が設けら
   れたロータリフィーダをスクリューコンベヤのズリ吐出
   口近傍に回転駆動自在に軸支し、そのロータリフィーダ
   の前記排泥水室に排泥水管を接続してなることを特徴と
   するシールド掘進機。