JPS594037B2 - 機械掘りシ−ルド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の機械掘りシールドに関するものである。

帯水砂層および軟弱地層における全断面カッタヘッド回
転式機械掘シシールドの掘削作業では掘削中は勿論機械
停止時においても水および土砂がカッタヘッド前面のズ
リ取込み口から侵入し切羽の崩壊および地盤の沈下など
危険な状態になることがある。

従来の機械掘りシールドにおけるカッタヘッド装置は第
１図乃至第３図に示すようにカッタヘッド本体ａを備え
ている。

このカッタヘッド本体ａの前面にはカッタースポークｂ
の両側方に位置する土砂取込口Ｃが設けてありカッタス
ポークｂの両側部にカッタｄが取付けである。

土砂取込口Ｃの後部はシュー）ｅになっておシ、このシ
ュートｅの断面を第３図に示す。

カッタヘッド本体ａの前面は土砂取込口Ｃを除き面板ｆ
が設けである。

カッタヘッド本体ａの中心部はシュートｅの開口部であ
り、取込んだ土砂はスクリューフィーダなどの運搬装置
ｇによって機械後部へ排出される。

このように構成されたカッタヘッド装置を備えた機械掘
りシールドで帯水砂層および軟弱地層を掘進するとカッ
タによる掘削量以上の土砂が土砂取込口Ｃから侵入する
おそれがあり、切羽が崩れて地盤沈下などをおこすこと
になる。

本発明は上記の事情に鑑みなされたものであって、帯水
砂層および軟弱層における掘削作業を安全にししかも切
羽の崩壊および地盤沈下などが防止できしかもシールド
本体内のスペースが有効に利用できスクリューフィーダ
と他の機器との配置関係を良好にすることができる機械
掘りシールドを提供することにある。

以下、本発明を第４図以下を参照して説明する。

図面中１はシールド本体であり、このシールド本体１内
にはフレーム２が固設しである。

フレーム２の内周部分にケース３が前後方向に摺動可能
に設けである。

ケース３には軸受部材４が設けてあり、この軸受部材４
の外輪側に接続部材５が固設しである。

軸受部材４の外輪側にはギヤ６が形成しである。

また、ケース３には回転駆動装置７が固設してあり、回
転駆動装置７の出力軸８のピニオン９はギヤ６に噛合し
ている。

接続部材５にはカッタヘッド１０が固設しである。

このカッタヘッド１０は接続部材５に固設された保持部
材１０ａを備え、また中心部分に中心部材１１を備えて
いる。

この中心部材１１には放射状に複数のスポーク部材１２
が固設してあり、これらスポーク部材１２の両側にはカ
ッタ１３がその全長に亘って取付けである。

スポーク部材１２には中心部材１１と相似形のコーン状
の円環部材１４が同心的に互に間隔をおいて複数個取付
けてあり、これら円環部材１４の大径側の直径はその外
側にある円環部材１４の小径側の直径より大にしである
。

またスポーク部材１２の外端部は、前記保持部材１０ａ
の円筒部分に取付けである。

前記カッタヘッド１００円環部材１４と保持部材１０ａ
との間には摺接板部材１６が介装してあり、この摺接板
部材１６はケース３に固定しである。

また、保持部材１０ａとシールド本体１との間および接
続部材５とケース３との間に密封部材１７ａｔ１７ｂが
設けである。

前記摺接板部材１６の中心部にはシュート開口１６ａが
形成してあり、摺接板部材１６上部には外周側からシュ
ート開口１６ａに向う■字形状のシュート１８が形成し
てあり、このシュート１８内にスクレーパ１９が固設し
である。

とのス、クレーパ１９の櫛歯部２０は前記カッタヘッド
１０の円環部材１４間に挿入しである。

図面中Ａはズリ搬送機構である。

このズリ搬送機構Ａはズリ搬送部Ｂとズリ圧送部Ｃとよ
り構成しである。

ズリ搬送部Ｂはスクリューフィーダ２１より構成してあ
り、このスクリューフィーダ２１はシールド本体１の中
心部分に配置されていてスクリューフィーダ２１の搬入
口２２はＶ字形シュート１８の交叉部すなわち前記シュ
ート開口１６ａに通している。

スクリューフィーダ２１のスクリュー２３において全長
の後半部分のピッチは前半部分のピッチより５〜２０％
程度挾くしである。

スクリュー２３は駆動装置２４によシ駆動されるもので
ある。

前記ズリ圧送部Ｃは圧送用管２５を備えていて、この圧
送用管２５の搬入口２６はスクリューフィーダ２１の搬
出口２７に設けた排出シュート２８に連結しである。

圧送用１２５の端部にはブツシャ２９が移動可能に設け
てあり、ブツシャ２９はシリンダ装置３０により往復動
可能になされている。

また圧送用管２５にはパルプ３１が設けてあり、圧送用
管２５の搬入口２６の後方には圧縮空気の噴出用ノズル
３２と潤滑剤のノズル３３とが設けである。

また、圧送用管２５のパルプ３１後方には圧縮空気の噴
出用ノズル３４が設けてあり、更には圧送用管２５のパ
ルプ３１の前方には排水管３５が開口している。

この排水管３５の端部は前記シュート１８に通じている
。

前記摺接板部材６の前面には潤滑剤の注入用ノズル３６
が設けである。

この注入用ノズル３６および前記ノズル３３は図示しな
い潤滑剤の供給装置に接続してあり、また圧縮空気の噴
出用ノズル３２，３４は図示しない圧縮空気の供給装置
に接続しである。

前記フレーム２はシールドジヤツキ３７が固設してあり
、また固定部材３８には土圧検知シリンダ装置３９が連
結してあり、この土圧検知シリンダ装置３９の作動杆部
は前記ケース３に連結してあるっ 次に１作動を説明する。

回転駆動装置７を駆動して接続部材５を介してカッタヘ
ッド１０を回転しながら、前記シールドジヤツキ３７を
作動してセグメント４０の端面を押してシールド本体１
を推進させる。

カッタヘッド１０のカッタ１３により切羽の土砂は掘削
されて円環部材１４で区割されているカッタヘッド１０
の空隙部分Ｆに充満され、更に摺接板部材１６の前面に
摺接して回転をつづけ、上部ニ亘ってスクレーパ１９に
よりシュート１８内に掻き落される。

摺接板部材１６の前面と土砂との間には注入用ノズル３
６より潤滑剤が注入されるだめに摩擦力は軽減される。

前記シュート１８内に掻き落された土砂はスクリューフ
ィーダ２１内に取込まれ後方に搬送されるがスクリュー
２３の後半部分のピッチが前半部分のピンチより５〜２
０％狭くしであるために土砂はスクリューフィーダ２１
の後半において更に圧密を受けて排出シュート２８より
圧送部Ｃの圧送用管２５内に投入される。

圧送用管２５内に投入された土砂はシリンダ装置３０の
作動により移動するブツシャ２９により閉じたバルブ３
１側に押し込まれる。

このため、水分が土砂より分離しこの分離水分は排水管
３５を介してシュート８内に環流される。

水分の減少した土砂（ズリ）はバルブ３１を開放した後
噴出用ノズル３２からの圧縮空気により後方に移送され
る。

このとき、ノズル３３より潤滑剤が注入され圧送用管２
５と土砂との間の摩擦抵抗が軽減される。

更に、バルブ３１を閉じ第２の噴出用ノズル３４から圧
縮空気を噴射してプラグ化した土砂を後方に移送する。

なお、潤滑剤の注入は土質に応じて行なわれる。

土圧検知シリンダ装置３９は常に切羽の土圧を検知しそ
の値を続み取り図示しない制御機構を介してシールドジ
ヤツキ３７に指令を送り推進速度および推進力を制御す
る。

本発明は以上詳述したようになり、シールド本体１のフ
レーム２に回転可能に且つ前後摺動可能に支持されたカ
ッタヘッド１０を、中心部材１１に放射状に複数のスポ
ーク部材１２を設けると共にスポーク部材１２にカッタ
１３を設はスポーク部材１２に同心円状に且つ互に空隙
部分Ｆを存してコーン状の円環部材１４を複数設けて構
成し、シールド本体１内にカッタヘッド１０の円環部材
１４の背面に接する摺接板部材１６を固設し、摺接板部
材１６の中心部分にシュート開口１６ａを形成すると共
に摺接板部材１６の上部に外周端からシュート開口１６
ａに向うシュート１８を設け、シュート１８内にカッタ
ヘッド１０の空隙部分Ｆに充満した土砂をシュート１８
内に掻き落すスクレーパ１９を設け、シールド本体１内
の中心部分にスクリューフィーダ２１を配設すると共に
スクリューフィーダ２１の搬入口側を前記シュート開口
１６ａに挿入し、スクリューフィーダ２１のスクリュー
のピッチを前半に比べて後半を狭くし、シールド本体１
内にスクリューフィーダ２１より搬出された土砂をプラ
グ化して空気圧で圧送するズリ圧送部Ｃを設け、シール
ド本体１内にカッタヘッド１０に作用する切羽の土圧を
検知してシールドジヤツキの推進速度および推進圧力を
制御する制御機構に検知信号を入力する土圧検知シリン
ダ装置３９を設けたことを特徴とするものである。

したがって、切羽の土圧は複数の円環部材１４によって
受けられるので切羽の崩落が防止できるし、また土砂（
ズリ９は前記空隙部分Ｆを充満して過剰な土砂の侵入が
なくなる。

また、掘削された土砂はスクリューフィーダのスクリュ
ーにより圧密された後プラグ化して後方に移送されるの
でズリ排出を円滑に且つ能率的に行なうことができる。

更に切羽の土圧を常に検知して得てシールドの推進速度
、推進圧力を制御し得て安全な掘進が可能になる。

これらのことによシ帯水砂層および軟弱地盤における機
械掘シシールドの掘削作業を安全に行なうことができ、
切羽の崩壊および地盤沈下などをなくすことができる。

しかも、スクリューフィーダがシールド本体内の中心部
分に配設されるのでシールド本体内のスペースを有効に
利用することができ他の機器との配置関係を良好にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の機械掘りシールドの一部断面した側面図
、第２図は同正面図、第３図は第２図■−■線に沿う断
面図、第４図は本発明一実施例の縦断面図、第５図は同
正面図、第６図は第５図■−ＩＶ線に沿う断面図である
。 １はシールド本体、２はフレーム、１０はカッタヘッド
、１１は中心部材、１２はスポーク部材、１４は円環部
材、１６は摺接板部材、１８はシュート、１９はスクレ
ーパ、３９は土圧検知シリンダ装置、２１はスクリュー
フィーダ、Ｃはズリ圧送部、Ｆは空隙部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールド本体１のフレーム２に回転可能に且つ前後
   摺動可能に支持されたカッタヘッド１０を、中心部材１
   １に放射状に複数のスポーク部材１２を設けると共にス
   ポーク部材１２にカッタ１３を設はスポーク部材１２に
   同心円状に且つ互に空隙部分Ｆを存してコーン状の円環
   部材１４を複数設けて構成し、シールド本体１内にカッ
   タヘッド１０の円環部材１４の背面に接する摺接板部材
   １６を固設し、摺接板部材１６の中心部分にシュート開
   口１６αを形成すると共に摺接板部材１６の上部に外周
   端からシュート開口１６αに向うシュー）１１設け、シ
   ュート１８内にカッタヘッド１０の空隙部分Ｆに充満し
   た土砂をシュート１８内に掻き落すスクレーパ１９を設
   ケ、シールド本体１内の中心部分にスクリューフィーダ
   ２１を配設すると共にスクリューフィーダ２１の搬入口
   側を前記シュート開口１６αに挿入し、スクリューフィ
   ーダ２１のスクリューのピッチを前半に比べて後半を狭
   くシ、シールド本体１内にスクリューフィーダ２１より
   搬出された土砂をプラグ化して空気圧で圧送するズリ圧
   送部Ｃを設け、シールド本体１内にカッタヘッド１０に
   作用する切羽の土圧を検知してシールドジヤツキの推進
   速度および推進圧力を制御する制御機構に検知信号を入
   力する土庄検知シリンダ装置３９を設けたことを特徴と
   する機械掘りシールド。