JPS596996B2 - シ−ルド掘進工法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカツタヘッドの回転作動に先行して先行推進刃
口を切羽に圧入し、掘削すべき地山を明確に区画するこ
とにより、カツタヘッドの回転によって地山が乱される
ことを防止し、特に滞水砂層においても、切羽の崩落を
誘導することなく、安全かつ能率的にシールド推進がで
きるようにしたシールド掘進工法とそれに使用される装
置に関するものである。

滞水砂層、特にシルト分が少なく、均等係数の小さい砂
層では、切羽の自立が非常に困難であり、在来の泥水式
や泥土式等のシールド形式では、カツタヘッドの回転等
によって地山が乱されるため、切羽の崩壊をきたし、地
盤沈下の原因となっていた。

本発明はこのような従来の欠点を解消し、滞水砂層にお
いても、切羽の崩落を誘導することなく、安全かつ能率
的にシールド推進ができるようにしたものである。

以下図面を参照して本発明工法および装置をその一実施
例につき説明する。

図面は本発明工法を実施する装置の一例を示すものであ
って、１はシールド掘進機Ａのスキンプレートで、その
前半部は同心円状の内側筒体１ａによって二重構造とな
っている。

そしてスキンプレート１と内側筒体１ａとにより形成さ
れた環状空隙部２内には円周方向に適宜個数に分割され
た先行刃口３，３・・・・・・がそれぞれ後部固定の刃
口用ジャッキ４，４・・・・・・を介して切羽方向に進
退自在にかつ水密状に内装ざ，れている。

５は前面にカツタ５ａ，５ａ・・・・・・を十字状に配
設し、後面に支柱５ｂを介して攪拌羽根５ｃを一体的に
取付けたカツタヘッドであって、該カツタヘッド５はバ
ルクヘッド６に固定された回転ジャッキ７を介して回転
推進自在に装設されている。

なお、回転ジャッキ７の伸縮ストロークは、刃日用ジャ
ッキ４，４・・・の伸縮ストロークに対応させてあり、
カツタ５ａ，５ａ・・・・・・の形状および個数は第１
図〜第３図のものに限定されるものではなく、例えば第
７図に示す如きものでもよい。

上記カツタヘッド５の面板５ｄには土砂取入用のスリッ
ト５ｅがカツタ５ａの左右両側に放射状に開設されてお
り、このスリット５ｅは第３図に示す如く、カツタヘッ
ド５の推進軸５′と同一軸心を回動中心とする開閉機構
Ｍを介して自在に開閉し得るようになっており、スリッ
ト５ｅを閉鎖することによってシールド推進時における
土砂の流動を防止できるようになっている。

そしてカツタヘッド５の外周面には支承部材を介してロ
ーラ８が回転自在に装備されており、このローラ８を介
して先行刃口３，３・・・・・・とカツタヘッド５を常
時接触させることにより、ローラ８が先行刃口３，３の
支点としての役目を果たすとともに、先行刃口３，３の
内面とカツタヘッド５の外周面との間の間隙を閉塞して
カツタヘッド５の回転推進時におけるスリット５ｅ以外
からの土砂の流入を防止するようになっている。

第６図Ａ，Ｂはローラ８を具体的に説明するためのもの
であって、カツタヘッド５の外周面には支承部材８ｂを
固着し、多数のボールベアリング８，８・・・を保持し
ており、ボールベアリング８，８・・・はカツタヘッド
５の進退、回転に対して転勤自在であるとともに、該支
承部材８ｂの内外面はゴムシール８ａを介して密閉され
ている。

９は作泥材噴射装置であって、該噴射装置９の噴射ノズ
ル９ａは先行刃口３の長手方向に複数個設けられており
、連結管１０および圧送ポンプ（図示せず）等を介して
ベントナイト等の作泥材を先行刃口３から切羽中心方向
へ向け噴射させるようになっている。

１１はスクリューコンベア等からなるずり揚上搬送装置
であって、該揚上搬送装置１１の揚上始端部はカツタヘ
ッド５とバルクヘッド６間に形成されたチャンバー１２
底部に、また、揚上終端部はテイル後方に架設されたベ
ルトコンベア１３上にそれぞれ臨ませてある。

１４は元押しシールドジャッキであって、該元押しシー
ルドジャッキ１４は第１図および第２図に示す如く、環
状空隙部２に前部固定の状態で刃口用ジャッキ４，４・
・・・・・と交互に介装されており、坑道を形成するセ
グメントＳ，Ｓ・・・・・・の前部セグメントＳ１を反
力受けとして伸長作動させることによりスキンプレート
１を推進させるものである。

１５はセグメント組立て用のエレクタである。

次に本発明の施工順序を説明する。

いまカツタヘッド５の回転推進作動に先立ち、第５図Ａ
に示す如く先行刃口用ジャッキ４，４・・・・・・を伸
長させて先行刃口３，３・・・・・・を順次切羽に圧太
し、この圧大した先行刃口３，３・・・・・・により掘
削すべき地山を明確に区画する。

上記先行刃口３，３・・・・・・の圧入作業を行ってい
る間、エレクタ１５によりセグメントＳ１の組立てを行
う。

上記の如くして先行刃口３，３・・・・・・全部の圧入
が完了したのち、回転ジャッキ７を作動させてカツタヘ
ッド５を回転させながら切羽方向に推進させて上記先行
刃口３，３・・・・・・により囲繞された地山を掘削す
るものであるが、第５図Ｂに示す如くカツタヘッド５の
回転推進作業中は作泥材噴射装置９によりベントナイト
等の作泥材を先行刃口３から画成された方向に噴射して
切羽を泥土化し、カツタトルクを減少させるものである
。

また力ツタヘッド５の回転推進中はスリット５ｅを開放
状態にしておき、該スリット５ｅを介して掘削土砂をチ
ャンバー１２内に流入される。

そしてこの掘削土砂はチャンバー１２内においてカツタ
ヘッド５の後面に設けられた支柱５ｂと攪拌羽根５ｃに
よって十分に攪拌され、均一な泥土状とされる一方、揚
上搬送装置１１の出口を密閉することにより、スリット
５ｅからチャンバー１２内に取込んだ土砂および水が、
切羽を押える役目を果すものである。

上記の如くしてカツタヘッド５が、先行刃口３の略先端
まで推進したとき、カツタヘッド５の回転を停止させる
と共にスリット５ｅを閉鎖し、次いで第５図Ｃに示す如
くチャンバー１２内に取込まれた泥土状の掘削士を揚上
搬送装置１１により揚上搬送し、その揚上終端部からベ
ルトコンベア１３上に排出させながら、元押しシールド
ジャッキ１４を伸長作動させてシールド推進を行うもの
である。

そしてチャンバー１２内の排十が終了したら最初の作業
に戻り、上記各作業を繰返しながらシールド掘進を行う
ものである。

以上の構成と作用から明らかなように、本発明は次の効
果を奏する。

（イ）カツタヘッドの回転作動に先行して先行推進刃口
を切羽に圧入し、掘削すべき地山を明確に区画すること
により、従来の如く、カツタヘッドの回転によって地山
が乱されることが解消できるから、特に滞水砂層におい
ても、切羽の崩落を誘導することなく、安全かつ能率的
にシールド推進ができる。

（口）セグメントの組立作業と掘進作業を並行して行う
ことができ、作業性を著しく高めることができる。

（ハ）先行刃口から作泥材を画成した地山に噴射させる
ことにより、カツタトルクが減少するため力ツタヘッド
の回転推進が容易となり、しかもチャンバー内の土砂に
流動性が与えられることとなり、スクリューコンベア等
の揚上搬送装置による土砂の搬出が極めて容易となる。

（ニ）シールド推進時に、土砂取入用のスリットを閉鎖
することにより、土砂の流動を阻止することができると
共に、切羽の崩壊を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るシールド掘進装置の一実施例を示す
ものであって、第１図は掘進時における全体縦断面図、
第２図は掘進完了時における全体縦断面図、第３図は刃
口止面図、第４図はスキンプレートの横断面図、第５図
Ａ−Ｃは施工順序を示す作用説明図、第６図Ａ，Ｂはロ
ーラの詳細図、第７図はカツタの他の実施例を示す側面
図である。 図中、３，３・・・は先行刃口、５はカツタヘッド、５
ｅはスリット、６はバルクヘッド、９は作泥材噴射装置
、１１はずり揚上搬送装置、１２はチャンバーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールド前面に位置して切羽方向に進退自在に設け
   た先行刃口をカツタヘッドの回転作動に先行して切羽に
   圧大して掘削すべき地山を画成し、次いで先行刃口部内
   面より画成された地山に作泥材を噴射させながら力ツタ
   ヘッドを回転推進させて掘削し、上記力ツタヘッドが掘
   進方向所定位置まで掘削推進したのち、上記力ツタヘッ
   ドに設けた土砂取出用のスリットを閉鎖し、さらに、該
   スリットを介してチャンバー内に収容された掘削十をず
   り揚上搬送機構を介して排土しながらシールドを推進さ
   せることを特徴とするシールド掘進工法。 ２ 先行刃口を円周方向に適宜個数に分割し、該分割し
   た各先行刃口をシールド前面にそれぞれ推進機を介して
   掘進方向進退自在にかつ水密状に係合し、上記先行刃口
   内面には作泥材を画成された地山に噴射する作泥材噴射
   装置を装備すると共に、カツタヘッドには土砂取出用の
   スリットを開閉自在に設け、かつカツタヘッドとバルク
   ヘッドにより形成されたチャンバ底部からテイル方向に
   向けずり揚上搬送装置を架設したことを特徴とするシー
   ルド掘進装置。