JPS60119898A

JPS60119898A - 土圧式小口径トンネル掘進機

Info

Publication number: JPS60119898A
Application number: JP22335883A
Authority: JP
Inventors: 清土屋; 須田　正男; 義也長野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1985-06-27
Also published as: JPH0255600B2

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、切羽で掘削した土砂をトンネル坑内へスクリ
ューコンベアによシ搬送するトンネル掘進機に関する。

卯８１図、第２図およびｉｉＰ、３図に、トンネル掘進
機と、掘削土砂の搬出装置の従来技術の一例を示す。

その第１図に示すトンネル掘進機は、セグメント１と、
その前端部側に装備されたシールド−・ル２と、これの
前端部に隔壁３によシ区画、形成された土砂取シ込み用
のチャンバ４と、隔壁３に取シ付けられた軸受部７と軸
受箱６に設けられた軸受８に支持されかつ歯車列１１を
介して回転駆動源１０に連結された回転軸９と、複数個
の刃部１３を有しかつ回転軸９の前端部に取り付けられ
たカッタホイール１２ト、シールトノ・ル２の周辺に設
けられたシールドジヤツキ（図示せず）等を俯えている
。

また、掘削土砂の搬出装置は第１図〜第３図に示スよう
に、スクリューコンベア１７ト、ベルトコンベア加と、
ズリトロηとを備えている。

そして、カッタホイール１２を回転させ、刃ｓ１３で切
羽１５を掘削し、掘削土砂をチャンバ４内に充満させ、
切羽土砂の崩壊および湧水のスクリューコンベア１７へ
の噴出を防止する。

１だ、チャンバ４内の掘削土砂は土砂取出口１４からス
クリューコンベア１７を通じて搬送され、このスクリュ
ーコンベア１７の出口１９からベルトコンベア加上に転
載され、このベルトコンベアかによりさらに後方に搬送
され、ついでズリトロ２２に落下され、このズリトロ２
２により発進立坑へ運送され、捨てられる。

掘削機の推進は、シールドジヤツキを後方のセグメント
１に反力を取υながら伸長させて行う。

シールドジヤツキの伸長速度は、スクリューコンベア１
７の搬出能力に合わせて設定され、席にチャンバ４内に
一定の土圧が立つようになっておシ、これによシ切羽土
砂の崩壊が防止されている。

なお、押管シールドではシールトノ〜ル１の周辺に方向
修正ジヤツキ（図示せず）が配置され、発進立坑部には
元押装置（図示せず）が装備されていて、この元押装置
によりヒユーム管を発進立坑内で継き足して元押ジヤツ
キによシ推力をかけ、ヒユーム管を通じて掘進機を前進
させる。

しかしながら、前述の従来技術には次のような欠点がち
る。

■　搬送途中でベルトコンベア加から土砂が落下し、坑
内がよごれるので、度々掃除しなければ力らない。

■　地下水位が高い場合、切羽湧水がスクリューコンベ
ア１７の内部を通って出口１９から噴出し、地山も流出
し、地盤沈下を起こす場合がある。

■　スクリューコンベア１７の外に、ベルトコンベア加
とズリトロｎとが配備されているため、特に２ｍφ以下
の小口径の場合にはスペースが狭く、掘進機のメンテナ
ンス、操作等に際して、オペレータが掘進機へ行くこと
も、掘進機から発進立坑側へ出て行くことも困難である
。普通、掘進機のオペレータは掘進機の中に居るが、土
砂搬送中はベルトコンベア加とズリトロｎとで通路が塞
がれているため、発進立坑側へ行くことができない。し
たがって、切羽１５で例等かの事故が起こったような場
合に非常に危険である。

■　また、特に小口径の場合、ズＩＪ　）口２２がトン
ネル坑内ですれ違うことができないため、ズリトロ往復
時は掘進機をストップさせなければならず、能率が悪く
なる。

次に、第４図々いし第７図に、掘削土砂の搬出装置の他
の従来技術としてのピストンタイプの土砂圧送ポンプを
示す。

これらの図に示す土砂圧送ポンプは、第１．第２の圧送
ポンプ本体ム、２４と、ｉｌｌ　、第２の圧送ポンプ本
体ｎ、２４内にそれぞれ嵌挿された土砂圧送用ピストン
５と、１本の圧送パイプがと、前記第１．第２の圧送ポ
ンプ本体ｎ、２４に開口するように設けられた第１．第
２の土砂供給口２７　、２８と、第１１２２の土砂供給
口２７　、２８を交互に開閉する揺動パイプ２９と、こ
の揺動パイプ四を操作する２個で１組の揺動シリンダ加
、３１と、土砂溜めタンク３２とを備えている。

そして、この土砂圧送ポンプでは、揺動シリンダ（９）
、３１によル揺動パイプ２９が揺動され、例えば第１の
土砂供給口２７がｌ’ｒｌ放されると、土砂溜めタンク
３２内の土砂が第１の圧送ポンプ本体乙の自給作用によ
り前記第１の土砂供給口ｎをう口１つて第１の圧送ポン
プ本体乙に入る。ついで、前記第１の土砂供給口ｎに揺
動パイプ２９が接続された時点で、第１の圧送ポンプ本
体おの土砂圧送用ピストンがか往き側に移動操作され、
第１の圧送ポンプ本体ｎ内の土砂は、第１の土砂供給口
ｎ１揺動パイプ酉、圧送パイプ２６を経て外部へ圧送さ
れ、土砂圧送後、第１の圧送ポンプ本体あの土砂圧送用
ピストン部は帰り側に移動操作される。その間、第２の
土砂供給口路が開放され、続いて第２の圧送ポンプ本体
列とこれに嵌挿された土砂圧送用ピストン５とが前述の
第１の圧送ポンプ本体おとこれに嵌挿された土砂圧送用
ピストン５と同様に作用し、土砂が圧送される。すなわ
ち、第１．第２の圧送ポンプ本体ｎ、２４が交互に作動
され、土砂が断続的に圧送されるようになっている。

また、この従来のピストンタイプの土砂圧送ポンプにお
いて、土砂供給口の開閉装置として逆止弁を設け、圧送
ポンプ本体内へ土砂を強制供給するようにしたものもあ
る。

しかし、前記従来の土砂圧送ポンプでは、第１゜第２の
土砂供給口２７　、２８の外部に、揺動パイプ四を設け
ているので、ポンプ全体が大型になる欠点がおる。

そして、土砂供給口の開閉装置として逆圧弁を設けた前
記従来の土砂圧送ポンプは、逆止弁通過部の断面積が絞
られるため、土砂圧送用ピストン径に比べ、圧送可能な
固形物の大きさが小さい欠点があシ、逆止弁が土砂の圧
送方向とｍ角に取シ伺けられているため、大型になる欠
点もおる。

ついで、第８図および第９図に、掘削土砂の搬出装置の
別の従来技術としてのポースタイプの土砂圧送ポンプを
示す。

これらの図に示す土砂圧送ポンプは、ポンプ本体おと、
駆動装置（図示せず）に連結されかつ外筒面に複数個の
スライディングシュー３５を有するロータ諷と、ポンプ
本体３３とロータあとの間に挿入されたフレキシブルチ
ューブ３６と、土砂供給口３７および土砂吐出口あを備
えている。

そして、この土砂圧送ポンプでは、土砂供給口３７から
フレキシブルチューブあ内に土砂が供給され、ロータあ
が回転されるに伴い、スライディングシュー３５により
フレキシブルパイプあが押しつぶされ、フレキシブルパ
イプあ内を土砂が順次圧送され、土砂供給口路から送シ
出されるようになっている。

しかしながら、このホースタイプの土砂圧送ポンプは、
掘進機のカッタホイール１２で掘削される固形物の混じ
った土砂の圧送用としては構造的に適さない欠点がある
。

また、スネークタイプの土砂圧送ポンプ（図示せｆ）４
．１述のホースタイプのものと同様、固形物の混じった
土砂の圧送用には適さない欠点がある。

要するに、ｍ］記ピストンタイプ、ホースタイプおよび
スネークタイプの土砂圧送ポンプを使用した場合には、
次のような欠点がある。

■　土砂圧送ポンプが大きいため、２ｍφ以下の小口径
シールドではスクリューコンベア１７の下部に納まらな
い。たとえ納まったとしても、掘進機と坑内間の作業員
の往来が非常に困難である。

また、第５図に示すように、土砂圧送ポンプの下面とセ
グメント１の内面間の寸法ｔ１が非常に小さいため、セ
グメント１は横づ９に土砂圧送ポンプの側面セグメント
１の内面間の寸法４２部分を通して搬入するほかはない
が、その作業が非常に困難である。

■　掘削時に、４０〜５Ｃ１ｍ以上の固形物が出る場合
、圧送できないだめ、土砂溜めタンクから大きな固形物
を取り出さなければならガい。その結果、坑内が汚れる
し、固形物を取シ出す時間中は掘進機をストップさせな
ければならないので、作業能率が低下するばかりでなく
、取ｐ出した固形物を運ぶズＩＪ　）口等の搬送装置を
必要とする。

したがって、現状ではこの種の掘進機に土砂圧送ボンダ
を使用するのが非′帛に少なく、特に小口径シールドで
はほとんど使用されていない。

なお、第１図および第４図に示すトンネル掘進機におい
て、後述の本発明の実施例と同じ部材には同じ符号を付
けて示している。

さらに、図示は省略しているが従来技術として、スクリ
ューコンベアの出口にパイプを接続し、土砂圧送ポンプ
をスクリューコンベアの直下には置かず、スクリューコ
ンベアよシ立坑側のトンネル坑内に置くようにしたもの
もある。

しかし、この従来技術では後方台車が長くなシ、セグメ
ントを搬入する場合、邪魔になる欠点を免れ得す、また
大きな固形物が出るような場合には、やはシ使用できな
い欠点がある。

本発明の目的は、スクリューコンベアの回シの空間を広
くでき、かつ坑内を汚さず、しかも比較的大きな固形物
を含んだ掘削土砂をも圧送でき、さらに作業能率を向上
させ得るトンネル掘進機を提供するにあシ、さらに他の
目的は、掘削土砂のチャンバからスクリューコンベアを
通る過程で、掘削土砂や泥水の流動性を調整し得るトン
ネル掘進機を提供するにある。

本発明の１番目の発明の特徴は、シールトノ・ルの前端
部に設けられた掘削手段と、シールド内の前記掘削手段
よシも後方の部位に設けられた隔壁と、シールトノ・ル
内の前端部に、前記隔壁によシ区画、形成された土砂取
シ込み用のチャンバと、このチャンバ内の土砂を後方に
搬送するスクリューコンベアとを備えだトンネル掘進機
において、前記スクリューコンベアの胴体に土砂圧送装
置を直接連結するとともに、この土砂圧送装置を、前記
スクリューコンベアの土砂出口に連結された土砂溜めタ
ンクと、土砂溜めタンクの一側部に取シ付けられた土砂
圧送パイプと、土砂圧送ノくイブに向かって摺動可能に
設けられかつ土砂溜めタンクと土砂圧送パイプ間を隔離
する外側シリンダ等の隔離装置と、この隔離装置の内部
に摺動可能に設けられた内側シリンダ等に設けられた土
砂圧送用のピストンと、土砂圧送時に前記隔離装置を土
砂圧送用のピストンに先行させて前進させ、土砂溜めタ
ンクと土砂圧送パイプを隔離後、土砂圧送用のピストン
を前進させ、土砂押出後、餉記隔離装髄と土砂圧送用の
ピストンとを後退させる流体圧操作部とを有して構成し
たところにあシ、この構成によシスクリユーコンベアの
回シの空間を広く確保でき、また坑内を汚さずに掘削土
砂を圧送でき、さらに比較的大きな固形物を含んだ掘削
土砂であっても圧送でき、しかも作業能率の向上を図る
ことができたものである。

さらに、本発明の２番目の発明は、前記１番目の発明に
おいて、掘削土砂のチャンバからスクリューコンベアの
土砂出口に至る掘削土砂通路に、掘削土砂に粘性付与拐
を注入する粘性付与材注入手段を設け、前記スクリュー
コンベアの内部に、掘削土砂と粘性付与材との攪拌部を
設けたところにあシ、この構成によシ掘削土砂のチャン
バからスクリューコンベアを通る過程で、掘削土砂や泥
水の流動性を調整することができたものである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１０図ないし第１３図は本発明の一実施例を示し、第
１４図ないし第１６図は土砂圧送装置部分の作用を示す
。

これら第１Ｏ図ないし第１３図に示すトンネル掘進機は
、セグメント１０前端部にシールド／〜ル２が装備され
、このシールトノ・ル２の前端部には隔壁３によシ、土
砂取シ込み用のチャンバ４が区画。

形成されている。

前記隔壁３の後端面には、第１０図に示すように、ギア
ボックス５が取シ付けられ、このギアボックス５の後端
面には軸受箱６が取シ付けられている。

まだ、隔壁３の中心部には軸受部７が設けられ、軸受部
６には軸受８が設けられてお・す、軸受部７と軸受８に
回転軸９が支持されている。

前記回転叫１９は、第１０図に示すように、ギアボック
ス５の後端面に取シ付けられた回転駆動源１０に、ギア
ボックス５内に設けられた伝動機構としての歯車列１１
を介して連結されている。また、回転ｕ１９のｎ＋］端
部には、掘削手段としての複数個の刃部１３を有するカ
ツクホイール１２が取シ付けられ、前記隔壁３には、チ
ャンバ４の下部に連通させて、掘削土砂の取出口１４が
形成されている。

前記セグメント１とシールトノ・ル２の内部にわたシ、
ブラケット１６を介してスクリューコンベア１７が傾斜
状に設置されている。このスクリューコンベア１７の上
端部には、スクリューの回転駆動源１８が取υ付けられ
、下端部である入口側端部１７′は前記掘削土砂の取出
口１８に対峙され、また上端部寄シには土砂出口１９が
形成されている。

前記スクリューコンベア１７の胴体には、第１０図に示
すごとく、土砂圧送装置４０が直接連結されている。

前記土砂圧送装置４０は、第１０図に示すように、土砂
溜めタンク４１を伽え、この土砂溜めタンク４１の開口
部は土砂圧送装置４０の土砂出口１９に連結されている
。

前記土砂溜めタンク４１の外部における後側には、油タ
ンク４２が設置され、この油タンク４２には後述の外側
および内側シリンダ５４　、６５の摺動面を潤滑する潤
滑油７３が貯えられている。

前記土砂溜めタンク４１には、土砂吸込口４１＆が設定
され、土砂吸込口４１　ａの一方の端部側には圧送バイ
ブ４３が配置され、他方の端部側には土砂圧送ポンプ４
８が配置されており、これら圧送バイブ４３と土砂圧送
ポンプ４８とは同一軸線上に配列されている。

前記圧送パイプ４３は、第１２図に示すように、土砂溜
めタンク４１の後側の壁４１　ｂに、シールケーシング
４５をはさんで、取付部材４４を介して取シ付けられて
いる。前記シールケーシング４５には、外側シリンダ５
４の先端部５４′と密接に接触するリング状のシール部
材４６が嵌合され、このシール部材４６は固定リング４
７によシ止着されている。

前記土砂圧送ポンプ４８は、第１２図に示すように、ケ
ーシングＩと、圧送バイブ４３と土砂溜めタンク４１と
の隔離装置としての外側シリンダ５４と、外側シリンダ
押進用のピストン５５と、これのストッパ６４と、内側
シリンダ６５と、この内側シリンダ６５の一端部に取９
付けられた土砂圧送用のピストン６６と、内側１シリン
ダ６５の他端部に取９句けられた内側シリンダ押進用の
ピストン６７と、このピストン６７のストッパ７１と、
外側および内側シリンダ用の流体圧操作部とを備えてい
る。

なお、この土砂圧送ポンプ４８において、外側シリンダ
５４と、内側シリンダ６５およびこれに付稿の部材とが
圧送パイプ４３に接近する移動方向を前進方向とする。

前記ケーシング５０は、第１２図に示すように、断面コ
字形に形成されておシ、油タンク４２の後側の＠４２ａ
に取付部利４９を介して取シ付けら−（ている。

前記外側シリンダ５４は、土砂溜めタンク４１の後側の
壁４１　ｃに取シ付けられた支持部拐５３に支持され、
かつケーシングＩに、軸方向に摺動可能に設けられてい
る。そして、外側シリンダ押進用のピストン５５によシ
前進方向に押進された時、その先端部５４′を通じて外
側シリンダ５４の内部に土砂吸込口４１　ａ付近の土砂
７２を取シ込み、ついで先端部Ｍ′がシールケーシング
４５を介して圧送）くイブ４３の入口側端部に設けられ
たシール部羽４６に密接に接触し、圧送パイプ４３と土
砂溜めタンク４１とを隔離するようになっている。

前記外側シリンダ押進用のピストン５５とケーシング（
資）の後壁の内面間には、ピストン５５を前進させる流
体圧室５６が形成され、同ピストン５５とケーシング（
資）の１ｌＩｉｉ１部間には、ピストン５５を後退させ
る流体圧室５７が形成されている。また、このピストン
５５にはこれを前進させる流体圧室５６と後述の内側シ
リンダ押進用のピストン６７を前進させる流体圧室６８
とを連通させる流体圧操作部、５９と、両流体圧通路間
、５９を連通または閉塞させるスプール６０と、内側シ
リンダ押進用のピストン６７のガイドと流体圧通路とに
兼用のガイドバイブロ２と、外側シリンダ押進用のピス
トン５５を後退させる流体圧室５７とガイドバイブロ２
の入口側端部とを結ぶ流体圧通路６３とが設けられてい
る。前記流体圧通路５８には、スプール（イ）を確実に
作動させる差圧発生手段としての絞シロ１が設けられて
いるが、この絞シロ１は流体圧通路５９に設けてもよい
。なお、前記流体圧通路５８　、５９とスプール（イ）
とは、第１３図に拡大して示されている。

前記外側シリンダ押進用のピストン５５のストッパ６４
に１ケーシング関の前端部に組み付けられている。

前記内側シリンダ６５は、外側シリンダ５４の内部にお
いて軸方向に摺動可能に設りられている。

前記土砂圧送用のピストン６６は、内側シリンダ押進用
のピストン６７にょシ内側シリンダ６５が前進方向に押
進された時、外側シリンダ５４内に取シ込まれている土
砂７２を圧送するようになっている。

前記外側シリンダ５４の内部において、外側シリンダ押
進用のピストン５５と内側シリンダ押進用のピストン６
７間には、内側シリンダ押進用のピストン６７を前進さ
せる流体圧室６８が形成され、外側シリンダ５４の内周
と内（ｌｉｌｌｌシリンダ６５の外周間には、内側シリ
ンダ押進用のピストン６７を後退させる流体圧室６９が
形成されている。また、内側シリンダ６５にはその内室
６５′と内側シリンダ押進用のピストン６７を後退させ
る流体圧室６９とを結ぶ流体圧孔７０が設けられている
。

前記内側シリンダ押進用のピストン６７のストッパ７１
は、外側シリンダ図のほぼ中間部に設けられている。

外側および内側シリンダ用の流体圧操作部は、前記ボー
）　５１　、５２に流体圧を供給する流体圧源（図示せ
ず）と、前記ポー）　５１　、５２を流体圧の供給また
は吐出側に交互に切シ替える切替手段（図示せず）とを
備えている。そして、この流体圧操作部は、外側シリン
ダ図を前進させ、その先端部５４′が圧送すべき土砂７
２を掬って外側シリンダ５４内に取シ込み、ついで前記
先端部５４′が圧送パイプ４３の入口側の端部に設けら
れたシール部月４６に圧接して圧送パイプ４３と土砂溜
めタンク４１とを隔離した後、内側シリンダ６５を削進
させ、この内側シリンダ６５によシ土砂圧送用のピスト
ン６６を前進させて土砂７２を圧送パイプ４３内に圧送
した後、外側シリンダ５４を後退させ、ついで内側シリ
ンダ６５を後退させ）土砂圧送用のピストン６６を後退
させる順序動作をもって、外側および内側シリンダ５４
　、６５を操作し得るように構成されている。

前記シールドハル２の周辺には、シールドジヤツキが設
けられ、後方のセグメント１に反力を取りながらシール
ドジヤツキを伸長させ、掘進機に推力を与えるようにな
っているが、シールドジヤツキは図面では省略されてい
る。

前記実施例のトンネル掘進機は、次のように操作され、
作用する。

すなわち、第１０図に示す状態において、カッタホイー
ル１２の回転駆動源１ｏとスクリューコンベア１７の回
転駆動源１８とを駆動させる。

前記カッタホイール】２の回転駆動源１ｏの駆動により
歯車列１１および回転軸９を介してカッタホイール１２
が回転し、カッタホイール１２に設けられた刃部１３に
よシ、切羽１５を掘削する。

その掘削土砂は、カッタホイール１２のスポーク等によ
シ攪拌され、チャンバ４内に充満され、ついで隔壁３に
設けられた取出口１４を通ってスクリューコンベア１７
に入シ、このスクリューコンベア１７の土砂出口１９よ
シ土砂圧送装置４０に直接供給される。

前記土砂圧送装置４０は、土砂７２を土砂溜めタンク４
１内に受け入れ、ついで第１４図および第１５図から分
かるように、圧送パイプ４３と土砂溜めタンク４１との
隔離装置としての外側シリンダ５４を土砂圧送用のピス
トン６６に先行して前進させ、外側シリンダ５４の先端
部５４′で土砂吸込口４１　ａ付近の土砂７２を外側シ
リンダ５４の内部に取シ込み、外側シリンダ５４の先端
部５４′が圧送パイプ４３の入口側の端部に設けられた
シール部材４６に圧接し、圧送パイプ４３と土砂溜めタ
ンク４１とを隔離した後、第１６図に示すように、内側
シリンダ押進用のピストン６７と内側シリンダ６５を介
して土砂圧送用のピストン６６を前進させ、外側シリン
ダ５４内に取シ込まれている土砂７２を圧送パイプ４３
に押し込み、圧送する。土砂７２の圧送後、外側シリン
ダ５４を後退させ、ついで土砂圧送用のピストン６６を
後退させる。

この土砂圧送装置４０では＼前述の動作を繰シ返し行う
ことによって、スクリューコンベア１７がら土砂溜めタ
ンク４１に保給された土砂７２を次々に圧送することが
できる。

さらに、土砂圧送装置４０は土砂７２の中に第１２図に
示す外側シリンダ５４の内径り以下の固形物が混じって
いても圧送することができるので、従来技術に比べて大
きな固形物を含む土砂をも圧送可能となる。

また、スクリューコンベア１７の土砂出口１９に、土砂
溜めタンク４１を連結しているので、土砂がとほれ落ち
、あるいは湧水等が坑内に噴出して坑内を汚す不具合を
完全に解消することができる。

しかも、土砂圧送装置４０全体を構造上細身に形成する
ことができるし、スクリューコンベア１７の胴体に土砂
圧送装置４ｏを直接連結しているので、第１１図に示す
ように、土砂圧送装置４ｏの最下部がらセグメント１の
内面間の寸法ｔ１１を従来技術による寸法ｔ１に比較し
て大きくすることができ、かつ土砂圧送装置４０の側面
とセグメント１の内面間の寸法ｔ２’も従来技術による
寸法ｔ２に比べて大きくすることができる結果、スクリ
ューコンベア１７の回シに大きな空間を確保することが
できる。したがって、作業員がカッタホイール１２側の
部分の点検。

修理等に際して自由に往来できるし、セグメント１を容
易に搬入することもできる。

まだ、スクリューコンベア１７と土砂圧送装置４０の連
動を介して掘削土砂を自動的に圧送でき、掘進機を連続
的に作動させ得るので、作業能率を向上させることがで
きる。

次に、第１７図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例のものは、スクリューコンベア７４が回転駆
動源７５と、これに駆動連結された回転軸７６と、スク
リュー７７と、攪拌部７８とを有して構成され、またス
クリューコンベア７４の胴体におけるスクリュー７７と
攪拌部７８間に粘性付与材注入手段８０が設けられてい
る。

前記スクリュー７７と攪拌部７８とは、同じ回転軸７６
の前半部と後半部とに設けられている。

なお、第１７図中７４′はスクリューコンベアの入口、
７９は土砂出口を示す。

前記粘性付与材注入手段測は、攪拌部７８の罰部に、水
、ベントナイト溶液または粘土溶液等の粘性付与材を供
給するようになっている。

そして、この実施例ではスクリューコンベア７４の入ロ
ア４′から入った土砂や泥水はスクリュー７７によシ攪
拌部７８に向かって搬送され、この土砂や泥水に粘性付
与材注入手段８０から水、ベントナイト溶液または粘土
溶液等の粘性付力制が注入される。

ついで、攪拌部７８によシ土砂や泥水と粘性付与材とが
攪拌され、事後の処理に適する流動性を持った土砂に変
換され、土砂量ロア９を通じて土砂圧送装置４０に供給
される。

粘性付与劇としては、スクリューコンベア７４に入って
くる土砂が例えば水分の少ない砂礫のようガ場合には、
水、薄いベントナイト溶液または粘土溶液が用いられ、
この粘性付与材と前述の砂礫のような水分の少ない土砂
とを攪拌することによって、適度の流動性を与える。こ
れによシ、土砂圧送装置４０の土砂溜めタンク４１内で
起こるアーチアクションを未然に防止することができる
し、圧送パイプ４３の内部における土砂の圧送抵抗を減
少できるので、長距離の圧送を可能となし得る。

反対に、スクリューコンベア７４に入ってくる土砂が非
権に流動性の高い土砂や泥水の場合には、濃いベントナ
イト溶液または粘度溶液が用いられる。この粘性付与拐
と前述の流動性の高い土砂や泥水とを攪拌することによ
って、適度の流動性を持ったものに変換される。その結
果、土砂圧送ポンプ４８の外側シリンダ５４の戻り工程
において圧送パイプ４３に一度圧延した土砂が土砂溜め
タンク４１に逆流してくる現象を防止でき、したかって
排土効率を向上させることができる。

なお、前記粘性付与材注入手段８ｏは図示の位置に限ら
ず、チャンバ４からスクリューコンベア７４の土砂量ロ
ア９に至る掘削土砂通路内のいずれの位置に設けてもよ
い。

また、この第１７図に示す実施例の他の構成９作片につ
いては、前記第１０図〜第１６図に示す実施例と同様で
あシ、同一部材には同じ符号を付けて示し、これ以上の
説明を省略する。

以上説明した本発明の１＠目の発明によれば、スクリュ
ーコンベアの胴体に土砂圧送装置を直接連結し、しかも
この上砂圧送装置を、前記スクリューコンベアの土砂出
口に連結された土砂溜めタンクと、土砂溜めタンクの一
側部に取シ付けられた土砂圧送パイプと、土砂圧゛送パ
イプに向がって摺動可能に設けられかつ土砂溜めタンク
と土砂圧送パイプ間を隔離する外側シリンダ等の隔離装
置と、この隔離装置の内部に摺動可能に設けられた内側
シリンダ等に設けられた土砂圧送用のピストンと、土砂
圧送時に前記隔離装置を土砂圧送用のピストンに先行さ
せて前進させ、土砂溜めタンクと土砂圧送パイプを隔離
後、土砂圧送用のピストンを前進させ、土砂押出後、前
記隔離装置と土砂圧送用のピストンとを後退させる流体
圧操ｒ「部とをもって構成しているので、土砂圧送装置
自体を細身に形成できるため、スクリュコンベアの回シ
に広い空間を確保することができ、したがって作業員が
カッタホイール側の部分の点検、修理等に一部して自由
に往来し得る効果があり、セグメントを容易に搬入し得
る効果がある。

また、この発明によれば、スクリューコンベアの土砂出
口に土砂圧送装置の土砂溜めタンクを連結しているので
、土砂がこＩ・司れ落ち、あるいは湧水等が坑内に噴出
して坑内を汚す不具合を未然に解消し得る効果を有する
外、スクリューコンベアと土砂圧送装置とを連続運転で
きるので、作業能率を向上させ得る効果がある。

さらに、この発明によれは、土砂圧送装置の土砂溜めタ
ンクと圧送パイプ間の隔離装置である外側シリンダの内
径以下の固形物をも圧送できるので、従来技術に比べて
相当大きな固形物を含んだ土砂を圧送し得る効果もある
。

そして、本発明の２番目の発明によれば、チャンバから
スクリューコンベアの土砂出口に至る掘削土砂通路に、
掘削土砂に粘性付与材を注入する粘性付与材注入手段を
設け、スクリューコンベアの内部に、掘削土砂と粘性付
与材との欅、押部を設け、土砂や泥水に粘性付与材を注
入しかつ攪拌するようにしているため、水分の少ない砂
礫が土砂圧送装置の土砂溜めタンクで起こすアーチアク
ションを防止できるし、流動性の高い土砂や泥水が一度
圧送パイブに圧送された後、外側シリンダ等の隔離装置
の戻シ工程で土砂溜めタンクに逆流する現象も防止でき
る等、掘削土砂の流動性の不良に伴う不具合を全て解消
し得る格別な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の一例の縦断側面図、第２図および第
３図は第１図の■−■およびＩＩＩ　−ＩＩＩ線断面図
、第４図は従来技術の他の例の縦断側面し１、第５図は
第４図のｖ−Ｖ線断面図、第６し１は第４図に示す従来
技術の土砂圧送ポンプの一部破断拡大側面図、第７図は
第６図の■−■線断面図、第８図は従来技術の別の例で
あってその上砂圧送ポンプの側面図、第９図は第８図の
ＩＩ−ＩＩ紳から見た図である。第１０図〜第１３図は
本発明の一実施例を示すもので、その第１０図は縦断側
面図、第１１図は第１０図のＸＩ−ＸＩ線断面図、第１
２図は土砂圧送装置部分の拡大縦断側面図、第１３図は
流体圧室を切り替えるスプールとその回シの部材とをさ
らに拡大して示した断面図、第１４図、第１５図および
第１６゛図はそれぞれ土砂圧送装置部分の作用説明図、
第１７図は本発明の他の実施例を示す縦断側面図である
。１・・・セグメント、２・・・シールド７〜ル、３・・
・隔壁、４・・・チャンバ、１２・・・カッタホイール
、１４・・・隔壁に形成された土砂取出口、１５・・・
切羽、１７・・・スクリューコンベア、１９・・・スク
リューコンベアの土砂出口、４０・・・土砂圧送装置、
４１・・・土砂溜めタンク、４３・・・圧送パイプ、４
８・・・土砂圧送ポンプ、５０・・・ケーシング、５１
　、５２・・・流体圧のボート、５４・・・隔離装置を
構成する外側シリンダ、５５・・・外側シリンダ押進用
のピストン、６４・・・同ピストンのストッパ、６５・
・・内側シリンダ、６６・・・土砂圧送用のピストン、
６７・・・内側シリンダ押進用のピストン、７１・・・
同ピストンのストツバ、７２・・・土砂、７４・・・ス
クリューコンベア、７７・・・スｌクリユー、７８・・
・攪拌部、７９・・・土砂出口、８０・・・粘性イ」４
材注入手段。特許出願人　日立建機株式会社代理人弁理士　秋　本　正　実第６図第７図２３　２４第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】１　シールドＩ・ルの前端部に設けられた捌削手段と、
シールド内の前記掘削手段よりも後方の部位に設けられ
た隔壁と、シールド−・ル内の前端部に、前記隔壁によ
シ区画、形成された土砂取り込み用のチャンバと、この
チャンバ内の土砂を後方に搬送するスクリューコンベア
とを備えたトンネル掘進機において、前記スクリューコ
ンベアの胴体に土砂圧送装置を直接連結するとともに、
この上砂圧送装置を、前記スクリューコンベアの土砂出
口に連結された土砂溜めタンクと、土砂溜めタンクの一
側部に取シ伺けられた土砂圧送パイプと、土砂圧送パイ
プに向かって摺動可能に設けられかつ土砂溜めタンクと
土砂圧送パイプ間を隔離する外側シリンダ等の隔離装置
と、この隔離装置の内部に摺動可能に設けられた内側シ
リンダ等に設けられた土砂圧送用のピストンと、土砂圧
送時に前記隔離装置を土砂圧送用のピストンに先行させ
て前進させ、土砂溜めタンクと土砂圧送ノ〈イブを隔離
後、土砂圧送用のピストンを前進させ、土砂押出後、前
記隔離装置と土砂圧送用のピストンとを後退させる流体
圧操作部とを有して構成したことを特徴とするトンネル
掘進機。２、　シールトノ・ルの前端部に設けられた掘削手段と
、シールド内の前記掘削手段よシも後方の部位に設けら
れた隔壁と、シールトノ・ル内の前端部に、前記隔壁に
よシ区画、形成された土砂取り込み用のチャンバと、こ
のチャンノ（内の土砂を後方に搬送するスクリューコン
ベアとを備えたトンネル掘進機において、前記チャンバ
からスクリューコンベアの土砂出口に至る掘削土砂通路
に、掘削土砂に粘性付与側を注入する粘性付与材注入手
段を設け、前記スクリューコンベアの内部に、掘削土砂
と粘性伺与材との攪拌部を設け、前記スクリューコンベ
アの胴体に土砂圧送装置を直接連結するとともに、この
土砂圧送パイプ、前記スクリューコンベアの土砂出口に
連結された土砂溜めタンクと、土砂諦めタンクの一側部
に取シ付けられた土砂圧送パイプと、土砂圧送パイプに
向かって摺動可能に設けられかつ土砂溜めタンクと土砂
圧送パイプ間を隔離する外側シリンダ等の隔離装置と、
この隔離装置の内部に摺動ｎ」能に設けられた内側シリ
ンダ等に設けられた土砂圧送用のピストンと、土砂圧送
時に前記隔離装置を土砂圧送用のピストンに先行させて
前進させ、土砂溜めタンクと土砂圧送パイプを隔＊稜、
土砂圧送用のピストンを前進させ、土砂押出後、前記隔
離装置と土砂圧送用のピストンとを後退させる流体圧操
作部とを有して構成したことを特命とするトンネル掘進
機。