JPS6120153Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、特に軟弱地盤を対象にしてブライ
ンド掘進する密封式シールド掘進機に関するもの
である。

軟弱質な地盤下にトンネルを構築する際、シー
ルド掘進機本体を前方部に隔壁を設けて掘進する
いわゆるブラインド掘進を行なうシールド掘進機
には、一般に以下のようなタイプが採用されてい
る。

即ち、第１番目として、隔壁の前面で切羽を抑
圧し、該隔壁に部分的に取付けた土砂導入口から
圧密した土砂を掘進機後方に取り出すブラインド
シールド掘進機、第２番目として、隔壁の前面に
圧力室を構成し、この圧力室に、常時一定圧の加
圧空気を封入して地下水の侵入を防ぎながら掘削
するとともに、掘削した土砂を加圧室内の加圧空
気を洩気させないように機側に取出す限定圧気式
シールド掘進機、第３番目として、隔壁により画
成された加圧室に、常時一定圧の加圧泥水を封入
し、掘削土砂を圧力室内で撹拌スリラー化し、排
泥水ポンプで地上の分離装置に送り分離除去する
泥水加圧式シールド掘進機等である。

しかし上記のような隔壁を設けたシールド掘進
機において、第１番目のブラインドシールド掘進
機は、掘進する地盤が砂質分を約30％以上含有す
ると、圧密掘進が実質的に不可能になり、従つて
地質条件の制約が大きく影響しまた圧密前進によ
る地表の隆起から土被りは（本体と地表までの距
離）所定の高さが必要とされる問題があつた。ま
た第２番目の限定圧気シールド掘進機において
は、加圧室の容積が小さいために洩気による圧力
変動が大きく、また密度の小さい気体を遮閉する
ことは非常に困難であり、加圧室から機側への土
砂取出部のシールド性及びシールド本体テール部
のシール性等に種々の問題があつた。更に圧気に
よる切羽の脱水に関連して生じる切羽の崩壊など
から圧気度の選定には困難があつた。

また第３番目の泥水加圧シールド掘進機では、
切羽の水圧保持、土砂のスリラー輸送などの合理
的で利点があるが泥水化した土砂の排泥分離装置
は多大な設備と費用を要し、かつ圧力、濃度制御
などを含め全体システムの管理には高度な技術を
必要とした。

この考案は、かかる従来の問題点を解決するた
めに案出されたもので軟弱質な地盤下において円
滑にブラインドシールドを行なえるようにした密
封式シールド掘進機を提供するものである。

以下添附図面に基づいてこの考案の実施例を説
明する。

第１〜第４図はこの考案の第１実施例を示し、
第１図、第２図において、１は円形断面のシール
ド掘進機本体（以下シールド本体１と言う。）を
示し、このシールド本体１の前方部には、切羽２
に対して開放し、かつ土砂の流入を容易にしたラ
ツパ状の隔壁３がそれぞれ左右対称に並設してあ
る。

このラツパ状の隔壁３の底部通孔４には、通孔
４と同一径に形成した中空管５が所定の角度で水
密的に装着してあり、中空管５の機側後方下部に
は土砂取込箱６が装着してある。

前記中空管５の内部には、先端に掘削刃７を設
け、かつ切羽２に突出するような状態でスクリユ
ーシヤフト８が回転自在に横架してあり、このス
クリユーシヤフト８は中空管５の後端に設けた駆
動装置９により回転駆動されるようになつてい
る。このスクリユーシヤフト８の外周にはスパイ
ラル状のブレード１０が設けてあつて、中空管５
の所定位置から中空管５の後方下部に設けた排出
口１１の手前位置までにわたるブレード１０の外
周端には、第４図に示すように所定巾の帯板１２
が設けてある。

この帯板１２は、中空管５内でスクリユーシヤ
フト８の揺動防止と、移送する土砂の圧密度を高
める役割をはたす。

また前記中空管５の後端内部には、複数のスプ
リング１３により常時切羽２側に付勢された受圧
板１４が内装してあり、この受圧板１４は中空管
５の内壁及びスクリユーシヤフト８に沿つて摺動
する。中空管５の後端部には、受圧板１４の一部
と当接する図示しないリミツトスイツチが設けて
あり、このリミツトスイツチは、中空管５の排出
口１１に装着された土砂取込箱６の半円状に形成
された遮断弁１５を開閉作動する開閉ジヤツキ１
６の図示しない電磁弁と電気的に接続されてい
る。従つて圧密移送される土砂が、受圧板１４の
表面に当接し、その圧密度が一定以上になると受
圧板１４が後方に移動し、それによつてリミツト
スイツチに当接すると土砂取込箱６の遮断弁１５
が開閉ジヤツキ１６を介して開放され土砂取込箱
６内の圧密された掘削土砂が外部に排出される。

また隔壁３の周面に位置しシールド本体１の全
周にわたつて二重に構成されたフード部１７の内
部には、鋤状刃１８を取付けた油圧ジヤツキ１９
が複数配設される。

また２０は、シールド本体１を掘進させるシー
ルドジヤツキである。

次にこの考案の作動について説明する。

軟弱地盤下でシールド掘進を行なう場合、まず
切羽２に対してシールド本体１の前面左右に設け
られたスクリユシヤフト８を駆動装置９を介して
回転駆動し、スクリユーシヤフト８の先端に設け
られた掘削刃７と、その周囲のスクリユーブレー
ド１０により掘削される範囲の土砂をホツパ状の
隔壁３から中空管５内に取込んで切羽２の抜き掘
りを行なう。このような状態からフード部１７の
内周に装備された複数の油圧ジヤツキ１９を切羽
２に対して伸張させると、ジヤツキ先端の鋤状刃
１８が地山に貫入してシールド機外周形状に相当
する断面形状の地山を切断する。次いで油圧ジヤ
ツキ１９の収縮作動により再びフード部１７内に
引き込む。次にこのような状態から、シールド本
体１をシールドジヤツキ２０により前進させる
と、すでに抜き掘りされた切羽２の空洞部分に向
つて周辺が切断された切羽２は一様に圧縮崩壊
し、スクリユーシヤフト８の連続的な回転によつ
て隔壁３の底部に連結された中空管５から土砂取
込箱６の装着された排出口１１に向つて移送され
る。

以上のような操作を操返し行なうことにより切
羽２は常時ラツパ状の隔壁３の前面にて抑止され
た状態になり中空管５内には土砂が圧密状態で連
続的に移送される。この場合、スクリユーシヤフ
ト８のブレード１０の周面には、所定の長さにわ
たつて帯板１２が設けてあるので、土砂の圧密に
よりスクリユーシヤフト８に作用するモーメント
が、ブレード１０の均一的ならせん角にもかかわ
らず、軸心に関してバランスがくずれたとして
も、帯板１２が中空管５の内壁に面接触し、スク
リユーシヤフト８の振れを衝撃を受けることなく
防止し、また、この帯板１２により土砂の漏洩を
防ぐので、土砂の圧密が効果的に行われる。

中空管５並びに土砂取込箱６が土砂によつて充
満し、スクリユーシヤフト８の回転で更に土砂が
圧密されると、中空管５内の後端に内装した受圧
板１４が設定したスプリング１３に圧縮力に抗し
て徐々後方に移動し、図示しないリミツトスイツ
チに当接したとき、同じく図示しない電磁弁を操
作して土砂取込箱６の遮断弁１５を開閉ジヤツキ
１６を介して開放する。

土砂取込箱６の遮断弁１５が開放されると、こ
の開放口から圧密脱水された掘削土砂がその下方
に横設された図示しない搬出コンベア等に落下
し、これにより坑内後方に排出される。

また土砂取込箱６から圧密された掘削土砂が排
出されて受圧板１４の表面に加わる土砂の圧縮圧
がスプリング１３の抑止力よりも小さくなると、
該受圧板１４がスプリング１３の弾性力により元
の位置に復帰し、これと同時にリミツトスイツチ
が切れて電磁弁を介して開閉ジヤツキ１６の閉鎖
方向の作動により遮断弁１５も閉鎖する。

一方中空管５内には、すでに圧密充満した掘削
土砂がスクリユーシヤフト８のブレード１０のピ
ツチに相当する巾の封密栓として数層に連なるた
め、土砂取込箱６に再び圧密された土砂が充満す
るまでは、加圧水の排出口１１側への侵入は完全
に遮断されてスクリユーシヤフト８で連続して掘
削土砂を送り出すことができる。

次に第５図、第６図はこの考案の第２実施例を
示すものであつてシールドの形状を角形断面と
し、かつスクリユーシヤフト２１，２１′を上下
２段に構成したものである。

このシールド本体１は方形状の断面を有する場
合を図示したもので、そのフード部２３の全周に
沿つてそれぞれ複数の鋤状刃２２を取付けた油圧
ジヤツキをフード部２３の内側先端部に配設し、
シールド本体１を掘進させる場合は、スクリユー
シヤフト２１，２１′により抜き掘りした切羽２
４の周辺に複数の鋤状刃２２を取付けた油圧ジヤ
ツキを適宜伸張してその切羽２４を切断する。そ
してこのような状態からシールドジヤツキ２６介
してシールド本体１を推進させると掘削、または
圧縮崩壊した土砂は上記第１実施例と同様の操作
により中空管２５を経て土砂取込箱６内に排出さ
れる。その他の作動については上記実施例と全く
同様なので省略する。

この考案は上記のように、切羽を常時隔壁前面
により抑止すると同時に間隙をふさぎ、矢板で掘
削した断面以外にわたる部分の切羽の崩壊を防止
するとともに掘進機の後方に通じる中空管内と、
土砂取込箱内とを掘削土砂で圧密充分にして空間
部分を完全になくすことにより、地下水の侵入す
る空隙を塞ぎ、地下水の侵入を確実に防止しつつ
効率的にシールド掘進することができる。また地
質条件の変化に伴なう切羽の過度の圧密を、切羽
の抜き掘りと、掘削断面の周囲切羽の事前切断に
よつて防止し、従来のブラインドシールドの欠点
とされる土質条件、即ち砂質含有度や粘着力の諸
制約を大巾に小さくすることができるうえ、更に
限定圧気シールドや泥水加圧シールドのごとく隔
壁前面の加圧空気や加圧泥水による封入抑止を必
要とせず、上記のような簡単な操作と簡易な装置
により安全かつ容易に軟弱地盤下のトンネル掘進
をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるシールド掘進機本体の
正面図、第２図は、第１図の−線の縦断正面
図、第３図は、フード部に内装された鋤状刃の正
面図、第４図は、中空管５内に内装されたスクリ
ユーシヤフト８の拡大縦断面図、第５図、第６図
は他の実施例を示す正面図と一部縦断側面図であ
る。 １……シールド掘進機本体、２……切羽、３…
…隔壁、４……通孔、５……中空管、６……土砂
取込箱、７……堀削刃、８……スクリユーシヤフ
ト、９……駆動装置、１０……ブレード、１１…
…排出口、１２……帯板、１３……スプリング、
１４……受圧板、１５……遮断弁、１６……開閉
ジヤツキ、１７……フード部、１８……鋤状刃、
１９……油圧ジヤツキ、２０……シールドジヤツ
キ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筒状のシールド掘進機本体に、該本体を前進さ
   せるシールドジヤツキを設けると共に、該本体の
   前方にフード部を形成し、このフード部の全周に
   わたりシールド外周形状に合致する複数の鋤状刃
   を備えた油圧ジヤツキを配設する一方、フード部
   を少なくとも２個以上に分割し、それぞれのフー
   ド部をラツパ状に形成すると共に、そのラツパ底
   部に土砂排出管を水密的に連結し、その排出管に
   はスクリユーの外周に帯板を装着したスクリユー
   シヤフトを内蔵し、かつ排出管の後端部に管内土
   砂圧にばねを介して対抗する受圧板を設けると共
   に、この受圧板の付近に形成した土砂排出口を開
   閉する遮断弁を設け、この遮断弁を前記受圧板が
   土砂圧で変位したときに作動するリミツトスイツ
   チからの信号で開くようにしたことを特徴とする
   密封式シールド掘進機。