JPS6126475Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシールド掘進機に関するものであり、
その目的は掘削土砂中における礫、玉石等の粗大
固形物の混在の有無に応じて適切な排土状態を得
ることにある。

シールド工法によつて掘削を行なう場合、掘削
の進行に伴ない地山性状が変化し、掘削土砂中に
礫、玉石等の粗大固形物が混在する場合と混在し
ない場合とが出現する。一方、掘削は切羽崩壊を
防止するために切羽に相当圧を作用させつつ行な
う必要がある。そのため掘削土砂を圧力保持しつ
つ排土する必要があり、掘削中に土質性状が変化
した場合にもその圧力保持機能の損なわれないよ
うな対策を講じることが有効である。

本考案は以上に鑑みてなされたものであり、以
下その実施例を第１図、第２図に基づいて説明す
る。

１はシールドであり、その前面にカツターヘツ
ド２が設けられる。カツターヘツド２の背部に前
拡がりラツパ状の隔壁３が設けられる。隔壁３
は、カツターヘツド２に固定された前部壁３Ａ
と、シールド１側に支持材４を介して固定された
後部壁３Ｂとに分割され、前部壁３Ａが、その周
囲の支持部材５とシールド１及び支持材４との間
に介装された軸受６Ａ、シール材６Ｂ等によつて
シールド１に保持される。７はカツターヘツド駆
動モータであり、その出力軸が前記支持部材５に
ギヤ機構８を介して連結される。カツターヘツド
２と同心状に、前記後部壁３Ｂに円筒ケーシング
９が延設される。円筒ケーシング９の後端部に延
長ケーシング１０が配置され、両者が一定の間隔
をあけて接続具１１により接続される。すなわち
接続具１１は円筒ケーシング９側に一体に設けら
れた第１部材１１Ａと延長ケーシング１０側に一
体に設けられた第２部材１１Ｂとからなり、その
結合状態において第１部材１１Ａと第２部材１１
Ｂとの間に空間１１Ｃが形成されるようになつて
いる。

一方、隔壁３内に形成された掘削土砂取込室１
２に、後端に近付くほど縮径するように構成され
た撹拌用スクリユー１３が配置され、また円筒ケ
ーシング９内の通路１４に、螺旋帯体よりなるリ
ボンスクリユー１５が配置される。そしてこの撹
拌用スクリユー１３とリボンスクリユー１５とは
一軸上で互に接続される。撹拌用スクリユー１３
に回転軸１６が設けられており、この回転軸１６
の先端が前記カツターヘツド２の中心部に相対回
転可能に軸支される。またリボンスクリユー１５
の後端に筒体１７が嵌合固着されると共に、この
筒体１７が前記した円筒ケーシング９と延長ケー
シング１０との間に介在されら。すなわちこの筒
体１７は、前記接続具１１にシール材１８Ａ及び
軸受１８Ｂを介して支持されると共に、円筒ケー
シング９及び延長ケーシング１０に対して回転自
在に連通連設される。１９は回転駆動機構であ
り、これは接続具１１に保持されたモータ２０
と、このモータ２０の出力軸２０Ａと前記筒体１
７とを前記接続具１１内空間で連結するギヤ機構
２１とからなる。２２は塑性化改良材の導管を示
し、この導管２２は、リボンスクリユー１５の内
周に沿つて螺旋状に配置され、その基端部がリボ
ンスクリユー１５に形成された注入穴２３を介し
て塑性化改良材の注入管２４に連通され、またそ
の先端部が前記回転軸１６及びカツターヘツド２
の内部に形成された注入路２５に連通される。注
入路２５は前記した掘削土砂取込室１２及び切羽
面に対して複数箇所で開口する。延長ケーシング
１０の後端に、その後方へ延びる支持部材２６が
固定され、この支持部材２６にスライド軸受２７
が設けられる。２８は出退ロツドであり、これは
スライド軸受２７に支持されると共に前記リボン
スクリユー１５の螺旋帯体で囲まれる内部通孔１
５Ａに対してその軸心方向から挿抜可能に構成さ
れる。すなわち出退ロツド２８は内部通孔１５Ａ
と同等かそれよりも稍々小径のものとして構成さ
れる。出退ロツド２８は連結材２９によつて出退
ロツド作動装置の一例であるシリンダ３０に連結
される。シリンダ３０は図外の固定部材に取付け
られ、このシリンダ３０の押引作動に応じて出退
ロツド２８が図中実線の位置とその後方の仮想線
の位置との間で出退する。そしてその一方のスト
ローク限では、前記内部通孔１５Ａにおけるリボ
ンスクリユー１５の１ピツチ分に該出退ロツド２
８が嵌入してこれを閉塞し、他方のストローク限
では前記延長ケーシング１０の排土口１０Ａの後
方に位置するようにそのストロークＳが設定され
る。３１は圧電体等の感圧体であり、そのケーブ
ル３２が出退ロツド２８を通して後方へ導設さ
れ、図外の制御器に接続される。そしてこの制御
器を介して感圧体３１の作用とシリンダ３０の作
用とが連継される。即ち、感圧体３１の検知信号
が制御器に送られ、そしてこの制御器によつてシ
リンダ３０が伸張されて出退ロツド２８が後方に
退く。３３は延長ケーシング１０の排土口１０Ａ
に対向するバルブであり、これは前記出退ロツド
２８にスライド自在に外嵌されると共にシリンダ
３４に連結される。したがつてシリンダ３４の伸
引作動を通じてバルブ３３が出退ロツド２８をガ
イドとして排土口１０Ａに対し接近離間せしめら
れる。３５は排土口１０Ａの下部に配設された土
砂搬出用コンベヤ、３６は隔壁３に取付けられた
土圧計または間隙水圧計であり、これは制御系統
に接続される。なお図示例では、掘削土砂取込室
１２の前後から塑性化改良材の注入を可能にする
ために、前記注入路２５の他に固定注入管３７を
後部壁３Ｂに接続している。

以上によれば、カツターヘツド駆動モータ７の
作動に伴なうカツターヘツド２の回転により切羽
地山が掘削され、掘削土砂がその取込室１２に取
込まれる。またモータ２０の作動に伴なう撹拌用
スクリユー１３及びリボンスクリユー１５の回転
により、掘削土砂取込室１２内の掘削土砂が撹拌
されてから円筒ケーシング内通路１４及び筒体１
７内部を通して延長ケーシング１０内へ移送され
る。延長ケーシング１０の排土口１０Ａに対して
バルブ３３がシリンダ３４により対向状態で押付
けられるので、延長ケーシング１０内部ではリボ
ンスクリユー１５により掘削土砂の移送力とバル
ブ３３の付勢力との押合いに伴なつて掘削土砂が
締め固められ、サンドプラグＰが形成される。そ
してこのサンドプラグＰがバルブ３３の付勢に抗
して該バルブ３３を後退させるため、排土口１０
Ａとバルブ３３との隙間から順次掘削土砂がコン
ベヤ３５上へ排出落下せしめられる。この場合延
長ケーシング１０の内部に回転体が存在しないの
で、該延長ケーシング１０の内部は一定の長さを
有する任意断面の静止した空間を形成する。した
がつてこの部分で締め固められた掘削土砂は難透
水性を示す。したがつてその透水係数（単位：
cm／sec）よりも速い相対速度で排土することに
より、完全な止水効果を発揮する。また切羽地山
の性状により、必要に応じて塑性化改良材を掘削
土砂取込室１２内へ注入する。この操作は注入管
２４、注入穴２３、導管２２、注入路２５を通
じ、あるいは固定注入管３７を通じて行なう。注
入された塑性化改良材は、撹拌用スクリユー１３
の作用によつて掘削土砂と十分に混合し、その性
状を改良する。したがつてこの場合も、延長ケー
シング１０内の静止空間に形成されるサンドプラ
グＰは難透水性を示し、止水効果を発揮する。

さらに図示されるように、掘削土砂中に礫、玉
石Ｒ等が混在する場合においては、撹拌用スクリ
ユー１３の作用による掘削土砂の撹拌により、そ
の土質が軟弱化されることに加えて塑性化改良材
の注入に伴なつて土質改良されたものが延長ケー
シング１０内でサンドプラグＰを形成する。した
がつてこの場合もサンドプラグＰは難透水性を示
し、止水効果を発揮する。また礫、玉石Ｒ等は円
筒ケーシング９内を中心軸（回転軸）を有さない
リボンスクリユー１５の作用で移送されるので、
通常のスクリユーコンベヤにおけるように回転軸
によつて移送可能な粒径が制限されない。そのた
め、それらの移送が支障なく行なわれる。

以上の各場合において、排土時の止水効果をさ
らに高めるために出退ロツド２８が延長ケーシン
グ１０を通してリボンスクリユー１５の内部通孔
１５Ａに挿入され、あるいは該内部通孔１５Ａか
ら抜去される。リボンスクリユー１５の内部通孔
１５Ａへ挿入状態にあつては、該リボンスクリユ
ー１５の後端１ビツチ分が回転軸を有する通常の
スクリユーと類似の構造となるため、筒体１７の
内部通路及び延長ケーシング１０の内部通路が出
退ロツド２８の体積分だけ狭くなり、かつドーナ
ツ状の空間が形成される。したがつて圧力保持が
容易となる。このような状態での掘削中に掘削土
砂に礫、玉石等の粗大固形物が混在してくると、
これらの礫、玉石等が感圧体３１に押付けられ
る。すると感圧体３１の信号によりシリンダ３０
が押出され、出退ロツド２８を後退させて筒体１
７及び延長ケーシング１０の各内部通路を広く開
放する。したがつて粗大固形物の排出が粗害され
ない。また、出退ロツド２８が後退して粗大固形
物が排出されて、感圧信号が無くなると、出退ロ
ツド２８は再びリボンスクリユー１５の内部通孔
１５Ａ内に突出される。

なお図示例では、リボンスクリユー１５の後端
の１ピツチ分だけに出退ロツド２８の先端が挿入
される場合を説明したが、１ピツチ分以上の挿入
が行なわれるように構成してもよい。

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、排土通路を形成する円筒ケーシング内に螺旋
帯体よりなるリボンスクリユーを設け、このリボ
ンスクリユーの後端の内部通孔に対して出退ロツ
ドを挿抜可能としたので、掘削土砂の性状に応じ
て最適な排土状態を得ることができ、さらにこの
出退ロツドの出退を感圧体の信号により行なうよ
うにしたので、掘削土砂中に粗大固形物が混入し
ていても問題なく排出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の全体縦断側面図、第２
図は第１図における部分断面図である。 １……シールド、２……カツターヘツド、７…
…カツターヘツド駆動モータ、９……円筒ケーシ
ング、１０……延長ケーシング、１１……接続
具、１２……掘削土砂取込室、１４……円筒ケー
シング内通路、１５……リボンスクリユー、１５
Ａ……内部通孔、１７……筒体、１９……回転駆
動機構、２２……導管、２３……注入穴、２４…
…注入管、２５……注入路、２６……支持部材、
２７……スライド軸受、２８……出退ロツド、２
９……連結材、３０……シリンダ、３１……感圧
体、３２……ケーブル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド前部に形成された掘削土砂取込室から
   後方へ延びる排土通路を形成する円筒ケーシング
   内に螺旋帯体よりなるリボンスクリユーを設ける
   と共にこのリボンスクリユーの後端部を前記円筒
   ケーシングの排土口近傍に位置させ、リボンスク
   リユーの螺旋帯体で囲まれる内部通孔に対してそ
   の軸心方向から挿抜可能な出退ロツドを前記排土
   口後部において支持すると共にこの出退ロツドの
   先端に感圧体を設け、この感圧体の信号により作
   動させられる前記出退ロツドの作動装置を設け、
   かつ前記感圧体の感圧信号により出退ロツドをリ
   ボンスクリユーの内部通孔から後退させるように
   したことを特徴とするシールド掘進機。