JPS6134555B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シールド機械による掘進を停止し
たとき、カツタ室内への圧縮空気の供給を停止し
て背圧板によりカツタ室内の土砂を背面から加圧
支承することができる掘削土背面加圧式限定圧気
シールド工法に関するものである。

従来、シールド工法としては、カツタ室内に圧
縮空気を供給してその空気圧により地下水の侵
入、切羽地山の膨出および崩落を防止する限定圧
気シールド工法が知られている。

しかるに、前記従来の限定圧気シールド工法の
場合は、シールド機械による掘進を長時間停止し
ている時も、地下水の侵入、切羽地山の膨出およ
び崩落を防止するためにカツタ室内への圧縮空気
の供給を継続する必要があり、そのため圧縮空気
が地盤に送り込まれ、地盤沈下、酸欠空気の発生
等有害な影響を及ぼしている。またシールド機械
の掘進停止中も、カツタ室内の圧縮空気が地山に
侵入していくと共にカツタ室に接続されたスクリ
ユウコンベヤから漏出するので、常時コンプレツ
サの運転を継続しなければならないという問題が
ある。

この発明は前述の問題を有利に解決した掘削土
背面加圧式限定圧気シールド工法を提供すること
を目的とするものである。

次にこの発明を図示の例によつて詳細に説明す
る。

第１図ないし第３図はこの発明の第１実施例を
示すものであつて、断面円形の鋼製シールド外筒
６内に鋼製隔壁７が固定され、その隔壁７の前方
のカツタ室１の前部に、中心カツタ８とその周囲
に放射状に固定された多数のカツタアーム９とそ
のカツタアーム９に固定された多数の切削刃１０
とからなる回転カツタ４が配置され、かつその回
転カツタ４に固定されたカツタ軸１１は軸受筒１
２内に軸受およびシールリング（図示を省略し
た）を介して挿通され、前記軸受筒１２の後端部
は隔壁７に貫通されて固定され、さらに軸受筒１
２から突出したカツタ軸１１の後端部には大径従
動歯車１３が固定され、また前記隔壁７の後方に
おいてシールド外筒６に固定された支持台１４に
液圧モータ等のカツタ駆動装置１５が固定され、
そのカツタ駆動装置１５の回転軸に固定された駆
動ピニオン１６は前記大径従動歯車１３に噛み合
わされている。

前方に向かつて斜め下向きに傾斜する排出管１
７とその中に収容されて液圧モータ等のコンベヤ
駆動装置１８により回転されるスクリユウ１９と
からなるスクリユウコンベヤ５における前記排出
管１７の前端部は、前記融壁７の下部に貫通され
て固定され、かつ前記スクリユウ１９の前端部は
カツタ室１内の下部に突出し、さらに前記排出管
１７の後端上部に設けられた通気口は、通気管２
０および給排気用エアバルブ（図示を省略した）
を介してコンプレツサ等の圧気源に接続され、ま
た前記排出管１７の後端下部にはロータリフイー
ダ２１が接続され、そのロータリフイーダ２１の
下部に搬送用コンベヤ２２の前端部が配置されて
いる。

隔壁７とその前方に配置された鋼製環状背圧板
２との間にゴムのような可撓性を有する材料から
なる下部分断環状のチユーブ３が配置され、その
チユーブ３と隔壁７および背圧板２とは例えば接
着剤等により固定され、かつ背圧板２の外周およ
び内周とシールド外筒６および軸受筒１２とは、
合成繊維布などの通気性、可撓性および伸縮性を
有する材料からなる連結材２３を介して連結さ
れ、さらに前記チユーブ３は通水管２４および給
排水用バルブ（図示を省略した）を介して送液ポ
ンプ等の水圧源に接続され、また前記背圧板２の
下部にはスクリユウ１９が突き当たるのを防止す
るための凹部２５が設けられている。

前記隔壁７の後部においてシールド外筒内に多
数の推進用ジヤツキ２６が外筒周囲方向に間隔を
おいて配置され、その推進用ジヤツキ２６におけ
るシリンダはシールド外筒６または隔壁７に固定
され、かつ推進用ジヤツキ２６のピストン杆の端
部は、シールド外筒６内で組立てられたセグメン
トリング２７の前端面に当接されている。

第１図ないし第３図に示すシールド掘進機を使
用して掘進を行なう場合は、チユーブ３を収縮さ
せて背圧板２を後退させ、かつコンプレツサから
の圧縮空気を、通気管２０および排出管１７を経
てカツタ室１内に供給して切羽地山に空気圧を作
用させた状態で、カツタ駆動装置１５を運転して
回転カツタ４を回転させると共に、コンベヤ駆動
装置１８を運転してスクリユウ１９を回転させ、
かつ推進用ジヤツキ２６を伸長してシールド機械
を前進させる。

回転カツタ４により掘削された土砂類は、カツ
タ室１内に侵入したのちスクリユウコンベヤ５に
より後方に移送され、次いでロータリフイーダ２
１から搬送用コンベヤ２２に排出され、その搬送
用コンベヤ２２により後方に搬送される。この場
合、ロータリフイーダ２１は多量の圧縮空気の漏
洩を防止しながら土砂類を排出するので、カツタ
室１内は高圧状態に保たれる。

推進用ジヤツキ２６の推進１ストロークの開始
から終了近くまでの間は、カツタ室１内の気圧
を、切羽地山に含まれる地下水の水圧と均衡しか
つ切羽地山の膨出および崩落を防止するのに必要
な大きさに保つと共に、カツタ室１内の土砂類の
量が多くなり過ぎて閉塞状態を起こすことがない
ようにスクリユウコンベヤ５およびロータリフイ
ーダ２１を通じて適量の排出を行なう。

しかし、推進用ジヤツキ２６の推進１ストロー
ク終了前の小ストロークの間は、まずロータリフ
イーダ２１の回転を停止させ、次いでカツタ室１
内に土砂類が充満、閉塞状態に達するまで、回転
カツタ４およびスクリユウコンベヤ５のスクリユ
ウ１９を回転し、シールド機械の推進を停止した
のち、チユーブ３に液体を圧入して膨張させ背圧
板２を押し出しカツタ室内の土圧を前方へ圧迫し
た状態で通気管２０の給排気用パルブを排気に切
換えることにより、カツタ室１内の圧縮空気を排
出し、カツタ室内の空気圧を低下させる。

前述の一連の空気加圧および空気減圧の操作
は、シールド機械推進中に切羽に圧縮空気圧を作
用させることにより、切羽前方およびシールド外
筒６の外周の地盤に侵入した圧縮空気を推進停止
中にカツタ室１内に戻し、カツタ室内から後方に
排出するための操作である。

シールド機械の停止中は、チユーブ３内に水を
圧入し、その水圧によりチユーブ３を膨張させる
と共に背圧板２を前方に押圧し、その背圧板２の
押圧力により切羽地山の膨出および崩落を防止す
る。

第４図および第５図はこの発明の第２実施例を
示すものであつて、隔壁７により軸受２８を介し
て回転自在に支承されている筒状のカツタ軸１１
の前端部に、環状板体２９の内周側部分が一体に
固定され、かつ環状板体２９の外周側部分には、
シールド外筒６により軸受３０を介して回転自在
に支承されている筒体３１の後端部が一体に固定
され、さらに各カツタアーム９の外端部は筒体３
１の前端部に固定され、またほぼＬ字状のリブプ
レート３２はカツタアーム９の後面、筒体３１の
前部内面およびカツタ軸１１の内面に固定されて
いる。

隔壁７と環状板体２９との間にスラスト軸受３
３が介在され、かつ前記カツタ軸１１の後端内部
に固定されたフランジ３４と排出管１７の前端部
に固定されたフランジ３５との間にはシールリン
グ３６が介在され、前記排出管１７の前端部に連
設された溝形部分３７とその中に配置されたスク
リユウ１９の前部とは、前記カツタ軸１１、環状
板体２９、筒体３１およびフランジ３４，３５に
より囲まれたカツタ室１内に配置され、さらに排
出管１７はシールド外筒６に固定された支持ビー
ム３８に固定されている。

前面に鋼製円環状背圧板２を固着したゴム製円
環状チユーブ３の後面は前記環状板体２９に固着
され、そのチユーブ３に一端部が接続された送水
管２４は前記フランジ３４に気密に貫通固定さ
れ、かつその送水管２４の他端部にはカツプリン
グ３９を介して送水管４０の一端部が着脱自在に
接続され、その送水管４０は給排水用バルブを介
して送水ポンプ等の水圧源に接続されているが、
その他の構成は第１実施例の場合と同様である。

第２実施例の場合は、シールド機械により掘進
を行なうとき通水管２４がカツタ軸１１の中心の
周りに回転するので、通水管２４から送水管４０
を分離しておき、シールド機械を停止したとき、
通水管２４に送水管４０を接続してチユーブ３を
膨張させるが、その他の動作は第１実施例の場合
と同様である。

前記各実施例の場合は、圧縮空気の供給および
排出を排出管１７の後端上部から行なうように構
成しているが、その供給および排出場所は隔壁ま
たはその他の任意場所であつてもよい。

この発明によれば、カツタ室１内の後部におい
て背圧板２を支承しているチユーブ３を収縮させ
ると共に、カツタ室１内に圧縮空気を供給しなが
ら、シールド機械を推進し、カツタ室１の前部の
回転カツタ４により掘削した土砂を、カツタ室１
内に受け入れたのちそのカツタ室に接続されたス
クリユウコンベヤ５により排出し、次にシールド
機械による掘進を停止したとき、前記カツタ室１
への圧縮空気の供給を停止し、かつ前記チユーブ
３内に流体を供給して膨張させると共にそのチユ
ーブ３により前記背圧板２を介してカツタ室１内
の土砂を背面から加圧支承するので、シールド機
械の停止中にカツタ室１内に圧縮空気を供給しな
くても、チユーブ３内の水圧により押圧される背
圧板２によつて切羽地山の膨出および崩落を防止
することができ、そのためシールド機械の停止中
にカツタ室内に圧縮空気を供給し続ける必要がな
いので、シールド機械停止中にコンプレツサの運
転を継続する必要はなく、しかもシールド機械の
停止中に供給される圧縮空気が地盤に送り込まれ
て地盤沈下、酸欠空気の発生という前記従来の限
定圧気シールド工法の問題を解消することができ
る効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の第１実施例を
示すものであつて、第１図はシールド機械による
推進および掘削土背面加圧を説明するための縦断
側面図、第２図は回転カツタとシールド外筒との
関係を示す正面図、第３図は第１図のＡ−Ａ線断
面図である。第４図および第５図はこの発明の第
２実施例を示すものあつて、第４図はシールド機
械による掘進および掘削土背面加圧を説明するた
めの縦断側面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面
図である。 図において、１はカツタ室、２は背圧板、３は
チユーブ、４は回転カツタ、５はスクリユウコン
ベヤ、６は鋼製シールド外筒、７は鋼製隔壁、１
１はカツタ軸、１２は軸受筒、１３は大径従動歯
車、１５はカツタ駆動装置、１６は駆動ピニオ
ン、１７は排出筒、１８はコンベヤ駆動装置、１
９はスクリユウ、２０は通気管、２１はロータリ
フイーダ、２４は通水管、２６は推進用ジヤツ
キ、２７はセグメントリング、３１は筒体、３３
はスラスト軸受、３９はカツプリング、４０は送
水管である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ カツタ室１内の後部において背圧板２を支承
   している膨縮自在のチユーブ３を収縮させると共
   に、カツタ室１内に圧縮空気を供給しながら、シ
   ールド機械を推進し、カツタ室１の前部の回転カ
   ツタ４により掘削した土砂を、カツタ室１内に受
   け入れたのちそのカツタ室に接続されたスクリユ
   ウコンベヤ５により排出し、次にシールド機械に
   よる掘進を停止したとき、前記カツタ室１内から
   圧縮空気を後方に排出し、かつ前記チユーブ３内
   に流体を供給して膨張させると共にそのチユーブ
   ３により前記背圧板２を介してカツタ室１内の土
   砂を背面から加圧支承することを特徴とする掘削
   土背面加圧式限定圧気シールド工法。