JPS6221993A - シ−ルド掘進機 - Google Patents

シ−ルド掘進機

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JPS6221993A
JPS6221993A JP15933085A JP15933085A JPS6221993A JP S6221993 A JPS6221993 A JP S6221993A JP 15933085 A JP15933085 A JP 15933085A JP 15933085 A JP15933085 A JP 15933085A JP S6221993 A JPS6221993 A JP S6221993A
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JP
Japan
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ground
cutter
injection
injection device
propulsion
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JP15933085A
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菅原 正之
順 佐々木
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Sato Kogyo Co Ltd
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Sato Kogyo Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地中にトンネルを構築するシールド掘進機の
改良に関する。
〔従来の技術〕
従来のシールド掘進機、特に機械式シールド掘進機は、
前面に多数のカッターを植設した回転部を備えている。
回転部は推進軸回りで回転し、推進用ジヤツキで地中に
推進される0カツ゛ ターにより掘削さA7’t(土砂
は泥土化さn、掘進機底部よ)排泥さ几る。掘進機前進
により生じた空・間にはセグメントが組立てらnl ト
ンネルが形成される。
回転部には、上述のカッターとは別に、曲線施工時や方
向修正時に外周方向に突出させるオーバーカッターある
いはコピーカッターヲ備えている。曲線施工や方向修正
をするときは、オーバーカッターま几はコピーカッター
を回転部から突出させ、周囲の地山を乱して掘進機が曲
線もしくは修正方向に沿って曲がり易くされる。
〔発明が解決しようとすそ問題点〕
上述したように従来の機械式シールド掘進機はトンネル
の曲線施工や方向制御にあたってオーバカッターあるい
はコピーカッターを使用している。このオーバカッター
やコピーカッターの使用には次のような欠点がある。
すなわち、オーバー力、ターやコピーカッターは周囲の
地山を乱す効果があるが、乱さ扛た土砂の取込みが不十
分で土砂が残留する。このような状態で方向制御をしよ
うとすると、残留した土砂が地山に押し付けらn、地山
反力が回復する。この反力により掘進機の方向修正が困
難になる〇 更に別の問題として、土質の違いや長距離掘進を行うこ
とにより、オーバーカッター又はコピーカッター等の摩
耗が生じる。この摩耗により、設計当初の突出ストロー
クを失い、曲線施工時や方向修正時に地山の乱し範囲が
狭くなジ、カッターの使用効果が薄nる0また、土質に
よってはカッター刃が全く無くなるときもある。
本発明は上述のような欠点を解消するためになさnたも
のであり、土砂や土質の違い更には長距離掘進にも影響
を受けることなく、所期の曲線施工や方向修正が可能な
シールド掘進機を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための技術的手段〕本発明は、シー
ルド掘進機の外郭に、高圧注液噴射装置を設けることに
より上記目的を達成した〇 噴射する液体は通常水であるが、崩壊性に富んだ地盤に
は泥水を用いることもできる。液体の噴射角度は噴射装
置の取付位置によっても異なるが、シールド掘進機の推
進軸に対し15°〜30°、好ましくは200である。
15°以下だと、他山の乱し範囲が狭く方向制菌が困難
になり、30°以上になると、乱し範囲が拡すぎて裏込
材の注入量が必要以上に多くなる。
液体は噴射装置を構成するノズルにより噴射される0ノ
ズルは必要に応じシールド掘進機の外郭に単数もしくは
複数個設ける。噴射圧力は地山の土質によっても異なる
・が、好ましい範囲は200〜300kg/CnLであ
る。ノズルの口径は曲線施工や方向修正の程度および土
質によシ適宜選定する。高圧液体を得るために、注液設
備には高圧ポンプを用いる。
〔作用〕
ノズルより噴射した液体で回転部周囲の地山を切削させ
る。切削した土砂のほとんどはシールド掘進機の前面ス
リットに入υ込み、回転部内から排泥管をへて排出され
る。
切削した土砂がシールド掘進機の周囲に滞留しないよう
に連続噴射させるので、地山反力を受けることなく、方
向制御ができる。また噴射圧力は機内より調整できるの
で、施工曲線の曲率や土質の変化に対応させて乱し範囲
の調整ができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第1図は本発明の概要を示した断面図である。
シールド掘進機1の前部は推進軸回りで回転する回転部
2になっている。回転部2の前面には多数のカッタービ
ット3が植設さnている。こnらのカッタービ、7)3
により地山を切削する。
切削さ′nた土砂は前面スリットより回転部2内に入り
込むようになっている。回転部2の半径方向には第2図
に示す如く円周方向余堀りカッター装置4が設けらnて
いる。カッター装置4は外周方向に突出するオーバーカ
ッターまたはコピーカッター5を有し、ジヤツキ6を用
いて必要時に回転部2の外周より突出させる。このカッ
ター装置4は本発明において必ずしも必要なものではな
い〇 回転部2は、後続する円筒状の推進部7内に設置さnた
モータ8から、噛合歯車9a、9bを介して口伝が伝達
される。
推進部7とその後続部材との間には推進用ジヤツキ10
が設けらnている。この推進用ジヤツキ10により、推
進部7は回転部2と共に前方の地中へ推進さ几る〇 推進部7内部は、カッタービット3で掘削した土砂を泥
土化するための泥水を供給する送泥管11と、泥土を後
続へ排出する排泥管12を備えている。推進部7と、前
述の回転部2との間には遮蔽板13が介在し、回転部2
内の泥水が推進部7内に侵入しないようになっている。
本発明に係る噴射装置工4ば、シールド掘進機1の外郭
で、掘進機1の大きさにもよるが回転部2の前より1m
以内の所に設置さ几る。噴射装置14を1mより遠い所
に設置すると、崩壊した土砂が前面に迂回することなく
滞留し、また前部周囲の地山が掘削さnないので地山の
反力を受けて所期の目的を達成しすらい。噴射装置14
の設置箇所は地盤条件を考慮し、余掘りする必要性のあ
ると予想される円周方向のどの位置でも取付けが可能で
ある。噴射装置14を回転部2に設けるときは、噴射装
置14と送水管との間をスイベルジオインド26で連結
する。
噴射装置14は噴射ノズル15のみから成る場合もある
が、第1図に示す如くストップバルブもしくは調整バル
ブ16を並設すると、噴射圧力や流量の調整が個々に可
能となる。第1図の例では噴射ノズル15が片側の側壁
に上下に亘って3箇所設置さnているが、土質や曲線施
工にあわせて増減できる。
噴射ノズル15の好ましい取付角度θはシールド掘進機
1の推進軸に対し15〜300、最適には20°である
。第4図は一例として噴射ノズル15を20°の角度で
推進部7に取っ付けた例である。噴射ノズル15の口径
は、1.6〜2.4朋の範囲で選定されるが、第5図に
示す如く内部に着脱可能なノズルチップ18を介在させ
、チップ18の口径を上記範囲で選定することもできる
。チップ18によりノズル口径の変更が容易になる。各
ノズル口径における圧力−流量の関係を第6図及び第7
図に示す。第6図が液体として清水な用めた場合で、第
7図が泥水を用いた場合である。圧力・流量の使用範囲
は、Iys f nの場合においても、圧力が200〜
300 kliJ/i、流量が約10〜601/朋であ
る。
噴射する液体は、第1図に示す如く注液設備20より供
給される。この例における注液設備20は高圧ポンプ2
1と水槽22から成る。高圧ポンプ21ば、第6図及び
第7図の使用範囲から200〜300 kglcrlt
D吐出圧力で10〜6゜j/ヨの流量を出すポンプが望
ましb0水槽22には土質を考慮して清水または泥水が
蓄水される。この注液設備20は台車に搭載さn1セグ
メント23により構成されるトンネル内に敷設さnたレ
ール24上を走行する。注液設備20の高圧ポンプ21
は高圧ホース25を介して噴射装置14に連結さnてい
る。
次に作用について述べる。
シールド掘進機lの方向制御をするときは、高圧ポンプ
21を作動させ、水槽22内の清水又は泥水を約300
 kg/cnlの吐出圧に高め、高圧ホース25を介し
て噴射装置14に供給する。
切削させる地山の土質や方向制御の程度に応じて調整バ
ルブ16を調整し、噴射圧力及び流量を加減する。ここ
で仮りに右側に曲進するものとす几ば右壁に位置する噴
射ノズル15より清水又は泥水を15〜2000角度で
シールド掘進機lの外郭より前方の地山に噴射し、第4
図に示す如く切削させる。切削した土砂が水圧に押さn
て回転部2の前面に迂回し、スリットよジ回転部2内に
入9込む。入9込んだ土砂は回転部2内で撹拌さn1排
泥管12にょυ後部へ排出される。
カッター装置4に噴射装置14があるときは、カッター
5により切削した土砂が噴射装置14の噴流で回転部2
の前面に迂回し、回転部2内の排泥管12により後部へ
移送する〇 このようにして、シールド掘進機1の曲進方向に方向制
御に支障のない空間が生じる。次にシールド掘進機1の
推進用ジヤツキ10を用いて方向制御を行う。方向制御
は右側に尿道するときは右側の推進用ジヤツキ10より
も左側の推進用ジヤツキ100ストロークを長くして行
う0屈進後、後部に生じた空間には曲率に合せてセグメ
ント3が組み立てら几トンネルが完成する〇 〔発明の効果〕 本発明によnば、シールド掘進機の外郭に設けらnた噴
射装置により液体を高速で機外斜前方に噴射し、地山を
切削させてその土砂を回転部の前面より機内に備えてい
る排泥管を用いて後部に排泥させる。従って切削した空
間には土砂が滞留することなく、シールド掘進機の方向
制御に際し地山反力を受けることなく方向制御を容易に
行うことができる。
また、液体の噴射圧力や流量を機内にて調整することが
可能なので、施工もしくは修正する曲率や地山の土質に
合せて適正な空間を形成することができる。
噴射装置を力、ター装置と併存させるときは、オーバー
カッターやコピーカッターの摩耗・損傷を軽減させる0
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図は本発明の実施例を示した断面図であり
、第1図は噴射装置を推進部の側面に設けた例、第2図
はカッター装置に設けた例、第3図は推進部の底面に設
けた例、第4図は噴射装置の取付角度と地山の崩壊状態
を示した断面図、第5図は噴射装置の断面図、第6図及
び第7図は噴射ノズルの口径によって定まる圧力−流量
線図である0 1・・シールド掘進機 14・・噴射装置 20・・注液設備 25・・高圧ホース 第2図 報 +J 檀 −−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シールド掘進機の外郭に、高圧注液装置を設け、
    この装置より供給される液体を機外外周斜前方に噴射さ
    せ、周辺地山余掘りを行うようにしたことを特徴とする
    シールド掘進機。
JP60159330A 1985-07-19 1985-07-19 シ−ルド掘進機 Expired - Lifetime JP2536736B2 (ja)

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JPS6221993A true JPS6221993A (ja) 1987-01-30
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