JPS6294694A - シ−ルドトンネル掘削機のずり排出方法および装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、シールドトンネル掘削機により掘削したずり
をシールド本体内に設けられた隔壁前方の圧力室から隔
壁後方へ排出する方法および装置に関する。

（従来技術） 土圧シールド型のシールドトンネル掘削機により掘削さ
れたすりは、シールド本体内に配置された排出装置によ
り圧力室の圧力を適正に維持しながら、隔壁前方の圧力
室から隔壁後方へ排出される。

従来のこの種のずり排出装置は、前記圧力室から前記隔
壁後方へ伸びる管路にポンプ手段を配置し、該ポンプ手
段により前記圧力室内のずりを前記管路を経て排出する
。

しかし、この種のずり排出装置は、排出すべきすりの流
動性が低いと、前記管路が該ずりにより閉塞され、すり
の排出が困難になる。特に、ポンプ手段として、前記圧
力室内のずりを受は入れ、受は入れたずりを排出管に押
し出す一対の搬送シリンダ機構を用い、両シリンダ機構
を交互に作動させることによりずりを排出するタイプの
ポンプ、すりのための通路の長さ寸法が可変の伸縮管に
前記通路を交互に開閉する一対の弁を設け、一方の弁を
伸縮管の伸縮に伴なって他方の弁に相寄り相離れる方向
へ移動させてずりを排出するタイプのポンプを用いたす
り排出ポンプ手段は、ずりを流動させるため、該すりの
流動性が低いと、前記管路の前記ポンプ手段より前記圧
力室の側の管路部分がずりにより閉塞されて排出不能に
なる。

このように、管路特に前記管路部分がずりにより閉塞さ
れると、従来のずり排出装置は、すりの再排出を可能に
すべく排出装置を分解し、管路内のずりを除去する復旧
作業をしなければならず、復旧作業が面倒であった。

（発明の目的） 本発明は、すり排出用の管路がずりにより閉塞されたと
きに、排出装置を分解することなく復旧作業を行なうこ
とができる、シールドトンネル掘削機のずり排出方法お
よび装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、シールドトンネル掘削機のシールド本体内に
設けられた隔壁前方の圧力室内のずりをポンプ手段によ
り前記圧力室から前記隔壁後方へ伸びる管路を経て前記
隔壁後方へ排出する方法であって、前記管路が前記ずり
により閉塞されたとき、前記ずりを前記圧力室の側に戻
し、戻された該ずりに該すりの波動性を高めるための滑
材を加え、該ずりを撹拌した後、該ずりを排出すること
を特徴とする。

本発明は、また、シールドトンネル掘削機のシールド本
体内に設けられた隔壁前方の圧力室内のずりを前記圧力
室から前記隔壁後方へ排出する排出する装置であって、
前記圧力室から前記隔壁後方へ伸びる管路と、該管路に
配置され、前記圧力室内のずりを前記隔壁後方へ排出す
る正作動および該ずりを前記圧力室の側へ戻す逆作動が
可能の可逆ポンプ手段と、前記可逆ポンプ手段より前記
圧力室の側の前記管路および前記圧力室の少なくとも一
方に前記ずりの流動性を高める滑材を供給する手段と、
前記滑材が加えられたずりを撹拌する子役とを有する。

（発明の効果） 本発明によれば、管路がずりにより閉塞されたときは、
ずりを圧力室の側に戻し、戻された該すりに滑材を加え
、該ずりを撹拌するため、該すりは流動性を付与されて
排出可能になり、したがって排出装置を分解することな
く、復旧させることができ、復旧作業を容易に行なうこ
とができる。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に示すシールドトンネル掘削機１０は、筒状のシ
ールド本体１２と、該シールド本体１２内に設けられた
隔壁１４と、該隔壁１４の前方の圧力室１６に配置され
たカッタヘッド１８と、該カッタヘッドを回転させるモ
ータのような回転機構２０と、掘削機１０全体を前進さ
せる複数の推進ジヤツキ２２とを含む。推進ジヤツキ２
２は、シールド本体１２の後方のトンネル内周面に組み
立てられたセグメント２４を反力体とする。回転機構２
０は、図示されていないが支持手段によりシールド本体
１２に固定されている。

カッタヘッド１８は、隔壁１４にシールド本体２６の先
端部に固定的に設けられている。カッタヘッド１８は、
回転機構２０により該回転機構２０の出力軸に設けられ
た歯車２８と、該歯車２８と噛合し、回転軸２６の先端
部に固定的に設けられた歯車３０と１回転軸２６とを経
て回転駆動される。カッタヘッド１８は、圧力室１６に
受は入れたずりをカッタヘッド１８の回転に伴なって撹
拌すべく第１の撹拌機を構成する複数の撹拌羽根３２を
隔壁１４の側に有する。

掘削機ｌＯは、また、圧力室１６内のずりを圧力室１６
から隔壁１４の後方へ排出するためのずり排出装置３４
を含む。該排出装置３４は、圧力室１６から隔壁後方へ
伸びるパイプ３６と、該パイプに連通され、圧力室１６
内のずりを隔壁後方へ排出する正作動および該ずりを圧
力室１６の側へ戻す逆作動が可能の可逆ポンプ手段３８
と、パイプ３６内および圧力室１６内にすりの流動性を
高める滑材を供給する手段４０と、滑材が加えられたず
りを撹拌する手段４２とを有する。ずり排出用の管路は
、パイプ３６および可逆ポンプ手段３８により規定され
る・　　　　゛ 可逆ポンプ手段３８は、第２図に示す例では、一端が移
動不能のパイプ４４を経てパイプ３６に連通し、蛇腹の
ように伸縮可能の管装置から成る第１のポンプ部４６を
備える。第１のポンプ部４６のパイプ３６の側の第１の
開口４６ａはＭｌの弁機構４８により開閉され、前記第
１の開口４６ａと反対の側の第２の開口４６ｂは第２の
弁機構５０により開閉される。第１のポンプ部４６は、
第２の弁機構５０を経て第２のポンプ部５２と連通する
。第２のポンプ部５２は、第１のポンプ部と同様に伸縮
可能の管装置から成る。第１の弁機構４６および剛性管
４４は、シールド本体１２に対し移動不能にフレームに
配置されている。

第１および第２の弁機構４８．５０は、それらの弁体４
８ａ、５０ａが第１および第２の開口４６ａ、４６ｂを
閉鎖する進出位置および該開口４６ａ、４６ｂを開放す
る後走位置の間を第１および第２のポンプ部４６．５２
の径方向へ運動可能である。

可逆ポンプ手段３８は、また、第１および第２のポンプ
部４６．５２を互いに逆に伸縮させるべく第２の弁機構
５０を直線移動させるポンプ作動ａ構５４と、前記第１
および第２の開口を交互に開閉すべく前記第１および第
２の弁機構４８゜５０を互いに逆に作動させる弁作動機
構５６゜５８と、第２のポンプ部５２から送り出される
ずりを受は入れる排出管６０とを備える。排出管６０は
、剛性管４４および第１の弁機構４８に対し移動不能に
配置されている。剛性管４４は、パイプ３６と共にすり
排出用の管路のポンプ手段３８より圧力室１６の側の管
路部分を規定する。

ポンプ作動機構５４は、第１および第２の弁機構４８．
５０間にその軸線が第１のポンプ部４６のそれと平行に
配置された複動式のシリンダ装置であり、前記フレーム
によりシールド本体１２に支持されている。前記複動式
のシリンダ装置は、その基端部側液室に、圧液の供給を
受けることにより、ピストンロー２ドに設けられた突起
６２がすミツトスイッチ６４に係合する第２図に実線で
示された収縮位置から突起６２かリミットスイッチ６６
に係合する第２図に仮想線で示された伸長位置へ向けて
作動し、また、そのピストンロッド側の液室に、圧液の
供給を受けることにより、前記収縮位置へ向けて作動す
る。従って、そのピストンロッドをシリンダに対し突出
、退却させることにより、第２の弁機構５０を第１の弁
機構４８に対し直線移動させ、第１および第２のポンプ
部４６．５２を伸縮させることができる。

弁作動機構５６．５８は、単動式のシリンダ装置であり
、それぞれのシリンダは、対応する弁機構５０．５４に
軸線を一致させて前記フレームに支持されており、それ
ぞれのピストンロッドは、対応する弁機構５０．５４の
基部にそれぞれ接続されている。各作動機構５６．５８
は、その液室に圧液の供給を受けない限り、それに組み
込まれたスプリング（図示せず）のばね力により、対応
する弁機構５０．５４の弁部材をそれぞれの前記後退位
置に保持し、またそれぞれの前記液室に圧液の供給を受
けると、前記弁機構５０．５４の弁部材を前記進出位置
へ作動させる。したがって。

弁作動機構５６．５８への圧液の送給を制御することに
より、第１および第２の開口４６ａ。

４６ｂを開閉することができる。

滑材供給手段４０は、シールド本体１２の後方に配置さ
れた滑材送給装置（図示せず）から供給される薬剤を起
泡機６８おいて起泡させ、該起泡機６８からの気泡をパ
イプ７０および分割部７２を経て、パイプ７４により圧
力室１６へ、パイプ７６により切羽へ、パイプ７８によ
りパイプ３６へそれぞれ供給する。各パイプ７４　、７
６　。

７８には、前記気泡の供給路を開閉する弁８０゜８２．
８４が設けられている。前記気泡をパイプ７８から切羽
へ供給するために、回転軸２６およびカッタヘッド１８
には前記気泡のための流路８６．８８が形成されている
。前記気泡は、パイプ７６から流路８６を経て流路８８
へ供給され、溶液またはＣＭＣを気泡と共に、またはこ
れらを組み合わせて、さらにはこれら単独で用いてもよ
い。気泡を用いないときは、起泡機６８は不要である。

撹拌手段４２は、パイプ３６に連通する筒体９０と、該
筒体内に該筒体からパイプ３６内に出入可能に配置され
、パイプ３６の軸線の回りに回転される羽根９２と、該
羽根のための羽根回転機構９４と１羽根９２をパイプ３
６に出入させるべく羽根９２および羽根回転機構９４を
移動させる羽根移動機構９６と、筒体９０のパイプ３６
の側に配置された弁部材９８と、該弁部材のための弁駆
動機構１００とを備える。

筒体９０は、パイプ３６の軸線方向へその軸線を一致さ
せて伸び、また下部に開口１０２を有する。羽根９２は
、螺旋状の帯状体から成るリボンスクリューであり、筒
体９０の軸線に沿って該筒体９０から突出する軸１０４
を経て羽根回転機構９４に連結されている。羽根回転機
構９４は、支持台（図示せず）によりシールド本体１２
に筒体９０の軸線方向へ移動可能に支持されている。

羽根９２のための移動機構９６は、複動式のシリンダ装
置であり、その軸線が筒体９０の軸線と平行に伸びる姿
勢にそのシリンダが前記支持台を経てシールド本体１２
に固定されている。羽根移動機構９６のピストンロッド
は、その先端が羽根移動機構９４に連結されている６羽
根９２および羽根回転機構９４は、羽根移動機構９６に
より、羽根９２が第１図のように筒体９０内に位置する
後退位置と、羽根９２がバイブ３６内に位置する前進位
置とに移動される。

弁部材９８は、パイプ３６の筒体９０の側の開口を閉鎖
する進出位置および該開口を開放する後退位置の間でパ
イプ３６の直径方向へ移動可能にパイプ３６に配置され
ている。該弁部材９８を作動させる弁駆動機構１００は
、弁作動機構５６゜５８と同種の単動式のシリンダ装置
であり、非作動時は弁部材９８をばね力により前記後退
位置へ移動させ、作動時は弁部材９８を前記進出位置へ
移動させる。

パイプ３６および筒体９０の内径寸法は、大径の玉石、
礫等の固形物を受は入れることが可能の大きさであるの
に対し、剛性管４４の内径寸法は大径の前記固形物を受
は入れ不能の大きさである。

掘削時、シールドトンネル掘削機ｌＯは、カッタへ・ン
ド１８を回転機構２０により回転させつつ、推進ジヤツ
キ２２によりシールド本体１２を前進させ、また圧力室
１６内に滑材供給手段４０により滑材である気泡を供給
し、圧力室１６内のずりをカッタヘッド１８の回転に伴
って撹拌羽根３２により撹拌しつつ、排出装置３４によ
りパイプ３６を経て隔壁１４の後方へ排出する。すりの
排出時、撹拌手段４２の弁部材９８および羽根９２は、
第１図において実線で示す位置にある。

すりの排出時、可逆ポンプ手段３８は、第２図において
実線で示すように、第１の開口４６ａが第１の弁機構４
８により開放され、第２の開口４６ｂが第２の弁機構５
０により閉鎖された状態で、第２の弁機構５０がポンプ
作動機構５４により第２図に仮想線で示す位置まで移動
される第１の工程と、第１の開口４６ａが第１の弁機構
４８により閉鎖され、第２の開口４６ｂが第２の弁機構
５０により開放された状態で、第２の弁機構５０がポン
プ作動機構５４により第２図に実線で示す位置まで移動
される第２の工程とを繰り返す。

これにより、前記第１の工程時には、第１の開口４６ａ
が開放され、第２の開口４６ｂが閉鎖された状態で、第
１のポンプ部４６が伸長し、第２のポンプ部５２が収縮
するため、第２のポンプ部５２内のずりは、排出管６０
の側へ押し出され、圧力室１６内のずりはパイプ３６を
経て第１のポンプ部４６内に吸入される。これに対し、
前記第２の工程時には、第１の開口４６ａが閉鎖され、
第２の開口４６ｂが開放された状態で、第１のポンプ部
４６が収縮し、第２のポンプ部５２が伸長するため、第
１のポンプ部４６内のずりは、第２のポンプ部５２内へ
押し出される。

ずりがパイプ３６および可逆ポンプ手段３８により規定
される前記管路を閉鎖すると、掘削機ｌＯは、推進ジヤ
ツキ２２による前進を一時中止し、可逆ポンプ手段３８
を前記とは逆に作動させて、前記管路内のずりを可逆ポ
ンプ手段３８により圧力室１６の側へ戻す。

この際、可逆ポンプ手段３８は、第１の開口４６ａが第
１の弁機構４８により閉鎖され、第２の開口４６ｂが第
２の弁機構５０により開放された状態で、第２の弁機構
５０がポンプ作動機構５４により第２図に仮想線で示す
位置まで移動される第１の工程と、第１の開口４６ａが
第１の弁機構４８により開放され、第２の開口４６ｂが
第２の弁機構５０により閉鎖された状態で、第２の弁機
構５０がポンプ作動機構５４により第２図に実線で示す
位置まで移動される第２の工程とを繰り返す。

これにより、前記第１の工程時には、第１の開口４６ａ
が閉鎖され、第２の開口４６ｂが開放された状態で、第
１のポンプ部４６が伸長し、第２のポンプ部５２が収縮
するため、第２のポンプ部５２内のずりは、第２の弁機
構５０を経て第１のポンプ部４６内に吸入される。これ
に対し、前記第２の工程時には、第１の開口４６ａが開
放され、第２の開口４６ｂが閉鎖された状態で、第１の
ポンプ部４６が収縮し、第２のポンプ部５２が伸長する
ため、第１のポンプ部４６内のずりは、圧力室１６の側
へ押し出され、排出管６０内のずりは第２のポンプ手段
５２内へ吸入される。

可逆ポンプ手段３８により前記管路内のずりを圧力室１
６の側に戻した後、圧力室１６内に滑材供給手段４０に
より気泡が加えられ、カッタヘッド１８が空転される。

これにより、圧力室１６内のずりは、撹拌羽根３２によ
り撹拌されて流動性を付与される。これと同時に、パイ
プ３６内のずりは、滑材供給手段４０により気泡が加え
られ、撹拌手段４２により撹拌されて、流動性を付与さ
れる。

撹拌時、撹拌手段４２は、先ず、弁駆動機構ｌＯＯによ
り弁部材９８が後退位置へ移動された後、羽根９２が回
転機構９４により回転されつつ羽根駆動機構９６により
パイプ３６内へ移動される。パイプ３６内のずりを羽根
９２により所定時間撹拌した後、撹拌手段４２は、羽根
８２が回転機構８４により逆転されつつ羽根駆動機構９
６により筒体９０内に戻され、弁部材９８が弁駆動機構
１００により前進位置へ移動される。

パイプ３６内に玉石、礫等の固形物を受は入れたときは
、羽根９２による撹拌時または羽根９２の後退時に前記
固形物を羽根９２により筒体９０内に移動させ、該筒体
９０の下部に設けられた開ｎ１０４から排出する。

その後、掘削機１０は、圧力室１６内のずりを排出装置
３４により排出しつつ掘進する。

なお、前記管路がずりにより閉鎖されたときは、前記管
路内のずりをパイプ３６内・＼戻し、パイプ３６内へ滑
材を供給し、パイプ３６内のずりだけを撹拌してこれに
流動性を付与してもよいし、これとは逆に、前記管路内
のずりを圧力室１６へ戻し、圧力室１６内へ滑材を供給
し、圧力室１６内のずりを撹拌させるだけでもよい。後
者の場合、撹拌手段４２を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のずり排出装置を備えたシールドトンネ
ル掘削機の一実施例を示す断面図、第２図は可逆ポンプ
手段の一実施例を示す断面図である。 １０；シールドトンネル掘削機、 １２：シールド本体、　　１４：隔壁、１６：圧力室、
　　　　　１８二カフタヘツド、３２：撹拌羽根、　　
　　３４：ずり排出装置、３６：バイブ、　　　　　３
８：可逆ポンプ手段。 ４０：滑材供給手段、　　４４：パイプ、４６　、５２
　：ポンプ部、４６ａ：第１の開口、４６ｂ：第２の開
口、　　４８　、５０　：弁機構、５４：ポンプ作動機
構、 ５６　、５８　：弁作動機構、６０：排出管、９０：筒
体、　　　　　　９２：羽根、９４：羽根回転機構、　
　９６：羽根駆動機構、９８：弁部材、　　　　　１０
０：弁駆動機構。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールドトンネル掘削機のシールド本体内に設け
   られた隔壁前方の圧力室内のずりをポンプ手段により前
   記圧力室から前記隔壁後方へ伸びる管路を経て前記隔壁
   後方へ排出する方法であって、前記管路が前記ずりによ
   り閉塞されたとき、前記ずりを前記圧力室の側に戻し、
   戻された該ずりに該ずりの流動性を高めるための滑材を
   加え、該ずりを撹拌した後、該ずりを排出することを特
   徴とする、シールドトンネル掘削機のずり排出方法。
2. （２）前記滑材を前記管路の前記可逆ポンプ手段より前
   記圧力室の側の管路部分内のずりまたは前記圧力室内の
   ずりの少なくとも一方に加える、特許請求の範囲第（１
   ）項に記載のシールドトンネル掘削機のずり排出方法。
3. （３）前記滑材を前記圧力室内のずりに加え、前記シー
   ルドトンネル掘削機のカッタヘッドを回転させて、前記
   圧力室内のずりを撹拌する、特許請求の範囲第（２）項
   に記載のシールドトンネル掘削機のずり排出方法。
4. （４）シールドトンネル掘削機のシールド本体内に設け
   られた隔壁前方の圧力室内のずりを前記圧力室から前記
   隔壁後方へ排出する排出する装置であって、前記圧力室
   から前記隔壁後方へ伸びる管路と、該管路に配置され、
   前記圧力室内のずりを前記隔壁後方へ排出する正作動お
   よび該ずりを前記圧力室の側へ戻す逆作動が可能の可逆
   ポンプ手段と、前記可逆ポンプ手段より前記圧力室の側
   の前記管路および前記圧力室の少なくとも一方に前記ず
   りの流動性を高める滑材を供給する手段と、前記滑材が
   加えられたずりを撹拌する手段とを有する、シールドト
   ンネル掘削機のずり排出装置。
5. （５）前記撹拌手段は、前記管路の前記可逆ポンプ手段
   より前記圧力室の側の管路部分に連通する筒体と、該筒
   体内に該筒体から前記管路部分内に出入可能に配置され
   、該管路部分内で回転される羽根と、該羽根のための回
   転機構と、前記羽根を前記管路部分に出入させるべく該
   羽根を移動させるための羽根駆動機構とを備える、特許
   請求の範囲第（４）項に記載のシールドトンネル掘削機
   のずり排出装置。
6. （６）前記撹拌手段は、前記シールドトンネル掘削機の
   カッタヘッドの前記圧力室の側に設けられた複数の羽根
   から成る第１の撹拌機と、前記管路の前記可逆ポンプ手
   段より前記圧力室の側の管路部分内に出入可能に配置さ
   れ、前記管路部分内で回転される羽根を備える第２の撹
   拌機とを含む、特許請求の範囲第（４）項に記載のシー
   ルドトンネル掘削機のずり排出装置。