JPS5925996Y2 - シ−ルド掘進機用搬送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はトンネル施工用シールド掘進機に装備される
排土用の搬送装置に関し、特に、砂礫層等のような透水
性の高い地層掘削用等のシールド掘進機に好適な構成と
した搬送装置に関する。

従来のシールド掘進機において、砂礫層用シールド掘進
機の排土手段には、泥水を利用した流体輸送によるもの
と、切羽水圧のバランス機能をもったスクリューコンベ
ヤによるものとがあるが、いずれも排土手段にも幾多の
問題点がある。

すなわち、流体輸送で排土する泥水式シールド掘進機で
は、第１図に示すごとく送泥水管３でカッタ−１後部の
カッター室２内に送り込んだ泥水を排礫管４で礫分離装
置５に導びき、次いで、ポンプ６により泥水戻し管７で
カッター室２内に戻す泥水循環サイクル構成を採用して
いる。

斯様な泥水循環サイクルでは、排礫管４の管径が、泥水
に含まれる想定最大礫径の数倍に設定されていることと
、その排礫管４内での泥水流速が礫沈降速度との関係よ
り求められる速度以上である必要から、カッター室２内
には常に多量の泥水を送り込んで循環させている。

このため、カッター室２内には常に多量泥水の流れが生
じることとなり、その流水により切羽の洗掘現象を惹き
起す結果となって切羽地山の崩壊を余儀なくされた。

特に多礫層地帯では、前記礫分離装置５内が短時間で排
礫満杯状態になるため、シールド−掘進の間に何度も機
械を止めて礫分離装置５内から礫を取り出さなければな
らず、その取り出しには相当の時間と労力を費やしてト
ンネル掘進作業を遅延する結果となった。

また、排礫管４に礫が詰ることもあった。

一方、スクリューコンベヤで排土するシールド掘進機は
、第２図に示すごとく、送泥水管３によりカッター室２
内に切羽水圧をかけるとともに、そのカッター室２内下
部に導入口を連通させたスクリューコンベヤ８のスクリ
ューケーシング９内に給気管１０で圧力空気を送り込む
ことにより、前記切羽水圧をスクリューケーシング９内
の途中でバランスさせてそのバランス面ＶＬの斜め上方
にスクリューコンベヤ８の移送終端側を延出させている
。

このため、スクリューコンベヤ８は、必らず斜めに据え
付けなければならず、その据え付は上の大きな制約によ
りスクリューコンベヤ断面積の大きさ等も制限される結
果となって排土処理能力の低下も余儀なくされた。

また、斯様に傾斜したスクリューコンベヤ８では、礫や
土塊等の大きなズリを搬出することはできても、これに
含まれた細粒ズリは搬送途上で分離してスクリューケー
シング９の傾斜下端側に沈降することから搬出不能とな
る。

このため、前記スクリューコンベヤ８におけるスクリュ
ーケーシング９の傾斜下部には、細粒ズリを泥水により
流体移送するための排泥管１１を連通させなければなら
ず、スクリューコンベヤ８の付帯設備が大がかりなもの
となっていた。

この考案は上記問題点を解消するためになされたもので
、その目的は、排ズリ搬出系統が礫等で詰まったり、シ
ールド−掘進の間に何度も機械を止めるようなことなく
、砂礫の多い排ズリであっても、これを自動機械的手段
で常時円滑かつ確実に効率よく搬出することができ、据
は付は位置やスクリューケーシング断面積に制約を受け
ることもなく、切羽地山の洗掘現象による崩壊をも防止
可能な構成としたシールド掘進機用搬送装置を提供する
ことにある。

以下に、この考案の一実施例を第３図乃至第５図に基づ
いて説明する。

第３図において、スキンプレート１２内の先端開口側近
傍に配置した架台１３は、軸受１４を介してカッター１
５を回転自在に保持している。

カッター１５は、後端開口部がシール１６を介して隔壁
１７で開基されたカッター室１８を有するもので、カッ
ター室１８内外周部は仕切板１８′によって複数個のパ
ケットを形成しており、モータ１９により回転駆動され
るようになっている。

前記カッター１５において、カッター室１８内には隔壁
１７の上側寄りに開口させた送泥水管２０により圧力泥
水を送り込むようにしてあり、その送り込み圧力泥水で
切羽地下水をカッター室１８内に浸入させないようバラ
ンスするようにしである。

また、カッター室１８内には、略中心部にズリ搬出用搬
送装置２１の移送始端側が臨ませてあり、その構成は以
下に説明する。

すなわち、前記搬送装置２１は第４図にも示すごとくス
クリューコンベヤ構成となっているもので゛、そのケー
シング２２は、カッター室１８内に開口させた移送始端
側の導入口２３と移送終端側の排出部２４との間で沖途
部が傾斜隔壁２５により仕切られている。

従って、ケーシング２２内は傾斜隔壁２５により搬入側
移送路２６と搬出側移送路２７とに区分されており、そ
の区分境界部付近におけるケーシング２２の周壁には、
搬入側移送路２６に通じる下向開口部２８と、搬出側移
送路２７に通じる上向開口部２９のそれぞれが対称位置
に設けである。

斯様なケーシング２２において、下向開口部２８および
上向開口部２９を対称位置に有する外周壁部には、環状
パケット３０がシール要素３１を介して回転自在に嵌装
しである。

環状バケツ） ３０は、第５図に示すごとく、その内部
を周方向に沿う一定間隔毎に仕切板３２で区切ることに
より、径方向内側が開口して隣合う複数のパケット室３
０ ａ〜３０ ｆを有して外周面をガイドローラ３３．
３３上に支承させているもので、第３図および第４図に
示すごとく、一側壁に装着した同軸上の従動ギヤ３６が
モータ３４の出力ギヤ３５と噛合させてあり、モータ３
４の起動で回転駆動されることにより前記各パケット室
３０１〜３０ｆが下向開口部２８および上向開口部２９
のそれぞれと順次連通するようにしである。

斯様な環状パケット３０を備えたケーシング２２の軸心
部には、傾斜隔壁２５を密に貫通するスクリュー軸３７
が回転自在に取付けられ、このスクリュー軸３７は搬入
側スクリュー翼３７ ａと搬出側スクリュー軸３７ ｂ
を一体に有してモータ３８で回転駆動されるようになっ
ている。

また、前記ケーシング２２の排出部２４にはズリ排出装
置３９が連通させてあり、その下部には第３図に示すご
とくズリ搬出用のベルトコンベヤ４０が配置しである。

搬出側移送路２７の終端側には給気管４２が連通させで
ある。

つぎに、上記実施例の作動を説明する。

まず、送泥水管２０でカッター室１８内に泥水を供給し
てその室内を切羽水圧に相当した充水状態にし、かつ、
給気管４２でケーシング２２の搬出側移送路２７内には
、切羽水圧に相当する圧力をもったエアを送り込むこと
により、カッタ室１８からケーシング２２の搬入側移送
路２６に流入した汚水と搬出側移送路２７内の圧力をも
ったエアとを搬入側移送路２６に通じる下向開口部２８
と搬出側移送路２７に通じる上向開口部２９の大略中間
部付近の第５図ＶＬ面でバランスさせる。

斯様な状態で、カッター１５をモータ１９で回転駆動さ
せると同時に、図示しない推進ジヤツキで推進させるこ
とにより前記カッター１５はトンネル掘削を開始する。

このとき、スクリュー軸３７のモータ３８および環状バ
ケツ） ３０のモータ３４をそれぞれ起動させておくこ
とにより、カッター１５で゛掘削されてカッター室１８
に導入したズリは、そのカッター室１８内のパケットに
よってケーシング２２の導入口２３に落される。

搬入側移送路２６内に流入したズリは、搬入側スクリュ
ー翼３７ ａにより傾斜隔壁２５近くまで搬送されたと
ころで、下向開口部２８より回転中の環状バケツ） ３
０のパケット室３０３〜３０ ｆ内に順次落下する。

パケット室３０ａ〜３０ ｆ内に順次落下したズリは、
それらのパケット室３０ ａ〜３０ ｆが環状パケット
３０の回転作動により泥水中の下向開口部２８との連通
位置から泥水と圧気とのバランス面ＶＬを通過して、略
１８０°変位した時点で圧気下の上向開口部２９と連通
ずるため、この上向開口部２９より搬出側移送路２７内
に落下する。

その搬出側移送路２７内のズリは、次いで、搬出側スク
リュー翼３７ ｂで排出部２４に移送されたのち、ズリ
搬出装置３９を介してベルトコンベヤ４０により所定の
回収部まで搬出される。

以上の実施例では、カッター１５と環状パケット３０を
それぞれ個々のモータ１９と３４で別々に駆動している
が、前記カッター１５は第６図に示すごとく環状パケッ
ト３０と一体化させることにより、この環状パケット３
０のモータ３４で同時に回転駆動させるようにしてもよ
い。

また、前記搬送装置２１は、スクリュー軸３７が複数本
のものであってもよく、かつその搬送装置２１は必らず
しもスクリューコンベヤ構成のものに限定されるもので
はない。

この考案は以上説明したように、搬入側移送路に導入し
たズリを、その搬入側移送路とは仕切区分された搬出側
移送路に回転駆動中の環状パケットで移し変えて機械的
に搬送する構成としたので、仮令、多礫地帯でのシール
ド掘進に伴なう排礫作業に従事させても、従来の流体移
送によるズリ搬出の場合のごとく、排礫流送系統に排礫
が詰まったり、シールド−掘進の間に何度も機械を止め
たりするようなことなく、礫含有ズリを常時円滑に、か
つ連続的に効率よく搬出することができる。

また、この考案の搬送装置によると、シールド掘進機の
カッター室内には、流体移送によるズリ搬出の場合と異
なって切羽水圧をバランスさせ得る７程度の水圧をかけ
ればよいので、使用水量の減少が図れて、しかも、切羽
地山の洗掘現象による崩壊を防止することができる。

更に、この考案では、前述のごとく搬入側移送路で横移
送されたズリを環状パケットで縦移送し、１次いで搬出
側移送路により再び横移送するようにしたので、従来の
スクリューコンベヤ後端部を圧気したシールド掘進機に
装備させるスクリューコンベヤのように必らず斜めに設
置しなければならないという据え付は上の制約を受ける
こともなく、傾斜状態および水平状態のいずれにも任意
に据え付けることができ、かつ、ケーシングの断面積が
給気圧と水圧のバランス位置によって制限されることも
ない。

以上のことと相俟って、この考案の搬送装置では、移送
途上のズリを回転する環状パケットで水切りすることと
なるため、礫や土塊だけではなく細粒ズリも確実に搬出
することができ、その効果はシールド場違施工上におい
て頗ぶる顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図および゛第２図はそれぞれ異なった従来のシール
ド掘進機用排土装置を示す説明図、第３図はこの考案の
一実施例に係わる搬送装置をシールド掘進機に組込んだ
状態の概略的断面図、第４図はその搬送装置の拡大断面
図、第５図は第４図のｖ−Ｖ線断面図、第６図はこの考
案の変形例説明図である。 図中、２１は搬送装置、２２はケーシング、２３は導入
口、２４は排出部、２６は搬入側移送路、２７は搬出側
移送路、２８は下向開口部、２９は上向開口部、３０は
環状パケット、３０ａ〜３０ ｆはパケット室、３４は
環状パケット回転駆動手段としてのモータ、３７はコン
ベヤである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 移送始端側に被搬送物の導入口を、移送終端側に排出部
   を有して内部が搬入側移送路と搬出側移送路に仕切区分
   され、その区分境界部付近の周壁には搬入側移送路に通
   じる下向開口部および搬出側移送路に通じる上向開口部
   のそれぞれが設けられたケーシングと、周方向に沿って
   隣合い、かつそれぞれの径方向内側が開口した複数の区
   画室を有して前記ケーシング外周部の上向開口部および
   下向開口部を覆うよう回転自在に取付けられ、これらの
   上向開口部および下向開口部に前記区画室を順次個別的
   に連通させるようにした環状パケットと、この環状パケ
   ットの回転駆動手段と、前記搬入側移送路および搬出側
   移送路の同一軸上に設けたスクリューコンベヤとを備え
   てなることを特徴とするシールド掘進機用搬送装置。