JPS60192089A - シ−ルド機 - 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】

（産業上の利用分野） 本発明は地中にトンネルの如き横坑を構築するための大
口径のシールド機に関する。 （従来技術） トンネルの掘削に用いられる土圧系のメカニカルシール
ド機としては、内部に取込まれた掘削土砂と注入された
ベントナイト等の作泥土材とを練り混ぜ、それによって
切羽を押えるタイプのものがある。 このような、掘削土砂に作泥土材を注入しシールド機内
のチャンバー内で練り混ぜることにより掘削土砂を泥土
に変換し、この泥土による土圧で切羽を安定させつつ掘
進させるシールド工法において、掘削土砂と作泥土材と
を紳り混ぜる映り混ｔ！′機構が掘削土砂の泥土化にと
って重要な口ととなる。 第１図はこの種のシールド機の一従来例であり、隔壁２
′によって区画形成されたチャンバー２２′内における
練り混ぜは、通常、回転掘削具］゛のカッターウィング
７′の背面に設ＣＪた紳り混ぜ＊８’によって行ってい
る。 この場合、練り混ぜ翼８゛はカッターウィング７′の１
粒方に設けられているため、　カッターウィング７′の
回転する速度と同速度で回転することになる。ところで
、現在のシールド機の製造技術では掘削具の耐久性等か
ら一般に掘削具の回転速度は最外周部の接線方向で２０
ｍ／ｍｉｎ　〜３０ｍ／ｍｉｎ程度に設計し江いる。こ
のため、シールド機が大径化してくるとチャンバー２２
′内の内周付近の練り混ぜ効果は外周付近に比べて悪く
、なり、掘削土砂を均−の泥土に変換させることが困難
になるという欠点があった。 （発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的と
するところは、大口径のシールド機において、切羽を切
削する回転掘削具の後方で掘削具と略同心的に回動し、
かつシールド機の略直径方向に延びる軸を中心にも回動
する練り混ぜ装置とを設けたことにより、作泥上室内の
掘削土砂を外周部、内周部に渡って容易、かつ迅速に泥
土に変換し得るシールド機を提供することにある。 （発明の構成） 以下、図面に沿って本発明を説明する。 第２図（イ）〜（ハ）は本発明の一実施例を示すもので
、図中１は比較的大きな径の円筒形を呈するシールド筒
であり、前方部内周面にはこのシールド筒１の中心に向
かって延びる円板状の隔壁２が形成されている。 旦はシールド筒１の前端開口部に回動自在に設けられい
わゆるカッターとして機能する回転掘削具で、中央部に
設けられたボス４から外周に向かって放射状に延びる複
数本のカッタースポーク５と、このカッタースポーク５
の前方に突設されたビット６と、ボス４に連結され、か
つシールド筒１内の略中央部を延び回動自在に支持され
たセンターシャフト７と、口のセンターシャフト７の先
端部に突設されたフィッシュテール状の中央ビット８と
、カッタースポーク５の後方に設けられた練り混ぜ圓９
とを備えており、かつカッタースポーク５の後方略中央
部には隔壁２に形成されたリング状の孔２ａを貫通して
延びる中間支持部材１ｏが連結されている。 １１は上記回転掘削具ｌを回動させるための正逆回転可
能な駆動モータで、シールド筒１内の隔壁２１１方に適
宜設けられたフレーム１２に固定されており、この駆動
モータ１１と上記中間支持部材１ｏとは歯車等を有して
なる回転伝達機構１３を介し連結される。 しかして、駆動モータ１１の回転は回転伝達機構１３お
よび中間支持部材１０に伝達され、これによりセンター
シャフト７を中心に回転掘削具−３工が回動し、地山を
掘削するように構成されている。この場合、センターシ
ャフト７の中央部には先端に開口した作泥土材注入口１
４から作泥土材を切羽に向かって注入するための中央注
入管１５が軸方向に貫通して形成され、かつその周囲に
は周辺部へ作泥土材を注入するための周辺注入管１６が
形成されている。なお、この周辺注入管１６はセンター
シャフト７先端部がら略直角にカッタースポーク５内の
長さ方向に沿って延び、かつカッタースポーク５の適宜
の箇所に形成された作泥土材注入口１７．１８に通じて
いる。 基は練り混ぜ装置で、シールド筒１の前方内周壁１ａお
よび隔壁２前面等によって区画形成され作泥上挙２０内
に取り込まれた掘削土砂と必要に応じて注入された作泥
土材とを練り混ぜて泥土化するためのものであり、この
練り混ぜ装置用はシールド機の略直径方向すなわちセン
ターシャフト７付近がら外周へ向かって放射状に延び略
丸棒状を呈する少なくとも一以上の練り混ぜ棒２１と、
この練り混ぜ棒２１の長さ方向の適宜の箇所で、例えば
放射状に突設された練り混ぜ３８１２２と、前記練り混
ぜ棒２１の基端部に設けられた笠状小歯車２３と、この
笠状小歯車２３に対し略直交して噛合する笠状大歯車２
４と、この笠状大歯車２４が先端部に設けられ、かつ隔
壁２の中央部を貫通し、センターシャツ１〜７の外周に
設けられ、このセンターシャフト７を支持するとともに
センターシャフト７に対し独立して回転自在な円筒状回
転部材２５と、この円筒状回転部材２５をその間に設け
られた歯車機構２６を介し回転させる正逆回転自在な駆
動モータ２７とにて構成されている。この場合、カッタ
ースポーク５に練り混ぜ翼９を設置した場合には練り混
ぜ装置化の練り）昆ぜ翼２５とカッタースポーク５に設
けられた練り混ぜ翼９とは互いにぶつからないように設
けられていることは云うまでもない。なお、本発明は作
泥上室２０内に練り混ぜ装置用を設けているので、練り
混ぜ翼９を場合によっては省略することも可能である。 また、練り混ぜ装置」１の練り混ぜ棒２１および練り混
ぜｌ１２２としてはスクリュー秋に構成したものであっ
ても良い。 く月Ｊ作泥上１２０の下方部に前喘部が連通可能に設け
られた周知構成の排出装置で、円筒状の筒体２９と、こ
の筒体２つ内に回転可能に設けられたスクリ］−−］ン
ベヤ３０とを備えている。 ％　Ｊ’ｊ、上記シールド機において、中間支持部材１
０と隔壁２の間や練り混ぜ棒２１、隔壁２の中央部前面
に設けられ、かつ歯車が内装されている笠状歯ｆｌｉ収
納部３１との間などシールが必要な箇所には泥土の侵入
を肖１止するためのシール部材３２が設（プられτいる
。 次に本発明の詳細な説明する。 地１１１の掘削は回転掘削具、鼾によって行なわれる。 すなわち、駆動モータ１１を駆動すると、この駆動モー
タ１１の回転は回転伝達機構１３、中間支持部材１０、
〕〕〕〕ツタースポーへと伝達されヒンターシＡノフト
７を中心に回転掘削具】−が回転し、中央ピッ１〜８お
よびピッ１〜６笠を介し切羽が掘削される。 この場合、ヒンターシャフ１〜７の後端部には作泥土材
注入管３３と連結されたスイベルジヨイント３４が設け
られており、掘削土砂の状態に応じ必要性がある場合に
は作泥土材を作泥土材注入管３３およびスイベルジヨイ
ント３４を介し注入する。すなわち、作泥土材の一部は
中央注入管１５を通って回転掘削具）の中央の作泥土材
注入口１４から掘削土砂へ注入可能であり、また、周辺
注入管１６を通つ−Ｃ゛周辺部の作泥土材注入口１７．
１８などからも掘削土砂に注入可能である。なｄ５、地
山にシルト、粘土分が多く含まれでいる場合にｌ、を作
泥土材を注入しなくても良い。 しかして、掘削土砂は注入された作泥土材と相俟って作
泥１至２０内取り込まれ、練り混ぜ装＠硯の練り混ぜ棒
２１と練り混ぜ翼２２、また回転掘削具旦のカッタース
ポーク５に練り混ぜ翼９が設置されていればその練り混
ぜ翼９によっても泥土に変換される。 すなわら、練り）昆ぜ翼９はノ〕１ツタ−スポーク５に
設置されていれば力Ｙタースポーク５の回転に伴ないセ
ンターシャット７を中心とした軸線ｍ−用回りに回転し
て練り混ぜを行う。 また、練り混ぜ装置」ｐの練り混ｔ！’８２２は練り混
ぜ棒２１がカッタースポーク５と連結された中間支持部
材１０と遊合しているため、その回転に伴なってノＪツ
タ−スポーク５と同様軸線ｍ　−ｒｒ１回りに回転する
。また、練り混ぜ棒２１の先端部は笠状小歯中２３が笠
状大歯１１２４と略直交して噛合しているため、練り混
ぜ棒２１が軸線ｒＴｌ　−ｍ回りに回転すると、笠状小
歯中２３は笠状大歯車２４に沿って回転するため、練り
混ぜ棒２１は軸線ｎ−ｎ回りにも回転する。 一方、駆動モータ２７を回転させると歯車１１［２Ｇお
よび隔壁２中央部に回動可能に支持された円筒状回転部
材２５を介し笠状大歯車２４が回転し、この回転力が笠
状小歯車２３に伝達されるため、練り混ぜ棒２１が軸線
ｎ−ｎ回りに回転し、よって練り混ぜ翼２２も軸線ｎ’
−ｎ回りに回転する。 このＪ：うに、練り混ぜ装置ηは駆動モータ１１、ある
いは２７により軸線ｍ−ｍ回り、ないし軸線ｎ−ｎ回り
に回転するので、大口径のシールド機においても作泥上
室内の掘削土砂と作泥土材を効采的じ紳Ｌ１　ｊｌ’！
　（ｆ”ＴＰ＋〔弯拗するｒとがで浅る−そして、周知
のようにジャツギ（図示せず）などの駆動手段によりシ
ールド筒１を前方へ抑圧覆れば土圧が発生し、これによ
り切羽を押える口とができ、かつ切羽を押えるのにｔＢ
適な土圧を保持しつつシールド機の前進に伴ない作泥上
室２０内の泥土を［１出装置？世を介し排土させて掘進
作業を行ってゆけば良い。 第２図は本発明の他の実施例を示したもので、この例に
おいて目回転抑削具をそれぞれ別駆動される内周掘削具
部と外周掘削Ｑ３Ｂとにて構成し、がつ笠状大歯車２４
をセンターシャフト７に固着して構成したことを特徴と
している。 すなわち、この実施例では、シールド筒１の前端開口部
に、いわゆるカッターとして機能する回動自在な内周掘
削具］４が、また、その外周に内周掘削局具〕へとは別
の駆動源によって回動自在な外周掘削具」１が設けられ
ている。 しかして、前記内周掘削具丑は、中央部に設Ｇ−１られ
たボス４がら外周に向かって放射状に延び、かつ前部に
ビット６が突設された複数本のカツタ−スポーク５ａと
、このカッタースポーク５ａの後方に・ろ質に１芯じＹ
設（Ｊられｌこ練りン毘ぜ翼９ａと、ボス４に連結され
、かつシールド筒１内の略中央部を延び、かつ隔壁２中
央部４ｊどに設

【〕られた支持部祠を介し回動自在に支
１もされているととしに先端部にフイツシ］テール状の
中央ピッ１−８が突設されたレンターシへ７ノト７と、
このヒンターシ■Ｉノ１〜７の１長方側に段（）られた
山中機構２６を介しヒンターシ１ノット７を回動しく［
する止逆回転可能ト」゛駆動子−タ２ｔとにて（１１１
成さね−（いる。 また、夕）周掘削與３Ｌｌｔｊ、内周細則貝ｙへのカッ
タースポーク５の略同−甲面状の外周部に設（づられ、
））・つ前部にビット６１ｆ突設された複数本のカッタ
ースポーク５１）と、このカッタースポーク５ｈの１長
方に必要に応じ設Ｃプられた練り混ぜ製９１）と、カッ
タースポーク５！」の後部内端に前端か連結され、かつ
隔壁２を肖通して後方に延び後端部か回転伝達機構１３
を介し正逆回転可能４ｊ駆動モータ１１に連結された中
間支持部材１０とにて構成されている。 Ｕは各カッタースポーク５ａ、５１１の後方に設けられ
た前述の実施例と略同様な練り混ぜ装置で、シールド筒
１の中心側すなわちセンターシャツ（・７付近から外周
へ向がって中間支持部材１０を貫通して放射状に延び、
略丸棒状を呈する複数本の練り混ぜ棒２１と、この練り
混ぜ棒２１の長さ方向の適宜の箇所に設けられた適宜形
状の練り混ぜ翼２２と、この練り混ぜ棒２１の基端部に
設けられた笠状小歯車２３と、この笠状小歯車２３に対
し略直交して噛合し、かつセンターシャツ］・７に固定
された笠状大歯車２４とにて構成されている。 他の構成については前述の実施例と実質的に同様である
。 しかして、動作にあたり、この実施例では、地山の掘削
（コ内周掘削具）Ｎおよび外周掘削具用によって行われ
る。すなわち、駆動モータ２７を駆動すると、この回転
は歯車機ｌ１１４２６を介してセンターシャフト７に伝
達されカッタースポーク５ａが回転１７、内周掘削具部
の中央ビット８およびピッミル６等を介し切羽が掘削さ
れる。この場合、笠状大歯車２４はセンターシャフト７
の回転に伴なって回転するため、これに応じて練り混ぜ
凶２２を有する練り混ぜ棒２１が笠状大歯車２４と噛合
した笠状小歯車２３を介しｎ軸回りに回転する。 また、駆動モータ１１を回転させればその回転は中間支
持部材１０等を介しピッ１へ６を有するカッタースポー
ク５１）に伝達され外周掘削具用ににり切羽を掘削する
ことがηきる。この場合、練り混ぜ装置】ｑの練り混ぜ
翼２２は、練り混「棒２１がカッタースポーク５１１と
連結された中間支持部材１０と異通部分で遊合している
ため、練り混ぜ翼２２は軸線ｎ　−１回りに回転しつつ
中間支持部材１００回転に伴なって強制的にカッタース
ポーク５ｂと同様シールド機の中心と略同心的に軸方向
の軸線ｍ−ｍ回りに回転し、効果的な練り混ぜを行うこ
とができる。 そＩ、て、これらの過程において、内、外周掘削具良人
、用はそれぞれ専用の駆動モータ２７，１１によって任
意に回転可能になっているため、例えば練り混ぜ状態に
応じてこれら駆動モータ２７．１１の回転を適宜早めた
り遅めるなどして調整すれば作泥上室２０内の外周部な
いし内周部にわたって均一な泥土を１；４ることができ
る。 （発明の効果） 以］二の通り本発明によれば、大口径のシールド機にお
いて、切羽を切削づる回転掘削具の後方で掘削具と略同
心的に回動し、かつシールド機の略的径方向に延びる軸
を中心にも回動づる練り混ぜ装置を設（−１にことによ
り、作泥上室内の掘削土砂を外周部、内周部に渡って容
易、かつ迅速に泥土に変換できる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来例、第２図（イ）〜（ハ）は本発明の一実
施例で、（イ）は正面図、（ロ）は縦断面図、（ハ）【
ｊ（ロ）中Ａ−Ａ線断面図、第３図は本発明の伯の実施
例で、（イ）ｔＪ正面図、（ロ）は縦断面図である。 １・・・・回転掘削具、↓ｑ・・・・練り混ぜ装置策３
図 （イ） 刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シールド機において、切羽を切削する回転掘削具と、こ
   の回転掘削具の後方で掘削具と略同心的に回動し、かつ
   前記シールド機の略直径方向に延ひる軸を中心にも回動
   する練り混ぜ装置とを備えたことを特徴とするシールド
   機。