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JP3606730B2 - シールド掘進機 - Google Patents

シールド掘進機 Download PDF

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JP3606730B2
JP3606730B2 JP03028998A JP3028998A JP3606730B2 JP 3606730 B2 JP3606730 B2 JP 3606730B2 JP 03028998 A JP03028998 A JP 03028998A JP 3028998 A JP3028998 A JP 3028998A JP 3606730 B2 JP3606730 B2 JP 3606730B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削地山の土質に応じて、土砂排出用の排土装置を交換し得るように構成されたシールド掘進機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常、シールド掘進機は、シールド本体の前部にカッタヘッドが回転自在に設けられるとともに、このカッタヘッドとシールド本体側に設けられた隔壁体との間に土砂取込室が形成されており、さらにシールド本体には、この土砂取込室内に取り込まれた掘削土砂をシールド本体外に排出するための排土装置が具備されている。
【0003】
そして、シールド掘進機によりトンネルを掘削している途中で、掘削地山の土質が変化した場合、例えば自然に崩壊するような軟弱地盤から自然に崩壊しないような岩盤に変化する場合には、その排土装置を、それぞれの土質に適したものに、例えばスクリュウ式のものからベルト式のものに交換される。
【0004】
従来、排土装置の交換を行う場合、すなわちスクリュウ式のものからベルト式のものに交換する場合、土砂取込室内にベルトコンベヤの先端部を挿入するとともに、この土砂取込室内に、掘削土砂をベルトコンベヤに導くためのホッパーを設ける必要があるが、このホッパーの取り付け作業は、作業員が土砂取込室内に入り、手作業で行われていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように、土砂取込室内で作業員がホッパーを取り付ける作業は、危険が伴うという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、排土装置の交換作業を安全に行い得るシールド掘進機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のシールド掘進機は、シールド本体の前部に回転自在に設けられたカッタヘッドとシールド本体内に設けられた隔壁体との間に土砂取込室が形成されたシールド掘進機であって、上記隔壁体に挿通穴を形成するとともにこの挿通穴内に前後方向で移動自在な移動隔壁体を配置し、この移動隔壁体の上部に、土砂導出用ホッパーを設けるとともにこのホッパーの第1土砂取込用開口部を開閉自在な第1蓋体を設け、上記移動隔壁体の前部に、第2土砂取込用開口部を設けるとともにこの第2土砂取込用開口部を開閉自在な第2蓋体を設けたものである。
【0008】
また、上記課題を解決するため、本発明の他のシールド掘進機は、シールド本体の前部に回転自在に設けられたカッタヘッドとシールド本体内に設けられた隔壁体との間に土砂取込室が形成されたシールド掘進機であって、上記隔壁体に挿通穴を形成するとともにこの挿通穴内に前後方向で移動自在な移動隔壁体を配置し、この移動隔壁体の上部に、土砂導出用ホッパーを設けるとともにこのホッパーの第1土砂取込用開口部を開閉自在な第1蓋体を設け、上記移動隔壁体の前部に、第2土砂取込用開口部を設けるとともにこの第2土砂取込用開口部を開閉自在な第2蓋体を設け、かつ掘削地山の土質が崩壊性である場合には、筒状ケーシング内にスクリュウ羽根が配設されてなるスクリュウ式排土装置を上記移動隔壁体に接続して第2土砂取込用開口部を介して掘削土砂を排出させるとともに、掘削地山の土質が非崩壊性である場合には、筒状ケーシング内にベルトコンベヤが配設されてなるベルト式排土装置を上記移動隔壁体に接続してホッパー部を介して掘削土砂を排出するように構成したものである。
【0009】
上記の各構成によると、シールド本体の土砂取込室内に移動隔壁体を出退自在に設けるとともに、この移動隔壁体に、ベルト式排土装置に対応する土砂導出用ホッパーおよびスクリュウ式排土装置に対応する土砂取込用開口部を設けたので、土砂取込室内でのホッパーなどの取り付け作業が不要となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるシールド掘進機を、図1〜図5に基づき説明する。
【0011】
図1において、1はシールド掘進機における例えば屈折式のシールド本体で、前胴部2と後胴部3とにより構成されている。
このシールド本体(前胴部)1の前部には、カッタヘッド11が旋回軸受12を介して、シールド本体軸心回りで回転自在に支持されるとともに、シールド本体1内に配置された回転駆動装置(例えば、油圧モータ、電動機など)13により、駆動歯車14およびリングギア15を介して所定方向に回転駆動されるように構成されている。
【0012】
そして、このカッタヘッド11とシールド本体1の前寄り位置に設けられた隔壁体16との間には、掘削土砂を取り込むための土砂取込室17が形成され、またこのシールド掘進機においては、土砂取込室17内の掘削土砂を排出する排土装置(後述する)を、その掘削地山の土質に応じて、交換し得るように考慮されている。
【0013】
すなわち、図2〜図4に示すように、上記隔壁体16の中央部には、所定形状例えば円形状の挿通穴18aが形成された所定長さの円筒ガイド体18が設けられており、この円筒ガイド体18の挿通穴18a内には、移動隔壁体19が移動装置例えば移動用シリンダ装置20に連結されて前後方向で移動(摺動)し得るように配置されている。
【0014】
この移動隔壁体19は、円筒ガイド体18の挿通穴18aの内面に摺動し得る筒状の摺動枠21と、この摺動枠21の内方の後方位置に設けられるとともに下部に排土装置のケーシング部分を挿通するための挿通穴22aが形成された隔壁板22と、同じく摺動枠21の内方の前方位置に設けられるとともに下部に第2土砂取込用開口部23aが形成された前壁板23と、これら前壁板23と隔壁板22との間に設けられるとともに、前壁板23の上方に設けられた土砂導出用通路24からの土砂を排土装置側に導くための土砂導出用ホッパー25と、第1シリンダ装置26に連結されてこのホッパー25に形成された第1土砂取込用開口部25aを開閉自在な第1蓋体27と、同じく第2シリンダ装置28に連結されて上記第2土砂取込用開口部23aを開閉自在な左右一対の第2蓋体29とから構成されている。また、上記土砂導出用通路24の上方は、土砂取込室17内の掘削土砂を、土砂導出用ホッパー25内にスムースに導くために開放されている。なお、図3および図4においては、上記第2蓋体29により、第2土砂取込用開口部23aが閉じられた状態を示している。
【0015】
したがって、上記移動用シリンダ装置20を作動させることにより、移動隔壁体19を、土砂取込室17内に突出しない退入位置(図2に示す位置)と、土砂取込室17内に突出する突出位置(図5に示す位置)とのいずれかに移動させることができる。なお、この移動隔壁体19には、上述したように、土砂導出用通路24が形成されているが、この土砂導出用通路24に対応する隔壁板22には、作業員が土砂取込室17に出入りするためのマンホール31が連結されている。また、カッタヘッド11の中心部には、液注入用の軸体32が移動隔壁体19を挿通して配置されている。
【0016】
そして、このシールド掘進機には、第2土砂取込用開口部23aから取り込まれた掘削土砂を排出するためのスクリュウ式排土装置33および土砂導出用ホッパー25から取り込まれた掘削土砂を排出するためのベルト式排土装置34(図5参照)が具備されており、掘削地山の土質が崩壊性である場合には、スクリュウ式排土装置33が移動隔壁体19側に接続されるとともに、掘削地山の土質が非崩壊性である場合には、ベルト式排土装置34が移動隔壁体19側に接続される。
【0017】
上記スクリュウ式排土装置33は、断面が円形の筒状ケーシング41と、この筒状ケーシング41内に回転自在に配置されたスクリュウ羽根42と、筒状ケーシング41の後端部に設けられてスクリュウ羽根42を回転させる回転装置(例えば、油圧モータ、電動機などが使用される)43と、この回転装置43およびスクリュウ羽根42を一緒に、その軸心方向で移動させるための出退装置例えば出退用シリンダ装置44とから構成されている。この出退用シリンダ装置44により、図1に示すように、筒状ケーシング41に対して、スクリュウ羽根42の先端部分が所定ストロークSだけ出退させられる。なお、図1において、ストロークSを示すための仮想線位置における排土装置33は、移動隔壁体19に取り付ける前の状態を示しており、移動隔壁体19に取り付けた状態は、実線にて示されている。
【0018】
また、上記ベルト式排土装置34は、図5に示すように、断面が矩形状の筒状ケーシング51と、この筒状ケーシング51内に配置されたベルトコンベヤ52とから構成され、勿論、この筒状ケーシング51の前端部には、土砂導出用ホッパー25における第1土砂取込用開口部25aに対向する投入口(図示せず)が形成されている。
【0019】
次に、上記シールド掘進機による掘削作業について説明する。
掘削地山の土質が崩壊性の場合、例えば軟弱地盤である場合には、図2に示すように、スクリュウ式排土装置33が使用される。
【0020】
すなわち、移動隔壁体19が後方に位置している状態で、筒状ケーシング41の前端部を前壁板23の第2土砂取込用開口部23aに接続するとともに、出退用シリンダ装置44により、スクリュウ羽根42の先端部を土砂取込室17内に位置するように突出させる。
【0021】
したがって、カッタヘッド11の回転により土砂取込室17内に取り込まれた掘削土砂は、スクリュウ羽根42の回転により筒状ケーシング41内に取り込まれ、その後端部の排出口から外部に排出される。
【0022】
これに対して、掘削地山の土質が非崩壊性(自立性)の場合、例えば岩盤である場合には、図5に示すように、第2土砂取込用開口部23aは第2蓋体29により閉鎖され、そして移動用シリンダ装置20により、移動隔壁体19が前方に押し出される。次に、隔壁板22の挿通穴22aからベルト式排土装置34の筒状ケーシング51の先端部が挿入され、そしてその投入口が土砂導出用ホッパー25の第2土砂取込用開口部25aに一致するように、筒状ケーシング51が移動隔壁体19側に接続された後、第1シリンダ装置26により第1蓋体27が開らかれる。
【0023】
この状態で、カッタヘッド11の回転により土砂取込室17内に取り込まれた掘削土砂は、カッタヘッド11側に設けられた掻揚げ板11aにより上方に持ち上げられた後、土砂取込室17内に突出された土砂導出用ホッパー25の第1土砂取込用開口部25aから筒状ケーシング51内に投入される。
【0024】
そして、この投入された掘削土砂は、ベルトコンベヤ52により、シールド本体1の後方部に搬送されて、その排出口から外部に排出される。
このように、シールド本体の土砂取込室内に移動隔壁体を出退自在に設けるとともに、この移動隔壁体に、ベルト式排土装置に対応する土砂導出用ホッパーおよびスクリュウ式排土装置に対応する土砂取込用開口部を設けたので、掘削地山の土質に応じて排土装置を交換する際に、従来のように、作業員が土砂取込室内でホッパーの取り付けを行う必要がないため、排土装置の交換作業を安全に行うことができる。
【0025】
【発明の効果】
以上のように本発明の構成によると、シールド本体の土砂取込室内に移動隔壁体を出退自在に設けるとともに、この移動隔壁体に、ベルト式排土装置に対応する土砂導出用ホッパーおよびスクリュウ式排土装置に対応する土砂取込用開口部を設けたので、掘削地山の土質に応じて排土装置を交換する際に、従来のように、作業員が土砂取込室内でホッパーの取り付けを行う必要がないため、排土装置の交換作業を安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のシールド掘進機におけるスクリュウ式排土装置を具備した全体断面図である。
【図2】同シールド掘進機の要部断面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】移動隔壁体の斜視図である。
【図5】同シールド掘進機におけるベルト式排土装置を具備した要部断面図である。
【符号の説明】
1 シールド本体
11 カッタヘッド
16 隔壁体
17 土砂取込室
18 円筒ガイド体
18a 挿通穴
19 移動隔壁体
20 移動用シリンダ装置
21 摺動枠
22 隔壁板
23 前壁板
23a 第2土砂取込用開口部
25 土砂導出用ホッパー
25a 第1土砂取込用開口部
27 第1蓋体
29 第2蓋体
33 スクリュウ式排土装置
34 ベルト式排土装置
41 筒状ケーシング
42 スクリュウ羽根
51 筒状ケーシング
52 ベルトコンベヤ

Claims (2)

  1. シールド本体の前部に回転自在に設けられたカッタヘッドとシールド本体内に設けられた隔壁体との間に土砂取込室が形成されたシールド掘進機であって、上記隔壁体に挿通穴を形成するとともにこの挿通穴内に前後方向で移動自在な移動隔壁体を配置し、この移動隔壁体の上部に、土砂導出用ホッパーを設けるとともにこのホッパーの第1土砂取込用開口部を開閉自在な第1蓋体を設け、上記移動隔壁体の前部に、第2土砂取込用開口部を設けるとともにこの第2土砂取込用開口部を開閉自在な第2蓋体を設けたことを特徴とするシールド掘進機。
  2. シールド本体の前部に回転自在に設けられたカッタヘッドとシールド本体内に設けられた隔壁体との間に土砂取込室が形成されたシールド掘進機であって、上記隔壁体に挿通穴を形成するとともにこの挿通穴内に前後方向で移動自在な移動隔壁体を配置し、この移動隔壁体の上部に、土砂導出用ホッパーを設けるとともにこのホッパーの第1土砂取込用開口部を開閉自在な第1蓋体を設け、上記移動隔壁体の前部に、第2土砂取込用開口部を設けるとともにこの第2土砂取込用開口部を開閉自在な第2蓋体を設け、かつ掘削地山の土質が崩壊性である場合には、筒状ケーシング内にスクリュウ羽根が配設されてなるスクリュウ式排土装置を上記移動隔壁体に接続して第2土砂取込用開口部を介して掘削土砂を排出させるとともに、掘削地山の土質が非崩壊性である場合には、筒状ケーシング内にベルトコンベヤが配設されてなるベルト式排土装置を上記移動隔壁体に接続してホッパー部を介して掘削土砂を排出するように構成したことを特徴とするシールド掘進機。
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