JP3177475B2 - 掘進方法 - Google Patents
掘進方法Info
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Landscapes
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Description
掘進方向先端部に設けられかつ該シールド本体部に対し
て回転可能のカッターヘッド部を有し、掘削物を破砕
し、破砕された掘削物をスクリューコンベアにより排出
する掘進方法の改良に関する。
ルド本体部の掘進方向先端部に設けられかつ該シールド
本体部に対して回転可能のカッターヘッド部にローラー
カッターとバイトカッターとを有し、カッターヘッド部
の推力と回転とにより掘削物を破砕し、破砕された掘削
物をスクリューコンベアにより排出するものが知られて
いる。このものでは、カッターヘッド部に加えられる推
力に基づくバイトカッターの作用とカッターヘッド部の
回転に基づくローラーカッターの転動作用により土砂が
掘削され、小形の礫、玉石等の掘削物が破砕され、掘削
物がスクリューコンベアにより連続的に排出されて、掘
削が行われるようになっている。
は、土質条件によっては巨礫、高強度の礫層等があり、
事前の地質調査をもってしても、掘削中に予期し難い巨
礫、高強度の礫層等の障害物に遭遇することがある。カ
ッターヘッド部に加えられる推力、ローラカッターの軸
強度には限界があるので、このような場合には、掘進機
による掘削作業を一時中断し、別の手段で障害となった
巨礫等を除去するか、あるいは、その障害箇所を避ける
か、またあるいは、当初から必要以上に掘削能力の高い
掘進機を準備して掘削作業を施工しているが、掘削作業
の時間的遅れ、作業計画の変更等を強いられて施工上の
大きな問題となっている。本発明は、上記の実情に鑑み
て為されたもので、その目的は、小径の掘進機を用いて
も大きな障害物を破砕可能で掘削能力の大きな掘進方法
を実現することにある。
法は、シールド本体部の掘進方向先端部に設けられかつ
該シールド本体部に対して回転可能のカッターヘッド部
を有し、掘削物を破砕し、破砕された掘削物をスクリュ
ーコンベアにより排出する掘進方法であり、掘進方向前
方に存在する掘削物中に巨礫、玉石等の障害物が存在す
る時カッターヘッド部を回転停止状態になした後障害物
にウオータージェットを噴射して前記障害物を一次破砕
し、さらにカッターヘッド部の回転により前記一次破砕
後の障害物を二次破砕せしめる。このカッターヘッド部
を回転停止状態になして行う噴射ノズルからの巨礫等に
対するウオータージェットの噴射によれば、巨礫、玉
石、流木、残置シートパイル等の掘削物中の障害物は、
ウオータージェットにより一次破砕されて、巨礫、玉石
等にはクラックが発生し割裂され流木等は切断される。
また、カッタヘッド部の回転するローラカッターにより
二次破砕されるので、高強度の大礫や玉石等の障害物が
あっても、支障なく掘削作業を継続できる。また、上記
のような障害物が一次破砕されているので二次破砕に係
るローラカッターの耐久性も向上する。前記スクリュー
コンベアのスクリュー部材を筒体と該筒体の外周に螺旋
状に設けられた翼部とから構成し、前記筒体の内部に前
記噴射ノズルにウオータージェット用の高圧水を圧送す
る配管を設け、該配管をスイベルジョイントを介して前
記筒体外部の高圧水圧送管に接続しても良い。この場
合、前記筒体内部を添加材を前記掘削物に向けて吐出さ
せるための案内通路とすれば、塑性流動性の悪い地層で
の掘削土砂の粒度分布等を改善できて望ましい。前記ス
クリューコンベアのスクリュー部材と前記カッターヘッ
ド部とは同一駆動源によって一体回転させても良いし、
別の駆動源によって別々に回転させても良い。前記高圧
水には研磨剤を加えることが望ましい。
ルド本体部である。シールド本体部1の後端部には掘進
方向に向けてシールド本体部1を前進させるための押し
板2が設けられている。シールド本体部1の掘進方向先
端部にはカッターヘッド部3が設けられている。カッタ
ーヘッド部3はその後部に円筒状の回転主軸部4を有す
る。回転主軸部4はベアリング6、7、及びシール材
6′、7′を介してシールド本体部1に回転可能に支承
されている。シールド本体部1の内部にはその中心軸に
沿ってスクリューコンベア8が配設されている。このス
クリューコンベア8は掘削物を排出するための排出管9
と、排出管9内に設けられて破砕された掘削物を搬送す
るためのスクリュー部材10から構成されている。その
スクリュー部材10は筒体10′から構成され、筒体1
0′の外周面には螺旋状の翼部12が設けられている。
スクリュー部材10の後端にはギヤ13が固定され、こ
のギヤ13はギヤ14と噛み合わされ、電動機15の回
転動力が減速機16、ギヤ14、ギヤ13を介してスク
リュー部材10に伝達されるようになっている。筒体1
0′の先端部はカッターヘッド部3の中央部に固定され
ている。筒体10′の後部には回転シール部材としての
スイベルジョイント17が設けられ、筒体10′の内部
は添加剤含む高圧のウォータージェットを掘削物に向け
て吐出させるための案内通路10Aとなっている。この
添加剤は液剤であり、後述する吐出口から吐出される。
この添加剤は掘削物の粘性度を所定に保持し、圧力を所
定に維持して地山を崩さないようにする役割を果たすと
共に、掘削方向前方に存在する掘削物を掘進するのを円
滑にする役割を果たす。カッターヘッド部3の中央部に
は、図2に示すように、添加剤を吐出するための吐出口
18が形成されている。カッターヘッド部3の前面に
は、ローラーカッター19とバイトカッター20とが適
宜箇所に適宜個数設けられると共に、カッターヘッド部
の回転停止状態で掘進方向前方に存在する巨礫、玉石等
の掘削物中の障害物に向けてこれらを一次破砕するウオ
ータージェットを噴射する噴射ノズル21が適宜箇所に
適宜個数設けられている。ここでは、カッターヘッド部
3の外周部に2個一対のローラーカッター19が吐出口
18を挟んで設けられると共に、カッターヘッド部3の
内周部に2個一対のローラーカッター19が吐出口18
を挟んで設けられ、外周部に設けられた一対のローラー
カッター19と内周部に設けられた一対のローラーカッ
ター19とは直交配置されている。また、カッターヘッ
ド部3の外周部には8個のバイトカッター20がその周
回り方向に等間隔に配置されている。筒体10′の内部
には、噴射ノズル21にウオータージェット用の高圧水
を圧送管22が設けられている。高圧水には研磨剤が加
えられていても良い。圧送管22の後部側はエルボージ
ョイント部材23を介して筒体外部に導かれ、筒体外部
の配管24にスイベルジョイント25を介して接続され
ている。圧送管22の前部側はエルボージョイント部材
26を介して筒体外部に導かれ、筒体外部の配管27に
接続されている。その配管27は噴射ノズル21に通じ
ている。カッターヘッド部3は、スクリュー部材10と
同軸で同一駆動源としての電動機15により、スクリュ
ー部材10と一体に回転駆動される。カッターヘッド部
3の前面にはウォータージェットにより一次破砕されさ
らにローラーカッター19の転動により二次破砕された
掘削物を含めすべての掘削物を取り入れるための取入れ
口30が形成されている。この取入れ口30から取り入
れられた掘削物は、排出管9と筒体10′との間を通っ
て後方に送られる。ウオータージェットはカッターヘッ
ド部3の回転停止(掘進停止)中に噴射させて障害物に
集中的なウオータージェットを噴射して、巨礫、玉石等
の粉砕を行う。この発明の実施の形態によれば、掘進機
の大小径に関りなく、シールド本体部1の直径程度の玉
石、巨礫が点在する地質を、迅速に掘進できるという従
来では全く不可能な技術的打開が実現された。カッター
ヘッド部の停止状態でのウオータージェットによる一次
破砕、カッターヘッド部3のローラカッター19、バイ
トカッター20による二次破砕により高強度の玉石、礫
等をも細かくできる。また、ウオータージェットにより
玉石、巨礫等にクラックが発生し割裂することで、玉
石、巨礫等が破砕され易くなり、その後の破砕機能を担
うローラカッター19の耐久性も向上する。従って、カ
ッターヘッド部3のコスト低減も実現する。加えて、本
発明による掘進方法はウオータージェットによる一次破
砕により、掘削物が容易に破砕され易くなったので、使
用する掘進機の推力も低減でき、余掘、推力増加による
掘進機の浮き上がり、横振れを低減でき、計画通りの掘
削作業を正確に行うことができ、トラブル発生の低減、
大幅な工期短縮、施工コストの低減を図ることができ
る。図3は発明を実施するための掘進機の変形例を示す
ものである。この変形例では、図3に示すように、圧送
管22が筒体10′の外部に設けられ、シールド本体部
1にはウオータージェットの噴射ノズル21に向けて高
圧水を圧送する圧送通路31が設けられている。カッタ
ーヘッド部3の回転主軸部4には噴射ノズル21に通じ
る配管32に接続された圧送通路33が設けられ、圧送
通路33と圧送通路31とは、シールド本体部1と回転
主軸部4との間に設けられたスイベルジョイント35を
介して連通されている。図4、図5はカッターヘッド部
3を電動機15とは別の電動機34により回転駆動させ
るものであり、残余の構成は前述と同一であるので、同
一構成要素については同一符号を付してその説明を省略
することとし、異なる箇所のみについて説明することと
する。シールド本体部1の内部には、電動機34の取付
部35が設けられている。この取付部35には減速機3
6と共に電動機34が固定されている。減速機34の出
力軸37にはギヤ38が取り付けられている。回転主軸
部4の内周にはリングギヤ39が固定され、ギヤ38は
リングギヤ39に噛み合わされている。カッターヘッド
部3の中央部と筒体10′の先端との間にはベアリング
40が設けられ、筒体10′とカッターヘッド部3とは
同軸で、別々に回転可能とされている。圧送管22はそ
の前部でスイベルジョイント41を介して配管27に接
続されている。ここでは、カッターヘッド部3の外周部
に設けられる一対のローラーカッター19は二組とさ
れ、カッターヘッド部3の外周部に設けられるバイトカ
ッター20の個数は6個とされている。このように、カ
ッターヘッド部3をスクリューコンベアの駆動源とは別
の駆動源によって駆動できるので、カッターヘッド部3
の駆動力の向上を図ることができる。その他の作用は、
前述の作用と大略同一であるので、その詳細な説明は省
略する。
ので、カッターヘッド部の停止で集中的なウオータージ
ェットによる一時破砕を障害物に及ぼしシールド工法等
における掘進にあたって大径では勿論小径の掘進機でも
巨礫、玉石、流木、残置シートパイル等の障害物を破砕
可能で掘削能力の大きな実用性の極めて高い掘進方法を
提供できる。
明するための縦断面図である。
る。
明するための縦断面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 シールド本体部の掘進方向先端部に設け
られかつ該シールド本体部に対して回転可能のカッター
ヘッド部を有し、掘削物を破砕し、破砕された掘削物を
スクリューコンベアにより排出する掘進方法であり、掘
進方向前方に存在する掘削物中に巨礫等の障害物が存在
する時前記カッターヘッド部を回転停止状態になした後
前記障害物にウオータージェットを噴射して前記障害物
を一次破砕し、さらに前記カッターヘッド部の回転によ
り前記一次破砕後の障害物を二次破砕せしめることを特
徴とする掘進方法。 - 【請求項2】 前記スクリューコンベアのスクリュー部
材と前記カッターヘッド部とが同一駆動源によって一体
回転されることを特徴とする請求項1に記載の掘進方
法。 - 【請求項3】 前記スクリューコンベアのスクリュー部
材と前記カッターヘッド部とが別の駆動源によって別々
に回転されることを特徴とする請求項1に記載の掘進方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8089097A JP3177475B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 掘進方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8089097A JP3177475B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 掘進方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10280880A JPH10280880A (ja) | 1998-10-20 |
JP3177475B2 true JP3177475B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=13730959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8089097A Expired - Lifetime JP3177475B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 掘進方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3177475B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP5705672B2 (ja) * | 2011-07-15 | 2015-04-22 | 三和機材株式会社 | 既設管の改築推進工法および装置 |
CN109653758B (zh) * | 2019-02-21 | 2019-09-24 | 山东大学 | 搭载于tbm上的射流辅助滚刀破岩装置及应用 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP8089097A patent/JP3177475B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10280880A (ja) | 1998-10-20 |
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