JPH0423718B2 - - Google Patents
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- JPH0423718B2 JPH0423718B2 JP59070770A JP7077084A JPH0423718B2 JP H0423718 B2 JPH0423718 B2 JP H0423718B2 JP 59070770 A JP59070770 A JP 59070770A JP 7077084 A JP7077084 A JP 7077084A JP H0423718 B2 JPH0423718 B2 JP H0423718B2
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Links
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は、広くはシールドトンネル推進方法お
よび装置に関し、特に管推進工法での使用に適し
たシールド推進方法および装置に関する。
よび装置に関し、特に管推進工法での使用に適し
たシールド推進方法および装置に関する。
(従来技術)
管推進工法では、一般に、推進されるべき管の
最前部にシールドが設置され、該シールドに設け
られたカツタの作動により地盤が穿孔され、これ
に引続く管後方のジヤツキの作動によりシールド
および管に推力が及ぼされ、両者は穿孔された地
盤中に推進される。前記カツタは、シールドの内
部を横切る隔壁の前方に間隔をおいて配置されて
おり、シールドおよび管が推進されているとき、
カツタで削り取られた被掘削物は、前記間隔内に
充満した状態に保たれ、隔壁からの反力を地盤の
切羽に作用させる。この反力と土圧とが均衡して
切羽は安定に維持される。
最前部にシールドが設置され、該シールドに設け
られたカツタの作動により地盤が穿孔され、これ
に引続く管後方のジヤツキの作動によりシールド
および管に推力が及ぼされ、両者は穿孔された地
盤中に推進される。前記カツタは、シールドの内
部を横切る隔壁の前方に間隔をおいて配置されて
おり、シールドおよび管が推進されているとき、
カツタで削り取られた被掘削物は、前記間隔内に
充満した状態に保たれ、隔壁からの反力を地盤の
切羽に作用させる。この反力と土圧とが均衡して
切羽は安定に維持される。
(発明が解決しようとする問題点)
従来、被掘削物は、前記間隔内をカツタの回転
と共に回りながら、隔壁の下部に設けられたスク
リユーコンベヤ等の排出手段に至り、この排出手
段を経て排出されている。そのため、被掘削物と
隔壁との間に大きな摩擦力が働き、カツタ駆動装
置の負担を増大している。この傾向は、特に、砂
質礫地盤で著しいことから、砂質礫地盤を泥水加
圧工法を用いて推進するときには、切羽に供給す
る泥水中のベントナイトの濃度を上げたり、泥の
量を増すなどして摩擦を軽減させている。しか
し、この工法では、使用後の泥水の処理に困難を
来たしており、しかも泥水加圧工法以外の工法で
は、摩擦力の軽減はできない。
と共に回りながら、隔壁の下部に設けられたスク
リユーコンベヤ等の排出手段に至り、この排出手
段を経て排出されている。そのため、被掘削物と
隔壁との間に大きな摩擦力が働き、カツタ駆動装
置の負担を増大している。この傾向は、特に、砂
質礫地盤で著しいことから、砂質礫地盤を泥水加
圧工法を用いて推進するときには、切羽に供給す
る泥水中のベントナイトの濃度を上げたり、泥の
量を増すなどして摩擦を軽減させている。しか
し、この工法では、使用後の泥水の処理に困難を
来たしており、しかも泥水加圧工法以外の工法で
は、摩擦力の軽減はできない。
ところで、前記摩擦力は土圧に比例して増大す
るため、摩擦力を小さくするには、土圧を可及的
に低くする必要がある。しかし、地盤の土圧限界
である主働土圧以下に土圧を下げることはでき
ず、泥水加圧工法においても、摩擦力を下げるこ
とには自ずと限界があつた。
るため、摩擦力を小さくするには、土圧を可及的
に低くする必要がある。しかし、地盤の土圧限界
である主働土圧以下に土圧を下げることはでき
ず、泥水加圧工法においても、摩擦力を下げるこ
とには自ずと限界があつた。
従つて、本発明の目的は、被掘削物を隔壁とカ
ツタとの間の間隔内でカツタと共に回すことによ
つて生じていた摩擦力を軽減することにある。
ツタとの間の間隔内でカツタと共に回すことによ
つて生じていた摩擦力を軽減することにある。
本発明の別の目的は、軟弱地盤から硬質地盤に
わたる広範囲の地盤に実施可能なシールド推進方
法および装置を提供することにある。
わたる広範囲の地盤に実施可能なシールド推進方
法および装置を提供することにある。
(問題を解決するための手段)
本発明に係るシールド推進方法は、シールド本
体の内周面で囲まれた空間であつて後方へ向けて
直径が次第に小さくなる切頭円錐形状の空間内に
配置したロータリヘツドを偏心回転運動させると
共に自転させ、これによる前記ロータリヘツドの
被掘削物との接触により被掘削物を前記内周面に
向けて圧密し、その間に前記シールド本体に推力
を及ぼす。この場合のロータリヘツドは、後方へ
向けて外径が次第に大きくなる円錐形もしくは切
頭円錐形であるか、またはシールド本体の軸線方
向における外径が実質的に同じである円筒形であ
ることが好ましい。
体の内周面で囲まれた空間であつて後方へ向けて
直径が次第に小さくなる切頭円錐形状の空間内に
配置したロータリヘツドを偏心回転運動させると
共に自転させ、これによる前記ロータリヘツドの
被掘削物との接触により被掘削物を前記内周面に
向けて圧密し、その間に前記シールド本体に推力
を及ぼす。この場合のロータリヘツドは、後方へ
向けて外径が次第に大きくなる円錐形もしくは切
頭円錐形であるか、またはシールド本体の軸線方
向における外径が実質的に同じである円筒形であ
ることが好ましい。
ロータリヘツドは、偏心回転運動に伴なつて強
制的に自転される外、ロータリヘツドに接する被
掘削物によつて自転される。
制的に自転される外、ロータリヘツドに接する被
掘削物によつて自転される。
本発明に係るシールド推進装置は、筒状のシー
ルド本体であつてその直径方向に設けれた隔壁と
該隔壁の前方に設けられ、シールド本体の内周面
で囲まれた空間とを有し、前記内周面の直径がシ
ールド本体の後方へ向けて次第に小さくなり、切
頭円錐形状の前記空間を画定するシールド本体
と、前記隔壁に回転可能に支承されかつ該隔壁の
後方で駆動機構に連結された一端および前記隔壁
の前方に伸びる他端を有するクランク軸と、該ク
ランク軸の前記他端に回転可能に支承されかつ前
記空間内に配置されたロータリヘツドであつて後
方へ向けて外径が次第に大きくなる円錐形もしく
は切頭円錐形または軸線方向における外径が実質
的に同じである円筒形のロータリヘツドと、前記
隔壁の前方域からその後方域へ被掘削物を排出す
る手段と、前記シールド本体の後方にあつて該シ
ールド本体に推力を与えるジヤツキとを含む。
ルド本体であつてその直径方向に設けれた隔壁と
該隔壁の前方に設けられ、シールド本体の内周面
で囲まれた空間とを有し、前記内周面の直径がシ
ールド本体の後方へ向けて次第に小さくなり、切
頭円錐形状の前記空間を画定するシールド本体
と、前記隔壁に回転可能に支承されかつ該隔壁の
後方で駆動機構に連結された一端および前記隔壁
の前方に伸びる他端を有するクランク軸と、該ク
ランク軸の前記他端に回転可能に支承されかつ前
記空間内に配置されたロータリヘツドであつて後
方へ向けて外径が次第に大きくなる円錐形もしく
は切頭円錐形または軸線方向における外径が実質
的に同じである円筒形のロータリヘツドと、前記
隔壁の前方域からその後方域へ被掘削物を排出す
る手段と、前記シールド本体の後方にあつて該シ
ールド本体に推力を与えるジヤツキとを含む。
本発明に係るシールド推進装置はまた、駆動機
構に連結された偏心カラーを隔壁で回転可能に支
承し、該偏心カラーによつてクランク軸を回転可
能に支承する構成とすることもできる。
構に連結された偏心カラーを隔壁で回転可能に支
承し、該偏心カラーによつてクランク軸を回転可
能に支承する構成とすることもできる。
シールド推進装置が軟弱地盤においてシールド
推進に使用される場合、ロータリヘツドにカツタ
を設ける必要がない。シールド推進装置が硬質地
盤においてシールド推進に使用される場合、ロー
タリヘツドにカツタを取り付ける。
推進に使用される場合、ロータリヘツドにカツタ
を設ける必要がない。シールド推進装置が硬質地
盤においてシールド推進に使用される場合、ロー
タリヘツドにカツタを取り付ける。
(実施例)
本発明方法は、第1図に示すように、シールド
本体10の空間12内に配置したロータリヘツド
14を偏心回転運動させると共に自転させ、ロー
タリヘツドの偏心回転運動中に前記シールド本体
10に推力を及ぼす。
本体10の空間12内に配置したロータリヘツド
14を偏心回転運動させると共に自転させ、ロー
タリヘツドの偏心回転運動中に前記シールド本体
10に推力を及ぼす。
ロータリヘツド14は、シールド本体10の中
心よりeだけ偏つて位置しており、シールド本体
10に対して偏心した状態で回転運動をし、同時
に自転される。この自転は、偏心回転運動に伴な
つて強制的に起こされる外、ロータリヘツド14
が被掘削物16に接することによる摩擦によつて
起こされる。
心よりeだけ偏つて位置しており、シールド本体
10に対して偏心した状態で回転運動をし、同時
に自転される。この自転は、偏心回転運動に伴な
つて強制的に起こされる外、ロータリヘツド14
が被掘削物16に接することによる摩擦によつて
起こされる。
ロータリヘツド14が、シールド本体10の空
間12内で偏心回転運動と自転とをすると、被掘
削物16は、シールド本体10とロータリヘツド
14との間に挾まれ、圧密される。被掘削物への
圧密効果を高めるためには、シールド本体の内周
面で囲まれた空間であつて後方へ向けて直径が次
第に小さくなる切頭円錐状の空間内に、後方へ向
けて直径が次第に大きくなる円錐形もしくは切頭
円錐形またはシールド本体の軸線方向における外
径が実質的に同じである円筒形のロータリヘツド
を配置し、偏心回転運動させる。
間12内で偏心回転運動と自転とをすると、被掘
削物16は、シールド本体10とロータリヘツド
14との間に挾まれ、圧密される。被掘削物への
圧密効果を高めるためには、シールド本体の内周
面で囲まれた空間であつて後方へ向けて直径が次
第に小さくなる切頭円錐状の空間内に、後方へ向
けて直径が次第に大きくなる円錐形もしくは切頭
円錐形またはシールド本体の軸線方向における外
径が実質的に同じである円筒形のロータリヘツド
を配置し、偏心回転運動させる。
被掘削物16の圧密される部分は、ロータリヘ
ツド14の偏心回転運動につれてシールド本体1
0の円周方向へ順次移動する。他方、シールド本
体10は推力を受けて前進しているので、被掘削
物16に土圧が発生し、この土圧が矢印Aで示す
ように、地盤18の切羽19に作用する。この反
力Bと、圧密部分が円周方向へ順次移動すること
とにより、被掘削物16は、後方へ押し出され、
ロータリヘツド14とシールド本体10との間の
間〓20を通つてずり室22へ排出される。被掘
削物16はその後、坑外へ排出される。
ツド14の偏心回転運動につれてシールド本体1
0の円周方向へ順次移動する。他方、シールド本
体10は推力を受けて前進しているので、被掘削
物16に土圧が発生し、この土圧が矢印Aで示す
ように、地盤18の切羽19に作用する。この反
力Bと、圧密部分が円周方向へ順次移動すること
とにより、被掘削物16は、後方へ押し出され、
ロータリヘツド14とシールド本体10との間の
間〓20を通つてずり室22へ排出される。被掘
削物16はその後、坑外へ排出される。
ロータリヘツド14の偏心回転運動により、被
掘削物16の圧密される部分は円周方向へ順次移
つて行くけれども、これは、ロータリヘツド14
が被掘削物16を転がるように運動した結果であ
つて、被掘削物16そのものは、円周方向へ回転
することなくシールド本体10の軸線方向へ直線
的に押し出される。この場合の被掘削物16の押
し出し効果は、切羽19の土圧反力が大きくなる
につれて増大するため、従来の、カツタの回転と
共に被掘削物を回しながら排出する方法とは正反
対の結果をもたらす。
掘削物16の圧密される部分は円周方向へ順次移
つて行くけれども、これは、ロータリヘツド14
が被掘削物16を転がるように運動した結果であ
つて、被掘削物16そのものは、円周方向へ回転
することなくシールド本体10の軸線方向へ直線
的に押し出される。この場合の被掘削物16の押
し出し効果は、切羽19の土圧反力が大きくなる
につれて増大するため、従来の、カツタの回転と
共に被掘削物を回しながら排出する方法とは正反
対の結果をもたらす。
本発明に係るシールド推進装置30は、第2図
に示すように、筒状のジールド本体であつてその
直径方向に設けられた隔壁36と隔壁36の前方
に設けられた空間12とを有するシールド本体1
0と、シールド本体10の前方の空間12内に配
置された円錐形のロータリヘツド14と、シール
ド本体10の後方に連なるコンクリート管32に
推力を及ぼす、それ自体公知の流体圧ジヤツキま
たはねじジヤツキ(図示せず)とを含む。
に示すように、筒状のジールド本体であつてその
直径方向に設けられた隔壁36と隔壁36の前方
に設けられた空間12とを有するシールド本体1
0と、シールド本体10の前方の空間12内に配
置された円錐形のロータリヘツド14と、シール
ド本体10の後方に連なるコンクリート管32に
推力を及ぼす、それ自体公知の流体圧ジヤツキま
たはねじジヤツキ(図示せず)とを含む。
隔壁36の前方の空間12は、シールド本体の
内周面34で囲まれている。内周面34は、その
直径が後方へ向けて次第に小さくなる切頭円錐形
に形成されており、切頭円錐形状の空間12を画
定する。シールド本体10は、円周方向へ間隔を
おいて複数配置された液圧シリンダ11(図には
1つのみを示す)により、方向修正される。
内周面34で囲まれている。内周面34は、その
直径が後方へ向けて次第に小さくなる切頭円錐形
に形成されており、切頭円錐形状の空間12を画
定する。シールド本体10は、円周方向へ間隔を
おいて複数配置された液圧シリンダ11(図には
1つのみを示す)により、方向修正される。
クランク軸38の一端側の軸部分39aは、隔
壁36に取り付けられた一対の軸受40に支承さ
れており、軸部分39aは、隔壁36の後方の一
端で、減速機42および電動機44からなる駆動
機構46の減速機42の出力軸43にキー止めさ
れている。他方、クランク軸38の他端側の軸部
分39bは、ロータリヘツド14に設けられた一
対の軸受48を介してロータリヘツド14を回転
可能に支承している。クランク軸38は、その軸
部分39aと軸部分39bとの間にeの偏心量を
有する。
壁36に取り付けられた一対の軸受40に支承さ
れており、軸部分39aは、隔壁36の後方の一
端で、減速機42および電動機44からなる駆動
機構46の減速機42の出力軸43にキー止めさ
れている。他方、クランク軸38の他端側の軸部
分39bは、ロータリヘツド14に設けられた一
対の軸受48を介してロータリヘツド14を回転
可能に支承している。クランク軸38は、その軸
部分39aと軸部分39bとの間にeの偏心量を
有する。
隔壁36の下方部分に円周方向へ間隔をおいて
一対の管50,52が取り付けられており、これ
ら管は、いずれも隔壁前方へ向けて開口され、内
周面34と隔壁36との間にあるずり室22に連
通している。管50は、清水や泥水のような液体
を隔壁36の前方へ供給するための液体供給管で
あり、また、管52は、地盤中の余剰水や土砂等
の被掘削物16を、供給された液体と共に排出す
るための液体排出管である。被掘削物16の排出
はこの外、スクリユコンベヤによることもでき
る。
一対の管50,52が取り付けられており、これ
ら管は、いずれも隔壁前方へ向けて開口され、内
周面34と隔壁36との間にあるずり室22に連
通している。管50は、清水や泥水のような液体
を隔壁36の前方へ供給するための液体供給管で
あり、また、管52は、地盤中の余剰水や土砂等
の被掘削物16を、供給された液体と共に排出す
るための液体排出管である。被掘削物16の排出
はこの外、スクリユコンベヤによることもでき
る。
シールド本体10の空間12内に配置されたロ
ータリヘツド14は、第2図および第3図に示す
ように、隔壁36に対面する部位に内歯車54を
有する。他方、隔壁36は、内歯車54に噛み合
う歯車56を有し、クランク軸38と相まつて遊
星歯車機構58が構成されている。この結果、ロ
ータリヘツド14は、クランク軸38が回転する
と、偏心回転運動をされ同時に強制回転、すなわ
ち自転される。遊星歯車機構58を省略すること
もあり、この場合、ロータリヘツド14は被掘削
物16により自転される。
ータリヘツド14は、第2図および第3図に示す
ように、隔壁36に対面する部位に内歯車54を
有する。他方、隔壁36は、内歯車54に噛み合
う歯車56を有し、クランク軸38と相まつて遊
星歯車機構58が構成されている。この結果、ロ
ータリヘツド14は、クランク軸38が回転する
と、偏心回転運動をされ同時に強制回転、すなわ
ち自転される。遊星歯車機構58を省略すること
もあり、この場合、ロータリヘツド14は被掘削
物16により自転される。
ロータリヘツド14は、第2図および第4図に
示すように、その先端部分にカツタ60を備え
る。カツタ60は、図示の実施例では、ロータリ
ヘツド14から放射状に配置された複数のスポー
ク62と、各スポーク上に設けられた複数のビツ
トまたはチツプ64とからなる。カツタ60はこ
の外、少なくとも1つのスリツトを有する円板の
前記スリツトから複数のビツトまたはチツプを前
方に向けて突出させて構成することもできる。カ
ツタ60は、シールド推進装置30が軟弱ないし
軟質な地盤中を推進する場合には、省略できる。
示すように、その先端部分にカツタ60を備え
る。カツタ60は、図示の実施例では、ロータリ
ヘツド14から放射状に配置された複数のスポー
ク62と、各スポーク上に設けられた複数のビツ
トまたはチツプ64とからなる。カツタ60はこ
の外、少なくとも1つのスリツトを有する円板の
前記スリツトから複数のビツトまたはチツプを前
方に向けて突出させて構成することもできる。カ
ツタ60は、シールド推進装置30が軟弱ないし
軟質な地盤中を推進する場合には、省略できる。
第5図に示すシールド推進装置30では、ロー
タリヘツド14の圧砕作用を高めるために、シー
ルド本体10の内周面34とロータリヘツド14
の周面15とに円周方向へ伸びる複数の尖端6
6,68がそれぞれ設けられ、ビツトまたはチツ
プとなつている。これらの尖端66,68はらせ
ん状または放射状とすることもでき、また、凹部
と凸部とを交互に連続させて構成することもでき
る。
タリヘツド14の圧砕作用を高めるために、シー
ルド本体10の内周面34とロータリヘツド14
の周面15とに円周方向へ伸びる複数の尖端6
6,68がそれぞれ設けられ、ビツトまたはチツ
プとなつている。これらの尖端66,68はらせ
ん状または放射状とすることもでき、また、凹部
と凸部とを交互に連続させて構成することもでき
る。
第5図に示すシールド推進装置30には、ロー
タリヘツド14と隔壁36とがなす間〓用のシー
ル装置70が設けられている。このシール装置7
0は、リング72とばね74とを備える。リング
72は、隔壁36の前方に向く孔内に、クランク
軸38の軸線方向へ移動可能に配置され、その外
周に装着されたOリング76を有する。他方、内
歯車54を有する部材78が、外周にOリング7
9を装着させてロータリヘツド14の後方に取り
付けられており、ばね74により部材78に向け
て偏倚されたリング72が部材78に密接してい
る。
タリヘツド14と隔壁36とがなす間〓用のシー
ル装置70が設けられている。このシール装置7
0は、リング72とばね74とを備える。リング
72は、隔壁36の前方に向く孔内に、クランク
軸38の軸線方向へ移動可能に配置され、その外
周に装着されたOリング76を有する。他方、内
歯車54を有する部材78が、外周にOリング7
9を装着させてロータリヘツド14の後方に取り
付けられており、ばね74により部材78に向け
て偏倚されたリング72が部材78に密接してい
る。
このシール装置70によれば、リング72およ
び(または)部材78の滑動部が摩耗すると、ば
ね74によつてリング72が前方へ押し出され、
リング72は部材78と常に密接することとな
り、シール性能を永続して確保することができ
る。
び(または)部材78の滑動部が摩耗すると、ば
ね74によつてリング72が前方へ押し出され、
リング72は部材78と常に密接することとな
り、シール性能を永続して確保することができ
る。
第2図のシールド推進装置30において、電動
機44を作動させると、クランク軸38が回転さ
れ、ロータリヘツド14は、シールド本体10の
中心からeだけ偏心して回転運動される。ロータ
リヘツド14が旋回するにつれて、ロータリヘツ
ド14の歯車54と、隔壁36の歯車56との噛
み合い部位が順次移動するので、ロータリヘツド
14は、クランク軸38の軸部分39bを中心と
して自転することになる。この状態で、ジヤツキ
によりコンクリート管32の後方から推力を与え
ると、シールド本体10は前進し、地盤18の切
羽19から掘削された被掘削物16は、ロータリ
ヘツド14とシールド本体10との間で圧密さ
れ、切羽19から加わる反力によつて後方へ押し
出される。このようにしてずり室22へ排出され
た被掘削物16は、管52を経て後方へ排出され
る。
機44を作動させると、クランク軸38が回転さ
れ、ロータリヘツド14は、シールド本体10の
中心からeだけ偏心して回転運動される。ロータ
リヘツド14が旋回するにつれて、ロータリヘツ
ド14の歯車54と、隔壁36の歯車56との噛
み合い部位が順次移動するので、ロータリヘツド
14は、クランク軸38の軸部分39bを中心と
して自転することになる。この状態で、ジヤツキ
によりコンクリート管32の後方から推力を与え
ると、シールド本体10は前進し、地盤18の切
羽19から掘削された被掘削物16は、ロータリ
ヘツド14とシールド本体10との間で圧密さ
れ、切羽19から加わる反力によつて後方へ押し
出される。このようにしてずり室22へ排出され
た被掘削物16は、管52を経て後方へ排出され
る。
第6図および第7図に示すシールド推進装置9
0は、第2図に示したものと同じ、シールド本体
10、このシールド本体10の前部の空間12内
に配置されたロータリヘツド14を備える。しか
し、このシールド推進装置90は、二重の偏心機
構92を含む。
0は、第2図に示したものと同じ、シールド本体
10、このシールド本体10の前部の空間12内
に配置されたロータリヘツド14を備える。しか
し、このシールド推進装置90は、二重の偏心機
構92を含む。
偏心機構92は、隔壁36に軸受94を介して
回転可能に支承された偏心カラー96を備え、偏
心カラー96は、この偏心カラー内に相対回転可
能に配置されたスリーブ98を有する。クランク
軸38は、スリーブ98に回転可能に支承されて
いる。偏心カラー96に歯車100が設けられて
おり、他方、シールド本体10に、減速機102
と電動機104とからなる駆動機構106が取り
付けられ、この駆動機構106の減速機102の
軸に固定された歯車108が、歯車100と噛み
合い、偏心カラー96を回転させる。
回転可能に支承された偏心カラー96を備え、偏
心カラー96は、この偏心カラー内に相対回転可
能に配置されたスリーブ98を有する。クランク
軸38は、スリーブ98に回転可能に支承されて
いる。偏心カラー96に歯車100が設けられて
おり、他方、シールド本体10に、減速機102
と電動機104とからなる駆動機構106が取り
付けられ、この駆動機構106の減速機102の
軸に固定された歯車108が、歯車100と噛み
合い、偏心カラー96を回転させる。
スリーブ98に回転可能に受け入れられたクラ
ンク軸38の軸部分39aは、前記推進装置30
と同じく、減速機42と電動機44とからなる駆
動機構46の、フランジ99に固定された減速機
42の軸にキー止めされている。また、クランク
軸38の前方の軸部分39bは、ロータリヘツド
14を回転可能に支承している。スリーブ98
は、そのフランジ99と一体をなすブラケツト1
10を備え、ブラケツト110にシールド本体1
0を横切る方向へ伸びる揺動アーム112の一端
が、ピン114により枢着されており、揺動アー
ム112の他端は、シールド本体10に設けられ
たブラケツト116にピン118により枢着され
ている。揺動アーム112の作用により、スリー
ブ98は、偏心カラー96の回転に従つて偏心運
動はするが、それ自体の軸線を中心とする回転運
動は阻止されている。
ンク軸38の軸部分39aは、前記推進装置30
と同じく、減速機42と電動機44とからなる駆
動機構46の、フランジ99に固定された減速機
42の軸にキー止めされている。また、クランク
軸38の前方の軸部分39bは、ロータリヘツド
14を回転可能に支承している。スリーブ98
は、そのフランジ99と一体をなすブラケツト1
10を備え、ブラケツト110にシールド本体1
0を横切る方向へ伸びる揺動アーム112の一端
が、ピン114により枢着されており、揺動アー
ム112の他端は、シールド本体10に設けられ
たブラケツト116にピン118により枢着され
ている。揺動アーム112の作用により、スリー
ブ98は、偏心カラー96の回転に従つて偏心運
動はするが、それ自体の軸線を中心とする回転運
動は阻止されている。
クランク軸38の回転中に、偏心カラー96を
少なくとも1回転または所定の角度回転させるこ
とにより、ロータリヘツド14を支承するクラン
ク軸38自体が、シールド本体10の中心の回り
に偏心した回転運動をすることとなる。従つて、
ロータリヘツド14のシールド本体10に対する
偏心量が大きくなり、被掘削物に及ぼす圧密を増
大できる。偏心カラー96の回転数は、クランク
軸38の回転数の1/20程度に設定することがで
き、また、偏心カラー96の回転は駆動機構10
6による駆動を制御することにより、連続的にま
たは間断的に行うことができる。
少なくとも1回転または所定の角度回転させるこ
とにより、ロータリヘツド14を支承するクラン
ク軸38自体が、シールド本体10の中心の回り
に偏心した回転運動をすることとなる。従つて、
ロータリヘツド14のシールド本体10に対する
偏心量が大きくなり、被掘削物に及ぼす圧密を増
大できる。偏心カラー96の回転数は、クランク
軸38の回転数の1/20程度に設定することがで
き、また、偏心カラー96の回転は駆動機構10
6による駆動を制御することにより、連続的にま
たは間断的に行うことができる。
シールド推進装置90は、スリーブ98を設け
ることなく偏心カラー96にクランク軸38を回
転可能に支承することによつても実施できる。
ることなく偏心カラー96にクランク軸38を回
転可能に支承することによつても実施できる。
(発明の効果)
本発明によれば、地盤の切羽から働く反力が大
きい程、被掘削物のロータリヘツドとシールド本
体との間からの排出効果を増大できる。すなわ
ち、従来では、被掘削物の摩擦を軽減するため、
主働土圧以上の土圧範囲であつて可及的低い土圧
反力を得るようにして地山の崩壊を防止しながら
推進していたのに対し、本発明では、受働土圧以
下の土圧範囲であつて可及的高い土圧反力を得る
ようにして地山の崩壊を防止しなが推進すること
ができ、一層安全なシールド推進方法である。
きい程、被掘削物のロータリヘツドとシールド本
体との間からの排出効果を増大できる。すなわ
ち、従来では、被掘削物の摩擦を軽減するため、
主働土圧以上の土圧範囲であつて可及的低い土圧
反力を得るようにして地山の崩壊を防止しながら
推進していたのに対し、本発明では、受働土圧以
下の土圧範囲であつて可及的高い土圧反力を得る
ようにして地山の崩壊を防止しなが推進すること
ができ、一層安全なシールド推進方法である。
受働土圧以下の高い土圧反力で推進する場合、
ジヤツキに加える推力を大きくできるので、工期
の短縮が可能である。また地山の安定性が高いの
で、例えば、加圧水によつて土圧のバランスを保
ちながら推進するとき、ベントナイトなどの泥水
による加圧は不要となり、清水で十分である。こ
の結果、極めて経済的であり、排水の処理が容易
となる。
ジヤツキに加える推力を大きくできるので、工期
の短縮が可能である。また地山の安定性が高いの
で、例えば、加圧水によつて土圧のバランスを保
ちながら推進するとき、ベントナイトなどの泥水
による加圧は不要となり、清水で十分である。こ
の結果、極めて経済的であり、排水の処理が容易
となる。
また、被掘削物をシールド本体内で回しながら
排出口へ導くのではなく、被掘削物をロータリヘ
ツドの偏心回転運動による圧密と、土圧反力、す
なわちシールド本体の接近により生ずる力とによ
り直線的に排出口へ導くものであること、そして
ロータリヘツドが自転することから、ロータリヘ
ツドの回転に対する抵抗が小さく、被掘削物によ
る摩耗を軽減できる。しかも、シールド本体の内
周面で囲まれた空間と、この空間内に配置したロ
ータリヘツドとによつて画定される被掘削物のた
めのいわば通路の断面積が、後方へ向けて次第に
小さくなつているため、被掘削物の圧密を効果的
かつ十分に行うことができる。
排出口へ導くのではなく、被掘削物をロータリヘ
ツドの偏心回転運動による圧密と、土圧反力、す
なわちシールド本体の接近により生ずる力とによ
り直線的に排出口へ導くものであること、そして
ロータリヘツドが自転することから、ロータリヘ
ツドの回転に対する抵抗が小さく、被掘削物によ
る摩耗を軽減できる。しかも、シールド本体の内
周面で囲まれた空間と、この空間内に配置したロ
ータリヘツドとによつて画定される被掘削物のた
めのいわば通路の断面積が、後方へ向けて次第に
小さくなつているため、被掘削物の圧密を効果的
かつ十分に行うことができる。
さらにまた、土圧の制御は、ジヤツキによる推
進速度の制御だけで容易に行い得るので、取扱い
が簡単であり、自動化し易い。
進速度の制御だけで容易に行い得るので、取扱い
が簡単であり、自動化し易い。
第1図は本発明に係るシールド推進方法を示す
断面説明図、第2図は本発明に係るシールド推進
装置の断面図、第3図は第2図の3−3線に沿つ
て切断した断面図、第4図は第2図の4−4線方
向から見た側面図、第5図はシールド推進装置の
別の実施例を示す断面図、第6図はシールド推進
装置の更に別の実施例を示す断面図、第7図は第
6図の8−8線に沿つて切断した断面図である。 10:シールド本体、12:空間、14:ロー
タリヘツド、16:被掘削物、22:ずり室、3
0,90:シールド推進装置、36:隔壁、3
8:クランク軸、46,106:駆動機構、5
0,52:管、58:遊星歯車機構、60:カツ
タ、70:シール装置、72:リング、74:ば
ね、92:偏心機構、96:偏心カラー、98:
スリーブ。
断面説明図、第2図は本発明に係るシールド推進
装置の断面図、第3図は第2図の3−3線に沿つ
て切断した断面図、第4図は第2図の4−4線方
向から見た側面図、第5図はシールド推進装置の
別の実施例を示す断面図、第6図はシールド推進
装置の更に別の実施例を示す断面図、第7図は第
6図の8−8線に沿つて切断した断面図である。 10:シールド本体、12:空間、14:ロー
タリヘツド、16:被掘削物、22:ずり室、3
0,90:シールド推進装置、36:隔壁、3
8:クランク軸、46,106:駆動機構、5
0,52:管、58:遊星歯車機構、60:カツ
タ、70:シール装置、72:リング、74:ば
ね、92:偏心機構、96:偏心カラー、98:
スリーブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 シールド本体の内周面で囲まれた空間であつ
て後方へ向けて直径が次第に小さくなる切頭円錐
形状の空間内に配置したロータリヘツドを偏心回
転運動させると共に自転させ、これによる前記ロ
ータリヘツドの被掘削物との接触により被掘削物
を前記内周面に向けて圧密し、その間に前記シー
ルド本体に推力を及ぼす、シールド推進方法。 2 前記自転は、前記ロータリヘツドの前記偏心
回転運動に伴なつて強制的に行われる、特許請求
の範囲第1項に記載のシールド推進方法。 3 前記自転は、前記ロータリヘツドに接する被
掘削物によつて行われる、特許請求の範囲第1項
に記載のシールド推進方法。 4 前記空間内で、後方へ向けて外径が次第に大
きくなる円錐形または切頭円錐形のロータリヘツ
ドを偏心回転運動させる、特許請求の範囲第1項
に記載のシールド推進方法。 5 前記空間内で、前記シールド本体の軸線方向
における外径が実質的に同じである円筒形のロー
タリヘツドを偏心回転運動させる、特許請求の範
囲第1項に記載のシールド推進方法。 6 筒状のシールド本体であつてその直径方向に
設けられた隔壁と該隔壁の前方に設けられ、シー
ルド本体の内周面で囲まれた空間とを有し、前記
内周面の直径がシールド本体の後方へ向けて次第
に小さくなり、切頭円錐形状の前記空間を画定す
るシールド本体と、前記隔壁に回転可能に支承さ
れかつ該隔壁の後方で駆動機構に連結された一端
および前記隔壁の前方に伸びる他端を有するクラ
ンク軸と、該クランク軸の前記他端に回転可能に
支承されかつ前記空間内に配置されたロータリヘ
ツドであつて後方へ向けて外径が次第に大きくな
る円錐形もしくは切頭円錐形または軸線方向にお
ける外径が実質的に同じである円筒形のロータリ
ヘツドと、前記隔壁の前方域からその後方域へ被
掘削物を排出する手段と、前記シールド本体の後
方にあつて該シールド本体に推力を与えるジヤツ
キとを含む、シールド推進装置。 7 前記排出手段は、前記隔壁に支承されかつそ
の前方へ向けられた開口を有する液体供給管およ
び液体排出管を含む、特許請求の範囲第6項に記
載のシールド推進装置。 8 前記ロータリヘツドはその周面に複数のビツ
トまたはチツプを備える、特許請求の範囲第6項
に記載のシールド推進装置。 9 前記ロータリヘツドはその周面に複数の凹凸
を備える、特許請求の範囲第6項に記載のシール
ド推進装置。 10 前記ロータリヘツドはその前部に設けられ
たカツタを備える、特許請求の範囲第6項に記載
のシールド推進装置。 11 前記カツタは、前記ロータリヘツドから放
射状に配置された複数のスポークと、各スポーク
上に設けられた複数のビツトまたはチツプとから
なる、特許請求の範囲第10項に記載のシールド
推進装置。 12 前記カツタは、前記ロータリヘツドに設け
られた部材に開けられた少なくとも1つのスリツ
トと、該スリツトから前方へ突出する複数のビツ
トまたはチツプとからなる、特許請求の範囲第1
0項に記載のシールド推進装置。 13 筒状のシールド本体であつてその直径方向
に設けられた隔壁と該隔壁の前方に設けられ、シ
ールド本体の内周面で囲まれた空間とを有し、前
記内周面の直径がシールド本体の後方へ向けて次
第に小さくなり、切頭円錐形状の前記空間を画定
するシールド本体と、前記隔壁に回転可能に支承
されかつ該隔壁の後方で駆動機構に連結された一
端および前記隔壁の前方に伸びる他端を有するク
ランク軸と、該クランク軸の前記他端に回転可能
に支承されかつ前記空間内に配置されたロータリ
ヘツドであつて後方へ向けて外径が次第に大きく
なる円錐形もしくは切頭円錐形または軸線方向に
おける外径が実質的に同じである円筒形のロータ
リヘツドと、該ロータリヘツドを強制回転するた
めに組み込まれた遊星歯車機構であつて前記隔壁
に固定された外歯車と前記ロータリヘツドに固定
された、前記外歯車と噛合する内歯車とを備える
遊星歯車機構と、前記隔壁の前方域からその後方
域へ被掘削物を排出する手段と、前記シールド本
体の後方にあつて該シールド本体に推力を与える
ジヤツキとを含む、シールド推進装置。 14 筒状のシールド本体であつてその直径方向
に設けられた隔壁と該隔壁の前方に設けられ、シ
ールド本体の内周面で囲まれた空間とを有し、前
記内周面の直径がシールド本体の後方へ向けて次
第に小さくなり、切頭円錐形状の前記空間を画定
するシールド本体と、前記隔壁に回転可能に支承
されかつ該隔壁の後方で駆動機構に連結された一
端および前記隔壁の前方に伸びる他端を有するク
ランク軸と、該クランク軸の前記他端に回転可能
に支承されかつ前記空間内に配置されたロータリ
ヘツドであつて後方へ向けて外径が次第に大きく
なる円錐形もしくは切頭円錐形または軸線方向に
おける外径が実質的に同じである円筒形のロータ
リヘツドと、該ロータリヘツドと前記隔壁との間
の間隙を密閉するシール装置であつて前記隔壁お
よびロータリヘツドの一方に設けられ、前記クラ
ンク軸の軸線方向へ移動可能なリングと該リング
を前記隔壁およびロータリヘツドの他方へ向けて
偏倚させるばねとを備えるシール装置と、前記隔
壁の前方域からその後方域へ被掘削物を排出する
手段と、前記シールド本体の後方にあつて該シー
ルド本体に推力を与えるジヤツキとを含む、シー
ルド推進装置。 15 筒状のシールド本体であつてその直径方向
に設けられた隔壁と該隔壁の前方に設けられ、シ
ールド本体の内周面で囲まれた空間とを有し、前
記内周面の直径がシールド本体の後方へ向けて次
第に小さくなり、切頭円錐形状の前記空間を画定
するシールド本体と、前記隔壁に回転可能に支承
されかつ第1の駆動機構に連結された偏心カラー
と、該偏心カラーに回転可能に支承されたクラン
ク軸であつて第2の駆動機構に連結された一端お
よび前記隔壁の前方に伸びる他端を有するクラン
ク軸と、該クランク軸の前記他端に回転可能に支
承されかつ前記空間内に配置されたロータリヘツ
ドであつて後方へ向けて外径が次第に大きくなる
円錐形もしくは切頭円錐形または軸線方向におけ
る外径が実質的に同じである円筒形のロータリヘ
ツドと、前記隔壁の前方域からその後方域へ被掘
削物を排出する手段と、前記シールド本体の後方
にあつて該シールド本体に推力を与えるジヤツキ
とを含む、シールド推進装置。 16 前記偏心カラーは、該偏心カラー内に相対
回転可能に配置され、前記シールド本体に揺動可
能に連結されたスリーブを有し、前記クランク軸
は、前記スリーブに回転可能に支承された、特許
請求の範囲第15項に記載のシールド推進装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7077084A JPS60215996A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | シ−ルド推進方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7077084A JPS60215996A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | シ−ルド推進方法及び装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24231391A Division JPH04357295A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | シールド推進方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60215996A JPS60215996A (ja) | 1985-10-29 |
JPH0423718B2 true JPH0423718B2 (ja) | 1992-04-23 |
Family
ID=13441082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7077084A Granted JPS60215996A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | シ−ルド推進方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60215996A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61102999A (ja) * | 1985-09-20 | 1986-05-21 | 株式会社イセキ開発工機 | シ−ルド型トンネル掘削機 |
JPS62251128A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-10-31 | 三菱重工業株式会社 | シングルフエ−サの糊付着量制御方法 |
JPH0412146Y2 (ja) * | 1986-06-25 | 1992-03-25 | ||
JPH0791944B2 (ja) * | 1992-02-14 | 1995-10-09 | 株式会社 奥村組 | 礫破砕用のシールド掘削機 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5833360A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光走査装置 |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7077084A patent/JPS60215996A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5833360A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光走査装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60215996A (ja) | 1985-10-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |