泥水シールド掘進機及び泥水シールド工法
【課題】泥水シールド工法において、隔壁の礫取込口を閉塞させないで礫を取込むことができ、且つ、排泥管、礫破砕装置またはポンプそれぞれの礫通過可能径以下に破砕できる泥水シールド機および泥水シールド工法を提供する。
【解決手段】カッターヘッド１１後方に設けたチャンバ１４に隔壁１３を介して送泥管１５と排泥管１６を接続し、排泥水をポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、チャンバ内に開口させた取込口２５ａと排泥管の取込口３２ａに連結された排出口２５ｂとを有して排泥水を排泥管１６内へ送る通路の一部としてなるとともに、取込口の内径が排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジング２４と、ハウジングの内周面に取り付けた固定歯２６と、ハウジング内に回転可能に配設された回転歯２９とを備えてなる礫破砕装置１７を設けた泥水シールド掘進機。
【解決手段】カッターヘッド１１後方に設けたチャンバ１４に隔壁１３を介して送泥管１５と排泥管１６を接続し、排泥水をポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、チャンバ内に開口させた取込口２５ａと排泥管の取込口３２ａに連結された排出口２５ｂとを有して排泥水を排泥管１６内へ送る通路の一部としてなるとともに、取込口の内径が排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジング２４と、ハウジングの内周面に取り付けた固定歯２６と、ハウジング内に回転可能に配設された回転歯２９とを備えてなる礫破砕装置１７を設けた泥水シールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥水シールド掘進機及び泥水シールド工法に関するものであり、特に、礫質地盤を連続的に掘進することのできる泥水シールド掘進機及び泥水シールド工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人口集中の著しい主要都市部の地下空間にトンネル建造物を構築する方法として、泥水シールド工法が従来から知られている。而して、従来の泥水シール掘進機及び泥水シールド工法を図６及び図７に従って説明する。尚、図６及び図７中に記載され、且つ、符号を付して説明した構成以外であつて、符号のみを付した構成は本発明の実施例と共通している部分であるから該実施例に用いた符号を付し、その説明を省略する。
【０００３】
図６は、礫径が大きくなかったり、少量の礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時を示し、シングルロールクラッシャーである礫破砕装置を設けずに、チャンバ１４と分級機２０との間に排泥管１６だけを設けたものである。この場合は、カッターヘッド１１を駆動モータにより回転させて切羽を掘削するとともに、送泥管１５から泥水を供給してチャンバ１４内を泥水で満たし、掘削した土砂を該泥水中に取り込んで排泥水とし、この排泥水を排泥管１６の端面における取込口３２ｂを通して排出する。
【０００４】
図７は、大きい礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時を示し、２次破砕機である前記礫破砕装置を設けずに、チャンバ１４と分級機２０との間に排泥管１６と礫取り箱３４及び破砕機３３を２次破砕機として設け、該排泥管１６内を通って分級機２０に向かって送られて来る礫を、破砕機３３でポンプ２３を通過することができる大きさの礫径に再度破砕し、分級機２０側に排出する。
【０００５】
なお、符号３５はシールドジャッキ、符号３６はセグメント、符号２１は排泥管１６内
排泥水のポンプ２３までの流速を速めるためのポンプである。
【０００６】
礫が出現する泥水シールド工法では、礫径を最終的にはポンプを通過できる径以下に破砕する必要があり、一般的には、図７に示すように、カッターヘッドでの一次破砕、ポンプ前での二次破砕を行う。しかし、カッターヘッドを通過する礫径表示は短径であることから、排泥管の閉塞、ポンプ前の破砕機が飲込めない可能性やポンプを通過できない可能性が高いため、礫取り箱や分級機で取除く頻度が高い。この礫取り箱や分級機で取除く頻度を少なくする方法が特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００７】
又、特許文献１及び特許文献２には、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド工法を用いた設備で、排泥管の取込口を閉塞した礫をロッドを往復させて破砕する礫除去手段を設けた泥水シールド掘進装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１１３２１３号公報。
【特許文献２】特開２００２−１６８０９１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に記載の泥水シールド掘進装置は、排泥管の取込口が礫で閉塞された際、該排泥管取込口を閉塞している礫を往復するロッドで破砕する技術が用いられているが、この装置の排泥管取込口における土砂の取込み量は、取込口の礫をロッドで破砕するまでの間は、取込口が塞がれていることから一定にならず、掘進速度制御、ポンプ運転制御に影響を及ぼす問題があった。また、計画的な破砕径でないために、地上まで圧送することができる大きさの礫径になるまで、該礫を含む土砂を計画的に破砕することができないという問題があった。
【０００９】
そこで、礫を含む地盤における泥水シールド掘進工法において、隔壁の礫取込み口を閉塞させないで礫を含む土砂の一定の量を取込むことができ、且つ、該礫を含む排泥水を地上に向けて排出するため、排泥管、礫破砕装置またはポンプそれぞれの礫通過可能径以下に礫を破砕できる破砕装置内蔵の泥水シールド機および泥水シールド工法を提供するために解決せられるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、前記チャンバ内に開口させた取込口と前記排泥管の取込口に連結された排出口とを有して前記チャンバ内の排泥水を前記排泥管内へ送る通路の一部として配設されているとともに、前記取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジングと、該ハウジングの内周面に取り付けた固定歯と、前記固定歯と対向して該ハウジング内に回転可能に配設され、該固定歯との間に飲み込まれた前記切削土砂に含まれる礫を少なくとも前記排泥管の内径よりも小さな礫径に破砕して前記排出口側へ送る回転歯とを備えてなるシングルロールクラッシャーを設けた泥水シールド掘進機を提供する。
【００１１】
この構成によれば、チャンバ内の排泥水を排泥管に送る通路内に後方側に向かって徐々に小さくなるコーン状のハウジングを設けたシングルロールクラッシャーで、該ハウジング内に取り込まれた礫を含む土砂を計画的に破砕する。該破砕された礫を含む土砂は、自然落下と回転歯の回転により該シングルロールクラッシャーと接続されている排泥管に導かれる。また、チャンバ側に大きな取込口を設けたハウジングとすることで後続の排泥管径より大きな礫を飲込みやすく、この大きな礫をシングルロールクラッシャーにより粉砕して、計画的に後続の排泥管径よりも小さな礫径にすることができる。さらに、礫径を地上まで圧送するポンプ通過径以下に設定することも可能になる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記ハウジングの上記排出口とチャンバ内に開口させた前記排泥管とを連通管で接続している泥水シールド掘進機を提供する。
【００１３】
この構成によれば、ハウジングの排出口をチャンバ内に通じる排泥管の取込口と接続することで、大きな礫はシングルロールクラッシャーを通して排泥管に取り込まれ、シングルロールクラッシャーを通らず排泥管の入口へ直接向かう大きな礫は少なくする。また、排泥管内を排泥水が流れるとき、シングルロールクラッシャーの排出口が排泥管の流速により負圧となるため、排泥管に引き込まれ、シングルロールクラッシャー内を礫が通過しやすくなる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、上記回転歯の回転面が非円形回転する泥水シールド掘進機を提供する。
【００１５】
この構成によれば、回転歯の回転がハウジングに対して偏心していることにより揺動運動が加わり、礫が打撃されることで破砕されやすく、また破砕された礫を排出口に向けて排出しやすくなる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記シングルロールクラッシャーと上記排泥管は、上記隔壁に対して一体に脱着可能に構成されてなる泥水シールド掘進機を提供する。
【００１７】
この構成によれば、上記シングルロールクラッシャーと上記排泥管を一体に隔壁から取り外して、別のシングルロールクラッシャー及び排泥管等と交換することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、前記シングルロールクラッシャーの上記回転歯の回転方向を上記カッターヘッドの回転方向と同一方向に設定してなる泥水シールド掘進機を提供する。
【００１９】
この構成によれば、回転歯を回転させる軸を掘削方向に伸長させて配置することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記排泥水内に含まれる礫を、請求項１，２，３，４または５記載のシングルロールクラッシャーでポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送する泥水シールド工法を提供する。
【００２１】
この方法によれば、礫を、隔壁の直後に設けられているシングルロールクラッシャーにより、地上まで圧送することが可能な大きさの礫径に破砕すると、隔壁と地上との間に礫を破砕する破砕装置を別途設ける必要がなくなる。したがって、礫率が低く大礫の少ない地盤の場合、あるいは一部礫区間がある場合に適する。
【００２２】
請求項７記載の発明は、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水切と削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上まで圧送するポンプの上流側に、該ポンプを通過可能な大きさの礫径に破砕する礫破砕装置を設置してなる地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記礫破砕装置を通過する礫のうち、前記排泥管径より大きい外径の礫を前記シングルロールクラッシャーで破砕して前記排泥管に送るとともに、直接前記排泥管を経て前記排泥管内に取り込まれた小さな外径の礫を含む前記排泥水と混合した後、該混合した排泥水に含まれる礫を前記ポンプ前の礫破砕装置でポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送する泥水シールド工法を提供する。
【００２３】
この方法によれば、大礫を多く含み礫率が高い地盤の場合では、シングルロールクラッシャー能力と掘進速度とのバランス、設備の設置スペース制約等があるが、ポンプ前に破砕装置を別に設けて、該破砕装置でシングルロールクラッシャー通過後の礫を再度破砕するようにすることにより、シングルロールクラッシャーを小型化することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明は、後続の排泥管径よりも大きな径を有する取込口を設けたシングルロールクラッシャーで大きな礫を飲み込み、これを後続の排泥管径よりも小さく破砕して後続の排泥管に向かわせることができるので、後続の排泥管での礫の取込みがスムーズに行われる。
【００２５】
また、シングルロールクラッシャーにおいて、破砕する礫径を地上まで圧送するポンプ通過径以下に設定すると、ポンプ通過前における礫破砕装置を無くして設備を小型化することが可能になる。これにより、設置スペースに制限を受けることもなくなる
【００２６】
さらに、シングルロールクラッシャーの回転歯を連続回転させて礫の破砕を連続して行うことができるため破砕作業効率が向上する。
【００２７】
請求項２記載の発明は、排泥管側から作用するシングルロールクラッシャー内に発生する負圧を利用して、破砕した礫を該シングルロールクラッシャーからスムーズに排出することができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、作業性の向上が図れる。
【００２８】
さらに、チャンバ内に開口させた取込口とチャンバ内に開口させた排泥管の２箇所で礫を含む排泥水を取込むことができるので、シングルロールクラッシャー小型化することが可能になる。これにより、設置スペースに制限を受けることもなくなるとともに、請求項１記載の発明の効果に加えて、作業性の向上が図れる。
【００２９】
請求項３記載の発明は、シングルロールクラッシャー内に取り込んだ礫を固定歯と回転歯との間にスムーズに取り込んで破砕し、破砕後の礫を排泥管の取込口に通じている排出口に向けて排出させることができるので、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、さらに作業性の向上が図れる。
【００３０】
請求項４記載の発明は、工法の一部変更や保守点検等により、シングルロールクラッシャーと排泥管の脱着が必要になったとき、シングルロールクラッシャーと排泥管を一体に脱着させて交換、あるいは、点検作業を行うことができるので、請求項１，２または３記載の発明の効果に加えて、使用範囲の拡大及び保守点検作業の向上が図れる。
【００３１】
請求項５記載の発明は、回転歯を回転させる回転軸を掘削方向に伸長させて配置することができるので、請求項１，２，３または４記載の発明の効果に加えて、設備の小型化又は大型化が可能で、処理量に適合させやすくなる。
【００３２】
請求項６記載の発明は、隔壁と地上との間に礫を破砕する破砕装置を別途設ける必要がないので、設備の小型化が可能になる。また、隔壁部分におけるシングルロールクラッシャーを小型化することが可能で、設備の設置スペースに制約を受けることも少なくなる。特に、礫率が低く大礫の少ない地盤を作業するときや一部礫区間がある地盤を作業するときに適する。
【００３３】
請求項７記載の発明は、隔壁部分におけるシングルロールクラッシャーを小型化することができるので、設備の設置スペースに制約を受けることが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明は、礫を含む地盤における泥水シールド工法において、隔壁の礫取込み口を閉塞させないで礫を含む土砂の一定の量を取込むことができ、且つ、該礫を含む排泥水を地上に向けて排出するため、排泥管、礫破砕装置またはポンプそれぞれの礫通過可能径以下に礫を破砕できる破砕装置を内蔵した泥水シールド機および泥水シールド工法を提供すると云う目的を達成するため、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、前記チャンバ内に開口させた取込口と該チャンバ内に開口した排泥管の取込口に連結された排出口とを有して前記チャンバ内の排泥水を前記排泥管内へ送る通路の一部として配設されているとともに、前記取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジングと、該ハウジングの内周面に取り付けた固定歯と、前記固定歯と対向して該ハウジング内に回転可能に配設され、該固定歯との間に飲み込まれた前記切削土砂に含まれる礫を少なくとも前記排泥管の内径よりも小さな礫径に破砕して前記排出口側へ送る回転歯とを備えてなるシングルロールクラッシャーを設けたことにより実現した。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の泥水シールド工法について泥水シールド掘進機とともに好適な実施例をあげて説明する。
【００３６】
図１は、本発明の泥水シールド工法を実施する泥水シールド掘進機全体の概略構成断面図、図２は該泥水シールド掘進機の要部拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【００３７】
図１〜図４において、泥水シールド掘進機１０は、地盤を切削する複数のビット１１ａ，１１ａ…を前面に設けてなるカッターヘッド１１の後方に、筒状をしたシールド１２を配置している。該シールド１２の内側は、隔壁１３により前後が区切られている。また、カッターヘッド１１と隔壁１３との間、すなわちカッターヘッド１１の後方には、掘削土砂が取り込まれるチャンバ１４を設けている。該チャンバ１４には、隔壁１３に取り付けてなる送泥管１５、排泥管１６、礫破砕装置１７が連結されている。
【００３８】
前記カッターヘッド１２は、図２に示すように、駆動モータ１８の駆動で回転する回転軸１９を介して、隔壁１３に回転可能に取り付けられている。
【００３９】
前記送泥管１５は、該チャンバ１４内に泥水を供給するもので、一端部側をチャンバ１４内に開口させて、隔壁１３に取り付けられている。
【００４０】
前記排泥管１６は、カッターヘッド１１による掘削でチャンバ１４内に取り込まれた土砂と前記送泥管１５からの泥水とを攪拌させて排泥水とし、該排泥水をチャンバ１４の外に排出するもので、一端部側をチャンバ１４内に開口させて隔壁１３に取り付け、他端部側をポンプ２３に、分級機２０を介して連結している。
【００４１】
前記礫破砕装置１７は、排泥管１６を通過できない礫を二次破砕して、ポンプ２３を通過できる大きさの礫径にするもので、ハウジング２４と固定歯２６と回転軸２７と駆動モータ２８と回転歯２９とを有して、シングルロールクラッシャーとして構成されている。なお、本実施の形態では、礫破砕装置１７と排泥管１６とは一体化されており、隔壁１３に対して取り付けボルト(図示せず)で着脱可能に取り付けられている。したがって、礫破砕装置１７と排泥管１６とは、作業方法の変更により別のタイプの礫破砕装置１７及び排泥管１６と交換する場合や、保守点検を行う場合に、それぞれ取り外して交換あるいは保守点検を行うことができる構造になっている。
【００４２】
前記ハウジング２４は、カッターヘッド１１と対向している前面側に礫を取り込む取込口２５ａを有し、かつ、後面２４ａが閉じられている筒体として形成されている。また、ハウジング２４の周面２４ｂには排出口２５ｂを設け、該排出口２５ｂと排泥管１６の側面に設けた取込口３２ａとの間を連通管３０で連結している。なお、図１〜図４に示すように、ハウジング２４は、排泥管１６の内径よりも大きな礫を取り込むことができるようにするために、取込口２５ａ側の内径を排泥管１６の内径よりも大きくし、かつ後面２４ａ側に向かって内径が徐々に小さくなるようにして、全体としてコーン状に形成されている。そして、該ハウジング２４は、取込口２５ａをチャンバ１４内に開口させて隔壁１３に取り付けられ、チャンバ１４内の排泥水を連通管３０を通して排泥管１６内へ送る通路の一部として形成されている。
【００４３】
前記固定歯２６は、ハウジング２４におけるコーン形をしている周面２４ｂの内側に、該周面２４ｂの内側から回転軸２７の中心に向かって突出するようにして複数設けられている。
【００４４】
なお、前記ハウジング２４は、取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるコーン形の概略円筒状に形成されたハウジングとしているが、矩形であっても良い。
【００４５】
前記回転軸２７は、該ハウジング２４の後面２４ａを前後方向に貫通し、かつ、該ハウジング２４内を前後方向に延びるようにして、該ハウジング２４の後面２４ａに回転可能に取り付けられている。また、該回転軸２７は、ハウジング２４の後面２４ａの裏側で前記駆動モータ２８と連結され、該駆動モータ２８の駆動により回転するようになっている。さらに、該回転軸２７の外周面には、該回転軸２７と一体に回転するようにして前記回転歯２９が複数取り付けられている。
【００４６】
なお、該回転軸２７は、本実施の形態例では右方向に回転し(図４中に矢印で示すＣ方向)、右側が礫の排出側となる。また、図３及び図４に示すように、回転歯２９を取り付けた回転軸２７は、ハウジング２４の中心に対して左側に偏心しており、回転方向にある隙間が破砕された礫の排出側で、該排出側に送られた礫は排出口２５ｂを通って連通管３０内に順次送り込める構造になっている。さらに、この隙間の大きさを変えると破砕礫径も変えられ、同時に単位時間当たりの破砕処理量も変えることができる。
【００４７】
また、図３及び図４に示すように、回転する回転歯２９の回転中心付近より高い位置での平面方向では、縦断方向と同様に礫を取込み位置では固定歯２６と回転する回転歯２９の間隔が最も広く、隔壁１３から離れる、すなわち、ハウジング２４の奥側に行くにしたがって固定歯２６と回転する回転歯２９の間隔が狭くなる。しかし、回転する回転歯２９の回転中心付近位置が排出口２５ｂとなり設定された礫通過径範囲を広くするため、入口から奥までの間隔は同じとする。
【００４８】
一方、礫破砕装置１７と排泥管１６との接続角度は、シールド機の内部スペースの関係で垂直でなくてもよい。
【００４９】
さらに、本実施例では、前記回転軸２７は、該ハウジング２４の後面２４ａを前後方向に貫通し、かつ、該ハウジング２４内を前後方向に延びるようにして、該ハウジング２４の後面２４ａに回転可能に取り付けられているが、本実施例に直行する位置でも良い。
【００５０】
なお、本実施例では、請求項２である排泥管１６の一端部側をチャンバ１４内に開口させて隔壁１３に取り付けられている場合であるが、図示はしていないが、請求項１では一端部側をチャンバ１４内に開口させていない。
【００５１】
次に、このように構成された泥水シールド掘進機１０の動作を、図１〜図４について説明する。図１に示す構造では、シールド１２の前面に設けられた１次破砕機である円盤状のカッターヘッド１１を駆動モータ１８により回転させ、該カッターヘッド１１で切羽を掘削する。同時に、送泥管１５から泥水を隔壁１３と切羽の間に供給してチャンバ１４内を加圧した泥水で満たし、切羽の安定を図るとともに、掘削した土砂を泥水中に取り込み、これを排泥水として排泥管１６を通して排出するものである。なお、チャンバ１４内には、チャンバ１４内の泥水を攪拌するアジテータ(図示せず)が設けられ、該アジテータを駆動モータ(図示せず)で駆動する構造になっている。
【００５２】
前記カッターヘッド１１で破砕またはそのまま通過したチャンバ１４内の礫のうち、排泥管１６で飲み込みできる大きさの礫は、そのまま排泥管１６の端面に形成されている取込口３２ｂで飲み込まれる。これに対して、取込口３２ｂで飲み込み不能な大きさの礫は、２次破砕機である礫破砕装置１７の取込口２５ａからハウジング２４内に取り込まれる。そして、この取り込まれた礫が固定歯２６と回転歯２９とにより、排泥管１６が飲み込みできる大きさの礫径まで破砕され、これが排出口２５ｂと連通管３０と排泥管１６の側面に設けられている取込口３２ａを順に通って排泥管１６内に取り込まれる。さらに、ポンプ２３の駆動により地上までスムーズにポンプ圧送される。
【００５３】
なお、本実施の形態の構造では、礫破砕装置１７の排出口であるハウジング２４の排出口２５ｂと排泥管１６の側面に設けられている取込口３２ａとを連通管３０で接続しているので、排泥管１６内の流速により連通管３０内が負圧となる。このため、チャンバ１４内の排泥水がハウジング２４と連通管３０を通って排泥管１６内に向かう流れがスムーズに作られ、カッターヘッド１１で掘削破砕された礫は、該礫破砕装置１７内を通過しやすくなり、該礫破砕装置１７内で破砕された後、連通管３０を通って排泥管１６内へスムーズに送られる。これにより、排泥管１６では礫を含む土砂を安定して取り込むことができる。
【００５４】
また、このように構成された泥水シールド掘進機１０は、礫破砕装置１７及び排泥管１６が着脱可能になっているので、隔壁１３と分級機２０の間に配設される礫破砕装置１７及び排泥管１６等を交換することができる。
【００５５】
図５は、２次破砕機である礫破砕装置１７と礫取り箱３４及び３次破砕機３３の両方を設けた実施例である。この実施例は、礫破砕装置１７を通って分級機２０に向かって送られて来る礫を、３次破砕機３３でポンプ２３を通過することができる大きさの礫径に再度破砕し、分級機２０側に排出する。
【００５６】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を実施するための泥水シールド掘進時の概略構成断面図。
【図２】同上泥水シールド掘進機の要部拡大断面図。
【図３】図２のＡ-Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ-Ｂ線拡大断面図。
【図５】大きい礫が出現する地盤で本発明を実施するための泥水シールド掘進時の概略構成断面図。
【図６】礫径が大きくなかったり、少量の礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時の概略構成断面図。
【図７】大きい礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時の概略構成断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 泥水シールド掘進機
１１ カッターヘッド
１２ シールド
１３ 隔壁
１４ チャンバ
１５ 送泥管
１６ 排泥管
１７ 礫破砕装置(シングルロールクラッシャー)
１８ 駆動モータ
１９ 回転軸
２０ 分級機
２１ ポンプ
２３ ポンプ
２４ ハウジング
２４ａ 後面
２４ｂ 周面
２５ａ 取込口
２５ｂ 排出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥水シールド掘進機及び泥水シールド工法に関するものであり、特に、礫質地盤を連続的に掘進することのできる泥水シールド掘進機及び泥水シールド工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人口集中の著しい主要都市部の地下空間にトンネル建造物を構築する方法として、泥水シールド工法が従来から知られている。而して、従来の泥水シール掘進機及び泥水シールド工法を図６及び図７に従って説明する。尚、図６及び図７中に記載され、且つ、符号を付して説明した構成以外であつて、符号のみを付した構成は本発明の実施例と共通している部分であるから該実施例に用いた符号を付し、その説明を省略する。
【０００３】
図６は、礫径が大きくなかったり、少量の礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時を示し、シングルロールクラッシャーである礫破砕装置を設けずに、チャンバ１４と分級機２０との間に排泥管１６だけを設けたものである。この場合は、カッターヘッド１１を駆動モータにより回転させて切羽を掘削するとともに、送泥管１５から泥水を供給してチャンバ１４内を泥水で満たし、掘削した土砂を該泥水中に取り込んで排泥水とし、この排泥水を排泥管１６の端面における取込口３２ｂを通して排出する。
【０００４】
図７は、大きい礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時を示し、２次破砕機である前記礫破砕装置を設けずに、チャンバ１４と分級機２０との間に排泥管１６と礫取り箱３４及び破砕機３３を２次破砕機として設け、該排泥管１６内を通って分級機２０に向かって送られて来る礫を、破砕機３３でポンプ２３を通過することができる大きさの礫径に再度破砕し、分級機２０側に排出する。
【０００５】
なお、符号３５はシールドジャッキ、符号３６はセグメント、符号２１は排泥管１６内
排泥水のポンプ２３までの流速を速めるためのポンプである。
【０００６】
礫が出現する泥水シールド工法では、礫径を最終的にはポンプを通過できる径以下に破砕する必要があり、一般的には、図７に示すように、カッターヘッドでの一次破砕、ポンプ前での二次破砕を行う。しかし、カッターヘッドを通過する礫径表示は短径であることから、排泥管の閉塞、ポンプ前の破砕機が飲込めない可能性やポンプを通過できない可能性が高いため、礫取り箱や分級機で取除く頻度が高い。この礫取り箱や分級機で取除く頻度を少なくする方法が特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００７】
又、特許文献１及び特許文献２には、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド工法を用いた設備で、排泥管の取込口を閉塞した礫をロッドを往復させて破砕する礫除去手段を設けた泥水シールド掘進装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１１３２１３号公報。
【特許文献２】特開２００２−１６８０９１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に記載の泥水シールド掘進装置は、排泥管の取込口が礫で閉塞された際、該排泥管取込口を閉塞している礫を往復するロッドで破砕する技術が用いられているが、この装置の排泥管取込口における土砂の取込み量は、取込口の礫をロッドで破砕するまでの間は、取込口が塞がれていることから一定にならず、掘進速度制御、ポンプ運転制御に影響を及ぼす問題があった。また、計画的な破砕径でないために、地上まで圧送することができる大きさの礫径になるまで、該礫を含む土砂を計画的に破砕することができないという問題があった。
【０００９】
そこで、礫を含む地盤における泥水シールド掘進工法において、隔壁の礫取込み口を閉塞させないで礫を含む土砂の一定の量を取込むことができ、且つ、該礫を含む排泥水を地上に向けて排出するため、排泥管、礫破砕装置またはポンプそれぞれの礫通過可能径以下に礫を破砕できる破砕装置内蔵の泥水シールド機および泥水シールド工法を提供するために解決せられるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、前記チャンバ内に開口させた取込口と前記排泥管の取込口に連結された排出口とを有して前記チャンバ内の排泥水を前記排泥管内へ送る通路の一部として配設されているとともに、前記取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジングと、該ハウジングの内周面に取り付けた固定歯と、前記固定歯と対向して該ハウジング内に回転可能に配設され、該固定歯との間に飲み込まれた前記切削土砂に含まれる礫を少なくとも前記排泥管の内径よりも小さな礫径に破砕して前記排出口側へ送る回転歯とを備えてなるシングルロールクラッシャーを設けた泥水シールド掘進機を提供する。
【００１１】
この構成によれば、チャンバ内の排泥水を排泥管に送る通路内に後方側に向かって徐々に小さくなるコーン状のハウジングを設けたシングルロールクラッシャーで、該ハウジング内に取り込まれた礫を含む土砂を計画的に破砕する。該破砕された礫を含む土砂は、自然落下と回転歯の回転により該シングルロールクラッシャーと接続されている排泥管に導かれる。また、チャンバ側に大きな取込口を設けたハウジングとすることで後続の排泥管径より大きな礫を飲込みやすく、この大きな礫をシングルロールクラッシャーにより粉砕して、計画的に後続の排泥管径よりも小さな礫径にすることができる。さらに、礫径を地上まで圧送するポンプ通過径以下に設定することも可能になる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記ハウジングの上記排出口とチャンバ内に開口させた前記排泥管とを連通管で接続している泥水シールド掘進機を提供する。
【００１３】
この構成によれば、ハウジングの排出口をチャンバ内に通じる排泥管の取込口と接続することで、大きな礫はシングルロールクラッシャーを通して排泥管に取り込まれ、シングルロールクラッシャーを通らず排泥管の入口へ直接向かう大きな礫は少なくする。また、排泥管内を排泥水が流れるとき、シングルロールクラッシャーの排出口が排泥管の流速により負圧となるため、排泥管に引き込まれ、シングルロールクラッシャー内を礫が通過しやすくなる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、上記回転歯の回転面が非円形回転する泥水シールド掘進機を提供する。
【００１５】
この構成によれば、回転歯の回転がハウジングに対して偏心していることにより揺動運動が加わり、礫が打撃されることで破砕されやすく、また破砕された礫を排出口に向けて排出しやすくなる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記シングルロールクラッシャーと上記排泥管は、上記隔壁に対して一体に脱着可能に構成されてなる泥水シールド掘進機を提供する。
【００１７】
この構成によれば、上記シングルロールクラッシャーと上記排泥管を一体に隔壁から取り外して、別のシングルロールクラッシャー及び排泥管等と交換することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、前記シングルロールクラッシャーの上記回転歯の回転方向を上記カッターヘッドの回転方向と同一方向に設定してなる泥水シールド掘進機を提供する。
【００１９】
この構成によれば、回転歯を回転させる軸を掘削方向に伸長させて配置することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記排泥水内に含まれる礫を、請求項１，２，３，４または５記載のシングルロールクラッシャーでポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送する泥水シールド工法を提供する。
【００２１】
この方法によれば、礫を、隔壁の直後に設けられているシングルロールクラッシャーにより、地上まで圧送することが可能な大きさの礫径に破砕すると、隔壁と地上との間に礫を破砕する破砕装置を別途設ける必要がなくなる。したがって、礫率が低く大礫の少ない地盤の場合、あるいは一部礫区間がある場合に適する。
【００２２】
請求項７記載の発明は、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水切と削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上まで圧送するポンプの上流側に、該ポンプを通過可能な大きさの礫径に破砕する礫破砕装置を設置してなる地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記礫破砕装置を通過する礫のうち、前記排泥管径より大きい外径の礫を前記シングルロールクラッシャーで破砕して前記排泥管に送るとともに、直接前記排泥管を経て前記排泥管内に取り込まれた小さな外径の礫を含む前記排泥水と混合した後、該混合した排泥水に含まれる礫を前記ポンプ前の礫破砕装置でポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送する泥水シールド工法を提供する。
【００２３】
この方法によれば、大礫を多く含み礫率が高い地盤の場合では、シングルロールクラッシャー能力と掘進速度とのバランス、設備の設置スペース制約等があるが、ポンプ前に破砕装置を別に設けて、該破砕装置でシングルロールクラッシャー通過後の礫を再度破砕するようにすることにより、シングルロールクラッシャーを小型化することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明は、後続の排泥管径よりも大きな径を有する取込口を設けたシングルロールクラッシャーで大きな礫を飲み込み、これを後続の排泥管径よりも小さく破砕して後続の排泥管に向かわせることができるので、後続の排泥管での礫の取込みがスムーズに行われる。
【００２５】
また、シングルロールクラッシャーにおいて、破砕する礫径を地上まで圧送するポンプ通過径以下に設定すると、ポンプ通過前における礫破砕装置を無くして設備を小型化することが可能になる。これにより、設置スペースに制限を受けることもなくなる
【００２６】
さらに、シングルロールクラッシャーの回転歯を連続回転させて礫の破砕を連続して行うことができるため破砕作業効率が向上する。
【００２７】
請求項２記載の発明は、排泥管側から作用するシングルロールクラッシャー内に発生する負圧を利用して、破砕した礫を該シングルロールクラッシャーからスムーズに排出することができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、作業性の向上が図れる。
【００２８】
さらに、チャンバ内に開口させた取込口とチャンバ内に開口させた排泥管の２箇所で礫を含む排泥水を取込むことができるので、シングルロールクラッシャー小型化することが可能になる。これにより、設置スペースに制限を受けることもなくなるとともに、請求項１記載の発明の効果に加えて、作業性の向上が図れる。
【００２９】
請求項３記載の発明は、シングルロールクラッシャー内に取り込んだ礫を固定歯と回転歯との間にスムーズに取り込んで破砕し、破砕後の礫を排泥管の取込口に通じている排出口に向けて排出させることができるので、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、さらに作業性の向上が図れる。
【００３０】
請求項４記載の発明は、工法の一部変更や保守点検等により、シングルロールクラッシャーと排泥管の脱着が必要になったとき、シングルロールクラッシャーと排泥管を一体に脱着させて交換、あるいは、点検作業を行うことができるので、請求項１，２または３記載の発明の効果に加えて、使用範囲の拡大及び保守点検作業の向上が図れる。
【００３１】
請求項５記載の発明は、回転歯を回転させる回転軸を掘削方向に伸長させて配置することができるので、請求項１，２，３または４記載の発明の効果に加えて、設備の小型化又は大型化が可能で、処理量に適合させやすくなる。
【００３２】
請求項６記載の発明は、隔壁と地上との間に礫を破砕する破砕装置を別途設ける必要がないので、設備の小型化が可能になる。また、隔壁部分におけるシングルロールクラッシャーを小型化することが可能で、設備の設置スペースに制約を受けることも少なくなる。特に、礫率が低く大礫の少ない地盤を作業するときや一部礫区間がある地盤を作業するときに適する。
【００３３】
請求項７記載の発明は、隔壁部分におけるシングルロールクラッシャーを小型化することができるので、設備の設置スペースに制約を受けることが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明は、礫を含む地盤における泥水シールド工法において、隔壁の礫取込み口を閉塞させないで礫を含む土砂の一定の量を取込むことができ、且つ、該礫を含む排泥水を地上に向けて排出するため、排泥管、礫破砕装置またはポンプそれぞれの礫通過可能径以下に礫を破砕できる破砕装置を内蔵した泥水シールド機および泥水シールド工法を提供すると云う目的を達成するため、カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、前記チャンバ内に開口させた取込口と該チャンバ内に開口した排泥管の取込口に連結された排出口とを有して前記チャンバ内の排泥水を前記排泥管内へ送る通路の一部として配設されているとともに、前記取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジングと、該ハウジングの内周面に取り付けた固定歯と、前記固定歯と対向して該ハウジング内に回転可能に配設され、該固定歯との間に飲み込まれた前記切削土砂に含まれる礫を少なくとも前記排泥管の内径よりも小さな礫径に破砕して前記排出口側へ送る回転歯とを備えてなるシングルロールクラッシャーを設けたことにより実現した。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の泥水シールド工法について泥水シールド掘進機とともに好適な実施例をあげて説明する。
【００３６】
図１は、本発明の泥水シールド工法を実施する泥水シールド掘進機全体の概略構成断面図、図２は該泥水シールド掘進機の要部拡大断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【００３７】
図１〜図４において、泥水シールド掘進機１０は、地盤を切削する複数のビット１１ａ，１１ａ…を前面に設けてなるカッターヘッド１１の後方に、筒状をしたシールド１２を配置している。該シールド１２の内側は、隔壁１３により前後が区切られている。また、カッターヘッド１１と隔壁１３との間、すなわちカッターヘッド１１の後方には、掘削土砂が取り込まれるチャンバ１４を設けている。該チャンバ１４には、隔壁１３に取り付けてなる送泥管１５、排泥管１６、礫破砕装置１７が連結されている。
【００３８】
前記カッターヘッド１２は、図２に示すように、駆動モータ１８の駆動で回転する回転軸１９を介して、隔壁１３に回転可能に取り付けられている。
【００３９】
前記送泥管１５は、該チャンバ１４内に泥水を供給するもので、一端部側をチャンバ１４内に開口させて、隔壁１３に取り付けられている。
【００４０】
前記排泥管１６は、カッターヘッド１１による掘削でチャンバ１４内に取り込まれた土砂と前記送泥管１５からの泥水とを攪拌させて排泥水とし、該排泥水をチャンバ１４の外に排出するもので、一端部側をチャンバ１４内に開口させて隔壁１３に取り付け、他端部側をポンプ２３に、分級機２０を介して連結している。
【００４１】
前記礫破砕装置１７は、排泥管１６を通過できない礫を二次破砕して、ポンプ２３を通過できる大きさの礫径にするもので、ハウジング２４と固定歯２６と回転軸２７と駆動モータ２８と回転歯２９とを有して、シングルロールクラッシャーとして構成されている。なお、本実施の形態では、礫破砕装置１７と排泥管１６とは一体化されており、隔壁１３に対して取り付けボルト(図示せず)で着脱可能に取り付けられている。したがって、礫破砕装置１７と排泥管１６とは、作業方法の変更により別のタイプの礫破砕装置１７及び排泥管１６と交換する場合や、保守点検を行う場合に、それぞれ取り外して交換あるいは保守点検を行うことができる構造になっている。
【００４２】
前記ハウジング２４は、カッターヘッド１１と対向している前面側に礫を取り込む取込口２５ａを有し、かつ、後面２４ａが閉じられている筒体として形成されている。また、ハウジング２４の周面２４ｂには排出口２５ｂを設け、該排出口２５ｂと排泥管１６の側面に設けた取込口３２ａとの間を連通管３０で連結している。なお、図１〜図４に示すように、ハウジング２４は、排泥管１６の内径よりも大きな礫を取り込むことができるようにするために、取込口２５ａ側の内径を排泥管１６の内径よりも大きくし、かつ後面２４ａ側に向かって内径が徐々に小さくなるようにして、全体としてコーン状に形成されている。そして、該ハウジング２４は、取込口２５ａをチャンバ１４内に開口させて隔壁１３に取り付けられ、チャンバ１４内の排泥水を連通管３０を通して排泥管１６内へ送る通路の一部として形成されている。
【００４３】
前記固定歯２６は、ハウジング２４におけるコーン形をしている周面２４ｂの内側に、該周面２４ｂの内側から回転軸２７の中心に向かって突出するようにして複数設けられている。
【００４４】
なお、前記ハウジング２４は、取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるコーン形の概略円筒状に形成されたハウジングとしているが、矩形であっても良い。
【００４５】
前記回転軸２７は、該ハウジング２４の後面２４ａを前後方向に貫通し、かつ、該ハウジング２４内を前後方向に延びるようにして、該ハウジング２４の後面２４ａに回転可能に取り付けられている。また、該回転軸２７は、ハウジング２４の後面２４ａの裏側で前記駆動モータ２８と連結され、該駆動モータ２８の駆動により回転するようになっている。さらに、該回転軸２７の外周面には、該回転軸２７と一体に回転するようにして前記回転歯２９が複数取り付けられている。
【００４６】
なお、該回転軸２７は、本実施の形態例では右方向に回転し(図４中に矢印で示すＣ方向)、右側が礫の排出側となる。また、図３及び図４に示すように、回転歯２９を取り付けた回転軸２７は、ハウジング２４の中心に対して左側に偏心しており、回転方向にある隙間が破砕された礫の排出側で、該排出側に送られた礫は排出口２５ｂを通って連通管３０内に順次送り込める構造になっている。さらに、この隙間の大きさを変えると破砕礫径も変えられ、同時に単位時間当たりの破砕処理量も変えることができる。
【００４７】
また、図３及び図４に示すように、回転する回転歯２９の回転中心付近より高い位置での平面方向では、縦断方向と同様に礫を取込み位置では固定歯２６と回転する回転歯２９の間隔が最も広く、隔壁１３から離れる、すなわち、ハウジング２４の奥側に行くにしたがって固定歯２６と回転する回転歯２９の間隔が狭くなる。しかし、回転する回転歯２９の回転中心付近位置が排出口２５ｂとなり設定された礫通過径範囲を広くするため、入口から奥までの間隔は同じとする。
【００４８】
一方、礫破砕装置１７と排泥管１６との接続角度は、シールド機の内部スペースの関係で垂直でなくてもよい。
【００４９】
さらに、本実施例では、前記回転軸２７は、該ハウジング２４の後面２４ａを前後方向に貫通し、かつ、該ハウジング２４内を前後方向に延びるようにして、該ハウジング２４の後面２４ａに回転可能に取り付けられているが、本実施例に直行する位置でも良い。
【００５０】
なお、本実施例では、請求項２である排泥管１６の一端部側をチャンバ１４内に開口させて隔壁１３に取り付けられている場合であるが、図示はしていないが、請求項１では一端部側をチャンバ１４内に開口させていない。
【００５１】
次に、このように構成された泥水シールド掘進機１０の動作を、図１〜図４について説明する。図１に示す構造では、シールド１２の前面に設けられた１次破砕機である円盤状のカッターヘッド１１を駆動モータ１８により回転させ、該カッターヘッド１１で切羽を掘削する。同時に、送泥管１５から泥水を隔壁１３と切羽の間に供給してチャンバ１４内を加圧した泥水で満たし、切羽の安定を図るとともに、掘削した土砂を泥水中に取り込み、これを排泥水として排泥管１６を通して排出するものである。なお、チャンバ１４内には、チャンバ１４内の泥水を攪拌するアジテータ(図示せず)が設けられ、該アジテータを駆動モータ(図示せず)で駆動する構造になっている。
【００５２】
前記カッターヘッド１１で破砕またはそのまま通過したチャンバ１４内の礫のうち、排泥管１６で飲み込みできる大きさの礫は、そのまま排泥管１６の端面に形成されている取込口３２ｂで飲み込まれる。これに対して、取込口３２ｂで飲み込み不能な大きさの礫は、２次破砕機である礫破砕装置１７の取込口２５ａからハウジング２４内に取り込まれる。そして、この取り込まれた礫が固定歯２６と回転歯２９とにより、排泥管１６が飲み込みできる大きさの礫径まで破砕され、これが排出口２５ｂと連通管３０と排泥管１６の側面に設けられている取込口３２ａを順に通って排泥管１６内に取り込まれる。さらに、ポンプ２３の駆動により地上までスムーズにポンプ圧送される。
【００５３】
なお、本実施の形態の構造では、礫破砕装置１７の排出口であるハウジング２４の排出口２５ｂと排泥管１６の側面に設けられている取込口３２ａとを連通管３０で接続しているので、排泥管１６内の流速により連通管３０内が負圧となる。このため、チャンバ１４内の排泥水がハウジング２４と連通管３０を通って排泥管１６内に向かう流れがスムーズに作られ、カッターヘッド１１で掘削破砕された礫は、該礫破砕装置１７内を通過しやすくなり、該礫破砕装置１７内で破砕された後、連通管３０を通って排泥管１６内へスムーズに送られる。これにより、排泥管１６では礫を含む土砂を安定して取り込むことができる。
【００５４】
また、このように構成された泥水シールド掘進機１０は、礫破砕装置１７及び排泥管１６が着脱可能になっているので、隔壁１３と分級機２０の間に配設される礫破砕装置１７及び排泥管１６等を交換することができる。
【００５５】
図５は、２次破砕機である礫破砕装置１７と礫取り箱３４及び３次破砕機３３の両方を設けた実施例である。この実施例は、礫破砕装置１７を通って分級機２０に向かって送られて来る礫を、３次破砕機３３でポンプ２３を通過することができる大きさの礫径に再度破砕し、分級機２０側に排出する。
【００５６】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を実施するための泥水シールド掘進時の概略構成断面図。
【図２】同上泥水シールド掘進機の要部拡大断面図。
【図３】図２のＡ-Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ-Ｂ線拡大断面図。
【図５】大きい礫が出現する地盤で本発明を実施するための泥水シールド掘進時の概略構成断面図。
【図６】礫径が大きくなかったり、少量の礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時の概略構成断面図。
【図７】大きい礫が出現する地盤の一般的な泥水シールド掘進機による掘進時の概略構成断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０ 泥水シールド掘進機
１１ カッターヘッド
１２ シールド
１３ 隔壁
１４ チャンバ
１５ 送泥管
１６ 排泥管
１７ 礫破砕装置(シングルロールクラッシャー)
１８ 駆動モータ
１９ 回転軸
２０ 分級機
２１ ポンプ
２３ ポンプ
２４ ハウジング
２４ａ 後面
２４ｂ 周面
２５ａ 取込口
２５ｂ 排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、
前記チャンバ内に開口させた取込口と排泥管の取込口に連結された排出口とを有して前記チャンバ内の排泥水を前記排泥管内へ送る通路の一部として配設されているとともに、前記取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジングと、該ハウジングの内周面に取り付けた固定歯と、前記固定歯と対向して該ハウジング内に回転可能に配設され、該固定歯との間に飲み込まれた前記切削土砂に含まれる礫を少なくとも前記排泥管の内径よりも小さな礫径に破砕して前記排出口側へ送る回転歯とを備えてなるシングルロールクラッシャーを設けたことを特徴とする泥水シールド掘進機。
【請求項２】
上記ハウジングの上記排出口とチャンバ内に開口させた前記排泥管とを連通管で接続していることを特徴とする請求項１記載の泥水シールド掘進機。
【請求項３】
上記回転歯の回転面が非円形回転することを特徴とする請求項１または２記載の泥水シールド掘進機。
【請求項４】
上記シングルロールクラッシャーと上記排泥管は、上記隔壁に対して一体に脱着可能に構成されてなることを特徴とする請求項１，２または３記載の泥水シールド掘進機。
【請求項５】
前記シングルロールクラッシャーの上記回転歯の回転方向を上記カッターヘッドの回転方向と同一方向に設定してなることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の泥水シールド掘進機。
【請求項６】
カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記排泥水内に含まれる礫を、請求項１，２，３，４または５記載のシングルロールクラッシャーでポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送することを特徴とする泥水シールド工法。
【請求項７】
カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上まで圧送するポンプの上流側に、該ポンプを通過可能な大きさの礫径に破砕する礫破砕装置を設置してなる地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記礫破砕装置を通過する礫のうち、前記排泥管径より大きい外径の礫を前記シングルロールクラッシャーで破砕して前記排泥管に送るとともに、直接前記排泥管を経て前記排泥管内に取り込まれた小さな外径の礫を含む前記排泥水と混合した後、該混合した排泥水に含まれる礫を前記ポンプ前の礫破砕装置でポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送することを特徴とする泥水シールド工法。
【請求項１】
カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド掘進機において、
前記チャンバ内に開口させた取込口と排泥管の取込口に連結された排出口とを有して前記チャンバ内の排泥水を前記排泥管内へ送る通路の一部として配設されているとともに、前記取込口の内径が前記排泥管の内径よりも大きく、また後方側に向かって徐々に小さくなるハウジングと、該ハウジングの内周面に取り付けた固定歯と、前記固定歯と対向して該ハウジング内に回転可能に配設され、該固定歯との間に飲み込まれた前記切削土砂に含まれる礫を少なくとも前記排泥管の内径よりも小さな礫径に破砕して前記排出口側へ送る回転歯とを備えてなるシングルロールクラッシャーを設けたことを特徴とする泥水シールド掘進機。
【請求項２】
上記ハウジングの上記排出口とチャンバ内に開口させた前記排泥管とを連通管で接続していることを特徴とする請求項１記載の泥水シールド掘進機。
【請求項３】
上記回転歯の回転面が非円形回転することを特徴とする請求項１または２記載の泥水シールド掘進機。
【請求項４】
上記シングルロールクラッシャーと上記排泥管は、上記隔壁に対して一体に脱着可能に構成されてなることを特徴とする請求項１，２または３記載の泥水シールド掘進機。
【請求項５】
前記シングルロールクラッシャーの上記回転歯の回転方向を上記カッターヘッドの回転方向と同一方向に設定してなることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の泥水シールド掘進機。
【請求項６】
カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記排泥水内に含まれる礫を、請求項１，２，３，４または５記載のシングルロールクラッシャーでポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送することを特徴とする泥水シールド工法。
【請求項７】
カッターヘッド後方に設けたチャンバに隔壁を介して送泥管と排泥管を接続し、該チャンバ内に送泥管を経て泥水を送り、該泥水と切削土砂とが混合された排泥水を排泥管を経て地上まで圧送するポンプの上流側に、該ポンプを通過可能な大きさの礫径に破砕する礫破砕装置を設置してなる地盤掘削する泥水シールド工法において、請求項１，２，３，４または５記載の泥水シールド掘進機を用い、前記礫破砕装置を通過する礫のうち、前記排泥管径より大きい外径の礫を前記シングルロールクラッシャーで破砕して前記排泥管に送るとともに、直接前記排泥管を経て前記排泥管内に取り込まれた小さな外径の礫を含む前記排泥水と混合した後、該混合した排泥水に含まれる礫を前記ポンプ前の礫破砕装置でポンプ通過可能な大きさの礫径に破砕して地上までポンプ圧送することを特徴とする泥水シールド工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−４１３４５（Ｐ２００９−４１３４５Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１０５２４（Ｐ２００７−２１０５２４）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００１７２８１３）佐藤工業株式会社 (73)
【出願人】（３９１００５８７９）東洋工業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００１７２８１３）佐藤工業株式会社 (73)
【出願人】（３９１００５８７９）東洋工業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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