(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003606730.tif 000002
【図２】
0003606730.tif 000003
【図３】
0003606730.tif 000004
【図４】
0003606730.tif 000005
【図５】
0003606730.tif 000006