(57)【要約】 【課題】カッタ寿命を向上させるとともに、掘削途中に発生する各種の付随作業、具体的には障害物の除去、止水や切羽自立のための地盤改良、砂礫掘削土砂の泥土化などに対して迅速に対応できる多機能型噴射装置を提供する。  【解決手段】掘削ヘッド２面に複数の噴射ノズル１３、１３…を備え、前記掘削機内または掘削機外に、前記噴射ノズル１３を共通の噴射口とする超高圧水供給ユニット１４、作泥土材供給ユニット１５および地盤固化材供給ユニット１６を備え、前記噴射ノズル１３から噴射される噴射液を任意に切換え可能とすると共に、回転ヘッドの回転に沿って噴射ノズルを所定の円軌道で連続回転させ、あるいは噴射ノズルの噴射方向を変化させるノズル取付構造を採る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機の掘削ヘッド面に取付けられる多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造であって、
前記掘削ヘッド面内に略埋設された回転可能な回転ヘッドに対し、この回転ヘッドの回転軸心から偏位した位置に前記噴射ノズルを設け、前記掘削ヘッドの回転による移動とは別に、前記噴射ノズルを前記回転ヘッドの回転により所定の円軌跡に沿って連続的に回転運動させるようにしたことを特徴とする多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造。
【請求項２】
掘削機の掘削ヘッド面に取付けられる多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造であって、
前記掘削ヘッド面内に略埋設された回転可能な回転ヘッドに対し、この回転ヘッドの回転軸心方向に対して噴射軸を傾斜させた状態で前記噴射ノズルを設け、前記回転ヘッドの回転により前記噴射ノズルの噴射方向を連続的に変化させるようにしたことを特徴とする多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造。
【請求項３】
掘削機の掘削ヘッド面に取付けられる多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造であって、
前記掘削ヘッド面内に略埋設された回転可能な回転ヘッドに対し、この回転ヘッドの回転軸心から偏位しかつ回転ヘッドの回転軸心方向に対して噴射軸を傾斜させた状態で前記噴射ノズルを設け、前記掘削ヘッドの回転による移動とは別に、前記噴射ノズルを前記回転ヘッドの回転により所定の円軌跡に沿って連続的に回転運動させるとともに、噴射ノズルの噴射方向を連続的に変化させるようにしたことを特徴とする多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造。
【請求項４】
前記噴射ノズルを埋設された球体状ノズルとし、噴射停止時に前記球体状ノズルを回転させ噴射口を閉鎖することにより、噴射ノズルの目詰まりを防止する請求項１〜３のいずれか一項に記載の多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造。
【請求項５】
前記球体状ノズルに直線状の噴射液流路の他に、この噴射液流路より分岐する逆洗用流路を形成し、前記噴射停止時に別途形成した洗浄水流路から前記逆洗用流路に洗浄水を逆流させるようにした請求項４記載の多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド機、ＴＢＭなどのトンネル掘削機、大型構造物の基礎杭施工用掘削機、地下空間用の地下掘削機などの掘削機において、ビット類の寿命向上を図るとともに、掘削中に生じる種々の問題、具体的には前方に巨礫、障害物が出現したためこれを破砕したい場合、砂礫層に進入したため地山の土質性状を変化させたい場合、ビット交換などのために切羽地山の止水、改良などを必要とする場合などの各ケースに総合的に対応できるようにした掘削機に好適に適用される多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉式シールド機などによるトンネル施工の場合、掘削中にカッタヘッドの前面に巨礫や流木、あるいはコンクリートやシートパイルなどの障害物が出現することがある。この場合、そのまま掘進した場合にはカッタヘッドに損傷が生じたり、土砂排出装置等に異常が発生したりするため、地上から薬液注入などによる地盤改良を行い止水および切羽の自立を図った後、シールド機のカッタチャンバ内に作業員が入り障害物を除去している。近年、特開昭６３−１１７９４号公報、特開平３−５５３９６号公報などに示されるように、巨礫や流木、コンクリート類などの障害物を効率的に除去するために、カッタヘッド面に超高圧水噴射ノズルを備えた掘削機が提案されている。
【０００３】
一方、シールド工事においては、掘進距離の長距離化や掘進深度の増大など施工条件は益々厳しいものになってきている。掘進距離が増すことに伴い、カッタビットの耐久性が求められ、各種の長寿命ビットの開発も行われているが、全掘削長をビット交換無しに掘削することは到底不可能であり、必ず掘削中に何回かのビット交換作業を必要とする。かかるビット交換作業は、予めビットの摩耗量予測の下、交換予定距離毎に地上側から掘削進路周辺の地盤改良を行って止水および地盤固化を図り、シールド機がこの地盤改良部位に到達した時に一時的に掘削作業を中止し、カッタチャンバ内に作業員が入り手作業によりビット交換を行っている。
【０００４】
他方、掘削深度が増大することに伴い、掘削地盤の土質は砂礫層や岩盤層へと変化するため、このような地盤種の掘削も可能なようにカッタビットの他、ディスクカッタなどのローラビットを装着した複合型のシールド機が採用されるケースが増えている。このような場合には、ビット類の寿命は軟弱地盤を掘削する場合に比べると著しく短命となり、頻繁にビット交換を行わなければならない状況にある。また、シールド機が砂礫層に突入した場合には、砂礫掘削土砂に不透水性を与えるとともに、塑性流動化を促進するため、カッタヘッドの中心部から作泥土材を注入したりしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、掘削機によるトンネル掘削においては、掘削中に種々の問題が生じ、その時々にこれらの問題に具体的に対処している。たとえば、掘削進路の前方に各種障害物が出現した場合には、これを効率的に取り除く必要があり、またビット交換に際しては切羽周辺地盤の止水や自立安定のために地盤改良を行っている。さらに砂礫層に突入した場合には、掘削砂礫に対して作泥土材を注入して掘削土砂に不透水性を付与するとともに、土砂の塑性流動化を図るなどの処置が必要となる。しかし、これら掘削途中に発生する各種の付随作業のために掘削効率が低下し、掘削工程の長期化を招くなど全体工程に多大な影響を及ぼすなどの問題が生じている。
【０００６】
また、前記薬液注入などによる地盤改良は、地上側から注入管を挿入して行っているが、地上が河川域であったり、既に建築物が建設されていたりすると、地盤改良工事自体が困難であるなどの問題が発生している。
【０００７】
一方、前記特開昭６３−１１７９４号公報、特開平３−５５３９６号公報などに示されるように、超高圧水噴射によって障害物を切断するようにする方法は非常に有効ではあるものの、同公報に示される噴射方法は、単に所定位置に設けたあるいは規制された範囲しか移動できない噴射ノズルより超高圧水を噴射させるものであり、障害物を細かく粉砕することは困難である。したがって、そのまま切断した障害物を土砂排出装置によって排出することはできないため、やはりカッタチャンバの中に作業員が入り、切断した障害物を人力により除去する必要がある。
【０００８】
また、泥水シールド機や土圧シールド機などにおいて、掘削砂礫土砂に作泥土材の注入を行う場合であっても、実際は掘削ヘッドの前面側において作泥土材の注入により掘削土と作泥土材とが均一に混合されることは少なく、カッタチャンバの内部に取り込まれた後にアジテータなどの攪拌翼を用いて均一混合を図っているのが現状である。従って、摩擦係数の大きな砂礫等がカッタヘッドに直接的に接触することにより、カッタや面板の摩耗が極端に早いなどの問題が発生している。
【０００９】
他方、掘削機によるトンネル掘削技術においては、全削孔費に占めるカッタ費の比率が大きいため、カッタの交換回数が増えればその分だけ必然的に削孔費が増大する。したがって、掘削効率を低下させることなくカッタ寿命の延命化を図ること、あるいは掘削効率の向上などが恒久的な課題として存在する。
【００１０】
本発明は、カッタの寿命向上を図るとともに、掘削途中に発生する各種の付随作業、具体的には障害物の除去、止水や切羽自立のための地盤改良、砂礫掘削土砂の泥土化などに対して迅速に対応できるようにし掘削効率の向上を実現し得る多機能型噴射装置を提供すること、並びに掘削進路の前方に出現した障害物を細かく破砕し土砂排出装置等により通常の掘削土砂と同様に排出することを可能とし、また作泥土材と切羽地山との均一混合を可能とした多機能型噴射装置の噴射ノズル取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、掘削ヘッド面に設けた噴射ノズルより超高圧水、作泥土材または地盤固化材を選択的に噴射できるようにし、掘削中に直面する種々の問題に対して総合的にかつ迅速に対応することができる。具体的に、掘削予定進路の前方に巨礫、障害物等が出現した場合には、前記超高圧水の噴射によりこれを破壊することができ、また砂礫層に突入した場合には作泥土材の噴射により掘削土砂を泥土化することができる。また、カッタ交換などにより止水や切羽地山の自立が必要である場合には、直接掘削面の前方および上方に地盤固化材を噴射し地盤の固結を図ることができる。
【００１２】
さらに、前記超高圧水を噴射させて切羽地山に溝や割れ目を形成しながら掘進することにより、または超高圧水噴射により出現した障害物の破砕を行うことにより、さらに掘削ヘッド前面の砂礫掘削土砂の泥土化により、カッタの負荷が低減するためビット類の寿命を向上させることができる。他の付随効果としては、噴射水の冷却効果によって摩耗を低減できる。以上より、カッタ交換の頻度が少なくなるとともに、効率的にカッタ交換ができるようになり、もって工費の低減化および工期の短縮化を図ることができるようになる。また、地盤改良は直接掘削機からの固化材噴射により行うため、地上占有状況の制約を一切受けることがないなどの利点がもたらされる。
【００１３】
本発明は、掘削機の掘削ヘッド面に取付けられる多機能型噴射装置の噴射ノズルの取付構造であって、
前記掘削ヘッド面内に略埋設された回転可能な回転ヘッドに対し、この回転ヘッドの回転軸心から偏位した位置に前記噴射ノズルを設け、前記掘削ヘッドの回転による移動とは別に、前記噴射ノズルを前記回転ヘッドの回転により所定の円軌跡に沿って連続的に回転運動させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
あるいは、前記掘削ヘッド面内に略埋設された回転可能な回転ヘッドに対し、この回転ヘッドの回転軸心方向に対して噴射軸を傾斜させた状態で前記噴射ノズルを設け、前記回転ヘッドの回転により前記噴射ノズルの噴射方向を連続的に変化させることでもよい。
【００１５】
さらに好ましくは、前記掘削ヘッド面内に略埋設された回転可能な回転ヘッドに対し、この回転ヘッドの回転軸心から偏位しかつ回転ヘッドの回転軸心方向に対して噴射軸を傾斜させた状態で前記噴射ノズルを設け、前記掘削ヘッドの回転による移動とは別に、前記噴射ノズルを前記回転ヘッドの回転により所定の円軌跡に沿って連続的に回転運動させるとともに、噴射ノズルの噴射方向を連続的に変化させることもできる。
【００１６】
この場合に、前記噴射ノズルを埋設された球体状ノズルとし、噴射停止時に前記球体状ノズルを回転させ噴射口を閉鎖することにより、噴射ノズルの目詰まりを防止するのが望ましい。さらに、前記球体状ノズルに直線状の噴射液流路の他に、この噴射液流路より分岐する逆洗用流路を形成し、前記噴射停止時に別途形成した洗浄水流路から前記逆洗用流路に洗浄水を逆流させることもできる。
【００１７】
したがって、本発明によれば、噴射ノズルが掘削ヘッドの回転とは別に、噴射ノズルの位置が連続的に変化し、または／および噴射方向が連続的に変化するため、前方の巨礫や障害物を細かく破砕することが可能となる。したがって、作業員がカッタチャンバ内に入り切断した障害物等を除去する必要はなく、通常の掘削土砂と同様に流体輸送、ベルトコンベアなどで搬送することができるようになり掘削効率が飛躍的に向上する。また、作泥土材の噴射に際しても、噴射ノズルを回転運動させながら、または／および噴射方向を連続的に変化させながら、前方の掘削された砂礫土砂中に作泥土材を噴射することにより、砂礫土砂と作泥土材とを均一に混合することができるようになり、安定した掘削および排土が実現されるとともに、カッタの摩耗も低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳述する。
図１は通常の泥水式シールド機の概略断面図であり、図２は前記泥水式シールドへ本発明を適用した場合の概念図であり、図３はその正面図である。
【００１９】
泥水式シールド機１は、自立性の小さい軟弱な土質や地下水位の高い砂質、砂礫質地盤に対して適用されるシールド機であり、切羽の安定はカッタチャンバ５内に送泥管７を通じて泥水を供給し、その泥水圧および泥水の安定液作用並びにカッタ面板の山留め作用によって図られるようになっている。マシン本体の前面にはカッタヘッド２（掘削ヘッド）を備え、このカッタヘッド２面に取付けられた多数のカッタビット３、３…により地山を連続的に破砕して掘進する。破砕された掘削土砂はカッタチャンバ５内に取り込まれ、アジテータ４により細かく破砕されるとともに、排泥管８を通じて図示しない排土処理施設まで輸送される。なお、６は前記カッタヘッド２を回転させるためのカッタモータであり、１０はシールド１をセグメント１１を反力部材として前進させるためのシールドジャッキである。また、シールド１の後方側では逐次エレクター９によりセグメント１１が設置される。
【００２０】
本発明では、前記カッタヘッド１の前面側に多機能型噴射装置を構成する複数の噴射ノズル装置１３、１３…を備える。前記噴射ノズル装置１３の形成態様としては、図３に示されるように、Ｙ字状のカッッタスポーク２３の軸線に沿ってその幅方向中央に所定間隔で設けることでもよいし、また図示しないがカッタヘッド２の面板に対して設けることもできる。なお、カッタヘッド２の周縁部に斜め方向に向けて配設された噴射ノズル装置１３ａおよびトンネル半径方向に向けて配設された噴射ノズル装置１３ｂは切羽地山の自立のために、特に地盤固化材噴射時にのみ使用される。
【００２１】
他方で、前記シールド機１の内部または外部（地上も含む。）に、前記噴射ノズル装置１３、１３…を噴射口とする超高圧水供給ユニット１４、作泥土材供給ユニット１５および地盤固化材供給ユニット１６を備えるとともに、前記噴射ノズル装置１３、１３…から噴射される噴射液のオンオフ制御および他の流路への逆流防止のために、これら各種ユニット１４〜１６から噴射ノズル装置１３、１３…に至る各送給路の途中に制御バルブ２０〜２２を設けている。
【００２２】
以下、前記噴射ノズル装置１３と各種ユニット１４〜１６の構造についてさらに詳述すると、
前記噴射ノズル装置１３の具体的構造としては幾つかの構造が考えられる。
【００２３】
先ず、図４に示される第１例は、カッタヘッド２の回転による移動とは別に、噴射ノズルを所定の小円軌跡に沿って連続的に回転運動させるようにしたものである。
【００２４】
図４において、噴射ノズル３９を保持する回転ヘッド２４がカッタスポーク２３内にほぼ埋設状態で軸受２５、２５によって支持されることにより自転可能に取付けられ、かつ前記回転ヘッド２４の底部側周囲には噛合歯２９が形成され、別途配設された油圧モータ３０の原動ギア３１と噛合し、前記油圧モータ３０の始動により回転させられるようになっている。前記噴射ノズル３９は回転ヘッド２４の回転軸心Ｏから偏位した位置に配置されることにより、回転ヘッド２４の回転により所定の円軌跡に沿って連続的に回転運動するようになっている。
【００２５】
噴射液の供給は、カッタヘッド２の固定側板２Ａに環状流路３７を形成し、作泥土材・固化材送給管３５または超高圧水送給管３４から送られた各噴射液を前記環状流路３７に回し、回転ヘッド２４に形成された噴射液流路２４ａが回転中のどの位置にあっても噴射液が送給される構造としてある。なお、前記環状流路３７を跨ぐ両側には夫々凹溝が形成され、この凹溝に対して回転ヘッド２４の裏面と接触するパッキン３８が嵌設されることにより水密性が確保されている。
【００２６】
次いで、図５に示される第２例は、噴射ノズルの位置を固定としながら噴射方向を連続的に変化させるようにしたものである。上記第１例と同一符号のものについては説明を省略する。
【００２７】
図５において、回転ヘッド２４の回転軸心Ｏ位置にはバルブ兼用の球体ノズル２６が設けられ、この球体ノズル２６に連続して背面側に延長される、多少いびつに屈曲した屈曲外管２７およびこの屈曲外管２７内に同心的に配設された超高圧水用屈曲内管２８とが設けられている。前記球体ノズル２６の噴射方向は回転ヘッド２４の回転軸心Ｏに対して角度βだけ傾斜させてあり、前記屈曲外管２７および屈曲内管２８の先端部の方向は前記噴射方向に一致させてある。前記屈曲外管２７と屈曲内管２８とはスイベルジョイント３２によって回転可能な状態で封水されている。したがって、各種噴射液を前記球体ノズル２６から噴射しながら前記回転ヘッド２４を回転させると、噴射口２６ａの向きが連続的に変化するため、噴射液の噴射面を円錐状とすることができる。
【００２８】
また、各噴射液の噴射について、前記屈曲内管２８の先端には超高圧水用噴射ノズル２８ａが設けられ、超高圧水供給管３４および屈曲内管２８を通じて送られた超高圧水は前記超高圧水用噴射ノズル２８ａより噴射され、前記球体ノズル２６を通過して前方に噴射されるようになっている。また作泥材・固化材供給管３５を通じて送給された作泥材または固化材は、前記屈曲外管２７と屈曲内管２８との環状間隙空間を流路として流れ、前記球体ノズル２６から所定圧をもって噴射される。
【００２９】
さらに、図６に示される第３例は、前記第１例と第２例の複合型で、カッタヘッド２による移動とは別に、噴射ノズルを所定の小円軌跡に沿って連続的に回転運動させるとともに、噴射方向を連続的に変化させるようにしたものである。
【００３０】
図６において、回転ヘッド２４の回転軸心Ｏから距離ｈだけ偏位した位置にバルブ兼用の球体ノズル２６が設けられ、この球体ノズル２６に連続して背面側に延長される、略ヘ字状に屈曲した屈曲外管４１およびこの屈曲外管４１内に同心的に配設された超高圧水用屈曲内管４０とが設けられている。前記屈曲外管４１と屈曲内管４０とは第２例と同様にスイベルジョイント３２によって回転可能な状態で封水されている。したがって、各種噴射液を噴射しながら前記回転ヘッド２４を回転させると、図７に示されるように、球体ノズル２６が所定の円軌跡線（Ｌ）に沿って連続的に回転運動するとともに、噴射口２６ａの向きが連続的に変化する。
【００３１】
上記第２例および第３例において、前記球体ノズル２６は、流体による回転位置制御機構（図示しない）により回転自在とされ、図８に示されるように、噴射液の停止時には球体ノズル２６を回転させて噴射口を閉鎖しノズル口の目詰まりを防止するようにしている。
【００３２】
また、前記球体ノズル２６には直線状の噴射液流路２６ａの他に、この噴射液流路２６ａより分岐する逆洗用流路２６ｂが形成され、一方前記回転ヘッド２４の内部には洗浄水流路２４ｂが形成されており、前記噴射停止時に洗浄水流路２４ｂからの洗浄水を供給し、これを噴射液流路に逆流させるようにしている。前記逆洗水の供給は、カッタヘッド２の固定側板２Ａに環状給水溝４２を形成し、洗浄水管３６から送給された洗浄水を前記洗浄水流路２４ｂに供給するようにしている。なお、前記環状給水溝４２を跨ぐ両側には夫々凹溝が形成され、この凹溝に対して回転ヘッド２４の裏面と接触するパッキン３８が嵌設されることにより漏水が防止されている。
【００３３】
一方、超高圧水を製造するとともに、前記噴射ノズル装置１３まで送給するための超高圧ポンプ１７は、具体的には図９に示されるように、油圧ユニット４４と、給水ユニット４５とブースター（増圧機）４６とアキュムレータ４３とから構成され、油圧ユニット４４から吐出された作動油によりブースター４６内のピストンが左右に動作され、ウォーターチャンバー内にある水が圧縮され超高圧水となる。また、アキュムレータ４３を送給路途中に介在させることにより超高圧水の圧力が一定に保たれるようになっている。
【００３４】
他方、作泥土材は、掘削土砂が砂や砂礫の場合で、微粒子量が十分でないときに、良好な泥土化を行うために添加混合するもので、機能的には掘削土砂の微粒子分を補い、掘削土砂に不透水性と塑性流動性とを与える。前記作泥土材としては、通常水に対してベントナイトや粘土、ＣＭＣ等粘性を付与するものを添加混合したものが使用される。また、地盤固化材としては、水ガラス系固化材、セメント系固化材などが使用される。
【００３５】
前記作泥土材を送給するための注入ポンプ１８および地盤固化材を送給するための注入ポンプ１９としては、たとえばプランジャーポンプなどの高圧用ポンプが好適に用いられる。
【００３６】
前記多機能型噴射装置の噴射ノズル取付構造を備えたシールド機を用いてトンネル掘削を行うに当たっては、掘削中に掘削進路の前方に巨礫や障害物が出現した場合には、図１０に示されるように、超高圧ポンプ１７を始動させるとともに、制御バルブ２０を開としてカッタヘッド２前面の噴射ノズル装置１３、１３…から超高圧水を噴射して前記巨礫や障害物を細かく粉砕する。なお、超高圧水の噴射は通常の掘進時においても掘削補助のために使用することができる。
【００３７】
また、砂礫層などに突入して作泥土材の注入が必要となったならば、図１１に示されるように、注入ポンプ１８を始動させるとともに、制御バルブ２１を開としてカッタヘッド２前面の噴射ノズル装置１３、１３…から作泥土材を噴射して掘削ヘッド２前面の土砂と作泥土材との混合を図る。塑性流動化の範囲Ｓは作泥土材の注入圧の調整により制御する。
【００３８】
また、湧水量が多いため止水を図る必要が生じたり、あるいはカッタヘッド２のカッタが摩耗して交換が必要となったならば、図１２に示されるように、注入ポンプ１９を始動させるとともに、制御バルブ２２を開としてカッタヘッド２前面の噴射ノズル装置１３、１３…から地盤固化材を噴射して掘削ヘッド２前面および周囲の地山固化を図る。なお、地盤固化は横坑発進部、到達部および曲線部などにおいて行ってもよい。なお、地盤固化材噴射の後には、送給路内に滞留している固化材が固化し流路を閉塞しないように、前記噴射ノズル流路の洗浄を行うようにするのがよい。
【００３９】
ところで、前記例では超高圧水供給ユニット１４、作泥土材供給ユニット１５および地盤固化材供給ユニット１６の３ユニットの組合せとしたが、これらユニットの内の２つを任意の組合せで設置することでもよい。
【００４０】
以上泥水式シールド機への適用について詳述したが、土圧式シールド機、ＴＢＭ（Tunnel Boring Machine）、基礎杭施工用掘削機、地下空間用の地下掘削機などに対しても同様に適用することができる。
【００４１】
前記ＴＢＭへの適用に関しては、超高圧水の噴射は主に掘削補助として使用される。ＴＢＭは山岳トンネル用の掘削機であり、カッタヘッド２にディスクカッタなどの岩盤用切削具を備えている。掘削対象の地山が岩盤であることから巨礫や障害物の出現自体の可能性が低く、またこれらの障害物であっても破砕は可能であるが、カッタ負荷が大きく摩耗が大きい。
【００４２】
したがって、図１３〜図１５に示されるように、掘削予定線上に予め超高圧水により岩盤に割れ目・切削溝４８を人為的に形成しておき、ディスクカッタ４７の刃先４７ａが前記割れ目・切削溝４８上を転動しながら破砕を行うようにすることにより、カッタ負荷を低減できカッタ寿命を向上させることができる。
【００４３】
また、ＴＢＭの掘削対象地山は岩盤であるため、地山の地盤改良や作泥土材の注入を必要とするケースは少ないが、岩盤層の途中に軟弱層や砂礫層が入り込んでいたりする場合もあるため、本発明に従って超高圧水供給ユニットの他、地盤固化材供給ユニットや作泥土材供給ユニットを設備し、任意選択的に噴射可能としておくことのメリットは大きい。
[発明の効果]
【００４４】
以上詳説のとおり、本発明によれば、掘削ヘッドの回転による移動とは別に、噴射ノズル自体を所定の円軌跡に沿って連続的に回転運動させ、あるいは噴射方向を連続的に変化させるようにしたため、掘削進路の前方に出現した障害物を細かく破砕し土砂排出装置等により通常の掘削土砂と同様に排出することが可能となる。また、掘削ヘッドの前方で噴射された作泥土材と掘削土砂とを均一に混合できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一般の泥水式シールド機の概略断面図である。
【図２】前記泥水式シールド機に本発明を適用した場合の概念図である。
【図３】その正面図である。
【図４】第１噴射ノズル装置例の要部拡大縦断面図である。
【図５】第２噴射ノズル装置例の要部拡大縦断面図である。
【図６】第３噴射ノズル装置例の要部拡大縦断面図である。
【図７】その正面図である。
【図８】噴射停止時の噴射ノズル装置の要部拡大縦断面図である。
【図９】超高圧ポンプの概略図である。
【図１０】掘削中における超高圧水噴射時の概念図である。
【図１１】掘削中における作泥土材噴射時の概念図である。
【図１２】掘削中における地盤固化材噴射時の概念図である。
【図１３】ＴＢＭに対して本発明を適用した場合の概略図である。
【図１４】その正面図である。
【図１５】ＴＢＭのディスクカッタによる切削状態図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…泥水式シールド機、２…カッタヘッド、３…カッタビット、１３…噴射ノズル装置、１４…超高圧水供給ユニット、１５…作泥土材供給ユニット、１６…地盤固化材供給ユニット、１７…超高圧ポンプ、１８・１９…注入ポンプ、２０〜２２…制御バルブ、２４…回転ヘッド、２５…軸受、２６…球体ノズル、２６ａ…噴射口、２６ｂ…逆洗用流路、２７・４１…屈曲外管、２８・４０…屈曲内管、２８ａ…超高圧水用噴射ノズル、３２…スイベルジョイント、３７…環状流路、３９…噴射ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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