(57)【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、チャンバ内の切削土砂と泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して、地盤掘削する泥水式シールド機において、礫を集積するスクリュウコンベアと礫を破砕するコーンクラシャとから成る礫破砕装置を排泥管位置に着脱可能に取り付け、該礫破砕装置を前進及び後退させるスライドジャッキを設け成ることを特徴とする礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機。
【請求項２】
チャンバ内に該チャンバ内の泥水を攪拌するアジテータを設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機。
【請求項３】
アジテータの羽根の長さが可変であることを特徴とする請求項２に記載の礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機。
【請求項４】
礫破砕装置のコーンクラシャの上流側と下流側における排泥管に各々開閉バルブを設け、該バルブの箇所で礫破砕装置を取り外し可能としたことを特徴とする請求項１に記載の礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機。
【請求項５】
カッターヘッド後方に設けたチャンバに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、チャンバ内の切削土砂と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、礫を集積するスクリュウコンベアと礫を破砕するコーンクラシャとから成る礫破砕装置を排泥管位置に着脱可能に取り付け、該礫破砕装置をスライドさせるスライドジャッキを設け、礫が出ない普通土掘進時には、該スライドジャッキを収縮して前記スクリュウコンベア及びコーンクラシャを後退させて、切削土砂と泥水を直接排泥管を経て地上までポンプ圧送し、礫質土掘進時には、該スライドジャッキを伸張して前記スクリュウコンベア及びコーンクラシャを前進させて、切削土砂と泥水及び礫質土をスクリュウコンベアで集積し、コーンクラシャにより礫を破砕し、切削土砂と泥水及び破砕された礫質土を排泥管を経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６】
チャンバ内にアジテータを設け該アジテータによりチャンバ内の泥水を攪拌することを特徴とする請求項５に記載の泥水シールド工法。
【請求項７】
アジテータの羽根の長さを可変とすることを特徴とする請求項６に記載の泥水シールド工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事の泥水シールド工法に於いて、礫質地盤を連続的に掘進することの出来る泥水式シールド機及び泥水シールド工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、礫質地盤に対応した泥水シールド掘進工法（シールド機内に礫処理設備を内蔵した方式）としては、（イ）トロンメル方式、（ロ）クラッシャー方式（ロータリークラッシャー方式、ジョークラッシャー方式、ベッセル方式）、（ハ）ロータリーバルブ方式、（ニ）ディスクカッター方式などの工法が実用化されている。
【０００３】
しかしどの工法も、チャンバ内の多量の礫を連続的に処理するのは難しく、また大規模な設備が必要であり、設備が複雑で故障が多く、さらに礫と泥水を分離する等の設備が二重に必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の泥水シールド掘進工法に於ける前記の問題点を解決すべきなされたもので、設備容量が小さく、設備が単純であり、また既往の設備の組み合わせであって信頼度が高く、一般の泥水式シールド機であればほとんど設備を改造することなく設置可能な礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機及び泥水シールド工法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カッターヘッド後方に設けたチャンバに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、チャンバ内の切削土砂と泥水を排泥管を経て地上までポンプ圧送して、地盤掘削する泥水式シールド機において、礫を集積するスクリュウコンベアと礫を破砕するコーンクラシャとから成る礫破砕装置を排泥管位置に着脱可能に取り付け、該礫破砕装置を前進及び後退させるスライドジャッキを設けて成る礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機とする。
【０００６】
本発明の実施に際しては、チャンバ内に該チャンバ内の泥水を攪拌するアジテータを設けるようにする。また、アジテータの羽根の長さが可変なものとすると、より作業能率を上げることができる。
【０００７】
また、礫破砕装置のコーンクラシャの上流側と下流側における排泥管に各々開閉バルブを設け、該バルブの箇所で礫破砕装置を取り外し可能とする。
【０００８】
かかる礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機により、礫が出ない普通土掘進時には、スライドジャッキを収縮してスクリュウコンベア及びコーンクラシャを後退させて、切削土砂と泥水を直接排泥管を経て地上までポンプ圧送し、礫質土掘進時には、スライドジャッキを伸張してスクリュウコンベア及びコーンクラシャを前進させて、切削土砂と泥水及び礫質土をスクリュウコンベアで集積し、コーンクラシャにより礫を破砕し、切削土砂と泥水及び破砕された礫質土を排泥管を経て地上までポンプ圧送する。
【０００９】
装置としては、スクリュウコンベア、コーンクラシャ、及びスクリュウコンベアとコーンクラシャを駆動するモータから成るものであって、設備容量が小さく、設備が単純であり、また既往の設備の組み合わせであって信頼度が高く、一般の泥水式シールド機であればほとんど設備を改造することなく設置可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、泥水シールド掘進機による普通土掘進時を示し、カッターヘッド１の後方で隔壁２との間に設けたチャンバ３に送泥管４と排泥管５を接続し、該チャンバ３内に送泥管４を経て泥水を送り、チャンバ３内の切削土砂と泥水を排泥管５を経て地上までポンプ圧送し、カッターヘッド１のビットにより地盤掘削する。チャンバ３内には、アジテータ６が設けられていて、チャンバ３内の泥水を攪拌する。このアジテータ６の詳細については後述する。その他、７はカッターヘッド１を駆動するモータ、８はアジテータ６を駆動するモータ、９Ａ、９Ｂは排泥管５に設けた開閉バルブ、１０は推進ジャッキ、１１はセグメントである。
【００１１】
図２は、泥水シールド掘進機による礫対応掘進時を示し、開閉バルブ９Ａ、９Ｂ間の排泥管部分を取り外し、その部分に全体を２０で示す礫破砕装置を取り付ける。
【００１２】
図３に礫破砕装置２０の詳細を示し、礫破砕装置２０は、開閉バルブ９Ａ、９Ｂ間において、ボルト２１により着脱可能に排泥管５に連結されるものである。礫破砕装置２０は、礫を集積するスクリュウコンベア２２と、礫を破砕するコーンクラシャ２３と、スクリュウコンベア２２及びコーンクラシャ２３を前進及び後退させるスライドジャッキ２６等から成っている。その他、２７はガイドパイプ、２８はシールである。
【００１３】
図４は、コーンクラシャ２３の内部を示し、クラシャ体２３Ａは外管２３Ｂに対して偏心している。
【００１４】
先の図３は、掘削土中に礫が含まれる礫対応掘進時に於ける礫破砕装置２０の状態を示し、スライドジャッキ２６を伸張してスクリュウコンベア２２及びコーンクラシャ２３を長さＳだけ前進させている。これに対して、図５は、掘削土中に礫が含まれない普通土掘進時に於ける礫破砕装置２０の状態を示し、スライドジャッキ２６を収縮してスクリュウコンベア２２及びコーンクラシャ２３を長さＳだけ後退させている。
【００１５】
チャンバ３内に異常な土・水圧がかかれば、バルブ９Ａ、９Ｂを締めることで、土・水圧を遮断できる。礫破砕装置２０が不要の地盤では、バルブ９Ａ、９Ｂ間で取り外す。
【００１６】
次に、図６〜図８にしたがい礫の処理フローを説明する。
【００１７】
礫Ｒは、カッターヘッド１のビットにより切削され、泥水で満たさせたチャンバ３内にはいる。（図６）
チャンバ３内に入った礫Ｒは、アジテータ６とカッターヘッド１により攪拌され排泥管口５Ａに運ばれる。（図７）
排泥管口５Ａに集められた礫Ｒは、スクリュウコンベア２２でコーンクラシャ２３まで運ばれ、破砕される。破砕されて小さくなった礫ｒは、排泥管５を通じて圧送ポンプで地上まで運ばれ、土砂として分離される。
【００１８】
アジテータ６の羽根の長さを可変とすることで作業効率を上げることができる。図９は、ジャッキ１２により羽根１３を伸ばした状態であり、図１０は、羽根１３を縮めた状態を示し、この羽根１３を縮めた状態では、スクリュウコンベア２２をチャンバ３内まで伸ばすこができる。１４は予備管である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に係る礫破砕装置内蔵の泥水式シールド機は、連続的に高速に礫を破砕処理し、流体輸送を可能とする設備であり、汎用機器を組み合わせて使用するものであるため、次の効果を奏するものである。
（１）  価額が安価である。
（２）  汎用機械のため信頼性が高い。
（３）  汎用機械のため故障時の部品供給や修理の技術者を集め易い。
（４）  使用しない場合は、取り外し可能である。
（５）  使用する場合に定位置にセットすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】礫破砕装置を外した状態の泥水式シールド機の概要側面図。
【図２】礫破砕装置を取り付けた状態の泥水式シールド機の概要側面図。
【図３】スクリュウコンベア及びコーンクラシャを前進した状態の礫破砕装置の詳細側面図。
【図４】図３のＡーＡ線断面図。
【図５】スクリュウコンベア及びコーンクラシャを後退した状態の礫破砕装置の詳細側面図。
【図６】礫をカッタービットにより切削し、泥水で満たされたチャンバ内に入れる状態の泥水式シールド機の概要側面図。
【図７】チャンバ内に入った礫をアジテータ及びカッターヘッドにより攪拌し排泥管口に運ぶ状態の泥水式シールド機の概要側面図。
【図８】排泥管に集められた礫をスクリュウコンベアでコーンクラシャまで運び破砕する状態の礫破砕装置の詳細側面図。
【図９】アジテータの羽根を伸ばした状態の詳細平面図。
【図１０】アジテータの羽根を縮めた状態の詳細平面図。
【符号の説明】
１・・・カッターヘッド
２・・・隔壁
３・・・チャンバ
４・・・送泥管
５・・・排泥管
６・・・アジテータ
７・・・モータ
８・・・モータ
９Ａ、９Ｂ・・・バルブ
１０・・・推進ジャッキ
１１・・・セグメント
１２・・・ジャッキ
１３・・・羽根
１４・・・予備管
２０・・・礫破砕装置
２１・・・ボルト止め
２２・・・スクリュウコンベア
２３・・・コーンクラシャ
２４・・・モータ
２５・・・減速機
２６・・・スライドジャッキ
２７・・・ガイドパイプ
２８・・・シール
【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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