JP3463586B2 - トロンメルの目詰まり防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シールド工法等
による掘削土を分離するトロンメルにおける目詰まりを
防止するトロンメルの目詰まり防止装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】地中にトンネルを構築する非開削工法と
して、筒状のシールド掘進機によって地中を掘削しなが
らトンネルを構築するシールド工法がある。特に小口径
のトンネルを構築する場合の方法として、シールド掘進
機の後方から推進管を押し込んでいくいわゆるセミシー
ルド工法が知られている。

【０００３】従来のセミシールド工法においては、トン
ネル口径が小さいため、狭い空間内で掘削土をいかに効
率よく坑外に排出するかが問題となっている。この問題
の解決方法の一つとして、配管輸送による方法がある
が、この方法の場合には大径礫などは排出できない。し
たがって、この方法によるためには配管輸送が不可能な
大径礫などを除去する必要がある。

【０００４】このような大径礫を分離する装置として
は、例えば特開平７−２６９２９４号公報に開示された
セミシールド工法の排泥装置に適用された大径玉石分離
手段（以下、「トロンメル」という。）がある。図７、
図８は同公報に示されたセミシールド工法の排泥装置の
全体構成を表わす図であり、図７は横断面図、図８は縦
断面図である。

【０００５】まず、図７、図８に基づいて排泥装置の全
体構成及びトロンメルの構成を説明する。図７，図８に
おいて、５１は方向修正ジャッキ５６により屈折自在な
シールド本体、５２はシールド本体５１の前部に設けら
れたカッタヘッドで、カッタヘッド駆動モータ５３によ
り減速機５４を介して回転軸５５を中心に回転されるよ
うになっている。

【０００６】上記カッタヘッド５２は、ほほ十字形をな
すスポーク５２ａより形成されていて、これらスポーク
５２ａの前面に半径方向に間隔をおいて複数のカッタ５
２ｂが突設され、これらカッタ５２ｂによリシールド本
体５１前方の切羽の掘削と大径玉石の掘り起こしを行う
ようになっている。

【０００７】また、上記回転軸５５内には通路５５ａが
形成されていて、この通路５５ａの前端はスポーク５２
ａ内に形成された通路５２ｃ内に連通されている。上記
回転軸５５内に形成された通路５５ａの先端及び各スポ
ーク５２ａ内に設けられた通路５２ｃの先端は、回転軸
５５の先端部及びスポーク５２ａ先端に取り付けられた
カッタ５２ｂの前面にそれぞれ開口されていて、図示し
ない泥しょう材供給管より回転継手５７を介して回転軸
５５内の通路５５ａへ供給された泥しょう材が、これら
開口より掘削された土砂内へ噴出されるようになってい
る。

【０００８】一方、チャンバ５１ａ内に取込まれた土砂
は排土管６０、非常用ピンチ弁６１、可撓管６２及び常
用ピンチ弁６３を介してシールド本体５１の後部内に設
けられたトロンメル６４に排出されるようになってい
る。

【０００９】土砂中に混入した大径玉石と土砂を分離す
るトロンメル６４は、筒状のカゴより形成されており、
軸線と平行するよう配設された多数の縦杆６４ａと、円
周方向に螺旋状に配設された螺旋杆６４ｂよりなり、予
め設定した大きさの大径玉石が通過できないように縦杆
６４ａと螺旋杆６４ｂ間の目の大きさが設定されてお
り、土砂より分離されてトロンメル６４内に残った大径
玉石は図示しない搬送手段で土砂と別経路で後方へ搬送
されるようになっている。

【００１０】一方、上記トロンメル６４の下方には、ト
ロンメル６４により大径玉石と分離された土砂が落下す
るホッパ６６が設置されている。上記ホツパ６６は上面
が開口し、かつ底部６６ａの一部が吸込み口６６ｂに向
って大きく傾斜する傾斜面６６ｃとなっており、開口よ
り落下した土砂が吸込み口６６ｂ側へ流れやすくなって
いる。そして上記吸込み口６６ｂには吸込み管６７及び
図示しないボールジョイントを介して土砂圧送ポンプが
接続されている。

【００１１】上記のように構成された従来技術の作用を
説明すると、シールド本体５１の推進に伴いカッタヘッ
ド５２により掘削された土砂はスポーク５２ａ内の通路
５２ｃ内より噴出された泥しょう材により流動体泥土化
されてチャンバ５１ａ内に取込まれた後排土管６０より
非常用ピンチ弁６１及び常用ピンチ弁６３を経てトロン
メル６４へ送られトロンメル６４により土砂中の大径玉
石が分離される。分離された大径玉石は別の経路（図示
せず）を経て後方へ搬出されると共に、トロンメルを通
過した土砂はホッパ６６内に落下し、ホッパ６６底部の
傾斜面６６ｃにより吸込み口６６ｂ側へ案内される。

【００１２】また、他の従来例として特公平１−１９９
４７号公報に示された土のふるい分け装置の発明があ
る。同公報に示されたものは、トロンメルを用いて礫分
別する際に、分別対象である掘削土中に粘土塊等が含ま
れていると、振動・回転により、トロンメルへの付着や
目詰まりが発生し、分別機能が低下する故、その目詰ま
りを防止することを目的としたものである。

【００１３】図９、図１０は同公報に示されたトロンメ
ルの構成を表わす図であり、図９は断面図、図１０は斜
視図である。この発明では、トロンメル８１ふるい網８
３の壁内部に、穴あきゴム板８５Ａをゴム板止め金具８
５Ｂを介して少したるみを持たせた状態で取り付けられ
ており、ゴム板８５Ａにはふるい目よりやや小さいかほ
ぼ近似する穴を設けている。

【００１４】上記のように構成された他の従来例におい
ては、トロンメル内部に搬入された掘削土は、穴あきゴ
ム板８５Ａの穴を通過し、さらにふるい網８３の目を通
過して下方に落下する。このとき、穴あきゴム板８５Ａ
には、ある程度たるみがあるので、トロンメルの回転に
伴って下側になった時には内容物によってふるい網に押
し付けられ、上側に廻ってくると、内容物がなくなり重
力の作用により、自重で凸状となって垂れ下がるという
繰り返し動作により、穴あきゴム板８５Ａの表面に付着
したり、穴を閉塞したりしている粘土塊を放れ落とす効
果があるとしている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
０７−２６９２９４号に開示されたものでは、セミシー
ルド工法の排泥を効率化するために、トロンメルを用い
ているがその目詰まりの対策が施されていないため、分
別対象である掘削土中に泥、粘土等が含まれていると、
それがトロンメルのカゴの縦杆６４ａと螺旋杆６４ｂに
付着し、目詰まりを生じさせ、そのまま放置すれば、ホ
ッパ６６（排泥タンク）へ排泥が流れにくくなり、分別
機能が低下してしまうという問題がある。

【００１６】また、特公平１−１９９４７号に公示され
たものでは、トロンメルの目詰まり防止機構として、ト
ロンメル内部にふるい網の目よりやや小さいかほぼ近似
する穴が空いた穴あきゴム板８５Ａを設置しているが、
この機構では、トロンメル内部に設置した穴あきゴム板
８５Ａ自身の穴が目詰まりしてしまい、結局機能の低下
につながるという問題がある。

【００１７】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、トロンメルのカゴに付着した粘土や泥水
が固化した物等からなる付着物を除去してトロンメルの
目詰まりを防止するトロンメルの目詰まり防止装置を得
ることを目的としている。

【００１８】

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトロンメル
の目詰まり防止装置は、シールド工法又はセミシールド
工法による礫、玉石、粘土、泥水等を含んだ掘削土をカ
ゴに投入して所定の大きさ以上の固形物を分離するトロ
ンメルにおける目詰まりを防止するトロンメルの目詰ま
り防止装置であって、トロンメルのカゴの外周又は内周
に沿って設置され、複数種類の長さ、線径、しなりを持
つ毛を有するブラシからなるものである。

【００２０】さらに、前記ブラシにおける前記カゴの軸
方向に一致する方向には線径、しなりの異なる複数種類
の毛を配置すると共に、前記カゴの回転方向に一致する
方向には長さの異なる複数種類の毛を配置したものであ
る。

【００２１】また、前記ブラシの毛の材質は樹脂である
ことを特徴とするものである。

【００２２】さらに、前記ブラシは、前記カゴの外周側
及び内周側に対向させてそれぞれ設置されているもので
ある。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の一
実施の形態の説明図、図２は要部の説明図である。図１
において、１は大径礫分別装置すなわちトロンメル、３
は縦杆３ａと横杆３ｂとを一定の間隔に格子状に接合し
たトロンメル１のカゴ、５はカゴ３を回転させるターニ
ングローラ、７はカゴ３の上方の周面に、カゴ３の軸方
向に沿って設置されたブラシである。なお、ブラシ７
は、カゴ３を跨ぐように設置した門型の固定台に設置す
るようにする。

【００２４】図２に基づいてブラシ７の詳細を説明す
る。ブラシ７には毛足の長さを異にして３列に毛が植設
されている。そして、各列には線径及びしなりの異なる
２種類の毛が植設されている。図２において、ａで示す
部分は線径が細く、しなりの大きい毛であり、ｂで示す
部分は線径が太く、しなりの小さい毛である。図３はブ
ラシ７の毛とカゴ３との位置関係を示す側面図である
が、同図に示すように、ブラシ７を設置した状態で、カ
ゴ３の横杆３ｂに対応する位置には線径が細く、しなり
の大きい毛が配置される。また、それ以外の位置には線
径が太く、しなりの小さいものが配置される。

【００２５】このように設置したのは以下の理由によ
る。まず、横杆３ｂに接する部分に線径が細く、しなり
の大きい毛を配置したのには２つの理由がある。第１の
理由は、しなりの大きい毛を配置することでカゴ３が回
転する際の抵抗を小さくするためである。第２の理由
は、線径を細くすることで毛を密集させて植設でき、横
杆３ｂに毛が絡みやすくして、付着物を確実に除去でき
るようにするためである。また、横杆３ｂに接する部分
以外、すなわちカゴ３の目の部分に線径が太く、しなり
の小さいものを配置したのは、この部分には比較的大き
な泥、粘土が付着するため、あまりしならない線径の太
い毛を用いるのが効果的であるからである。

【００２６】また、図２（ｂ）に示すようにブラシ７の
毛足の長さは各列で異なる長さに設定されており、第１
列目がｈ１、第２列目がｈ２，第３列目がｈ３に設置さ
れており、ｈ１＜ｈ２＜ｈ３の関係がある。そして、ブ
ラシ７を設置した状態では、図４に示すように、カゴ３
の回転方向に対して順に毛足の短いものから設置され、
カゴ３の回転に伴って毛足の短いものから順に縦杆３ａ
に接触するようになっている。カゴ３の回転と毛足の関
係を上記のように設定することで、毛足の短いものから
長いものまで全ての毛が縦杆３ａに接触することができ
る。これとは逆に、長いものから順に縦杆３ａに接触す
るようにした場合には、毛足の長い毛がしなったとき
に、毛足の短い毛を包み込むような状態になってしま
い、毛足の短い毛の縦杆３ａへの接触が妨げられてしま
う。

【００２７】また、第１列目の毛先は縦杆３ａの外周面
中部から上部に、第２列目の毛先は縦杆３ａの外周面下
部から中部に、第３列目の毛先は縦杆３ａの下方にくる
ように配置される。このように設置することで、カゴ３
の回転に伴って第１列目の毛が縦杆３ａの中部から上部
表面をなでるように動き、また第２列目の毛が縦杆３ａ
の下部から中部表面をなでるように動き、さらに第３列
目の毛がしなって縦杆３ａの裏側をなでるように動く。
このように、各列ごとに毛足の長さを変えることによ
り、縦杆３ａのほぼ全周に亘って付着物を除去でき、効
果的に目詰まりの防止を図ることができる。

【００２８】なお、本実施の形態においては、線径が細
く、しなりの大きい毛としてφ１．０mmのナイロン材の
毛を、線径が太く、しなりの小さい毛としてφ１．６mm
のナイロン材の毛を用いた。毛の材質をナイロン材とし
たのは泥の付着が少なく、仮に付着しても泥が落ちやす
いことを考慮したものである。また、毛足の長さとして
は、第１列目のものが６０mm、第２列目のものが７０m
m、第３列目のものが８０mmとした。

【００２９】以上のように構成した本実施の形態の動作
を説明する。トロンメル１のカゴ３に掘削土が投入され
ると、カゴ３の回転により、小径の土砂等はカゴ３の目
から下方に落下し、大径礫や大径の粘土などはカゴ３の
中を出口に向かって移動する。このとき、ブラシ７の毛
がカゴ３の縦杆３ａ及び横杆３ｂに絡んでこれらに付着
した粘土等を除去する。このとき、毛の線径、しなりを
変えていることによって、横杆３ｂに付着した物を除去
できる。また、毛先の長さを変えたことにより、縦杆３
ａのほぼ全周に亘って効果的に除去できる。

【００３０】なお、ブラシ７に空気供給孔を設け、毛の
植設側に複数の空気吹き出し孔を設けるようにしてもよ
い。このような構造にして、空気供給孔から圧縮空気を
供給して空気吹き出し孔から噴射することにより、ブラ
シ７の毛で泥等を除去することに加えてエアの噴射力に
よっても泥等の除去を行うことができ、より効果的な付
着物の除去が可能となる。

【００３１】なお、ブラシ７の幅方向において毛の長さ
を変える場合、実施例では３種類としたが３種類とは限
らない。また、ブラシの毛の材質としてナイロン材を用
いたが、その材質はナイロン材に限らない。

【００３２】実施の形態２．図５は本発明の他の実施の
形態の説明図であり、図５が側面図、図６が断面図であ
る。図において、実施の形態１を示した図１〜図４と同
一部分には同一の符号が付してある。

【００３３】本実施の形態においては、ブラシ７をカゴ
３の全長に設置するのではなく、目詰まりの予想される
箇所に設置すると共に、カゴ３の内側にも外側のブラシ
に対向させて設置したものである。このようにすること
で、より効果的な粘土等の付着物の除去が可能となる。
なお、内側に設置するブラシ７は、外側のブラシ７を固
定する門型の台にコ字状の部材をその一片をカゴ３に挿
入するようにして設置し、該挿入された一片にに固定す
るようにすればよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下のような効果を奏する。

【００３５】トロンメルのカゴの外周又は内周に沿って
ブラシを設置したので、カゴの回転に伴ってブラシがカ
ゴの付着物を除去することにより、カゴの目詰まりを防
止できる。

【００３６】また、ブラシは、複数種類の長さ、線径、
しなりを持つ毛を有するようにしたので、各種の毛を適
宜配置することにより、効果的な付着物の除去が可能と
なる。

【００３７】さらに、ブラシにおけるカゴの軸方向に一
致する方向には線径、しなりの異なる複数種類の毛を配
置すると共に、カゴの回転方向に一致する方向に長さの
異なる複数種類の毛を配置したことにより、カゴの回転
時における抵抗を小さくできると共に、付着物の除去を
効果的に行うことができる。

【００３８】また、ブラシの毛の材質を樹脂にしたの
で、泥の付着が少なく、仮に付着しても泥が落ちやす
い。

【００３９】さらに、ブラシをカゴの外周側及び内周側
とにそれぞれ対向させて設置したので、より確実の付着
物の除去ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施形態１に係るトロンメル目詰
まり防止装置の説明図である。

【図２】 この発明の実施形態１に係るトロンメル目詰
まり防止装置のブラシの説明図である。

【図３】 この発明の実施形態１に係るトロンメル目詰
まり防止装置の縦断面図である。

【図４】 この発明の実施形態１に係るトロンメル目詰
まり防止装置の横断面図である。

【図５】 この発明の実施形態２に係るトロンメル目詰
まり防止装置の縦断面図である。

【図６】 この発明の実施形態２に係るトロンメル目詰
まり防止装置の横断面図である。

【図７】 従来の排泥装置の構成を表わす横断面図であ
る。

【図８】 従来の排泥装置の構成を表わす縦断面図であ
る。

【図９】 従来のトロンメル目詰まり防止装置の断面図
である。

【図１０】 従来のトロンメル目詰まり防止装置の斜視
図である。

【符号の説明】

１ トロンメル ３ カゴ ３ａ 縦杆 ３ｂ 横杆 ５ ターニングローラ ７ ブラシ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高須 展夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−269294（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−272424（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−43686（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド工法又はセミシールド工法によ
   る礫、玉石、粘土、泥水等を含んだ掘削土をカゴに投入
   して所定の大きさ以上の固形物を分離するトロンメルに
   おける目詰まりを防止するトロンメルの目詰まり防止装
   置であって、前記トロンメルのカゴの外周又は内周に沿
   って設置され、複数種類の長さ、線径、しなりを持つ毛
   を有するブラシからなることを特徴とするトロンメルの
   目詰まり防止装置。
2. 【請求項２】 前記ブラシにおける前記カゴの軸方向に
   一致する方向には、線径、しなりの異なる複数種類の毛
   を配置すると共に、前記カゴの回転方向に一致する方向
   には長さの異なる複数種類の毛を配置したことを特徴と
   する請求項１記載のトロンメルの目詰まり防止装置。
3. 【請求項３】 前記ブラシの毛の材質は樹脂であること
   を特徴とする請求項１又は２記載のトロンメルの目詰ま
   り防止装置。
4. 【請求項４】 前記ブラシは、前記カゴの外周側及び内
   周側に対向させてそれぞれ設置されていることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載のトロンメルの目詰
   まり防止装置。