JP7703404B2 - Tunnel Boring Machine - Google Patents
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Description
本明細書は、トンネル掘削機を開示する。 This specification discloses a tunnel boring machine.
シールド掘進機等のトンネル掘削機を用いたトンネル掘削工法の一つとして、土圧式工法がある。この土圧式工法では、地山を掘削するカッターヘッドと隔壁との間のカッターチャンバーの圧力が適切な高圧に保持される。これにより、地山の掘削による地盤沈下や地盤隆起の発生が抑制される。 One of the tunnel excavation methods using tunnel boring machines such as shield machines is the earth pressure method. In this earth pressure method, the pressure in the cutter chamber between the partition wall and the cutter head that excavates the ground is maintained at an appropriate high pressure. This prevents ground subsidence and upheaval caused by excavating the ground.
地山を掘削して生じた土砂は、カッターチャンバーからスクリューコンベヤによって排出される。カッターチャンバーは高圧に保持されているので、スクリューコンベヤから土砂が噴出することがある。この土砂の噴出を防ぐため、スクリューコンベヤの排出口にロータリーフィーダを設けることが提案されている。更に、粘度質の土砂によってロータリーフィーダが詰まることを防止するため、ロータリーフィーダの土砂保持空間を区画する翼体を着脱可能にすることが提案されている。この様なシールド掘進機が、特許文献1に開示されている。 The soil generated by excavating the ground is discharged from the cutter chamber by a screw conveyor. Because the cutter chamber is held at high pressure, soil may be ejected from the screw conveyor. To prevent this, it has been proposed to provide a rotary feeder at the screw conveyor's discharge port. Furthermore, to prevent the rotary feeder from becoming clogged with viscous soil, it has been proposed to make the blades that define the soil holding space of the rotary feeder removable. Such a shield tunneling machine is disclosed in Patent Document 1.
特許文献1のシールド掘進機では、土砂の土質の変化に対応させて、ロータリーフィーダの翼体が着脱される。この翼体の着脱には、シールド掘進機を停止させる必要がある。この翼体の着脱は、シールド掘進機の掘削効率を低下させる。 In the shield tunneling machine of Patent Document 1, the blades of the rotary feeder are attached and detached in response to changes in the soil quality of the soil. Attaching and detaching the blades requires the shield tunneling machine to be stopped. Attaching and detaching the blades reduces the excavation efficiency of the shield tunneling machine.
本出願人の意図するところは、土砂の土質の変化で停止せずに掘削できるトンネル掘削機の提供にある。 The applicant's intention is to provide a tunnel boring machine that can excavate without having to stop due to changes in the soil quality.
好ましいトンネル掘削機は、地山を掘削するカッターヘッドと、前記カッターヘッドとの間にカッターチャンバーを形成する隔壁と、掘削で生じる土砂を前記カッターチャンバーから排出するスクリューコンベヤと、前記スクリューコンベヤから排出される前記土砂を閉じ込め前記土砂の一部を包み込んで分割土砂を形成し排出する、一対のコンベヤベルトを含む排出装置とを備える。 A preferred tunnel boring machine includes a cutter head for excavating the natural ground, a partition wall forming a cutter chamber between the cutter head and the cutter head, a screw conveyor for discharging the soil generated by the excavation from the cutter chamber, and a discharge device including a pair of conveyor belts for trapping the soil discharged from the screw conveyor, wrapping a portion of the soil, and forming and discharging divided soil.
このトンネル掘削機は、スクリューコンベヤから排出される土砂を一対のコンベヤベルトで閉じ込め、土砂から分割土砂を形成し排出する。これにより、土砂の噴出が抑制される。このトンネル掘削機は、一対のコンベヤベルトで土砂を閉じ込め分割土砂を排出するので、砂礫質の土砂でも粘度質の土砂でも排出できる。このトンネル掘削機は、土砂の土質が変化しても停止せずに、掘削しうる。 This tunnel boring machine confines the soil discharged from the screw conveyor with a pair of conveyor belts, and then forms and discharges divided soil. This prevents soil from erupting. Because this tunnel boring machine confines the soil with a pair of conveyor belts and discharges divided soil, it can discharge both gravelly and clayey soil. This tunnel boring machine can continue excavating without stopping even if the soil quality changes.
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が詳細に説明される。 A preferred embodiment will be described in detail below, with reference to the drawings as appropriate.
図1には、一実施形態に係るトンネル掘削機1が示されている。このトンネル掘削機1は、その内部でセグメント2を組立てるシールド掘進機である。このトンネル掘削機1は例示であって、シールド掘進機以外の他の掘削機にも適用可能である。ここでは、説明の便宜上、トンネル掘削機1の進行方向を前方とし進行方向の反対方向を後方として説明がされる。
Figure 1 shows a tunnel boring machine 1 according to one embodiment. This tunnel boring machine 1 is a shield machine that assembles
このトンネル掘削機1は、掘削機本体3と、地山を掘削するカッターヘッド4と、カッターヘッド4と共に回転するカッタードラム5とを備える。このカッタードラム5は、掘削機本体3に回転可能に支持されている。
This tunnel boring machine 1 is equipped with an
トンネル掘削機1は、図示されないが、セグメント2を押圧してトンネル掘削機1を前進させる複数のシールドジャッキを備える。これらのシールドジャッキは、ジャッキスプレッダーをセグメント2に押しつける。この反力によって、トンネル掘削機1は、地山を掘削しつつ前進しうる。
Although not shown, the tunnel boring machine 1 is equipped with a number of shield jacks that push against the
トンネル掘削機1の掘削機本体3は、筒状の胴体6と、胴体6の前方に配置される隔壁7とを備える。胴体6の断面形状は例えば円形である。この胴体6は例示であって、その断面形状は矩形であっても良いし、多角形であってもよい。隔壁7は、胴体6の前方開口を閉塞する。
The tunnel boring machine 1's
カッターヘッド4は、隔壁7の前方に配置されている。図示されないが、カッターヘッド4には、多数のカッタービットやローラーカッター等の刃が取り付けられている。
The
カッタードラム5の形状は環状である。このカッタードラム5は、カッターヘッド4に複数の支柱9で連結されている。カッタードラム5は、隔壁7に回転可能に支持されている。このトンネル掘削機1では、カッタードラム5が駆動装置によって回転させられることで、カッターヘッド4が回転する。なお、トンネル掘削機1は、必ずしも、カッタードラム5を備えなくてもよく、カッターヘッド4を駆動する回転軸を備えていればよい。
The
隔壁7は、カッタードラム5によって、リング状の外側隔壁7Aと円盤状の内側隔壁7Bとに分割されている。図示されないが、外側隔壁7Aは、内周縁からカッタードラム5の外周面に対向して延びる周壁を備える。この周壁とカッタードラム5の外周面との間は、複数の土砂シールでシールされている。同様に、図示されないが、内側隔壁7Bは、外周縁からカッタードラム5の内周面に対向して延びる周壁を備える。この周壁とカッタードラム5の内周面との間は、複数の土砂シールでシールされている。
The
このトンネル掘削機1では、内側隔壁7Bの中央部とカッターヘッド4の中央部とは、ロータリジョイント10によって、接続している。このロータリジョイント10によって、回転するカッターヘッド4と隔壁7との間で油圧配管や電線が接続されている。
In this tunnel boring machine 1, the center of the
このトンネル掘削機1では、カッターヘッド4と隔壁7との間に、カッターチャンバー8が形成されている。地山をカッターヘッド4で掘削して生じる土砂は、このカッターチャンバー8に流入する。
In this tunnel boring machine 1, a
トンネル掘削機1は、更に、カッターチャンバー8から土砂を排出するスクリューコンベヤ11と、接続管12と、排出装置13とを備える。
The tunnel boring machine 1 further includes a
スクリューコンベヤ11は、掘削機本体3の内部に配置されている。スクリューコンベヤ11は、ケーシング11Aとケーシング11A内で回転するスクリュー11Bとを備える。ケーシング11Aの前方はカッターチャンバー8に開口している。スクリューコンベヤ11は、スクリュー11Bが回転することで、ケーシング11A内の土砂を後方に搬出可能である。
The
接続管12は、スクリューコンベヤ11の後方開口に接続されている。この接続管12の後方開口に、排出装置13が接続されている。この接続管12には、その開口を開閉可能にするゲート14が取り付けられている。なお、接続管12に、ゲート14が取り付けられなくてもよい。
The connecting
トンネル掘削機1は、更に、スクリューコンベヤ11から排出される土砂の量を計測する排土量計測装置64を備える。
The tunnel boring machine 1 is further equipped with a discharge
図2には、接続管12の後方部と排出装置13とが示されている。図2には、このトンネル掘削機1が備えるセンサ15が共に示されている。センサ15は、排土量計測装置64に接続されている。接続管12は、案内管16を備える。案内管16の後方に排出装置13が接続されている。案内管16と排出装置13との間は土砂シール17でシールされている。
Figure 2 shows the rear part of the connecting
排出装置13は、下方に位置するコンベヤベルト18と、多数のローラ19と、上方に位置するコンベヤベルト20と、多数のローラ21とを備える。コンベヤベルト18は、多数のローラ19に掛け渡されている。コンベヤベルト18は、多数のローラ19に案内されて巡回可能である。これらのローラ19は、コンベヤベルト18の巡回によって回転する従動ローラである。コンベヤベルト20は、多数のローラ21に掛け渡されている。コンベヤベルト20は、多数のローラ21に案内されて巡回可能である。これらのローラ21は、コンベヤベルト20の巡回によって回転する従動ローラである。図示されないが、この排出装置13は、コンベヤベルト18を巡回させる駆動ローラと、コンベヤベルト20を巡回させる他の駆動ローラとを備える。なお、この排出装置13は、駆動ローラを備えなくてもよい。
The
図3(A)には、図2の線分IIIA-IIIAに沿った案内管16の断面が示されている。この断面形状は、接続管12の前方部と同様の円形である。
Figure 3 (A) shows a cross section of the
図3(B)には、図2の線分IIIB-IIIBに沿った案内管16の断面が示されている。図3(B)の断面形状は楕円形である。図3(B)での案内管16の開口断面の高さは図3(A)のそれより小さい。図3(B)での案内管16の開口断面の幅は図3(A)のそれより大きい。
Figure 3(B) shows a cross section of the
図3(C)には、図2の線分IIIC-IIICに沿った案内管16の断面が示されている。図3(C)の断面形状は楕円形である。図3(C)での案内管16の開口断面の高さは図3(B)のそれより小さい。図3(C)での案内管16の開口断面の幅は図3(B)のそれより大きい。
Figure 3(C) shows a cross section of the
この案内管16は、その開口形状を図3(A)の円形から図3(C)の楕円形に変換している。案内管16では、開口断面の高さが後方に向かって漸減し、開口断面の幅が後方に向かって漸増している。ここでは、図3(A)から図3(C)での案内管16の開口断面形状を円形及び楕円形としたが、本発明はこれに限られない。案内管16の開口断面形状は、矩形でもよいし、多角形であってもよい。
The opening shape of this
図3(C)には、図2の線分IIIC-IIICに沿った排出装置13の断面が、案内管16の断面と共に示されている。図3(C)には、複数のローラ19のうち、案内管16の開口断面形状に沿わせて配置される複数の第一案内ローラ22と、コンベヤベルト18の端部をコンベヤベルト20に押し付ける一対の押圧ローラ23とが示されている。同様に、複数のローラ21のうち、案内管16の開口断面形状に沿わせて配置される複数の第一案内ローラ24と、コンベヤベルト20の端部をコンベヤベルト18に押し付ける一対の押圧ローラ25とが示されている。図示されないが、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20のそれぞれの端部には、長手方向に沿って土砂シールとしてのパッキンが貼付けられている。
Figure 3(C) shows a cross section of the
このコンベヤベルト18とコンベヤベルト20とが形成する空間26には、案内管16から土砂が流入する。コンベヤベルト18の端部とコンベヤベルト20の端部とは、シールされている。流入する土砂によって、コンベヤベルト18は第一案内ローラ22の配置に沿って変形する。同様に、コンベヤベルト20は第一案内ローラ24の配置に沿って変形する。図3(C)には、この様に変形したコンベヤベルト18とコンベヤベルト20とが形成する空間26が示されている。
Soil and sand flow from the
図4(A)には、図2の線分IVA-IVAに沿った排出装置13の断面が示されている。図4(A)には、複数のローラ19のうち、コンベヤベルト18を所定の楕円形状に沿わせる様に配置される複数の第二案内ローラ28と、コンベヤベルト18の端部をコンベヤベルト20に押し付ける一対の押圧ローラ29とが示されている。同様に、複数のローラ21のうち、コンベヤベルト20を所定の楕円形形状に沿わせる様に配置される複数の第二案内ローラ30と、コンベヤベルト20の端部をコンベヤベルト18に押し付ける一対の押圧ローラ31とが示されている。
Figure 4 (A) shows a cross section of the
図4(A)では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20とが形成する空間26の断面形状は楕円形である。図4(A)での空間26の断面の高さは図3(C)のそれより小さい。図4(A)での空間26の断面の幅は図3(C)のそれより大きい。
In FIG. 4(A), the cross-sectional shape of
図4(B)には、図2の線分IVB-IVBに沿った排出装置13の断面が示されている。図4(B)には、複数のローラ19のうち、コンベヤベルト18を他の所定の楕円形形状に沿わせる様に配置される複数の第三案内ローラ32と、コンベヤベルト18の端部をコンベヤベルト20に押し付ける一対の押圧ローラ33とが示されている。同様に、複数のローラ21のうち、コンベヤベルト20を他の所定の楕円形状に沿わせる様に配置される複数の第三案内ローラ34と、コンベヤベルト20の端部をコンベヤベルト18に押し付ける一対の押圧ローラ35とが示されている。
Figure 4(B) shows a cross section of the
図4(B)では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20とが形成する空間26の断面形状は楕円形である。図4(B)での空間26の断面の高さは図4(A)のそれより小さい。図4(B)での空間26の断面の幅は図4(A)のそれより大きい。
In FIG. 4(B), the cross-sectional shape of
図4(C)には、図2の線分IVC-IVCに沿った排出装置13の断面が示されている。図4(C)には、複数のローラ19のうち、コンベヤベルト18を支持する第四案内ローラ36と、コンベヤベルト18の端部をコンベヤベルト20に押し付ける一対の押圧ローラ37とが示されている。同様に、複数のローラ21のうち、コンベヤベルト20を支持する第四案内ローラ38と、コンベヤベルト20の端部をコンベヤベルト18に押し付ける一対の押圧ローラ39とが示されている。
Figure 4(C) shows a cross section of the
図4(C)での空間26の断面の高さは図4(B)のそれより小さい。図4(C)での空間26の断面の幅は図4(B)のそれより大きい。
The cross-sectional height of
コンベヤベルト18とコンベヤベルト20との形成する空間26の高さは、図3(C)から図4(C)まで後方に向かって漸減している。この空間26の幅は、図3(C)から図4(C)まで後方に向かって漸増している。図3(C)から図4(C)に示される空間26の断面形状は例示であって、これに限られない。空間26の断面形状は、矩形でもよいし、多角形であってもよい。
The height of the
図5(A)には、図2の線分VA-VAに沿った排出装置13の断面が示されている。図5(A)には、複数のローラ19のうち、コンベヤベルト18を支持する第一可動ローラ40と、コンベヤベルト18の端部をコンベヤベルト20に押し付ける一対の押圧ローラ41とが示されている。同様に、複数のローラ21のうち、コンベヤベルト20を支持する第一可動ローラ42と、コンベヤベルト20の端部をコンベヤベルト18に押し付ける一対の押圧ローラ43とが示されている。
Figure 5 (A) shows a cross section of the
図5(A)では、第一可動ローラ40がコンベヤベルト18をコンベヤベルト20に押し付けている。同様に、第一可動ローラ42がコンベヤベルト20をコンベヤベルト18に押し付けている。これにより、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20とが密着している。
In FIG. 5(A), the first
図5(B)には、図5(A)とは異なる排出装置13の使用状態が示されている。図5(B)では、第一可動ローラ40が、図5(A)の位置より下方に位置している。同様に、第一可動ローラ42が、図5(A)の位置より上方に位置している。これにより、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20との間には、土砂が流入する空間26が形成されている。第一可動ローラ40及び42は、図5(A)に示される閉位置と図5(B)に示される開位置との間で移動可能である。
Figure 5(B) shows a different state of use of the
図2には、更に、複数のローラ19のうち、コンベヤベルト18を支持する第二可動ローラ44、第三可動ローラ48、第四可動ローラ52、第五可動ローラ56及びテンションローラ60が示されている。第二可動ローラ44、第三可動ローラ48、第四可動ローラ52及び第五可動ローラ56は、第一可動ローラ40と同様に、閉位置と開位置との間で移動可能である。テンションローラ60は、コンベヤベルト18のテンションを調整する。
Figure 2 further shows, of the
同様に、複数のローラ21のうち、コンベヤベルト20を支持する第二可動ローラ46、第三可動ローラ50、第四可動ローラ54、第五可動ローラ58及びテンションローラ62が示されている。第二可動ローラ46、第三可動ローラ50、第四可動ローラ54及び第五可動ローラ58は、第一可動ローラ42と同様に、閉位置と開位置との間で移動可能である。テンションローラ62は、コンベヤベルト20のテンションを調整する。
Similarly, of the
図示されないが、排出装置13は、ローラ移動装置を備える。ローラ移動装置は、第一可動ローラ40、第一可動ローラ42、第二可動ローラ44、第二可動ローラ46、第三可動ローラ48、第三可動ローラ50、第四可動ローラ52、第四可動ローラ54、第五可動ローラ56及び第五可動ローラ58のそれぞれを独立に閉位置と開位置とに移動させるアクチュエータを備える。このアクチュエータは、特に限定されないが、例えば、油圧シリンダである。
Although not shown, the
図6(A)には、排出装置13の使用状態が示されている。第一可動ローラ40及び42と、第二可動ローラ44及び46と、第三可動ローラ48及び50とは開位置にある。第四可動ローラ52及び54と、第五可動ローラ56及び58とは閉位置にある。コンベヤベルト18とコンベヤベルト20との間に流入した土砂は、第四可動ローラ52と第四可動ローラ54とに堰き止められている。コンベヤベルト18の幅方向端部とコンベヤベルト20の幅方向端部とは、図示されないが、押圧ローラで押圧されパッキンでシールされている。このトンネル掘削機1では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20に土砂が圧力を保持した状態で閉じ込められている。
Figure 6 (A) shows the
図6(A)の使用状態から、更に、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20との間に土砂が流入する。流入する土砂によりコンベヤベルト18とコンベヤベルト20とが送られる。第一可動ローラ40及び42が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、閉位置に移動する。第四可動ローラ52及び54が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、開位置に移動する。この様にして、排出装置13は、図6(A)の使用状態から図6(B)の使用状態にされる。
From the usage state of FIG. 6(A), soil and sand further flow in between
図6(B)の使用状態では、第一可動ローラ40及び42が閉位置にあり、第四可動ローラ52及び54が開位置にある。コンベヤベルト18を支持する他のローラ19の位置とコンベヤベルト20を支持する他のローラ21の位置とは、図6(A)の使用状態と同様である。この図6(B)の使用状態では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20が、土砂の一部を分離し土砂から分割土砂を形成し、この分割土砂を閉じ込めている。
In the usage state of FIG. 6(B), the first
図6(B)の使用状態から、第二可動ローラ44及び46が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、閉位置に移動する。第五可動ローラ56及び58が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、開位置に移動する。この様にして、排出装置13は、図6(B)の使用状態から図6(C)の使用状態にされる。
From the use state of FIG. 6(B), the second
図6(C)の使用状態では、第二可動ローラ44及び46が閉位置にあり、第五可動ローラ56及び58が開位置にある。その他のローラ19及び21の位置は、図6(B)の使用状態と同様である。この図6(C)の使用状態では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20が土砂を閉じ込めている。分割土砂は、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20と間から排出装置13の外に排出されている。
In the usage state of FIG. 6(C), the second
図6(C)の使用状態から、第一可動ローラ40及び42が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、開位置に移動する。土砂が、第一可動ローラ40及び42の間まで流入する。第三可動ローラ48及び50が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、閉位置に移動する。この様にして、排出装置13は、図6(C)の使用状態から図7(A)の使用状態にされる。
From the use state of FIG. 6(C), the first
図7(A)の使用状態では、第一可動ローラ40及び42が開位置にあり、第三可動ローラ48及び50が閉位置にある。この図7(A)の使用状態では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20が土砂を閉じ込めている。分割土砂は、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20と間から排出装置13の外に、更に排出されている。
In the usage state shown in FIG. 7(A), the first
図7(A)の使用状態から、第二可動ローラ44及び46が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、開位置に移動する。土砂が、第二可動ローラ44及び46の間まで流入する。第四可動ローラ52及び54が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、閉位置に移動する。この様にして、排出装置13は、図7(A)の使用状態から図7(B)の使用状態にされる。
From the use state of FIG. 7(A), the second
図7(B)の使用状態では、第二可動ローラ44及び46が開位置にあり、第四可動ローラ52及び54が閉位置にある。この図7(B)の使用状態では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20が土砂を閉じ込めている。分割土砂は、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20と間から排出装置13の外に、更に排出されている。
In the usage state shown in FIG. 7(B), the second
図7(B)の使用状態から、第三可動ローラ48及び50が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、開位置に移動する。土砂が、第三可動ローラ48及び50の間まで流入する。第五可動ローラ56及び58が、コンベヤベルト18及びコンベヤベルト20を案内しつつ、閉位置に移動する。この様にして、排出装置13は、図7(B)の使用状態から図7(C)の使用状態にされる。
From the use state of FIG. 7(B), the third
図7(C)の使用状態では、第三可動ローラ48及び50が開位置にあり、第五可動ローラ56及び58が閉位置にある。この図7(C)の使用状態では、コンベヤベルト18とコンベヤベルト20が土砂を閉じ込めている。分割土砂の全部が排出されている。
In the use state shown in FIG. 7(C), the third
この図7(C)の使用状態は、図6(A)の使用状態に戻っている。この様に、この排出装置13は、図6(A)から図7(B)まで、その使用状態を変化させ、この使用状態の変化を繰り返すことで、土砂から分割土砂を繰り返し形成し、繰り返し排出しうる。
The usage state in FIG. 7(C) is a return to the usage state in FIG. 6(A). In this way, the
図6(A)から図7(C)の使用状態に示される様に、センサ15は、分割土砂の高さ及び幅を検出できる位置に配置されている。このセンサ15は、特に限定されないが、例えば、レザーセンサである。排土量計測装置64は、センサ15から分割土砂の検出信号を受信する。
As shown in the usage states of Figures 6(A) to 7(C), the
このトンネル掘削機1は、スクリューコンベヤ11から排出される土砂を一対のコンベヤベルト18、20で閉じ込めながら、土砂の一部を包み込んで分割土砂を形成し排出する。これにより、排出される土砂の噴出が抑制される。
This tunnel boring machine 1 confines the soil discharged from the
このトンネル掘削機1では、スクリューコンベヤ11の排出口から土砂の噴出が抑制されている。従来、土砂の噴出を抑制するため、スクリューコンベヤ11の全長を長くして土砂の減圧が図られていた。このトンネル掘削機1では、土砂の噴出が抑制されているので、スクリューコンベヤ11の全長が従来のそれより短くできる。
This tunnel excavator 1 prevents soil from being ejected from the discharge outlet of the
このトンネル掘削機1は、一対のコンベヤベルト18、20で土砂を閉じ込めるので、土砂の土質が変化しても土砂を排出できる。このトンネル掘削機1は、土砂の土質が変化しても停止することなく、掘削しうる。このトンネル掘削機1は、掘削効率に優れる。
This tunnel boring machine 1 confines the soil with a pair of
トンネル掘削機1は、好ましくは、前述の様に、スクリューコンベヤ11の排出口側から一対のコンベヤベルト18.20に土砂を案内する案内管16を備える。この案内管16の開口断面の高さが後方に向かって漸減し、開口断面の幅が後方に向かって漸増する。
As described above, the tunnel boring machine 1 is preferably equipped with a
この案内管16によって、土砂の断面形状の高さが低く幅が広くされる。これにより、この土砂は、一対のコンベヤベルト18、20で閉じ込め易くされる。
The
トンネル掘削機1は、好ましくは、前述の様に、一対のコンベヤベルト18、20を案内する、複数の第一案内ローラ22及び24と、複数の第二案内ローラ28及び30と、複数の第三案内ローラ32及び34とを備える。複数の第一案内ローラ22及び24と、複数の第二案内ローラ28及び30と、複数の第三案内ローラ32及び34とは、一対のコンベヤベルト18.20が形成する空間26の高さが後方に向かって漸減し、この空間26の幅が後方に向かって漸増する様に配置される。
As described above, the tunnel boring machine 1 preferably includes a plurality of
これにより、一対のコンベヤベルト18、20によって閉じ込められる土砂の断面形状の高さが更に低く幅が更に広くされる。これにより、土砂から分割土砂が分離し易くされている。また、土砂と共に移動するコンベヤベルト18、20で土砂の断面形状を変更することで、土砂の土質が変化しても、土砂の断面形状の変更が容易にされている。
This makes the cross-sectional shape of the soil trapped by the pair of
なお、ここでは、コンベヤベルト18及び20の送り方向に、第一案内ローラ22及び24と、第二案内ローラ28及び30と、第三案内ローラ32及び34とが配置されたがこれに限られない。コンベヤベルト18及び20の送り方向に、更に多数のローラ19が並べられ、空間26の高さ及び幅が変更されてもよい。
Here, the
このトンネル掘削機1は、複数の第一案内ローラ22、24、複数の第二案内ローラ28、30、複数の第三案内ローラ32及び34と共に、案内管16を備えたが、案内管16を備えなくてもよい。また、このトンネル掘削機1は、案内管16を備える一方で、複数の第一案内ローラ22、24、複数の第二案内ローラ28、30、複数の第三案内ローラ32及び34を備えなくてもよい。このトンネル掘削機1は、案内管16で、分割土砂を分離可能な断面高さまで、土砂の断面を変形させてもよい。
This tunnel boring machine 1 is equipped with a
このトンネル掘削機1は、第一可動ローラ40、42、第二可動ローラ44、46、第三可動ローラ48、50、第四可動ローラ52、54、第五可動ローラ56及び58によって、分割土砂が形成されたが、これに限らない。コンベヤベルト18及び20の送り方向に並べられる可動ローラの数は、これより多くてもよいし、少なくともよい。
In this tunnel boring machine 1, the divided soil is formed by the first
このトンネル掘削機1は、第一可動ローラ40、42、第二可動ローラ44、46、第三可動ローラ48、50、第四可動ローラ52、54、第五可動ローラ56及び58によって、所定の高さ、所定の幅及び所定の長さで、分割土砂が形成される。これにより、所定の体積の分割土砂が形成される。トンネル掘削機1は、この所定の体積の分割土砂として土砂を排出することで、排土量を従来の精度より高精度に計測しうる。
This tunnel excavator 1 uses first
このトンネル掘削機1は、好ましくは、分割土砂を検出できるセンサ15を備える。トンネル掘削機1は、センサ15で、分割土砂の高さ及び幅を検出しうる。これにより、トンネル掘削機1は、分割土砂の体積をより高精度に計測しうる。
The tunnel boring machine 1 is preferably equipped with a
このトンネル掘削機1は、好ましくは、図1に示される排土量計測装置64を備える。この排土量計測装置64が、センサ15から分割土砂の検出信号を受信する。排土量計測装置64は、センサ15からの信号と、コンベヤベルト18及び20の速度とから、分割土砂の体積と、スクリューコンベヤ11の排土量とを算出する。これにより、トンネル掘削機1は、排土量を高精度に計測しうる。
The tunnel boring machine 1 is preferably equipped with a discharged soil
なお、排土量計測装置64は、センサ15を用いずに、排出装置13から分割土砂の体積とコンベヤベルト18及び20の速度とを得てもよい。具体的には、分割土砂の体積は、第一可動ローラ40、42、第二可動ローラ44、46、第三可動ローラ48、50、第四可動ローラ52、54、第五可動ローラ56及び58の位置情報によって得ることができる。
The discharged soil
この排出装置13とセンサ15とは、スクリューコンベヤ11に近くに取り付けられている。これにより、トンネル掘削機1は、排土量を大きなタイムラグを生じることなく計測しうる。この排土量に基づいて、カッターチャンバー8の圧力が迅速に調整されうる。この観点から、この排出装置13は、スクリューコンベヤ11の排出口に、又は、スクリューコンベヤ11の排出口に案内管16を介して取り付けられることが好ましい。
The
[開示項目]
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。
[Disclosure items]
Each of the following sections is a disclosure of a preferred embodiment.
[項目1]
地山を掘削するカッターヘッド4と
カッターヘッド4との間にカッターチャンバー8を形成する隔壁7と
掘削で生じる土砂をカッターチャンバー8から排出するスクリューコンベヤ11と、
スクリューコンベヤ11から排出される土砂を閉じ込め土砂の一部を包み込んで分割土砂を形成し排出する、一対のコンベヤベルト18、20を含む排出装置13と
を備える、トンネル掘削機1。
[Item 1]
a
The tunnel boring machine 1 is provided with a
[項目2]
一対のコンベヤベルト18、20を案内する複数の可動ローラ40、42を備え、
それぞれの可動ローラ40、42が一対のコンベヤベルト18、20が互いに離れて空間を形成可能な開位置と、一対のコンベヤベルト18、20を密着させる閉位置とに移動可能である、項目1に記載のトンネル掘削機1。
[Item 2]
A plurality of
The tunnel boring machine 1 described in item 1, wherein each
[項目3]
可動ローラ40、42が開位置から閉位置に移動することで、一対のコンベヤベルト18、20が、土砂の一部を包み込んで分割土砂を形成する、項目2に記載のトンネル掘削機1。
[Item 3]
3. The tunnel boring machine 1 according to
[項目4]
スクリューコンベヤ11の排出口側から一対のコンベヤベルト18、20に土砂を案内する案内管16を備え、
案内管16の開口断面の高さが後方に向かって漸減し、開口断面の幅が後方に向かって漸増する、項目1から3のいずれかに記載のトンネル掘削機1。
[Item 4]
A
4. The tunnel boring machine 1 according to any one of items 1 to 3, wherein the height of the opening cross section of the
[項目5]
一対のコンベヤベルト18、20が形成する空間の高さが後方に向かって漸減し、空間の幅が後方に向かって漸増する様に配置され、一対のコンベヤベルト18、20を案内する複数の案内ローラ22、24、28、30を備える、項目1から4のいずれかに記載のトンネル掘削機1。
[Item 5]
A tunnel boring machine 1 according to any one of items 1 to 4, comprising a plurality of
[項目6]
土砂から所定の体積の分割土砂を分離し、
分割土砂の体積とコンベヤベルト18、20の速度とから排土量を算出する排土量計測装置64を備える、項目1から5のいずれかに記載のトンネル掘削機。
[Item 6]
Separating a predetermined volume of sediment from the sediment;
6. A tunnel boring machine according to any one of items 1 to 5, comprising a discharged soil
1・・・トンネル掘削機
4・・・カッターヘッド
7・・・隔壁
8・・・カッターチャンバー
11・・・スクリューコンベヤ
13・・・排出装置
16・・・案内管
18、20・・・コンベヤベルト
22、24、28、30、32、34、36、38・・・案内ローラ
40、42、44、46、48、50、52、54、56、58・・・可動ローラ
64・・・排土量計測装置
1 ...
Claims (5)
前記カッターヘッドとの間にカッターチャンバーを形成する隔壁と
掘削で生じる土砂を前記カッターチャンバーから排出するスクリューコンベヤと、
前記スクリューコンベヤから排出される前記土砂を閉じ込め前記土砂の一部を包み込んで分割土砂を形成し排出する、一対のコンベヤベルトを含む排出装置と
を備え、
更に、一対のコンベヤベルトを案内する複数の可動ローラを備え、
それぞれの可動ローラが前記一対のコンベヤベルトが互いに離れて空間を形成可能な開位置と、前記一対のコンベヤベルトを密着させる閉位置とに移動可能である、トンネル掘削機。 A cutter head for excavating natural ground, a partition wall for forming a cutter chamber between the cutter head and the partition wall, and a screw conveyor for discharging soil and sand generated by excavation from the cutter chamber.
a discharge device including a pair of conveyor belts that confines the soil discharged from the screw conveyor, wraps a portion of the soil, and forms divided soil and discharges the divided soil ;
The conveyor system further includes a plurality of movable rollers for guiding the pair of conveyor belts,
A tunnel boring machine , wherein each movable roller is movable between an open position in which the pair of conveyor belts are separated from each other to form a space, and a closed position in which the pair of conveyor belts are brought into close contact with each other .
前記案内管の開口断面の高さが後方に向かって漸減し、前記開口断面の幅が後方に向かって漸増する、請求項1又は2に記載のトンネル掘削機。 a guide pipe for guiding the soil and sand from a discharge port side of the screw conveyor to the pair of conveyor belts;
3. The tunnel boring machine according to claim 1 , wherein the height of an opening cross section of the guide pipe gradually decreases rearward, and the width of the opening cross section gradually increases rearward.
前記分割土砂の体積とコンベヤベルトの速度とから排土量を算出する排土量計測装置を備える、請求項1から4のいずれかに記載のトンネル掘削機。
Separating a predetermined volume of the divided soil from the soil;
5. The tunnel boring machine according to claim 1, further comprising a discharged soil amount measuring device for calculating a discharged soil amount from a volume of the divided soil and a speed of the conveyor belt.
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|---|---|---|---|
| JP2021143969A JP7703404B2 (en) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | Tunnel Boring Machine |
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