JPS589238B2 - 泥水加圧シ−ルド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールド掘進機本体の圧力室に圧力水を供給し
、切羽面を保持すると共に掘削土砂をロータリーバルブ
を用いて前記圧力室から排出しながら掘進する泥水加圧
シールド掘進機に関し、前記ロータリーバルブの土砂排
出に伴う圧力室の圧力変動を小さくし、その変動後の静
定時間を短くできる泥水加圧シールド掘進機を提供する
ことを目的とする。

以下従来のこの種シールド掘進機を第１図を用いて説明
する。

第１図において１は泥水加圧シールド掘進機本体である
。

このシールド掘進機本体１は切羽２に対抗する圧力室３
を有し、該圧力室３には昇圧ポンプ４を有する給水管５
が連結され、これによって前記圧力室３に中間タンク６
の貯留水が供給されるようになっている。

一方カツタ７で掘削された土砂は玉石８と共に圧力室３
内に取込まれた後、前記圧力水と混じり合い連通口９を
介してロータリーバルブ１０へ導入される。

そしてこのロータリーバルブ１０によって前記圧力室３
と該室外とを圧力シールしながら該ロータリーバルブ１
０に連設された排出管１１を通して第１集泥タンク１２
に貯えられる。

通常該第１集泥クンク１２の開口にはフィルター１３が
配設されており、このフィルター１３で玉石８と泥水１
４とが分離され、玉石８はベルトコンベア１５を介して
運搬車１６に積込まれ、地上へ搬送される。

また前記分離された泥水１４は水中ポンプ１７を有する
送泥管１８により第１集泥タンク１２からアジテータ１
９を有する第２集泥タンク２０に送られる。

この第２集泥タンク２０と前記中間タンク６とは隔壁２
１で仕切られており、必要に応じて前記中間タンク６へ
供給される水を矢印２２の如く第２集泥タンク２０側へ
オーバーフローさせることにより、該第２集泥タンク２
０の泥水量が維持できるようになっている。

そしてこの第２集泥タンク２０の泥水は排泥ポンプ２３
を有する排泥管２４を通して地上へ排出される。

２４ａは中間タンク６の給水管、２５は給泥管５に介装
されたバルブ、２６は排出管１１に介装されたバルブで
ある。

ところでロータリーバルブ１０は前記したように、圧力
室３の圧力シールを行ないつつ掘削土砂を排出口１１側
に移動させるものではあるが、その構造は極めて簡単な
ものであり、前記排出口１１中への土砂の排出時には、
該ロータリーバルブ１０の土砂排出後のロータリー経路
（これについては後述する。

）を介して圧力室３の圧力が容易に逃がされるため、切
羽２の崩壊原因となる。

即ち、前記排出時には、あたかも圧力室３にバルブを設
け、このバルブを瞬間的に開放したと同様の現象が発生
するのである。

このように従来のものは圧力室３の圧力保持に関して重
大な問題点を有するものであるが、本発明は、前記ロー
タリーバルブ１０に特殊な手段を設けると共に圧力室３
の圧力泥水を前記ロータリーバルブ１０とは別途排出す
るバイパス管２７を設けることによって、この問題点を
解消せんとするものである。

以下その実施例を第１図〜第３図に基づき説明する。

２８は本発明に係るロータリーバルブである。

このロータリーバルブ２８は下部に泥水の連通口９が連
結される泥水導入口２９及び上部に泥水排出口３０を有
するケーシング３１とこのケーシングに内装された回転
体３２とから成り、回転体３２は回転軸３３周りに回転
されると共に放射状に突設された多数の仕切板３４を有
し、該仕切板３４と前記ケーシング３１とによって多数
の泥水収容室３５が形成される。

そしてこの収容室３５は前記導入口２９及び排出口３０
とほぼ同等の開口面積を有する。

さらに回転体３２とケーシング３１の前後板３１ａ，３
ｌｂとの間には、前記導入口２９から導入される泥水が
通過可能な隙間ｌ，ｌがそれぞれ形成されており、土砂
は前記収容室３５に収容されるが、泥水３６は前記隙間
を通って、土砂排出後、空になった収容室３５に満たさ
れるようになっている。

即ち回転体３２の回転に伴い収容室３５が通過するロー
タリー経路のうち、前記排出口３０と導，入口２９との
間の土砂排出後のロータリー経路（以下、土砂なしロー
タリー経路という。

）中に水が満たされるから、圧力室３の圧力はロータリ
ーバルブ２８のロータリー経路のうち半分は土砂により
、他の半分は水により圧力シールされるこ、とになり、
圧力変動は少なくなる。

かかる効果を得るためには、前記土砂なしロータリー経
路容積の７０〜１００％を水で満たすことが効果的であ
る。

なお、３７．３８はそれぞれ土砂の導入及び排出方向を
示し、３９は回転体３２の回転方向を示す。

そこで、圧力室３の泥水圧を一定に保つためには、昇圧
ポンプ４の吐出量をＱ、ロータリーバルブ２８の吐出量
をＱ１とすると、 Ｑ＝Ｑｔ＋α ・・・（１） の条件が満足される必要がある。

したがって（１）式のαを得るために前記バイパス管２
７が設けられている。

バイパス管２７の吐出量をＱ２とするとα一Ｑ２である
。

第４図は本発明の効果を確認するための調査結果であり
、ａは従来のシールド掘進機、即ちバイパス管２７を用
いず、しかも前記隙間ｌ，ｌを有さない従来のロータリ
ーバルブ１０を用いて前記土砂なしロータリー経路に水
を満たさなかった場合、ｂは本発明に係るシールド掘進
機で、バイパス管２７により圧力泥水を排出し、同時に
ロータリーバルブ２８の土砂なしロータリー経路に水を
満たした場合の圧力室３の圧力変動を示すグラフである
。

これらから明らかなように、本発明における場合ｂは、
従来のものａに比べロータリーバルブの土砂排出に伴う
圧力降下（Ｐｏ″ｙｌ≦極端に小さく、圧力降下のオー
バーシュート（過下降）（ｐ１）は生じず〔ａの場合は
基準圧に対し１次遅れの変動のみであるが、ｂの場合は
２次遅れの変動が生じる。

〕しかも圧力変動の静定時間（ｔｓ）が短い。

第５図は本発明に係るバイパス管２７の効果を示すもの
で、ａはバイパス管２７の流量（吐出量）Ｑ２をＯとし
た場合、ｂはロータリーバルブ２８とバイパス管２７の
吐出量を等しくした場合、即ちＱ１＝Ｑ２の場合をそれ
ぞれ示す。

これらによるとＱ１＝ Ｑ２の場合ｂはオーバーシュー
ト（Ｐ１）はＱ２−０の場合ａに比べ小さく、圧力変動
の静定時間（ｔｓ）も短い。

故にバイパス管２７を用いることは冒頭記載の目的を完
遂するために極めて好ましいものである。

本発明は、泥水シールド掘進機における圧力室に土砂排
出用のロータリーバルブを連設した、所謂開放型泥水シ
ールド掘進機において、土砂排出に伴う圧力室の圧力降
下並びに圧力変動を最小限に抑えることができ、しかも
、圧力変動の静定時間も極力短くできるから、切羽崩壊
等の現象を未然に防止することができる。

なお前記実施例において説明した回転体３２とケーシン
グ３１との隙間ｌ，ｌは、泥水が通過可能でかつ圧力保
持ができる範囲に設定することを要することは言うまで
もない。

またこのように前記土砂なし経路に水を満たすためには
前記隙間ｌｌを通して行なうことの他に、外部からポン
プ等により行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体概略図、第２図はロータリ
ーバルブ２８の斜視図、第３図は同縦断側面図、第４図
は従来のものａと本発明のものｂとの効果の差異を示す
グラフ、第５図は本発明実施例において、Ｑ２＝ｏとし
た場合ａとＱ１−Ｑ２とした場合ｂとの効果の差異を示
すグラフである。 １・・・・・・シールド掘進機本体、２７・・・・・・
バイパス管、２８・・・・・・ロータリーバルブ、２９
・・・・・・泥水導入口、３０・・・・・・泥水排出口
、ｌ・・・・・・隙間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 切羽保持用の圧力水が供給される圧力室に掘削土砂
   を排出するロータリバルブを連設すると共に、該圧力室
   の圧力泥水をロークリバルブとは別途に排出するバイパ
   ス管を設け、前記ロータリバルブは、下部に泥水導入口
   及び上部に泥水排出口を有するケーシングと、該ケーシ
   ング内に回転自在に配設されると共に周囲に複数の泥水
   収容室が形成された回転体とからなり、且つ前記ケーシ
   ング側壁と回転体側面との間に、前記導入口から導入さ
   れた泥水が土砂排出後の収容室に流入可能な隙間を形成
   したことを特徴とする泥水加圧シールド掘進機。