JPS5927838B2 - Face holding pressure control method for shield tunneling machine - Google Patents
Face holding pressure control method for shield tunneling machineInfo
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- JPS5927838B2 JPS5927838B2 JP13716778A JP13716778A JPS5927838B2 JP S5927838 B2 JPS5927838 B2 JP S5927838B2 JP 13716778 A JP13716778 A JP 13716778A JP 13716778 A JP13716778 A JP 13716778A JP S5927838 B2 JPS5927838 B2 JP S5927838B2
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシールド掘進機の切羽保持圧制御方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a face holding pressure control method for a shield tunneling machine.
地山を自然状態のまま掘削し、掘削土砂を切羽保持用の
圧力室に充満させてその崩壊を防止しつつ掘削土砂の一
部を圧力室から大気圧室へ順次解放排出する形式のシー
ルド掘進機がある。Shield excavation is a type of shield excavation in which the ground is excavated in its natural state, and a pressure chamber for holding the face is filled with the excavated soil to prevent collapse, while a portion of the excavated soil is sequentially released from the pressure chamber to the atmospheric pressure chamber. There is a chance.
本発明はこの種のシールド掘進機において、排泥通路の
末端部で土砂を締め固め、該土砂を脱水しその間隙比を
小さくして透水係数を小とし、もって排泥の含水比と圧
力室の圧力調整とを良好に行なおうとするものである。In this type of shield excavator, the present invention compacts the earth and sand at the end of the sludge drainage passage, dehydrates the earth, and reduces the pore ratio to reduce the hydraulic conductivity, thereby reducing the water content ratio of the sludge and the pressure chamber. The aim is to achieve good pressure adjustment.
以下本発明の実施例を第1図、第2図に基づき説明する
。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
1はシールド掘進機本体であり、これは隔壁2より切羽
保持用圧力室3と大気圧室4とに区画されている。Reference numeral 1 denotes a main body of the shield tunneling machine, which is divided by a partition wall 2 into a face holding pressure chamber 3 and an atmospheric pressure chamber 4.
圧力室3には切羽5に対向するカッタ6が設置されてお
り、該カッタ6の回転により掘削された土砂は圧力室3
内に取り込まれる。A cutter 6 facing the face 5 is installed in the pressure chamber 3, and the earth and sand excavated by the rotation of the cutter 6 flows into the pressure chamber 3.
taken within.
7は掘削土砂を圧力室3から大気圧室4へ移送排出する
スクリューコンベヤであり、このコンベヤ7は隔壁2を
貫通し、圧力室3で開口する掘削土砂投入口8及び大気
圧室4で開口する排泥口9とを有する筒状ケーシング1
0に内装されている。7 is a screw conveyor that transfers and discharges excavated soil from the pressure chamber 3 to the atmospheric pressure chamber 4; this conveyor 7 penetrates the partition wall 2, and has an excavated soil inlet 8 that opens in the pressure chamber 3 and an excavated soil inlet 8 that opens in the atmospheric pressure chamber 4; A cylindrical casing 1 having a mud drainage port 9.
It is installed in 0.
スクリューコンベヤ70回転軸11は排泥口9の外方で
駆動モータ12の出力軸に連設されている。The rotation shaft 11 of the screw conveyor 70 is connected to the output shaft of the drive motor 12 outside the mud removal port 9.
13は前記回転軸110基部に軸芯方向摺動自在に外嵌
されたコーンバルブであって、このコーンバルブ13は
前記排泥口9を開閉するためのものであって、シリンダ
装置14によりヨーク15を介して閉塞方向に押圧付勢
される。Reference numeral 13 denotes a cone valve fitted externally to the base of the rotating shaft 110 so as to be slidable in the axial direction. 15 in the closing direction.
以上のスクリューコンベヤ7、筒状ケーシング10、コ
ーンバルブ13によってスクリューディスチャージャが
構成されている。The screw conveyor 7, cylindrical casing 10, and cone valve 13 constitute a screw discharger.
したがって駆動モータ12を作動させてスクリューコン
ベヤ7を回転させると、前記圧力室3に取り込まれた掘
削土砂は投入口8から筒状ケーシング10内に送られ、
該ケーシング10内を排泥口9に向って移送される。Therefore, when the drive motor 12 is operated to rotate the screw conveyor 7, the excavated soil taken into the pressure chamber 3 is sent into the cylindrical casing 10 from the input port 8,
The mud is transferred inside the casing 10 toward the mud removal port 9.
しかるに排泥口9はコーンバルブ13により押圧状態で
閉塞されているので、掘削土砂はケーシング10内の排
泥口9近傍で締め固められ、該位置にサンドプラグ16
を形成することになる。However, since the mud draining port 9 is closed under pressure by the cone valve 13, the excavated soil is compacted near the mud draining port 9 in the casing 10, and the sand plug 16 is placed in the position.
will be formed.
このサンドプラグ16は掘削土砂が切羽地山の土質状態
またはそれ以上に土質改良されたものであり、該サンド
プラグ16により圧力室3の切羽圧力が保持される。This sand plug 16 is made of excavated earth whose soil quality has been improved to the soil condition of the face ground or better, and the face pressure in the pressure chamber 3 is maintained by the sand plug 16.
スクリューコンベヤ7での掘削土砂の移送をさらに続け
ると、該コンベヤーの移送圧力がコーンバルブ13の閉
塞押付圧力より大となり、コーンバルブ13が排泥口9
より後退して排泥口9が両者の差圧に見合って開放し、
この開放部分から掘削土砂が大気に解放排出される。When the screw conveyor 7 continues to transport the excavated soil, the conveyor's transport pressure becomes higher than the closing pressure of the cone valve 13, and the cone valve 13 closes the mud removal port 9.
The mud drain port 9 is opened in accordance with the differential pressure between the two as it retreats further,
The excavated soil is discharged into the atmosphere from this open part.
このとき筒状ケーシング10内部の排泥口9近傍には依
然としてサンドプラグ16が形成されており、土砂排出
中も圧力室3の切羽圧力は保持されている。At this time, the sand plug 16 is still formed in the vicinity of the mud discharge port 9 inside the cylindrical casing 10, and the face pressure of the pressure chamber 3 is maintained even during the mud discharge.
17はサンドプラグ16の形成に伴なう回転軸11の摩
擦を軽減するための固定さや管である。Reference numeral 17 denotes a fixed sheath tube for reducing the friction of the rotating shaft 11 due to the formation of the sand plug 16.
コーンバルブ14の押付圧力は土質条件により調整する
のであって、このようにコーンバルブ14の土砂流出抵
抗圧力Pcとスクリューコンベヤ7の移送圧力(締め固
め圧力)Pmax とをバランスさせつつサンドプラ
グ16を形成して掘削土砂を大気圧室4に解放排出する
場合、PmaxとPcとのバランス関係式は次式の如く
なる。The pressing pressure of the cone valve 14 is adjusted depending on soil conditions, and in this way the sand plug 16 is adjusted while balancing the earth and sand outflow resistance pressure Pc of the cone valve 14 and the transfer pressure (compaction pressure) Pmax of the screw conveyor 7. When the excavated earth and sand are released and discharged into the atmospheric pressure chamber 4, the balance relational expression between Pmax and Pc is as follows.
Pmax=Pc −f (μ2 tsK+ )μ−
土砂とケーシング内面との摩擦係数
t−サンドプラグ形成ゾーンの長さ
に=土圧係数
D−ケーシング内径
締め固めにより透水係数は次の関係となる。Pmax=Pc −f (μ2 tsK+ )μ−
Friction coefficient t between earth and sand and casing inner surface - length of sand plug formation zone = earth pressure coefficient D - casing inner diameter Due to compaction, the hydraulic permeability coefficient has the following relationship.
kl: k2−41: 72
t1=透水係数に1のときの間隙比
t2−透水係数に2のときの間隙比
したがってPmaxを適正に調整するには、サンドプラ
グ形成時の締め固め中に摩擦係数μが変化することから
、’t D 、P cを変化させることが必要であり、
D、tの要素が一定のときはPcを変化させれば良いこ
とが判る。kl: k2-41: 72 t1 = gap ratio when permeability coefficient is 1 t2 - gap ratio when permeability coefficient is 2 Therefore, in order to properly adjust Pmax, the friction coefficient must be adjusted during compaction during sand plug formation. Since μ changes, it is necessary to change 't D and P c,
It can be seen that when the elements of D and t are constant, it is sufficient to change Pc.
Pcを変化させる場合にはコーンバルブ13のストロー
ク(変位)量を調整するのが機械的に目視できるので有
利である。When changing Pc, it is advantageous to adjust the stroke (displacement) amount of the cone valve 13 because it can be visually observed mechanically.
コーンバルブ13のストローク(変位)量はコーンバル
ブ13の土砂流出抵抗圧力Pcに関連する。The stroke (displacement) amount of the cone valve 13 is related to the earth and sand outflow resistance pressure Pc of the cone valve 13.
即ちストローク(変位)量と土砂流出抵抗圧力Pcは土
質により変化するので、圧力計21の初期設定値範囲内
に土圧を維持するためには、コーンバルブ13のストロ
ーク(変位)量即ち土砂流出抵抗圧力Pcを制御して土
庄を制御範囲内にするのがよい。That is, since the stroke (displacement) amount and the sediment outflow resistance pressure Pc change depending on the soil quality, in order to maintain the soil pressure within the initial setting value range of the pressure gauge 21, the stroke (displacement) amount of the cone valve 13, that is, the sediment outflow resistance pressure Pc, changes depending on the soil quality. It is preferable to control the resistance pressure Pc to bring the tonosho within the control range.
土砂流出抵抗圧力Pcは土量(掘進速度に関係する)の
流出速度とコーンバルブ13のストローク(変位)量と
流出してくる土質条件(たとえは、砂、粘土あるいはシ
ルトおよび含水比の大、小など)により決まる。The soil outflow resistance pressure Pc depends on the outflow velocity of the soil volume (related to the excavation speed), the stroke (displacement) amount of the cone valve 13, and the soil conditions (for example, sand, clay, or silt, high water content, (e.g. small).
従って土砂流出抵抗圧力Pcを変化させること即ちスト
ローク(変位)量を調整することにより目標値を得るこ
とができる。Therefore, the target value can be obtained by changing the earth and sand outflow resistance pressure Pc, that is, by adjusting the stroke (displacement) amount.
18はストローク検出計である。18 is a stroke detector.
ストローク検出計18からの信号は演算器19に入力さ
れ、その値が該演算器19で算出された制御値と合致し
ているときシリンダ装置14の制御弁20が中立状態に
切換わり、合致していないときは制御弁20がシリンダ
装置14を押し出し又は引き込み作動せしめるべく切換
わる。The signal from the stroke detector 18 is input to the calculator 19, and when the value matches the control value calculated by the calculator 19, the control valve 20 of the cylinder device 14 is switched to the neutral state, and the control value is changed to the neutral state. When not, the control valve 20 is switched to operate the cylinder device 14 in a pushing or retracting manner.
前記制御値はある一定の範囲内の値であり、たとえは主
働土圧と受働土圧との間の調整値に設定される。The control value is a value within a certain range, and is set, for example, to an adjustment value between active earth pressure and passive earth pressure.
すなわち圧力室3の圧力を圧力計(土圧計、間隙水圧計
)21で圧力(掘削土砂の充満程度)を検出し、その信
号を演算器19に入力し、該演算器19に設定されてい
る初期設定値と演算する。That is, the pressure in the pressure chamber 3 is detected by a pressure gauge (earth pressure gauge, pore water pressure gauge) 21 (the degree of filling with excavated earth and sand), and the signal is input to the computing unit 19, and the signal is set in the computing unit 19. Calculate with initial setting value.
前記初期設定値は
P二γh
P:初期設定値
γ:切羽部の密度
h:切羽部のゆるみ高さ
によって求められ、この初期設定値から前記制御値が算
出される。The initial set value is determined by P2γh P: initial set value γ: density of the face portion h: slack height of the face portion, and the control value is calculated from this initial set value.
次に掘削が開始され、掘削土量が圧力室3に取込まれる
と圧力室3内の圧力が高くなり、この圧力が圧力計21
によって検出され、信号として演算器19に入力される
と前記制御値と比較されて制御値より高いとコーンバル
ブ13を開く信号が制御弁20に入力されて、コーンバ
ルブ13が開かれる。Next, when excavation is started and the amount of excavated soil is taken into the pressure chamber 3, the pressure inside the pressure chamber 3 increases, and this pressure is measured by the pressure gauge 21.
The signal is detected by the control valve 20, and when input as a signal to the calculator 19, it is compared with the control value, and if it is higher than the control value, a signal to open the cone valve 13 is input to the control valve 20, and the cone valve 13 is opened.
しかしコーンバルブ13のストローク(変位)量は土質
条件によって変化するので、圧力計21によって検出さ
れる圧力室3内の圧力とコーンバルブ130ストローク
(変位)量を比較しながら演算器19でストローク(変
位)量の増加又は減少をきめる。However, since the stroke (displacement) amount of the cone valve 13 changes depending on soil conditions, the stroke (displacement) amount is Decide whether to increase or decrease the amount (displacement).
コーンバルブ130ストローク(変位)量を増減させる
のは土質によって異なるので、掘削状態でストローク(
変位)量調整を繰り返し変位量を決める。Cone Valve 130The amount of stroke (displacement) can be increased or decreased depending on the soil quality, so the stroke (displacement) amount can be increased or decreased in the excavated state.
(displacement) amount adjustment is repeated to determine the amount of displacement.
なお第2図において、22は液圧源である。In addition, in FIG. 2, 22 is a hydraulic pressure source.
コーンバルブ13の変位動力源は液圧の他に電力でもよ
(、また制御弁20は手動、自動いずれでも切換可能で
ある。The displacement power source for the cone valve 13 may be electric power in addition to hydraulic pressure (and the control valve 20 can be switched either manually or automatically.
以上の説明から明らかなように、本発明はコーンバルブ
のストローク(変位)量を制御することによりサンドプ
ラグの締め固め圧力を調整するので、コーンバルブの変
位により排泥量を調整することになる。As is clear from the above explanation, the present invention adjusts the compaction pressure of the sand plug by controlling the stroke (displacement) amount of the cone valve, so the amount of sludge discharged is adjusted by the displacement of the cone valve. .
したがって排泥量と掘削土砂量とにより常に圧力室の圧
力を地山の土質条件に適合したものに設定することがで
きる。Therefore, the pressure in the pressure chamber can always be set to match the soil conditions of the ground, depending on the amount of sludge discharged and the amount of excavated soil.
第1図はシールド掘進機の縦断面図、第2図は本発明実
施例の説明図である。
3・・・圧力室、4・・・大気圧室、7・・・スクリュ
ーコンベヤ、10・・・筒状ケーシング、13・・・コ
ーンバルブ、14・・・シリンダ装置、16・・・サン
ドプラグ、18・・・ストローク検出計、19・・・演
算器、20・・・制縄弁、21・・・圧力計。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield tunneling machine, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention. 3... Pressure chamber, 4... Atmospheric pressure chamber, 7... Screw conveyor, 10... Cylindrical casing, 13... Cone valve, 14... Cylinder device, 16... Sand plug , 18... Stroke detector, 19... Arithmetic unit, 20... Control valve, 21... Pressure gauge.
Claims (1)
ィスチャージャを有し、スクリューディスチャージャの
排泥口部にサンドプラグを形成し、該プラグで前記圧力
室の圧力を保持しつつ排泥するシールド掘進機において
、前記排泥口部に対し出退して排泥プラグの締め固め圧
力を調整するバルブの変位量を基準設定圧と圧力室圧力
との演算値から導出することを特徴とするシールド掘進
機の切羽保持圧制御方法。1. A screw discharger is provided between the face holding pressure chamber and the atmospheric pressure chamber, and a sand plug is formed at the mud discharge port of the screw discharger, and the plug discharges mud while maintaining the pressure in the pressure chamber. In the shield excavator, the amount of displacement of a valve that moves in and out of the mud removal port to adjust the compaction pressure of the mud removal plug is derived from a calculated value of a reference setting pressure and a pressure chamber pressure. A method for controlling the face holding pressure of a shield tunneling machine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13716778A JPS5927838B2 (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | Face holding pressure control method for shield tunneling machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13716778A JPS5927838B2 (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | Face holding pressure control method for shield tunneling machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5565698A JPS5565698A (en) | 1980-05-17 |
| JPS5927838B2 true JPS5927838B2 (en) | 1984-07-09 |
Family
ID=15192378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13716778A Expired JPS5927838B2 (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | Face holding pressure control method for shield tunneling machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927838B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57123897U (en) * | 1981-01-27 | 1982-08-02 | ||
| JPS624629Y2 (en) * | 1981-02-26 | 1987-02-02 |
-
1978
- 1978-11-06 JP JP13716778A patent/JPS5927838B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5565698A (en) | 1980-05-17 |
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