JPH0525996B2 - - Google Patents

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JPH0525996B2
JPH0525996B2 JP31897387A JP31897387A JPH0525996B2 JP H0525996 B2 JPH0525996 B2 JP H0525996B2 JP 31897387 A JP31897387 A JP 31897387A JP 31897387 A JP31897387 A JP 31897387A JP H0525996 B2 JPH0525996 B2 JP H0525996B2
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JP
Japan
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skin plate
cutter
section
spoke
cross
Prior art date
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JP31897387A
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Japanese (ja)
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Seiji Furukawa
Hitoshi Myajima
Ichiro Matsunaka
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Obayashi Corp
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Obayashi Corp
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は、シールド掘進機に関する。[Detailed description of the invention] ≪Industrial application fields≫ The present invention relates to a shield tunneling machine.

≪従来の技術≫ 周知のように、地下鉄トンネルの構築方法とし
て、シールド工法があり、この工法ではトンネル
の掘削にシールド掘進機が使用される。
<<Prior Art>> As is well known, there is a shield construction method as a method for constructing subway tunnels, and in this construction method, a shield excavator is used to excavate the tunnel.

シールド掘進機には、各種の形式があるが、一
般的には円形断面のものが広く採用されている。
There are various types of shield tunneling machines, but those with a circular cross section are generally widely used.

ところで、地下鉄トンネルでは、上下線の二本
の軌条を通常必要とする。
By the way, subway tunnels usually require two rails, one for the upper and one for the upper and lower lines.

この場合、トンネルをそれぞれ個別に掘削する
と、用地的な面や、工期、工費に無駄が大きくな
る。
In this case, excavating each tunnel individually would be wasteful in terms of land, construction time, and construction costs.

そこで、円形の大断面を一度に掘削することが
考えられるが、この方法では、トンネルを個別に
掘削する場合よりも若干工期の点で有利になるも
のの、断面効率は改善されない。
Therefore, one idea is to excavate a large circular section at once, but although this method has a slight advantage in terms of construction time compared to excavating tunnels individually, it does not improve the efficiency of the section.

このため、例えば、特開昭47−44931号公報に
見られるように、二つの円形断面をオーバラツプ
させた断面で掘削するシールド掘進機が提案され
ているが、この掘進機には以下に説明する欠点が
あつた。
For this reason, for example, as seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-44931, a shield excavator has been proposed that excavates with two overlapping circular sections, but this excavator has the following features: There were flaws.

≪発明が解決しようとする問題点≫ すなわち、上記公報に開示されているシールド
掘進機では、円形断面をオーバラツプさせた断面
なので、その断面効率は向上するものの、円形断
面の二つのカツターデイスクを前後方向にずらし
て配置しており、したがつて後方に位置するカツ
ターデイスクは常時前方に位置するカツターデイ
スクとのオーバラツプ部分を掘削することになる
ので、その断面の掘削を効率良く行なうことがで
きないという問題があつた。
≪Problems to be Solved by the Invention≫ In other words, in the shield excavator disclosed in the above-mentioned publication, the cross-section is made by overlapping the circular cross-sections, so although the cross-sectional efficiency is improved, The cutter disks are arranged to be shifted in the front and back direction, so the cutter disk located at the rear always excavates the overlapped part with the cutter disk located at the front, so it is necessary to efficiently excavate that cross section. There was a problem that I couldn't do it.

また、掘削後に設置されるセグメントも円形を
オーバラツプさせた形状となるので、その組み立
てや製作が複雑になるという問題もあつた。
In addition, the segments installed after excavation also have a shape with overlapping circles, making assembly and manufacturing complicated.

この発明は、このような従来の問題点に鑑みて
なされたものであつて、その目的とするところ
は、二本の軌条を有するトンネルを掘削する場合
においても、カツターデイスクによる断面の掘削
を効率良く行なうことができるとともに、セグメ
ントの組み立ておよび製作を容易に行なうことの
できるシールド掘進機を提供することにある。
This invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to eliminate the need to excavate a cross section using a cutter disc even when excavating a tunnel with two rails. It is an object of the present invention to provide a shield excavator that can efficiently assemble and manufacture segments.

≪問題点を解決するための手段≫ 上記目的を達成するために、この発明のシール
ド掘進機は、略楕円断面のスキンプレートと、こ
のスキンプレートの先端に回転自在に配置される
とともに前記楕円の短軸長と略同じ長さを有する
スポークと、このスポークの両端部に回転自在に
支持され、かつ、前記楕円の短軸長の略1/2の直
径を有する一対の円形カツターデイスクと、これ
らのカツターデイスクの中心と前記スキンプレー
トとの間に所定の間隔を保ちつつ、各カツターデ
イスクを前記スキンプレートの内周に沿つて移動
させる移動装置と、前記スポークの前面に固設さ
れるカツクービツトとからなることを特徴とする
ものである。
<<Means for Solving the Problems>> In order to achieve the above object, the shield excavator of the present invention includes a skin plate having a substantially elliptical cross section, a skin plate rotatably disposed at the tip of the skin plate, and a portion of the elliptical cross section. a spoke having a length that is approximately the same as the short axis length; a pair of circular cutter disks that are rotatably supported at both ends of the spoke and have a diameter that is approximately 1/2 the short axis length of the ellipse; a moving device that moves each cutter disk along the inner periphery of the skin plate while maintaining a predetermined distance between the center of these cutter disks and the skin plate; and a moving device that is fixed to the front surface of the spoke. It is characterized in that it consists of a katsukubitsu.

≪作用≫ 上記構成のシールド掘進機によれば、移動装置
により、その中心とスキンプレートとの間に所定
の間隔を保ちつつスキンプレートの内周に沿つて
移動する一対のカツターデイスクは、その径の長
さが楕円断面のスキンプレートの短軸長の略1/2
なので、これらが相互にオーバラツプするのは、
カツターデイスクがスキンプレートの楕円断面の
短軸上の近傍に位置するときだけとなり、これに
よつてカツターデイスクによる楕円断面の掘削を
効率良く行なうことができる。
<<Operation>> According to the shield excavator having the above configuration, the pair of cutter disks are moved along the inner periphery of the skin plate while maintaining a predetermined distance between the center and the skin plate by the moving device. The diameter is approximately 1/2 of the minor axis length of the skin plate with an elliptical cross section.
Therefore, the reason why these overlap with each other is
This occurs only when the cutter disk is located near the short axis of the elliptical cross section of the skin plate, and thereby the cutter disk can efficiently excavate the elliptical cross section.

また、形成されるトンネルは、略楕円断面にな
り、円形断面と二つの円形断面をオーバラツプさ
せた断面との中間の断面効率が得られるととも
に、セグメントの形状も楕円になり、これらの製
作、施工を比較的簡単に行なうことができる。
In addition, the tunnel that is formed has a substantially elliptical cross-section, which provides a cross-sectional efficiency intermediate between a circular cross-section and a cross-section that overlaps two circular cross-sections, and the shape of the segments is also elliptical, making it easy to manufacture and construct them. can be done relatively easily.

≪実施例≫ 以下、この発明の好適な実施例について添付図
面を参照にして詳細に説明する。
<<Example>> Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図および第2図は、この発明にかかるシー
ルド掘進機の一実施例を示している。
FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a shield excavator according to the present invention.

同図に示すシールド掘進機は、この発明を土圧
式シールド掘進機に適用したものを例示してお
り、両端が開口した楕円断面のスキンプレート1
0と、このスキンプレート10の先端側に回転自
在に配置されたスポーク12と、このスポーク1
2の両端部に回転自在に支持された一対の円形カ
ツターデイスク14,14と、このカツターデイ
スク14を、スキンプレート10の内周に沿つ
て、カツターデイスク14の中心とスキンプレー
ト10との間に所定の間隔、すなわちカツターデ
イスク14の径の略1/2の間隔を保ちつつ公転移
動させる移動装置15とから概略構成されてい
る。
The shield tunneling machine shown in the figure is an example of an earth pressure type shield tunneling machine in which the present invention is applied.
0, a spoke 12 rotatably arranged on the tip side of this skin plate 10, and this spoke 1.
A pair of circular cutter disks 14, 14 are rotatably supported at both ends of the skin plate 10. The cutter disk 14 is generally constructed of a moving device 15 that revolves and moves while maintaining a predetermined interval, that is, an interval of approximately 1/2 the diameter of the cutter disk 14.

上記スキンプレート10の先端側には、隔壁1
6が固設され、掘削土砂が充満される土圧室18
が隔成されているとともに、スキンプレート10
内には掘進機を前進させるための推進ジヤツキ
や、土圧室18内の掘削土砂を排出するためのス
クリユーコンベアなどが設置されている。
A partition wall 1 is provided on the distal end side of the skin plate 10.
6 is fixedly installed, and the earth pressure chamber 18 is filled with excavated earth and sand.
are separated from each other, and the skin plate 10
Inside, a propulsion jack for advancing the excavator, a screw conveyor for discharging excavated earth and sand from the earth pressure chamber 18, etc. are installed.

上記スポーク12は、長方形状に形成され(第
2図参照)、その前面にはカツタービツト12a
が固設されているとともに、上記隔壁16を貫通
してスキンプレート10の楕円の中心軸上に位置
しスキンプレート10の軸方向に沿つて後方に延
びる回転軸20に支持される。また、スポーク1
2の長手方向の長さは、スキンプレート12の楕
円の短軸l1よりも若干短くなつており、スポーク
12は回転軸20に取り付けられた図外の駆動モ
ータにより回転駆動される。
The spokes 12 are formed in a rectangular shape (see FIG. 2), and have cutter bits 12a on the front surface.
is fixed thereto, and is supported by a rotating shaft 20 that passes through the partition wall 16 and is located on the central axis of the ellipse of the skin plate 10 and extends rearward along the axial direction of the skin plate 10. Also, spoke 1
The length in the longitudinal direction of the spokes 2 is slightly shorter than the short axis l 1 of the ellipse of the skin plate 12, and the spokes 12 are rotationally driven by a drive motor (not shown) attached to the rotating shaft 20.

上記一対の円形カツターデイスク14は、実質
的に同じ構成をそなえており、スキンプレート1
0の楕円の短軸l1の略1/2の長さの円盤状のカツ
ターフエイス14aと、カツターフエイス14a
の前面に固設されたカツタービツト14bと、カ
ツターフエイス14aの背面に固着された回転軸
14cとから構成され、各回転軸14cの後端に
はカツターフエイス14aを回転駆動する駆動モ
ータ22が設けられていてる。また、カツターフ
エイス14a,14aは相互の干渉を防止するた
めに前後方向に若干ズラして配置してある。
The pair of circular cutter disks 14 have substantially the same configuration, and the skin plate 1
A disk-shaped cutter face 14a having a length of approximately 1/2 of the short axis l of the ellipse 0, and a cutter face 14a.
It consists of a cutter bit 14b fixed to the front side of the cutter face 14a, and a rotating shaft 14c fixed to the back side of the cutter face 14a, and a drive motor 22 for rotationally driving the cutter face 14a is installed at the rear end of each rotating shaft 14c. It is set up. Further, the cutter faces 14a, 14a are arranged slightly shifted in the front-rear direction to prevent mutual interference.

上記移動装置15は、この実施例ではスポーク
12内に内蔵された油圧ジヤツキ24から構成さ
れ、油圧ジヤツキ24の伸縮プランジヤ24aの
先端には上記カツターデイスク14の回転軸14
cが係止されている。
In this embodiment, the moving device 15 is composed of a hydraulic jack 24 built into the spoke 12, and a telescopic plunger 24a of the hydraulic jack 24 has a rotating shaft 14 of the cutter disk 14 at its tip.
c is locked.

また、上記スポーク12の両端部には、その長
手方向の中心軸l上から角部に向けて直線状に延
びるガイド溝12bが各々設けられていて、カツ
ターデイスク14の中心は油圧ジヤツキ24の伸
縮によりこのガイド溝12bに沿つて移動する。
Furthermore, guide grooves 12b are provided at both ends of the spokes 12, each extending linearly from the central axis l in the longitudinal direction toward the corner. It moves along this guide groove 12b by expansion and contraction.

以上の構成を備えたシールド掘進機では、以下
に説明するようにして、各カツターデイスク1
4,14とスポーク12とを回転駆動すること
で、切羽の土砂を土圧室18内に取込みつつ推進
ジヤツキを駆動することで掘削が行われ、楕円断
面のトンネルが形成される。
In the shield excavator with the above configuration, each cutter disk 1 is
By rotating the spokes 12 and 4, 14, excavation is performed by driving the propulsion jack while taking earth and sand from the face into the earth pressure chamber 18, and a tunnel with an elliptical cross section is formed.

第2図は、上記構成のシールド掘進機の掘削状
態を模式的に示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the excavation state of the shield excavator having the above configuration.

いま、一方のカツターデイスク14の回転中心
をO1、他方をO2とし、これらを駆動モータ22
で回転駆動しつつ、かつ、スポーク12を時計方
向に回転させる。
Now, the rotation center of one cutter disk 14 is O 1 and the other is O 2 , and these are connected to the drive motor 22.
While rotating the spoke 12, the spoke 12 is rotated clockwise.

ここで、第2図aに示すように、カツターデイ
スク14,14の中心O1,O2がスキンプレート
10の楕円Aの短軸l1上にあるとき、移動装置1
5の油圧ジヤツキ24を収縮させてO1,O2を前
記スポーク12の長手方向の中心軸l上に位置さ
せる。そして、スポーク12の回転とともに徐々
に油圧ジヤツキ24を伸長させ、前記ガイド溝1
2bに沿つて外方に移動させて、第2図bに示す
ように、スポーク12が約90度回転したときに、
各カツターデイスク14,14の中心がスポーク
12の角部に位置するように制御する。
Here , as shown in FIG.
5 is contracted to position O 1 and O 2 on the central axis l of the spoke 12 in the longitudinal direction. Then, as the spokes 12 rotate, the hydraulic jacks 24 are gradually extended, and the guide grooves 1
2b, and when the spokes 12 are rotated approximately 90 degrees as shown in FIG. 2b,
The center of each cutter disk 14, 14 is controlled to be located at the corner of the spoke 12.

そして、スポーク12が90度から180度まで回
転する間に、各カツターデイスク14,14の中
心O1,O2が楕円の短軸l1上において前記中心軸l
上に再び戻るように油圧ジヤツキ24を収縮させ
る。以後このような制御を順次繰り返せば、カツ
ターデイスク14は、自ら回転するとともに、第
2図bに仮想線で示すように、その中心が、スキ
ンプレート10の楕円の内方にあつて、楕円に沿
つて略カツターデイスク14の径の1/2の間隔を
おいた楕円軌道を描くように公転移動する。
Then, while the spokes 12 rotate from 90 degrees to 180 degrees, the centers O 1 and O 2 of each cutter disk 14 and 14 are located on the short axis l 1 of the ellipse, and the center axis l
Retract the hydraulic jack 24 so that it returns to the top again. If such control is repeated sequentially thereafter, the cutter disk 14 will rotate by itself, and its center will be located inside the ellipse of the skin plate 10, as shown by the imaginary line in FIG. The cutter disk 14 revolves along an elliptical orbit with an interval of approximately 1/2 the diameter of the cutter disk 14.

そして、カツターデイスク14が掘残した部分
は、スポーク12の回転駆動よにり掘削されるの
で、上述したようにカツターデイスク14とスポ
ーク12とを回転駆動すればスキンプレート10
とほぼ同じ大きさの楕円断面が掘削される。そし
て、スキンプレート10の後端側に楕円断面のセ
グメントを順次組み立てればトンネルが構築され
る。
The portion left unexcavated by the cutter disk 14 is excavated by the rotation of the spokes 12, so if the cutter disk 14 and the spokes 12 are rotationally driven as described above, the skin plate 10
An elliptical cross-section of approximately the same size as is excavated. A tunnel is constructed by sequentially assembling segments of elliptical cross section on the rear end side of the skin plate 10.

なお、ガイド溝12bの長さとその方向、およ
び、油圧ジヤツキ24の伸縮量の制御は、上記の
ものに限られることはなく、例えば、ガイド溝1
2bをスポーク12の長手方向の中心軸l上に設
定し、スポーク12の回転量とカツターデイスク
14の公転角度とが同期するようにしても良く、
これらを適宜選択することにより、卵形、ひよう
たん形など各種の楕円断面の掘削が可能になり、
特に占有幅に制限がある場合に、幅に適合した断
面の選択が可能になる。
Note that the length and direction of the guide groove 12b and the control of the amount of expansion and contraction of the hydraulic jack 24 are not limited to those described above.
2b may be set on the central axis l in the longitudinal direction of the spokes 12 so that the amount of rotation of the spokes 12 and the revolution angle of the cutter disk 14 are synchronized,
By selecting these appropriately, it is possible to excavate various elliptical cross sections such as oval and gourd shapes.
Especially when there is a limit to the occupied width, it becomes possible to select a cross section that matches the width.

以上のようにして掘削される楕円断面のトンネ
ルでは、従来の円断面と、2個の円断面を重合し
たものとの中間の断面効率が得られる。
A tunnel with an elliptical cross section excavated as described above has a cross-sectional efficiency intermediate between that of a conventional circular cross-section and that of a combination of two circular cross-sections.

なお、上記実施例では、この発明の土圧式のシ
ールド掘進機に適用したものを例示したが、この
発明の実施はこれに限定されることはなく他の形
式のシールド掘進機にも適用できる。
In the above embodiment, the present invention is applied to an earth pressure type shield excavator, but the present invention is not limited thereto and can be applied to other types of shield excavators.

≪発明の効果≫ 以上実施例で説明したように、この発明にかか
るシールド掘進機によれば、自ら回転するととも
に移動装置によりスキンプレートの内周に沿つて
公転移動させられる一対のカツターデイスクは、
その径の長さが楕円断面のスキンプレートの短軸
長の略1/2なので、これらが相互にオーバラツプ
するのは、カツターデイスクが楕円の短軸上の近
傍に位置するときだけとなり、したがつて、カツ
ターデイスクによる楕円断面の掘削を効率良く行
なうことができる。
<<Effects of the Invention>> As explained in the embodiments above, according to the shield excavator according to the present invention, the pair of cutter disks that rotate by themselves and are moved around the inner circumference of the skin plate by the moving device are ,
Since the length of the diameter is approximately 1/2 of the short axis length of the skin plate with an elliptical cross section, they overlap each other only when the cutter disk is located near the short axis of the ellipse. As a result, the cutter disc can efficiently excavate an elliptical cross section.

また、形成されるトンネルは、楕円断面にな
り、円形断面と二つの円形断面をオーバラツプさ
せた断面との中間の断面効率が得られるととも
に、セグメントの形状も楕円になるので、セグメ
ントの製作、施工を容易に行なうことができる。
In addition, the tunnel that is formed has an elliptical cross-section, which provides a cross-sectional efficiency intermediate between a circular cross-section and a cross-section that overlaps two circular cross-sections, and the shape of the segments is also elliptical. can be easily carried out.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のシールド掘進機の一例を示
す、シールド掘進機を上方から見た要部断面図、
第2図は同シールド掘進機のカツターデイスクの
公転軌道の説明図である。 10……スキンプレート、12……スポーク、
14……円形カツターデイスク、15……移動装
置。
FIG. 1 is a sectional view of the main parts of the shield tunneling machine seen from above, showing an example of the shield tunneling machine of the present invention;
FIG. 2 is an explanatory diagram of the orbit of the cutter disk of the shield tunneling machine. 10...skin plate, 12...spoke,
14...Circular cutter disk, 15...Movement device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 略楕円断面のスキンプレートと、このスキン
プレートの先端に回転自在に配置されるとともに
前記楕円の短軸長と略同じ長さを有するスポーク
と、このスポークの両端部に回転自在に支持さ
れ、かつ、前記楕円の短軸長の略1/2の直径を有
する一対の円形カツターデイスクと、これらのカ
ツターデイスクの中心と前記スキンプレートとの
間に所定の間隔を保ちつつ、各カツターデイスク
を前記スキンプレートの内周に沿つて移動させる
移動装置と、前記スポークの前面に固設されるカ
ツタービツトとからなることを特徴とするシール
ド掘進機。
1. A skin plate having a substantially elliptical cross section, a spoke that is rotatably disposed at the tip of the skin plate and has a length that is approximately the same as the short axis length of the ellipse, and is rotatably supported at both ends of the spoke, and a pair of circular cutter disks having a diameter of approximately 1/2 of the short axis length of the ellipse, and each cutter disk while maintaining a predetermined distance between the centers of these cutter disks and the skin plate. A shield excavator comprising: a moving device for moving a disk along the inner periphery of the skin plate; and a cutter bit fixed to the front surface of the spoke.
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