JPH068497U - Shield machine - Google Patents
Shield machineInfo
- Publication number
- JPH068497U JPH068497U JP7155291U JP7155291U JPH068497U JP H068497 U JPH068497 U JP H068497U JP 7155291 U JP7155291 U JP 7155291U JP 7155291 U JP7155291 U JP 7155291U JP H068497 U JPH068497 U JP H068497U
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- JP
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- cutter
- cutters
- diameter
- peripheral
- center
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- Granted
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】コスト高を抑え、かつビットの磨耗も少なく、
練り混ぜ能力が高く、また、カッターによって掘削され
ない部分も容易に掘削できるシールド掘進機を提供す
る。
【構成】 大口径の略円形掘削断面を得るシールド掘進
機において、シールド掘進機の円形のシールド筒１の中
心に小径の回転自在な中心カッター４を設け、この中心
カッター４の外周部に複数の小径の回転自在な周辺カッ
ター１６を互いに衝突しないように環状に配置し、かつ
シールド筒１の外縁部の内側に生ずる中心カッター４、
周辺カッター１６では掘削できない堀り残し部分の位置
に、先端部が略三角形断面の三角部３２ｂ，３２ｃを有
し、前後動自在であって堀り残し部分を掘削する土砂押
し分け部３２を設け、一つの大口径の略円形の掘削断面
を得るようにしている。
(57) [Summary] (Correction) [Purpose] Cost reduction is low and bit wear is low,
(EN) Provided is a shield machine having high kneading ability and capable of easily excavating a portion not excavated by a cutter. [Structure] In a shield machine for obtaining a large-diameter, generally circular excavation cross section, a small diameter rotatable center cutter 4 is provided at the center of a circular shield cylinder 1 of the shield machine, and a plurality of center cutters 4 are provided on the outer periphery of the center cutter 4. A central cutter 4, which is arranged in a ring shape so as not to collide with each other, of rotatable peripheral cutters 16 having a small diameter, and which is generated inside the outer edge portion of the shield tube 1,
At the position of the unexposed portion that cannot be excavated by the peripheral cutter 16, the tip portion has triangular portions 32b and 32c having a substantially triangular cross section, and the earth and sand pressing portion 32 that is movable back and forth and excavates the unexposed portion is provided. It is designed to obtain one large-diameter, substantially circular excavation cross section.
Description
【０００１】[0001]
本考案は地中にトンネルの如き横坑を構築する場合に用いられる大口径のシー ルド掘進機に関する。 The present invention relates to a large-diameter shield machine used when constructing a tunnel such as a tunnel in the ground.
【０００２】[0002]
従来、大口径のシールド掘進機のカッターは、第２図に示すように、一つの巨 大な回転型カッター１００により構成されていた。 Conventionally, a cutter of a large-diameter shield machine has been constituted by one huge rotary cutter 100, as shown in FIG.
【０００３】[0003]
しかし、この場合、カッター自体の重量が大きく、しかもカッターに加わるト ルクも大きいため、カッターを支える軸受１０１や、カッター自体が巨大化して 製作費が過大となっていた。 However, in this case, the weight of the cutter itself is large, and the torque applied to the cutter is also large. Therefore, the bearing 101 that supports the cutter and the cutter itself are huge, and the manufacturing cost is excessive.
【０００４】 また、土圧系の泥土加圧シールドにおいては、掘削土砂に作泥土材を注入しシ ールド機内の切羽室１０２内で練り混ぜることにより掘削土砂を泥土に変換し、 この泥土による圧力で切羽を安定させつつ掘進させるもので、掘削土砂と作泥土 材とを練り混ぜる練り混ぜ機構が掘削土砂の泥土化にとって重要なこととなる。Further, in the mud pressure shield of earth pressure system, excavated mud is converted into mud by pouring mud mud material into the excavated sand and kneading in the face chamber 102 in the shield machine, and the pressure of the mud is applied. In order to make the cutting face stable while excavating, the mixing mechanism that mixes the excavated soil with the mud soil material is important for mud conversion of the excavated soil.
【０００５】 しかして、大口径の場合、外周部に比べ内周部はカッター１００の移動速度が 非常に遅くなるので、カッタースポーク１０４の後方に設けた練り混ぜ翼１０３ だけでは、練り混ぜが不十分となるので、掘削土砂が塑性流動化されず、掘進に 支障をきたすことになる。そこで、カッター１００とは別駆動の中央部練り混ぜ 翼などを装備することが必要となって製作費の増大を招く、といった課題があっ た。However, in the case of a large diameter, the moving speed of the cutter 100 becomes much slower in the inner peripheral portion than in the outer peripheral portion, so that the mixing blades 103 provided behind the cutter spokes 104 alone cannot perform the mixing operation. Since it will be sufficient, the excavated soil will not be plasticized and will hinder the excavation. Therefore, there is a problem that it is necessary to equip a central mixing blade that is driven separately from the cutter 100, which causes an increase in manufacturing cost.
【０００６】 本考案は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的とするところは、複数基 のカッターと土砂押し分け装置とを組合せて、一つの大きな円形の掘削断面を得 るようにし、よって個々のカッターを通常の小ないし中口径のものと同程度の構 造でも良くしてコスト高を抑え、かつビットの磨耗も少なく、しかも練り混ぜ能 力が高く、また、カッターによって掘削されない部分も容易に掘削することので きるシールド掘進機を提供することにある。The present invention has been proposed in view of the above points, and an object of the present invention is to combine a plurality of cutters and a soil segregation device to obtain one large circular excavation cross section, Therefore, the structure of individual cutters may be the same as that of a normal small or medium caliber to reduce the cost, the wear of the bit is small, the kneading ability is high, and the part that is not excavated by the cutter is used. The purpose is to provide a shield machine that can be easily excavated.
【０００７】[0007]
すなわち、本考案は上記目的を達成するために、大口径の略円形掘削断面を得 るシールド掘進機において、前記シールド掘進機の円形のシールド筒１の中心に 小径の回転自在な中心カッター４を設け、この中心カッター４の外周部に複数の 小径の回転自在な周辺カッター１６を互いに衝突しないように環状に配置し、か つ前記シールド筒１の外縁部の内側に生ずる前記中心カッター４、周辺カッター １６では掘削できない堀り残し部分の位置に、先端部が略三角形断面の三角部３ ２ｂ，３２ｃを有し、前後動自在であって堀り残し部分を掘削する土砂押し分け 部３２を設け、一つの大口径の略円形の掘削断面を得るようにしている。 That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a shield machine having a large-diameter, substantially circular excavation cross section, in which a small-diameter rotatable center cutter 4 is provided at the center of a circular shield cylinder 1 of the shield machine. A plurality of small-diameter rotatable peripheral cutters 16 are provided on the outer peripheral portion of the central cutter 4 in an annular shape so as not to collide with each other, and the central cutter 4 and the peripheral portion formed inside the outer edge of the shield cylinder 1 At the position of the unexcavated portion that cannot be excavated by the cutter 16, the tip end has triangular portions 32b and 32c having a substantially triangular cross section, and the earth and sand separating portion 32 that is movable back and forth and excavates the unexposed portion is provided. It is designed to obtain one large-diameter, substantially circular excavation cross section.
【０００８】[0008]
複数基のカッターにより大口径の掘削断面を得るようにし、各カッター構成を 通常の小、中口径のものと同程度でも良いようにし、かつその場合、ビットの耐 久性、掘削土と作泥土材との練り混ぜ能力をも向上させしめるようにしたが、外 周縁に内接するように配設されている複数基の周辺カッターの外周縁とシールド 外周縁により囲まれた略三角形の部分は周辺カッターでは掘削ができず、シール ド掘進機を掘進させると、周辺カッターでは掘削されない地山部分が切羽面から 隔壁２方向へ突き出した状態で残ることになる。 A large-diameter excavation cross-section can be obtained with multiple cutters, and each cutter configuration can be of the same size as a normal small- or medium-diameter one, and in that case, the durability of the bit, excavated soil and mud The kneading ability with the material was also improved, but the outer peripheral edge of the multiple peripheral cutters arranged so as to inscribe the outer peripheral edge and the approximately triangular portion surrounded by the outer peripheral edge of the shield If the cutter cannot excavate and the shield machine is excavated, the ground portion that is not excavated by the peripheral cutter will remain protruding from the face face toward the partition wall 2.
【０００９】 そこで、本考案ではその部分を掘削する土砂押し分け装置を設け、掘削されず に残っていた地山部分を押し分け、周辺カッターのスポーク後方に取り付けられ た練り混ぜ翼により、切羽室中の泥土の中に取り込み泥土化するようにしたもの である。Therefore, in the present invention, a device for excavating the portion is provided to push out the remaining unexcavated natural ground portion, and the mixing blades attached to the rear of the spokes of the peripheral cutter are used to remove It was taken into mud and turned into mud.
【００１０】[0010]
以下、図面に沿って本考案の好ましい実施例を説明する。図１は本考案の第１ 実施例を示すもので、図中１はシールド掘進機Ａを構成する大口径の円筒形を呈 し鋼板等よりなるシールド筒であり、前方部内周面には円板状の隔壁２が設けら れ、これにより切羽室３が形成されている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a shield cylinder made of a steel plate or the like which has a large diameter and constitutes a shield machine A. A plate-shaped partition wall 2 is provided to form a face chamber 3.
【００１１】 ４はシールド筒１の隔壁２の前方に突出して設けられいわゆるカッターとして 機能する比較的中口径の中心カッターで、この中心カッター４は、先端にフイッ シュテール状のセンタービット５が設けられ、かつ軸方向中心線上に作泥土材用 の注入管６ａが形成され、隔壁２中央部に軸受７を介し貫設されたセンターシャ フト６と、このセンターシャフト６の先端部にボス８を介して取付けられ、かつ 前部に多数のビット９が設けられているとともに、後部に後方に向って延びる複 数の練り混ぜ翼１０が設けられた略十字状のカッタースポーク１１にて構成され ている。Reference numeral 4 denotes a central cutter having a relatively medium diameter, which is provided so as to project in front of the partition wall 2 of the shield cylinder 1 and functions as a so-called cutter. The central cutter 4 has a fishtail-shaped center bit 5 at the tip thereof. In addition, an injection pipe 6a for mud and soil material is formed on the axial center line, and a center shaft 6 is provided through the bearing 7 at the center of the partition wall 2, and a boss 8 is provided at the tip of the center shaft 6. And a plurality of bits 9 are provided in the front part and a plurality of mixing blades 10 extending in the rear part are provided in the rear part, and are composed of substantially cross-shaped cutter spokes 11. .
【００１２】 そして、隔壁２の中央部背面には支持部材１２が設けられ、この支持部材１２ に中心カッター用駆動モータ１３が取付けられ、そのモータ軸に連結されたピニ オン１４が隔壁２の後方に突出したセンターシャフト６の後部に設けられた歯車 １５と噛合し、駆動モータ１３を駆動することにより、中心カッター４が回転す るよう構成されている。A support member 12 is provided on the rear surface of the central portion of the partition wall 2, a center cutter drive motor 13 is attached to the support member 12, and a pinion 14 connected to the motor shaft is provided at the rear of the partition wall 2. The center cutter 4 is configured to rotate by meshing with a gear 15 provided on the rear portion of the center shaft 6 protruding to drive the drive motor 13.
【００１３】 また、１６は中心カッター４に比べやや小口径の周辺カッターで、中心カッタ ー４の周辺に互いに離間して偶数基設けられている。しかして、この周辺カッタ ー１６は中心カッター４の軸心に対し略同心円状に配設されており、中心カッタ ー４と略同様先端にフイッシュテール状のセンタービット１７が設けられ、かつ 内部の軸方向中心線上に作泥土材用の注入管が形成され、軸受１９を介し隔壁２ に貫設されたセンターシャフト１８と、このセンターシャフト１８の前端部にボ ス２０を介し取付けられＸ字状に延びるスポーク２１ａ，２１ｂおよびその外周 部を弧状に連結する弧状スポーク２１ｃにてなる扇形のカッタースポーク２１と 、この扇形カッタースポーク２１の前部に設けられた多数のビット２２および後 部に設けられ、かつ後方に向かって延び長さの異なる練り混ぜ翼２３ａ，２３ｂ によって構成されている。Reference numeral 16 denotes a peripheral cutter having a diameter slightly smaller than that of the central cutter 4, and is provided around the central cutter 4 with an even number of bases spaced apart from each other. The peripheral cutter 16 is arranged substantially concentrically with respect to the axis of the central cutter 4, and a fishtail-shaped center bit 17 is provided at the tip substantially like the central cutter 4, and the inner cutter is An injection pipe for mud and mud material is formed on the axial centerline, and a center shaft 18 is provided through the partition wall 2 through a bearing 19, and an X-shaped shape is attached to the front end of the center shaft 18 through a boss 20. Fan-shaped cutter spokes 21 comprising spokes 21a, 21b extending in the direction of the circle and arc-shaped spokes 21c connecting the outer circumferences thereof in an arc shape, and a large number of bits 22 provided at the front of the fan-shaped cutter spokes 21 and provided at the rear thereof. , And is formed by mixing blades 23a and 23b extending rearward and having different lengths.
【００１４】 なお、扇形カッタースポーク２１はスポーク２１はスポーク２１ａ，２１ｂ， ２１ｃ構造とせず扇形の面板部材とすることも可能である。また、練り混ぜ翼２ ３ｂは隔壁２近傍まで延び、かつ軸受け１９付近の練り混ぜ翼は軸受１９にぶつ からないようその近傍までの短い長さとなっているが、軸受１９の前端が必要以 上に隔壁２前方に突出しないものであれば各練り混ぜ翼２３ａ，２３ｂは同じ長 さでも良いことは勿論である。The fan-shaped cutter spokes 21 may be fan-shaped face plate members instead of the spokes 21a, 21b and 21c. Further, the mixing blade 23b extends to the vicinity of the partition wall 2, and the mixing blade near the bearing 19 has a short length so as not to hit the bearing 19, but the front end of the bearing 19 is unnecessary. Needless to say, the mixing blades 23a and 23b may have the same length as long as they do not project to the front of the partition wall 2.
【００１５】 なお、周辺カッター１６のカッター部は中心カッター４より若干後方位置に設 けられ、中心カッター４の周囲において互いに適間隔をあけ、かつ相互の外周縁 の軌跡が重なるように設けられている。この場合、各周辺カッター１６は互いに 衝突しないよう適度の位相差を付されて配設され、それぞれ略同一速度で、かつ 隣り合うもの同志が逆方向に回転される。換言すると各周辺カッター１６は一つ 置きに同一方向に回転するようになっている。The peripheral cutter 16 is provided with a cutter portion slightly rearward of the central cutter 4 with proper intervals around the central cutter 4 and their outer peripheral loci overlapping each other. There is. In this case, the peripheral cutters 16 are arranged with an appropriate phase difference so as not to collide with each other, and the neighboring cutters are rotated at substantially the same speed and in the opposite direction. In other words, every other peripheral cutter 16 is designed to rotate in the same direction every other one.
【００１６】 次に周辺カッター１６の回転機構について説明する。隔壁２の背面であって中 心カッター用回転機構の周囲には支持部材２４が設けられ、この支持部材２４に は周辺カッター用駆動モータ２５が設けられている。また、支持部材２４内には ２つの略リング状の第１、第２の歯車２６，２７が前後して設けられ、かつモー タ軸に前後して設けられた第１，第２のピニオン２８，２９が第１，第２の歯車 ２６，２７にそれぞれ噛合され、第１，第２の歯車２６，２７はそれぞれ逆方向 に回転するように構成されている。Next, the rotation mechanism of the peripheral cutter 16 will be described. A support member 24 is provided on the back surface of the partition wall 2 around the rotary mechanism for the center cutter, and a drive motor 25 for the peripheral cutter is provided on the support member 24. Further, two substantially ring-shaped first and second gears 26 and 27 are provided in front and rear in the support member 24, and first and second pinions 28 are provided in front and rear of the motor shaft. , 29 are meshed with the first and second gears 26 and 27, respectively, and the first and second gears 26 and 27 are configured to rotate in opposite directions.
【００１７】 そして、一つ置きの各周辺カッター１６のセンターシャフト１８の適位置に第 １または第２の歯車２６，２７と噛合する歯車３０，３１が設けられ、これによ って隣り合う周辺カッター１６が互いに逆方向に回転される。なお、このとき隣 り合うカッターの回転速度が同じになるように第１，第２のピニオン２８，２９ と第１，第２の歯車２６，２７の比を調節しておく必要がある。Then, gears 30 and 31 that mesh with the first or second gears 26 and 27 are provided at appropriate positions on the center shafts 18 of the alternate peripheral cutters 16, respectively. The cutters 16 are rotated in opposite directions. At this time, it is necessary to adjust the ratio between the first and second pinions 28 and 29 and the first and second gears 26 and 27 so that the rotation speeds of the adjacent cutters are the same.
【００１８】 また、３１は土砂押し分け装置である。すなわち、大口径の掘削断面の外周縁 に内接するように配設されている複数基の周辺カッター１６の外周縁とシールド 外周縁により囲まれた略三角形の部分は、周辺カッター１６のカッタースポーク ２１は円形をなし、周辺カッター１６自体は中心カッター４の周囲を公転しない ため、掘削することができない。Further, reference numeral 31 is an earth and sand pushing device. That is, the substantially triangular portion surrounded by the outer peripheral edges of the plurality of peripheral cutters 16 and the shield outer peripheral edge which are arranged so as to be inscribed in the outer peripheral edge of the large-diameter excavation cross section is a cutter spoke 21 of the peripheral cutter 16. Has a circular shape, and the peripheral cutter 16 itself does not revolve around the center cutter 4, so it cannot be excavated.
【００１９】 このため、その部分を掘削すべくこの土砂押し分け装置３１が設けられている 。この土砂押し分け装置３１は、前方に突出自体に設けられた土砂押し分け部３ ２、その背面に一端が当接され、かつ基部３３ａが後方の反力受部３４側に設け られた土砂押し分け装置駆動用ジャッキ３３とを備え、土砂押し分け部３２、ジ ャッキ３３等はシールド筒１内であって隔壁２の外周の一部において後方に向か って形成された室３５内に収納されている。Therefore, this earth and sand pushing device 31 is provided to excavate the portion. The earth and sand separating device 31 includes a earth and sand separating portion 32 provided on the front of the protrusion itself, one end of which is in contact with the back surface thereof, and a base 33a provided on the rear side of the reaction force receiving portion 34 for driving the earth and sand separating device. The jack 33 is provided, and the earth and sand separating portion 32, the jack 33, and the like are housed in the shield cylinder 1 and in a chamber 35 formed rearward at a part of the outer periphery of the partition wall 2.
【００２０】 また、土砂押し分け部３２の先端部分は略三角錐の形状をなし、シールド筒１ の前方部内周壁と離間、対向する外周壁３２ａと、この外周壁３２ａの中央部を 頂部に向かって左右から盛り上がっていく凹状の弧面をなす三角形３２ｂ，３２ ｃとにて形成されている。Further, the tip end portion of the earth and sand separating portion 32 has a substantially triangular pyramid shape, and is separated from the front inner peripheral wall of the shield cylinder 1 and faces the outer peripheral wall 32a, and the central portion of the outer peripheral wall 32a faces the top. It is formed by triangles 32b and 32c forming a concave arc surface rising from the left and right.
【００２１】 さらに、３６は坑内側に設けられたスクリューコンベアで、その前端３６ａは 隔壁２の下部と接続され、かつ後端に設けられたスクリュー駆動用モータ３７を 駆動することにより切羽室３内の泥土等を内部に取り込み排出するものである。 なお、図中ではスクリューコンベア３６は一基であるが、必ずしも一基に限定さ れるものではなく、複数基の設置も可能である。Further, 36 is a screw conveyor provided inside the mine, the front end 36 a of which is connected to the lower part of the partition wall 2 and the screw drive motor 37 provided at the rear end is driven to drive the inside of the face chamber 3. It takes in and discharges the mud etc. In addition, although the screw conveyor 36 is one in the figure, it is not necessarily limited to one, and a plurality of screw conveyors 36 can be installed.
【００２２】 ３８はオイルジャッキで、前端はシールド筒１の内壁面に立設された反力受部 ３４側に、また、後端は後方の反力受３９に当接させられている。しかして、上 記オイルジャッキ３８は、切羽室３に充満された泥土の圧力を一定に保つため、 スクリューコンベア３６の泥土の排出量を考慮しつつ駆動され、シールド筒１を 前進させる。この場合、切羽室３内の泥土の圧力は、切羽室３に面した隔壁２の 適箇所に設けた圧力計（図示せず）によって検出される。Reference numeral 38 denotes an oil jack, the front end of which is in contact with the side of the reaction force receiving portion 34 which is erected on the inner wall surface of the shield cylinder 1, and the rear end of which is in contact with the rear reaction force receiving portion 39. Then, the oil jack 38 described above is driven in consideration of the discharge amount of the mud on the screw conveyor 36 in order to keep the pressure of the mud filled in the face chamber 3 constant, and advances the shield cylinder 1. In this case, the pressure of the mud in the face chamber 3 is detected by a pressure gauge (not shown) provided at an appropriate position on the partition wall 2 facing the face chamber 3.
【００２３】 その他、４０は土砂押し分け部３２の周囲に設けられたシール、４１，４２は それぞれ第１，第２の歯車２６，２７を支持する軸受である。In addition, 40 is a seal provided around the earth and sand pressing portion 32, and 41 and 42 are bearings that support the first and second gears 26 and 27, respectively.
【００２４】 次に本考案の動作について説明する。掘削断面が円形のシールド掘進機におい て、その断面の半径よりも短い直径である偶数基の周辺カッター１６をそれぞれ のカッターの掘削円がシールド掘進機Ａの掘削断面円の内側に接するように配設 してあり、また、それぞれの隣り合う周辺カッター１６の中心を結ぶと正多角形 を形成するようになっており、かつ多角形の一辺の長さが周辺カッター１６の半 径よりも長く直径よりも短くなっている。さらに、シールド掘進機Ａの掘削断面 中心にも中心カッター４が配設されていて、前記周辺カッター１６と接触するこ とのないようにそれらの前方に位置している。Next, the operation of the present invention will be described. In a shield machine with a circular excavation section, an even number of peripheral cutters 16 with a diameter shorter than the radius of the section are arranged so that the excavation circle of each cutter contacts the inside of the excavation section circle of the shield excavator A. It is designed to form a regular polygon by connecting the centers of adjacent peripheral cutters 16, and the length of one side of the polygon is longer than the half diameter of the peripheral cutter 16. Is shorter than. Further, the center cutter 4 is also arranged at the center of the excavation cross section of the shield machine A, and is located in front of them so as not to come into contact with the peripheral cutter 16.
【００２５】 そして、いま、土砂押し分け装置３１の土砂押し分け部３２を縮めた状態でシ ールドを掘進させる場合、略中口径の中心、周辺カッター４，１６を複数基組合 せることにより大きな円形断面を掘削するようにしているため、個々のカッター は通常の小ないし中口径シールドのカッターと構造的に同程度のものでよい。ま た、各カッター相互は、それぞれの掘削面が重なっているので、ビットの磨耗も 少なく、さらに個々の中間カッター径が比較的小さいので、カッターの外周部と 内周部でのカッタースポークの移動速度に大きな違いはなく、また、回転方向の 異なるカッターの回転円が互いに干渉し合っているので、練り混ぜ能力が非常に 高い状態で掘進を行うことができる。[0025] Now, when excavating a shield in a state where the earth and sand separating section 32 of the earth and sand separating apparatus 31 is contracted, a large circular cross section can be formed by combining a plurality of cutters 4 and 16 at the center of the approximately medium diameter. Since they are drilled, the individual cutters may be structurally similar to conventional small to medium bore shield cutters. Moreover, since the excavation surfaces of the cutters overlap each other, the wear of the bit is small, and the diameter of each intermediate cutter is relatively small, so the cutter spokes move in the outer and inner circumferences of the cutter. There is no big difference in the speed, and the rotating circles of the cutters with different rotating directions interfere with each other, so the excavation can be performed with a very high kneading ability.
【００２６】 なお、この場合において、カッターでは掘削されない地山部分が切羽面から隔 壁方向へ突き出した状態で残ることになる。この時、土砂押し分け装置３１をジ ャッキ３３により駆動し土砂押し分け部３２を前方へ押し出すと、掘削されずに 残っていた地山部分が土砂押し分け部３２の三角部３２ｂ，３２ｃを介し両側へ 押し分けられて周辺カッター１６のスポーク後方に取り付けられた練り混ぜ翼２ ３ｂにより、切羽室３中の泥土の中に取り込まれ泥土化される。In this case, the ground portion not excavated by the cutter remains in a state of protruding from the face face toward the partition wall. At this time, when the earth and sand separating device 31 is driven by the jack 33 and the earth and sand separating portion 32 is pushed forward, the ground portion which remains without being excavated is divided to both sides through the triangular portions 32b and 32c of the earth and sand separating portion 32. By the mixing blades 23b attached to the rear of the spokes of the peripheral cutter 16, they are taken into the mud in the face chamber 3 and made into mud.
【００２７】 すなわち、各カッター４，１６により掘削される切羽の掘削土は、切羽室３に 取込まれるが、この掘削土を切羽の地山と同程度の単位体積重量と含水比を有し 、かつ塑性流動性と不透水性のある泥土に変換するために各センターシャフト６ ，１８の後端部に設けられたスイベルジョイント４３，４４を介し外部から作泥 土材が注入され、この作泥土材はセンターシャフト６，１８の内部の注入管６ａ 等を通ってその先端部から外部に注入され、かつ掘削土と作泥土材は練り混ぜ翼 １０，２３ａ，２３ｂ等によって練り混ぜられ泥土化される。That is, the excavated soil of the face to be excavated by each of the cutters 4 and 16 is taken into the face chamber 3, and the excavated soil has the same unit volume weight and water content as the ground of the face. In addition, mud soil material is injected from the outside via swivel joints 43 and 44 provided at the rear ends of the center shafts 6 and 18 in order to convert the mud soil into plastic mud and water impermeable. The mud material is injected from the tip through the injection pipes 6a inside the center shafts 6 and 18, and the excavated soil and the clay mud material are kneaded by the mixing blades 10, 23a, 23b, etc. To be done.
【００２８】 したがって、土砂押し分け装置３１によって未掘削の地山部分を押し分けると き未掘削の地山部分の両側は、塑性流動化した泥土なので押し分けが容易に行わ れる。Therefore, when the unexcavated ground portion is pushed apart by the earth and sand pushing device 31, both sides of the unexcavated ground portion are plastic fluidized mud so that the pushing is easy.
【００２９】 なお、泥土は隔壁２前部の切羽室３とスクリューコンベア３６内に充満し、オ イルジャッキ３８により加圧して、泥土に圧力を発生させて、この泥土により切 羽室の崩壊を防止しながら、排土と掘進を行なうものである。It should be noted that the mud fills the face chamber 3 in front of the partition wall 2 and the screw conveyor 36, and is pressurized by the oil jacks 38 to generate a pressure on the mud, which causes the face chamber to collapse. It is to remove and excavate while preventing it.
【００３０】 上記実施例において注入管６ａやセンターシャフト１８の注入管はセンターシ ャフトの先端にその噴出口が形成されているが、隔壁２やカッタースポーク１１ ，２１等さらには練り混ぜ翼１１，２３ａ，２３ｂ適箇所に設けても良い。なお 、地山にシルト、粘土分等が多く含まれている場合は、例えばベントナイト溶液 、ＣＭＣなどの作泥土材を注入しなくても良い。In the above-mentioned embodiment, the injection pipe 6a and the injection pipe of the center shaft 18 are formed with the ejection port at the tip of the center shaft, but the partition walls 2, the cutter spokes 11, 21, etc., and the mixing blades 11, You may provide in 23a, 23b suitable places. When the soil contains a large amount of silt, clay, etc., it is not necessary to inject mud soil materials such as bentonite solution and CMC.
【００３１】 また、周辺カッター１６の回転機構は駆動モータを制御するなどして電気的方 法によって行うようにしても良い。さらに、中間カッターは地山が軟弱な土質で あればそのカッターの掘削円が必ずしも重なる必要はなく、その場合、周辺カッ ター１６の駆動はそれぞれ孤立させて構成することも可能である。The rotating mechanism of the peripheral cutter 16 may be electrically driven by controlling a drive motor. Furthermore, the intermediate cutters do not necessarily have to overlap the excavation circles of the cutters if the ground is soft soil, and in that case, the peripheral cutters 16 can be configured so as to be isolated from each other.
【００３２】 また、カッターの配置関係は中心カッター４を後退させ、周辺カッター１６を 前方へ突出させても良い。また、上記において泥土加圧シールドに本考案を適用 した場合について説明したが、泥水加圧などの他のメカニカルシールドに適用す ることも可能である。Further, regarding the positional relationship of the cutters, the central cutter 4 may be retracted and the peripheral cutters 16 may be projected forward. Further, the case where the present invention is applied to the mud pressure shield has been described above, but the invention can also be applied to other mechanical shields such as mud pressure.
【００３３】[0033]
以上のように構成した考案によれば、大口径のシールド掘削機において、シー ルド掘進機の前方部に設けられ、かつ回転自在な複数種の複数基のカッターと、 これらのカッターの非掘削部を前後動して押し分ける土砂押し分け装置とを備え 、一つの大口径の略円形の掘削断面を得るようにし、小ないし中口径のカッター を複数基組合せることにより大口径シールドのカッターとしたから、個々のカッ ターに係るトルクが小さくなるため、個々のカッターは通常の小、中口径シール ドのカッターと構造的に同程度のものでよく、そのため製作費を軽減することが できる利点がある。また、中心カッターおよびその周辺に設けられるカッターは 、それぞれの掘削面が重なっているので、ビットの磨耗も少なくなる。さらに、 個々のカッター径が大口径でないので、カッターの外周部でのカッタースポーク の移動速度に大きな違いはなく、また、回転方向の異なるカッターの回転円は互 いに干渉し合っているので、練り混ぜ能力が非常に高い利点がある。また、カッ ターによる非掘削部分は土砂押し分け装置によって掘削することができ、全体と して一つの大口径の略円形をなす掘削断面を得ることができる。 According to the invention configured as described above, in a large-diameter shield excavator, a plurality of plural kinds of rotatable cutters provided in the front part of the shield machine and the non-excavated parts of these cutters are provided. Since it is equipped with a sediment pushing device that pushes back and forth to push and pull, it is possible to obtain one large-diameter circular excavation cross section, and a large-diameter shield cutter is formed by combining multiple small to medium-diameter cutters. Since the torque related to each cutter is small, each cutter may be structurally similar to an ordinary small or medium diameter shielded cutter, which has the advantage of reducing manufacturing costs. . Further, since the excavated surfaces of the center cutter and the cutters provided in the periphery thereof overlap, wear of the bit is reduced. Furthermore, since the individual cutter diameters are not large, there is no significant difference in the movement speed of the cutter spokes on the outer periphery of the cutter, and the rotating circles of cutters with different rotation directions interfere with each other. There is an advantage that the kneading ability is very high. In addition, the non-excavated portion by the cutter can be excavated by the sand segregation device, and as a whole, one excavated cross section having a large diameter and having a substantially circular shape can be obtained.
【００３４】[0034]
【提出日】平成４年６月１１日[Submission date] June 11, 1992
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【０００１】[0001]
本考案は地中にトンネルの如き横坑を構築する場合に用いられる大口径のシー ルド掘進機に関する。 The present invention relates to a large-diameter shield machine used when constructing a tunnel such as a tunnel in the ground.
【０００２】[0002]
従来、大口径のシールド掘進機のカッターは、第３図に示すように、一つの巨 大な回転型カッター１００により構成されていた。 Conventionally, the cutter of a large-diameter shield machine has been constituted by one huge rotary cutter 100, as shown in FIG.
【０００３】[0003]
しかし、この場合、カッター自体の重量が大きく、しかもカッターに加わるト ルクも大きいため、カッターを支える軸受１０１や、カッター自体が巨大化して 製作費が過大となっていた。 However, in this case, the weight of the cutter itself is large, and the torque applied to the cutter is also large. Therefore, the bearing 101 that supports the cutter and the cutter itself are huge, and the manufacturing cost is excessive.
【０００４】 また、土圧系の泥土加圧シールドにおいては、掘削土砂に作泥土材を注入しシ ールド機内の切羽室１０２内で練り混ぜることにより掘削土砂を泥土に変換し、 この泥土による圧力で切羽を安定させつつ掘進させるもので、掘削土砂と作泥土 材とを練り混ぜる練り混ぜ機構が掘削土砂の泥土化にとって重要なこととなる。Further, in the mud pressure shield of earth pressure system, excavated mud is converted into mud by pouring mud mud material into the excavated sand and kneading in the face chamber 102 in the shield machine, and the pressure of the mud is applied. In order to make the cutting face stable while excavating, the mixing mechanism that mixes the excavated soil with the mud soil material is important for mud conversion of the excavated soil.
【０００５】 しかして、大口径の場合、外周部に比べ内周部はカッター１００の移動速度が 非常に遅くなるので、カッタースポーク１０４の後方に設けた練り混ぜ翼１０３ だけでは、練り混ぜが不十分となるので、掘削土砂が塑性流動化されず、掘進に 支障をきたすことになる。そこで、カッター１００とは別駆動の中央部練り混ぜ 翼などを装備することが必要となって製作費の増大を招く、といった課題があっ た。However, in the case of a large diameter, the moving speed of the cutter 100 becomes much slower in the inner peripheral portion than in the outer peripheral portion, so that the mixing blades 103 provided behind the cutter spokes 104 alone cannot perform the mixing operation. Since it will be sufficient, the excavated soil will not be plasticized and will hinder the excavation. Therefore, there is a problem that it is necessary to equip a central mixing blade that is driven separately from the cutter 100, which causes an increase in manufacturing cost.
【０００６】 本考案は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的とするところは、複数基 のカッターと土砂押し分け装置とを組合せて、一つの大きな円形の掘削断面を得 るようにし、よって個々のカッターを通常の小ないし中口径のものと同程度の構 造でも良くしてコスト高を抑え、かつビットの磨耗も少なく、しかも練り混ぜ能 力が高く、また、カッターによって掘削されない部分も容易に掘削することので きるシールド掘進機を提供することにある。The present invention has been proposed in view of the above points, and an object of the present invention is to combine a plurality of cutters and a soil segregation device to obtain one large circular excavation cross section, Therefore, the structure of individual cutters may be the same as that of a normal small or medium caliber to reduce the cost, the wear of the bit is small, the kneading ability is high, and the part that is not excavated by the cutter is used. The purpose is to provide a shield machine that can be easily excavated.
【０００７】[0007]
すなわち、本考案は上記目的を達成するために、大口径の略円形掘削断面を得 るシールド掘進機において、前記シールド掘進機の円形のシールド筒１の中心に 小径の回転自在な中心カッター４を設け、この中心カッター４の外周部に複数の 小径の回転自在な周辺カッター１６を互いに衝突しないように環状に配置し、か つ前記シールド筒１の外縁部の内側に生ずる前記中心カッター４、周辺カッター １６では掘削できない堀り残し部分の位置に、先端部が略三角形断面の三角部３ ２ｂ，３２ｃを有し、前後動自在であって堀り残し部分を掘削する土砂押し分け 部３２を設け、一つの大口径の略円形の掘削断面を得るようにしている。 That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a shield machine having a large-diameter, substantially circular excavation cross section, in which a small-diameter rotatable center cutter 4 is provided at the center of a circular shield cylinder 1 of the shield machine. A plurality of small-diameter rotatable peripheral cutters 16 are provided on the outer peripheral portion of the central cutter 4 in an annular shape so as not to collide with each other, and the central cutter 4 and the peripheral portion formed inside the outer edge of the shield cylinder 1 At the position of the unexcavated portion that cannot be excavated by the cutter 16, the tip end has triangular portions 32b and 32c having a substantially triangular cross section, and the earth and sand separating portion 32 that is movable back and forth and excavates the unexposed portion is provided. It is designed to obtain one large-diameter, substantially circular excavation cross section.
【０００８】[0008]
複数基のカッターにより大口径の掘削断面を得るようにし、各カッター構成を 通常の小、中口径のものと同程度でも良いようにし、かつその場合、ビットの耐 久性、掘削土と作泥土材との練り混ぜ能力をも向上させしめるようにしたが、外 周縁に内接するように配設されている複数基の周辺カッターの外周縁とシールド 外周縁により囲まれた略三角形の部分は周辺カッターでは掘削ができず、シール ド掘進機を掘進させると、周辺カッターでは掘削されない地山部分が切羽面から 隔壁２方向へ突き出した状態で残ることになる。 A large-diameter excavation cross-section can be obtained with multiple cutters, and each cutter configuration can be of the same size as a normal small- or medium-diameter one, and in that case, the durability of the bit, excavated soil and mud The kneading ability with the material was also improved, but the outer peripheral edge of the multiple peripheral cutters arranged so as to inscribe the outer peripheral edge and the approximately triangular portion surrounded by the outer peripheral edge of the shield If the cutter cannot excavate and the shield machine is excavated, the ground portion that is not excavated by the peripheral cutter will remain protruding from the face face toward the partition wall 2.
【０００９】 そこで、本考案ではその部分を掘削する土砂押し分け装置を設け、掘削されず に残っていた地山部分を押し分け、周辺カッターのスポーク後方に取り付けられ た練り混ぜ翼により、切羽室中の泥土の中に取り込み泥土化するようにしたもの である。Therefore, in the present invention, a device for excavating the portion is provided to push out the remaining unexcavated natural ground portion, and the mixing blades attached to the rear of the spokes of the peripheral cutter are used to remove It was taken into mud and turned into mud.
【００１０】[0010]
以下、図面に沿って本考案の好ましい実施例を説明する。図１及び図２は本考 案の実施例を示すもので、図中１はシールド掘進機Ａを構成する大口径の円筒形 を呈し鋼板等よりなるシールド筒であり、前方部内周面には円板状の隔壁２が設 けられ、これにより切羽室３が形成されている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of the present invention, in which 1 is a shield cylinder made of a steel plate or the like having a large-diameter cylindrical shape which constitutes the shield machine A, and a front inner peripheral surface is A disk-shaped partition wall 2 is provided to form a face chamber 3.
【００１１】 ４はシールド筒１の隔壁２の前方に突出して設けられいわゆるカッターとして 機能する比較的中口径の中心カッターで、この中心カッター４は、先端にフイッ シュテール状のセンタービット５が設けられ、かつ軸方向中心線上に作泥土材用 の注入管６ａが形成され、隔壁２中央部に軸受７を介し貫設されたセンターシャ フト６と、このセンターシャフト６の先端部にボス８を介して取付けられ、かつ 前部に多数のビット９が設けられているとともに、後部に後方に向って延びる複 数の練り混ぜ翼１０が設けられた略十字状のカッタースポーク１１にて構成され ている。Reference numeral 4 denotes a central cutter having a relatively medium diameter, which is provided so as to project in front of the partition wall 2 of the shield cylinder 1 and functions as a so-called cutter. The central cutter 4 has a fishtail-shaped center bit 5 at the tip thereof. In addition, an injection pipe 6a for mud and soil material is formed on the axial center line, and a center shaft 6 is provided through the bearing 7 at the center of the partition wall 2, and a boss 8 is provided at the tip of the center shaft 6. And a plurality of bits 9 are provided in the front part and a plurality of mixing blades 10 extending in the rear part are provided in the rear part, and are composed of substantially cross-shaped cutter spokes 11. .
【００１２】 そして、隔壁２の中央部背面には支持部材１２が設けられ、この支持部材１２ に中心カッター用駆動モータ１３が取付けられ、そのモータ軸に連結されたピニ オン１４が隔壁２の後方に突出したセンターシャフト６の後部に設けられた歯車 １５と噛合し、駆動モータ１３を駆動することにより、中心カッター４が回転す るよう構成されている。A support member 12 is provided on the rear surface of the central portion of the partition wall 2, a center cutter drive motor 13 is attached to the support member 12, and a pinion 14 connected to the motor shaft is provided at the rear of the partition wall 2. The center cutter 4 is configured to rotate by meshing with a gear 15 provided on the rear portion of the center shaft 6 protruding to drive the drive motor 13.
【００１３】 また、１６は中心カッター４に比べやや小口径の周辺カッターで、中心カッタ ー４の周辺に互いに離間して偶数基設けられている。しかして、この周辺カッタ ー１６は中心カッター４の軸心に対し略同心円状に配設されており、中心カッタ ー４と略同様先端にフイッシュテール状のセンタービット１７が設けられ、かつ 内部の軸方向中心線上に作泥土材用の注入管が形成され、軸受１９を介し隔壁２ に貫設されたセンターシャフト１８と、このセンターシャフト１８の前端部にボ ス２０を介し取付けられＸ字状に延びるスポーク２１ａ，２１ｂおよびその外周 部を弧状に連結する弧状スポーク２１ｃにてなる扇形のカッタースポーク２１と 、この扇形カッタースポーク２１の前部に設けられた多数のビット２２および後 部に設けられ、かつ後方に向かって延び長さの異なる練り混ぜ翼２３ａ，２３ｂ によって構成されている。Reference numeral 16 denotes a peripheral cutter having a diameter slightly smaller than that of the central cutter 4, and is provided around the central cutter 4 with an even number of bases spaced apart from each other. The peripheral cutter 16 is arranged substantially concentrically with respect to the axis of the central cutter 4, and a fishtail-shaped center bit 17 is provided at the tip substantially like the central cutter 4, and the inner cutter is An injection pipe for mud and mud material is formed on the axial centerline, and a center shaft 18 is provided through the partition wall 2 through a bearing 19, and an X-shaped shape is attached to the front end of the center shaft 18 through a boss 20. Fan-shaped cutter spokes 21 comprising spokes 21a, 21b extending in the direction of the circle and arc-shaped spokes 21c connecting the outer circumferences thereof in an arc shape, and a large number of bits 22 provided at the front of the fan-shaped cutter spokes 21 and provided at the rear thereof. , And is formed by mixing blades 23a and 23b extending rearward and having different lengths.
【００１４】 なお、扇形カッタースポーク２１はスポーク２１はスポーク２１ａ，２１ｂ， ２１ｃ構造とせず扇形の面板部材とすることも可能である。また、練り混ぜ翼２ ３ｂは隔壁２近傍まで延び、かつ軸受け１９付近の練り混ぜ翼は軸受１９にぶつ からないようその近傍までの短い長さとなっているが、軸受１９の前端が必要以 上に隔壁２前方に突出しないものであれば各練り混ぜ翼２３ａ，２３ｂは同じ長 さでも良いことは勿論である。The fan-shaped cutter spokes 21 may be fan-shaped face plate members instead of the spokes 21a, 21b and 21c. Further, the mixing blade 23b extends to the vicinity of the partition wall 2, and the mixing blade near the bearing 19 has a short length so as not to hit the bearing 19, but the front end of the bearing 19 is unnecessary. Needless to say, the mixing blades 23a and 23b may have the same length as long as they do not project to the front of the partition wall 2.
【００１５】 なお、周辺カッター１６のカッター部は中心カッター４より若干後方位置に設 けられ、中心カッター４の周囲において互いに適間隔をあけ、かつ相互の外周縁 の軌跡が重なるように設けられている。この場合、各周辺カッター１６は互いに 衝突しないよう適度の位相差を付されて配設され、それぞれ略同一速度で、かつ 隣り合うもの同志が逆方向に回転される。換言すると各周辺カッター１６は一つ 置きに同一方向に回転するようになっている。The peripheral cutter 16 is provided with a cutter portion slightly rearward of the central cutter 4 with proper intervals around the central cutter 4 and their outer peripheral loci overlapping each other. There is. In this case, the peripheral cutters 16 are arranged with an appropriate phase difference so as not to collide with each other, and the neighboring cutters are rotated at substantially the same speed and in the opposite direction. In other words, every other peripheral cutter 16 is designed to rotate in the same direction every other one.
【００１６】 次に周辺カッター１６の回転機構について説明する。隔壁２の背面であって中 心カッター用回転機構の周囲には支持部材２４が設けられ、この支持部材２４に は周辺カッター用駆動モータ２５が設けられている。また、支持部材２４内には ２つの略リング状の第１、第２の歯車２６，２７が前後して設けられ、かつモー タ軸に前後して設けられた第１，第２のピニオン２８，２９が第１，第２の歯車 ２６，２７にそれぞれ噛合され、第１，第２の歯車２６，２７はそれぞれ逆方向 に回転するように構成されている。Next, the rotation mechanism of the peripheral cutter 16 will be described. A support member 24 is provided on the back surface of the partition wall 2 around the rotary mechanism for the center cutter, and a drive motor 25 for the peripheral cutter is provided on the support member 24. Further, two substantially ring-shaped first and second gears 26 and 27 are provided in front and rear in the support member 24, and first and second pinions 28 are provided in front and rear of the motor shaft. , 29 are meshed with the first and second gears 26 and 27, respectively, and the first and second gears 26 and 27 are configured to rotate in opposite directions.
【００１７】 そして、一つ置きの各周辺カッター１６のセンターシャフト１８の適位置に第 １または第２の歯車２６，２７と噛合する歯車３０，３１が設けられ、これによ って隣り合う周辺カッター１６が互いに逆方向に回転される。なお、このとき隣 り合うカッターの回転速度が同じになるように第１，第２のピニオン２８，２９ と第１，第２の歯車２６，２７の比を調節しておく必要がある。Then, gears 30 and 31 that mesh with the first or second gears 26 and 27 are provided at appropriate positions on the center shafts 18 of the alternate peripheral cutters 16, respectively. The cutters 16 are rotated in opposite directions. At this time, it is necessary to adjust the ratio between the first and second pinions 28 and 29 and the first and second gears 26 and 27 so that the rotation speeds of the adjacent cutters are the same.
【００１８】 また、３１は土砂押し分け装置である。すなわち、大口径の掘削断面の外周縁 に内接するように配設されている複数基の周辺カッター１６の外周縁とシールド 外周縁により囲まれた略三角形の部分は、周辺カッター１６のカッタースポーク ２１は円形をなし、周辺カッター１６自体は中心カッター４の周囲を公転しない ため、掘削することができない。Further, reference numeral 31 is an earth and sand pushing device. That is, the substantially triangular portion surrounded by the outer peripheral edges of the plurality of peripheral cutters 16 and the shield outer peripheral edge which are arranged so as to be inscribed in the outer peripheral edge of the large-diameter excavation cross section is a cutter spoke 21 of the peripheral cutter 16. Has a circular shape, and the peripheral cutter 16 itself does not revolve around the center cutter 4, so it cannot be excavated.
【００１９】 このため、その部分を掘削すべくこの土砂押し分け装置３１が設けられている 。この土砂押し分け装置３１は、前方に突出自体に設けられた土砂押し分け部３ ２、その背面に一端が当接され、かつ基部３３ａが後方の反力受部３４側に設け られた土砂押し分け装置駆動用ジャッキ３３とを備え、土砂押し分け部３２、ジ ャッキ３３等はシールド筒１内であって隔壁２の外周の一部において後方に向か って形成された室３５内に収納されている。Therefore, this earth and sand pushing device 31 is provided to excavate the portion. The earth and sand separating device 31 includes a earth and sand separating portion 32 provided on the front of the protrusion itself, one end of which is in contact with the back surface thereof, and a base 33a provided on the rear side of the reaction force receiving portion 34 for driving the earth and sand separating device. The jack 33 is provided, and the earth and sand separating portion 32, the jack 33, and the like are housed in the shield cylinder 1 and in a chamber 35 formed rearward at a part of the outer periphery of the partition wall 2.
【００２０】 また、土砂押し分け部３２の先端部分は略三角錐の形状をなし、シールド筒１ の前方部内周壁と離間、対向する外周壁３２ａと、この外周壁３２ａの中央部を 頂部に向かって左右から盛り上がっていく凹状の弧面をなす三角形３２ｂ，３２ ｃとにて形成されている。Further, the tip end portion of the earth and sand separating portion 32 has a substantially triangular pyramid shape, and is separated from the front inner peripheral wall of the shield cylinder 1 and faces the outer peripheral wall 32a, and the central portion of the outer peripheral wall 32a faces the top. It is formed by triangles 32b and 32c forming a concave arc surface rising from the left and right.
【００２１】 さらに、３６は坑内側に設けられたスクリューコンベアで、その前端３６ａは 隔壁２の下部と接続され、かつ後端に設けられたスクリュー駆動用モータ３７を 駆動することにより切羽室３内の泥土等を内部に取り込み排出するものである。 なお、図中ではスクリューコンベア３６は一基であるが、必ずしも一基に限定さ れるものではなく、複数基の設置も可能である。Further, 36 is a screw conveyor provided inside the mine, the front end 36 a of which is connected to the lower part of the partition wall 2 and the screw drive motor 37 provided at the rear end is driven to drive the inside of the face chamber 3. It takes in and discharges the mud etc. In addition, although the screw conveyor 36 is one in the figure, it is not necessarily limited to one, and a plurality of screw conveyors 36 can be installed.
【００２２】 ３８はオイルジャッキで、前端はシールド筒１の内壁面に立設された反力受部 ３４側に、また、後端は後方の反力受３９に当接させられている。しかして、上 記オイルジャッキ３８は、切羽室３に充満された泥土の圧力を一定に保つため、 スクリューコンベア３６の泥土の排出量を考慮しつつ駆動され、シールド筒１を 前進させる。この場合、切羽室３内の泥土の圧力は、切羽室３に面した隔壁２の 適箇所に設けた圧力計（図示せず）によって検出される。Reference numeral 38 denotes an oil jack, the front end of which is in contact with the side of the reaction force receiving portion 34 which is erected on the inner wall surface of the shield cylinder 1, and the rear end of which is in contact with the rear reaction force receiving portion 39. Then, the oil jack 38 described above is driven in consideration of the discharge amount of the mud on the screw conveyor 36 in order to keep the pressure of the mud filled in the face chamber 3 constant, and advances the shield cylinder 1. In this case, the pressure of the mud in the face chamber 3 is detected by a pressure gauge (not shown) provided at an appropriate position on the partition wall 2 facing the face chamber 3.
【００２３】 その他、４０は土砂押し分け部３２の周囲に設けられたシール、４１，４２は それぞれ第１，第２の歯車２６，２７を支持する軸受である。In addition, 40 is a seal provided around the earth and sand pressing portion 32, and 41 and 42 are bearings that support the first and second gears 26 and 27, respectively.
【００２４】 次に本考案の動作について説明する。掘削断面が円形のシールド掘進機におい て、その断面の半径よりも短い直径である偶数基の周辺カッター１６をそれぞれ のカッターの掘削円がシールド掘進機Ａの掘削断面円の内側に接するように配設 してあり、また、それぞれの隣り合う周辺カッター１６の中心を結ぶと正多角形 を形成するようになっており、かつ多角形の一辺の長さが周辺カッター１６の半 径よりも長く直径よりも短くなっている。さらに、シールド掘進機Ａの掘削断面 中心にも中心カッター４が配設されていて、前記周辺カッター１６と接触するこ とのないようにそれらの前方に位置している。Next, the operation of the present invention will be described. In a shield machine with a circular excavation section, an even number of peripheral cutters 16 with a diameter shorter than the radius of the section are arranged so that the excavation circle of each cutter contacts the inside of the excavation section circle of the shield excavator A. It is designed to form a regular polygon by connecting the centers of adjacent peripheral cutters 16, and the length of one side of the polygon is longer than the half diameter of the peripheral cutter 16. Is shorter than. Further, the center cutter 4 is also arranged at the center of the excavation cross section of the shield machine A, and is located in front of them so as not to come into contact with the peripheral cutter 16.
【００２５】 そして、いま、土砂押し分け装置３１の土砂押し分け部３２を縮めた状態でシ ールドを掘進させる場合、略中口径の中心、周辺カッター４，１６を複数基組合 せることにより大きな円形断面を掘削するようにしているため、個々のカッター は通常の小ないし中口径シールドのカッターと構造的に同程度のものでよい。ま た、各カッター相互は、それぞれの掘削面が重なっているので、ビットの磨耗も 少なく、さらに個々の中間カッター径が比較的小さいので、カッターの外周部と 内周部でのカッタースポークの移動速度に大きな違いはなく、また、回転方向の 異なるカッターの回転円が互いに干渉し合っているので、練り混ぜ能力が非常に 高い状態で掘進を行うことができる。[0025] Now, when excavating a shield in a state where the earth and sand separating section 32 of the earth and sand separating apparatus 31 is contracted, a large circular cross section can be formed by combining a plurality of cutters 4 and 16 at the center of the approximately medium diameter. Since they are drilled, the individual cutters may be structurally similar to conventional small to medium bore shield cutters. In addition, since the excavation surfaces of the cutters overlap each other, the wear of the bit is small and the diameter of each intermediate cutter is relatively small, so the cutter spokes move at the outer and inner circumferences of the cutter. There is no big difference in the speed, and the rotating circles of the cutters with different rotating directions interfere with each other, so the excavation can be performed with a very high kneading ability.
【００２６】 なお、この場合において、カッターでは掘削されない地山部分が切羽面から隔 壁方向へ突き出した状態で残ることになる。この時、土砂押し分け装置３１をジ ャッキ３３により駆動し土砂押し分け部３２を前方へ押し出すと、掘削されずに 残っていた地山部分が土砂押し分け部３２の三角部３２ｂ，３２ｃを介し両側へ 押し分けられて周辺カッター１６のスポーク後方に取り付けられた練り混ぜ翼２ ３ｂにより、切羽室３中の泥土の中に取り込まれ泥土化される。In this case, the ground portion not excavated by the cutter remains in a state of protruding from the face face toward the partition wall. At this time, when the earth and sand separating device 31 is driven by the jack 33 and the earth and sand separating portion 32 is pushed forward, the ground portion remaining without being excavated is divided to both sides through the triangular portions 32b and 32c of the earth and sand separating portion 32. By the mixing blades 23b attached to the rear of the spokes of the peripheral cutter 16, they are taken into the mud in the face chamber 3 and made into mud.
【００２７】 すなわち、各カッター４，１６により掘削される切羽の掘削土は、切羽室３に 取込まれるが、この掘削土を切羽の地山と同程度の単位体積重量と含水比を有し 、かつ塑性流動性と不透水性のある泥土に変換するために各センターシャフト６ ，１８の後端部に設けられたスイベルジョイント４３，４４を介し外部から作泥 土材が注入され、この作泥土材はセンターシャフト６，１８の内部の注入管６ａ 等を通ってその先端部から外部に注入され、かつ掘削土と作泥土材は練り混ぜ翼 １０，２３ａ，２３ｂ等によって練り混ぜられ泥土化される。That is, the excavated soil of the face to be excavated by each of the cutters 4 and 16 is taken into the face chamber 3, and the excavated soil has the same unit volume weight and water content as the ground of the face. In addition, mud soil material is injected from the outside via swivel joints 43 and 44 provided at the rear ends of the center shafts 6 and 18 in order to convert the mud soil into plastic mud and water impermeable. The mud material is injected from the tip through the injection pipes 6a inside the center shafts 6 and 18, and the excavated soil and the clay mud material are kneaded by the mixing blades 10, 23a, 23b, etc. To be done.
【００２８】 したがって、土砂押し分け装置３１によって未掘削の地山部分を押し分けると き未掘削の地山部分の両側は、塑性流動化した泥土なので押し分けが容易に行わ れる。Therefore, when the unexcavated ground portion is pushed apart by the earth and sand pushing device 31, both sides of the unexcavated ground portion are plastic fluidized mud so that the pushing is easy.
【００２９】 なお、泥土は隔壁２前部の切羽室３とスクリューコンベア３６内に充満し、オ イルジャッキ３８により加圧して、泥土に圧力を発生させて、この泥土により切 羽室の崩壊を防止しながら、排土と掘進を行なうものである。It should be noted that the mud fills the face chamber 3 in front of the partition wall 2 and the screw conveyor 36, and is pressurized by the oil jacks 38 to generate a pressure on the mud, which causes the face chamber to collapse. It is to remove and excavate while preventing it.
【００３０】 上記実施例において注入管６ａやセンターシャフト１８の注入管はセンターシ ャフトの先端にその噴出口が形成されているが、隔壁２やカッタースポーク１１ ，２１等さらには練り混ぜ翼１１，２３ａ，２３ｂ適箇所に設けても良い。なお 、地山にシルト、粘土分等が多く含まれている場合は、例えばベントナイト溶液 、ＣＭＣなどの作泥土材を注入しなくても良い。In the above-mentioned embodiment, the injection pipe 6a and the injection pipe of the center shaft 18 are formed with the ejection port at the tip of the center shaft, but the partition walls 2, the cutter spokes 11, 21, etc., and the mixing blades 11, You may provide in 23a, 23b suitable places. When the soil contains a large amount of silt, clay, etc., it is not necessary to inject mud soil materials such as bentonite solution and CMC.
【００３１】 また、周辺カッター１６の回転機構は駆動モータを制御するなどして電気的方 法によって行うようにしても良い。さらに、中間カッターは地山が軟弱な土質で あればそのカッターの掘削円が必ずしも重なる必要はなく、その場合、周辺カッ ター１６の駆動はそれぞれ孤立させて構成することも可能である。The rotating mechanism of the peripheral cutter 16 may be electrically driven by controlling a drive motor. Furthermore, the intermediate cutters do not necessarily have to overlap the excavation circles of the cutters if the ground is soft soil, and in that case, the peripheral cutters 16 can be configured so as to be isolated from each other.
【００３２】 また、カッターの配置関係は中心カッター４を後退させ、周辺カッター１６を 前方へ突出させても良い。また、上記において泥土加圧シールドに本考案を適用 した場合について説明したが、泥水加圧などの他のメカニカルシールドに適用す ることも可能である。Further, regarding the positional relationship of the cutters, the central cutter 4 may be retracted and the peripheral cutters 16 may be projected forward. Further, the case where the present invention is applied to the mud pressure shield has been described above, but the invention can also be applied to other mechanical shields such as mud pressure.
【００３３】[0033]
以上のように構成した考案によれば、大口径のシールド掘削機において、シー ルド掘進機の前方部に設けられ、かつ回転自在な複数種の複数基のカッターと、 これらのカッターの非掘削部を前後動して押し分ける土砂押し分け装置とを備え 、一つの大口径の略円形の掘削断面を得るようにし、小ないし中口径のカッター を複数基組合せることにより大口径シールドのカッターとしたから、個々のカッ ターに係るトルクが小さくなるため、個々のカッターは通常の小、中口径シール ドのカッターと構造的に同程度のものでよく、そのため製作費を軽減することが できる利点がある。また、中心カッターおよびその周辺に設けられるカッターは 、それぞれの掘削面が重なっているので、ビットの磨耗も少なくなる。さらに、 個々のカッター径が大口径でないので、カッターの外周部でのカッタースポーク の移動速度に大きな違いはなく、また、回転方向の異なるカッターの回転円は互 いに干渉し合っているので、練り混ぜ能力が非常に高い利点がある。また、カッ ターによる非掘削部分は土砂押し分け装置によって掘削することができ、全体と して一つの大口径の略円形をなす掘削断面を得ることができる。 According to the invention configured as described above, in a large-diameter shield excavator, a plurality of plural kinds of rotatable cutters provided in the front part of the shield machine and the non-excavated parts of these cutters are provided. Since it is equipped with a sediment pushing device that pushes back and forth to push and pull, it is possible to obtain one large-diameter circular excavation cross section, and a large-diameter shield cutter is formed by combining multiple small to medium-diameter cutters. Since the torque related to each cutter is small, each cutter may be structurally similar to an ordinary small or medium diameter shielded cutter, which has the advantage of reducing manufacturing costs. . Further, since the excavated surfaces of the center cutter and the cutters provided in the periphery thereof overlap, wear of the bit is reduced. Furthermore, since the individual cutter diameters are not large, there is no significant difference in the movement speed of the cutter spokes on the outer periphery of the cutter, and the rotating circles of cutters with different rotation directions interfere with each other. There is an advantage that the kneading ability is very high. In addition, the non-excavated part by the cutter can be excavated by the sediment segregation device, and as a whole, one excavated cross section having a large diameter and having a substantially circular shape can be obtained.
【図１】本発明の一実施例で、（イ）は正面図、（ロ）
は側断面図である。1 is an embodiment of the present invention, (a) is a front view, (b)
FIG.
【図２】従来例である。FIG. 2 is a conventional example.
Ａ シールド掘進機 １ シールド筒 ４ 中心カッター １６ 周辺カッター ３１ 土砂押し分け装置 ３２ 土砂押し分け部 ３２ｂ 三角部 ３２ｃ 三角部 A Shield machine 1 Shield cylinder 4 Center cutter 16 Peripheral cutter 31 Sediment segregation device 32 Sediment segregation part 32b Triangular part 32c Triangular part
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年６月１１日[Submission date] June 11, 1992
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【考案の名称】 シールド掘進機[Name of device] Shield machine
【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本考案の一実施例を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
【図２】本考案の一実施例の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of an embodiment of the present invention.
【図３】従来例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional example.
【符号の説明】 Ａ シールド掘進機 １ シールド筒 ４ 中心カッター １６ 周辺カッター ３１ 土砂押し分け装置 ３２ 土砂押し分け部 ３２ｂ 三角部 ３２ｃ 三角部[Explanation of symbols] A Shield machine 1 Shield cylinder 4 Center cutter 16 Peripheral cutter 31 Sediment segregating device 32 Sediment segregating part 32b Triangular part 32c Triangular part
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図１】 [Figure 1]
【図２】 [Fig. 2]
【図３】 [Figure 3]
Claims (1)
掘進機において、前記シールド掘進機の円形のシールド
筒１の中心に小径の回転自在な中心カッター４を設け、
この中心カッター４の外周部に複数の小径の回転自在な
周辺カッター１６を互いに衝突しないように環状に配置
し、かつ前記シールド筒１の外縁部の内側に生ずる前記
中心カッター４、周辺カッター１６では掘削できない堀
り残し部分の位置に、先端部が略三角形断面の三角部３
２ｂ，３２ｃを有し、前後動自在であって堀り残し部分
を掘削する土砂押し分け部３２を設け、一つの大口径の
略円形の掘削断面を得ることを特徴としたシールド掘進
機。1. A shield machine for obtaining a large-diameter, generally circular excavation cross section, wherein a small-diameter rotatable center cutter 4 is provided at the center of a circular shield cylinder 1 of the shield machine.
A plurality of small-diameter rotatable peripheral cutters 16 are annularly arranged on the outer peripheral portion of the central cutter 4 so as not to collide with each other, and the central cutter 4 and the peripheral cutter 16 formed inside the outer edge of the shield cylinder 1 At the position of the unexposed part that cannot be excavated, the tip part has a triangular part 3 with a substantially triangular cross section.
A shield machine having 2b and 32c, which is movable back and forth and is provided with a earth and sand separating portion 32 for excavating the unexposed portion to obtain an approximately circular excavation cross section of one large diameter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991071552U JP2513706Y2 (en) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | Shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991071552U JP2513706Y2 (en) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | Shield machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068497U true JPH068497U (en) | 1994-02-04 |
| JP2513706Y2 JP2513706Y2 (en) | 1996-10-09 |
Family
ID=13464014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991071552U Expired - Lifetime JP2513706Y2 (en) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | Shield machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2513706Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102635367B (en) * | 2012-04-01 | 2015-04-22 | 刘泽秋 | Tunnel surrounding rock cutting mechanism |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59122696A (en) * | 1982-12-29 | 1984-07-16 | 中部電力株式会社 | Shield excavator |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP1991071552U patent/JP2513706Y2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59122696A (en) * | 1982-12-29 | 1984-07-16 | 中部電力株式会社 | Shield excavator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2513706Y2 (en) | 1996-10-09 |
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