JPH0726890A - Tunnel boring machine - Google Patents
Tunnel boring machineInfo
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- JPH0726890A JPH0726890A JP32207192A JP32207192A JPH0726890A JP H0726890 A JPH0726890 A JP H0726890A JP 32207192 A JP32207192 A JP 32207192A JP 32207192 A JP32207192 A JP 32207192A JP H0726890 A JPH0726890 A JP H0726890A
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直進性を良好にして所期の掘進線形に合致す
るようにし、かつ自動制御することにより直進性を連続
的に保持するようにしたトンネルボーリングマシーンを
提供すること。
【構成】 装置本体に回転自在に支持されたカッタード
ラムを任意角度傾斜してトンネルを掘進する際に生じる
トンネル周方向への掘削反力を、該反力に対抗する位置
に設けた押圧装置により打消してトンネルボーリングマ
シーンの直進性を良くし、合せて掘進時の前記掘削反力
の変化を経時的にとらえ、前記押圧装置を抗壁を反力と
する押付力を自動的に制御したトンネルボーリングマシ
ーン。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a tunnel boring machine having good straightness so as to match a desired excavation line shape, and automatically controlled to continuously maintain straightness. . [Structure] An excavation reaction force in a tunnel circumferential direction generated when a cutter drum, which is rotatably supported by an apparatus main body, is inclined at an arbitrary angle to advance a tunnel is provided by a pressing device provided at a position opposed to the reaction force. A tunnel in which the straightness of the tunnel boring machine is improved by canceling it, the change in the excavation reaction force during the excavation is also captured with time, and the pressing force using the pressing device as a reaction force is automatically controlled. Bowling machine.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はトンネルボーリングマシ
ーン、特に断面楕円形のトンネルを掘削するトンネルボ
ーリングマシーンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel boring machine, and more particularly to a tunnel boring machine for excavating a tunnel having an elliptical cross section.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から知られているトンネルボーリン
グマシーンＡは、図５に示すように、マシーン本体であ
るメインクレーム２０の掘進側先端部に円筒形のカッタ
ーヘッド１０を配し、該カッターヘッド１０の掘進方向
前面に、複数の切削カッター１２を配した円形のカッタ
ー面１１を備えている。実際の掘削時には、グリッパー
３０によって坑壁に掘削反力をとり、前記カッター面を
掘削地盤に押し当て、前記カッターヘッド１０を回転さ
せながら前記装置本体を前進させ、トンネルを連続して
掘削するものである。2. Description of the Related Art In a conventionally known tunnel boring machine A, as shown in FIG. 5, a cylindrical cutter head 10 is arranged at the tip of a main claim 20, which is a machine body, on the excavation side. A circular cutter surface 11 on which a plurality of cutting cutters 12 are arranged is provided on the front surface in the excavation direction of 10. At the time of actual excavation, the excavation reaction force is applied to the pit wall by the gripper 30, the cutter surface is pressed against the excavation ground, the device body is advanced while rotating the cutter head 10, and the tunnel is continuously excavated. Is.
【０００３】そして、このトンネルボーリングマシーン
Ａには、そのカッターヘッド１０をトンネル軸方向に対
して傾斜して掘進して、縦断面楕円形のトンネルを掘進
し、目的とする縦断面に近いトンネルを掘削して全余掘
量を少なくし、工期の短縮と作業効率を向上させようと
意図しているものが知られている。Then, in this tunnel boring machine A, the cutter head 10 is excavated while being inclined with respect to the axial direction of the tunnel to excavate a tunnel having an elliptical longitudinal section, and a tunnel close to a desired longitudinal section is formed. It is known that the purpose is to reduce the total amount of excess excavation to reduce the construction period and improve work efficiency.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カッターヘッド１０をトンネル軸方向に傾斜するトンネ
ルボーリングマシーンは、例えばカッターヘッド１０を
下向きに傾斜させた場合には後方からカッターヘッド１
０への推力Ｔｈを作用させると、カッターヘッド１０に
上向きの余力Ｆｒが作用する。したがって、この状態で
掘進を行なうとトンネルボーリングマシーンは上向きに
移動してしまい直進性を保てないという問題がある。そ
してこの問題は、カッターヘッドを上向きにした場合に
はトンネルボーリングマシーンが下向きに移動し、また
カッターヘッドを左又は右向きにした場合にはトンネル
ボーリングマシーンは右又は左に移動してしまうことに
もなる。However, in the conventional tunnel boring machine in which the cutter head 10 is tilted in the tunnel axial direction, for example, when the cutter head 10 is tilted downward, the cutter head 1 is inserted from the rear side.
When the thrust Th to 0 is applied, the upward reserve force Fr is applied to the cutter head 10. Therefore, when excavation is performed in this state, there is a problem that the tunnel boring machine moves upward and cannot maintain straightness. And this problem is that the tunnel boring machine moves downward when the cutter head is facing upward, and the tunnel boring machine moves right or left when the cutter head is facing left or right. Become.
【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、トンネ
ルボーリングマシンの直進性を維持して所期の掘進線形
に合致するようにしたトンネルボーリングマシーンを提
供せんとする。Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to maintain a straightness of a tunnel boring machine so as to match a desired excavation line shape. I will provide a bowling machine.
【０００６】また、本発明の他の目的は、直進性を保つ
ために簡単な装置をトンネルボーリングマシーンに取り
付け、しかもこの装置を自動制御してトンネルボーリン
グマシーンの掘進線形を自動的にコントロールせんとす
る。Another object of the present invention is to attach a simple device to a tunnel boring machine in order to maintain straightness and to automatically control the excavation line of the tunnel boring machine by automatically controlling this device. To do.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、装置本体と、該
装置本体に回動自在に支持され、掘進方向の前面に円形
のカッター面を有するカッターヘッドと、前記カッター
ヘッドをトンネル軸方向に対して傾動させるため伸縮す
るシリンダー部材とを備え、前記シリンダー部材の伸縮
により前記カッターヘッドを掘進方向に対して任意の角
度に傾斜させ配設することにより、各種楕円形状にトン
ネルを掘削するトンネルボーリングマシーンにおいて、
前記カッターヘッドの傾斜によって生じるトンネル周方
向への掘削反力に相対する位置に、前記掘削反力に対抗
する押付力を抗壁を反力としてカッターヘッドに付勢す
る押付装置を設けたことを特徴とするトンネルボーリン
グマシーンにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above objects, and its gist is to provide a device main body and a circular support on the front face in the direction of excavation, which is rotatably supported by the device main body. A cutter head having a cutter surface and a cylinder member that expands and contracts to tilt the cutter head with respect to the tunnel axis direction are provided, and the cutter head is tilted at an arbitrary angle with respect to the excavation direction by expansion and contraction of the cylinder member. By arranging it, in tunnel boring machines that excavate tunnels in various elliptical shapes,
A pressing device for urging the pressing force against the excavation reaction force to the cutter head by using the counter wall as a reaction force is provided at a position facing the excavation reaction force in the tunnel circumferential direction caused by the inclination of the cutter head. It is a characteristic tunnel boring machine.
【０００８】また、本発明の他の要旨は前記押圧装置に
は、前記トンネル周方向への掘削反力、あるいは掘削反
力による前記カッターヘッドの位置ずれを自動検知し、
その検知信号で前記押付装置の押圧力を自動制御する制
御装置を付設し、前記制御装置により前記押付装置の押
圧力を駆動制御してトンネルボーリングマシンの掘進線
形を自動的にコントロールするようにしたトンネルボー
リングマシーンにある。Another aspect of the present invention is that the pressing device automatically detects an excavation reaction force in the tunnel circumferential direction or a positional deviation of the cutter head due to the excavation reaction force.
A control device for automatically controlling the pressing force of the pressing device by the detection signal was attached, and the pressing force of the pressing device was drive-controlled by the control device to automatically control the excavation line shape of the tunnel boring machine. Located on a tunnel boring machine.
【０００９】[0009]
【作用】カッターヘッドを傾斜して回転掘進することに
より、傾斜角度に合わせて水平あるいは垂直又は傾斜楕
円形をした掘削断面のトンネルを施工するが、上記カッ
ターヘッドの傾斜角度によって生じるトンネル周方向の
掘削反力をその相対位置に押付装置を設けることにより
抗壁を反力として打ち消すことで、所期のトンネル掘進
方向への掘削を行なうことができる。The tunnel head having a horizontal or vertical or inclined elliptical excavation cross section is constructed according to the inclination angle by rotating the cutter head in an inclined manner. By providing the pressing device at the relative position of the excavation reaction force to cancel the counter wall as a reaction force, excavation in the desired tunnel excavation direction can be performed.
【００１０】具体的には、図５に示す符号において、以
下のようになる。Specifically, the reference numerals shown in FIG. 5 are as follows.
【００１１】[0011]
【数１】 [Equation 1]
【００１２】[0012]
【実施例】本発明に係る断面を楕円形状に掘削するトン
ネルボーリングマシーンを添付図面の図１乃至図４に基
づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A tunnel boring machine for excavating an elliptical cross section according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 of the accompanying drawings.
【００１３】図４において、トンネルボーリングマシー
ンＡは、掘削方向の前方に位置するカッターヘッド１
０、該カッターヘッド１０を支持する装置本体としての
メインフレーム２０、及び掘削反力をとるためのグリッ
パー部３０で主要部を構成する。In FIG. 4, the tunnel boring machine A is a cutter head 1 located forward in the excavating direction.
0, a main frame 20 as a device main body for supporting the cutter head 10, and a gripper portion 30 for taking a reaction force for excavation, which constitutes a main part.
【００１４】円筒型のカッターヘッド１０は、掘進方向
の前面に円形のカッター面１１を有し、カッター面１１
には、多数の掘削カッター１２を配しており、電動モー
ター１４によってカッターヘッド１０を回転駆動して地
盤を掘削する。また、カッターヘッド１０は、可動連結
部２１における連結ロッド２１′を介してその後方のメ
インフレーム２０に傾動自在に支持されている。The cylindrical cutter head 10 has a circular cutter surface 11 on the front surface in the excavation direction, and the cutter surface 11
Is equipped with a large number of excavating cutters 12, and the electric motor 14 rotationally drives the cutter head 10 to excavate the ground. Further, the cutter head 10 is tiltably supported by the main frame 20 behind the cutter head 10 via a connecting rod 21 ′ of the movable connecting portion 21.
【００１５】ボックス型を呈するメインフレーム２０
は、カッターヘッド１０を傾動させる傾動シリンダー２
６を備え、また、後方部には、メインフレーム２０に対
して摺動自在に嵌合するグリッパー部３０（図３参照）
を配している。傾動シリンダー２６の先端部は、カッタ
ーヘッド１０の下端部に固定しており、この傾動シリン
ダー２６のシリンダーを伸縮させることにより、カッタ
ーヘッド１０は可動連結部２１の連結ロッド２１′を中
心に上下方向に回動し、掘削方向に対するカッター面１
１の傾斜角度を任意に設定することができる。また、メ
インフレーム２０の後端部には、グリッパー部３０によ
る固定を解除した際に、メインフレーム２０を下方から
支持するためのリヤサポート２３を配設しており、この
リヤサポート２３は、シリンダー構造によって伸縮可能
な機構となっている。なお、メインフレーム２０の側部
には、ベルトコンベヤー２２を固定しており、カッター
ヘッド１０に設けた掻き上げ板１３により掻き上げられ
切削ズリが、このベルトコンベヤー２２上に落下し後方
側に搬送される機構となっている。A box-shaped main frame 20
Is a tilting cylinder 2 for tilting the cutter head 10.
6 and a gripper portion 30 slidably fitted to the main frame 20 at the rear portion (see FIG. 3).
Are arranged. The tip of the tilting cylinder 26 is fixed to the lower end of the cutter head 10. By extending and contracting the cylinder of the tilting cylinder 26, the cutter head 10 moves up and down around the connecting rod 21 'of the movable connecting portion 21. Cutter surface 1 with respect to the excavation direction
The inclination angle of 1 can be set arbitrarily. Further, a rear support 23 for supporting the main frame 20 from below when the fixing by the gripper portion 30 is released is arranged at the rear end of the main frame 20, and the rear support 23 is a cylinder. It is a mechanism that can be expanded and contracted depending on the structure. A belt conveyor 22 is fixed to the side portion of the main frame 20, and scrapes scraped by the scraping plate 13 provided on the cutter head 10 fall onto the belt conveyor 22 and are conveyed to the rear side. It is a mechanism to be.
【００１６】グリッパー部３０は、メインフレーム２０
から水平方向両側に伸縮自在に突出するグリッパーシリ
ンダー３１を備え、その先端部には、坑壁に沿って円弧
状に湾曲したグリッパーシュー３２を配している（図
３）。掘削反力をとる場合には、前記グリッパーシリン
ダー３１を伸長させ、坑壁をグリッパーシュー３２で押
圧することにより、グリッパー部３０をこの位置に固定
する。また、スラストシリンダー２４の基端部をグリッ
パー部３０に固定し、先端部をマシーン本体としてのメ
インフレーム２０側に固定しており、掘削時には、スラ
ストシリンダー２４を伸長させることにより、前述のよ
うに固定したグリッパー部３０に反力をとり、メインフ
レーム２０と一体的にカッターヘッド１０を前進させる
ものである。The gripper section 30 is a main frame 20.
Is provided with a gripper cylinder 31 projecting elastically on both sides in the horizontal direction, and a gripper shoe 32 curved in an arc shape along the pit wall is arranged at the tip thereof (FIG. 3). When the excavation reaction force is applied, the gripper cylinder 31 is extended and the pit wall is pressed by the gripper shoe 32 to fix the gripper portion 30 at this position. Further, the base end portion of the thrust cylinder 24 is fixed to the gripper portion 30, and the tip end portion is fixed to the side of the main frame 20 as the machine body. During the excavation, by extending the thrust cylinder 24, as described above. A reaction force is applied to the fixed gripper portion 30 to advance the cutter head 10 integrally with the main frame 20.
【００１７】また、トンネルボーリングマシーンＡは、
カッターヘッド１０の下部にカッタードラムサポート１
５を配し、メインフレーム２０の上部にルーフサポート
２５を設けており、これらによって上下方向にも支承さ
れながら掘進するものである。Further, the tunnel boring machine A is
A cutter drum support 1 is provided below the cutter head 10.
5, the roof support 25 is provided on the upper portion of the main frame 20, and the roof support 25 is supported in the vertical direction by these to support the excavation.
【００１８】以上のように構成するトンネルボーリング
マシーンＡによってトンネルを掘削する工程を順に説明
する。The steps of excavating a tunnel by the tunnel boring machine A having the above-described structure will be described in order.
【００１９】まず、掘削断面が所定の楕円形状となるよ
うに、傾動シリンダー２６を伸縮させ、カッターヘッド
１０を掘進方向に対して所定の角度に傾斜させる。First, the tilting cylinder 26 is expanded and contracted so that the excavation section has a predetermined elliptical shape, and the cutter head 10 is tilted at a predetermined angle with respect to the excavation direction.
【００２０】この工程と同時或は前後して、グリッパー
シリンダー３１を水平方向両側に伸長させ、坑壁をグリ
ッパーエンド３２で押圧し、グリッパー部３０を固定す
る。なお、この際、後端部のリヤサポート２３は収縮状
態にある。Simultaneously with or before or after this step, the gripper cylinder 31 is extended horizontally to both sides, and the pit wall is pressed by the gripper end 32 to fix the gripper portion 30. At this time, the rear support 23 at the rear end is in a contracted state.
【００２１】次に、電動モーター１４によってカッター
ヘッド１０を回転駆動すると共に、スラストシリンダー
２４を伸長させ、前述の固定したグリッパー部３０に反
力をとってカッターヘッド１０を前進させる。これによ
り、グリッパー部３０は固定位置を保ち、メインフレー
ム２０と共にカッターヘッド１０が前方に移動する。Next, the cutter head 10 is rotationally driven by the electric motor 14, the thrust cylinder 24 is extended, and a reaction force is applied to the fixed gripper portion 30 to move the cutter head 10 forward. As a result, the gripper portion 30 maintains the fixed position, and the cutter head 10 moves forward together with the main frame 20.
【００２２】このようにして掘削を続け、所定のスパン
を掘進した時点で掘削を一時停止する。この際、後端部
のリヤサポート２３を伸長させ、メインフレーム２０を
支持可能な状態とする。次いで、グリッパーシリンダー
３１を収縮させ、グリッパー部３０の固定を解除する。
このとき、メインフレーム２０は、リヤサポート２３に
より支持される。次いで、スラストシリンダー２４を収
縮させ、グリッパー部３０を位置（参照番号３０′）ま
で移動し、次の掘削に備える。このような工程を繰り返
して、トンネルを順次掘削していくものである。The excavation is continued in this way, and the excavation is temporarily stopped at the time when the excavation has proceeded through a predetermined span. At this time, the rear support 23 at the rear end is extended so that the main frame 20 can be supported. Then, the gripper cylinder 31 is contracted to release the gripper unit 30 from being fixed.
At this time, the main frame 20 is supported by the rear support 23. Next, the thrust cylinder 24 is contracted and the gripper portion 30 is moved to the position (reference numeral 30 ') to prepare for the next excavation. By repeating such a process, the tunnels are sequentially excavated.
【００２３】このように、鉛直方向に傾斜したカッター
面１１によって、トンネルを掘削した場合、その掘削断
面６１は、道路構築に適した水平方向に長い楕円形とな
る。この楕円形は、構築すべき馬蹄形のトンネル断面６
０に極めて近い形状となっており、無駄な余堀部分６２
を軽減することができる。なお、傾動シリンダー２６を
伸縮して、カッターヘッド１０の傾斜角度の設定を変え
て、垂直方向に長い楕円形状に掘削できるが、この場
合、カッターヘッド１０を下方から支承するカッターヘ
ッドサポート１５と、カッターヘッド１０との連結部の
傾斜も変化するので、カッターヘッドサポート１５とカ
ッターヘッド１０との間に、傾斜調整台１６を介在させ
る。この傾斜調整台１６は、傾斜角度に応じて種々形成
しておくことが好ましい。In this way, when the tunnel is excavated by the vertically inclined cutter surface 11, the excavated cross section 61 has a horizontally long elliptical shape suitable for road construction. This oval shape is a horseshoe-shaped tunnel section 6 to be constructed.
The shape is extremely close to 0, and there is a wasteful extra part 62
Can be reduced. It should be noted that the tilt cylinder 26 can be expanded and contracted to change the setting of the tilt angle of the cutter head 10 to excavate in a vertically long elliptical shape. In this case, the cutter head support 15 that supports the cutter head 10 from below, Since the inclination of the connecting portion with the cutter head 10 also changes, the inclination adjusting base 16 is interposed between the cutter head support 15 and the cutter head 10. It is preferable that the tilt adjusting table 16 is formed in various ways according to the tilt angle.
【００２４】しかして、本発明の要点は、上記シリンダ
ー部材の伸縮により前記カッターヘッドを掘進方向に対
して任意の角度に傾斜させ配設することにより、各種楕
円形状のトンネルを掘削するトンネルボーリングマシー
ンに加えて以下の押付装置を付加する。However, the main point of the present invention is that a tunnel boring machine for excavating tunnels of various elliptical shapes by arranging the cutter head at an arbitrary angle with respect to the excavation direction by expanding and contracting the cylinder member. In addition to the above, the following pressing device is added.
【００２５】すなわち、上記実施例によるトンネルボー
リングマシーンは、既述したようにカッターヘッドの傾
斜によって生じるトンネル周方向への掘削反力に相対す
る位置、云い換えればカッターヘッドの傾斜により傾斜
方向とは反対向きに傾斜角に応じた力が働らき、これを
抑制するために力が働く方向とは逆向きの力を強制的に
付勢する押付装置をトンネルボーリングマシーンに取付
けたことを要点とする。That is, in the tunnel boring machine according to the above-mentioned embodiment, as described above, the position facing the excavation reaction force in the tunnel circumferential direction caused by the inclination of the cutter head, in other words, the inclination direction due to the inclination of the cutter head The point is that a force is applied in the opposite direction according to the tilt angle, and in order to suppress this, a pressing device that forcibly urges a force in the direction opposite to the direction in which the force acts is attached to the tunnel boring machine. .
【００２６】これが実施例を、図１に示すように、カッ
ターヘッドをトンネル軸に対してθ度下向きにしたトン
ネルボーリングマシーンＡについて説明する。この場
合、トンネル周方向に働く力はＦｖであるが、これと相
対する位置としてのメインフレーム２０の前方上部に抵
壁に反力を与える方向に押付装置として油圧シリンダ４
０を設置する。This embodiment will be described with reference to a tunnel boring machine A in which the cutter head is oriented downward by θ degrees with respect to the tunnel axis as shown in FIG. In this case, the force acting in the circumferential direction of the tunnel is Fv, but the hydraulic cylinder 4 is used as a pressing device in the direction to apply a reaction force to the wall at the front upper portion of the main frame 20 at a position facing this.
Set 0.
【００２７】油圧シリンダ４０は、上記した図４におけ
るルーフサポート２５の位置、すなわちこの位置はトン
ネル軸方向下方に傾斜したカッターヘッドの場合に掘進
力Ｔｈに対する反力がカッターヘッド中心の反力Ｔｉ＋
上方への分力Ｆｖにおける掘削反力Ｆｖに対応する押圧
力を抗壁を反力として打ち消す場所である。また、この
油圧シリンダー４０は、図２に示すように、メインフレ
ーム２０に固定したガイドボス５１の中に取り付けたも
ので抗壁５２に当接するルーフサポート２５との間に設
置されている。In the hydraulic cylinder 40, the position of the roof support 25 in FIG. 4 described above, that is, in this position, when the cutter head is inclined downward in the tunnel axial direction, the reaction force against the digging thrust Th is the reaction force Ti + at the center of the cutter head.
This is a place where the pressing force corresponding to the excavation reaction force Fv in the upward component force Fv is canceled by the counter wall as a reaction force. As shown in FIG. 2, the hydraulic cylinder 40 is mounted in a guide boss 51 fixed to the main frame 20 and is installed between the hydraulic cylinder 40 and the roof support 25 that abuts against the counter wall 52.
【００２８】そして、油圧ジャッキ４０の伸縮は抗壁５
２に掛る掘削反力を計測してそれに対応する力を押し出
すこともできるが、図３に示す自動制御装置によって連
続して行なうことが掘進効率を高める上で好ましい。す
なわち、カッタヘッド１０はスラストシリンダー２４の
押圧力によって、上方に浮き上がるが、この浮き上がり
のカッターヘッドの位置ずれは装置本体とは別に設けた
レーザービーム発振器４２からのレーザービーム５０を
装置本体のメインフレーム２０の上部に設置した位置セ
ンサーとしてのレーザービーム受光器４３の上下動によ
って自動検知される。刻々と変化する検知信号はＡ／Ｄ
変換器によってデジタル信号としてコンピューター４５
の演算処理部に移されて演算され、演算された移動量を
油圧シリンダー４１のストローク量として予め設定され
た油圧量分を、モーターポンプＭＰによって油圧槽から
の油圧をコントローラ４６によって制御された電磁弁４
７により油圧配管４８，４９における油圧の流量方向と
送出量を動作して油圧シリンダ４０のシリンダーロッド
の伸縮を調節することにより、上記カッターヘッド１０
に掛った浮き上がり力を抑えて、トンネルボーリングマ
シーンＡを所期の掘進線形に掘進するようにする。The expansion and contraction of the hydraulic jack 40 is prevented by the anti-wall 5.
Although it is possible to measure the digging reaction force applied to 2 and push out the force corresponding thereto, it is preferable to continuously perform the digging reaction force by the automatic control device shown in FIG. 3 in order to improve the digging efficiency. That is, the cutter head 10 floats upward due to the pressing force of the thrust cylinder 24, and the positional deviation of the cutter head caused by the lift causes the laser beam 50 from the laser beam oscillator 42, which is provided separately from the main body of the apparatus, to be the main frame of the main body of the apparatus. It is automatically detected by the vertical movement of the laser beam receiver 43 as a position sensor installed above 20. The detection signal that changes moment by moment is A / D
Computer 45 as a digital signal by the converter
The hydraulic pressure from the hydraulic tank is controlled by the controller 46 by the motor pump MP by the amount of hydraulic pressure set in advance as the stroke amount of the hydraulic cylinder 41. Valve 4
The cutter head 10 is operated by adjusting the expansion and contraction of the cylinder rod of the hydraulic cylinder 40 by operating the flow rate and the delivery amount of the hydraulic pressure in the hydraulic pipes 48, 49 by means of 7.
Suppress the lifting force applied to the tunnel boring machine A so that the tunnel boring machine A is dug in the desired excavation alignment.
【００２９】なお、上記実施例ではカッターヘッド１０
の面を鉛直方向に下方傾斜させた状態について述べた
が、上方傾斜することにより油圧シリンダーを装置本体
の下部に位置されることもでき、また、水平方向の左又
は右に傾斜したカッター面によってトンネルを鉛直方向
に楕円形とすることができる。In the above embodiment, the cutter head 10 is used.
Although the surface of is tilted downward in the vertical direction, the hydraulic cylinder can be positioned at the bottom of the main body by tilting upward, and the cutter surface tilted to the left or right in the horizontal direction can be used. The tunnel can be vertically elliptical.
【００３０】[0030]
【効果】本発明では、カッターヘッドを任意の角度に傾
斜できるシリンダー部材を備えることにより各種楕円形
状のトンネルを掘削することができ、かつカッターヘッ
ドの傾斜によって生じるトンネル周方向への掘削反力に
相対する位置に、この掘削反力に対抗する押付力を抗壁
を反力としてカッターヘッドに付勢する押付装置を設け
たことにより、カッターヘッドの傾斜に伴なう掘進方向
の歪みの補正を行ない所期のトンネル掘進線形にしたが
って掘進することができる。According to the present invention, various elliptical tunnels can be excavated by providing a cylinder member capable of inclining the cutter head at an arbitrary angle, and the excavation reaction force in the tunnel circumferential direction caused by the inclination of the cutter head can be obtained. By installing a pressing device that urges the cutter head against the excavation reaction force against the excavation reaction force by using the counter wall as a reaction force, the distortion of the excavation direction due to the inclination of the cutter head is corrected. You can proceed according to the desired tunneling alignment.
【００３１】また、本発明は上記押付装置にその押圧力
を制御装置によって駆動制御できるようにしたことによ
り、トンネルボーリングマシーンを単にトンネル軸方向
のみにコントロールするだけでなく、予め設定された掘
進線形に沿って連続して掘進することを可能にした。Further, according to the present invention, the pressing device can be driven and controlled by the control device so that the tunnel boring machine is not only controlled only in the direction of the tunnel axis, but also a preset excavation line shape is set. It was possible to continuously dig along.
【図１】図１は、本発明のトンネルマシーンに押付装置
を取り付けた状態の概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing a state in which a pressing device is attached to a tunnel machine of the present invention.
【図２】図１における押付装置の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the pressing device in FIG.
【図３】押付装置を自動制御する機構を説明する回路図
である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a mechanism for automatically controlling a pressing device.
【図４】本発明のシリンダー伸縮機構を有するトンネル
ボーリングマシーンの縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a tunnel boring machine having a cylinder expansion / contraction mechanism of the present invention.
【図５】従来のトンネルボーリングマシーンの縦断面図
である。FIG. 5 is a vertical sectional view of a conventional tunnel boring machine.
Ａ トンネルボーリングマシーン １０ カッターヘッド ２０ メインフレーム（装置本体） ２６ 傾動シリンダー（シリンダー部材） ３０ グリッパー部 ４０ 油圧シリンダー（押付装置） ４２ レーザービーム発振器 ４３ レーザービーム受光器 ４５ 演算器（コンピューター） ４６ コントローラー（駆動制御部） ４７ 電磁弁 A Tunnel boring machine 10 Cutter head 20 Main frame (apparatus body) 26 Tilt cylinder (cylinder member) 30 Gripper part 40 Hydraulic cylinder (pressing device) 42 Laser beam oscillator 43 Laser beam receiver 45 Computer (computer) 46 Controller (drive) Controller) 47 Solenoid valve
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年４月１６日[Submission date] April 16, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項２[Name of item to be corrected] Claim 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【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】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はトンネルボーリングマシ
ーン、特に楕円断面形のトンネルを掘削するトンネルボ
ーリングマシーンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel boring machine, and more particularly to a tunnel boring machine for excavating a tunnel having an oval cross section .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から知られているトンネルボーリン
グマシーンＡは、図５に示すように、マシーン本体であ
るメインフレーム２０の掘進側先端部に円筒形のカッタ
ーヘッド１０を配し、該カッターヘッド１０の掘進方向
前面に、複数の切削カッター１２を配した円形のカッタ
ー面１１を備えている。実際の掘削時には、グリッパー
３０によって坑壁に掘削反力をとり、前記カッター面を
掘削地盤に押し当て、前記カッターヘッド１０を回転さ
せながら前記装置本体を前進させ、トンネルを連続して
掘削するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION tunnel boring machine A conventionally known, as shown in FIG. 5, arranged cutter head 10 of the cylindrical excavation side distal end portion of the main frame 20 is a machine body, said cutter A circular cutter surface 11 having a plurality of cutting cutters 12 is provided on the front surface of the head 10 in the excavation direction. At the time of actual excavation, the excavation reaction force is applied to the pit wall by the gripper 30, the cutter surface is pressed against the excavation ground, the device body is advanced while rotating the cutter head 10, and the tunnel is continuously excavated. Is.
【０００３】そして、このトンネルボーリングマシーン
Ａには、そのカッターヘッド１０をトンネル軸方向に対
して傾斜して掘進して、楕円断面形のトンネルを掘進
し、目的とする断面に近いトンネルを掘削して全余掘量
を少なくし、工期の短縮と作業効率を向上させようと意
図しているものが知られている。In this tunnel boring machine A, the cutter head 10 is excavated while being inclined with respect to the axial direction of the tunnel to excavate a tunnel having an elliptical cross section, and a tunnel having a cross section close to a target is excavated. It is known that the total amount of excess excavation is reduced to shorten the construction period and improve work efficiency.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カッターヘッド１０をトンネル軸方向に傾斜するトンネ
ルボーリングマシーンは、例えばカッターヘッド１０を
下向きに傾斜させた場合には後方からカッターヘッド１
０への推力Ｔｈを作用させると、カッターヘッド１０に
上向きの余力Ｆｖが作用する。したがって、この状態で
掘進を行なうとトンネルボーリングマシーンは上向きに
移動してしまい直進性を保てないという問題がある。そ
してこの問題は、カッターヘッドを上向きにした場合に
はトンネルボーリングマシーンが下向きに移動し、また
カッターヘッドを左又は右向きにした場合にはトンネル
ボーリングマシーンは右又は左に移動してしまうことに
もなる。However, in the conventional tunnel boring machine in which the cutter head 10 is tilted in the tunnel axial direction, for example, when the cutter head 10 is tilted downward, the cutter head 1 is inserted from the rear side.
When the thrust Th toward 0 is applied, the upward reserve force Fv is applied to the cutter head 10. Therefore, when excavation is performed in this state, there is a problem that the tunnel boring machine moves upward and cannot maintain straightness. And this problem is that the tunnel boring machine moves downward when the cutter head is facing upward, and the tunnel boring machine moves right or left when the cutter head is facing left or right. Become.
【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、トンネ
ルボーリングマシンの直進性を維持して所期の掘進線形
に合致するようにしたトンネルボーリングマシーンを提
供せんとする。Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to maintain a straightness of a tunnel boring machine so as to match a desired excavation line shape. I will provide a bowling machine.
【０００６】また、本発明の他の目的は、直進性を保つ
ために簡単な装置をトンネルボーリングマシーンに取り
付け、しかもこの装置を自動制御してトンネルボーリン
グマシーンの掘進線形を自動的にコントロールせんとす
る。Another object of the present invention is to attach a simple device to a tunnel boring machine in order to maintain straightness and to automatically control the excavation line of the tunnel boring machine by automatically controlling this device. To do.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、装置本体と、該
装置本体に回動自在に支持され、掘進方向の前面に円形
のカッター面を有するカッターヘッドと、前記カッター
ヘッドをトンネル軸方向に対して傾動させるため伸縮す
るシリンダー部材とを備え、前記シリンダー部材の伸縮
により前記カッターヘッドを掘進方向に対して任意の角
度に傾斜させ配設することにより、各種楕円形状にトン
ネルを掘削するトンネルボーリングマシーンにおいて、
前記カッターヘッドの傾斜によって生じるトンネル周方
向への掘削反力に相対する位置に、前記掘削反力に対抗
する押付力を抗壁を反力としてカッターヘッドに付勢す
る押付装置を設けたことを特徴とするトンネルボーリン
グマシーンにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above objects, and its gist is to provide a device main body and a circular support on the front face in the direction of excavation, which is rotatably supported by the device main body. A cutter head having a cutter surface and a cylinder member that expands and contracts to tilt the cutter head with respect to the tunnel axis direction are provided, and the cutter head is tilted at an arbitrary angle with respect to the excavation direction by expansion and contraction of the cylinder member. By arranging it, in tunnel boring machines that excavate tunnels in various elliptical shapes,
A pressing device for urging the pressing force against the excavation reaction force to the cutter head by using the counter wall as a reaction force is provided at a position facing the excavation reaction force in the tunnel circumferential direction caused by the inclination of the cutter head. It is a characteristic tunnel boring machine.
【０００８】また、本発明の他の要旨は前記押圧装置に
は、前記トンネル周方向への掘削反力、あるいは掘削反
力による前記カッターヘッドの位置ずれを自動検知し、
その検知信号で前記押付装置の伸縮量を自動制御する制
御装置を付設し、前記制御装置により前記押付装置の伸
縮量を駆動制御してトンネルボーリングマシンの掘進線
形を自動的にコントロールするようにしたトンネルボー
リングマシーンにある。Another aspect of the present invention is that the pressing device automatically detects an excavation reaction force in the tunnel circumferential direction or a positional deviation of the cutter head due to the excavation reaction force.
And attaching a control unit for automatically controlling the amount of extension of the pressing device in the detection signal, Shin of the pressing device by the control device
This is a tunnel boring machine in which the reduction amount is drive-controlled to automatically control the excavation alignment of the tunnel boring machine.
【０００９】[0009]
【作用】カッターヘッドを傾斜して回転掘進することに
より、傾斜角度に合わせて水平あるいは垂直又は傾斜楕
円形をした掘削断面のトンネルを施工するが、上記カッ
ターヘッドの傾斜角度によって生じるトンネル周方向の
掘削反力をその相対位置に押付装置を設けることにより
抗壁を反力として打ち消すことで、所期のトンネル掘進
方向への掘削を行なうことができる。The tunnel head having a horizontal or vertical or inclined elliptical excavation cross section is constructed according to the inclination angle by rotating the cutter head in an inclined manner. By providing the pressing device at the relative position of the excavation reaction force to cancel the counter wall as a reaction force, excavation in the desired tunnel excavation direction can be performed.
【００１０】具体的には、図５に示す符号において、以
下のようになる。Specifically, the reference numerals shown in FIG. 5 are as follows.
【００１１】[0011]
【数１】 [Equation 1]
【００１２】[0012]
【実施例】本発明に係る断面を楕円形状に掘削するトン
ネルボーリングマシーンを添付図面の図１乃至図４に基
づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A tunnel boring machine for excavating an elliptical cross section according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 of the accompanying drawings.
【００１３】図４において、トンネルボーリングマシー
ンＡは、掘削方向の前方に位置するカッターヘッド１
０、該カッターヘッド１０を支持する装置本体としての
メインフレーム２０、及び掘削反力をとるためのグリッ
パー部３０で主要部を構成する。In FIG. 4, the tunnel boring machine A is a cutter head 1 located forward in the excavating direction.
0, a main frame 20 as a device main body for supporting the cutter head 10, and a gripper portion 30 for taking a reaction force for excavation, which constitutes a main part.
【００１４】円筒型のカッターヘッド１０は、掘進方向
の前面に円形のカッター面１１を有し、カッター面１１
には、多数の掘削カッター１２を配しており、電動モー
ター１４によってカッターヘッド１０を回転駆動して地
盤を掘削する。また、カッターヘッド１０は、可動連結
部２１における連結ロッド２１′を介してその後方のメ
インフレーム２０に傾動自在に支持されている。The cylindrical cutter head 10 has a circular cutter surface 11 on the front surface in the excavation direction, and the cutter surface 11
Is equipped with a large number of excavating cutters 12, and the electric motor 14 rotationally drives the cutter head 10 to excavate the ground. Further, the cutter head 10 is tiltably supported by the main frame 20 behind the cutter head 10 via a connecting rod 21 ′ of the movable connecting portion 21.
【００１５】ボックス型を呈するメインフレーム２０
は、カッターヘッド１０を傾動させる傾動シリンダー２
６を備え、また、後方部には、メインフレーム２０に対
して摺動自在に嵌合するグリッパー部３０（図４参照）
を配している。傾動シリンダー２６の先端部は、カッタ
ーヘッド１０の下端部に固定しており、この傾動シリン
ダー２６のシリンダーを伸縮させることにより、カッタ
ーヘッド１０は可動連結部２１の連結ロッド２１′を中
心に上下方向に回動し、掘削方向に対するカッター面１
１の傾斜角度を任意に設定することができる。また、メ
インフレーム２０の後端部には、グリッパー部３０によ
る固定を解除した際に、メインフレーム２０を下方から
支持するためのリヤサポート２３を配設しており、この
リヤサポート２３は、シリンダー構造によって伸縮可能
な機構となっている。なお、メインフレーム２０の側部
には、ベルトコンベヤー２２を固定しており、カッター
ヘッド１０に設けた掻き上げ板１３により掻き上げられ
た切削ズリが、このベルトコンベヤー２２上に落下し後
方側に搬送される機構となっている。A box-shaped main frame 20
Is a tilting cylinder 2 for tilting the cutter head 10.
6, and a gripper portion 30 (see FIG. 4 ) which is slidably fitted to the main frame 20 at the rear portion .
Are arranged. The tip of the tilting cylinder 26 is fixed to the lower end of the cutter head 10. By extending and contracting the cylinder of the tilting cylinder 26, the cutter head 10 moves up and down around the connecting rod 21 'of the movable connecting portion 21. Cutter surface 1 with respect to the excavation direction
The inclination angle of 1 can be set arbitrarily. Further, a rear support 23 for supporting the main frame 20 from below when the fixing by the gripper portion 30 is released is arranged at the rear end of the main frame 20, and the rear support 23 is a cylinder. It is a mechanism that can be expanded and contracted depending on the structure. A belt conveyor 22 is fixed to a side portion of the main frame 20 and is scraped up by a scraping plate 13 provided on the cutter head 10.
The cutting debris falls on the belt conveyor 22 and is conveyed to the rear side.
【００１６】グリッパー部３０は、メインフレーム２０
から水平方向両側に伸縮自在に突出するグリッパーシリ
ンダー３１を備え、その先端部には、坑壁に沿って円弧
状に湾曲したグリッパーシュー３２を配している（図
４）。掘削反力をとる場合には、前記グリッパーシリン
ダー３１を伸長させ、坑壁をグリッパーシュー３２で押
圧することにより、グリッパー部３０をこの位置に固定
する。また、スラストシリンダー２４の基端部をグリッ
パー部３０に固定し、先端部をマシーン本体としてのメ
インフレーム２０側に固定しており、掘削時には、スラ
ストシリンダー２４を伸長させることにより、前述のよ
うに固定したグリッパー部３０に反力をとり、メインフ
レーム２０と一体的にカッターヘッド１０を前進させる
ものである。The gripper section 30 is a main frame 20.
It is equipped with a gripper cylinder 31 projecting elastically from both sides in the horizontal direction, and a gripper shoe 32, which is curved in an arc along the pit wall, is arranged at the tip of the gripper cylinder 31 ( Fig.
4 ). When the excavation reaction force is applied, the gripper cylinder 31 is extended and the pit wall is pressed by the gripper shoe 32 to fix the gripper portion 30 at this position. Further, the base end portion of the thrust cylinder 24 is fixed to the gripper portion 30, and the tip end portion is fixed to the side of the main frame 20 as the machine body. During the excavation, by extending the thrust cylinder 24, as described above. A reaction force is applied to the fixed gripper portion 30 to advance the cutter head 10 integrally with the main frame 20.
【００１７】また、トンネルボーリングマシーンＡは、
カッターヘッド１０の下部にカッタードラムサポート１
５を配し、メインフレーム２０の上部にルーフサポート
２５を設けており、これらによって上下方向にも支承さ
れながら掘進するものである。Further, the tunnel boring machine A is
A cutter drum support 1 is provided below the cutter head 10.
5, the roof support 25 is provided on the upper portion of the main frame 20, and the roof support 25 is supported in the vertical direction by these to support the excavation.
【００１８】以上のように構成するトンネルボーリング
マシーンＡによってトンネルを掘削する工程を順に説明
する。The steps of excavating a tunnel by the tunnel boring machine A having the above-described structure will be described in order.
【００１９】まず、掘削断面が所定の楕円形状となるよ
うに、傾動シリンダー２６を伸縮させ、カッターヘッド
１０を掘進方向に対して所定の角度に傾斜させる。First, the tilting cylinder 26 is expanded and contracted so that the excavation section has a predetermined elliptical shape, and the cutter head 10 is tilted at a predetermined angle with respect to the excavation direction.
【００２０】この工程と同時或は前後して、グリッパー
シリンダー３１を水平方向両側に伸長させ、坑壁をグリ
ッパーシュー３２で押圧し、グリッパー部３０を固定す
る。その後、後端部のリヤサポート２３を収縮する。Simultaneously with or before or after this step, the gripper cylinder 31 is extended horizontally to both sides, and the pit wall is pressed by the gripper shoe 32 to fix the gripper portion 30. Then , the rear support 23 at the rear end is contracted .
【００２１】次に、電動モーター１４によってカッター
ヘッド１０を回転駆動すると共に、スラストシリンダー
２４を伸長させ、前述の固定したグリッパー部３０に反
力をとってカッターヘッド１０を前進させる。これによ
り、グリッパー部３０は固定位置を保ち、メインフレー
ム２０と共にカッターヘッド１０が前方に移動する。Next, the cutter head 10 is rotationally driven by the electric motor 14, the thrust cylinder 24 is extended, and a reaction force is applied to the fixed gripper portion 30 to move the cutter head 10 forward. As a result, the gripper portion 30 maintains the fixed position, and the cutter head 10 moves forward together with the main frame 20.
【００２２】このようにして掘削を続け、所定のスパン
を掘進した時点で掘削を一時停止する。この際、後端部
のリヤサポート２３を伸長させ、メインフレーム２０を
支持可能な状態とする。次いで、グリッパーシリンダー
３１を収縮させ、グリッパー部３０の固定を解除する。
このとき、メインフレーム２０は、リヤサポート２３に
より支持される。次いで、スラストシリンダー２４を収
縮させ、グリッパー部３０を位置（参照番号３０′）ま
で移動し、次の掘削に備える。このような工程を繰り返
して、トンネルを順次掘削していくものである。The excavation is continued in this way, and the excavation is temporarily stopped at the time when the excavation has proceeded through a predetermined span. At this time, the rear support 23 at the rear end is extended so that the main frame 20 can be supported. Then, the gripper cylinder 31 is contracted to release the gripper unit 30 from being fixed.
At this time, the main frame 20 is supported by the rear support 23. Next, the thrust cylinder 24 is contracted and the gripper portion 30 is moved to the position (reference numeral 30 ') to prepare for the next excavation. By repeating such a process, the tunnels are sequentially excavated.
【００２３】このように、水平方向にθの角度で傾斜し
たカッター面１１によって、トンネルを掘削した場合、
その掘削断面は、道路構築に適した水平方向に長い楕円
形となる。この楕円形は、構築すべき馬蹄形のトンネル
断面により近い形状となっており、無駄な余堀部分を軽
減することができる。なお、傾動シリンダー２６をカッ
ターヘッド１０の左右の位置に配置して（図示せず）、
これらを伸長あるいは伸縮することにより傾斜角度を設
定して、垂直方向に長い楕円形状のトンネル断面を掘削
することもできる。 In this way, when the tunnel is excavated by the cutter surface 11 inclined at the angle θ in the horizontal direction,
The excavated section has a horizontally long elliptical shape suitable for road construction. This oval is a horseshoe-shaped tunnel to build
Has a shape close a sectional, it is possible to light <br/> decrease wasteful Yohori parts. In addition, the tilt cylinder 26 is
Disposed in positions of the left and right coater head 10 (not shown),
An inclination angle can be set by extending or expanding these.
The vertical cross section of the elliptical tunnel
You can also do it.
【００２４】しかして、本発明の要点は、上記シリンダ
ー部材の伸縮により前記カッターヘッドを掘進方向に対
して任意の角度に傾斜させ配設することにより、各種楕
円形状のトンネルを掘削するトンネルボーリングマシー
ンに加えて以下の押付装置を付加する。However, the main point of the present invention is that a tunnel boring machine for excavating tunnels of various elliptical shapes by arranging the cutter head at an arbitrary angle with respect to the excavation direction by expanding and contracting the cylinder member. In addition to the above, the following pressing device is added.
【００２５】すなわち、上記実施例によるトンネルボー
リングマシーンは、既述したようにカッターヘッドの傾
斜によって生じるトンネル周方向への掘削反力に相対す
る位置、云い換えればカッターヘッドの傾斜により傾斜
方向とは反対向きに傾斜角に応じた力が働らき、これを
抑制するために力が働く方向とは逆向きの力を強制的に
付勢する押付装置をトンネルボーリングマシーンに取付
けたことを要点とする。That is, in the tunnel boring machine according to the above-mentioned embodiment, as described above, the position facing the excavation reaction force in the tunnel circumferential direction caused by the inclination of the cutter head, in other words, the inclination direction due to the inclination of the cutter head The point is that a force is applied in the opposite direction according to the tilt angle, and in order to suppress this, a pressing device that forcibly urges a force in the direction opposite to the direction in which the force acts is attached to the tunnel boring machine. .
【００２６】その詳細を、図１に示すように、カッター
ヘッドをトンネル軸に対してθ度下向きにしたトンネル
ボーリングマシーンＡについて説明する。この場合、ト
ンネル周方向に働く力はＦｖであるが、これと相対する
位置としてのメインフレーム２０の前方上部に抵壁に反
力を与える方向に押付装置として油圧シリンダ４０を設
置する。 The details will be described for a tunnel boring machine A in which the cutter head is oriented downward by θ degrees with respect to the tunnel axis as shown in FIG. In this case, the force acting in the circumferential direction of the tunnel is Fv, but the hydraulic cylinder 40 is installed as a pressing device in the direction to apply a reaction force to the wall at the front upper part of the main frame 20 at a position opposed to this.
【００２７】油圧シリンダ４０は、上記した図４におけ
るルーフサポート２５の位置、すなわちこの位置はトン
ネル軸方向下方に傾斜したカッターヘッドの場合に掘進
力Ｔｈに対する反力がカッターヘッド中心の反力Ｔｈ＋
上方への分力Ｆｖにおける掘削反力Ｆｖに対応する押圧
力を抗壁を反力として打ち消す場所である。また、この
油圧シリンダー４０は、図２に示すように、メインフレ
ーム２０に固定したガイドボス５１の中に取り付けたも
ので抗壁５２に当接するルーフサポート２５との間に設
置されている。In the hydraulic cylinder 40, the reaction force to the excavation force Th is the reaction force Th + at the center of the cutter head in the position of the roof support 25 in FIG.
This is a place where the pressing force corresponding to the excavation reaction force Fv in the upward component force Fv is canceled by the counter wall as a reaction force. As shown in FIG. 2, the hydraulic cylinder 40 is mounted in a guide boss 51 fixed to the main frame 20 and is installed between the hydraulic cylinder 40 and the roof support 25 that abuts against the counter wall 52.
【００２８】そして、油圧ジャッキ４０の伸縮は抗壁５
２に掛る掘削反力を計測してそれに対応する力を押し出
すこともできるが、図３に示す自動制御装置によって連
続して行なうことが掘進効率を高める上で好ましい。す
なわち、カッタヘッド１０はスラストシリンダー２４の
押圧力によって、上方に浮き上がるが、この浮き上がり
のカッターヘッドの位置ずれは装置本体とは別に設けた
レーザービーム発振器４２からのレーザービーム５０を
装置本体のメインフレーム２０の上部に設置した位置セ
ンサーとしてのレーザービーム受光器４３の上下動によ
って自動検知される。刻々と変化する検知信号はＡ／Ｄ
変換器によってデジタル信号としてコンピューター４５
の演算処理部に移されて演算され、演算された移動量を
油圧シリンダー４１のストローク量として予め設定され
た油圧量分を、モーターポンプＭＰによって油圧槽から
の油圧をコントローラ４６によって制御された電磁弁４
７により油圧配管４８，４９における油圧の流量方向と
送出量を動作して油圧シリンダ４０のシリンダーロッド
の伸縮を調節することにより、上記カッターヘッド１０
に掛った浮き上がり力を抑えて、トンネルボーリングマ
シーンＡを所期の掘進線形に掘進するようにする。The expansion and contraction of the hydraulic jack 40 is prevented by the anti-wall 5.
Although it is possible to measure the digging reaction force applied to 2 and push out the force corresponding thereto, it is preferable to continuously perform the digging reaction force by the automatic control device shown in FIG. 3 in order to improve the digging efficiency. That is, the cutter head 10 floats upward due to the pressing force of the thrust cylinder 24, and the positional deviation of the cutter head caused by the lift causes the laser beam 50 from the laser beam oscillator 42, which is provided separately from the main body of the apparatus, to be the main frame of the main body of the apparatus. It is automatically detected by the vertical movement of the laser beam receiver 43 as a position sensor installed above 20. The detection signal that changes moment by moment is A / D
Computer 45 as a digital signal by the converter
The hydraulic pressure from the hydraulic tank is controlled by the controller 46 by the motor pump MP by the amount of hydraulic pressure set in advance as the stroke amount of the hydraulic cylinder 41. Valve 4
The cutter head 10 is operated by adjusting the expansion and contraction of the cylinder rod of the hydraulic cylinder 40 by operating the flow rate and the delivery amount of the hydraulic pressure in the hydraulic pipes 48, 49 by means of 7.
Suppress the lifting force applied to the tunnel boring machine A so that the tunnel boring machine A is dug in the desired excavation alignment.
【００２９】なお、上記実施例ではカッターヘッド１０
の面を水平方向に下方傾斜させた状態について述べた
が、上方傾斜することにより油圧シリンダーを装置本体
の下部に位置されることもでき、また、鉛直方向の左又
は右に傾斜したカッター面によって縦長のトンネル断面
を掘削することができる。In the above embodiment, the cutter head 10 is used.
The surface in the horizontal direction has been described while being inclined downward, can be positioned a hydraulic cylinder in the lower portion of the apparatus main body by the upper inclined and by the cutter surface inclined in the vertical left or right A longitudinal tunnel cross section can be excavated .
【００３０】[0030]
【効果】本発明では、カッターヘッドを任意の角度に傾
斜できるシリンダー部材を備えることにより各種楕円形
状のトンネルを掘削することができ、かつカッターヘッ
ドの傾斜によって生じるトンネル周方向への掘削反力に
相対する位置に、この掘削反力に対抗する押付力を抗壁
を反力としてカッターヘッドに付勢する押付装置を設け
たことにより、カッターヘッドの傾斜に伴なう掘進方向
の歪みの補正を行ない所期のトンネル掘進線形にしたが
って掘進することができる。According to the present invention, various elliptical tunnels can be excavated by providing a cylinder member capable of inclining the cutter head at an arbitrary angle, and the excavation reaction force in the tunnel circumferential direction caused by the inclination of the cutter head can be obtained. By installing a pressing device that urges the cutter head against the excavation reaction force against the excavation reaction force by using the counter wall as a reaction force, the distortion of the excavation direction due to the inclination of the cutter head is corrected. You can proceed according to the desired tunneling alignment.
【００３１】また、本発明は上記押付装置にその伸縮量
を制御装置によって駆動制御できるようにしたことによ
り、トンネルボーリングマシーンを単にトンネル軸方向
のみにコントロールするだけでなく、予め設定された掘
進線形に沿って連続して掘進することを可能にした。Further, according to the present invention, since the pressing device can drive and control the expansion and contraction amount of the pressing device by the control device, the tunnel boring machine is not only controlled only in the tunnel axial direction but also preset. It is possible to continuously dig along the digging line.
【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】図４[Name of item to be corrected] Fig. 4
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図４】 [Figure 4]
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図５[Name of item to be corrected] Figure 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図５】 [Figure 5]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記２名の代理人 弁理士 酒井 一 （外１名） (72)発明者 高津 荘太 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社間 組内 (72)発明者 寺内 伸 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社間 組内 (72)発明者 南 好人 東京都港区赤坂二丁目３番６号 株式会社 小松製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (74) Attorney attorney Hajime Sakai (1 person outside) (72) Inventor Souta Takatsu 2-5-8 Kita-Aoyama, Minato-ku, Tokyo In-house (72) Inventor Shin Shin Terauchi 2-5-8 Kita-Aoyama, Minato-ku, Tokyo Ma Ingumi Co., Ltd. (72) Inventor, Yoshito Minami 2-3-6 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Komatsu Ltd.
Claims (2)
持され、掘進方向の前面に円形のカッター面を有するカ
ッターヘッドと、前記カッターヘッドをトンネル軸方向
に対して傾動させるため伸縮するシリンダー部材とを備
え、前記シリンダー部材の伸縮により前記カッターヘッ
ドを掘進方向に対して任意の角度に傾斜させ配設するこ
とにより、各種楕円形状にトンネルを掘削するトンネル
ボーリングマシーンにおいて、 前記カッターヘッドの傾斜によって生じるトンネル周方
向への掘削反力に相対する位置に、前記掘削反力に対抗
する押付力を抗壁を反力としてカッターヘッドに付勢す
る押付装置を設けたことを特徴とするトンネルボーリン
グマシーン。1. A device main body, a cutter head that is rotatably supported by the device main body, and has a circular cutter surface on the front surface in the excavation direction, and expands and contracts to tilt the cutter head with respect to the tunnel axis direction. In a tunnel boring machine for excavating a tunnel in various elliptical shapes by providing a cylinder member, and arranging the cutter head at an arbitrary angle with respect to the excavation direction by expanding and contracting the cylinder member, the cutter head of A tunnel, characterized in that a pressing device is provided at a position facing the excavation reaction force in the circumferential direction of the tunnel, which is generated by the inclination, for energizing the cutter head with a pressing force that opposes the excavation reaction force using the counter wall as a reaction force. Bowling machine.
への掘削反力、あるいは掘削反力による前記カッターヘ
ッドの位置ずれを自動検知し、その検知信号で前記押付
装置の押圧力を自動制御する制御装置を付設し、前記制
御装置により前記押付装置の押圧力を駆動制御してトン
ネルボーリングマシンの掘進線形を自動的にコントロー
ルするようにした請求項１記載のトンネルボーリングマ
シーン。2. The pressing device automatically detects the excavation reaction force in the circumferential direction of the tunnel or the positional deviation of the cutter head due to the excavation reaction force, and the pressing signal of the pressing device is automatically controlled by the detection signal. 2. A tunnel boring machine according to claim 1, further comprising a control device for controlling the pressing force of the pressing device by the control device to automatically control the excavation line of the tunnel boring machine.
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