JPH08319796A - シールド掘進機の障害物切削装置 - Google Patents

シールド掘進機の障害物切削装置

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JPH08319796A
JPH08319796A JP12643395A JP12643395A JPH08319796A JP H08319796 A JPH08319796 A JP H08319796A JP 12643395 A JP12643395 A JP 12643395A JP 12643395 A JP12643395 A JP 12643395A JP H08319796 A JPH08319796 A JP H08319796A
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Yuzuru Yoshida
譲 吉田
Yuji Sakuma
裕治 佐久間
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IHI Corp
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Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄筋コンクリート杭などの障害物を機械的に
除去する。 【構成】 カッタヘッド1に設けられたローラカッタ1
2を油圧モータ14により回転させ、油圧シリンダ15
によりカッタヘッドの垂直方向に進退できるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は地中掘進中に鉄筋コンク
リート杭や鋼製の杭などが現れた場合、これを切削する
シールド掘進機の障害物切削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】都市部などでは、シールド工事計画路線
上にビルの鉄筋コンクリート製の杭や鋼杭などが存在す
る場合がある。このような場合、土砂切削用カッタビッ
トで鉄筋、H鋼、鋼鉄板等を切削した場合、被切削物が
ビットにからみつき、または、被切削物にてビットが破
損し、連続して安定な掘削ができない。このため従来は
シールド掘進機の前面、つまり切羽に土砂の流入を防止
するため、安定化用の薬液を注入する薬液注入工法や、
凍結工法を用いて切羽の土砂を固め、作業員が切羽へ出
て鉄筋コンクリート杭などの切断を行っていた。これら
の工法は莫大な費用と工期を必要とするため、シールド
掘進機側からの操作により障害物を切削する方法が提案
されている。
【0003】特公平6−54078号にはカッタヘッド
に、円筒形の外周にスパイラル状のカッタを設け、カッ
タヘッドの半径方向に円筒軸を向けて配置したトンネル
掘削機が開示されている。このスパイラルの刃は円周の
一部の同一位置で全ての刃が欠けており、通常の掘削時
は、この刃の欠けた面を掘進方向に向くようにして前進
する。これにより通常の掘進時にはスパイラルの刃より
先に土砂切削用のビットが土砂を切削する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の公報記載の掘削
機の場合、全てのスパイラルカッタの同一回転位置で
は、刃が欠けているので、鉄筋コンクリート杭などを切
断中スパイラルカッタに加わる力が不均一になり、振動
や騒音を発生する。また実開平4−122798号に
は、埋設管削破枠用カッタヘッドとしてシールド掘削機
のカッタヘッドに相当する面にローラカッタを設けた技
術が開示されている。しかし、この技術では、ローラカ
ッタはカッタヘッドの回転によって回転するだけで、自
転装置がないため鉄筋コンクリート杭などを切削するの
は困難である。また、このローラカッタは常に被掘削物
に当たるので、普通の土砂掘削にも使用されることにな
り寿命が短くなるという問題点もある。
【0005】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、鉄筋コンクリート杭等の地中障害物をシールド
掘削により機械的に削除する装置を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1の発明では、土砂掘削用ビットを備えたカッタ
ヘッドに設けられ、カッタヘッドの半径方向と交差する
方向にローラ刃の向きを配置し、ローラ刃の回転装置を
有するローラカッタと、該ローラカッタをカッタヘッド
の垂直方向に進退させる進退装置とを備える。
【0007】請求項2の発明では、前記ローラカッタ
は、前記カッタヘッドの半径方向に複数個設けられ、カ
ッタヘッドを1回転した場合、カッタヘッド前面のほぼ
全域が切削されるように配置される。
【0008】請求項3の発明では、前記ローラカッタ
は、円の外周にのこぎり刃を設けた形状の刃を有してい
る。
【0009】
【作用】請求項1の発明では、カッタヘッドを回転する
ことにより、各ローラカッタの刃は障害物に交差して当
たり、回転装置によって回転して障害物を切削する。ま
た進退装置により障害物を切削するときのみ土砂掘削用
ビットよりローラカッタの刃を高くするので、摩耗が少
なくなり寿命が長くなり、かつ通常の土砂切削時に地山
を乱すことがないので、安定した施工が可能となる。ま
たローラカッタは刃の円周方向に均一な形状なので、回
転による振動や騒音の発生も少ない。
【0010】請求項2の発明では、ローラカッタをカッ
タヘッド前面の全域をほぼ切削するように配置している
ので、シールド掘進機の前進を阻害する障害物を同時に
除去できる。
【0011】請求項3の発明では、ローラカッタの刃を
のこぎり刃の形状にしているので切削効率がよい。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の実施例を示す縦断面図、図2は図
1の正面図である。カッタヘッド1は厚みのある円盤形
で前後面はカッタ前面板2とカッタ後面板3で構成され
ている。カッタヘッド1には開口4が設けられ、この開
口4にはカッタヘッド1の半径方向にスポーク5が設け
られ、このスポーク5には多数の土砂切削ビット6が取
り付けられている。土砂切削ビット6はカッタヘッド1
の同心円上に対向して2個ずつ設けられ、カッタヘッド
1の正転、逆転に応じていずれか一方が切削するように
なっている。土砂切削ビット6はカッタヘッド1を1回
転したときカッタヘッド1の前面をほぼ切削できるよう
に配置されている。隔壁7は円筒形のシェル8と共に外
圧を支え、シールド掘進機の内部を大気圧に保つ。隔壁
7にはカッタ駆動モータ9が設けられ、カッタヘッド1
を回転する。回転方向は正転、逆転いずれも可能となっ
ている。スクリューコンベヤ10は土砂切削用ビット6
やローラカッタ12の切削した土砂やコンクリート、鉄
筋片などが開口4より隔壁7側に入ってきたものを本装
置の後方へ送り出す。なお、11はカッタヘッド1の前
面に現れた鉄筋コンクリート杭や鋼杭などの障害物を示
す。
【0013】ローラカッタ12はカッタヘッド1の互い
に120°離れた半径上に設けられている。各半径上の
位置は、カッタヘッド1が1回転したとき、各ローラカ
ッタ12の切削範囲がカッタヘッド1のほぼ全面を覆う
ように定めている。この場合、カッタヘッド1の中心と
その近傍は覆えないが、その範囲は小さいので、障害物
の切断には支障とならない。ローラカッタ12はその刃
の向きがカッタヘッド1の半径と直交する方向に配置さ
れている。
【0014】図3、図4はローラカッタの構造を示し、
図3は平面図、図4は図3のX−X矢視図である。ロー
ラカッタ12のローラ刃13は円板状の3枚の刃を一定
の間隔を設けて重ね合わせている。ローラ刃13の形状
は図5に示すように円の周囲にのこぎり刃を設けた形状
としている。障害物の切削はのこぎり刃により少しずつ
かき取るようにし、鉄筋等のからみ付きを防止する。の
こぎり刃の形状は(A),(B)に示すように2通りあ
り、この刃の形状により回転方向がきまる。重ね合わせ
る3枚の刃はみな同じ方向に回る形状とする。全てのロ
ーラカッタ12のローラ刃13を(A)か(B)かのい
ずれか一方にしてもよいが、半分ずつとし、カッタヘッ
ド1上の配置をそれぞれが均等となるよう分散してもよ
い。
【0015】各ローラ刃13は油圧モータ14によって
回転される。この各ローラ刃13と油圧モータ14は油
圧シリンダ15によって昇降される。油圧シリンダ15
はカッタ後面板3に固定されており、ローラカッタ12
の使用時には図4の実線で示すローラ刃13の位置まで
ローラ刃13と油圧モータ14を上昇させ、不使用時に
は破線で示すように、ローラ刃13の先端がカッタ前面
板2と面位置となるように降下させる。
【0016】図6はローラカッタ12の移動を説明する
図である。(A)は通常掘削時を示し、(B)は障害物
切削時の状態を示す。通常掘削時は、土砂切削ビット6
で切削を行うため、ローラカッタ12の刃先はカッタ前
面板2と面位置としている。これによりローラカッタ1
2のローラ刃13の摩耗を少なくすることができる。鉄
筋コンクリート杭などの障害物11に突き当たった場合
は(B)に示すように土砂切削ビット6よりも先にロー
ラカッタ12の刃先を移動して障害物11の切削を行
う。この場合、土砂切削ビット6は障害物11に当たら
ない。
【0017】次に動作について説明する。通常の土砂掘
進中に障害物11に当たったときはシールド掘進機の進
行を停止し、カッタヘッド1の回転を止める。次にロー
ラカッタ12の油圧シリンダ15を操作してローラ刃1
3を土砂切削ビット6のよりも先の図6(B)に示す位
置まで突き出す。次にカッタヘッド1の回転と共にロー
ラカッタ12のローラ刃13も油圧モータ14により回
転させながらシールド掘進機を前進させ、障害物11を
切断してゆく。なおローラ刃13ののこぎり刃の向きが
全て一定方向のときは、カッタヘッド1の回転方向はの
こぎり刃の向きに合った方向とするが、図5の(A)と
(B)が混ざったローラカッタ12の場合は、回転方向
を交互に変えてゆく。ローラカッタ12に切削された鉄
筋、鉄くず、コンクリートくずは開口4を通り、スクリ
ューコンベヤ10により外部へ排出される。障害物11
の切削が終了したらローラカッタ12を図6(A)の状
態に収納し、土砂切削ビット6により土砂の切削を続行
する。
【0018】次に本発明の別の利用方法を説明する。シ
ールド掘進機は立抗を掘って所定の深さまで下ろし、横
方向に進んでゆく。また到着位置にも立抗を設け、そこ
から地上に引き上げる。立抗の周囲壁は土圧に耐えるた
め鉄筋コンクリート等で作られており、発進時、掘進方
向の壁を人力で破壊するためにその壁の裏面の土砂を薬
液注入工法などで固めた後、破壊作業を行う。到着時も
同様にして破壊する壁の裏の土砂を固めた後、コンクリ
ート壁を人力で破壊している。しかし、本発明のローラ
カッタ12を用いれば、このような立抗の壁を直接切削
できるので、壁破壊に要する作業時間や費用を大幅に削
減することができる。
【0019】実施例ではローラカッタ12のローラ刃1
3は3枚重ねの場合を示したが、2枚とか4枚とか適宜
変更してもよい。またローラ刃13の形状はのこぎり刃
としたが円形や対称型ののこぎり刃とし、カッタヘッド
1の回転方向を制限しない方法でもよい。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はカッタヘッドにローラカッタを設け、このローラカッ
タに回転装置とカッタヘッドの垂直方向に進退させる装
置を設けることにより、障害物の撤去を掘進機のみで確
実に行い、かつローラカッタの寿命を長くすることがで
きる。これにより工期の短縮、作業の安全も図れる。ま
た立抗における発進時の壁、到着時の壁を切削できるの
で、この作業時間や工費を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のシールド掘進機の縦断面図である。
【図2】実施例のシールド掘進機の正面図である。
【図3】ローラカッタの平面図である。
【図4】図3のX−X矢視図である。
【図5】ローラカッタの刃の形状を示す図である。
【図6】ローラカッタの進退動作を説明する図である。
【符号の説明】
1 カッタヘッド 2 カッタ前面板 3 カッタ後面板 4 開口 5 スポーク 6 土砂切削ビット 11 障害物 12 ローラカッタ 13 ローラ刃 14 油圧モータ(回転装置) 15 油圧シリンダ(進退装置)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土砂掘削用ビットを備えたカッタヘッド
    に設けられ、カッタヘッドの半径方向と交差する方向に
    ローラ刃の向きを配置し、ローラ刃の回転装置を有する
    ローラカッタと、該ローラカッタをカッタヘッドの垂直
    方向に進退させる進退装置とを備えたことを特徴とする
    シールド掘進機の障害物切削装置。
  2. 【請求項2】 前記ローラカッタは、前記カッタヘッド
    の半径方向に複数個設けられ、カッタヘッドを1回転し
    た場合、カッタヘッド前面のほぼ全域が切削されるよう
    に配置されていることを特徴とする請求項1記載のシー
    ルド掘進機の障害物切削装置。
  3. 【請求項3】 前記ローラカッタは、円の外周にのこぎ
    り刃を設けた形状の刃を有していることを特徴とする請
    求項1または2記載のシールド掘進機の障害物切削装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013047444A (ja) * 2011-07-25 2013-03-07 Intec Inc シールド掘進機とこれを用いた管路構築工法
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CN109812275A (zh) * 2019-04-04 2019-05-28 中铁工程装备集团有限公司 一种旋转刀梁的刀盘结构
CN116378680A (zh) * 2023-04-03 2023-07-04 中交二公局铁路建设有限公司 一种盾构接收用钢套筒施工用辅助装置及其使用方法

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