JPH09184391A - Chemical injection device for tunnel machine - Google Patents

Chemical injection device for tunnel machine

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Publication number
JPH09184391A
JPH09184391A JP35292395A JP35292395A JPH09184391A JP H09184391 A JPH09184391 A JP H09184391A JP 35292395 A JP35292395 A JP 35292395A JP 35292395 A JP35292395 A JP 35292395A JP H09184391 A JPH09184391 A JP H09184391A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chemical injection
chemical
cutter head
rod
cutter
Prior art date
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Pending
Application number
JP35292395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eigo Bando
栄吾 坂東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP35292395A priority Critical patent/JPH09184391A/en
Publication of JPH09184391A publication Critical patent/JPH09184391A/en
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 後方に薬注ドリル8bを設置した薬注バルブ
8aをカッタヘッド4に設置することにより、地山の土
質を確実に、かつ効率よく改良してトンネル施工の安全
性および作業性の向上を図るためのトンネル掘進機の薬
液注入装置8を提供する。 【解決手段】 トンネル掘進機本体1の前部に回転自在
に装着したカッタヘッド4と、掘削する地山の土質を改
良するための薬注装置8とを有するトンネル掘進機にお
いて、前記薬注装置8はカッタヘッド4に設置された薬
注バルブ8aと、この薬注バルブ8aの後方から薬注バ
ルブ8a内を通過して地山に貫入すると共に、地山に土
質改良剤等の薬液を注入する薬注ロッド8bと、この薬
注ロッド8b先端に設置された先端部カッタ8cと、前
記薬注バルブ8aの後方に設置されると共に、前記先端
部カッタ8cを回転および伸縮駆動させる薬注ドリル8
dとからなるトンネル掘進機の薬液注入装置。
(57) [Abstract] [Problem] By installing a chemical injection valve 8a with a chemical injection drill 8b installed at the rear on the cutter head 4, the soil quality of the natural ground is surely and efficiently improved to ensure the safety of tunnel construction. Provided is a chemical liquid injector 8 for a tunnel excavator for improving workability and workability. A tunnel machine having a cutter head (4) rotatably mounted on a front part of a tunnel machine body (1) and a chemical injection device (8) for improving the soil quality of a ground to be excavated, wherein the chemical injection device is provided. Reference numeral 8 denotes a chemical injection valve 8a installed on the cutter head 4, and a chemical solution such as a soil conditioner is injected into the natural rock while passing through the chemical injection valve 8a from the rear of the chemical injection valve 8a to penetrate the natural rock. A rod 8b, a tip cutter 8c installed at the tip of the rod 8b, and a chemical drill installed behind the chemical valve 8a and rotating and extending the tip cutter 8c. 8
A chemical injection device for a tunnel excavator consisting of d.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル掘進機の薬
液注入装置に関し、特に、後方に薬注ドリルを設置した
薬注バルブをカッタヘッドに設置することにより、地山
の土質を確実に、かつ効率よく任意の位置の土質を改良
するためのトンネル掘進機の薬液注入装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical injection device for a tunnel excavator, and more particularly, by installing a chemical injection valve having a chemical injection drill installed in the rear thereof on a cutter head, the soil quality of the ground can be ensured and reliably. The present invention relates to a chemical injection device for a tunnel excavator for efficiently improving soil quality at any position.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明に係るトンネル掘進機の薬液注入
装置に関する第1の従来技術として、図6および図7に
示すシールド掘進機について説明する。シールド掘進機
本体51の前端にはカッタ駆動モータ52により回転駆
動されるカッタヘッド53が、ベアリング54により回
転自在に支持されている。このようにカッタヘッド53
が回転しながらシールド掘進機本体51がシールドジャ
ッキ55により、セグメント56から推進反力をとって
推進すると地山中にトンネルが掘削される。トンネルを
掘削することによりカッタヘッド53とバルクヘッド5
7間に形成されたチャンバ58に取り込まれた掘削土砂
は、バルクヘッド57に取り付けられた薬注バルブ59
からカッタヘッド前方の地山に注入された土質改良材あ
るいは止水材等により、所定の硬さ、あるいは止水土質
に改良される。また、シールド掘進機本体51の前端の
スキンプレート64に設置された薬注バルブ65から
は、ボイドや地山中に土質改良材あるいは止水材等の薬
注が行われている。
2. Description of the Related Art A shield machine shown in FIGS. 6 and 7 will be described as a first conventional technology relating to a chemical injection device for a tunnel machine according to the present invention. At the front end of the shield machine main body 51, a cutter head 53 rotatably driven by a cutter drive motor 52 is rotatably supported by a bearing 54. Thus, the cutter head 53
When the shield machine main body 51 is rotated and is driven by the shield jack 55 by taking a propulsion reaction force from the segment 56, a tunnel is excavated in the ground. By excavating the tunnel, the cutter head 53 and the bulk head 5
The excavated earth and sand taken into the chamber 58 formed between the seven is the chemical injection valve 59 attached to the bulkhead 57.
With a soil-improving material or a water-stopping material injected into the ground in front of the cutter head, the material is improved to have a predetermined hardness or water-stopping soil. Further, from the chemical injection valve 65 installed on the skin plate 64 at the front end of the shield machine main body 51, chemical injection such as a soil improvement material or a water blocking material is performed in the void or the ground.

【0003】本発明に係るトンネル掘進機の薬液注入装
置に関する第2の従来技術として、図8に示す地上から
土質改良材を注入する方法がある。予め把握している障
害物、あるいはトンネル掘進機に設置されたレーダによ
り発見された障害物の位置に相当する地上の位置に図8
に示す薬注装置70を運搬し、地上から障害物の位置近
傍に土質改良材を注入している。
As a second conventional technique relating to the chemical injection device for the tunnel excavator according to the present invention, there is a method for injecting a soil improvement material from the ground as shown in FIG. The position of the obstacle that is known in advance or the position of the obstacle that is found by the radar installed in the tunnel machine is located on the ground.
The chemical injection device 70 shown in (1) is carried and the soil improvement material is injected from the ground to the vicinity of the position of the obstacle.

【0004】先ず薬注装置70の構成について説明す
る。薬注ドリル72は、本体71の上部に設置されると
共に、注入管ロッド73を回転する回転用モータ74
と、注入管ロッド73を伸縮する推進用モータ75とに
より構成される。薬注ドリル72の下方には注入管ロッ
ド73が装着され、この注入管ロッド73を挿通してい
るボールバルブ76が本体71内に固定されており、注
入管ロッド73先端には先端部カッタ77が設置されて
いる。注入管ロッド73は、端部にロッド連結部73a
を有するロッド部73bと、このロッド部73bの外部
を覆い、かつ端部にスペーサ管連結部73cを有するス
ペーサ管73dとで形成される長さLの単位注入管ロッ
ド73eを、前記各ロッド連結部73aおよびスペーサ
管連結部73cにて連結することにより、その長さを調
整することができる。
First, the structure of the chemical injection device 70 will be described. The chemical injection drill 72 is installed on the upper portion of the main body 71, and also has a rotation motor 74 for rotating the injection tube rod 73.
And a propulsion motor 75 for expanding and contracting the injection tube rod 73. An injection pipe rod 73 is mounted below the chemical injection drill 72, and a ball valve 76 that penetrates the injection pipe rod 73 is fixed inside the main body 71. A tip cutter 77 is attached to the tip of the injection pipe rod 73. Is installed. The injection tube rod 73 has a rod connecting portion 73a at its end.
A unit injection pipe rod 73e having a length L formed by a rod portion 73b having a space and a spacer pipe 73d which covers the outside of the rod portion 73b and has a spacer pipe connecting portion 73c at an end thereof. The length can be adjusted by connecting with the part 73a and the spacer pipe connecting part 73c.

【0005】次に薬注装置70の作用について説明す
る。トンネル掘進機が障害物に遭遇すると、その位置に
相当する地上の位置に薬注装置70を運搬し、回転用モ
ータ74により注入管ロッド73を回転すると共に、推
進用モータ75により注入管ロッド73に推力を与える
と、注入管ロッド73先端に設置された先端部カッタ7
7により地面78が掘削される。先端部カッタ77によ
り長さLだけ地面78を掘削すると、推進用モータ75
により注入管ロッド73を長さLだけ収縮させ、そのス
ペースに単位注入管ロッド73eを連結した後長さLだ
け地面78を掘削する。このようにして先端部カッタ7
7が障害物近傍、軟弱地盤であるため計画線通りの掘進
施工ができなく防護施工をしなくてはならないとき、あ
るいはカッタ類の交換地点等に到達すると、図示しない
薬液注入管から注入管ロッド73を介して土質改良材を
注入して、地山を改良した後障害物の除去作業、防護施
工作業、カッタ類の交換作業等を行っていた。薬注施工
しないときには注入管ロッド73をボールバルブ76内
から引き込めて、ボールバルブ76を閉めることにより
注入管ロッド73を保護している。
Next, the operation of the chemical injection device 70 will be described. When the tunnel excavator encounters an obstacle, it carries the chemical injection device 70 to a position on the ground corresponding to the obstacle, rotates the injection pipe rod 73 by the rotation motor 74, and rotates the injection pipe rod 73 by the propulsion motor 75. When a thrust is applied to the tip end cutter 7 installed at the tip of the injection tube rod 73.
The ground 78 is excavated by 7. When excavating the ground 78 for the length L by the tip cutter 77, the propulsion motor 75
Thus, the injection pipe rod 73 is contracted by the length L, the unit injection pipe rod 73e is connected to the space, and the ground 78 is excavated by the length L. In this way, the tip cutter 7
When 7 is in the vicinity of an obstacle or on soft ground and cannot be excavated according to the planned line and protective work must be performed, or when a cutter or other replacement point is reached, a chemical liquid injection pipe (not shown) is used to inject the injection pipe rod. After the soil improvement material was injected through 73 to improve the ground, the work of removing obstacles, the work of protection construction, the work of exchanging cutters, etc. were performed. When the chemical injection is not performed, the injection pipe rod 73 is retracted from the inside of the ball valve 76, and the ball valve 76 is closed to protect the injection pipe rod 73.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、第1の従来の
技術においては次のような問題がある。 (1)バルクヘッド57部側からの注入ではカッタヘッ
ド53のセンタ部にはカッタヘッド中央連結部材、スポ
ーク、面板等の障害物があり、任意位置への注入が困難
であった。 (2)スキンプレート64外周部に設置された薬注バル
ブ65から、ボイドや地山中に土質改良材を薬注してシ
ールド掘削外径周辺の防護工を行うが、シールドジャッ
キやその他の搭載機器により、取付位置が限定され、ま
た薬注ドリルの設置位置が限定され、完全な周辺防護工
の施工が困難であった。また、第2の従来の技術におい
ては次のような問題がある。 (3)障害物の位置に相当する正確な地上の位置が分か
りにくいため薬注範囲を広くする必要があり、土質改良
材を多く必要とし、不経済となるだけでなく、薬注工数
が増大する。 (4)地上に建造物が密集している位置では薬注装置7
0を運搬することができない。 (5)カーブのトンネル線形においては地上より地盤改
良が行えない状況が生じる場合がある。
However, the first conventional technique has the following problems. (1) In the injection from the bulk head 57 side, there were obstacles such as the cutter head center connecting member, the spokes, and the face plate in the center portion of the cutter head 53, and it was difficult to inject into the arbitrary position. (2) From the chemical injection valve 65 installed on the outer periphery of the skin plate 64, the soil improvement agent is chemically injected into the voids and the ground to perform the protection work around the outer diameter of the shield excavation. As a result, the installation position was limited, and the installation position of the chemical injection drill was also limited, which made it difficult to construct a complete peripheral protection work. Further, the second conventional technique has the following problems. (3) Since it is difficult to know the exact position on the ground corresponding to the position of the obstacle, it is necessary to widen the range of chemical injection, which requires a lot of soil improvement material, which is uneconomical and increases the number of chemical injection steps. To do. (4) In the position where buildings are densely located on the ground, the chemical injection device 7
I can't carry 0. (5) In the case of curved tunnel alignment, there may be cases where the ground cannot be improved from the ground.

【0007】本発明は前記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その後方に薬注ドリルを設置した
薬注バルブをカッタヘッドに設置することにより、地山
の土質を確実に、かつ効率よく改良してトンネル施工の
安全性および作業性の向上を図るためのトンネル掘進機
の薬液注入装置を提供する。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and by installing a chemical injection valve having a chemical injection drill behind it in the cutter head, the soil quality of the natural ground can be ensured. Provided is a chemical injection device for a tunnel excavator for improving efficiency and efficiency in tunnel construction by improving the efficiency and efficiency.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段、および作用効果】上記目
的を達成するため、第1の発明に係るトンネル掘進機の
薬液注入装置は、トンネル掘進機本体の前部に回転自在
に装着したカッタヘッドと、地山の土質を改良するため
の薬注装置とを有するトンネル掘進機において、前記薬
注装置はカッタヘッドに設置された薬注バルブと、この
薬注バルブの後方から薬注バルブ内を通過して地山に貫
入すると共に、地山に土質改良材等の薬液を注入する薬
注ロッドと、この薬注ロッド先端に設置された先端部カ
ッタと、前記薬注バルブの後方に設置されると共に、前
記先端部カッタを回転および伸縮駆動させる薬注ドリル
とからなる。
In order to achieve the above object, a chemical injection device for a tunnel machine according to a first aspect of the present invention is a cutter head rotatably mounted on a front portion of a tunnel machine body. In the tunnel machine having a chemical injection device for improving the soil quality of the ground, the chemical injection device is a chemical injection valve installed in the cutter head, and the inside of the chemical injection valve from the rear of this chemical injection valve. A chemical injection rod that injects a chemical solution such as a soil improvement agent into the natural ground while passing through it and a tip cutter installed at the tip of this chemical injection rod, and is installed behind the chemical injection valve. In addition, it comprises a chemical injection drill for rotating and expanding / contracting the tip cutter.

【0009】第1の発明に係るトンネル掘進機の薬液注
入装置では、掘削する地山の土質を改良する場合には、
トンネル掘進機の掘進を停止した後、薬注ドリルにより
薬注ロッドを介して先端部カッタを回転および伸長駆動
して、カッタヘッドに設置した薬注バルブを開き、その
薬注バルブ内に薬注ロッドと先端部カッタとを通過させ
て地山に貫入させた後、地山に土質改良材等の薬液を注
入して地山の土質を改良する。掘削する地山の土質改良
が終了した場合には、薬注ドリルにより薬注ロッドを介
して先端部カッタを収縮駆動して、カッタヘッドに設置
された薬注バルブ内から先端部カッタが引っ込んだ後
に、薬注バルブを閉じてカッタヘッド内を地山からシー
ルしてトンネル掘進機を掘進させる。
In the chemical injection device for a tunnel excavator according to the first aspect of the present invention, when improving the soil quality of the ground to be excavated,
After stopping the excavation of the tunnel excavator, the tip cutter is driven to rotate and extend through the chemical rod by the chemical drill, and the chemical valve installed on the cutter head is opened, and the chemical injection is performed inside the chemical valve. After passing through the rod and the tip cutter to penetrate into the natural ground, a chemical solution such as a soil improvement agent is injected into the natural ground to improve the soil quality of the natural ground. When the soil improvement of the ground to be excavated is completed, the tip cutter is contracted and driven by the chemical injection drill via the chemical injection rod, and the tip cutter retracts from the chemical injection valve installed in the cutter head. After that, the chemical injection valve is closed, the inside of the cutter head is sealed from the ground, and the tunnel machine is excavated.

【0010】従って次のような効果が得られる。 (1)カッタヘッド前面の近傍から前方へ向けて薬注ロ
ッドを貫入することができるので、カッタヘッドスポー
ク、センタシャフト、カッタヘッド面板等により薬注位
置を限定されることなく、広い範囲にわたって切羽全断
面を地盤改良することができる。 (2)切羽に近い位置から薬注ロッドを貫入するので、
薬注したい任意の位置に確実に土質改良材を注入するこ
とができる。また土質改良材の消費も少なくすることが
でき経済的である。 (3)カッタヘッド近傍の地山を改良することが可能で
あり、不測のトラブル(例えばカッタヘッドの閉塞、チ
ャンバ内の閉鎖等)に対して迅速に対処できる。
Therefore, the following effects can be obtained. (1) Since the chemical injection rod can penetrate forward from the vicinity of the front surface of the cutter head, the chemical injection position is not limited by the cutter head spoke, the center shaft, the cutter head face plate, etc. All sections can be improved. (2) Since the chemical injection rod penetrates from a position near the face,
It is possible to reliably inject the soil improvement material into any position where chemicals are desired to be injected. Moreover, the consumption of soil improvement material can be reduced, which is economical. (3) The ground near the cutter head can be improved, and an unexpected trouble (for example, the cutter head is blocked, the chamber is closed, etc.) can be quickly dealt with.

【0011】第2の発明に係るトンネル掘進機の薬液注
入装置は、第1の発明において、前記薬注バルブは、カ
ッタヘッド中央部分に設置される。
A chemical injection device for a tunnel excavator according to a second aspect of the present invention is the chemical injection device according to the first aspect, wherein the chemical injection valve is installed in a central portion of the cutter head.

【0012】第2の発明に係るトンネル掘進機の薬液注
入装置では、カッタヘッド中央部分に薬注バルブが設置
するため、カッタヘッドスポーク、センタシャフト、カ
ッタヘッド面板等により、薬注位置を限定されることが
なく、トンネル掘進方向とほヾ平行に薬注ロッドを貫入
することができ、任意の位置を地盤改良することができ
る。
In the chemical injection device for the tunnel excavator according to the second aspect of the invention, since the chemical injection valve is installed in the central portion of the cutter head, the chemical injection position is limited by the cutter head spokes, the center shaft, the cutter head face plate and the like. It is possible to pierce the chemical injection rod almost parallel to the tunnel excavation direction without any need to improve, and to improve the ground at any position.

【0013】第3の発明に係るトンネル掘進機の薬液注
入装置は、第1の発明において、前記薬注バルブは、自
在継手を介してカッタヘッドに装着される。
A third aspect of the present invention is a chemical injection device for a tunnel excavator according to the first aspect, wherein the chemical injection valve is attached to a cutter head via a universal joint.

【0014】第3の発明に係るトンネル掘進機の薬液注
入装置では、薬注バルブと薬注ロッドを自在継手を介し
てカッタヘッドに設けるので、自在継手により薬注ロッ
ドの貫入方向を変えて薬注できるので、広い範囲を薬注
できると共に薬注バルブの設置数を少なくすることがで
きる。
In the liquid injector of the tunnel excavator according to the third aspect of the invention, since the chemical injection valve and the chemical injection rod are provided on the cutter head through the universal joint, the universal joint changes the penetrating direction of the chemical injection rod. Since injection can be performed, a wide range of chemicals can be injected and the number of chemical injection valves installed can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトンネル掘進
機の薬液注入装置に関する各実施例を図1〜図5により
詳述する。図1は、本発明に係るトンネル掘進機の薬液
注入装置に関する一実施例を示す縦断面図、図2は、図
1の前面図、図3は、図1のA−A断面図、図4は、図
1に示す薬液注入装置を示す図、図5は、図4のP部詳
細図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Each embodiment of a chemical injection device for a tunnel excavator according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a chemical liquid injector for a tunnel machine according to the present invention, FIG. 2 is a front view of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 5 is a diagram showing the chemical liquid injector shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a detailed view of a P portion of FIG.

【0016】図1〜図3を参照して本発明に係るトンネ
ル掘進機の薬液注入装置について説明する。トンネル掘
進機本体1の前部には、径方向に伸びる複数のスポーク
2と、このスポーク2の前部に固定された、カッタ取付
用のカッタヘッド面板3からなるカッタヘッド4が回転
自在に装着されている。このカッタヘッド4はトンネル
掘進機本体1に設置されたカッタヘッド駆動モータ5に
より回転駆動される。前記カッタヘッド4を構成する複
数のスポーク2の内、1つの直径部に位置するスポーク
2は、他のスポーク2より前後方向に厚く形成されてお
り、カッタヘッド面板3と、このカッタヘッド面板3の
後方に固定されたスポーク2により密閉状に設置される
作業空間6を形成している。そして作業空間6は移動用
階段7によりカッタヘッド4の径方向に人間が通過可能
であり、所定箇所に設置された足場13に乗ることによ
りカッタヘッド4の径方向に設置された複数の薬液注入
装置(以後、薬注装置という)8を任意に操作できる。
なお、スポーク2の前部にはカッタビット9が固定する
と共に、これらカッタビット9間には先行ビット10が
固定されている。
A chemical injection device for a tunnel machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. At the front of the tunnel machine main body 1, a cutter head 4 composed of a plurality of radially extending spokes 2 and a cutter head face plate 3 fixed to the front of the spokes 2 for cutter attachment is rotatably mounted. Has been done. The cutter head 4 is rotationally driven by a cutter head drive motor 5 installed in the tunnel excavator body 1. Among the plurality of spokes 2 forming the cutter head 4, the spoke 2 located at one diameter portion is formed thicker in the front-rear direction than the other spokes 2, and the cutter head face plate 3 and the cutter head face plate 3 are formed. The spokes 2 fixed to the rear of the work space 6 form a work space 6 that is installed in a sealed manner. A human can pass through the working space 6 in the radial direction of the cutter head 4 by means of the moving stairs 7, and a plurality of chemical liquid injections installed in the radial direction of the cutter head 4 by riding on a scaffold 13 installed at a predetermined position. The device (hereinafter referred to as a chemical injection device) 8 can be operated arbitrarily.
A cutter bit 9 is fixed to the front portion of the spoke 2, and a preceding bit 10 is fixed between the cutter bits 9.

【0017】トンネル掘進機本体1に固定されたバルク
ヘッド11の中心部には、センタシャフト12が固定さ
れており、このセンタシャフト12前端部12aにはカ
ッタヘッド嵌合部4aが嵌合して嵌合部12bを形成
し、その摺動部はシール14により密封されている。セ
ンタシャフト12内には、チャンバ15内に向かって水
または添加材等を注入する注入バルブ16が設置されて
あり、センタシャフト12後方にはマンロック17が固
定されている。
A center shaft 12 is fixed to the center of a bulkhead 11 fixed to the main body 1 of the tunnel machine, and a cutter head fitting portion 4a is fitted to the front end 12a of the center shaft 12. The fitting portion 12b is formed, and the sliding portion is sealed by the seal 14. An injection valve 16 for injecting water, an additive, or the like into the chamber 15 is installed in the center shaft 12, and a manlock 17 is fixed to the rear of the center shaft 12.

【0018】カッタヘッド4の中心部には、薬注装置8
を構成する後述する4個の薬注バルブ8aが設置されて
おり、この薬注バルブ8aの後方に位置するセンタシャ
フト12内には、薬注バルブ8aを介して地山に土質改
良材を注入するための、薬注装置8を構成する後述の先
端に先端部カッタ8cを備えた薬注ロッド8bと、この
薬注ロッド8bを回転および伸縮駆動する薬注ドリル8
dとが配置されている。またカッタヘッド4の一つの直
径方向のスポーク2は前後方向に厚く形成されており、
このスポーク2の前面板20には8つの薬注バルブ8a
が設置されており、カッタヘッド面板3の前記各薬注バ
ルブ8aに対応する位置には、薬注ロッド8bが通過可
能な薬注穴18が形成されている。
At the center of the cutter head 4, a chemical injection device 8 is provided.
4 chemical injection valves 8a, which will be described later, are installed. Inside the center shaft 12 located behind the chemical injection valves 8a, the soil improvement agent is injected into the ground through the chemical injection valves 8a. And a chemical-drilling rod 8b, which has a tip cutter 8c at the tip, which will be described later, which constitutes the chemical-dispensing device 8, and a chemical-drill 8 which drives the chemical-rod 8b to rotate and extend and retract.
d and are arranged. Further, one diametrical spoke 2 of the cutter head 4 is formed thick in the front-rear direction,
The front plate 20 of the spoke 2 has eight chemical injection valves 8a.
Is provided, and a chemical injection hole 18 through which the chemical injection rod 8b can pass is formed at a position of the cutter head face plate 3 corresponding to each chemical injection valve 8a.

【0019】図4および図5により薬注装置8について
説明する。前記カッタヘッド4の中心部に4個、カッタ
ヘッド4の一つの直径方向に8個設置されている薬注装
置8は共通の構成となっている。薬注装置8は、カッタ
ヘッド4に設置される薬注バルブ8aと、この薬注バル
ブ8aの後方から薬注バルブ8a内を通過して地山に貫
入すると共に、地山に土質改良材を注入する薬注ロッド
8bと、この薬注ロッド8b先端に設置された先端部カ
ッタ8cと、前記薬注バルブ8aの後方に設置されると
共に、前記薬注ロッド8bを介して先端部カッタ8cを
回転および伸縮駆動させる薬注ドリル8dとからなる。
The chemical injection device 8 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The chemical injection devices 8 are installed in the central portion of the cutter head 4 in the number of four and eight in the diameter direction of the cutter head 4 in common. The chemical injection device 8 penetrates into the natural rock through the chemical injection valve 8a installed on the cutter head 4 and the rear of the chemical injection valve 8a through the inside of the chemical injection valve 8a, and at the same time, the soil improvement material is applied to the natural rock. The chemical injection rod 8b to be injected, the tip cutter 8c installed at the tip of the chemical injection rod 8b, the tip cutter 8c installed behind the chemical injection valve 8a, and the tip cutter 8c via the chemical injection rod 8b. It is composed of a chemical injection drill 8d which is driven to rotate and extend and contract.

【0020】前記薬注バルブ8aは、カッタヘッド4に
装着される球面ジョイント8a1 と、薬注ロッド8bの
通過時には開放し、薬注ロッド8bが通過しない時には
閉止するボールバルブ8a2 とからなる。また前記薬注
ロッド8bは、先端に先端部カッタ8cを備えたロッド
部8b1と、これを覆うスペーサ管8b2 とからなる先
端部薬注ロッド8b3 と、その後部に連結されると共
に、端部に連結部を有するロッド部8b4 と、このロッ
ド部8b4 を覆うと共に、端部に連結部を有するスペー
サ管8b5 とからなる、Lなる長さの薬注ロッドユニッ
ト8b6 とにより構成される。なおボールバルブ8a2
とスペーサ管8b2 およびスペーサ管8b5 とは止水シ
ール8eによりシールされる。
The chemical injection valve 8a comprises a spherical joint 8a1 attached to the cutter head 4, and a ball valve 8a2 which is opened when the chemical injection rod 8b passes and is closed when the chemical injection rod 8b does not pass. Further, the drug-dispensing rod 8b is connected to a tip-end drug-dispensing rod 8b3 composed of a rod portion 8b1 having a tip-end cutter 8c at its tip, and a spacer tube 8b2 covering the rod portion 8b3, and a rear part thereof, and at the end thereof. It comprises a rod portion 8b4 having a connecting portion and a spacer tube 8b5 having a connecting portion at the end thereof while covering the rod portion 8b4, and a chemical injection rod unit 8b6 having a length L. Ball valve 8a2
The spacer tube 8b2 and the spacer tube 8b5 are sealed by a water blocking seal 8e.

【0021】前記構成による作用について説明する。ト
ンネル掘進機本体1の前部に回転自在に装着されている
カッタヘッド4が、カッタ駆動モータ5により回転駆動
されると前方の地山が掘削される。トンネル掘進機に設
置されたレーダ19により前方に基礎杭等の障害物を発
見するとその位置を検出し、その障害物の近傍までトン
ネル掘進機を掘削させて停止する。その後薬注ドリル8
dにより薬注ロッド8bを介して先端部カッタ8cを回
転および伸長駆動して、カッタヘッド4に設置した薬注
バルブ8aを開き、その薬注バルブ8a内に薬注ロッド
8bと先端部カッタ8cとを通過させて地山に貫入させ
た後、地山に土質改良材を注入して掘削する地山の土質
を改良する。掘削する地山の土質改良が終了した場合に
は、薬注ドリル8dにより薬注ロッド8bを介して先端
部カッタ8cを回転および収縮駆動して、カッタヘッド
4に設置された薬注バルブ8a内から先端部カッタ8c
が引っ込んだ後に、薬注バルブ8aを閉じてカッタヘッ
ド4内を地山からシールしてトンネル掘進機を掘進させ
る。
The operation of the above configuration will be described. When the cutter head 4 rotatably attached to the front part of the tunnel excavator main body 1 is rotationally driven by the cutter drive motor 5, the ground ahead is excavated. When an obstacle such as a foundation pile is found in front by the radar 19 installed in the tunnel machine, the position is detected, and the tunnel machine is excavated to the vicinity of the obstacle and stopped. After that, the chemical injection drill 8
The distal end cutter 8c is driven to rotate and extend through the chemical injection rod 8b by d to open the chemical injection valve 8a installed in the cutter head 4, and the chemical injection rod 8b and the distal end cutter 8c are inserted into the chemical injection valve 8a. After passing through and to penetrate into the ground, soil improvement material is injected into the ground to improve the soil quality of the ground to be excavated. When the soil improvement of the ground to be excavated is completed, the tip end cutter 8c is driven to rotate and contract by the chemical injection drill 8d via the chemical injection rod 8b, and the inside of the chemical injection valve 8a installed in the cutter head 4 is driven. To tip cutter 8c
After the withdrawal, the chemical injection valve 8a is closed, the inside of the cutter head 4 is sealed from the ground, and the tunnel excavator is advanced.

【0022】必要に応じてスポーク2に設置される移動
用階段7により、人間が移動して所定の薬注装置8によ
り前方の地山を選択的に土質改良することもできる。ま
たトンネル掘進機本体1に固定されたセンタシャフト1
2前端部にカッタヘッド嵌合部4aを設けてあるため、
回転しないセンタシャフト12部分が長くなり、マンロ
ック17からカッタヘッド4へ人間が通過し易くなると
共に、薬注ドリル8d等の設置も容易になる。
If necessary, a person can move by means of the moving stairs 7 installed on the spokes 2, and the soil in the front can be selectively improved by a predetermined chemical injection device 8. In addition, the center shaft 1 fixed to the tunnel machine 1
2 Since the cutter head fitting portion 4a is provided at the front end,
The part of the center shaft 12 that does not rotate becomes long, which makes it easier for a person to pass from the man lock 17 to the cutter head 4, and also makes it easier to install the chemical injection drill 8d and the like.

【0023】このようにシールド外径より大きい外径で
切羽全断面を地盤改良できるので、チャンバ内に人間は
入ることが可能となり、カッタ類の交換あるいはチャン
バ内点検等を容易に行うことができると共に、トンネル
掘進機の前方に障害物が出現する場合に障害物の除去等
が可能となる。また、防護施工作業を安全、かつ能率よ
く実施することができる。
As described above, since the entire cross section of the face can be improved with the outer diameter larger than the outer diameter of the shield, a person can enter the chamber, and the cutters can be replaced or the chamber can be easily inspected. At the same time, when an obstacle appears in front of the tunnel machine, the obstacle can be removed. Further, the protective construction work can be carried out safely and efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るトンネル掘進機のカッタヘッド構
造に関する一実施例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of a cutter head structure of a tunnel machine according to the present invention.

【図2】図1の前面図である。FIG. 2 is a front view of FIG.

【図3】図1のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【図4】図1に示す薬液注入装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the chemical liquid injector shown in FIG. 1.

【図5】図4のP部詳細図である。5 is a detailed view of a P portion of FIG.

【図6】第1の従来技術を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a first conventional technique.

【図7】図6の前面図である。FIG. 7 is a front view of FIG.

【図8】第2の従来技術を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a second conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…トンネル掘進機本体、2…スポーク、3…カッタヘ
ッド面板、4…カッタヘッド、4a…カッタヘッド嵌合
部、5…カッタヘッド駆動モータ、6…カッタヘッド、
4a…カッタヘッド嵌合部、5…作業空間、7…移動用
階段、8…薬液注入装置(薬注装置)、8a…薬注バル
ブ、8a1 …球面ジョイント、8a2 …ボールバルブ、
8a3 …ハンドル、8b…薬注ロッド、8b1 …ロッド
部、8b2 …スペーサ管、8b3 …先端部薬注ロッド、
8b4 …ロッド連結部、8b5 …スペーサ管部結部、8
b6 …薬注ロッドユニット、8c…先端部カッタ、8d
…薬注ドリル、8d1 …回転用モータ、8d2 …推進用
モータ、8e…止水シール、9…カッタビット、10…
先行ビット、11…バルクヘッド、12…センタシャフ
ト、12a…前端部、12b…嵌合部、13…足場、1
4…シール、15…チャンバ、16…注入バルブ、17
…マンロック、18…薬注穴、19…レーダ、20…前
面板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tunnel excavator body, 2 ... Spokes, 3 ... Cutter head face plate, 4 ... Cutter head, 4a ... Cutter head fitting part, 5 ... Cutter head drive motor, 6 ... Cutter head,
4a ... Cutter head fitting portion, 5 ... Work space, 7 ... Movement stairs, 8 ... Medicine liquid injection device (chemical injection device), 8a ... Mechanical injection valve, 8a1 ... Spherical joint, 8a2 ... Ball valve,
8a3 ... Handle, 8b ... Chemical injection rod, 8b1 ... Rod part, 8b2 ... Spacer tube, 8b3 ... Tip chemical injection rod,
8b4 ... Rod connecting part, 8b5 ... Spacer tube connecting part, 8
b6 ... Chemical injection rod unit, 8c ... Tip cutter, 8d
… Chemical injection drill, 8d1… Rotation motor, 8d2… Propulsion motor, 8e… Water stop seal, 9… Cutter bit, 10…
Leading bit, 11 ... Bulkhead, 12 ... Center shaft, 12a ... Front end portion, 12b ... Fitting portion, 13 ... Scaffolding, 1
4 ... Seal, 15 ... Chamber, 16 ... Injection valve, 17
... Manlock, 18 ... Medication injection hole, 19 ... Radar, 20 ... Front plate.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トンネル掘進機本体の前部に回転自在に
装着したカッタヘッドと、掘削する地山の土質を改良す
るための薬注装置とを有するトンネル掘進機において、
前記薬注装置はカッタヘッドに設置された薬注バルブ
と、この薬注バルブの後方から薬注バルブ内を通過して
地山に貫入すると共に、地山に土質改良材等の薬液を注
入する薬注ロッドと、この薬注ロッド先端に設置された
先端部カッタと、前記薬注バルブの後方に設置されると
共に、前記先端部カッタを回転および伸縮駆動させる薬
注ドリルとからなることを特徴とするトンネル掘進機の
薬液注入装置。
1. A tunnel excavator having a cutter head rotatably mounted on a front portion of a tunnel excavator main body, and a chemical injection device for improving soil quality of ground to be excavated,
The chemical injection device is a chemical injection valve installed in the cutter head, and penetrates into the natural ground from behind the chemical injection valve through the chemical injection valve and injects a chemical solution such as a soil improvement agent into the natural rock. It is characterized by comprising a chemical dosing rod, a tip cutter installed at the tip of the chemical dosing rod, and a chemical dosing drill installed at the rear of the chemical dosing valve and rotating and extending and retracting the tip cutter. A chemical injection device for a tunnel machine.
【請求項2】 請求項1記載のトンネル掘進機の薬液注
入装置において、前記薬注バルブは、カッタヘッド中央
部分に設置されることを特徴とするトンネル掘進機の薬
液注入装置。
2. The chemical injection device for a tunnel excavator according to claim 1, wherein the chemical injection valve is installed in a central portion of the cutter head.
【請求項3】 請求項1記載のトンネル掘進機の薬液注
入装置において、前記薬注バルブは、自在継手を介して
カッタヘッドに装着されることを特徴とするトンネル掘
進機の薬液注入装置。
3. The chemical injection device for a tunnel excavator according to claim 1, wherein the chemical injection valve is attached to the cutter head through a universal joint.
JP35292395A 1995-12-28 1995-12-28 Chemical injection device for tunnel machine Pending JPH09184391A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101230847B1 (en) * 2010-11-08 2013-02-21 주식회사경도 Excavator equipment for ground stabilization and using the same method of a shield tunnel jam removing
CN107524448A (en) * 2017-10-24 2017-12-29 锡山区东港晓鸣电子产品经营部 Claw single-chamber tunnel bagger

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