JPH11173074A - 密閉型シールド掘進機のカッタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カッタヘッドの中央部に粘性土が付着す
るのを防止する。 【解決手段】 通常の掘進時には、中央部カッタ１２を
カッタヘッド１１の中心に位置させ、外周環部カッタ１
３と中央部カッタ１２とを一体として回転させることに
より掘削作業を行う。掘削作業中、中央部カッタ１２の
表面に粘性土が付着して、シールド掘進機２０の推力や
カッタヘッド１１のトルクが上昇したときには、この中
央部カッタ１２を半径方向外側に位置させて掘削作業を
行う。中央部１２は、カッタヘッド１１の中心から偏っ
た位置において、中心位置における周速よりも速い周速
で回転するから、付着した粘性土が取り除かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、密閉型シールド
掘進機の前端部に装備されるカッタヘッドの構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】密閉型シールド掘進機のカッタヘッド
は、通常、図４に示すように、中央小円部２およびその
外周環部３の二部材からなり、これらを一体として回転
させることにより、中央小円部２およびその外周環部３
の双方に取着されたカッタービット４、４・・によって
土砂を掘削するものである。

【０００３】掘削された土砂は、外周環部３のスポーク
部５の長手方向に沿って設けられたスリット６から後方
のチャンバ内に取り込まれるが、スペース上の制約か
ら、中央小円部２にはこのようなスリット６等の取り込
み口を広く設けることができない。また、カッタヘッド
１の中心ほど周速が遅くなるから、中央小円部２の表面
には粘性土が付着し易く、シールド掘進機の推力および
カッタートルクが上昇し、安定した掘削を阻害する要因
となっている。

【０００４】また、実公昭６２−１４２２９号公報によ
れば、カッタヘッドの中心部に開口を設け、該開口部に
スクリュー掘削装置を配備したシールド掘進機も知られ
ている。当該シールド掘進機によれば、機内の土砂取込
部壁面における土砂の付着成長を防止することができる
ものの、駆動手段を２系統必要とする上にシールド掘進
機の内部空間を有効に利用することができない。また、
回転軸回りの止水を要する箇所が多くなり、止水対策が
煩雑となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カッタヘッ
ドの中央部に粘性土が付着するのを防止して、シールド
掘進機の掘削性能の安定性を確保することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る密閉型シー
ルド掘進機のカッタヘッドは、中央部カッタと外周環部
カッタの少なくとも二部材からなるカッタヘッドであっ
て、前記外周環部カッタはカッタヘッドの中心部から外
周方向に偏って延びる開口部を有し、該開口部において
前記中央部カッタが半径方向に移動自在とすることによ
り、課題を解決するものである。

【０００７】前記中央部カッタは、カッタヘッドの裏面
に装備した油圧ジャッキにより移動させることが好まし
い。

【０００８】

【作用】トンネルの掘進作業において、前記中央部カッ
タの表面には粘性土が付着し易いが、該中央部カッタを
半径方向外側に移動させた状態で掘削することにより、
付着土は取り除かれる。また、この状態における掘削で
は粘性土が新たに付着することはない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、泥水式シールド掘進機に本
発明を適用した好適な実施形態について、図面を参照し
ながら詳述する。

【００１０】図１は、密閉型シールド掘進機のカッタヘ
ッド１１の正面図である。カッタヘッド１１は小面積の
中央部カッタ１２と大面積の外周環部カッタ１３からな
っている。本実施形態において、中央部カッタ１２の正
面形状は略円形の中間部を挟んで両端に方形部が連なっ
た形状となっているが、このような形状に限らず、中央
部カッタ１２の前面に複数のカッタービット１４、１４
・・を取着可能な形状であれば、格別の制限はない。本
実施形態では、カッタービット１４、１４・・は、前記
略円形の中間部において十字状に配列され、また、方形
部では対向する二辺に配列されている。

【００１１】一方、カッタヘッド１１を構成する外周環
部カッタ１３の正面外郭形状は円形であって、その中心
から半径方向外側に若干偏在させて、略方形の開口部１
７が設けられている。そして、この開口部１７には前記
中央部カッタ１２が収容され、該中央部カッタ１２は図
１に示す中心位置から、図２に示す外方部へと、半径方
向に移動可能とされている。

【００１２】開口部１７は、中央部カッタ１２が位置す
る部分を除いて、チャンバ側から鉄板等（図示せず。）
により閉塞可能とすることが望ましい。

【００１３】外周環部カッタ１３のスポーク部１５に
は、多数のカッタービット１４、１４・・が放射状に配
列、取着されるとともに、スポーク部１５の長手方向端
縁に沿ってスリット１６が設けられている。従って、カ
ッタービット１４、１４・・により掘削された土砂はス
リット１６よりカッタヘッド１１の背面部のチャンバ内
に取り込まれる。

【００１４】図３は、カッタヘッド１１を備えた密閉型
シールド掘進機２０の要部を縦断して示す側面図であ
り、シールド掘進機２０は、シールド２１の前端面に設
けられたカッタヘッド１１を回転軸２２を介して駆動モ
ータ２３により回転させて切羽を掘削し、かつ、送泥管
２４から泥水を供給して隔壁２５と切羽の間のチャンバ
２６を加圧した泥水で満たすことにより、切羽の安定を
図るとともに、掘削した土砂を泥水中に取り込み、排泥
水として排泥管２７により流体輸送を行うものである。
なお、図３において、符号２８はシールドジャッキであ
り、符号２９は構築されたトンネルの覆工体である。

【００１５】カッタヘッド１１を構成する外周環部カッ
タ１３の裏面には、油圧ジャッキ３０が取り付けられ、
油圧ジャッキ３０の自由端に接続された前記中央部カッ
タ１２を移動することができるようになっている。

【００１６】本実施形態において、通常の掘進時には図
１に示すように、前記中央部カッタ１２をカッタヘッド
１１の中心に位置させ、外周環部カッタ１３と中央部カ
ッタ１２とを一体として回転させることにより掘削作業
を行う。

【００１７】掘削作業中、中央部カッタ１２の表面に粘
性土が付着して、シールド掘進機２０の推力やカッタヘ
ッド１１のトルクが上昇したときには、図２に示すよう
に、当該中央部カッタ１２を半径方向外側に位置させて
掘削作業を行う。このとき、中央部１２は、カッタヘッ
ド１１の中心から偏った位置において、中心位置におけ
る周速よりも速い周速で回転するから、付着した粘性土
は簡単に取り除かれる。

【００１８】以上、泥水式シールド掘進機における実施
形態を説明したが、本発明は密閉型のシールド掘進機で
あればいずれの形式であっても適用可能であり、土圧シ
ールドあるいは泥土圧シールド掘進機のいずれにも適用
可能である。

【００１９】なお、本発明において前記開口部１７には
チャンバ２６側から支障物の撤去装置を臨ませて、シー
ルド掘進機の前方、特に、中央部分に出現した支障物を
撤去することも可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る密閉型シールド掘進機のカ
ッタヘッドによれば、カッタヘッドの中央部に付着した
粘性土に対して、掘削作業を中断することなく、随時、
除去作業を行うことができる。従って、密閉型シールド
掘進機の掘削性能の安定性を確保することができるとい
う優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】定常掘削時における密閉型シールド掘進機のカ
ッタヘッドの正面図である。

【図２】土砂の除去作業時におけるカッタヘッドの正面
図である。

【図３】密閉型シールド掘進機の要部を縦断して示す側
面図である。

【図４】従来の密閉型シールド掘進機のカッタヘッドの
正面図である。

【符号の説明】

１１ カッタヘッド １２ 中央部カッタ １３ 外周環部カッタ １４ カッタービット １７ 外周環部カッタの開口部 ２０ シールド掘進機 ３０ 油圧ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 焼田 真司 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 直塚 一博 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部カッタと外周環部カッタの少なく
   とも二部材からなるカッタヘッドであって、前記外周環
   部カッタはカッタヘッドの中心部から外周方向に偏って
   延びる開口部を有し、該開口部において前記中央部カッ
   タが半径方向に移動自在であることを特徴とする密閉型
   シールド掘進機のカッタヘッド。