JPH1122375A - Tunnel excavator - Google Patents

Tunnel excavator

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JPH1122375A
JPH1122375A JP18899497A JP18899497A JPH1122375A JP H1122375 A JPH1122375 A JP H1122375A JP 18899497 A JP18899497 A JP 18899497A JP 18899497 A JP18899497 A JP 18899497A JP H1122375 A JPH1122375 A JP H1122375A
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gripper shoe
gripper
tunnel excavator
tunnel
ground
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JP18899497A
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Kazuo Miyazawa
和夫 宮沢
Tsutomu Kiuchi
勉 木内
Futoshi Kusumoto
太 楠本
Toshihiko Wada
利彦 和田
Yoshiyuki Obara
由幸 小原
Yasunori Kondo
保徳 近藤
Takahito Yoshida
貴人 吉田
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Shimizu Construction Co Ltd
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Shimizu Corp
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Shimizu Construction Co Ltd
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Shimizu Corp
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟岩地山中においても十分な掘進反力が確保
できるように作動するグリッパ装置をトンネル掘削機に
備える。 【解決手段】 トンネル掘削機のグリッパ装置を、トン
ネル掘削機の前後方向に配設された複数の油圧ジャッキ
20で支持し、油圧ジャッキ20を作動させることによ
り前端10aの突出量が後端10bに対して大きなるよ
うに回動させて地山を押圧するグリップシュー10と、
グリッパシュー10の前端部10a、後端部10bを、
平面視して円弧状の摺接面14を介して支持して推進反
力を地山側に伝達するとともに、回動動作時にグリッパ
シュー10の回動を案内するスペーサガイド33とを備
えた。
(57) [Summary] [Problem] To provide a tunnel excavator with a gripper device that operates to ensure a sufficient excavation reaction force even in a soft rocky mountain. SOLUTION: A gripper device of a tunnel excavator is supported by a plurality of hydraulic jacks 20 disposed in the front-rear direction of the tunnel excavator, and the hydraulic jack 20 is operated so that a protrusion amount of a front end 10a becomes a rear end 10b. A grip shoe 10 which is turned to be large to press against the ground,
The front end 10a and the rear end 10b of the gripper shoe 10 are
A spacer guide 33 is provided which is supported via an arc-shaped sliding contact surface 14 in plan view to transmit the propulsion reaction force to the ground side, and guides the rotation of the gripper shoe 10 during the rotation operation.

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削機に係
り、特に岩質が硬岩から軟岩にかけて変化するような地
山中でトンネル掘進を行うのに効果を発揮するグリッパ
装置を備えたトンネル掘削機に装着されるグリッパ装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel excavator and, more particularly, to a tunnel excavator having a gripper device which is effective for performing tunnel excavation in a mountain where rock quality changes from hard rock to soft rock. The present invention relates to a gripper device to be mounted on the gripper.

【0002】[0002]

【従来の技術】硬質の岩盤(硬岩)からなる地山のトン
ネル掘削にふさわしい工法として全断面トンネル掘削機
(以下、TBMと記す。TBM:Tunnel Boring Machine)
によるトンネル掘削工法がある。このTBMによれば、
掘削機前面のカッターフェースに配設された超硬カッタ
によって硬岩地山中を全断面形状で効率よく掘進するこ
とができる。このTBMの胴殻は、フロントグリッパが
装備された前胴部と、メイングリッパが装備された後胴
部とから構成されており、硬岩地山を掘進する場合に
は、まずメイングリッパによって後胴部を地山に固定
し、前面のカッターフェースで地山切羽を掘削し、メイ
ングリッパで地山側に掘進時のスラスト反力を取って胴
殻内に装備されたスラストジャッキを伸長させて前胴を
前進させるようになっている。このTBMは硬岩等の良
質な岩盤においては極めて高性能で経済的なトンネル掘
削を実現する。
2. Description of the Related Art Tunnel Boring Machine (TBM) is a construction method suitable for tunnel excavation of a ground made of hard rock (hard rock).
There is a tunnel excavation method. According to this TBM,
Carbide cutters arranged on the cutter face in front of the excavator enable efficient excavation in hard rock grounds in all cross-sectional shapes. The shell of this TBM is composed of a front torso equipped with a front gripper and a rear torso equipped with a main gripper. Part is fixed to the ground, the ground face is excavated with the cutter face on the front, the thrust reaction force at the time of excavation is taken to the ground side with the main gripper, and the thrust jack installed in the torso is extended to extend the front body To move forward. This TBM realizes extremely high performance and economical tunnel excavation in high quality rock such as hard rock.

【0003】ところで、我が国の岩盤地層は欧米などに
比べ、岩盤の生成年代が新しいため、施工を予定してい
るトンネル区間において岩質が硬岩から軟岩まで種々変
化することが多い。このためこのような岩質の変化が予
想される場合に適合できるTBMとして良質な岩盤を掘
削するとともに、軟弱地層の掘進も行えるようにした複
合地質型の機種も開発されている。
[0003] Incidentally, the rock formation in Japan has a new generation age of rock formation as compared with Europe and the United States, so that the rock quality often changes from hard rock to soft rock in the tunnel section where construction is planned. For this reason, a composite geological type model has been developed which excavates a high-quality bedrock as a TBM that can be adapted to a case where such a change in rocky quality is expected, and also enables excavation of a soft stratum.

【0004】図8は従来の複合地質型のTBM50の一
例の全体図を示した斜視図である。この種のTBM50
は前面にカッターフェースCを備えた前胴部51と、図
示しないスラストジャッキで連結された後胴部52とか
ら構成されている。前胴部51のスキンプレート56の
外周位置にはフロントグリッパ装置53が装備され、後
胴部52のスキンプレート56の外周の側面位置には接
地面が四角形状をなすメイングリッパ装置54が装備さ
れている。図8に示したTBM50は良質な岩盤中の掘
進では前述したメイングリッパ装置54を動作させてス
ラストジャッキ(図示せず)の作動により掘進の推力を
得る一方、軟岩層を掘進する場合にメイングリッパ装置
54だけではスラスト反力の支持が不十分になるとき
は、メイングリッパ装置54の動作と合わせてTBM5
0の掘進に伴いTBM50後方に順次構築されたインバ
ートライナー(またはセグメント)55から掘進のため
の反力を取るようになっている。たとえば、この種のグ
リッパ装置を装備したトンネル掘削機の例として、出願
人の一は特公昭62−32319号公報記載のトンネル
掘削機を提案した。
FIG. 8 is a perspective view showing an overall view of an example of a conventional complex geological type TBM 50. As shown in FIG. This kind of TBM50
Is composed of a front body 51 having a cutter face C on the front surface, and a rear body 52 connected by a thrust jack (not shown). A front gripper device 53 is provided at an outer peripheral position of the skin plate 56 of the front body portion 51, and a main gripper device 54 having a square grounding surface is provided at a side surface position of the outer peripheral surface of the skin plate 56 of the rear body portion 52. ing. The TBM 50 shown in FIG. 8 operates the above-described main gripper device 54 to obtain the thrust of the excavation by operating the thrust jack (not shown) when excavating in the high-quality rock, while the main gripper when excavating the soft rock layer. When the thrust reaction force is insufficiently supported by the device 54 alone, the TBM5 is used in conjunction with the operation of the main gripper device 54.
With the excavation of 0, a reaction force for excavation is taken from the invert liner (or segment) 55 sequentially constructed behind the TBM 50. For example, as an example of a tunnel excavator equipped with this type of gripper device, one of the applicants has proposed a tunnel excavator described in Japanese Patent Publication No. 62-32319.

【0005】次に図9でメイングリッパ装置54の構成
及び動作について説明する。メイングリッパ装置54
は、初期状態として図9(a)に示したようにグリッパ
シュー60が胴殻(スキンプレート56)内に引き込ま
れ収容された状態にある。スキンプレート56の内側に
は枠状のグリッパケーシング57が固着されている。こ
のグリッパケーシング57内に引き込み状態のグリッパ
シュー60が収容される。このグリッパシュー60は、
一端がTBM50内部の固定部に固着された油圧ジャッ
キ58のシリンダ59の伸長動作によってスキンプレー
ト56の外周面位置から図9(b)に示したようにトン
ネル地山面70側に押し出され、所定の押圧力で地山面
70を押圧することにより、TBM50の掘進時のスラ
スト反力が確保されるようになっている。
Next, the configuration and operation of the main gripper device 54 will be described with reference to FIG. Main gripper device 54
In the initial state, as shown in FIG. 9A, the gripper shoe 60 is retracted into the torso (skin plate 56) and stored as shown in FIG. 9A. A frame-shaped gripper casing 57 is fixed inside the skin plate 56. The gripper shoe 60 in a retracted state is accommodated in the gripper casing 57. This gripper shoe 60
One end of the cylinder 59 of the hydraulic jack 58 fixed to the fixed portion inside the TBM 50 is pushed out from the outer peripheral surface position of the skin plate 56 toward the tunnel ground surface 70 side as shown in FIG. By pressing the ground surface 70 with the pressing force, the thrust reaction force at the time of excavation of the TBM 50 is secured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図8に示し
ようなTBMでは軟弱層を掘進する際にも、メイングリ
ッパ装置を介しての地山からの反力と、図示しないイン
バートライナーからの反力とを併せて掘進させるように
なっているが、トンネル地山面が軟弱でメイングリッパ
装置との間の摩擦力が十分とれない場合にはメイングリ
ッパ装置をトンネル地山面に押圧してもグリッパシュー
が軟弱な地山面に潜り込むだけで十分な地山反力を得る
ことができず、掘進に際しグリッパ表面と地山とに滑り
が生じてスラスト反力の確保が十分できなくなる。この
ため図示しないインバートライナー(セグメント)に過
大な反力を負担させなくてはならない。このため、硬岩
層と軟弱層が混在するトンネル区間を掘進するTBMで
は複数の反力ジャッキ等の装備を設ける必要があり、機
構が複雑になる上、インバートライナーの剛性を高めた
りする必要があり、全体の装置、支保部材のコストも大
きくなる。また、グリッパフェースから複数本の棒状の
スパイク部材を突出させて軟弱層でのグリップ能力を高
めた装置も提案されている(特開平7−286493号
公報参照)。しかし、この装置では掘進時にスパイク部
材に過大な曲げが生じてスパイク部材が変形してしま
い、スパイク部材が滑らかに伸縮できないという問題が
ある。
By the way, in the TBM shown in FIG. 8, even when excavating a soft layer, a reaction force from the ground through the main gripper device and a reaction force from an invert liner (not shown) are required. Although it is designed to excavate together with the force, if the ground surface of the tunnel is soft and the frictional force between the main gripper device and the main gripper device is not sufficient, even if the main gripper device is pressed against the tunnel ground surface A sufficient ground reaction force cannot be obtained only by the gripper shoe sunk into the soft ground surface, and the gripper surface slides between the ground surface and the ground during excavation, and the thrust reaction force cannot be sufficiently secured. For this reason, an excessive reaction force must be imposed on an invert liner (segment) not shown. For this reason, in a TBM that excavates a tunnel section in which a hard rock layer and a soft layer coexist, it is necessary to provide a plurality of reaction force jacks and other equipment, and the mechanism becomes complicated, and it is necessary to increase the rigidity of the invert liner. In addition, the cost of the entire apparatus and the supporting member also increases. Also, there has been proposed a device in which a plurality of rod-like spike members are protruded from a gripper face to enhance gripping ability in a soft layer (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-286493). However, this device has a problem that the spike member is excessively bent at the time of excavation, and the spike member is deformed, so that the spike member cannot be smoothly expanded and contracted.

【0007】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、硬岩から軟弱層までの広い
範囲の岩質を対象にトンネル掘進を可能にするグリッパ
装置を備えたトンネル掘削機を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a tunnel provided with a gripper device capable of tunneling a wide range of rocks from a hard rock to a soft rock. To provide an excavator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は後胴部胴殻からグリッパ装置のグリッパシ
ューを所定量だけ突出させて地山を押圧して推進反力を
とり、前胴部前面のカッターフェースでトンネル切羽を
全断面掘削しながら掘進するトンネル掘削機において、
前記グリッパ装置は、前記トンネル掘削機の前後方向に
配設された複数の駆動手段に支持され、該駆動手段を作
動させることにより所定の伸縮ないし回動動作が付与さ
れ、そのときのトンネル切羽側前端の突出量が後端に対
して大きくなるように前記後胴部胴殻から突出可能なグ
リッパシューと、該グリッパシューの前端部および後端
部を、平面視して円弧状の摺接面を介して支持して前記
推進反力を地山側に伝達するとともに、伸縮ないし回動
動作を案内するスペーサガイドとを備えたことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a gripper shoe of a gripper device protruding from a rear trunk shell by a predetermined amount to press a ground to obtain a propulsion reaction force. In a tunnel excavator that excavates while excavating the entire section of the tunnel face with the cutter face on the front of the front trunk,
The gripper device is supported by a plurality of driving means disposed in the front-rear direction of the tunnel excavator, and a predetermined expansion / contraction or rotation operation is imparted by operating the driving means, and at that time the tunnel face side A gripper shoe that can protrude from the rear trunk so that the front end protrudes larger than the rear end, and an arc-shaped sliding contact surface in a plan view of the front end and the rear end of the gripper shoe. And a spacer guide for transmitting the propulsion reaction force toward the ground and supporting the expansion / contraction or rotation operation.

【0009】このとき、前記グリッパシューは外側表面
に凹凸形状が付されるようにすることが好ましい。ま
た、前記凹凸形状は前記グリッパシューに着脱自在に取
り付けられたブロックとすることが好ましい。
At this time, it is preferable that the gripper shoe has an irregular surface on its outer surface. Further, it is preferable that the uneven shape is a block detachably attached to the gripper shoe.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明のトンネル掘削機の
一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
なお、従来のトンネル掘削機(TBM)と同様の構成の
ものには同一符号を付してある。図1は本発明のトンネ
ル掘削機(TBM)の全体を示した概略斜視図である。
同図に示したように、このTBMは従来のTBMと同様
に、前面にカッターフェースCを備えた前胴部51と、
図示しないスラストジャッキで連結された後胴部52と
から構成されている。前胴部51のスキンプレート56
の外周位置には従来のものと同様のフロントグリッパ装
置53が装備され、後胴部52のスキンプレート56の
外周の側面位置には接地面が縦長の四角形状をなすメイ
ングリッパ装置1(以下、グリッパ装置1と記す。)が
装備されている。スキンプレート56の開口2から露出
している縦長四角形状のグリッパシュー10の表面には
所定間隔に凹形状部11が形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the tunnel excavator of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Note that the same reference numerals are given to components having the same configuration as that of the conventional tunnel excavator (TBM). FIG. 1 is a schematic perspective view showing the whole of a tunnel excavator (TBM) of the present invention.
As shown in the figure, this TBM is, like the conventional TBM, a front body 51 having a cutter face C on the front surface,
And a rear trunk 52 connected by a thrust jack (not shown). Skin plate 56 of front torso 51
A front gripper device 53 similar to the conventional one is provided at an outer peripheral position of the main gripper device 1 (hereinafter, referred to as a vertical rectangular shape) at a side surface position of an outer periphery of the skin plate 56 of the rear body portion 52. Gripper device 1) is provided. Concave portions 11 are formed at predetermined intervals on the surface of the vertically long rectangular gripper shoe 10 exposed from the opening 2 of the skin plate 56.

【0011】図2各図は本発明のグリッパ装置1の平断
面構成を示した断面図である。図2(a)に示したよう
にグリッパ装置1はスキンプレート56に形成された開
口部2の内側に固着された枠状のグリッパケーシング3
2内に収容されている。またグリッパケーシング32の
内面にはグリッパシュー10を、グリッパケーシング3
2内の所定位置に保持させるとともに、グリッパシュー
10の回動を案内するスペーサガイド33がグリッパシ
ュー10との間に設けられている、このスペーサガイド
33とグリッパシュー10との当接面14は図2(a)
に示したように、断面形状が所定の曲率からなる円弧状
をなし、グリッパシュー10の上下方向に関しては図3
の各図に示したように、TBMの胴殻の曲率に一致した
円弧形状をなしている。また、スペーサガイド33はグ
リッパシュー10がトンネル地山面へ押し出される際
に、グリッパシュー10を支持するために、グリッパケ
ーシング32の内周面に沿って所定量だけスキンプレー
ト56の表面から一部が突出するようになっている。こ
の場合、スペーサガイド33の地山側への押し出し動作
はグリッパシュー10の動作に追従するようにしてもよ
いし、油圧ジャッキ等の図示しない他の駆動手段を設け
てグリッパシュー10の動作と同期をとってスペーサガ
イド33を別途動作させてもよい。
FIG. 2 is a sectional view showing a plane sectional structure of the gripper device 1 of the present invention. As shown in FIG. 2A, the gripper device 1 includes a frame-like gripper casing 3 fixed inside an opening 2 formed in a skin plate 56.
2 housed. The gripper shoe 10 is provided on the inner surface of the gripper casing 32, and the gripper casing 3
2 and a spacer guide 33 for guiding the rotation of the gripper shoe 10 is provided between the gripper shoe 10 and the spacer guide 33. FIG. 2 (a)
As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape is an arc shape having a predetermined curvature, and the vertical direction of the gripper shoe 10 is shown in FIG.
As shown in the figures, the arc shape conforms to the curvature of the shell of the TBM. Further, the spacer guide 33 partially extends from the surface of the skin plate 56 by a predetermined amount along the inner peripheral surface of the gripper casing 32 in order to support the gripper shoe 10 when the gripper shoe 10 is pushed to the tunnel ground surface. Are projected. In this case, the pushing-out operation of the spacer guide 33 toward the ground may follow the operation of the gripper shoe 10, or other driving means (not shown) such as a hydraulic jack may be provided to synchronize with the operation of the gripper shoe 10. Therefore, the spacer guide 33 may be separately operated.

【0012】スキンプレート56内の図示しない固定部
にはグリッパシュー10をトンネル地山面へ押圧するた
めに複動式の油圧ジャッキ20の基部が固着されてい
る。油圧ジャッキ20のシリンダロッド21の先端は、
グリッパシュー10の背面に一体的に固着されたグリッ
パ支持フランジ22に取り付けられている。1基のグリ
ッパシュー10に対して本実施の形態では、図2、図
4、図6に示したように、TBMの前後方向に2本、上
下方向に2本の合計4本の油圧ジャッキ20が配備され
ている。以下、前後方向の2本の油圧ジャッキ20を特
定する場合、前方ジャッキ20A、後方ジャッキ20B
と記す。前方ジャッキ20A、後方ジャッキ20Bのそ
れぞれ上下位置に配置された2本は同一の動作をするの
で、以下の説明では図2各図に平面配置を示したジャッ
キ20A、20Bの動作について説明する。
A base of a double-acting hydraulic jack 20 for pressing the gripper shoe 10 against the ground surface of the tunnel is fixed to a fixed portion (not shown) in the skin plate 56. The tip of the cylinder rod 21 of the hydraulic jack 20 is
It is attached to a gripper support flange 22 integrally fixed to the back surface of the gripper shoe 10. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2, 4 and 6, two hydraulic jacks 20 are provided in the front and rear direction of the TBM and two in the vertical direction, as shown in FIGS. Has been deployed. Hereinafter, when the two hydraulic jacks 20 in the front-rear direction are specified, a front jack 20A and a rear jack 20B are specified.
It is written. Since the two jacks arranged at the upper and lower positions of the front jack 20A and the rear jack 20B perform the same operation, the operation of the jacks 20A and 20B shown in a plan view in each of FIGS.

【0013】前方ジャッキ20Aのシリンダロッド21
Aの先端は連結ピン23を介してグリッパ支持フランジ
22に連結されている。一方、後方ジャッキ20Bのシ
リンダロッド21Bの先端位置のグリッパ支持フランジ
22にはTBMの前後方向に沿った方向が長径となる長
孔24が形成されており、この長孔24にシリンダロッ
ド21Bの先端がピン結合されている。また、油圧ジャ
ッキ20の圧力源としての油圧ポンプ30から供給され
る油圧の制御を行うために制御部31が設けられてい
る。なお、油圧ポンプ30は各ジャッキ20に対してそ
れぞれ設けるようにしてもよいし、単独のタンク(図示
せず)及びポンプ30からの油圧系統を図示しない切替
バルブの操作により切り替えて複数台の油圧ジャッキ2
0を独立して作動させるようにしてもよい。
The cylinder rod 21 of the front jack 20A
The tip of A is connected to the gripper support flange 22 via a connecting pin 23. On the other hand, the gripper support flange 22 at the distal end position of the cylinder rod 21B of the rear jack 20B is formed with an elongated hole 24 having a major axis extending in the front-rear direction of the TBM. Are pin-connected. Further, a control unit 31 is provided for controlling the hydraulic pressure supplied from a hydraulic pump 30 as a pressure source of the hydraulic jack 20. The hydraulic pump 30 may be provided for each jack 20, or a single tank (not shown) and a hydraulic system from the pump 30 may be switched by operating a switching valve (not shown) to provide a plurality of hydraulic pumps. Jack 2
0 may be operated independently.

【0014】グリッパ支持フランジ22の外面に連結さ
れた油圧ジャッキ20のシリンダロッド21の伸張量、
縮退量は所定の制御回路によって同期をとってあるいは
それぞれ独立して作動するようにも調整できる。したが
って、通常の硬岩地山を掘進しているような場合には2
本の油圧ジャッキ20A、20Bには等しい伸長量が設
定されるが、軟弱層中を掘進するような場合には図2
(b)に示したように2本の油圧ジャッキ20A、20
Bのシリンダロッド21A、21Bを所定量だけ伸張さ
せるとともに、前方ジャッキ20Aのシリンダロッド2
1Aを更に伸張させてグリッパシュー10の前端10a
が十分地山内に食い込むようにして掘進時の推進反力を
確保することができる。なお、油圧ジャッキ20の他、
電動モータ等の他の公知の駆動手段によってグリッパシ
ュー10を地山側に押圧させてもよいことはいうまでも
ない。
The amount of extension of the cylinder rod 21 of the hydraulic jack 20 connected to the outer surface of the gripper support flange 22;
The amount of degeneration can also be adjusted by a predetermined control circuit to operate synchronously or independently of each other. Therefore, when excavating a normal hard rock mass, 2
The same amount of elongation is set for the hydraulic jacks 20A and 20B. However, when excavating in a soft layer, FIG.
As shown in (b), two hydraulic jacks 20A, 20A
B and the cylinder rods 21A and 21B of the front jack 20A.
1A is further extended to the front end 10a of the gripper shoe 10.
However, by sufficiently penetrating into the ground, it is possible to secure the propulsion reaction force during excavation. In addition, in addition to the hydraulic jack 20,
It goes without saying that the gripper shoe 10 may be pressed toward the ground by other known driving means such as an electric motor.

【0015】このときグリッパ支持フランジ22とグリ
ッパシュー10との境界にはグリッパシュー10の前後
方向の両端面に球座面14が形成されている。図2
(b)に示したように前方ジャッキ20Aを後方ジャッ
キ20Bより僅かに伸張させた場合にグリッパシュー1
0及びグリッパ支持フランジ22は、その回動中心に関
してスペーサガイド33との球座面14に沿って摺動
し、回動する。このようにTBMの掘進方向に対して前
方ジャッキ20Aを僅かに大きなストローク分だけ伸張
させることで掘進時に胴殻に沿って伝達されたスラスト
推力を地山に確実に支持させることができる。このとき
グリッパシュー10の前端10aが地山を変形させるよ
うに地山面70に食い込むので、確実に地山に反力を取
らせることができる。また、グリッパシュー10の前端
10aがスキンプレート56表面から比較的大きく押し
出された場合にも、スラスト反力は球座面14でグリッ
パシュー10と当接するスペーサガイド33を介して胴
殻からグリッパシュー10から地山に伝達され、油圧ジ
ャッキ20A、20Bのシリンダロッド21A、21B
には横荷重はほとんど作用しない。したがって、油圧ジ
ャッキ20は横方向の荷重に対する剛性を確保する必要
がなく、シリンダ伸縮能力によって決定すればよい。
At this time, at the boundary between the gripper support flange 22 and the gripper shoe 10, ball bearing surfaces 14 are formed on both end faces in the front-rear direction of the gripper shoe 10. FIG.
When the front jack 20A is slightly extended from the rear jack 20B as shown in FIG.
The zero and the gripper support flange 22 slide and rotate about the center of rotation thereof along the ball seating surface 14 with the spacer guide 33. In this way, by extending the front jack 20A by a slightly large stroke in the excavation direction of the TBM, the thrust thrust transmitted along the shell during excavation can be reliably supported by the ground. At this time, the front end 10a of the gripper shoe 10 cuts into the ground surface 70 so as to deform the ground, so that the ground can reliably receive a reaction force. Further, even when the front end 10a of the gripper shoe 10 is relatively largely pushed out from the surface of the skin plate 56, the thrust reaction force is applied to the gripper shoe from the shell via the spacer guide 33 which comes into contact with the gripper shoe 10 on the ball seating surface 14. 10 to the ground, and the cylinder rods 21A, 21B of the hydraulic jacks 20A, 20B.
Has almost no lateral load. Therefore, it is not necessary for the hydraulic jack 20 to secure rigidity against a load in the lateral direction, and the hydraulic jack 20 may be determined based on the cylinder expansion / contraction ability.

【0016】次に、図3〜図7を参照してこのグリッパ
シュー10の外周面に形成される凹部及び凸部の形状に
ついて説明する。図3(a)には外表面に複数の小さな
四角形状の凹部11が所定の間隔で形成されたグリッパ
シュー10が示されている。また、図3(b)には所定
の鋼製ブロック15をグリッパシュー10表面の凹所に
固定ボルト16を介して固着した凸部が所定の間隔で配
置されている。
Next, the shapes of the concave and convex portions formed on the outer peripheral surface of the gripper shoe 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 3A shows a gripper shoe 10 in which a plurality of small rectangular recesses 11 are formed at predetermined intervals on the outer surface. Also, in FIG. 3B, convex portions which fix predetermined steel blocks 15 to concave portions on the surface of the gripper shoe 10 via fixing bolts 16 are arranged at predetermined intervals.

【0017】図3(a)に示したグリッパシュー10
は、図4(a)〜(c)の各図に示したように、TBM
のスキンプレート56の曲率に等しい曲率からなる。グ
リッパシュー10は鋼板加工品であり、外表面の凹部形
状は工場製作時に形成されるようになっている。また、
図5(a)、(b)に示したように、扁平な球面状の凸
部12を配設したり、グリッパシュー10の表面全面に
わたり鋸歯状面13を形成することもできる。
The gripper shoe 10 shown in FIG.
Is the TBM as shown in each of FIGS. 4 (a) to 4 (c).
Has a curvature equal to the curvature of the skin plate 56. The gripper shoe 10 is a steel plate processed product, and the concave shape of the outer surface is formed at the time of factory production. Also,
As shown in FIGS. 5A and 5B, a flat spherical convex portion 12 can be provided, or the saw-tooth surface 13 can be formed over the entire surface of the gripper shoe 10.

【0018】一方、図3(b)に示したグリッパシュー
10は、図6各図に示したように、グリッパシュー10
表面に形成された凹所11に凸形状の鋼製ブロック15
が取り付けられたものである。このグリッパシュー10
及び鋼製ブロック15の構成について説明する。グリッ
パシュー10には図6(a)に示したような所定間隔で
凹所11が形成されており、各凹所11の底面には所定
のボルト穴(図示せず)が形成されている。この凹所1
1にボルト挿通孔が形成された鋼製ブロック15をはめ
込み、固定ボルト16をボルト挿通孔に挿通して図6
(c)、(d)に示したように各凹所11にネジ固定す
るようになっている。このようにグリッパシュー10の
表面に所定の凹凸形状を施すことにより軟岩層から軟弱
層にかけても十分な摩擦力を確保することができ、TB
M掘進の際にグリッパシュー10部分に滑りが生じるこ
とを防止することができる。なお、掘進途中において以
後、軟岩層ないしは軟弱層を掘進しないことが分かって
いる場合には、図6(d)に示したように、凹所を閉塞
し、グリッパシュー10の表面が平滑な曲面となるよう
に鋼製ブロック17を取り付けることも可能である。ま
た、図7に示したように、個々の独立した鋼製ブロック
15、17に代えて、グリッパシュー10の全高に近い
長さの細長い形状の凸状ブロック18を複数箇所で固定
ボルト16によって固着してもよい。
On the other hand, the gripper shoe 10 shown in FIG. 3B is, as shown in each of FIGS.
A convex steel block 15 is formed in the recess 11 formed on the surface.
Is attached. This gripper shoe 10
The configuration of the steel block 15 will be described. Recesses 11 are formed in the gripper shoe 10 at predetermined intervals as shown in FIG. 6A, and predetermined bolt holes (not shown) are formed in the bottom surface of each of the recesses 11. This recess 1
1 is fitted with a steel block 15 having a bolt insertion hole, and a fixing bolt 16 is inserted through the bolt insertion hole.
As shown in (c) and (d), screws are fixed to the recesses 11. By applying a predetermined uneven shape to the surface of the gripper shoe 10 as described above, a sufficient frictional force can be ensured even from a soft rock layer to a soft layer, and TB
It is possible to prevent the gripper shoe 10 from slipping during the M excavation. If it is known that the soft rock layer or the soft layer is not dug during the excavation, the recess is closed and the surface of the gripper shoe 10 has a smooth curved surface as shown in FIG. It is also possible to attach the steel block 17 such that Further, as shown in FIG. 7, instead of the individual independent steel blocks 15 and 17, an elongated convex block 18 having a length close to the entire height of the gripper shoe 10 is fixed at a plurality of locations by fixing bolts 16. May be.

【0019】以上に述べたようなグリッパシュー10を
備えたグリッパ装置1において、軟岩層〜軟弱層中を掘
進する場合、グリッパ装置1を図2(a)のようにTB
Mの進行方向に対してグリッパシュー10の前端10a
が突出するように地山側に前傾させるように油圧ジャッ
キ20を作動させた際に、グリッパシュー10の一部
が、グリッパケーシング32内に収容された状態のスペ
ーサガイド33で支持された状態で所定角度だけ回動す
るようにしたので、グリッパシュー10に伝達されるス
ラスト反力が油圧ジャッキ20等の駆動機構へ付加的な
横方向力として作用することを防止することもできる。
In the above-described gripper device 1 provided with the gripper shoe 10, when excavating in the soft rock layer to the soft layer, the gripper device 1 is moved to the TB as shown in FIG.
Front end 10a of gripper shoe 10 with respect to the traveling direction of M
When the hydraulic jack 20 is actuated so as to protrude forward toward the ground so as to protrude, a part of the gripper shoe 10 is supported by the spacer guide 33 accommodated in the gripper casing 32. Since the rotation is performed by the predetermined angle, the thrust reaction force transmitted to the gripper shoe 10 can be prevented from acting as an additional lateral force on a driving mechanism such as the hydraulic jack 20.

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

【図1】本発明によるグリッパ装置が用いられたトンネ
ル掘削機の一実施の態様を示した全体斜視図。
FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of a tunnel excavator using a gripper device according to the present invention.

【図2】グリッパ装置の概略構成を示した部分横断面
図。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a gripper device.

【図3】グリッパ装置のグリッパシューの表面形状を示
した概略斜視図。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a surface shape of a gripper shoe of the gripper device.

【図4】図3(a)に示したグリッパシューの正面図、
断面図。
FIG. 4 is a front view of the gripper shoe shown in FIG.
Sectional view.

【図5】グリッパシューの表面形状の変形例を示した正
面図、断面図。
FIG. 5 is a front view and a sectional view showing a modification of the surface shape of the gripper shoe.

【図6】図3(b)に示したグリッパシューの正面図、
断面図。
6 is a front view of the gripper shoe shown in FIG.
Sectional view.

【図7】グリッパシューの表面形状の変形例を示した正
面図。
FIG. 7 is a front view showing a modified example of the surface shape of the gripper shoe.

【図8】従来のトンネル掘削機とそのグリッパ装置の外
観を示した斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing the appearance of a conventional tunnel excavator and its gripper device.

【図9】従来のグリッパ装置の概略構成を示した部分横
断面図。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional gripper device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 グリッパ装置 10 グリッパシュー 11 凹所 12 凸部 20 油圧ジャッキ 22 グリッパ支持フランジ 24 長孔 32 グリッパケーシング 33 スペーサガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gripper apparatus 10 Gripper shoe 11 Concave part 12 Convex part 20 Hydraulic jack 22 Gripper support flange 24 Long hole 32 Gripper casing 33 Spacer guide

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木内 勉 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 楠本 太 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 和田 利彦 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 小原 由幸 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 近藤 保徳 兵庫県神戸市中央区東川崎町1丁目1番3 号 川崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 吉田 貴人 兵庫県神戸市中央区東川崎町1丁目1番3 号 川崎重工業株式会社神戸本社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tsutomu Kiuchi 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Futari Kusumoto 1-2-3 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation (72) Inventor Toshihiko Wada 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation (72) Inventor Yoshiyuki Ohara 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation ( 72) Inventor Yasunori Kondo 1-3-1, Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe head office Kobe Head Office

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】後胴部胴殻からグリッパ装置のグリッパシ
ューを所定量だけ突出させて地山を押圧して推進反力を
とり、前胴部前面のカッターフェースでトンネル切羽を
全断面掘削しながら掘進するトンネル掘削機において、 前記グリッパ装置は、前記トンネル掘削機の前後方向に
配設された複数の駆動手段に支持され、該駆動手段を作
動させることにより所定の伸縮ないし回動動作が付与さ
れ、そのときのトンネル切羽側前端の突出量が後端に対
して大きくなるように前記後胴部胴殻から突出可能なグ
リッパシューと、該グリッパシューの前端部および後端
部を、平面視して円弧状の摺接面を介して支持して前記
推進反力を地山側に伝達するとともに、伸縮ないし回動
動作を案内するスペーサガイドとを備えたことを特徴と
するトンネル掘削機。
A gripper shoe of a gripper device is protruded from a rear trunk shell by a predetermined amount to press a ground to take a propulsion reaction force, and a tunnel face is excavated in full section by a cutter face in front of a front trunk part. In a tunnel excavator that excavates while traveling, the gripper device is supported by a plurality of driving means disposed in the front-rear direction of the tunnel excavator, and a predetermined expansion / contraction or rotation operation is provided by operating the driving means. The gripper shoe, which can protrude from the rear trunk portion so that the amount of protrusion of the front end on the tunnel face side at that time becomes larger than the rear end, and the front end portion and the rear end portion of the gripper shoe are viewed in plan. And a spacer guide for supporting the support force via an arc-shaped sliding contact surface to transmit the propulsion reaction force to the ground side, and for guiding expansion / contraction or rotation. Machine.
【請求項2】前記グリッパシューは外側表面に凹凸形状
が付されたことを特徴とする請求項1記載のトンネル掘
削機。
2. The tunnel excavator according to claim 1, wherein the gripper shoe has an irregular surface on an outer surface.
【請求項3】前記凹凸形状は前記グリッパシューに着脱
自在に取り付けられたブロックからなることを特徴とす
る請求項2記載のトンネル掘削機。
3. The tunnel excavator according to claim 2, wherein said uneven shape comprises a block detachably attached to said gripper shoe.
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