JP2000002077A - Two stage type shield machine - Google Patents
Two stage type shield machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は２段式シールド掘
進機に関し、特に、カッターヘッドを複数のクランク機
構を介して揺動駆動し、掘削断面状態が異なるトンネル
を連続的に掘削する２段式シールド掘進機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-stage shield machine, and more particularly, to a two-stage shield machine that swings a cutter head via a plurality of crank mechanisms to continuously excavate tunnels having different excavation cross-sectional states. Related to shield machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 近年、上下水道用トンネルや共同溝等
をシールド工法により掘進することが多く、その場合に
は、複数の立坑を設け立坑と立坑の間の区間を各シール
ド掘進機で分担して掘進することが多い。そのトンネル
の口径は同径の場合もあり、途中で変化する場合もあ
る。2. Description of the Related Art In recent years, tunnels for water supply and sewerage, common trenches, and the like are often excavated by a shield method. In this case, a plurality of shafts are provided, and a section between the shafts is shared by shield excavators. Often excavate. The diameter of the tunnel may be the same, or may change along the way.
【０００３】途中で口径が変化するトンネルを都市部の
地下に形成する場合、地下地上ともに構造物が輻輳して
いて立坑を形成できないことが多いため、２段式シール
ド掘進機の全体を用いて、先ず、大径側のトンネルを掘
削した後、２段式シールド掘進機の親シールド掘進機か
ら子シールド掘進機を掘進方向へ分離発進させ、この子
シールド掘進機により小径側のトンネルを連続して掘削
する技術が提案され実用に供されている。[0003] When a tunnel whose diameter changes on the way is formed underground in an urban area, the structure is often congested on the underground and a vertical shaft cannot be formed, so that the entire two-stage shield machine is used. First, after excavating the tunnel on the large diameter side, the secondary shield excavator is separated from the parent shield excavator of the two-stage shield excavator in the excavation direction, and the tunnel on the small diameter side is continuously connected by the child shield excavator. Excavation technology has been proposed and put into practical use.
【０００４】この種の一般的な２段式シールド掘進機で
は、親シールド掘進機に子シールド掘進機が前後方向向
きに且つ同心状に収納され、親シールド掘進機の第１カ
ッターヘッドの中央部分の円形開口に子シールド掘進機
の第２カッターヘッドが配置され、２段式シールド掘進
機の全体によるシールド掘進の際、第１，第２カッター
ヘッドが、子シールド掘進機に設けられた回転駆動機構
により一体的に回転駆動され、大径側トンネルが掘削さ
れる。In a general two-stage shield machine of this type, a child shield machine is housed in a parent shield machine in a front-rear direction and concentrically, and a central portion of a first cutter head of the parent shield machine is provided. The second cutter head of the child shield excavator is disposed at the circular opening of the sub-shield excavator, and when the shield excavation is performed by the entire two-stage shield excavator, the first and second cutter heads are driven by rotation provided on the child shield excavator. The large diameter tunnel is excavated by being integrally rotated by the mechanism.
【０００５】また、親シールド掘進機から子シールド掘
進機を掘進方向へ分離発進させると、第２カッターヘッ
ドだけが前記回転駆動機構により回転駆動され、大径側
トンネルに連通する小径側の小径側トンネルが連続的に
掘削される。このように、従来の２段式シールド掘進機
では、大径側と小径側のトンネルを掘削する際に共通の
回転駆動機構を使用できるように構成したものが多い。When the child shield excavator is separated and started from the parent shield excavator in the excavation direction, only the second cutter head is rotationally driven by the rotary drive mechanism, and the small diameter side of the small diameter side communicates with the large diameter tunnel. The tunnel is excavated continuously. As described above, many conventional two-stage shield excavators are configured such that a common rotary drive mechanism can be used when excavating the large-diameter and small-diameter tunnels.
【０００６】ところで、２段式シールド掘進機によって
形成される大径側と小径側のトンネルは同心状であり、
その接合部の全周に亙って段差が形成されるが、トンネ
ルの使用上、大径側と小径側のトンネルを偏心状に、更
にその接合部の一部分（上端部分や下端部分等）に殆ど
段差をつけないように形成したいという要請がある。The large-diameter and small-diameter tunnels formed by the two-stage shield machine are concentric,
A step is formed over the entire periphery of the joint. However, due to the use of the tunnel, the large-diameter side and the small-diameter side tunnels are eccentrically formed, and a part of the joint (the upper end portion, the lower end portion, etc.) There is a demand to form a structure with almost no step.
【０００７】そこで、図１８、図１９の２段式シールド
掘進機100 （建設機械 '97.8. 参照）では、親シールド
掘進機101 の胴部材102 の前端部分に、親シールド掘進
機101 に対して偏心した回転ドラム110 が回転可能に支
持され、回転ドラム110 の内部に、回転ドラム110 に対
して偏心した子シールド掘進機120 の胴部材121 が前方
へ移動可能に支持されている。Therefore, in the two-stage shield machine 100 shown in FIGS. 18 and 19 (refer to the construction machine '97 .8.), The front end portion of the trunk member 102 of the parent shield machine 101 is attached to the parent shield machine 101 with respect to the parent shield machine 101. An eccentric rotary drum 110 is rotatably supported. Inside the rotary drum 110, a body member 121 of the child shield excavator 120 eccentric with respect to the rotary drum 110 is movably supported forward.
【０００８】親シールド掘進機101 には、胴部材102 の
他、カッターヘッド103 、ドラム駆動モータ104 、複数
のシールドジャッキ105 、エレクタ装置106 、スクリュ
ーコンベア107 等が設けられ、回転ドラム110 にはカッ
ターヘッド111 が設けられ、子シールド掘進機 120に
は、胴部材121 の他、カッターヘッド122 、複数のシー
ルドジャッキ123 、複数のカッタ駆動モータ124 、スク
リューコンベア125 等が設けられている。The parent shield excavator 101 is provided with a torso member 102, a cutter head 103, a drum drive motor 104, a plurality of shield jacks 105, an elector device 106, a screw conveyor 107, and the like. A head 111 is provided, and a child shield excavator 120 is provided with a cutter head 122, a plurality of shield jacks 123, a plurality of cutter drive motors 124, a screw conveyor 125, and the like, in addition to a trunk member 121.
【０００９】大径側トンネルを掘削する際には、図１９
に実線で示すように、子シールド掘進機110 を親シール
ド掘進機101 に対して同心状に配置させ、カッターヘッ
ド103,111,122 を連結した状態で、２段式シールド掘進
機100 の全体を用いて複数のシールドジャッキ125 で前
進させつつ、子シールド掘進機120 に設けられたカッタ
ー駆動モータ124 でカッターヘッド103,111,122 を一体
的に回転駆動する。When excavating the large-diameter tunnel, FIG.
As shown by the solid line, the child shield excavator 110 is arranged concentrically with respect to the parent shield excavator 101, and the cutter heads 103, 111, 122 are connected to each other, and a plurality of the two-stage shield excavators 100 are used. While moving forward with the shield jack 125, the cutter heads 103, 111, 122 are integrally rotated by the cutter drive motor 124 provided in the child shield excavator 120.
【００１０】大径側トンネルの上部に連通する小径側ト
ンネルを掘削する場合、カッターヘッド103,111,122 の
連結を解除し、ドラム駆動モータ104 により回転ドラム
110を１８０度回転駆動して、子シールド掘進機120 を
図１９に鎖線で示す位置に移動させた後に、子シールド
掘進機120 を掘進方向へ分離発進させ、複数のシールド
ジャッキ125 で前進させつつ、カッター駆動モータ124
によりカッターヘッド122 だけを回転駆動する。When excavating a small-diameter tunnel communicating with the upper part of the large-diameter tunnel, the cutter heads 103, 111, and 122 are disconnected, and the drum driving motor 104 rotates the rotary drum.
After rotating the child shield excavator 120 to the position shown by the chain line in FIG. 19 by rotating the 110 by 180 degrees, the child shield excavator 120 is separated and started in the excavation direction, and is advanced by a plurality of shield jacks 125. , Cutter drive motor 124
With this, only the cutter head 122 is rotationally driven.
【００１１】尚、図２０の２段式シールド掘進機130
（建設機械 '97.8. 参照）は、前記２段式シールド掘進
機100 において、主に、カッターヘッド103,111,122 の
代わりに、親シールド掘進機131 に対応するカッターヘ
ッド132 と、子シールド掘進機140 に対応するカッター
ヘッド141 を設け、親シールド掘進機131 のカッターヘ
ッド132 に形成された切欠部133 に、子シールド掘進機
140 のカッターヘッド141 を径方向へ移動可能に係合さ
せた泥水型仕様のものである。Incidentally, the two-stage shield machine 130 shown in FIG.
In the two-stage shield excavator 100, instead of the cutter heads 103, 111 and 122, the cutter head 132 corresponding to the parent shield excavator 131 and the child shield excavator 140 are mainly used. And a notch 133 formed in the cutter head 132 of the parent shield excavator 131, and a child shield excavator
This is a muddy water type specification in which 140 cutter heads 141 are movably engaged in the radial direction.
【００１２】この２段式シールド掘進機130 では、大径
側と小径側のトンネルを、前記２段式シールド掘進機10
0 と同様に形成することができるが、大径側トンネルの
掘削後小径側トンネルを掘削する前に、カッターヘッド
141 を有する子シールド掘進機140 を上方へ移動させる
為に、親シールド掘進機131 のカッターヘッド132 を、
その切欠部133 の開放端が上方へ向くように回動させ、
その後、子シールド掘進機140 とそれに対応するカッタ
ーヘッド141 を内部への泥水や噴発を防止しながら上方
へ移動させなければならないため大変である。In the two-stage shield machine 130, the large-diameter side tunnel and the small-diameter tunnel are connected to each other by the two-stage shield machine 10.
0, but after drilling the large-diameter tunnel and before drilling the small-diameter tunnel,
In order to move the child shield machine 140 having 141 upward, the cutter head 132 of the parent shield machine 131 is
Rotate so that the open end of the notch 133 faces upward,
Thereafter, the child shield excavator 140 and the corresponding cutter head 141 must be moved upward while preventing muddy water and eruption into the inside, which is difficult.
【００１３】他方、カッターヘッドを複数のクランク機
構により支承するとともに、カッターヘッドを揺動駆動
機構によりクランク機構を介して回動駆動し、カッター
ヘッドと略同形のトンネルを掘削できる偏心多軸シール
ド掘進機が実用に供されている。この偏心多軸シールド
掘進機では、種々の形状のカッターヘッドを使用するこ
とにより、種々の掘削断面（円形断面、矩形断面、楕円
断面等）のトンネルを掘削することが可能になる。とこ
ろで、円形断面以外で大きさが異なる同形の掘削断面
（矩形断面、楕円断面等）のトンネル、更に、形状が異
なる掘削断面（円形断面と矩形断面等）のトンネルを連
続的に掘削したいという要請もある。On the other hand, the cutter head is supported by a plurality of crank mechanisms, and the cutter head is rotated by a swing drive mechanism via the crank mechanism to excavate a tunnel having substantially the same shape as the cutter head. Machine is in practical use. In this eccentric multi-axis shield machine, it is possible to excavate tunnels of various excavation sections (circular section, rectangular section, elliptical section, etc.) by using cutter heads of various shapes. By the way, there is a request to continuously excavate tunnels of the same excavation cross section (rectangular cross section, elliptical cross section, etc.) other than the circular cross section and different in size, and furthermore, tunnels of different excavation cross sections (circular cross section, rectangular cross section, etc.). There is also.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】 前記２段式シールド
掘進機100,130 では、大径側トンネルに対して偏心した
小径側トンネルを掘削する為に、親シールド掘進機と同
心状に配置されている子シールド掘進機を、親シールド
掘進機に対して径方向へ移動させなければならない。In the two-stage shield excavators 100 and 130, in order to excavate a small-diameter tunnel eccentric with respect to a large-diameter tunnel, a child disposed concentrically with a parent shield excavator. The shield machine must be moved radially with respect to the parent shield machine.
【００１５】従って、回転ドラム、回転ドラムを回転可
能に支持するドラム支持機構、回転ドラムを回転駆動す
るドラム駆動モータを含むドラム駆動機構等の装備を設
けなければならないため、構造が非常に複雑化するこ
と、更に、回転ドラムを回転させるため、大掛かりな止
水対策が必要になること等により、製作コストが非常に
高価になるという問題がある。Therefore, it is necessary to provide a rotating drum, a drum supporting mechanism for rotatably supporting the rotating drum, and a drum driving mechanism including a drum driving motor for rotating the rotating drum. In addition, since the rotating drum is rotated, a large-scale countermeasure against water is required, and the production cost is extremely high.
【００１６】また、カッターヘッドの支軸を回転駆動す
るため、シールド掘進の際カッターヘッド駆動の為の大
きなトルクが必要になり、カッター駆動モータを含むカ
ッターヘッド回転駆動機構が大型化し製作コスト的に不
利になること、カッターヘッドの前面部に取付けられた
多数のビットが摩耗し易いこと等の問題もある。In addition, since the spindle of the cutter head is driven to rotate, a large torque for driving the cutter head is required when excavating the shield. There are also disadvantages, such as disadvantages, and the large number of bits attached to the front surface of the cutter head are easily worn.
【００１７】一方、前記偏心多軸シールド掘進機では、
種々の掘削断面（円形断面、矩形断面、楕円断面等）の
トンネルを掘削することが可能であるが、この種の技術
を用いて、大きさが異なる同形の種々の掘削断面（例え
ば、矩形断面、楕円断面等）のトンネル、更に、形状が
異なる掘削断面（例えば、円形断面と矩形断面等）のト
ンネルを連続的に掘削できる２段式の偏心多軸シールド
掘進機については実用に供されていない。On the other hand, in the eccentric multi-axial shield machine,
It is possible to excavate tunnels of various excavations (circular, rectangular, elliptical, etc.), but using this type of technology, various excavations of the same shape (eg rectangular , An elliptical cross section, etc.) and a two-stage eccentric multi-axis shield excavator capable of continuously excavating a tunnel having a different cross section (for example, a circular cross section and a rectangular cross section). Absent.
【００１８】本発明の目的は、２段式シールド掘進機に
おいて、所望の位置関係で接合されるトンネル、更に種
々の掘削断面状態のトンネルを連続的に掘削可能にする
こと、製作コストを低減すること、等である。An object of the present invention is to make it possible to continuously excavate tunnels to be joined in a desired positional relationship and further to tunnels having various excavation cross-sectional states in a two-stage shield machine, and to reduce the production cost. And so on.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】 請求項１の２段式シー
ルド掘進機は、カッターヘッドと、胴部材と、この胴部
材の内部の本体フレームとを備え、掘削断面状態を切換
え可能な２段式シールド掘進機において、前記カッター
ヘッドが、その一部分の分割カッターヘッドと、残りの
本体側カッターヘッドとを有し、前記分割カッターヘッ
ドと、この分割カッターヘッドに対応する副胴部材と、
この副胴部材の内部の副本体フレームとを含む２段目シ
ールド掘進機を設け、前記分割カッターヘッドを揺動自
在に副本体フレームに支承する複数の第１クランク機構
と、前記分割カッターヘッドを第１クランク機構を介し
て揺動駆動する揺動駆動手段と、前記本体側カッターヘ
ッドを分割カッターヘッドの揺動運動に同期させる同期
揺動手段とを備えたことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a two-stage shield machine comprising a cutter head, a body member, and a main body frame inside the body member, the two-stage shield excavator being capable of switching the state of the cross section of the excavation. In the shielded machine, the cutter head has a part of the divided cutter head and the remaining main body side cutter head, the divided cutter head, and a sub-body member corresponding to the divided cutter head,
A second stage shield excavator including a sub-body frame inside the sub-body member is provided, and a plurality of first crank mechanisms for swingably supporting the divided cutter head to the sub-body frame; A swing drive unit that swings and drives via a first crank mechanism and a synchronous swing unit that synchronizes the main body side cutter head with the swing motion of the divided cutter head are provided.
【００２０】２段式シールド掘進機の全体を用いてシー
ルド掘進する際、揺動駆動手段により、複数の第１クラ
ンク機構により副本体フレームに支承された分割カッタ
ーヘッドが、第１クランク機構を介して揺動駆動されつ
つ、同期揺動手段により、本体側カッターヘッドが分割
カッターヘッドの揺動運動に同期するように揺動駆動さ
れ、カッターヘッドと略同形の第１のトンネルが掘削さ
れる。When the shield excavation is performed by using the entire two-stage shield excavator, the divided cutter head supported on the sub-main body frame by the plurality of first crank mechanisms by the swing driving means is connected via the first crank mechanism. While being oscillated, the main body side cutter head is oscillated by the synchronous oscillating means so as to synchronize with the oscillating motion of the divided cutter head, and a first tunnel having substantially the same shape as the cutter head is excavated.
【００２１】第１のトンネルを掘削した後、２段目シー
ルド掘進機によるシールド掘進に切換わると、揺動駆動
手段により、分割カッターヘッドだけが第１クランク機
構を介して揺動駆動され、分割カッターヘッドと略同形
の第２のトンネルが、第１のトンネルの掘削後続けて掘
削される。After the excavation of the first tunnel, the mode is switched to the shield excavation by the second-stage shield excavator, and only the divided cutter head is driven to swing by the swing driving means via the first crank mechanism, so that the division is performed. A second tunnel substantially identical in shape to the cutter head is subsequently drilled after the first tunnel is drilled.
【００２２】第１，第２トンネルを所望の位置関係で接
続できるように、２段目シールド掘進機を分離発進させ
たい所望の位置に予め配置することができるので、第
１，第２トンネルの接続関係を自由に設定でき、更に、
種々の形状及び大きさのカッターヘッド、分割カッター
を使用することにより、大きさが異なる同形の種々の掘
削断面（円形断面、矩形断面、楕円断面等）の第１，第
２のトンネル、更には、形状が異なる掘削断面（円形断
面と矩形断面等）の第１，第２のトンネルを連続的に掘
削することが可能になる。The second-stage shield machine can be previously arranged at a desired position where separation and start are desired so that the first and second tunnels can be connected in a desired positional relationship. The connection relationship can be set freely,
By using cutter heads and split cutters of various shapes and sizes, the first and second tunnels of various excavated cross sections (circular cross section, rectangular cross section, elliptical cross section, etc.) of different shapes and different sizes, and further, Thus, it is possible to continuously excavate the first and second tunnels having different excavation cross sections (a circular cross section, a rectangular cross section, etc.).
【００２３】また、２段目シールド掘進機を分離発進さ
せる際、２段目シールド掘進機を掘進方向以外に移動さ
せなくてもよくなるため、２段目シールド掘進機の掘進
方向以外への移動の為の装備を省略できるため構造を著
しく簡単化できる。また、分割カッターヘッドを第１ク
ランク機構を介して低トルクで揺動駆動することができ
るため、揺動駆動手段の製作コスト面で有利になるし、
カッターヘッドの前面部に取付けられた多数のビットの
使用頻度（掘削負荷）が略一様になりそれらの摩耗を防
止することもできる。Further, when the second-stage shield machine is separated and started, it is not necessary to move the second-stage shield machine in a direction other than the excavation direction. Since the equipment required for this can be omitted, the structure can be significantly simplified. Further, since the divided cutter head can be driven to swing with a low torque via the first crank mechanism, it is advantageous in terms of the manufacturing cost of the swing drive means,
The frequency of use (digging load) of a large number of bits attached to the front surface of the cutter head is substantially uniform, and wear of those bits can be prevented.
【００２４】ここで、胴部材の外形はカッターヘッドで
掘削される第１のトンネルの内面形状と略同形に、副胴
部材の外形は分割カッターヘッドで掘削される第２のト
ンネルの形状と略同形に夫々構成される。尚、２段式シ
ールド掘進機の全体を用いてシールド掘進する際には、
本体側カッターヘッドと分割カッターヘッドを連結可能
であり、この場合、２段目シールド掘進機を分離発進さ
せる前に、本体側カッターヘッドと分割カッターヘッド
の連結を解除する。Here, the outer shape of the body member is substantially the same as the inner surface shape of the first tunnel excavated by the cutter head, and the outer shape of the sub-body member is substantially the same as the shape of the second tunnel excavated by the split cutter head. Each has the same shape. When performing shield excavation using the entire two-stage shield excavator,
The main body side cutter head and the split cutter head can be connected. In this case, the main body side cutter head and the split cutter head are disconnected before the second-stage shield excavator is separated and started.
【００２５】請求項２の２段式シールド掘進機は、請求
項１の発明において、前記２段目シールド掘進機を内包
状に構成したことを特徴とするものである。２段目シー
ルド掘進機を分離発進させる際、２段目シールド掘進機
を掘進方向以外に移動させなくてもよくなるため、２段
式シールド掘進機が内包されている部分の止水対策を簡
単に施すことができるため、製作コストを低減できる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a two-stage shield excavator according to the first aspect of the present invention, wherein the second-stage shield excavator is formed in an inclusive shape. When separating and starting the second-stage shield machine, it is not necessary to move the second-stage shield machine in any direction other than the excavation direction. Since it can be applied, the manufacturing cost can be reduced.
【００２６】請求項３の２段式シールド掘進機は、請求
項１又は２の発明において、シールド掘進の途中から、
前記２段目シールド掘進機によるシールド掘進に切換え
可能に構成されたことを特徴とするものである。シール
ド掘進の途中から、２段目シールド掘進機によるシール
ド掘進に確実に切換わり、２段式シールド掘進機の全体
によるシールド掘進で第１のトンネルを掘削した後、２
段目シールド掘進機のシールド掘進により第２のトンネ
ルを確実に掘削することができる。The two-stage shield machine according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
The second stage shield excavator can be switched to shield excavation. From the middle of the shield excavation, switch to the shield excavation by the second-stage shield excavator without fail, and after excavating the first tunnel by shield excavation by the whole of the two-stage shield excavator, 2
The second tunnel can be reliably excavated by the shield excavation of the stage shield excavator.
【００２７】請求項４の２段式シールド掘進機は、請求
項３の発明において、前記本体側カッターヘッドを揺動
自在に本体フレームに支承するとともに第１クランク機
構と等クランク半径の複数の第２クランク機構を備えた
ことを特徴とするものである。複数の第２クランク機構
により、本体側カッターヘッドを揺動自在に本体フレー
ムに支承し、更に、第２クランク機構は第１クランク機
構と等クランク半径であるので、前記同期揺動手段によ
り、本体側カッターヘッドを分割カッターヘッドの揺動
運動に簡単且つ確実に同期させることができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a two-stage shield excavator according to the third aspect of the present invention, wherein the main body side cutter head is swingably supported on the main body frame and a plurality of first and second crank mechanisms having the same crank radius. A two-crank mechanism is provided. The main body side cutter head is swingably supported by the main body frame by a plurality of second crank mechanisms. Further, since the second crank mechanism has the same crank radius as the first crank mechanism, the main body cutter head is rotated by the synchronous swing means. The side cutter head can be simply and reliably synchronized with the swinging motion of the split cutter head.
【００２８】請求項５の２段式シールド掘進機は、請求
項４の発明において、前記同期揺動手段は、本体側カッ
ターヘッドを第２クランク機構を介して揺動駆動する本
体側揺動駆動手段を備えたことを特徴とするものであ
る。本体側揺動駆動手段を設けることにより、特に、本
体側カッターヘッドが大型であっても、本体側カッター
ヘッドを分割カッターヘッドの揺動運動に確実に同期さ
せて揺動駆動することができる。According to a fifth aspect of the present invention, in the four-stage shield excavator according to the fourth aspect of the invention, the synchronous oscillating means is configured to oscillate the main body side cutter head via a second crank mechanism. It is characterized by having means. By providing the main body side swing drive means, in particular, even if the main body side cutter head is large, the main body side cutter head can be driven to swing in synchronization with the swing motion of the divided cutter heads.
【００２９】請求項６の２段式シールド掘進機は、請求
項１〜５の何れか１項の発明において、前記同期揺動手
段は、分割カッターヘッドと本体側カッターヘッドを機
械的に連結する連結手段を備えたことを特徴とするもの
である。連結手段により分割カッターヘッドと本体側カ
ッターヘッドを機械的に連結することで、本体側カッタ
ーヘッドを分割カッターヘッドの揺動運動に一層簡単且
つ確実に同期させることができる。尚、２段目シールド
掘進機を分離発進させる際には、分割カッターヘッドと
本体側カッターヘッドの機械的な連結を解除する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a two-stage shield machine according to any one of the first to fifth aspects, wherein the synchronous swinging means mechanically connects the divided cutter head and the main body side cutter head. It is characterized by comprising a connecting means. By mechanically connecting the divided cutter head and the main body side cutter head by the connecting means, the main body side cutter head can be more easily and reliably synchronized with the swinging motion of the divided cutter head. When the second-stage shield machine is separated and started, the mechanical connection between the divided cutter head and the main body-side cutter head is released.
【００３０】請求項７の２段式シールド掘進機は、請求
項５又は６の発明において、前記本体側カッターヘッド
は、複数の本体側カッターヘッド分割体からなり、各本
体側カッターヘッド分割体が複数の第２クランク機構で
支承されていることを特徴とするものである。２段目シ
ールド掘進機によるシールド掘進の前に、複数の本体側
カッターヘッド分割体を複数の第２クランク機構を介し
て夫々独立に揺動させて分離させ、２段目シールド掘進
機の前方を開放しその発進スペースを確保することがで
きる。[0030] In a two-stage shield machine according to a seventh aspect of the present invention, in the invention of the fifth or sixth aspect, the main body side cutter head comprises a plurality of main body side cutter head divided bodies, and each main body side cutter head divided body is provided. It is supported by a plurality of second crank mechanisms. Before the shield excavation by the second-stage shield excavator, the plurality of main body-side cutter head divided bodies are independently rocked and separated via the plurality of second crank mechanisms, and the front of the second-stage shield excavator is separated. It can be opened to secure the starting space.
【００３１】請求項８の２段式シールド掘進機は、請求
項７の発明において、前記各本体側カッターヘッド分割
体は、前記本体側揺動駆動手段により独立に揺動駆動さ
れることを特徴とするものである。本体側揺動駆動手段
により、複数の本体側カッターヘッド分割体を独立に揺
動駆動して簡単に分離させることができる。In a two-stage shield machine according to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, each of the main body side cutter head divided bodies is independently driven to swing by the main body side swing drive means. It is assumed that. By the main body side swing drive means, the plurality of main body side cutter head divided bodies can be independently driven to swing and easily separated.
【００３２】請求項９の２段式シールド掘進機は、請求
項３〜７の何れか１項の発明において、前記２段目シー
ルド掘進機によるシールド掘進の切換え前及び切換え後
において、掘削された掘削土を外部へ排出する共通の排
土手段を備えたことを特徴とするものである。２段目シ
ールド掘進機によるシールド掘進の切換え前及び切換え
後において共通の排土手段を使用できるため、製作コス
ト的に非常に有利になるし、２段目シールド掘進機に切
換える際の作業も簡単化する。According to a ninth aspect of the present invention, in the two-stage shield excavator according to any one of the third to seventh aspects, the excavation is performed before and after the shield excavation is switched by the second-stage shield excavator. It is characterized by having a common discharging means for discharging excavated soil to the outside. Because the common discharging means can be used before and after the shield excavation is switched by the second shield excavator, it is very advantageous in terms of manufacturing cost, and the operation when switching to the second shield excavator is easy. Become
【００３３】請求項１０の２段式シールド掘進機は、請
求項９の発明において、前記２段目シールド掘進機は、
副胴部材の前端部分に前後方向へ移動可能に支持された
筒状のフードプレートを備えたことを特徴とするもので
ある。２段目シールド掘進機のシールド掘進の前に、フ
ードプレートを前進させることにより、突出したフード
プレートの内部に分割カッターヘッドで掘削された掘削
土を回収するチャンバーを形成することができる。In a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the present invention, the second stage shield excavator includes:
A cylindrical hood plate is provided at a front end portion of the sub-body member so as to be movable in the front-rear direction. By advancing the food plate before the shield excavation of the second-stage shield excavator, a chamber for collecting excavated soil excavated by the split cutter head can be formed inside the protruding food plate.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態は、大径の第１
のトンネルを掘進していき、その途中から小径の第２の
トンネルに切換えて掘進することのできる２段式シール
ド掘進機に、本発明を適用した場合の例である。但し、
掘進方向に向かって前後左右を前後左右として説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the large-diameter first
This is an example of the case where the present invention is applied to a two-stage shield excavator that can excavate a tunnel with a small diameter and switch into a second tunnel in the middle of the excavation. However,
The front, rear, left and right in the excavation direction will be described as front, rear, left and right.
【００３５】図１〜図５に示すように、２段式シールド
掘進機１は、カッターヘッド２、胴部材３、胴部材３の
内部の本体フレーム４、スクリューコンベア５、複数の
シールドジャッキ６、エレクタ装置７、真円保持装置
８、後部作業デッキ９等を有し、その前端部分に、２段
目シールド掘進機１０が、２段式シールド掘進機１の軸
心に対して下方へ偏心させた位置に内包状に構成されて
いる。As shown in FIGS. 1 to 5, a two-stage shield machine 1 includes a cutter head 2, a body member 3, a main body frame 4 inside the body member 3, a screw conveyor 5, a plurality of shield jacks 6, It has an erector device 7, a perfect circle holding device 8, a rear work deck 9, and the like, and a second-stage shield excavator 10 is eccentric downwardly with respect to the axis of the two-stage shield excavator 1 at the front end thereof. It is comprised in the position where it included.
【００３６】前記カッターヘッド２は、その一部分の分
割カッターヘッド３０と、残りの本体側カッターヘッド
１１とを有し、本体側カッターヘッド１１は、１対の左
右対称な本体側カッターヘッド分割体１２，１３からな
る。分割カッターヘッド３０の外形は円形に、本体側カ
ッターヘッド１１の外形は分割カッターヘッド３０の上
部を囲撓する三日月状に夫々構成され、これら分割カッ
ターヘッド３０と本体側カッターヘッド１１が所定の位
置関係（図２参照）で、カッターヘッド２の外形が略円
形になる。The cutter head 2 has a partly divided cutter head 30 and the remaining main body-side cutter head 11, and the main body-side cutter head 11 comprises a pair of left-right symmetric main body-side cutter head divided bodies 12 , 13. The outer shape of the divided cutter head 30 is circular, and the outer shape of the main body cutter head 11 is formed in a crescent shape surrounding and bending the upper part of the divided cutter head 30. The divided cutter head 30 and the main body cutter head 11 are positioned at predetermined positions. Due to the relationship (see FIG. 2), the outer shape of the cutter head 2 becomes substantially circular.
【００３７】２段式シールド掘進機１の全体を用いて大
径の第１のトンネルを掘進する際、分割カッターヘッド
３０と本体側カッターヘッド１１は、前記所定の位置関
係で複数の連結部材１４，１５（連結手段に相当する）
により一体的に連結され、２段目シールド掘進機１０に
よるシールド掘進に切換えられる前に、分割カッターヘ
ッド３０と本体側カッターヘッド１１の複数の連結部材
１４，１５による連結が解除される。When excavating a large-diameter first tunnel using the whole of the two-stage shield excavator 1, the divided cutter head 30 and the main body side cutter head 11 are connected to the plurality of connecting members 14 in the predetermined positional relationship. , 15 (corresponding to connecting means)
Before the switch to the shield excavation by the second-stage shield excavator 10, the connection between the divided cutter head 30 and the main body-side cutter head 11 by the plurality of coupling members 14 and 15 is released.
【００３８】ここで、図３に示すように、例えば、各連
結部材１４，１５は油圧シリンダからなり、そのシリン
ダ本体１４ａ，１５ａが分割カッターヘッド３０に移動
可能にガイド支持されるとともに、ピストンロッド１４
ｂ、１５ｂが分割カッターヘッド３０に連結され、シリ
ンダ本体１４ａ，１５ａの先端部の係合部１４ｃ，１５
ｃが、本体側カッターヘッド分割体１２（又は１３）に
形成された凹部１４ｄ，１５ｄに係合され、分割カッタ
ーヘッド３０と本体側カッターヘッド１１が連結されて
いる。Here, as shown in FIG. 3, for example, each of the connecting members 14, 15 is composed of a hydraulic cylinder, and its cylinder bodies 14a, 15a are movably guided and supported by the divided cutter head 30 and have a piston rod. 14
b, 15b are connected to the split cutter head 30, and the engaging portions 14c, 15 at the distal ends of the cylinder bodies 14a, 15a.
c is engaged with the concave portions 14d and 15d formed in the main body side cutter head divided body 12 (or 13), and the divided cutter head 30 and the main body side cutter head 11 are connected.
【００３９】ピストンロッド１４ｂ、１５ｂを退入駆動
することにより、シリンダ本体１４ａ，１５ａが分割カ
ッターヘッド３０側へ移動し、シリンダ本体１４ａ，１
５ａの係合部１４ｃ，１５ｃが凹部１４ｄ，１５ｄから
係合解除され、分割カッターヘッド３０と本体側カッタ
ーヘッド１１の連結が解除される。尚、２段目シールド
掘進機１０のシールド掘進の際、シリンダ本体１４ａ，
１５ａの大部分は分割カッターヘッド３０内に退入す
る。尚、図示していないが、油圧シリンダに油圧を供給
する為のスイベルジョイントを含む油圧供給系が設けら
れている。By driving the piston rods 14b and 15b to retract, the cylinder bodies 14a and 15a move toward the divided cutter head 30, and the cylinder bodies 14a and 1a are moved.
The engagement portions 14c and 15c of 5a are disengaged from the concave portions 14d and 15d, and the connection between the divided cutter head 30 and the main body side cutter head 11 is released. At the time of the shield excavation of the second-stage shield excavator 10, the cylinder body 14a,
Most of 15a retreats into the split cutter head 30. Although not shown, a hydraulic supply system including a swivel joint for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder is provided.
【００４０】また、本体側カッターヘッド分割体１２，
１３を連結解除可能に連結する為に、ロッドをツイスト
させるツイスト機能とロッドを進退させるストローク機
能を有する油圧シリンダ１６が設けられている。油圧シ
リンダ１６のシリンダ本体１６ａがカッターヘッド分割
体１２に固定され、油圧シリンダ１６のピストンロッド
１６ｂの先端部に小判状のクランプ部１６ｃが設けら
れ、本体側カッターヘッド分割体１２，１３のフレーム
には小判孔１６ｄが形成されている。Further, the main body side cutter head divided body 12,
A hydraulic cylinder 16 having a twist function for twisting the rod and a stroke function for moving the rod forward and backward is provided to connect the connection 13 releasably. A cylinder main body 16a of the hydraulic cylinder 16 is fixed to the cutter head divided body 12, and an oval-shaped clamp portion 16c is provided at a tip end of a piston rod 16b of the hydraulic cylinder 16, and a frame of the main body side cutter head divided bodies 12 and 13 is provided. Has an oval hole 16d.
【００４１】つまり、ピストンロッド１６ｂを小判孔１
６ｄに挿通させ、小判状のクランプ部１６ｃを小判孔１
６ｄに対して９０度回転させた状態で、ピストンロッド
１６ｂを退入駆動することにより、クランプ部１６ｃが
本体側カッターヘッド分割体１３のフレームに圧接し
て、本体側カッターヘッド分割体１２，１３が連結され
る。また、小判状のクランプ部１６ｃを小判孔１６ｄと
同じ方向を向けて、ピストンロッド１６ｂを退入駆動す
ることにより、クランプ部１６ｃが本体側カッターヘッ
ド分割体１２側へ移動し、本体側カッターヘッド分割体
１２，１３の連結が解除される。尚、図示していない
が、油圧シリンダ１６に油圧を供給する為のスイベルジ
ョイントを含む油圧供給系が設けられている。That is, the piston rod 16b is connected to the oval hole 1
6d, and the oval-shaped clamp portion 16c is inserted into the oval hole 1.
When the piston rod 16b is driven to retract in a state where the piston rod 16b is rotated by 90 degrees with respect to 6d, the clamp portion 16c is pressed against the frame of the main body-side cutter head divided body 13, and the main body-side cutter head divided bodies 12, 13 Are linked. Further, by moving the oval-shaped clamp portion 16c in the same direction as the oval hole 16d and driving the piston rod 16b into and out, the clamp portion 16c moves to the main body side cutter head divided body 12 side, and the main body side cutter head The connection between the divided bodies 12 and 13 is released. Although not shown, a hydraulic supply system including a swivel joint for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder 16 is provided.
【００４２】胴部材３の内部の前端部よりも少し後側
に、隔壁２０を含む本体フレーム４が固着され、本体フ
レーム４に形成された円形開口２１に、２段目シールド
掘進機１０の副胴部材３１が前方へ移動可能に内嵌され
ている。尚、本体フレーム４と副胴部材３１の間は、図
示略の止水機構により止水されている。The main body frame 4 including the partition wall 20 is fixed to the inside of the body member 3 slightly behind the front end, and a sub-opening of the second-stage shield excavator 10 is inserted into a circular opening 21 formed in the main body frame 4. The body member 31 is fitted inside so as to be movable forward. The space between the main body frame 4 and the sub-body member 31 is stopped by a water stop mechanism (not shown).
【００４３】胴部材３の内面部には、本体フレーム４の
後側において環状フレーム２３が固着され、この環状フ
レーム２３に、複数のシールドジャッキ６が挿通状に固
着され、周方向適当間隔おきに後方向きに配設されてい
る。各シールドジャッキ６のピストンロッドの後端部に
はスプレッダー６ａが連結され、シールドジャッキ６に
よりスプレッダー６ａを介してセグメントＳの前端を後
方へ押すことで掘進の推力を発生させる。An annular frame 23 is fixed to the inner surface of the body member 3 on the rear side of the body frame 4, and a plurality of shield jacks 6 are fixed to the annular frame 23 so as to be inserted at appropriate intervals in the circumferential direction. It is arranged facing backward. A spreader 6a is connected to the rear end of the piston rod of each shield jack 6, and the shield jack 6 pushes the front end of the segment S backward through the spreader 6a to generate a thrust for excavation.
【００４４】前記エレクタ装置７は、カッターヘッド２
で掘削されたトンネルＴの内面にセグメントＳを構築す
る一般的な装置であり、環状フレーム２３にブラケット
２４を介して夫々取付けられた複数のローラ２５により
回転可能に支持された可動フレーム２６、可動フレーム
２６を回転駆動する駆動モータ（図示略）、可動フレー
ム２６に取付けられたエレクタ本体２７等を有する。The erector device 7 includes the cutter head 2
Is a general apparatus for constructing a segment S on the inner surface of a tunnel T excavated by a movable frame 26 rotatably supported by a plurality of rollers 25 respectively attached to an annular frame 23 via a bracket 24. It has a drive motor (not shown) for driving the frame 26 to rotate, an erector main body 27 attached to the movable frame 26, and the like.
【００４５】前記真円保持装置８は、エレクタ装置７に
より１リング分のセグメントＳを構築した後、その１リ
ング分のセグメントＳの真円を一定期間（少なくとも次
の１リング分のセグメントが構築されるまで）保持する
為の一般的な装置であり、後部作業デッキ９に支持され
たセグメント支持部材２８等を有する。After constructing a segment S for one ring by the erector device 7, the perfect circle holding device 8 draws a perfect circle of the segment S for one ring for a certain period (at least a segment for at least the next one ring is constructed). This device is a general device for holding, and has a segment support member 28 supported by the rear work deck 9 and the like.
【００４６】前記２段目シールド掘進機１０は、分割カ
ッターヘッド３０、副胴部材３１、副胴部材３１の内部
の副本体フレーム３２、複数のシールドジャッキ３３、
エレクタ装置３４等を有し、２段式シールド掘進機１か
ら分離発進する前に、残りのシールドジャッキ３３、エ
レクタ本体３４ｂ、真円保持装置３５、後部作業デッキ
３６等も装着され、スクリューコンベア５が共通に使用
される（図８参照）。The second-stage shield machine 10 includes a divided cutter head 30, a sub-body member 31, a sub-body frame 32 inside the sub-body member 31, a plurality of shield jacks 33,
Before the separation start from the two-stage shield excavator 1, the remaining shield jack 33, the elector body 34 b, the roundness holding device 35, the rear work deck 36, etc. are also mounted, and the screw conveyor 5 is provided. Are commonly used (see FIG. 8).
【００４７】副胴部材３１の内部の前端部よりも少し後
側に、隔壁２０と同じ前後位置の隔壁４０を含む副本体
フレーム３２が固着され、これら隔壁２０，４０の前側
において胴部材３の先端部分に囲まれた部分が、２段式
シールド掘進機１全体のシールド掘進の際に、カッター
ヘッド２で掘削された掘削土を回収するチャンバー１９
に形成される。A sub-body frame 32 including a partition wall 40 at the same front and rear position as the partition wall 20 is fixed to the rear of the inside of the sub-body member 31 slightly behind the front end portion. A portion surrounded by the tip portion is a chamber 19 for collecting excavated soil excavated by the cutter head 2 when the shield excavation of the entire two-stage shield excavator 1 is performed.
Formed.
【００４８】また、副胴部材３２の前端部分には、前後
方向へ移動可能に支持された筒状のフードプレート３７
が設けられ、２段式シールド掘進機１の全体によるシー
ルド掘進の際には、副本体フレーム３２内に退入してい
るが、２段目シールド掘進機１０のシールド掘進の際
に、フードプレート３７が前方へ移動して突出し、隔壁
４０の前側においてフードプレート３７が囲まれた部分
に、分割カッターヘッド３０で掘削された掘削土を回収
するチャンバー３８が形成される（図９参照）。A cylindrical hood plate 37 supported movably in the front-rear direction is provided at the front end of the sub-body member 32.
When the shield excavation is performed by the entirety of the two-stage shield excavator 1, the shield retreats into the sub-body frame 32. However, when the shield excavation of the second-stage shield excavator 10 is performed, the hood plate is 37 moves forward and protrudes, and a chamber 38 for collecting excavated soil excavated by the divided cutter head 30 is formed in a portion surrounded by the hood plate 37 on the front side of the partition wall 40 (see FIG. 9).
【００４９】ここで、スクリューコンベア５は、その高
さが予め副胴部材３２の上端よりも低く、その前端部分
は副胴部材３１の内部を通るように構成され、２段式シ
ールド掘進機１全体の掘進の際にはチャンバー１９、シ
ールド掘進を２段目シールド掘進機１０のシールド掘進
の際にはチャンバー３８に回収された掘削土を外部へ搬
送できるように構成してある。Here, the screw conveyor 5 is configured such that its height is lower than the upper end of the sub-body member 32 in advance and its front end portion passes through the inside of the sub-body member 31. When the whole excavation is performed, the chamber 19 is constructed, and when the shield excavation is performed by the second-stage shield excavator 10, the excavated soil collected in the chamber 38 can be transported to the outside.
【００５０】副胴部材３１の内面部には、副本体フレー
ム３２の後側において環状フレーム４１が固着され、こ
の環状フレーム４１に、複数のシールドジャッキ３３が
周方向適当間隔おきに後方向きに挿通状に固定され、各
シールドジャッキ３３のピストンロッドの後端部にはス
プレッダー３３ａが連結されている。尚、エレクタ装置
３４、真円保持装置３５、後部作業デッキ３６等は、前
記エレクタ装置７、真円保持装置８、後部作業デッキ９
等よりも小型に構成されるが、その構造は基本的に同じ
であるので説明を省略する。An annular frame 41 is fixed to the inner surface of the sub-body member 31 at the rear side of the sub-body frame 32. A plurality of shield jacks 33 are inserted through the annular frame 41 rearward at appropriate circumferential intervals. Spreaders 33a are connected to the rear ends of the piston rods of the shield jacks 33. The erector device 34, the perfect circle holding device 35, the rear work deck 36, etc.
Although the configuration is smaller than the above, the structure is basically the same, and the description is omitted.
【００５１】さて、この２段式シールド掘進機１には、
分割カッターヘッド３０をトンネルの軸心と直交する面
内で揺動自在に副本体フレーム３２に支承する複数（例
えば、５組）の第１クランク機構５０，５５、分割カッ
ターヘッド３０を複数の第１クランク機構５０を介して
揺動駆動する複数の揺動駆動機構６０、本体側カッター
ヘッド１１の左側の本体側カッターヘッド分割体１２を
トンネルの軸心と直交する面内で揺動自在に本体フレー
ム４に支承する複数（例えば、３組）の第２クランク機
構７０、本体側カッターヘッド１１の右側の本体側カッ
ターヘッド分割体１３を揺動自在に本体フレーム４に支
承する複数（例えば、３組）の第２クランク機構７１が
設けられている。Now, this two-stage shield machine 1
A plurality of (for example, five) first crank mechanisms 50 and 55 for swingably supporting the divided cutter head 30 on the sub-body frame 32 in a plane orthogonal to the axis of the tunnel, and a plurality of divided cutter heads 30 A plurality of oscillating drive mechanisms 60 oscillating through one crank mechanism 50, and a main body-side cutter head divided body 12 on the left side of the main body-side cutter head 11 is oscillated in a plane orthogonal to the axis of the tunnel. A plurality of (for example, three) second crank mechanisms 70 supported on the frame 4 and a plurality (for example, three) of the main body-side cutter head divided bodies 13 on the right side of the main body-side cutter head 11 are swingably supported on the main body frame 4. (Set) of the second crank mechanism 71 is provided.
【００５２】更に、この２段式シールド掘進機１には、
左側の本体側カッターヘッド分割体１２を複数の第２ク
ランク機構７０を介して揺動駆動する複数の本体側揺動
駆動機構８０、右側の本体側カッターヘッド分割体１３
を複数の第２クランク機構７１を介して揺動駆動する複
数の本体側揺動駆動機構８１が設けられている。尚、第
１クランク機構５０，５５のクランク半径は、第２クラ
ンク機構７０，７１のクランク半径と同径である。Further, in this two-stage shield machine 1,
A plurality of body-side swing drive mechanisms 80 for swingingly driving the left body-side cutter head divided body 12 via the plurality of second crank mechanisms 70, and a right body-side cutter head divided body 13
There are provided a plurality of main body side swing drive mechanisms 81 which swing drive the plurality of main body through a plurality of second crank mechanisms 71. Note that the crank radii of the first crank mechanisms 50 and 55 are the same as the crank radii of the second crank mechanisms 70 and 71.
【００５３】各第１クランク機構５０はクランク部材５
１を有し、クランク部材５１の前端部が分割カッターヘ
ッド３０のフレーム交差部３０ａに回転自在に連結さ
れ、クランク部材５１の後端部分が軸受け５２，５３を
介して副本体フレーム３２に回転自在に支持されてい
る。第１クランク機構５５はクランク部材５６を有し、
クランク部材５６の前端部が分割カッターヘッド３０の
フレーム取付部３０ｂに連結され、クランク部材５６の
後端部分が副本体フレーム３２に回転自在に支持されて
いる。Each first crank mechanism 50 includes a crank member 5
1, the front end of the crank member 51 is rotatably connected to the frame crossing portion 30a of the divided cutter head 30, and the rear end of the crank member 51 is rotatable to the sub-body frame 32 via bearings 52 and 53. It is supported by. The first crank mechanism 55 has a crank member 56,
The front end of the crank member 56 is connected to the frame mounting portion 30b of the divided cutter head 30, and the rear end of the crank member 56 is rotatably supported by the sub-body frame 32.
【００５４】各揺動駆動機構６０は、副本体フレーム３
２の隔壁４０の後部側に装着された油圧モータ６１を有
し、油圧モータ６１の出力軸に固着された駆動ギヤ６２
が、軸受け５２，５３の間においてクランク部材５１に
固着されたギヤ部材６３に噛合し、複数の揺動駆動機構
６０の油圧モータ６１を同期駆動することにより、分割
カッターヘッド３０が複数の第１クランク機構５０を介
して揺動駆動される。Each swing drive mechanism 60 is mounted on the sub-body frame 3.
A drive gear 62 fixed to an output shaft of the hydraulic motor 61, the hydraulic gear 61 having a hydraulic motor 61 mounted on the rear side of the second partition 40;
Meshes with a gear member 63 fixed to the crank member 51 between the bearings 52 and 53, and synchronously drives the hydraulic motors 61 of the plurality of swing drive mechanisms 60, so that the divided cutter head 30 can move the plurality of first cutter heads 30. The swing driving is performed via the crank mechanism 50.
【００５５】各第２クランク機構７０，７１及び各本体
側揺動駆動機構８０，８１は、第１クランク機構５１及
び揺動駆動機構６０と同様の構造であるので、同一符号
を付して説明を省略する。尚、複数の本体側揺動駆動機
構８０，８１と複数の連結部材１４，１５が同期揺動手
段に相当する。Each of the second crank mechanisms 70 and 71 and each of the main body side swing drive mechanisms 80 and 81 have the same structure as the first crank mechanism 51 and the swing drive mechanism 60. Is omitted. Note that the plurality of body-side swing drive mechanisms 80 and 81 and the plurality of connecting members 14 and 15 correspond to synchronous swing means.
【００５６】次に、２段式シールド掘進機１により、大
径側の第１のトンネルＴとこの第１のトンネルに連通す
る小径側の第２のトンネルＴａを連続的に形成する工程
について、図６〜図１２を参照して説明する。Next, the step of continuously forming the first tunnel T on the large diameter side and the second tunnel Ta on the small diameter side communicating with the first tunnel by the two-stage shield excavator 1 will be described. This will be described with reference to FIGS.
【００５７】尚、分割カッータヘッド３０と本体側カッ
ターヘッド１１の揺動角度が同じとき（図２参照）、本
体側カッターヘッド１１と分割カッターヘッド３０が前
記所定の位置関係になり、カッターヘッド２の外形が略
円形になり、この状態で、本体側カッターヘッド１１と
分割カッターヘッド３０が複数の連結部材１４，１５に
より連結解除可能である。When the divided cutter head 30 and the main body cutter head 11 have the same swinging angle (see FIG. 2), the main body cutter head 11 and the divided cutter head 30 have the above-mentioned predetermined positional relationship, and The outer shape becomes substantially circular. In this state, the connection between the main body side cutter head 11 and the divided cutter head 30 can be released by the plurality of connecting members 14 and 15.
【００５８】先ず、２段式シールド掘進機１の全体を用
いてシールド掘進する際、本体側カッターヘッド１１と
分割カッターヘッド３０を複数の連結部材１４，１５で
連結した状態で、胴部材３とカッターヘッド２等を複数
のシールドジャッキ６で前進させつつ、揺動駆動機構６
０、本体側揺動駆動機構８０，８１を同期駆動すること
により、カッターヘッド２がその姿勢を保持して一体的
に揺動駆動され、カッターヘッド２よりも少し大径の円
形断面の第１のトンネルＴが掘削される。First, when the shield excavation is performed using the entire two-stage shield excavator 1, the main body side cutter head 11 and the divided cutter head 30 are connected to the body member 3 with the plurality of connecting members 14 and 15 connected thereto. While the cutter head 2 and the like are advanced by the plurality of shield jacks 6, the swing drive mechanism 6
0, by synchronously driving the main body side swing drive mechanisms 80 and 81, the cutter head 2 is integrally swing-driven while maintaining its posture, and has a first circular cross section slightly larger in diameter than the cutter head 2. Tunnel T is excavated.
【００５９】その後、２段式シールド掘進機１の全体に
よるシールド掘進を停止した後、図６に示すように、組
付けられた前端のセグメントＳとシールドジャッキ６の
スプレッダー６ａの間に反力受け９０を介装してバッキ
ング防止施工を行い、その後、一部（下端部分）のシー
ルドジャッキ６、エレクタ装置７、真円保持装置８、後
部作業デッキ９等を解体除去する。Then, after the shield excavation by the entire two-stage shield excavator 1 is stopped, a reaction force is received between the assembled front end segment S and the spreader 6a of the shield jack 6, as shown in FIG. The backing prevention work is performed by interposing the 90, and thereafter, the shield jack 6, the elector device 7, the perfect circle holding device 8, the rear work deck 9, etc. of a part (lower end portion) are dismantled and removed.
【００６０】次に、図７に示すように、カッターヘッド
２の本体側カッターヘッド１１と分割カッターヘッド３
０の、複数の連結部材１４，１５による連結を解除する
とともに、図８に示すように、２段目シールド掘進機１
０に、下端部分に対応する残りのシールドジャッキ３
３、エレクタ本体３４ｂ、真円保持装置３５、後部作業
デッキ３６等を取付ける。Next, as shown in FIG. 7, the main body side cutter head 11 of the cutter head 2 and the divided cutter head 3
0, the connection by the plurality of connecting members 14 and 15 is released, and as shown in FIG.
0, the remaining shield jack 3 corresponding to the lower end
3. Attach the erector body 34b, the perfect circle holding device 35, the rear work deck 36, and the like.
【００６１】次に、本体側カッターヘッド１１の１対の
本体側カッターヘッド分割体１２，１３が連結されてい
る場合には、油圧シリンダ１６を操作してその連結を解
除した後、複数の本体側揺動駆動機構８０により、複数
の第２クランク機構７０のクランク部材５１を正面視に
て時計回りに約４５度回動させるとともに、複数の本体
側揺動駆動機構８１により、複数の第２クランク機構７
１のクランク部材５１を正面視にて反時計回りに約４５
度回動させる。Next, when a pair of the main body side cutter head divided bodies 12 and 13 of the main body side cutter head 11 are connected, the hydraulic cylinder 16 is operated to release the connection, and then a plurality of main body side cutter heads are separated. The side swing drive mechanism 80 rotates the crank members 51 of the plurality of second crank mechanisms 70 clockwise by about 45 degrees in front view, and the plurality of second swing mechanisms Crank mechanism 7
The first crank member 51 is rotated approximately 45 counterclockwise in a front view.
Rotate degrees.
【００６２】すると、図４に示すように、１対の本体側
カッターヘッド分割体１２，１３が左右に分離し、２段
目シールド掘進機１０の前方が完全に開放され、２段目
シールド掘進機１０が前方へ発進可能になり、次に、図
９に示すように、反力受け部材９１を胴部材３に固定的
に装着するとともに、フードプレート３７を前進させ
て、２段目シールド掘進機１０のチャンバー３８を形成
する。Then, as shown in FIG. 4, the pair of main body side cutter head divided bodies 12 and 13 are separated into right and left, the front of the second shield excavator 10 is completely opened, and the second shield excavator 10 is opened. Then, the machine 10 can start moving forward, and then, as shown in FIG. 9, the reaction force receiving member 91 is fixedly attached to the body member 3 and the hood plate 37 is moved forward to excavate the second-stage shield. The chamber 38 of the machine 10 is formed.
【００６３】その後、２段目シールド掘進機１０による
シールド掘進に切換わり、図１０に示すように、反力受
け部材９１を利用し、エレクタ装置３４により仮セグメ
ントＳａを組立てつつ、その仮セグメントＳａを複数の
シールドジャッキ３３で押して、２段目シールド掘進機
１０を発進させ所定距離前方へ移動させる。After that, the mode is switched to the shield excavation by the second-stage shield excavator 10, and as shown in FIG. 10, the temporary segment Sa is assembled by the Is pushed by a plurality of shield jacks 33 to start the second-stage shield excavator 10 and move it forward by a predetermined distance.
【００６４】次に、図１１に示すように、組付けられた
仮セグメントＳａの一部を一旦取外して、副胴部材３１
の後端部にテールプレート３１ａを溶接等により順次装
着した後、図１２に示すように、再び、仮セグメントＳ
ａを組立ててから、２段目シールド掘進機１０の掘進を
再開する。Next, as shown in FIG. 11, a part of the assembled temporary segment Sa is once removed, and
After the tail plate 31a is sequentially attached to the rear end portion by welding or the like, as shown in FIG.
After assembling a, the excavation of the second-stage shield excavator 10 is restarted.
【００６５】２段目シールド掘進機１０のシールド掘進
の際、副胴部材３１とともに分割カッターヘッド３０を
複数のシールドジャッキ３３で前進させつつ、複数の揺
動駆動機構６０により、分割カッターヘッド３０が複数
の第１クランク機構６０を介して揺動駆動され、分割カ
ッターヘッド３０よりも大径の円形断面の第２のトンネ
ルＴａが、第１のトンネルＴの掘削後続け掘削されてい
く。At the time of the shield excavation of the second-stage shield excavator 10, the divided cutter head 30 is advanced by the plural swing jacks 33 while the divided cutter head 30 is advanced by the plural shield jacks 33 together with the sub-body member 31. The second tunnel Ta, which is swingably driven through the plurality of first crank mechanisms 60 and has a circular cross section larger in diameter than the divided cutter head 30, is continuously excavated after the first tunnel T is excavated.
【００６６】この２段式シールド掘進機１によれば、２
段式シールド掘進機１の全体を用いてシールド掘進する
際、分割カッターヘッド３０と本体側カッターヘッド１
１とを連結部材１４，１５で連結した状態で、複数の揺
動駆動機構６０により分割カッターヘッド３０を複数の
第１クランク機構５０を介して揺動駆動しつつ、複数の
本体側揺動駆動機構８０，８１により本体側カッターヘ
ッド１１を複数の第２クランク機構７０，７１を介して
分割カッターヘッド３０の揺動運動に同期させ揺動駆動
することができるため、分割カッターヘッド３０と本体
側カッターヘッド１１（カッターヘッド２）により、カ
ッターヘッド２と略同形の第１のトンネルＴを掘削する
ことができる。According to the two-stage shield machine 1,
When performing shield excavation using the entirety of the step-type shield excavator 1, the divided cutter head 30 and the main body side cutter head 1
In a state where the first cutter mechanism 30 and the first cutter mechanism 30 are connected by the connecting members 14 and 15, the plurality of swing drive mechanisms 60 swing the split cutter head 30 through the plurality of first crank mechanisms 50 and a plurality of main body swing drives. Since the main body side cutter head 11 can be oscillated by the mechanisms 80 and 81 in synchronization with the oscillating movement of the divided cutter head 30 via the plurality of second crank mechanisms 70 and 71, the divided cutter head 30 and the main body side can be driven. The first tunnel T having substantially the same shape as the cutter head 2 can be excavated by the cutter head 11 (cutter head 2).
【００６７】更に、カッターヘッド２を本体側カッター
ヘッド１１と分割カッターヘッド３０とに分割し、分割
カッターヘッド３０を揺動駆動する揺動駆動機構６０を
設けたので、第１のトンネルＴの掘進後に、分割カッタ
ーヘッド３０を有する２段目シールド掘進機１０を容易
に分離発進させることが可能になり、第１のトンネルＴ
の掘削後、２段目シールド掘進機１０により、分割カッ
ターヘッド３０と略同形の第２のトンネルＴａを連続的
に掘削することができる。従って、第１，第２トンネル
Ｔ，Ｔａを所望の位置関係で接続できるように、２段目
シールド掘進機１０を分離発進させたい所望の位置に予
め配置することができるので、第１，第２トンネルＴ，
Ｔａの接続関係を自由に設定できる。Further, the cutter head 2 is divided into the main body side cutter head 11 and the divided cutter head 30, and the swing drive mechanism 60 for swinging and driving the divided cutter head 30 is provided. Later, the second shield excavator 10 having the split cutter head 30 can be easily separated and started, and the first tunnel T
, A second tunnel Ta having substantially the same shape as the divided cutter head 30 can be continuously excavated by the second-stage shield machine 10. Therefore, the second-stage shield machine 10 can be previously arranged at a desired position where separation and start is desired so that the first and second tunnels T and Ta can be connected in a desired positional relationship. 2 tunnel T,
The connection relationship of Ta can be set freely.
【００６８】カッターヘッドの支軸を回転駆動する従来
のシールド掘進機に比べると小さな駆動トルクにより、
分割カッターヘッド３０と本体側カッターヘッド１１を
クランク機構５０，５１，７０，７１を介して揺動駆動
することができるため、各揺動駆動機構６０と各本体側
揺動駆動機構８０，８１の製作コスト面で有利になる
し、カッターヘッド２の前面部に取付けられた多数のビ
ットの使用頻度（掘削負荷）が略一様になりそれらの摩
耗を防止することもできる。With a small driving torque as compared with the conventional shield excavator that rotationally drives the spindle of the cutter head,
Since the divided cutter head 30 and the main body-side cutter head 11 can be oscillated via the crank mechanisms 50, 51, 70, 71, each of the oscillating drive mechanisms 60 and each of the main body-side oscillating drive mechanisms 80, 81 can be driven. This is advantageous in terms of manufacturing cost, and the frequency of use (digging load) of a large number of bits attached to the front portion of the cutter head 2 becomes substantially uniform, so that their wear can be prevented.
【００６９】２段目シールド掘進機１０を分離発進させ
る際、掘進方向以外に移動させる為の装備を省略できる
ため構造が著しく簡単化するし、２段式シールド掘進機
１０が内包されている部分の止水対策を簡単に施すこと
ができ、製作コストも格段に低減する。When separating and starting the second-stage shield machine 10, equipment for moving the shield machine in a direction other than the excavation direction can be omitted, so that the structure is significantly simplified, and a portion in which the two-stage shield machine 10 is included. Waterproofing measures can be easily taken, and the manufacturing cost is significantly reduced.
【００７０】複数の第１クランク機構５０，５５によ
り、分割カッターヘッド３０を揺動自在に副本体フレー
ム３２に支承するとともに、第１クランク機構と５０，
５５と等クランク半径の複数の第２クランク機構７０，
７１により、本体側カッターヘッド１１も揺動自在に本
体フレーム４に支承することで、本体側カッターヘッド
１１を分割カッターヘッド３０の揺動運動に確実に同期
させることができる。The divided cutter head 30 is swingably supported on the sub-body frame 32 by a plurality of first crank mechanisms 50, 55, and the first crank mechanism 50, 55
55, a plurality of second crank mechanisms 70 having the same crank radius as 55,
The main body-side cutter head 11 is also supported by the main body frame 4 so as to be swingable by the 71, so that the main body-side cutter head 11 can be reliably synchronized with the swinging motion of the divided cutter head 30.
【００７１】本体側揺動駆動機構８０，８１を設けるこ
とにより、特に、本体側カッターヘッド１１が大型であ
っても、本体側カッターヘッド１１を独立に駆動して分
割カッターヘッド３０の揺動運動に同期させて揺動駆動
できる。更に、複数の連結部材１４，１５により、分割
カッターヘッド３０と本体側カッターヘッド１１を機械
的に連結することで、本体側カッターヘッド１１を独立
に駆動しても、分割カッターヘッド３０の揺動運動に簡
単且つ確実に同期させることができる。By providing the main body side swing drive mechanisms 80 and 81, even if the main body side cutter head 11 is large in size, the main body side cutter head 11 is driven independently to allow the divided cutter head 30 to swing. Can be oscillated in synchronization with. Further, by mechanically connecting the divided cutter head 30 and the main body-side cutter head 11 by the plurality of connecting members 14 and 15, even if the main body-side cutter head 11 is driven independently, the divided cutter head 30 is swung. Simple and reliable synchronization with exercise.
【００７２】２段目シールド掘進機１０のシールド掘進
の際、１対の本体側カッターヘッド分割体１２，１３
を、複数の第２クランク機構７０，７１を介して本体側
揺動駆動機構８０，８１を夫々独立に揺動させ分割する
ことで、２段目シールド掘進機１０の前方を開放しその
発進スペースを確実に確保することができる。At the time of shield excavation of the second-stage shield excavator 10, a pair of main body side cutter head divided bodies 12, 13 are provided.
Is divided by independently swinging the main body side swing drive mechanisms 80 and 81 via the plurality of second crank mechanisms 70 and 71, thereby opening the front of the second-stage shield excavator 10 and starting space thereof. Can be reliably ensured.
【００７３】２段目シールド掘進機１０によるシールド
掘進の切換え前及び切換え後において共通のスクリュー
コンベア５を使用できるため、製作コスト的に非常に有
利になるし、２段目シールド掘進機１０に切換える際の
作業も簡単化する。２段目シールド掘進機１０のシール
ド掘進の前に、フードプレート３７を前進させることに
より、フードプレート３７の内部に分割カッターヘッド
３０で掘削された掘削土を回収するチャンバー３８を形
成することができる。Since the common screw conveyor 5 can be used before and after the switching of the shield excavation by the second-stage shield excavator 10, it is very advantageous in terms of manufacturing cost, and is switched to the second-stage shield excavator 10. The task at the time is also simplified. Before the shield excavation of the second-stage shield excavator 10, the hood plate 37 is advanced, so that a chamber 38 for collecting excavated soil excavated by the split cutter head 30 can be formed inside the hood plate 37. .
【００７４】次に、前記実施形態を部分的に変更した別
実施形態について説明する。 １〕図１３、図１４の第１別実施形態の２段式シールド
掘進機１Ａは、カッターヘッド２Ａと胴部材３Ａと本体
フレーム４Ａ等を備え、カッターヘッド２Ａの分割カッ
ターヘッド３０Ａと副胴部材３１Ａと副本体フレーム３
２Ａとを含む２段目シールド掘進機１０Ａが内包状に構
成されている。Next, another embodiment in which the above embodiment is partially modified will be described. 1] A two-stage shield machine 1A according to a first alternative embodiment shown in FIGS. 13 and 14 includes a cutter head 2A, a body member 3A, a main body frame 4A, etc., and a divided cutter head 30A of the cutter head 2A and a sub-body member. 31A and sub body frame 3
A second stage shield excavator 10A including the second excavator 2A and the second excavator 2A is formed in an inclusive shape.
【００７５】２段式シールド掘進機１Ａのカッターヘッ
ド２Ａは、その一部分の矩形状の分割カッターヘッド３
０Ａと、残りの部分の複数の本体側カッターヘッド分割
体１２Ａ，１３Ａ，１４Ａからなる本体側カッターヘッ
ド１１Ａとを有し、分割カッターヘッド３０Ａは複数の
第１クランク機構５０Ａにより揺動自在に副本体フレー
ム３２Ａに支承され、本体側カッターヘッド１１Ａの本
体側カッターヘッド分割体１２Ａ，１３Ａ，１４Ａは複
数の第２クランク機構７０Ａ，７１Ａ，７２Ａにより揺
動自在に本体フレーム４Ａに夫々支承されている。The cutter head 2A of the two-stage shield excavator 1A has a rectangular divided cutter head 3
0A and a main body-side cutter head 11A composed of a plurality of main-body-side cutter head divided bodies 12A, 13A, and 14A in the remaining portion. The divided cutter head 30A is pivotally supported by a plurality of first crank mechanisms 50A. The main body side cutter head divided body 12A, 13A, 14A of the main body side cutter head 11A is supported by the main body frame 32A, and is swingably supported by the main body frame 4A by a plurality of second crank mechanisms 70A, 71A, 72A, respectively. .
【００７６】分割カッターヘッド３０Ａは揺動駆動機構
（図示略）により第１クランク機構５０Ａを介して揺動
駆動され、本体側カッターヘッド分割体１２Ａ，１３
Ａ，１４Ａは、本体側揺動駆動機構（図示略）により第
２クランク機構７０Ａ，７１Ａ，７２Ａを介して夫々揺
動駆動される。The divided cutter head 30A is oscillated by an oscillating drive mechanism (not shown) via a first crank mechanism 50A, and the main body side cutter head divided bodies 12A and 13A are driven.
A and 14A are oscillated by a main body oscillating drive mechanism (not shown) via second crank mechanisms 70A, 71A and 72A, respectively.
【００７７】図１３に示すように、２段式シールド掘進
機１Ａの全体によるシールド掘進の際、カッターヘッド
２Ａの外形は略円形になり、この状態で、分割カッター
ヘッド３０Ａと本体側カッターヘッド１１Ａが同期して
揺動駆動され、カッターヘッド２Ａと略同形の円形断面
の第１のトンネルが掘削され、その後、図１４に示すよ
うに、本体側カッターヘッド分割体１２Ａ，１３Ａを左
右に、本体側カッターヘッド分割体１４Ａを下方に分離
すると、２段目シールド掘進機１０Ａが発進可能にな
り、２段目シールド掘進機１０Ａのシールド掘進に切換
わると、分割カッターヘッド３０Ａと略同形の矩形断面
の第２のトンネルが連続的に掘削される。As shown in FIG. 13, when the shield excavation is performed by the entire two-stage shield excavator 1A, the outer shape of the cutter head 2A becomes substantially circular. In this state, the divided cutter head 30A and the main body side cutter head 11A are formed. Are synchronously driven to oscillate to excavate a first tunnel having a circular cross section substantially the same shape as the cutter head 2A, and thereafter, as shown in FIG. When the side cutter head split body 14A is separated downward, the second-stage shield excavator 10A can be started. When the shield excavation of the second-stage shield excavator 10A is switched, a rectangular cross section having substantially the same shape as the divided cutter head 30A is formed. Is continuously excavated.
【００７８】２〕図１５、図１６の第２別実施形態の２
段式シールド掘進機１Ｂは、カッターヘッド２Ｂと胴部
材３Ｂと本体フレーム４Ｂ等を備え、カッターヘッド２
Ｂの分割カッターヘッド３０Ｂと副胴部材３１Ｂと副本
体フレーム３２Ｂとを含む２段目シールド掘進機１０Ｂ
が内包状に構成されている。2] FIG. 15 and FIG. 16 show a second embodiment of the second embodiment.
The step type shield machine 1B includes a cutter head 2B, a body member 3B, a main body frame 4B, and the like.
B second-stage shield excavator 10B including a split cutter head 30B of B, a sub-body member 31B, and a sub-body frame 32B.
Are formed in an inclusive shape.
【００７９】２段式シールド掘進機１Ｂのカッターヘッ
ド２Ｂは、その一部分の矩形状の分割カッターヘッド３
０Ｂと、残りの部分の１対の左右対称な本体側カッター
ヘッド分割体１２Ｂ，１３Ｂからなる本体側カッターヘ
ッド１１Ｂとを有し、分割カッターヘッド３０Ｂは複数
の第１クランク機構５０Ｂにより揺動自在に副本体フレ
ーム３２Ｂに支承され、本体側カッターヘッド１１Ｂの
本体側カッターヘッド分割体１２Ｂ，１３Ｂは複数の第
２クランク機構７０Ｂ，７１Ｂにより揺動自在に本体フ
レーム４Ｂに夫々支承されている。The cutter head 2B of the two-stage shield machine 1B has a rectangular divided cutter head 3
0B and a main body-side cutter head 11B composed of a pair of left-right symmetric main body-side cutter head divided bodies 12B and 13B, and the divided cutter head 30B is swingable by a plurality of first crank mechanisms 50B. The main body-side cutter head 11B is supported on the sub-body frame 32B, and the main body-side cutter head divided bodies 12B and 13B of the main body-side cutter head 11B are supported on the main body frame 4B so as to be swingable by a plurality of second crank mechanisms 70B and 71B.
【００８０】分割カッターヘッド３０Ｂは揺動駆動機構
（図示略）により第１クランク機構５０Ｂを介して揺動
駆動され、本体側カッターヘッド分割体１２Ｂ，１３Ｂ
は、本体側揺動駆動機構（図示略）により第２クランク
機構７０Ｂ，７１Ｂを介して夫々揺動駆動される。The divided cutter head 30B is oscillated by an oscillating drive mechanism (not shown) via a first crank mechanism 50B, and the main body side cutter head divided bodies 12B, 13B
Are driven by a main body side swing drive mechanism (not shown) via the second crank mechanisms 70B and 71B.
【００８１】図１５に示すように、２段式シールド掘進
機１Ｂの全体によるシールド掘進の際、カッターヘッド
２Ｂの外形は矩形になり、この状態で、分割カッターヘ
ッド３０Ｂと本体側カッターヘッド１１Ｂが同期して揺
動駆動され、カッターヘッド２Ｂと略同形の矩形断面の
第１のトンネルが掘削され、その後、図１６に示すよう
に、本体側カッターヘッド分割体１２Ｂ，１３Ｂを左右
に分離すると、２段目シールド掘進機１０Ｂが発進可能
になり、２段目シールド掘進機１０Ｂのシールド掘進に
切換わると、分割カッターヘッド３０Ｂと略同形の第２
のトンネルが連続的に掘削される。その他前記実施形態
と同様の作用・効果を奏する。As shown in FIG. 15, when the shield excavation is performed by the entire two-stage shield excavator 1B, the outer shape of the cutter head 2B becomes rectangular. In this state, the divided cutter head 30B and the main body side cutter head 11B are separated. When the first tunnel having a rectangular cross section having substantially the same shape as the cutter head 2B is excavated, and then the main body-side cutter head divided bodies 12B and 13B are separated into right and left as shown in FIG. When the second-stage shield excavator 10B is able to start and is switched to the shield excavation of the second-stage shield excavator 10B, the second-stage shield excavator 10B has a second shape substantially the same as the split cutter head 30B.
Tunnels are continuously drilled. Other operations and effects similar to those of the above-described embodiment are exhibited.
【００８２】３〕図１７の第３別実施形態の２段式シー
ルド掘進機１Ｃは、前記２段式シールド掘進機１Ｂにお
いて、カッターヘッド２Ｂを変更したものである。即
ち、２段式シールド掘進機１Ｃのカッターヘッド２Ｃの
本体側カッターヘッド１１Ｃは一体的に構成され、本体
側カッターヘッド１１Ｃが所定の揺動位置において、２
段式シールド掘進機１０Ｂが発進可能に構成されてい
る。3] A two-stage shield machine 1C according to a third embodiment shown in FIG. 17 is the same as the two-stage shield machine 1B except that the cutter head 2B is changed. That is, the main body-side cutter head 11C of the cutter head 2C of the two-stage shield excavator 1C is integrally formed, and when the main body-side cutter head 11C is at a predetermined swing position,
The step shield excavator 10B is configured to be able to start.
【００８３】４〕前記実施形態及び別実施形態以外に、
種々の形状及び大きさのカッターヘッド、分割カッター
を使用することにより、大きさが異なる同形の種々の掘
削断面（円形断面、矩形断面、楕円断面等）のトンネ
ル、更には、形状が異なる掘削断面（円形断面と矩形断
面等）のトンネルを連続的に掘削することが可能にな
る。4) In addition to the above embodiment and another embodiment,
By using cutter heads of various shapes and sizes and split cutters, tunnels of various excavated cross sections (circular cross section, rectangular cross section, elliptical cross section, etc.) of different sizes, and even excavated cross sections of different shapes It becomes possible to continuously excavate a tunnel having a circular cross section and a rectangular cross section.
【００８４】５〕前記実施形態において、例えば、油圧
モータ６１にサーボモータを適用することにより分割カ
ッターヘッド３０と本体側カッターヘッド１１とを確実
に同期駆動制御することが可能になり、分割カッターヘ
ッド３０と本体側カッターヘッド１１を連結する連結部
材１４，１５を省略可能である。また、前記別実施形態
においては、連結部材を省略したものであるが、勿論２
段式シールド掘進機全体のシールド掘進の際に、分割カ
ッターヘッドと本体側カッターヘッドとを連結部材で連
結解除可能に連結してもよい。5) In the above-described embodiment, for example, by applying a servo motor to the hydraulic motor 61, the divided cutter head 30 and the main body side cutter head 11 can be surely synchronously driven and controlled. The connecting members 14 and 15 for connecting the main body 30 and the cutter head 11 can be omitted. In the other embodiment, the connecting member is omitted.
At the time of shield excavation of the entire step-type shield excavator, the divided cutter head and the main body side cutter head may be connected so as to be able to be disconnected by a connecting member.
【００８５】６〕更に、前記実施形態及び別実施形態に
おいては、特に、本体側カッターヘッドが小型の場合に
は、本体側カッターヘッドを連結部材等により分割カッ
ターヘッドに連結することで、本体側揺動駆動機構、更
には、複数の第２クランク機構を省略可能である。6] Further, in the above-described embodiment and another embodiment, especially when the main body side cutter head is small, the main body side cutter head is connected to the divided cutter head by a connecting member or the like, so that the main body side cutter head is connected. The swing drive mechanism and the plurality of second crank mechanisms can be omitted.
【００８６】尚、本発明に係る２段式シールド掘進機
は、前記実施形態及び別実施形態の２段式シールド掘進
機に限らず、本発明を逸脱しない範囲において、種々の
変更を付加し、２段式シールド掘進機に適用することが
できる。The two-stage shield machine according to the present invention is not limited to the two-stage shield machine described in the above embodiment and another embodiment, and various modifications may be added without departing from the scope of the present invention. It can be applied to a two-stage shield machine.
【００８７】[0087]
【発明の効果】 請求項１の２段式シールド掘進機によ
れば、２段式シールド掘進機の全体を用いてシールド掘
進する際、揺動駆動手段により分割カッターヘッドを第
１クランク機構を介して揺動駆動しながら、同期揺動手
段により本体側カッターヘッドを分割カッターヘッドの
揺動運動に同期させることができるため、分割カッター
ヘッドと本体側カッターヘッド（カッターヘッド）によ
り、カッターヘッドと略同形の第１のトンネルを掘削す
ることができる。According to the two-stage shield excavator of the first aspect, when performing shield excavation using the whole of the two-stage shield excavator, the divided cutter head is driven by the swing driving means via the first crank mechanism. Since the main body side cutter head can be synchronized with the swinging motion of the divided cutter head by the synchronous oscillating means while being oscillated, the divided cutter head and the main body side cutter head (cutter head) are substantially similar to the cutter head. A first tunnel of the same shape can be excavated.
【００８８】更に、カッターヘッドを本体側カッターヘ
ッドと分割カッターヘッドとに分割し、分割カッターヘ
ッドを揺動駆動する揺動駆動手段を設けたので、第１の
トンネルの掘進後に、分割カッターヘッドを有する２段
目シールド掘進機を容易に分離発進させることが可能に
なり、第１のトンネルの掘削後、２段目シールド掘進機
により、分割カッターヘッドと略同形の第２のトンネル
を連続的に掘削することができる。Further, since the cutter head is divided into the main body side cutter head and the divided cutter head, and the swing driving means for swinging and driving the divided cutter head is provided, the divided cutter head is excavated after excavating the first tunnel. It is possible to easily separate and start the second shield excavator having the second tunnel excavator, and after excavating the first tunnel, the second tunnel excavator continuously connects the second tunnel having substantially the same shape as the split cutter head. Can be drilled.
【００８９】従って、第１，第２トンネルを所望の位置
関係で接続できるように、２段目シールド掘進機を分離
発進させたい位置に予め配置することができるので、第
１，第２トンネルの接続関係を自由に設定でき、更に、
種々の形状及び大きさのカッターヘッド、分割カッター
を使用することにより、大きさが異なる同形の種々の掘
削断面（円形断面、矩形断面、楕円断面等）の１対のト
ンネル、更には、形状が異なる掘削断面（円形断面と矩
形断面等）の第１，第２のトンネルを連続的に掘削する
ことが可能になる。Therefore, the second-stage shield excavator can be previously arranged at a position where it is desired to separate and start so that the first and second tunnels can be connected in a desired positional relationship. The connection relationship can be set freely,
By using cutter heads and split cutters of various shapes and sizes, a pair of tunnels of various excavated cross sections (circular cross section, rectangular cross section, elliptical cross section, etc.) having different sizes, and further, a shape is formed. It becomes possible to continuously excavate the first and second tunnels having different excavation sections (a circular section, a rectangular section, etc.).
【００９０】請求項２の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項１と同様の効果を奏するが、２段目シールド
掘進機を内包状に構成したので、２段目シールド掘進機
を分離発進させる際、２段目シールド掘進機を掘進方向
以外に移動させなくてもよくなるため、２段式シールド
掘進機が内包されている部分の止水対策を簡単に施すこ
とができるため、製作コストを低減できる。According to the two-stage shield excavator of the second aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained, but since the second-stage shield excavator is configured in an inclusive shape, the second-stage shield excavator is separated. When starting, it is not necessary to move the second-stage shield machine in a direction other than the excavation direction. Therefore, it is possible to easily take measures to stop water in the portion where the two-stage shield machine is included, thereby making the production cost. Can be reduced.
【００９１】請求項３の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項２と同様の効果を奏するが、シールド掘進の
途中から、２段目シールド掘進機によるシールド掘進に
確実に切換え、２段式シールド掘進機の全体を用いて第
１のトンネルを掘削した後、２段式シールド掘進機のシ
ールド掘進により第２のトンネルを確実に掘削すること
ができる。According to the two-stage shield excavator of the third aspect, the same effect as that of the second aspect can be obtained, but it is ensured that the shield excavation is switched to the shield excavation by the second-stage shield excavator during the shield excavation. After excavating the first tunnel using the entirety of the shield excavator, the second tunnel can be surely excavated by the shield excavation of the two-stage shield excavator.
【００９２】請求項４の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項３と同様の効果を奏するが、複数の第２クラ
ンク機構により、本体側カッターヘッドを揺動自在に本
体フレームに支承し、更に、第２クランク機構は第１ク
ランク機構と等クランク半径であるので、前記同期揺動
手段により、本体側カッターヘッドを分割カッターヘッ
ドの揺動運動に簡単且つ確実に同期させることができ
る。According to the two-stage shield excavator of the fourth aspect, the same effect as that of the third aspect is obtained, but the cutter head on the main body side is swingably supported on the main body frame by the plurality of second crank mechanisms. Further, since the second crank mechanism has the same crank radius as the first crank mechanism, the main body side cutter head can be easily and reliably synchronized with the rocking motion of the divided cutter head by the synchronous rocking means.
【００９３】請求項５の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項４と同様の効果を奏するが、本体側揺動駆動
手段を設けることにより、特に、本体側カッターヘッド
が大型であっても、本体側カッターヘッドを分割カッタ
ーヘッドの揺動運動に確実に同期させることができる。According to the two-stage shield machine according to the fifth aspect, the same effect as that of the fourth aspect can be obtained. However, the provision of the main body side swing drive means enables the main body side cutter head to be particularly large in size. Also, it is possible to reliably synchronize the main body side cutter head with the swinging motion of the divided cutter head.
【００９４】請求項６の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項１〜５の何れか１項と同様の効果を奏する
が、連結手段により分割カッターヘッドと本体側カッタ
ーヘッドを機械的に連結することで、本体側カッターヘ
ッドを分割カッターヘッドの揺動運動に一層簡単且つ確
実に同期させることができる。According to the two-stage shield machine according to the sixth aspect, the same effect as any one of the first to fifth aspects is obtained, but the split cutter head and the main body side cutter head are mechanically connected by the connecting means. By connecting, the main body side cutter head can be more easily and reliably synchronized with the swinging motion of the divided cutter head.
【００９５】請求項７の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項５又は６と同様の効果を奏するが、２段目シ
ールド掘進機のシールド掘進の際、１対の本体側カッタ
ーヘッド分割体を複数の第２クランク機構を介して夫々
独立に揺動させ分割することで、２段目シールド掘進機
の前方を開放しその発進スペースを確保できる。According to the two-stage shield excavator of the seventh aspect, the same effect as that of the fifth or sixth aspect is obtained, but when the shield excavation of the second-stage shield excavator is performed, a pair of the main body side cutter heads is divided. By independently swinging and dividing the body through the plurality of second crank mechanisms, it is possible to open the front of the second-stage shield excavator and secure a starting space therefor.
【００９６】請求項８の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項の７と同様の効果を奏するが、本体側揺動駆
動手段により、１対の本体側カッターヘッド分割体を独
立に揺動駆動して簡単に分離できる。According to the eight-stage shield excavator of the eighth aspect, the same effect as that of the seventh aspect is obtained, but the pair of main body side cutter head divided bodies are independently rocked by the main body rocking drive means. It can be easily driven and separated.
【００９７】請求項９の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項３〜７の何れか１項と同様の効果を奏する
が、２段目シールド掘進機によるシールド掘進の切換え
前及び切換え後において共通の排土手段を使用できるた
め、製作コスト的に非常に有利になるし、２段目シール
ド掘進機に切換える際の作業も簡単化する。According to the ninth-stage shield excavator of the ninth aspect, the same effect as any one of the third to seventh aspects can be obtained, but before and after switching of the shield excavation by the second-stage shield excavator. In this case, a common discharging means can be used, which is very advantageous in terms of manufacturing cost, and simplifies the operation when switching to the second-stage shield machine.
【００９８】請求項１０の２段式シールド掘進機によれ
ば、請求項９と同様の効果を奏するが、２段目シールド
掘進機のシールド掘進の前に、フードプレートを前進さ
せることにより、フードプレートの内部に分割カッター
ヘッドで掘削された掘削土を回収するチャンバーを形成
することができる。According to the two-stage shield excavator of the tenth aspect, the same effect as in the ninth aspect can be obtained, but the hood plate is advanced before the shield excavation of the second-stage shield excavator, so that the hood plate can be moved forward. A chamber for collecting excavated soil excavated by the split cutter head can be formed inside the plate.
【図１】本発明の実施形態に係る２段式シールド掘進機
の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a two-stage shield machine according to an embodiment of the present invention.
【図２】２段式シールド掘進機（シールド掘進切換え
前）の正面図である。FIG. 2 is a front view of a two-stage shield machine (before switching to shield machine).
【図３】図２の２段式シールド掘進機の要部部分断面正
面図である。FIG. 3 is a partial sectional front view of a main part of the two-stage shield machine shown in FIG. 2;
【図４】２段式シールド掘進機（シールド掘進切換え
時）の正面図である。FIG. 4 is a front view of a two-stage shield excavator (at the time of shield excavation switching).
【図５】左半部は図１のV −V 線断面図、右半部は背面
図である。5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 1 and a right half is a rear view.
【図６】２段式シールド掘進機による作業工程図であ
る。FIG. 6 is a work process diagram using a two-stage shield machine.
【図７】２段式シールド掘進機による作業工程図であ
る。FIG. 7 is a work process diagram using a two-stage shield machine.
【図８】２段式シールド掘進機による作業工程図であ
る。FIG. 8 is a work process diagram using a two-stage shield machine.
【図９】２段式シールド掘進機による作業工程図であ
る。FIG. 9 is a work process diagram using a two-stage shield machine.
【図１０】２段式シールド掘進機による作業工程図であ
る。FIG. 10 is a work process diagram using a two-stage shield machine.
【図１１】２段式シールド掘進機による作業工程図であ
る。FIG. 11 is a work process diagram using a two-stage shield machine.
【図１２】２段式シールド掘進機による作業工程図であ
る。FIG. 12 is a work process diagram using a two-stage shield machine.
【図１３】第１別実施形態に係る２段式シールド掘進機
の正面図である。FIG. 13 is a front view of a two-stage shield machine according to a first different embodiment.
【図１４】２段式シールド掘進機（シールド掘進切換え
時）の正面図である。FIG. 14 is a front view of a two-stage shield excavator (when the shield excavation is switched).
【図１５】第１別実施形態に係る２段式シールド掘進機
の正面図である。FIG. 15 is a front view of a two-stage shield machine according to a first different embodiment.
【図１６】２段式シールド掘進機（シールド掘進切換え
時）の正面図である。FIG. 16 is a front view of a two-stage shield excavator (when shield excavation is switched).
【図１７】第３別実施形態に係る２段式シールド掘進機
の正面図である。FIG. 17 is a front view of a two-stage shield machine according to a third different embodiment.
【図１８】従来技術に係る２段式シールド掘進機の縦断
面図である。FIG. 18 is a longitudinal sectional view of a two-stage shield machine according to the related art.
【図１９】図２２の２段式シールド掘進機の正面図であ
る。FIG. 19 is a front view of the two-stage shield machine shown in FIG. 22;
【図２０】別の従来技術に係る２段式シールド掘進機の
正面図である。FIG. 20 is a front view of another conventional two-stage shield machine.
１，１Ａ〜１Ｃ ２段式シールド掘進機 ２，２Ａ〜２Ｃ カッターヘッド ３，３Ａ，３Ｂ 胴部材 ４，４Ａ，４Ｂ 本体フレーム ５ スクリューコンベア １０，１０Ａ，１０Ｂ ２段目シールド掘進機 １１，１１Ａ〜１１Ｃ 本体側カッターヘッド １２，１２Ａ，１２Ｂ，１３，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ
本体側カッターヘッド分割体 １４，１５ 連結部材 ３０，３０Ａ，３０Ｂ 分割カッターヘッド ３１，３１Ａ，３１Ｂ 副胴部材 ３２，３２Ａ，３２Ｂ 副本体フレーム ３７ フードプレート ５０，５０Ａ，５０Ｂ，５５ 第１クランク機構 ６０ 揺動駆動機構 ７０，７０Ａ，７０Ｂ，７１，７１Ａ，７１Ｂ，７２Ａ
第２クランク機構 ８０，８１ 本体側揺動駆動機構1,1A-1C 2-stage shield machine 2,2A-2C cutter head 3,3A, 3B trunk member 4,4A, 4B body frame 5 screw conveyor 10,10A, 10B Second-stage shield machine 11,11A- 11C Main body side cutter head 12, 12A, 12B, 13, 13A, 13B, 14A
Body-side cutter head split body 14, 15 Connecting member 30, 30A, 30B Split cutter head 31, 31A, 31B Sub-body member 32, 32A, 32B Sub-body frame 37 Food plate 50, 50A, 50B, 55 First crank mechanism 60 Swing drive mechanism 70, 70A, 70B, 71, 71A, 71B, 72A
Second crank mechanism 80, 81 Body side swing drive mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 進 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 Ｆターム(参考） 2D054 AD07 BA10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Susumu Uchiyama 1-3-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Head Office F-term (Reference) 2D054 AD07 BA10
Claims (10)
材の内部の本体フレームとを備え、掘削断面状態を切換
え可能な２段式シールド掘進機において、 前記カッターヘッドが、その一部分の分割カッターヘッ
ドと、残りの本体側カッターヘッドとを有し、 前記分割カッターヘッドと、この分割カッターヘッドに
対応する副胴部材と、この副胴部材の内部の副本体フレ
ームとを含む２段目シールド掘進機を設け、 前記分割カッターヘッドを揺動自在に副本体フレームに
支承する複数の第１クランク機構と、 前記分割カッターヘッドを第１クランク機構を介して揺
動駆動する揺動駆動手段と、 前記本体側カッターヘッドを分割カッターヘッドの揺動
運動に同期させる同期揺動手段と、 を備えたことを特徴とする２段式シールド掘進機。1. A two-stage shield excavator comprising a cutter head, a body member, and a main body frame inside the body member and capable of switching an excavation cross-sectional state, wherein the cutter head has a partial cutter. A second-stage shield excavation having a head and a remaining main body side cutter head, including the divided cutter head, a sub-body member corresponding to the divided cutter head, and a sub-body frame inside the sub-body member. A plurality of first crank mechanisms for swingably supporting the divided cutter head on the sub-body frame; swing drive means for swinging the divided cutter head via a first crank mechanism; A synchronous swinging means for synchronizing the main body side cutter head with the swinging motion of the split cutter head; and a two-stage shield excavator, comprising:
成したことを特徴とする請求項１に記載の２段式シール
ド掘進機2. The two-stage shield excavator according to claim 1, wherein the second-stage shield excavator is formed in an internal shape.
ールド掘進機によるシールド掘進に切換え可能に構成さ
れたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２段式シ
ールド掘進機。3. The two-stage shield excavator according to claim 1, wherein the shield excavator can be switched to the shield excavation by the second-stage shield excavator from the middle of the shield excavation.
本体フレームに支承するとともに第１クランク機構と等
クランク半径の複数の第２クランク機構を備えたことを
特徴とする請求項３に記載の２段式シールド掘進機。4. The apparatus according to claim 3, further comprising a plurality of second crank mechanisms having the same crank radius as the first crank mechanism while supporting the main body-side cutter head on the main body frame in a swingable manner. Two-stage shield machine.
ッドを第２クランク機構を介して揺動駆動する本体側揺
動駆動手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の
２段式シールド掘進機。5. The two-stage synchronous driving device according to claim 4, wherein said synchronous oscillating means includes a main body side oscillating drive means for oscillatingly driving a main body side cutter head via a second crank mechanism. Type shield machine.
ドと本体側カッターヘッドを機械的に連結する連結手段
を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に
記載の２段式シールド掘進機。6. The apparatus according to claim 1, wherein the synchronous swinging means includes a connecting means for mechanically connecting the divided cutter head and the main body side cutter head. Step shield excavator.
体側カッターヘッド分割体からなり、各本体側カッター
ヘッド分割体が複数の第２クランク機構で支承されてい
ることを特徴とする請求項５又は６に記載の２段式シー
ルド掘進機。7. The main body side cutter head is composed of a plurality of main body side cutter head divided bodies, and each main body side cutter head divided body is supported by a plurality of second crank mechanisms. Or the two-stage shield machine according to 6.
前記本体側揺動駆動手段により独立に揺動駆動されるこ
とを特徴とする請求項７に記載の２段式シールド掘進
機。8. Each of the main body-side cutter head divided bodies includes:
The two-stage shield machine according to claim 7, wherein the main body-side swing driving means is independently driven to swing.
ド掘進の切換え前及び切換え後において、掘削された掘
削土を外部へ排出する共通の排土手段を備えたことを特
徴とする請求項３〜７の何れか１項に記載２段式シール
ド掘進機。9. A common discharging means for discharging excavated soil to the outside before and after switching of shield excavation by the second-stage shield excavator. 8. The two-stage shield machine according to any one of items 7 to 7.
材の前端部分に前後方向へ移動可能に支持された筒状の
フードプレートを備えたことを特徴とする請求項９に記
載の２段式シールド掘進機。10. The second shield excavator according to claim 9, further comprising a cylindrical hood plate supported on a front end portion of the sub-trunk member so as to be movable in the front-rear direction. Step shield excavator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP16861798A JP3167293B2 (en) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Two-stage shield machine |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16861798A JP3167293B2 (en) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Two-stage shield machine |
Publications (2)
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|---|---|
| JP2000002077A true JP2000002077A (en) | 2000-01-07 |
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Family
ID=15871388
Family Applications (1)
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3167293B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024083129A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 山东建筑大学 | Composite rock-breaking cutterhead and tunnel boring machine comprising same |
-
1998
- 1998-06-16 JP JP16861798A patent/JP3167293B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024083129A1 (en) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 山东建筑大学 | Composite rock-breaking cutterhead and tunnel boring machine comprising same |
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