JP2000220378A - Method for suppressing fluctuation of soil pressure in chamber - Google Patents

Method for suppressing fluctuation of soil pressure in chamber

Info

Publication number
JP2000220378A
JP2000220378A JP32679899A JP32679899A JP2000220378A JP 2000220378 A JP2000220378 A JP 2000220378A JP 32679899 A JP32679899 A JP 32679899A JP 32679899 A JP32679899 A JP 32679899A JP 2000220378 A JP2000220378 A JP 2000220378A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spokes
chamber
cutter head
volume
devices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP32679899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3311325B2 (en
Inventor
Katsuji Ikezoe
勝次 池添
Junkichi Onoe
順吉 尾上
Hiroshi Matsuo
博 松尾
Takashi Minami
敬 南
Hideo Kanbayashi
秀雄 神林
Kazunari Kawai
一成 川合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Komatsu Ltd
Original Assignee
Kajima Corp
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kajima Corp, Komatsu Ltd filed Critical Kajima Corp
Priority to JP32679899A priority Critical patent/JP3311325B2/en
Publication of JP2000220378A publication Critical patent/JP2000220378A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3311325B2 publication Critical patent/JP3311325B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the change of volumes in chambers and surely prevent the fluctuation of heading soil pressure by operating the other auxiliary excavation means in the direction of increasing the volume in the chamber when one auxiliary excavation means is operated in the direction of decreasing the volume in the chamber. SOLUTION: An overbreaking devices 4, 4 of spokes 3a, 3c are gradually contracted as a cutter head 2 is rotated counterclockwise, and the overbreaking devices of spokes 3b, 3d are gradually extended. Then, the contraction amount of the overbreaking devices 4, 4 of the spokes 3a, 3c is made to substantially agree with the extension amount of the overbreaking device 4, 4 of the spokes 3b, 3d. When the cutter head 2 is further rotated, the spokes 3a, 3c comes in the direction of the minor axis of an elliptical cross section and the overbreaking devices 4, 4 are in the most construction state, the spokes 3b, 3d comes in the direction of the major axis of the elliptical cross section and the overbreaking devices 4, 4 are in the most extension state.

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、カッタヘッドとそ
のカッタヘッドに設けられる複数の補助掘削手段とによ
り異形断面の切羽を掘削し、掘削した土砂をカッタヘッ
ド後方のチャンバー内に取り込んで搬出するようにした
トンネル掘進機において、補助掘削手段の作動によりチ
ャンバー内の土圧が変動するのを抑制するチャンバー内
土圧の変動抑制方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutter head and a plurality of auxiliary excavating means provided on the cutter head for excavating a cutting face having an irregular cross section, and taking the excavated earth and sand into a chamber behind the cutter head to carry it out. The present invention relates to a method for suppressing a fluctuation in earth pressure in a chamber, which suppresses a fluctuation in earth pressure in a chamber due to an operation of an auxiliary excavating means in a tunnel machine described above.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、シールド掘進機を用いるトンネ
ルの施工工事においては、円筒状のスキンプレートの前
方に設けられる円盤状のカッタヘッドにより地山を掘削
しつつ、機内でセグメントを組立て、このセグメントに
反力を取ってシールドジャッキを伸長させることで、前
記スキンプレートと略同径のトンネルを掘削するように
されている。
2. Description of the Related Art Generally, in the construction work of a tunnel using a shield machine, while excavating the ground by a disk-shaped cutter head provided in front of a cylindrical skin plate, segments are assembled in the machine, and the segments are assembled. The tunnel is excavated with substantially the same diameter as the skin plate by extending the shield jack by taking a reaction force to the tunnel.

【0003】最近、トンネルの利用範囲の拡大に伴っ
て、例えば矩形断面等の異形断面トンネルを掘削するこ
とのできるトンネル掘進機への要請が高まってきてい
る。このような要請に応えるトンネル掘進機として、本
出願人らは、特開平10−140979号公報等におい
て、カッタヘッドを揺動式にするとともに、このカッタ
ヘッドにそのカッタヘッドの半径方向に伸縮可能な複数
個の余掘装置を設け、これら余掘装置を所要位置で伸長
させることで、異形断面トンネルの掘削を行うことので
きるトンネル掘進機を既に提案している。
[0003] In recent years, along with the expansion of the use range of tunnels, there has been an increasing demand for tunnel excavators that can excavate tunnels having irregular cross sections such as rectangular cross sections. As a tunnel excavator responding to such a demand, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-14079 and the like that a cutter head can be oscillated and the cutter head can be extended and contracted in the radial direction of the cutter head. There has already been proposed a tunnel excavator capable of digging a tunnel having a deformed cross section by providing a plurality of extra excavating devices and extending the extra excavating devices at required positions.

【0004】ところで、前述のように余掘装置を伸長さ
せて地山の掘削を行うトンネル掘進機においては、掘削
された土砂を取り込むチャンバーの内空容積がそれら余
掘装置の伸長時には減少し収縮時には増加するという現
象が発生することが明らかになっている。このような現
象が生じると、掘進時にチャンバー内の土圧が変動する
こととなって、結果としてカッタヘッドトルク、シール
ドジャッキ推力、さらには掘進速度の変動を引き起こし
てしまうという問題点があった。
As described above, in a tunnel machine in which excavation equipment is extended to excavate the ground, the internal volume of a chamber for taking excavated earth and sand decreases when the extra excavation equipment is extended and contracts. It has been found that a phenomenon of sometimes increasing occurs. When such a phenomenon occurs, the earth pressure in the chamber fluctuates during excavation, and as a result, there arises a problem that the cutter head torque, the shield jack thrust, and the excavation speed fluctuate.

【0005】そこで、本出願人らは、余掘装置の伸縮量
に応じてチャンバーもしくはそのチャンバーに連通する
部分の容積を変化させてそのチャンバー内の土圧変動を
抑制するようにしたトンネル掘進機を提案している(特
願平10−257103号)。この先願発明によれば、
余掘装置の伸縮に伴うチャンバー内空容積の変化を防止
して切羽土圧の変動を抑制することができ、これによっ
て安定した掘削を行うことができるという効果を期待す
ることができる。
Accordingly, the present applicants changed the volume of a chamber or a portion communicating with the chamber in accordance with the amount of expansion and contraction of the excavation device, and suppressed the fluctuation of earth pressure in the chamber. (Japanese Patent Application No. 10-257103). According to the prior invention,
It is possible to prevent a change in the empty volume in the chamber due to the expansion and contraction of the surplus digging device, thereby suppressing a change in the face pressure, and thereby to expect an effect that stable digging can be performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記先
願発明においては、チャンバー内空容積の変動を抑制す
るための特別の機構もしくは装置を付加する必要がある
ために、装置構成が複雑になってコスト高を招いてしま
うという問題点がある。
However, in the invention of the prior application, since it is necessary to add a special mechanism or device for suppressing fluctuations in the empty volume in the chamber, the structure of the device becomes complicated. There is a problem that the cost is increased.

【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、特別の装置を必要とすることなく、余掘装
置等の補助掘削手段の作動に伴うチャンバー内空容積の
変化を防止して、切羽土圧の変動を確実に防止すること
のできるチャンバー内土圧の変動抑制方法を提供するこ
とを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and does not require a special device, and prevents a change in the empty volume in the chamber due to the operation of auxiliary excavating means such as an excavation device. It is another object of the present invention to provide a method for suppressing the fluctuation of the earth pressure in the chamber, which can surely prevent the fluctuation of the face pressure.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明によるチャンバー内土圧の
変動抑制方法は、カッタヘッドとそのカッタヘッドに設
けられる複数の補助掘削手段とにより異形断面の切羽を
掘削し、掘削した土砂をカッタヘッド後方のチャンバー
内に取り込んで搬出するようにしたトンネル掘進機にお
けるチャンバー内土圧の変動抑制方法であって、前記複
数の補助掘削手段のうち少なくとも1つの補助掘削手段
を前記チャンバー内容積を減少させる方向に作動させて
いるとき、他の少なくとも1つの補助掘削手段を前記チ
ャンバー内容積を増加させる方向に作動させてそのチャ
ンバー内の容積変動を抑制することを特徴とするもので
ある。
Means for Solving the Problems and Functions / Effects In order to achieve the above object, a method for suppressing fluctuation of earth pressure in a chamber according to the present invention comprises a cutter head and a plurality of auxiliary excavating means provided on the cutter head. A method for suppressing fluctuations in earth pressure in a chamber in a tunnel excavator in which a face having an irregular cross section is excavated and the excavated earth and sand is taken into a chamber behind a cutter head and carried out, wherein When at least one auxiliary digging means is operated in a direction to decrease the volume in the chamber, another at least one auxiliary digging means is operated in a direction to increase the volume in the chamber to reduce a volume fluctuation in the chamber. It is characterized by suppressing.

【0009】本発明においては、カッタヘッドが回転も
しくは往復揺動されるとともに、このカッタヘッドに設
けられる複数の補助掘削手段(例えば余掘装置)の作動
により切羽が掘削されて、矩形断面、楕円断面等の異形
断面トンネルの掘削が行われる。そして、この掘削によ
り生じた土砂はカッタヘッド後方に設けられるチャンバ
ー内に取り込まれ、このチャンバー内からトンネル後方
へ向けて搬出される。このカッタヘッドによる掘削時
に、少なくとも1つの補助掘削手段がチャンバー内容積
を減少させる方向に作動されているとき、他の少なくと
も1つの補助掘削手段がチャンバー内容積を増加させる
方向に作動され、一方の補助掘削手段によるチャンバー
内容積の減少量と、他方の補助掘削手段によるチャンバ
ー内容積の増加量とが相殺されてチャンバー内容積の変
動が抑制される。こうして、補助掘削手段の作動によっ
てチャンバー内に土圧変動が生じるのを未然に防ぐこと
ができ、この結果カッタヘッドトルク、シールドジャッ
キ推力および掘進速度が変動するのを防止することがで
き、地山が乱れることなく安定した掘削を行うことが可
能となる。
In the present invention, the cutter head is rotated or reciprocated and oscillated, and a plurality of auxiliary excavating means (for example, an excavating device) provided on the cutter head are operated to excavate the face, thereby obtaining a rectangular cross section and an elliptical shape. Excavation of tunnel with irregular cross section such as cross section is performed. The earth and sand generated by the excavation is taken into a chamber provided behind the cutter head, and is carried out from inside the chamber toward the rear of the tunnel. At the time of excavation by the cutter head, when at least one auxiliary excavation means is operated in a direction to reduce the volume in the chamber, another at least one auxiliary excavation means is operated in a direction to increase the volume in the chamber. The amount of decrease in the chamber volume by the auxiliary digging means is offset by the amount of increase in the chamber volume by the other auxiliary digging means, thereby suppressing the fluctuation of the chamber volume. In this way, it is possible to prevent the occurrence of earth pressure fluctuation in the chamber due to the operation of the auxiliary excavating means, and as a result, it is possible to prevent the fluctuation of the cutter head torque, the shield jack thrust and the excavation speed, and It becomes possible to perform stable excavation without disturbance.

【0010】本発明において、前記補助掘削手段は複数
対設けられ、対をなす一方の補助掘削手段を前記チャン
バー内容積を減少させる方向に作動させているとき、他
方の補助掘削手段を前記チャンバー内容積を増加させる
方向に作動させることにより前記チャンバー内の容積変
動を抑制するようにするのが好ましい。こうすること
で、楕円断面もしくは矩形断面等の線対称断面のトンネ
ルを掘削する際に、補助掘削手段の制御がより容易とな
る。
In the present invention, a plurality of pairs of the auxiliary digging means are provided, and when one of the pair of auxiliary digging means is operated in a direction to reduce the volume in the chamber, the other auxiliary digging means is used for the content of the chamber. It is preferable to suppress the volume fluctuation in the chamber by operating in the direction of increasing the product. This makes it easier to control the auxiliary excavating means when excavating a tunnel having a line-symmetrical cross section such as an elliptical cross section or a rectangular cross section.

【0011】また、本発明においては、複数の往復揺動
式カッタヘッドを備え、各カッタヘッドの揺動の位相を
ずらすようにその揺動動作を制御することにより前記チ
ャンバー内の容積変動を抑制する構成を採用することも
できる。このようにすれば、複数の往復揺動式カッタヘ
ッドを備えるトンネル掘進機において、各カッタヘッド
の揺動の位相をずらすという簡単な制御だけで、チャン
バー内の土圧変動を大幅に抑制することができる。
Further, in the present invention, a plurality of reciprocating oscillating cutter heads are provided, and the oscillating operation is controlled so as to shift the oscillating phase of each of the cutter heads, thereby suppressing volume fluctuation in the chamber. It is also possible to adopt a configuration in which In this way, in a tunnel machine equipped with a plurality of reciprocating swing cutter heads, it is possible to greatly suppress the earth pressure fluctuation in the chamber only by a simple control of shifting the swing phase of each cutter head. Can be.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明によるチャンバー内
土圧の変動抑制方法の具体的な実施の形態について、図
面を参照しつつ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a specific embodiment of the method for suppressing fluctuation of earth pressure in a chamber according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0013】(第1実施例)図1(a)(b)には、楕
円断面掘削用トンネル掘進機に適用した本発明の第1実
施例に係るトンネル掘進機の正面図が示されている。な
お、図1(a)はスポーク位置が楕円の長軸および短軸
方向にそれぞれ一致している状態を示し、図1(b)は
図1(a)に示される位置からカッタヘッドが図上半時
計方向に50°回転した状態を示している。
(First Embodiment) FIGS. 1 (a) and 1 (b) are front views of a tunnel machine according to a first embodiment of the present invention applied to a tunnel machine for elliptical cross section excavation. . FIG. 1A shows a state in which the spoke positions coincide with the major axis and the minor axis of the ellipse, respectively. FIG. 1B shows the cutter head from the position shown in FIG. It shows a state where it is rotated by 50 ° in a counterclockwise direction.

【0014】本実施例のトンネル掘進機においては、楕
円断面形状のスキンプレート1が設けられ、このスキン
プレート1の前方にカッタヘッド2が回転可能に装着さ
れている。カッタヘッド2の後方にはバルクヘッドとの
間にチャンバー(いずれも図示せず)が区画形成され、
カッタヘッド2の回転により掘削された土砂はそのチャ
ンバー内に取り込まれてそのチャンバー内からスクリュ
ーコンベア等の土砂搬出手段によってトンネル後方へ搬
出されるようになっている。
In the tunnel machine according to the present embodiment, a skin plate 1 having an elliptical cross section is provided, and a cutter head 2 is rotatably mounted in front of the skin plate 1. A chamber (both not shown) is defined behind the cutter head 2 between the cutter head 2 and the bulk head.
The earth and sand excavated by the rotation of the cutter head 2 is taken into the chamber, and is carried out of the chamber to the rear of the tunnel by earth and sand carrying means such as a screw conveyor.

【0015】前記カッタヘッド2はスポーク式であっ
て、4本のスポーク3a,3b,3c,3dが、互いに
隣接するスポーク同士のなす角度が直角になるように等
間隔に配置されている。各スポーク3a〜3dには補助
掘削手段としての余掘装置4が内蔵され、この余掘装置
4の先端部がジャッキ操作によりスポーク3a〜3dの
先端部から外方へ突出することで外周部の地山が掘削で
きるようにされている。なお、各スポーク3a〜3dの
外表面には、中央部に先行ビット5が、両側部にツール
ビット6がそれぞれ装着され、これら各ビットにより切
羽が掘削されるようになっている。また、前記余掘装置
4は、全体として円柱状で、頂部が球面状に形成されて
なり、掘進方向前部と頂部とに多数個の特殊形状のカッ
タビットが埋設されてなる構成とされている。
The cutter head 2 is of a spoke type, and four spokes 3a, 3b, 3c, 3d are arranged at equal intervals so that the angle between adjacent spokes is a right angle. Each of the spokes 3a to 3d has a built-in extra excavation device 4 as an auxiliary excavating means. The tip of the extra excavation device 4 protrudes outward from the tip of the spokes 3a to 3d by jack operation, so that the outer peripheral portion is The ground is excavated. A leading bit 5 is attached to the outer surface of each of the spokes 3a to 3d at the center, and a tool bit 6 is attached to both sides, and a face is excavated by each of the bits. In addition, the above-mentioned excavation device 4 has a configuration in which a plurality of specially shaped cutter bits are buried in a front portion and a top portion in the excavation direction in a cylindrical shape as a whole, and a top portion is formed in a spherical shape. I have.

【0016】このような構成において、図1(a)に示
されるように、トンネル中心に対して対称位置にある上
下の各スポーク3a,3cが楕円断面の長軸方向に位置
しているときには、これら各スポーク3a,3cに内蔵
されている余掘装置4,4は最伸長位置にあり、このと
き左右の各スポーク3b,3dは短軸方向に位置してい
てそれら各スポーク3b,3dに内蔵されている余掘装
置4,4は最収縮位置にある。
In such a configuration, as shown in FIG. 1A, when the upper and lower spokes 3a and 3c, which are symmetrical with respect to the center of the tunnel, are located in the major axis direction of the elliptical cross section, The spare devices 4, 4 built in these spokes 3a, 3c are in the most extended position, and at this time, the left and right spokes 3b, 3d are located in the short axis direction and are built in the respective spokes 3b, 3d. Excavation devices 4 and 4 are in the most contracted position.

【0017】この状態から、カッタヘッド2が図におい
て半時計方向に回転していくにつれて、スポーク3a,
3cの余掘装置4,4は徐々に収縮され(図1(b)の
矢印P参照)、一方スポーク3b,3dの余掘装置4,
4は徐々に伸長される(図1(b)の矢印Q参照)。こ
のとき、スポーク3a,3cの余掘装置4,4の収縮量
と、スポーク3b,3dの余掘装置4,4の伸長量とは
略一致するようにされている。こうして、図1(b)に
示される位置からカッタヘッド2が更に回転し、スポー
ク3a,3cが楕円断面の短軸方向にきてその余掘装置
4,4が最収縮状態になったときには、スポーク3b,
3dが楕円断面の長軸方向にきてその余掘装置4,4が
最伸長状態になる。
From this state, as the cutter head 2 rotates counterclockwise in the figure, the spokes 3a,
3c is gradually contracted (see arrow P in FIG. 1 (b)), while spokes 3b and 3d are
4 is gradually extended (see arrow Q in FIG. 1 (b)). At this time, the amount of contraction of the extra digging devices 4 and 4 of the spokes 3a and 3c is substantially equal to the amount of extension of the extra digging devices 4 and 4 of the spokes 3b and 3d. Thus, when the cutter head 2 is further rotated from the position shown in FIG. 1 (b), the spokes 3a, 3c come in the short-axis direction of the elliptical cross section, and the overhanging devices 4, 4 are in the most contracted state. Spoke 3b,
3d comes in the direction of the major axis of the elliptical cross section, and the overhanging devices 4, 4 are in the most extended state.

【0018】このようにスポーク3a,3cの余掘装置
4,4が収縮することによってチャンバー内容積が増す
分だけ、スポーク3b,3dの余掘装置4,4が伸長す
ることによってチャンバー内容積が減じることになり、
チャンバー内容積は常に略一定に保持されることにな
る。したがって、余掘装置4の伸縮によるチャンバー内
の土圧変動を未然に防ぐことができ、カッタヘッドトル
ク、シールドジャッキ推力および掘進速度が変動するの
を防ぐことができる。
As described above, the extra volume of the spokes 3a, 3c is contracted, and the extra volume of the interior of the chamber is increased by the contraction of the extra volume of the spokes 3b, 3d. Will be reduced,
The volume in the chamber is always kept substantially constant. Therefore, it is possible to prevent the fluctuation of the earth pressure in the chamber due to the expansion and contraction of the excavation device 4 and to prevent the fluctuation of the cutter head torque, the shield jack thrust and the excavation speed.

【0019】(第2実施例)図2には、本発明の第2実
施例に係るトンネル掘進機の正面図が示されている。本
第2実施例は矩形断面トンネル用のトンネル掘進機に適
用したものである。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a front view of a tunnel machine according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is applied to a tunnel machine for a rectangular section tunnel.

【0020】本実施例のトンネル掘進機においては、カ
ッタヘッド10に8本のスポーク11a,11b,11
c,11d,11e,11f,11g,11hがトンネ
ル中心に対して点対称になるように配されるとともに、
各スポーク11a〜11hにそれぞれ第1実施例と同様
の余掘装置12が内蔵されてなる構造とされている。
In the tunnel machine according to the present embodiment, the cutter head 10 has eight spokes 11a, 11b, 11
c, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h are arranged so as to be point-symmetric with respect to the center of the tunnel,
Each of the spokes 11a to 11h has a structure in which the same excavation device 12 as that of the first embodiment is incorporated.

【0021】本実施例の場合、各スポーク11a〜11
hは、互いに隣接するスポーク同士のなす角度が45°
になるように円周方向に等間隔に配置され、互いに直交
関係にあるスポーク、言い換えれば一つ置きの組のスポ
ーク11a,11c,11e,11g(もしくは11
b,11d,11f,11h)の各余掘装置12が同様
の伸縮動作を行うようにされている。
In the case of this embodiment, each of the spokes 11a to 11a
h is an angle between adjacent spokes of 45 °
Spokes arranged at equal intervals in the circumferential direction so as to be orthogonal to each other, in other words, every other set of spokes 11a, 11c, 11e, 11g (or 11
(b, 11d, 11f, 11h).

【0022】すなわち、図2に示されるように、一組の
各スポーク11a,11c,11e,11gが矩形断面
の各辺に直交する方向に位置しているときには、これら
スポーク11a,11c,11e,11gに内蔵されて
いる各余掘装置12は最収縮位置にあり、このとき他の
組のスポーク11b,11d,11f,11hは矩形断
面のコーナ部に向く方向に位置していてそれら各スポー
ク11b,11d,11f,11hに内蔵されている余
掘装置12は最伸長位置にある。この状態から、カッタ
ヘッド10が図において半時計方向に回転していくにつ
れて、スポーク11a,11c,11e,11gの各余
掘装置12は徐々に伸長され、一方スポーク11b,1
1d,11f,11hの各余掘装置12は徐々に収縮さ
れる。このとき、スポーク11a,11c,11e,1
1gの各余掘装置12の伸長量と、スポーク11b,1
1d,11f,11hの各余掘装置12の収縮量とは略
一致するようにされている。こうして、カッタヘッド2
が更に回転し、スポーク11a,11c,11e,11
gが矩形断面のコーナ部を向く位置にきてその余掘装置
12が最伸長状態になったときには、スポーク11b,
11d,11f,11hが矩形断面の各辺に直交する位
置にきてその余掘装置12が最収縮状態になる。
That is, as shown in FIG. 2, when a set of spokes 11a, 11c, 11e, 11g is located in a direction orthogonal to each side of the rectangular cross section, these spokes 11a, 11c, 11e, 11g is in the most retracted position, and the other set of spokes 11b, 11d, 11f, 11h is located in the direction toward the corner of the rectangular cross-section. , 11d, 11f, and 11h are in the most extended position. From this state, as the cutter head 10 rotates in the counterclockwise direction in the figure, each of the spare devices 12 of the spokes 11a, 11c, 11e, and 11g is gradually extended, while the spokes 11b, 1
Each of the over-drilling devices 12 of 1d, 11f, and 11h is gradually contracted. At this time, the spokes 11a, 11c, 11e, 1
The extension amount of each of the over-digging devices 12 of 1 g and the spokes 11 b, 1
The contraction amounts of the respective over-drilling devices 12 of 1d, 11f, and 11h are made to substantially match. Thus, the cutter head 2
Are further rotated, and spokes 11a, 11c, 11e, 11
When g comes to the position facing the corner of the rectangular cross section and the overdigging device 12 is in the most extended state, the spokes 11b,
11d, 11f, and 11h are located at positions orthogonal to each side of the rectangular cross section, and the over-digging device 12 is in the most contracted state.

【0023】以上のように、本実施例においても、第1
実施例と同様、一組のスポーク11a,11c,11
e,11gの各余掘装置12が伸長することによってチ
ャンバー内容積が減じる分だけ、スポーク11b,11
d,11f,11hの各余掘装置12が収縮することに
よってチャンバー内容積が増すことになり、チャンバー
内容積が略一定に保持されてチャンバー内の土圧変動を
未然に防ぐことが可能となる。
As described above, also in this embodiment, the first
As in the embodiment, a set of spokes 11a, 11c, 11
e and 11g, the spokes 11b and 11g are reduced by an amount corresponding to the reduction of the internal volume of the chamber due to the extension of each of the excavating devices 12.
The shrinkage of each of the over-drilling devices 12 of d, 11f, and 11h increases the volume in the chamber, so that the volume in the chamber is kept substantially constant, and it is possible to prevent earth pressure fluctuations in the chamber. .

【0024】(第3実施例)図3には、本発明の第3実
施例に係るトンネル掘進機の正面図が示されている。本
第3実施例は第2実施例と同様、矩形断面トンネル用の
トンネル掘進機に適用したものである。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a front view of a tunnel machine according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment is similar to the second embodiment, and is applied to a tunnel machine for a tunnel having a rectangular cross section.

【0025】本実施例のトンネル掘進機においては、カ
ッタヘッド20に4本のスポーク21a,21b,21
c,21dがトンネル中心に対して点対称になるように
配されるとともに、各スポーク21a〜21dにそれぞ
れ第1実施例と同様の余掘装置22が内蔵されてなる構
造とされている。各スポーク21a〜21dは、スポー
ク21a,21bのなす角度およびスポーク21c,2
1dのなす角度がそれぞれ45°で、スポーク21b,
21cのなす角度およびスポーク21d,21aのなす
角度がそれぞれ135°になるように配置され、互いに
一直線上にあるスポーク21a,21c(もしくは21
b,21d)の各余掘装置22が同様の伸縮動作を行う
ようにされている。
In the tunnel excavator of this embodiment, the cutter head 20 has four spokes 21a, 21b, 21
c and 21d are arranged so as to be point-symmetrical with respect to the center of the tunnel, and each of the spokes 21a to 21d has a structure in which the same over-drilling device 22 as in the first embodiment is incorporated. Each of the spokes 21a to 21d has an angle formed by the spokes 21a and 21b and the spokes 21c and 2c.
The angles made by 1d are each 45 °, and the spokes 21b,
The spokes 21a, 21c (or 21) are arranged such that the angle formed by the spokes 21c and the spokes 21d, 21a is 135 °, respectively, and are aligned with each other.
b, 21d), each of the over-mining devices 22 performs the same expansion and contraction operation.

【0026】このような構成によっても前記第2実施例
と同様の矩形断面トンネルの掘削を行うことができ、そ
の掘削時に、一組のスポーク21a,21cの各余掘装
置22が伸長することによってチャンバー内容積が減じ
る分だけ、他の組のスポーク21b,21dの各余掘装
置22が収縮することによってチャンバー内容積が増す
ことになり、チャンバー内容積が略一定に保持されてチ
ャンバー内の土圧変動が防がれる。
With such a configuration, it is also possible to excavate a tunnel having a rectangular cross section similar to that of the second embodiment, and at the time of excavation, each of the overdigging devices 22 of the set of spokes 21a and 21c is extended. As the volume in the chamber is reduced, the volume of the chamber is increased by the contraction of each of the spare devices 22 of the other sets of spokes 21b and 21d, so that the volume in the chamber is maintained substantially constant and the soil in the chamber is maintained. Pressure fluctuations are prevented.

【0027】(第4実施例)図4には、本発明の第4実
施例に係るトンネル掘進機の正面図が示されている。な
お、図4(a)は一つのスポークが上向きにある状態を
示し、図4(b)は図4(a)に示される位置から図上
半時計方向に約60°回転した状態を示している。この
実施例は、円形断面を一方向に少しずらした略楕円形断
面トンネル用のトンネル掘進機に適用したものである。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a front view of a tunnel machine according to a fourth embodiment of the present invention. 4A shows a state in which one spoke is facing upward, and FIG. 4B shows a state in which the spoke is rotated approximately 60 ° counterclockwise from the position shown in FIG. 4A. I have. This embodiment is applied to a tunnel machine for a tunnel having a substantially elliptical cross section in which a circular cross section is slightly shifted in one direction.

【0028】本実施例においては、カッタヘッド30に
3本のスポーク31a,31b,31cが、互いに隣接
するスポーク同士のなす角度が120°になるように円
周方向に等間隔に配置されるとともに、各スポーク31
a〜31cにそれぞれ第1実施例と同様の余掘装置32
が内蔵されてなる構造とされている。
In this embodiment, three spokes 31a, 31b and 31c are arranged on the cutter head 30 at equal intervals in the circumferential direction so that the angle between adjacent spokes is 120 °. , Each spoke 31
a to 31c are the same as the first embodiment.
Is built in.

【0029】本実施例の場合、各スポーク31a〜31
cは、掘削断面の上半部においては余掘装置32を最収
縮位置にして掘削を行い、中心線Lを通過した後に余掘
装置32を徐々に伸長させていき、スポーク31a〜3
1cが真下に来たときに余掘装置32を最伸長状態にす
る(図4(b)参照)。この後、真下位置を通過後は余
掘装置32を徐々に収縮させていき、スポーク31a〜
31cが中心線Lに一致する位置に来たときに最収縮状
態にする。
In the case of this embodiment, each of the spokes 31a to 31
c, in the upper half of the excavation cross section, excavation is performed with the excavation device 32 in the most contracted position, and after passing through the center line L, the extra excavation device 32 is gradually extended, and the spokes 31 a to 3 c
When 1c comes directly below, the extra excavation device 32 is brought into the most extended state (see FIG. 4B). After that, after passing directly below the position, the excavation device 32 is gradually contracted, and the spokes 31a-31
When 31c comes to a position corresponding to the center line L, it is set to the most contracted state.

【0030】このように、カッタヘッド30が図におい
て半時計方向に回転していくにつれて、伸長されつつあ
る余掘装置32(図4(a)の矢印R参照)と、収縮さ
れつつある余掘装置32(図4(a)の矢印S参照)と
が対になって存在することになり、これら伸長する余掘
装置32の伸長量と、収縮する余掘装置32の収縮量と
を略一致させることで、チャンバー内容積を略一定に保
持することができてチャンバー内の土圧変動を防ぐこと
ができる。なお、本実施例のトンネル掘進機によれば、
半径rの円形断面を下方に少しずらした形の略楕円形断
面トンネルが掘削される。
As described above, as the cutter head 30 rotates counterclockwise in the drawing, the excavating device 32 (see the arrow R in FIG. 4A) that is being extended and the excavating device that is being contracted are being excavated. The device 32 (see the arrow S in FIG. 4A) is present as a pair, and the amount of extension of the excavating device 32 and the amount of contraction of the contracting extra device 32 are substantially the same. By doing so, the volume inside the chamber can be kept substantially constant, and fluctuations in earth pressure inside the chamber can be prevented. According to the tunnel machine of the present embodiment,
A tunnel with a substantially elliptical cross-section in which a circular cross-section having a radius r is slightly shifted downward is excavated.

【0031】(第5実施例)図5には、本発明の第5実
施例に係るトンネル掘進機の正面図が示されている。な
お、図5(a)は一つのスポークが上向きにある状態を
示し、図5(b)は図5(a)に示される位置から図上
半時計方向に約36°回転した状態を示している。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a front view of a tunnel machine according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) shows a state in which one spoke is upward, and FIG. 5 (b) shows a state in which the spoke is rotated approximately 36 ° counterclockwise from the position shown in FIG. 5 (a). I have.

【0032】本実施例においては、カッタヘッド40に
5本のスポーク41a,41b,41c,41d,41
eが、互いに隣接するスポーク同士のなす角度が72°
になるように円周方向に等間隔に配置されるとともに、
各スポーク41a〜41eにそれぞれ第1実施例と同様
の余掘装置42が内蔵されてなる構造とされている。ま
た、本実施例においては、前記第4実施例と同様に、円
形断面を一方向に少しずらした略楕円形断面トンネル用
のトンネル掘進機に適用したものである。
In this embodiment, the cutter head 40 has five spokes 41a, 41b, 41c, 41d, 41
e is an angle between adjacent spokes of 72 °
Are arranged at equal intervals in the circumferential direction so that
Each of the spokes 41a to 41e has a structure in which the same over-digging device 42 as that of the first embodiment is incorporated. Further, in the present embodiment, similarly to the fourth embodiment, the present invention is applied to a tunnel machine for a tunnel having a substantially elliptical cross section in which a circular cross section is slightly shifted in one direction.

【0033】本実施例の場合、各スポーク41a〜41
eは、掘削断面の上半部においては余掘装置42を最収
縮位置にして掘削を行い、中心線Lを通過した後に余掘
装置42を徐々に伸長させていき、スポーク41a〜4
1eが真下に来たときに余掘装置42を最伸長状態にす
る(図5(b)参照)。この後、真下位置を通過後は余
掘装置42を徐々に収縮させていき、スポーク41a〜
41eが中心線Lに一致する位置に来たときに最収縮状
態にする。
In the case of this embodiment, each of the spokes 41a to 41
In the upper half of the excavated cross section, excavation is performed with the excavation device 42 in the most contracted position, and after passing through the center line L, the extra excavation device 42 is gradually extended, and the spokes 41 a to 41
When 1e comes directly below, the overdigging device 42 is brought into the most extended state (see FIG. 5B). After that, after passing directly below the position, the excavation device 42 is gradually contracted, and the spokes 41a to
When 41e comes to a position coinciding with the center line L, it is set to the most contracted state.

【0034】このように、本実施例のような5本のスポ
ークを有するカッタヘッド40の場合にも、このカッタ
ヘッド40が図において半時計方向に回転していくにつ
れて、伸長されつつある余掘装置42(矢印T参照)
と、収縮されつつある余掘装置42(矢印U参照)とが
対になって存在することになり、これら伸長する余掘装
置42の伸長量と、収縮する余掘装置42の収縮量とを
略一致させることで、チャンバー内容積を略一定に保持
することができてチャンバー内の土圧変動を防ぐことが
できる。
As described above, even in the case of the cutter head 40 having five spokes as in this embodiment, as the cutter head 40 rotates counterclockwise in FIG. Device 42 (see arrow T)
And the over-mining device 42 (see arrow U) being contracted are present as a pair, and the extension amount of the extending over-mining device 42 and the contraction amount of the contracting over-mining device 42 are determined. By making them substantially coincide with each other, the volume in the chamber can be kept substantially constant, and the fluctuation of the earth pressure in the chamber can be prevented.

【0035】前述の説明から明らかなように、掘削断面
形状によっては、カッタヘッドに設けられるスポークの
本数は偶数であっても、奇数であっても良い。ただし、
チャンバー内容積を減少させる方向に作動される余掘装
置(補助掘削手段)と、チャンバー内容積を増加させる
方向に作動される余掘装置(補助掘削手段)とが対にな
っていることが必要である。
As is apparent from the above description, the number of spokes provided on the cutter head may be even or odd depending on the cross-sectional shape of the excavation. However,
It is necessary that an excavation device (auxiliary excavation means) operated in the direction of decreasing the volume in the chamber and an excavation device (auxiliary excavation means) operated in the direction of increasing the volume in the chamber are paired It is.

【0036】(第6実施例)図6には、本発明の第6実
施例に係るトンネル掘進機の正面図(a)およびそのカ
ッタヘッドにおけるスポーク部の部分断面図(b)が示
されている。
(Sixth Embodiment) FIG. 6 shows a front view (a) of a tunnel machine according to a sixth embodiment of the present invention and a partial cross-sectional view (b) of a spoke portion of a cutter head thereof. I have.

【0037】本実施例のトンネル掘進機50は、2つの
コーナ部51,52;51A,52Aがアール形状とさ
れた全体として略矩形断面形状のスキンプレート53,
53Aが並列状に配され、各スキンプレート53,53
Aの前方にそれぞれ往復揺動自在なカッタヘッド54,
54Aが配されてなる構成とされている。ここで、各カ
ッタヘッド54,54Aはスポーク式カッタヘッドであ
って、それぞれ4本のスポーク55,56,57,5
8;55A,56A,57A,58Aが互いに隣接する
スポーク同士のなす角度を90°にして配されて構成さ
れている。各スポーク55〜58;55A〜58Aの前
面には、切羽を掘削するカッタビット59が設けられる
とともに、内側のスポーク58,58Aを除く3本のス
ポーク55〜57;55A〜57Aには余掘装置60が
内蔵されている。これら余掘装置60は、スポーク内に
内蔵された伸縮ジャッキ61によりスポーク55〜5
7;55A〜57Aの外周縁からトンネル径方向に出没
されるようになっている(図6(b)の実線位置および
鎖線位置参照)。また、内側のスポーク58,58Aは
他のスポーク55〜57;55A〜57Aの長さより短
くされていて、これら内側のスポーク58,58A同士
が互いに干渉しないようにされている。
The tunnel excavator 50 of the present embodiment has a skin plate 53 having a substantially rectangular cross section as a whole, in which two corner portions 51 and 52;
53A are arranged in parallel, and each skin plate 53, 53
In front of A, the cutter head 54, which can swing back and forth,
54A are arranged. Here, each of the cutter heads 54, 54A is a spoke type cutter head, and has four spokes 55, 56, 57, 5 respectively.
8; 55A, 56A, 57A, 58A are arranged at an angle of 90 ° between adjacent spokes. In front of each spoke 55-58; 55A-58A, a cutter bit 59 for excavating a face is provided, and three spokes 55-57, excluding the inner spokes 58, 58A, are provided with over-drilling devices. 60 is built-in. These excavating devices 60 are provided with spokes 55 to 5 by a telescopic jack 61 built in the spokes.
7; the tunnels are projected and retracted from the outer peripheral edges of 55A to 57A in the radial direction of the tunnel (see the solid line position and the chain line position in FIG. 6B). The inner spokes 58, 58A are shorter than the other spokes 55-57; 55A-57A so that the inner spokes 58, 58A do not interfere with each other.

【0038】次に、図7〜図9を参照しつつ、スポーク
の往復揺動に伴って出没する余掘装置の動作について説
明する。なお、以下の説明において、「左側」「右側」
「左回転」「右回転」等の用語における「左」および
「右」は、図上における「左」および「右」をそれぞれ
指すものとする。
Next, with reference to FIGS. 7 to 9, the operation of the excavation device which comes and goes with the reciprocation of the spokes will be described. In the following description, “left” and “right”
“Left” and “right” in terms such as “left rotation” and “right rotation” refer to “left” and “right” in the figure, respectively.

【0039】まず、図7(a)に示される状態を初期状
態と考えると、この初期状態では、左側のカッタヘッド
54は左回転方向に回転揺動を行ってその最揺動端に達
した状態にあり、スポーク57の余掘装置60は最伸長
状態、スポーク55,56の余掘装置60は中間伸長状
態にある。これに対して右側のカッタヘッド54Aは矢
印Aにて示されるように左回転方向への揺動途中にあっ
て、スポーク56A,58Aが水平向きで、スポーク5
5A,57Aが鉛直向きとなっていて各余掘装置60は
いずれも最収縮状態にある。
First, assuming that the state shown in FIG. 7A is an initial state, in this initial state, the left cutter head 54 oscillates in the left rotation direction and reaches its most oscillating end. In this state, the extra digging device 60 of the spoke 57 is in the most extended state, and the extra digging device 60 of the spokes 55 and 56 is in the middle extended state. On the other hand, the right cutter head 54A is in the middle of swinging in the left rotation direction as shown by the arrow A, and the spokes 56A and 58A are oriented horizontally, and the spoke 5
5A and 57A are oriented vertically, and each of the overdigging devices 60 is in the most contracted state.

【0040】この状態から、図7(b)にて示されるよ
うに、左側のカッタヘッド54が右回転方向(矢印B方
向)に回転の向きを変えて回転するにつれて、スポーク
55,56,57の各余掘装置60は徐々に収縮してい
く。一方、右側のカッタヘッド54Aが更に左回転方向
に回転するにつれて、コーナ部の掘削のためにスポーク
55A,56A,57Aの各余掘装置60が徐々に伸長
していく。
From this state, as shown in FIG. 7 (b), the spokes 55, 56, and 57 change as the left cutter head 54 rotates in the right rotation direction (the direction of arrow B). Each of the over-mining devices 60 gradually contracts. On the other hand, as the right cutter head 54A further rotates in the left rotation direction, the respective excavating devices 60 of the spokes 55A, 56A, and 57A gradually extend to excavate the corner portion.

【0041】更に掘削が進むと、図7(c)に示される
ように、左側のカッタヘッド54は矢印Bにて示される
ように右回転方向への揺動途中に、スポーク56,58
が水平向きで、スポーク55,57が鉛直向きとなって
各余掘装置60はいずれも最収縮状態になる。これに対
して右側のカッタヘッド54Aは左回転方向に回転揺動
を行ってその最揺動端に達し、スポーク55Aの余掘装
置60は最伸長状態、スポーク56A,57Aの余掘装
置60は中間伸長状態になる。
As the excavation proceeds further, as shown in FIG. 7 (c), the left cutter head 54 swings in the clockwise direction as shown by the arrow B, and the spokes 56, 58
Is oriented horizontally, and the spokes 55 and 57 are oriented vertically, so that each of the extra excavation devices 60 is in the most contracted state. On the other hand, the cutter head 54A on the right side rotates and swings in the left rotation direction to reach its most swinging end, and the extra digging device 60 of the spoke 55A is in the most extended state, and the extra digging device 60 of the spokes 56A and 57A is It is in the middle extension state.

【0042】更に掘削が進むと、図8(a)に示される
ように、左側のカッタヘッド54は更に右回転方向(矢
印B方向)に回転するにつれて、コーナ部の掘削のため
にスポーク55,56,57の各余掘装置60が徐々に
伸長していく。一方、右側のカッタヘッド54Aは右回
転方向(矢印C方向)に回転の向きを変えて回転するに
つれて、スポーク55A,56A,57Aの各余掘装置
60が徐々に収縮していく。
As the excavation proceeds further, as shown in FIG. 8 (a), as the left cutter head 54 further rotates clockwise (arrow B direction), the spokes 55, Each of the 56 and 57 extra excavating devices 60 gradually extends. On the other hand, as the right cutter head 54A changes its direction of rotation in the right rotation direction (the direction of arrow C) and rotates, each of the spare parts 60 of the spokes 55A, 56A, and 57A gradually contracts.

【0043】続いて、図8(b)に示されるように、左
側のカッタヘッド54は右回転方向に回転揺動を行って
その最揺動端に達した状態になり、スポーク55の余掘
装置60は最伸長状態、スポーク56,57の余掘装置
60は中間伸長状態になる。これに対して右側のカッタ
ヘッド54Aは矢印Cにて示されるように右回転方向へ
の揺動途中に、スポーク56A,58Aが水平向きで、
スポーク55A,57Aが鉛直向きとなっていて各余掘
装置60はいずれも最収縮状態になる。
Subsequently, as shown in FIG. 8 (b), the left cutter head 54 swings clockwise in the clockwise direction to reach its most swinging end, so that the spoke 55 is left over. The device 60 is in the most extended state, and the spare devices 60 of the spokes 56 and 57 are in the intermediate extended state. On the other hand, while the right cutter head 54A swings clockwise in the right rotation direction as shown by the arrow C, the spokes 56A and 58A are oriented horizontally.
The spokes 55A and 57A are oriented vertically, and each of the extra excavation devices 60 is in the most contracted state.

【0044】続いて、図8(c)に示されるように、左
側のカッタヘッド54は左回転方向(矢印D方向)に回
転の向きを変えて回転するにつれて、スポーク55,5
6,57の各余掘装置60が徐々に収縮していく。一
方、右側のカッタヘッド54Aは更に右回転方向(矢印
C方向)に回転するにつれて、コーナ部の掘削のために
スポーク55A,56A,57Aの各余掘装置60が徐
々に伸長していく。
Subsequently, as shown in FIG. 8 (c), the left cutter head 54 changes the direction of rotation in the left rotation direction (the direction of arrow D) and rotates as the spokes 55, 5 rotate.
Each of the 6, 57 extra digging devices 60 gradually contracts. On the other hand, as the right cutter head 54A further rotates in the clockwise direction (the direction of arrow C), each of the spare devices 60 of the spokes 55A, 56A, and 57A gradually extends for excavation of the corner.

【0045】更に掘削が進むと、図9(a)に示される
ように、左側のカッタヘッド54は矢印Dにて示される
ように左回転方向への揺動途中に、スポーク56,58
が水平向きで、スポーク55,57が鉛直向きとなって
各余掘装置60はいずれも最収縮状態になる。これに対
して右側のカッタヘッド54Aは右回転方向に回転揺動
を行ってその最揺動端に達し、スポーク57Aの余掘装
置60は最伸長状態、スポーク55A,56Aの余掘装
置60は中間伸長状態になる。
When the excavation proceeds further, as shown in FIG. 9 (a), the left cutter head 54 swings in the leftward rotation direction as shown by the arrow D, and the spokes 56, 58
Is oriented horizontally, and the spokes 55 and 57 are oriented vertically, so that each of the extra excavation devices 60 is in the most contracted state. On the other hand, the cutter head 54A on the right side rotates and oscillates in the clockwise direction to reach its most oscillating end, and the extra boring device 60 of the spoke 57A is in the most extended state. It is in the middle extension state.

【0046】続いて、図9(b)に示されるように、左
側のカッタヘッド54は更に左回転方向(矢印D方向)
に回転するにつれて、コーナ部の掘削のためにスポーク
55,56,57の各余掘装置60が徐々に伸長してい
く。一方、右側のカッタヘッド54Aは左回転方向(矢
印A方向)に回転の向きを変えて回転するにつれて、ス
ポーク55A,56A,57Aの各余掘装置60が徐々
に収縮していく。なお、この図9(b)に示される動作
状態の後は再度図7(a)の動作状態に戻って、順次前
述の各動作状態が繰返されていくことになる。
Subsequently, as shown in FIG. 9B, the left cutter head 54 is further rotated leftward (in the direction of arrow D).
, Each of the over-drilling devices 60 of the spokes 55, 56, and 57 gradually extends for excavation of the corner portion. On the other hand, as the right cutter head 54A changes the direction of rotation in the left rotation direction (the direction of arrow A) and rotates, each of the over-drilling devices 60 of the spokes 55A, 56A, and 57A gradually contracts. After the operation state shown in FIG. 9B, the operation state returns to the operation state shown in FIG. 7A again, and the above-described operation states are sequentially repeated.

【0047】以上の動作説明から明らかなように、本実
施例のトンネル掘進機50においては、2基の揺動式カ
ッタヘッド54,54Aを並列配置して異形断面のトン
ネルの掘削を行うようにされており、その場合に、左右
の各カッタヘッド54,54Aを同期させて左右方向に
揺動させるのではなく、それら各カッタヘッド54,5
4Aの揺動の位相をずらすようにその揺動動作が制御さ
れている。ここで、各カッタヘッド54,54Aの位相
差の調整は、これら各カッタヘッド54,54Aの駆動
機構を制御する制御プログラムによって行うのが好まし
い。
As is apparent from the above description of the operation, in the tunnel machine 50 of this embodiment, two oscillating cutter heads 54 and 54A are arranged in parallel to excavate a tunnel having an irregular cross section. In this case, the left and right cutter heads 54, 54A are not synchronized with each other and are not swung in the left-right direction.
The swing operation is controlled so that the phase of the swing of 4A is shifted. Here, the adjustment of the phase difference between the cutter heads 54 and 54A is preferably performed by a control program that controls the driving mechanism of each of the cutter heads 54 and 54A.

【0048】本実施例においても、一方側のカッタヘッ
ド54(もしくは54A)における余掘装置60が伸長
することによってチャンバー内容積が減じる分だけ、他
方側のカッタヘッド54A(もしくは54)における余
掘装置60が収縮することによってチャンバー内容積が
増すことになり、チャンバー内容積が略一定に保持され
てチャンバー内の土圧変動を未然に防ぐことができる。
Also in the present embodiment, the extra cutting device 54A (or 54A) in the other cutter head 54A (or 54A) is extended by the extension of the extra cutting device 60 in the one cutter head 54 (or 54A). When the device 60 contracts, the volume in the chamber increases, and the volume in the chamber is kept substantially constant, so that fluctuations in earth pressure in the chamber can be prevented.

【0049】図10には、本実施例のトンネル掘進機の
効果を確認するために、前述の図7〜図9に示されるカ
ッタヘッドの揺動状態とチャンバー内容積に対する容積
変化率との関係が、比較例とともに示されている。ここ
で、本実施例においては左右のカッタヘッド54,54
Aに47.5°の位相差が設けられており、これに対し
て比較例は、左右のカッタヘッド54,54Aを相互の
位相差を設けずに同期させて揺動させている。また、こ
の例では、チャンバー内容積は82.1mである。な
お、図10において、揺動パターン1,2,3,4,
5,6,7,8(0)がそれぞれ図7(a),図7
(b),図7(c),図8(a),図8(b),図8
(c),図9(a),図9(b)の各状態に対応する。
FIG. 10 shows the relationship between the swinging state of the cutter head shown in FIGS. 7 to 9 and the rate of volume change with respect to the volume in the chamber in order to confirm the effect of the tunnel machine of this embodiment. Are shown together with the comparative examples. Here, in the present embodiment, the left and right cutter heads 54, 54
A is provided with a phase difference of 47.5 °, whereas the comparative example swings the left and right cutter heads 54 and 54A in synchronization without providing a mutual phase difference. In this example, the volume in the chamber is 82.1 m 3 . In FIG. 10, the swing patterns 1, 2, 3, 4,
5, 6, 7, and 8 (0) correspond to FIG. 7A and FIG.
(B), FIG. 7 (c), FIG. 8 (a), FIG. 8 (b), FIG.
9C, and correspond to the respective states of FIGS. 9A and 9B.

【0050】この図10に示されるグラフを元に容積変
動幅を求めると、本実施例における容積変動幅は0.0
6%となるのに対し、比較例のものにおける容積変動幅
は0.54%となる。この結果から明らかなように、比
較例に比べて本実施例のものの容積変動幅が格段に向上
されていることがわかる。
When the volume fluctuation width is obtained based on the graph shown in FIG. 10, the volume fluctuation width in this embodiment is 0.0
In contrast to 6%, the variation in volume in the comparative example is 0.54%. As is clear from this result, it can be seen that the volume fluctuation range of the present example is significantly improved as compared with the comparative example.

【0051】前記各実施例においては、スポーク先端か
らジャッキ操作により余掘装置が伸縮されるものについ
て説明したが、補助掘削手段としては、このような形式
のもの以外にいろいろな形式のものを採用することがで
きる。図11に示されているのは補助掘削手段の他の例
であって、この例では、ジャックナイフ式の補助掘削手
段70がカッタヘッド71の外周部から矢印Eにて示さ
れる方向に揺動操作されてその外周部の地山が掘削され
る。このような形式のものにおいても、1つの補助掘削
手段70が突出方向に作動されているときに、他の1つ
の補助掘削手段70が収納方向に作動されるようにする
ことで、前記各実施例と同様の効果を奏するものであ
る。
In each of the embodiments described above, the excavation device is expanded and contracted by the jack operation from the spoke tip, but various types of auxiliary excavation means other than the above type are employed. can do. FIG. 11 shows another example of the auxiliary digging means. In this example, the jack knife type auxiliary digging means 70 swings from the outer peripheral portion of the cutter head 71 in the direction shown by the arrow E. It is operated to excavate the ground on the outer periphery. Even in such a type, when one auxiliary excavating means 70 is operated in the protruding direction, the other one auxiliary excavating means 70 is operated in the storing direction, whereby This has the same effect as the example.

【0052】前記第1実施例〜第5実施例においては、
カッタヘッドを回転式のものとして説明したが、このカ
ッタヘッドは揺動式のものであっても良い。
In the first to fifth embodiments,
Although the cutter head has been described as being of a rotary type, the cutter head may be of an oscillating type.

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

【図1】図1(a)(b)は、第1実施例に係るトンネ
ル掘進機の正面図である。
FIGS. 1A and 1B are front views of a tunnel machine according to a first embodiment.

【図2】図2は、第2実施例に係るトンネル掘進機の正
面図である。
FIG. 2 is a front view of a tunnel machine according to a second embodiment.

【図3】図3は、第3実施例に係るトンネル掘進機の正
面図である。
FIG. 3 is a front view of a tunnel machine according to a third embodiment.

【図4】図4(a)(b)は、第4実施例に係るトンネ
ル掘進機の正面図である。
FIGS. 4A and 4B are front views of a tunnel machine according to a fourth embodiment.

【図5】図5(a)(b)は、第5実施例に係るトンネ
ル掘進機の正面図である。
FIGS. 5A and 5B are front views of a tunnel machine according to a fifth embodiment.

【図6】図6は、第6実施例に係るトンネル掘進機の正
面図(a)およびそのカッタヘッドにおけるスポーク部
の部分断面図(b)である。
FIG. 6 is a front view (a) of a tunnel machine according to a sixth embodiment and a partial cross-sectional view of a spoke portion of the cutter head thereof (b).

【図7】図7(a)(b)(c)は、第6実施例におけ
る掘削動作説明図(1)である。
FIGS. 7A, 7B and 7C are explanatory diagrams (1) of an excavating operation in a sixth embodiment.

【図8】図8(a)(b)(c)は、第6実施例におけ
る掘削動作説明図(2)である。
FIGS. 8A, 8B, and 8C are explanatory diagrams (2) of an excavation operation in a sixth embodiment.

【図9】図9(a)(b)は、第6実施例における掘削
動作説明図(3)である。
FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams (3) of the excavation operation in the sixth embodiment.

【図10】図10は、カッタヘッドの揺動と容積変化率
との関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the swing of the cutter head and the volume change rate.

【図11】図11は、補助掘削手段の他の例を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing another example of the auxiliary excavation means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,53,53A スキンプレート 2,10,20,30,40,54,54A,71
カッタヘッド 3a〜3d,11a〜11h,21a〜21d,31a
〜31c,41a〜41e,55〜58,55A〜58
A スポーク 4,12,22,32,42,60 余掘装置 5 先行ビット 6 ツールビット 59 カッタビット 61 伸縮ジャッキ 70 補助掘削手段
1,53,53A Skin plate 2,10,20,30,40,54,54A, 71
Cutter head 3a-3d, 11a-11h, 21a-21d, 31a
~ 31c, 41a ~ 41e, 55 ~ 58, 55A ~ 58
A Spokes 4, 12, 22, 32, 42, 60 Excavation equipment 5 Lead bit 6 Tool bit 59 Cutter bit 61 Telescopic jack 70 Auxiliary drilling means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾上 順吉 福岡県福岡市博多区博多駅前三丁目12番10 号 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 松尾 博 福岡県福岡市博多区博多駅前三丁目12番10 号 鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 南 敬 石川県小松市八日市町地方5 株式会社小 松製作所小松工場内 (72)発明者 神林 秀雄 岐阜県不破郡関ヶ原町2067 株式会社小松 製作所関ヶ原事業室内 (72)発明者 川合 一成 石川県小松市八日市町地方5 株式会社小 松製作所小松工場内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Junkichi Onoe 3-12-10 Hakata-ekimae, Hakata-ku, Fukuoka City Kashima Construction Co., Ltd.Kyushu Branch (72) Inventor Hiroshi Matsuo Hakata-ekimae, Hakata-ku, Fukuoka City, Fukuoka Prefecture 3-12-10 Kashima Corporation Kyushu Branch (72) Inventor Takashi Minami 5 Yokaichi-cho, Komatsu-shi, Ishikawa Prefecture Komatsu Plant Komatsu Plant (72) Inventor Hideo Kambayashi 2067 Sekigahara-cho, Fuwa-gun, Gifu Prefecture Komatsu Ltd. Sekigahara Business Room (72) Inventor Kazunari Kawai 5 Yokaichi-cho, Komatsu-shi, Ishikawa Prefecture Komatsu Ltd. Komatsu Plant

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カッタヘッドとそのカッタヘッドに設け
られる複数の補助掘削手段とにより異形断面の切羽を掘
削し、掘削した土砂をカッタヘッド後方のチャンバー内
に取り込んで搬出するようにしたトンネル掘進機におけ
るチャンバー内土圧の変動抑制方法であって、 前記複数の補助掘削手段のうち少なくとも1つの補助掘
削手段を前記チャンバー内容積を減少させる方向に作動
させているとき、他の少なくとも1つの補助掘削手段を
前記チャンバー内容積を増加させる方向に作動させてそ
のチャンバー内の容積変動を抑制することを特徴とする
チャンバー内土圧の変動抑制方法。
1. A tunnel excavator for excavating a face having an irregular cross section by a cutter head and a plurality of auxiliary excavating means provided on the cutter head, and taking in the excavated earth and sand into a chamber behind the cutter head and carrying it out. The method according to claim 1, wherein at least one of the plurality of auxiliary digging means is operated in a direction to reduce the volume in the chamber, and at least one other auxiliary digging is performed. A method for suppressing fluctuation in earth pressure in a chamber, characterized in that means is operated in a direction to increase the volume in the chamber to suppress fluctuation in volume in the chamber.
【請求項2】 前記補助掘削手段が複数対設けられ、対
をなす一方の補助掘削手段を前記チャンバー内容積を減
少させる方向に作動させているとき、他方の補助掘削手
段を前記チャンバー内容積を増加させる方向に作動させ
ることにより前記チャンバー内の容積変動を抑制する請
求項1に記載のチャンバー内土圧の変動抑制方法。
2. A plurality of pairs of the auxiliary digging means are provided, and when one of the pair of auxiliary digging means is operated in a direction to reduce the volume in the chamber, the other auxiliary digging means reduces the volume in the chamber. The method according to claim 1, wherein a volume fluctuation in the chamber is suppressed by operating in an increasing direction.
【請求項3】 複数の往復揺動式カッタヘッドを備え、
各カッタヘッドの揺動の位相をずらすようにその揺動動
作を制御することにより前記チャンバー内の容積変動を
抑制する請求項1または2に記載のチャンバー内土圧の
変動抑制方法。
3. A reciprocating swing type cutter head is provided.
The method according to claim 1 or 2, wherein the fluctuation of the volume in the chamber is suppressed by controlling the rocking operation of each cutter head so as to shift the rocking phase.
JP32679899A 1998-11-24 1999-11-17 Method of suppressing fluctuation of earth pressure in chamber Expired - Fee Related JP3311325B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32679899A JP3311325B2 (en) 1998-11-24 1999-11-17 Method of suppressing fluctuation of earth pressure in chamber

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33281898 1998-11-24
JP10-332818 1998-11-24
JP32679899A JP3311325B2 (en) 1998-11-24 1999-11-17 Method of suppressing fluctuation of earth pressure in chamber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000220378A true JP2000220378A (en) 2000-08-08
JP3311325B2 JP3311325B2 (en) 2002-08-05

Family

ID=26572297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32679899A Expired - Fee Related JP3311325B2 (en) 1998-11-24 1999-11-17 Method of suppressing fluctuation of earth pressure in chamber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3311325B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949292A (en) * 2010-09-27 2011-01-19 徐积勉 Cutter head structure provided with plurality of layers of flexible spokes and capable of cutting non-round section tunnel
WO2019020009A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 中铁工程装备集团有限公司 Horseshoe-shaped boring machine propelled by track

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5198371B2 (en) * 2009-06-25 2013-05-15 ジャパントンネルシステムズ株式会社 Modified cross section tunnel excavator and modified cross section tunnel excavation method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949292A (en) * 2010-09-27 2011-01-19 徐积勉 Cutter head structure provided with plurality of layers of flexible spokes and capable of cutting non-round section tunnel
WO2019020009A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 中铁工程装备集团有限公司 Horseshoe-shaped boring machine propelled by track

Also Published As

Publication number Publication date
JP3311325B2 (en) 2002-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5697676A (en) Shield tunnel boring machine
JP2000220378A (en) Method for suppressing fluctuation of soil pressure in chamber
JP4038129B2 (en) Shield machine
JP3805759B2 (en) Shield machine
JP4266912B2 (en) Excavation method and apparatus for shield machine
JP3838853B2 (en) Widening excavator for tunnel excavator
JP2021156032A (en) Tunnel excavation device
JP4703380B2 (en) Excavator for tunnel excavator
JP4163583B2 (en) Shield machine and tunnel construction method
JP3461168B2 (en) Excavator
JP5846958B2 (en) Thrust control method
JP7333138B2 (en) Rolling correction method for shield excavator, rolling correction device for shield excavator, and shield excavation method using the same
JP4008296B2 (en) Corner cutter structure
JP6845908B1 (en) How to lay a wing excavator and a caisson skeleton
JP4154801B2 (en) Control method of shield machine and devices thereof
JP3864744B2 (en) Underground excavator
JPH11141282A (en) Digging device
JP4070530B2 (en) Shield machine, shield method and tunnel widening method using shield machine
JP2001317292A (en) Tunnel excavation method and shield machine
JP2000130087A (en) Tunnel boring machine
JP4669952B2 (en) Tunnel widening method and tunnel widening device
JPH0359237B2 (en)
JP4309016B2 (en) Method for correcting rolling of machine body in shield machine and shield machine
JP2592421Y2 (en) Deformed shield excavator
JPH06173263A (en) Multishaft excavator and excavating method

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011030

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020507

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100524

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100524

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110524

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130524

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130524

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140524

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees