JP2001140585A - Free cross sectional shield machine and widening shield tunneling method using it - Google Patents

Free cross sectional shield machine and widening shield tunneling method using it

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JP2001140585A
JP2001140585A JP32370099A JP32370099A JP2001140585A JP 2001140585 A JP2001140585 A JP 2001140585A JP 32370099 A JP32370099 A JP 32370099A JP 32370099 A JP32370099 A JP 32370099A JP 2001140585 A JP2001140585 A JP 2001140585A
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JP
Japan
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shield machine
width
free
cutter
section
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32370099A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Namiki
和夫 並木
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expand or shrink an excavation cross sectional shape in width and increase the degree of freedom of the excavation cross sectional shape. SOLUTION: A rotor 2 is provided in the front of a skin plate 1 capable of being expanded or shrunk in width as a shield machine main body. The rotor 2 is provided with a main cutter 3 and planetary cutters 7 revolved around the axis of the main cutter 3 with the rotation of the main cutter 3 and capable of being displaced in the radial direction of the rotor 2. A control means controlling the revolution locus of the planetary cutters 7 is provided, and the planetary cutter target locus of the control means can be adjusted according to the expanded/shrunk width of the skin plate 1.

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、シールド機本体の
幅が拡縮可能に構成された自由断面シールド機及びこれ
を用いた拡幅シールド工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 shield machine having a free section in which the width of a shield machine body can be enlarged and reduced, and a widening shield method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、トンネルを掘削する有効な手段と
して、シールド機を用いたシールド工法がよく知られて
いる。この工法によれば、当該シールド機のカッタによ
る掘削形状及びシールド機本体の断面形状に対応した一
様形状のトンネルが掘削される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a shield method using a shield machine is well known as an effective means for excavating a tunnel. According to this method, a tunnel having a uniform shape corresponding to the excavation shape by the cutter of the shield machine and the cross-sectional shape of the shield machine body is excavated.

【0003】しかし、道路トンネルでは、曲線部での視
野拡大や非常停止地帯の設置等を目的として、トンネル
の幅や高さを途中で変化させる必要がある。また、トン
ネルを比較的大きな曲率でカーブさせながら掘進する場
合、その曲線部でシールド機のシールド機本体が土砂と
圧密しないように余掘り量を確保したいという要求もあ
る。
However, in a road tunnel, it is necessary to change the width and height of the tunnel halfway for the purpose of enlarging the field of view at a curved portion, setting up an emergency stop zone, and the like. Also, when excavating a tunnel while curving it with a relatively large curvature, there is also a demand for securing an extra excavation amount so that the shielding machine body of the shielding machine does not compact with the earth and sand at the curved portion.

【0004】そこで近年は、掘削断面の途中変更が可能
なシールド機の開発が進められている。具体的には、次
のようなものが知られている。
Accordingly, in recent years, a shield machine capable of changing the cross section of the excavation has been developed. Specifically, the following is known.

【0005】A)特開平8−93381号公報:円筒状
の外殻プレート(シールド機本体)を周方向に分割して
その全体を拡径可能にする。シールド機前部の円板状カ
ッタへッドには、その外周部に径方向外側に突出可能な
オーバーカッタを設け、このオーバーカッタの突出量だ
け掘削機周辺地山を拡幅できるようにする。
A) Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-93381: A cylindrical outer shell plate (shielding machine main body) is divided in the circumferential direction so that the whole can be expanded in diameter. The disk-shaped cutter head at the front of the shield machine is provided with an over-cutter that can protrude radially outward on the outer periphery thereof, so that the ground around the excavator can be widened by the amount of protrusion of the over-cutter.

【0006】B)特開平6−146775号公報:シー
ルドフレーム(シールド機本体)を中央体とその両外側
の側方体とに分割し、前記中央体に対して側方体がスラ
イドすることによりシールドフレーム全体幅が拡縮され
るようにする。さらに、前記中央体の前方には主カッタ
を、両側方体の前方には副カッタをそれぞれ配し、これ
らのカッタを一部重ね合わせた状態で横方向に並べる、
いわゆる多連式構造にし、前記側方体のスライドに伴っ
てこれに対応する副カッタも一体にスライド移動するよ
うに構成する。
B) JP-A-6-146775: a shield frame (shield machine body) is divided into a central body and lateral bodies on both outer sides thereof, and the lateral bodies slide with respect to the central body. The entire width of the shield frame is scaled. Furthermore, a main cutter is arranged in front of the central body, and a sub-cutter is arranged in front of both side bodies, and these cutters are arranged side by side in a state of being partially overlapped.
A so-called multiple structure is adopted, and the sub cutter corresponding to the side body slides along with the slide of the side body.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】A)のシールド機で
は、カッタへッドから径方向外側に突出するオーバーカ
ッタによってオーバーカットするだけなので、掘削断面
形状を変更できるといっても、その形状は常に円形に限
られ、その円形断面の半径を調節できるに過ぎない。こ
のように、オーバーカット量は常にトンネル全周にわた
って設定されることになるので、例えば曲線掘りでの余
掘り量確保や非常停止地帯の設置を目的としてトンネル
形状を一部側方に拡大させるといったことは不可能であ
り、形状設定の自由度はきわめて低い。従って、その用
途は極めて狭い範囲に限られる。
In the shielding machine of A), since the overcut is only performed by the overcutter protruding radially outward from the cutter head, the shape of the excavated cross section can be changed even if it can be changed. It is always circular and can only adjust the radius of its circular cross section. As described above, since the overcut amount is always set over the entire circumference of the tunnel, for example, the shape of the tunnel is partially expanded to the side for the purpose of securing a surplus digging amount in a curve excavation or setting up an emergency stop zone. Is impossible, and the degree of freedom in shape setting is extremely low. Therefore, its use is limited to a very narrow range.

【0008】B)のシールド機も、横方向に並べられる
各カッタの掘削断面形状はすべて円であるため、これに
後続して土砂を取り込むシールドフレーム本体部及び両
側方部の断面形状もそれぞれ前記カッタの掘削形状に対
応した円形もしくは略円形にしなければならない。従っ
て、シールドフレーム全体の断面形状は複数の円を組み
合わせた複雑な形状となる。また、拡縮幅にかかわら
ず、各カッタの掘削領域とシールドフレームが土砂を取
り込む開口領域との大小関係は常に一定であるため、余
掘り量(シールドフレーム断面よりも外側にオーバーカ
ットする量)を自由に設定することができない。
In the shield machine of B), since the excavated cross-sectional shapes of the cutters arranged in the horizontal direction are all circular, the cross-sectional shapes of the shield frame main body and the both side portions which take in the sediment following the cuts are also the same. It must be circular or nearly circular, corresponding to the cutter excavation shape. Therefore, the cross-sectional shape of the entire shield frame is a complex shape obtained by combining a plurality of circles. Regardless of the expansion width, since the size relationship between the excavation area of each cutter and the opening area where the shield frame takes in earth and sand is always constant, the amount of extra digging (the amount of overcut outside the cross section of the shield frame) must be reduced. Cannot be set freely.

【0009】本発明は、このような事情に鑑み、掘削断
面形状の良好な拡縮幅を可能にしながら、その掘削断面
形状を高い自由度で設定することができるシールド機及
びこれを用いた拡幅シールド工法を提供することを目的
とする。
In view of such circumstances, the present invention provides a shield machine capable of setting the excavated cross-sectional shape with a high degree of freedom while enabling a good extensible cross-sectional shape, and a widened shield using the same. The purpose is to provide a construction method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、拡縮幅可能なシールド機本体
と、このシールド機本体にその推進方向に延びる軸回り
に回転可能に支持される回転体と、この回転体と一体に
回転し、掘削断面の中央部分を掘削するメインカッタ
と、前記回転体を駆動する回転体駆動手段と、前記回転
体にその径方向に変位可能に支持され、この回転体の回
転に伴う公転により前記掘削断面のうち前記メインカッ
タで掘削されない部分を掘削する遊星カッタと、この遊
星カッタの公転軌跡を制御する制御手段とを備え、この
制御手段により制御される遊星カッタの公転軌跡が前記
シールド機本体の拡縮幅に応じて調節可能となるように
構成した自由断面シールド機である(請求項1)。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention is directed to a shield machine main body which is expandable and contractible, and is supported by the shield machine main body so as to be rotatable around an axis extending in the propulsion direction. Rotating body, a main cutter that rotates integrally with the rotating body and excavates a central portion of an excavation section, a rotating body driving unit that drives the rotating body, and is supported by the rotating body so as to be displaceable in a radial direction thereof. A planetary cutter for excavating a portion of the excavated cross section that is not excavated by the main cutter by revolving with the rotation of the rotating body; and control means for controlling a revolving locus of the planetary cutter. A free-section shield machine configured such that the revolution trajectory of the planetary cutter to be adjusted can be adjusted in accordance with the expansion / contraction width of the shield machine body (claim 1).

【0011】このシールド機では、掘削手段としてメイ
ンカッタと遊星カッタとの組み合わせを用いているの
で、シールド機本体を拡縮幅しても、これに応じて前記
遊星カッタの公転軌跡を変更するだけで、その掘削形状
を前記シールド機本体の形状に柔軟に対応させることが
できる。従って、掘削形状の拡縮幅が容易に行えるとと
もに、シールド機本体の形状やその拡縮幅形態に制約を
受けにくく、高い自由度で掘削形状を設定することがで
きる。
In this shield machine, the combination of the main cutter and the planetary cutter is used as the excavating means. Therefore, even if the shield machine body is expanded or contracted, only the orbit of the planetary cutter is changed in accordance with this. The excavation shape can flexibly correspond to the shape of the shield machine body. Therefore, the excavation shape can be easily enlarged and reduced in width, and the shape of the shield machine main body and the form of the expansion and contraction width are less restricted, and the excavation shape can be set with a high degree of freedom.

【0012】前記制御手段としては、前記各遊星カッタ
を前記回転体径方向に変位させる遊星カッタ操作手段
と、前記回転体の回転に伴う前記各遊星カッタの公転軌
跡が設定された目標軌跡に合致するように前記回転体回
転中での前記遊星カッタ操作手段の作動を制御する遊星
カッタ操作制御手段とを備え、この遊星カッタ操作制御
手段の目標軌跡が前記シールド機本体の拡縮幅に応じて
調節可能となるように構成したものが好適である(請求
項2)。この構成では、前記遊星カッタ操作制御手段の
目標軌跡を変えるだけで、シールド機本体の拡縮幅に難
なく対応することができる。
The control means includes a planetary cutter operating means for displacing each of the planetary cutters in the radial direction of the rotating body, and a revolving locus of each of the planetary cutters associated with the rotation of the rotating body coincides with a set target locus. Planetary cutter operation control means for controlling the operation of the planetary cutter operation means during rotation of the rotating body, and the target trajectory of the planetary cutter operation control means is adjusted according to the expansion / contraction width of the shield machine body. It is preferable that the configuration is such that it is possible (claim 2). With this configuration, it is possible to easily cope with the enlargement / reduction width of the shield machine main body only by changing the target trajectory of the planetary cutter operation control means.

【0013】この遊星カッタ操作制御手段における制御
目標軌跡は、アナログ的に設定されるようにしてもよい
が、予め互いに目標軌跡の異なる複数の制御モードを用
意しておいて、これらの制御モードを記憶する制御モー
ド記憶手段を備え、これらの制御モードのうち選択され
た制御モードに基づいて前記遊星カッタ操作手段の作動
を制御するように構成すれば(請求項3)、作業者は前
記制御モードのうち実際のシールド機本体幅に適合する
制御モードを採択するだけの簡単な操作で拡縮幅作業を
行うことができる。しかも、制御に要するプログラムは
大幅に簡素化される。
The control target trajectory of the planetary cutter operation control means may be set in an analog manner, but a plurality of control modes having different target trajectories are prepared in advance, and these control modes are set. If a control mode storage means for storing the control mode is provided, and the operation of the planetary cutter operating means is controlled based on a control mode selected from these control modes (Claim 3), the operator can control the control mode. Among them, the enlargement / reduction work can be performed by a simple operation simply by adopting a control mode suitable for the actual width of the shield machine body. Moreover, the program required for the control is greatly simplified.

【0014】例えば、前記シールド機本体の前端形状を
その最小幅形状から最大幅形状までの間で複数段階に分
け、前記各制御モードにおける目標軌跡を前記各段階に
おけるシールド機本体前端形状に応じた形状に設定すれ
ば(請求項4)、現在の制御モードを目標軌跡がより大
きい制御モードに切換えるだけで、拡幅掘削に対応する
ことができる。
For example, the shape of the front end of the shield machine body is divided into a plurality of stages from the minimum width shape to the maximum width shape, and the target trajectory in each of the control modes is adjusted according to the shield machine body front end shape at each stage. If the shape is set (claim 4), widening excavation can be dealt with simply by switching the current control mode to a control mode having a larger target trajectory.

【0015】また、前記制御モードとして、前記シール
ド機本体が片側にのみ拡幅したときの当該シールド機本
体の前端形状に対応する目標軌跡をもつ制御モードを含
むようにしてもよい(請求項5)。
Further, the control mode may include a control mode having a target trajectory corresponding to a front end shape of the shield machine main body when the shield machine main body is widened to only one side (claim 5).

【0016】前記制御手段は、前記回転体の回転に伴い
前記各遊星カッタが所定の公転軌跡を描くように当該遊
星カッタを案内する案内手段を前記シールド機本体に設
けたものであってもよい。この場合、当該案内手段によ
る遊星カッタの案内形状が前記シールド機本体の拡縮幅
に応じて変化するように構成すればよい(請求項6)。
[0016] The control means may be such that guide means for guiding the planetary cutters is provided on the main body of the shield machine so that each of the planetary cutters draws a predetermined orbit along with the rotation of the rotating body. . In this case, the guide shape of the planetary cutter by the guide means may be configured to change in accordance with the width of expansion and contraction of the shield machine body.

【0017】具体的には、前記シールド機本体の内側面
に、このシールド機本体と一体に拡縮幅するガイドレー
ルを設けるとともに、前記回転体の回転中に前記遊星カ
ッタまたはこの遊星カッタと一体に変位する部材を前記
ガイドレールに押付ける押付け手段を備えたものが好適
である(請求項7)。
Specifically, a guide rail is provided on the inner surface of the shield machine main body so as to expand and contract with the shield machine main body, and the planetary cutter or the planetary cutter is integrally formed during rotation of the rotating body. It is preferable that the apparatus has a pressing means for pressing the displaceable member against the guide rail (claim 7).

【0018】本発明にかかるシールド機では、前記シー
ルド機本体の幅を拡縮させる拡縮幅手段を備えるととも
に、この拡縮幅手段を、前記シールド機本体をその前端
幅が後端幅よりも大きくなる向きのテーパー状にしなが
ら拡縮幅可能となるように構成することが、より好まし
い(請求項8)。このようなテーパー形状をシールド機
本体形状として採用することにより、シールド機本体後
部と地山との圧密を回避しながら、シールド機本体前部
での土砂取り込み口を大きく確保して、良好な掘削を行
うことが可能になる。
In the shield machine according to the present invention, the shield machine is provided with expanding / contracting width means for enlarging / reducing the width of the shield machine main body, and the enlarging / contracting width means is provided so that the front end width of the shield machine main body is larger than the rear end width. It is more preferable that the taper shape is adopted so that the width can be enlarged and reduced (claim 8). By adopting such a tapered shape as the shield machine main body shape, it is possible to secure a large sediment intake at the front of the shield machine main body while avoiding consolidation between the rear part of the shield machine body and the ground, and to excavate well. Can be performed.

【0019】具体的には、複数の拡縮幅手段をシールド
機本体の前後方向に並べて配設するとともに、各拡縮幅
手段によるシールド機本体の拡縮幅が前後で独立して設
定可能となるように構成したものが好適である(請求項
9)。この構成では、前側の拡縮幅手段によるシールド
機本体幅を後側の拡縮幅手段によるシールド機本体幅よ
り大きくすることにより、シールド機本体形状を前述の
ようなテーパー状にすることができ、また、そのテーパ
ー度合いを掘削状態に応じて自在に調節することができ
る。
More specifically, a plurality of expanding / contracting width means are arranged side by side in the front-rear direction of the shield machine main body, and the width of the shield machine main body by each expanding / contracting width means can be set independently in front and rear. The one configured is preferable (claim 9). In this configuration, the shield machine body shape can be tapered as described above by making the shield machine body width by the front-side enlargement / reduction width means larger than the shield machine body width by the rear-side enlargement / reduction width means. The degree of taper can be freely adjusted according to the excavation state.

【0020】本発明にかかるシールド機は、その掘削断
面形状と同形状のトンネルを施工する場合は勿論のこ
と、その掘削断面を複数連ね合わせることによって、当
該掘削断面よりも大きな断面のトンネルを施工すること
も可能である。しかし、前記掘削断面形状及びシールド
機本体形状がセグメント組立形状と略同等であると、掘
削断面同士をオーバーラップさせることができず、よっ
て、掘削断面同士の間に残った土砂を薬液注入などによ
って改良する手間がかかることになる。
The shield machine according to the present invention not only constructs a tunnel having the same shape as the excavated cross section, but also constructs a tunnel having a cross section larger than the excavated cross section by connecting a plurality of the excavated cross sections. It is also possible. However, when the excavated cross-sectional shape and the shield machine main body shape are substantially equivalent to the segment assembled shape, the excavated cross-sections cannot be overlapped with each other. It will take time to improve.

【0021】これに対し、前記シールド機本体の一部を
セグメント組立形状よりも外側にはみ出させるととも
に、このはみ出し部分で前方の土砂を掘削する補助カッ
タを備えるようにすれば(請求項10)、そのはみ出し
部分同士を容易にオーバーラップさせることができる。
これにより、前記薬液注入などの面倒な作業を行わずに
大断面トンネルを効率良く施工することが可能になる。
On the other hand, if a part of the shield machine body is made to protrude outside the segment assembly shape, and the protruding portion is provided with an auxiliary cutter for excavating earth and sand ahead (claim 10), The protruding portions can easily overlap each other.
This makes it possible to efficiently construct a large-section tunnel without performing a troublesome operation such as the injection of the chemical solution.

【0022】例えば、前記セグメント組立形状を略矩形
状とした場合、そのコーナー部分で外側にはみ出す形状
に前記シールド機本体の断面形状を設定し、当該はみ出
し部分に前記補助カッタを設けることにより(請求項1
1)、前記コーナー部分で掘削断面同士を容易にオーバ
ーラップさせることができる。
For example, when the segment assembling shape is substantially rectangular, the sectional shape of the shield machine main body is set to a shape protruding outward at a corner portion, and the auxiliary cutter is provided at the protruding portion. Item 1
1) The excavated sections can easily overlap each other at the corner portion.

【0023】また本発明は、前記請求項2〜5のいずれ
かに記載の自由断面シールド機によりトンネル幅を拡大
させながら掘進する拡幅シールド工法であって、拡幅開
始時点で遊星カッタの公転軌跡を目標拡幅分だけ一度に
拡大させ、その後シールド機本体を拡大開始幅から拡大
完了幅まで徐々に拡幅しながら掘進を行うものである
(請求項12)。
According to the present invention, there is also provided a widening shield method for excavating while increasing the tunnel width by using the free-section shield machine according to any one of claims 2 to 5, wherein the revolving locus of the planetary cutter at the start of widening is defined. The excavation is performed by enlarging the shield machine body at a time by the target enlarging width, and thereafter gradually expanding the shield machine main body from the enlarging start width to the enlarging completion width.

【0024】この方法によれば、シールド機本体幅は拡
大開始幅から拡大完了幅まで徐々に拡大するのに対し、
遊星カッタによる掘削領域の拡大(すなわち公転軌跡の
変更)は拡幅開始時に一度に行ってしまうので、当該遊
星カッタの公転軌跡制御に必要なプログラムを大幅に簡
素化することができる。
According to this method, the width of the shield machine body gradually increases from the expansion start width to the expansion completion width.
Since the expansion of the excavation area by the planetary cutter (that is, the change of the revolving locus) is performed at the same time when the widening is started, the program required for controlling the revolving locus of the planetary cutter can be greatly simplified.

【0025】特に、請求項4記載の自由断面シールド機
を用いる場合には、拡幅開始時点で現在の制御モードを
それよりも目標軌跡の幅が1ランク上の制御モードに切
換えるだけでよく、その後シールド機本体を拡大開始幅
から拡大完了幅まで徐々に拡幅しながら掘進を行うこと
により(請求項13)、良好な拡幅掘削をすることがで
きる。
In particular, when the free-section shield machine according to the fourth aspect is used, it is only necessary to switch the current control mode to a control mode in which the width of the target trajectory is one rank higher than that at the start of widening, and thereafter. By digging while gradually widening the shield machine main body from the expansion start width to the expansion completion width (claim 13), it is possible to perform good widening excavation.

【0026】また、請求項8または9記載の自由断面シ
ールド機を用いる場合には、拡幅開始時点で遊星カッタ
の公転軌跡を目標拡幅分だけ一度に拡大させ、その後シ
ールド機本体をその前側形状が後側形状よりも大きくな
る向きのテーパー状にしつつ当該シールド機本体の前端
幅を拡大開始幅から拡大完了幅まで徐々に拡幅しながら
掘進を行うことにより(請求項14)、シールド機本体
後部と地山との圧密を避けながらシールド機本体前端の
間口を大きく確保して拡幅掘削時における土砂の取り込
みを良好に行うことができ、円滑な拡幅掘削を実現する
ことができる。
In the case where the free-section shield machine according to claim 8 or 9 is used, the revolving locus of the planetary cutter is expanded at once at the start of widening by the target widening, and then the main body of the shield machine has its front side shape changed. By digging while gradually widening the front end width of the shield machine main body from the expansion start width to the expansion completion width while making the front end width of the shield machine main body tapered in a direction larger than the rear side shape (claim 14), A large frontage of the shield machine body is secured while avoiding consolidation with the ground, so that sediment can be taken in during widening excavation satisfactorily, and smooth widening excavation can be realized.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を図面
に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0028】ここに示すシールド機は、スキンプレート
(シールド機本体)1と、その前端部に設けられた回転
体2とを備えている。
The shield machine shown here comprises a skin plate (shield machine body) 1 and a rotating body 2 provided at the front end thereof.

【0029】スキンプレート1は、図1〜図6に示すよ
うな筒状をなし、その後部内側領域でセグメントSGか
らなるリングの組み立てが逐次行われるようになってい
る。そのリング形状(図1及び図12の二点鎖線SG
R)は、この実施の形態では略正方形状に設定されてい
る。
The skin plate 1 has a cylindrical shape as shown in FIGS. 1 to 6, and a ring composed of the segments SG is sequentially assembled in the rear inner region. The ring shape (two-dot chain line SG in FIGS. 1 and 12)
R) is set in a substantially square shape in this embodiment.

【0030】スキンプレート1の内側には、複数本のシ
ールドジャッキ37が固定されている。これらのシール
ドジャッキ37は、その伸長動作によってロッド端部の
押圧部37aが最前端セグメントSGの前端面を押すも
のである。このときシールドジャッキ37が受ける反力
がシールド機の推進力となる。
A plurality of shield jacks 37 are fixed inside the skin plate 1. In these shield jacks 37, the pushing portion 37a at the rod end pushes the front end surface of the foremost end segment SG by the extension operation. At this time, the reaction force received by the shield jack 37 becomes the driving force of the shield machine.

【0031】前記スキンプレート1は、基本的には略正
方形状(略矩形状)の断面形状を有するが、そのコーナ
ー部分には、前記セグメントSGの組立形状よりも外側
にはみ出す膨出部(はみ出し部分)1aが形成されてい
る。
The skin plate 1 basically has a substantially square (substantially rectangular) cross-sectional shape, and a protruding portion (protruding portion) protruding outside the assembled shape of the segment SG is formed at a corner thereof. Part 1a is formed.

【0032】さらに、このスキンプレート1は、左右方
向中央部の中央スキンプレート1Cと、その左右両外側
の左側スキンプレート1L及び右側スキンプレート1R
とに分割されている。中央スキンプレート1Cの上下壁
左右両側端部には、その外側から左右両側スキンプレー
ト1L,1Rの内側端部が重なっている。この重なり状
態を保ったまま中央スキンプレート1Cに対して左側ス
キンプレート1Lや右側スキンプレート1Rが左右にス
ライドすることにより、スキンプレート1の全体幅が拡
縮するようになっている(図12の実線及び二点鎖線参
照)。
The skin plate 1 further includes a central skin plate 1C at the center in the left-right direction, and left and right outer skin plates 1L and 1R on both left and right sides.
And is divided into: The inner ends of the left and right skin plates 1L, 1R overlap the left and right side edges of the upper and lower walls of the central skin plate 1C from the outside. When the left skin plate 1L and the right skin plate 1R slide left and right with respect to the central skin plate 1C while maintaining the overlapping state, the entire width of the skin plate 1 is enlarged and reduced (solid line in FIG. 12). And two-dot chain line).

【0033】このスキンプレート1の拡縮幅を行う手段
として、スキンプレート1の前端部及び中間部にそれぞ
れ拡縮幅シリンダ(拡縮幅手段)12F,12Rが設け
られている。これら拡縮幅シリンダ12F,12Rの取
付状態は互いに同様であるので、例として後側拡縮幅シ
リンダ12Rの取付構造を説明する。
As means for expanding and contracting the skin plate 1, expansion and contraction width cylinders (expansion and contraction width means) 12F and 12R are provided at a front end portion and an intermediate portion of the skin plate 1, respectively. Since the mounting states of the expansion and contraction width cylinders 12F and 12R are the same, the mounting structure of the rear expansion and contraction width cylinder 12R will be described as an example.

【0034】図1及び図6に示すように、スキンプレー
ト1C,1L,1Rの内側面には、内方に突出する枠体
1dが設けられ、この枠体1dに前記各シールドジャッ
キ37が固定されている。中央スキンプレート1Cの上
下枠体1dには、内側に突出するへッド支持部1fが設
けられ、左右両側スキンプレート1L,1Rの枠体1d
には、上下に延びるロッド連結枠1eが固定されてい
る。そして、前記へッド支持部1fと拡縮幅シリンダ1
2Rのへッド側端部とが球面対偶で連結されるととも
に、ロッド連結枠1eと拡縮幅シリンダ12Rのロッド
端とが球面対偶で連結されている。これらの拡縮幅シリ
ンダ12Rが伸縮することにより、中央スキンプレート
1Cに対して左側スキンプレート1Lや右側スキンプレ
ート1Rが左右方向にスライドし、その結果、スキンプ
レート1が拡縮幅する。
As shown in FIGS. 1 and 6, on the inner surfaces of the skin plates 1C, 1L, and 1R, there are provided inwardly projecting frames 1d, and the shield jacks 37 are fixed to the frames 1d. Have been. The upper and lower frames 1d of the center skin plate 1C are provided with head support portions 1f projecting inward, and the frames 1d of the left and right skin plates 1L and 1R are provided.
, A vertically extending rod connecting frame 1e is fixed. The head support 1f and the expansion / contraction cylinder 1
The head side end of the 2R is connected by a spherical pair, and the rod connecting frame 1e and the rod end of the expansion / contraction cylinder 12R are connected by a spherical pair. The expansion and contraction of the expansion and contraction width cylinders 12R causes the left skin plate 1L and the right skin plate 1R to slide in the left-right direction with respect to the center skin plate 1C, and as a result, the skin plate 1 expands and contracts.

【0035】さらに、この実施の形態では、前後左右4
つの拡縮幅シリンダ12F,12Rの伸縮ストロークが
個別に調節できるようになっている。従って、例えば左
側の拡縮幅シリンダ12F,12Rのみ伸ばすことによ
り、左側スキンプレート1Lのみ拡幅方向に張り出すこ
とが可能となっている。また、前側拡縮幅シリンダ12
Fの伸長量を後側拡縮幅シリンダ12Rの伸長量よりも
大きくすることにより、スキンプレート1をその前端幅
が後端幅よりも大きくなる向きのテーパー状に保ちなが
ら拡幅するといったことも可能となっている(このよう
なテーパー状での拡縮による工法は後に詳述する。)。
Further, in this embodiment, the front, rear, left and right
The expansion / contraction strokes of the two expansion / contraction cylinders 12F and 12R can be adjusted individually. Therefore, for example, by extending only the left expanding / reducing cylinders 12F and 12R, only the left skin plate 1L can be extended in the expanding direction. Also, the front-side expansion / contraction width cylinder 12
By making the amount of extension of F larger than the amount of extension of the rear-side enlarging / reducing cylinder 12R, it is possible to widen the skin plate 1 while keeping it in a tapered shape in which the front end width is larger than the rear end width. (The construction method by such expansion and contraction in a tapered shape will be described later in detail).

【0036】なお、このように各拡縮幅シリンダ12
F,12Rのストロークの個別調節を可能にするには、
例えば共通の油圧源と各拡縮幅シリンダ12F,12R
との間で各拡縮幅シリンダごとに方向制御弁を設け、こ
の方向制御弁を手動あるいはパイロット信号や電気信号
の入力によって操作するようにすればよい。また、前記
油圧源を前記シールドジャッキ37と共用することも可
能である。
As described above, each of the enlarging / reducing cylinders 12
To enable individual adjustment of the stroke of F, 12R,
For example, a common hydraulic pressure source and each of the expansion and contraction width cylinders 12F and 12R
A directional control valve may be provided for each of the expansion and contraction width cylinders, and the directional control valve may be operated manually or by inputting a pilot signal or an electric signal. Further, the hydraulic pressure source can be shared with the shield jack 37.

【0037】前記中央スキンプレート1Cと左右両外側
スキンプレート1L,1Rとの重なり部分には、シール
部8が形成されている。このシール部8の具体的な構造
は種々設定が可能である。図例では、図8(a)に示す
ように、左側及び右側スキンプレート1L,1Rの内側
面に前後方向(同図では奥行き方向)に延びる複数本の
凹溝1bが形成され、各凹溝1bにシール用弾性体8a
が嵌め込まれている。そして、これらシール用弾性体8
aが弾性変形状態で中央スキンプレート1Cの外側面に
接触することにより、シールが確保されている。
A seal portion 8 is formed at the overlapping portion between the center skin plate 1C and the left and right outer skin plates 1L and 1R. The specific structure of the seal portion 8 can be variously set. In the illustrated example, as shown in FIG. 8 (a), a plurality of grooves 1b extending in the front-rear direction (in the depth direction in the figure) are formed on the inner surfaces of the left and right skin plates 1L, 1R. 1b is a sealing elastic body 8a
Is fitted. Then, these sealing elastic bodies 8
When a contacts the outer surface of the central skin plate 1C in an elastically deformed state, the seal is secured.

【0038】なお、同図に示すように、左側及び右側ス
キンプレート1L,1Rの端部には、止め具8dなどで
シールプレート8cを固定しておき、このシールプレー
ト8cも撓み変形状態で中央スキンプレート1Cの外側
面に接触させておくようにすれば、より確実なシールが
できる。また、図8(b)に示すように、互いに形状の
異なる複数種の弾性体8a,8bを組み合わせて使用す
るようにしてもよい。
As shown in the figure, a seal plate 8c is fixed to the ends of the left and right skin plates 1L, 1R with a stopper 8d or the like, and the seal plate 8c is also bent and deformed to the center. If the outer surface of the skin plate 1C is kept in contact, a more reliable seal can be obtained. As shown in FIG. 8B, a plurality of types of elastic bodies 8a and 8b having different shapes may be used in combination.

【0039】さらに、スキンプレート1の後端には、図
9及び図10(a)〜(c)に示すようなテールシール
20が設けられている。このテールシール20は、スキ
ンプレート後端とセグメントSGとの隙間をシールする
ためのものである。
Further, at the rear end of the skin plate 1, a tail seal 20 as shown in FIGS. 9 and 10 (a) to 10 (c) is provided. The tail seal 20 is for sealing a gap between the rear end of the skin plate and the segment SG.

【0040】具体的に、中央スキンプレート1Cの後端
からは後方にシール取付板21Cが延長され、その内側
面に複数のシール用弾性体22Cが固定されており、こ
れらのシール用弾性体22CがセグメントSGの外側面
に直接接触するようになっている。さらに、左側及び右
側スキンプレート1L,1Rの後端からは、前記シール
取付板21Cを外側から覆うようにシール取付板21
L,21Rが延長され、その内側面に複数のシール用弾
性体22L,22Rが固定されており、これらシール用
弾性体22L,22Rが前記シール取付板21Cの外側
面やセグメントSGの外側面に接触している。
More specifically, a seal mounting plate 21C extends rearward from the rear end of the central skin plate 1C, and a plurality of sealing elastic members 22C are fixed to the inner surface thereof. Are in direct contact with the outer surface of the segment SG. Further, from the rear ends of the left and right skin plates 1L and 1R, the seal mounting plate 21 is so covered as to cover the seal mounting plate 21C from outside.
L and 21R are extended, and a plurality of sealing elastic bodies 22L and 22R are fixed to the inner surface thereof. These sealing elastic bodies 22L and 22R are attached to the outer surface of the seal mounting plate 21C and the outer surface of the segment SG. In contact.

【0041】前記回転体2は前面板3および後面板10
を有し、両板3,10がトルク伝達軸2bを介して前後
方向に連結されるとともに、両板3,10の間に土砂取
り込み用のチャンバ2aが確保されている。後面板10
の外周とスキンプレート1との間には軸受9及びシール
材が介在している。また、回転体2の後面板10からは
後方にリング11が延び、このリング11と、スキンプ
レート1の中央部分に設けられた固定リング15との間
にも軸受及びシール材が介在している。これらの軸受等
により、回転体2全体が前記スキンプレート1の中心軸
(推進方向に延びる軸)回りに回転可能に支持されてい
る。
The rotating body 2 includes a front plate 3 and a rear plate 10.
The plates 3 and 10 are connected in the front-rear direction via a torque transmission shaft 2b, and a chamber 2a for taking in earth and sand is secured between the plates 3 and 10. Rear panel 10
A bearing 9 and a sealing material are interposed between the outer periphery of the skin plate 1 and the skin plate 1. Further, a ring 11 extends rearward from the rear face plate 10 of the rotating body 2, and a bearing and a sealing material are interposed between the ring 11 and a fixed ring 15 provided at a central portion of the skin plate 1. . With these bearings and the like, the entire rotating body 2 is rotatably supported around the central axis (the axis extending in the propulsion direction) of the skin plate 1.

【0042】なお、前記固定リング15の内側にはスク
リューコンベア30が挿通され、このスクリューコンベ
ア30によってチャンバ2a内の掘削土砂が後方に搬出
されるようになっている。
A screw conveyor 30 is inserted into the inside of the fixing ring 15, and the excavated earth and sand in the chamber 2a is carried out backward by the screw conveyor 30.

【0043】図3に示すように、前記前面板3は、その
中心部分から複数の小幅板状体が放射状に延びる略プロ
ペラ状をなしている。そして、この前面板3の中心部分
にセンタービット4が設けられ、前記小幅板状体の周縁
部に多数のカッタビット5が配設されることにより、掘
削断面のうちの中央円形部分を掘削するメインカッタ6
が構成されている。
As shown in FIG. 3, the front plate 3 has a substantially propeller shape in which a plurality of small-width plate-like members extend radially from a central portion thereof. A center bit 4 is provided at a center portion of the front plate 3, and a large number of cutter bits 5 are provided at a peripheral portion of the narrow plate-shaped body, thereby excavating a central circular portion of the excavated cross section. Main cutter 6
Is configured.

【0044】前記前面板3の小幅板状体同士の間の位置
には、回転体2の回転に伴って公転する複数(図例では
3つ)の遊星カッタ7が設けられている。これらの遊星
カッタ7は、掘削断面のうち前記メインカッタ6で掘削
されない部分(中央円形部分を除く外周部分)を掘削す
るためのものであり、掘削用のカッタビット7aを有
し、回転体2の径方向に移動可能でかつ自転可能に取付
けられている。
A plurality of (three in the illustrated example) planetary cutters 7 revolving with the rotation of the rotating body 2 are provided at positions between the small-width plate-like bodies of the front plate 3. These planetary cutters 7 are for excavating portions of the excavated cross section that are not excavated by the main cutter 6 (the outer peripheral portion excluding the central circular portion), have a cutter bit 7 a for excavation, and have a rotating body 2. Is mounted so as to be movable in the radial direction and to be able to rotate.

【0045】その具体的な取付構造として、回転体2の
後面板10には、この後面板10を前後方向に貫通する
状態で前記遊星カッタ7と同数のトーションバー(遊星
カッタの回動中心軸)23が取付けられ、各トーション
バー23の前端部に回動アーム24が固定されるととも
に、各回動アーム24の回動端部に前記遊星カッタ7が
回転可能に設けられている。従って、各トーションバー
23の回転に伴って各回動アーム24が回動し、この回
動によって各遊星カッタ7が回転体径方向に変位するよ
うになっている。
As a specific mounting structure, the same number of torsion bars as the planetary cutters 7 (rotational center axes of the planetary cutters) are provided on the rear face plate 10 of the rotating body 2 so as to penetrate the rear face plate 10 in the front-rear direction. ) 23 are attached, and a turning arm 24 is fixed to a front end of each torsion bar 23, and the planetary cutter 7 is rotatably provided at a turning end of each turning arm 24. Accordingly, each rotation arm 24 rotates with the rotation of each torsion bar 23, and each rotation causes each planetary cutter 7 to be displaced in the radial direction of the rotating body.

【0046】トーションバー23の後端からは後方に入
力軸が突出し、その突出端部に遊星カッタ駆動用ピニオ
ン18aが設けられている。そして、この遊星カッタ駆
動用ピニオン18aにトルクが入力されることにより、
そのトルクが各回動アーム24及びトーションバー23
に内蔵された駆動伝達機構(図示せず)を介して遊星カ
ッタ7に伝達され、その結果、各遊星カッタ7が回転駆
動されるようになっている。
The input shaft protrudes rearward from the rear end of the torsion bar 23, and a planetary cutter driving pinion 18a is provided at the protruding end. When torque is input to the planetary cutter driving pinion 18a,
The torque is applied to each rotating arm 24 and torsion bar 23.
The planetary cutters 7 are transmitted to the planetary cutters 7 via a drive transmission mechanism (not shown) built therein, and as a result, each of the planetary cutters 7 is driven to rotate.

【0047】これら遊星カッタ7及び前記回転体2への
トルク入力手段は次のとおりである。
The means for inputting torque to the planetary cutter 7 and the rotator 2 are as follows.

【0048】前述のリング11の後方には、減速機付回
転体駆動用モータ(回転体駆動手段)35が設けられて
いる。この回転体駆動用モータ35は、スキンプレート
1側に固定され、この回転体駆動用モータ35の出力軸
に設けられたピニオン18bが駆動伝達機構17を介し
て回転体2のリング11に連結されている。また、この
回転体駆動用モータ35の配設位置と周方向に異なる位
置には、遊星カッタ駆動用モータ45が設けられ、その
出力軸に形成されたピニオン18dが前記駆動伝達機構
17を介して遊星カッタ7側に連結されている。
A rotating body driving motor (rotating body driving means) 35 with a speed reducer is provided behind the ring 11 described above. The rotating body driving motor 35 is fixed to the skin plate 1, and a pinion 18 b provided on the output shaft of the rotating body driving motor 35 is connected to the ring 11 of the rotating body 2 via the drive transmission mechanism 17. ing. Further, a planetary cutter driving motor 45 is provided at a position circumferentially different from the position where the rotating body driving motor 35 is provided, and a pinion 18 d formed on an output shaft thereof is driven by the drive transmission mechanism 17 via the drive transmission mechanism 17. It is connected to the planetary cutter 7 side.

【0049】すなわち、このシールド機では、前記回転
体駆動用モータ35から駆動伝達機構17を介して回転
体2にその全体を回転させるためのトルクが入力される
とともに、前記遊星カッタ駆動用モータ45から同じ駆
動伝達機構17を介して前記遊星カッタ駆動用ピニオン
18aに遊星カッタ7を回転させるためのトルクが入力
されるようになっている。
That is, in this shield machine, a torque for rotating the whole of the rotating body 2 is input from the rotating body driving motor 35 to the rotating body 2 via the drive transmission mechanism 17 and the planetary cutter driving motor 45 is rotated. Then, a torque for rotating the planetary cutter 7 is input to the planetary cutter driving pinion 18a through the same drive transmission mechanism 17.

【0050】前記駆動伝達機構17の詳細を図11に示
す。スキンプレート1に固定されたリング状ブラケット
13の内周縁部には、ボルト42によって軸受支持部材
40,41が固定されている。具体的には、前記ブラケ
ット13及び軸受支持部材40に設けられたボルト通し
穴13a,40aにボルト42が挿入され、かつ、軸受
支持部材41に設けられたねじ穴41aにねじ込まれる
ことにより、軸受支持部材40,41が軸方向(図の左
右方向)に並んだ状態でブラケット13に締結されてい
る。そして、軸受支持部材41の前端面(図では左端
面)にボルト43を用いて前記固定リング15が片持ち
ばりの状態で固定されている。
The details of the drive transmission mechanism 17 are shown in FIG. Bearing support members 40 and 41 are fixed by bolts 42 to the inner peripheral edge of the ring-shaped bracket 13 fixed to the skin plate 1. Specifically, a bolt 42 is inserted into bolt through holes 13 a and 40 a provided in the bracket 13 and the bearing support member 40, and is screwed into a screw hole 41 a provided in the bearing support member 41, so that the bearing The support members 40 and 41 are fastened to the bracket 13 in a state where they are arranged in the axial direction (the left-right direction in the drawing). The fixing ring 15 is fixed to the front end surface (left end surface in the figure) of the bearing support member 41 using a bolt 43 in a cantilever state.

【0051】両軸受支持部材40,41の外周面には、
リング状の回転体駆動用歯車(回転体駆動伝達部材)4
4が回転可能に支持されている。具体的には、前記軸受
支持部材40の後端部及び軸受支持部材41の前端部に
大径部40b,41bがそれぞれ形成され、軸受支持部
材40の前端部に全周にわたる凹溝40cが設けられる
一方、前記回転体駆動用歯車44の内周面に、全周にわ
たる突条44aが形成されている。そして、この突条4
4aの後端面と前記大径部40bの前端面との間にスラ
スト軸受45aが設けられ、突条44aの前端面と前記
大径部41bの後端面との間にスラスト軸受45bが設
けられ、突条44aの外周面と前記凹溝40cの外周面
との間にラジアル軸受45cが設けられている。
On the outer peripheral surfaces of the dual bearing support members 40 and 41,
Ring-shaped rotating body driving gear (rotating body drive transmitting member) 4
4 is rotatably supported. Specifically, large-diameter portions 40b and 41b are formed at the rear end of the bearing support member 40 and the front end of the bearing support member 41, respectively, and the front end of the bearing support member 40 is provided with a concave groove 40c that extends over the entire circumference. On the other hand, on the inner peripheral surface of the rotating body driving gear 44, a ridge 44a is formed over the entire circumference. And this ridge 4
A thrust bearing 45a is provided between a rear end surface of the large diameter portion 40b and a front end surface of the large diameter portion 40b, and a thrust bearing 45b is provided between a front end surface of the ridge 44a and a rear end surface of the large diameter portion 41b. A radial bearing 45c is provided between the outer peripheral surface of the ridge 44a and the outer peripheral surface of the concave groove 40c.

【0052】前記回転体駆動用歯車44の後半部外周面
には歯部44bが一体形成され、前半部は歯部44bよ
りも小径の小径部44cとされている。そして、前記歯
部44bが前記回転体駆動用モータ35側のピニオン1
8b(図3参照)に噛合され、前記小径部44cにはそ
の外周面上に遊星カッタ駆動伝達歯車47が回転可能に
支持されている。
A tooth portion 44b is integrally formed on the outer peripheral surface of the rear half portion of the rotating body driving gear 44, and the front half portion is a small diameter portion 44c having a smaller diameter than the tooth portion 44b. The tooth portion 44b is connected to the pinion 1 on the rotating body driving motor 35 side.
8b (see FIG. 3), and a planetary cutter drive transmission gear 47 is rotatably supported on the outer peripheral surface of the small diameter portion 44c.

【0053】この遊星カッタ駆動伝達歯車47は、リン
グ状のカッタ側歯車部材48及びモータ側歯車部材49
とからなり、両者のモジュールは互いに異なる値に設定
されている。両歯車部材48,49は、互いに前後に並
んだ状態でボルト50により結合され、前記モータ側歯
車部材49が玉軸受52によって前記回転体駆動伝達歯
車44にその回転中心軸と同一の軸回りに回転可能に支
持されている。そして、前記カッタ側歯車部材48に前
記遊星カッタ駆動用ピニオン18aが噛合されると同時
に、前記モータ側歯車部材49に前記遊星カッタ駆動用
モータ45側のピニオン18dが噛合されている。
The planetary cutter drive transmission gear 47 includes a ring-shaped cutter-side gear member 48 and a motor-side gear member 49.
And both modules are set to values different from each other. The two gear members 48 and 49 are connected to each other by bolts 50 in a state where they are arranged in front and rear, and the motor-side gear member 49 is attached to the rotating body drive transmission gear 44 by a ball bearing 52 around the same axis as its rotation center axis. It is rotatably supported. The planetary cutter driving pinion 18a is engaged with the cutter-side gear member 48, and the pinion 18d of the planetary cutter driving motor 45 is engaged with the motor-side gear member 49 at the same time.

【0054】この構造において、回転体駆動用モータ3
5の作動により、その出力トルクがピニオン18b及び
回転体駆動用歯車44を介して回転体2側のリング11
に伝達されるとともに、遊星カッタ駆動用モータ45の
作動により、その出力トルクがピニオン18d及び遊星
カッタ駆動用歯車48を介してトーションバー23側の
遊星カッタ駆動用ピニオン18aに入力される。すなわ
ち、回転体駆動用モータ35の出力によって、回転体2
の回転駆動及び遊星カッタ7の公転駆動を行うと同時
に、遊星カッタ駆動用モータ45の出力により、各遊星
カッタ7を所定の回転数で回転駆動することが可能とな
っている。
In this structure, the rotating body driving motor 3
5, the output torque is transmitted to the ring 11 on the rotating body 2 via the pinion 18b and the rotating body driving gear 44.
In addition, the output torque is input to the planetary cutter driving pinion 18a on the torsion bar 23 side via the pinion 18d and the planetary cutter driving gear 48 by the operation of the planetary cutter driving motor 45. That is, the output of the rotating body driving motor 35 causes the rotating body 2 to rotate.
, And the planetary cutter 7 is revolved, and at the same time, each planetary cutter 7 can be rotationally driven at a predetermined rotational speed by the output of the planetary cutter driving motor 45.

【0055】さらに、このシールド機は、前記回転体2
の回転時に各トーションバー23及び回動アーム24を
一体に回動させる遊星カッタ操作手段を備え、その回動
で遊星カッタ7を回転体回転中に回転体径方向に変位さ
せることにより、この遊星カッタ7に所望の公転軌跡を
描かせることが可能となっている。その構造を図5に示
す。
Further, the shield machine is provided with the rotating body 2
A planetary cutter operating means for integrally rotating each of the torsion bar 23 and the rotating arm 24 at the time of the rotation of the planetary gear. It is possible to cause the cutter 7 to draw a desired orbit. The structure is shown in FIG.

【0056】前記各トーションバー23の後端部には、
その径方向に延びる制御レバー29が固定されている。
この制御レバー29の回動端部にはピン27aを中心と
して回転可能にローラ28が取付けられている。
At the rear end of each torsion bar 23,
A control lever 29 extending in the radial direction is fixed.
A roller 28 is attached to a rotation end of the control lever 29 so as to be rotatable around a pin 27a.

【0057】一方、前記リング11の外周には、トーシ
ョンバー23と同数の(この実施の形態では3つの)ブ
ラケット11aが配設され、各ブラケット11aにピン
27bを中心として揺動可能に油圧シリンダ(遊星カッ
タ操作手段)33が取付けられている。そして、この油
圧シリンダ33の可動端に前記制御レバー29がピン2
7cを介して回転可能に連結されている。
On the other hand, the same number (three in this embodiment) of brackets 11a as the number of torsion bars 23 are provided on the outer periphery of the ring 11, and each of the brackets 11a is provided with a hydraulic cylinder so as to be swingable about a pin 27b. (Planetary cutter operating means) 33 is attached. The control lever 29 is connected to the movable end of the hydraulic cylinder 33 by the pin 2.
It is rotatably connected via 7c.

【0058】従って、各油圧シリンダ33を伸縮させる
ことにより、これに連結される制御レバー29、トーシ
ョンバー23、及び回動アーム24全体を当該トーショ
ンバー23を中心に回動させることができ、この回動に
よって遊星カッタ7を回転体径方向に変位させることが
可能となっている。
Therefore, by expanding and contracting each hydraulic cylinder 33, the control lever 29, the torsion bar 23, and the entire rotating arm 24 connected thereto can be rotated around the torsion bar 23 as a whole. The rotation allows the planetary cutter 7 to be displaced in the radial direction of the rotating body.

【0059】なお、中央スキンプレート1C、左側スキ
ンプレート1L、及び右側スキンプレート1Rのそれぞ
れの内側面には、ガイドレール34C,34L,34R
が固定されている。ガイドレール34C,34L同士の
接合部分、及びガイドレール34C,34R同士の接合
部分には、それぞれ図7に示すような小幅の突出部34
aが形成され、スキンプレート1の幅が拡縮しても常に
前記突出部34a同士が前後方向(図7では上下方向)
に接触し合う、すなわちガイドレール34Cとガイドレ
ール34L,34Rとが連続性を保つようになってい
る。換言すれば、ガイドレール34C,34L,34R
からなるリング状のガイドレールが、スキンプレート1
と一体に拡縮幅するようになっている。
The guide rails 34C, 34L, 34R are provided on the inner surfaces of the center skin plate 1C, the left skin plate 1L, and the right skin plate 1R, respectively.
Has been fixed. At the joint between the guide rails 34C and 34L and the joint between the guide rails 34C and 34R, small-width projections 34 as shown in FIG.
a is formed, and even when the width of the skin plate 1 is expanded or contracted, the protruding portions 34a are always in the front-rear direction (vertical direction in FIG. 7).
, That is, the guide rail 34C and the guide rails 34L and 34R maintain continuity. In other words, the guide rails 34C, 34L, 34R
Ring-shaped guide rail consisting of skin plate 1
It is designed to expand and contract integrally.

【0060】このガイドレールは、前記油圧シリンダ3
3のストロークが過大となったときに各制御レバー29
の端部のローラ28と接触して制御レバー29の外側へ
の回動を規制し、遊星カッタ7の径方向位置が許容範囲
から外側に逸脱するのを防止するものである。従って、
正常運転時では原則として前記ガイドレールとローラ2
8とが接触することはない。
The guide rail is provided on the hydraulic cylinder 3
When the stroke of No. 3 becomes excessive, each control lever 29
And restricts the outward rotation of the control lever 29 by contact with the roller 28 at the end of the planetary cutter 7, thereby preventing the radial position of the planetary cutter 7 from deviating from the allowable range to the outside. Therefore,
During normal operation, the guide rail and roller 2
8 does not come into contact.

【0061】図14は、前記各油圧シリンダ33のスト
ロークを回転体回転中に操作する手段、すなわち、遊星
カッタ7の公転軌跡を制御する手段を示したものであ
る。
FIG. 14 shows means for operating the stroke of each of the hydraulic cylinders 33 during rotation of the rotating body, that is, means for controlling the orbit of the planetary cutter 7.

【0062】図中、回転体回転角検出器38は、エンコ
ーダ等で構成され、現在の回転体2の回転角θを検出す
るものである。油圧シリンダストローク検出器39は、
前記各油圧シリンダ33に設けられ、その伸縮ストロー
クdを検出するものである。これらの検出信号は、マイ
クロコンピュータ等からなる電子制御装置70に入力さ
れる。
In the figure, a rotating body rotation angle detector 38 is constituted by an encoder and the like, and detects the current rotating angle θ of the rotating body 2. The hydraulic cylinder stroke detector 39 is
The hydraulic cylinder 33 is provided in each of the hydraulic cylinders 33 and detects the expansion / contraction stroke d. These detection signals are input to an electronic control unit 70 including a microcomputer or the like.

【0063】電子制御装置70は、遊星カッタ7に所望
の公転軌跡を描かせるための回転体回転角θ−油圧シリ
ンダストロークdの組み合わせを関数f(θ,d)ある
いはデータマップ等の形で記憶し、現在検出されている
回転体回転角θに基づいて油圧シリンダ33のストロー
クdを決定し、油圧回路中の油圧サーボ弁32に制御信
号を出力して油圧シリンダ33のストロークを調整させ
るものである。この動作により、回転体2の回転に伴う
遊星カッタ7の公転軌跡が適正に制御される。
The electronic control unit 70 stores a combination of the rotating body rotation angle θ and the hydraulic cylinder stroke d for causing the planetary cutter 7 to draw a desired revolution trajectory in the form of a function f (θ, d) or a data map. Then, the stroke d of the hydraulic cylinder 33 is determined based on the currently detected rotating body rotation angle θ, and a control signal is output to the hydraulic servo valve 32 in the hydraulic circuit to adjust the stroke of the hydraulic cylinder 33. is there. By this operation, the orbit of the planetary cutter 7 associated with the rotation of the rotating body 2 is appropriately controlled.

【0064】さらに、この電子制御装置70は、その特
徴として、制御モード記憶手段72と油圧シリンダスト
ローク制御手段(遊星カッタ操作制御手段)74とを備
え、これにモード選択スイッチ76が接続されている。
Further, the electronic control unit 70 has a control mode storage unit 72 and a hydraulic cylinder stroke control unit (planetary cutter operation control unit) 74 as a feature thereof, and a mode selection switch 76 is connected thereto. .

【0065】制御モード記憶手段72は、第1制御モー
ド、第2制御モード、…第M制御モードまでの計M個の
制御モードを記憶するものである。各制御モードには、
前記遊星カッタ7の公転軌跡について互いに異なる目標
軌跡が設定されており、この目標軌跡を実現するための
制御データ(関数f(θ,d)やデータマップ等)が各
制御モードに割り当てられている。すなわち、このシー
ルド機では、計M個の目標軌跡が設定され、各目標軌跡
に基づいて公転軌跡制御を実行するためのM個の制御モ
ードが予め用意されているのである。
The control mode storage means 72 stores a total of M control modes up to a first control mode, a second control mode,..., An M-th control mode. In each control mode,
Different target trajectories are set for the orbit of the planetary cutter 7, and control data (function f (θ, d), data map, etc.) for realizing the target trajectory is assigned to each control mode. . That is, in this shield machine, a total of M target trajectories are set, and M control modes for executing the revolution trajectory control based on each target trajectory are prepared in advance.

【0066】この実施の形態では、スキンプレート1の
前端が最小幅(図12実線)から最大幅(同図二点鎖
線)に至るまでの形状過程がM段階に分割され、各段階
に対応するスキンプレート前端形状に見合う遊星カッタ
7の公転軌跡がそれぞれ各制御モードの目標軌跡に設定
されている。例えば、第1制御モードには最小幅状態で
のスキンプレート前端形状に見合う目標軌跡が設定さ
れ、第M制御モードには最大幅状態でのスキンプレート
断面形状に見合う目標軌跡が設定されている。
In this embodiment, the shape process from the minimum width (solid line in FIG. 12) to the maximum width (two-dot chain line in FIG. 12) of the front end of the skin plate 1 is divided into M stages, corresponding to each stage. The revolving locus of the planetary cutter 7 corresponding to the shape of the front end of the skin plate is set as the target locus of each control mode. For example, in the first control mode, a target trajectory corresponding to the skin plate front end shape in the minimum width state is set, and in the Mth control mode, a target trajectory corresponding to the skin plate cross-sectional shape in the maximum width state is set.

【0067】モード選択スイッチ76は、前記M個の制
御モードのうちから作業者等が適当な制御モードを選択
するために操作するものである。その操作により、モー
ド選択スイッチ76は油圧シリンダストローク制御手段
74にモード選択信号を入力する。これを受けた油圧シ
リンダストローク制御手段74は、採択された制御モー
ドにかかるデータを制御モード記憶手段72から呼び出
し、その制御データを用いて各油圧シリンダ33のスト
ローク制御を行う。また、現在選択されている制御モー
ドなどの情報をディスプレイ78に表示させる。
The mode selection switch 76 is operated by an operator or the like to select an appropriate control mode from the M control modes. By the operation, the mode selection switch 76 inputs a mode selection signal to the hydraulic cylinder stroke control means 74. The hydraulic cylinder stroke control means 74 receiving this calls up the data relating to the selected control mode from the control mode storage means 72 and controls the stroke of each hydraulic cylinder 33 using the control data. In addition, information such as the currently selected control mode is displayed on the display 78.

【0068】なお、この実施の形態において、「スキン
プレート断面形状に見合う目標軌跡」としては、スキン
プレート断面形状よりも適当な余掘り量だけ一回り大き
な領域を掘削するのに必要な遊星カッタ公転軌跡が設定
されている。
In this embodiment, the “target trajectory corresponding to the skin plate cross-sectional shape” is defined as the planetary cutter revolution required to excavate an area one size larger than the skin plate cross-sectional shape by an appropriate extra depth. The trajectory is set.

【0069】このシールド機では、前記メインカッタ6
及び遊星カッタ7に加え、前述の膨出部1a(図1等に
二点鎖線SGRで示すセグメントリング形状のコーナー
部分から外側にはみ出すスキンプレート部分)の前方を
掘削するためのボイドカッタ60が設けられている。そ
の構成を図3及び図13(a)(b)に示す。
In this shield machine, the main cutter 6
In addition to the planetary cutter 7, a void cutter 60 for excavating the front of the above-mentioned bulging portion 1 a (a skin plate portion protruding outward from a segment ring-shaped corner portion shown by a two-dot chain line SGR in FIG. 1 and the like) is provided. ing. The configuration is shown in FIGS. 3 and 13 (a) and 13 (b).

【0070】図13(a)(b)に示すように、スキン
プレート1周縁部の前壁1gには、これを前後方向に貫
通する厚肉のボス部1hが形成されている。このボス部
1hに揺動軸61が挿通され、かつ、軸受62によって
自軸回りに揺動可能に支承されている。
As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), a thick boss portion 1h penetrating the skin plate 1 in the front-rear direction is formed on the front wall 1g at the periphery. A swing shaft 61 is inserted through the boss 1h, and is supported by a bearing 62 so as to be swingable around its own axis.

【0071】揺動軸61の前端部には、その径方向に延
びるカッタ本体63が固定され、このカッタ本体63の
周縁部にカッタビット63aが固定されている。揺動軸
61は、略円弧状をなす前記各膨出部1aの略中心位置
にあり、カッタ本体63は各膨出部1aの領域内で揺動
するように配置されている。
A cutter body 63 extending in the radial direction is fixed to the front end of the swing shaft 61, and a cutter bit 63 a is fixed to the peripheral edge of the cutter body 63. The swing shaft 61 is located substantially at the center of each of the bulging portions 1a having a substantially arc shape, and the cutter body 63 is arranged to oscillate in the region of each of the bulging portions 1a.

【0072】揺動軸61の後端部には、その径方向に延
びる操作レバー64が固定されている。この操作レバー
64の揺動端部にピン66を介して揺動シリンダ65の
ロッド端部が連結され、当該揺動シリンダ65のへッド
側端部がピン67を介してスキンプレート1側に連結さ
れている。この揺動シリンダ65の伸縮により、前記操
作レバー64、揺動軸61、及びカッタ本体63が一体
に揺動軸61回りに揺動し、これにより前方土砂の掘削
が行われるようになっている。
An operation lever 64 extending in the radial direction is fixed to the rear end of the swing shaft 61. The rod end of the oscillating cylinder 65 is connected to the oscillating end of the operating lever 64 via a pin 66, and the head-side end of the oscillating cylinder 65 is connected to the skin plate 1 via the pin 67. Are linked. Due to the expansion and contraction of the swing cylinder 65, the operation lever 64, the swing shaft 61, and the cutter body 63 swing integrally about the swing shaft 61, thereby excavating the front soil. .

【0073】次に、このシールド機を用いたシールド工
法を説明する。まず、一般例として、トンネル幅を一定
に保った状態での直進掘削方法を説明する。
Next, a shield method using the shield machine will be described. First, as a general example, a straight excavation method with a constant tunnel width will be described.

【0074】掘削を行うにあたり、スキンプレート1の
幅及び遊星カッタ7の目標公転軌跡の設定を行う。具体
的には、スキンプレート1の左右幅が所望の掘削断面形
状に見合う幅となるように各拡縮幅シリンダ12F,1
2Rの伸縮ストロークを調整するとともに、このスキン
プレート1の断面形状に見合う目標軌跡が設定された制
御モードをモード選択スイッチ76の操作で採択する。
When excavation is performed, the width of the skin plate 1 and the target orbit of the planetary cutter 7 are set. Specifically, each of the expansion / contraction width cylinders 12F, 1F is adjusted so that the left and right widths of the skin plate 1 become a width suitable for a desired excavation cross-sectional shape.
The control mode in which the 2R expansion / contraction stroke is adjusted and a target trajectory corresponding to the cross-sectional shape of the skin plate 1 is set by operating the mode selection switch 76.

【0075】かかる制御モードにおいて、回転体駆動モ
ータ35及び遊星カッタ駆動モータ45を作動させる
と、その出力が駆動伝達機構17を介してリング11及
び遊星カッタ駆動ピニオン18aに入力され、回転体2
全体の回転駆動と、各遊星カッタ7の回転駆動とが並行
してなされる。
In this control mode, when the rotating body drive motor 35 and the planetary cutter drive motor 45 are operated, their outputs are input to the ring 11 and the planetary cutter drive pinion 18a via the drive transmission mechanism 17, and the rotating body 2
The rotation driving of the whole and the rotation driving of each planetary cutter 7 are performed in parallel.

【0076】前記回転体2の回転に伴い、遊星カッタ7
も同軸回りに一体に公転するが、その回転体回転中に電
子制御装置70の制御信号によって各油圧シリンダ33
が回転体回転角に対応して伸縮操作されることにより、
遊星カッタ7は現在のスキンプレート前端形状(開口形
状)に対応する公転軌跡を描いて公転する。
As the rotating body 2 rotates, the planetary cutter 7
Also revolves integrally around the same axis, but during the rotation of the rotating body, each hydraulic cylinder 33
Is expanded and contracted in accordance with the rotation angle of the rotating body,
The planetary cutter 7 revolves along a revolving locus corresponding to the current skin plate front end shape (opening shape).

【0077】このような駆動と並行して、シールドジャ
ッキ37の作動力でシールド機全体を推進させることに
より、中央で回転するセンタービット4およびカッタビ
ット5によって前方地山の中央円形部分が掘削されると
ともに、その周囲を特有の軌跡を描きながら公転し、か
つ自転する遊星カッタ7のカッタビット7aによって外
周部分が掘削される。その結果、全体として所望の断面
形状を有するトンネルが掘削され、その掘削された土砂
はその掘削形状に対応する前端幅に調整されたスキンプ
レート1内側のチャンバ2aに取り込まれる。この土砂
は順次スクリューコンベア30によって後方に搬出さ
れ、さらに図外のベルトコンベア等で最終的に地上へ搬
出される。
In parallel with such driving, the entire shield machine is propelled by the operating force of the shield jack 37, so that the center bit 4 and the cutter bit 5 rotating at the center excavate the central circular portion of the front ground. At the same time, the outer periphery is excavated by the cutter bit 7a of the planetary cutter 7 which revolves while drawing a specific trajectory around the periphery and rotates. As a result, a tunnel having a desired cross-sectional shape as a whole is excavated, and the excavated earth and sand is taken into the chamber 2a inside the skin plate 1 adjusted to the front end width corresponding to the excavated shape. This earth and sand is sequentially carried out backward by the screw conveyor 30, and finally carried out to the ground by a belt conveyor or the like (not shown).

【0078】また、セグメントリング形状からはみ出し
ている各膨出部1aの前方の土砂も各ボイドカッタ60
によって掘削されるため、薬液注入などを行うことなく
前記土砂を改良地盤に変換することができる。
The soil and sand in front of each bulging portion 1a protruding from the segment ring shape is also removed from each void cutter 60.
Therefore, the earth and sand can be converted into the improved ground without injecting a chemical solution or the like.

【0079】このシールド機によれば、スキンプレート
1の拡縮幅に応じて遊星カッタ7の公転軌跡を調節する
ことにより、当該拡縮幅にかかわらず、良好な掘削及び
その掘削土砂のスキンプレート1内への取り込みを行う
ことができる。従って、トンネル形状設定の自由度が非
常に高く、非常停止地帯の設置や拡幅掘削、曲線掘削な
ど、様々なニーズに幅広く対応することができる。
According to this shield machine, by adjusting the revolving trajectory of the planetary cutter 7 in accordance with the expansion and contraction width of the skin plate 1, regardless of the expansion and contraction width, good excavation and the excavated earth and sand inside the skin plate 1 are performed. Can be imported to Therefore, the degree of freedom in setting the tunnel shape is very high, and it is possible to widely meet various needs such as installation of an emergency stop zone, widening excavation, and curve excavation.

【0080】さらに、この実施の形態では、互いに目標
軌跡の異なる複数種の制御モードを予め用意しておき、
そのうち適当なものを作業者等が選択できるようにして
いるので、掘削形状の変更が容易であるのに加え、電子
制御装置70に記憶させるプログラムも簡略化でき、低
コストで前記掘削を実現することができる。
Further, in this embodiment, a plurality of control modes having different target trajectories are prepared in advance,
Since the operator can select an appropriate one of them, the excavation shape can be easily changed, and the program stored in the electronic control unit 70 can be simplified, thereby realizing the excavation at low cost. be able to.

【0081】特に、この実施の形態にかかるシールド機
では、前記各制御モードにおける目標軌跡として、スキ
ンプレート1前端が最小幅(図12実線)から最大幅
(同図二点鎖線)に至るまでの形状過程をM段階に分割
したときの各段階に対応するスキンプレート断面形状に
見合う遊星カッタ7の公転軌跡が設定されているので、
トンネル幅を拡大しながら掘進を行う拡幅シールド工法
に顕著な効果を発揮できるものとなっている。その拡幅
シールド工法の一例を、図15の作業状態図を参照しな
がら説明する。
In particular, in the shield machine according to this embodiment, as the target trajectory in each of the control modes, the front end of the skin plate 1 extends from the minimum width (solid line in FIG. 12) to the maximum width (two-dot chain line in FIG. 12). Since the orbit of the planetary cutter 7 corresponding to the skin plate cross-sectional shape corresponding to each stage when the shape process is divided into M stages is set,
It has a remarkable effect on the widening shield method that excavates while expanding the tunnel width. An example of the widening shield method will be described with reference to a work state diagram of FIG.

【0082】この例では、同図に示す所定の拡幅地点P
sから目標拡幅量δのトンネル拡幅を開始し、この地点
Psから予め設定された距離Lwだけ地山G1を掘進し
た時点でトンネル拡幅を終了するような掘削を行う。具
体的には次の手順を踏むようにする。
In this example, a predetermined widening point P shown in FIG.
The widening of the tunnel with the target widening amount δ is started from s, and excavation is performed such that the widening of the tunnel ends when the ground G1 is excavated from the point Ps by a predetermined distance Lw. Specifically, the following steps are taken.

【0083】1)まず、遊星カッタ7の前端が前記地点
Psに到達した時点で、当該遊星カッタ7の公転軌跡を
前記目標拡幅量δの分だけ一度に拡大する。このとき、
前記モード記憶手段72で記憶されている第m制御モー
ド(1≦m<M)の目標軌跡と、その1ランク上の第
(m+1)制御モードの目標軌跡との差が前記目標拡幅
量δと同等になるように各目標軌跡を設定しておけば、
制御モードを1ランク上の制御モードに切換えるだけの
操作で拡幅掘削を開始できることになる。
1) First, when the front end of the planetary cutter 7 reaches the point Ps, the orbit of the planetary cutter 7 is enlarged at once by the target widening amount δ. At this time,
The difference between the target trajectory of the m-th control mode (1 ≦ m <M) stored in the mode storage unit 72 and the target trajectory of the (m + 1) -th control mode on the next rank is the target widening amount δ. If each target trajectory is set to be equal,
Widening excavation can be started only by switching the control mode to the control mode one rank higher.

【0084】2)このように、スキンプレート1は拡幅
せずに遊星カッタ7による掘削領域のみを1ランク拡大
した状態で掘進を行う。そして、遊星カッタ7の前端か
らスキンプレート1の前端までの距離ΔLだけ推進した
時点(すなわちスキンプレート1の前端が前記地点Ps
に到達した時点)からスキンプレート1の前端を後端よ
りも先行して拡幅するように拡縮幅シリンダ12F,1
2Rのストロークに差を与えながら(すなわちスキンプ
レート1をその前端幅が後端幅より大きくなる向きのテ
ーパー状に保つように前側拡縮幅シリンダ12Fのスト
ロークを後側拡縮幅シリンダ12Rのストロークよりも
大きく保ちながら)、当該スキンプレート1の拡幅を僅
かずつ行う。このようにテーパー状を保ちながらのスキ
ンプレート拡幅をすれば、スキンプレート1の後部と地
山G1との圧密を避けながら、スキンプレート1前端の
開口すなわち土砂取り込み口を大きく確保することがで
き、円滑な拡幅掘削が実現できる。
2) As described above, the skin plate 1 is excavated in a state in which only the excavation area by the planetary cutter 7 is enlarged by one rank without widening. Then, when the propulsion is made by the distance ΔL from the front end of the planetary cutter 7 to the front end of the skin plate 1 (that is, the front end of the skin plate 1
), The front end of the skin plate 1 is widened before the rear end.
The stroke of the front-side enlarged / reduced width cylinder 12F is made larger than the stroke of the rear-side enlarged / reduced width cylinder 12R while giving a difference to the stroke of the 2R (that is, the skin plate 1 is tapered so that the front end width is larger than the rear end width). While keeping it large), the width of the skin plate 1 is gradually increased. If the skin plate is widened while maintaining the tapered shape in this manner, the opening at the front end of the skin plate 1, that is, the sediment intake port can be secured large while avoiding compaction between the rear portion of the skin plate 1 and the ground G <b> 1. Smooth widening excavation can be realized.

【0085】3)最終的に前記拡幅開始地点Psから距
離(ΔL+Lo+Lw)だけ掘進した時点、すなわち、
シールド機本体後端が拡幅移行領域を通過した時点で、
スキンプレート1の前後端とも前記目標拡幅δだけ拡幅
されるように、掘進中の拡縮幅シリンダ12F,12R
のストローク調節を行う。このようなトンネル拡幅が完
全に終了した地点から、1サイズ大きいセグメントリン
グの組立を開始する。
3) Finally, when excavating by the distance (ΔL + Lo + Lw) from the widening start point Ps, that is,
When the rear end of the shield machine body has passed the widening transition area,
The enlarging / reducing cylinders 12F, 12R during excavation so that the front and rear ends of the skin plate 1 are also widened by the target widening δ.
Adjust the stroke. From the point where such widening of the tunnel is completely completed, the assembly of the segment ring one size larger is started.

【0086】以上の手順によると、前記地点Psからい
きなり前記目標拡幅δ分だけ掘削領域が拡大されるが、
その掘削土砂を取り込むスキンプレート1の前端幅は漸
次的に増加するので、結果的に、距離Lwの拡幅領域で
はトンネル掘削幅が角度αのテーパー状に広がることに
なる。すなわち、前記拡幅領域には、遊星カッタ7の掘
削を受けるが土砂はスキンプレート1内に取り込まれず
に残存する領域G2(図15の網目領域)が生ずる。
According to the above procedure, the excavation area is immediately expanded from the point Ps by the target width δ.
Since the front end width of the skin plate 1 for taking in the excavated earth and sand gradually increases, as a result, the tunnel excavation width expands in a tapered shape at the angle α in the widening region of the distance Lw. That is, in the widened area, an area G2 (mesh area in FIG. 15) that is excavated by the planetary cutter 7 but remains without being taken into the skin plate 1 is generated.

【0087】このような拡幅掘削を所定回数繰り返すこ
とにより、最終的に所望の拡幅量だけトンネル幅を拡大
させることができる。従って、前記目標拡幅量δを大き
く設定するほど、前記拡幅掘削の必要繰り返し回数は減
ることになるが、この目標拡幅量δを過剰に大きくする
と、前記テーパー角αが許容角度を超えてしまい、ま
た、テールシール20がセグメント段差を乗り越えられ
なくなるので、かかる事情を考慮して目標拡幅量δを設
定する必要がある。
By repeating such widening excavation a predetermined number of times, the tunnel width can be finally expanded by a desired widening amount. Therefore, the larger the target widening amount δ is set, the smaller the required number of repetitions of the widening excavation, but if the target widening amount δ is excessively increased, the taper angle α exceeds the allowable angle, In addition, since the tail seal 20 cannot get over the segment step, it is necessary to set the target widening amount δ in consideration of such circumstances.

【0088】前記各拡縮幅シリンダ12F,12Rのス
トローク調節は、各ストロークをモニタリングしながら
手動で行うようにしてもよいし、自動制御で行うように
してもよい。手動で行う場合でも、現在の各拡縮幅シリ
ンダ12F,12Rのストロークや当該ストロークと目
標値SF,SRとの差を前記ディスプレイ78上に表示
するように構成すれば、作業能率は飛躍的に高まる。
The stroke of each of the expansion / contraction cylinders 12F and 12R may be adjusted manually while monitoring each stroke, or may be adjusted automatically. Even in the case of manual operation, if the present strokes of the respective enlargement / reduction width cylinders 12F and 12R and the difference between the strokes and the target values SF and SR are displayed on the display 78, the work efficiency will be dramatically improved. .

【0089】また、手動・自動制御のいずれの場合も、
現在のシールド機掘進位置と各拡縮幅シリンダ12F,
12Rのストローク目標値SF,SRとの対応表を作成
しておくことが好ましい。掘進位置は、その位置でシー
ルドジャッキ37が反力を受けているセグメントリング
(最前端リング)の番数nと、当該シールドジャッキ3
7のストロークlとの組み合わせによって特定すること
ができる。その一例を次の表1に示す。
In both cases of manual and automatic control,
Current shield machine excavation position and each expansion / contraction width cylinder 12F,
It is preferable to prepare a correspondence table between the stroke target values SF and SR of 12R. The excavation position is determined by the number n of the segment ring (the foremost ring) at which the shield jack 37 is receiving the reaction force, and the shield jack 3
7 can be specified by a combination with the stroke l. An example is shown in Table 1 below.

【0090】[0090]

【表1】 [Table 1]

【0091】この表は、第Ns番目のセグメントSG
(Ns)からシールドジャッキ37が反力を受け、か
つ、当該シールドジャッキ37のストロークlがlsで
ある地点から拡幅掘削を開始し、その後、ジャッキス
トロークlがΔl増えるごとに拡縮幅シリンダ12F,
12Rのストローク目標値SF,SRを見直し、前記拡
幅掘削開始地点から距離ΔL(表例では2Δl<ΔL≦
3Δl)だけ掘進した地点より前記ストローク目標値S
F,SRを初期値SFo(SRo)からSF1,SF2
…(SR1,SR2,…)へと順次変化させていき、最
終的に第No番目のセグメントSG(No)の組立まで
に拡幅を完了する、すなわちストローク目標値SF,S
Rを最終目標値SFe,SReに至らせる例を示してい
る。この手順をフローチャート化したものを図16に示
す。
This table shows that the Ns-th segment SG
(Ns), the shield jack 37 receives a reaction force, and widening excavation starts at a point where the stroke 1 of the shield jack 37 is ls, and thereafter, every time the jack stroke l increases by Δl, the widening cylinder 12F,
The stroke target values SF and SR of the 12R are reviewed, and the distance ΔL from the widening excavation start point (in the table example, 2Δl <ΔL ≦
From the point excavated by 3Δl)
F and SR are changed from initial values SFo (SRo) to SF 1 , SF 2 ,
.. (SR 1 , SR 2 ,...), And finally the widening is completed before the assembly of the No. No. segment SG (No), that is, the stroke target values SF, S
An example is shown in which R reaches the final target values SFe and SRe. FIG. 16 shows a flowchart of this procedure.

【0092】まず、電子制御装置70における制御モー
ドとして、拡幅掘削前の断面形状に対応する第m制御モ
ード(1≦m<N)を選択する(図16のステップS
1)。その一方、前後拡縮幅シリンダ12F,12Rの
ストローク目標値SF,SRをそれぞれ初期目標値SF
o,SRoに設定する(ステップS2)。
First, as the control mode in the electronic control unit 70, the m-th control mode (1 ≦ m <N) corresponding to the cross-sectional shape before widening excavation is selected (step S in FIG. 16).
1). On the other hand, the stroke target values SF, SR of the front / rear expansion / contraction width cylinders 12F, 12R are respectively set to the initial target value SF.
o and SRo (step S2).

【0093】所定の拡幅開始地点、すなわち、第Ns番
目のセグメントSG(Ns)からシールドジャッキ37
が反力を受け、かつ、そのジャッキストロークがlsで
ある地点に到達するまでは(ステップS3でNOもしく
はステップS5でNO)、ストローク目標値SF,SR
を前記目標値SFo,SRoに維持し、この目標値S
F,SRに基づいて前後拡縮幅シリンダ12F,12R
の実際のストロークを調整する(ステップS6)。そし
て、1セグメント分の掘進が終了する度に(ステップS
7でYES)、組立セグメントのカウント数(セグメン
ト番数)nを更新する(ステップS8)。
From the predetermined widening start point, that is, from the Ns-th segment SG (Ns) to the shield jack 37
Until the vehicle receives the reaction force and reaches the point where the jack stroke is 1 s (NO in step S3 or NO in step S5), the stroke target values SF, SR
Are maintained at the target values SFo and SRo, and the target value S
F, SR width cylinder 12F, 12R based on F, SR
Is adjusted (step S6). Each time excavation for one segment is completed (step S
Then, the count number (segment number) n of the assembly segment is updated (step S8).

【0094】前記拡縮開始地点、すなわち、第Ns番目
のセグメントSG(Ns)からシールドジャッキ37が
反力を受け、かつ、そのジャッキストロークがlsであ
る地点に到達してからは(ステップS3,S4,S5で
YES)、電子制御装置70の制御モードをそれまでの
第m制御モードから1ランク上の第(m+1)制御モー
ドに移行する(ステップS9)。
After the shield jack 37 receives a reaction force from the expansion / contraction start point, that is, the Ns-th segment SG (Ns), and reaches a point where the jack stroke is ls (steps S3 and S4). , S5), the control mode of the electronic control unit 70 is shifted from the m-th control mode to the (m + 1) -th control mode one rank higher (step S9).

【0095】そして、セグメント番数nがNoに到達す
るまで、すなわち、第No番目のセグメントSG(N
o)の組立開始に至るまでは(ステップS10でYE
S)、当該セグメント番数n及びシールドジャッキスト
ロークlから前記表にかかるストローク目標値SF,S
Rを読み取り(ステップS11)、その目標値に基づい
て拡縮幅シリンダ12F,12Rの実際ストロークを調
節する(ステップS6)。セグメント番数nがNoに到
達した後は(ステップS10でNO)、ストローク目標
値SF,SRを最終目標値SFe,SReに設定し、こ
れを維持する(ステップS12)。
Then, until the segment number n reaches No, that is, the No. segment SG (N
o) Until the start of assembly (YE in step S10)
S), the stroke target values SF, S according to the above table from the segment number n and the shield jack stroke l.
R is read (step S11), and the actual strokes of the expansion and contraction width cylinders 12F and 12R are adjusted based on the target value (step S6). After the segment number n reaches No (NO in step S10), the stroke target values SF and SR are set to the final target values SFe and SRe, and are maintained (step S12).

【0096】このような拡幅掘削の他、本発明は図17
に示すような曲線掘削にも優れた効果を発揮する。すな
わち、かかる曲線掘削では、特にその曲率が比較的大き
い場合、スキンプレート1と地山との圧密の防止が重要
な課題となっているが、本発明にかかるシールド機を使
用すれば、遊星カッタ7による掘削領域を適宜調節して
適当な余掘り量を正確に設定し、さらに好ましくはスキ
ンプレート1をテーパー状に張り出すことによって、円
滑な曲線掘削が実現できる。従って、例えば特開平10
−331573号公報に示されるような複雑なスキンプ
レート中折れ構造を採用するまでもなく、簡単な構成で
良好なシールド掘削を実現できる。
In addition to such widening excavation, the present invention relates to FIG.
It is also effective for curve excavation as shown in Fig. That is, in such a curve excavation, especially when the curvature is relatively large, prevention of compaction between the skin plate 1 and the ground is an important issue. However, if the shield machine according to the present invention is used, a planetary cutter is used. By appropriately adjusting the excavation area by means of 7 and appropriately setting an appropriate amount of extra excavation, and more preferably, by projecting the skin plate 1 in a tapered shape, smooth curved excavation can be realized. Therefore, for example,
It is possible to realize good shield excavation with a simple configuration, without employing a complicated skin plate folding structure as disclosed in JP-A-331573.

【0097】その他、本発明は例えば次のような形態で
の実施も可能である。
In addition, the present invention can be embodied in, for example, the following forms.

【0098】・前記実施の形態では、各遊星カッタ7を
回転駆動するものを示したが、その構成によっては遊星
カッタ7自体の駆動を省略することが可能である。すな
わち、各遊星カッタ7を回転駆動する遊星カッタ回転駆
動手段を備えるか否かは、遊星カッタの構成によって適
宜決定すればよい。また、遊星カッタ回転駆動手段を具
備する場合でも、前記のように複数の遊星カッタ7を一
括して駆動するものに限らず、例えば遊星カッタ7ごと
にモータを配するようにしてもよい。
In the above embodiment, the planetary cutter 7 is driven to rotate, but depending on the configuration, the driving of the planetary cutter 7 itself can be omitted. In other words, whether or not the planetary cutter 7 has a planetary cutter rotation drive unit that rotationally drives each planetary cutter 7 may be appropriately determined according to the configuration of the planetary cutter. Further, even in the case where the planetary cutter rotation driving means is provided, the present invention is not limited to driving the plurality of planetary cutters 7 collectively as described above, and for example, a motor may be provided for each planetary cutter 7.

【0099】・前記実施形態では、遊星カッタ7の公転
軌跡を電気的に制御するものを示したが、例えば図示の
ようなガイドレール34C,34L,34R、すなわ
ち、スキンプレート1の拡縮幅に対応して形状が拡縮す
るようなガイドレールを具備すれば、このガイドレール
の案内によって公転軌跡を機械的に制御することが可能
である。図示のシールド機においては、各油圧シリンダ
33の伸長力によって制御レバー29の先端のローラ2
8を常にガイドレール34C,34L,34Rに押し当
てながら遊星カッタ7を公転させることにより、この遊
星カッタ7は前記ガイドレールの形状に対応した軌跡、
すなわちスキンプレート1の断面形状に見合う軌跡で公
転することになる。
In the above embodiment, the orbit of the orbit of the planetary cutter 7 is electrically controlled. However, for example, the guide rails 34C, 34L and 34R shown in FIG. If a guide rail whose shape expands and contracts is provided, it is possible to mechanically control the revolution trajectory by the guide of the guide rail. In the illustrated shield machine, the roller 2 at the tip of the control lever 29 is extended by the extension force of each hydraulic cylinder 33.
The planetary cutter 7 revolves while always pressing the guide cutter 8 against the guide rails 34C, 34L, 34R, so that the planetary cutter 7 has a locus corresponding to the shape of the guide rail,
That is, the orbit revolves along a locus corresponding to the cross-sectional shape of the skin plate 1.

【0100】・前記膨出部(スキンプレートはみ出し部
分)1a及びボイドカッタ60は適宜省略が可能であ
る。ただし、これらを設けることにより、図18に示す
ような大断面トンネル(例えば多車線地下道路トンネ
ル)の掘削に優れた効果を発揮することになる。
The bulging portion (skin plate protruding portion) 1a and the void cutter 60 can be omitted as appropriate. However, by providing these, an excellent effect is obtained for excavation of a large-section tunnel (for example, a multi-lane underground tunnel) as shown in FIG.

【0101】すなわち、シールド機単体による掘削断面
よりも格段大きな断面のトンネルを掘削する場合には、
複数の掘削断面を連ね合わせることにより、前記大断面
トンネルの外郭部分を掘削する(図例では前記実施形態
で示したタイプである単一メインカッタを具備するA機
及びB機と前記メインカッタを複数個具備する多連式の
D機とを組み合わせて使用し、どちらも拡縮機能を備え
ている)という工法が採られるが、シールド機の掘削断
面領域にセグメントリングからのはみ出し部分がない
と、当該掘削断面領域を相互オーバーラップさせること
ができない。従って、この場合には掘削断面同士の間に
残存した土砂に薬液注入するなどの面倒な作業が必要に
なる。これに対し、前述のようなボイドカッタ60によ
るはみ出し掘削領域(膨出部1aに対応する領域)を設
けておけば、そのはみ出し掘削領域を図18に示すよう
にオーバーラップさせることにより、前記薬液注入など
の作業を行うことなく、大断面トンネルを効率良く施工
することが可能になる。
That is, when excavating a tunnel having a section much larger than the section excavated by the shield machine alone,
The outer section of the large-section tunnel is excavated by joining a plurality of excavation sections (in the example shown, the machine A and the machine B each including the single main cutter of the type shown in the above embodiment and the main cutter are used). The method is used in combination with a plurality of multiple D machines equipped with multiple units, both of which have an expansion / contraction function), but if there is no protruding part from the segment ring in the excavated cross-sectional area of the shield machine, The excavated cross-sectional areas cannot overlap each other. Therefore, in this case, a troublesome operation such as injecting a chemical solution into the earth and sand remaining between the excavated sections becomes necessary. On the other hand, if a protruding excavation region (a region corresponding to the bulging portion 1a) by the void cutter 60 as described above is provided, the protruding excavation region is overlapped as shown in FIG. It is possible to efficiently construct a large-section tunnel without performing such operations.

【0102】・前記実施形態では、回動アーム24の回
動によって遊星カッタ7を回転体径方向に変位させるも
のを示したが、その回転体径方向に遊星カッタ7が直線
的に変位するように遊星カッタ7を回転体2に支持する
ようにしてもよい。
In the above embodiment, the planetary cutter 7 is displaced in the radial direction of the rotating body by the rotation of the rotating arm 24. However, the planetary cutter 7 is linearly displaced in the radial direction of the rotating body. Alternatively, the planetary cutter 7 may be supported by the rotating body 2.

【0103】・本発明では、シールド機本体(スキンプ
レート1)の拡縮幅方向を問わない。例えばシールド機
本体が上下方向に拡縮幅する姿勢で施工を行うようにし
てもよい。
In the present invention, the width direction of the shield machine body (skin plate 1) is not limited. For example, the construction may be performed in such a manner that the shield machine body expands and contracts in the vertical direction.

【0104】・本発明では、シールド機本体を拡縮幅さ
せるための具体的な構造を問わない。例えばシールド機
本体を右側部分と左側部分とに分割し、一方の部分に対
して他方の部分が相対的にスライドすることにより拡縮
幅が行われるようにしてもよい。拡縮幅手段自体の構造
も特に問わず、前記油圧シリンダを用いる他、例えばモ
ータと駆動伝達機構(ラック・ピニオン機構など)とを
組み合わせるようにしてもよい。
In the present invention, a specific structure for enlarging or reducing the width of the shield machine body does not matter. For example, the shield machine body may be divided into a right part and a left part, and the other part may slide relative to one part so that the width can be enlarged or reduced. The structure of the enlarging / reducing means itself is not particularly limited, and in addition to using the hydraulic cylinder, for example, a motor and a drive transmission mechanism (such as a rack and pinion mechanism) may be combined.

【0105】・電子制御装置70等の制御手段に複数の
制御モードを記憶させる場合、各制御モードに設定され
る目標軌跡は、左右両側スキンプレート1L,1Rが均
等に張り出した形状に対応するものに限らない。例え
ば、制御モードとして、左側スキンプレート1Lもしく
は右側スキンプレート1Rが偏って張り出された形状に
対応する目標軌跡をもったモードを含めてもよい。
When a plurality of control modes are stored in the control means such as the electronic control unit 70, the target trajectory set in each control mode corresponds to the shape in which the left and right skin plates 1L and 1R are uniformly extended. Not limited to For example, the control mode may include a mode having a target trajectory corresponding to a shape in which the left skin plate 1L or the right skin plate 1R is overhanged.

【0106】[0106]

【発明の効果】以上のように本発明は、拡縮幅可能なシ
ールド機本体とメインカッタ及び遊星カッタとを具備
し、この遊星カッタの公転軌跡をシールド機本体の拡縮
幅に応じて調節できるようにしたものであるので、掘削
断面形状の拡縮幅を可能にし、かつ、その掘削断面形状
の自由度を高めることができ、これにより種々のニーズ
に柔軟に対応することができる効果がある。
As described above, the present invention is provided with a shield machine main body capable of expanding and contracting, a main cutter and a planetary cutter, and the orbit of the planetary cutter can be adjusted in accordance with the expansion and contraction width of the shield machine main body. Therefore, it is possible to increase and decrease the width of the excavated cross-sectional shape and increase the degree of freedom of the excavated cross-sectional shape, thereby providing an effect of flexibly responding to various needs.

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

【図1】本発明の実施の形態にかかる自由断面シールド
機の断面側面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional side view of a free-section shield machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記自由断面シールド機の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the free-section shield machine.

【図3】前記自由断面シールド機の正面図である。FIG. 3 is a front view of the free-section shield machine.

【図4】図1のA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;

【図5】図1のB−B線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図6】図1のD−D線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line DD of FIG. 1;

【図7】図5のE−E線矢視図である。FIG. 7 is a view taken along line EE of FIG. 5;

【図8】(a)(b)は前記自由断面シールド機におけ
る中央スキンプレートと左右スキンプレートとの接合部
分のシール構造例を示す断面図である。
FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views showing an example of a sealing structure of a joint portion between a central skin plate and left and right skin plates in the free-section shield machine.

【図9】図1のF−F線矢視図である。FIG. 9 is a view taken along the line FF in FIG. 1;

【図10】(a)は図9のG−G線断面図、(b)は図
9のH−H線断面図、(c)は図9のI−I線断面図で
ある。
10A is a sectional view taken along line GG of FIG. 9, FIG. 10B is a sectional view taken along line HH of FIG. 9, and FIG. 10C is a sectional view taken along line II of FIG.

【図11】前記自由断面シールド機における回転体及び
遊星カッタを回転駆動するための駆動変換機構を示す断
面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a drive conversion mechanism for rotating and driving a rotating body and a planetary cutter in the free-section shield machine.

【図12】前記スキンプレートの拡縮幅を示す概念図で
ある。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing the expansion and contraction width of the skin plate.

【図13】(a)は前記スキンプレートに設けられたボ
イドカッタの駆動機構を示す一部断面側面図、(b)は
同駆動機構を示す背面図である。
13A is a partial cross-sectional side view showing a driving mechanism of a void cutter provided on the skin plate, and FIG. 13B is a rear view showing the driving mechanism.

【図14】前記自由断面シールド機に具備される電子制
御装置の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of an electronic control device provided in the free-section shield machine.

【図15】前記自由断面シールド機を用いた拡幅シール
ド工法の例を示す断面平面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional plan view showing an example of a widening shield method using the free-section shield machine.

【図16】前記拡幅シールド工法の手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing a procedure of the widening shield method.

【図17】前記自由断面シールド機を用いた曲線掘削施
工状態を示す断面平面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional plan view showing a curved excavation state using the free-section shield machine.

【図18】前記自由断面シールド機を用いた大断面トン
ネルの施工例を示す図である。
FIG. 18 is a view showing a construction example of a large-section tunnel using the free-section shield machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スキンプレート(シールド機本体) 1C 中央スキンプレート 1L 左側スキンプレート 1R 右側スキンプレート 1a 膨出部(はみ出し部分) 2 回転体 6 メインカッタ 7 遊星カッタ 12F 前側拡縮幅シリンダ(前側拡縮幅手段) 12R 後側拡縮幅シリンダ(後側拡縮幅手段) 33 油圧シリンダ(遊星カッタ操作手段) 35 回転体駆動モータ(回転体駆動手段) 60 ボイドカッタ(補助カッタ) 70 電子制御装置(制御手段) 72 制御データ記憶手段 74 油圧シリンダストローク制御手段 76 モード選択スイッチ SG セグメント SGR セグメントリング形状(セグメント組立形状) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Skin plate (shield machine main body) 1C Center skin plate 1L Left skin plate 1R Right skin plate 1a Swelling part (protruding part) 2 Rotating body 6 Main cutter 7 Planetary cutter 12F Front expanding / reducing cylinder (front expanding / reducing means) 12R Rear Side expansion / contraction width cylinder (rear side expansion / contraction width means) 33 Hydraulic cylinder (planetary cutter operating means) 35 Rotating body drive motor (rotary body driving means) 60 Void cutter (auxiliary cutter) 70 Electronic control device (control means) 72 Control data storage means 74 Hydraulic cylinder stroke control means 76 Mode selection switch SG segment SGR Segment ring shape (segment assembly shape)

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡縮幅可能なシールド機本体と、このシ
ールド機本体にその推進方向に延びる軸回りに回転可能
に支持される回転体と、この回転体と一体に回転し、掘
削断面の中央部分を掘削するメインカッタと、前記回転
体を駆動する回転体駆動手段と、前記回転体にその径方
向に変位可能に支持され、この回転体の回転に伴う公転
により前記掘削断面のうち前記メインカッタで掘削され
ない部分を掘削する遊星カッタと、この遊星カッタの公
転軌跡を制御する制御手段とを備え、この制御手段によ
り制御される遊星カッタの公転軌跡が前記シールド機本
体の拡縮幅に応じて調節可能となるように構成したこと
を特徴とする自由断面シールド機。
1. A shield machine main body capable of expanding and contracting, a rotating body rotatably supported on an axis extending in a propulsion direction of the shield machine main body, and a rotating body integrally rotating with the rotating body to form a center of an excavated cross section. A main cutter for excavating a portion, a rotating body driving means for driving the rotating body, and supported by the rotating body so as to be displaceable in a radial direction thereof, and the main body of the excavated cross section is revolved by rotation of the rotating body. A planetary cutter for excavating a portion that is not excavated by the cutter, and control means for controlling the revolving locus of the planetary cutter, wherein the revolving locus of the planetary cutter controlled by the control means is adjusted according to the expansion and contraction width of the shield machine body. A free-section shield machine characterized in that it is configured to be adjustable.
【請求項2】 請求項1記載の自由断面シールド機にお
いて、前記制御手段として、前記各遊星カッタを前記回
転体径方向に変位させる遊星カッタ操作手段と、前記回
転体の回転に伴う前記各遊星カッタの公転軌跡を設定さ
れた目標軌跡に合致させるべく前記回転体の回転中にお
ける前記遊星カッタ操作手段の作動を制御する遊星カッ
タ操作制御手段とを備え、この遊星カッタ操作制御手段
の目標軌跡が前記シールド機本体の拡縮幅に応じて調節
可能となるように構成したことを特徴とする自由断面シ
ールド機。
2. The free-section shield machine according to claim 1, wherein said control means includes: planetary cutter operating means for displacing each of said planetary cutters in a radial direction of said rotating body; and said planets accompanying rotation of said rotating body. Planetary cutter operation control means for controlling the operation of the planetary cutter operation means during the rotation of the rotating body so that the orbit of the cutter coincides with the set target trajectory, wherein the target trajectory of the planetary cutter operation control means is A free-section shield machine characterized in that it is configured to be adjustable in accordance with the width of expansion and contraction of the shield machine body.
【請求項3】 請求項2記載の自由断面シールド機にお
いて、前記遊星カッタ操作制御手段は、互いに目標軌跡
の異なる複数の制御モードを記憶する制御モード記憶手
段を備え、これらの制御モードのうち選択された制御モ
ードに基づいて前記遊星カッタ操作手段の作動を制御す
るように構成されていることを特徴とする自由断面シー
ルド機。
3. The free-section shield machine according to claim 2, wherein said planetary cutter operation control means includes control mode storage means for storing a plurality of control modes having different target trajectories, and selecting one of these control modes. A free-section shield machine configured to control the operation of the planetary cutter operating means based on the set control mode.
【請求項4】 請求項3記載の自由断面シールド機にお
いて、前記シールド機本体の前端形状をその最小幅形状
から最大幅形状までの間で複数段階に分け、前記各制御
モードにおける目標軌跡を前記各段階におけるシールド
機本体前端形状に応じた形状に設定したことを特徴とす
る自由断面シールド機。
4. The free-section shield machine according to claim 3, wherein the front end shape of the shield machine body is divided into a plurality of stages from a minimum width shape to a maximum width shape, and the target trajectory in each of the control modes is determined. A free-section shield machine characterized in that the shape is set according to the shape of the front end of the shield machine body at each stage.
【請求項5】 請求項3または4記載の自由断面シール
ド機において、前記制御モードとして、前記シールド機
本体が片側にのみ拡幅したときの当該シールド機本体の
前端形状に対応する目標軌跡をもつ制御モードを含むこ
とを特徴とする自由断面シールド機。
5. The shield machine according to claim 3, wherein the control mode has a target trajectory corresponding to a front end shape of the shield machine body when the shield machine body is widened to only one side as the control mode. A free-section shield machine characterized by including a mode.
【請求項6】 請求項1記載の自由断面シールド機にお
いて、前記制御手段として、前記回転体の回転に伴い前
記各遊星カッタが所定の公転軌跡を描くように当該遊星
カッタを案内する案内手段を前記シールド機本体に設け
るとともに、この案内手段による遊星カッタの案内形状
が前記シールド機本体の拡縮幅に応じて変化するように
構成したことを特徴とする自由断面シールド機。
6. A free-section shield machine according to claim 1, wherein said control means includes a guide means for guiding said planetary cutters so that each of said planetary cutters draws a predetermined orbit along with the rotation of said rotating body. A free-section shield machine provided on the shield machine main body, wherein a guide shape of the planetary cutter by the guide means is changed according to an expansion / contraction width of the shield machine main body.
【請求項7】 請求項6記載の自由断面シールド機にお
いて、前記シールド機本体の内側面に、このシールド機
本体と一体に拡縮幅するガイドレールを設けるととも
に、前記回転体の回転中に前記遊星カッタまたはこの遊
星カッタと一体に変位する部材を前記ガイドレールに押
付ける押付け手段を備えたことを特徴とする自由断面シ
ールド機。
7. The free-section shield machine according to claim 6, wherein a guide rail that expands and contracts integrally with the shield machine main body is provided on an inner surface of the shield machine main body, and the planetary gear is rotated during rotation of the rotating body. A free-section shield machine comprising a pressing means for pressing a cutter or a member displaced integrally with the planetary cutter against the guide rail.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の自由断
面シールド機において、前記シールド機本体の幅を拡縮
させる拡縮幅手段を備えるとともに、この拡縮幅手段
を、前記シールド機本体をその前端幅が後端幅よりも大
きくなる向きのテーパー状にしながら拡縮幅可能となる
ように構成したことを特徴とする自由断面シールド機。
8. The free-section shield machine according to claim 1, further comprising an expansion / contraction width means for enlarging / reducing the width of the shield machine main body, wherein the expansion / contraction width means is provided with the shield machine main body. A free-section shield machine characterized in that it can be expanded and contracted while being tapered so that the front end width is larger than the rear end width.
【請求項9】 請求項8記載の自由断面シールド機にお
いて、複数の拡縮幅手段をシールド機本体の前後方向に
並べて配設するとともに、各拡縮幅手段によるシールド
機本体の拡縮幅が前後で独立して設定可能となるように
構成したことを特徴とする自由断面シールド機。
9. The free-section shield machine according to claim 8, wherein a plurality of enlargement / reduction means are arranged side by side in the front-rear direction of the shield machine body, and the enlargement / reduction width of the shield machine body by each enlargement / reduction means is independent in the front and rear. A free-section shield machine characterized by being configured to be able to be set.
【請求項10】 前記シールド機本体の一部をセグメン
ト組立形状よりも外側にはみ出させるとともに、このは
み出し部分で前方の土砂を掘削する補助カッタを備えた
ことを特徴とする自由断面シールド機。
10. A free-section shield machine characterized in that a part of the shield machine body protrudes outside the segment assembly shape and an auxiliary cutter for excavating earth and sand ahead at the protruding portion.
【請求項11】 請求項10記載の自由断面シールド機
において、前記セグメント組立形状を略矩形状とし、そ
のコーナー部分から外側にはみ出す形状に前記シールド
機本体の断面形状を設定し、そのはみ出し部分に前記補
助カッタを設けたことを特徴とする自由断面シールド
機。
11. The free-section shield machine according to claim 10, wherein the segment assembly shape is substantially rectangular, and the cross-sectional shape of the shield machine main body is set to a shape protruding outward from a corner portion thereof. A free-section shield machine provided with the auxiliary cutter.
【請求項12】 請求項2〜5のいずれかに記載の自由
断面シールド機によりトンネル幅を拡大させながら掘進
するシールド工法であって、拡幅開始時点で遊星カッタ
の公転軌跡を目標拡幅分だけ一度に拡大させ、その後シ
ールド機本体を拡大開始幅から拡大完了幅まで徐々に拡
幅しながら掘進を行うことを特徴とする自由断面シール
ド機を用いた拡幅シールド工法。
12. A shield construction method in which a tunnel is excavated while enlarging a tunnel width by the free-section shield machine according to any one of claims 2 to 5. A wide-width shield method using a free-section shield machine, characterized in that the shield body is excavated while gradually widening the main body of the shield machine from the expansion start width to the expansion completion width.
【請求項13】 請求項4記載の自由断面シールド機に
よりトンネル幅を拡大させながら掘進するシールド工法
であって、拡幅開始時点で現在の制御モードをそれより
も目標軌跡の幅が1ランク上の制御モードに切換え、そ
の後シールド機本体を拡大開始幅から拡大完了幅まで徐
々に拡幅しながら掘進を行うことを特徴とする自由断面
シールド機を用いた拡幅シールド工法。
13. A shield method for excavating while increasing the tunnel width by the free-section shield machine according to claim 4, wherein the width of the target locus is higher by one rank than the current control mode at the start of the widening. A wide-width shield method using a free-section shield machine, which switches to the control mode, and then excavates while gradually widening the shield machine body from the start width of expansion to the completion width.
【請求項14】 請求項8または9記載の自由断面シー
ルド機によりトンネル幅を拡大させながら掘進するシー
ルド工法であって、拡幅開始時点で遊星カッタの公転軌
跡を目標拡幅分だけ一度に拡大させ、その後シールド機
本体をその前側形状が後側形状よりも大きくなる向きの
テーパー状にしつつ当該シールド機本体の前端幅を拡大
開始幅から拡大完了幅まで徐々に拡幅しながら掘進を行
うことを特徴とする自由断面シールド機を用いた拡幅シ
ールド工法。
14. A shield method in which a tunnel is excavated while enlarging a tunnel width by the free-section shield machine according to claim 8 or 9. Thereafter, the excavation is performed while gradually widening the front end width of the shield machine main body from the enlargement start width to the enlargement complete width while making the shield machine main body tapered in a direction in which the front side shape is larger than the rear side shape. Widening shield method using a free-section shield machine.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8328293B2 (en) 2007-01-26 2012-12-11 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Shield machine
CN103410445A (en) * 2013-08-14 2013-11-27 镇江安达煤矿专用设备有限公司 All-cross-section cutting rectangular pipe-pushing machine cutting mechanism
JP2015151682A (en) * 2014-02-10 2015-08-24 株式会社大林組 Shield machine
KR101618968B1 (en) * 2014-08-08 2016-05-09 이상혁 Drilling Machine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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