JP2001317291A - Tunnel excavation method and shield machine - Google Patents

Tunnel excavation method and shield machine

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JP2001317291A
JP2001317291A JP2000134078A JP2000134078A JP2001317291A JP 2001317291 A JP2001317291 A JP 2001317291A JP 2000134078 A JP2000134078 A JP 2000134078A JP 2000134078 A JP2000134078 A JP 2000134078A JP 2001317291 A JP2001317291 A JP 2001317291A
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continuously excavate a tunnel with an eyebrow type section at a normal part and a tunnel with a flat eyebrow type section at an expansion part where width has been expanded. SOLUTION: When normal and expansion parts are to be excavated continuously by a shield machine having two cutter heads 11 where a top part is inflated to the positions of three vertexes of a Rulon's triangle in terms of front view, a cutter rotation shaft 9 for rotating and driving the cutter head 11 when excavating the expansion part is arranged while it is eccentric by a specific amount from an eccentricity shield axis center Oe and at the same time is revolved around the eccentricity shield axis center Oe, and the ratio between the rotation speed and revolution speed of the cutter rotation shaft 9 is set to 1: 3 for rotating in the same direction, thus excavating a tunnel Te with a flat eyebrow type section where two elliptics overlap partially by the cutter header 11, rotating and driving the cutter rotation shaft 9 and at the same time stopping the revolution drive for excavating a tunnel Tc with the eyebrow type section where two circles overlap partially at the time of the excavation of the normal part.

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、2連のカッタヘッ
ドを備え、シールド工法により拡縮自在にトンネルを掘
削するシールド掘進機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield excavator having a double cutter head for excavating a tunnel in a scalable manner by a shield method.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば道路または鉄道を設置するトン
ネルでは、通常掘削部の掘削途中に退避部や駅部を形成
するための拡張部が設けられる。
2. Description of the Related Art For example, in a tunnel for setting a road or a railway, an extension part for forming a retreat part or a station part is usually provided during excavation of a excavation part.

【0003】このような拡張部の掘削は、.円形のト
ンネルを掘削して覆工した後、拡張部の地盤を凍結して
側壁を破砕し、掘削して覆工する。.シールド掘進機
においてコピーカッタなどを使用して拡径する。.メ
インカッタヘッドの周辺部に、複数のサブカッタヘッド
を着脱可能に装備し、途中でサブカッタヘッドを装着ま
たは取り外して径の異なるトンネルを掘削するものなど
が提案されている。
[0003] The excavation of such an extension is described in US Pat. After excavating and lining a circular tunnel, the ground of the extension is frozen and the side walls are crushed, excavated and lining. . Use a copy cutter to increase the diameter of the shield machine. . There has been proposed a method in which a plurality of sub-cutter heads are detachably provided around a main cutter head, and tunnels having different diameters are excavated by mounting or removing the sub-cutter heads on the way.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来工法
において、では、拡張部の掘削距離が長くなったり、
複数箇所となると拡張部の掘削に大きいコストと時間が
かかるという問題がある。またでは、構造上増径量を
大きく出来ない。またトンネルの周囲で上下左右に拡張
されると、余分な部分まで掘削することになり、セグメ
ントやコストの面で不利である。またでは、シールド
掘進機の構造が複雑になり、またトンネル内でサブカッ
タヘッドを着脱するのに長時間を必要とし、コストが増
大するという問題がある。
However, in the above-mentioned conventional method, the excavation distance of the extension part becomes long,
When there are a plurality of locations, there is a problem that excavation of the extension requires a large cost and time. In addition, the diameter increase amount cannot be increased due to the structure. In addition, if it expands up, down, left and right around the tunnel, it will be necessary to excavate an extra part, which is disadvantageous in terms of segment and cost. In this case, there is a problem that the structure of the shield machine becomes complicated, and it takes a long time to attach and detach the sub cutter head in the tunnel, thereby increasing the cost.

【0005】本発明は上記問題点を解決して、低コスト
で、掘削途中で通常部のトンネルと拡張部のトンネルと
を連続掘削可能なシールド掘進機を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a shield machine capable of continuously excavating a tunnel at a normal portion and a tunnel at an extended portion during excavation at a low cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載のトンネル掘削方法は、シールド本体の
前部に、正面視で頂部がルーロの三角形の3つの頂点位
置に膨出する2個のカッタヘッドを有するシールド掘進
機により、トンネルの通常部と拡張部とを連続して掘削
するトンネル掘削方法であって、通常部の掘削時に、2
個のカッタヘッドをそれぞれカッタ自転軸を中心に回転
駆動して2個の円形断面の一部が重なるまゆ形断面のト
ンネルまたは長円形断面のトンネルを掘削し、拡張部の
掘削時に、少なくとも一方のカッタヘッドをカッタ自転
軸周りに自転駆動するとともに、カッタ自転軸から所定
量偏心した偏心シールド軸心周りに公転駆動させ、前記
公転駆動と自転駆動の回転速度比を3対1で同一方向に
回転させることにより、そのカッタヘッドにより楕円形
断面のトンネルを掘削し、前記楕円形と円形の一部が重
なる異形まゆ形断面または2つの楕円形の一部が重なる
偏平まゆ形断面のトンネルを掘削するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a tunnel excavating method according to the first aspect of the present invention, wherein a top of the shield body bulges at three vertexes of a ruler triangle in a front view in a front view. A tunnel excavation method for continuously excavating a normal portion and an extension portion of a tunnel by a shield machine having two cutter heads, wherein the excavation of the normal portion includes
Each of the two cutter heads is driven to rotate about the cutter rotation axis to excavate a tunnel having a cocoon-shaped cross section or a tunnel having an elliptical cross section in which a part of two circular cross sections is overlapped. The cutter head is driven to rotate around the cutter rotation axis and revolves around the eccentric shield axis, which is eccentric by a predetermined amount from the cutter rotation axis, and rotates in the same direction at a rotation speed ratio of the rotation drive and the rotation drive of 3: 1. With the cutter head, a tunnel having an elliptical cross section is excavated by the cutter head, and a tunnel having a deformed cocoon cross section in which a part of the ellipse and a circle overlap or a tunnel having a flat cocoon cross section in which two ellipses partially overlap is excavated. Things.

【0007】上記掘削方法によれば、1台のシールド掘
進機により、拡張部で1個または2個のカッタヘッドを
公転駆動をするだけで、楕円形断面で長径方向に拡張さ
れた異形まゆ形断面または偏平まゆ形断面のトンネルを
掘削でき、公転駆動を停止してカッタヘッドを自転駆動
するだけで、通常部の円形の一部が重なったまゆ形断面
のトンネルを掘削できる。したがって、容易に幅の広い
拡張部のトンネルと通常部のトンネルとを連続して形成
することができ、また偏心量の設定により任意で広い拡
張幅を得ることができる。
[0007] According to the above excavation method, by simply revolving one or two cutter heads by the extension part by one shield excavator, an irregularly shaped eyebrow shape having an elliptical cross section expanded in the major axis direction. A tunnel having a cross-section or a flat cocoon-shaped cross section can be excavated. A tunnel having a cocoon-shaped cross section in which a part of a circular portion of a normal portion is overlapped can be excavated simply by stopping the revolution drive and driving the cutter head to rotate. Therefore, it is possible to easily and continuously form a wide-width tunnel and a normal-width tunnel, and it is possible to obtain an arbitrarily wide width by setting the amount of eccentricity.

【0008】また請求項2記載のトンネル掘削方法は、
上記方法において、2本の偏心シールド軸心をそれぞれ
通常部掘削時の自転軸心を含む同一平面上に配置すると
ともに、カッタヘッドを所定角度位置に設定して楕円の
長径を前記平面上に一致させ、通常部の掘削時に、2個
のカッタヘッドの3つの頂部をそれぞれ後退して、偏平
まゆ形断面トンネルの楕円の短径とまゆ形断面トンネル
の円形の直径とを一致させるものである。
The tunnel excavation method according to claim 2 is
In the above method, the two eccentric shield axes are respectively arranged on the same plane including the rotation axis at the time of normal part excavation, and the major axis of the ellipse coincides with the plane by setting the cutter head at a predetermined angular position. Then, at the time of excavation of the normal part, the three apexes of the two cutter heads are respectively retracted to match the minor diameter of the ellipse of the flat cocoon-shaped tunnel with the circular diameter of the cocoon-shaped tunnel.

【0009】上記構成によれば、偏平まゆ形における楕
円断面トンネルの長径軸上でカッタ自転軸を駆動して円
形断面トンネルを掘削し、偏平まゆ形断面トンネルの短
径とまゆ形断面トンネルの円形部直径とを一致させたの
で、短径軸方向のトンネルの段差を無くして覆工体壁面
を連続させることができ、施工を容易化できる。
According to the above construction, the circular rotary tunnel is excavated by driving the cutter rotation axis on the major axis of the elliptical cross-sectional tunnel in the flat cocoon shape, and the minor diameter of the flat cocoon-shaped tunnel and the circular shape of the cocoon-shaped tunnel are rounded. Since the diameter of the lining is made to be the same, the step of the tunnel in the minor axis direction can be eliminated, and the wall surface of the lining can be continued, and the construction can be facilitated.

【0010】さらに請求項3記載のシールド掘進機は、
シールド本体の前部に、2個の公転支持体をシールド軸
心と平行な軸心周りに回転自在に配設し、これら公転支
持体に、シールド軸心と平行で偏心シールド軸心から所
定距離偏心した2本のカッタ自転軸をそれぞれ回転自在
に配設し、このカッタ自転軸の前部にそれぞれ設けられ
たカッタヘッドを、正面視で頂部がルーロの三角形の頂
点位置に膨出する形状とし、トンネルの通常部と拡張部
とを連続掘削可能なシールド掘進機であって、通常部の
掘削時に、前記公転支持体をそれぞれ所定位置で固定
し、前記カッタ自転軸をそれぞれ回転駆動して両カッタ
ヘッドにより2つの円形断面の一部が重なるまゆ形断面
のトンネルを掘削するように構成し、拡張部の掘削時
に、少なくとも一方の公転支持体とカッタ自転軸とを同
一方向で回転速度比が3対1となるように回転駆動して
そのカッタヘッドにより楕円形断面のトンネルを掘削
し、この楕円形と円形の一部が重なる異形まゆ形断面の
トンネルまたは2つの楕円形の一部が重なる偏平まゆ形
断面のトンネルを掘削するように構成したものである。
[0010] The shield machine according to claim 3 further comprises:
At the front of the shield body, two revolving supports are arranged rotatably around an axis parallel to the shield axis, and these revolving supports are parallel to the shield axis and a predetermined distance from the eccentric shield axis. The two eccentric cutter rotation shafts are rotatably arranged, and the cutter heads provided at the front of the cutter rotation shafts have a shape in which the top bulges at the vertex position of a ruler triangle in front view. A shield machine capable of continuously excavating a normal portion and an extended portion of a tunnel, wherein at the time of excavating a normal portion, the revolving supports are respectively fixed at predetermined positions, and the cutter rotation shafts are respectively rotationally driven to rotate. The cutter head is configured to excavate a tunnel having a cocoon-shaped cross section in which a part of two circular cross sections is overlapped, and at the time of excavation of the extension portion, at least one of the revolution support and the cutter rotation axis have a rotation speed ratio in the same direction. A tunnel head with an elliptical cross section is excavated by its cutter head by rotating and driving so as to be in a one-to-one relationship, and a tunnel with an irregularly shaped eyebrow cross section in which a part of the ellipse overlaps a circle or a flat in which a part of two ellipses overlaps. It is designed to excavate a tunnel with a cocoon-shaped cross section.

【0011】上記シールド掘進機によれば、拡張部で、
一方または両方の公転支持体とカッタ自転軸とを速度比
が3対1で同一方向に回転させることにより、楕円形断
面のトンネルを掘削して、異形まゆ形または偏平まゆ形
断面のトンネルを掘削し、公転支持体の旋回を停止して
カッタ自転軸のみを回転させることにより、通常部のま
ゆ形断面のトンネルを掘削できる。これにより、1台の
シールド掘進機で拡張部と通常部とを連続して掘削する
ことができる。またカッタ自転軸の停止位置により、ま
ゆ形断面における円形トンネルの位置を偏心円弧上で任
意に設定でき、また偏心量の設定により十分な拡張幅を
得ることができる。
[0011] According to the shield machine described above, in the extension portion,
By rotating one or both revolving supports and the cutter rotation axis in the same direction at a speed ratio of 3: 1, a tunnel with an elliptical cross-section is excavated, and a tunnel with an irregular or oblong cross section is excavated. Then, by stopping the rotation of the revolving support and rotating only the cutter rotation shaft, it is possible to excavate a tunnel having a cocoon-shaped section of a normal portion. Thereby, the extension part and the normal part can be continuously excavated by one shield excavator. In addition, the position of the circular tunnel in the eyebrow section can be arbitrarily set on the eccentric arc by the stop position of the cutter rotation shaft, and a sufficient expansion width can be obtained by setting the amount of eccentricity.

【0012】また請求項4記載のシールド掘進機は、上
記構成において、2本の偏心シールド軸心をそれぞれ通
常部掘削時の自転軸心を含む同一平面上に配置するとと
もに、カッタヘッドを所定角度位置に設定して楕円の長
径を前記平面上に一致させ、カッタヘッドの頂部を後退
可能な頂部後退装置を設け、通常部の掘削時に、前記頂
部後退装置によりカッタヘッドの頂部を後退させて、カ
ッタヘッドの直径を偏平まゆ形断面トンネルの楕円短径
と同一にしてまゆ形断面のトンネルを掘削するよう構成
したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the above construction, the two eccentric shield axes are respectively arranged on the same plane including the rotation axis at the time of excavating the normal part, and the cutter head is set at a predetermined angle. Set the position of the ellipse to match the major axis of the ellipse on the plane, provide a top retreat device capable of retreating the top of the cutter head, at the time of excavation of a normal part, retreat the top of the cutter head by the top retreat device, The configuration is such that the diameter of the cutter head is the same as the minor diameter of the ellipse of the tunnel with the oblique cross section and the tunnel with the cross section is excavated.

【0013】上記構成によれば、異形または偏平まゆ形
断面トンネルの楕円長径軸上でカッタ自転軸を駆動して
円形断面トンネルを掘削するので、短径軸方向のトンネ
ルの段差を無くして、覆工体壁面を連続させることがで
き、施工を容易化できる。
[0013] According to the above construction, the circular section tunnel is excavated by driving the cutter rotation axis on the major axis of the ellipse of the irregular or flat cocoon-shaped section tunnel. The construction body wall can be continuous, and the construction can be facilitated.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るシールド掘
進機の実施の形態を図1〜図10に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a shield machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0015】この2連シールド掘進機は、図7に示すよ
うに、2つの円形断面の側部を重ねたまゆ形断面トンネ
ルTcからなる通常部Ecと、2つの横長楕円形断面の
側部を重ねた横長まゆ形断面のトンネルTeからなる拡
張部Eeとを連続して掘削可能に構成され、たとえばト
ンネルTc,Te内に設けられる一対2組のレールR
1,R2の中央部に駅STなどを形成することができ
る。
As shown in FIG. 7, this double shield excavator has a normal portion Ec composed of a cannulated cross-section tunnel Tc in which two circular cross-section sides are overlapped, and two side portions having a horizontally long elliptical cross-section. It is configured to be able to continuously excavate the extended portion Ee composed of the tunnel Te having a superimposed horizontal oblong cross section. For example, two pairs of rails R provided in the tunnels Tc and Te are provided.
A station ST or the like can be formed in the center of R1, R2.

【0016】ここで、このシールド掘進機により掘削さ
れるトンネル断面形状について説明する。図8(a)に
は、2つの円形トンネルの一部が重なるまゆ形断面が示
されており、これが通常部Ecのトンネルである。また
図8(b)に示すものは、まゆ形の円弧頂部間を平面で
接続した長円形断面であり、まゆ形断面から長円形断面
とする場合には、シールド本体1に配設した固定カッタ
ー10などにより余堀り掘削して容易に形成することが
できる。したがって、この明細書の説明上では、まゆ形
断面に長円形断面が含まれることとし、図では異なる表
示線を用いて混在させている。さらに図8(c)に示す
ものは、円形と楕円形の一部が重なったものを異形まゆ
形という。さらに図8(d)に示すものは、2つの長円
形断面の長径方向の一部が重なったものを偏平まゆ形と
いい、ここでは拡張部Eeがこの断面であるが、まゆ形
と同様に頂部間を平面で接続した長楕円形も含むものと
する。
Here, a description will be given of a cross-sectional shape of a tunnel excavated by the shield machine. FIG. 8A shows a cocoon-shaped cross section in which a part of two circular tunnels overlaps, and this is a tunnel of the normal part Ec. FIG. 8 (b) shows an oval cross-section in which the tops of the cocoon-shaped arcs are connected by a plane. When the cocoon-shaped cross-section is changed to an oval cross-section, the fixed cutter disposed on the shield body 1 is used. 10 and the like can easily be formed by excavating. Therefore, in the description of this specification, it is assumed that an oval cross section is included in the eyebrow cross section, and different display lines are used in the drawings to mix. In the case shown in FIG. 8 (c), a shape in which a part of a circle and a part of an ellipse are overlapped is referred to as a deformed eyebrow shape. Further, the one shown in FIG. 8 (d) has a shape in which a part of two oblong cross sections in the major axis direction overlaps with each other, and is called a flat cocoon shape. Here, the expanded portion Ee has this cross section. It also includes an oblong shape in which the tops are connected by a plane.

【0017】図1〜図3において、1は幅方向に拡縮可
能なシールド本体で、前部に切羽崩壊土圧を保持する圧
力室2Aを形成する圧力隔壁3が設けられている。この
圧力隔壁3の中央部両側にそれぞれ形成された貫通穴
4,4に軸受を介して公転支持体5,5が偏心シールド
軸心Oeを中心に回転自在に支持されており、これら偏
心シールド軸心Oeは長径軸La上に配置されている。
またこの公転支持体5には調心穴6,6にそれぞれ形成
されており、これら調心穴6,6には軸受を介して調心
体7,7が偏心シールド軸心Oeと平行な自転軸心Os
周りにそれぞれ回転自在に支持されている。そして、両
調心体7には、偏心シールド軸心Oeから偏心距離eが
半径となる偏心円弧Ce上に軸支持穴8がそれぞれ形成
され、この軸支持穴8にカッタ自転軸9がそれぞれ偏心
シールド軸心Oeと平行な自転軸心Os周りに回転自在
に支持されている。なお、ここでシールド本体1の左右
両側に配置されるカッタ自転軸9およびその前端部に取
り付けられたカッタヘッド11、調心体7などのカッタ
駆動機構は、図示するように対称構造か、あるいは同一
構造であるため、一方のみを説明し、他方は同一符号を
付して説明を省略する。
In FIG. 1 to FIG. 3, reference numeral 1 denotes a shield main body which can be expanded and contracted in the width direction, and a pressure partition wall 3 which forms a pressure chamber 2A for holding a face collapse earth pressure is provided at a front portion. Revolution support members 5 and 5 are rotatably supported around eccentric shield axis Oe through bearings in through holes 4 and 4 formed on both sides of the center of pressure partition wall 3, respectively. The center Oe is arranged on the major axis La.
The revolving support 5 is formed with aligning holes 6 and 6, respectively. In the aligning holes 6 and 6, the aligning bodies 7 and 7 are rotated via a bearing in parallel with the eccentric shield axis Oe. Axis Os
Each is rotatably supported around. In both aligning bodies 7, shaft support holes 8 are respectively formed on eccentric circular arcs Ce whose eccentric distance e is a radius from the eccentric shield axis Oe, and the cutter rotation shafts 9 are respectively eccentric in the shaft support holes 8. It is rotatably supported around a rotation axis Os parallel to the shield axis Oe. Here, the cutter driving mechanism such as the cutter rotation shaft 9 and the cutter head 11 and the aligning body 7 attached to the front end of the cutter rotation shaft 9 disposed on the right and left sides of the shield body 1 have a symmetrical structure as shown in the drawing, or Since they have the same structure, only one will be described, and the other will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0018】このカッタ自転軸9の前端部には、正面視
がルーロの三角形状に形成されたカッタヘッド11が取
付けられている。このルーロの三角形は、図4に示すよ
うに、正三角形の任意の頂点C1〜C3を中心として、
その一辺を半径として2つの頂点を通過する3本の劣弧
Sに囲まれた形状である。そしてこのカッタヘッド11
は、図1,図2に示すように、たとえばカッタ自転軸か
ら60°ごとに放射状に伸びるスポーク部12と、スポ
ーク部12の先端頂部11a〜11cから隣接する頂部
11a〜11cを連結する劣弧フレーム部13と、スポ
ーク部12と劣弧フレーム部13の間に形成された土砂
取入口14とを具備し、スポーク部12と劣弧フレーム
部13にそれぞれ多数のカッタビット15が取付けられ
ている。そして、各頂部11a〜11cは、カッタ自転
軸9の自転軸心Osを中心とする半径Rbの円弧面で切
り欠かれており、この切り欠かれた各頂部11a〜11
cに頂点C1〜C3位置まで出退自在な頂部カッタ17
と、スポーク部12内に設けられて頂部カッタ17を頂
点C1〜C3位置〜退入位置まで出退駆動するカッタ出
退装置18からなる頂部後退装置19が設けられてい
る。
At the front end of the cutter rotation shaft 9, a cutter head 11 having a triangular shape as viewed from the front is attached. As shown in FIG. 4, this Luro triangle is formed around any vertices C1 to C3 of an equilateral triangle.
The shape is surrounded by three subarcs S passing through two vertices with one side as a radius. And this cutter head 11
As shown in FIGS. 1 and 2, for example, a spoke arc 12 extending radially every 60 ° from the cutter rotation axis, and a subarc connecting the tops 11 a to 11 c adjacent to the tip tops 11 a to 11 c of the spokes 12. It has a frame portion 13 and a sediment inlet 14 formed between the spoke portion 12 and the subarc frame portion 13. A large number of cutter bits 15 are attached to the spoke portion 12 and the subarc frame portion 13, respectively. . Each of the tops 11a to 11c is cut out by an arc surface having a radius Rb centered on the rotation axis Os of the cutter rotation shaft 9, and each of the cut tops 11a to 11c is cut out.
The top cutter 17 that can move back and forth to the vertices C1 to C3 at c.
And a top retracting device 19 comprising a cutter retracting device 18 which is provided in the spoke portion 12 and drives the top cutter 17 to move back and forth from the vertices C1 to C3 to the retracted position.

【0019】前記圧力隔壁3の大気室2B側には、カッ
タ駆動装置21と調心装置22が設けられており、この
カッター駆動装置21は、公転支持体5を介してカッタ
ヘッド11を偏心円弧Ce上で公転駆動させる公転駆動
部23と、カッタ自転軸9を自転軸心Os周りに回転駆
動する自転駆動部24とで構成されている。
A cutter driving device 21 and an aligning device 22 are provided on the pressure chamber 3 on the side of the atmosphere chamber 2 B. The cutter driving device 21 causes the cutter head 11 to rotate the eccentric arc through the revolution support 5. It comprises a revolving drive unit 23 that revolves on Ce, and a revolving drive unit 24 that drives the cutter rotation shaft 9 to rotate around the rotation axis Os.

【0020】すなわち、公転駆動部23は、公転支持体
5の背面に設けられた公転用リングギヤ31と、この公
転用リングギヤ31に噛み合い圧力隔壁3に配設された
公転用駆動装置32により回転駆動される公転用ピニオ
ン33とで構成されている。また自転駆動部24は、シ
ールド本体1に反力支持機構35を介して配置されたギ
ヤボックス36と、このギヤボックス36内でカッタ自
転軸9に固定された自転用ギヤ34と、前記ギヤボック
ス36に設けられた自転用駆動装置37と、これら自転
用駆動装置37により回転駆動されて自転用ギヤ34に
それぞれ噛み合う自転用ピニオン38とで構成されてい
る。
That is, the revolving drive unit 23 is driven by a revolving ring gear 31 provided on the back surface of the revolving support 5 and a revolving drive unit 32 meshed with the revolving ring gear 31 and disposed on the pressure partition 3. And a revolving pinion 33 to be used. The rotation drive unit 24 includes a gear box 36 disposed on the shield body 1 via a reaction force support mechanism 35, a rotation gear 34 fixed to the cutter rotation shaft 9 in the gear box 36, and the gear box 36. A rotation driving device 37 provided on the motor 36 and a rotation pinion 38 that is rotationally driven by the rotation driving device 37 and meshes with the rotation gear 34.

【0021】前記反力支持機構35は、公転移動(およ
び変位)されるカッタ自転軸9に追従するために、クロ
ススライダ機構により構成されている。すなわち、この
反力支持機構35は、図6に示すように、開口部41a
にカッタ自転軸9が遊嵌された中間支持体41に、自転
軸心Osに直交する線上に一対の第1スライダロッド4
2が対称方向に突設され、これら第1スライダロッド4
2がシールド本体1に設けられた第1スライド支持部材
43にそれぞれ長さ方向にスライド自在に支持されてい
る。そして、ギヤボックス34には、自転軸心Osと第
1スライダロッド42の軸線にそれぞれ直交する一対の
第2スライダロッド44が対称方向に突設されており、
中間支持体41に第2スライダロッド44を長さ方向に
スライド自在に支持する第2スライド支持部材45が設
けられている。このクロススライダ機構により、公転移
動(および調心移動)するカッタ自転軸9およびギヤボ
ックス36の移動を許容しつつ、自転用ピニオン38を
回転駆動する時にギヤボックス36にかかる回転反力を
シールド本体1により支持させることができる。そして
拡張部Eeの掘削時に、このカッタ駆動装置21は、公
転駆動部23により偏心円弧Ce上で公転させるカッタ
ヘッド11の公転速度(回転数)と、自転駆動部24に
よりカッタ自転軸9を介してカッタヘッド11を回転
(自転)させる自転速度(回転数)とを、同一方向で3
対1とすることにより、図2に示す楕円形断面のトンネ
ルを掘削することができる。またこの偏心量eを大きく
することにより、短径:長径比の大きい楕円形断面のト
ンネルを掘削することができ、偏平まゆ形のトンネルT
eの拡張幅を大きくすることができる。
The reaction force support mechanism 35 is constituted by a cross slider mechanism for following the cutter rotation shaft 9 which is revolved (and displaced). That is, as shown in FIG. 6, the reaction force support mechanism 35 has an opening 41a.
A pair of first slider rods 4 on a line orthogonal to the rotation axis Os on the intermediate support 41 on which the cutter rotation axis 9 is loosely fitted.
2 project in the symmetrical direction, and these first slider rods 4
2 are supported by first slide support members 43 provided on the shield body 1 slidably in the length direction. A pair of second slider rods 44 orthogonal to the rotation axis Os and the axis of the first slider rod 42 project from the gear box 34 in a symmetrical direction.
A second slide support member 45 that supports the second slider rod 44 slidably in the length direction is provided on the intermediate support 41. This cross slider mechanism allows the cutter rotation shaft 9 and the gear box 36 that revolve and move (and aligns) to move, while reducing the rotational reaction force applied to the gear box 36 when the rotation pinion 38 is driven to rotate. 1 can be supported. When the extension Ee is excavated, the cutter driving device 21 rotates the revolving speed of the cutter head 11 revolved on the eccentric arc Ce by the revolving driving unit 23 and the cutter driving shaft 24 via the cutter rotating shaft 9. Rotation speed (number of rotations) at which the cutter head 11 is rotated (rotated) by 3 in the same direction.
By setting the ratio to one, a tunnel having an elliptical cross section shown in FIG. 2 can be excavated. Also, by increasing the amount of eccentricity e, it is possible to excavate a tunnel having an elliptical cross section having a large minor axis: major axis ratio, and to obtain a flat eyebrow-shaped tunnel T
The extension width of e can be increased.

【0022】なお、この1個のカッタヘッド11により
掘削されるトンネルTeの断面形状は、図4,図5に示
すように、ルーロの三角形の中心Osから頂部C1〜C
3までの距離r、頂部C1〜C3同士を結ぶ辺の長さを
Rとすると、R=3r2/[8×(r/2−2×e)]
+r/4−e…となる。したがって、楕円の長径を
a、短径をbとすると、 a=2×(r+e)… b=2×(r−e)… で表わされる。
The cross section of the tunnel Te excavated by the one cutter head 11 is, as shown in FIGS.
R = 3r 2 / [8 × (r / 2−2 × e)] where R is the distance r to 3 and the length of the side connecting the tops C1 to C3.
+ R / 4-e ... Therefore, assuming that the major axis of the ellipse is a and the minor axis is b, a = 2 × (r + e)... B = 2 × (r−e).

【0023】またこの実施の形態では、通常部Ecのま
ゆ形断面トンネルTcの円形部の直径と、拡張部Eeの
偏平まゆ形断面トンネルTeの楕円形部の短径とが等し
くなるように掘削されるため、前記カッタヘッド11の
切欠き部11a〜11cの半径Rb×2=bとなってい
る。
In this embodiment, the excavation is performed so that the diameter of the circular portion of the tunnel Tc of the eyebrow-shaped section of the normal portion Ec is equal to the minor axis of the elliptical portion of the tunnel Te of the flat-shaped cocoon-shaped cross section of the expanded portion Ee. Therefore, the radius Rb × 2 = b of the notches 11 a to 11 c of the cutter head 11 is set.

【0024】前記調心装置22は、まゆ形断面のトンネ
ルTcの円形部と、同位置側の偏平まゆ形断面のトンネ
ルTeの楕円形部との相対位置を調整するもので、トン
ネルの設計にあたって任意に設定することができ、また
公転支持体5の位置により変位させることができるが、
ここでは、トンネル設計としてまゆ形断面トンネルTc
の両側部をそれぞれ拡張するため、まゆ形断面トンネル
Tcの円形部の内側部と、偏平まゆ形断面トンネルTe
の楕円形部の長径端とが接点(C2)でそれぞれ接する
ように設定されている。
The centering device 22 adjusts the relative position between the circular portion of the tunnel Tc having a cocoon-shaped cross section and the elliptical portion of the tunnel Te having a flat cocoon-shaped cross section at the same position. It can be set arbitrarily and can be displaced depending on the position of the revolution support 5.
Here, the eyebrow section tunnel Tc is used as the tunnel design.
In order to extend both sides of the tunnel, the inside of the circular portion of the cocoon-shaped tunnel Tc and the flat cocoon-shaped tunnel T
Are set so that the long-diameter ends of the elliptical portions are in contact with each other at the contact point (C2).

【0025】すなわち、図4,図5に示すように、一方
のカッタヘッド11において通常部Ecの掘削時には、
円形シールド軸心Ocが偏平まゆ形断面トンネルTeの
長径軸La上に位置し、偏平まゆ形断面トンネルTeか
らまゆ形断面トンネルTcへの移行時またはまゆ形断面
トンネルTcから偏平まゆ形断面トンネルTeへの移行
時に、カッタ自転軸9(自転軸心Os)の移動距離を最
短にするため、偏心円弧線Ceと長径軸Laとが交差す
る接点側の交点が公転支持体5の公転停止位置Cepに
設定される。そして、この公転停止位置Cepと円形シ
ールド軸心Ocとを結ぶ二等分線上に調心体7の回転中
心Odが配置すればよく、ここでは長径軸La上に回転
中心Odを配置している。したがって、調心装置22を
使用して、調心体7を180°回転することにより、カ
ッタ自転軸9(自転軸心Os)を公転停止位置Cepと
円形シールド軸心Ocの間で移動させることができる。
That is, as shown in FIGS. 4 and 5, when one of the cutter heads 11 excavates the normal portion Ec,
The circular shield axis Oc is located on the major axis La of the flat cocoon-shaped section tunnel Te, and is used for transition from the flat cocoon-shaped section tunnel Te to the cocoon-shaped section tunnel Tc or from the cocoon-shaped section tunnel Tc to the flat-shaped cocoon section tunnel Te. In order to minimize the moving distance of the cutter rotation axis 9 (rotation axis Os), the intersection point of the contact point where the eccentric arc line Ce and the major axis La intersect at the shift to the rotation stop position Cep of the revolution support 5. Is set to Then, the rotation center Od of the aligning body 7 may be arranged on a bisector connecting the revolution stop position Cep and the circular shield axis Oc. Here, the rotation center Od is arranged on the major axis La. . Therefore, the cutter rotation axis 9 (rotation axis Os) is moved between the revolution stop position Cep and the circular shield axis Oc by rotating the alignment body 7 by 180 ° using the alignment apparatus 22. Can be.

【0026】また、図9に示すように、調心体7を回転
中心Od周りに矢印方向に回転させると同時に、公転支
持体5を楕円シールド軸心Oe周りに回転させることに
より、カッタ自転軸9の円形シールド軸心Ocを長径軸
Laに沿って移動させることができる。この時にカッタ
ヘッド11を回転駆動しつつ回転軌跡の長径側でカッタ
出退装置18により頂部カッタ17を突出させることに
より、図11に示すように、まゆ形断面トンネルTcか
ら偏平まゆ形断面トンネルTeに、または偏平まゆ形断
面トンネルTeからまゆ形断面トンネルTcに移行する
トンネル移行部Te1,Te2,Te3を順次掘削する
ことができる。
As shown in FIG. 9, the aligner 7 is rotated about the rotation center Od in the direction of the arrow, and at the same time, the revolving support 5 is rotated about the elliptical shield axis Oe. 9 can be moved along the major axis La. At this time, while the cutter head 11 is driven to rotate, the top cutter 17 is projected by the cutter retracting device 18 on the long diameter side of the rotation trajectory, as shown in FIG. Or the tunnel transition portions Te1, Te2, Te3 which transition from the flat-shaped cocoon-shaped section tunnel Te to the cocoon-shaped section tunnel Tc can be excavated sequentially.

【0027】この調心装置22は、図3に示すように、
調心体7の背面に設けられたリング状の調心ウォームギ
ヤ46と、公転支持体5に設けられた調心駆動装置47
と、前記調心ウォームギヤ46に噛み合い調心駆動装置
47により回転駆動される調心ウォーム48とで構成さ
れている。
As shown in FIG. 3, the centering device 22 includes:
A ring-shaped aligning worm gear 46 provided on the back surface of the aligning body 7, and an aligning drive device 47 provided on the revolution support 5;
And an aligning worm 48 which meshes with the aligning worm gear 46 and is rotationally driven by an aligning drive device 47.

【0028】図3において、61は圧力室2Aに土砂の
性状を改良する泥水や泥漿を供給する送泥管、62は掘
削土砂を排出する排泥管、63は圧力室2Aの土砂を攪
拌するアジテータである。また図示しないが、このシー
ルド本体1は、複数に分割されて円形断面のトンネルT
cに合致したまゆ形断面と、偏平まゆ形断面のトンネル
Teに合致した楕円形断面との間で拡縮可能に構成され
ている。また、シールド本体1の後部に、円形断面また
は楕円形断面のセグメントを組立てるセグメント組立て
装置が設けられる。さらに組立てられたセグメントを反
力受けとしてシールド本体1を前進させる公知の推進ジ
ャッキが設けられている。
In FIG. 3, reference numeral 61 denotes a mud pipe for supplying muddy water or slurry for improving the properties of the soil to the pressure chamber 2A, 62 a mud drain pipe for discharging the excavated sediment, and 63 agitating the sand in the pressure chamber 2A. Agitator. Although not shown, the shield body 1 is divided into a plurality of sections and a tunnel T having a circular cross section.
It is configured to be able to expand and contract between a cocoon-shaped cross section that matches c and an elliptical cross section that matches a tunnel Te with a flat cocoon-shaped cross section. A segment assembling apparatus for assembling a segment having a circular cross section or an elliptical cross section is provided at a rear portion of the shield main body 1. Further, a well-known propulsion jack is provided for advancing the shield main body 1 with the assembled segment as a reaction force receiver.

【0029】次に上記2連シールド掘進機による掘削方
法を説明する。通常部Ecの掘削作業では、頂部後退装
置19により頂部カッタ17をそれぞれ退入し、さらに
両公転支持体5を所定位置に停止(固定)した状態で、
両自転駆動装置24によりそれぞれ円形シールド軸心O
c位置にある左右のカッタヘッド11を自転駆動して半
径Rb(=短径b)のまゆ形断面のトンネルTcを掘削
し、拡張部Eeの手前で停止する。
Next, an excavation method using the above-described double shield excavator will be described. In the excavation work of the normal part Ec, the top cutter 17 is retracted by the top retreating device 19, and both revolving supports 5 are stopped (fixed) at predetermined positions.
Each of the circular shield axes O
The left and right cutter heads 11 at the position c are driven to rotate to excavate a tunnel Tc having a brow-shaped cross section with a radius Rb (= short diameter b), and stop just before the extension Ee.

【0030】ついで、カッタの拡幅掘削を行いながらシ
ールド本体1を拡張する。その手順は、たとえば調心装
置22により調心体7を180°回転させて、カッタ自
転軸9を円形シールド軸心Oc位置から公転停止位置C
epまで旋回移動させる。次いで、頂部カッタ17をル
ーロの三角形の頂点C1〜C3までそれぞれ突出させ、
カッタ駆動装置21の自転駆動部24によりカッタ自転
軸9を介してカッタヘッド11を自転駆動するととも
に、公転駆動部23により公転支持体5を介してカッタ
ヘッド11を偏心円弧Ceに沿って旋回駆動する。そし
てカッタヘッド11の公転速度と自転速度とを同一方向
で3:1とすることにより、左右側部がそれぞれ拡張さ
れた偏平まゆ形の長円形断面のトンネルTeを連続して
形成することができる。
Next, the shield main body 1 is expanded while performing widening excavation of the cutter. The procedure is as follows. For example, the aligning body 7 is rotated by 180 ° by the aligning device 22, and the cutter rotation shaft 9 is moved from the circular shield axis Oc position to the revolution stop position C.
Turn to ep. Next, the top cutter 17 is projected to the vertices C1 to C3 of the rule of the ruler, respectively,
The cutter head 11 is rotated by the rotation drive unit 24 of the cutter driving device 21 through the cutter rotation shaft 9, and the cutter head 11 is rotated by the orbital drive unit 23 through the revolution support 5 along the eccentric arc Ce. I do. By making the revolving speed and the rotation speed of the cutter head 11 3: 1 in the same direction, it is possible to continuously form the flattened oval-shaped tunnel Te with the left and right sides expanded, respectively. .

【0031】なお、上記方法では、円形断面のトンネル
Tcから楕円形断面のトンネルTeに、また楕円形断面
のトンネルTeから円形断面のトンネルTcに直接移行
したが、カッタヘッド11を長径軸Laに沿って移動さ
せつつカッタヘッド11を回転駆動し、拡張側でのみ頂
部カッタ11を突出させることにより、図10に示す楕
円移行部Te1,Te2のトンネルを掘削することがで
きる。すなわち、まゆ形断面のトンネルTcから偏平ま
ゆ形断面のトンネルTeに移行する場合、調心体7を回
転中心Od周りに矢印Aで示すようにOc1まで回転さ
せると同時に、公転支持体5を楕円シールド軸心Oe周
りに回転させることにより、カッタ自転軸9を円形シー
ルド軸心Oc2まで長径軸Laに沿って移動させる。こ
の時、カッタヘッド11を回転駆動しつつ回転軌跡の拡
張側でカッタ出退装置18により頂部カッタ17を突出
させて余堀部Ee1を掘削することにより、トンネル移
行部Te1を掘削する。同様にして,カッタ自転軸9を
長径軸Laに沿って円形シールド軸心をOc3,Oc4
からCepまで移動させ、頂部カッタ17を突出させる
ことにより、余掘部Ee2〜Ec4を余掘する。そして
カッタ自転軸9をCepまで移動させると、頂部カッタ
17をルーロの三角形の頂点C1〜C3までそれぞれ突
出させて、カッタヘッド11の公転速度と自転速度とを
同一方向で3:1として、各カッタヘッド11でまゆ形
断面のトンネルTcの円形部に一側部が接しかつ他側部
が拡張された長径a、短径bの楕円部を掘削し、横長ま
ゆ形断面トンネルTeを形成する。
In the above-mentioned method, the tunnel head Tc having the circular cross section is directly shifted to the tunnel Te having the elliptical cross section, and the tunnel head Te having the elliptical cross section is directly shifted to the tunnel Tc having the circular cross section. By rotating and driving the cutter head 11 while moving the cutter head 11 along the same direction and projecting the top cutter 11 only on the extension side, it is possible to excavate the tunnel of the elliptical transition parts Te1 and Te2 shown in FIG. That is, when shifting from the tunnel Tc having a cocoon-shaped cross section to the tunnel Te having a flat cocoon-shaped section, the aligning body 7 is rotated around the rotation center Od to Oc1 as shown by an arrow A, and at the same time, the revolution support 5 is made elliptical. By rotating around the shield axis Oe, the cutter rotation axis 9 is moved along the major axis La to the circular shield axis Oc2. At this time, while the cutter head 11 is driven to rotate, the top cutter 17 is projected by the cutter retracting device 18 on the extension side of the rotation trajectory to excavate the surplus portion Ee1, thereby excavating the tunnel transition portion Te1. Similarly, the cutter rotation axis 9 is moved along the major axis La to the circular shield axes Oc3 and Oc4.
To Cep, and the top cutter 17 is protruded, thereby excavating the extra excavations Ee2 to Ec4. When the cutter rotation shaft 9 is moved to Cep, the top cutter 17 is protruded to the vertices C1 to C3 of the ruler triangle, respectively, and the revolution speed and the rotation speed of the cutter head 11 are set to 3: 1 in the same direction, and The cutter head 11 excavates an elliptical portion having a long diameter a and a short diameter b, one side of which is in contact with the circular portion of the tunnel Tc having a cocoon-shaped cross section and the other side of which is expanded, to form a horizontally long cocoon-shaped cross-section tunnel Te.

【0032】また、偏平まゆ形断面のトンネルTeから
まゆ形断面のトンネルTcに移行する場合には、逆の手
順で実施することができる。上記実施の形態によれば、
拡張部Eeの掘削時には、左右のカッタ駆動装置21の
公転駆動部23により公転支持体5を回転させて左右の
カッタヘッド11を偏心位置で公転させるとともに、自
転駆動部24によりカッタ自転軸9を介してカッタヘッ
ド11をそれぞれ自転させることにより、偏平まゆ形断
面のトンネルTeを掘削する。また通常部Ecの掘削時
には、左右の公転支持体5を固定した状態で、自転駆動
部24によりカッタ自転軸9を介して左右のカッタヘッ
ド11をそれぞれ自転駆動し、円形の一部が重なったま
ゆ形断面のトンネルTcを掘削することができる。した
がって、1台のシールド掘進機により、拡張掘削部Ee
と通常掘削部Ecとを連続して形成することができ、偏
心量eの設定により十分な拡張幅を得ることができる。
In the case of shifting from the tunnel Te with a flat-shaped cocoon section to the tunnel Tc with a cocoon-shaped section, the procedure can be reversed. According to the above embodiment,
At the time of excavation of the extension part Ee, the revolving support unit 5 of the left and right cutter driving devices 21 rotates the revolving support 5 to revolve the left and right cutter heads 11 at eccentric positions, and the rotation driving unit 24 causes the cutter rotation shaft 9 to rotate. By rotating the cutter head 11 through each of the tunnels, a tunnel Te having a flat-eyebrow-shaped section is excavated. Further, when the normal portion Ec is excavated, the left and right cutter heads 11 are respectively driven to rotate by the rotation driving unit 24 via the cutter rotation shaft 9 in a state where the left and right revolving supports 5 are fixed, and a part of the circle is overlapped. It is possible to excavate a tunnel Tc having a cocoon-shaped cross section. Therefore, the extension excavation part Ee
And the normal excavation portion Ec can be formed continuously, and a sufficient expansion width can be obtained by setting the amount of eccentricity e.

【0033】また、拡張部Eeの掘削時に頂部カッタ1
7を突出させてカッタヘッド11を正面視がルーロの三
角形状とし、通常部Ecの掘削時に頂部カッタ17を退
入して縮径したカッタヘッド11を使用することによ
り、偏平まゆ形断面のトンネルTeの短径とまゆ形断面
のトンネルTcの短径とを同一とし、通常部Ecの掘削
時のカッタ自転軸9を、楕円断面トンネルの長径軸La
上で円形シールド軸心Oc位置に配置するので、偏平ま
ゆ形断面のトンネルTeとまゆ形断面のトンネルTcと
を上下の段差をなくして連続させることができる。な
お、調心体7の回転中心を長径軸Laから偏心した位置
にすると、調心体7の回転を180°以下にできる。
When excavating the extension Ee, the top cutter 1
7 is protruded to make the cutter head 11 have a triangular shape with a ruler in front view, and the top cutter 17 is retracted during the excavation of the normal portion Ec to use the cutter head 11 having a reduced diameter. The minor axis of Te and the minor axis of the tunnel Tc of the eyebrow section are set to be the same, and the cutter rotation axis 9 at the time of excavation of the normal part Ec is changed to the major axis La of the elliptical section tunnel.
Since it is arranged at the position of the circular shield axis Oc above, the tunnel Te having a flat cocoon-shaped cross section and the tunnel Tc having a cocoon-shaped cross section can be continued without any vertical step. When the center of rotation of the aligning body 7 is set at a position eccentric from the major axis La, the rotation of the aligning body 7 can be set to 180 ° or less.

【0034】図9,図10は、調心装置22の他の実施
の形態を示す。先の実施の形態では、カッタ自転軸9を
調心装置22により調心体7を旋回させて公転停止位置
Cepと円形シールド軸心Ocの間で変位するように構
成したが、この調心装置53では、カッタ自転軸9を直
線移動するように構成したものである。
FIGS. 9 and 10 show another embodiment of the centering device 22. FIG. In the above embodiment, the cutter rotating shaft 9 is configured to be displaced between the revolution stop position Cep and the circular shield axis Oc by rotating the aligning body 7 by the aligning device 22. In 53, the cutter rotation shaft 9 is configured to move linearly.

【0035】すなわち、公転停止位置Cepの公転支持
体5に、カッタ自転軸9の公転停止位置Cepと円形シ
ールド軸心Ocを含むスライド空間51を形成し、この
スライド空間51にカッタ自転軸9を回転自在に支持す
る軸受ブロック52をガイド装置を介してスライド自在
に配置し、この軸受ブロック52を公転停止位置Cep
と円形シールド軸心Ocとの間で移動させる調心装置5
3を設け、このスライド空間51の軸受ブロック52の
無い部分を覆うスライドカバー54を設けたものであ
る。前記調心装置53は直線駆動機構であれば油圧シリ
ンダ装置などでもよいが、ここでは送りねじ機構により
構成されている。すなわち、公転支持体5の背面にスラ
イド空間51の両側に沿ってねじ軸53aがそれぞれ配
置され、左右のねじ軸53aを連動する巻掛け連動機構
53bと、一方のねじ軸53aを回転駆動する調心駆動
装置53cが設けられている。そして、軸受ブロック5
2の背面側に前記ねじ軸53aに嵌合する雌ねじ部材5
3dが設けられて構成されている。したがって、調心駆
動装置53cによりねじ軸53aを回転駆動し雌ねじ部
材53dを介して軸受ブロック52をスライドさせ、カ
ッタ自転軸9を公転停止位置Cepと円形シールド軸心
Ocとの間で移動させることができる。
That is, a slide space 51 including the revolution stop position Cep of the cutter rotation shaft 9 and the circular shield axis Oc is formed in the revolution support 5 at the revolution stop position Cep, and the cutter rotation shaft 9 is formed in the slide space 51. A rotatably supported bearing block 52 is slidably disposed via a guide device, and the bearing block 52 is rotated around a revolution stop position Cep.
Aligning device 5 for moving between the shaft center Oc and the circular shield axis Oc
3 and a slide cover 54 that covers a portion of the slide space 51 where the bearing block 52 is not provided. The centering device 53 may be a hydraulic cylinder device or the like as long as it is a linear drive mechanism, but here is constituted by a feed screw mechanism. That is, screw shafts 53a are respectively arranged on both sides of the slide space 51 on the back surface of the revolving support 5, and a winding interlocking mechanism 53b that interlocks the left and right screw shafts 53a and a control that rotationally drives one of the screw shafts 53a. A heart drive 53c is provided. And the bearing block 5
Female screw member 5 fitted on the screw shaft 53a
3d is provided. Therefore, the screw shaft 53a is rotationally driven by the alignment driving device 53c, the bearing block 52 is slid via the female screw member 53d, and the cutter rotation shaft 9 is moved between the revolution stop position Cep and the circular shield shaft Oc. Can be.

【0036】なお、上記実施の形態では、カッタヘッド
11を正面視がルーロの三角形状に形成したが、ルーロ
の三角形の頂部まで3本のスポークがそれぞれ伸びたス
ポーク状カッタヘッドとしてもよい。またルーロの三角
形の範囲内であれば、カッタヘッド11に適宜掘削具を
設けることができる。
In the above-described embodiment, the cutter head 11 is formed in a triangular shape with a ruler when viewed from the front, but it may be a spoke-shaped cutter head in which three spokes extend to the top of the triangular rule. Also, a cutting tool can be appropriately provided with a cutting tool within the range of the ruler triangle.

【0037】また、偏平まゆ形断面のトンネルTeの長
径軸Laを水平方向としたが、トンネルの仕様によりそ
の断面に応じて長径軸Laを傾斜させてもよいし、また
垂直方向にすることもできる。
Further, although the major axis La of the tunnel Te having a flat cocoon cross section is set to the horizontal direction, the major axis La may be inclined according to the cross section or may be set to the vertical direction depending on the specification of the tunnel. it can.

【0038】さらに、拡張部の掘削作業時に、左右のカ
ッタヘッド11をそれぞれ公転駆動したが、一方のカッ
タヘッド11を公転駆動と自転駆動、他方のカッタヘッ
ド11を自転駆動のみとして楕円形と円形の一部が重な
った異形まゆ形断面のトンネルを掘削して、一方の側部
のみが拡張された拡張部を形成することができる。
Further, the left and right cutter heads 11 were revolvingly driven during the excavation work of the expansion portion. However, one cutter head 11 was revolvingly driven and revolvingly driven, and the other cutter head 11 was revolvingly driven only by elliptical and circular shapes. Can be excavated to form a partially magnified cocoon shaped tunnel to form an extension with only one side extended.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項1記載のトン
ネル掘削方法によれば、1台のシールド掘進機により、
拡張部で1個または2個のカッタヘッドを公転駆動をす
るだけで、楕円形断面で長径方向に拡張された異形まゆ
形断面または偏平まゆ形断面のトンネルを掘削でき、公
転駆動を停止してカッタヘッドを自転駆動するだけで、
通常部の円形の一部が重なったまゆ形断面のトンネルを
掘削できる。したがって、容易に幅の広い拡張部のトン
ネルと通常部のトンネルとを連続して形成することがで
き、また偏心量の設定により任意で広い拡張幅を得るこ
とができる。
As described above, according to the tunnel excavation method of the first aspect, one shield excavator can
By simply revolving one or two cutter heads in the extension part, a tunnel with an elliptical cross-section or an oblong cross-section that is extended in the major axis direction can be excavated. Just drive the cutter head to rotate,
It can excavate a tunnel with a cocoon-shaped cross section in which a part of the normal part overlaps. Therefore, it is possible to easily and continuously form a wide-width tunnel and a normal-width tunnel, and it is possible to obtain an arbitrarily wide width by setting the amount of eccentricity.

【0040】また請求項2記載のトンネル掘削方法によ
れば、偏平まゆ形における楕円断面トンネルの長径軸上
でカッタ自転軸を駆動して円形断面トンネルを掘削し、
偏平まゆ形断面トンネルの短径とまゆ形断面トンネルの
円形部直径とを一致させたので、短径軸方向のトンネル
の段差を無くして覆工体壁面を連続させることができ、
施工を容易化できる。
Further, according to the tunnel excavation method of the second aspect, the circular section tunnel is excavated by driving the cutter rotation axis on the major axis of the elliptical section tunnel of the flat eyebrow shape.
Since the minor axis of the flat-shaped cocoon-shaped cross-section tunnel and the diameter of the circular portion of the cocoon-shaped cross-section tunnel are matched, the step of the tunnel in the minor axis direction can be eliminated and the lining wall can be continued,
Construction can be facilitated.

【0041】さらに請求項3記載のシールド掘進機によ
れば、拡張部で、一方または両方の公転支持体とカッタ
自転軸とを速度比が3対1で同一方向に回転させること
により、楕円形断面のトンネルを掘削して、異形まゆ形
または偏平まゆ形断面のトンネルを掘削し、公転支持体
の旋回を停止してカッタ自転軸のみを回転させることに
より、通常部のまゆ形断面のトンネルを掘削できる。こ
れにより、1台のシールド掘進機で拡張部と通常部とを
連続して掘削することができる。またカッタ自転軸の停
止位置により、まゆ形断面における円形トンネルの位置
を偏心円弧上で任意に設定でき、また偏心量の設定によ
り十分な拡張幅を得ることができる。
In the shield machine according to the third aspect of the present invention, one or both of the orbital revolving supports and the cutter rotating shaft are rotated in the same direction at the expansion portion at a speed ratio of 3: 1 to form an elliptical shape. By excavating a tunnel with a cross section, excavating a tunnel with a deformed cocoon-shaped or flat cocoon-shaped section, stopping the rotation of the revolving support and rotating only the cutter rotation axis, the tunnel with a cocoon-shaped section of the normal part is formed. Can excavate. Thereby, the extension part and the normal part can be continuously excavated by one shield excavator. In addition, the position of the circular tunnel in the eyebrow section can be arbitrarily set on the eccentric arc by the stop position of the cutter rotation shaft, and a sufficient expansion width can be obtained by setting the amount of eccentricity.

【0042】また請求項4記載のシールド掘進機によれ
ば、異形または偏平まゆ形断面トンネルの楕円長径軸上
でカッタ自転軸を駆動して円形断面トンネルを掘削する
ので、短径軸方向のトンネルの段差を無くして、覆工体
壁面を連続させることができ、施工を容易化できる。
According to the shield excavator of the fourth aspect, the circular section tunnel is excavated by driving the cutter rotation axis on the elliptical major axis of the tunnel having the irregular or flat-shaped cocoon section. By eliminating the step, the wall surface of the lining can be continuous, and the construction can be facilitated.

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

【図1】本発明に係るシールド掘進機の実施の形態を示
し、通常部の掘削作業を示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a shield machine according to the present invention and showing an excavation work of a normal part.

【図2】同シールド掘進機の拡張部の掘削作業を示す正
面図である。
FIG. 2 is a front view showing excavation work of an extension of the shield machine.

【図3】同シールド掘進機の側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the shield machine.

【図4】同シールド掘進機のカッタヘッドの駆動を説明
する全体正面図である。
FIG. 4 is an overall front view illustrating driving of a cutter head of the shield machine.

【図5】図4に示す要部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part shown in FIG. 4;

【図6】同シールド掘進機のギヤボックス反力支持機構
を示す背面図である。
FIG. 6 is a rear view showing a gear box reaction force support mechanism of the shield machine.

【図7】(a)〜(d)は同シールド掘進機により掘削
されるトンネルを示し、(a)はトンネルの平面断面
図、(b)はI−I断面図、(c)はII−II断面図、
(d)はIII−III断面図である。
7A to 7D show a tunnel excavated by the shield machine, FIG. 7A is a plan sectional view of the tunnel, FIG. 7B is a sectional view taken along line II, and FIG. II cross section,
(D) is a III-III sectional view.

【図8】(a)〜(d)は同シールド掘進機により掘削
されるトンネルの断面形状を示し、(a)はまゆ形断面
のトンネル、(b)は長円形断面のトンネル、(c)は
異形まゆ形断面のトンネル、(d)は偏平まゆ形断面の
トンネルをそれぞれ示す横断面図である。
8 (a) to 8 (d) show cross-sectional shapes of a tunnel excavated by the shield machine, (a) is a tunnel having a cocoon-shaped cross section, (b) is a tunnel having an oval cross section, and (c). FIG. 3 is a cross-sectional view showing a tunnel having a deformed cocoon shape, and FIG.

【図9】同シールド掘進機によるトンネル移行部の掘削
動作を説明する要部正面図である。
FIG. 9 is a main part front view for explaining an excavation operation of a tunnel transition part by the shield machine.

【図10】同シールド掘進機によるトンネル移行部の掘
削状態を説明する正面図である。
FIG. 10 is a front view illustrating an excavation state of a tunnel transition portion by the shield machine.

【図11】同シールド掘進機のカッタ駆動装置の変形例
で、トンネル移行部の掘削動作を説明する要部正面図で
ある。
FIG. 11 is a fragmentary front view of a modified example of the cutter driving device of the shield machine, illustrating an excavation operation of a tunnel transition portion.

【図12】同シールド掘進機の調心装置の他の実施の形
態を示す背面図である。
FIG. 12 is a rear view showing another embodiment of the centering device of the shield machine.

【図13】図12に示すI−I断面図である。13 is a sectional view taken along the line II shown in FIG. 12;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Tc まゆ形断面トンネル Te 偏平まゆ形断面トンネル Ec 通常部 Ee 拡張部 Oe 偏心シールド軸心 Oc 円形シールド軸心 Ce 偏心円弧 La 長径軸 1 シールド本体 3 圧力隔壁 5 公転支持体 7 調心体 9 カッタ自転軸 11 カッタヘッド 17 頂部カッタ 18 カッタ出退装置 19 頂部後退装置 21 カッタ駆動装置 22 調心装置 23 公転駆動部 24 自転駆動部 32 公転用駆動装置 35 反力支持機構 37 自転用駆動装置 47 調心駆動装置 Tc Eyebrow cross section tunnel Te Flat eyebrow cross section tunnel Ec Normal part Ee Expansion part Oe Eccentric shield axis Oc Circular shield axis Ce Ce Eccentric arc La Long axis 1 Shield body 3 Pressure bulkhead 5 Revolution support 7 Alignment body 9 Cutter rotation Shaft 11 Cutter head 17 Top cutter 18 Cutter retracting device 19 Top retracting device 21 Cutter driving device 22 Alignment device 23 Revolution driving unit 24 Rotation driving unit 32 Revolution driving device 35 Reaction force support mechanism 37 Rotation driving device 47 Alignment Drive

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シールド本体の前部に、正面視で頂部がル
ーロの三角形の3つの頂点位置に膨出する2個のカッタ
ヘッドを有するシールド掘進機により、トンネルの通常
部と拡張部とを連続して掘削するトンネル掘削方法であ
って、 通常部の掘削時に、2個のカッタヘッドをそれぞれカッ
タ自転軸を中心に回転駆動して2個の円形断面の一部が
重なるまゆ形断面のトンネルまたは長円形断面のトンネ
ルを掘削し、 拡張部の掘削時に、少なくとも一方のカッタヘッドをカ
ッタ自転軸周りに自転駆動するとともに、カッタ自転軸
から所定量偏心した偏心シールド軸心周りに公転駆動さ
せ、前記公転駆動と自転駆動の回転速度比を3対1で同
一方向に回転させることにより、そのカッタヘッドによ
り楕円形断面のトンネルを掘削し、前記楕円形と円形の
一部が重なる異形まゆ形断面または2つの楕円形の一部
が重なる偏平まゆ形断面のトンネルを掘削することを特
徴とするトンネル掘削方法。
1. A normal section and an extension section of a tunnel are provided at a front portion of a shield body by a shield excavator having two cutter heads whose tops bulge at three apexes of a ruler triangle in front view. A tunnel excavation method for continuously excavating a tunnel, wherein, when excavating a normal portion, two cutter heads are each driven to rotate about a cutter rotation axis, and two circular cross-sections partially overlap each other. Or excavate a tunnel with an oval cross section, and at the time of excavation of the extension, rotate and drive at least one of the cutter heads around the cutter rotation axis and revolve around the eccentric shield axis eccentric by a predetermined amount from the cutter rotation axis, By rotating the rotation speed ratio of the revolution drive and the rotation drive in the same direction at a ratio of 3: 1, a tunnel having an elliptical cross section is excavated by the cutter head, and the ellipse and the circle are excavated. Tunneling method, wherein a portion to excavate tunnel flat cocoon-shaped cross section partially overlap profiled cocoon-shaped cross section or two oval overlap of.
【請求項2】2本の偏心シールド軸心をそれぞれ通常部
掘削時の自転軸心を含む同一平面上に配置するととも
に、カッタヘッドを所定角度位置に設定して楕円の長径
を前記平面上に一致させ、 通常部の掘削時に、2個のカッタヘッドの3つの頂部を
それぞれ後退して、偏平まゆ形断面トンネルの楕円の短
径とまゆ形断面トンネルの円形の直径とを一致させるこ
とを特徴とする請求項1記載のトンネル掘削方法。
2. The two eccentric shield axes are respectively arranged on the same plane including the rotation axis at the time of excavating a normal part, and the major diameter of the ellipse is set on the plane by setting the cutter head at a predetermined angular position. When excavating a normal part, the three apexes of the two cutter heads are retracted, respectively, so that the minor diameter of the ellipse of the flat cocoon-shaped tunnel matches the circular diameter of the cocoon-shaped tunnel. The tunnel excavation method according to claim 1, wherein:
【請求項3】シールド本体の前部に、2個の公転支持体
をシールド軸心と平行な軸心周りに回転自在に配設し、
これら公転支持体に、シールド軸心と平行で偏心シール
ド軸心から所定距離偏心した2本のカッタ自転軸をそれ
ぞれ回転自在に配設し、このカッタ自転軸の前部にそれ
ぞれ設けられたカッタヘッドを、正面視で頂部がルーロ
の三角形の頂点位置に膨出する形状とし、トンネルの通
常部と拡張部とを連続掘削可能なシールド掘進機であっ
て、 通常部の掘削時に、前記公転支持体をそれぞれ所定位置
で固定し、前記カッタ自転軸をそれぞれ回転駆動して両
カッタヘッドにより2つの円形断面の一部が重なるまゆ
形断面のトンネルを掘削するように構成し、 拡張部の掘削時に、少なくとも一方の公転支持体とカッ
タ自転軸とを同一方向で回転速度比が3対1となるよう
に回転駆動してそのカッタヘッドにより楕円形断面のト
ンネルを掘削し、この楕円形と円形の一部が重なる異形
まゆ形断面のトンネルまたは2つの楕円形の一部が重な
る偏平まゆ形断面のトンネルを掘削するように構成した
ことを特徴とするシールド掘進機。
3. A revolving support body is provided at a front portion of a shield body so as to be rotatable around an axis parallel to the shield axis.
On these revolving supports, two cutter rotation axes parallel to the shield axis and eccentric from the shield axis by a predetermined distance are rotatably disposed, respectively, and cutter heads provided respectively in front of the cutter rotation axes are provided. Is a shield excavator capable of continuously excavating a normal portion and an extended portion of a tunnel, the top portion of which is bulged at the vertex position of a triangle of a ruler in a front view. Are fixed at predetermined positions, respectively, and the cutter rotation shafts are respectively driven to rotate so as to excavate a tunnel having a cocoon-shaped cross section in which a part of two circular cross sections is overlapped by both cutter heads. At least one revolving support and the cutter rotation axis are driven to rotate in the same direction so that the rotation speed ratio becomes 3: 1, and a tunnel having an oval cross section is excavated by the cutter head. Shield machine, characterized by being configured so as to excavate round and round profiled cocoon-shaped cross section partially overlap tunnel or two tunnels flat cocoon-shaped cross section partially overlap the oval.
【請求項4】2本の偏心シールド軸心をそれぞれ通常部
掘削時の自転軸心を含む同一平面上に配置するととも
に、カッタヘッドを所定角度位置に設定して楕円の長径
を前記平面上に一致させ、 カッタヘッドの頂部を後退可能な頂部後退装置を設け、 通常部の掘削時に、前記頂部後退装置によりカッタヘッ
ドの頂部を後退させて、カッタヘッドの直径を偏平まゆ
形断面トンネルの楕円短径と同一にしてまゆ形断面のト
ンネルを掘削するよう構成したことを特徴とする請求項
3記載のシールド掘進機。
4. The two eccentric shield axes are arranged on the same plane including the rotation axis at the time of excavation of a normal part, and the major axis of the ellipse is set on the plane by setting the cutter head at a predetermined angular position. A top retreat device capable of retreating the top of the cutter head is provided.When excavating a normal portion, the top retreat device retreats the top of the cutter head to reduce the diameter of the cutter head to the elliptical length of the flat-browned cross section tunnel. 4. The shield machine according to claim 3, wherein the tunnel has the same diameter as that of the tunnel and is excavated.
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