JP2002371789A - Lateral hole boring machine - Google Patents

Lateral hole boring machine

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JP2002371789A
JP2002371789A JP2001179945A JP2001179945A JP2002371789A JP 2002371789 A JP2002371789 A JP 2002371789A JP 2001179945 A JP2001179945 A JP 2001179945A JP 2001179945 A JP2001179945 A JP 2001179945A JP 2002371789 A JP2002371789 A JP 2002371789A
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JP
Japan
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cutter
excavation
cutter head
face plate
plate portion
Prior art date
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Application number
JP2001179945A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Murayama
健治 村山
Yoshifumi Fukawa
宜史 府川
Yoichi Moriya
洋一 守屋
Kenji Yamashita
健司 山下
Kiyoshi Miya
清 宮
Kiyoshi Tsuchiya
清 土屋
Masakazu Fukai
政和 深井
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Obayashi Corp
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Obayashi Corp
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lateral hole boring machine making boring possible over a long distance in soil with compressive strength not higher than that of soft rocks. SOLUTION: The lateral hole boring machine performs boring by rotating a cutter head 3 provided at its front. The cutter head 3 includes a plurality of cutter spoke parts 27A to D extending radially from the radial center thereof; a surface plate part 17 disposed to approximately close gaps among the cutter spoke parts 27A to D; sediment holes 19 and 20 provided in the surface plate part 17 for taking in the sediment excavated; a center cutter 28 provided in at least one position of the cutter spoke parts 27A to D to protrude in jacking direction; and a plurality of cutter bits 29-1 to 29-10 disposed at the cutter spoke parts 27A to D, from the center cutter 28 to radial positions of the cutter head 3 in such a way that the cutter bits are located in sequence at the rear of the boring machine along the axis of the machine.

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、例えばシールド本
体の前方に設けたカッタヘッドで掘削を行う横孔掘削機
に関し、さらに詳しくは、カッタヘッドの複数の径方向
位置にカッタビットを配設した横孔掘削機に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a horizontal hole excavator for excavating with a cutter head provided, for example, in front of a shield body, and more particularly, to a cutter bit provided at a plurality of radial positions of the cutter head. It relates to a horizontal hole excavator.

【0002】[0002]

【従来の技術】横穴掘削機の1つであるシールド掘進機
は、通常、シールド本体の前方に設けたカッタヘッドの
周方向にビット取付け部を複数配置しており、センタシ
ャフトの先端にあるセンタフレームから径方向に放射状
に延設されたカッタスポーク部で前記ビット取付け部を
構成しており、これらカッタスポーク部はそれぞれ複数
の径方向位置にカッタビットを配設している。このと
き、いわゆる泥水式シールド掘進機では、それらカッタ
スポーク部間の隙間をほぼ塞ぐように面板部を配設し、
さらにこの面板部に掘削土砂を取り込む土砂取り込み口
(スリット)を設けている。そして、このような構造の
カッタヘッドを回転させることにより、カッタビットで
切羽の掘削を行うようになっている。
2. Description of the Related Art A shield excavator, which is one of the horizontal hole excavators, usually has a plurality of bit attachment portions arranged in a circumferential direction of a cutter head provided in front of a shield body, and a center excavator at a tip of a center shaft. The bit attachment portion is constituted by a cut-spoke portion radially extending from the frame in a radial direction, and each of the cut-spoke portions is provided with a cutter bit at a plurality of radial positions. At this time, in the so-called muddy shield excavator, the face plate is arranged so as to almost close the gap between those cut spokes,
Further, a sediment intake port (slit) for taking excavated sediment is provided in the face plate portion. By rotating the cutter head having such a structure, the cutting face is excavated by the cutter bit.

【0003】掘削された土砂は、隔壁により画成された
カッタヘッドのすぐ後方にある掘削室内で撹拌される。
泥水式シールド掘進機では、掘削室内に送泥管等の注水
手段を用いて注水を行い、掘削土砂を泥水の状態として
排泥管等の排泥手段によりシールド本体の後方へ排出す
る。
[0003] The excavated earth and sand is agitated in the excavation chamber immediately behind the cutter head defined by the partition wall.
In a muddy shield excavator, water is injected into a drilling chamber using a water injection means such as a mud pipe, and excavated earth and sand is discharged in a muddy state to the rear of the shield body by a mud draining means such as a mud pipe.

【0004】このとき、シールド本体の後部にはエレク
タが設けられており、このエレクタがトンネルを構築す
べくセグメントリングを順次組み立てていく。またシー
ルド本体内のエレクタよりやや前方側に、シールド本体
に掘進方向への推進力を与えるための複数のシールドジ
ャッキが環状に配列されており、これらシールドジャッ
キを伸ばして前記セグメントリングを押し付けることに
よりシールド本体を前方へ推進させ、前記カッタヘッド
を切羽に押し付けるようになっている。セグメントリン
グの周囲にできる空洞部分には裏込め材が注入され、そ
の空洞部分が埋められる。
At this time, an erector is provided at the rear of the shield body, and the erector sequentially assembles the segment rings to construct a tunnel. Also, slightly ahead of the erector in the shield body, a plurality of shield jacks for giving propulsive force in the excavation direction to the shield body are arranged in a ring, and by extending these shield jacks and pressing the segment ring, The shield body is propelled forward, and the cutter head is pressed against the face. A backing material is injected into a hollow portion formed around the segment ring, and the hollow portion is filled.

【0005】このようにして、シールド本体を推進させ
つつ前方側の切羽を掘削して掘進を行い、後方側にはセ
グメントリングによるトンネルを構築していく。シール
ド工法は、シールド掘進機を用いた以上のような作業を
繰り返すことにより、別途掘削した一の立坑(発進立
坑)から他の立坑(到達立坑)までの所定の地中区間に
トンネルを形成するものである。ところで、一般に、シ
ールド掘進機の掘削対象となる地山の土質(地層)は、
硬いものから軟らかいものまで、例えば、岩石、固結シ
ルト、土丹、玉石混じり砂礫、砂礫、砂、粘性土(シル
ト、粘土)等がある。通常、圧縮強度500kgf/c
2程度を境にそれより圧縮強度が大きいものを硬岩、
小さいものを軟岩と称される。シールド掘進機で掘削を
行うとき、硬岩以外の土質(言い換えれば圧縮強度が軟
岩以下の土質、以下適宜、単に「軟岩以下の土質」とい
う)については、掘削刃としての超硬チップをビット本
体の先端に取り付けた通常のカッタビットで掘削可能で
あるが、硬岩の掘削を行うときには、この通常のカッタ
ビットで掘削を行うのは困難であるため、軸方向両端部
がカッターヘッドに接続された軸体に、切羽を切削する
切削ローラを回転自在に支持したローラビットを用いる
ことが多い。
[0005] In this manner, the front face is excavated and excavated while the shield body is propelled, and a tunnel is constructed on the rear side by a segment ring. In the shield method, a tunnel is formed in a predetermined underground section from one excavated shaft (starting shaft) to another shaft (reaching shaft) by repeating the above operation using a shield excavator. Things. By the way, in general, the soil (stratum) of the ground to be excavated by the shield machine is:
From hard to soft, there are, for example, rock, consolidated silt, clay, sandstone, cobblestone, sand, cohesive soil (silt, clay), and the like. Normally, compressive strength 500kgf / c
hard rock things than compressive strength it larger the m 2 degree as a boundary,
Small ones are called soft rocks. When excavating with a shield machine, for soil other than hard rock (in other words, soil with compressive strength equal to or lower than soft rock, hereafter simply referred to as “soil below soft rock” as appropriate), a carbide tip as an excavation blade is used for the bit body. It is possible to drill with a normal cutter bit attached to the tip of the blade, but when drilling hard rock, it is difficult to drill with this normal cutter bit, so both ends in the axial direction are connected to the cutter head. In many cases, a roller bit rotatably supporting a cutting roller for cutting a face is used for the shaft.

【0006】また、前記硬岩の中でもさらに圧縮強度が
比較的高く掘削困難である土質を掘削する場合には、例
えば特開2000−64788号公報に記載のように、
シールド本体の前方に設けたカッタヘッドの複数の径方
向位置にローラビットを配設し前記カッタヘッドを回転
させて掘削を行うシールド掘進機において、カッタヘッ
ドの径方向最中心側に位置するローラビットを掘進方向
前方側に突出させるとともに、隣接する他の径方向位置
のローラビットを順次掘進方向後方側に後退させて配置
し、縦断面形状が略階段状となるような掘削面を形成す
るシールド掘進機が提唱されている。
In the case of excavating a hard rock which has relatively high compressive strength and is difficult to excavate among the hard rocks, for example, as described in JP-A-2000-64788,
In a shield machine in which roller bits are arranged at a plurality of radial positions of a cutter head provided in front of a shield body and excavation is performed by rotating the cutter head, a roller bit located at a radially most central side of the cutter head is provided. , Projecting to the front in the digging direction, and arranging the roller bits at other adjacent radial positions to be sequentially retracted to the rear in the digging direction to form a digging surface such that the vertical cross-sectional shape becomes substantially step-shaped. An excavator has been proposed.

【0007】このシールド掘進機は、地山の掘削面の縦
断面形状を略階段状に維持しながら掘削を行っていく
(いわゆるアンダーカッテイング)ことにより、掘削中
に前記略階段状の縁部(掘進方向後方側縁部)の剥離破
砕を誘発し、これによって掘削の際に必要となる掘削力
(圧力)を低減させ、従来に比べて小さな掘削力で高圧
縮強度の土質を掘削可能とするものである。
In this shield machine, excavation is performed while maintaining the vertical cross-sectional shape of the ground excavation surface in a substantially stepped shape (so-called undercutting), so that the substantially stepped edge portion (during excavation) is formed. Inducing exfoliation and crushing in the back edge of the excavation direction), thereby reducing the excavation force (pressure) required for excavation and enabling excavation of high compression strength soil with less excavation force than before. Things.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、シ
ールド掘進機においては、上記掘進作業の進展とともに
前記カッタビットは切羽との摺動で摩耗していくもので
あるため、その掘進距離にはある程度の限界がある。従
来、シールド掘進機は比較的掘進距離が短くなってお
り、一の立坑(発進立坑)から他の立坑(到達立坑)ま
での比較的短い(例えば1km)の区間を1つのシール
ド掘進機で掘進した後には、他の立坑からさらに別の立
坑までの比較的短い区間(同)を別のシールド掘進機を
用いるか、または摩耗したカッタビットを交換した後
に、掘進しなければならなかった。
In general, in a shield excavator, the cutter bit is worn by sliding with a face as the excavation work progresses. There are limitations. Conventionally, a shield excavator has a relatively short excavation distance, and a relatively short section (for example, 1 km) from one shaft (starting shaft) to another shaft (reaching shaft) is excavated by one shield excavator. After that, the relatively short section from the other shaft to the further shaft (the same) had to be excavated using another shield machine or after replacing worn cutter bits.

【0009】ここで、近年、都市化の進展等の背景に基
づき多数の発進・到達立坑の設置が困難となりつつある
こと、立坑の掘削設置費用及びシールド掘進機製造費用
のさらなる低減が望まれていること等により、1台のシ
ールド掘進機による掘進距離をなるべく長距離化したい
というニーズが高まっている。
[0009] In recent years, it has become difficult to install a large number of starting and reaching shafts based on the background of the progress of urbanization and the like, and further reduction in the cost of excavating and installing shafts and the cost of manufacturing shield machine is desired. As a result, there is a growing need to increase the excavation distance by one shield excavator as much as possible.

【0010】本願発明者等は、日本の地層に比較的多く
分布する前記軟岩以下の土質に対しては、前記通常のカ
ッタビットを用いつつ上記従来技術と同様の縦断面形状
が略階段状となるような掘削を行うことで、前記ローラ
ビットのような重装備構造としなくても長距離掘進が可
能であることを新たに知見した。
[0010] The inventors of the present application have proposed that the same vertical cross-sectional shape as that of the above-mentioned prior art is substantially stepped, using the normal cutter bit, for the soil of the soft rock or lower which is relatively widely distributed in the stratum of Japan. By newly excavating, it was newly found that long-distance excavation is possible without using a heavy equipment structure such as the roller bit.

【0011】本発明の目的は、圧縮強度が軟岩以下であ
る土質において長距離掘進を可能とする横孔掘削機を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a horizontal hole excavator which enables excavation over a long distance in soil having a compressive strength of soft rock or less.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、前部に設けたカッタヘッドを回転
させて掘削を行う横孔掘削機において、前記カッタヘッ
ドは、径方向中央側から放射状に伸びる複数のカッタス
ポーク部と、これら複数のカッタスポーク部間の間隙を
ほぼ塞ぐように配設した面板部と、この面板部に設けら
れ掘削土砂を取り込む土砂取り込み口と、前記複数のカ
ッタスポーク部又は面板部の少なくとも一箇所に、推進
方向に突出させて設けた先行掘削手段と、この先行掘削
手段から前記カッタヘッドの径方向位置で、かつ、前記
横孔掘削機の軸方向後方側に順次位置するように前記複
数のカッタスポーク部又は面板部に配設した複数のカッ
タビットとを備える。
Means for Solving the Problems (1) In order to achieve the above object, the present invention relates to a horizontal hole excavator for performing excavation by rotating a cutter head provided at a front part, wherein the cutter head has a diameter. A plurality of cut-spoke portions extending radially from the direction center side, a face plate portion arranged to substantially close a gap between the plurality of cut-spoke portions, and a sediment intake port provided in the face plate portion to take in excavated sediment, At least one of the plurality of cut-spoke portions or the face plate portion, a leading excavating means provided so as to protrude in the propulsion direction, and a radial position of the cutter head from the leading excavating means, and A plurality of cutter bits arranged on the plurality of cutter spoke portions or the face plate portion so as to be sequentially located on the rear side in the axial direction.

【0013】本発明においては、複数のカッタスポーク
部又は面板部の少なくとも一箇所(例えば1つの径方向
位置)において先行掘削手段を掘進方向に突出させると
ともに、複数のカッタビットを、先行掘削手段からカッ
タヘッド径方向位置かつ軸方向後方側に順次位置するよ
うにカッタスポーク部又は面板部に配設する。これによ
り、先行掘削手段で掘削した先行掘削面から縦断面形状
が略階段状となるような掘削面を形成しながら掘削を行
っていく(いわゆるアンダーカッテイング)ことができ
る。すなわち、複数のカッタビットは、その押圧力で前
記略階段状の縁部(角部)の根元側に亀裂を生じさせて
進展させ、縁部の大部分に斜め方向のせん断破壊を連続
的に誘発させる剥離破砕を行うことによって掘削を行っ
ていく。したがって、掘削の際に必要となる掘削力を低
減でき、通常の掘削に比べて小さな掘削力で地山の掘削
が可能となる。これにより、その分カッタビットにおけ
る切羽との摺動による摩耗を低減することができ、掘進
距離を向上することができる。また、通常の掘削のよう
にカッタビットの刃先で地山切羽を削り取るようにして
掘削するのではなく、上記のように主として剥離破砕に
よって掘削を行っていくので、カッタビット刃先が摩耗
して鋭利でなくなっても掘削能力を確保することができ
る。したがってこれによっても掘進距離を向上すること
ができる。以上のようにして、通常の掘削よりも大幅に
掘進距離を向上できるので、圧縮強度が軟岩以下である
土質において、十分な長距離掘進を行うことができる。
According to the present invention, the leading excavation means is projected in at least one position (for example, one radial position) of the plurality of cut-spoke parts or the face plate part, and the plurality of cutter bits are moved from the leading excavation means. It is arranged on the cutter spoke portion or the face plate portion so as to be sequentially located at the radial position of the cutter head and the rear side in the axial direction. Thus, excavation can be performed (so-called undercutting) while forming an excavation surface such that the vertical cross-sectional shape becomes substantially stepwise from the excavation surface excavated by the advance excavation means. That is, the plurality of cutter bits generate cracks at the root side of the substantially stepped edge (corner) by the pressing force and cause the crack to propagate, and continuously perform oblique shear failure on most of the edge. Excavation is carried out by performing induced delamination and crushing. Therefore, the excavation force required at the time of excavation can be reduced, and the excavation of the ground can be performed with a small excavation force as compared with normal excavation. Thereby, the wear of the cutter bit caused by sliding with the cutting face can be reduced, and the excavation distance can be improved. Also, rather than excavating the ground face with the cutting edge of the cutter bit as in ordinary excavation, excavation is performed mainly by peeling and crushing as described above, so the cutting edge of the cutter bit is worn and sharpened. Excavation capacity can be secured. Therefore, the excavation distance can be improved also by this. As described above, the excavation distance can be greatly improved as compared with normal excavation, so that a sufficiently long excavation can be performed on soil having a compressive strength of soft rock or less.

【0014】また、上記のように先行掘削面からアンダ
ーカッテイングを行っていく場合、上述したように先行
掘削面から縦断面形状が略階段状となるような掘削面を
形成する(例えば先行掘削手段が径方向中心部にある場
合には切羽が傘状に掘削されていく)こととなるため、
通常の場合よりも切羽の地山崩壊の懸念が生じやすい場
合があるが、本発明においては、複数のカッタスポーク
部間の間隙を面板部によってほぼ塞ぐことにより、切羽
の地山崩壊の可能性を低減でき、切羽の安定性向上を図
ることができる。
When undercutting is performed from the preceding excavation surface as described above, the excavation surface is formed such that the vertical cross-sectional shape becomes substantially stepwise from the preceding excavation surface as described above (for example, the preceding excavation means). Is located in the center in the radial direction, the face is excavated like an umbrella)
In some cases, the face collapse may be more likely to occur than in the normal case.However, in the present invention, the gap between the plurality of cut-spoke parts is almost completely closed by the face plate, thereby possibly causing the face collapse. Can be reduced, and the stability of the face can be improved.

【0015】(2)上記目的を達成するために、また本
発明は、前部に設けたカッタヘッドを回転させて掘削を
行う横孔掘削機において、前記カッタヘッドは、径方向
中央側から放射状に伸びる複数のカッタスポーク部と、
これら複数のカッタスポーク部間の間隙をほぼ塞ぐよう
に配設した面板部と、この面板部に設けられ掘削土砂を
取り込む土砂取り込み口と、前記複数のカッタスポーク
部又は面板部の少なくとも一箇所に、推進方向に突出さ
せて設けた先行掘削手段と、この先行掘削手段から前記
カッタヘッドの径方向位置でかつ前記横孔掘削機の軸方
向後方側に順次位置し、前記先行掘削手段で掘削した先
行掘削面から順次剥離破砕を行い掘削するように前記複
数のカッタスポーク部又は面板部に配設した複数のカッ
タビットとを備える。
(2) In order to achieve the above object, the present invention relates to a horizontal hole excavator for excavating by rotating a cutter head provided at a front portion, wherein the cutter head is radially arranged from a radially central side. And several Kataspoke parts extending to
A face plate portion arranged to substantially close the gap between these plurality of cut-spoke portions, a sediment intake port provided in the face plate portion for taking in excavated sediment, and at least one of the plurality of cut-spoke portions or the face plate portion. A protruding excavating means provided to protrude in the propulsion direction, and sequentially positioned radially from the precedent excavating means at a radial position of the cutter head and axially rearward of the horizontal hole excavator, and excavated by the precedent excavating means. And a plurality of cutter bits disposed on the plurality of cut-spoke portions or the face plate portion so as to exfoliate and crush sequentially from the preceding excavation surface.

【0016】(3)上記(1)又は(2)において、好
ましくは、前記カッタヘッドで掘削された土砂に注水す
るための注水手段と、その注水された掘削土砂を泥水の
状態で吸い込み排出する排泥手段とを有する。
(3) In the above (1) or (2), preferably, a water injection means for injecting the soil excavated with the cutter head, and the injected excavated earth and sand is sucked and discharged in a muddy state. And a sludge discharging means.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は、本発明の横孔掘削機の
一実施の形態の全体構造を表す側断面図であり、図2
は、図1中A方向から見た矢視正面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing the entire structure of an embodiment of a horizontal hole excavator according to the present invention.
FIG. 2 is a front view as viewed in the direction of arrow A in FIG. 1.

【0018】これら図1及び図2において、本実施の形
態の横孔掘削機は、いわゆるシールド掘進機であり、例
えば軟岩、固結シルト、土丹、玉石混じり砂礫、砂礫、
砂、粘性土(シルト、粘土)等の軟岩以下の土質(言い
換えれば硬岩以外の土質)の掘削に特に好適なものであ
り、シールド掘進機の胴体でありかつ後述する中折れを
可能とするために掘進方向最前部に位置する前胴1Aと
その後方側に隣接する後胴1Bとを折り曲げ可能に連結
した構造となっているシールド本体1と、このシールド
本体1の機内と掘削室Pとを隔離する隔壁2と、前記前
胴1Aの掘進方向前方側(図1中左側)に設けられ、地
山の切羽Mを掘削して掘削室P(後述)へ取り込むカッ
タヘッド3と、このカッタヘッド3を回転駆動するカッ
タ駆動装置(例えば電動モータや油圧モータ)4と、前
記の隔壁2に取り付けられ、カッタ駆動装置4からの駆
動力を前記カッタヘッド3に伝達するいわゆる外周支持
方式の回転伝達機構5と、前記のカッタヘッド3のすぐ
後方に形成される掘削室P内に取り込まれた掘削土砂に
対し注水を行うための送泥管6と、その掘削室P内で注
水された掘削土砂を泥水の状態で吸い込み、前記後胴1
Bの掘進方向と反対側(図1中右側)に搬送し排出する
排泥管7と、前記後胴1B内に設けられ、トンネル(図
示せず)の内面を覆工するセグメントリングSを順次組
み立てるエレクタ装置9とを有している。
In FIG. 1 and FIG. 2, the horizontal hole excavator of the present embodiment is a so-called shield excavator, for example, soft rock, consolidated silt, dotan, cobblestone-bearing gravel, gravel,
It is particularly suitable for excavation of soft soils such as sand and cohesive soil (silt, clay) and the like (in other words, soils other than hard rocks). For this reason, a shield body 1 having a structure in which a front body 1A located at the forefront in the excavation direction and a rear body 1B adjacent to the rear side thereof are connected in a bendable manner, and the inside of the shield body 1 and the excavation room P 2, a cutter head 3 provided on the front side (left side in FIG. 1) of the front body 1A in the excavation direction, excavating the ground face M and taking it into the excavation chamber P (described later); A cutter driving device (for example, an electric motor or a hydraulic motor) 4 that rotationally drives the head 3, and a so-called peripheral support type rotation that is attached to the partition wall 2 and transmits a driving force from the cutter driving device 4 to the cutter head 3. Transmitter 5, a mud pipe 6 for injecting excavated sediment taken into an excavating chamber P formed immediately behind the cutter head 3, and a drilling sediment injected into the excavating chamber P. Suck in muddy water,
A mud pipe 7 which is conveyed and discharged to the opposite side (right side in FIG. 1) of the excavation direction of B, and a segment ring S provided in the rear trunk 1B and lining the inner surface of a tunnel (not shown) are sequentially provided. And an erector device 9 to be assembled.

【0019】前記の回転伝達機構5は、カッタヘッド3
のカッタスポーク部27A〜27D(詳細は後述)の径
方向外周部にそれぞれ接続された4本のカッタアーム3
5と、前記隔壁2を貫通して配置される略円環状のカッ
タリング34と、このカッタリング34に内輪33aが
固定されたベアリング33とを備えている。このベアリ
ング33の前記内輪33aにはギア32が設けられてお
り、前記のカッタ駆動装置4に装着されたピニオン31
が噛合している。これらカッタ駆動装置4は、前記ベア
リング33の外輪33bとともに前記隔壁2に設けた取
付部2aに固定されており、特に図示しないが、等間隔
に環状に配置されている。
The rotation transmission mechanism 5 includes a cutter head 3
Four cutter arms 3 respectively connected to radial outer peripheral portions of the cut-spoke portions 27A to 27D (details will be described later).
5, a substantially annular cutter ring 34 disposed through the partition wall 2, and a bearing 33 having an inner ring 33a fixed to the cutter ring 34. A gear 32 is provided on the inner ring 33a of the bearing 33, and the pinion 31 attached to the cutter driving device 4 is provided.
Are engaged. These cutter driving devices 4 are fixed to the mounting portion 2a provided on the partition 2 together with the outer ring 33b of the bearing 33. Although not shown, they are annularly arranged at equal intervals.

【0020】また、隔壁2の径方向中央部には貫通孔2
bが形成されており、この貫通孔2bにはシール部材3
8を介して連通管36が配設されている。この連通管3
6は、隔壁2よりもシールド掘進機後方側(すなわち機
内側)とカッタヘッド3とを連通させるためのものであ
る。カッタスポーク部27A〜27Dの径方向中心部に
は、前記連通管36よりやや小径の略円筒形状のセンタ
カッタガイド部材37が設けられており、このセンタカ
ッタガイド部材37の後端部は前記連通管36の前端部
に固定接続されている。
In the center of the partition wall 2 in the radial direction, a through hole 2 is provided.
b is formed in the through hole 2b.
A communication pipe 36 is provided through the connection pipe 8. This communication pipe 3
Numeral 6 is for making the cutter head 3 communicate with the rear side of the shield machine (i.e., the inside of the machine) with respect to the partition wall 2. A substantially cylindrical center cutter guide member 37 having a slightly smaller diameter than the communication pipe 36 is provided at the radial center of the cutter spokes 27A to 27D. The rear end of the center cutter guide member 37 is It is fixedly connected to the front end of the tube 36.

【0021】このとき、切削手段としてのセンタカッタ
28が、径方向中央部(内側)に位置しかつ掘進方向前
方側に突出するように配設されている。このセンタカッ
タ28は、その後部に位置し前記センタカッタガイド部
材37の内径よりやや小さな外径を備えたカッタ支持部
28A、及びこのカッタ支持部28Aのさらに後部に位
置し前記センタカッタガイド部材37の内径より大きく
かつ前記連通管36の内径より小さな外径を備えた略円
板状のセンタカッタ取付部材28Bと一体的に構成され
ている。そして、このセンタカッタ28は、前記センタ
カッタ取付部材28Bをボルト28Cで前記センタカッ
タガイド部材37の後端部に締結固定することによって
図1に示すようにカッタヘッド3の径方向中心部に固定
されている。そして、前記ボルト28Cを取り外すこと
により、これらセンタカッタ28、カッタ支持部28
A、及びセンタカッタ取付部材28Bを一体で連通管3
6内を後方側に一括抜き出し可能な構造となっている。
前記の前胴1Aと後胴1Bとの間には、それらを互いに
摺動可能に連結する中折れ機構11が設けられている。
すなわち、後胴1Bの前方側端部には、外周面がほぼ球
面状の摺動部11aが設けられており、前胴1Aの後端
部にはその摺動部11aに摺接し摺動部11aと前胴1
A後端部との間をシールする(土砂、地下水の浸入を防
止する)略リング状のシール部材11bが設けられてお
り、これら摺動部11aとシール部材11bとで中折れ
機構11を構成している。
At this time, a center cutter 28 as a cutting means is disposed so as to be located at the center (inside) in the radial direction and protrude forward in the digging direction. The center cutter 28 is located at a rear portion thereof and has a cutter support portion 28A having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the center cutter guide member 37, and is located at a further rear portion of the cutter support portion 28A. And a substantially disc-shaped center cutter mounting member 28B having an outer diameter larger than the inner diameter of the communication pipe 36 and smaller than the inner diameter of the communication pipe 36. The center cutter 28 is fixed to the radial center of the cutter head 3 as shown in FIG. 1 by fastening the center cutter mounting member 28B to the rear end of the center cutter guide member 37 with a bolt 28C. Have been. By removing the bolt 28C, the center cutter 28 and the cutter support 28 are removed.
A and the center cutter mounting member 28B are integrally connected to the communication pipe 3.
6 has a structure capable of being collectively extracted to the rear side.
Between the front body 1A and the rear body 1B, there is provided a center-bending mechanism 11 for slidably connecting them to each other.
That is, a sliding portion 11a whose outer peripheral surface is substantially spherical is provided at the front end of the rear body 1B, and the rear end of the front body 1A is slidably in contact with the sliding portion 11a. 11a and front body 1
A substantially ring-shaped seal member 11b (to prevent intrusion of earth and sand, groundwater) that seals between the rear end portion A is provided, and the sliding portion 11a and the seal member 11b constitute the center-bending mechanism 11. are doing.

【0022】そしてこのとき、前胴1A内部に設けた中
折れジャッキブラケット12と後胴1Bの最前部(詳細
には前記摺動部11aの内周側)に設けたリングガーダ
13に取り付けた中折れジャッキブラケット13aとの
間に、周方向に複数本(例えば8本)の中折れジャッキ
(前胴推進ジャッキ)14が設けられている。そして、
曲線施工時あるいは掘進方向修正時において、これら中
折れジャッキ14の伸縮動作により前記中折れ機構11
を介して前胴1Aを後胴1Bに対して曲げ、それらのな
す角度を変化させて掘進方向を変えられるようになって
いる。
At this time, the center bending jack bracket 12 provided inside the front body 1A and the ring girder 13 provided at the foremost part of the rear body 1B (specifically, the inner peripheral side of the sliding portion 11a) are provided. A plurality (for example, eight) of middle folding jacks (front trunk propulsion jacks) 14 are provided in the circumferential direction between the folding jack bracket 13a. And
At the time of constructing a curve or correcting the direction of excavation, the extension and contraction operation of the middle folding jack 14 causes the middle folding mechanism 11 to move.
The front trunk 1A is bent with respect to the rear trunk 1B through the through hole, and the angle formed by them can be changed to change the excavation direction.

【0023】また、後胴1Bに設けた前記のリングガー
ダ13の前記中折れジャッキブラケット13aとは異な
る周方向位置にはシールドジャッキブラケット13bが
設けられており、このシールドジャッキブラケット13
bに周方向に複数本(例えば10本)のシールドジャッ
キ15が取り付けられている。
A shield jack bracket 13b is provided on the ring girder 13 provided on the rear trunk 1B at a circumferential position different from that of the center bending jack bracket 13a.
A plurality (for example, 10) of shield jacks 15 are attached in the circumferential direction to b.

【0024】そして、これらシールドジャッキ15は、
特に詳細図示を省略するが、例えば等間隔に環状に配置
されており、それらを伸長させてシールドジャッキ15
の掘進方向後端部15aに接続されたスプレッダ16を
既設のセグメントリングSに押し付けることにより、そ
の押し付け反力が前胴1Aを介してカッタヘッド3に掘
進方向前方側へ推進力として与えられる。これにより、
掘進中においてカッタヘッド3を地山の切羽に押し付け
るようになっている。前記の送泥管6及び排泥管7の先
端側は、前記シールド本体1内側から前記隔壁2を貫通
して前記掘削室Pに露出しており、それぞれ先端部分に
送泥口6a及び吸泥口7aを備えている。送泥管6の送
泥口6aは前記掘削室Pの上部に開口しており、また排
泥管7の吸泥口7aは前記掘削室Pの下部に開口してい
る。
These shield jacks 15
Although not particularly shown in detail, they are arranged, for example, at equal intervals in a ring shape, and are extended to form a shield jack 15.
By pressing the spreader 16 connected to the rear end portion 15a in the excavation direction against the existing segment ring S, the pressing reaction force is applied to the cutter head 3 via the front body 1A as propulsion force forward in the excavation direction. This allows
During the excavation, the cutter head 3 is pressed against the face of the ground. The distal ends of the mud pipe 6 and the drain pipe 7 are exposed from the inside of the shield body 1 to the excavation chamber P through the partition wall 2 from the inside of the shield main body 1, and the mud holes 6 a and the mud suction pipes are respectively provided at the distal ends. The mouth 7a is provided. The mud port 6a of the mud pipe 6 is open at the top of the excavation chamber P, and the mud suction port 7a of the mud pipe 7 is open at the bottom of the excavation chamber P.

【0025】また、送泥管6及び排泥管7の後端側は、
前記後胴1Bからさらに後方(すなわちシールド掘進機
外)へと延設されている。このとき、排泥管7の後端は
所定箇所に設けた吸込ポンプ(図示せず)に接続されて
おり、この吸込ポンプの吸い込み力によって、前記のよ
うに掘削室P内の泥水を吸泥口7aから吸い込み、排泥
管7を介して掘進方向と反対側(図1中右側)に搬送す
るようになっている。この搬送されてきた泥水は、最終
的に、トンネル坑外に設けられた泥水処理設備(図示せ
ず)で所定の処理(例えば浄化処理)された後、前記送
泥管6に接続された送泥ポンプ(図示せず)の吐き出し
力によって送泥管6を介し再びシールド掘進機内へと送
り込まれ、先端の前記送泥口6aから再び掘削室P内へ
と還流させられる。
The rear ends of the mud pipe 6 and the drain pipe 7 are
The rear trunk 1B extends further rearward (that is, outside the shield machine). At this time, the rear end of the drainage pipe 7 is connected to a suction pump (not shown) provided at a predetermined position, and the suction force of the suction pump causes the muddy water in the excavation chamber P to be sucked as described above. It sucks in from the opening 7a, and conveys it to the opposite side (right side in FIG. 1) with the excavation direction through the drainage pipe 7. The conveyed muddy water is finally subjected to a predetermined treatment (for example, purification treatment) in a muddy water treatment facility (not shown) provided outside the tunnel pit, and then sent to the mud feed pipe 6. The water is again fed into the shield machine via the mud pipe 6 by the discharge force of a mud pump (not shown), and is returned to the excavation chamber P from the mud port 6a at the tip.

【0026】なお、後胴1Bの後端部には、複数のテー
ルパッキン8aを備えたテールシール部8が設けられて
おり、これによって、前進していくシールド掘進機のシ
ールド本体1の後端部と前記セグメントリングSとの間
のシールを行い、シールド掘進機外から機内への水及び
土砂の浸入防止を図るようになっている。
A tail seal portion 8 having a plurality of tail packings 8a is provided at the rear end of the rear trunk 1B, whereby the rear end of the shield body 1 of the shield excavator moving forward is provided. A seal is formed between the section and the segment ring S to prevent intrusion of water and earth and sand from outside the shield machine into the machine.

【0027】前記のエレクタ装置9は、前記後胴1Bの
内周に沿って配置されたガイドローラ10により案内さ
れ、旋回用モータ(図示せず)によって旋回駆動される
エレクタリング18を備えており、前記セグメントリン
グSの分割ピースを構成するセグメント(図示せず)を
1つずつ吊り上げ、所定の組立位置に搬送し、シールド
本体1の軸方向(掘進前後方向)に隣接する既設セグメ
ントリングS及び周方向に隣接する既設セグメントに順
次ボルト締結してセグメントリングSを組み立てるよう
になっている。
The above-mentioned erector device 9 is provided with an erector ring 18 which is guided by a guide roller 10 arranged along the inner periphery of the rear trunk 1B and is driven to turn by a turning motor (not shown). The segments (not shown) constituting the divided pieces of the segment ring S are lifted one by one, transported to a predetermined assembly position, and the existing segment rings S adjacent to the shield body 1 in the axial direction (the front-rear direction of excavation) and The segment ring S is assembled by sequentially fastening bolts to the existing segments adjacent in the circumferential direction.

【0028】(1)本実施の形態のシールド掘進機の構
造上の特徴 本実施の形態によるシールド掘進機の構造上の最も大き
な特徴は、カッタヘッド3におけるカッタスポーク形状
及びカッタビット配置にある。以下、それを説明する。
(1) Structural features of the shield machine according to the present embodiment The most structural features of the shield machine according to the present embodiment are the shape of the cutter spoke in the cutter head 3 and the arrangement of the cutter bits. Hereinafter, this will be described.

【0029】前述の図2において、前記のカッタヘッド
3は、前記センタカッタ28と、前記センタカッタガイ
ド部材37から径方向外周側に向かって放射状に延設さ
れかつ径方向外周側ほど掘進方向後方側(図1中右側)
に後退するように延設された複数本(この例では4本)
のカッタスポーク部27A,27B,27C,27D
(図2参照)と、これらカッタスポーク部27A〜27
Dの最外周部を順に周方向に接続するように設けられた
円環状部材27Eと、前記カッタスポーク部27A〜2
7Dのうち隣り合うものの間の間隙をほぼ塞ぐように配
設した複数(この例では4つの面板部17と、前記セン
タカッタガイド部材37から径方向外周側に向かって放
射状に延設され各面板部17の背面(掘削室P側)に固
定された複数(この例では4本の)補強部材18と、各
面板部17のうち外周部に設けた土砂取込用穴19及び
カッタスポーク部27A〜27D側に設けた土砂取込用
穴(カッタスリット)20とを備えている。このときカ
ッタスポーク部27A〜27Dの外径寸法(言い換えれ
ば円環状部材27Eの外径寸法)は掘削しようとする円
形断面の内径寸法とほぼ等しくなっている。
In FIG. 2, the cutter head 3 is radially extended from the center cutter 28 and the center cutter guide member 37 toward the radially outer peripheral side, and the radially outer circumferential side is more rearward in the excavation direction. Side (right side in FIG. 1)
(4 in this example) extended so as to retract
Cutout spokes 27A, 27B, 27C, 27D
(See FIG. 2) and these cut-spoke portions 27A-27.
An annular member 27E provided so as to sequentially connect the outermost peripheral portions of D in the circumferential direction;
A plurality of face plates (four face plates 17 in this example, and each face plate extending radially outward from the center cutter guide member 37 toward the radially outer side from the center cutter guide member 37) are disposed so as to substantially close a gap between adjacent ones of the 7Ds. A plurality (four in this example) of reinforcing members 18 fixed to the back surface (the excavation chamber P side) of the portion 17, a sediment intake hole 19 provided on the outer peripheral portion of each face plate portion 17, and a cut-spoke portion 27 A And a sediment intake hole (cutting slit) 20 provided on the side of the cut-spoke portions 27A to 27D (in other words, the outer diameter of the annular member 27E) is to be excavated. It is substantially equal to the inner diameter of the circular cross section.

【0030】前記のセンタカッタガイド部材37、各カ
ッタスポーク部27A〜27D、円環状部材27E、及
び補強部材18には、カッタヘッド3における複数の径
方向位置となるように内周側から外周側へ向かってカッ
タビット29−1,29−2,29−3,29−4,2
9−5,29−6,29−7,29−8,29−9,2
9−10A,29−10Bがこの順序でそれぞれ配設さ
れている。すなわち、カッタスポーク部27Aには、内
周側から外周側に向かってカッタビット29−3,29
−7がこの順序で配置されており、センタカッタガイド
部材37及びカッタスポーク部27Bには、内周側から
外周側に向かってカッタビット29−1,29−5,2
9−9がこの順序で配置されており、カッタスポーク部
27C及び円環状部材27Eには、内周側から外周側に
向かってカッタビット29−2,29−6,29−10
A(但しこのカッタビット29−10Aは、後述のカッ
タビット29−10Bよりも若干径方向内周側にずれた
位置に配置されている。図2参照)がこの順序で配置さ
れており、カッタスポーク部27Dには、内周側から外
周側に向かってカッタビット29−4,29−8がこの
順序で配置されており、補強部材18及び円環状部材2
7Eには、4つのカッタビット29−10Bが配置され
ている。なお、このカッタビット29−10Bを4つ設
けているのは、この最外周位置の掘削が万が一困難とな
るとシールド本体1の掘進方向前方への推進自体が不可
能となることから、この位置におけるカッタビット29
−10Bの1つあたりの掘削負担を軽減して掘削能力確
保に万全を期すためである。
The center cutter guide member 37, the respective cutter spoke portions 27A to 27D, the annular member 27E, and the reinforcing member 18 are provided with a plurality of radial positions on the cutter head 3 from the inner peripheral side to the outer peripheral side. Toward the cutter bits 29-1, 29-2, 29-3, 29-4, 2
9-5, 29-6, 29-7, 29-8, 29-9, 2
9-10A and 29-10B are arranged in this order. That is, the cutter bits 29-3 and 29 are provided in the cut spoke portion 27A from the inner peripheral side toward the outer peripheral side.
-7 are arranged in this order, and the center cutter guide member 37 and the cutter spoke portion 27B are provided with cutter bits 29-1, 29-5, and 2 from the inner peripheral side toward the outer peripheral side.
9-9 are arranged in this order, and the cutter bits 29-2, 29-6, and 29-10 are provided on the cutter spoke portion 27C and the annular member 27E from the inner peripheral side toward the outer peripheral side.
A (however, the cutter bit 29-10A is arranged at a position slightly shifted inward in the radial direction from the cutter bit 29-10B described later; see FIG. 2), and is arranged in this order. The cutter bits 29-4 and 29-8 are arranged in this order on the spoke portion 27D from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and the reinforcing member 18 and the annular member 2 are arranged.
In 7E, four cutter bits 29-10B are arranged. The four cutter bits 29-10B are provided because if it becomes difficult to excavate the outermost peripheral position, the shield body 1 cannot be propelled forward in the excavation direction itself. Cutter bit 29
This is in order to reduce the excavation load per -10B and to ensure the excavation capacity.

【0031】このとき、各カッタビット29−1〜29
−10の配置は、図2に示すように、互いの径方向位置
を少しずつずらされ、これら10個の径方向位置にある
カッタビット29−1〜29−10全体で径方向中心側
から径方向外周側まで広く配置されており、これによっ
て、カッタヘッド3が回転するとこれらカッタビット2
9−1〜29−10及び前記センタカッタ28によって
外径が円環状部材27Eにほぼ等しい(厳密にはやや大
きい、図2中2点鎖線参照)円形断面形状を掘削できる
ようになっている。
At this time, each of the cutter bits 29-1 to 29
As shown in FIG. 2, the positions of −10 are shifted slightly from each other in the radial direction, and the cutter bits 29-1 to 29-10 at these 10 radial positions are all radially shifted from the radial center side. The cutter bits 2 are arranged so as to extend to the outer peripheral side in the direction, so that when the cutter head 3 rotates, these cutter bits 2
By 9-1 to 29-10 and the center cutter 28, it is possible to excavate a circular cross-sectional shape having an outer diameter substantially equal to the annular member 27E (strictly, slightly larger, see the two-dot chain line in FIG. 2).

【0032】そして、前記センタカッタ28及び前記カ
ッタビット29−1〜29−10の掘進方向配置は、図
1に示すように、径方向中心部に位置する(最も径方向
内周側に位置する)センタカッタ28を掘進方向最前方
側に突出させるとともに、径方向位置がそのセンタカッ
タ28の径方向位置の外周側に順次隣接するカッタビッ
ト29−1,29−2,…,29−9,29−10の刃
先(後述するチップ略鉛直刃面部29Aa)を順次掘進
方向後方側に後退させるようにカッタスポーク部27A
〜27Dにそれぞれ配設する。そして、これによって掘
削方向掘削面Ma(後述の図6参照)及び径方向掘削面
Mr(同)を備え縦断面形状が略階段状となる掘削面M
(同)を形成するようになっている。
The arrangement of the center cutter 28 and the cutter bits 29-1 to 29-10 in the digging direction is located at the radial center (as shown in FIG. 1). ) The center cutter 28 is made to protrude to the foremost side in the excavation direction, and the cutter bits 29-1, 29-2,..., 29-9, the radial positions of which are sequentially adjacent to the outer peripheral side of the radial position of the center cutter 28. The cut-spoke portion 27A is configured to sequentially retreat the cutting edge 29-10 (a substantially vertical blade surface portion 29Aa to be described later) rearward in the excavation direction.
To 27D. Thus, the excavation surface M having the excavation direction excavation surface Ma (see FIG. 6 described later) and the radial direction excavation surface Mr (same as above) and having a substantially stepwise vertical cross-sectional shape is provided.
(Same as above).

【0033】図3は、カッタビット29−1〜29−1
0の詳細構造を表す図2中部分拡大図であり、図4は、
図3中B方向から見た上面図であり、図5は、図3中C
方向からみた側面図である。なお、これらの図において
は、掘削時の取付方向等の理解の容易のため、略階段状
の前記掘削面Mに備えられた掘削方向掘削面Ma及び径
方向掘削面Mrを併せて示している。
FIG. 3 shows the cutter bits 29-1 to 29-1.
FIG. 4 is a partially enlarged view showing a detailed structure of FIG.
FIG. 5 is a top view as viewed from a direction B in FIG. 3, and FIG.
It is the side view seen from the direction. In these figures, the excavation direction excavation surface Ma and the radial direction excavation surface Mr provided on the substantially stepped excavation surface M are also shown for easy understanding of the mounting direction at the time of excavation. .

【0034】これら図3、図4、及び図5において、カ
ッタビット29−1〜29−10はすべて同一構造であ
り、ビット本体29Bと、このビット本体29Bに埋め
込まれるように設けられた掘削刃としてのチップ(超硬
チップ)29Aとから構成されている。
In FIGS. 3, 4 and 5, the cutter bits 29-1 to 29-10 have the same structure, and include a bit main body 29B and a digging blade provided so as to be embedded in the bit main body 29B. (Carbide chip) 29A.

【0035】超硬チップ29Aは、掘進方向掘削面Ma
に対してほぼ平行な略鉛直刃面部29Aaと、そのカッ
タヘッド3内周側に設けられ掘進方向掘削面Maに対し
て所定の傾斜角θaをなす傾斜刃面部29Abと、径方
向掘削面Mrに対してほぼ平行な略水平刃面部29Ac
と、その掘進方向後方側に設けられ径方向掘削面Mrに
対して所定の傾斜角θrをなす傾斜刃面部29Adとを
備えている。
The cemented carbide tip 29A is provided with a digging surface Ma
A substantially vertical blade surface portion 29Aa which is substantially parallel to the inner surface of the cutter head 3, an inclined blade surface portion 29Ab provided on the inner peripheral side of the cutter head 3 and having a predetermined inclination angle θa with respect to the excavation direction excavation surface Ma, and a radial direction excavation surface Mr. A substantially horizontal blade surface portion 29Ac that is substantially parallel to the
And an inclined blade surface portion 29Ad provided on the rear side in the excavation direction and forming a predetermined inclination angle θr with respect to the radially excavated surface Mr.

【0036】以上のような構造により、カッタビット2
9は、図4に示すように掘削方向掘削面Maに対して負
のすくい角γaを備えるとともに、図3に示すように径
方向掘削面Mrに対しても負のすくい角γrを備えてい
る。
With the above structure, the cutter bit 2
9 has a negative rake angle γa with respect to the digging surface Ma as shown in FIG. 4, and also has a negative rake angle γr with respect to the radial digging surface Mr as shown in FIG. .

【0037】前記センタカッタ28は、この種のシール
ド掘進機のカッタヘッドに通常備えられる公知のフィッ
シュテールビットと称されるものであり、掘進方向掘削
面に対して正のすくい角を備えた複数個の角ビット28
aを有している。以上において、センタカッタ28が、
各請求項に記載の、推進方向に突出させて設けた先行掘
削手段を構成し、土砂取込用穴19,20が、面板部に
設けられ掘削土砂を取り込む土砂取り込み口を構成す
る。
The center cutter 28 is a so-called known fish tail bit usually provided in a cutter head of this type of shield machine, and has a plurality of positive rake angles with respect to a digging surface in a digging direction. 28 square bits
a. In the above, the center cutter 28
The preceding excavation means provided so as to protrude in the propulsion direction described in each claim is constituted, and the sediment intake holes 19 and 20 constitute sediment intake ports provided in the face plate portion to take excavated sediment.

【0038】また、送泥管6及び送泥ポンプが、カッタ
ヘッドで掘削された土砂に注水するための注水手段を構
成し、排泥管7及び排泥ポンプが、注水された掘削土砂
を泥水の状態で吸い込み排出する排泥手段を構成する。
The mud pipe 6 and the mud pump constitute water injection means for injecting water excavated by the cutter head. The mud pipe 7 and the mud pump pump the injected excavated mud into muddy water. In this state, a discharging means for sucking and discharging is constituted.

【0039】(2)シールド掘進機の基本動作 以上のように構成した本実施の形態のシールド掘進機の
基本動作を以下に説明する。シールド掘進機は、カッタ
駆動装置4の駆動力でカッタヘッド3を回転駆動させ、
カッタヘッド3のカッタスポーク部27A〜27D及び
円環状部材27Eに設けられたカッタビット29−1〜
29−10により地山を掘削する。このときのカッタヘ
ッド3への推進力は、前述したように、既設のセグメン
トリングSを反力受けとしてシールドジャッキ15を伸
張させることにより与えられる。
(2) Basic Operation of Shield Machine The basic operation of the shield machine according to the present embodiment configured as described above will be described below. The shield machine rotates the cutter head 3 with the driving force of the cutter driving device 4,
The cutter bits 29-1 to 29-1 provided on the cutter spoke portions 27A to 27D of the cutter head 3 and the annular member 27E.
The ground is excavated according to 29-10. At this time, the propulsive force to the cutter head 3 is given by extending the shield jack 15 with the existing segment ring S as a reaction force receiver as described above.

【0040】掘削された土砂は、面板部17の土砂取込
用穴19,20から掘削室P内に取り込まれた後、送泥
管6の送泥口6aから注水されて泥水状態とされ、この
状態で吸泥口7aから吸い込まれ、排泥管7を介して搬
送排出される。
The excavated earth and sand is taken into the excavation chamber P from the earth and sand intake holes 19 and 20 of the face plate portion 17 and then injected into the mud pipe 6a of the mud pipe 6 to form muddy water. In this state, the air is sucked from the mud suction port 7a, and is conveyed and discharged through the mud discharge pipe 7.

【0041】このようにして所定距離(例えばシールド
ジャッキ15の1ストローク分の距離)だけ掘進を行っ
た後、シールドジャッキ15を縮め、スプレッダ16と
既設のセグメントリングSとの間に生じたスペースに、
エレクタ装置9で新たなセグメントリングSを組み立て
て配置し、既設のセグメントリングSとボルト連結す
る。このとき、セグメントリングSの周囲にできる空洞
部分には例えば図示しない注入手段で裏込め材が注入さ
れ、これによりこの空洞部分が埋められる。
After digging a predetermined distance (for example, a distance corresponding to one stroke of the shield jack 15) in this way, the shield jack 15 is contracted, and the space created between the spreader 16 and the existing segment ring S is removed. ,
A new segment ring S is assembled and arranged by the erector device 9 and bolted to the existing segment ring S. At this time, a backing material is injected into a hollow portion formed around the segment ring S by, for example, an injection means (not shown), thereby filling the hollow portion.

【0042】そして、上記新たに配置したセグメントリ
ングSを再び反力受けとしてシールドジャッキ15を伸
び状態にしシールド本体1を前方へ推進させつつ、カッ
タヘッド3を回転させて再び地山の掘削を行っていく。
Then, the newly arranged segment ring S is again used as a reaction force, the shield jack 15 is extended, the shield body 1 is propelled forward, and the cutter head 3 is rotated to excavate the ground again. To go.

【0043】以上の手順を繰り返し、円形断面のトンネ
ルを構築する。なお、シールド掘進機が通過した後のセ
グメントリングSの周囲の土砂に対しては、例えば図示
しない注入手段で時効硬化する裏込め材を注入充填し、
トンネル壁面を地山に固定する。
The above procedure is repeated to construct a tunnel having a circular cross section. The earth and sand around the segment ring S after the shield machine has passed is injected and filled with, for example, an age hardening backfill material by an injection means (not shown).
Fix the tunnel wall to the ground.

【0044】(3)カッタヘッドの詳細掘削動作及び作
用 本実施の形態のシールド掘進機の動作における最大の特
徴は、カッタヘッド3における径方向位置が中心側で掘
進方向前方側に最も突出した先行掘削手段としてのセン
タカッタ28から、順次隣接する他の径方向位置のカッ
タビット29−1,29−2,…,29−9,29−1
0の刃先を順次掘進方向後方側に後退させるように配置
することにより、地山の掘削面Mの縦断面形状を略階段
状に維持しながら掘削を行っていく(いわゆるアンダー
カッテイング)ことにある。
(3) Detailed Excavation Operation and Operation of Cutter Head The greatest feature of the operation of the shield excavator according to the present embodiment is that the radial position of the cutter head 3 is the center side and most protrudes forward in the excavation direction. From the center cutter 28 as the excavating means, the cutter bits 29-1, 29-2,.
By arranging the cutting edges of 0 in the excavation direction rearward in order, the excavation is performed (so-called undercutting) while maintaining the vertical cross-sectional shape of the excavated surface M of the ground in a substantially stepped shape. .

【0045】図6は、このアンダーカッテイングを行っ
ている状態を表す説明図であり、前述の各カッタビット
29−1〜29−10のうち、図1中のカッタビット2
9−4及びその周辺部を表すD部を例にとって抽出し拡
大して示したものである。本実施の形態のシールド掘進
機では、掘進方向に先行するセンタカッタ28によって
切羽に略円錐状の先行掘削面を形成し、その先行掘削面
を足がかりにして各カッタビット29−1〜29−10
が順次掘削を行う。その結果、先行掘削面の外周側にお
いて図6に例示されるように地山の掘削面Mの大部分に
縦断面形状が掘進方向掘削面Maと径方向掘削面Mrとか
らなる略階段状の掘削面が形成される(このとき、各カ
ッタビット29−1〜29−10の刃先突端部位置を結
んだ面Ccは円錐面となる(図6中に直線で表され
る))。このような掘削態様とすることにより、カッタ
ビット29の掘進方向(図6中左方向)への押圧力で略
階段状の縁部(角部)Mcの根元側に亀裂Crを生じさせ
て進展させ、縁部Mcの大部分(図6中網掛けハッチン
グを施した部分)に斜め方向のせん断破壊を連続的に誘
発させる剥離破砕を行うことができる。これにより、掘
削の際に必要となる掘削力を低減できるので、通常の掘
削に比べて小さな掘削力で地山の掘削が可能となる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the undercutting is being performed. Among the aforementioned cutter bits 29-1 to 29-10, the cutter bit 2 in FIG.
9-4 and a portion D representing the peripheral portion thereof are extracted and enlarged. In the shield machine according to the present embodiment, a substantially conical preceding excavation surface is formed on a face by the center cutter 28 preceding in the excavation direction, and each of the cutter bits 29-1 to 29-10 is formed using the preceding excavation surface as a foothold.
Will excavate sequentially. As a result, on the outer peripheral side of the preceding excavation surface, as shown in FIG. 6, the vertical cross-sectional shape is substantially stepwise formed of the excavation direction excavation surface Ma and the radial direction excavation surface Mr over most of the excavation surface M of the ground. An excavation surface is formed (at this time, a surface Cc connecting the positions of the cutting edge tips of the cutter bits 29-1 to 29-10 is a conical surface (represented by a straight line in FIG. 6)). With such an excavation mode, a crack Cr is formed on the root side of the substantially stepped edge (corner) Mc by the pressing force of the cutter bit 29 in the excavation direction (left direction in FIG. 6), and the crack bit Cr advances. By doing so, it is possible to perform peeling and crushing that continuously induces shear failure in an oblique direction on a large part of the edge Mc (portion hatched in FIG. 6). This makes it possible to reduce the excavation force required for excavation, so that excavation of the ground can be performed with a smaller excavation force than in ordinary excavation.

【0046】(4)本実施の形態のシールド掘進機の効
果 以上のような構成及び動作の本実施の形態のシールド掘
進機により得られる効果を以下順次説明する。
(4) Effects of the Shield Machine of the Present Embodiment The effects obtained by the shield machine of the present embodiment having the above-described configuration and operation will be sequentially described below.

【0047】(4−1)剥離破砕による掘進距離向上効
果 上記(3)で述べたように、本実施の形態のシールド掘
進機では、主としてカッタビット29−1〜29−10
における剥離破砕によって掘削を行うことで掘削の際に
必要となる掘削力を低減でき、通常の掘削に比べて小さ
な掘削力で地山の掘削が可能となる。したがって、その
分カッタビット29−1〜29−10における地山切羽
(掘削面M)との摺動による摩耗を低減することができ
る(特に、軟岩、土丹、玉石、砂礫、及び砂等に対して
有効)ので、掘進距離を向上することができる。また、
通常の掘削のようにカッタビットの刃先で地山切羽を削
り取るようにして掘削するのではなく、上記のように主
として剥離破砕によって掘削を行っていくので、カッタ
ビット29−1〜29−10の刃先が摩耗して鋭利でな
くなっても比較的大きな掘削能力(効率)を確保するこ
とができる。したがってこれによっても掘進距離を向上
することができる。以上のようにして、通常の掘削より
も大幅に掘進距離を向上できるので、圧縮強度が軟岩以
下である土質において、十分な長距離掘進(例えば2k
m以上)を行うことができる。
(4-1) Effect of improving excavation distance by peeling and crushing As described in (3) above, in the shield excavator of the present embodiment, the cutter bits 29-1 to 29-10 are mainly used.
By excavating by exfoliation crushing in the above, the excavating force required for excavation can be reduced, and the excavation of the ground can be performed with a small excavating force as compared with ordinary excavation. Therefore, the wear of the cutter bits 29-1 to 29-10 due to sliding with the ground face (excavation surface M) can be reduced accordingly (especially for soft rock, dotan, cobblestone, gravel, sand, etc.). Effective), the excavation distance can be improved. Also,
Rather than excavating the ground face with the cutting edge of the cutter bit as in ordinary excavation, excavation is performed mainly by peeling and crushing as described above, so that the cutter bits 29-1 to 29-10 A relatively large excavation ability (efficiency) can be ensured even when the cutting edge is worn and no longer sharp. Therefore, the excavation distance can be improved also by this. As described above, the excavation distance can be greatly improved as compared with ordinary excavation. Therefore, in a soil where the compressive strength is equal to or less than soft rock, excavation sufficiently long (for example, 2 k
m or more).

【0048】(4−2)剥離破砕によるカッタ駆動トル
ク低減効果 また、剥離破砕による掘削は、カッタビットの刃先で地
山切羽を削り取るようにして掘削する通常の掘削よりも
掘削効率(投入動力に対する掘削量の割合)が大幅に向
上するので、少ない駆動トルクで従来と同様の掘削を行
える。すなわち、省エネルギ化を図ることができ、また
カッタヘッド3を回転駆動するカッタ駆動装置4の負荷
を低減してその寿命を向上することができる。
(4-2) Effect of Reducing Cutter Drive Torque by Peeling and Crushing Excavation by peeling and crushing is more efficient than ordinary digging by cutting the ground face with the cutting edge of the cutter bit. (The ratio of the excavation amount) is greatly improved, so that the same excavation as before can be performed with a small driving torque. That is, energy saving can be achieved, and the load on the cutter driving device 4 for rotatingly driving the cutter head 3 can be reduced, and the life thereof can be improved.

【0049】(4−3)掘削面Maへの傾斜角θaによる
さらなる掘進距離向上効果 上記(4−1)で説明したように、本実施の形態のシー
ルド掘進機では、掘削中にカッタビット29−1〜29
−10の押圧力で掘削面縁部(角部)Mcの大部分を斜
めにせん断破壊させ剥離破砕を行っていくが、このと
き、カッタビット29−1〜29−10の超硬チップ2
9Aの略鉛直刃面部29Aaを掘進方向掘削面Maに対
してほぼ平行に配置する一方、傾斜刃面部29Abを掘
進方向掘削面Maに対して所定の傾斜角θaをなすよう
に斜めに配置している。これにより、掘進方向に前進す
るにつれて、縁部Mcに対し、図6中太矢印で示すよう
にせん断破壊を促進するような向きに(この場合、径方
向内周側に向かって)押圧力を加えることが可能とな
る。これにより、さらに小さな掘削力で地山の掘削を行
うことが可能となるので、これによってもカッタビット
29−1〜29−10の摩耗を低減し、さらに掘進距離
を向上することができる。
(4-3) Further Improvement Effect of Excavation Distance by Inclination Angle θa to Excavation Surface Ma As described in the above (4-1), in the shield excavator of the present embodiment, the cutter bit 29 is excavated during excavation. -1 to 29
A large part of the excavation surface edge (corner) Mc is obliquely shear-ruptured by a pressing force of −10 to perform peeling and crushing. At this time, the carbide tips 2 of the cutter bits 29-1 to 29-10 are cut.
While the substantially vertical blade surface portion 29Aa of 9A is arranged almost parallel to the excavation surface Ma in the excavation direction, the inclined blade surface portion 29Ab is obliquely arranged so as to form a predetermined inclination angle θa with the excavation surface Ma in the excavation direction. I have. Thereby, as the vehicle advances in the excavation direction, the pressing force is applied to the edge Mc in a direction (in this case, toward the radially inner peripheral side) in such a direction as to promote the shear failure as shown by a thick arrow in FIG. It is possible to add. As a result, it becomes possible to excavate the ground with a smaller excavation force, so that the wear of the cutter bits 29-1 to 29-10 can be reduced, and the excavation distance can be further improved.

【0050】(4−4)掘進方向掘削面Maへの負のす
くい角γaによる効果 本実施の形態のシールド掘進機では、(4−1)で説明
したように剥離破砕による掘削を行うことから、掘進方
向掘削面Maに対し正のすくい角を備える必要がない。
そこで、前述のように、本実施の形態においては、各カ
ッタビット29−1〜29−10に掘進方向掘削面Ma
に対して負のすくい角γaをもたせている(図4参
照)。これにより、正のすくい角を備える通常掘削用の
カッタビットのようにカッタヘッドの正逆2方向回転に
対応して正転時掘削用カッタビットと逆転時掘削用カッ
タビットとの両方を配列する必要がなくなり、図2に示
すように、各カッタスポーク部27A〜27Dにカッタ
ビット3の各周方向位置にそれぞれ1つのカッタビット
29−1〜29−9,29−10Aを設けるだけでカッ
タヘッド3のいずれの方向への回転にも対応可能となる
(なお、円環状部材27Eに設けた4つのカッタビット
29−10Bもすべて同一形状であり、それぞれが同様
にいずれの方向への回転にも対応可能)。これにより、
カッタビット数を従来構造よりも大きく低減できるの
で、これによっても地山切羽(掘削面M)との摺動抵抗
を減少させてカッタヘッド駆動トルクをさらに低減する
ことができる。
(4-4) Effect of Negative Rake Angle γa on Excavation Surface Ma in Excavation Direction The shield excavator of the present embodiment performs excavation by peeling and crushing as described in (4-1). It is not necessary to provide a positive rake angle with respect to the excavation surface Ma in the excavation direction.
Therefore, as described above, in the present embodiment, the cutter bits 29-1 to 29-10 are provided with the excavation surface Ma
Has a negative rake angle γa (see FIG. 4). Thus, both the forward-direction excavation cutter bit and the reverse-direction excavation cutter bit are arranged corresponding to the forward / reverse bidirectional rotation of the cutter head like a normal excavation cutter bit having a positive rake angle. It is no longer necessary, and as shown in FIG. 2, the cutter head is provided by simply providing one cutter bit 29-1 to 29-9, 29-10A at each circumferential position of the cutter bit 3 in each of the cutter spoke portions 27A to 27D. 3 (the four cutter bits 29-10B provided on the annular member 27E are all of the same shape, and each of them can be rotated in any direction in the same manner). Compatible). This allows
Since the number of cutter bits can be greatly reduced as compared with the conventional structure, the sliding resistance with the ground face (excavation surface M) can be reduced to further reduce the cutter head driving torque.

【0051】また上記した従来構造のように正のすくい
角をもたせるため正転時掘削用・逆転時掘削用カッタビ
ットの両方を配列する場合には、その両側のカッタビッ
ト間に掘削土砂が付着することでカッタヘッド駆動トル
クを増大させる場合があったが、このような現象も未然
に防止できる(特に、土丹、粘性土等に対して有効)。
When both the cutter bit for forward rotation and the cutter bit for reverse rotation are arranged to have a positive rake angle as in the conventional structure described above, excavated earth and sand adhere between the cutter bits on both sides thereof. By doing so, the cutter head driving torque may be increased in some cases, but such a phenomenon can be prevented beforehand (in particular, it is effective for soil, clay, etc.).

【0052】以上のようにして、カッタヘッド駆動トル
クをさらに低減できるので、カッタ駆動装置4の負荷を
さらに低減できる。
As described above, since the cutter head driving torque can be further reduced, the load on the cutter driving device 4 can be further reduced.

【0053】さらに、上記従来構造よりもカッタビット
数を低減できることによってコストを低減でき、あるい
は、コストアップせずにカッタビットの設置条数を例え
ば2倍に増加させることができる。
Further, the number of cutter bits can be reduced by reducing the number of cutter bits as compared with the conventional structure, or the number of cutter bits can be increased, for example, twice without increasing the cost.

【0054】(4−5)面板部による効果 上記のように先行掘削面からアンダーカッテイングを行
っていく場合、先行掘削面から縦断面形状が略階段状と
なるような掘削面Mを形成する(切羽が傘状に掘削され
ていく)こととなるため、通常の場合よりも切羽の地山
崩壊の懸念が生じやすい場合がある。これに対応して、
本実施の形態においては、カッタスポーク部27A〜2
7D間の間隙をそれぞれ4つの面板部17によってほぼ
塞ぐことにより、切羽の地山崩壊の可能性を低減でき、
切羽の安定性向上を図ることができる。
(4-5) Effect of the Face Plate Portion When undercutting is performed from the preceding excavation surface as described above, the excavation surface M is formed such that the vertical cross-sectional shape from the preceding excavation surface is substantially stepwise. Since the face is excavated in an umbrella shape), there is a case where the concern about collapse of the ground is more likely to occur than in the normal case. Correspondingly,
In the present embodiment, the cut-spoke portions 27A-2
By substantially closing the gap between the 7Ds with the four face plate portions 17, the possibility of the ground collapse of the face can be reduced,
The stability of the face can be improved.

【0055】(4−6)側方堀りにおける効果 本実施の形態のカッタビット29は、前述のように、略
階段状となる掘削面Mを形成するように、各カッタビッ
ト29−1,29−2,…,29−9,29−10の刃
先(チップ略鉛直刃面部29Aa)を順次掘進方向後方
側に後退させるように配設されている。このため、掘進
方向を方向修正するときあるいはカーブ施工するときに
は、掘進方向と直角方向(径方向)への掘削(いわゆる
側方掘り)が必要となる。本実施の形態ではこれに対応
し、掘進方向を掘削するための略鉛直刃面部29Aa及
び傾斜刃面部29Abに加えて、上記側方掘りのための
略水平刃面部29Ac及び傾斜刃面部29Adを設けて
いる。このとき、傾斜刃面部29Adは、径方向掘削面
Mrに対し所定の傾斜角θrをなすようになっている(図
5参照)。これにより、径方向への側方掘りを行うとき
に、上記(4−3)と同様の原理で、曲線施工・方向修
正の際において、上記(4−3)と同様に、径方向に側
方掘りするにつれて、縁部Mcに対し、せん断破壊を促
進するような向きに押圧力を加えることが可能となるの
で、小さな掘削力で地山の側方掘りを行うことが可能と
なる。
(4-6) Effect in Side Drilling As described above, the cutter bit 29 of the present embodiment forms each of the cutter bits 29-1 and 29-1 so as to form the substantially stepped excavation surface M. 29-2,..., 29-9, 29-10 are arranged so that the cutting edges (approximately vertical blade surface portions 29Aa) are sequentially retracted rearward in the excavation direction. For this reason, when correcting the direction of the excavation direction or performing a curve construction, excavation (so-called side excavation) in a direction (radial direction) perpendicular to the excavation direction is required. To cope with this, in the present embodiment, in addition to the substantially vertical blade surface portion 29Aa and the inclined blade surface portion 29Ab for excavating in the excavation direction, the substantially horizontal blade surface portion 29Ac and the inclined blade surface portion 29Ad for the side digging are provided. ing. At this time, the inclined blade surface portion 29Ad forms a predetermined inclination angle θr with respect to the radially excavated surface Mr (see FIG. 5). Thus, when performing lateral digging in the radial direction, the same principle as in the above (4-3) is used, and in the case of curve construction and direction correction, similar to the above (4-3), As the digging is performed, it is possible to apply a pressing force to the edge Mc in a direction that promotes the shear fracture, so that the digging of the ground can be performed with a small digging force.

【0056】なお、上記本発明の一実施の形態において
は、各カッタビット29−1〜29−10の超硬チップ
29Aの傾斜刃面部29Abを掘進方向掘削面Maに対
して所定の傾斜角θaをなすように斜めに配置し、また
各カッタビット29−1〜29−10に掘進方向掘削面
Maに対して負のすくい角γaをもたせたが、本発明の基
本的な効果である上記(4−1)及び(4−2)の効果
を得る限りにおいては、必ずしもこれらの構造を備える
必要はない。すなわち、カッタビット29−1〜29−
10の超硬チップ29Aの掘進方向側をすべて略鉛直刃
面部29Aaとしてその掘進方向側全面を掘進方向掘削
面Maに対してほぼ平行に配置したり、各カッタビット
29−1〜29−10に掘進方向掘削面Maに対して正
のすくい角をもたせてもよい。この場合も、剥離破砕を
行うことによる掘進距離向上効果及びカッタ駆動トルク
低減効果を得ることができる。
In the embodiment of the present invention, the inclined blade surface portion 29Ab of the carbide tip 29A of each of the cutter bits 29-1 to 29-10 has a predetermined inclination angle θa with respect to the excavation surface Ma in the excavation direction. And the cutter bits 29-1 to 29-10 are provided with a negative rake angle γa with respect to the excavation surface Ma in the digging direction. It is not always necessary to provide these structures as long as the effects of 4-1) and (4-2) are obtained. That is, the cutter bits 29-1 to 29-
All of the ten carbide tips 29A in the digging direction are substantially vertical blade surface portions 29Aa, and the entire surface in the digging direction is arranged substantially parallel to the digging direction digging surface Ma, or each of the cutter bits 29-1 to 29-10. A positive rake angle may be provided to the excavation surface Ma in the excavation direction. Also in this case, the effect of improving the excavation distance and the effect of reducing the cutter driving torque by performing peeling and crushing can be obtained.

【0057】また、上記本発明の一実施の形態において
は、センタカッタ28を1つの先行掘削部として径方向
中心部に設けたが、これに限られない。すなわち、径方
向中心部のセンタカッタ28を掘進方向最前方側に突出
させその外周側に順次隣接するカッタビットの刃先を順
次掘進方向後方側に後退させる第1段掘削部を設けると
共に、この第1段掘削部の径方向外周側のカッタヘッド
径方向中間部を掘進方向最前方側に突出させ(すなわち
この位置が第2の先行掘削部となる)それに順次隣接す
るカッタビットの刃先を順次掘進方向後方側に後退させ
た第2段掘削部を設けてもよい。
In the above-described embodiment of the present invention, the center cutter 28 is provided at the center in the radial direction as one preceding excavation part, but is not limited to this. That is, a first-stage excavation portion is provided in which the center cutter 28 at the center in the radial direction projects to the foremost side in the excavation direction and the cutting edge of the cutter bit adjacent to the outer peripheral side is sequentially retracted rearward in the excavation direction. The middle part in the radial direction of the cutter head radially outer side of the one-stage excavation part is protruded to the foremost side in the excavation direction (that is, this position becomes the second preceding excavation part). A second-stage excavation portion that is retracted backward in the direction may be provided.

【0058】さらに、上記本発明の一実施の形態におい
ては、カッタヘッド3の径方向中心部において掘進方向
前方側にセンタカッタ28を突出して設けるとともにそ
の径方向位置に順次隣接する他の径方向位置にカッタビ
ット29の刃先を順次掘進方向後方側に後退させて設け
るにあたり、そのような刃先側の配置に対応してカッタ
スポーク部27も外周側ほど後方に後退した態様に配置
したが、これには限られない。すなわち、カッタスポー
ク側は、通常のシールド掘進機のように単純に径方向に
放射状に延設する構成とし、これに取り付けるカッタビ
ットの軸方向長さを径方向位置ごとに変化させて、上記
のような刃先位置の配設態様を実現しても良い。この場
合も同様の効果を得られることは言うまでもない。さら
に、以上において先行掘削部及びこの径方向位置に順次
隣接するカッタビット29をカッタスポーク部27A〜
Dに設けたのに代えて、面板部17に設けてもよい。こ
の場合も同様の効果を得る。
Further, in the embodiment of the present invention, a center cutter 28 is provided so as to protrude forward in the digging direction at the center of the cutter head 3 in the radial direction. When the cutting edge of the cutter bit 29 is sequentially retracted rearward in the excavation direction at the position, the cut-spoke portion 27 is also arranged in such a manner that the outer peripheral side also retracts rearward in correspondence with such an arrangement on the cutting edge side. Not limited to That is, the cut-spoke side is configured to simply extend radially in the radial direction like a normal shield machine, and the axial length of the cutter bit attached thereto is changed for each radial position, and Such an arrangement mode of the cutting edge position may be realized. It goes without saying that a similar effect can be obtained in this case as well. Furthermore, in the above, the preceding excavation part and the cutter bit 29 sequentially adjacent to this radial position are connected to the cut-spoke parts 27A-27.
Instead of being provided on D, it may be provided on the face plate 17. In this case, a similar effect is obtained.

【0059】また、上記本発明の一実施の形態において
は、掘削室P内に注水手段を用いて注水を行い、掘削土
砂を泥水の状態として排泥手段により排出する泥水シー
ルド掘進機に本発明を適用した場合を例にとって説明し
たが、これに限られず、掘削室P内に取り込んだ泥土を
スクリューコンベアで排出するともに、その掘削室P内
の泥土の圧力により切羽の土圧に対抗するいわゆる土圧
シールド掘進機に本発明を適用しても良い。この場合も
同様の効果を得る。
In one embodiment of the present invention, the present invention is applied to a mud shield excavator in which water is injected into the excavating chamber P using a water injection means, and excavated earth and sand is discharged in a muddy state by the mud discharging means. However, the present invention is not limited to this, and the mud taken in the excavation chamber P is discharged by a screw conveyor, and the so-called mud pressure in the excavation chamber P is used to oppose the earth pressure of the face. The present invention may be applied to an earth pressure shield machine. In this case, a similar effect is obtained.

【0060】さらに、以上においては、シールド本体1
の前方に設けたカッタヘッド3を回転させて掘削を行う
シールド掘進機に本発明を適用した場合を例にとって説
明したが、これに限られず、例えば、押管シールド、小
口径推進機、TBM等の横穴掘削機においても本発明の
カッタヘッド構造を適用することができ、この場合も同
様の効果を得ることができる。
Further, in the above, the shield body 1
The present invention is applied to a shield machine that excavates by rotating a cutter head 3 provided in front of a pipe. However, the present invention is not limited to this. For example, a push pipe shield, a small-diameter thruster, a TBM, etc. The cutter head structure of the present invention can be applied to the horizontal hole excavator described above, and in this case, the same effect can be obtained.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明によれば、いわゆるアンダーカッ
テイングで掘削を行っていくことにより、掘削の際に必
要となる掘削力を低減でき、通常の掘削に比べて小さな
掘削力で地山の掘削が可能となる。したがって、その分
カッタビットにおける切羽との摺動による摩耗を低減す
ることができ、カッタビットの寿命を向上させることが
できる。その結果、通常の掘削よりも大幅に掘進距離を
向上できるので、圧縮強度が軟岩以下である土質におい
て、十分な長距離掘進を行うことができる。
According to the present invention, the excavation is performed by so-called undercutting, so that the excavation force required for excavation can be reduced, and the excavation of the ground can be performed with a small excavation force as compared with ordinary excavation. Becomes possible. Therefore, the wear of the cutter bit due to sliding with the face can be reduced, and the life of the cutter bit can be improved. As a result, the excavation distance can be greatly improved as compared with the normal excavation, and therefore, a sufficiently long excavation can be performed on the soil whose compressive strength is equal to or less than soft rock.

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

【図1】本発明の横孔掘削機の一実施の形態の全体構造
を表す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing an entire structure of an embodiment of a horizontal hole excavator according to the present invention.

【図2】図1中A方向から見た矢視正面図である。FIG. 2 is a front view as viewed from the direction A in FIG.

【図3】本発明の横孔掘削機を構成するカッタビットの
詳細構造を表す図2中部分拡大図である。
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2 showing a detailed structure of a cutter bit constituting the horizontal hole excavator of the present invention.

【図4】図3中B方向から見た上面図である。FIG. 4 is a top view as viewed from a direction B in FIG. 3;

【図5】図3中C方向から見た側面図である。FIG. 5 is a side view as viewed from a direction C in FIG. 3;

【図6】本発明の横孔掘削機の一実施の形態にて掘削を
行っている状態を表す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which excavation is being performed in one embodiment of the horizontal hole excavator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド本体 3 カッタヘッド 6 送泥管(注水手段) 7 排泥管(排泥手段) 17 面板部 19,20 土砂取込用穴(土砂取り込み口) 27A〜D カッタスポーク部 28 センタカッタ(先行掘削手段) 29 カッタビット M 掘削面 Ma 掘進方向掘削面 Mr 径方向掘削面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield main body 3 Cutter head 6 Mud feed pipe (water injection means) 7 Drain pipe (mud discharge means) 17 Face plate part 19, 20 Sediment intake hole (sediment intake port) 27A-D cutter spoke part 28 Center cutter (preceding) Excavation method) 29 cutter bits M Excavation surface Ma Excavation surface in excavation direction Mr Excavation surface in radial direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 府川 宜史 東京都港区港南二丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 守屋 洋一 東京都港区港南二丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 山下 健司 東京都港区港南二丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 宮 清 東京都港区港南二丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 土屋 清 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 深井 政和 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Fターム(参考) 2D054 AC05 AD19 BA04 CA03 CA04 DA33  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshifumi Fukawa 2-1-2-2 Konan, Minato-ku, Tokyo Obayashi Corporation Tokyo Head Office (72) Inventor Yoichi Moriya 2-5-2-1, Konan, Minato-ku, Tokyo Obayashi Corporation Tokyo Main Office (72) Inventor Kenji Yamashita 2-2-1 Konan, Minato-ku, Tokyo Obayashi Gumi Tokyo Main Office (72) Inventor Miya Kiyoshi 2-2-1 Konan, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd. Obayashi Corporation Tokyo head office F-term in the factory (reference) 2D054 AC05 AD19 BA04 CA03 CA04 DA33

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】前部に設けたカッタヘッドを回転させて掘
削を行う横孔掘削機において、 前記カッタヘッドは、 径方向中央側から放射状に伸びる複数のカッタスポーク
部と、 これら複数のカッタスポーク部間の間隙をほぼ塞ぐよう
に配設した面板部と、 この面板部に設けられ掘削土砂を取り込む土砂取り込み
口と、 前記複数のカッタスポーク部又は面板部の少なくとも一
箇所に、推進方向に突出させて設けた先行掘削手段と、 この先行掘削手段から前記カッタヘッドの径方向位置
で、かつ、前記横孔掘削機の軸方向後方側に順次位置す
るように前記複数のカッタスポーク部又は面板部に配設
した複数のカッタビットとを備えたことを特徴とする横
孔掘削機。
1. A cross hole excavator for excavating by rotating a cutter head provided in a front part, wherein the cutter head comprises: a plurality of cutter spoke portions extending radially from a radially central side; A face plate portion arranged to substantially close the gap between the portions, a sediment intake port provided in the face plate portion for taking in excavated sediment, and protruding in a propulsion direction at at least one of the plurality of cut-spoke portions or the face plate portion. And a plurality of cut-spoke portions or face plate portions arranged so as to be sequentially located radially from the preceding excavation means at the radial position of the cutter head and axially rearward of the horizontal hole excavator. And a plurality of cutter bits disposed in the excavator.
【請求項2】前部に設けたカッタヘッドを回転させて掘
削を行う横孔掘削機において、 前記カッタヘッドは、 径方向中央側から放射状に伸びる複数のカッタスポーク
部と、 これら複数のカッタスポーク部間の間隙をほぼ塞ぐよう
に配設した面板部と、 この面板部に設けられ掘削土砂を取り込む土砂取り込み
口と、 前記複数のカッタスポーク部又は面板部の少なくとも一
箇所に、推進方向に突出させて設けた先行掘削手段と、 この先行掘削手段から前記カッタヘッドの径方向位置で
かつ前記横孔掘削機の軸方向後方側に順次位置し、前記
先行掘削手段で掘削した先行掘削面から順次剥離破砕を
行い掘削するように前記複数のカッタスポーク部又は面
板部に配設した複数のカッタビットとを備えたことを特
徴とする横孔掘削機。
2. A horizontal hole excavator for excavating by rotating a cutter head provided at a front portion, wherein the cutter head comprises: a plurality of cut-spoke portions extending radially from a radially central side; A face plate portion arranged to substantially close the gap between the portions, a sediment intake port provided in the face plate portion for taking in excavated sediment, and protruding in a propulsion direction at at least one of the plurality of cut-spoke portions or the face plate portion. Leading digging means provided in this order, sequentially from the preceding digging means at the radial position of the cutter head and axially rearward of the horizontal hole digging machine, sequentially from the preceding digging surface digged by the preceding digging means A horizontal hole excavator, comprising: a plurality of cutter bits arranged on the plurality of cut-spoke portions or the face plate portion so as to perform exfoliation and crushing.
【請求項3】請求項1又は2記載の横穴掘削機におい
て、前記カッタヘッドで掘削された土砂に注水するため
の注水手段と、その注水された掘削土砂を泥水の状態で
吸い込み排出する排泥手段とを有することを特徴とする
横穴掘削機。
3. A side hole excavator according to claim 1, wherein said water injection means is for injecting earth and sand excavated by said cutter head, and said mud is sucked and discharged in a state of muddy water. Means for excavating a lateral hole.
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