JP2004169367A - Shield machine for partial hard ground, method for excavating partial hard ground and tunnel construction method for partial hard ground - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部分硬質地盤用シールド掘進機に関する。
【0002】
【従来の技術】
シールド掘進機として、掘進機本体の前部に切羽に対向させて回転駆動されるカッタを設け、そのカッタに複数のビット(ティースビット、ローラビット等)を取り付け、掘進機本体の内部で組み立てた既設セグメントに掘進機本体の内部に設けた推進ジャッキを押し付けて前進させるものが知られている。
【0003】
かかる回転カッタ式のシールド掘進機よって、硬質地盤部と通常地盤部とが長手方向に配置された地山をそれらの境界に沿って掘進すると、硬質地盤部と通常地盤部とが混在する切羽(掘削断面)をカッタのビットが周回して切削することになるため、次のような問題が生じる。
【0004】
なお、関連する先行技術として特許文献1及び2に記載されたものが知られている。
【0005】
【特許文献1】
特許第2849605号公報
【特許文献2】
特開平9−317397号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
硬質地盤部が切羽の一部であるため、カッタの回転に伴ってビットが硬質地盤部からそれ以外の領域(硬質地盤部よりも軟らかい地盤部)に回動すると、急激に切羽での抗力が下がってその分だけ推進ジャッキ(一定油圧制御)が伸長し、掘進機が僅かに前進する。次いで、カッタが更に回転してビットが再び硬質地盤部に回動すると、急激に切羽での抗力が上がってその分だけ推進ジャッキが収縮し、掘進機が僅かに後退する。すなわち、カッタの回転に伴って掘進機が前後に息するように微小振動する。
【0007】
また、カッタの回転に伴ってビットが硬質地盤部からそれ以外の領域に回動して、上述のように掘進機が僅かに前進した後、ビットが再び硬質地盤部に回動して戻るとき、切羽(硬質地盤部)に対するビットの切り込み深さが深くなって、カッタトルクが急増する。そして、急増したカッタトルクの反力によって、掘進機がローリングする。
【0008】
また、通常、方向制御のために複数の推進ジャッキの内の一部を既設セグメントに押し付けて掘進しているため、ビットの周回に伴う切羽での抗力の増減の影響が推進ジャッキが当接されたセグメントに集中的に作用し、セグメントが変形して掘進機が傾く。また、ビットの周回に伴ってセグメントの圧縮・解放が息するように繰り返され、セグメントが疲労する。
【0009】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、切羽の一部に硬質地盤が存在しても、安定した掘進を実現できる部分硬質地盤用シールド掘進機を提供することにある。
【0010】
【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に係る発明は、硬質地盤部と通常地盤部とが長手方向に存在する地山を掘進し、硬質地盤部と通常地盤部とが混在する切羽を切削する部分硬質地盤用シールド掘進機であって、掘進機本体の前部に、切羽に対向させて回転カッタを設け、該カッタの切羽側の面を、カッタ回転中心を中心とする同心円で区切って、通常地盤部のみを掘削する領域と通常地盤部及び硬質地盤部を掘削する領域とに仮想的に分け、通常地盤部及び硬質地盤部を掘削する領域に、複数の硬質地盤用のビットをカッタの回転中に少なくとも1個が硬質地盤部に常に接するように配置したものである。
【0011】
この発明によれば、切羽の一部に存する硬質地盤部に対し、各硬質地盤部用ビットがカッタの回転に伴って順次次々と接し、掘進機の前進力が常に1個以上の硬質地盤部用ビットを介して硬質地盤部に支持される。よって、掘進機が、カッタの回転に応じて、前後に息するように振動したり、ローリングしたり、傾いたりすることが防止され、安定した掘進を実現できる。また、セグメントの圧縮・解放も防止される。
【0012】
請求項2に係る発明は、上記掘進機本体の内部に、既設セグメントに当接して掘進反力を支持する推進ジャッキを複数設け、それら推進ジャッキは、掘進時に全数が既設セグメントに当接するものである。
【0013】
こうすれば、掘進機の掘進反力が全ての既設セグメントで支持されるので、特定のセグメントに力が集中することはなく、セグメントの変形が抑えられ、掘進機の傾きを抑制できる。
【0014】
請求項3に係る発明は、上記掘進機本体の後部に、所定の裏込材地盤部の厚さに形成された円筒状のテール部を設け、該テール部に、その内方にて組み立てられた既設セグメントと掘孔との間に裏込材を注入する注入管を設けたものである。
【0015】
こうすれば、掘進機の後方に、裏込材が固化した裏込材地盤部(硬質地盤部)が形成され、かかる硬質地盤部とその外側の通常の地盤とが長手方向に配置された地山が形成される。
【0016】
請求項4に係る発明は、筒状に組み立てられたセグメントの外周を所定の厚さで囲繞する裏込材地盤部と該裏込材地盤部の外側の通常地盤部とからなる地山を掘進し、裏込材地盤部と通常地盤部とが混在する切羽を切削する部分硬質地盤用シールド掘進機であって、掘進機本体の前部に、切羽に対向させて回転カッタを設け、該カッタの切羽側の面を、カッタ回転中心を中心とする同心円で区切って、通常地盤部のみを掘削する領域と通常地盤部及び裏込材地盤部を掘削する領域とに仮想的に分け、通常地盤部及び裏込材地盤部を掘削する領域に、複数の硬質地盤用のビットをカッタの回転中に少なくとも1個が裏込材地盤部に常に接するように配置したものである。
【0017】
この発明によれば、切羽の一部に存する裏込材地盤部(硬質地盤部)に対し、各硬質地盤部用ビットがカッタの回転に伴って順次次々と接し、掘進機の前進力が常に1個以上の硬質地盤部用ビットを介して裏込材地盤部に支持される。よって、掘進機が、カッタの回転に応じて、前後に息するように振動したり、ローリングしたり、傾いたりすることが防止され、安定した掘進を実現できる。また、セグメントの圧縮・解放も防止される。
【0018】
請求項5に係る発明は、筒状に組み立てられたセグメントの外周を所定の厚さで囲繞する裏込材地盤部と該裏込材地盤部の外側の通常地盤部とからなる地山を掘進し、裏込材地盤部と通常地盤部とが混在する切羽を切削する部分硬質地盤用シールド掘進機であって、掘進機本体の内部に、当該内部で組み立てられた既設セグメントに当接して掘進反力を支持する推進ジャッキを複数設け、それら推進ジャッキは、掘進時に全数が既設セグメントに当接するものである。
【0019】
この発明によれば、掘進機の掘進反力が全ての既設セグメントで支持されるので、特定のセグメントに力が集中することはなく、セグメントの変形が抑えられ、掘進機の傾きを抑制できる。
【0020】
請求項6に係る発明は、筒状に組み立てられたセグメントの外周を所定の厚さで囲繞する裏込材地盤部と該裏込材地盤部の外側の通常地盤部とからなる地山を掘進し、裏込材地盤部と通常地盤部とが混在する切羽を切削する部分硬質地盤用シールド掘進機であって、掘進機本体の前部に、切羽に対向させて回転カッタを設け、該カッタの切羽側の面を、カッタ回転中心を中心とする同心円で区切って、通常地盤部のみを掘削する領域と通常地盤部及び裏込材地盤部を掘削する領域とに仮想的に分け、通常地盤部及び裏込材地盤部を掘削する領域に、複数の硬質地盤用のビットをカッタの回転中に少なくとも1個が裏込材地盤部に常に接するように配置し、上記掘進機本体の内部に、当該内部で組み立てられた既設セグメントに当接して掘進反力を支持する推進ジャッキを複数設け、それら推進ジャッキは、掘進時に全数が既設セグメントに当接するものである。
【0021】
この発明によれば、切羽の一部に存する裏込材地盤部に対し、各硬質地盤部用ビットがカッタの回転に伴って順次次々と接し、掘進機の前進力が常に1個以上の硬質地盤部用ビットを介して裏込材地盤部に支持される。よって、掘進機が、カッタの回転に応じて、前後に息するように振動したり、ローリングしたり、傾いたりすることが防止され、安定した掘進を実現できる。また、セグメントの圧縮・解放も防止される。また、掘進機の掘進反力が全ての既設セグメントで支持されるので、特定のセグメントに力が集中することはなく、セグメントの変形が抑えられ、掘進機の傾きを抑制できる。
【0022】
請求項7に係る発明は、硬質地盤部と通常地盤部とが混在する切羽を掘進機本体の前部に設けた回転カッタによって切削する部分硬質地盤の掘削方法であって、カッタの切羽側の面を、カッタ回転中心を中心とする同心円で区切って、通常地盤部のみを掘削する領域と通常地盤部及び裏込材地盤部を掘削する領域とに仮想的に分け、通常地盤部及び裏込材地盤部を掘削する領域に複数取り付けた硬質地盤用のビットを、カッタの回転中に少なくとも1個を切羽の硬質地盤部に押し付け、掘進機本体の前進力をその硬質地盤用のビットを介して裏込材地盤部に常に支持させるものである。
【0023】
請求項8に係る発明は、筒状に組み立てられたセグメントの外周を所定の厚さで囲繞する裏込材地盤部と該裏込材地盤部の外側の通常地盤部とからなる地山を掘進し、裏込材地盤部と通常地盤部とが混在する切羽を切削する部分硬質地盤のトンネル築造方法であって、請求項1に係る掘進機を用いて、セグメントの組み立てと共に所定厚さの円筒状のテール部から裏込材を注入して裏込材地盤部を形成しながら掘削する際に、掘進機の推進ジャッキを全数既設セグメントに当接することで掘削制御を行いつつ掘進してトンネルを築造するものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【0025】
図1に本実施形態に係る部分硬質地盤用シールド掘進機の側断面図を示し、図2に上記掘進機の正面図を示し、図3に上記掘進機の背面図を示す。
【0026】
図示するように、本実施形態に係る部分硬質地盤用シールド掘進機1は、掘進機本体2の前部に、切羽3に対向させて回転駆動されるカッタ4を備えており、図5に示すように硬質地盤部5と通常地盤部6とが長手方向に配置された地山7をそれらの境界に沿って掘進し、硬質地盤部5と通常地盤部6とが混在する切羽3を切削するものである。
【0027】
図1に示すように、上記掘削機本体2は、円筒状のシールドフレーム8と、その内部を切羽側と坑内側とに仕切る隔壁9とを有する。シールドフレーム8は、図例では、円筒状の前胴10と後胴11とを球面継手12を介して接続し、それら前胴10と後胴11とを中折れジャッキ13で屈曲させる所謂中折れタイプのものを示したが、通常の中折れしないタイプであってもよい。
【0028】
上記カッタ4は、隔壁9に回転自在に取り付けられており、図示しないモータ及びギヤ機構等を介して回転駆動される。図2に示すように、カッタ4は、切羽3に対向する円板状のカッタ面板14を有する。カッタ面板14には、掘削土砂を通過させる土砂取込口15が開口されている。なお、カッタ4は、図例のような面板タイプではなく、スポークタイプであってもよい。
【0029】
図1に示す隔壁9には、掘削土砂を坑内に移送する図示しない排土装置(送泥管・排泥管、又はスクリューコンベヤ等)が取り付けられている。よって、回転するカッタ4によって切削された切羽3の土砂は、土砂取込口15から一旦その後方のカッタ室16に取り込まれ、切羽3の土圧水圧を保ちつつ排土装置によって坑内に移送される。
【0030】
カッタ面板14の切羽側の面には、複数の通常地盤部用ビット17(ティースビット)と、複数の硬質地盤部用ビット18(ローラビット、シェルビット又は先行ビット等)とが、取り付けられている。これらのビット17、18が、実質的に切羽3を切削する。
【0031】
図2に示すように、硬質地盤部用ビット18は、カッタ面板14がその回転に伴って硬質地盤部5とラップする領域(カッタ面板14の外周部)に配置され、カッタ4の回転中に少なくとも1個以上が切羽3の硬質地盤部5に対向するように分散されている。すなわち、硬質地盤部用ビット18は、カッタ4の回転中に少なくとも1個以上が切羽3の硬質地盤部5に掘進機本体2の前進力を支持するように、カッタ面板14の外周部に分散して取り付けられている。
【0032】
換言すると、図1、図2及び図5に示すように、カッタ面板14の切羽側の面を、カッタ回転中心を中心とする同心円Zで区切って、通常地盤部6のみを掘削する領域X(内周側領域)と通常地盤部6及び硬質地盤部5を掘削する領域Y(外周側領域)とに仮想的に分け(図2(b)、図5参照)、通常地盤部6及び硬質地盤部5を掘削する領域Yに、複数の硬質地盤用のビット18をカッタ面板14の回転中に少なくとも1個が硬質地盤部5に常に接するように分散配置している。図2(a)における符合X、Yは、各領域の半径方向の長さを示す。
【0033】
通常地盤部6及び硬質地盤部5を掘削する領域Yには、硬質地盤部用ビット18としてのローラビット18のみならず、それより僅かに低く成形されたティースビット18xも取り付けられている。各ローラビット18で切羽3の硬質地盤部5を含む部分に同心円状の切り込みを複数形成しつつ、各ティースビット18xで切羽3の各切り込みの間の部分を切削するためである。
【0034】
そして、このローラビット18が、カッタ4の回転中に少なくとも1個以上が切羽3の硬質地盤部5に対向するように分散配置されるわけである。ローラビット18は、ティースビット18xよりも僅かに切羽3側に突出されており、硬質地盤部5に対して実質的に掘進機本体2の前進力を支持するからである。
【0035】
他方、通常地盤部6のみを掘削する領域Xには、通常地盤部用ビット17(ティースビット17)が、複数取り付けられている。すなわち、通常地盤部用ビット17は、カッタ4の回転中に常に図5に示す通常地盤部6に対向する位置に、カッタ面板14の内周側領域に分散して取り付けられている。
【0036】
なお、領域Xに硬質地盤部5用のビット(図示せず)を設け、領域Yに通常地盤部6用の通常のビット(図示せず)を設けてもよい。現実の施工では、同心円Zを厳密に設定し難いため、領域Xにて硬質地盤部5を掘削し、領域Yで通常地盤部6のみを掘削する場合があり得るからである。
【0037】
詳しくは、領域X内の外周側に硬質地盤部5用のビット(図示せず)を設け、領域Y内の内周側に通常地盤部6用の通常のビットを設け、同心円Zに沿って周方向に所定幅の硬質地盤部5及び通常地盤部6の双方に対応できる領域を設定することが好ましい。
【0038】
掘進機本体2の後部である後胴11は、所定の厚さに成形された円筒状のテール部19の一部を構成する。テール部19は、円筒状に形成された後胴11と、その内部に放射状に設けられた補強リブ20と、前記補強リブ20の内方先端に取り付けられた円筒状の内筒21と、内筒21と後胴11との後端部を覆う円環板状の蓋22とを有する。
【0039】
内筒21と後胴11との間の厚さすなわち上述の所定の厚さとは、図4及び図5に示す裏込材地盤部すなわち硬質地盤部5の厚さであり、その硬質地盤部5を別の掘進機1が後方からラップして掘進するときのラップ代となる厚さである。このラップ代は、別の掘進機1が後方からラップして掘進する際に、掘進精度上の問題から既設セグメント23に接触しない厚さに設定されている。
【0040】
内筒21の内側には、セグメント23をリング状に組み立てるエレクタ(図示せず)が設けられている。また、内筒21の後部内周面には、既設のセグメント23との間をシールするテールシール24が設けられている。エレクタは、テールシール24で止水された既設セグメント23の前方の空間にて、新たなセグメント23を組み立てる。
【0041】
内筒21と後胴11との間には、既設セグメント23の外周面25と掘孔30の内周面26との間すなわちテールボイド27に、裏込材(モルタル等)を注入するための注入管28が設けられている。注入管28は、図3にも示すように、周方向に所定間隔を隔てて複数(図例では4本)設けられており、それぞれ蓋22に吐出口28aを有する。
【0042】
シールドフレーム8の内部には、図1に示すように、既設セグメント23に当接して掘進反力を支持する推進ジャッキ29が複数設けられている。これら推進ジャッキ29は、図3に示すように、周方向に所定間隔を隔てて複数(図例では10本)設けられており、掘進時に全数が既設セグメント23に当接する。
【0043】
すなわち、各推進ジャッキ29の油圧回路は、全数押し式(全数追従式)の回路となっている。なお、全数押しとはいっても、各ジャッキ29の押し力を異ならせることで、掘進機1の方向制御を行う。つまり、油圧回路には、公知の圧力制御方式やジャッキパターン制御方式等が用いられている。
【0044】
次に本シールド掘進機を用いたトンネル築造方法を述べる。
【0045】
予め、図1〜図3に示すシールド掘進機1と同種の掘進機(硬質地盤部用ビット18を有さないタイプ)を通常の地山に掘進させて、図4に示すように、筒状に組み立てられたセグメント23の外周をテールボイド27の厚さで囲繞する固化後の裏込材からなる裏込材地盤部5(以下硬質地盤部5という)と、その外側の通常の地盤からなる通常地盤部6とから構成される地山7を形成しておく。
【0046】
その後、図5及び図2に示すように、図1〜図3に示すシールド掘進機1を、地山7の硬質地盤部5と通常地盤部6との境界に沿って掘進させ、硬質地盤部5と通常地盤部6とが混在する切羽3を切削する。
【0047】
このとき、カッタ4には、複数の硬質地盤部用ビット18(ローラビット18)が、カッタ4の回転中に少なくとも1個以上が切羽3の硬質地盤部5に対向するように、領域Yに分散して取り付けられているので、切羽3の一部に存する硬質地盤部5に対し、各硬質地盤部用ビット18がカッタ4の回転に伴って順次次々と接し、掘進機1の前進力(推進ジャッキ29の推力)が常に1個以上の硬質地盤部用ビット18aを介して硬質地盤部5に支持される。よって、掘進機1が、カッタ4の回転に応じて、前後に息するように振動したり、ローリングしたり、傾いたりすることが防止され、安定した掘進を実現できる。また、セグメント23の圧縮・解放も防止される。
【0048】
また、掘進機本体2の内部に設けられた推進ジャッキ29は、掘進時に全数が既設セグメント23に当接するものなので、掘進機1の掘進反力が全ての推進ジャッキ29を介して全ての既設セグメント23で支持される。よって、前段で述べた作用効果とも相俟って、特定のセグメント23に力が集中することはなく、セグメント23の変形が抑えられ、掘進機1の傾きを抑制できる。
【0049】
また、掘進機本体2の後部に、所定の厚さに成形された円筒状のテール部19を設け、テール部19に、その内方にて組み立てられた既設セグメント外周面25と掘孔30の内周面26との間(テールボイド27)に裏込材を注入する注入管28を設けたので、掘進機1の後方に、裏込材が固化した裏込材地盤部5(硬質地盤部5)が形成される。すなわち、先に形成される裏込材地盤部5と後から形成される裏込材地盤部5とが繋がった状態で長手方向に配置される。
【0050】
そして、図1〜図3に示すシールド掘進機1を、硬質地盤部5と通常地盤部6との境界に沿って掘進させ、再び図5に示すようにして硬質地盤部5と通常地盤部6とが混在する切羽3を切削する。これを繰り返すことで、硬質地盤部5、5同士がラップしたトンネルが形成される。そして、硬質地盤部5、5同士をリング状に繋げるように複数のトンネルを形成し、その内方の土砂を取り除くことで、硬質地盤部5をトンネル壁とする大断面トンネルを得ることができる。
【0051】
なお、本実施形態では、掘進機1の後方に形成される裏込材地盤部を硬質地盤部5としたものを説明したが、これに限らず、岩盤と通常の地盤とが長手方向に存在する地山において、その岩盤を硬質地盤部5とする実施形態も考えられ、この場合、岩盤と通常地盤との境界に沿って掘進機1が掘進することになる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る部分硬質地盤用シールド掘進機によれば、切羽の一部に硬質地盤が存在しても、安定した掘進を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る部分硬質地盤用シールド掘進機の側断面図である。
【図2】図2(a)は上記掘進機の正面図、図2(b)は領域X、Yを示す正面図である。
【図3】上記掘進機の背面図である。
【図4】上記掘進機により構築される地山の側断面図である。
【図5】上記掘進機の掘進状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 部分硬質地盤用シールド掘進機
2 掘進機本体
3 切羽
4 カッタ
5 硬質地盤部(裏込材地盤部)
6 通常地盤部
7 地山
17 通常地盤部用ビット(ティースビット)
18 硬質地盤部用ビット(ローラビット)
19 テール部
23 既設セグメント
25 既設セグメントの外周面
26 掘孔の内周面
27 テールボイド
28 注入管
29 推進ジャッキ
30 掘孔
X 通常地盤部のみを掘削する領域
Y 通常地盤部及び硬質地盤部を掘削する領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a shield machine for partially hard ground.
[0002]
[Prior art]
As a shield excavator, a cutter was provided at the front of the excavator body, which was driven to rotate facing the face, and a plurality of bits (teeth bits, roller bits, etc.) were attached to the cutter and assembled inside the excavator body. 2. Description of the Related Art There is known an existing segment in which a propulsion jack provided inside an excavator body is pressed to move forward.
[0003]
With such a rotary cutter-type shield excavator, when a hard ground portion and a normal ground portion are dug along a boundary where the hard ground portion and the normal ground portion are arranged in the longitudinal direction, the hard ground portion and the normal ground portion coexist. Since the bit of the cutter goes around and cuts the excavated section), the following problem occurs.
[0004]
Note that related prior arts described in
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2849605 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-317797
[Problems to be solved by the invention]
Since the hard ground part is part of the face, the bit at the face is suddenly dragged when the bit rotates from the hard ground part to the other area (the ground part softer than the hard ground part) with the rotation of the cutter. The propulsion jack (constant hydraulic control) extends by that amount, and the excavator advances slightly. Next, when the cutter is further rotated and the bit is again rotated to the hard ground portion, the drag at the face is sharply increased, the propulsion jack is contracted by that much, and the excavator slightly retreats. That is, with the rotation of the cutter, the excavator slightly vibrates so as to breathe back and forth.
[0007]
Also, when the bit rotates with the rotation of the cutter from the hard ground portion to the other area, and the excavator slightly advances as described above, and then the bit rotates again with the hard ground portion and returns. As a result, the cutting depth of the bit with respect to the face (the hard ground portion) becomes deep, and the cutter torque sharply increases. Then, the excavator rolls due to the reaction force of the sharply increased cutter torque.
[0008]
In addition, since a part of the plurality of propulsion jacks is normally pressed against the existing segment for directional control and excavation, the influence of the increase or decrease of the drag at the face due to the turning of the bit causes the propulsion jack to abut. Acts intensively on the segment, which is deformed, causing the excavator to tilt. In addition, the compression and release of the segment are repeated as if the bit rotates, and the segment is fatigued.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of the above circumstances, is to provide a shield excavator for a partially hard ground that can realize stable excavation even when a hard ground exists in a part of a face.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 excavates a ground where a hard ground portion and a normal ground portion exist in the longitudinal direction, and cuts a face where the hard ground portion and the normal ground portion are mixed. A shield excavator for partially hard ground, provided with a rotary cutter in front of the excavator body, facing the face, and separating the face on the face side of the cutter by a concentric circle centered on the cutter rotation center, Virtually divided into a region where only the normal ground portion is excavated and a region where the normal ground portion and the hard ground portion are excavated. At least one piece is arranged so as to always contact the hard ground portion during rotation.
[0011]
According to the present invention, each hard ground portion bit sequentially contacts the hard ground portion existing in a part of the face with the rotation of the cutter, and the forward force of the excavator is always at least one hard ground portion. It is supported on the hard ground part via the tool bit. Therefore, the excavator is prevented from vibrating, rolling, or inclining to breathe back and forth according to the rotation of the cutter, and stable excavation can be realized. In addition, compression and release of segments are also prevented.
[0012]
The invention according to
[0013]
In this case, since the excavation reaction force of the excavator is supported by all the existing segments, the force does not concentrate on a specific segment, the deformation of the segment is suppressed, and the inclination of the excavator can be suppressed.
[0014]
The invention according to claim 3 is provided with a cylindrical tail portion formed at a predetermined thickness of the backing material ground portion at a rear portion of the excavator main body, and the tail portion is assembled inside the tail portion. An injection pipe for injecting the backing material is provided between the existing segment and the excavation hole.
[0015]
With this configuration, a backing material ground portion (hard ground portion) in which the backing material is solidified is formed behind the excavator, and the hard ground portion and the normal ground outside the hard ground portion are arranged in the longitudinal direction. Mountains are formed.
[0016]
The invention according to claim 4 excavates a ground formed by a backing material ground portion surrounding the outer periphery of the cylindrically assembled segment with a predetermined thickness and a normal ground portion outside the backing material ground portion. A partially rigid ground shield excavator for cutting a face in which a backing material ground portion and a normal ground portion are mixed, wherein a rotary cutter is provided at a front portion of the excavator main body so as to face the face, and the cutter is provided. The face on the side of the face is divided by a concentric circle centered on the center of rotation of the cutter, and virtually divided into a region where only the normal ground portion is excavated and a region where the normal ground portion and the backing material ground portion are excavated. A plurality of hard ground bits are arranged in an area where the ground portion and the backing material ground portion are excavated so that at least one bit for the hard ground is always in contact with the backing material ground portion during rotation of the cutter.
[0017]
According to the present invention, the hard ground portion bits sequentially contact the backing material ground portion (hard ground portion) existing in a part of the face with the rotation of the cutter, and the forward force of the excavator is always increased. It is supported on the backing material ground portion via one or more hard ground portion bits. Therefore, the excavator is prevented from vibrating, rolling, or inclining to breathe back and forth according to the rotation of the cutter, and stable excavation can be realized. In addition, compression and release of segments are also prevented.
[0018]
The invention according to
[0019]
According to the present invention, since the excavation reaction force of the excavator is supported by all the existing segments, the force does not concentrate on a specific segment, the deformation of the segment is suppressed, and the inclination of the excavator can be suppressed.
[0020]
The invention according to
[0021]
According to the present invention, each hard ground portion bit sequentially contacts the backing material ground portion existing in a part of the face with the rotation of the cutter, and the forward force of the excavator is always at least one hard ground. It is supported by the backing material ground part via the ground part bit. Therefore, the excavator is prevented from vibrating, rolling, or inclining to breathe back and forth according to the rotation of the cutter, and stable excavation can be realized. In addition, compression and release of segments are also prevented. Further, since the excavation reaction force of the excavator is supported by all the existing segments, the force does not concentrate on a specific segment, the deformation of the segment is suppressed, and the inclination of the excavator can be suppressed.
[0022]
The invention according to
[0023]
The invention according to claim 8 excavates a ground formed by a backing material ground portion surrounding the outer periphery of a cylindrically assembled segment with a predetermined thickness and a normal ground portion outside the backing material ground portion. A method for constructing a tunnel of a partially hard ground for cutting a face in which a backing material ground portion and a normal ground portion are mixed, using the excavator according to claim 1, assembling the segments and forming a cylinder having a predetermined thickness. When excavating while forming backing material ground part by injecting backing material from the tail part of the shape, excavation control is performed by excavating control while excavating machine To build.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0025]
FIG. 1 is a side sectional view of a shield machine for partial hard ground according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view of the machine, and FIG. 3 is a rear view of the machine.
[0026]
As shown in the figure, the shield excavator 1 for a partially hard ground according to the present embodiment includes a
[0027]
As shown in FIG. 1, the
[0028]
The
[0029]
The partition wall 9 shown in FIG. 1 is provided with a not-shown unloading device (such as a sludge pipe or a sludge pipe or a screw conveyor) for transferring excavated earth and sand into the pit. Accordingly, the earth and sand of the face 3 cut by the
[0030]
A plurality of normal ground portion bits 17 (teeth bits) and a plurality of hard ground portion bits 18 (roller bits, shell bits, preceding bits, etc.) are attached to the face side of the cutter face plate 14. I have. These
[0031]
As shown in FIG. 2, the hard
[0032]
In other words, as shown in FIGS. 1, 2, and 5, the face X on the face side of the cutter face plate 14 is separated by a concentric circle Z centered on the center of rotation of the cutter, and an area X (where only the
[0033]
In the region Y where the
[0034]
The
[0035]
On the other hand, in a region X where only the
[0036]
Note that a bit (not shown) for the
[0037]
More specifically, a bit (not shown) for the
[0038]
A
[0039]
The thickness between the
[0040]
An erector (not shown) for assembling the
[0041]
Injection for injecting backing material (such as mortar) between the
[0042]
As shown in FIG. 1, a plurality of
[0043]
In other words, the hydraulic circuit of each
[0044]
Next, a tunnel construction method using the shield machine will be described.
[0045]
An excavator (a type not having the hard ground portion bit 18) of the same type as the shield excavator 1 shown in FIGS. 1 to 3 is excavated in a normal ground in advance, and as shown in FIG. A backing material ground portion 5 (hereinafter referred to as a hard ground portion 5) made of a solidified backing material surrounding the outer periphery of the
[0046]
Thereafter, as shown in FIGS. 5 and 2, the shield machine 1 shown in FIGS. 1 to 3 is excavated along the boundary between the
[0047]
At this time, a plurality of hard ground portion bits 18 (roller bits 18) are provided on the
[0048]
Further, since all the propulsion jacks 29 provided inside the
[0049]
Further, a
[0050]
Then, the shield machine 1 shown in FIGS. 1 to 3 is excavated along the boundary between the
[0051]
In this embodiment, the backing material ground portion formed behind the excavator 1 is described as the
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the shield excavator for a partially hard ground according to the present invention, stable excavation can be realized even when the hard ground exists in a part of the face.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a shield machine for partial hard ground according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a front view of the excavator, and FIG. 2B is a front view showing regions X and Y.
FIG. 3 is a rear view of the excavator.
FIG. 4 is a side sectional view of a ground built by the excavator.
FIG. 5 is a side sectional view showing a state in which the excavator advances.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavator for partial
6
18 Bits for hard ground (roller bits)
19
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CN105525925A (en) * | 2015-10-30 | 2016-04-27 | 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 | Construction method for reducing damage to shield machine cutter in compound stratum containing mylonite |
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