JP2004536983A - シールド掘進方法及びシールド掘進機 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、ビットを備えた面板タイプのカッタを用いる、シールド掘進方法及びシールド掘進機に関する。
【背景技術】
【0002】
長距離トンネルを連続掘進するには、掘進を中途で停止してカッタの損耗ビットを交換する必要がある。このような要件に答えるために、回転体を備えたシールド掘進機が提案されている。この回転体は、スキンプレート内、シールドフレーム前方に配置され、掘進機の軸線に対し直角な軸線中心に回転可能であり、前方にカッタを備えた掘削駆動部を収容しているので、回転体の回転によりカッタが後方を向くことで、掘削を中途で停止して後方でカッタの損耗ビットを交換するのが容易となる(これに関連して、本明細書で使われる「前方」、「後方」、「前」、「後」等の語は特に記載のない限り掘進方向に関連しての言及である)。従って、掘進の中途で損耗ビットを交換することで長距離掘進が達成できる。
【0003】
図1〜図3は、前側及び後側のスキンプレート7,2を備えたシールド本体1で構成された従来のシールド掘進機を示している。後側のスキンプレート2は前端部内側にシールドフレーム3を一体に備えており、シールドフレーム3はスキンプレート2の内周に沿って多数のシールドジャッキ4を備えており、シールドジャッキの伸長によりセグメントSに反力を取ってシールド本体1が前進できるようになっている。シールドフレーム3にはセグメント組立手段5が取り付けられている。
【0004】
周方向に配置したジャッキ6のいくつかを作動させることにより方向転換して掘進方向を変えることのできる前側のスキンプレート7が後側スキンプレート2に、そのような掘進方向変更時に前側のスキンプレートが後側のスキンプレートに対し両者の接続部で折れ曲がることができるように、嵌合している。
【0005】
前側のスキンプレート7の内側には、例えば球形状で前側スキンプレート7内側に回転軌跡Rを有する回転体9を備えた、回転可能なシールド装置8が設けられている。回転体9の内部には筒状壁11が設けられ、シールド本体1の長手方向に延び、回転体9の中心を通る軸線を有し、10にて開口した環状前端を有することで筒形空間12を提供している。回転体9が軸受14を介し回転可能に嵌合される軸13は、スキンプレートの内周(図1の上下)に取り付けられ、回転体9の中心を通り且つ筒状壁11又はシールド本体1の軸線に直角である共通軸線を有する。
【0006】
図3に示すように、回転体9が備えた複数のピン15は、回転体9の外周で軸13各々を中心に等間隔に固定される。各軸13には、図3に示すように2つのジャッキ16がほぼ互いに平行に且つ軸13に関し相反側に延び、それらの反ロッド側の端で前側スキンプレート7の内周に揺動可能に接続されている。ジャッキ16の各ロッドはピン15と係合可能な係合部17を備えている。ジャッキ16の一方を繰り返し伸縮させることによりピン15が該一方のジャッキ16の係合部17により順次押され、その結果、回転体9が図3の湾曲矢印で示すように軸13中心に例えば180゜回転する。他方のジャッキ16を繰り返し伸縮させることによりピン15が他方のジャッキ16の係合部17により順次押され、その結果、回転体9が上記と反対の方向に軸13中心に例えば180゜回転する。図1に示すように、前側スキンプレート7の後端には作業口19を有する区画壁18が固定されて回転体9の後方を回転軌跡Rに沿って包囲する。
【0007】
筒状壁11の内側には、被覆又は筒体21を備え、筒状壁11の軸中心に回転する回転部20と、回転部20を取り囲む面板20aとにより前面が遮蔽された、掘削駆動部22が設けられている。
【0008】
回転部20の前方には、締結材23aにより間隔を隔てて掘削駆動部22に連結されたカッタ24が設けられている。筒状壁11の軸心に固定した旋回駆動モータ25により駆動中心軸23を介してカッタ24が回転駆動される。カッタ24と掘削駆動部22とスキンプレート7とによりカッタチャンバ24aが形成されている。回転部20には、カッタチャンバ24aに作業者がアクセスするためのマンロック26が設けられている。面板20aには、送泥管27、排泥管28が備えられている。
【0009】
掘削駆動部22と回転体9の後部との間はスライドジャッキ29により連結されており、掘削駆動部22はスライドジャッキ29の伸縮によって筒状壁11の軸線方向に且つ筒状壁に沿い移動できるようになっている。参照番号30は、回転体9と筒体21との間に設けたスペーサである。
【0010】
前側のスキンプレート7の前端部には、回転体9の開口10付近の球面部9aに接して土砂及び地下水が後方に侵入するのを防止する内側円形シール31を設けている。
【0011】
図1、図2に示すように、カッタ24は、中心部から放射方向に延びた複数(図2では6本)の短い長さの内側カッタスポーク32各々が駆動中心軸23に固定されており、該各内側カッタスポーク32には、内側カッタスポーク32に内装した伸縮ジャッキ33によって半径方向に伸縮できる伸縮カッタスポーク34が備えられており、伸縮カッタスポーク34が最大に伸長した時は伸縮カッタスポーク34の先端部がスキンプレート7の外径と略同等位置になるようにしている。カッタスポーク32,34には多数の固定式のビット35が取り付けられている。各伸縮カッタスポーク34の先端には伸縮ジャッキ36により出没可能なコピーカッタ37が設けられている。
【0012】
カッタ24のカッタスポーク32,34には、図1、図2では固定式のビット35を備えた場合を示しているが、ローラビット等いかなる形式のビットを備えることも可能である。
【0013】
図1は、シールド本体1の軸心と掘削駆動部22の軸心とが同一線上にあり、且つ伸縮ジャッキ33の伸長により伸縮カッタスポーク34が張出されてカッタ24が拡寸又は拡径され、掘進作業を行っている状態を示している。
【0014】
この掘進状態から、カッタ24の損耗ビット35を交換することについて、以下に説明する。
まず、掘進作業を停止した後、カッタ24を縮径又は縮小して回転軌跡R内に収まる大きさとし、その後回転体9を回転させてカッタ24を後方に向ける必要がある。これらは次の手順で行う。
【0015】
掘進作業を停止した図1、図2の状態から、伸縮ジャッキ33を縮小して伸縮カッタスポーク34を内側カッタスポーク32内に引込め、更に伸縮ジャッキ36を縮小してコピーカッタ37を引込め、これによりカッタ24を縮外径又は縮小する。しかし、カッタ24を縮小しても、図1から容易に見て取れるように内側カッタスポーク32は依然として回転軌跡Rの外側にはみ出している。
【0016】
このため、続いて、スペーサ30を取り外して回転体9と掘削駆動部22の筒体21との間の係合を解除し、更に送泥管27及び排泥管28等を取り外した後、スライドジャッキ29を縮小することにより掘削駆動部22を筒状壁11に沿って後方に移動させ、その結果、カッタ24及び掘削駆動部22が総て回転軌跡R内に収まる。
【0017】
続いて、図1の上下に示したジャッキ16を繰り返し伸縮作動させて回転体9を軸13を中心に180゜回転させることにより、掘削駆動部22とカッタ24を後向きにさせる。このような回転体9の回転の途中では、球面部9aとシール装置31との接触が一旦離れて回転体9の後方に地下水が侵入することになるが、180゜回転し終わった状態では、球面部9aとシール装置31とが再接触することにより再シールされる。
【0018】
回転体9と区画壁18との間に侵入した水を作業口19から排除し、掘削駆動部22の後部をドライな状態にした後、作業者は作業口19から区画壁18の前側に入って、カッタ24の損耗ビット35の交換作業をドライな状態で行う。この機会に、カッタスポーク32,34の補修等を行うことができる。
【0019】
カッタ24の損耗ビット35の交換が終了した後は、上記と逆の手順によりカッタ24が再び前側を向くように回転体9を回転させ、続いて、スライドジャッキ29を伸長して掘削駆動部22を前進させて、伸縮カッタスポーク24を伸長しても前側のスキンプレート7の前端に干渉しない位置へと進めた後、伸縮カッタスポーク34を伸長してカッタ24を拡径又は拡大し、次いで、掘進を再開する。
【0020】
上記したように、掘削駆動部22が収容された回転体9をスキンプレート7の又はシールド本体1の軸線に対し直角な軸線中心に回転し、カッタ24の損耗ビット35の交換を後部で行えるようにしたことにより、損耗ビット35の交換をドライの状態で安全且つ能率的に行うことができる。
【0021】
しかし、前記したように、カッタ24が後方を向くように回転体9をスキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転させるためには、カッタ24が回転軌跡R内に収まる大きさになるようにカッタ24を縮径又は縮小する必要があり、このために、従来の回転シールド装置8のカッタ24は、カッタスポーク32,34のようにカッタスポーク形状を有している必要があった。
【0022】
このために、回転シールド装置を備えた従来のシールド掘進機では、掘削できる地山が大きく制限されていた。
【0023】
即ち、泥水シールド掘進機では切羽が容易に崩壊し得る地山の場合には、面板形状のカッタを備えたシールド掘進機を用い、面版で切羽を押えながら掘進する必要がある。礫層の掘進では面板に備えた取込スリットで取り込む礫の大きさを規制する必要がある。岩盤を掘進する場合には取込スリットを備えた面板が取り込む岩の塊の大きさを規制するのに必要である。このように、掘進する地山の条件によって面板を備えたカッタが要求される場合が多い。
【0024】
しかし、前記したように損耗ビット35の交換を後部で行えるようにする回転シールド装置8では、カッタ24が回転体9の回転軌跡R内に収まる大きさへと縮小できる必要があるが、従来、面板形状のカッタではこの縮径又は縮小を行うことができず、従って、前記したようなスポークタイプのカッタ24以外は採用できなかった。
【0025】
このために、従来の回転シールド装置を備えたシールド掘進機は、面板タイプのカッタを備えて掘進する要求がある地山に対しては、掘進の中途でカッタの損耗ビット交換を行って長距離掘進することはできないという欠点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0026】
本発明は、面板タイプのカッタでありながら拡縮することができ、且つカッタを縮小することにより回転体の内部に収容させて回転体をスキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転することができ、カッタを拡大させて安定した掘進を行う、シールド掘進方法及びシールド掘進機を提供することを目的とする。ビットの損耗によってたとえ掘進が邪魔されてもカッタの縮小及び回転によりそのような損耗ビットの交換を行って長距離掘進が可能である。
【課題を解決するための手段】
【0027】
本発明は、回転シールド装置が、スキンプレートの内部でスキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転可能な回転体と、該回転体の内部で前後方向に移動が可能な掘削駆動部と、掘削駆動部の回転部の前方のカッタとで構成され、前記カッタを縮小して回転体に収容し回転体をスキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転させることにより後部でカッタの損耗ビットの交換が行えるようにするシールド掘進方法及びシールド掘進機において、カッタが、掘削駆動部に支持された中心部カッタと、該中心部カッタの外周部に前後に回動可能に取り付けられた複数の面板タイプの拡縮カッタとで構成され、掘進は、拡縮カッタの前方回動によって拡大又は拡張したカッタにより行い、損耗ビットの交換は、拡縮カッタを後方回動させてカッタを回転体の回転軌跡内に収まる大きさに縮小した後、回転体を後部でのビット交換用にスキンプレートの軸線に対して直角な軸線中心に回転したことを特徴とするシールド掘進方法及びシールド掘進機を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に関連させて説明する。以下に示す形態例中において前記図1〜図3に示したものと類似の部品及び構成部分、及び各形態例中で相互に類似な部品及び構成部分には同じ符号を付して説明の繰返しは省略し、本発明の特徴部分についてのみ詳述する。
【0029】
図4、図5は本発明に係るシールド掘進機の第1の形態例を示しており、シールド本体1が単一のスキンプレート7を備えた場合を示している。勿論、図1に示したシールド本体1のように後側及び前側のスキンプレートを備え、それらの接続部で折れ曲がり可能にしたものを、代わりに用いてもよい。本発明は、スキンプレートの内部に掘削駆動部が収容された回転体を備えるシールド掘進機であれば、どのような形式のシールド本体にも適用することができると理解すべきである。球形である回転体について記述を行うが、回転体は、スキンプレートに対し直角方向に回転可能であれば、筒形或いは多角柱等どのような形状を有していてもよい。
【0030】
図4、図5に示す第1の形態例によれば、回転シールド装置8は図1、図2に示した従来のカッタ24とは異なる構成のカッタ38を掘削駆動部22に備えている。
【0031】
即ち、掘削駆動部22の旋回駆動モータ25によって回転される回転部20の前側に、締結材23aを介して回転部20に離間して固定された固定部材23bを設ける。固定部材23bの前側に、軸中心から放射方向に延びる複数(図5では8本)の短い長さのカッタフレーム39を有する中心部カッタ40を設ける。中心部カッタ40は、図4に示すように、回転体9の回転軌跡R内に収まる大きさに設計されている。中心部カッタ40は、隣接カッタフレーム39間にそれぞれ小さな面板41を備えており、1本おきの計4本のカッタフレーム39の両側には面板41を切り欠いた取込スリット42が形成されている。
【0032】
カッタフレーム39は先端部近傍で、略周方向に延びる軸43により相互接続してあり、軸43の夫々には、軸43を中心に前後に回動可能な略扇形の面板タイプ拡縮カッタ44が取付られている。
【0033】
拡縮カッタ44各々が図4中二点鎖線で示すように後方に回動した場合、拡縮カッタ44は前方から見た見かけの径が縮径(図6参照)又は縮寸又は縮高して回転軌跡R内に収まる大きさとなり、又、図4中に実線で示すように拡縮カッタ44各々が前方に回動した場合、拡縮カッタ44は前方から見た見かけの径が拡径(図5参照)又は拡大してスキンプレート7の外径と略整合する大きさとなる。拡縮カッタ44は、図5に示すようにカッタ44間に取込スリット45を有する。
【0034】
掘削駆動部22の回転部20の前面には、回転部20の軸心から周方向等距離位置に油圧伸縮ジャッキ等からなる拡縮駆動装置46の一端が取り付けられている。拡縮駆動装置46の該一端は他端よりもシールド本体1の軸線近くに位置しているので拡縮駆動装置46は斜めに即ち前方外方に向かって延びて、他端で、対応する拡縮カッタ44各々に連結している。拡縮駆動装置46の伸縮によって、拡縮カッタ44が前後に回動して、拡縮カッタ44全体が拡大及び縮小した大きさに拡縮される。
【0035】
拡縮駆動装置46は、例えば油圧を遮断することにより、前方に回動した拡縮カッタ44が後方へ回動戻りしないようにして掘削荷重を受けるストッパ機能を持たせることができる。前方に回動したカッタ44が後方へ回動戻りするのを防止するために、回転部20側から張り出したストッパ部材(図示せず)等の他の手段を用いることができる。或いは、拡縮駆動装置46をねじ軸、或いはリンク機構のような機械式構造とすることによって、前方に回動した拡縮カッタ44が後方に回動戻りするのを防止することができる。
【0036】
図4、図5ではカッタ40,44にはローラタイプのビット35’を備え、又、カッタ44の取込スリット45には固定式のビット35を備えているが、カッタ40,44及びスリット45には種々の形式のビットを備えることができる。
【0037】
次に、第1の形態例の作用を説明する。
【0038】
図4は、シールド本体1の軸心と回転シールド装置8に収容された掘削駆動部22の軸心とが同一線上にあり、拡縮カッタ44はカッタ44の前方回動で拡大されており、シールドジャッキ4を伸長することによってシールド本体1を前進させ掘進を行う状態を示している。この時、カッタ38は、中心部カッタ40と拡縮カッタ44とにより全般に面板形状を呈しており、カッタ38の取込スリット45,42により土砂、礫、岩の塊りの取り込みを規制して掘進することができる。
【0039】
上記掘進状態から、カッタ47の損耗ビット35,35’を交換することについて説明する。
【0040】
まず、掘進作業を停止した後、カッタ38を回転軌跡R内に収まる大きさに縮寸又は縮高させ、その後回転体9を回転させてカッタ38を後方に向ける必要がある。これらは次の手順で行う。
【0041】
掘進を停止した図4の実線位置Aにおいて、カッタ38を回転駆動してスライドジャッキ29を伸長することにより掘削駆動部22を位置Aから、回転軌跡Rをカバーできる二点鎖線で示した位置Bに前進させ、それにより位置Aから位置Bまでの先行掘りを行う。
【0042】
先行掘りが終了したら、拡縮駆動装置46を縮小することにより拡縮カッタ44を後方に回動させる。このようにして、拡縮カッタ44は図6に示すように見かけの径が縮径又は縮高又は縮小される。続いてスライドジャッキ29を縮小して掘削駆動部22を後退させることにより、カッタ38を再び図4の位置Aに後退させる。これにより、カッタ38及び掘削駆動部22の総てが回転軌跡R内に収まる。上記拡縮カッタ44の縮小時には、拡縮カッタ44の相互間にはスリット45があるので、カッタ44各々は何らの障害もなく後方に回動できる。次に、送泥管27及び排泥管28等を取外す。
【0043】
続いて、図3、図4に示すジャッキ16を作動させて回転体9を軸13を中心に180゜回転させ、図7に示すようにカッタ38を後方に向かせる。このような回転体9の回転の途中では、回転体9とシール31との接触が一旦離れることにより回転体9の後方に地下水が侵入するが、180゜の回転が終了すれば、回転体9とシール装置31とが再接触することにより再シールがなされる。
【0044】
回転体9と区画壁18との間に侵入した水を作業口19から排除することによりカッタ38が位置する掘削駆動部22の後部をドライな状態とした後、作業者が作業口19から区画壁18の前側に入って、カッタ38の損耗ビット35,35’の交換を行う。この機会に、中心部カッタ40及び面板状拡縮カッタ44の補修等を行うことができる。このように、カッタ38及び掘削駆動部22を回転体9を介して後方に回転させ、カッタ38の損耗ビット35,35’の交換を後部で行えるので、損耗ビットの交換をドライの状態で安全且つ能率的に行うことができる。
【0045】
上記したように、中心部カッタ40と、中心部カッタ40外周部に前後に回動可能に取付た拡縮カッタ44とによりカッタ38を構成したので、面板形状のカッタ38でありながら、カッタ38を回転軌跡R内に収め得る大きさに縮小できるので、掘削駆動部22を後方に回転させることによって損耗ビット35,35’の交換ができ、カッタ38の大きさの拡大時にはカッタ38の取込スリット45,42により土砂、礫、岩の塊り等の取り込みを規制して掘進することができる。
【0046】
従って、面板タイプのカッタを備えて掘進する必要がある地山に対し、面板タイプのカッタ38を有する回転シールド装置8を採用し、掘進を途中で停止して損耗ビット35,35’の交換を行い、長距離掘削することが可能になる。このことにより、回転体9と掘削駆動部22を備えたシールド掘進機の適用範囲が大幅に拡大される。
【0047】
図8〜図11は本発明に係るシールド掘進機の第2の形態例を示している。
【0048】
第2の形態例では、図8、図9に示すように、掘削駆動部22の前方にあって、前後に移動可能なセンターシャフト48を有するカッタ47を備えている。センターシャフト48の後端は、掘削駆動部22の回転部20を貫通し、前端は多角形輪郭(図9では8角形輪郭)を備えた面板タイプの中心部カッタ40に固定される。中心部カッタ40は、図8に示すように掘削駆動部22に近付くように後退させると、回転体9の回転軌跡R内に収まる形状となる。或いは、中心部カッタ40は、図5に示したように放射方向に延びるカッタフレーム39を備えていて該カッタフレーム39の相互間に取込スリット42を有する略三角形状の面板41を備えていてもよい。
【0049】
多角形輪郭の中心部カッタ40の外縁には、各々縁に沿って延びる軸43が設けてある。各軸43には、軸43を中心に前後に回動可能な略扇形の面板タイプ拡縮カッタ44を取り付けている。
【0050】
各拡縮カッタ44の後面はピン49が設けられており、リンクビーム51を介して、掘削駆動部22の回転部20前面に設けられた対応するピン50に連結している。ピン50は、センターシャフト48の軸中心に周方向に等間隔に配されており、ピン49よりシールド本体1の軸心寄りに位置しているので、リンクビーム51は回転部20の前面から斜めに即ち前方外方に延びる。
【0051】
拡縮カッタ44の後面と回転部20の前面との少なくとも一方(図8の例では両者)には、リンクビーム51に当接する当接部材52からなるストッパ手段を設けている。リンクビーム51がシールド本体1の軸心に対し最大に傾斜する拡縮カッタ44拡大時に、当接部材52は以下で述べるスペーサ61と協力して、拡縮カッタ44が後方に回動するのを防止するようにリンクビーム51の両側の回動を拘束できる。
【0052】
図9に示すように、各拡縮カッタ44はカッタ47の回転方向Xの後端縁の53にて周が切り欠かれており、切り欠かれた端に固定された側方張出部54を備えている。周切欠部53は、図10に示すように拡縮カッタ44を後方に回動させた拡縮カッタ縮小時に拡縮カッタ44が互いに干渉するのを防止する働きをする。各側方張出部54は、拡縮カッタ44を前方に回動させた拡縮カッタ拡大時に、拡縮カッタ44間に狭い取込スリット55を形成する働きをする。各側方張出部54は、図10に示すように拡縮カッタ44を後方に回動させた拡縮カッタ縮小時に、隣接するカッタ44の干渉を防ぐようカッタ47の回転方向X(図9)における隣接拡縮カッタ44の前端後側に重なるよう構成されている。
【0053】
図9、図11に示すように、各拡縮カッタ44には、各々雄又は雌構成部57を先端に有する連結具58からなるストッパ手段を設けており、雄又は雌構成部がジャッキ56等により張出して、隣接する拡縮カッタ44の対応連結具58の雌又は雄構成部57に係合することによって拡縮カッタ44相互を連結できるようにしている。
【0054】
図8に示すように、前記掘削駆動部22の内部には、前記センターシャフト48を前方に押し出すことにより、カッタ47を掘削駆動部22から離間させて前進させ得るようにした押付ジャッキ59を備えている。センターシャフト48に設けたフランジ60と掘削駆動部22の回転部20との間で、センターシャフト48上にスペーサ61を装着することで、カッタ47を掘削駆動部22に接近させた状態に拘束できる。
【0055】
次に、上記第2の形態例の作用を説明する。
【0056】
図8は、シールド本体1の軸心と掘削駆動部22の軸心とが同一線上にあり、カッタ47を掘削駆動部22に接近させた状態で拘束するためにセンターシャフト48にはスペーサ61が装着され、拡縮カッタ44はリンクビーム51により前側に回動して拡縮カッタが拡大されており、シールドジャッキ(図示せず)を伸長することによってシールド本体1を前進させて掘進作業を行う状態を示している。
【0057】
この掘進時には、当接部材52からなるストッパ手段が最大傾斜のリンクビーム51に当接してリンクビーム51が両側で回動してより緩やかな傾斜状態となるのを防止しているので、拡縮カッタ44は掘削反力によって後方に回動するのが防止される。
【0058】
更に、図9、図11に示す拡縮カッタ44に備えた連結具58からなるストッパ手段を伸長して雌雄構成部57を相互結合させることにより、拡縮カッタ44が相互に一体に連結されて面板形状を形成しているので、これによっても拡縮カッタ44が掘削反力によって後方に回動するのが防止される。従って、旋回駆動モータ25を駆動すると、リンクビーム51を介してカッタ47が旋回され、拡縮カッタ44が同一軌道上を回転して安定した掘削を行う。
【0059】
図9に示したような掘進時、拡縮カッタ44に設けた側方張出部54が、隣接拡縮カッタ44と共に狭い取込スリット55を形成するので、この狭い取込スリット55と、中心部カッタ40に備えた取込スリット42とから土砂、礫、岩の塊り等の大きさを規制しながら取り込んで掘進することができる。従って、本発明によるシールド掘進機は、面板タイプのカッタを用いて掘削する必要がある種々の地山に適用できる。
【0060】
拡縮カッタ44は、カッタ47と掘削駆動部22とを互いに接近・離間することによって前記リンクビーム51を介して拡縮できるようにしたので、拡縮カッタ44を拡縮するためのジャッキ等の駆動装置をカッタチャンバ24a内に設ける必要がなく、よってこの駆動装置が損耗する等の問題もなく、拡縮カッタ44の拡縮作動を確実に行わせることができる。
【0061】
次に、上記掘進状態から、カッタ47の損耗ビット35,35’を交換することについて説明する。
【0062】
まず、掘進作業を停止した後、カッタ47を回転軌跡R内に収まる大きさに縮小し、その後回転体9を回転させてカッタ47を後方に向ける必要がある。これらは次の手順で行う。
【0063】
まず、掘進を停止した図8の状態から、カッタ47を回転駆動してスライドジャッキ29を伸長することにより、掘削駆動部22とカッタ47を実線でしめした位置Aから回転軌跡Rをカバーできる二点鎖線で示した位置Bまで前進させ、それにより図12に示したように先行掘りし、その後カッタ47の回転を停止する。
【0064】
次に、図12のスペーサ61を取り外してカッタ47と掘削駆動部22との連結を解いた後、押付ジャッキ59の伸長作動とスライドジャッキ29の縮小作動とを同調して行うことにより、カッタ47をセンターシャフト48を介して前進させつつ掘削駆動部22を後退させる。図13に示すように、掘削駆動部22とカッタ47とが相対的に離反することによって、拡縮カッタ44を掘削駆動部22の回転部20に連結しているリンクビーム51の作用で拡縮カッタ44は後方に回動させられて拡縮カッタは縮寸又は縮高又は縮小する。この拡縮カッタの縮小時、図10に示すように各拡縮カッタ44に設けた側方張出部54が隣接する拡縮カッタ44の後側に重なるので、各拡縮カッタ44は何らの障害もなく後方に回動して拡縮カッタを縮小することができる。
【0065】
続いて、スライドジャッキ29を縮小すると、掘削駆動部22及びカッタ47は後退し、図14に示すように、カッタ47は回転体9の回転軌跡R内に収まるように縮小する。
【0066】
図3、図14に示すジャッキ16を作動させて回転体9を軸13を中心に180゜回転させることにより、図15に示すように、カッタ47が後方を向く。
【0067】
前記回転体9の回転の途中では、回転体9とシール31との接触が一旦離れることにより回転体9の後方に地下水が侵入するが、180゜の回転が終了すれば、回転体9とシール装置31とが再接触することにより再シールがなされる。
【0068】
従って、回転体9と区画壁18との間に侵入した水を作業口19から排除することによりカッタ47の後部をドライな状態とした後、作業者が作業口19から区画壁18の前側に入って、カッタ47の損耗ビット35,35’の交換をドライの状態で行う。この機会に、カッタ40,44の補修等を行うことができる。
【0069】
カッタ47の損耗ビット35,35’の交換作業が終了すると、図12〜図15の説明と逆の手順により、カッタ47が再び前方を向くように回転体9を回転させ、続いて拡縮カッタ44の拡大を行い、再び図8の状態にして掘進を行う。
【0070】
上記したように、中心部カッタ40と、中心部カッタ40外周部に前後に回動可能に取り付けた拡縮カッタ44とによりカッタ47を構成し、且つ掘削駆動部22とカッタ47とを互いに接近・離間することによりリンクビーム51を介して拡縮カッタ44を拡縮させるようにしたので、カッタチャンバ24a内に駆動装置を設けることなしに、拡縮カッタ44を拡縮することができ、よって前記駆動装置が損耗する等の問題がなく、拡縮カッタ44の拡縮作動を確実に行うことができる。
【0071】
拡縮カッタ44相互間に周切欠部53を形成したことによりカッタ44の縮寸又は縮高時に拡縮カッタ44が相互干渉するのを防止できる。各切欠部53には、拡縮カッタ44の拡大時に隣接する拡縮カッタ44相互間に狭い取込スリット55を形成する側方張出部54を設けたので、取込スリット55により土砂、礫、岩の塊り等の大きさを規制しながら取り込んで掘進することができる。よって、本発明は、面板タイプのカッタを備えて掘削する必要がある種々の地山に適用できる。
【0072】
図16〜図22は、本発明におけるシールド掘進機の第3の形態例を示しており、図8〜図11の形態例で備えた連結具58からなるストッパ手段に代えて、スキンプレート7の前端に沿って延びる形状を有する外周リング62からなるストッパ手段を備えている。尚、図8〜図11の形態例で示した連結具58によるストッパ手段を備えた上で、外周リング62によるストッパ手段を合わせて備えるようにしてもよい。
【0073】
外周リング62は、図17〜図19に示すように、環状で、スキンプレート7の前端に沿って延びる。スキンプレート7の前端内部には各々掘進方向に延びる水平な押出ジャッキ63が設けてあり、各押出ジャッキ63の先端にはシールド本体1の半径方向内方に延びる固定ジャッキ64が設けてあり、該固定ジャッキ64を伸縮して外周リング62に形成した開口65に嵌脱させることにより、外周リング62をスキンプレート7に対して着脱できる。
【0074】
一方、図19、図20に示すように、各拡縮カッタ44の外周付近には、外周リング62に設けた前方突出部62aに形成した対応する開口66に嵌脱できる半径方向固定ジャッキ67を設けており、固定ジャッキ67により外周リング62を拡縮カッタ44に対して着脱できるようにしている。
【0075】
各拡縮カッタ44の外周付近には、図19、図21に示すように、外周リング62の内面に設けたトルク伝達ブロック68に対して後方への伸長により楔ブロック69を係合させ、これにより拡縮カッタ44のトルクを外周リング62に伝えるようにしたトルク伝達ジャッキ70も設けている。
【0076】
図22に示すように、各拡縮カッタ44に設けた側方張出部54は、隣接する拡縮カッタ44の面板44’(図示のように切り欠いてあってもよい)の後部に重なることによって相互干渉しないように傾斜しており、更に、側方張出部54及び面板44’の各後側は後面板71で支えてあり、この後面板71によって拡縮カッタ44と外周リング62との間にも小さな取込スリット72が形成されるようにしている。
【0077】
次に、上記第3の形態例の作用を説明する。
【0078】
図16では、シールド本体1の軸心と掘削駆動部22の軸心とが同一線上にあり、スペーサ61をセンターシャフト48に装着して掘削駆動部22をカッタ47近傍に拘束し、拡縮カッタ44はリンクビーム51により前側に回動されて拡縮カッタが拡大している。
【0079】
掘進を行うには、図16、図19、図20において、固定ジャッキ64を縮小して押出ジャッキ63を縮小することにより、外周リング62をスキンプレート7から切り離しておく。一方、拡縮カッタ44に備えた固定ジャッキ67を伸長して外周リング62の開口66に嵌合させることにより、外周リング62を拡縮カッタ44に固定しておく。更に、図19、図21のトルク伝達ジャッキ70を伸長して楔ブロック69をトルク伝達ブロック68に係合させることにより、拡縮カッタ44のトルクが外周リング62に伝達されるようにしておく。
【0080】
上記したように、拡縮カッタ44は外周リング62によって一体に相互連結されて面板タイプのカッタ組合せとなり、従って旋回駆動モータ25を駆動すると、リンクビーム51を介してカッタ47が回転し、拡縮カッタ44が同一軌道上を回転することにより安定した掘進が行われる。
【0081】
側方張出部54と拡縮カッタ44とにより狭い取込スリット55が形成され、更に、図22に示すように、後面板71と外周リング62とによって小さな取込スリット72が形成されるので、土砂、礫、岩の塊り等の大きさを規制しながら取り込んで掘進することができる。
【0082】
次に、上記掘進状態から、カッタ47の損耗ビット35,35’を交換することについて説明する。
【0083】
まず、掘進作業を停止して、カッタ47を回転軌跡R内に収まる大きさに縮寸又は縮高し、その後回転体9を回転させてカッタ47を後方に向ける必要がある。これらは次の手順で行う。
【0084】
図16では押出ジャッキ63が伸長されて外周リング62に連結された状態を示しているが、掘進時には、外周リング62はカッタ47に固定され、押出ジャッキ63とは切り離した状態にして、シールドジャッキ(図示せず)を伸長することによってシールド本体1を前進させて掘進する。
【0085】
上記掘進作業を停止した後、カッタ47を回転駆動し、スライドジャッキ29を伸長して、掘削駆動部22とカッタ47を実線で示した位置Aから、回転軌跡Rをカバーできる二点鎖線で示した位置Bまで前進させてから、カッタ47の回転を停止する。
【0086】
次に、スライドジャッキ29を縮小して、カッタ47及び掘削駆動部22を図16に実線で示した位置Aに引き戻す。
【0087】
図19に示した押出ジャッキ63を伸長し、更に固定ジャッキ64を伸長して外周リング62の開口65に嵌合させることにより、外周リング62をスキンプレート7に連結する。この状態が図16に示されている。
【0088】
続いて、拡縮カッタ44に備えた固定ジャッキ67を縮小することにより開口66から離脱させて外周リング62と拡縮カッタ44との連結を解く。更に、図19、図21のトルク伝達ジャッキ70を縮小して楔ブロック69をトルク伝達ブロック68から離脱させることにより、外周リング62は拡縮カッタ44から、ひいてはカッタ47から取り外されて固定ジャッキ63を介しスキンプレート7に支持される。
【0089】
続いて、スライドジャッキ29を伸長して図23に示すようにカッタ47を先行掘り作業で到達した最前部まで前進させる。尚、外周リング62は動かないままである。
【0090】
次に、図23のスペーサ61を取り外してカッタ47と掘削駆動部22との連結を解いた後、スライドジャッキ29の縮小作動と押付ジャッキ59の伸長作動とを同調して行い、カッタ47を最前部位置に残した状態で掘削駆動部22を後退させる。図24に示したようなこのような掘削駆動部22とカッタ47との相対離反動によって、拡縮カッタ44はリンクビーム51の作用により後方に回動し、それにより拡縮カッタ44は縮寸又は縮高する。外周リング62は非作動位置に残されたままであるので、拡縮カッタ44は外周リング62に干渉することなく縮寸又は縮高し、図22に示す各側方張出部54が、隣接する拡縮カッタ44の面板44’の後側に重なるように傾斜しているので、各拡縮カッタ44は何らの障害もなく後方に回動できる。
【0091】
続いて、スライドジャッキ29を縮小すると、掘削駆動部22及びカッタ47が後退するので、図25に示すように、カッタ47は回転体9の回転軌跡R内に収められる。
【0092】
次に、図3、図25の上下に示すジャッキ16を作動させて回転体9を軸13を中心に180゜回転させると、図26に示すように、カッタ47が後方を向いた状態になり、カッタ47の損耗ビット35,35’の交換をドライの状態で行うことができる。
【0093】
カッタ47の損耗ビット35,35’の交換が終了すると、図23〜図26の説明と逆の手順によってカッタ47が再び前方を向くように回転体9を回転し、拡縮カッタ44を拡寸又は拡高して再び図16の状態とし、外周リング62をカッタ47に固定し押出ジャッキ63とは切離した状態で掘進を行う。上記において、外周リング62を前方に移動させる動作を小型の押出ジャッキ63によって行っているので、外周リング62に無理な力が作用することはない。
【0094】
図27、図28は、図16〜図22の形態例に類似の外周リング62を備えた変形例を示したものである。図27、図28に示す変形例が図16〜図22に示した形態例と異なっている点は、カッタ47が、拡縮カッタ44の最大拡大時に中心部カッタ40の前面に対して僅かに後傾する拡縮カッタ44を備えている点である。
【0095】
図27、図28おける各拡縮カッタ44は、扇形ではなく矩形状であり、側方張出部54を備えていない。代わりに、略三角形状の内側張出部73が外周リング62の内面に取付られて、拡縮カッタ44の拡大時に拡縮カッタ44の相互間に形成されるV字状の空間内を延びる。内側張出部73と拡縮カッタ44とにより狭い取込スリット55が形成されている。外周リング62は、固定具74によりスキンプレート7に着脱可能に固定しており、前記した押出ジャッキ63は備えていない。矩形の各拡縮カッタ44には対応する内側張出部73と接続する固定ジャッキ75が設けられている。
【0096】
図27、図28の改変例で掘進を行うには、カッタ47と掘削駆動部22を相互接近させることによりリンクビーム51を介して拡縮カッタ44を拡張し、続いて外周リング62を固定ジャッキ75によりカッタ47に固定し、且つ固定具74の取り外しによりスキンプレート7から取り外す。これにより拡縮カッタ44は外周リング62により面板形状に保持されて回転し、安定した掘進を行うことができる。
【0097】
又、上記掘進状態から、カッタ47の損耗ビット35,35’を交換するためには、まず、掘進作業を停止した後、固定具74により外周リング62をスキンプレート7に固定し、且つ固定ジャッキ75を縮小して拡縮カッタ44と外周リング62との連結を解除した後、図23〜図26に示したのと同様の仕方でカッタ47の損耗ビット35,35’を交換することができる。
【0098】
図29〜図32は、本発明におけるシールド掘進機の第4の形態例を示しており、図16〜図22に示した形態例と類似しているが、スキンプレート7の内側に内筒76を備えており、この内筒76に外周リング62を前後移動させることができる押出ジャッキ63を備えている点が主に相違している。
【0099】
第4の形態例は、カッタ47のビット35,35’の損耗により前記したような先行掘り作業ができなくなった場合にも、回転体9によりカッタ47を後方に回転して損耗ビット35,35’の交換ができるようにしている。前記形態例のいずれかにおいて先行掘り作業が不可能になった場合には、カッタ47の回転スペースを確保して回転体9を回転するために、スキンプレート7をシールドフレーム3ごと後退させる必要があるが、スキンプレート7を後退させるとスキンプレート7の後端に備えられているセグメントSとのシールを行うテールシールを損耗させる問題がある。この問題を回避するため、第4の形態例では、先行掘り作業もスキンプレート7の後退もなしに回転体9を回転できるようにしている。
【0100】
即ち、図29に示すように、スキンプレート7の内部に設ける内筒76は、スキンプレート7に対して前後に移動が可能であり、内筒76の後端内部にはシールドフレーム3が固定され、更にシールドフレーム3前側の内筒76の内部にはシールド本体1の軸線に直角な軸線中心に回転が可能な回転体9が設けられている。シールドフレーム3にはシールドジャッキ4が備えられており、各シールドジャッキ4は対応するセグメントSに反力を取って伸長することにより内筒76を前進させるようになっている。
【0101】
前記内筒76の外面には、図29、図30に示すように軸方向に延びる凹部77が形成され、又スキンプレート7内面には凹部77に係合する凸部78が設けられており、上記凹部77と凸部78によってスキンプレート7と内筒76は軸方向には移動可能で且つ周方向には移動が固定されている。参照番号79はスキンプレート7と内筒76との間に設けたシールである。
【0102】
シールドフレーム3には、凸部78の後端に当接する係止部80が固定されており、シールドジャッキ4の伸長により内筒76を前進させると、係止部80が凸部78に当接してスキンプレート7を一緒に前進させる。内筒76は前進した際に、その前端81が図29に示すようにスキンプレート7の前端より更に前方に突出する長さを有している。
【0103】
図31、図32に示すように、前記シールドジャッキ4のジャッキシュー4aは、固定具82によって対応するセグメントSに固定できる。図31は各セグメントSがコンクリート製であってネジ穴83が形成され、このネジ穴83にボルト84を介してジャッキシュー4aを固定するようにした例を示している。図32は各セグメントSがスチール製であってフランジ85を有する例を示しており、フランジ85とジャッキシュー4aにU字形の固定部86を嵌合させることによりジャッキシュー4aをセグメントSに固定している。
【0104】
図31、図32に示したように、固定具82により各シールドジャッキ4のジャッキシュー4aを対応するセグメントSに固定すると、シールドジャッキ4を縮小作動することによって内筒76はスキンプレート7に対して後退する。
【0105】
内筒76の前側には、図16〜図22に示した形態例と同様の外周リング62を設けて、内筒76及び拡縮カッタ44に対して連結・切離しができるようにしている。
【0106】
次に、上記第4の形態例の作用を説明する。
【0107】
図29における掘進状態では、スキンプレート7の軸心と掘削駆動部22の軸心とは同一線上にあり、且つ掘削駆動部22とカッタ47とは相互接近位置に拘束されているので拡縮カッタ44はカッタ44がリンクビーム51により前方に回動した拡大状態を保持している。フランジ60と回転部20との間のセンターシャフト48上にはスペーサ61が装着されて中心部カッタ40は掘削駆動部22に対して移動が固定されている。
【0108】
中心部カッタ40及び掘削駆動部22の回転部20に設けた当接部材52はリンクビーム51が平らになって傾斜角が小さくなるのを防止しており、これにより前方に回動した拡縮カッタ44が掘削反力によって後方に回動し戻るのが防止されている。
【0109】
拡縮カッタ44の外周には外周リング62が連結されている。即ち、拡縮カッタ44に備えた固定ジャッキ67を伸長して外周リング62の開口66に嵌合させ、更に、図19、図21に示したトルク伝達ジャッキ70を伸長して楔ブロック69をトルク伝達ブロック68に係合させる。その結果、拡縮カッタ44は外周リング62によって面板形状に一体に固定される。この時、押出ジャッキ63の固定ジャッキ64は縮小して外周リング62から切離されており、押出ジャッキ63は縮小した状態に保持されている。
【0110】
従って、旋回駆動モータ25を駆動すると、リンクビーム51を介してカッタ47は回転し、カッタ47による安定した掘削が行われる。更に、シールドジャッキ4を伸長すると、セグメントSに反力をとって内筒76及び球体回転シールド装置8が前進し、更にこの時、係止部80が凸部78に当接することによりスキンプレート7が内筒76と一緒に前進し、カッタ47による掘進が行われる。
【0111】
この掘進時、図17に示したように各拡縮カッタ44に設けた側方張出部54により拡縮カッタ44相互間に狭い取込スリット55が形成される。これらの狭い取込スリット55と、中心部カッタ40に備えた取込スリット42から土砂、礫、岩の塊り等の大きさを規制しながら取り込んで掘進することができる。従って、本発明は面板タイプのカッタを備えて掘削する必要がある種々の地山の掘削に適用することができる。
【0112】
次に、上記掘進状態から、カッタ47の損耗ビット35,35’を交換することについて説明する。
【0113】
まず、掘進作業を停止して、カッタ47を回転軌跡R内に収まる大きさに縮寸又は縮高し、その後回転体9を回転させてカッタ47を後方に向ける必要がある。これらは次の手順に従って行う。
【0114】
掘進を停止した図29の状態から、内筒76に備えた押出ジャッキ63を伸長し、図33に示すように、固定ジャッキ64を外周リング62の開口65に嵌合させることにより外周リング62を押出ジャッキ63に連結する。次に、拡縮カッタ44に備えた固定ジャッキ67を縮小して外周リング62の開口66との係合を解除し、その後押出ジャッキ63を縮小することにより図34に示すように外周リング62を後退させる。
【0115】
次に、図34のスペーサ61を取り外し、中心部カッタ40と掘削駆動部22との連結を解除する。更に、図31、図32に示すように、固定具82により各シールドジャッキ4のジャッキシュー4aを対応するセグメントSに固定する。
【0116】
続いて、カッタ47が、掘削を停止した図34の最前部位置に残るように、シールドジャッキ4を縮小する動作と、スライドジャッキ29を伸長する動作を同調させて行うことにより、内筒76を最後部位置まで後退させると共に掘削駆動部22を前進させる。
【0117】
次に、図35に示すように、中心部カッタ40が掘削を停止した最前部位置に残るように、押付ジャッキ59を伸長する動作と、スライドジャッキ29を縮小する動作を同調させて行うことにより、掘削駆動部22と中心部カッタ40とを相対的に離反動させる。これにより、拡縮カッタ44はリンクビーム51を介して後方に回動されて拡縮カッタが縮小する。この拡縮カッタ44の縮小時に、外周リング62は内筒76と共に後退した位置にあるので、カッタ44が外周リング62と干渉することはない。図17に示すように各拡縮カッタ44に設けた側方張出部54が、隣接する拡縮カッタ44の後側に重なるので、拡縮カッタ44は何らの障害もなく後方に回動して拡縮カッタは縮小することができる。
【0118】
続いて、スライドジャッキ29を縮小して掘削駆動部22を後退させることにより、図36に示すように、カッタ47を回転体9の回転軌跡R内に収める。
【0119】
次に、図3、図36の上下に示したジャッキ16を作動させて回転体9を軸13を中心に180゜回転させると、図37に示すように、カッタ47が後方を向いた状態になる。
【0120】
回転体9の回転の途中では、回転体9とシール装置31との接触が一旦離れることにより回転体9の後方に地下水が侵入するが、180゜回転し終わった状態では、回転体9とシール装置31とが再接触することにより再シールがなされる。従って、回転体9と区画壁18との間に侵入した水を作業口19から排除することによりカッタ47の後部をドライな状態にすることができる。その後、作業者は作業口19から区画壁18の前側に入り、カッタ47の損耗ビット35,35’の交換をドライの状態で行う。この機会に、カッタ40,44の補修等を行うことができる。
【0121】
又、カッタ47の損耗ビット35,35’の交換が終了すると、図34〜図37で説明した手順と逆の手順によってカッタ47が再び前方を向くように回転体9を回転し、続いて拡縮カッタ44拡大を行い、再び図29の状態に復帰して掘進を行う。
【0122】
上記したように、スキンプレート7の内部にシールドジャッキ4により前後移動可能で且つ前進時にスキンプレート7を一緒に前進させ得る内筒76を設け、内筒76の内部に回転体9を設けた構成とし、内筒76を後退させることによって面板タイプ拡縮カッタ44の縮小のためのスペースを確保できるようにしたので、カッタ47のビット35,35’の損耗によりシールド掘進機による掘進が不能になった場合でも、先行掘り作業或いはスキンプレートの後退を要することなしに、カッタ47を縮小させて回転体9内に確実に収容し、後方に回転させて損耗ビット35,35’の交換を行うことができ、よって、シールド掘進機を確実に復旧して長距離掘進を行うことができる。
【0123】
本発明は上記形態例に限定されるものではなく、シールド本体の形式、回転体の回転方式、面板タイプ拡縮カッタの拡縮方式等は種々変更できると理解すべきである。
【産業上の利用可能性】
【0124】
本発明によれば、面板タイプのカッタでありながら、カッタを回転体内に収容し得る大きさに縮小でき、カッタを収容した回転体をシールド本体の軸線に直角な軸線中心に回転して後部に向けたカッタの損耗ビットの交換を後部でドライの状態にて行えるようにしたので、ビットの交換が安全且つ能率的に実施できる。従って、そのような面板タイプのカッタを用いて種々の地山に対し、損耗ビットの交換を掘進の途中に行いながら長距離掘進することができる。
【図面の簡単な説明】
【0125】
【図1】回転シールド装置を備えた従来のシールド掘進機の切断側面図である。
【図2】図1のカッタの正面図である。
【図3】回転体を回転するジャッキの構成例の平面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態によるシールド掘進機の切断側面図である。
【図5】図4のカッタの正面図である。
【図6】図4のカッタを縮小した状態の正面図である。
【図7】図4のカッタを回転体内に収容して後方を向かせた状態の切断側面図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態によるシールド掘進機の切断側面図である。
【図9】図8のカッタの正面図である。
【図10】図8のカッタを縮小した状態の正面図である。
【図11】図9のI方向矢視図である。
【図12】図8のカッタの、先行掘り作業での切断側面図である。
【図13】図12のカッタを縮小した状態の切断側面図である。
【図14】図13のカッタを回転体内に収容した状態の切断側面図である。
【図15】図14の回転体を回転させてカッタを後方に向けた状態の切断側面図である。
【図16】本発明の第3の実施の形態によるシールド掘進機の切断側面図である。
【図17】図16のカッタの正面図である。
【図18】図16のカッタの縮小した状態の正面図である。
【図19】図16の外周リングの詳細図である。
【図20】図17のII方向矢視図である。
【図21】図19のIII方向矢視図である。
【図22】側方張出部に後面板を備えた状態を示す、図20と同じ方向から視た矢視図である。
【図23】図16のカッタの、先行掘り作業における切断側面図である。
【図24】図23のカッタの、縮小した状態の切断側面図である。
【図25】図24のカッタの、回転体に収容した状態の切断側面図である。
【図26】図25の回転体の、回転してカッタを後方に向かせた状態の切断側面図である。
【図27】図16の実施の形態の改変例の切断側面図である。
【図28】図27のカッタの正面図である。
【図29】本発明の第4の実施の形態によるシールド掘進機の切断側面図である。
【図30】図29のスキンプレートと内筒との関係を示す部分切断正面図である。
【図31】図29のジャッキシューをセグメントに固定する固定具の一例の切断側面図である。
【図32】固定具の更なる例の切断側面図である。
【図33】図29の外周リングに押出ジャッキを接続した状態を示す切断側面図である。
【図34】図33のカッタから外周リングを切り離し、押出ジャッキを縮小して外周リングを後退させた状態を示す切断側面図である。
【図35】図34の中心部カッタを前進させつつ掘削駆動部を後退させてカッタを縮小させた状態を示す切断側面図である。
【図36】図35のカッタを回転体に収容した状態を示す切断側面図である。
【図37】図36の回転体を回転させてカッタを後方に向かせた状態を示す切断側面図である。
Claims (22)
- 回転体がスキンプレートの内部に、スキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転可能に設けられ、回転部を備えた掘削駆動部が前記回転体の内部に前後方向に移動が可能なように設けられ、カッタが前記掘削駆動部の前記回転部の前方にあって回転体内に収容可能であり、前記カッタを収容した回転体が回転可能であってカッタを後方に向かせることができ、後部でカッタの損耗ビットの交換が行える、シールド掘進方法において、
前記カッタが、掘削駆動部に支持された中心部カッタと、該中心部カッタの外周部に前後に回動可能に取り付けらた複数の面板タイプの拡縮カッタとにより構成され、
掘進は、拡縮カッタを前方に回動させることによって拡縮カッタを拡張したカッタにより行い、
損耗ビットの交換は、拡縮カッタを後方に回動させてカッタを回転体の回転軌跡内に収まる大きさに縮小した後、回転体を回転してカッタを損耗ビットの交換のために後方を向かせることで行うことを特徴とするシールド掘進方法。 - 前記カッタの拡縮カッタが、両側で回動可能な拡縮駆動装置を介し掘削駆動部の回転部に連結され、
掘進は、拡縮駆動装置を伸長してカッタを前方に回動させることで拡縮カッタを拡大して行い、
損耗ビットの交換は、回転体に対し掘削駆動部を前進させてカッタによる最前部位置への先行堀り作業を行うことにより回転体の回転スペースを確保し、前進位置で拡縮駆動装置を縮小することによりスキンプレートの前端と干渉することなく拡縮カッタを縮小し、掘削駆動部を後退させてカッタを回転体の回転軌跡内に収めた後、回転体を回転してカッタを損耗ビットの交換のために後方を向かせることで行うことからなる、請求項1記載の方法。 - 前記カッタの拡縮カッタが、両側で回動可能なリンクビームを介し掘削駆動部の回転部に連結され、
掘進は、中心部カッタを掘削駆動部に接近した位置に拘束することでカッタをリンクビームにより前方に回動させて拡縮カッタを拡大して行い、
損耗ビットの交換は、回転体に対し掘削駆動部を前進させてカッタによる最前部位置への先行堀り作業を行うことにより回転体の回転スペースを確保し、中心部カッタが前進位置を保持するように中心部カッタの前進と掘削駆動部の後退とを同時に行うことによりリンクビームを介しスキンプレートの前端と干渉することなく拡縮カッタを縮小し、掘削駆動部を後退させてカッタを回転体の回転軌跡内に収めた後、回転体を回転してカッタを損耗ビットの交換のために後方を向かせることで行うことからなる、請求項1記載の方法。 - スキンプレートの内部に、前後移動可能で且つ前進時にスキンプレートを一緒に前進させ得る内筒を備え、該内筒の内部にスキンプレートの軸線に直角な軸線中心に回転可能な前記回転体を備え、カッタの拡縮カッタが、両側で回動可能なリンクビームを介し掘削駆動部の回転部に連結され、外周リングを前後に移動が可能なように内筒の前端と拡縮カッタの外周部との間に備え、
掘進は、中心部カッタを掘削駆動部に接近した位置に拘束することでカッタをリンクビームにより前方に回動させて拡縮カッタを拡大し、拡大した前記拡縮カッタの外周を、前進させた内筒から前進させた前記外周リングに連結し且つ外周リングは内筒とは切り離した状態にて行い、
損耗ビットの交換は、外周リングを拡縮カッタの外周から切離し後退させて内筒に連結し、掘削駆動部を前進させつつ内筒を後退させて、それによりカッタが掘進の最前部位置に保持されるようにし、中心部カッタを前進させつつ内筒と掘削駆動部とを後退させて、それにより中心部カッタが最前部位置に保持されるようにすることにより、リンクビームを介しスキンプレートの前端及び外周リングと干渉することなく拡縮カッタを縮小し、掘削駆動部を後退させることによりカッタを回転体の回転軌跡内に収めた後、回転体を回転してカッタを損耗ビットの交換のために後方を向かせることで行うことからなる、請求項1記載の方法。 - スキンプレートの内部でスキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転可能な回転体と、該回転体の内部でスライドジャッキにより前後方向に移動可能な掘削駆動部と、掘削駆動部の回転部の前方のカッタとで構成され、該カッタが、掘削駆動部の回転部に固定された中心部カッタと、該中心部カッタの外周部に前後に回動可能に取り付けられた複数の面板タイプ拡縮カッタと、拡縮カッタを掘削駆動部の回転部に連結する拡縮駆動装置とで構成されているシールド掘進機。
- スキンプレートの内部でスキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転可能な回転体と、該回転体の内部でスライドジャッキにより前後方向に移動が可能な掘削駆動部と、掘削駆動部の回転部の前方のカッタとで構成され、該カッタが、掘削駆動部の回転部に対しセンターシャフトを介して前後に移動可能に支持された中心部カッタと、該中心部カッタの外周部に前後に回動可能に取り付けられた複数の面板タイプ拡縮カッタと、拡縮カッタを掘削駆動部の回転部に連結するリンクビームとで構成されているシールド掘進機。
- 掘削駆動部が、前記センターシャフトを前方に押し出す押付ジャッキを備えている、請求項6記載のシールド掘進機。
- 前記センターシャフトに装着されてカッタを掘削駆動部に接近した位置に拘束するスペーサで更に構成された、請求項6記載のシールド掘進機。
- 拡縮カッタが前方に回動したカッタ拡大時にリンクビームに当接して拡縮カッタが後方に回動するのを防止する当接部材で更に構成された、請求項6記載のシールド掘進機。
- 各拡縮カッタが連結具を備えており、各連結具が隣接する拡縮カッタへと張出して、隣接する拡縮カッタの対応する連結具と相互係合で連結する、請求項6記載のシールド掘進機。
- 各拡縮カッタが、隣接する拡縮カッタへと張出して隣接する拡縮カッタとともに拡縮カッタ拡大時に狭い取込スリットを提供する側方張出部を備えており、側方張出部は、拡縮カッタ縮小時に隣接する拡縮カッタの後部に重なり相互干渉しないように配置されている、請求項6記載のシールド掘進機。
- 前記スキンプレートの前方に前後移動可能な外周リングを備え、該外周リングは拡縮カッタ拡大時に拡縮カッタの外周への連結・切離しが可能であり、前記外周リングはスキンプレートへの連結・切離しが可能である、請求項6記載のシールド掘進機。
- スキンプレートの内側にあって外周リングを前後移動させる押出ジャッキで更に構成された、請求項12記載のシールド掘進機。
- スキンプレートの内部に設けられてシールドジャッキにより前後に移動可能で且つ前進時にスキンプレートを一緒に前進させ得る内筒と、該内筒の内部でスキンプレートの軸線に対し直角な軸線中心に回転可能な回転体と、該回転体の内部でスライドジャッキにより前後方向に移動が可能な掘削駆動部と、該掘削駆動部の回転部の前方に備えたカッタとで構成され、該カッタが、掘削駆動部の回転部によりセンターシャフトを介して前後に移動可能に支持された中心部カッタと、該中心部カッタの外周部に前後に回動可能に取り付けられた複数の面板タイプ拡縮カッタと、拡縮カッタを掘削駆動部の回転部に連結するリンクビームとで構成され、更に、外周リングが前記内筒の前方に前後移動可能に備えられ、該外周リングは拡縮カッタ拡大時に拡縮カッタの外周へ連結・切離しが可能であり、前記外周リングは内筒への連結・切離しが可能である、シールド掘進機。
- 前記内筒が、該内筒の前進時にスキンプレートを一緒に前進させるための係止部を備えている、請求項14記載のシールド掘進機。
- 各々が、対応するシールドジャッキのジャッキシューを対応するセグメントに固定する固定具から更に構成された、請求項14記載のシールド掘進機。
- 前記掘削駆動部が、前記センターシャフトを前方に押し出す押付ジャッキを備えている、請求項14記載のシールド掘進機。
- カッタを掘削駆動部に接近した位置に拘束するようスペーサが前記センターシャフトに装着される、請求項14記載のシールド掘進機。
- スキンプレートの内側にあって外周リングを前後移動させる押出ジャッキで更に構成される、請求項14記載のシールド掘進機。
- 前記拡縮カッタが前方に回動した拡縮カッタ拡大時にリンクビームに当接して拡縮カッタが後方に回動するのを防止する当接部材で更に構成された、請求項14記載のシールド掘進機。
- 各拡縮カッタが連結具を備えており、各連結具が隣接する拡縮カッタへと張出して、隣接する拡縮カッタの対応する連結具と相互係合で連結する、請求項14記載のシールド掘進機。
- 前記各拡縮カッタが、隣接する拡縮カッタへと張出して隣接する拡縮カッタとともに拡縮カッタ拡大時に狭い取込スリットを提供する側方張出部を備えており、側方張出部は、拡縮カッタ縮小時に隣接する拡縮カッタの後部に重なり相互干渉しないように配置されている、請求項14記載のシールド掘進機。
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