JP2005023686A - Tunnel excavator - Google Patents
Tunnel excavator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005023686A JP2005023686A JP2003191731A JP2003191731A JP2005023686A JP 2005023686 A JP2005023686 A JP 2005023686A JP 2003191731 A JP2003191731 A JP 2003191731A JP 2003191731 A JP2003191731 A JP 2003191731A JP 2005023686 A JP2005023686 A JP 2005023686A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutter
- heads
- cutter heads
- group
- tunnel excavator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤を掘削してトンネルを構築するトンネル掘削機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般なトンネル掘削機は、円筒形状をなす掘削機本体の前部に円盤状のカッタヘッドが回転自在に装着され、このカッタヘッドが駆動装置により駆動回転可能に支持されると共に、掘削土砂を排出するスクリューコンベヤが配設される一方、後部に掘削機本体を前進させる多数のシールドジャッキと、既設トンネルの内壁面にセグメントを組み付けるエレクタ装置が装着されて構成されている。従って、カッタヘッドを回転しながらシールドジャッキを伸長させると、既設セグメントからの反力を得て掘削機本体が前進することで、カッタヘッドが前方の地盤を掘削してスクリューコンベヤにより掘削土砂が外部に排出されると共に、エレクタ装置が既設トンネルの内壁面にセグメントを組み付けてトンネルを構築する。
【0003】
ところで、上述したトンネル掘削機により構築された円形断面のトンネルは、地下鉄用のトンネルあるいは自動車道路として使用される場合が多く、この場合、トンネル内の使用領域が矩形であるため、初めから矩形断面のトンネルを掘削したいという要望がある。矩形断面トンネルを掘削可能なトンネル掘削としては、例えば、下記特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載されたトンネル掘削機は、矩形をなすスキンプレートの前部に円形カッタを駆動回転可能に装着すると共に、この円形カッタにスイングカッタを装着し、円形カッタの回転中に所定の角度位置でスイングカッタを突出することで、この円形カッタ及びスイングカッタにより矩形断面のトンネルを掘削するようにしている。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−280873号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトンネル掘削機では、円形カッタでは掘削できない領域をスイングカッタにより掘削することで、矩形断面のトンネルを掘削している。ところが、スイングカッタは基端部のみが円形カッタが支持された片持ち支持であり、このスイングカッタにより掘削できる領域は経験上限られている。そのため、スイングカッタの支持剛性を高める必要があり、構造の複雑化、大型化、大重量化を招いてしまう。
【0006】
また、トンネルを掘削する地盤が粘土質である場合、切羽とバルクヘッドとの間の掘削土砂の塑性流動化を促進するために添加剤を注入し、掘削土砂と添加剤とを良好に攪拌しながらスクリューコンベヤにより排出している。そのため、カッタヘッドの後部にチャンバ側に突出する複数の攪拌翼を設けている。ところが、上述した従来のトンネル掘削機では、強度上の制約でスイングカッタの後部に攪拌翼を設けることができず、チャンバの全ての領域にわたって掘削土砂を攪拌することができない。すると、掘削土砂がカッタヘッドの裏側やスキンプレートの内面に付着し、チャンバで掘削土砂が良好に流動せず、排土を安定して行うことができないばかりか、スクリューコンベヤが閉塞して掘削機自体が掘進不能となってしまう。
【0007】
本発明はこのような問題を解決するものであって、所望断面トンネルを容易に掘削可能とすると共にチャンバ内の掘削土砂の流動性を向上して安定した排土を可能とすることでトンネル掘削作業の作業効率の向上を図ったトンネル掘削機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項1の発明のトンネル掘削機は、筒状をなして前部にチャンバを有する掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、前記掘削機本体の前部に装着されたカッタと、前記チャンバ内の土砂を排出する排土手段とを具え、前記カッタは、複数のカッタヘッドが同一面内に隣接して互いに同期回転可能に設けられた第1カッタ群と、複数のカッタヘッドが同一面内に隣接して互いに且つ前記第1カッタ群と同期回転可能であると共に該第1カッタ群に対して掘削方向前後にずれて配設された第2カッタ群と、前記各カッタヘッドから前記チャンバに向けて突設された複数の攪拌翼とを有することを特徴とするものである。
【0009】
請求項2の発明のトンネル掘削機では、前記複数のカッタヘッドのうち隣接するカッタヘッド同志の回転方向を逆方向としたことを特徴としている。
【0010】
請求項3の発明のトンネル掘削機では、前記複数のカッタヘッドは、駆動軸から放射方向にスポークが取付けられ、該スポークの前面に多数のカッタビットが固定される一方、該スポークの後面に前記攪拌翼が固定されたことを特徴としている。
【0011】
請求項4の発明のトンネル掘削機では、前記駆動軸に前記スポークが複数均等間隔で取付けられ、該複数のスポークの長手方向の異なる位置に前記攪拌翼が固定されたことを特徴としている。
【0012】
請求項5の発明のトンネル掘削機では、前記カッタヘッドの攪拌翼に対応して互いに干渉しない前記掘削機本体側に固定翼が固定されたことを特徴としている。
【0013】
請求項6の発明のトンネル掘削機では、前記複数のカッタヘッドのうち隣接するカッタヘッド同志の掘削領域を重複させる一方、前記複数のカッタヘッドのうち対角に位置するカッタヘッド同志の掘削最外径を接触させることを特徴としている。
【0014】
請求項7の発明のトンネル掘削機では、複数のカッタヘッドが同一面内に隣接して互いに同期回転可能な第3カッタ群を前記第2カッタ群に隣接して設け、該第3カッタ群の各カッタヘッドに前記チャンバ側に複数の攪拌翼が突設され、前記第3カッタ群を前記第2カッタ群に対して掘削方向前後にずれると共に前記第1カッタ群に対して掘削方向ほぼ同一位置に配設したことを特徴としている。
【0015】
請求項8の発明のトンネル掘削機では、前記第1、第3カッタ群の各カッタヘッドをほぼ同径とすると共に、前記第2カッタ群の各カッタヘッドの外径を前記第1、第3カッタ群の各カッタヘッドよりも小径としたことを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1に本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の正面視、図2に本実施形態のトンネル掘削機の概略断面、図3に本実施形態のトンネル掘削機にによる掘削土砂攪拌領域を表す概略を示す。
【0018】
本実施形態のトンネル掘削機において、図1及び図2に示すように、掘削機本体11は矩形筒形状をなし、ほぼ同形の前胴12と後胴13が屈曲自在に連結されて構成され、前胴12と後胴13との間に複数の中折ジャッキ14が架設されている。従って、この中折ジャッキ14の伸縮動作により後胴13に対して前胴12を屈曲することで、掘削機本体11の掘進方向を変更することができる。
【0019】
掘削機本体11の前部には、2つのカッタヘッドが隣接して互いに同期回転可能に設けられた3つのカッタ群15,16,17から構成されたカッタ18が装着されている。即ち、第1カッタ群15は、前胴12の前上部に左右に並設された第1、第2カッタヘッド19,20を有し、第3カッタ群17は、前胴12の前下部に左右に並設された第5、第6カッタヘッド23,24を有し、第2カッタ群16は、前胴12の前部に第1、第2カッタヘッド19,20と第5、第6カッタヘッド23,24との間に左右に並設された第3、第4カッタヘッド21,22を有している。そして、第1カッタ群15の第1、第2カッタヘッド19,20は、同一面内に隣接して互いに逆方向に同期回転可能であり、第2カッタ群16の第3、第4カッタヘッド21,22は、同一面内に隣接して互いに逆方向に同期回転可能であり、第1、第2カッタヘッド19,20に対して掘削方向後方にずれて配設されている。また、第3カッタ群17の第5、第6カッタヘッド23,24は、同一面内に隣接して互いに逆方向に同期回転可能であると共に、第1、第2カッタヘッド19,20と同一面内、つまり、掘削方向ほぼ同一位置に配設されている。
【0020】
即ち、前胴12の前部にはバルクヘッド25が形成されており、このバルクヘッド25の上部にそれぞれ複数のカッタ旋回モータ26,27を有するカッタ駆動部28,29が装着され、このカッタ駆動部28,29により第1、第2カッタヘッド19,20が駆動回転可能となっている。そして、この第1、第2カッタヘッド19,20は、駆動軸30,31の前端部から放射方向に3つのスポーク32,33が周方向均等間隔で取付けられ、各スポーク32,33の前面に多数のカッタビット34,35が固定されると共に、先端部に出没自在なコピーカッタ36,37が装着されて構成されている。
【0021】
また、バルクヘッド25の上下中間部にそれぞれ複数のカッタ旋回モータ38,39を有するカッタ駆動部40,41が装着され、このカッタ駆動部40,41により第3、第4カッタヘッド21,22が駆動回転可能となっている。そして、この第3、第4カッタヘッド21,22は、駆動軸42,43の前端部から放射方向に3つのスポーク44,45が周方向均等間隔で取付けられ、各スポーク44,45の前面に多数のカッタビット46,47が固定されると共に、先端部に出没自在なコピーカッタ48,49が装着されて構成されている。
【0022】
更に、バルクヘッド25の下部にそれぞれ複数のカッタ旋回モータ50,51を有するカッタ駆動部52,53が装着され、このカッタ駆動部52,53により第5、第6カッタヘッド23,24が駆動回転可能となっている。そして、この第5、第6カッタヘッド23,24は、駆動軸54,55の前端部から放射方向に3つのスポーク56,57が周方向均等間隔で取付けられ、各スポーク56,57の前面に多数のカッタビット58,59が固定されると共に、先端部に出没自在なコピーカッタ60,61が装着されて構成されている。
【0023】
この場合、第1カッタ群15の第1、第2カッタヘッド19,20は、互いの回転領域(掘削領域)が重複するものの、対応する各スポーク32,33の位置がずれて互いに逆方向に同期回転することで、接触しないようになっている。また、第2カッタ群16の第3、第4カッタヘッド21,22も、互いの回転領域(掘削領域)が重複するものの、対応する各スポーク44,45の位置がずれて互いに逆方向に同期回転することで、接触しないようになっている。更に、第3カッタ群17の第5、第6カッタヘッド23,24も、互いの回転領域(掘削領域)が重複するものの、対応する各スポーク56,57の位置がずれて互いに逆方向に同期回転することで、接触しないようになっている。
【0024】
同様に、隣接する第1、第3、第5カッタヘッド19,21,23は、互いの回転領域(掘削領域)が重複するものの、対応する各スポーク32,44,56の位置がずれて互いに逆方向に同期回転することで、接触しないようになっている。また、隣接する第2、第4、第6カッタヘッド20,22,24は、互いの回転領域(掘削領域)が重複するものの、対応する各スポーク33,45,57の位置がずれて互いに逆方向に同期回転することで、接触しないようになっている。
【0025】
一方、対角に位置する第1、第4、第5カッタヘッド19,22,23は、同方向に同期回転するものの、掘進方向前後にずれていることで、接触しないようになっており、互いの回転領域(掘削領域)が重複せずに回転最外径(掘削最外径)を接触させることで、掘削残留部をなくしている。また、対角に位置する第2、第3、第6カッタヘッド20,21,24は、同方向に同期回転するものの、掘進方向前後にずれていることで、接触しないようになっており、互いの回転領域(掘削領域)が重複せずに回転最外径(掘削最外径)を接触させることで、掘削残留部をなくしている。そして、第1、第2、第5、第6カッタヘッド19,20,23,24は、その外径をほぼ同径とすると共に、第3、第4カッタヘッド21,22は、その外径を各カッタヘッド19,20,23,24に対して小径としており、掘削機本体11のほぼ同様の領域を掘削可能となっている。
【0026】
従って、カッタ駆動部28,29,40,41,52,53を駆動すると、第1、第4、第5カッタヘッド19,22,23を時計回り方向に同期回転すると共に、第2、第3、第6カッタヘッド20,21,24を反時計回り方向に同期回転し、各カッタビット34,35,46,47,58,59により前方の地盤を掘削することができ、各カッタヘッド19〜24の所定の回転角度位置でコピーカッタ36,37,48,49,60,61を突出することで、カッタヘッド19〜24では掘削できない掘削機本体11のコーナー部や上下部、側部を掘削することができる。
【0027】
掘削機本体11の前部にはカッタヘッド19〜24とバルクヘッド25との間にチャンバ62が形成されている。掘削機本体11内には排土手段としてのスクリューコンベヤ63が前傾姿勢で配設されており、このスクリューコンベヤ63の前端部がバルクヘッド25を貫通してチャンバ62に位置している。そして、カッタヘッド19〜24のスポーク32,33,44,45,56,57の後部にはそれぞれ攪拌翼71〜76が固定される一方、バルクヘッド25の前部には複数の固定翼77が固定されている。この場合、例えば、第1カッタヘッド19は3本のスポーク32を有しており、各スポーク32に一つの攪拌翼71が固定されているが、その固定位置がそれぞれ長手方向(カッタヘッド19の径方向)異なる位置となっている。そして、第2〜第6カッタヘッド20〜24も同様の構成となっている。そして、各カッタヘッド19〜24における攪拌翼71〜76の旋回領域外に複数の固定翼77がバルクヘッド25が固定されている。
【0028】
従って、各カッタヘッド19〜24の旋回時に、各スポーク32,33,44,45,56,57と共に各攪拌翼71〜76が旋回することで、チャンバ62内の掘削土砂を固定翼77と共に攪拌することができる。このとき、図3に示すように、各攪拌翼71〜76の固定位置が各スポーク32,33,44,45,56,57で異なっており、このスポーク32,33,44,45,56,57が互いに接触せずに旋回することから、各攪拌翼71〜76はチャンバ62内のほとんどの領域に移動して掘削土砂を攪拌することができる。
【0029】
掘削機本体11の後胴13には周方向に沿って複数のシールドジャッキ81が周方向に沿って並設されており、このシールドジャッキ81を掘進方向後方に伸長してスプレッダ82を既設セグメントSに押し付けることで、その反力により掘削機本体11を前進することができる。また、後胴13の後端部にはセグメントSをリング状に組立てるエレクタ装置83が装着されている。
【0030】
ここで、上述した実施形態のトンネル掘削機によるトンネル掘削作業について説明する。
【0031】
図1及び図2に示すように、まず、カッタ駆動部28,29,40,41,52,53により各カッタヘッド19〜24を回転しながら、シールドジャッキ81を伸長して既設セグメントSから掘削反力を得て掘削機本体11を前進させる。すると、回転する各カッタヘッド19〜24の多数のカッタビット34,35,46,47,58,59が前方の地盤を掘削してトンネルを形成する。
【0032】
このとき、第1、第4、第5カッタヘッド19,23,23は時計回り方向に同期回転し、第2、第3、第6カッタヘッド20,21,24は反時計回り方向に同期回転すると共に、所定の回転角度位置でコピーカッタ36,37,48,49,60,61を突出することで、各スポーク32,33,44,45,56,57が接触せずに、掘削機本体11より若干大きい領域を掘削することができる。
【0033】
そして、各カッタヘッド19〜24の地盤掘削により発生した土砂はチャンバ62に取り込まれ、このチャンバ62の掘削土砂に対して図示しない噴射孔から加泥材が必要に応じて吐出される。そして、各カッタヘッド19〜24の回転に伴ってチャンバ62を移動する各攪拌翼71〜76及び固定翼77により土砂が攪拌されて加泥材に適正に混合されることとなり、チャンバ62での掘削土砂の塑性流動化が促進され、スクリューコンベヤ63により適正に排土することができる。
【0034】
このとき、複数の攪拌翼71〜76がチャンバ62内のほとんどの領域を移動して掘削土砂を攪拌することにより、粘土質の土砂がカッタヘッド19〜24や掘削機本体11に付着することはなく、確実に排土することができる。なお、カッタヘッド19〜24による掘削量に見合う土砂量をスクリューコンベヤ63により排土することで、チャンバ62内に掘削土砂を充満、加圧して切羽を安定させることができる。
【0035】
このように本実施形態のトンネル掘削機にあっては、掘削機本体11の前部に、3つのカッタ群15,16,17からなるカッタ18を装着し、第1カッタ群15の第1、第2カッタヘッド19,20を同一面内に隣接して互いに逆方向に同期回転可能とし、第2カッタ群16の第3、第4カッタヘッド21,22を同一面内に隣接して互いに逆方向に同期回転可能とすると共に、第1、第2カッタヘッド19,20より後方にずれて配設し、第3カッタ群17の第5、第6カッタヘッド23,24を同一面内に隣接して互いに逆方向に同期回転可能とすると共に、第1、第2カッタヘッド19,20と掘進方向同位置に配設し、各カッタヘッド19〜24の後部にチャンバ62に向けて攪拌翼71〜76を固定している。
【0036】
従って、6つのカッタヘッド19〜24を効率良く配設すると共に、回転方向を制御して同期回転することで、互いに接触することなく異形断面トンネルを容易に掘削することができ、このとき、複数の攪拌翼71〜76がチャンバ62内のほとんどの領域を移動して掘削土砂を攪拌することにより、チャンバ内の掘削土砂の流動性を向上することでカッタヘッド19〜24や掘削機本体11への土砂の付着を防止し、安定した排土を可能としてトンネル掘削作業の作業効率を向上することができる。
【0037】
なお、上述した実施形態では、各スポーク32,33,44,45,56,57にそれぞれ一つの攪拌翼71〜76を固定したが、複数の攪拌翼を固定したり、一つのスポーク32,33,44,45,56,57だけに複数の攪拌翼を固定してもよく、攪拌翼によりチャンバ62内のほとんどの領域の掘削土砂を攪拌できればよいものである。また、一つのカッタヘッドに対するスポークの本数も3つに限らず、1つや2つまたは4つ以上であってもよい。
【0038】
また、カッタ18を3つのカッタ群15〜17、6つのカッタヘッド19〜24により構成したが、カッタ群やカッタヘッドの数は掘削するトンネルの断面形状に応じて適宜設定すればよいものである。更に、第1、第3カッタ群15,17に対して第2カッタ群16を掘進方向後方に配設したが、第2カッタ群16を掘進方向前方に配設してもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項1の発明のトンネル掘削機によれば、掘削機本体の前部に装着されたカッタを、複数のカッタヘッドが同一面内に隣接して互いに同期回転可能に設けられた第1カッタ群と、複数のカッタヘッドが同一面内に隣接して互いに且つ第1カッタ群と同期回転可能であると共に第1カッタ群に対して掘削方向前後にずれて配設された第2カッタ群とから構成し、各カッタヘッドからチャンバに向けて複数の攪拌翼を突設したので、複数のカッタヘッドを効率良く配設すると共に、回転方向を制御して同期回転させることで、互いに接触することなく所望断面トンネルを容易に掘削することができ、複数の攪拌翼がチャンバのほとんどの領域を移動して掘削土砂を攪拌することにより、チャンバでの掘削土砂の流動性を向上することでカッタヘッドや掘削機本体などへの土砂の付着を防止し、安定した排土を可能としてトンネル掘削作業の作業効率を向上することができる。
【0040】
請求項2の発明のトンネル掘削機によれば、複数のカッタヘッドのうち隣接するカッタヘッド同志の回転方向を逆方向としたので、複数のカッタヘッドが接触することなく所定の位置に配設することができる。
【0041】
請求項3の発明のトンネル掘削機によれば、複数のカッタヘッドは、駆動軸から放射方向にスポークが取付けられ、スポークの前面に多数のカッタビットを固定する一方、スポークの後面に攪拌翼を固定したので、簡単な構成で隣接する複数のカッタヘッド同士の接触を防止することができる。
【0042】
請求項4の発明のトンネル掘削機によれば、駆動軸にスポークを複数均等間隔で取付け、複数のスポークの長手方向の異なる位置に攪拌翼を固定したので、攪拌翼をバランスよく配設することで、少ない攪拌翼で大きな攪拌領域を確保することができる。
【0043】
請求項5の発明のトンネル掘削機によれば、カッタヘッドの攪拌翼に対応して互いに干渉しない掘削機本体側に固定翼を固定したので、攪拌翼と固定翼により掘削土砂の攪拌効率を向上して適正な排土を可能とすることができる。
【0044】
請求項6の発明のトンネル掘削機によれば、複数のカッタヘッドのうち隣接するカッタヘッド同志の掘削領域を重複させる一方、複数のカッタヘッドのうち対角に位置するカッタヘッド同志の掘削最外径を接触させるようにしたので、簡単な構成で隣接する複数のカッタヘッド同士の接触を防止することができると共に、所定の掘削領域を確保することができる。
【0045】
請求項7の発明のトンネル掘削機によれば、複数のカッタヘッドが同一面内に隣接して互いに同期回転可能な第3カッタ群を第2カッタ群に隣接して設け、第3カッタ群の各カッタヘッドにチャンバ側に複数の攪拌翼を突設し、第3カッタ群を第2カッタ群に対して掘削方向前後にずれると共に第1カッタ群に対して掘削方向ほぼ同一位置に配設したので、矩形形状を有するトンネルを容易に掘削することができる。
【0046】
請求項8の発明のトンネル掘削機によれば、第1、第3カッタ群の各カッタヘッドをほぼ同径とすると共に、第2カッタ群の各カッタヘッドの外径を第1、第3カッタ群の各カッタヘッドよりも小径としたので、矩形形状を有するトンネルを
掘削するとき、第2カッタ群の各カッタヘッドの大きさを調整することで、所望の形状のトンネルを容易に掘削することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の正面図である。
【図2】本実施形態のトンネル掘削機の概略断面図である。
【図3】本実施形態のトンネル掘削機にによる掘削土砂攪拌領域を表す概略図である。
【符号の説明】
11 掘削機本体
15 第1カッタ群
16 第2カッタ群
17 第3カッタ群
18 カッタ
19 第1カッタヘッド
20 第2カッタヘッド
21 第3カッタヘッド
22 第4カッタヘッド
23 第5カッタヘッド
24 第6カッタヘッド
25 バルクヘッド
32,33,44,45,56,57 スポーク
63 スクリューコンベヤ(排土手段)
71〜76 攪拌翼
77 固定翼[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel excavator that excavates the ground and constructs a tunnel.
[0002]
[Prior art]
In general tunnel excavators, a disc-shaped cutter head is rotatably mounted on the front part of a cylindrical excavator body, and this cutter head is supported by a driving device so as to be driven to rotate and discharge excavated sediment. On the other hand, a screw conveyor is arranged, and a number of shield jacks for advancing the excavator body at the rear and an erector device for assembling the segments on the inner wall surface of the existing tunnel are mounted. Therefore, when the shield jack is extended while rotating the cutter head, the excavator body moves forward with the reaction force from the existing segment, so that the cutter head excavates the ground in front and the excavated soil is externally removed by the screw conveyor. In addition, the erector device constructs the tunnel by assembling the segments on the inner wall surface of the existing tunnel.
[0003]
By the way, the circular cross-section tunnel constructed by the tunnel excavator described above is often used as a subway tunnel or an automobile road. In this case, since the use area in the tunnel is rectangular, the rectangular cross-section from the beginning. There is a desire to dig a tunnel. As tunnel excavation capable of excavating a rectangular cross-section tunnel, for example, there is one described in Patent Document 1 below. In the tunnel excavator described in Patent Document 1, a circular cutter is attached to a front portion of a rectangular skin plate so as to be able to be driven and rotated, and a swing cutter is attached to the circular cutter, and a predetermined value is obtained during rotation of the circular cutter. By projecting the swing cutter at the angular position, a tunnel having a rectangular cross section is excavated by the circular cutter and the swing cutter.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-280873 Publication
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional tunnel excavator described above, a tunnel having a rectangular cross section is excavated by excavating an area that cannot be excavated with a circular cutter with a swing cutter. However, the swing cutter is a cantilever support in which only a base end portion supports a circular cutter, and the area that can be excavated by this swing cutter is limited to the upper limit of experience. For this reason, it is necessary to increase the support rigidity of the swing cutter, which leads to a complicated structure, an increase in size, and an increase in weight.
[0006]
In addition, when the ground excavating the tunnel is clay, additives are injected to promote the plastic fluidization of the excavated soil between the face and the bulkhead, and the excavated sediment and additive are agitated well. While being discharged by the screw conveyor. Therefore, a plurality of stirring blades protruding toward the chamber are provided at the rear part of the cutter head. However, in the conventional tunnel excavator described above, a stirring blade cannot be provided at the rear of the swing cutter due to strength restrictions, and the excavated sediment cannot be stirred over the entire region of the chamber. Then, the excavated earth and sand adheres to the back side of the cutter head and the inner surface of the skin plate, and the excavated earth and sand does not flow well in the chamber and the earth cannot be discharged stably. It becomes impossible to dig itself.
[0007]
The present invention solves such problems, and makes it possible to easily excavate a desired cross-section tunnel and improve the fluidity of excavated sediment in the chamber to enable stable soil excavation. An object of the present invention is to provide a tunnel excavator that improves work efficiency.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a tunnel excavator according to the invention of claim 1 is a tubular excavator main body having a chamber at a front portion thereof, a propulsion jack for advancing the excavator main body, and the excavator main body. A cutter attached to the front of the chamber, and a soil discharging means for discharging the earth and sand in the chamber. The cutter is provided with a plurality of cutter heads adjacent to each other in the same plane so as to be synchronously rotatable with each other. A first cutter group and a plurality of cutter heads are adjacent to each other in the same plane and can be rotated synchronously with each other and with the first cutter group. It has a two-cutter group and a plurality of stirring blades protruding from the respective cutter heads toward the chamber.
[0009]
In a tunnel excavator according to a second aspect of the present invention, the rotation directions of adjacent cutter heads among the plurality of cutter heads are opposite directions.
[0010]
In the tunnel excavator according to a third aspect of the present invention, the plurality of cutter heads have spokes attached in a radial direction from a drive shaft, and a plurality of cutter bits are fixed to the front surface of the spokes, while the spokes are provided on the rear surface of the spokes. The stirring blade is fixed.
[0011]
In a tunnel excavator according to a fourth aspect of the invention, a plurality of spokes are attached to the drive shaft at equal intervals, and the stirring blades are fixed at different positions in the longitudinal direction of the plurality of spokes.
[0012]
In a tunnel excavator according to a fifth aspect of the present invention, fixed blades are fixed to the excavator body side that does not interfere with each other in correspondence with the stirring blades of the cutter head.
[0013]
In the tunnel excavator according to claim 6, the excavation regions of adjacent cutter heads among the plurality of cutter heads overlap, while the outermost excavation of the cutter heads located diagonally among the plurality of cutter heads. It is characterized by contacting the diameter.
[0014]
In a tunnel excavator according to a seventh aspect of the present invention, a third cutter group in which a plurality of cutter heads are adjacent to each other in the same plane and can be rotated synchronously with each other is provided adjacent to the second cutter group. Each cutter head has a plurality of agitating blades projecting from the chamber side, and the third cutter group is shifted forward and backward in the excavation direction with respect to the second cutter group, and substantially the same position in the excavation direction with respect to the first cutter group. It is characterized by having been arranged in.
[0015]
In the tunnel excavator of the eighth aspect of the invention, the cutter heads of the first and third cutter groups have substantially the same diameter, and the outer diameters of the cutter heads of the second cutter group are the first and third cutters. It is characterized by a smaller diameter than each cutter head of the cutter group.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a front view of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the tunnel excavator of the present embodiment, and FIG. 3 is an excavation sediment mixing region by the tunnel excavator of the present embodiment. An outline is shown.
[0018]
In the tunnel excavator of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the excavator body 11 has a rectangular cylindrical shape, and is configured such that a front cylinder 12 and a rear cylinder 13 having substantially the same shape are connected to be bendable. A plurality of middle-folded
[0019]
At the front part of the excavator main body 11, a cutter 18 composed of three
[0020]
That is, a bulk head 25 is formed at the front portion of the front barrel 12, and cutter driving portions 28 and 29 having a plurality of cutter turning motors 26 and 27 are mounted on the bulk head 25, respectively. The first and second cutter heads 19 and 20 can be driven and rotated by the portions 28 and 29. The first and second cutter heads 19 and 20 are attached with three
[0021]
Further, cutter drive units 40 and 41 having a plurality of cutter turning motors 38 and 39 are mounted on the upper and lower intermediate portions of the bulkhead 25, and the third and fourth cutter heads 21 and 22 are mounted by the cutter drive units 40 and 41, respectively. The drive can be rotated. The third and fourth cutter heads 21 and 22 are attached with three
[0022]
Further, cutter driving units 52 and 53 each having a plurality of cutter turning motors 50 and 51 are mounted below the bulk head 25, and the fifth and sixth cutter heads 23 and 24 are driven to rotate by the cutter driving units 52 and 53. It is possible. The fifth and sixth cutter heads 23 and 24 are attached with three
[0023]
In this case, the first and second cutter heads 19 and 20 of the
[0024]
Similarly, although the adjacent first, third, and fifth cutter heads 19, 21, and 23 overlap each other's rotation areas (excavation areas), the positions of the corresponding
[0025]
On the other hand, the first, fourth, and fifth cutter heads 19, 22, and 23 positioned diagonally rotate synchronously in the same direction, but are not in contact with each other because they are displaced forward and backward in the excavation direction, The excavation residual part is eliminated by contacting the rotation outermost diameter (excavation outermost diameter) without overlapping each other's rotation area (excavation area). In addition, the second, third, and sixth cutter heads 20, 21, and 24 positioned diagonally rotate synchronously in the same direction, but are not in contact with each other because they are displaced in the front and rear directions in the excavation direction. The excavation residual part is eliminated by contacting the rotation outermost diameter (excavation outermost diameter) without overlapping each other's rotation area (excavation area). The first, second, fifth, and sixth cutter heads 19, 20, 23, and 24 have substantially the same outer diameter, and the third and fourth cutter heads 21 and 22 have outer diameters. Is smaller than each
[0026]
Accordingly, when the cutter driving units 28, 29, 40, 41, 52, 53 are driven, the first, fourth, and fifth cutter heads 19, 22, 23 are synchronously rotated in the clockwise direction, and the second, third, The sixth cutter heads 20, 21, 24 can be rotated synchronously in the counterclockwise direction, and the front ground can be excavated by the
[0027]
A
[0028]
Therefore, when the cutter heads 19 to 24 are turned, the stirring
[0029]
A plurality of shield jacks 81 are juxtaposed along the circumferential direction on the rear barrel 13 of the excavator body 11, and the shield jacks 81 extend rearward in the digging direction to connect the
[0030]
Here, the tunnel excavation work by the tunnel excavator of the above-described embodiment will be described.
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 2, first, the shield jack 81 is extended and excavated from the existing segment S while the cutter heads 19 to 24 are rotated by the cutter driving units 28, 29, 40, 41, 52, and 53. The excavator body 11 is moved forward with the reaction force. Then, a large number of
[0032]
At this time, the first, fourth, and fifth cutter heads 19, 23, and 23 are synchronously rotated in the clockwise direction, and the second, third, and sixth cutter heads 20, 21, and 24 are synchronously rotated in the counterclockwise direction. In addition, by projecting the
[0033]
And the earth and sand generated by ground excavation of each cutter head 19-24 are taken in into the
[0034]
At this time, the plurality of stirring
[0035]
As described above, in the tunnel excavator according to the present embodiment, the cutter 18 including the three
[0036]
Therefore, the six cutter heads 19 to 24 can be efficiently arranged, and the rotational direction is controlled and synchronously rotated to easily excavate the irregular cross-section tunnel without contacting each other. The agitating
[0037]
In the above-described embodiment, one stirring
[0038]
The cutter 18 is composed of three
[0039]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the tunnel excavator of the invention of claim 1, the cutter mounted on the front portion of the excavator body is connected to each other with a plurality of cutter heads adjacent to each other in the same plane. The first cutter group provided so as to be able to rotate synchronously and the plurality of cutter heads are adjacent to each other in the same plane and can be rotated synchronously with the first cutter group and are displaced in the front and rear direction of excavation with respect to the first cutter group. And a plurality of stirring blades projecting from each cutter head toward the chamber, so that the plurality of cutter heads can be efficiently arranged and the rotation direction can be controlled. By rotating synchronously, the desired cross-section tunnel can be easily excavated without touching each other, and multiple agitating blades move in most areas of the chamber to agitate the excavated sediment. Preventing soil from adhering to such a cutter head and excavator body by improving the fluidity of the excavated earth and sand, it is possible to improve the work efficiency of the tunneling work as possible stable dumping.
[0040]
According to the tunnel excavator of the second aspect of the present invention, since the rotation directions of the adjacent cutter heads among the plurality of cutter heads are opposite directions, the plurality of cutter heads are arranged at predetermined positions without contact. be able to.
[0041]
According to the tunnel excavator of the invention of claim 3, the plurality of cutter heads are provided with spokes attached in a radial direction from the drive shaft, and a plurality of cutter bits are fixed to the front surface of the spoke, while stirring blades are provided on the rear surface of the spoke. Since they are fixed, it is possible to prevent contact between adjacent cutter heads with a simple configuration.
[0042]
According to the tunnel excavator of the invention of claim 4, since the plurality of spokes are attached to the drive shaft at equal intervals and the stirring blades are fixed at different positions in the longitudinal direction of the plurality of spokes, the stirring blades are arranged in a balanced manner. Therefore, a large stirring area can be secured with a small number of stirring blades.
[0043]
According to the tunnel excavator of the invention of claim 5, since the fixed blade is fixed to the excavator body side that does not interfere with each other corresponding to the stirring blade of the cutter head, the stirring efficiency of the excavated soil is improved by the stirring blade and the fixed blade. As a result, proper soil removal can be achieved.
[0044]
According to the tunnel excavator of the sixth aspect of the present invention, the excavation areas of adjacent cutter heads among the plurality of cutter heads overlap, while the outermost excavation of the cutter heads located diagonally among the plurality of cutter heads. Since the diameters are brought into contact with each other, the contact between a plurality of adjacent cutter heads can be prevented with a simple configuration, and a predetermined excavation area can be secured.
[0045]
According to the tunnel excavator of the seventh aspect of the present invention, the third cutter group is provided adjacent to the second cutter group so that the plurality of cutter heads are adjacent to each other in the same plane and can rotate synchronously with each other. A plurality of agitating blades are provided on each cutter head on the chamber side, and the third cutter group is displaced forward and backward in the excavation direction with respect to the second cutter group, and disposed at substantially the same position in the excavation direction with respect to the first cutter group. Therefore, a tunnel having a rectangular shape can be easily excavated.
[0046]
According to the tunnel excavator of the eighth aspect of the invention, the cutter heads of the first and third cutter groups have substantially the same diameter, and the outer diameters of the cutter heads of the second cutter group are the first and third cutter groups. Because the diameter is smaller than each cutter head of the group, when excavating a tunnel having a rectangular shape, the tunnel of the desired shape can be easily excavated by adjusting the size of each cutter head of the second cutter group Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the tunnel excavator of the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic view showing an excavated sediment mixing region by the tunnel excavator of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Excavator
71-76
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003191731A JP2005023686A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Tunnel excavator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003191731A JP2005023686A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Tunnel excavator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005023686A true JP2005023686A (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=34189208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003191731A Pending JP2005023686A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Tunnel excavator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005023686A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102913251A (en) * | 2012-10-25 | 2013-02-06 | 山东天工岩土工程设备有限公司 | Replaceable mixing pile for shield tunneling machine |
-
2003
- 2003-07-04 JP JP2003191731A patent/JP2005023686A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102913251A (en) * | 2012-10-25 | 2013-02-06 | 山东天工岩土工程设备有限公司 | Replaceable mixing pile for shield tunneling machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8328293B2 (en) | Shield machine | |
JP3016341B2 (en) | Ground improvement equipment | |
JP2005023686A (en) | Tunnel excavator | |
JP3422714B2 (en) | Underground excavator | |
JP5458386B2 (en) | Tunnel excavator and tunnel excavation method | |
JPH1077780A (en) | Tunnel excavator and excavation method | |
JP2004068509A (en) | Tunnel boring machine and boring method | |
JP2824039B2 (en) | Underground excavator | |
JP2943096B2 (en) | Tunnel machine used for large section tunnel construction method | |
JPH0941361A (en) | Soil improving device | |
JP4450891B2 (en) | Underground excavator | |
JP3598205B2 (en) | Ground improvement method using stirrer and stirrer | |
JP2010077715A (en) | Shield machine | |
JP3538350B2 (en) | Earth pressure shield method and earth pressure shield machine for excavation of rectangular section | |
JPH03125796A (en) | Underground excavator | |
JP2001003352A (en) | Method and device for excavation and agitation for improving soil | |
JP3068246B2 (en) | Shield machine | |
JPH09242474A (en) | Shielding construction method and shielding machine | |
JPH1018759A (en) | Shield excavator | |
JPH061036B2 (en) | Shield machine | |
JPS62164910A (en) | Stirring blade structure for soft ground improver | |
JPS6299597A (en) | Shield excavator | |
KR200319569Y1 (en) | An agitating device for improving ground | |
JPH0941362A (en) | Soil improving device | |
JPH1061383A (en) | Shield excavator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051130 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070615 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070718 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080603 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081111 |