JP2009046883A - Shield driving machine and its cutter driving part collecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、掘進終了後にカッタフレームの駆動部を掘進機本体から取り外して回収するシールド掘進機及びそのカッタ駆動部回収方法に関する。 The present invention relates to a shield excavator that removes a drive unit of a cutter frame from an excavator body after the excavation is completed, and a method for recovering the cutter drive unit.
シールド掘進機として、掘進機本体の前部に配設されたカッタフレームを掘進機本体内に収容された駆動部によって掘進方向と平行な軸廻りに回転駆動し、カッタフレームに設けられたビットによって切羽を切削するものが知られている。ここで、上記駆動部には、モータ、ギヤ、ベアリング等の比較的高価な部品が備わっているため、シールド掘進機が土中にてトンネル計画線の終端までの掘進を終えた後に、駆動部を土中に埋め殺しすることなく掘進機本体から取り外して回収し、再利用したいという要望がある。 As a shield machine, a cutter frame disposed at the front of the machine body is rotated around an axis parallel to the direction of digging by a drive unit housed in the machine, and a bit provided on the cutter frame What cuts the face is known. Here, since the drive unit is provided with relatively expensive parts such as a motor, a gear, and a bearing, the drive unit after the shield machine has completed excavation to the end of the tunnel planned line in the soil. There is a demand to remove it from the main body of the excavator without collecting it in the soil and to reuse it.
この要望を適えた技術として、特許文献1に記載されたものが知られている。この技術は、掘進機本体を、外筒とその内部に着脱自在に係止された内筒とから成る二重筒構造とし、これら内外筒の軸方向前方に配置されたカッタフレームを回転駆動する駆動部を、内筒の内部に取り付けたシールド掘進機を用いる。このシールド掘進機により、内筒を外筒に係止した状態で土中をトンネル計画線の終端まで掘進した後、カッタフレームの前方の地盤に固化剤(セメントミルク等)を注入し、切羽の地盤を固めた後、内外筒の係止を解除し、外筒を残置して内筒をカッタフレームと共に軸方向後方に引き抜くことで、内筒に装着した駆動部を回収する。
A technique described in
ところで、上記技術では、カッタフレームを内筒と共に外筒の内部に引き抜いているが、カッタフレームの外周端における回転直径は外筒の外径に合わせられているので、引き抜きの際にカッタフレームの外周端が外筒の前縁に引っ掛からないようにするためには、カッタフレームに径方向の伸縮機構を設けるか、或いは作業員が掘進機本体の内部から切羽側に出てカッタフレームを切断する必要がある。カッタフレームに径方向の伸縮機構を設けることはコストアップに繋がり、作業員がカッタフレームの切断作業を行うためには、切羽への薬注量を増やす等の十分な対策が必要となり、工期の延びに繋がる。 By the way, in the above technique, the cutter frame is pulled out together with the inner cylinder into the outer cylinder. However, the rotation diameter at the outer peripheral end of the cutter frame is adjusted to the outer diameter of the outer cylinder. In order to prevent the outer peripheral end from being caught on the front edge of the outer cylinder, a radial expansion / contraction mechanism is provided on the cutter frame, or an operator goes out from the inside of the excavator main body to the face and cuts the cutter frame. There is a need. Providing a radial expansion and contraction mechanism on the cutter frame leads to an increase in cost, and in order for workers to cut the cutter frame, it is necessary to take sufficient measures such as increasing the amount of medicine injected into the face. It leads to extension.
また、上記技術では、カッタフレームを内筒と共に外筒の内部に引き抜いた際、外筒の前方の開口は固化剤の注入によって固められた切羽の地盤によって塞がれて止水される。この止水を万全なものとするには、カッタフレームの前方の切羽の地盤に、止水を確実とする十分な量の固化剤を注入しなければならず、いきおい薬注量が増え、コストアップとなる。また、薬注量が増えると、注入した固化剤が固化するのを待つ時間も長くなり、工期も延びる。 Further, in the above technique, when the cutter frame is pulled out together with the inner cylinder into the outer cylinder, the opening in front of the outer cylinder is blocked by the ground of the face solidified by the injection of the solidifying agent, and the water is stopped. In order to ensure this water stoppage, a sufficient amount of solidifying agent that ensures water stoppage must be injected into the ground surface in front of the cutter frame. It will be up. Moreover, when the amount of chemical injection increases, the time for waiting for the injected solidifying agent to solidify becomes longer, and the construction period is also extended.
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、掘進終了後にカッタフレームの駆動部を掘進機本体から取り外して回収するシールド掘進機及びそのカッタ駆動部回収方法において、低コスト化及び工期の短縮化を図ったシールド掘進機及びそのカッタ駆動部回収方法を提供することにある。 The purpose of the present invention, which was created in view of the above circumstances, is to provide a shield machine and a cutter drive part collection method for removing the drive part of the cutter frame from the machine body after the completion of excavation and recovering the cost. It is an object of the present invention to provide a shield machine and a cutter driving unit recovery method for shortening the length of the shield machine.
上記目的を達成するために第1の発明は、掘進機本体の前部に掘進方向と平行な軸廻りに回転されるカッタフレームを有し、掘進終了後に上記カッタフレームの駆動部を上記掘進機本体から取り外して回収するシールド掘進機であって、上記掘進機本体の外殻を成す筒状のシールドフレーム内に、そのシールドフレーム内を掘進方向の前後に仕切って設けられた隔壁と、該隔壁に上記カッタフレームの回転中心を中心として円環状に開口された開口部と、上記隔壁に反切羽側から着脱され、上記カッタフレームの駆動部が装着されたハウジングブロックと、該ハウジングブロックに、回転可能に装着されて上記駆動部によって回転駆動され、上記開口部に合わせて円環状に形成された回収中間リングと、該回収中間リングに重ねられ、上記開口部から露出するように円環状に形成され、上記カッタフレームに連結された残置中間リングと、該残置中間リングと上記回収中間リングとを連結切離するため、重ねられた両リングに反切羽側から着脱されるネジ締結具とを備え、該ネジ締結具が、上記残置中間リング及び上記回収中間リングの周方向に間隔を隔てて複数配設されたものである。 In order to achieve the above object, a first invention has a cutter frame that is rotated around an axis parallel to a digging direction at a front portion of a digging machine main body, and the driving unit of the cutter frame is attached to the digging machine after digging is completed. A shield machine that is removed from the main body and collected, and a partition wall that is provided in a cylindrical shield frame that forms an outer shell of the main body of the above-mentioned excavator body, and that is provided by partitioning the inside of the shield frame in the front and rear directions. An opening that is annularly opened around the rotation center of the cutter frame, a housing block that is attached to and detached from the opposite face to the partition wall, and on which the drive unit of the cutter frame is mounted, and that rotates to the housing block A recovery intermediate ring that is mounted in a possible manner and is rotationally driven by the drive unit, and is formed in an annular shape in conformity with the opening; An annular ring formed so as to be exposed from the section, and the remaining intermediate ring connected to the cutter frame, and the remaining intermediate ring and the recovery intermediate ring are connected to and separated from each other. And a plurality of screw fasteners arranged at intervals in the circumferential direction of the remaining intermediate ring and the recovery intermediate ring.
上記回収中間リングが、その周方向に間隔を隔てて掘進方向に沿って形成された複数の第1貫通孔を有し、上記ネジ締結具が、上記残置中間リングの反切羽面にその周方向に間隔を隔てて複数ネジ込まれ上記第1貫通孔を貫通するネジロッドと、上記第1貫通孔を貫通した上記ネジロッドに夫々ネジ込まれたナットとを有してもよい。 The recovery intermediate ring has a plurality of first through holes formed in the circumferential direction at intervals in the circumferential direction, and the screw fastener is disposed in the circumferential direction on the anti-face surface of the remaining intermediate ring. A screw rod that is screwed into the first through hole and a nut that is screwed into the screw rod that passes through the first through hole.
上記ハウジングブロックに、上記回収中間リングを回転可能に支持する旋回環を取り付け、該旋回環が、上記ハウジングブロックに装着された円環状の静止側ハウジングと、上記回収中間リングに装着された円環状の回転側ハウジングと、上記静止側ハウジングと上記回転側ハウジングとの間に介設されたベアリングとを有し、上記回転側ハウジングが、その周方向に間隔を隔てて複数掘進方向に沿って成された第2貫通孔を有し、上記ネジロッドが、上記第1貫通孔を貫通した後に上記第2貫通孔を貫通し、上記ナットが、上記第2貫通孔を貫通した上記ネジロッドにネジ込まれ、上記静止側ハウジングと上記ハウジングブロックとの間に、上記旋回環を上記ハウジングブロックに取り付けた状態で上記ナットを上記ネジロッドから取り外すスペースを形成するスペーサを設けてもよい。 A swivel ring that rotatably supports the recovery intermediate ring is attached to the housing block, and the swivel ring has an annular stationary housing that is mounted on the housing block, and an annular ring that is mounted on the recovery intermediate ring. A rotating housing, and a bearing interposed between the stationary housing and the rotating housing. The rotating housing is formed along a plurality of digging directions at intervals in the circumferential direction. The threaded rod penetrates the second through hole after passing through the first through hole, and the nut is screwed into the threaded rod that penetrates the second through hole. The nut is removed from the screw rod with the swivel ring attached to the housing block between the stationary housing and the housing block. Space may be provided a spacer for forming a.
上記カッタフレームから上記残置中間リング及び上記回収中間リングを介して上記ハウジングブロックに加わる切羽の推進反力を上記隔壁に伝えるため、上記ハウジングブロックと上記隔壁とを引っ張り部材で連結してもよい。 In order to transmit the propulsion reaction force of the face applied to the housing block from the cutter frame through the remaining intermediate ring and the recovery intermediate ring to the partition wall, the housing block and the partition wall may be connected by a tension member.
第2の発明は、シールド掘進機の掘進終了後にカッタフレームの駆動部を掘進機本体から取り外して回収する方法であって、上記シールド掘進機は、上記掘進機本体の外殻を成す筒状のシールドフレーム内に、そのシールドフレーム内を掘進方向の前後に仕切って設けられた隔壁と、該隔壁に上記カッタフレームの回転中心を中心として円環状に開口された開口部と、上記隔壁に反切羽側から着脱され、上記カッタフレームの駆動部が装着されたハウジングブロックと、該ハウジングブロックに、回転可能に装着されて上記駆動部によって回転駆動され、上記開口部に合わせて円環状に形成された回収中間リングと、該回収中間リングに重ねられ、上記開口部から露出するように円環状に形成され、上記カッタフレームに連結された残置中間リングと、該残置中間リングと上記回収中間リングとを連結切離するため、重ねられた両リングに反切羽側から着脱されるネジ締結具とを備え、かかるシールド掘進機を土中の掘進終了位置まで掘進させた後、上記隔壁と上記カッタフレームとの間のカッタ室内に固化剤を注入してこのカッタ室内の土砂を固化し、上記ネジ締結具を緩めて、上記残置中間リングから上記回収中間リングを切り離し、上記残置中間リング及び上記カッタフレームを土中に残置して、上記回収中間リング及び上記ハウジングブロックを反切羽側に取り外して回収するようにしたものである。 The second invention is a method for removing the drive unit of the cutter frame from the excavator main body after the excavation of the shield excavator and recovering, wherein the shield excavator has a cylindrical shape that forms an outer shell of the excavator main body. A partition provided in the shield frame by partitioning the shield frame in the front and rear direction, an opening opened in an annular shape around the rotation center of the cutter frame, and an anti-face to the partition A housing block that is detachable from the side and is mounted with the drive unit of the cutter frame, and is rotatably mounted on the housing block and rotated by the drive unit, and is formed in an annular shape in accordance with the opening. A recovery intermediate ring, and a remaining intermediate that is overlapped with the recovery intermediate ring and formed in an annular shape so as to be exposed from the opening, and connected to the cutter frame And a screw fastener that is attached to and detached from the opposite face to both the overlapped rings to connect and disconnect the remaining intermediate ring and the recovery intermediate ring, and the shield machine is completed in the soil. After digging to the position, a solidifying agent is injected into the cutter chamber between the partition wall and the cutter frame to solidify the earth and sand in the cutter chamber, the screw fastener is loosened, and the recovery from the remaining intermediate ring The intermediate ring is cut off, the remaining intermediate ring and the cutter frame are left in the soil, and the recovery intermediate ring and the housing block are removed to the opposite face side and recovered.
本発明によれば、掘進終了後にカッタフレームの駆動部を掘進機本体から取り外して回収するシールド掘進機及びそのカッタ駆動部回収方法において、低コスト化及び工期の短縮化を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, cost reduction and shortening of a construction period can be aimed at in the shield excavator which removes and collects the drive part of a cutter frame from an excavator main body after the completion of excavation, and its cutter drive part collection | recovery method.
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本実施形態に係るシールド掘進機の側断面図である。 FIG. 1 is a side sectional view of a shield machine according to the present embodiment.
このシールド掘進機1は、円筒状のシールドフレーム2を外殻とする掘進機本体3と、掘進機本体3の前部に掘進方向と平行な軸廻りに回転されるカッタフレーム4と、掘進機本体3内に収容されカッタフレーム4を回転するための駆動部5とを有し、掘進終了後に駆動部5を掘進機本体3から取り外して回収できるようになっている。
This
掘進機本体3は、円筒状のシールドフレーム2と、シールドフレーム2内にその内部を掘進方向の前後に仕切って設けられた隔壁6と、隔壁6に取り付けられカッタフレーム4を回転駆動するための駆動部5と、隔壁6の前方に配置され駆動部5によって回転駆動されるカッタフレーム4とを有する。カッタフレーム4は、カッタフレーム4の背面(反切羽側の面)から掘進方向後方に延出されて駆動部5に接続された中間ビーム7を有する。中間ビーム7は、カッタフレーム4の背面に、カッタフレーム4の回転中心を中心として周方向に間隔を隔てて複数設けられている。
The excavator
カッタフレーム4の中心部には、掘進方向後方に延出されたセンターシャフト8が設けられ、このセンターシャフト8は、隔壁6をシール9を介して貫通しており、隔壁6を貫通したセンターシャフト8の後端部には、ロータリージョイント10が設けられている。このロータリージョイント10を介してカッタフレーム4に油圧が供給され、カッタフレーム4内に装着された図示しない油圧機器(コピーカッター用ジャッキ等)に油圧が供給される。
A
隔壁6の下部には、カッタフレーム4に装着されたビット11によって切削されてカッタフレーム4と隔壁6との間のカッタ室12内に取り込まれた掘削土砂を、坑内(隔壁6の後方)に取り込むための排土装置としてスクリューコンベヤ13が取り付けられている。なお、本実施形態は土圧式シールドなのでスクリューコンベヤ13が取り付けられているが、泥水式シールドの場合、スクリューコンベヤ13の代わりに送排泥管が隔壁6に取り付けられることになる。
In the lower part of the
シールドフレーム2の内部には、シールドフレーム2の内周面に沿ってセグメント14をリング状に組み立てるエレクタ15が設けられている。エレクタ15は、シールドフレーム2の軸心廻りに回転可能に支持された旋回リング16と、旋回リング16に取り付けられトンネル径方向に移動可能な吊りビーム17と、吊りビーム17に取り付けられトンネル軸方向に移動可能な摺動ブロック18と、摺動ブロック18に取り付けられセグメント14を把持する把持部19とを有する。
Inside the
エレクタ15によってリング状に組み立てられたセグメント14(既設セグメント)は、形状保持装置20(セグメント真円保持装置)によって上下方向に突っ張り力が付与されて真円状態に保持される。形状保持装置20は、シールドフレーム2内の中心部にトンネル軸方向に延出されてその前部が金具21を介してシールドフレーム2に支持された後方作業台22に、トンネル軸方向に移動可能に取り付けられており、上方の既設セグメント14を押し上げる逆さU字状の上部シュー23と、下方の既設セグメント14に当接するU字状の下部シュー24とを備えている。
The segment 14 (existing segment) assembled in a ring shape by the
シールドフレーム2の内周面には、既設セグメント14に反力を取って掘進機本体3を前進させるシールドジャッキ25が、周方向に間隔を隔てて複数取り付けられている。シールドジャッキ25は、その伸縮ロッドの先端に設けられたシュー26が既設セグメント14に当接された状態で伸長され、シールドフレーム2即ち掘進機本体3を前進させるものである。
A plurality of
以上述べたシールド掘進機1を用いて、土中にてトンネル計画線の終端までの掘進を終えた後、シールドフレーム2の内周面と既設セグメント14とを固定金具27によって連結し、シールドフレーム2が掘進方向後方に後退しないようにする。
After the excavation to the end of the tunnel planned line is completed in the soil using the
固定金具27の装着の後、又は装着と同時、或いは装着に先立って、隔壁6にこれを貫通して複数装着された注入管28を通して、隔壁6の後方からカッタフレーム4と隔壁6との間のカッタ室12に固化剤(セメントミルク等)を注入し、カッタ室12内の土砂を固める。
After the mounting of the
カッタ室12内の土砂の固化時間を利用して、形状保持装置20を取り外して後方に搬送し、後方作業台22を分割して取り外して後方に搬送し、スクリューコンベヤ13を取り外して後方に搬送し、エレクタ15を取り外して後方に搬送し、シールドジャッキ25を取り外して後方に搬送する。
Using the solidification time of the earth and sand in the
これにより図2の状態となる。図2にて、カッタ室12内のドットで表された部分は、注入管28から注入された固化剤によって固化された土砂を示す。注入管28は隔壁6の周方向に間隔を隔てて複数配設されている。
As a result, the state shown in FIG. 2 is obtained. In FIG. 2, a portion represented by dots in the
次に、図2の状態から、カッタフレーム4の駆動部5を掘進機本体3から取り外して回収する構造及び方法について、図2の部分拡大図である図3、図3のIV−IV線部分断面図である図4、図3の分解図である図5〜図7を用いて述べる。
Next, regarding the structure and method for removing the
図2、図3、図6に示すように、このシールド掘進機1は、シールドフレーム2内に、その内部を掘進方向の前後に仕切って設けられた隔壁6と、隔壁6にカッタフレーム4の回転中心Xを中心として円環状に開口された開口部29と、隔壁6に反切羽側から着脱され、カッタフレーム4の駆動部5が装着されたハウジングブロック30と、ハウジングブロック30に、回転可能に装着されて駆動部5によって回転駆動される回収中間リング31と、回収中間リング31に重ねられ、カッタフレーム4の中間ビーム7に連結された残置中間リング32と、残置中間リング32と回収中間リング31とを連結切離するため、重ねられた両リング31、32に反切羽側から着脱されるネジ締結具33とを備えている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 6, this
回収中間リング31は、隔壁6の開口部29に合わせて円環状に形成され、掘進方向(前方)に凹部34を有する断面コ字状のリング体から成り、複数の第1貫通孔35を備えている。第1貫通孔35は、回収中間リング31の周方向に間隔を隔てて複数掘進方向に沿って形成されている。第1貫通孔31には、残置中間リング32に植設されたネジ締結具33のネジロッド33aが挿通される。回収中間リング31とハウジングブロック30との間には、カッタ室12内の土砂や水分の浸入を防止するシール36が介設されている。
The recovery
残置中間リング32は、隔壁6の開口部29からカッタ室12内に露出するように円環状に形成されており、回収中間リング31の凹部34に係脱するリング体から成る係脱部32aと、係脱部32aの切羽側部(前部)に取り付けられた環状板から成る表板32bとを有する。表板32bは、隔壁6の開口部29から前方のカッタ室12内に露出している。表板32bには、カッタフレーム4の背面に設けられた中間ビーム7が取り付けられている。残置中間リング32の係脱部32aには、ネジロッド33a(以下スタッドボルトという)が、複数植設されている。
The remaining
スタッドボルト33aは、係脱部32aに形成されたネジ孔に周方向に間隔を隔てて複数掘進方向と平行にネジ込まれている。スタッドボルト33aは、回収中間リング31に形成された第1貫通孔35を貫通し、後述する中間部材37に形成された貫通孔を貫通し、旋回環38の回転側ハウジング39に形成された第2貫通孔40を貫通する。第2貫通孔40を貫通したスタッドボルト33aの先端にはナット33bがネジ込まれ、このナット33bが回転側ハウジング39の端面に着座することで、残置中間リング32と回収中間リング31とが連結される。これらスタッドボルト33a及びナット33bは、残置中間リング32と回収中間リング31とを連結切離するネジ締結具33を構成し、ナット33bが、重ねられた両リング31、32に対して反切羽側から着脱される部品となる。
A plurality of stud bolts 33a are screwed into a screw hole formed in the engagement /
ハウジングブロック30は、カッタフレーム4の回転中心Xを中心とした略ドーナッツ状に形成されており、このハウジングブロック30内には、回収中間リング31を回転中心X廻りに回転可能に支持する旋回環38が取り付けられている。旋回環38は、ハウジングブロック30にボルトナット41によって装着された円環状の静止側ハウジング42と、回収中間リング31にセットボルト43によって装着された円環状の回転側ハウジング39と、静止側ハウジング42と回転側ハウジング39との間に介設されたベアリング44(後方のメインスラストベアリング、前方のサブスラストベアリング、中間のラジアルベアリング)とを有する。
The
静止側ハウジング42をハウジングブロック30に取り付けるボルトナット41は、静止側ハウジング42の周方向に間隔を隔てて複数配設されており、静止側ハウジング42に植設されたスタッドボルト41aと、スタッドボルト41aにネジ込まれハウジングブロック30の端面に着座するナット41bとから成る。スタッドボルト41aは、静止側ハウジング42とハウジングブロック30との間に介設されたスペーサ45に形成された貫通孔を貫通し、ハウジングブロック30に形成された貫通孔を貫通する。ハウジングブロック30の貫通孔を貫通したスタッドボルト41aの先端にはナット41bがネジ込まれ、このナット41bがハウジングブロック30の端面に着座することで、旋回環38の静止側ハウジング42とハウジングブロック30とが連結される。
A plurality of
スペーサ45は、旋回環38をハウジングブロック30に取り付けた状態で、ネジ締結具33のナット33bをスタッドボルト33aから取り外すスペース46を形成するために設けられる。すなわち、スペーサ45が無い場合、静止側ハウジング42とハウジングブロック30との間の間隔が狭くなるので、上記スペース46が極めて小さくなってしまい、ナット33bを取り外すことができない。ナット33bを取り外すには、旋回環38とハウジングブロック30とを連結するナット41b等を緩めることで、ハウジングブロック30を旋回環38から切り離して取り外し、ナット33bを露出させなければならず、ハウジングブロック30と旋回環38とが一体となったアッセンブリ品61の回収ができない。
The
回転側ハウジング39に回収中間リング31を取り付けるセットボルト43は、図6に破線で示すように、回収中間リング31の切羽側面(前面)から回収中間リング31を貫通して回転側ハウジング39に達する深さまでネジ込まれ、回収中間リング31と回転側ハウジング39とを連結する。すなわち、回収中間リング31には、セットボルト43のボルト頭部が回転可能に収容される大径孔とボルト軸部が貫通する小径孔とが連続する貫通孔が形成され、回収中間リング31と回転側ハウジング39との間に介設されたリング状の中間部材37には、セットボルト43のボルト軸部が貫通する貫通孔が形成され、回転側ハウジング39には、セットボルト43のボルト軸部がネジ込まれるネジ孔が形成されている。セットボルト43は、図4に示すように、回収中間リング31の周方向に等間隔を隔てて複数配設されている。
The
回転側ハウジング39には、図6に示すように、掘進方向と平行に形成された第2貫通孔40が形成されている。第2貫通孔40は、回転側ハウジング39にその周方向に間隔を隔てて複数形成されており、その周方向設置位置が回収中間リング31に形成された第1貫通孔35の周方向設置位置に合わせられている。よって、残置中間リング32に植設されたスタッドボルト33aには、回収中間リング31の第1貫通孔35が貫通された後、中間部材37の貫通孔が貫通され、回転側ハウジング39の第2貫通孔40が貫通されることになる。なお、中間部材37は省略してもよい。
As shown in FIG. 6, the rotation-
残置中間リング32に植設されたスタッドボルト33aは、図4に示すように、残置中間リング32の周方向に等間隔を隔てて複数、セットボルト43とは位相をずらして配設されている。なお、本実施形態では、スタッドボルト33aとセットボルト43とが、周方向に交互に同数配設されているが、同数、交互に限られることはない。スタッドボルト33aは、後述のモータ47によって駆動される回転側ハウジング39の回転トルクを適切にカッタフレーム4に伝達できる本数及びボルト径であればよく、セットボルト43は、図6に示すように、残置中間リング32から回収中間リング31を切り離したとき、回収中間リング31を適切に回転側ハウジング39に支持できる本数及びボルト径であればよい。
As shown in FIG. 4, a plurality of stud bolts 33 a planted in the remaining
ハウジングブロック30には、旋回環38の回転側ハウジング39を回転駆動するためのモータ47が装着されている。モータ47の回転軸にはピニオン48が装着されており、ピニオン48は、旋回環38の回転側ハウジング39の外周面に形成された外歯ギヤ49に噛合されている。この構成によれば、モータ47を駆動してピニオン48が回転すると、ピニオン48に噛合する外歯ギヤ49が形成された回転側ハウジング39が回転し、回転側ハウジング39に連結された回収中間リング31が回転し、回収中間リング31にスタッドボルト33aで連結された残置中間リング32が回転し、残置中間リング32に装着された中間ビーム7が回転し、中間ビーム7に取り付けられたカッタヘッド4が回転される。
A
ハウジングブロック30には、その径方向内側の部分に、センターブロック50が取り付けられている。センターブロック50は、隔壁6の背面に重ねられる円板50aを有し、この円板50aは、ボルトナット51によって隔壁6に反切羽側から着脱される。ボルトナット51は、隔壁6に固定されたボルト51aと、円板50aを貫通したボルト51aの軸部に螺合され円板50aに着座するナット51bとから成る。円板50aの中心部には穴が形成されており、その穴には円筒52が設けられ、円筒52の内部には、シール9を介して、センターシャフト8が回転可能に挿通されている。
A
ハウジングブロック30には、その径方向外側の部分に、荷重伝達フランジ53が設けられ、荷重伝達フランジ53と隔壁6との間には、引っ張り部材としてテンションボルト54が設けられている。テンションボルト54は、前端が隔壁6の背面のネジ孔55にネジ込まれ後端が荷重伝達フランジ53に形成された孔56を貫通したスタッドボルト54aと、このスタッドボルト54aの後端にネジ込まれて荷重伝達フランジ53に着座するナット54bから成る。テンションボルト54は、カッタフレーム4から残置中間リング32及び回収中間リング31を介してハウジングブロック30に加わる切羽の推進反力を隔壁6に伝える。
The
テンションボルト54は、荷重伝達フランジ53の周方向に間隔を隔てて複数設けられている。テンションボルト54の本数及びボルト径は、シールドジャッキ25を伸長させた際にカッタフレーム4が切羽に押し付けられることで生じる切羽の推進反力を、適切に(ボルト54が引っ張り力で破断することなく)隔壁6に伝達できるように設定される。ここで、上記荷重伝達フランジ53は、ハウジングブロック30の径方向外側の部分に設けられているので、ハウジングブロック30の径方向内側の部分に荷重伝達フランジ53を設けたものと比べると、テンションボルト54の設置面積が広くなり、テンションボルト54の設置本数を稼ぐことができる。
A plurality of
次に、図2の状態となった後、カッタフレーム4の駆動部5(モータ49、旋回環38、回収中間リング31、シール36等)を掘進機本体3から取り外して回収する手順を述べる。
Next, the procedure for removing the drive unit 5 (
図3、図5に示すように、モータ47をハウジングブロック30に固定するボルト57を取り外し、モータ47をハウジングブロック30から後方に取り外す。モータ47を取り外したことでハウジングブロック30に開口部58が開口するので、この開口部58を通し、旋回環38の回転側ハウジング39と回収中間リング31と残置中間リング32とを一体化するネジ締結具33のナット33bを取り外す。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
ここで、ナット33bの後方には、旋回環38の静止側ハウジング42とハウジングブロック30の内面との間に介設されたスペーサ45によって、ナット33bを取り外すためのスペース46が形成されている。よって、上記開口部58を通し、回転側ハウジング39の外歯ギヤ49の後端とハウジングブロック30の内面との間の隙間から上記スペース46にソケットレンチを進入させ、このソケットレンチを上記スペース46を利用してナット33bに被せることで、ナット33bをスタッドボルト33aから適切に取り外すことができる。
Here, a
ハウジングブロック30に加わる切羽の推進反力を隔壁6に伝達するテンションボルト54のナット54bを取り外す。このナット54bは、掘進機本体3の内部(シールドフレーム2の内方且つ隔壁6の後方)に露出しているので容易に取り外すことができる。センターブロック50を隔壁6に連結するナット51bを取り外す。このナット51bも、掘進機本体3の内部に露出しているので容易に取り外すことができる。センターシャフト8とロータリージョイント10とを締結するボルト59を取り外す。このボルト59の頭部も、掘進機本体3の内部に露出しているので容易に取り外すことができる。
The
ハウジングブロック30の荷重伝達フランジ53に溶接されると共に隔壁6に溶接された倒れ防止金具60を切断(溶断等)し、ハウジングブロック30を隔壁6から切り離す。倒れ防止金具60は、荷重伝達フランジ53の周方向に間隔を隔てて複数配設されており、カッタフレーム4に切羽から加わる偏荷重によってカッタフレーム4が傾く(倒れる)ことを防止するものである。
The fall prevention metal fitting 60 welded to the
以上の作業により、ハウジングブロック30と隔壁6との連結が解かれ、センターブロック50と隔壁6との連結が解かれ、ロータリージョイント10とセンターシャフト8との連結が解かれる。
Through the above operation, the connection between the
図6に示すように、ハウジングブロック30を反掘進方向に引き抜く。これにより、ハウジングブロック30と、ハウジングブロック30にボルトナット41で取り付けられた旋回環38と、旋回環38にセットボルト43で取り付けられた回収中間リング31と、ハウジングブロック30に連結されたセンターブロック50と、センターブロック50にシール9を介して支持されたロータリージョイント10とが、作業員が隔壁6の前方に出ることなく隔壁6よりも後方の掘進機本体3内における作業のみで、一体的なアッセンブリ品61として回収される。この際、カッタ室12内の土砂や水は先に注入した固化剤によって固化されているので、カッタ室12内の土砂や水が、隔壁6の開口部29と残置中間リング32の表板32bと間の隙間から掘進機本体3内に噴出することはない。
As shown in FIG. 6, the
回収中間リング31は、セットボルト43によって旋回環38の回転側ハウジング39に装着されているので、上記アッセンブリ品61、即ちハウジングブロック30に取り付けられた旋回環38から脱落しない。よって、回収中間リング31の外面とハウジングブロック30の内面との間のシール36も脱落しない。この結果、ハウジングブロック30、旋回環38、回収中間リング31、シール36、センターブロック50、シール9及びロータリージョイント10を、一体的なアッセンブリ品61として掘進機本体3から取り外すことができ、このアッセンブリ品61を、他の同様な構造のシールド掘進機に、そのまま再利用することができる。
Since the recovery
その後、図7に示すように、隔壁6のネジ孔55にネジ込まれたスタッドボルト54aを緩めて取り外し、残置中間リング32のネジ孔にネジ込まれたスタッドボルト33aを緩めて取り外して回収し、再利用を図る。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the
本実施形態によれば、掘進終了後にカッタフレーム4の駆動部5を掘進機本体3から取り外して回収するシールド掘進機1及びそのカッタ駆動部回収方法において、低コスト化及び工期の短縮化を図ることができる。
According to this embodiment, in the
すなわち、前記特許文献1の技術では、カッタフレームを内筒と共に外筒の内部に引き抜いているが、カッタフレームの外周端における回転直径は外筒の外径に合わせられているので、引き抜きの際にカッタフレームの外周端が外筒の前縁に引っ掛からないようにするためには、カッタフレームに径方向の伸縮機構を設けるか、或いは作業員が掘進機本体の内部から切羽側に出てカッタフレームを切断する必要がある。カッタフレームに径方向の伸縮機構を設けることはコストアップに繋がり、作業員がカッタフレームの切断作業を行うためには、切羽への薬注量を増やす等の十分な対策が必要となり、工期の延びに繋がる。
That is, in the technique of
他方、本実施形態では、カッタフレーム4を土中に残置しているので、上記問題が生じることはなく、特許文献1の技術と比べて、低コスト化及び工期の短縮化を図ることができる。本実施形態では、カッタフレーム4は回収することなく土中に残置するが、カッタフレーム4は比較的簡単な構造物であり、回収できる駆動部5(モータ47、旋回環38を構成するギヤ、ベアリング等)に比べれば廉価な部品である。よって、カッタフレーム4を土中に残置することによる不利益(カッタフレーム4を再利用できない)と、利益(カッタフレーム4に径方向伸縮機構を設ける必要が無いので掘進機全体の低コスト化を図れる、切羽への薬注量が減るので工期の短縮化を図れる)とを比較考量すると、利益が不利益よりも勝る。
On the other hand, in this embodiment, since the
また、特許文献1の技術では、カッタフレームを内筒と共に外筒の内部に引き抜いた際、外筒の前方の開口は薬注によって固められた切羽の地盤によって塞がれて止水される。この止水を万全なものとするには、カッタフレームの前方の切羽の地盤に、止水を確実とする十分な量の固化剤を注入しなければならず、いきおい薬注量が増え、コストアップとなる。また、薬注量が増えると、注入した固化剤が固化するのを待つ時間も長くなり、工期も延びる。
In the technique of
他方、本実施形態では、固化剤は、カッタフレーム4と隔壁6との間のカッタ室12に注入されてカッタ室12内の土砂を固化することで止水しているので、特許文献1の技術と比べると固化剤の注入量が大幅に減り、低コストとなる。また、カッタ室12内の土砂が固化すればよいので、固化するのを待つ時間が短くて済み、工期が短縮化される。
On the other hand, in this embodiment, since the solidifying agent is injected into the
ところで、モータ47により回転される旋回環38の回転側ハウジング39の回転トルクは、ネジ締結具33のスタッドボルト33aを介し、カッタフレーム4に伝達される。
By the way, the rotational torque of the
ここで、スタッドボルト33aは、上述したように、残置中間リング32及び回収中間リング31の円環状の形状を利用して、それらリング31、32に周設することで設置数を稼ぐことができる。よって、モータ47により駆動される回転側ハウジング39の回転トルクを、十分な本数のスタッドボルト33aを介し、適切にカッタフレーム4に伝達することができる。従って、スタッドボルト33aが上記回転トルクによって破断(剪断破断)することはない。
Here, as described above, the stud bolts 33a can be installed by surrounding the
また、シールドジャッキ25を伸長させた際の推力は、シールドフレーム2に設けられた隔壁6からテンションボルト54を介してハウジングブロック30に伝わり、ハウジングブロック30から旋回環38、回収中間リング31、残置中間リング32、中間ビーム7を介してカッタフレーム4に伝わる。カッタフレーム4が切羽に押し付けられることで生じる切羽の推進反力は、逆に、カッタフレーム4、中間ビーム7、残置中間リング32、回収中間リング31、旋回環38を介してハウジングブロック30に伝わり、ハウジングブロック30からテンションボルト54を介して隔壁6に伝わり、隔壁6からシールドフレーム2、シールドジャッキ25を介して既設セグメント14に伝わる。
Further, the thrust generated when the
ここで、テンションボルト54は、上述したように、ハウジングブロック30に設けられた荷重伝達フランジ53の円環状の形状を利用して、そのフランジ53に周設することで設置数を稼ぐことができる。よって、シールドジャッキ25の推力を、十分な本数のテンションボルト54を介し、適切にカッタフレーム4に伝達できる。また、カッタフレーム4が切羽から受ける推進反力を、十分な本数のテンションボルト54を介し、適切にシールドジャッキ25に伝達できる。従って、テンションボルト54が上記推力(推進反力)によって破断(引張破断)することはない。
Here, as described above, the
1 シールド掘進機
2 シールドフレーム
3 掘進機本体
4 カッタフレーム
5 駆動部
6 隔壁
12 カッタ室
29 開口部
30 ハウジングブロック
31 回収中間リング
32 残置中間リング
33 ネジ締結具
33a ネジロッド
33b ナット
35 第1貫通孔
38 旋回環
39 回転側ハウジング
40 第2貫通孔
42 静止側ハウジング
44 ベアリング
45 スペーサ
46 スペース
54 引っ張り部材(テンションボルト)
X 回転中心
DESCRIPTION OF
X center of rotation
Claims (5)
上記掘進機本体の外殻を成す筒状のシールドフレーム内に、そのシールドフレーム内を掘進方向の前後に仕切って設けられた隔壁と、
該隔壁に上記カッタフレームの回転中心を中心として円環状に開口された開口部と、
上記隔壁に反切羽側から着脱され、上記カッタフレームの駆動部が装着されたハウジングブロックと、
該ハウジングブロックに、回転可能に装着されて上記駆動部によって回転駆動され、上記開口部に合わせて円環状に形成された回収中間リングと、
該回収中間リングに重ねられ、上記開口部から露出するように円環状に形成され、上記カッタフレームに連結された残置中間リングと、
該残置中間リングと上記回収中間リングとを連結切離するため、重ねられた両リングに反切羽側から着脱されるネジ締結具とを備え、
該ネジ締結具が、上記残置中間リング及び上記回収中間リングの周方向に間隔を隔てて複数配設されたことを特徴とするシールド掘進機。 A shield machine that has a cutter frame that is rotated around an axis parallel to the direction of digging at the front of the machine body, and that removes the drive unit of the cutter frame from the machine body after the excavation and collects it,
In the cylindrical shield frame forming the outer shell of the excavator main body, a partition wall provided by partitioning the shield frame in the front and rear in the excavation direction,
An opening that is annularly opened around the rotation center of the cutter frame in the partition;
A housing block that is attached to and detached from the opposite face to the partition wall, and on which the drive unit of the cutter frame is mounted,
A recovery intermediate ring that is rotatably mounted on the housing block and rotated by the drive unit, and is formed in an annular shape in accordance with the opening;
A remaining intermediate ring that is overlapped with the recovery intermediate ring and formed in an annular shape so as to be exposed from the opening, and connected to the cutter frame;
In order to connect and disconnect the remaining intermediate ring and the recovery intermediate ring, a screw fastener that is attached to and detached from the opposite face side to both stacked rings,
2. A shield machine according to claim 1, wherein a plurality of screw fasteners are arranged at intervals in the circumferential direction of the remaining intermediate ring and the recovery intermediate ring.
上記ネジ締結具が、上記残置中間リングの反切羽面にその周方向に間隔を隔てて複数ネジ込まれ上記第1貫通孔を貫通するネジロッドと、上記第1貫通孔を貫通した上記ネジロッドに夫々ネジ込まれたナットとを有する請求項1に記載のシールド掘進機。 The recovery intermediate ring has a plurality of first through holes formed along the digging direction at intervals in the circumferential direction;
A plurality of screw fasteners are screwed into the opposite face surface of the remaining intermediate ring at intervals in the circumferential direction and pass through the first through hole, and the screw rod that passes through the first through hole, respectively. The shield machine according to claim 1, comprising a screwed nut.
該旋回環が、上記ハウジングブロックに装着された円環状の静止側ハウジングと、上記回収中間リングに装着された円環状の回転側ハウジングと、上記静止側ハウジングと上記回転側ハウジングとの間に介設されたベアリングとを有し、
上記回転側ハウジングが、その周方向に間隔を隔てて複数掘進方向に沿って成された第2貫通孔を有し、
上記ネジロッドが、上記第1貫通孔を貫通した後に上記第2貫通孔を貫通し、
上記ナットが、上記第2貫通孔を貫通した上記ネジロッドにネジ込まれ、
上記静止側ハウジングと上記ハウジングブロックとの間に、上記旋回環を上記ハウジングブロックに取り付けた状態で上記ナットを上記ネジロッドから取り外すスペースを形成するスペーサを設けた
請求項2に記載のシールド掘進機。 A swivel ring that rotatably supports the recovery intermediate ring is attached to the housing block,
The swivel ring is interposed between an annular stationary housing mounted on the housing block, an annular rotating housing mounted on the recovery intermediate ring, and between the stationary housing and the rotating housing. Bearings installed,
The rotation-side housing has a second through hole formed along a plurality of digging directions at intervals in the circumferential direction;
The screw rod passes through the second through hole after passing through the first through hole;
The nut is screwed into the threaded rod penetrating the second through hole;
The shield machine according to claim 2, wherein a spacer is provided between the stationary housing and the housing block to form a space for removing the nut from the screw rod in a state where the swivel ring is attached to the housing block.
上記シールド掘進機は、
上記掘進機本体の外殻を成す筒状のシールドフレーム内に、そのシールドフレーム内を掘進方向の前後に仕切って設けられた隔壁と、
該隔壁に上記カッタフレームの回転中心を中心として円環状に開口された開口部と、
上記隔壁に反切羽側から着脱され、上記カッタフレームの駆動部が装着されたハウジングブロックと、
該ハウジングブロックに、回転可能に装着されて上記駆動部によって回転駆動され、上記開口部に合わせて円環状に形成された回収中間リングと、
該回収中間リングに重ねられ、上記開口部から露出するように円環状に形成され、上記カッタフレームに連結された残置中間リングと、
該残置中間リングと上記回収中間リングとを連結切離するため、重ねられた両リングに反切羽側から着脱されるネジ締結具とを備え、
かかるシールド掘進機を土中の掘進終了位置まで掘進させた後、
上記隔壁と上記カッタフレームとの間のカッタ室内に固化剤を注入してこのカッタ室内の土砂を固化し、
上記ネジ締結具を緩めて、上記残置中間リングから上記回収中間リングを切り離し、
上記残置中間リング及び上記カッタフレームを土中に残置して、上記回収中間リング及び上記ハウジングブロックを反切羽側に取り外して回収する
ことを特徴とするシールド掘進機のカッタ駆動部回収方法。 A method of removing the drive unit of the cutter frame from the main body of the excavator and collecting it after completion of the excavation of the shield machine,
The shield machine is
In the cylindrical shield frame forming the outer shell of the excavator main body, a partition wall provided by partitioning the shield frame in the front and rear in the excavation direction,
An opening that is annularly opened around the rotation center of the cutter frame in the partition;
A housing block that is attached to and detached from the opposite face to the partition wall, and on which the drive unit of the cutter frame is mounted,
A recovery intermediate ring that is rotatably mounted on the housing block and rotated by the drive unit, and is formed in an annular shape in accordance with the opening;
A remaining intermediate ring that is overlapped with the recovery intermediate ring and formed in an annular shape so as to be exposed from the opening, and connected to the cutter frame;
In order to connect and disconnect the remaining intermediate ring and the recovery intermediate ring, a screw fastener that is attached to and detached from the opposite face side to both stacked rings,
After digging such a shield machine to the end of excavation in the soil,
Injecting a solidifying agent into the cutter chamber between the partition wall and the cutter frame solidifies the earth and sand in the cutter chamber,
Loosen the screw fastener and disconnect the recovery intermediate ring from the remaining intermediate ring,
A method for recovering a cutter drive unit of a shield machine, wherein the remaining intermediate ring and the cutter frame are left in the soil, and the recovery intermediate ring and the housing block are removed and recovered on the side opposite to the face.
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