JP2021025239A - Double shield excavator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二連シールド掘削機に関する。 The present invention relates to a dual shield excavator.
従来、前胴部が後胴部に対して中折れ装置を介して屈折可能に設けられた二基の円形シールド掘削機を左右に連結させてなる二連シールド掘削機として、例えば特許文献1に示されるように、双方の後胴部同士が剛結合で接合され、スパイラルする掘削機における前胴部と後胴部との間に設けられる中折れ装置を作動させて前胴部の方位を後胴部に対して変更することで、スパイラルさせて掘進させるものが知られている。
Conventionally, as a double shield excavator in which two circular shield excavators in which the front body portion is refracted with respect to the rear body portion via a center folding device are connected to the left and right, for example,
この場合には、一方の非スパイラル側のシールド掘削機に対して他方のスパイラル側のシールド掘削機の中折れ装置を作動させてシールド掘進を開始すると、スパイラル側のシールド掘削機は掘進に伴って地盤反力が増加することによるソリ効果が生じて非スパイラル側のシールド掘削機回りの回転力が得られ、非スパイラル側のシールド掘削機回りに回転してスパイラル線形に掘進される。 In this case, when the shield excavator on the spiral side is activated with respect to the shield excavator on the other non-spiral side to start the shield excavation, the shield excavator on the spiral side accompanies the excavation. The warping effect is generated by the increase in the ground reaction force, and the rotational force around the shield excavator on the non-spiral side is obtained, and the rotation is rotated around the shield excavator on the non-spiral side to excavate in a spiral linear manner.
しかしながら、特許文献1に示すような従来の二連シールド掘削機では、中折れ操作のみでスパイラル掘進を行うこととなる。すなわち、従来は、スパイラル側と非スパイラル側のシールド掘削機の後胴部同士が固定されているため、図10(a)、(b)に示すように、スパイラル側のシールド掘削機100の前胴部101の方位を変えるときに、前胴部101の方位L1と後胴部102の方位L2とが一致しない状態になる。そのため、スパイラル側のシールド掘削機100においてスパイラル方向に大きな余掘り(図10(b)に示す符号103)が必要となり、周辺地盤への影響が生じるという問題があった。
However, in the conventional double shield excavator as shown in
また、図10(a)に示すように、後胴部102の方位L2と計画線形に組み立てられるセグメント104の方位L3が一致しないため、テールクリアランスが十分に確保できない部分が生じ、後胴部102とセグメント104とが競った状態(図10(a)の符号Tの部分)となり、セグメントが損傷するおそれがあった。
さらに、この場合には、推進ジャッキの伸張方向とセグメント線形方向とが不一致となり、セグメントに対してジャッキ推力が偏圧となるとともに、推進ジャッキへの負荷も生じることから、その点で改善の余地があった。
Further, as shown in FIG. 10A, since the orientation L2 of the
Further, in this case, the extension direction of the propulsion jack and the linear direction of the segment do not match, the jack thrust becomes unbalanced with respect to the segment, and a load is also generated on the propulsion jack. Therefore, there is room for improvement in that respect. was there.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、トンネル線形に後胴部の方位を一致させることで、余掘りを小さく抑えることができ、掘進に伴う周辺地盤への影響を低減できる二連シールド掘削機を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、後胴部のテール部のセグメントの損傷を防止できるとともに、推進ジャッキの偏圧や負荷を低減して効率よくジャッキ推力をセグメントに伝達できる二連シールド掘削機を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and by matching the orientation of the rear body portion linearly with the tunnel, the over-digging can be suppressed to a small size, and the influence of the excavation on the surrounding ground can be reduced. It is an object of the present invention to provide a double shield excavator.
Another object of the present invention is a double shield excavator capable of preventing damage to the segment of the tail portion of the rear body portion, reducing the unbalanced pressure and load of the propulsion jack, and efficiently transmitting the jack thrust to the segment. Is to provide.
上記目的を達成するため、本発明に係る二連シールド掘削機は、前胴部が後胴部に対して中折れ装置を介して屈折可能に設けられた二基の円形シールド掘削機を左右に連結させてなる二連シールド掘削機であって、前記二基の円形シールド掘削機の前記後胴部同士は、前記後胴部の連結部において左右方向に近接離反する移動を規制するとともに、前記後胴部同士が前記左右方向を回転中心とする揺動軸回りに相対的に揺動可能に設けられたピン接合部によって連結されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the double shield excavator according to the present invention has two circular shield excavators provided so that the front body portion can be refracted with respect to the rear body portion via a center folding device. It is a double-shielded excavator that is connected, and the rear body portions of the two circular shield excavators are restricted from moving in the left-right direction at the connecting portion of the rear body portion, and the above-mentioned It is characterized in that the rear body portions are connected to each other by a pin joint portion provided so as to be relatively swingable around the swing axis centered on the left-right direction.
本発明に係る二連シールド掘削機では、左右に連結される後胴部同士が剛結接合ではなく、ピン接合となっているので、スパイラル側の円形シールド掘削機の後胴部も非スパイラル側の円形シールド掘削機の後胴部に対して揺動軸回りに揺動させることができる。そのため、例えば一方の円形シールド掘削機を他方の円形シールド掘削機に対してスパイラルさせる際に、スパイラル側のシールド掘削機において中折れ装置によって屈折した前胴部に対して後胴部を揺動により追従させることができる。
したがって、本発明では、スパイラル線形側の円形シールド掘削機全体を揺動させることができるので、スパイラル側の円形シールド掘削機全体に対して掘進に伴う地盤反力によるソリ効果を生じさせ、非スパイラル側のシールド掘削機回りの回転力を得ることができる。これにより、前胴部と後胴部の各方位を計画線形と一致させた状態で掘進することができ、複雑な施工管理が必要なスパイラル線形のシールド掘進を効率的に行うことができる。
In the double shield excavator according to the present invention, since the rear body portions connected to the left and right are not rigidly bonded but pin-joined, the rear body portion of the circular shield excavator on the spiral side is also on the non-spiral side. It can be swung around the swing axis with respect to the rear body of the circular shield excavator. Therefore, for example, when one circular shield excavator is spiraled with respect to the other circular shield excavator, the rear body is swung with respect to the front body refracted by the center bending device in the shield excavator on the spiral side. It can be made to follow.
Therefore, in the present invention, since the entire circular shield excavator on the spiral linear side can be swung, a warp effect is generated on the entire circular shield excavator on the spiral side due to the ground reaction force accompanying the excavation, and the non-spiral It is possible to obtain the rotational force around the shield excavator on the side. As a result, it is possible to excavate in a state where each direction of the front body portion and the rear body portion coincides with the planned alignment, and it is possible to efficiently perform the shield excavation of the spiral alignment that requires complicated construction management.
このように本発明による二連シールド掘削機では、シールド掘削機の全長にわたるソリ効果から、小さな地盤反力でも大きなスパイラル効果を得ることが可能となる。また、シールド掘削機の後胴部が揺動軸回りに揺動し、計画線形の方位とシールド掘削機全体の方位とが一致することで、スパイラル側の円形シールド掘削機における掘進中の必要余掘り量を例えば従来300mm程度の余掘り厚が必要だったところを10mm程度に大幅に低減することができる。これにより、掘進に伴う周辺地盤への影響を低減できる。 As described above, in the double shield excavator according to the present invention, it is possible to obtain a large spiral effect even with a small ground reaction force due to the warp effect over the entire length of the shield excavator. In addition, the rear body of the shield excavator swings around the swing axis, and the direction of the planned alignment matches the direction of the entire shield excavator, so that the necessary remainder during excavation in the circular shield excavator on the spiral side The amount of digging can be significantly reduced to about 10 mm, for example, where an extra digging thickness of about 300 mm was conventionally required. As a result, the influence of excavation on the surrounding ground can be reduced.
また、本発明によれば、スパイラル側の後胴部が計画線形に一致していることによりテールクリアランスを確保できる。そのため、後胴部のテール部と組み立てたセグメントとの競りや接触を防いでセグメントの損傷を防止できるとともに、推進ジャッキの偏圧や負荷を低減して効率よくジャッキ推力をセグメントに伝達できる。さらに、シールド掘削機の後胴部を前胴部に一致するように揺動させることができ、後胴部をトンネルの計画線形に近づけることが可能となるので、後胴部におけるテール部と掘削壁面との競りを防止でき、掘進の障害を抑制することが可能となる。 Further, according to the present invention, the tail clearance can be ensured because the rear body portion on the spiral side coincides with the planned alignment. Therefore, it is possible to prevent auction and contact between the tail portion of the rear body portion and the assembled segment to prevent damage to the segment, and it is possible to reduce the unbalanced pressure and load of the propulsion jack and efficiently transmit the jack thrust to the segment. Furthermore, the rear body of the shield excavator can be swung so that it matches the front body, and the rear body can be brought closer to the planned alignment of the tunnel, so that the tail and excavation in the rear body can be performed. It is possible to prevent auction with the wall surface and suppress obstacles to excavation.
また、本発明に係る二連シールド掘削機は、前記ピン接合部は、前記後胴部のうち一方に設けられる凸係合部と、他方に設けられ前記凸係合部に係合する凹係合部と、を有し、 前記凸係合部と前記凹係合部とが前記揺動軸回りに相対的に揺動することが好ましい。 Further, in the double shield excavator according to the present invention, the pin joint portion is provided with a convex engaging portion provided on one of the rear body portions and a concave portion provided on the other side to engage with the convex engaging portion. It is preferable that the convex engaging portion and the concave engaging portion swing relative to each other around the swing axis.
この場合には、一方の後胴部に設けられる凸係合部に他方の後胴部に設けられる凹係合部を揺動可能に係合することで、双方の後胴部同士がピン接合により揺動可能な構成となる。このように凸係合部と凹係合部との係合による簡単な構造により揺動可能なピン接合を構成することができるので、スパイラル掘進時における複雑な制御や精度管理をすることを最小限に抑えることができ、効率よく施工できる。 In this case, both rear body portions are pin-joined by swingably engaging the convex engaging portion provided on one rear body portion with the concave engaging portion provided on the other rear body portion. The configuration is such that it can swing. In this way, a swingable pin joint can be constructed by a simple structure by engaging the convex engaging portion and the concave engaging portion, so that complicated control and accuracy control during spiral excavation can be minimized. It can be suppressed to the limit and can be constructed efficiently.
また、本発明に係る二連シールド掘削機は、前記ピン接合部は、左右に連結される前記後胴部の壁部同士を締結するボルト締結部を有し、該ボルト締結部が前記後胴部に締結した状態で、前記左右の後胴部が相対的に前記揺動軸回りに揺動することが好ましい。 Further, in the double shield excavator according to the present invention, the pin joint portion has a bolt fastening portion for fastening the wall portions of the rear body portion connected to the left and right, and the bolt fastening portion is the rear body. It is preferable that the left and right rear body portions relatively swing around the swing axis while being fastened to the portions.
この場合には、ボルト締結部で締結することで、左右に隣接する後胴部同士の左右方向への近接離反する移動をより確実に規制することができる。すなわち、本発明に係る二連シールド掘削機では、ピン接合部による連結によって左右に隣接する後胴部同士の左右方向への近接離反する移動が規制されるが、ボルト締結部で締結することにより、後胴部同士を強固に連結することができる。しかもボルト締結部においても揺動軸回りに揺動可能に設けられるので、左右の後胴部の揺動軸回りの揺動も可能である。 In this case, by fastening with the bolt fastening portion, it is possible to more reliably regulate the movement of the rear body portions adjacent to the left and right in the left-right direction. That is, in the double shield excavator according to the present invention, the movement of the rear body portions adjacent to the left and right adjacent to each other in the left-right direction is restricted by the connection by the pin joint, but by fastening with the bolt fastening portion. , The rear body parts can be firmly connected to each other. Moreover, since the bolt fastening portion is also provided so as to be swingable around the swing shaft, it is also possible to swing around the swing shaft of the left and right rear body portions.
本発明の二連シールド掘削機によれば、トンネル線形に後胴部の方位を一致させることで、余掘りを小さく抑えることができ、掘進に伴う周辺地盤への影響を低減できる。
また、本発明では、後胴部のテール部のセグメントの損傷を防止できるとともに、推進ジャッキの偏圧や負荷を低減して効率よくジャッキ推力をセグメントに伝達できる。
According to the double shield excavator of the present invention, by matching the orientation of the rear body to the tunnel linearly, it is possible to suppress the extra digging to a small size and reduce the influence on the surrounding ground due to the excavation.
Further, in the present invention, it is possible to prevent damage to the segment of the tail portion of the rear body portion, and to reduce the unbalanced pressure and load of the propulsion jack to efficiently transmit the jack thrust to the segment.
以下、本発明の実施形態による二連シールド掘削機について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the double shield excavator according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態による二連シールド掘削機1は、前胴部10Aが後胴部10Bに対して中折れ装置を介して屈折可能に設けられた二基の円形断面の円形シールド掘削機1A、1Bを左右に連結させて構成されている。左右に隣接される円形シールド掘削機1A、1Bの後胴部10B、10B同士は、後胴揺動装置7(ピン接合部)によって相対的に揺動可能なピン接合されている。
As shown in FIG. 1, in the
ここで、二連シールド掘削機1において、二基の円形シールド掘削機1A、1Bを左右に配置した状態において進行方向で左側を非スパイラルとする左掘削機1A、右側を左掘削機1A回りにスパイラルする右掘削機1Bとする。
また、二基の円形シールド掘削機1A、1Bが中折れしていない状態において、それぞれの中心をシールド中心線O1、O2といい、シールド中心線O1、O2に沿う方向を前後方向X1といい、前後方向X1で掘進方向を前側、前方といい、その反対側(発進側)を後側、後方という。
Here, in the
Further, in a state where the two
各円形シールド掘削機1A、1Bは、円筒状のスキンプレート(前胴プレート2A、後胴プレート2B)を有するシールド機本体2と、前胴部10Aの前側に設けられ複数のカッタビットを有するカッタヘッド3と、カッタヘッド3に泥水を送り込むとともに掘削土を排泥する送排泥装置4と、シールド機内でセグメント11を組み立てるためのエレクタ装置5と、を備えている。また、円形シールド掘削機1A、1Bには、中折れジャッキ6(中折れ装置)と、後胴揺動装置7と、を備えている。
Each of the
シールド機本体2は、前胴部10Aに位置する前胴プレート2Aと、後胴部10Bに位置する後胴プレート2Bとが前後方向X1に分割接合されたスキンプレートを有している。また、シールド機本体2には、前胴プレート2Aに設けられ切羽側のチャンバー3Aとシールド機内とを区画する隔壁21と、隔壁21のシールド機内側には周方向全周に延在される本体リング22と、本体リング22のシールド機内側に周方向に間隔をあけて配置された複数の推進ジャッキ23と、が備えられている。
The shield machine
隔壁21の前方で前胴プレート2Aに囲まれた内側には、送排泥装置4により送り込まれた泥水と、カッタヘッド3で掘削した掘削土砂とが攪拌される空間(チャンバー3A)が形成されている。
A space (
後胴プレート2Bの内側では、掘進と同時にセグメント11がエレクタ装置5によって組み立てられる。後胴プレート2Bの後部には、組み立てられたセグメント11の外周面との間隙(テールクリアランス)をシールするテールシール24が後胴プレート2Bの全周にわたって取り付けられている。ここでは、テールシール24は、ワイヤブラシからなり、前後方向X1に2列で配設されている。
Inside the
シールド機本体2には、掘削した地山壁面との間に余掘り充填材を注入するための余掘り充填装置(図示省略)が装備されている。
なお、詳しくは後述するが、二連シールド掘削機1によって、右掘削機1Bを左掘削機1Aに対してスパイラルさせて掘進する場合には、スパイラル掘進しない場合に比べて一方の右掘削機1Bの姿勢が変わり、カッタヘッド3で掘削した直後の掘削地山の壁面が崩れやすいため、余掘り充填装置を設けておくことで、掘削直後に早期に掘削地山との間の隙間に余掘り充填材が充填され、地山を安定させることができる。そのため、掘削地山の崩落に伴う二連シールド掘削機1の姿勢制御を精度よく行うことができる。
The shield machine
As will be described in detail later, when the
隔壁21は、切羽の水や土砂がシールド機本体2の内側(シールド機内)に流入しないように切羽側とシールド機内側を隔離する区画壁である。隔壁21は、シールド中心線O1、O2においてカッタヘッド3の回転軸31が回転可能に支持されている。また、隔壁21には、シールド機内からチャンバー3A内に連通する送泥用の泥水注入口、及び土砂取込口が設けられている。これら泥水注入口及び土砂取込口には、送排泥装置4の各配管(後述する送泥管41及び排泥管42)が接続されている。
The
推進ジャッキ23は、伸縮ロッドが後方に向けて突出可能な状態で本体リング22の後面に周方向に沿って配置されている。推進ジャッキ23の伸縮ロッドを伸張させることで、後胴プレート2Bの内側に組み立てられたセグメント11の前側端面に押し付けて反力をとって円形シールド掘削機1A、1Bの推進力が得られている。
The
カッタヘッド3は、隔壁21に回転可能に設けられたカッタリングに支持され、カッタ駆動モータ32の駆動によりシールド中心線O1、O2を回転中心として回転可能に設けられている。
カッタヘッド3の外周部には、半径方向で外方に向けて出没可能なコピーカッタ35が設けられている。コピーカッタ35は、所定のカッタ回転位置で地山側に所定の突出量で張り出すことで、カッタヘッド3の外径よりも大きく余掘りする。
The
A
送排泥装置4は、掘進中の切羽のチャンバー3A内に泥水を送るための送泥管41と、掘削土砂と泥水とが混合された泥水を坑外へ排出するための排泥管42と、を備えている。掘進中は、送泥管41よりチャンバー3A内に泥水が注入され、切羽を一定の圧力に保持するとともに、掘削した土砂と混合されて適度な粘性とした泥水を排泥管42によりシールド機内に取り込んで排泥ポンプ(図示省略)により坑外へ移送されて搬出される。
The
エレクタ装置5は、シールド中心線O1、O2回りに旋回するリング状の旋回フレームに支持された把持装置を有している。
The
後胴揺動装置7は、図2に示すように、二基の円形シールド掘削機1A、1Bの後胴部10B、10B同士の左右方向X2に近接離反する移動を規制するとともに、後胴部10B、10B同士が左右方向X2を回転中心とする軸(揺動軸C1)回りに相対的に揺動するように連結している。
As shown in FIG. 2, the rear
後胴揺動装置7は、図2〜図4に示すように、左掘削機1Aの後胴部10Bに設けられる凸係合部71と、右掘削機1Bの後胴部10Bに設けられ凸係合部71に係合する凹係合部72と、左右に連結される後胴部10B、10Bの後胴プレート2B、2B同士を締結する連結ボルト74(ボルト締結部)と、を有している。
凸係合部71と凹係合部72とは、連結ボルト74が後胴部10Bに締結した状態で、互い左右方向X2に離れることなく、かつ揺動軸C1回りに相対的に揺動するように係合している(図7参照)。
As shown in FIGS. 2 to 4, the rear
The convex engaging
凸係合部71は、図3、図5〜図7に示すように、揺動軸C1を中心とし、左掘削機1Aの後胴部10Bから左右方向X2で外側(右掘削機1Bの後胴部10B側)に向けて段状に突出する円盤状のベース部711と、ベース部711の中央に設けられる矩形状の凸部712と、を備えている。ベース部711は、後胴部10B側の大径部711Aと、右掘削機1B側の小径部711Bとが揺動軸C1上に同軸に形成され、大径部711Aと小径部711Bとのそれぞれの外周部の間に段部71a(図6(c)参照)が形成されている。
As shown in FIGS. 3, 5 and 7, the convex engaging
ベース部711の段部71aには、図6(c)に示すように、凹係合部72の底壁722(後述する)が押さえ板73との間で挟持された状態で係止される。大径部711Aの外面は、前記段部71aである。小径部711Bの外面711aには、複数の雌ねじ孔711bが形成されている。
As shown in FIG. 6C, the bottom wall 722 (described later) of the concave engaging
凸部712には、図4及び図5に示すように、右掘削機1B側から板状の押さえ板73が外嵌されている。
押さえ板73は、揺動軸C1方向からみた平面視で略正方形状をなし、中央部に前記凸部712を嵌合させる矩形状の係合開口部73aが形成されている。図6(c)に示すように、凸部712の小径部711Bの外面711aからの高さは、押さえ板73の係合開口部73aにおける厚さ寸法と一致している。
As shown in FIGS. 4 and 5, a plate-shaped
The holding
押さえ板73の外形は、揺動軸C1方向からみた平面視で凸係合部71の小径部711Bの外周部よりも径方向の外側に張り出す大きさに設定されている。すなわち押さえ板73が凸係合部71に嵌合された状態で、大径部711Aと押さえ板73の外周部分との間に係止溝71bが形成され、この係止溝71bに凹係合部72の後述する底壁722が左右方向X2に挟持された状態で設けられる。
The outer shape of the holding
押さえ板73は、図4及び図5に示すように、係合開口部73aの開口形状と前記凸部712の外形の形状が一致していているので、凸部712に対して揺動軸C1回りに回転不能に嵌合されている。また、押さえ板73には、係合開口部73aの周囲にわたって厚さ方向に貫通する複数のボルト孔73bが形成されている。押さえ板73は、図6(c)に示すように、ボルト孔73bを挿通させたボルト75によって雌ねじ孔711bに螺合されることで凸係合部71に固定される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the holding
押さえ板73は、図7に示すように、凹係合部72の開口穴72b(後述する)に対して揺動可能に収容されている。
押さえ板73は、図4、図5及び図7に示すように、略正方形状をなす4辺のうち一対の縦辺731、732が上下方向に延在し、一対の横片733、734が水平方向に延在している。前側の縦辺731は、下端から上下方向の中心部までは上下方向に延び、その中心部から上端に向かうに従い漸次後方に向かう傾斜部73cを有している。後側の縦辺732は、上端から上下方向の中心部までは上下方向に延び、その中心部から下端に向かうに従い漸次前方に向かう傾斜部73cを有している。上側の横片733は、前端から前後方向の中心部までは水平方向に延び、その中心部から後端に向かうに従い漸次下方に向かう傾斜部73cを有している。下側の横片734は、後端から前後方向X1の中心部までは水平方向に延び、その中心部から前端に向かうに従い漸次上方に向かう傾斜部73cを有している。このように押さえ板73の各辺に傾斜部73cが形成されているので、その傾斜部73cと凹係合部72の開口穴72bとの間に隙間(揺動隙間S)が形成されている。
As shown in FIG. 7, the holding
As shown in FIGS. 4, 5 and 7, the holding
また、押さえ板73には、各辺731、732、733、734の傾斜部73cの一部に凹状に切り欠かれた切欠部73dが形成されている(図3参照)。切欠部73dは、切欠全体としてほぼ曲面により形成されている。この切欠部73dには、後述する凹係合部72に設けられる固定コマ723が切欠部73dの曲面に沿って摺動可能な状態で係止されている。
Further, the
凹係合部72は、図6(a)〜(c)に示すように、右掘削機1Bの後胴部10Bより外側に突出し、押さえ板73を嵌合して揺動軸C1回りに揺動可能に収容するように構成されている。凹係合部72は、右掘削機1B側の後胴部10Bから左右方向X2で外側(左掘削機1Aの後胴部10B側)に向けて凹むように形成されている。
As shown in FIGS. 6A to 6C, the concave engaging
凹係合部72は、平面視で押さえ板73と略同形状の正方形の内周面721aを形成する外周壁721と、外周壁721を左右方向X2で左掘削機1A側から覆う底壁722と、を備えている(図3参照)。
The concave engaging
外周壁721の内周面721aにおける各辺は、押さえ板73の各辺に形成される直線部に一致する直線状に形成されている。そのため、上述したように、各辺おいて、外周壁721の内周面721aと押さえ板73との傾斜部73cとの間には揺動隙間Sが形成され、この揺動隙間Sの範囲内で押さえ板73に対して凹係合部72が揺動軸C1回りに揺動することができる。
Each side of the outer
底壁722には、図6(c)に示すように、揺動軸C1と同軸で小径部711Bと同じ内径の開口穴72bが形成されている。凹係合部72は、開口穴72bが小径部711Bに嵌合した状態で揺動軸C1回りに回転可能になっている。
凹係合部72は、凸係合部71に嵌合された後に押さえ板73が凸係合部71にボルト締結されて固定されることで、凹係合部72と凸係合部71との左右方向X2の移動が規制される。つまり、これにより左掘削機1Aの後胴部10Bと右掘削機1Bの後胴部10Bとが左右方向X2に離れないようになっている。
As shown in FIG. 6C, the
The concave engaging
連結ボルト74は、図2及び図3に示すように、左掘削機1Aと右掘削機1Bの後胴部10B同士を近接離反する方向(左右方向X2)への移動を規制した状態で連結し、凸係合部71と凹係合部72による係合部よりも前方の位置において上下に間隔をあけて一対で設けられている。左掘削機1Aと右掘削機1Bの後胴部10Bの後胴プレート2Bには、図6(c)に示すように、それぞれ同一の連結ボルト74が挿通されるボルト穴28A、28Bが設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the connecting
図3及び図6(c)に示すように、右掘削機1Bに形成される第2ボルト穴28Bは、連結ボルト74のボルト軸径とほぼ同径の内径で設けられている。左掘削機1Aに形成される第1ボルト穴28Aは、第2ボルト穴28Bと同軸となる部分から、揺動軸C1を中心に回転する方向で上向きに延びる長孔になっている。これら一対のボルト穴28A、28Bに挿通された連結ボルト74は、右掘削機1Bのシールド機内側から挿通され、左掘削機1Aのシールド機内でナット74Aによって当て板74Bを介して締め付けられている。上下一対の連結ボルト74、74は、左掘削機1Aに対して右掘削機1Bが前方上向きに揺動したときに、第1ボルト穴28Aの長孔の長さ方向の範囲で摺動する。
As shown in FIGS. 3 and 6 (c), the
次に、上述した二連シールド掘削機1の動作と掘進方法について、図面を用いて詳細に説明する。
ここでは、図2に示すように、左掘削機1Aを直進させて、その左掘削機1Aに対して右掘削機1Bをスパイラルさせて、一対の円形シールド掘削機1A、1Bが横方向に二連の状態から縦方向に二連となるように掘進する際の掘進方法と後胴揺動装置7の動作について説明する。
Next, the operation and excavation method of the
Here, as shown in FIG. 2, the
二連シールド掘削機1による掘進の際には、図1に示すように、右掘削機1Bの中折れジャッキ6を操作し、前胴部10Aを後胴部10Bに対してスパイラルする方位に向けて屈折させて掘進し、掘削機の先端をトンネル線形に一致させる。このとき、右掘削機1Bにおいて、コピーカッタ35によって前胴部10Aがスパイラルする方向にも余掘りを行う。続いて、図8(a)、(b)に示すように、前胴部10Aが上述したようにトンネル線形に一致させた適宜なタイミングで、中折れ点をトンネル線形に合せるために中折れジャッキ6を操作して中折れを戻す。
When digging with the
この中折れを戻す操作によって、左右一対の円形シールド掘削機1A、1Bの後胴部10B、10B同士が後胴揺動装置7によってピン接合により揺動自在な状態で連結されているので、左掘削機1Aに対して右掘削機1Bの後胴部10Bが揺動する。つまり、右掘削機1Bの前胴部10Aに後胴部10Bが追従するように揺動し、後胴部10Bの方位L2を前胴部10Aの方位L1に一致させることができる。ここで、図8(b)に示す符号L0は、トンネルの計画線形(トンネル線形)である。図8(b)に示すように、揺動により方位を変えた右掘削機1Bはトンネル線形L0に沿って掘進されるので、スパイラル掘進中も余掘りを小さくできる。
By this operation of returning the center fold, the
具体的には、図9(a)〜(c)に示すように、凸係合部71に設けられる押さえ板73と凹係合部72の外周壁721の内周面721aとの間に揺動隙間Sが形成されているので、その揺動隙間Sの範囲において右掘削機1Bの後胴部10Bが左掘削機1Aの後胴部10Bに対して揺動軸C1回りに揺動することになる。ここで、図9(a)は、後胴揺動装置7が揺動していない中立位置P0の状態を示し、図9(b)、(c)はそれぞれ中立位置P0から符号P1´、P1の順で左掘削機1Aの凸係合部71に対して右掘削機1Bの凹係合部72が前方上向き(矢印E)に揺動している状態を示している。
Specifically, as shown in FIGS. 9A to 9C, the holding
ここで、図7に示すように、凹係合部72の固定コマ723は、押さえ板73の切欠部73dとの間の揺動隙間Sが異なる複数のコマに取り替え可能である。例えば、後胴部10Bを前胴部10Aに対して揺動不能で固定させる場合には、前記揺動隙間Sとして揺動角が0°の固定コマ723を使用する。そして、固定コマ723として、複数の揺動角のものを予め用意しておくことで、揺動角を調整することができる。
Here, as shown in FIG. 7, the fixed
なお、本実施形態では、後胴揺動装置7の設置箇所に適宜な計測機器を設置し、施工時の荷重や変位量の計測管理を行うことが好ましい。このような計測を行うことにより、取得した計測値に基づいて後胴揺動装置7に作用する荷重やその挙動を把握し、必要に応じて補強等を施すことができる。
In this embodiment, it is preferable to install an appropriate measuring device at the installation location of the rear
次に、上述した二連シールド掘削機1の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態による二連シールド掘削機1では、図8(a)、及び図9(a)〜(c)に示すように、左右に連結される後胴部10B同士が剛結接合ではなく、ピン接合となっているので、スパイラル側の円形シールド掘削機1Bの後胴部10Bも非スパイラル側の円形シールド掘削機1Aの後胴部10Bに対して揺動軸C1回りに揺動させることができる。そのため、右掘削機1Bを左掘削機1Aに対してスパイラルさせる際に、スパイラル側の右掘削機1Bにおいて中折れジャッキ6によって屈折した前胴部10Aに対して後胴部10bを揺動により追従させることができる。
Next, the operation of the
In the
したがって、本実施形態では、右掘削機1B全体を揺動させることができるので、右掘削機1B全体に対して掘進に伴う地盤反力F(図8(a)の上向き矢印)によるソリ効果を生じさせ、非スパイラル側の左掘削機1Aの回転力を得ることができる。これにより、前胴部10Aの方位L1と後胴部10Bの方位L2を計画線形であるトンネル線形L0(図8(b)参照)と一致させた状態で掘進することができ、複雑な施工管理が必要なスパイラル線形のシールド掘進を効率的に行うことができる。
Therefore, in the present embodiment, since the entire
このように本実施形態では、右掘削機1Bの全長にわたるソリ効果から、小さな地盤反力でも大きなスパイラル効果を得ることが可能となる。また、右掘削機1Bの後胴部10Bが左掘削機1Aの後胴部10Bに対して揺動軸C1回りに揺動し、計画線形(トンネル線形L0)とシールド掘削機全体の方位(L1、L2)とが一致することで、右掘削機1Bにおける掘進中の必要余掘り量を例えば従来300mm程度の余掘り厚が必要だったところを10mm程度に大幅に低減することができる。これにより、掘進に伴う周辺地盤への影響を低減できる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to obtain a large spiral effect even with a small ground reaction force from the warp effect over the entire length of the
また、本実施形態では、スパイラル側の右掘削機1Bの後胴部10Bが計画線形に一致していることによりテールクリアランスを確保できる。そのため、後胴部10Bのテール部と組み立てたセグメント11との競りや接触を防いでセグメント11の損傷を防止できるとともに、図1に示す推進ジャッキ23の偏圧や負荷を低減して効率よくジャッキ推力をセグメント11に伝達できる。さらに、シールド掘削機1の後胴部10Bを前胴部10Aに一致するように揺動させることができ、後胴部10Bをトンネルの計画線形に近づけることが可能となるので、後胴部10Bにおけるテール部と掘削壁面との競りを防止でき、掘進の障害を抑制することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the tail clearance can be secured because the
また、本実施形態の場合には、図3、図5及び図6(a)〜(c)に示すように、左掘削機1Aの後胴部10Bに設けられる凸係合部71に右掘削機1Bの後胴部10Bに設けられる凹係合部72を揺動可能に係合することで、双方の後胴部10B、10B同士がピン接合により揺動可能な構成となる。このように凸係合部71と凹係合部72との係合による簡単な構造により揺動可能なピン接合を構成することができるので、スパイラル掘進時における複雑な制御や精度管理をすることを最小限に抑えることができ、効率よく施工できる。
Further, in the case of the present embodiment, as shown in FIGS. 3, 5 and 6 (a) to 6 (c), right excavation is performed on the convex engaging
また、本実施形態では、連結ボルト74で締結することで、左右に隣接する後胴部10B、10B同士の左右方向X2への近接離反する移動をより確実に規制することができる。すなわち、本実施形態による二連シールド掘削機1では、後胴揺動装置7による連結によって左右に隣接する後胴部10B同士の左右方向X2への近接離反する移動が規制されるが、連結ボルト74で締結することにより、後胴部10B同士を強固に連結することができる。しかも連結ボルト74においても揺動軸C1回りに揺動可能に設けられるので、左右の後胴部10B、10Bの揺動軸C1回りの揺動も可能である。
Further, in the present embodiment, by fastening with the connecting
上述のように本実施形態による二連シールド掘削機1では、トンネル線形にスパイラル側の右掘削機1Bの後胴部10Bの方位を一致させることで、余掘りを小さく抑えることができ、掘進に伴う周辺地盤への影響を低減できる。
また、本実施形態による二連シールド掘削機1では、後胴部10Bのセグメント11の損傷を防止できるとともに、推進ジャッキ23の偏圧や負荷を低減して効率よくジャッキ推力をセグメント11に伝達できる。
As described above, in the
Further, in the
以上、本発明による二連シールド掘削機の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although the embodiment of the double shield excavator according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
例えば、本実施形態では、ピン接合部として、凸係合部71と凹係合部72との係合による後胴揺動装置7を採用しているが、このような構成に限定されることはなく、左右の円形シールド掘削機1A、1Bの後胴部10B、10B同士が揺動軸C1回りに揺動可能な構成であればよい。また、本実施形態では、右掘削機1Bの後胴部10Bの揺動が中立位置P0に対して前方上向きのみに揺動する構成になっているが、中立位置P0に対して前方上向きと下向きの両方に揺動できる機構であってもかまわない。
For example, in the present embodiment, the rear
さらに具体的に上述した二連シールド掘削機1で掘進可能なスパイラルパターンとしては、横方向に並ぶ右掘削機10Aと左掘削機10Bのいずれか一方が他方を基線として時計回り、又は反時計回りにスパイラルする4パターンがある。また、上下方向に並ぶ右掘削機10Aと左掘削機10Bのいずれか一方が他方を基線として時計回り、又は反時計回りにスパイラルする4パターンがある。また、横方向又は上下方向に並ぶ右掘削機10Aと左掘削機10Bの両方が時計回り、又は反時計回りにスパイラルする4パターンがある。
More specifically, as the spiral pattern that can be dug by the
また、本実施形態では、後胴揺動装置7に連結ボルト74を設けているが、凸係合部71と凹係合部72の係合部においても、押さえ板73で凹係合部72の底壁722を挟持しているので、左右の後胴部10B、10B同士が左右方向X2への移動が規制されている。そのため、本実施形態の後胴揺動装置7では、連結ボルト74を省略した構成とすることも可能である。
Further, in the present embodiment, the connecting
さらに本実施形態では、ピン接合部(後胴揺動装置7)の揺動範囲が押さえ板73と凹係合部72の外周壁721との間に形成される揺動隙間Sの大きさで規定されているが、この揺動隙間Sの大きさは任意に設定できる。またこのような揺動範囲を設けない構成であってもかまわない。
Further, in the present embodiment, the swing range of the pin joint portion (rear body swing device 7) is the size of the swing gap S formed between the holding
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiment with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 二連シールド掘削機
1A 左掘削機
1B 右掘削機
2 シールド機本体
2A 前胴プレート
2B 後胴プレート
6 中折れジャッキ(中折れ装置)
7 後胴揺動装置(ピン接合部)
10A 前胴部
10B 後胴部
11 セグメント
71 凸係合部
72 凹係合部
73 押さえ板
73c 傾斜部
73d 切欠部
74 連結ボルト(ボルト締結部)
712 凸部
721 外周壁
C1 揺動軸
L1、L2 方位
L0 トンネル線形
1
7 Rear body swing device (pin joint)
10A
712
Claims (3)
前記二基の円形シールド掘削機の前記後胴部同士は、前記後胴部の連結部において左右方向に近接離反する移動を規制するとともに、前記後胴部同士が前記左右方向を回転中心とする揺動軸回りに相対的に揺動可能に設けられたピン接合部によって連結されていることを特徴とする二連シールド掘削機。 It is a double shield excavator in which two circular shield excavators provided so that the front body can be refracted with respect to the rear body via a center folding device are connected to the left and right.
The rear body portions of the two circular shield excavators are restricted from moving in the left-right direction at the connecting portion of the rear body portion, and the rear body portions are centered on the left-right direction. A double shield excavator characterized in that it is connected by a pin joint provided so as to be relatively swingable around the swing axis.
前記凸係合部と前記凹係合部とが前記揺動軸回りに相対的に揺動することを特徴とする請求項1に記載の二連シールド掘削機。 The pin joint has a convex engaging portion provided on one of the rear body portions and a concave engaging portion provided on the other and engaging with the convex engaging portion.
The double shield excavator according to claim 1, wherein the convex engaging portion and the concave engaging portion swing relative to each other around the swing axis.
該ボルト締結部が前記後胴部に締結した状態で、前記左右の後胴部が相対的に前記揺動軸回りに揺動することを特徴とする請求項1又は2に記載の二連シールド掘削機。 The pin joint has a bolt fastening portion for fastening the wall portions of the rear body portion connected to the left and right.
The double shield according to claim 1 or 2, wherein the left and right rear body portions relatively swing around the swing axis while the bolt fastening portion is fastened to the rear body portion. Excavator.
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