JP2670207B2 - Tunnel excavator gripper equipment - Google Patents

Tunnel excavator gripper equipment

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JP2670207B2
JP2670207B2 JP10635292A JP10635292A JP2670207B2 JP 2670207 B2 JP2670207 B2 JP 2670207B2 JP 10635292 A JP10635292 A JP 10635292A JP 10635292 A JP10635292 A JP 10635292A JP 2670207 B2 JP2670207 B2 JP 2670207B2
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gripper
ground
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gripper device
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寛 野坂
明 波多腰
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、掘進に必要な反力を保
持するための、トンネル掘削機のグリッパ装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripper device of a tunnel excavator for holding a reaction force required for excavation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のトンネル掘削機を図8,図9によ
り説明すると、1が掘削機本体の後胴、2が同じく前胴
で、同後胴1の前端部に円筒体が一体に取付けられて、
これに前胴2の後端部が嵌挿されている。また3が上記
後胴1と上記前胴2とを屈曲自在に連結する円周方向に
複数本のスラストジャッキ、4が上記前胴2の前後中間
周壁に円周方向に間隔を置いて設けた凹陥部に半径方向
への移動を可能に嵌挿した前胴グリッパ、5が上記後胴
1の前後中間周壁に円周方向に間隔を置いて設けた凹陥
部に半径方向への移動を可能に嵌挿した後胴グリッパ、
6,7が上記グリッパ4,5を半径方向に移動させるた
めの伸縮ジャッキで、同伸縮ジャッキ6,7が上記グリ
ッパ4,5背後の上記凹陥部内に設置されている。また
8が上記後胴1と上記前胴2との間をシールするシール
部材、9が上記グリッパ4,5のシール材、10が上記
前胴2の前端部に回転可能に取付けたカッタヘッド、1
0aが同カッタヘッド10の前面に取付けた多数の土砂
切削用ビットで、上記カッタヘッド10が上記前胴2内
に設置した駆動源(図示せず)により駆動されるように
なっている。また11が地盤、12が既設セグメント、
13が上記後胴1に取付けた円周方向に複数本のシール
ドジャッキである。
2. Description of the Related Art A conventional tunnel excavator will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 1 is a rear body of the excavator body, 2 is a front body, and a cylindrical body is integrally attached to a front end portion of the rear body 1. Being
The rear end portion of the front body 2 is inserted into this. Further, 3 is a plurality of thrust jacks in the circumferential direction connecting the rear body 1 and the front body 2 flexibly, and 4 are provided on the front-rear intermediate peripheral wall of the front body 2 at intervals in the circumferential direction. The front body gripper 5, which is fitted in the concave portion so as to be movable in the radial direction, is allowed to move in the radial direction in the concave portions provided at circumferentially spaced intervals on the front and rear intermediate peripheral walls of the rear body 1. After inserting the body gripper,
Reference numerals 6 and 7 denote telescopic jacks for moving the grippers 4 and 5 in the radial direction, and the telescopic jacks 6 and 7 are installed in the recessed portions behind the grippers 4 and 5. 8 is a sealing member for sealing between the rear body 1 and the front body 2; 9 is a sealing material for the grippers 4 and 5; and 10 is a cutter head rotatably attached to the front end of the front body 2; 1
Reference numeral 0a is a large number of earth and sand cutting bits mounted on the front surface of the cutter head 10, and the cutter head 10 is driven by a drive source (not shown) installed in the front body 2. 11 is the ground, 12 is the existing segment,
Reference numeral 13 denotes a plurality of shield jacks mounted on the rear body 1 in the circumferential direction.

【0003】このトンネル掘削機において、前胴グリッ
パ4及び後胴グリッパ5を使用して地盤11をトンネル
状に掘進する場合は、前胴2の伸縮ジャッキ6を伸長方
向に作動して前胴グリッパ4を凹陥部内から突出させ、
これを地盤11に押しつけて前胴2を地盤11に固定す
る一方、後胴1の伸縮ジャッキ7を縮み方向に作動し、
後胴グリッパ5を凹陥部内へ退没させて後胴1の前進を
可能にし、次いでスラストジャッキ3を縮み方向に作動
して後胴1を前胴2の方向へ引き寄せ、次いで前胴2の
伸縮ジャッキ6を縮み方向に作動し、前胴グリッパ4を
凹陥部内へ退没させて前胴2の前進を可能にするととも
に、後胴1の伸縮ジャッキ7を伸長方向に作動し、後胴
グリッパ5を凹陥部内から突出させてこれを地盤11に
押しつけ、後胴1を地盤11に固定してトンネル掘削機
の掘削鋼反力を保持可能にし、次いで前胴2の前面に取
付けたカッタヘッド10を回転させる一方、スラストジ
ャッキ3を伸長方向に作動し、前胴2を前進させて地盤
11をトンネル状に掘削し、このときの掘削反力を上記
地盤11に押し付けた後胴グリッパ5により保持する。
そしてスラストジャッキ3がストロークエンドまで伸長
したら、前胴2の伸縮ジャッキ6を伸長方向に作動して
前胴グリッパ4を凹陥部内から突出させ、これを地盤1
1に押し付けて固定する一方、後胴1の伸縮ジャッキ7
を縮み方向に作動して後胴グリッパ5を凹陥部内へ退没
させ、次いでスラストジャッキ3を縮み方向に作動して
後胴1を前胴2の方向へ引き寄せる。それからも同じ要
領で地盤11をトンネル状に掘進していく。
In this tunnel excavator, when the ground 11 is excavated in a tunnel shape using the front body gripper 4 and the rear body gripper 5, the telescopic jack 6 of the front body 2 is operated in the extension direction to operate the front body gripper. 4 is projected from the inside of the recess,
This is pressed against the ground 11 to fix the front body 2 to the ground 11, while the telescopic jack 7 of the rear body 1 is operated in the contracting direction,
The rear body gripper 5 is retracted into the recessed portion to allow the rear body 1 to advance, and then the thrust jack 3 is operated in the contracting direction to draw the rear body 1 in the direction of the front body 2 and then expand and contract the front body 2. The jack 6 is operated in the contracting direction, the front body gripper 4 is retracted into the recessed portion to allow the front body 2 to move forward, and the telescopic jack 7 of the rear body 1 is operated in the extending direction to move the rear body gripper 5 Is pushed from the inside of the recessed portion and pressed against the ground 11, the rear body 1 is fixed to the ground 11 so that the excavating steel reaction force of the tunnel excavator can be retained, and then the cutter head 10 attached to the front face of the front body 2 is attached. While rotating, the thrust jack 3 is operated in the extension direction, the front body 2 is advanced, and the ground 11 is excavated in a tunnel shape. The excavation reaction force at this time is pressed against the ground 11 and then held by the body gripper 5. .
When the thrust jack 3 has been extended to the stroke end, the telescopic jack 6 of the front body 2 is operated in the extension direction to cause the front body gripper 4 to protrude from the recessed portion, and the ground 1
Telescopic jack 7 on the rear torso 1
Is operated in the retracting direction to retract the rear trunk gripper 5 into the recessed portion, and then the thrust jack 3 is activated in the retracting direction to pull the rear trunk 1 toward the front trunk 2. Thereafter, the ground 11 is dug in a tunnel shape in the same manner.

【0004】またシールドジャッキ13を使用して地盤
11をトンネル状に掘進する場合は、前胴2の前面に取
付けたカッタヘッド10を回転させる一方、シールドジ
ャッキ13を伸長方向に作動し、後胴1及び前胴2を前
進させて地盤11をトンネル状に掘削し、シールドジャ
ッキ13を縮み方向に作動し、このシールドジャッキ1
3と既設セグメント12との間に新たなセグメント12
を打設し、次いでシールドジャッキ13を伸長方向に作
動し、後胴1及び前胴2を前進させて地盤11をトンネ
ル状に掘進する。それからも同じ要領で地盤11をトン
ネル状に掘進してゆく。
When the ground 11 is dug into the tunnel using the shield jack 13, the cutter head 10 mounted on the front surface of the front body 2 is rotated while the shield jack 13 is operated in the extending direction to move the rear body. 1 and the front torso 2 are advanced to excavate the ground 11 in a tunnel shape, and the shield jack 13 is operated in the contracting direction.
New segment 12 between 3 and existing segment 12
Then, the shield jack 13 is actuated in the extension direction, the rear case 1 and the front case 2 are advanced, and the ground 11 is dug in a tunnel shape. Then, the ground 11 is excavated in the same manner as the tunnel.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記図8,図9に示す
従来のトンネル掘削機では、下記のような問題点があっ
た。
The conventional tunnel excavator shown in FIGS. 8 and 9 has the following problems.

【0006】(1)トンネル掘削機の掘進時、後胴グリ
ッパ5を地盤11に押し付けてトンネル掘削機の掘削反
力を保持するので、地盤11の地質が半固結堆積層から
なる軟岩(岩盤の固結度,密度が低く、脆くて崩れ易い
軟岩)の場合には、掘削反力を保持し難く、トンネル掘
削機が後退することにより、ローリングやセグメント1
2の破壊が起こる上に坑内の安全が脅かされる。
(1) When the tunnel excavator excavates, the rear fuselage gripper 5 is pressed against the ground 11 to maintain the excavation reaction force of the tunnel excavator, so that the geology of the ground 11 is soft rock composed of a semi-solid sedimentary layer. In the case of soft rock, which has a low degree of consolidation and low density and is brittle and easily collapses, it is difficult to maintain the excavation reaction force and the tunnel excavator retreats, causing rolling and segment 1
In addition to the destruction of the two, the safety of the mine is threatened.

【0007】(2)曲率半径の小さい急曲掘進の場合に
は、余掘りを大きくする必要があり、トンネル掘削機の
機体は横方向に過大な荷重を受ける。その際、上記のよ
うに掘削反力を保持し難くて掘進速度が低下する。
(2) In the case of a sharp excavation with a small radius of curvature, it is necessary to increase the excess excavation, and the body of the tunnel excavator receives an excessively large load in the lateral direction. At that time, as described above, it is difficult to maintain the excavation reaction force, and the excavation speed decreases.

【0008】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする拠は、ローリングやセグメント
の破壊を防止できる上に坑内の安全を確保でき、また急
曲掘進時に掘削速度を低下させないトンネル掘削機のグ
リッパ装置を提供しようとする点にある。
The present invention is proposed in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to prevent rolling and breakage of segments and to ensure safety in the mine, and to improve the excavation speed during a sharp excavation. There is a need to provide a gripper device for a tunnel excavator that does not degrade.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の、本発明の構成は、掘削機本体の前胴及び後胴の外周
部にトンネル地盤を掴むグリッパ装置を設け、同グリッ
パ装置内にスパイク装置を出没可能に設けると共に、グ
リッパ装置の張り出し量を制御する変位制御モードと、
グリッパ装置とトンネル地盤との接地圧を制御する荷重
制御モードとを有することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the structure of the present invention is such that a gripper device for gripping a tunnel ground is provided on the outer periphery of the front body and the rear body of the excavator main body, and the gripper device is provided in the gripper device. Displacement control mode that controls the amount of protrusion of the gripper device while providing a spike device that can appear and disappear,
It has a load control mode for controlling the contact pressure between the gripper device and the tunnel ground.

【0010】前記変位制御モードは、グリッパ装置の張
り出し量を制御するために伸縮ジャッキの変位を検出
し、設定入力変位量と出力変位量とを合わせるべく位置
決め制御し、また、荷重制御モードは、グリッパ装置と
トンネル地盤との接地圧を制御するために伸縮ジャッキ
の押し出し圧力と引き込み圧力との圧力差から有効負荷
圧力を検出し、設定入力圧力と負荷圧力とを合わせるべ
く圧力制御するものである。
In the displacement control mode, the displacement of the telescopic jack is detected in order to control the overhang amount of the gripper device, and the positioning control is performed so as to match the set input displacement amount and the output displacement amount. In the load control mode, In order to control the ground pressure between the gripper device and the tunnel ground, the effective load pressure is detected from the pressure difference between the pushing pressure and the pulling pressure of the telescopic jack, and the pressure is controlled to match the set input pressure and the load pressure. .

【0011】[0011]

【作用】本発明のトンネル掘削機のグリッパ装置は前記
のように構成されており、前胴のグリッパ装置及びスパ
イク装置を伸長方向に作動して前胴を地盤に固定してい
るときに、後胴のグリッパ装置及びスパイク装置を縮み
方向に作動してこれら後胴側の装置を地盤から離す一
方、スラストジャッキを縮み方向に作動して後胴を前胴
の方向へ引き寄せる。また後胴のグリッパ装置及びスパ
イク装置を伸長方向に作動して後胴を地盤に固定してい
るときに、前胴のグリッパ装置及びスパイク装置を縮み
方向に作動してこれら前胴側の装置を地盤から離す一
方、スラストジャッキを伸長方向に作動し、前胴を前進
させて掘進を行う。
The gripper device of the tunnel excavator of the present invention is constructed as described above, and when the gripper device and the spike device of the front case are operated in the extension direction to fix the front case to the ground, The gripper device and the spike device of the case are operated in the contracting direction to separate the devices on the rear case side from the ground, while the thrust jacks are operated in the contracting direction to draw the rear case toward the front case. When the rear torso gripper device and the spike device are operated in the extension direction to fix the rear torso to the ground, the front torso gripper device and the spike device are operated in the contraction direction to remove the devices on the front torso side. While moving away from the ground, the thrust jack operates in the extension direction to advance the front body and excavate.

【0012】この際、後胴のグリッパ装置は、後胴を掘
削されたトンネルの中心部に保持すると共に、前胴が前
進かつ掘進できるだけの反力を保持しなければならない
ので、前者に対しては変位制御機能が、また後者に対し
ては荷重制御機能がそれぞれ発揮される。
At this time, the gripper device for the rear body must hold the rear body at the center of the excavated tunnel and also the reaction force required for the front body to advance and excavate. Has a displacement control function, and the latter has a load control function.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。先ず、本発明に係るトンネル掘削機のグリ
ッパ装置の基本構造を図4〜図7を用いて説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the basic structure of the gripper device of the tunnel excavator according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0014】図において、15が掘削機本体の前胴、1
6が同じく後胴、24がこれら前胴15及び後胴16の
間を閉じてトンネル掘削機の内部に土砂,地下水等の侵
入を防止する可撓管、25が上記後胴16とセグメント
23との間を閉じてトンネル掘削機の内部に土砂,地下
水等の侵入を防止する可撓管、17が上記前胴15と上
記後胴16とを屈曲自在に連結する円周方向に複数本の
スラストジャッキ、18が上記前胴15内に設置した駆
動源、19が上記前胴15の前面に球面部20を介して
回転可能に取付けたカッタヘッド、19aが同カッタヘ
ッド19の前面に取付けた多数のビット、21が上記前
胴15の前端部と上記球面部20との間に介装したシー
ル材で、上記駆動源18の回転がカッタヘッド19に伝
えられて同カッタヘッド19が前胴15の中心軸線を中
心に回転するようになっている。また22が上記後胴1
6に取付けた円周方向に複数本のシールドジャッキで、
同シールドジャッキ22の後端部が既設セグメント23
に当接するようになっている。
In the drawing, reference numeral 15 denotes a front body of the excavator body, 1
6 is also a rear body, 24 is a flexible tube that closes the space between the front body 15 and the rear body 16 to prevent intrusion of earth and sand, groundwater, etc. into the tunnel excavator, and 25 is the rear body 16 and the segment 23. A flexible pipe that closes the space between the front and rear bodies 16 and 16 to flexibly connect the front body 15 and the rear body 16 to each other in a circumferential direction by a flexible tube that prevents soil, groundwater, and the like from entering the inside of the tunnel excavator. Jack, 18 is a drive source installed in the front body 15, 19 is a cutter head rotatably mounted on the front surface of the front body 15 via a spherical portion 20, and 19a is a large number mounted on the front surface of the cutter head 19. Bit 21 is a sealing material interposed between the front end portion of the front body 15 and the spherical surface portion 20. The rotation of the drive source 18 is transmitted to the cutter head 19 so that the cutter head 19 can be rotated. To rotate around the central axis of Going on. 22 is the rear body 1
With multiple shield jacks attached to 6 in the circumferential direction,
The rear end of the shield jack 22 has an existing segment 23.
It comes into contact with.

【0015】そして、26が上記前胴15及び後胴16
の外周部の円周方向複数個所に設置されたグリッパ装置
で、同グリッパ装置26は、前胴15及び後胴16に固
定したケース27と、同ケース27の底部中央部にボル
ト29を介して固定したグリッパジャッキ28と、同ケ
ース27内に半径方向への移動を可能に嵌挿したガイド
部材30と、同ガイド部材30の外面中央部に固定した
球面ジョイント31と、同球面ジョイント31に係合し
たグリッパ32とにより構成されている。また33が以
上のグリッパ装置26に複数個ずつ設けたスパイク装置
で、同スパイク装置33は、上記グリッパ32にボルト
36を介して取付けたスパイクジャッキ34と、同スパ
イクジャッキ34のピストンロッドの外端部に取付けた
スパイク35とにより構成されている。なお、図中3
7,38はシール材で、39はガイド部材30とケース
27の中に設置された変位検出器を示す。
Reference numeral 26 denotes the front body 15 and the rear body 16 described above.
The gripper device 26 is installed at a plurality of circumferential positions on the outer periphery of the case 27. The gripper device 26 includes a case 27 fixed to the front case 15 and the rear case 16 and a bolt 29 at the center of the bottom of the case 27. The fixed gripper jack 28, the guide member 30 fitted in the case 27 to be movable in the radial direction, the spherical joint 31 fixed to the central portion of the outer surface of the guide member 30, and the spherical joint 31. It is composed of a gripper 32 combined with the gripper 32. Reference numeral 33 denotes a spike device provided with a plurality of the gripper devices 26. The spike device 33 includes a spike jack 34 attached to the gripper 32 via a bolt 36, and an outer end of a piston rod of the spike jack 34. And a spike 35 attached to the part. In addition, 3 in the figure
Reference numerals 7 and 38 denote sealing materials, and 39 denotes a displacement detector installed in the guide member 30 and the case 27.

【0016】次に前記図4〜図7に示すトンネル掘削機
のグリッパ装置の作用を具体的に説明する。グリッパ装
置26を使用して不安定な地盤11をトンネル状に掘進
する場合は、前同15のグリッパ装置26のグリッパジ
ャッキ28を伸長方向に作動してガイド部材30とグリ
ッパ32とを半径方向外方へ移動させ、同グリッパ32
をケース27内から突出させて地盤11に押し付ける。
同時に、スパイクジャッキ34を伸長方向に作動し、ス
パイク35を地盤11に喰い込ませて前胴15を地盤1
1に固定する。一方、後胴16のジャッキ装置26のグ
リッパジャッキ28を縮み方向に作動し、ガイド部材3
0とグリッパ32とを半径方向内方へ移動させ、グリッ
パ32を地盤11から離して後胴16の前進を可能に
し、次いでストラストジャッキ17を縮み方向に作動し
て後胴16を前胴15の方向へ引き寄せる。
Next, the operation of the gripper device of the tunnel excavator shown in FIGS. 4 to 7 will be specifically described. When excavating the unstable ground 11 in a tunnel shape using the gripper device 26, the gripper jack 28 of the gripper device 26 of the above-mentioned 15 is operated in the extension direction to move the guide member 30 and the gripper 32 to the outside in the radial direction. To the same gripper 32
Is projected from the inside of the case 27 and pressed against the ground 11.
At the same time, the spike jack 34 is actuated in the extension direction to cause the spike 35 to bite into the ground 11 to move the front body 15 to the ground 1.
Fixed to 1. On the other hand, the gripper jack 28 of the jack device 26 of the rear body 16 is actuated in the contracting direction to move the guide member 3
0 and the gripper 32 are moved inward in the radial direction, the gripper 32 is separated from the ground 11 to allow the rear trunk 16 to move forward, and then the thrust jack 17 is operated in the contracting direction to move the rear trunk 16 to the front trunk 15 In the direction of.

【0017】次いで前胴15のグリッパ装置のグリッパ
ジャッキ28を縮み方向に作動し、ガイド部材30とグ
リッパ32とを半径方向内方へ移動させ、グリッパ32
を地盤11から離して前胴15の前進を可能にするとと
もに、後胴16のグリッパ装置26のグリッパジャッキ
28を伸長方向に作動してガイド部材30とグリッパ3
2とを半径方向外方へ移動させ、同グリッパ32をケー
ス27内から突出させて地盤11に押し付ける。同時
に、スパイクジャッキ34を伸長方向に作動してスパイ
ク35を地盤11に食い込ませ、後胴16を地盤11に
固定してトンネル掘削機の掘削反力を保持可能にする。
Next, the gripper jack 28 of the gripper device of the front barrel 15 is operated in the contracting direction to move the guide member 30 and the gripper 32 inward in the radial direction.
Is separated from the ground 11 to allow the front body 15 to advance, and the gripper jack 28 of the gripper device 26 of the rear body 16 is operated in the extending direction to guide the guide member 30 and the gripper 3.
2 and 2 are moved outward in the radial direction, and the gripper 32 is projected from the inside of the case 27 and pressed against the ground 11. At the same time, the spike jack 34 is actuated in the extension direction so that the spike 35 bites into the ground 11, and the rear case 16 is fixed to the ground 11 so that the excavation reaction force of the tunnel excavator can be retained.

【0018】次いで前胴15の前面に取付けたカッタヘ
ッド10を回転させるとともにスラストジャッキ17を
伸長方向に作動し、前胴15を前進させて地盤11をト
ンネル状に掘削し、このときの掘削反力を上記地盤11
に押し付けた後胴16のグリッパ装置26及びスパイク
装置33により保持する。そして、スラストジャッキ1
7がストロークエンドまで伸長したら、前胴15のグリ
ッパ装置26を伸長方向に作動し、グリッパ32を地盤
11に押し付けて固定する一方、後胴16のグリッパ装
置26を縮み方向に作動してグリッパ32を地盤11か
ら離し、次いでスラストジャッキ17を縮み方向に作動
して後胴16を前胴15の方向へ引き寄せる。それから
も同じ要領で地盤11をトンネル状に掘進してゆく。
Next, the cutter head 10 attached to the front surface of the front case 15 is rotated and the thrust jack 17 is operated in the extending direction to advance the front case 15 to excavate the ground 11 in a tunnel shape. Force above ground 11
After the pressing, the body 16 is held by the gripper device 26 and the spike device 33. And thrust jack 1
7 is extended to the stroke end, the gripper device 26 of the front body 15 is operated in the extending direction to press the gripper 32 against the ground 11 and fixed, while the gripper device 26 of the rear body 16 is operated in the contracted direction to operate the gripper 32. Is separated from the ground 11, and then the thrust jack 17 is operated in the contracting direction to draw the rear body 16 toward the front body 15. Then, the ground 11 is excavated in the same manner as the tunnel.

【0019】ところで、地盤11の条件や掘進施工法等
によっては、前記前胴15及びカッタヘッド19や後胴
16をトンネルの中心に保持することが必要である。こ
の場合には、グリッパ装置26の伸長方向への変位量や
この変位に伴って発生する地盤11との接地圧を制御す
ることで、前記保持力を確認することができる。
By the way, depending on the conditions of the ground 11, the excavation construction method, etc., it is necessary to hold the front trunk 15, the cutter head 19 and the rear trunk 16 at the center of the tunnel. In this case, the holding force can be confirmed by controlling the amount of displacement of the gripper device 26 in the extension direction and the contact pressure with the ground 11 generated with the displacement.

【0020】そのため、本実施例では、前記グリッパ装
置26のグリッパジャッキ28において、図1〜図3に
示す制御方式が採用されている。即ち、図1はグリッパ
ジャッキ28の制御ブロック図、図2は同じく油圧回路
図、図3は同じく制御フローチャートである。
Therefore, in this embodiment, the gripper jack 28 of the gripper device 26 employs the control system shown in FIGS. That is, FIG. 1 is a control block diagram of the gripper jack 28, FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram, and FIG. 3 is a control flowchart.

【0021】これを説明すると、先ず図1において、5
1はサーボ増幅器59への入力信号を切換える切換器
で、位置設定器52の信号を入力するか、荷重設定器5
3の信号を入力するかをスイッチ58により選択する。
54は前胴15あるいは後胴16の中心とトンネルの中
心とのずれを検出する中心監視器、55,56,57は
加算器でそれぞれ入力信号と実態とのずれを偏差信号と
してサーボ増幅器59へ伝達する。
To explain this, first, in FIG.
Reference numeral 1 is a switching device for switching the input signal to the servo amplifier 59, which inputs the signal of the position setting device 52 or the load setting device 5
The switch 58 selects whether the signal No. 3 is input.
Numeral 54 is a center monitor for detecting a deviation between the center of the front trunk 15 or the rear trunk 16 and the center of the tunnel. introduce.

【0022】このサーボ増幅器59の信号で電気油圧サ
ーボ弁60が作動し、油圧ポンプ64(図2参照)から
の油をグリッパジャッキ28へ給,排する。そして、グ
リッパジャッキ28の作動量(変位量)は前述した変位
検出器59で検出され、また作動力(負荷荷重)は圧力
検出器62で検出されてそれぞれの加算器55,57へ
フィードバックされるようになっている。
The signal from the servo amplifier 59 activates the electrohydraulic servo valve 60 to supply and discharge the oil from the hydraulic pump 64 (see FIG. 2) to the gripper jack 28. The operation amount (displacement amount) of the gripper jack 28 is detected by the above-described displacement detector 59, and the operation force (load load) is detected by the pressure detector 62 and fed back to the respective adders 55 and 57. It is like this.

【0023】図2は、その油圧回路例であり、油圧ポン
プ64はモータ63で駆動されて回路に圧油を送り、そ
の最高吐出圧力はリリーフ弁65で設定される。なお、
電気油圧サーボ弁60とグリッパジャッキ28は4系統
を示しているが、これは図5に示した円周等配の4つの
グリッパ装置26に対応している。また、各系統は基本
的には同一なので、左端の系統のみに付番している。
FIG. 2 shows an example of the hydraulic circuit, in which a hydraulic pump 64 is driven by a motor 63 to send pressure oil to the circuit, and the maximum discharge pressure is set by a relief valve 65. In addition,
Although four systems of the electrohydraulic servo valve 60 and the gripper jack 28 are shown, they correspond to the four gripper devices 26 arranged at equal circumferences shown in FIG. Also, since each system is basically the same, only the leftmost system is numbered.

【0024】そして、サーボ増幅器59の信号を受けた
電気油圧サーボ弁60は、その信号の正負,大きさによ
りA,B,Cの3つポジションが切換り、グリッパジャ
ッキ28へ圧油を給,排し、これを作動させる。グリッ
パジャッキ28の変位は変位検出器39で検出され、出
力荷重は圧力検出器62で検出された圧力とジャッキの
受圧面積で測定される。なお、図2中66は油タンクを
示す。
The electro-hydraulic servo valve 60, which receives the signal from the servo amplifier 59, switches between three positions A, B and C depending on whether the signal is positive, negative, or magnitude, and supplies pressure oil to the gripper jack 28. Eject and activate this. The displacement of the gripper jack 28 is detected by the displacement detector 39, and the output load is measured by the pressure detected by the pressure detector 62 and the pressure receiving area of the jack. In addition, 66 in FIG. 2 shows an oil tank.

【0025】図3は、図1及び図2に示した制御装置の
制御動作を示すフローチャートであり、先ずステップP
1 でグリッパ装置26,スラストジャッキ17,シール
ドジャッキ22等の初期条件を設定した後、ステップP
2 でグリッパ装置26が伸長してグリッパ32がトンネ
ル内の地盤11に略接するようにグリッパジャッキスト
ロークを設定する。
FIG. 3 is a flow chart showing the control operation of the control device shown in FIGS.
The gripper device 26 1, the thrust jack 17, after setting the initial conditions, such as shield jacks 22, Step P
At 2 , the gripper device 26 extends and the gripper jack stroke is set so that the gripper 32 substantially contacts the ground 11 in the tunnel.

【0026】次いで、ステップP3 でグリッパジャッキ
28の位置決め制御である変位制御モードになり、そし
て、ステップP4 で偏差が最小となると、ステップP5
でグリッパジャッキ28に微妙な伸び信号を与え、グリ
ッパ32を地盤11に接触させる。
Next, in step P 3 , a displacement control mode for positioning the gripper jack 28 is entered, and when the deviation is minimized in step P 4 , step P 5
Gives a subtle extension signal to the gripper jack 28 to bring the gripper 32 into contact with the ground 11.

【0027】次いで、ステップP6 でグリッパジャッキ
28の伸長側の圧力と引き戻し側の圧力に圧力差が発生
すると、ステップP7 で荷重制御モードになる。荷重制
御モードでは、グリッパ32と地盤11との接地圧を保
つことと(ステップP8 参照)、前胴15あるいは後胴
16がトンネルの中心に合うように偏心量を修正する機
能がある(ステップP9 及びステップP10参照)。即
ち、地盤11に片寄っている側のグリッパジャッキ28
の圧力を高めてトンネル中心偏差を最小にするのであ
る。
Next, when a pressure difference occurs between the pressure on the extension side and the pressure on the pullback side of the gripper jack 28 in step P 6 , the load control mode is entered in step P 7 . In the load control mode, (see step P 8) and to maintain the contact pressure between the gripper 32 and the ground 11, the front torso 15 or rear body 16 is the ability to modify the eccentricity to match the center of the tunnel (step Referring P 9 and step P 10). That is, the gripper jack 28 on the side leaning toward the ground 11
By increasing the pressure of, the tunnel center deviation is minimized.

【0028】ステップP10でトンネル中心偏差が最小に
なると、ステップP11で掘削作業が開始される。この
際、前胴15のグリッパ装置26は変位制御モードでス
ラストジャッキ17の伸長にともなって前進する必要が
あり、後胴16のグリッパ装置26は、図6及び図7で
説明したスパイク装置33の効果と合わせて、荷重制御
モードで地盤11に強固に保持されている。
When the tunnel center deviation is minimized in step P 10 , excavation work is started in step P 11 . At this time, the gripper device 26 of the front torso 15 needs to move forward with the extension of the thrust jack 17 in the displacement control mode, and the gripper device 26 of the rear torso 16 of the spike device 33 described with reference to FIGS. Together with the effect, it is firmly held on the ground 11 in the load control mode.

【0029】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能で
あることは言う迄もない。
The present invention is not limited to the above embodiment,
It goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のトンネル掘削機のグリッパ装置
は、前記のように前胴のグリッパ装置及びスパイク装置
を伸長方向に作動し、さらにグリッパジャッキを変位制
御あるいは荷重制御させて前胴を地盤に固定していると
きに、後胴のグリッパ装置及びスパイク装置を縮み方向
に作動してこれら後胴側の装置を地盤から離す一方、ス
ラストジャッキを縮み方向に作動して後胴を前胴の方向
へ引き寄せる。また後胴のグリッパ装置及びスパイク装
置を伸長方向に作動し、さらにグリッパジャッキを変位
制御あるいは荷重制御させて後胴を地盤に固定している
ときに、前胴のグリッパ装置及びスパイク装置を縮み方
向に作動してこれら前胴側の装置を地盤から離す一方、
スラストジャッキを伸長方向に作動し、前胴を前進させ
て掘進を行うことができる。従って、地盤の地質が半固
結堆積層からなる軟岩(岩盤の固結度,密度が低く,脆
くて,崩れ易い軟岩)の場合でも、掘削反力を十分保持
でき、トンネル掘削機を後退させることがなくてローリ
ングやセグメントの破壊を防止できる上に、坑内の安全
を確保できる。
As described above, the gripper device for a tunnel excavator according to the present invention operates the gripper device and the spike device of the front body in the extending direction, and further controls the displacement or load of the gripper jack to ground the front body. While it is fixed to the rear torso, the gripper device and the spike device of the rear torso are operated in the contracting direction to separate the devices on the rear torso side from the ground, while the thrust jacks are operated in the contracting direction to move the rear torso of the front torso. Pull in the direction. When the rear body is fixed to the ground by operating the rear body gripper device and the spike device in the extension direction and further controlling the displacement of the gripper jack or controlling the load, the front body gripper device and the spike device are moved in the contraction direction. Actuated to separate these front torso side devices from the ground,
The thrust jack can be actuated in the extension direction to advance the front body to perform excavation. Therefore, even when the ground is soft rock consisting of semi-solid sedimentary layers (soft rock with low consolidation and density, brittle and fragile soft rock), the excavation reaction force can be sufficiently maintained and the tunnel excavator is retracted. It is possible to prevent rolling and breakage of the segment without having to do so, and to secure the safety inside the mine.

【0031】また曲率半径の小さい急曲掘進の場合に
は、余掘りを大きくする必要があり、トンネル掘削機の
機体は横方向に過大な荷重を受けるが、本発明では、上
記のように掘削反力をグリッパ装置及びスパイク装置に
より保持するので、掘進速度を低下させない効果があ
る。
Further, in the case of steep digging with a small radius of curvature, it is necessary to increase the amount of excess digging and the body of the tunnel excavator is subjected to an excessive load in the lateral direction. Since the reaction force is held by the gripper device and the spike device, there is an effect that the excavation speed is not reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る制御ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a control block diagram according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例に係る油圧回路図である。FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図3】左右、上下各グリッパ装置毎の制御フローチャ
ート図である。
FIG. 3 is a control flowchart for each of the left, right, upper and lower gripper devices;

【図4】トンネル掘削機のグリッパ装置の一実施例を示
す縦断側面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional side view showing an embodiment of the gripper device of the tunnel excavator.

【図5】図4のV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4;

【図6】その作用説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation.

【図7】同じく作用説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory view of the same.

【図8】従来のトンネル掘削機のグリッパ装置を示す縦
断側面図である。
FIG. 8 is a vertical sectional side view showing a gripper device of a conventional tunnel excavator.

【図9】図8のVIII-VIII 線断面図である。9 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15 前胴 16 後胴 26 グリッパ装置 33 スパイク装置 39 変位検出器 51 切換器 52 位置設定器 53 荷重設定器 54 中心監視器 55,56,57 加算器 59 サーボ増幅器 60 電気油圧サーボ弁 62 圧力検出器 15 front body 16 rear body 26 gripper device 33 spike device 39 displacement detector 51 switcher 52 position setter 53 load setter 54 center monitor 55, 56, 57 adder 59 servo amplifier 60 electro-hydraulic servo valve 62 pressure detector

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 掘削機本体の前胴及び後胴の外周部にト
ンネル地盤を掴むグリッパ装置を設け、同グリッパ装置
内にスパイク装置を出没可能に設けると共に、グリッパ
装置の張り出し量を制御する変位制御モードと、グリッ
パ装置とトンネル地盤との接地圧を制御する荷重制御モ
ードとを有することを特徴とするトンネル掘削機のグリ
ッパ装置。
A gripper device for gripping a tunnel ground is provided on an outer peripheral portion of a front trunk and a rear trunk of an excavator body, a spike device is provided in the gripper device so as to be able to protrude and retract, and a displacement for controlling the amount of protrusion of the gripper device is provided. A gripper device for a tunnel excavator, which has a control mode and a load control mode for controlling a ground pressure between the gripper device and the tunnel ground.
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