JP2821528B2 - シールド掘削装置 - Google Patents

シールド掘削装置

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JP2821528B2 JP2137033A JP13703390A JP2821528B2 JP 2821528 B2 JP2821528 B2 JP 2821528B2 JP 2137033 A JP2137033 A JP 2137033A JP 13703390 A JP13703390 A JP 13703390A JP 2821528 B2 JP2821528 B2 JP 2821528B2
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Taisei Corp
Obayashi Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
Takenaka Civil Engineering and Construction Co Ltd
Tokyu Construction Co Ltd
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Taisei Corp
Obayashi Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
Takenaka Civil Engineering and Construction Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 ａ）産業上の利用分野 本発明は、トンネル掘削に使用するシールド掘削装置
に係り、特に掘削中のトンネルの外周を所望に拡幅する
オーバーカッターが装着されたシールド掘削装置に関す
るものである。
ｂ）従来の技術 この種のオーバーカッターは、例えば掘削中のトンネ
ルの一部の区間を同心円状や楕円状に拡幅したり、シー
ルド掘削機を転向させて曲線状に掘削する際の掘進方向
を制御するための余掘りを行う場合等に使用される。
そして従来のオーバーカッター21は、例えば第６図の
ように、断面が円形のトンネルを掘削する通常のシール
ド掘削機のカッター面板22に装着され、油圧ジャッキ23
の先端に取り付けられた拡径掘削刃24が半径方向へ直線
状に出没自在な構成が採られていた。
このオーバーカッター21を用いて拡幅部25の掘削をす
る場合には、油圧ジャッキ23を伸長させて拡径掘削刃24
を周辺地山に突入させ、この状態でカッター面板22を回
動させることによって拡幅部25の掘削が行なわれる。
ｃ）発明が解決しようとする課題 然しながら、上記したように従来構造のオーバーカッ
ター付きシールド掘削装置では、オーバーカッター21の
拡系掘削刃24の延在方向がカッター面板22の回動方向に
対して直交状態であるために、次のような問題点があっ
た。
先ず、カッター面板22を回動させた際に当該オーバー
カッター21に過大な力が加わって破損する恐れがあると
共に、カッター面板22を回動させるのに大きな回転トル
クを必要とすること。
また、掘削地山に接する拡径掘削刃24の面積を広く採
ることができないので掘削効果が良くないと共に、拡径
掘削刃24の突出半径を十分に取ることができずに大径な
拡幅を行うことができなかった。
さらにまた、掘削地山に接する拡径掘削刃24の外周側
となるほどビットの摺動距離が長くなるためカッタービ
ット１ケ当たりの負荷が大きく、摩耗も大きくなる。
そこで本発明では、これらの従来技術の課題を解決し
得るオーバーカッターを備えたシールド掘削装置の提供
を目的とするものである。
〔発明の構成〕
ａ）課題を解決するための手段 本発明の要旨は、シールド掘削機のカッター面板にオ
ーバーカッターが装着されたシールド掘削機において、
前記オーバーカッターは、平面形状が円弧状に形成され
て、カッター面板の回転方向に位置する一端が当該カッ
ター面板に枢着された拡径掘削刃と、基端部がカッター
面板に固着されると共に、先端部が前記拡径掘削刃の自
由端部側に枢着されて当該拡径掘削刃を押し下げる伸縮
自在なジャッキとで構成されたことを特徴とするシール
ド掘削装置である。
ｂ）実施例 以下に本発明を図示の実施例に基ずいて説明する。第
１図は、オーバーカッター７を装着したシールド掘削機
１のカッター面板２の正面図を示す。
この図のように、シールド掘削機１のカッター面板２
には、従来と同様の十文字のスリット３および当該スリ
ット３に沿った多数のビットが設けられており、このカ
ッター面板２に拡径掘削刃５と油圧ジャッキ６とからな
るオーバーカッター７が装着されている。
この拡径掘削刃５は、平面形状が円弧状に形成され
て、外面に多数のビットが設けられ、当該拡径掘削刃５
は前記カッター面板２の回転方向に位置する一端が当該
カッター面板２に対して回動自在に枢着されていると共
に、油圧ジャッキ６は基端側がカッター面板２に固着さ
れている先端側は拡径掘削刃５の自由端部側に枢着され
ている。
このオーバーカッター７は、油圧ジャッキ６を伸長さ
せて拡径掘削刃５を仮想線のように押し広げると、当該
拡径掘削刃５の先端部を半径とする所望な拡幅トンネル
８の掘削が可能となる。
拡径掘削刃５は平面形状が円弧状に形成されているの
で、オーバーカッター７を拡張した場合、外周側となる
に従いビット間隔が実質上狭まり、ビット１ケ当たりの
負荷を軽減し摩耗を少なくできる。
第２図は、前記オーバーカッター７が装着されたシー
ルド掘削機１による掘削状態を示す縦断面図である。こ
の図において、符号10は既に掘削された通常径トンネ
ル、符号11はその内周に沿って張設されたセグメント、
符号12は前記カッター面板２と共にシールド掘削機１を
構成する通常径トンネル10用の推進ジャッキ、符号13は
拡幅トンネルの始端部に掘削された立坑、符号14はその
ライニング、符号15はシールド掘削機の外周に装着され
た拡幅トンネル用の刃口部、符号16はその推進ジャッ
キ、符号17は反力受けである。
拡幅トンネルの掘削に際しては、先ずシールド掘削機
１で掘削された通常径トンネル10の先端部に対して地上
から立坑13を掘削する。次に、このシールド掘削機１の
外周に、刃口部15と推進ジャッキ16による拡幅用掘削機
を装着し、推進ジャッキ16の基端部とライニング14間に
反力受け17を介在させる。そして、前記オーバーカッタ
ー７の油圧ジャッキ６を伸長させて拡径掘削刃５が所望
の拡幅径になるように押し広げ、カッター面板２を回動
させて当該拡径掘削刃５で周辺地山を掘削すると共に、
前記推進ジャッキ16を伸長させて刃口部15を推進させ
る。これによって第３図のように、通常径トンネル10の
外周に同心円状の拡幅トンネル８が掘削される。
尚、上記オーバーカッター７は例えば第３図のよう
に、掘削効率を良くするために対向する位置に各々正転
（反時計方向）掘削用のオーバーカッター7a,7bと逆転
（時計方向）掘削用のオーバーカッター7c,7dを装着さ
せるようにしても良い。
また第４図のように、対向する位置に各々正転掘削用
と逆転掘削用の各オーバーカッター7e,7fを装着させ、
これらオーバーカッター7e,7fの油圧ジャッキの伸長量
を順次制御されることにより、楕円形状の拡幅トンネル
18を掘削することもできる。
更には、曲線トンネルを掘削する際に第５図のよう
に、断面円形に掘削した通常径トンネル10の外周の一部
に拡幅部19または拡幅部20を余掘りし、これによって今
迄直進させていたシールド掘削機を転向させて掘進方向
を制御することに使用することもできる。
〔発明の効果〕
前記した実施例でも明らかなとおり、本発明ではオー
バーカッターの拡径掘削刃が円弧状でジャッキによって
押し広げられ際にその延在方向がカッター面板の回動方
向に対して所定角度の傾斜状になるように構成されてい
る。
このために、カッター面板を回動させた際にオーバー
カッターに過大な力が加わって破損する恐れがないと共
に、カッター面板を回動させるのに大きな回転トルクを
必要としない。
また、掘削地山に接する拡径掘削刃の面積を広く取る
ことができるので掘削効率が良いと共に、外周側となる
に従いビット間隔が実質上狭まり、ビット１ケ当たりの
負荷を軽減し摩耗を少なくでき、ビット交換作業の省力
化ができる。
さらに拡径掘削刃の突出半径を十分に取ることができ
るので大径な拡幅を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例によるオーバーカッターを装着
したシールド掘削装置におけるカッター面板部分の正面
図、第２図は同シールド掘削装置の使用状態を説明する
縦断面図、第３図は同シールド掘削装置で円形の拡幅ト
ンネルを掘削する場合の説明図、第４図は同シールド掘
削装置で楕円形の拡幅トンネルを掘削する場合の説明
図、第５図は同シールド掘削装置で曲線トンネル用の余
掘りをする場合の説明図、第６図は従来例によるオーバ
ーカッターを装着したシールド掘削装置におけるカッタ
ー面板部分の正面図である。 〔符号の説明〕 １……シールド掘削機、２……カッター面板 ３……スリット、４……ビット ５……拡径掘削刃、６……油圧ジャッキ ７……オーバーカッター、8,18……拡幅トンネル 10……通常径トンネル、11……セグメント 12,16……推進ジャッキ 13……立坑、14……ライニング 15……刃口部、17……反力受 19,20……拡幅部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 株式会社竹中土木 東京都中央区銀座８丁目21番１号 (73)特許権者 999999999 新日本製鐵株式会社 東京都千代田区大手町２丁目６番３号 (73)特許権者 999999999 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目５番１号 (73)特許権者 999999999 建設省土木研究所長 茨城県つくば市大字旭１番地 (72)発明者 井上 一敏 東京都千代田区岩本町３丁目10番１号 三井建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−290594（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−49098（ＪＰ，Ａ) 実公 昭45−10271（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シールド掘削機のカッター面板にオーバー
    カッターが装着されたシールド掘削機において、前記オ
    ーバーカッターは、平面形状が円弧状に形成されて、カ
    ッター面板の回転方向に位置する一端が当該カッター面
    板に枢着された拡径掘削刃と、基端部がカッター面板に
    固着されると共に、先端部が前記拡径掘削刃の自由端部
    側に枢着されて当該拡径掘削刃を押し広げる伸縮自在な
    ジャッキとで構成されたことを特徴とするシールド掘削
    装置。
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