JP3236404B2 - Shield machine - Google Patents

Shield machine

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JP3236404B2
JP3236404B2 JP10502693A JP10502693A JP3236404B2 JP 3236404 B2 JP3236404 B2 JP 3236404B2 JP 10502693 A JP10502693 A JP 10502693A JP 10502693 A JP10502693 A JP 10502693A JP 3236404 B2 JP3236404 B2 JP 3236404B2
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shield
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二郎 猪瀬
禎 助川
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Kawasaki Motors Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

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、円形断面のトンネルと
それ以上の広い空間部分とを一台で掘削することがで
き、たとえば地下鉄路線を、駅間(駅と駅との間)と駅
(ホーム)の部分とを交互に掘進(掘り進め)しながら
効率的に形成することができるシールド掘進機に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention can excavate a tunnel having a circular cross section and a wide space portion larger than a single tunnel. For example, a subway line can be excavated between stations (between stations) and a station. The present invention relates to a shield excavator that can be efficiently formed while alternately excavating (digging) a (home) portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地下鉄や道路等のトンネルの多く
が、シールド掘進機を使用するシールド工法によって形
成されることはよく知られている。シールド掘進機は、
地山を削るカッターと、土壁の崩壊を防ぐ筒状のシール
ド(楯)、あるいはさらに、それらを前進させるための
推進手段(シールドジャッキ)などを主要部分とし、地
中に貫入して地表上には影響を及ぼさず、安全・確実に
トンネルを掘ることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, it is well known that many tunnels such as subways and roads are formed by a shield construction method using a shield machine. The shield machine is
The main parts are a cutter that cuts the ground, a cylindrical shield (shield) that prevents the collapse of the earth wall, and a propulsion means (shield jack) that moves them forward. The tunnel can be dug safely and securely without affecting the tunnel.

【0003】しかし、カッターの機能やシールドの形状
等から、シールド掘進機のほとんどは専ら円形断面のト
ンネルを掘るように構成されているため、たとえば地下
鉄路線を掘削するにあたっては、駅の部分などを形成す
るのに特殊な方策が必要である。
[0003] However, due to the function of the cutter, the shape of the shield, and the like, most shield excavators are configured to excavate tunnels with a circular cross section exclusively. Special measures are required to form.

【0004】特開平4−179796号公報には、そう
した駅の部分を含む地下鉄路線の合理的な掘削方法が提
案されている。すなわち、通常のシールド掘進機によっ
て駅間のトンネル(円形断面)を掘削するとともに、駅
部分では、駅の始端位置に設けた立坑においてその掘進
機に別のシールド掘進機を付加し、たとえば三連円(三
心円)形のシールド掘進機に改造するのである。改造し
たシールド掘進機によって駅としての広い空間(三連円
形などの断面の部分)を形成するが、駅の終端位置に設
けた立坑に達したときには、付加された掘進機をそこで
取り外し、円形断面用の元のシールド掘進機に戻す。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 4-179796 proposes a rational excavation method for a subway line including such a station. That is, a tunnel (circular cross section) between stations is excavated by a normal shield excavator, and another shield excavator is added to the excavator in a shaft provided at a starting position of the station at a station portion. It is converted into a circular (three-core) shield machine. The remodeled shield machine creates a large space (section with a triple circle, etc.) as a station, but when the shaft reaches the end of the station, the added machine is removed there, and the circular section is removed. Return to the original shield machine.

【0005】同公報の方法によれば、駅部分の全長にわ
たって開削工法(地上から溝状に掘削する工法)をとる
よりも工事ははるかに簡単で、また、駅間と駅部分との
それぞれに別のシールド掘進機を使用するという設備的
な不都合もない。
According to the method disclosed in the above publication, the construction is much simpler than the open-cutting method (the method of excavating in a groove form from the ground) over the entire length of the station, and the method is applied to each of the stations and the station. There is no facility inconvenience of using another shield machine.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記公報の提案にした
がって地下鉄路線等を掘削する場合、シールド掘進機の
構成が実際上の大きな課題になる。すなわち、通常の掘
進機に対して別の掘進機をいかにして連結し、かつ分離
するか−である。両者を溶接によって一体化すること
は取り外しの困難さから当然に不適当であるが、それに
代わる手段によって、結合強度の十分な連結状態を実現
しなければならない。両者を連結した場合にも、掘進中
は、土砂等の圧力や推進力、または掘削抵抗などとして
各方向に大きな力がかかるため、ボルト・ナットを用い
て単に組み付けただけでは必要な強度を有しない場合が
あるからである。また、取り付け位置の調整などを要し
て連結のたびに時間がかかるようでは、工事の円滑な進
行が妨げられることになる。
When excavating a subway line or the like in accordance with the proposal of the above-mentioned publication, the construction of the shield machine becomes a serious problem in practice. That is, how to connect and separate another excavator to a normal excavator. It is naturally inappropriate to integrate the two parts by welding because of the difficulty in removing them. However, it is necessary to realize a connection state with sufficient bonding strength by alternative means. Even when the two are connected, a large force is applied in each direction during excavation, such as pressure from earth and sand, propulsion, or excavation resistance.Therefore, simply assembling with bolts and nuts has the necessary strength. This is because they may not. Further, if it takes time for each connection due to the necessity of adjusting the mounting position or the like, the smooth progress of the construction is hindered.

【0007】その点、前記公報は、地下鉄路線の掘削方
法を概念的に示すものであって、実際にその掘削に使用
するシールド掘進機の望ましい構成については明らかに
していない。
In this regard, the above publication conceptually shows a method of excavating a subway line, but does not clarify a desirable configuration of a shield excavator actually used for the excavation.

【0008】本発明の目的は、通常の掘進機に対して別
の掘進機(補助掘進体)を連結・分離するにあたり、結
合強度面および着脱容易性の面で実用性のあるシールド
掘進機を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shield excavator that is practical in terms of coupling strength and ease of attachment and detachment when connecting and separating another excavator (auxiliary excavator) from a normal excavator. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のシールド掘進機
は、円形断面のトンネルを掘進する主シールド機(前記
したいわゆる通常のシールド掘進機)に対して、その周
囲に広がる部分を掘進すべくカッターとシールドとを含
む補助掘進体(前記にいう別の掘進機)を、ボルト等に
よって側部に連結し、かつ分離するシールド掘進機であ
って、a)主シールド機の周壁部には、対向面が外方へ向
けてテーパ状に広がった凹部を設け、b)補助掘進体に
は、上記の連結をなすためその凹部にはめ入れられる凸
部を設けるとともに、c)掘進方向と平行な力に抗するよ
う、主シールド機と補助掘進体との間に抗剪断部材(キ
ーやピンなど)を設けた ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A shield excavator according to the present invention is designed to excavate a portion extending around a main shield machine (so-called ordinary shield excavator) for excavating a tunnel having a circular cross section. A shield excavator in which an auxiliary excavator including the cutter and the shield (another excavator as described above) is connected to a side part by a bolt or the like, and is separated, and a) a peripheral wall part of the main shield machine includes: the recess facing surface spreads in a tapered shape toward the outside is provided, b) parallel to the auxiliary tunneling member, Rutotomoni provided a convex portion that is fitted into the concave portion for forming a connection of the above, c) the excavation direction I will resist the power
Between the main shield machine and the auxiliary excavator
Provided over and pin, etc.) - it is intended.

【0010】請求項2に記載のように、前記抗剪断部材
にキーを用いることができる。
[0010] As described in claim 2, the anti-shear member
Key can be used.

【0011】[0011]

【作用】本発明のシールド掘進機では、主シールド機に
対して補助掘進体が、上記a)の凹部に上記b)の凸部をは
め入れ、かつボルト等で締結されることによって連結さ
れる。両者間のこうした連結には、つぎのような作用が
ある。
In the shield machine according to the present invention, the auxiliary machine is connected to the main shield machine by fitting the convex portion of the above b) into the concave portion of the above a) and fastening them with bolts or the like. . Such a connection between the two has the following effects.

【0012】1) 凹部と凸部との組み合わせにより、特
定の方向(凹部における上記の対向面と交差する方向)
にはボルトに剪断力がはたらかない。その方向の力(の
ほとんど)は、組み合わさった凹部と凸部とに作用する
ため、剪断力としてボルトにかかる力はごく小さいので
ある。たとえば、主シールド機の左右側方に補助掘進体
を連結するものとし、対向面である二面を上下に有する
凹部を形成してこれに補助掘進体の凸部をはめ入れる
(図1(a)参照)ときは、土砂等から上下方向にはたら
く荷重はこの凹部と凸部とに作用し、ボルトの剪断力と
はならない。したがって、剪断力に抗し得る強大なボル
トを極めて多数使用するまでもなく(このことは、補助
掘進体の着脱が容易であることでもある)、主シールド
機・補助掘進体間には十分な結合強度があることにな
る。なお、通常は、掘進中に主シールド機と補助掘進体
との間を引き離そうとする力は生じにくいので、ボルト
にはたらく引張力も極めて小さい。
1) A specific direction (a direction intersecting the above-described facing surface in the concave portion) by a combination of the concave portion and the convex portion.
Has no shearing force on the bolt. Since (most of) the force in that direction acts on the combined concave and convex portions, the force acting on the bolt as a shearing force is very small. For example, it is assumed that the auxiliary excavation body is connected to the left and right sides of the main shield machine, and a concave portion having two upper and lower surfaces which are opposing surfaces is formed, and the convex portion of the auxiliary excavation body is fitted into this concave portion (FIG. )), A load acting in the vertical direction from earth and sand acts on these concave and convex portions, and does not become a shearing force of the bolt. Therefore, there is no need to use an extremely large number of strong bolts that can withstand the shearing force (this also means that the auxiliary excavator is easily attached and detached), and there is not enough space between the main shield machine and the auxiliary excavator. There will be bonding strength. Normally, a force that tries to separate the main shield machine from the auxiliary excavation body during excavation hardly occurs, so that the pulling force acting on the bolt is extremely small.

【0013】2) 上記の凹部は対向面が外方へ向けてテ
ーパ状に広がったものであり、一方の凸部も同様の面を
有してその凹部にはめ入れられることから、主シールド
機に補助掘進体を連結する際は、少なくとも上記対向面
と交差する方向での連結位置の調整が不要である。テー
パ状の面を合わせるように上記凹部に凸部をはめ入れれ
ば、凹部(すなわち主シールド機)に対する凸部(すな
わち補助掘進体)の、上記方向における位置や取り付け
角度等は自ずと定まるからである。そうして凹部と凸部
とをはめ合わせたうえボルト等の締結をすれば、連結が
完了する。
2) The above-mentioned concave portion is such that the opposing surface is tapered outwardly, and one of the convex portions has a similar surface and is fitted in the concave portion. When the auxiliary excavation body is connected to the vehicle, it is not necessary to adjust the connection position at least in a direction intersecting the opposing surface. This is because if the convex portion is fitted into the concave portion so that the tapered surfaces are aligned, the position, mounting angle, and the like of the convex portion (that is, the auxiliary excavation body) with respect to the concave portion (that is, the main shield machine) in the above-described direction are determined naturally. . Then, when the concave portion and the convex portion are fitted together and a bolt or the like is fastened, the connection is completed.

【0014】3) 主シールド機から補助掘進体を分離す
るときは、ボルトやナットを外して凹部より凸部を抜き
出したうえ、凹部にカバー類を取り付けるとよい。その
カバー類を、シールドの円筒面に連続する曲面状に形成
しておけば、補助掘進体を分離した単独の主シールド機
にて円形断面のトンネルを掘進するうえで極めて好まし
い。このようにカバー類を取り付けて円滑な掘進ができ
るのは、凸部でなく凹部を主シールド機の側に設けたこ
とによる特有の作用である。
3) When separating the auxiliary excavated body from the main shield machine, it is preferable to remove bolts and nuts, extract a convex portion from the concave portion, and attach covers to the concave portion. If the covers are formed into a curved surface continuous with the cylindrical surface of the shield, it is extremely preferable to excavate a tunnel having a circular cross section by a single main shield machine in which the auxiliary excavation body is separated. The fact that the digging can be carried out smoothly by attaching the covers in this manner is a unique effect due to the provision of the concave portion instead of the convex portion on the side of the main shield machine.

【0015】ところで、主シールド機の円筒状の周壁部
に設ける上記の凹部は、周方向(上下または左右方向)
および軸方向(掘進方向)にそれぞれ二面ずつ対向面の
あるのが理想的である。つまり、そのような面を四方に
有する凹部と凸部とをはめ合わせて主シールド機と補助
掘進体とを連結すれば、土砂の圧力や掘削抵抗・推進力
など、いずれの方向の力によってもボルトに剪断力が作
用しない。しかし現実には、軸方向に対向する二面を設
けることが難しい場合もある。たとえば、補助掘進体の
最前方位置には同掘進体の回転式または揺動式のカッタ
ーを支える軸受が配置されていて、軸方向の対向面とな
るべき一面を、そこには設けにくいことが多い。
By the way, the above-mentioned concave portion provided on the cylindrical peripheral wall portion of the main shield machine is provided in the circumferential direction (vertical or horizontal direction).
Ideally, there are two opposing surfaces each in the axial direction (digging direction). In other words, if the main shield machine and the auxiliary excavation body are connected by fitting the concave part and the convex part having such a surface in all directions, any force such as soil pressure, excavation resistance, propulsion force, etc. No shear force acts on the bolt. However, in reality, it may be difficult to provide two surfaces facing each other in the axial direction. For example, at the forefront position of the auxiliary excavator, a bearing that supports the rotary or oscillating cutter of the excavator is arranged, and it is difficult to provide one surface that should be the axially opposed surface there. Many.

【0016】本発明にかかるシールド掘進機は、そのよ
うな事情で軸方向つまり掘進方向には凹部・凸部として
の対向面を設け得ない場合に、掘進方向(と平行)の力
をボルトに剪断力として作用させないよう処置したもの
である。すなわち、上記のとおり構成したシールド掘進
機では、シールドジャッキなどの推進手段による推進力
や切羽面における土砂から受ける掘削抵抗など、掘進方
向にはたらく力が、前記した抗剪断部材によって支えら
れ、やはりボルトには作用しない。そのため、対向面が
周方向にしか形成できない場合でも、主シールド機・補
助掘進体間には十分な結合強度が備わることになる。
The shield excavator according to the present invention applies a force in the excavation direction (parallel to) to the bolt when an opposing surface as a concave portion or a convex portion cannot be provided in the axial direction, that is, the excavation direction in such circumstances. It was treated so as not to act as a shearing force. That is, in the shield excavator configured as described above, the force acting in the excavation direction, such as the propulsion force of the propulsion means such as the shield jack and the excavation resistance received from the earth and sand on the face face, is supported by the above-described anti-shear member. Does not work. Therefore, even when the opposing surface can be formed only in the circumferential direction, a sufficient coupling strength is provided between the main shield machine and the auxiliary excavation body.

【0017】[0017]

【実施例】図1〜図4に、本発明の一実施例であるシー
ルド掘進機1を示す。この掘進機1は、円形断面のトン
ネル部分と、より広い断面をもつ駅(地下駅)の空間部
分とを交互に一台で掘削することにより、地下鉄路線を
効率的に形成できるようにしたものである。そのため図
4(a)・(d)のように、円筒状の主シールド機10の左
右側方に、それぞれ半円筒状の補助掘進体20を連結し
たり分離したりすることができる(その詳細は後述す
る)よう構成してある。円筒状の主シールド機10の両
側に半円筒状の補助掘進体20を連結するので、その際
には、三つの円が重複し合って水平に連なる三連円の断
面をもつ空間を、駅の部分として掘削できる。
1 to 4 show a shield machine 1 according to an embodiment of the present invention. This excavator 1 is configured such that a subway line can be efficiently formed by alternately excavating a tunnel portion having a circular cross section and a space portion of a station (underground station) having a wider cross section by one unit. It is. Therefore, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (d), semi-cylindrical auxiliary excavating bodies 20 can be connected to and separated from the left and right sides of the cylindrical main shield machine 10, respectively (details thereof). Will be described later). Since the semi-cylindrical auxiliary excavation body 20 is connected to both sides of the cylindrical main shield machine 10, in this case, a space having a cross section of a triple circle in which three circles overlap and are horizontally connected is used as a station. Can be excavated as part of.

【0018】主シールド機10そのものは、一部(後述
する連結のための部分)を除いて、公知の一般的なシー
ルド掘進機と差異がないため、単体での構造説明を省略
するが、二台の補助掘進体20と連結された状態でのシ
ールド掘進機1の構造は、概ね、図1および図2のとお
りである。すなわち、その連結状態での掘進機1は、三
連円のトンネルを掘削するもので、図1のように前面に
三つのカッター11・21(カッター21は二つ。以下
同様に、補助掘進体20の関連部分はそれぞれ二つ)が
配置され、各輪郭線に沿って円筒状のシールド12と円
弧面状のシールド22が設けられている。カッター11
・21は、言うまでもなく地山を削るもので、それぞれ
が多数のカッタービット11a・21aを備える。また
カッター11・21で掘削された土砂を撹拌するために
アジテータ11p・21pも配置されている。一方、シ
ールド12・22の内側であって隔壁15で前部と仕切
られた後ろの部分には、図1(b)または図2のように、
シールドジャッキ13・23やセグメントエレクター1
4・24などが備わっている。ジャッキ13・23は、
エレクター14・24にてトンネルの内面に構築したセ
グメントA(図2)を押して掘進機1を推進する手段で
ある。ただしジャッキ13のうち、図1(b)において外
周部以外に配置されているものは、掘進機1が三連円の
状態(補助掘進体20を連結した状態)にある際には機
能しない。
The main shield machine 10 itself has no difference from a known general shield machine, except for a part (a part for connection described later), so that the description of the structure of a single unit is omitted. The structure of the shield machine 1 in a state of being connected to the auxiliary machine 20 is substantially as shown in FIGS. 1 and 2. In other words, the excavator 1 in the connected state excavates a triple-circle tunnel, and has three cutters 11 and 21 (two cutters 21 on the front surface as shown in FIG. The two related parts 20) are arranged, and the cylindrical shield 12 and the arc-shaped shield 22 are provided along each contour line. Cutter 11
Needless to say, 21 cuts the ground, and each of them has a large number of cutter bits 11a and 21a. Agitators 11p and 21p are also provided to stir the earth and sand excavated by the cutters 11 and 21. On the other hand, as shown in FIG. 1 (b) or FIG. 2, the rear part inside the shields 12 and 22 and separated from the front part by the partition wall 15 is provided.
Shield jack 13.23 or segment erector 1
4.24 etc. are provided. Jacks 13 and 23
This is a means for propelling the excavator 1 by pushing the segment A (FIG. 2) constructed on the inner surface of the tunnel by the erectors 14 and 24. However, among the jacks 13, those arranged other than the outer peripheral portion in FIG. 1B do not function when the excavator 1 is in a state of a triple circle (a state in which the auxiliary excavation body 20 is connected).

【0019】主シールド機10が有するカッター11
は、トンネルの三連円のうち中央の大径の円形部分を掘
削するもので、図1(a)のように360°にわたり全面
的にカッタービット11a(一部は図示省略)を配され
て一定の向きに連続的に回転する回転式カッターであ
る。図2のように、カッター11は環状のドラム11b
と一体化されており、そのドラム11bがモータ11c
によって回転駆動される。
The cutter 11 of the main shield machine 10
Is for excavating a large-diameter circular portion at the center of a triple circle of a tunnel. As shown in FIG. 1 (a), a cutter bit 11a (a part of which is not shown) is disposed over 360 ° over the entire surface. It is a rotary cutter that rotates continuously in a certain direction. As shown in FIG. 2, the cutter 11 is an annular drum 11b.
The drum 11b is integrated with the motor 11c.
Is driven to rotate.

【0020】一方、補助掘進体20のカッター21は、
三連円のうち外側に突出した比較的小径の半円形部分を
掘削するものだが、回転式ではなく揺動式のものであ
る。カッター21については、まず図1(a)のように、
215°の扇形の範囲でシャフト21bから放射状に9
本のアームが延び、その前面に複数のカッタービット2
1a(一部は図示省略)が備えられている。そして図2
のとおり、カッター21は、カッター11との接触を避
けるようそれよりもやや後方に、カッター11と平行に
配置され、軸受21c等によってシャフト21bが支持
されたうえ、そのシャフト21bの中ほどに油圧シリン
ダ21dの伸縮端が連結されている。シリンダ21d
は、カッター21について一対あるが、それらが交互に
伸縮することにより、カッター21はシャフト21bを
中心に図1(a)の状態から正・逆の方向へ30°ずつ揺
動する。カッター21が、半円状の掘削範囲のほぼ全体
をカバーする215°の広さをもち、またその9本のア
ームの間隔が一部範囲を除いて約30°であることか
ら、上記した±30°の揺動によって、所要範囲の掘削
が十分に行える。
On the other hand, the cutter 21 of the auxiliary excavation body 20
It excavates a relatively small-diameter semicircular part that protrudes outward from the triple circle, but it is not a rotary type but a swing type. As for the cutter 21, first, as shown in FIG.
Radially from the shaft 21b within a sector of 215 °
Arm is extended and a plurality of cutter bits 2
1a (a part of which is not shown) is provided. And FIG.
As described above, the cutter 21 is disposed slightly behind and parallel to the cutter 11 so as to avoid contact with the cutter 11, the shaft 21b is supported by a bearing 21c and the like, and the hydraulic pressure is set in the middle of the shaft 21b. The telescopic end of the cylinder 21d is connected. Cylinder 21d
There are a pair of cutters 21. The cutters 21 swing about the shaft 21b by 30 ° in the forward and reverse directions from the state shown in FIG. The cutter 21 has a width of 215 ° covering almost the entire semicircular excavation area, and the interval between its nine arms is about 30 ° except for a part of the area. The required range of excavation can be sufficiently performed by the swing of 30 °.

【0021】さて、以上に述べた三連円の状態のシール
ド掘進機1は、中央の主シールド機10の左右に一台ず
つ補助掘進体20を連結してなるものだが、その連結は
つぎのとおりに行っている。すなわち、イ ) 主シールド機10から補助掘進体20を切り離すこ
とを可能にすべく、複数のボルト(およびナット)16
n(図1(a)または図2)の締結によって連結する。
The shield excavator 1 in the above-described three-circle state is formed by connecting the auxiliary excavators 20 one by one to the left and right of the central main shield machine 10. The connection is as follows. Have gone to. That is, a) a plurality of bolts (and nuts) 16 to enable the auxiliary excavation body 20 to be separated from the main shield machine 10.
n (FIG. 1A or FIG. 2).

【0022】ロ) 土砂等による上部からの荷重に基づい
てボルト16nに剪断力がかからないよう、図1(a)の
とおり、主シールド機10の周壁部に設けた凹部16と
補助掘進体20の側部に設けた凸部26とをはめ合わせ
ることにより連結する。凹部16は、同(a)のとおり、
外側に開いたテーパ状の二つの対向面16aとそれにつ
ながる底面16bとを主シールド機10の周壁部(シー
ルド12)の一部に形成したものである。一方の凸部2
6は、上記の対向面16aに密着し得るテーパ状の対向
面26aと、底面16bとはわずかの隙間を介して接合
し得る突出端面26bとを、補助掘進体20のシールド
22に続けて形成している。
(B) As shown in FIG. 1 (a), the concave portion 16 provided on the peripheral wall of the main shield machine 10 and the auxiliary excavation body 20 are designed so that a shearing force is not applied to the bolt 16n based on a load from the upper portion due to earth and sand. The connection is made by fitting the protrusions 26 provided on the side portions. The recess 16 is, as shown in FIG.
The tapered two opposing surfaces 16a opened outward and a bottom surface 16b connected to the two opposing surfaces 16a are formed on a part of the peripheral wall (shield 12) of the main shield machine 10. One convex part 2
6 is formed on the shield 22 of the auxiliary excavation body 20 with a tapered opposing surface 26a that can be in close contact with the opposing surface 16a and a protruding end surface 26b that can be joined to the bottom surface 16b through a slight gap. are doing.

【0023】ハ) 掘進方向に作用する荷重によってボル
ト16nに剪断力が及ばぬよう、主シールド機10と補
助掘進体20との間には、図2(引き出し部分参照)の
とおり主シールド機10のシールド12に沿わせて円周
方向にキー16xを設けている。掘進方向の荷重とは、
シールドジャッキ13・23の推進力(合計で千トンを
超える場合がある)や、主シールド機10・補助掘進体
20の各部において切羽面(図2の左方)から掘進機1
が受ける掘削抵抗などであり、それらの和または差が剪
断力になり得る。図2で理解されるようにこの例では、
補助掘進体20において、前部にシャフト21bやその
軸受21cなどがあり、また軸受21cを後方へ移すと
シャフト21bに作用する曲げモーメントが増すことな
どから、仕切り板26cと掘進方向に対向する面を設け
ることができず、したがって、掘進方向の荷重を受け止
める対抗面を有する凸部および凹部は形成できなかっ
た。上記のようにキー16xを設けたのは、そのような
凸部・凹部に代えたものである。キー16xをはめるキ
ー溝16e・26eは、図2の引き出し部分のとおり主
シールド機10のシールド12の一部と、補助掘進体2
0のシールド22につながる内壁面26dとにそれぞれ
設けている。
(C) Between the main shield machine 10 and the auxiliary excavation body 20, as shown in FIG. 2 (see the drawing portion), so that the shear force does not reach the bolt 16 n by the load acting in the excavation direction. Key 16x is provided in the circumferential direction along the shield 12. The load in the excavation direction is
The propulsive force of the shield jacks 13 and 23 (may exceed 1000 tons in total) and the excavator 1 from the face (left side in FIG. 2) of each part of the main shield machine 10 and the auxiliary excavator 20
And the sum or difference thereof can be the shearing force. In this example, as can be seen in FIG.
In the auxiliary excavating body 20, the shaft 21b and its bearing 21c are provided at the front, and the bending moment acting on the shaft 21b increases when the bearing 21c is moved rearward. Therefore, the surface facing the partition plate 26c in the excavation direction. Therefore, it was not possible to form a convex portion and a concave portion having opposing surfaces for receiving a load in the excavation direction. The key 16x is provided as described above in place of such a convex portion and a concave portion. The key grooves 16e and 26e into which the keys 16x are fitted include a part of the shield 12 of the main shield machine 10 and the auxiliary excavation body 2 as shown in the drawing part of FIG.
And the inner wall surface 26d connected to the zero shield 22.

【0024】以上に説明した連結を解いて補助掘進体2
0を切り離したとき、側方視する主シールド機10の外
形は図3のようになる。凹部16とボルト16n(ボル
ト穴16m)、キー16x(またはキー溝16e)など
が見える。円形断面のトンネルは、このような主シール
ド機10のみの状態の掘進機1によって掘削することが
できる。ただし運転にあたっては、凹部16と後方の開
口部17とをそれぞれカバー18・19(図4参照)で
覆っておく方がシールド12の機能上、好ましい。
By breaking the connection described above, the auxiliary excavation body 2
When 0 is separated, the external shape of the main shield machine 10 viewed from the side is as shown in FIG. The recess 16, the bolt 16 n (the bolt hole 16 m), the key 16 x (or the key groove 16 e) and the like can be seen. A tunnel having a circular cross section can be excavated by the excavator 1 having only such a main shield machine 10. However, in operation, it is preferable in terms of the function of the shield 12 to cover the recess 16 and the rear opening 17 with covers 18 and 19 (see FIG. 4).

【0025】このシールド掘進機1による地下鉄路線の
掘削は、つぎの要領にしたがって進めることができる。
図4に基づいて説明すると、 カバー18・19を取り付けた状態の主シールド機
10(図4(a))によって、駅間の円形断面のトンネル
を掘進する。
The excavation of the subway line by the shield machine 1 can proceed according to the following procedure.
Referring to FIG. 4, a tunnel having a circular cross section between stations is dug by the main shield machine 10 (FIG. 4A) with the covers 18 and 19 attached.

【0026】 駅の部分の両端(始端および終端)に
相当する箇所には地表からやや広めの立坑(図示せず)
を掘っておくが、掘進機1(主シールド機10)が駅の
始端の立坑に到達したとき、カバー18・19を取り外
して(図4(b))、二台の補助掘進体20を両側に連結
する(図4(c))。この作業は、地表とつながる立坑内
のやや広めのスペースを利用して行う。主シールド機1
0に対して補助掘進体20は、前述のとおり凹部16と
凸部26とをはめ合わせたうえボルト16n(図2参
照)によって連結するが、凹部16・凸部26間にテー
パ状の対向面16a・26a(図1(a)参照)があるた
め、連結位置や軸心の平行度(角度)等の調整は不要で
ある。
At a position corresponding to both ends (start and end) of the station portion, a shaft slightly widened from the ground surface (not shown)
When the excavator 1 (main shield machine 10) reaches the shaft at the beginning of the station, the covers 18 and 19 are removed (FIG. 4 (b)), and the two auxiliary excavators 20 are placed on both sides. (FIG. 4 (c)). This is done using a slightly larger space in the shaft that connects to the ground surface. Main shield machine 1
As described above, the auxiliary excavation body 20 has the concave portion 16 and the convex portion 26 fitted together and is connected by the bolt 16n (see FIG. 2), but the tapered facing surface between the concave portion 16 and the convex portion 26 is provided. Since there are 16a and 26a (see FIG. 1A), it is not necessary to adjust the connection position and the parallelism (angle) of the axis.

【0027】 主シールド機10に補助掘進体20を
連結した状態(図4(d))で、水平三連円の断面を有す
る駅空間の掘削を行う。
In a state where the auxiliary excavation body 20 is connected to the main shield machine 10 (FIG. 4D), excavation of a station space having a horizontal triple circle cross section is performed.

【0028】 駅の終端に設けた立坑に達すると、そ
の立坑内で以上とは逆に補助掘進体20を分離し、かつ
カバー18・19を取り付けて主シールド機10のみの
状態(図4(a))に戻し、再び駅間の円形断面のトンネ
ルを掘進する。
When the shaft reaches the shaft provided at the end of the station, the auxiliary excavation body 20 is separated in the shaft, and covers 18 and 19 are attached, and only the main shield machine 10 is in the state (FIG. 4 ( Return to a)) and excavate the tunnel with a circular cross section between stations again.

【0029】以上、一実施例を紹介したが、本発明はこ
のほか下記のように実施することも可能である。
Although an embodiment has been described above, the present invention can also be implemented as follows.

【0030】a) 主シールド機に連結する補助掘進体
は、上記実施例のように断面が半円形でカッターが揺動
式のものに限ることはない。駅などとして必要な空間の
断面(三連円以外の場合もある)に合わせて他の形状の
ものにするのもよく、また、その断面形状や主シールド
機との組み合わせによっては、揺動式以外(たとえば回
転式・往復動式)のカッターを採用するのもよい。
A) The auxiliary excavating body connected to the main shield machine is not limited to the one in which the cross section is semicircular and the cutter is of an oscillating type as in the above embodiment. Depending on the cross-section of the space required for the station, etc. (it may be other than three circles), it may be of other shape, and depending on its cross-section shape and combination with the main shield machine, the swing type It is also possible to adopt a cutter other than (for example, a rotary type / reciprocating type).

【0031】b) 一台の主シールド機に連結する補助掘
進体は、二台ばかりとは限らず、必要な空間の断面に合
わせてその数を定めればよい。また、補助掘進体の連結
位置も、主シールド機の側方(水平位置)のみには限ら
ない。たとえば、円形断面のトンネルの上部に空調ダク
トや配線等のための拡張空間を形成したい場合には、主
シールド機の上部に、補助掘進体を連結することにな
る。
B) The number of auxiliary excavating bodies connected to one main shield machine is not limited to two, and the number of auxiliary excavating bodies may be determined according to the cross section of the required space. Further, the connection position of the auxiliary excavation body is not limited to only the side (horizontal position) of the main shield machine. For example, when it is desired to form an expansion space for an air conditioning duct, wiring, and the like above a tunnel having a circular cross section, an auxiliary excavation body is connected to an upper portion of the main shield machine.

【0032】c) 補助掘進体には、カッターとシールド
とが必要であるが、シールドジャッキなどの推進手段は
必ずしも不可欠でない。十分な結合強度をもって主シー
ルド機と連結されるので、主シールド機の推進力に余裕
があれば、補助掘進体には推進手段の不要な場合もあ
る。掘進速度は多少低下するが、連結状態での掘進距離
が短いときには問題にならないことが多い。
C) The auxiliary excavation body requires a cutter and a shield, but a propulsion means such as a shield jack is not always indispensable. Since the main shield machine is connected to the main shield machine with sufficient coupling strength, the propulsion means may not be necessary for the auxiliary excavation body if the propulsion of the main shield machine has a margin. Although the excavation speed is slightly reduced, there is often no problem when the excavation distance in the connected state is short.

【0033】d) 地下鉄路線の掘削ばかりではなく、た
とえば、一部に待避車線や追い越し車線等を含む自動車
道路用のトンネルを掘削する場合にも使用できる。
D) The present invention can be used not only for excavation of a subway line but also for excavation of a tunnel for an automobile road partially including an escape lane, an overtaking lane, and the like.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明のシールド掘進機には、つぎのよ
うな効果がある。
The shield machine according to the present invention has the following effects.

【0035】1) 主シールド機の凹部と補助掘進体の凸
部との組み合わせに基づき、特定の方向にはボルトに剪
断力がはたらかないので、強大なボルトを多数使用する
までもなく、主シールド機・補助掘進体間に十分な結合
強度がもたらされる。
1) Based on the combination of the concave portion of the main shield machine and the convex portion of the auxiliary excavation body, no shearing force acts on the bolt in a specific direction. Sufficient bonding strength is provided between the shield machine and the auxiliary excavation body.

【0036】2) はめ合わせられる凹部と凸部にはテー
パ状の対向面があるので、主シールド機に対し、特定方
向には連結位置等の調整をせずに、容易に補助掘進体を
連結することができる。このことは、上記1)によってボ
ルトの着脱作業が容易であることと相俟って、掘進工事
の円滑化を図るうえで好ましい。
2) Since the concave and convex portions to be fitted have tapered opposing surfaces, the auxiliary excavator can be easily connected to the main shield machine without adjusting the connection position in a specific direction. can do. This is preferable because the above 1) facilitates the work of attaching and detaching the bolt and facilitates the excavation work.

【0037】3) 主シールド機の側に凹部があるので、
主シールド機のみで円形断面のトンネルを掘る場合に掘
進の円滑化を図りやすい。
3) Since there is a recess on the side of the main shield machine,
When digging a tunnel with a circular cross section using only the main shield machine, it is easy to facilitate the excavation.

【0038】さらに、 4) 掘進方向(掘進機の軸方向)には対向面のある凹部
・凸部を設け得ない場合にも、掘進方向の力を剪断力と
してボルトに作用させず、十分な結合強度が得られる。
Further, 4) even when it is not possible to provide a concave portion or a convex portion having an opposing surface in the excavation direction (axial direction of the excavator), the force in the excavation direction is not applied to the bolt as a shearing force, and sufficient A bond strength is obtained.

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

【図1】図1(a)は、本発明の実施例としてのシールド
掘進機1につき概要を示す正面図であり、同(b)は、そ
の掘進機1の背面図である。
FIG. 1A is a front view showing an outline of a shield machine 1 as an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a rear view of the machine 1;

【図2】図1(a)のII−IIにおけるシールド掘進機1の
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the shield machine 1 taken along the line II-II in FIG.

【図3】シールド掘進機1について主シールド機10の
みの状態を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view of the shield machine 1 showing only a main shield machine 10;

【図4】シールド掘進機1による地下鉄路線の掘削要領
を示す概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an excavation point of a subway line by the shield machine 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールド掘進機 10 主シールド機 20 補助掘進体 11・21 カッター 12・22 シールド 16 凹部 16a 対向面 16x キー(抗剪断部材) 26 凸部 26a 対向面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavator 10 Main shield machine 20 Auxiliary excavation body 11 ・ 21 Cutter 12 ・ 22 Shield 16 Depressed portion 16a Opposite surface 16x Key (anti-shearing member) 26 Convex portion 26a Opposite surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 助川 禎 茨城県那珂郡東海村舟石川807−3 (72)発明者 渡邉 健 東京都保谷市保谷四丁目2番13号 (72)発明者 折出 健一 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番 1号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 平4−258493(JP,A) 特開 平4−179795(JP,A) 実開 平5−38092(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tadashi Sukekawa 807-3, Funaishikawa, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Ken Watanabe 4-2-1-13 Hoya, Hoya-shi, Tokyo (72) Inventor Oride Kenichi 3-1, 1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Factory (56) References JP-A-4-258493 (JP, A) JP-A-4-179795 (JP, A) Kaihei 5-38092 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 9/06 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 円形断面のトンネルを掘進する主シール
ド機に対して、その周囲に広がる部分を掘進すべくカッ
ターとシールドとを含む補助掘進体を、ボルト等によっ
て側部に連結し、かつ分離するシールド掘進機であっ
て、 主シールド機の周壁部には、対向面が外方へ向けてテー
パ状に広がった凹部を設け、補助掘進体には、上記の連
結をなすためその凹部にはめ入れられる凸部を設けると
ともに、 掘進方向と平行な力に抗するよう、主シールド機と補助
掘進体との間に抗剪断部材を設けた ことを特徴とするシ
ールド掘進機。
1. An auxiliary excavating body including a cutter and a shield is connected to a side portion by a bolt or the like and separated from a main shield machine excavating a tunnel having a circular cross section so as to excavate a portion extending therearound. A shield excavating machine, in which a peripheral wall portion of the main shield machine is provided with a concave portion whose opposing surface is tapered outward, and the auxiliary excavating member is fitted into the concave portion in order to make the above connection. When Ru provided with a convex portion to be placed
In both cases, the main shield machine and auxiliary are used to resist the force parallel to the direction of excavation.
A shield excavator , wherein an anti-shear member is provided between the excavator and the excavator.
【請求項2】 前記抗剪断部材が、キーである請求項1
記載のシールド掘進機。
2. The anti-shear member according to claim 1, wherein said anti-shear member is a key.
The shield machine described.
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