JP3282282B2 - Shield machine - Google Patents

Shield machine

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JP3282282B2
JP3282282B2 JP08193393A JP8193393A JP3282282B2 JP 3282282 B2 JP3282282 B2 JP 3282282B2 JP 08193393 A JP08193393 A JP 08193393A JP 8193393 A JP8193393 A JP 8193393A JP 3282282 B2 JP3282282 B2 JP 3282282B2
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JP
Japan
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cutter
hood cylinder
hood
cylinder
shield
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靖博 浅野
正幸 荒池
譲 吉田
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石川島播磨重工業株式会社
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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、地中ドッキングさせる
のに好適なシールド掘進機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield machine suitable for underground docking.

【0002】[0002]

【従来の技術】トンネル掘削において、そのトンネル長
が長い場合、二基の掘進機をそれぞれトンネルの始端と
終端とから対向させて掘進させ、中間地点でドッキング
させる工法がある。この場合、図5に示すように二基の
掘進機aを相対向させて衝合させた後、一方の掘進機a
のシールドフレームbに被せられたフード筒cを前方に
押し出し、フード筒cで掘進機a同志の接続部を覆う。
これにより、切羽の崩壊を防止できると共に、側部地山
からの湧水が止水される。その後、双方の掘進機aのカ
ッタdやモータ等を順次分解撤去して、シールドフレー
ムb間を接続する。
2. Description of the Related Art In tunnel excavation, when the length of a tunnel is long, there is a construction method in which two excavators are excavated from the beginning and end of the tunnel so as to face each other, and docked at an intermediate point. In this case, as shown in FIG. 5, two excavators a are brought into contact with each other and abutted against each other.
The hood cylinder c covered by the shield frame b is pushed forward, and the connection between the excavators a is covered with the hood cylinder c.
Thereby, collapse of the face can be prevented, and spring water from the side ground is stopped. Thereafter, the cutters d and the motors of the two excavators a are sequentially disassembled and removed to connect the shield frames b.

【0003】上記フード筒cの押し出しは次のようにし
て行う。図6に示すように、先ずシールドフレームbの
フード筒cが重なり合った部分に内側から作業穴eをあ
け、露出したフード筒cの内側に支柱fを溶接等により
取り付ける。そして、その支柱fに、シールドフレーム
bに取り付けられたフード筒押出用のジャッキgを接続
し、当該押出ジャッキgを伸長させることによりフード
筒cを前方へ押し出していた。
The pushing of the hood cylinder c is performed as follows. As shown in FIG. 6, first, a work hole e is opened from the inside at the portion where the hood tube c of the shield frame b overlaps, and a support f is attached to the inside of the exposed hood tube c by welding or the like. Then, a jack g for pushing out a hood tube attached to the shield frame b is connected to the support f, and the hood tube c is pushed forward by extending the pushing jack g.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これではフー
ド筒cの押出ストロークは、押出ジャッキgのストロー
クや作業穴eの穴径によって制限されてしまい、フード
筒cを必要な長さだけ押し出すことができない場合があ
る。この対策として、フード筒cを一旦限界まで押し出
した後、支柱fをフード筒cから切断して再び手前側
(押出ジャッキg側)に溶接し直し、尺取虫の如く小ス
トロークずつ押し出すことが考えられるが、工数が増え
て作業が煩雑となるため好ましくない。
However, in this case, the extrusion stroke of the hood cylinder c is limited by the stroke of the extrusion jack g and the hole diameter of the working hole e, and the hood cylinder c must be pushed out by a required length. May not be possible. As a countermeasure, it is conceivable that after the hood cylinder c is once pushed out to the limit, the column f is cut off from the hood cylinder c, re-welded to the near side (the extrusion jack g side), and extruded by a small stroke like a scaleworm. However, it is not preferable because the number of steps increases and the work becomes complicated.

【0005】また、シールドフレームbに作業穴eをあ
けた際、フード筒cとシールドフレームbとの隙間を通
って側部地山からの湧水が噴発する虞れがある。この場
合、シールドフレームb内が汚損するばかりではなく、
切羽での土圧・水圧のバランスが崩れて切羽が崩壊する
可能性もある。
When the work hole e is formed in the shield frame b, there is a possibility that spring water from the side ground may erupt through the gap between the hood cylinder c and the shield frame b. In this case, not only is the inside of the shield frame b soiled, but also
There is a possibility that the balance of earth pressure and water pressure at the face will be lost and the face will collapse.

【0006】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、フード筒を押し出すに際してその押出ストロー
クを長くとれ、しかも作業・安全性に優れたシールド掘
進機を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of the above circumstances, is to provide a shield excavator that can extrude a hood cylinder with a long extrusion stroke and is excellent in workability and safety.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、筒体状のシールドフレームの前面に設けら
れたカッタを回転させて地山を掘削するシールド掘進機
において、上記シールドフレームにフード筒をスライド
自在に被嵌させ、該フード筒の内周面に軸方向に沿った
螺旋状のネジ溝を設け、該ネジ溝に係脱するピンを上記
カッタに出没自在に設けたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a shield excavator for excavating the ground by rotating a cutter provided on the front surface of a cylindrical shield frame. A hood cylinder is slidably fitted to the hood cylinder, a helical screw groove is provided on the inner peripheral surface of the hood cylinder along the axial direction, and a pin that engages with and disengages from the screw groove is provided on the cutter so as to be freely retractable. It is characterized by.

【0008】[0008]

【作用】フード筒を押し出す場合、カッタのピンを突出
させてフード筒のネジ溝に係合させた後、カッタを回転
させる。すると、螺旋状のネジ溝の作用により、カッタ
の回転に伴ってフード筒が軸方向にネジ送りされる。
When the hood cylinder is pushed out, the cutter is rotated after the pin of the cutter is projected to engage with the thread groove of the hood cylinder. Then, the hood cylinder is fed in the axial direction with the rotation of the cutter by the action of the spiral screw groove.

【0009】また、通常の掘進時には、カッタのピンを
引き込めておけば、カッタとフード筒の関連がなくなる
ため、カッタの回転によりフード筒が移動することはな
い。従って、通常の掘進に全く支障はない。
In addition, during normal excavation, if the pin of the cutter is retracted, the association between the cutter and the hood cylinder is lost, so that the hood cylinder does not move due to the rotation of the cutter. Therefore, there is no hindrance to ordinary excavation.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1に示すように、筒体状のシールドフレ
ーム1の前面に、地山(切羽)を掘削するためのカッタ
2が回転自在に設けられている。カッタ2は、図示しな
いモータにより回転駆動され、掘削土砂をカッタ背面の
カッタ室3に取り込むものである。カッタ室3は、隔壁
4によって坑内5と仕切られており、カッタ室3内に取
り込まれた土砂はスクリューコンベヤ等で坑内5に排土
される。
As shown in FIG. 1, a cutter 2 for excavating a ground (face) is rotatably provided on the front surface of a cylindrical shield frame 1. The cutter 2 is driven to rotate by a motor (not shown) and takes excavated earth and sand into the cutter chamber 3 on the back of the cutter. The cutter chamber 3 is separated from the pit 5 by a partition wall 4, and the earth and sand taken into the cutter chamber 3 is discharged into the pit 5 by a screw conveyor or the like.

【0012】シールドフレーム1の外周には、それより
僅かに大径のフード筒6がスライド自在に被嵌されてい
る。フード筒6は、カッタ室3を囲繞するように設けら
れており、その一部がカッタ室3内に露出している。フ
ード筒6の後端は、シールドフレーム1に溶接されたス
トッパ7によって支えられ、これにより通常掘進時に切
羽の土圧によってフード筒6に加わる荷重を支持してい
る。ストッパ7は、シールドフレーム1の外周に沿って
リング状に形成されている。
A hood tube 6 slightly larger in diameter than the shield frame 1 is slidably fitted around the outer periphery of the shield frame 1. The hood cylinder 6 is provided so as to surround the cutter chamber 3, and a part thereof is exposed in the cutter chamber 3. The rear end of the hood cylinder 6 is supported by a stopper 7 welded to the shield frame 1, thereby supporting a load applied to the hood cylinder 6 by the earth pressure of the face during normal excavation. The stopper 7 is formed in a ring shape along the outer periphery of the shield frame 1.

【0013】フード筒6の内周面には、その軸方向に沿
って数条のネジ溝8が刻設されている。ネジ溝8の条数
およびピッチは、フード筒6の押出ストロークによって
適宜決定される。ネジ溝8には、カッタ2の背面部2a
に設けられたピン9が係脱するようになっている。ピン
9は、カッタ背面部2aに設けられた攪拌翼10に、油
圧ジャッキ11により径方向外方に出没自在に設けられ
ている。この構成によれば、図3に示すようにピン9を
突出させてネジ溝8に係合させた状態でカッタ2を回転
させれば、図2に示すようにカッタ2の回転に伴ってフ
ード筒6が軸方向にネジ送りされる。
On the inner peripheral surface of the hood cylinder 6, several thread grooves 8 are engraved along its axial direction. The number of threads and the pitch of the thread groove 8 are appropriately determined by the extrusion stroke of the hood cylinder 6. The screw groove 8 has a back surface 2 a of the cutter 2.
The pin 9 provided on the base is disengaged. The pin 9 is provided on a stirring blade 10 provided on the cutter back surface 2a so as to be able to protrude and retract radially outward by a hydraulic jack 11. According to this configuration, if the cutter 2 is rotated in a state where the pins 9 are projected and engaged with the screw grooves 8 as shown in FIG. 3, the hood is rotated with the rotation of the cutter 2 as shown in FIG. The tube 6 is screwed in the axial direction.

【0014】このとき、カッタ2の回転にフード筒6が
連れ回ってしまうと、フード筒6はネジ送りされない。
従って、何等かの手段でフード筒6の自転を防止する必
要がある。本実施例では、図4に示すようにフード筒6
の内周面に軸方向に沿ったキー溝12を刻設すると共
に、シールドフレーム1の外周面にキー13を設け、か
かるキー溝機構14によりフード筒6の自転を防止して
いる。上記キー溝12およびキー13は、周方向に90度
間隔で四個程度設けられている。なお、キー溝12は、
上記ネジ溝8とは別にその後側6bに設けてもよく、ネ
ジ溝8の上に重ねて重畳的に設けてもよい。
At this time, if the hood cylinder 6 rotates with the rotation of the cutter 2, the hood cylinder 6 is not fed by screw.
Therefore, it is necessary to prevent the hood cylinder 6 from rotating by some means. In this embodiment, as shown in FIG.
A key groove 12 is engraved in the inner peripheral surface along the axial direction, and a key 13 is provided on the outer peripheral surface of the shield frame 1. The key groove mechanism 14 prevents the rotation of the hood cylinder 6. The key groove 12 and the key 13 are provided in the circumferential direction at an interval of 90 degrees at about four positions. The keyway 12 is
It may be provided on the rear side 6b separately from the screw groove 8, or may be provided on the screw groove 8 in a superimposed manner.

【0015】上記カッタ2の外端部には、余掘用のコピ
ーカッタ15が出没自在に設けられている。コピーカッ
タ15は、上記フード筒6の外径と一致する位置まで突
出し、掘進時にフード筒6の前端部に加わる抵抗を低減
する。
At the outer end of the cutter 2, a copy cutter 15 for excavation is provided so as to be able to protrude and retract. The copy cutter 15 protrudes to a position corresponding to the outer diameter of the hood cylinder 6 to reduce the resistance applied to the front end of the hood cylinder 6 during excavation.

【0016】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。
The operation of this embodiment having the above configuration will be described.

【0017】フード筒6を押し出す場合、図3に示す
ようにカッタ背面部2aの攪拌翼10に設けられたピン
9を径方向外方へ突出させてフード筒6のネジ溝8に係
合させ、その後、カッタ2を回転させる。すると、フー
ド筒6は、キー溝機構14により自転が抑制されている
ため、図2に示すように螺旋状のネジ溝8の作用によ
り、カッタ2の回転に伴って軸方向前方にネジ送りされ
る。このとき、フード筒6の押し出しの邪魔にならない
ように、カッタ2を回転させる前にコピーカッタ15を
カッタ2内に収容しておく。
When the hood cylinder 6 is pushed out, as shown in FIG. 3, a pin 9 provided on the agitating blade 10 of the cutter back part 2a is projected radially outward to engage with the thread groove 8 of the hood cylinder 6. Then, the cutter 2 is rotated. Then, since the rotation of the hood cylinder 6 is suppressed by the key groove mechanism 14, the screw is fed forward in the axial direction with the rotation of the cutter 2 by the action of the helical screw groove 8 as shown in FIG. You. At this time, the copy cutter 15 is housed in the cutter 2 before rotating the cutter 2 so as not to hinder the pushing of the hood cylinder 6.

【0018】フード筒6の押出ストロークは、フード筒
6の内周面に刻設されるネジ溝8の条数を増やしピッチ
を広げることにより、容易に長くできる。従って、図6
に示す従来技術のように、押出ジャッキgのストローク
や作業穴eの穴径によって制限されることはない。ま
た、カッタ2の回転数に基づいてフード筒6の押出スト
ロークを正確に算出できるので、ドッキング時の相手方
の掘進機との突き合わせが的確に行える。
The extrusion stroke of the hood cylinder 6 can be easily lengthened by increasing the number of thread grooves 8 engraved on the inner peripheral surface of the hood cylinder 6 and increasing the pitch. Therefore, FIG.
No limitation is imposed by the stroke of the extrusion jack g and the hole diameter of the working hole e as in the prior art shown in FIG. Further, since the extrusion stroke of the hood cylinder 6 can be accurately calculated based on the rotation speed of the cutter 2, it is possible to accurately match the excavation stroke with the counterpart excavator at the time of docking.

【0019】また、フード筒6の押出時に、従来行って
いた作業穴eの穴開けや支柱fの溶接等が不要となるの
で、工期の短縮化や工費の減少を図ることができ作業の
安全性も向上する。つまり、本実施例では、油圧による
遠隔操作でピン9をネジ溝8に係合させ、カッタ2を回
転させるという極めて簡単な作業でよい。また、新たな
押出ジャッキg等は全く不要であり、既存の掘進機に小
改造を施すことで容易に低コストで実現できる。
In addition, when the hood cylinder 6 is extruded, it is not necessary to drill the working hole e or weld the support f, which has been conventionally performed. Therefore, it is possible to shorten the work period and reduce the work cost, and to work safely. The performance is also improved. That is, in the present embodiment, an extremely simple operation of engaging the pin 9 with the screw groove 8 and rotating the cutter 2 by remote control using hydraulic pressure is sufficient. Further, a new extrusion jack g or the like is not required at all, and can be easily realized at low cost by making a small modification to an existing excavator.

【0020】通常の掘進時には、図1に示すように、
ピン9を攪拌翼10内に引き込めてネジ溝8から離脱さ
せておく。これにより、カッタ2とフード筒6の関連が
なくなるため、カッタ2の回転によりフード筒6が移動
することはない。従って、通常の掘進には全く支障はな
い。
During normal excavation, as shown in FIG.
The pin 9 is pulled into the stirring blade 10 and is separated from the screw groove 8. Thereby, the association between the cutter 2 and the hood cylinder 6 is lost, so that the rotation of the cutter 2 does not move the hood cylinder 6. Therefore, there is no hindrance to ordinary excavation.

【0021】また、コピーカッタ15をフード筒6の外
形と一致する位置まで突出させておく。これにより、フ
ード筒6の前端部が切羽から受ける抵抗力が少なくな
る。なお、ピン9が引き込まれた攪拌翼10は、カッタ
2の回転に伴ってカッタ室3内の土砂を攪拌し、スクリ
ューコンベヤによる排土を良好にする。
Further, the copy cutter 15 is projected to a position corresponding to the outer shape of the hood cylinder 6. This reduces the resistance of the front end of the hood cylinder 6 from the face. In addition, the stirring blade 10 into which the pin 9 is drawn in stirs the earth and sand in the cutter chamber 3 with the rotation of the cutter 2, and makes the screw conveyor to discharge the soil well.

【0022】尚、本発明は、上記実施例に限らずその要
旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることがで
き、例えば既存の立坑とのドッキング等に適用してもよ
い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, the present invention may be applied to docking with an existing shaft.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の如き優れた効果を発揮できる。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be exhibited.

【0024】(1) フード筒の押出ストロークを長くでき
る。
(1) The extrusion stroke of the hood cylinder can be lengthened.

【0025】(2) フード筒の押出ストロークを正確に管
理できる。
(2) The extrusion stroke of the hood cylinder can be accurately controlled.

【0026】(3) 作業時間の短縮、工費の減少、安全性
の向上を図ることができる。
(3) It is possible to shorten the working time, reduce the cost, and improve the safety.

【0027】(4) 既存の掘進機に容易に適用できる。(4) It can be easily applied to existing excavators.

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

【図1】本発明の一実施例を示すシールド掘進機の要部
側断面図である(掘進時)。
FIG. 1 is a side sectional view of a main part of a shield machine showing an embodiment of the present invention (during excavation).

【図2】上記シールド掘進機の要部側断面図である(フ
ード筒押出時)。
FIG. 2 is a side sectional view of a main part of the shield machine (when a hood cylinder is pushed out).

【図3】上記シールド掘進機のピン及びネジ溝を示す側
断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing pins and screw grooves of the shield machine.

【図4】上記シールド掘進機を軸方向と直角方向に切っ
た部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the shield machine in a direction perpendicular to an axial direction.

【図5】シールド掘進機同志のドッキングの様子を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of docking of shield excavators.

【図6】従来のフード筒押出装置を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a conventional hood cylinder pushing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シールドフレーム 2 カッタ 6 フード筒 8 ネジ溝 9 ピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield frame 2 Cutter 6 Hood cylinder 8 Screw groove 9 pin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−202588(JP,A) 実開 平4−12592(JP,U) 実開 平5−50108(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 E21D 9/06 302 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-202588 (JP, A) JP-A-4-12592 (JP, U) JP-A-5-50108 (JP, U) (58) Investigated Field (Int.Cl. 7 , DB name) E21D 9/06 301 E21D 9/06 302

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 筒体状のシールドフレームの前面に設け
られたカッタを回転させて地山を掘削するシールド掘進
機において、上記シールドフレームにフード筒をスライ
ド自在に被嵌させ、該フード筒の内周面に軸方向に沿っ
た螺旋状のネジ溝を設け、該ネジ溝と係脱するピンを上
記カッタに出没自在に設けたことを特徴とするシールド
掘進機。
1. A shield excavator for excavating the ground by rotating a cutter provided on the front surface of a cylindrical shield frame, wherein a hood cylinder is slidably fitted on the shield frame. A shield excavator, wherein a spiral screw groove is provided on an inner peripheral surface along an axial direction, and a pin that engages with and disengages from the screw groove is provided on the cutter so as to be freely retractable.
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