JP3312875B2 - トンネル掘進機 - Google Patents
トンネル掘進機Info
- Publication number
- JP3312875B2 JP3312875B2 JP25710398A JP25710398A JP3312875B2 JP 3312875 B2 JP3312875 B2 JP 3312875B2 JP 25710398 A JP25710398 A JP 25710398A JP 25710398 A JP25710398 A JP 25710398A JP 3312875 B2 JP3312875 B2 JP 3312875B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- cutter head
- earth pressure
- tunnel
- expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
転もしくは往復揺動とそのカッタヘッドに設けられる余
掘装置の伸縮とによって切羽を掘削し、掘削した土砂を
カッタヘッド後方のチャンバー内に取り込んで搬出する
ようにしたトンネル掘進機に関するものである。
ルの施工工事においては、円筒状のスキンプレートの前
方に設けられる円盤状のカッタヘッドにより地山を掘削
しつつ、機内でセグメントを組立て、このセグメントに
反力を取ってシールドジャッキを伸長させることで、前
記スキンプレートと略同径のトンネルを掘削するように
されている。
大に伴って、例えば矩形断面等の異形断面トンネルを掘
削することのできるシールド掘進機への要請が高まって
きている。このような要請に応えるシールド掘進機とし
て、本出願人らは、特開平10−140979号公報等
において、カッタヘッドを揺動式にするとともに、この
カッタヘッドにそのカッタヘッドの半径方向に伸縮可能
な複数個の余掘装置を設け、これら余掘装置を所要位置
で伸長させることで、異形断面トンネルの掘削を行うこ
とのできるシールド掘進機を既に提案している。
ように余掘装置を伸縮させて地山の掘削を行う場合、掘
削された土砂を取り込むチャンバーの内空容積がそれら
余掘装置の伸長時には減少し収縮時には増加することに
よって、このチャンバー内の土圧が変動し、これによっ
てカッタヘッドトルク、シールドジャッキ推力、さらに
は掘進速度の変動を引き起こすという問題点があった。
連従来技術として、特開昭61−211499号公
報、特開昭62−248798号公報等に開示された
ものがある。このうち、のものでは、チャンバー内に
連通する土圧調整室を設けるとともに、この土圧調整室
内を進退してその土圧調整室の容積を変える土圧ジャッ
キを設けるように構成され、のものでは、チャンバー
の一部に外部より加圧された流体が供給される圧力調整
室を形成するように構成されている。
は、チャンバー内の土圧変動があってから調整室の容積
を変化させる方式であるために、制御の応答遅れが発生
し易かったり、あるいは大きな土圧変動を伴うものには
不適合であるなどの問題点があり、本発明のように余掘
装置の伸縮に伴う土圧変動の抑制を目的とするものには
適用することができない。
めになされたもので、余掘装置の伸縮に伴うチャンバー
内空容積の変化を防止して、切羽土圧の変動を確実に防
止することのできるトンネル掘進機を提供することを目
的とするものである。
的を達成するために、本発明によるトンネル掘進機は、
カッタヘッドの回転もしくは往復揺動とそのカッタヘッ
ドに設けられる余掘装置の伸縮とによって切羽を掘削
し、掘削した土砂をカッタヘッド後方のチャンバー内に
取り込んで搬出するようにしたトンネル掘進機におい
て、前記余掘装置の伸縮量に応じて前記チャンバーもし
くはそのチャンバーに連通する部分の容積を変化させて
そのチャンバー内の土圧変動を抑制する土圧変動抑制手
段を設けることを特徴とするものである。
しくは往復揺動されるとともに、このカッタヘッドに設
けられる余掘装置が伸縮操作されることにより切羽が掘
削されて、例えば余掘装置が矩形断面のコーナー部で伸
長されることで矩形断面トンネル等の掘削が行われる。
そして、この掘削により生じた土砂はカッタヘッド後方
に設けられるチャンバー内に取り込まれ、このチャンバ
ー内からトンネル後方へ向けて搬出される。この際、余
掘装置の伸縮作動時に、土圧変動抑制手段によりその余
掘装置の伸縮量に応じてチャンバーもしくはそのチャン
バーに連通する部分の容積を変化させてそのチャンバー
内の土圧変動が抑制される。こうして、余掘装置の伸縮
作動によるチャンバー内の土圧変動を未然に防ぐことが
でき、これによってカッタヘッドトルク、シールドジャ
ッキ推力および掘進速度が変動するのを防止することが
でき、地山が乱れることなく安定した掘削を行うことが
可能となる。
動力を有するものと動力を有しないもののいずれをも採
用することができる。また、チャンバー等の容積を変化
させる手段としては、チャンバー内に円筒状体を出し入
れするもの、土砂搬出手段としてのスクリュウコンベア
のケーシング内に円筒状体を出し入れするもの等があ
る。
機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説
明する。
形断面シールド掘進機に適用した第1実施例のトンネル
掘進機の正面図が示され、図2には同トンネル掘進機の
縦断面図が示されている。なお、図1(a)は余掘装置
の収縮時、図1(b)は余掘装置の伸長時をそれぞれ示
している。
略矩形断面形状のスキンプレート2が設けられ、このス
キンプレート2の前方にカッタヘッド3がカッタヘッド
揺動機構5により揺動可能に装着されている。カッタヘ
ッド3の後方には、バルクヘッド6との間にチャンバー
7が区画形成され、このチャンバー7内に先端部が開口
するように土砂搬出用のスクリュウコンベア8が設けら
れている。また、前記スキンプレート2の内壁面にはリ
ングガーダ9が固定され、このリングガーダ9に装着さ
れるフランジ部には多数本のシールドジャッキ10が固
定されている。なお、図2において符号11で示される
のはセグメント13を巻き立てるためのエレクタであ
り、符号12で示されるのはセグメント拡張装置であ
る。
ヘッドであって、4本のスポーク14,14,14,1
4が、互いに隣接するスポーク同士のなす角度が直角に
なるように配置されている。各スポーク14には余掘装
置15が内蔵され、この余掘装置15の先端部に設けら
れるオーバーカッタ15aがそのスポーク14の先端部
から外方へ突出することで、外周部の地山が掘削できる
ようにされている。なお、図には明示されていないが、
各スポーク14の外表面には、中央部に先行ビットが、
両側部にツールビットがそれぞれ装着され、これら各ビ
ットにより切羽が掘削されるようになっている。
ジャッキにより構成され、一対の揺動ジャッキを伸長方
向に作動させるとともに、他の一対の揺動ジャッキを収
縮方向に作動させることによりカッタヘッド3を正逆方
向に所定角度往復回動させるように構成されている。な
お、この揺動機構については、このような機構に限ら
ず、例えばモータを正逆回転させる方法など、他のいろ
いろな手段を用いることができる。
るように、スポーク14の揺動半径の外側領域である矩
形断面の隅部近傍領域においてスポーク14の先端部か
ら外方へ突出され、これによって矩形断面の掘削が行わ
れるようにされている。
伸縮に応じて前記チャンバー7の容積を変化させるため
に、図3に模式的に示されているように、土圧変動抑制
手段としての円筒体16,16がバルクヘッド6から矢
印A方向に出し入れできるようにされている。これら円
筒体16は図示されない油圧ジャッキ(もしくは空気圧
ジャッキ)により出没操作され、余掘装置15が収縮操
作された時には突出方向に作動されてチャンバー7の容
積を減じ、逆に余掘装置15が伸長操作された時には後
退方向に作動されてチャンバー7の容積を増す。こうし
て、オーバーカッタ措置15の伸縮により引き起こされ
ようとする切羽土圧の変動が抑制され、これによって安
定した掘削を行うことが可能となる。なお、カッタヘッ
ド3の揺動周期並びに余掘装置15の伸縮時期および伸
縮量は予め既知であるので、これら情報に基づいて円筒
体16の伸縮時期および伸縮量を予め演算により求める
ことができる。したがって、この演算結果に基づいて円
筒体16,16の出没制御を実施することで、制御の応
答遅れを発生させることなく、切羽土圧の変動を効果的
に抑制することができる。
段の第2実施例が模式的に示されている。第1実施例に
おいては、バルクヘッド6より円筒体16を出没させる
ものを説明したが、本第2実施例においては、カッタヘ
ッド3’の中心部から放射状に円筒体17(本実施例で
は4個)を出没させるように構成されている。なお、こ
れら円筒体17はやはり油圧ジャッキ(もしくは空気圧
ジャッキ)により駆動され、その出没制御は第1実施例
と同様、予め演算された結果に基づいて行われる。
段の第3実施例が示されている。前記各実施例において
はいずれも、チャンバー7内の容積を変化させることに
より土圧変動を抑制するものとしたが、本実施例におい
ては、チャンバー7に連通されるスクリュウコンベア8
のハウジング8a内に円筒体18を出し入れさせるよう
に構成されている。すなわち、リボン式のスクリュウ羽
根8bを備えるスクリュウコンベア8において、このス
クリュウ羽根8bの中心空洞部を貫通するように円筒体
18が装着され、この円筒体18をハウジング8aの後
端部に設けられる油圧ジャッキ19にて矢印B方向に出
没操作するようにされている。なお、この場合にもその
出没制御は前記各実施例のものと同様に行われる。な
お、本実施例ではリボン式スクリュウを用いているが、
軸付きスクリュウを用いても同様の構成を採ることがで
きる。
段の第4実施例が模式的に示されている。前記各実施例
では、油圧ジャッキ等の動力を用いて円筒体を出没させ
るように構成されているが、本実施例では、動力を用い
ずに円筒体を出没させるように構成されている。すなわ
ち、本実施例においては、カッタヘッド3”における各
スポーク14内が密閉空間20とされ、この密閉空間2
0が主軸21に形成されたエア通路22およびロータリ
ージョイント23、さらにはエア配管24を介して、チ
ャンバー7内に突設されるピストン式の円筒体25の内
部空間に連通するようにされている。このように構成さ
れているので、余掘装置15が収縮方向に操作された時
には、密閉空間20からの圧縮エアが円筒体25の内部
空間に供給されてその円筒体25が突出方向に作動され
てチャンバー7の容積が減じることになる。また、逆に
余掘装置15が伸長方向に操作された時には、密閉空間
20が負圧になることによって円筒体25が後退方向に
作動されてチャンバー7の容積が増すことになる。こう
して、円筒体25を操作するための動力を必要とするこ
となく、余掘装置15の伸縮により引き起こされようと
する切羽土圧の変動を抑制することができる。
形断面等の異形断面トンネルを掘削する際に余掘装置1
5を伸縮操作させた場合にも、チャンバー7もしくはそ
のチャンバー7に連通する部分(例えばスクリュウコン
ベア8の内部空間)の容積を円筒体16,17,18,
25の出没により変化させて切羽土圧の変動を抑制する
ことができるので、カッタヘッドトルクの変動、シール
ドジャッキ推力の変動および掘進速度の変動を未然に防
止することができる。よって、地山を乱すことなく安定
した掘削を行うことができる。
のカッタヘッドについて説明したが、本発明は回転タイ
プのカッタヘッドについても適用できるのは言うまでも
ない。
ル掘削用のトンネル掘進機について説明したが、本発明
は、余掘装置を伸縮操作する形式のものであれば、円形
断面トンネル掘削用のトンネル掘進機に対しても適用す
ることができる。
であり、(a)は余掘装置の収縮時、(b)は余掘装置
の伸長時を示す図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 カッタヘッドの回転もしくは往復揺動と
そのカッタヘッドに設けられる余掘装置の伸縮とによっ
て切羽を掘削し、掘削した土砂をカッタヘッド後方のチ
ャンバー内に取り込んで搬出するようにしたトンネル掘
進機において、前記余掘装置の伸縮量に応じて前記チャ
ンバーもしくはそのチャンバーに連通する部分の容積を
変化させてそのチャンバー内の土圧変動を抑制する土圧
変動抑制手段を設けることを特徴とするトンネル掘進
機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25710398A JP3312875B2 (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | トンネル掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25710398A JP3312875B2 (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | トンネル掘進機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000087691A JP2000087691A (ja) | 2000-03-28 |
JP3312875B2 true JP3312875B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=17301783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25710398A Expired - Fee Related JP3312875B2 (ja) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | トンネル掘進機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3312875B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011006913A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Ihi Corp | 異形断面トンネル掘削機及び異形断面トンネル掘削方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107587880A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-16 | 上海城建市政工程(集团)有限公司 | 一种超大断面土压平衡箱涵掘进机 |
CN108643931B (zh) * | 2018-04-25 | 2024-04-09 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种掘进机超挖刀控制机构及掘进机 |
-
1998
- 1998-09-10 JP JP25710398A patent/JP3312875B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011006913A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Ihi Corp | 異形断面トンネル掘削機及び異形断面トンネル掘削方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000087691A (ja) | 2000-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4655493A (en) | Shield tunneling machine | |
JP3145901B2 (ja) | 断面可変シールド掘削機 | |
JP2001342794A (ja) | トンネル掘削機及び掘削方法 | |
JP3312875B2 (ja) | トンネル掘進機 | |
JP3306338B2 (ja) | シールド掘進機 | |
JP3600379B2 (ja) | トンネル掘削機及び掘削方法 | |
JP3373631B2 (ja) | シールド掘進機 | |
JPH03132595A (ja) | シールド掘進機を用いるトンネル連結方法 | |
JP2898966B1 (ja) | 矩形トンネル用シールド掘進機 | |
JPS62288298A (ja) | シ−ルド掘進機のカツタ装置 | |
JPH08246787A (ja) | 拡大シールド掘削装置 | |
JPS637494A (ja) | シ−ルド掘進機のカツタ装置 | |
JP3375299B2 (ja) | シールド掘進機用伸縮スポーク装置 | |
JP2002339694A (ja) | トンネル掘削機 | |
JP3344949B2 (ja) | トンネル掘進機における余掘装置のストローク制御方法 | |
JP2687136B2 (ja) | シールド掘進機 | |
JPH07269290A (ja) | 異形断面シールド掘削機 | |
JPH0525996B2 (ja) | ||
JPH042240Y2 (ja) | ||
JPH0291395A (ja) | 楕円形シールド掘進機 | |
JP4780425B2 (ja) | シールド掘進機 | |
JP4061739B2 (ja) | トンネル掘削機の余掘装置及びその使用方法 | |
JPS62291395A (ja) | シ−ルド掘進機のカツタ装置 | |
JP2000064769A (ja) | 拡大シールド掘進機 | |
JP2003090193A (ja) | シールド掘進機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020514 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090531 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090531 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100531 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100531 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110531 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130531 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130531 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140531 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |