JP3640499B2 - Leading cutter device for backfilling agent injection pipe in shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルを掘削すると同時に、その掘削したトンネル内周面の裏込剤注入管に対向する箇所を切削することができるシールド掘進機における裏込剤注入管用先行カッター装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のシールド掘進機の一例として図4に示すものがある。これは、前部にカッターヘッド1を回転可能に設けた掘進機本体2の外周面後部に、周方向に沿って所定間隔をおいて複数の裏込剤注入管3が突設されたものであって(図5参照)、前記カッターヘッド1を回転駆動することにより切羽4を掘削してトンネル5を掘削すると同時に、掘進機本体2内から裏込剤注入管3内を通って該裏込剤注入管3の後端開口部3aからモルタルなどの裏込剤を後方に噴出させ、その噴出した裏込剤を掘進機本体2の後方に続くセグメント6とトンネル5の内周面との間の間隙に充填するようになっている。
【0003】
図6及び図7にも示すように、前記裏込剤注入管3は掘進機本体2の外周面より外方に突出されているため、掘進機本体2の外周面の裏込剤注入管3より前方適所に複数の固定ビット7を突設し、前記掘進機本体2の前進に伴ってその複数の固定ビット7でトンネル5の内周面を切削して、裏込剤注入管3が損傷されないようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、固定ビット7の切削能力が低いため、例えばシールドトンネルの発進坑、中間坑及び到着坑の土留め用NOMST壁(石灰石粗骨材を使用した高強度コンクリートに炭素繊維からなる高強度補強材を埋め込んだもの)などの硬質地盤をカッターヘッド1で掘削する場合に、その硬質地盤を固定ビット7で切削することが困難であり、また、切削した土砂を掘進機本体2内に取り込めないため、その切削した土砂がトンネル5の内周面と掘進機本体2及びセグメント6との間に不均一に介在されて、地山や掘進機本体2に悪影響を与える虞れがある。
【0005】
本発明は、上記問題点に鑑み、硬質地盤でも確実に切削することができると共に、その切削した土砂を掘進機本体内に取り込むことができるシールド掘進機における裏込剤注入管用先行カッター装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、前部にカッターヘッドを回転可能に設けた掘進機本体の外周面後部に裏込剤注入管が突設されたシールド掘進機において、前記掘進機本体の外周面の裏込剤注入管より前方適所に排土装置付き凹部が形成され、該凹部内に回転カッターが前記掘進機本体の径方向に移動可能に配設され、前記凹部の開口部を開閉するゲートが設けられていることを特徴としている。
【0007】
上記構成において、硬質地盤を掘削する場合には、回転カッターの先端部を掘進機本体の外周面よりも外部に突出させた状態で、カッターヘッドを回転駆動することにより切羽を掘削してトンネルを掘削すると同時に、前記回転カッターを回転駆動してトンネル内周面の裏込剤注入管に対向する部分を切削し、その切削した土砂を排土装置を介して掘進機本体内に取り込み、また、裏込剤注入管からモルタルなどの裏込剤を後方に噴出させ、その裏込剤を掘進機本体の後方に続くセグメントとトンネルの内周面との間の間隙に充填するようになっている。
【0008】
この場合、回転カッターを回転駆動しているので、切削能力が高く、例えば土留め用NOMST壁などの硬質地盤でも確実に切削することができ、裏込剤注入管が損傷される虞れがない。また、切削した土砂を排土装置を介して掘進機本体内に取り込むようになっており、従来のように切削した土砂がトンネルの内周面と掘進機本体及びセグメントとの間に不均一に介在されることがないから、その切削した土砂により地山や掘進機本体に悪影響を与えることがない。更に、硬質地盤の掘削終了後、ゲートにより開口部を閉鎖することにより、その開口部から凹部内に土砂が流入されるのを阻止して地山の崩壊を防止することができる。
【0009】
請求項2記載の発明は、前記排土装置が、前記凹部に連通する送泥管と、前記凹部を前記カッターヘッド側の圧力室に連通させる排泥管とからなることを特徴としている。
【0010】
上記構成によれば、送泥管を介して凹部内に泥水を供給することにより、該凹部内に回収した切削土砂をスラリー状にした後、そのスラリー状土砂を排泥管を介してカッターヘッド側の圧力室内に流入させて該カッターヘッドによる掘削土砂と一体にスラリー輸送で地上まで効率良く排出することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1〜図3は本発明の実施の一形態であるシールド掘進機の裏込剤注入管先行カッター装置を示すものであって、掘進機本体2の外周面の裏込剤注入管3より前方で該掘進機本体2の大気室内に対向する箇所に開口部9が形成され、該開口部9に連通する排土装置10付き凹部11を形成する有底筒状の外筒12が掘進機本体2の外壁部裏面に固着され、該凹部11内に回転カッター13が掘進機本体2の径方向に移動可能に配設され、該回転カッター13を回転駆動するためのカッター駆動装置14と回転カッター13を掘進機本体2の径方向に沿って往復移動させるためのカッター移動装置15とが設けられ、開口部9を開閉するゲート16が設けられている。
【0012】
前記回転カッター13は、図1〜図3に示すように、裏込剤注入管3の幅と略同一径に設定され、外筒12内に軸受ブッシュ17を介して摺動及び回転可能に配置された内筒13aと、該内筒13a内に十字状に架設された十字枠13bと、該十字枠13bの内筒13aより上方に突出する先端部に固着されたカッタービット13cとを有している。
【0013】
前記カッター駆動装置14は、図1及び図2に示すように、十字枠13bの下面中央部に突設されて外筒12の底壁部に固着したシールボックス18を貫通して移動枠19に固着した軸受20に回転可能に支持されたカッター軸21と、移動枠19に取り付けられてスプロケットホイール22,23及びチェン24を介してカッター軸21に連動連結された駆動モータ25とからなっており、該駆動モータ25を駆動することにより回転カッター13を回転駆動することができる。
【0014】
前記カッター移動装置15は、図2に示すように、外筒12の外周面に突設したブラケット26に連結ピン27を介して連結された左右一対の油圧シリンダや空気圧シリンダなどの流体圧シリンダ28からなり、その各流体圧シリンダ28のピストンロッド28aの先端部が移動枠19に突設した左右一対のアーム29にそれぞれ連結ピン30を介して連結されており、各流体圧シリンダ28を伸縮駆動することにより、回転カッター13を掘進機本体2の径方向に沿って往復移動させることができる。
【0015】
前記排土装置10は、図1に示すように、凹部11に連通する開閉弁31付き送泥管32と、凹部11をカッターヘッド1側の圧力室1aに連通させる排泥管33とからなっている。
【0016】
前記ゲート16は、図2に示すように、油圧シリンダや空気圧シリンダなどの流体圧シリンダ34により開閉されるようになっている。
上記構成において、カッターヘッド1により例えば土留め用NOMST壁などの硬質地盤を掘削する場合には、図1に仮想線で示すように、ゲート16を開動させて開口部9を開放した状態で、カッター移動装置15により回転カッター13を径外方向に移動させて、該回転カッター13の先端部を掘進機本体2の外周面よりも外部に突出させた状態で、カッターヘッド1を回転駆動することにより切羽4を掘削してトンネル5を掘削すると同時に、カッター駆動装置14により回転カッター13を回転駆動してトンネル5内周面の裏込剤注入管3に対向する部分を切削し、その切削した土砂を凹部11内に回収し、その回収した土砂を送泥管32を介して凹部11内に供給した泥水によりスラリー状にした後、そのスラリー状土砂を排泥管33を介してカッターヘッド1側の圧力室1a内に流入させて該カッターヘッド1による掘削土砂と一体にスラリー輸送で地上まで排出する。
【0017】
この場合、回転カッター13を回転駆動しているので、切削能力が高く、例えば土留め用NOMST壁などの硬質地盤でも確実に切削することができ、裏込剤注入管3が損傷される虞れがない。また、切削した土砂を排土装置10を介して掘進機本体2内に取り込むようになっており、従来のように切削した土砂がトンネル5の内周面と掘進機本体2及びセグメント6との間に不均一に介在されることがないから、その切削した土砂により地山や掘進機本体2に悪影響を与えることがない。
【0018】
硬質地盤の掘削終了後、ゲート16を閉動させて開口部9を閉鎖することにより(図1実線参照)、その開口部9から凹部11内に土砂が流入されるのを阻止して地山の崩壊を防止する。
【0019】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、回転カッターを回転駆動しているので、切削能力が高く、例えば土留め用NOMST壁などの硬質地盤でも確実に切削することができ、裏込剤注入管が損傷される虞れがない。また、切削した土砂を排土装置を介して掘進機本体内に取り込むようになっており、従来のように切削した土砂がトンネルの内周面と掘進機本体及びセグメントとの間に不均一に介在されることがないから、その切削した土砂により地山や掘進機本体に悪影響を与えることがない。更に、硬質地盤の掘削終了後、ゲートにより開口部を閉鎖することにより、その開口部から凹部内に土砂が流入されるのを阻止して地山の崩壊を防止することができる。
【0020】
請求項2記載の発明によれば、送泥管を介して凹部内に泥水を供給することにより、該凹部内に回収した切削土砂をスラリー状にした後、そのスラリー状土砂を排泥管を介してカッターヘッド側の圧力室内に流入させて該カッターヘッドによる掘削土砂と一体にスラリー輸送で地上まで効率良く排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるシールド掘進機における裏込剤注入管用先行カッター装置の縦断面図である。
【図2】同横断面図である。
【図3】図2のA−A矢視図である。
【図4】従来のシールド掘進機における裏込剤注入管用先行カッター装置を示す概略平面図である。
【図5】同要部の概略正面図である。
【図6】同要部の拡大横断面図である。
【図7】同要部の側面図である。
【符号の説明】
1 カッターヘッド
1a 圧力室
2 掘進機本体
3 裏込剤注入管
9 開口部
10 排土装置
11 凹部
13 回転カッター
16 ゲート
32 送泥管
33 排泥管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a leading cutter device for a backfilling agent injection pipe in a shield machine capable of cutting a portion facing the backfilling agent injection pipe on the inner peripheral surface of the tunnel excavated at the same time.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an example of this type of shield machine is shown in FIG. This is one in which a plurality of backing
[0003]
As shown in FIGS. 6 and 7, since the back
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional configuration, since the cutting ability of the
[0005]
In view of the above problems, the present invention provides a leading cutter device for a backfilling agent injection pipe in a shield machine capable of reliably cutting even hard ground and capable of taking the cut earth and sand into the machine body. The purpose is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
[0007]
In the above configuration, when excavating the hard ground, the cutting head is excavated by rotating the cutter head in a state where the tip of the rotary cutter protrudes to the outside from the outer peripheral surface of the excavator body, and the tunnel is Simultaneously with the excavation, the rotary cutter is rotationally driven to cut the portion of the inner peripheral surface of the tunnel facing the backing agent injection pipe, and the cut earth and sand are taken into the excavator body through the earth removing device, Backing agent such as mortar is ejected backward from the backfilling agent injection pipe, and the backfilling agent is filled in the gap between the segment following the back of the machine body and the inner peripheral surface of the tunnel. .
[0008]
In this case, since the rotary cutter is driven to rotate, the cutting ability is high, and even hard ground such as a soil retaining NOMST wall can be cut reliably, and there is no possibility of damaging the backing agent injection pipe. . In addition, the cut earth and sand are taken into the excavator main body through the earth removing device, and the cut earth and sand as in the past is unevenly distributed between the inner peripheral surface of the tunnel and the excavator main body and the segment. Since it is not interposed, the ground and excavation machine main body are not adversely affected by the cut earth and sand. Furthermore, after the excavation of the hard ground is completed, the opening is closed by the gate, thereby preventing the earth and sand from flowing into the recess from the opening and preventing the collapse of the natural ground.
[0009]
The invention according to
[0010]
According to the above configuration, by supplying muddy water into the concave portion through the mud pipe, the cutting soil collected in the concave portion is made into a slurry, and then the slurry-like soil is passed through the mud pipe to the cutter head. It can be efficiently discharged to the ground by slurry transport together with the excavated sediment by the cutter head.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show a back agent injection pipe preceding cutter device for a shield machine according to an embodiment of the present invention, and the front of the back
[0012]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0014]
As shown in FIG. 2, the
[0015]
As shown in FIG. 1, the
[0016]
As shown in FIG. 2, the
In the above configuration, when excavating a hard ground such as a soil retaining NOMST wall by the
[0017]
In this case, since the
[0018]
After the excavation of the hard ground, the
[0019]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the rotary cutter is driven to rotate, the cutting ability is high, and for example, it can be cut reliably even on hard ground such as a soil retaining NOMST wall. There is no risk of damage. In addition, the cut earth and sand are taken into the excavator main body through the earth removing device, and the cut earth and sand as in the past is unevenly distributed between the inner peripheral surface of the tunnel and the excavator main body and the segment. Since it is not interposed, the ground and excavation machine main body are not adversely affected by the cut earth and sand. Furthermore, after the excavation of the hard ground is completed, the opening is closed by the gate, thereby preventing the earth and sand from flowing into the recess from the opening and preventing the collapse of the natural ground.
[0020]
According to the second aspect of the present invention, by supplying muddy water into the recess through the mud pipe, the cut soil collected in the recess is made into a slurry, and then the slurry is removed from the mud pipe. Then, it can flow into the pressure chamber on the cutter head side and can be efficiently discharged to the ground by slurry transportation together with the excavated sediment by the cutter head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a leading cutter device for a backfilling agent injection pipe in a shield machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the same.
FIG. 3 is a view taken along arrow AA in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic plan view showing a leading cutter device for a backfilling agent injection pipe in a conventional shield machine.
FIG. 5 is a schematic front view of the main part.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part.
FIG. 7 is a side view of the main part.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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JP10232597A JP3640499B2 (en) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | Leading cutter device for backfilling agent injection pipe in shield machine |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10292785A JPH10292785A (en) | 1998-11-04 |
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