JP3716023B2 - Tunnel excavator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設覆工材の内壁面に対して推進反力をとるタイプのトンネル掘削機(シールド掘削機やトンネルボーリングマシンや立坑掘削機など)に関し、推進反力を均等な圧力で既設覆工材の内壁面に作用させることができるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
地山の掘削とセグメントの組立作業を並行作業(同時施工)にして施工能力を向上させたシールド掘削機が、本願出願人により、開発され先に出願された(特願平6−253390号)。詳細構成は本発明の実施例と共に後述するが、このタイプのシールド掘削機の概略を説明する。このタイプのシールド掘削機では、後胴部からトンネル後方に向い延びた反力伝達管に反力部が備えられており、この反力部にグリッパが備えられている。反力を支持するときにはグリッパが径方向に張り出し、既設のセグメントの内周面に形成されたセグメント凹部(溝)に、前記グリパが係合する。このグリッパとセグメント凹部の係合により反力支持をしている。このようにして反力支持をしているときに掘進とセグメント覆工を並行して行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来技術では、グリッパとセグメント凹部とを、円周方向全面において均等に接触させることは困難であり、安定した掘進が防げられるおそれがあった。また不均等に片当りすると、過大な接触力によりセグメントの破損等が生じることがあった。このような事態は、掘進中に切羽部での掘進反力(推力,回転力など)が変動して掘削機が多少振れたときなどに生じやすい。
【0004】
本発明は、上記従来技術に鑑み、セグメント凹部のように精度のあまりよくない既設覆工材内周面の溝に、グリッパを均等に接触させることのできるトンネル掘削機を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、先端にカッタヘッドを備えた前胴と、前胴部ジャッキを介して前胴に連結されると共に後部に後胴部ジャッキを備えた後胴と、後胴からトンネル後方に向い延びた反力伝達管と、反力伝達管に備えた反力部から径方向に張り出すことにより既設の覆工材の内周面に形成されている溝に係合するグリッパと、を備えたトンネル掘削機において、
前記グリッパの前記溝に係合する位置に、内部の中空部に流体を封入した均圧装置を備えたことを特徴とする。
【0006】
また本発明の構成は、前記グリッパは複数装備されており、各グリッパの前記溝に係合する位置に、前記均圧装置をそれぞれ備えたことを特徴とする。
【0007】
また本発明の構成は、前記グリッパは複数装備されており、各グリッパの前記溝に係合する位置に、前記均圧装置をそれぞれ備え、各均圧装置の中空部どうしを接続管により連結したことを特徴とする。
【0008】
また本発明の構成は、前記中空部に封入した流体の圧力が予め定めた許容圧力以上になると前記流体を中空部の外へ排出するリリーフ弁を備えたことを特徴とする。
【0009】
本発明ではグリッパが既設覆工材内周面の溝に係合していく際に、弾性体が変形していくので、グリッパと溝との接触圧が全円周において均等になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明の第1実施例に係るシールド掘削機を示す構成図、第2は第1実施例を一部破断して示す斜視図である。このシールド掘削機は、セグメント内壁面に対して推進反力を採る形式のシールド掘削機である。
【0012】
図1及び図2に示すように、カッタを配設したカッタヘッド1を持つ前胴2と、後胴3とは、前胴部ジャッキ4により接続されている。後胴3には後胴部ジャッキ5が取り付けられている。更に後胴3からはトンネル後方に向い反力伝達管兼エレクタ旋回軸8が延びており、反力伝達管兼エレクタ旋回軸8の後端の反力部9にはグリッパ10が装備されている。グリッパ10は複数(本例では4個)備えられており、反力部9から径方向に放射状に張り出すことができる。
【0013】
反力伝達管兼エレクタ旋回軸8には、エレクタ12が搭載されており、セグメント供給装置7により供給されたセグメント6は、エレクタ12により搬送・覆工されトンネルとして組み立てられる。セグメント6の内周壁には反力受け用のセグメント凹部(溝)15aとセグメント凸部15が設けられている。なお11は真円保持装置である。
【0014】
また図3に示すように、各グリッパ10の周面には周方向に伸びるリング状のグリッパ凹部10aが形成されており、このグリッパ凹部10aは、前記セグメント凸部15が嵌入する凹部形状となっている。このグリッパ凹部10aのうちセグメント凹部15aと係合する部位には、均圧装置としての弾性体13が取り付けられている。この弾性体13の中には中空部16があり、この中空部16の中には油等の流体が満たされている。
【0015】
更に図4に示すように4つの弾性体13の中空部16どうしは、接続管14により連結され同一系統になっている。同一系統になった中空部16及び接続管14の系統には、圧力計17及びリリーフ弁18が備えられている。
【0016】
ここで、上述した構成となっている第1実施例の動作について説明する。このタイプのシールド掘削機では、先に出願した特願平6−253390号にも記載したように、後胴部ジャッキ5を組立済のセグメント6の端面に押し当てておき、前胴部ジャッキ4を伸ばしつつカッタヘッド1により掘進している間に、後胴部ジャッキ5のうち数本づつを順に縮め、縮めてあいた空間に、エレクタ12によりセグメント6を順次組み立てていく。このため地山の掘削とセグメント6の組立作業を並行作業(同時施工)でき、施工能率が著しく向上する。後胴部ジャッキ5のうち数本を縮めているときには、反力部9のグリッパ10を張り出し、グリッパ10が組立済のセグメンゴ6のセグメント凹部15aに係合することにより反力支持をしている。
【0017】
グリッパ10をセグメント凹部15aに係合させる場合、グリッパ10とセグメント6との間に形成される隙間の寸法は、図5に示すように、場所によって異なり、例えばある場所の隙間寸法はδ1となり、他の場所の隙間寸法はδ2となる。
【0018】
グリッパ10をセグメント凹部15aに押し付けていくと、弾性体13は、各場所の隙間に応じてそれぞれ変形していく。弾性体13は内部に中空部16があるので変形しやすい。また各中空部16は接続管14により連結されているため、各弾性体13の変形量が異なっていても、各中空部16内の流体の圧力は等しくなる。このようにして円周方向に沿い配置した弾性体13が、各部の隙間に応じて変形・追従していくため、グリッパ10とセグメント凹部15aは片当りすることなく略均等に接触して推力を伝達することができる。したがって安定した掘削ができると共に、セグメント6の破損等を生じることはない。
【0019】
また、セグメント6が耐えうる限界接触圧力を定め、リリーフ弁18の設定圧を前記限界接触圧力にしておけば、推力が異常に大きくなる場合でも、中空部16に閉じ込められた流体をリリーフすることで、破損の発生を防止することができる。
【0020】
次に本発明の第2実施例を、図6を参照して説明する。第2実施例ではグリッパ10に備えられた4つの弾性体13の中空部16を連結することなく独立させている。各中空部16には、推力とバランスする閉じ込め圧力で流体が封入されており、各中空部16にそれぞれ圧力計17及びリリーフ弁18が備えられている。他の部分の構成は第1実施例と同じである。
【0021】
第2実施例では中空部16に封入する流体の閉じ込め圧力とリリーフ弁18のリリーフ圧を設定することにより、推力とバランスした接触圧が得られる。また第1実施例と同様に、均等に接触して推力を伝達することができる。
【0022】
次に本発明の第3実施例に用いる、均圧装置である弾性体13を、図7に示す。この弾性体13は取付金具19を介してグリッパ10に結合されている。そして取付金具19に形成した加圧口20を通して、弾性体13の中空部16に対して加圧流体を出入させている。
弾性体13の周囲は、グリッパ10の表面やセグメント凹部15aの溝側面で
覆われるため、中空部16の内部の流体圧をきわめて大きくすることができる。
【0023】
なお、グリッパ10の出し入れの容易さを考慮し、セグメント凹部15aの溝のテーパ角度は20°±5°としている。
【0024】
【発明の効果】
以上実施例と共に具体的に説明したように本発明によれば、グリッパの既設覆工材内壁面の溝(セグメント凹部)に係合する部分に均圧装置を備えたので、グリッパと覆工材とが均等に接触し、推力のスムーズな伝達が可能になり、安定した掘進ができる。
【0025】
また均圧装置を備えたので、既設覆工材に片当りすることがなく、片当りによる覆工材の破損を防止できる。
【0026】
更にリリーフ弁を用いたことにより、推力が異常に大きくなった場合でも、覆工材の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例に係るシールド掘削機を示す構成図。
【図2】 第1実施例のシールド掘削機を一部破断して示す斜視図。
【図3】 第1実施例に備えた均圧装置(弾性体)を示す断面図。
【図4】 第1実施例の要部を示す構成図。
【図5】 グリッパとセグメントとの隙間状態を示す説明図。
【図6】 本発明の第2実施例に係るシールド掘削機の要部を示す構成図。
【図7】 本発明の第3実施例の均圧装置(弾性体)を示す断面図。
【符号の説明】
1 カッタヘッド
2 前胴
3 後胴
4 前胴部ジャッキ
5 後胴部ジャッキ
6 セグメント
7 セグメント供給装置
8 反力伝達管兼エレクタ旋回軸
9 反力部
10 グリッパ
10a グリッパ凹部
11 真円保持装置
12 エレクタ
13 弾性体(均圧装置)
14 接続管
15 セグメント凸部
15a セグメント凹部(溝)
16 中空部
17 圧力計
18 リリーフ弁
19 取付金具
20 加圧口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel excavator (such as a shield excavator, a tunnel boring machine, or a shaft excavator) that takes a propulsive reaction force against an inner wall surface of an existing lining material, and the propulsion reaction force is covered with an equal pressure. It can be made to act on the inner wall surface of the work material.
[0002]
[Prior art]
A shield excavator that improved excavation capability by excavating the ground and assembling the segments in parallel (simultaneous construction) was developed by the applicant of the present application and previously filed (Japanese Patent Application No. 6-253390). . Although the detailed configuration will be described later together with an embodiment of the present invention, an outline of this type of shield excavator will be described. In this type of shield excavator, a reaction force portion is provided in a reaction force transmission pipe extending from the rear trunk portion toward the rear of the tunnel, and a gripper is provided in the reaction force portion. When supporting the reaction force, the gripper protrudes in the radial direction, and the gripper engages with a segment recess (groove) formed in the inner peripheral surface of the existing segment. The reaction force is supported by the engagement between the gripper and the segment recess . In this way, when supporting the reaction force, excavation and segment lining are performed in parallel.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above prior art, it is difficult to make the gripper and the segment concave portion uniformly contact over the entire surface in the circumferential direction, and there is a possibility that stable excavation may be prevented. In addition, if the contact is uneven, segment breakage may occur due to excessive contact force. Such a situation is likely to occur when the excavator swings somewhat due to fluctuations in the reaction force (thrust, rotational force, etc.) at the face during excavation.
[0004]
An object of the present invention is to provide a tunnel excavator capable of evenly bringing a gripper into contact with a groove on an inner circumferential surface of an existing lining material that is not very accurate like a segment recess , in view of the above-described prior art. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that achieves the above object includes a front torso having a cutter head at the tip, a rear torso connected to the front torso via a front torso jack and a rear torso jack at the rear, Engages with a reaction force transmission pipe extending from the trunk toward the rear of the tunnel and a groove formed on the inner peripheral surface of the existing lining material by projecting in a radial direction from a reaction force portion provided in the reaction force transmission pipe A tunnel excavator comprising a gripper,
A position to be engaged with the front Kimizo of the gripper, characterized in that it comprises a pressure equalizing device encapsulating fluid in the hollow portion of the interior.
[0006]
The configuration of the present invention, the gripper is more equipped to a position engaging the front Kimizo of each gripper, characterized in that the pressure equalizing device comprising, respectively.
[0007]
The configuration of the present invention, the gripper is more equipped to a position engaging the front Kimizo of each gripper, each comprise the pressure equalization device, by connecting the tube to the hollow portion to each other of KakuHitoshi圧device It is connected.
[0008]
The configuration of the present invention is characterized in that a relief valve is provided for discharging the fluid to the outside of the hollow portion when the pressure of the fluid sealed in the hollow portion is equal to or higher than a predetermined allowable pressure.
[0009]
In the present invention, since the elastic body is deformed when the gripper engages with the groove on the inner peripheral surface of the existing lining material, the contact pressure between the gripper and the groove becomes uniform over the entire circumference.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a block diagram showing a shield excavator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a partially broken first embodiment. This shield excavator is a shield excavator that takes a propulsive reaction force against the inner wall surface of a segment.
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, the front drum 2 having the cutter head 1 provided with the cutter and the
[0013]
An erector 12 is mounted on the reaction force transmission tube /
[0014]
Also as shown in FIG. 3, the peripheral surface of each
[0015]
Further, as shown in FIG. 4, the
[0016]
Here, the operation of the first embodiment having the above-described configuration will be described. In this type of shield excavator, as described in the previously filed Japanese Patent Application No. 6-253390, the rear trunk jack 5 is pressed against the end face of the assembled segment 6, and the front trunk jack 4 While digging with the cutter head 1, several of the rear trunk jacks 5 are contracted in order, and the segments 6 are sequentially assembled by the erector 12 in the contracted space. For this reason, excavation of the natural ground and the assembly work of the segment 6 can be performed in parallel (simultaneous construction), and the construction efficiency is remarkably improved. When several of the rear trunk jacks 5 are contracted, the
[0017]
When the
[0018]
When the
[0019]
In addition, if the limit contact pressure that can be withstood by the segment 6 is determined and the set pressure of the
[0020]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the
[0021]
In the second embodiment, by setting the confinement pressure of the fluid sealed in the
[0022]
Next, an
Since the periphery of the
[0023]
In consideration of the ease with which the
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention as specifically described with above embodiments, since with a pressure equalizing device in a portion which engages in a groove (segment recess) already設覆Industrial Materials inner wall surface of the gripper, the gripper and lining Contact with the material evenly, smooth transmission of thrust is possible, and stable excavation is possible.
[0025]
In addition, since the pressure equalizing device is provided, the existing lining material does not come into contact with each other, and the lining material can be prevented from being damaged by the contact.
[0026]
Further, the use of the relief valve can prevent the lining material from being damaged even when the thrust force becomes abnormally large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a shield excavator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the shield excavator of the first embodiment with a part broken away.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a pressure equalizing device (elastic body) provided in the first embodiment.
FIG. 4 is a configuration diagram showing the main part of the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory view showing a gap state between a gripper and a segment.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a main part of a shield excavator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a pressure equalizing device (elastic body) of a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cutter head 2
14 Connecting
15a Segment recess (groove)
16
Claims (4)
前記グリッパの前記溝に係合する位置に、内部の中空部に流体を封入した均圧装置を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。A front torso with a cutter head at the tip, a rear torso connected to the front torso via a front torso jack and a rear torso jack at the rear, and reaction force transmission extending from the rear to the rear of the tunnel In a tunnel excavator provided with a pipe and a gripper engaged with a groove formed in an inner peripheral surface of an existing lining material by projecting in a radial direction from a reaction force portion provided in the reaction force transmission pipe ,
A position to be engaged with the front Kimizo of the gripper, tunneling machine, characterized in that it comprises a pressure equalizing device encapsulating fluid in the hollow portion of the interior.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP653796A JP3716023B2 (en) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | Tunnel excavator |
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JP653796A JP3716023B2 (en) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | Tunnel excavator |
Publications (2)
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JPH09195668A JPH09195668A (en) | 1997-07-29 |
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JP653796A Expired - Fee Related JP3716023B2 (en) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | Tunnel excavator |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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JP4818048B2 (en) * | 2006-10-02 | 2011-11-16 | 鉄建建設株式会社 | Shield machine |
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1996
- 1996-01-18 JP JP653796A patent/JP3716023B2/en not_active Expired - Fee Related
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