JP3757357B2 - Rotating cutter regeneration method and apparatus for shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘進機の回転カッタの再生方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、シールドトンネル掘削工事の長距離化に伴い、シールド掘進機のカッタビットやフィッシュテールと呼ばれ る心立て機能を持つ回転カッタの維持管理が問題となっており、掘進途中におけるカッタビットや回転カッタの交換方法が各種提案されている。例えば、トンネル掘進予定位置の途中に、予めビット交換のための立坑を構築しておき、この立坑内にシールド掘進機が到達したときに、該立坑内で掘進機前端のトンネル掘削用カッタに固定されているカッタビットや回転カッタの交換作業を行うようにした中間立坑方式による交換方法がある(第1従来例)。
【0003】
また、トンネル掘進予定位置の地盤中に、地盤硬化剤の注入によって安定度の高い改良地盤層を形成しておき、この改良地盤層内にシールド掘進機の先端を進入させた状態で停止させ、チャンバーマンホールよりトンネル掘削用カッタの前面側の改良土を人力によって排出し、形成されるトンネル掘削用カッタ前面側の空間内でカッタビットや回転カッタの交換作業を行うようにした事前前面部地盤改良方式による交換方法がある(第2従来例)。
【0004】
更に、シールド掘進機がビット交換位置に到達後、坑内よりシールド掘進機の前面および前端部周囲の地盤を凍結工法によって安定度の高い地盤に改良し、前述の方法と同様に、チャンバーマンホールよりトンネル掘削用カッタの前面側の改良土を人力によって排出し、形成されるトンネル掘削用カッタ前面側の空間内でカッタビットや回転カッタの交換作業を行うようにした到達後前面部地盤改良方式による交換方法がある(第3従来例)。
【0005】
更に、シールド掘進機自体に、カッタビットの交換作業が可能なドライ空間を機械的構造によって形成したり、例えば球体シールド工法のように掘削用カッタを前後に旋回させたり、坑内に引き込んだりしたりできるような機械的構造を予めシールド掘進機に設置しておく等の機械構造方式による交換方法がある(第4従来例)。ちなみに、球体シールド掘進機は、円筒状の鞘管の内部に筒体をスライド自在に収納してなる親機の内部に、球体を回転自在に収納し、この球体内に回転カッタを備えた子機である掘進機を収納したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第1〜第4従来例には、次のような問題点があった。
まず、第1従来例では、交換位置で立坑を構築する必要があり、工程的に長期間を要し、かつコストが高くなる。さらに、立坑構築に広い用地の確保が必要となり、場所的な制約も伴う。
【0007】
また、第2従来例では、人力によって改良地盤の掘削、掘削土砂の撤去等の作業を行う必要があること、及びシールド掘進機と改良地盤との間の止水が必要であること、などから安全性に問題があり、さらに工程的に長期間を要する。
【0008】
また、第3従来例では、坑内から凍結工法によって地盤改良を行うため、小口径のシールドトンネルでは施工できず、凍結、解凍によって地盤変動の発生も予測される。さらに、工程的に長期間を要し、工費も高い。
【0009】
また、第4従来例の球体シールド掘進機を用いれば、シールド掘進機内から回転カッタの交換が可能となるものの、トンネル掘削用カッタ部分の構造が複雑になり、シールド掘進機の製造コストが高くなり、かつ掘進機そのものの全長も長くなってしまう。
【0010】
本発明の技術的課題は、構造が簡単で、シールド掘進機内で容易に回転カッタの再生作業を行えるようにすることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシールド掘進機の回転カッタ再生方法は、シールド掘進機のカッタヘッドの回転中心部に配置された筒状の回転体に、その前面を覆うようにプレートを固定し、プレートには、回転体内外を連通する孔を形成するとともに、径方向に伸縮可能にシールド掘進機前端の中心に配置されて縮退時にプレートの孔を挿通可能な回転カッタを離脱可能に固定してなるシールド掘進機を用いて、トンネル掘進途中で回転カッタを再生するにあたり、プレートの孔部後方に、回転カッタ抜き差し手段とゲートを備えた回転カッタ交換用ボックスを取り付け、回転カッタ抜き差し手段と回転カッタとを連結し、回転カッタをプレートから解放し、回転カッタを縮退させ、回転カッタを回転カッタ抜き差し手段にてプレートの孔より回転カッタ交換用ボックス内に引き込み、ゲートを閉め、回転カッタ交換用ボックスの回転カッタ収容部を開放し、回転カッタを部分的に又は全体を交換し、回転カッタ交換用ボックスの回転カッタ収容部を閉塞してからゲートを開き、再生回転カッタを、回転カッタ抜き差し手段にてプレートの孔よりプレート前面側に挿通させ、かつ伸長させ、伸長させた再生回転カッタをプレートに固定し、回転カッタ交換用ボックスを撤去することを特徴としている。
【0012】
また、この方法に用いられる装置は、シールド掘進機のカッタヘッドの回転中心部に配置された筒状の回転体と、回転体内外を連通する孔を有し、回転体前面を覆うように固定されたプレートと、径方向に伸縮可能で、縮退時に前記プレートの孔を挿通可能に形成され、かつシールド掘進機前端の中心に配置されて、プレートに離脱可能に固定された回転カッタと、を備えたものである。
【0013】
また、この装置において、プレートの前端面に、回転カッタの後端部が嵌合可能な溝を設け、溝の底部に前記孔を形成したものである。
【0014】
また、この装置において、回転カッタを径方向で複数に分割し、これら分割体を伸縮機構により径方向に拡縮可能に連結してなるものである。
【0015】
また、この装置において、回転体に着脱可能に回転カッタ交換用ボックスを取付け、回転カッタ交換用ボックスには、回転カッタ抜き差し手段と、回転カッタ抜き差し手段にて引き込まれた回転カッタを収容する蓋体付き回転カッタ収容室と、回転カッタ収容室をプレートの孔側空間から遮蔽して水密を保持するゲートとを設けたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の回転カッタ再生方法および装置を図1乃至図9により説明する。図1は本実施形態に係るシールド掘進機のカッタヘッド部のトンネル掘進時の状態を示す縦断面図、図2は図1のものを回転方向で90°異なる角度からみた横断面図、図3は回転カッタを回転カッタ交換用ボックス内に引き込む前の状態を示す図1相当の縦断面図、図4は図3のものを回転方向で90°異なる角度からみた図2相当の横断面図、図5は回転カッタを回転カッタ交換用ボックス内に引き込んだ状態を示す図1相当の縦断面図、図6は図5のものを回転方向で90°異なる角度からみた図2相当の横断面図、図7は図1のA−A線矢視断面図、図8は図1の状態において回転カッタとプレートとを分解して示す縦断面図、図9は図8のB−B線方向よりみたプレート部分の正面図である。
【0017】
本実施形態のシールド掘進機の前端部は、円筒状のスキンプレート1と、スキンプレート1の前端から少し後方内部に設けられた隔壁2を備えている。隔壁2の中央部にはコーン状の回転体3が回転可能に取り付けられ、この回転体3の先端側にスキンプレート1の前端を覆うようにカッタヘッド4が設けられ、カッタヘッド4と隔壁2の間に掘削チャンバ5が形成されている。そして、カッタヘッド4には、図9のように複数のカッタスポーク6が放射状に形成されている。
【0018】
また、回転体3の先端には、これを覆うようにプレート7が固定されている。プレート7には、図8、図9のようにその前端面に溝7aが設けられているとともに、溝7aの底部中央に孔7bが形成され、溝7aには、トンネル掘進時にフィッシュテールと呼ばれる回転カッタ8の後部が嵌合して図示しない固定手段によりプレート7に固定され、回転体3と一体に回転できるようになっている。回転体3そのものは、隔壁2の内側に設置されている図示しないた駆動モータからリングギアを介して動力が伝達され、回転できるようになっている。隔壁2の内側には、さらにスキンプレート押出ジャッキ60と、掘削チャンバ5内の掘削土を排出するためのスクリューコンベア70が設けられている。
【0019】
回転カッタ8は、径方向で複数(ここでは3つ)に分割され、これら分割体8a,8b,8cが例えばシリンダやターンバクルなどからなる伸縮機構9により径方向に拡縮可能に連結されている。すなわち、中央に位置する分割体8bに伸縮機構9の本体部9aが位置固定され、伸縮機構9の両端から突出するロッド部9b,9cに両側の分割体8a,8cが固定されていて、伸縮機構9のストロークエンドにて各分割体8a,8b,8cのカッタ部分で形成される山形の稜線が一致(連続)するように設定されている。また中央に位置する分割体8bは、先端部がカッタ8dに形成されているとともに、後端側が2枚のパネル8e,8f(図2)から構成され、パネル8e,8f間が両側の分割体8a,8cの縮退時の収容部8g(図1、図8)として構成されている。さらにパネル8e,8fの後端は、プレート7の孔7bを若干貫通する長さに設定され、その後端縁中央部には後述する回転カッタ抜き差し手段との連結部8hが設けられている。したがって、図1、図2のトンネル掘進時の状態下においては、パネル8e,8fの後端部の一部がプレート7の孔7bを貫通し、孔7bのエッジにて径方向移動が阻止され、さらに両肩部すなわち両側分割体8a,8cの後端縁がプレート7の溝7aの底部に当接した状態で、図示しない固定手段によってプレート7に固定されるようになっている。また図3、図4のように両側の分割体8a,8cを縮退させて収容部8g内に収容した際には、回転カッタ8全体をプレート7の孔7bを通して機内側に引き込めるようになっている。
【0020】
回転体3には、図3乃至図6のように着脱可能に回転カッタ交換用ボックス11が着脱可能に取り付けられるようになっている。回転カッタ交換用ボックス11は、基本的にプレート7の矩形の孔7bを囲むような断面を有して後方へ延びており、途中には、回転体3の円筒部後端との固定用フランジ12と、ボックス内空間を孔側空間である前方室13と後方の回転カッタ収容室14とに隔絶可能なゲート15が設けられ、ゲート15を閉じることで、回転カッタ収容室14の水密が保持されるようになっている。さらに回転カッタ収容室14は、図4のようにその一方の側面が開閉可能な蓋体16から形成されているとともに、その後端壁部に回転カッタ抜き差し手段であるシリンダ17が取り付けられている。シリンダ17は、そのピストンロッド17aの先端に、回転カッタ8の連結部8hとの係止部17bが設けられており、かつ回転カッタ8を回転カッタ収容室14内に引き込めるストロークを有している。
【0021】
また、回転体3には、図9のようにその周方向複数個所(ここでは4個所)に、カッタビット18を挿通可能なカッタビット供給孔3aが設けられ、これらカッタビット供給孔3aの位置に各カッタスポーク6が配置され固定されている。
【0022】
カッタスポーク6には、図7のように回転体3のカッタビット供給孔3aに連通して放射方向に延びるカッタビット装着溝6aが形成されている。カッタビット装着溝6aは、前面が開口する断面略コ字状を呈し、その前面開口であるスリット6bよりカッタビット18のビット部18aを突出させた状態でカッタビット装着溝6a内にカッタビット18のビット支持駒18bを収容できるようになっていて、複数のカッタビット18をスライド可能に一列に支持できるようになっている。
【0023】
また、カッタスポーク6の背面側には、カッタビット装着溝6a内のカッタビット列を解放可能に固定するカッタビット固定装置21が設けられている。カッタビット固定装置21は、各カッタビット18のビット支持駒18bの後面に形成した谷形の係止用凹部18cに嵌入可能な波状面22aを前面に有し、カッタビット装着溝6a内の各カッタビット18の背面側に挿入配置された係止用ブロック22と、係止用ブロック22の長手両端部を背面より支持して、係止用ブロック22をカッタビット列に対して進退駆動することで、カッタビット装着溝6a内の各カッタビット18を、スリット6bのエッジと波状面22aとで挟み付けて拘束、あるいはこれらの係合を解くことで解放する一対の油圧シリンダ23,24とから構成されている。
【0024】
また、回転体3の内部には、水密を保持されて回転体3と相対回動可能な内筒25が設けられている。内筒25には、図9のように回転体3の各カッタビット供給孔3aと選択的に合致する単一の開口25aが形成されているとともに、開口25aの内方に、新しいカッタビットをセットするための図示しないカッタビット供給装置が設けられていて、このカッタビット供給装置により、カッタヘッド4の回転中心側から新カッタビットを押し込み供給し、カッタビット装着溝6aの終端に位置する摩耗の激しい旧カッタビットを外周方向に押し出して順次新しいカッタビットに交換できるようになっている。
【0025】
次に、本実施形態によるシールド掘進機の回転カッタ再生方法について図1乃至図6に基づき図8、図9を参照しながら説明する。シールド掘進機の掘進時は、図1、図2のように回転カッタ8の分割体8a,8b,8cが伸縮機構9により伸長された状態でプレート7に固定され、回転体3と一体回転する。
【0026】
回転カッタ8を再生するには、まずカッタヘッド4の回転を停止させ、ケーブルや油圧配管等、固定部と可動部の間を接続するロータリジョイントを撤去する。次いで、図3、図4のようにプレート7の孔7b部後方に、回転カッタ交換用ボックス11を取り付け、その回転カッタ抜き差し手段であるシリンダ17のピストンロッド17a先端の係止部17bと回転カッタ8の連結部8hとを連結してから、回転カッタ8の固定を解除してプレート7から解放するするとともに、回転カッタ8の両側分割体8a,8cを縮退させて収容部8g内に収容する。
【0027】
次に、シリンダ17のピストンロッド17aを縮退させて、回転カッタ8をプレート7の孔7bより回転カッタ交換用ボックス11内に引き込み、図5、図6のように回転カッタ収容室14内に収容してから、ゲート15を閉じ、回転カッタ収容室14内の水密を確保する。
【0028】
次いで、回転カッタ収容室14の蓋体16を取り外し、回転カッタ8の分割体8a,8b,8cのうち、例えば比較的摩耗の激しい両側分割体8a,8cを交換し、または摩耗状態により分割体8a,8b,8全部を交換する。その後、前述とは逆の手順により、再生回転カッタをカッタヘッド4の先端に設置する。
【0029】
すなわち、回転カッタ収容室14の蓋体16を閉じてからゲート15を開き、シリンダ17のピストンロッド17aを伸長させて、再生回転カッタをプレート7の孔7bよりプレート前面側に挿通させる。次いで、再生回転カッタの両側分割体をプレート7の溝7a内でストロークエンドまで伸長させた後、再生回転カッタを図示しない固定手段にてプレート7に固定する。その後、シリンダ17のピストンロッド17a先端の係止部17bと回転カッタ8の連結部8hとの連結を解き、回転カッタ交換用ボックス11を撤去し、ロータリジョイントを設置する。
【0030】
なお、前述の実施形態では回転カッタを3分割したものを例に挙げて説明したが、それ以上の数に分割してもよい。例えば両側分割体を、それぞれテレスコピック状に複数段構造とし、伸長時に先の分割体の後端部と後の分割体の先端部が密嵌合(または係合)し、縮退時にはこれらが一体となって中央の分割体に形成してある収容部内に引き込まれて収容されるようにしてもよい。そのような構成を採用すれば、回転カッタの交換部位を摩耗の激しい限定された特定部位のみとすることが可能となり、経済性が向上する。さらに、伸縮機構と分割体との連結は、基本的に両側における最先端の分割体との連結となるため、前述の実施形態のものと同様、伸縮機構を単一構成とすることができる。
【0031】
また、前述の実施形態では直線状の回転カッタを例に挙げて説明したが、これに限るものでなく、例えば十字形あるいは星形の回転カッタを用い、これらを径方向(放射方向を含む)に伸縮可能に構成するとともに、プレートにはこれらの後端部が嵌合可能な十字形あるいは星形の溝を形成し、その溝の底部にこれら十字形あるいは星形の回転カッタが縮退時に挿通可能な十字形あるいは星形の孔を設け、さらに回転体に着脱可能に取り付ける回転カッタ交換用ボックスも断面十字形あるいは断面星形のボックスとする。この場合、回転カッタの伸縮機構として十字形あるいは星形のシリンダを用いる。このシリンダは、伸長用の圧力室を十字形あるいは星形の中心部に共有化して設け、縮退用の圧力室は十字形あるいは星形に応じて個別に設ける。このようにすれば伸縮機構が単一構成となり、狭いスペースへの設置が可能となり、伸縮可能な十字形あるいは星形の回転カッタを実現することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、回転カッタを径方向に伸縮可能に構成するとともに、回転カッタを固定するプレートに、縮退時の回転カッタが挿通可能な孔を設けて、回転カッタのみを機内に引き込めるようにしたので、構造が簡単となり、機内で容易に回転カッタの再生作業を行うことができる安価なシールド掘進機を得ることができた。
【0033】
また、プレートの前端面に、回転カッタの後端部が嵌合可能な溝を設け、この溝の底部に縮退時の回転カッタが挿通可能な孔を形成したので、回転カッタ設置時の位置決め及び固定作業を容易に行うことができた。
【0034】
また、回転カッタを径方向で複数に分割し、これら分割体を伸縮機構により径方向に拡縮可能に連結したので、回転カッタの交換部位を比較的摩耗の激しい両側分割体のみとすることが可能となり、経済性が向上した。
【0035】
また、回転体に着脱可能に回転カッタ交換用ボックスを取付け、回転カッタ交換用ボックスには、回転カッタ抜き差し手段と、回転カッタ抜き差し手段にて引き込まれた回転カッタを収容する蓋体付き回転カッタ収容室と、回転カッタ収容室をプレートの孔側空間から遮蔽して水密を保持するゲートとを設けたので、回転カッタの再生作業をシールド掘進機内で容易かつ安全に行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るシールド掘進機のカッタヘッド部のトンネル掘進時の状態を示す縦断面図である。
【図2】図1のものを回転方向で90°異なる角度からみた横断面図である。
【図3】本実施形態に係るシールド掘進機の回転カッタを回転カッタ交換用ボックス内に引き込む前の状態を示す図1相当の縦断面図である。
【図4】図3のものを回転方向で90°異なる角度からみた図2相当の横断面図である。
【図5】本実施形態に係るシールド掘進機の回転カッタを回転カッタ交換用ボックス内に引き込んだ状態を示す図1相当の縦断面図である。
【図6】図5のものを回転方向で90°異なる角度からみた図2相当の横断面図である。
【図7】図1のA−A線矢視断面図である。
【図8】図1の状態において回転カッタとプレートとを分解して示す縦断面図である。
【図9】図8のB−B線方向よりみたプレート部分の正面図である。
【符号の説明】
3 回転体
4 カッタヘッド
7 プレート
7a プレートの溝
7b プレートの孔
8 回転カッタ
8a,8b,8c 分割体
9 伸縮機構
11 回転カッタ交換用ボックス
14 回転カッタ収容室
15 ゲート
16 蓋体
17 シリンダ(回転カッタ抜き差し手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for regenerating a rotary cutter of a shield machine.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as shield tunnel excavation work has become longer, maintenance of rotating cutters with a centering function called a shield bit or fishtail has become a problem. Various methods for exchanging cutters have been proposed. For example, a shaft for exchanging bits is built in the middle of the tunnel excavation position, and when a shield excavator arrives in this shaft, it is fixed to the tunnel excavator at the front end of the excavator in the shaft There is a replacement method using a middle shaft method in which replacement work of a cutter bit and a rotating cutter is performed (first conventional example).
[0003]
In addition, in the ground of the tunnel excavation planned position, an improved ground layer with high stability is formed by injecting a ground hardener, and stopped in a state where the tip of the shield excavator has entered the improved ground layer, Improving the front surface of the ground by improving the front surface of the tunnel excavation cutter from the chamber manhole and manually replacing the cutter bit and rotating cutter in the space formed on the front side of the tunnel excavation cutter. There is an exchange method by a method (second conventional example).
[0004]
Furthermore, after the shield machine reaches the bit exchange position, the ground around the front and front ends of the shield machine is improved to a highly stable ground from the inside of the tunnel by a freezing method. The improved soil on the front side of the excavation cutter is discharged manually, and the excavation cutter is replaced by a front-side ground improvement method after exchanging the cutter bit and rotary cutter in the space on the front side of the tunnel excavation cutter. There is a method (third conventional example).
[0005]
In addition, the shield machine itself has a dry space where the cutter bit can be replaced by a mechanical structure, or the excavation cutter can be swung back and forth or pulled into the mine as in the case of the spherical shield method, for example. There is a replacement method using a mechanical structure system such as a mechanical structure that can be installed in a shield machine in advance (fourth conventional example). By the way, the sphere shield machine is a child with a sphere slidably housed inside a master machine that slidably houses a cylindrical body inside a cylindrical sheath tube, and a rotator within the sphere. It is a machine that houses the excavator.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the first to fourth conventional examples have the following problems.
First, in the first conventional example, it is necessary to construct a shaft at the replacement position, which takes a long time in process and increases the cost. Furthermore, it is necessary to secure a large site for the construction of the shaft, and there are also locational restrictions.
[0007]
Further, in the second conventional example, it is necessary to perform work such as excavation of the improved ground and removal of excavated earth and sand, and the necessity of water stoppage between the shield machine and the improved ground. There is a problem with safety, and a long process is required.
[0008]
Further, in the third conventional example, since ground improvement is performed from the inside of the pit by a freezing method, construction cannot be performed in a small-diameter shield tunnel, and occurrence of ground fluctuation is also predicted due to freezing and thawing. Furthermore, the process takes a long time and the construction cost is high.
[0009]
In addition, if the spherical shield machine of the fourth conventional example is used, the rotary cutter can be replaced from within the shield machine, but the structure of the tunnel excavation cutter part becomes complicated and the manufacturing cost of the shield machine increases. In addition, the overall length of the excavator itself becomes longer.
[0010]
A technical problem of the present invention is to make it possible to easily regenerate a rotary cutter in a shield machine with a simple structure.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the rotating cutter regeneration method for a shield machine according to the present invention, a plate is fixed to a cylindrical rotating body arranged at the center of rotation of the cutter head of the shield machine so as to cover the front surface. A shield machine that forms a hole that communicates with the inside and outside of the rotating body, and that is arranged at the center of the front end of the shield machine so that it can expand and contract in the radial direction, and is fixed so that the rotary cutter can be inserted through the plate hole when retracted. In order to regenerate the rotary cutter during tunnel excavation, a rotary cutter replacement box equipped with a rotary cutter insertion / removal means and a gate is attached to the rear of the hole of the plate, and the rotary cutter insertion / removal means and the rotary cutter are connected. The rotary cutter is released from the plate, the rotary cutter is degenerated, and the rotary cutter is exchanged from the hole of the plate by the rotary cutter insertion / removal means. Pull in the box, close the gate, open the rotating cutter housing part of the rotating cutter replacement box, replace the rotating cutter partly or entirely, and close the rotating cutter housing part of the rotating cutter replacement box. Open the gate, insert the regenerative rotating cutter into the front side of the plate through the hole of the plate with the rotary cutter insertion / extraction means, fix the extended revolving rotating cutter to the plate, and remove the rotating cutter replacement box It is characterized by doing.
[0012]
The device used in this method has a cylindrical rotating body arranged at the center of rotation of the cutter head of the shield machine and a hole communicating with the outside of the rotating body, and is fixed so as to cover the front surface of the rotating body. And a rotating cutter that is extendable in the radial direction, formed so as to be able to be inserted through the hole of the plate when retracted, and disposed at the center of the front end of the shield machine and removably fixed to the plate. It is provided.
[0013]
In this apparatus, a groove in which the rear end portion of the rotary cutter can be fitted is provided on the front end surface of the plate, and the hole is formed in the bottom portion of the groove.
[0014]
Further, in this apparatus, the rotary cutter is divided into a plurality of parts in the radial direction, and these divided bodies are connected so as to be expandable / contractable in the radial direction by an expansion / contraction mechanism.
[0015]
Further, in this apparatus, a rotary cutter replacement box is detachably attached to the rotary body, and the rotary cutter replacement box has a rotary cutter insertion / removal means and a lid for accommodating the rotary cutter drawn by the rotary cutter insertion / removal means. A rotary cutter accommodating chamber and a gate for shielding the rotary cutter accommodating chamber from the hole side space of the plate and maintaining watertightness are provided.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a method and apparatus for regenerating a rotary cutter of a shield machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state of a cutter head portion of a shield machine according to the present embodiment during tunnel excavation, FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 showing a state before the rotary cutter is pulled into the rotary cutter replacement box, and FIG. 4 is a transverse sectional view corresponding to FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 showing a state in which the rotating cutter is drawn into the rotating cutter replacement box, and FIG. 6 is a transverse sectional view corresponding to FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, FIG. 8 is a longitudinal cross-sectional view showing the rotary cutter and the plate in an exploded state in the state of FIG. 1, and FIG. It is a front view of the seen plate part.
[0017]
The front end portion of the shield machine according to the present embodiment includes a
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
A rotating
[0021]
Further, as shown in FIG. 9, the
[0022]
As shown in FIG. 7, the
[0023]
Further, a cutter
[0024]
In addition, an
[0025]
Next, the rotating cutter regeneration method for the shield machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9 based on FIGS. At the time of digging by the shield machine, as shown in FIGS. 1 and 2, the divided
[0026]
In order to regenerate the
[0027]
Next, the
[0028]
Next, the
[0029]
That is, after closing the
[0030]
In the above-described embodiment, the rotary cutter is divided into three parts as an example, but it may be divided into a larger number. For example, the both-side divided body has a multi-stage structure in a telescopic manner, and the rear end portion of the previous divided body and the front end portion of the rear divided body are closely fitted (or engaged) at the time of extension, and these are integrated together at the time of degeneration. Then, it may be retracted and accommodated in the accommodating portion formed in the central divided body. By adopting such a configuration, it becomes possible to make the replacement part of the rotary cutter only a limited specific part where the wear is severe, thereby improving the economy. Furthermore, since the connection between the expansion / contraction mechanism and the divided body is basically the connection between the most advanced divided bodies on both sides, the expansion / contraction mechanism can have a single configuration as in the above-described embodiment.
[0031]
In the above-described embodiment, the linear rotary cutter has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a cross-shaped or star-shaped rotary cutter is used, and these are used in the radial direction (including the radial direction). The plate is formed with a cruciform or star-shaped groove that can be fitted to the rear end of the plate, and the cruciform or star-shaped rotating cutter is inserted into the bottom of the groove when retracted. A box for exchanging a rotating cutter provided with a possible cross-shaped or star-shaped hole and detachably attached to the rotating body is also a cross-shaped or star-shaped box. In this case, a cross-shaped or star-shaped cylinder is used as the expansion / contraction mechanism of the rotary cutter. In this cylinder, a pressure chamber for expansion is provided in common in the center of the cross or star, and a pressure chamber for degeneration is provided individually according to the cross or star. In this way, the expansion / contraction mechanism has a single configuration, can be installed in a narrow space, and an expandable / contractible cross-shaped or star-shaped rotating cutter can be realized.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rotary cutter is configured to be extendable and contractable in the radial direction, and the plate for fixing the rotary cutter is provided with a hole through which the rotary cutter can be inserted when the rotary cutter is retracted. As a result, the structure was simplified, and an inexpensive shield machine capable of easily regenerating the rotary cutter in the machine could be obtained.
[0033]
In addition, the front end surface of the plate is provided with a groove into which the rear end of the rotary cutter can be fitted, and a hole into which the rotary cutter can be inserted when retracted is formed at the bottom of the groove. Fixing work could be done easily.
[0034]
In addition, the rotary cutter is divided into a plurality of parts in the radial direction, and these divided parts are connected so that they can be expanded and contracted in the radial direction by an expansion / contraction mechanism. As a result, economic efficiency improved.
[0035]
In addition, a rotary cutter replacement box is detachably attached to the rotary body, and the rotary cutter replacement box accommodates the rotary cutter with a lid that holds the rotary cutter drawn in by the rotary cutter and the rotary cutter. Since the chamber and the gate for keeping the watertightness by shielding the rotating cutter housing chamber from the hole side space of the plate were provided, the regenerating work of the rotating cutter could be easily and safely performed in the shield machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state of a cutter head of a shield machine according to an embodiment of the present invention during tunnel excavation.
FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 as viewed from an angle different by 90 ° in the rotation direction.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 showing a state before the rotary cutter of the shield machine according to the present embodiment is drawn into the rotary cutter replacement box.
4 is a transverse cross-sectional view corresponding to FIG. 2 as seen from an angle different from that of FIG. 3 by 90 ° in the rotation direction.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 showing a state in which the rotary cutter of the shield machine according to the present embodiment is drawn into the rotary cutter replacement box.
6 is a transverse cross-sectional view corresponding to FIG. 2 as seen from an angle different from that of FIG. 5 by 90 ° in the rotation direction.
7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the rotary cutter and the plate in an exploded state in the state of FIG. 1;
FIG. 9 is a front view of the plate portion as seen from the direction of the line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
3 Rotating
Claims (5)
プレートの孔部後方に、回転カッタ抜き差し手段とゲートを備えた回転カッタ交換用ボックスを取り付ける工程と、
回転カッタ抜き差し手段と回転カッタとを連結する工程と、
回転カッタをプレートから解放する工程と、
回転カッタを縮退させる工程と、
回転カッタを回転カッタ抜き差し手段にてプレートの孔より回転カッタ交換用ボックス内に引き込み、ゲートを閉める工程と、
回転カッタ交換用ボックスの回転カッタ収容部を開放し、回転カッタを部分的に又は全体を交換する工程と、
回転カッタ交換用ボックスの回転カッタ収容部を閉塞してからゲートを開き、再生回転カッタを、回転カッタ抜き差し手段にてプレートの孔よりプレート前面側に挿通させ、かつ伸長させる工程と、
伸長させた再生回転カッタをプレートに固定する工程と、
回転カッタ交換用ボックスを撤去する工程と、
を有することを特徴とするシールド掘進機の回転カッタ再生方法。A plate is fixed to the cylindrical rotating body arranged at the center of rotation of the cutter head of the shield machine so as to cover the front surface, and the plate is formed with a hole communicating with the outside of the rotating body. Using a shield machine that is placed in the center of the front end of the shield machine so that it can expand and contract in the radial direction, and that can be removably fixed when retracted, the rotary cutter can be removed during tunnel tunneling. A method of playing,
Attaching a rotating cutter replacement box including a rotating cutter inserting / removing means and a gate to the rear of the hole of the plate;
Connecting the rotary cutter inserting / removing means and the rotary cutter;
Releasing the rotating cutter from the plate;
A step of degenerating the rotary cutter;
Drawing the rotary cutter into the rotary cutter replacement box from the hole of the plate by the rotary cutter inserting and removing means, and closing the gate;
Opening the rotary cutter housing of the rotary cutter replacement box, and replacing the rotary cutter partially or entirely;
A step of closing the rotary cutter housing portion of the rotary cutter replacement box and then opening the gate, and inserting and extending the regenerative rotary cutter from the hole of the plate to the front side of the plate by the rotary cutter insertion / extraction means; and
Fixing the extended regenerative rotation cutter to the plate;
Removing the rotating cutter replacement box;
A method for regenerating a rotary cutter of a shield machine, comprising:
前記回転体内外を連通する孔を有し、該回転体前面を覆うように固定されたプレートと、
径方向に伸縮可能で、縮退時に前記プレートの孔を挿通可能に形成され、かつシールド掘進機前端の中心に配置されて、前記プレートに離脱可能に固定された回転カッタと、
を備えたことを特徴とするシールド掘進機の回転カッタ再生装置。A cylindrical rotating body arranged at the center of rotation of the cutter head of the shield machine,
A plate having a hole communicating with the outside of the rotating body and fixed so as to cover the front surface of the rotating body;
A rotary cutter that is extendable in the radial direction, formed so as to be able to be inserted through the hole of the plate at the time of retraction, and disposed at the center of the front end of the shield machine, and removably fixed to the plate;
A rotating cutter regenerator for a shield machine, comprising:
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