JP3800680B2 - Multiple shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の回転カッタを有する多連型シールド掘進機に関する。
【0002】
【従来の技術】
多連型シールド掘進機は、シールドフレームの前面に複数の回転カッタを有し、これら回転カッタによって複数の円が連なった断面のトンネルを掘削するものである。この種の多連型シールド掘進機として、図6および図7に示すものが知られている。
【0003】
この多連型シールド掘進機は、断面ピーナッツ型に形成された筒状のシールドフレームaの前面に3個の回転カッタbが各カッタスポークcを噛み合わせて配置されている。この構成によれば、切羽の土砂は、各回転カッタbが同期回転されることにより、各回転カッタbで掘削されて一旦その後方の土砂取込室dに取り込まれ、その後図示しないスクリューコンベヤ等で機内側に搬送される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記多連型シールド掘進機にあっては、同一平面内にて各回転カッタbのカッタスポークcを噛み合わせているため、各カッタスポークc同士の周方向の間に、切羽と土砂取込室dとの間を連通するスペースSが生じてしまう。このため、自立性のある切羽ならよいが、切羽が崩壊性の高い軟弱地盤の場合、切羽の土砂が上記スペースSを通ってカッタbで掘削されることなく土砂取込室d内に侵入してしまい、切羽の保持が行えなかった。
【0005】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、崩壊性の高い軟弱地盤であっても、切羽の安定した保持が可能な多連型シールド掘進機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、シールドフレームの前部に設けられた隔壁に、切羽に臨むカッタ面板を有する回転カッタを同一面内にて間隔を隔てて複数設けると共に、これら回転カッタの間において上記回転カッタの回転域を避けて揺動する揺動カッタを上記回転カッタと同一面内に設けた多連型シールド掘進機であって、上記隔壁に、上記揺動カッタが取り付けられた揺動軸を軸支し、該揺動軸に、上記揺動カッタと上記隔壁との間に位置させて、上記揺動カッタと一体的に揺動する土止板を取り付け、該土止板は、切羽側から見て上記シールドフレームの内方にて少なくとも上記回転カッタ同士の間の部分を覆うように形成されたものである。
【0007】
本発明によれば、切羽の土砂は、回転カッタの回転と揺動カッタの揺動とによって掘削されつつ、各回転カッタのカッタ面板と、揺動カッタの揺動軸に設けられた土止板とにより、土止めされる。よって、崩壊性の高い軟弱地盤であっても、安定した切羽の保持が可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0009】
図1および図2は、本実施形態に係る泥水式多連型シールド掘進機1の正面図および平断面図を示すものである。
【0010】
図示するように、断面がピーナッツ型に形成された筒状のシールドフレーム2の前面の左右に、2個の回転カッタ3,4が所定間隔Lを隔てて同一平面内に配置されている。各回転カッタ3,4は、円板状のカッタ面板5に土砂取込用のスリット6を開口し、そのスリット6に沿ってビット7を複数取り付けた泥水シールド用のものが用いられている。
【0011】
カッタ面板5の背面には、図5に示すように各スリット6の開口面積を調節するシャッタ8が、平行リンク9およびシリンダ10を介してそれぞれ設けられている。各シャッタ8は、スリット6の開口面積を調節して土砂取込量を調節することにより、切羽を安定に保つように切羽の土圧水圧を制御する。また、掘削停止時には図5(b) に示すように各スリット6を完全に閉じ、切羽の崩壊を防止する。
【0012】
各回転カッタ3,4の回転軸11は、シールドフレーム2内を切羽側と坑内側とに仕切る隔壁12を貫通してその隔壁12に軸支されており、その坑内側回転軸11aに設けられた外歯ギヤ13に、隔壁12にブラケット14を介して取り付けられたモータ15のピニオン16が噛合されて回転駆動されるようになっている。なお、左右の回転カッタ3,4は、回転反力を打ち消すために、原則として相互に逆回転される。
【0013】
この構成によれば、左右の回転カッタ3,4をモータ15によって回転させると、切羽の土砂がビット7によって掘削され、その掘削土砂がスリット6を通してカッタ室17内に取り込まれる。カッタ室17は、隔壁12とカッタ面板5とシールドフレーム前端部2aとによって区画された土砂取込室である。カッタ室17内の土砂は、送泥管18から供給された泥水と混合され、還流泥水となって排泥管19を通って排出される。
【0014】
左右の回転カッタ3,4の間には、それら回転カッタ3,4の回転域を避けて揺動軸20廻りに揺動する(本実施例では20度の揺動角)揺動カッタ21が設けられている。揺動カッタ21は、三味線のばち状に形成された2枚の板を、揺動軸20を挟んで 180度間隔で背中合わせに接続した表板体22を備えている。
【0015】
表板体22の側面部22aの形状は、回転カッタ3,4のカッタ面板5の曲率と略一致する凹円弧状に形成されている。また、表板体22の端面部22bの形状は、切羽側から見てシールドフレーム2の外縁を覆う凸円弧状に形成されている。かかる表板体22には、4つの土砂取込用のスリット23が、揺動軸20を中心として放射状に開口されている。これらスリット23は、表板体22の裏面に設けられた前述した図5に示す如きシャッタ8によって、その開口面積が調節されるようになっている。
【0016】
表板体22には、スリット23に沿ってビット24が複数取り付けられている。各ビット24は、図4に示すように、径方向に位相がズラされて取り付けられており、揺動カッタ21が揺動した際に、異なった部分を掘削するようになっている。揺動カッタ21のビット24は、回転カッタ3,4のビット7より小型のものが用いられる。何故なら、揺動カッタ21は、20度の範囲で円弧状に往復動するに過ぎないため、回転カッタ3,4のように 360度回転して円状の切削パスとなるものより、切羽を少しずつ削る必要があるからである。
【0017】
表板体22の裏面には、その外周縁を区画するようにリブ25が設けられており、このリブ25および揺動軸20には、土止板26が取り付けられている。土止板26は、揺動軸20を中心としてシールドフレーム2より僅かに小径に形成された円板27に、左右の回転カッタの回転軸11を避ける逃げ部28を設けて構成されており、切羽側からみて揺動カッタ21の揺動域を覆う形状に成形されている。すなわち、上記逃げ部28は、土止板26の揺動時に、回転カッタ3,4のカッタ面板5の背後に隠れたままになるようになっている。
【0018】
土止板26は、切羽の土砂を当該土止板26で受け止め、土砂が直接カッタ室17内に侵入することを防止するものである。仮に、土止板26がないとすると、切羽の土砂が揺動カッタ21の側面部22aと回転カッタ3,4の側面部29との間(揺動域)から直接カッタ室17内に侵入してしまう。そして、一旦カッタ室17内に侵入した土砂は、揺動および回転カッタ3,4,21では掘削することができないので、カッタ室17内で固着する虞がある。
【0019】
これに対し、本実施形態のように土止板26を設ければ、切羽の土砂は、土止板26と揺動カッタ21の側面部22aのリブ25と回転カッタ3,4の側面部29のリブ30とで区画されたスペース31(三日月を半分にしたような形状)に挟み込まれ、揺動カッタ21の揺動によって削岩され潰される。そして、潰された土砂は、切羽側に廻り込んで回転カッタ3,4のスリット6および揺動カッタ21のスリット23を通って、カッタ室17内に送られる。
【0020】
なお、土止板26には、表板体22のスリット23を通った土砂をカッタ室17に導く取込口(図示せず)が形成されている。この土止板26の取込口は、表板体22のスリット23から揺動カッタ21内に取り込まれた掘削土砂を、カッタ室17に導く機能を発揮する。このようにしてカッタ室17内に取り込まれた土砂は、前述したように送泥管18から供給された泥水と混合され、還流泥水となって排泥管19を通って排出される。
【0021】
かかる掘削は、揺動カッタ21の揺動軸20が揺動され、その表板体22と土止板26とが一体的に揺動されることにより、達成される。揺動カッタ21の揺動軸20は、左右の回転カッタ3,4の回転軸11,11を結ぶ直線の中間に位置し、隔壁12を機内側に貫通して隔壁12に軸支されている。揺動軸20の切羽側の端部には、ビット32を備えたコーン体33が設けられている。
【0022】
他方、揺動軸20の機内側の部分には、図3に示すように、2本の揺動アーム34が 180度間隔で一直線状に設けられている。各揺動アーム34の先端部には、揺動ジャッキ35の伸縮ロッド部35aが、ピン36を介して接続されている。各揺動ジャッキ35のシリンダ部35bは、隔壁12に取り付けられたブラケット37に、ピン38を介して支持されている。
【0023】
これら揺動ジャッキ35は、図示しないコントローラに接続されており、同期して伸縮するようになっている。また、揺動ジャッキ35の伸縮ストロークは、揺動カッタ21の表板体22が回転カッタ3,4の側面部29に接触しないように設定されており、揺動カッタ21のストッパをも兼ねている。
【0024】
以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。
【0025】
切羽を掘削するときは、左右の回転カッタ3,4用のモータ15,15および中央の揺動カッタ21用の揺動ジャッキ35を作動させる。すると、左右の回転カッタ3,4が回転(原則として相互に逆回転)すると共に中央の揺動カッタ21が揺動し、切羽が同一平面内で掘削される。
【0026】
ここで、切羽の土砂は、各回転カッタ3,4のカッタ面板5,5と、揺動カッタ21の揺動軸20に設けられた土止板26とにより、土止めされる。よって、崩壊性の高い軟弱地盤であっても、安定した切羽の保持が可能となる。なお、切羽の土圧水圧は、回転カッタ3,4および揺動カッタ21の各スリット6,23を開閉するシャッタ8の開度によって、自在に制御できる。
【0027】
すなわち、切羽の土砂は、回転カッタ3,4のカッタ面板5,5、揺動カッタ21の表板体22および土止板26に支持されつつ、各カッタ3,4,21のスリット6,23を通ってカッタ室17に導かれることとなり、切羽側とカッタ室17側とのシール性が高まる。これにより、崩壊性の高い軟弱地盤であっても、安定した切羽の保持が可能となるのである。
【0028】
また、揺動カッタ21は、左右の回転カッタ3,4の回転域を避けて揺動するため、回転カッタ3,4との重複掘削域がなくなる。よって、過剰な掘削力を装備する必要がなくなり、経済性が向上する。
【0029】
また、各カッタ3,4,21が互いに干渉しないため、全カッタ3,4,21を独立に制御できる。例えば、左右の岩盤の硬さが異なっていても、左右の回転カッタ3,4の回転速度を変えることで切羽の掘削状態を略一定に保つことができ、切羽を安定に保持できる。
【0030】
また、左右の回転カッタ3,4の回転速度を積極的に変えて、カーブ掘進することや、岩盤の硬さに応じて左右の掘進速度が一定となるように左右の回転カッタ3,4の回転速度を変えることも可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る多連型シールド掘進機によれば、次のような優れた効果を発揮できる。
【0032】
(1)切羽の土砂を各回転カッタのカッタ面板および揺動カッタの土止板によって土止めできるので、崩壊性の高い軟弱地盤であっても、切羽の安定した保持が可能となる。
【0033】
(2)揺動カッタと回転カッタとの重複掘削域がなくなるので、過剰な掘削力を装備する必要がなくなり、経済性が向上する。
【0034】
(3)各カッタが互いに干渉しないので、全カッタを独立に制御できる。よって、積極的に左右の回転速度を変えてカーブ掘進すること等も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す多連型シールド掘進機(泥水式)の正面図である。
【図2】上記多連型シールド掘進機の平断面図である。
【図3】上記多連型シールド掘進機の背面図である。
【図4】上記多連型シールド掘進機の揺動カッタが揺動したときの各ビットの軌跡を示す図である。
【図5】上記多連型シールド掘進機のカッタに形成されたスリットを開閉するシャッタを示す図である。
【図6】従来例を示す多連型シールド掘進機の正面図である。
【図7】上記多連型シールド掘進機の平断面図である。
【符号の説明】
1 多連型シールド掘進機
3 回転カッタ
4 回転カッタ
5 カッタ面板
20 揺動軸
21 揺動カッタ
26 土止板
L 所定間隔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multiple shield excavator having a plurality of rotating cutters.
[0002]
[Prior art]
The multiple-type shield machine has a plurality of rotating cutters on the front surface of the shield frame, and excavates a tunnel having a cross section in which a plurality of circles are connected by these rotating cutters. As this type of multiple shield machine, the one shown in FIGS. 6 and 7 is known.
[0003]
In this multiple shield machine, three rotary cutters b are arranged in mesh with each cutter pork c on the front surface of a cylindrical shield frame a formed in a peanut cross section. According to this configuration, the earth and sand of the face is excavated by each rotary cutter b and is once taken into the earth and sand taking-in chamber d after the rotary cutters b are synchronously rotated. Is transported to the inside of the machine.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described multiple shield excavator, the cutter pork c of each rotary cutter b is meshed in the same plane, so that the face and the sand removal are between the circumferential directions of the cutter porks c. A space S communicating with the entrance room d is generated. For this reason, a self-supporting face is sufficient, but when the face is soft ground with high collapsibility, the sand of the face enters the earth and sand intake chamber d without being excavated by the cutter b through the space S. The face could not be held.
[0005]
An object of the present invention, which was created in view of the above circumstances, is to provide a multiple shield excavator capable of stably holding a face even on a soft ground having a high collapse property.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To accomplish the above object, the partition wall provided in the front part of the shield frame, a rotary cutter having a cutter face plate facing the working face spaced Te in the same plane plurality Rutotomoni, these rotating cutter a multiple-type shield machine a rocking cutter swings to avoid the rotation range of Oite the rotary cutter provided on the rotary cutter and the same plane during, in the partition wall, the swing cutter journaled an attached pivot shaft, the said pivot shaft, and is positioned between the swing cutter and the partition wall, fitted with a soil retaining plate for integrally swinging and the swing cutter, the The earth plate is formed so as to cover at least a portion between the rotary cutters inside the shield frame as viewed from the face side .
[0007]
According to the present invention, the earth and sand of the working face is excavated by the rotation of the rotary cutter and the swing of the swing cutter, and the earth plate provided on the swing face plate of each rotary cutter and the swing shaft of the swing cutter. And the earth is stopped. Therefore, even if it is a soft ground with a high collapsibility, the stable face can be held.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0009]
FIG. 1 and FIG. 2 show a front view and a plan sectional view of a muddy water type
[0010]
As shown in the drawing, two
[0011]
On the back surface of the
[0012]
The
[0013]
According to this configuration, when the left and right
[0014]
Between the left and right
[0015]
The shape of the side surface portion 22 a of the
[0016]
A plurality of
[0017]
[0018]
The
[0019]
On the other hand, when the retaining
[0020]
The retaining
[0021]
Such excavation is achieved by swinging the
[0022]
On the other hand, as shown in FIG. 3, two oscillating
[0023]
These swing jacks 35 are connected to a controller (not shown) and extend and contract synchronously. The expansion / contraction stroke of the swinging
[0024]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
[0025]
When excavating the face, the
[0026]
Here, the earth and sand of the face is stopped by the
[0027]
That is, the earth and sand of the face is supported by the
[0028]
Further, since the
[0029]
Further, since the
[0030]
In addition, the left and
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the multiple shield machine according to the present invention, the following excellent effects can be exhibited.
[0032]
(1) Since the earth and sand of the face can be earthed by the cutter face plate of each rotary cutter and the earth plate of the swinging cutter, the face can be stably held even on soft ground with high collapse.
[0033]
(2) Since there is no overlapping excavation area between the oscillating cutter and the rotating cutter, it is not necessary to equip an excessive excavation force, and the economy is improved.
[0034]
(3) Since each cutter does not interfere with each other, all the cutters can be controlled independently. Therefore, it is also possible to excavate a curve by actively changing the left and right rotational speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a multiple shield machine (muddy water type) showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view of the multiple shield machine.
FIG. 3 is a rear view of the multiple shield machine.
FIG. 4 is a diagram showing the trajectory of each bit when the swing cutter of the multiple shield machine is swung.
FIG. 5 is a view showing a shutter that opens and closes a slit formed in a cutter of the multiple shield machine.
FIG. 6 is a front view of a multi-shield shield machine showing a conventional example.
FIG. 7 is a plan sectional view of the multiple shield machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記隔壁に、上記揺動カッタが取り付けられた揺動軸を軸支し、該揺動軸に、上記揺動カッタと上記隔壁との間に位置させて、上記揺動カッタと一体的に揺動する土止板を取り付け、
該土止板は、切羽側から見て上記シールドフレームの内方にて少なくとも上記回転カッタ同士の間の部分を覆うように形成されたことを特徴とする多連型シールド掘進機。 A partition wall provided in the front part of the shield frame, a rotary cutter having a cutter face plate facing the working face spaced Te in the same plane plurality Rutotomoni, speed range Oite the rotating cutter between these rotating cutter A multiple shield excavator provided with a swinging cutter that swings in the same plane as the rotating cutter ,
In the partition, and pivotally supports the pivot shaft of the swing cutter is attached, to the pivot shaft, and is positioned between the swing cutter and the partition wall, the swing cutter integrally with the rocking Attach a moving stop plate,
The multiple shield shield machine, wherein the earth plate is formed so as to cover at least a portion between the rotary cutters inside the shield frame as viewed from the face side .
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JP24049796A JP3800680B2 (en) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | Multiple shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP24049796A JP3800680B2 (en) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | Multiple shield machine |
Publications (2)
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---|---|
JPH1088972A JPH1088972A (en) | 1998-04-07 |
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Family Applications (1)
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JP24049796A Expired - Fee Related JP3800680B2 (en) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | Multiple shield machine |
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1996
- 1996-09-11 JP JP24049796A patent/JP3800680B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH1088972A (en) | 1998-04-07 |
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