JP3876255B2 - Method and apparatus for checking and maintaining chamber of tunnel excavator and tunnel excavator provided with the apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル掘削機のチャンバー内に挿入されたマニピュレータを介してトンネル掘削機や切羽の点検・保守を行うトンネル掘削機のチャンバー点検・保守方法及び装置並びに該装置を備えたトンネル掘削機に関する。   The present invention relates to a chamber excavator inspection / maintenance method and apparatus for inspecting / maintaining a tunnel excavator and a face via a manipulator inserted into the chamber of the tunnel excavator, and a tunnel excavator provided with the apparatus. .

図6に従来のトンネル掘削機の概略を示す。   FIG. 6 shows an outline of a conventional tunnel excavator.

図示のように、円筒形状をなす掘削機本体100の前部にはバルクヘッド101が固定されており、このバルクヘッド101には軸受102を介してカッタヘッド103の回転軸104が回転自在に支持されている。このカッタヘッド103は前面部に前方の切羽を掘削するカッタビット105が多数取り付けられていると共に、同カッタヘッド103とバルクヘッド101との間には、掘削土砂を集積するチャンバー106が形成されている。このチャンバー106内にはスクリューコンベヤ107の先端が臨入され、チャンバー106内の掘削土砂が掘削機本体100後方へ排出可能になっている。そして、カッタヘッド103の後部には駆動モータ108が装着され、この駆動モータ108によってカッタヘッド103が回転されるようになっている。   As shown in the figure, a bulkhead 101 is fixed to the front portion of a cylindrical excavator main body 100, and a rotary shaft 104 of a cutter head 103 is rotatably supported by the bulkhead 101 via a bearing 102. Has been. The cutter head 103 is provided with a number of cutter bits 105 for excavating the front face on the front surface, and a chamber 106 for collecting excavated earth and sand is formed between the cutter head 103 and the bulkhead 101. Yes. The front end of the screw conveyor 107 enters the chamber 106 so that the excavated earth and sand in the chamber 106 can be discharged to the rear of the excavator body 100. A drive motor 108 is attached to the rear portion of the cutter head 103, and the cutter head 103 is rotated by the drive motor 108.

従って、駆動モータ108を駆動しカッタヘッド103を回転させた状態で、図示しないシールドジャッキ等によって掘削機本体100を前進させると、カッタヘッド103のカッタビット105が前方の切羽を掘削することができる。そして、掘削土砂はカッタヘッド103のスリット等からチャンバー106内に取り込まれ、ここからスクリューコンベヤ107及び排土管等によってトンネルの外部に排出される。   Therefore, when the excavator body 100 is advanced by a shield jack or the like (not shown) while the drive motor 108 is driven and the cutter head 103 is rotated, the cutter bit 105 of the cutter head 103 can excavate the front face. . Then, the excavated earth and sand are taken into the chamber 106 through the slits of the cutter head 103 and discharged from the tunnel through the screw conveyor 107 and the earth discharging pipe.

特開平4−118499号公報JP-A-4-118499

ところで、上述したトンネル掘削機の稼働下において、土砂の粘着力が高い場合、掘削された土砂がチャンバー106内で付着圧密され、スクリューコンベヤ107まで流れ込むことがきわめて困難となり、掘進能率が低下する。同様に、カッタビット105が摩耗しても掘進能率が低下する。更に、切羽に存在する障害物と遭遇すれば、掘進不能となる場合もある。   By the way, when the adhesion force of earth and sand is high under the operation of the tunnel excavator described above, the excavated earth and sand are adhered and consolidated in the chamber 106, and it becomes extremely difficult to flow into the screw conveyor 107, and the excavation efficiency is lowered. Similarly, even if the cutter bit 105 is worn, the excavation efficiency decreases. Furthermore, if an obstacle present on the face is encountered, it may be impossible to dig.

上述した掘進能率の低下や掘進不能時は、従来、作業員がチャンバー106内に入って、圧密された土砂の除去や、カッタビット105の点検や交換、切羽状況の確認等の作業を行っていた。   When the digging efficiency is reduced or the digging is impossible, the worker has conventionally entered the chamber 106 to remove the compacted sediment, inspect and replace the cutter bit 105, and check the face condition. It was.

しかしながら、作業員がチャンバー106内に入り、安全に作業を行うためには、薬液注入工法や凍結工法等により予め地盤を改良する必要があり、そのための長期にわたる作業期間と多大な地盤改良費用が必要となるという問題点があった。また、圧気工法を併用する場合も多く、この場合は苛酷な環境下における作業員の負担が大きくなると共に作業能率も低下するという不具合があった。   However, in order for the worker to enter the chamber 106 and perform the work safely, it is necessary to improve the ground in advance by a chemical solution injection method, a freezing method, or the like, which requires a long work period and a large ground improvement cost. There was a problem that it was necessary. In addition, there are many cases in which the pneumatic construction method is used together. In this case, there is a problem that the burden on the worker in a harsh environment increases and the work efficiency also decreases.

尚、特許文献1では、シールド掘進機のカッタビット交換方法及び装置として、チャンバー内にマニピュレータを装備した作業函を進出させ、この作業函内からマニピュレータ及びマニピュレータ先端に装着したカッタビット交換治具を遠隔操作してカッタヘッド前面のカッタビットを交換する技術が開示されている。   In Patent Document 1, as a cutter bit exchanging method and apparatus for a shield machine, a work box equipped with a manipulator is advanced in a chamber, and a manipulator and a cutter bit exchanging jig attached to the tip of the manipulator are installed from the work box. A technique for exchanging a cutter bit in front of a cutter head by remote control is disclosed.

ところが、上記特許文献1に開示された技術にあっては、作業がカッタビットの交換だけに特化されてしまい、上述したような圧密された土砂の除去や、カッタビットの点検、切羽状況の確認等の作業を行なえないことから、トンネル掘削機の長距離施工化に十分に対応することができないという欠点がある。また、チャンバー内にマニピュレータを装備した作業函毎進出させるため、構造が大掛かりとなってコストアップを招来するという欠点もある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the work is specialized only for exchanging the cutter bit, and the removal of the compacted earth and sand as described above, the inspection of the cutter bit, and the face situation Since work such as confirmation cannot be performed, there is a drawback that it is not possible to sufficiently cope with long-distance construction of a tunnel excavator. Further, since each work box equipped with a manipulator is advanced into the chamber, there is a disadvantage that the structure becomes large and the cost is increased.

本発明はこのような問題を解決するものであって、トンネル掘削機や切羽の点検・保守作業を人為的作業に依存することなく機械的かつ能率的に行なって点検・保守にかかる作業時間を大幅に短縮することができるトンネル掘削機のチャンバー点検・保守方法及び装置並びに該装置を備えたトンネル掘削機を提供することを目的とする。   The present invention solves such a problem, and inspection and maintenance work for tunnel excavator and face is performed mechanically and efficiently without relying on human work, thereby reducing the work time for inspection and maintenance. It is an object of the present invention to provide a tunnel excavator chamber inspection / maintenance method and apparatus, and a tunnel excavator equipped with the apparatus, which can be greatly shortened.

上述の目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機のチャンバー点検・保守装置は、筒状をなす掘削機本体の前部に固定されて内部への掘削土砂の侵入を阻止するバルクヘッドと、該バルクヘッドの前方に装着されて回転駆動により前方の切羽を掘削するカッタヘッドとの間に、掘削土砂を集積するためのチャンバーを画成してなるトンネル掘削機において、前記バルクヘッドの後面側に位置してチャンバー点検・保守装置を設けると共に、該チャンバー点検・保守装置は、バルクヘッドに設けたゲートに開閉される装置本体内にマニピュレータを、前記ゲートの開時にはチャンバー内への進出が可能に格納すると共に、前記マニピュレータの先端部に点検用カメラと洗浄用高圧水ノズルとを取り付けてなることを特徴とする。   A chamber inspection / maintenance apparatus for a tunnel excavator according to the present invention for achieving the above-described object includes a bulkhead fixed to a front portion of a tubular excavator body and preventing intrusion of excavated soil into the inside. A tunnel excavator in which a chamber for accumulating excavated earth and sand is defined between the bulkhead and a cutter head mounted in front of the bulkhead and excavating a front face by rotational driving. The chamber inspection / maintenance device is located on the side, and the chamber inspection / maintenance device has a manipulator in the device body that is opened and closed by a gate provided in the bulkhead. It is possible to store it, and an inspection camera and a high-pressure water nozzle for cleaning are attached to the tip of the manipulator.

前記洗浄用高圧水ノズルは、前記点検用カメラのレンズ洗浄用高圧水ノズルと圧密土砂を除去・洗浄するための圧密土砂洗浄用高圧水ノズルとからなることを特徴とする。   The cleaning high-pressure water nozzle includes a lens cleaning high-pressure water nozzle of the inspection camera and a compacted soil cleaning high-pressure water nozzle for removing and cleaning the consolidated soil.

前記マニピュレータの先端部に、カッタヘッドに取り付けたカッタの摩耗量を計測するためのスケールを付設してなることを特徴とする。   A scale for measuring the amount of wear of the cutter attached to the cutter head is attached to the tip of the manipulator.

また、本発明に係るトンネル掘削機のチャンバー点検・保守方法は、筒状をなす掘削機本体の前部に固定されて内部への掘削土砂の侵入を阻止するバルクヘッドと、該バルクヘッドの前方に装着されて回転駆動により前方の切羽を掘削するカッタヘッドとの間に、掘削土砂を集積するためのチャンバーを画成してなるトンネル掘削機において、前記バルクヘッドの後面側から同バルクヘッドに設けたゲートの開時にマニピュレータをチャンバー内へ進出させ、このマニピュレータの先端部に取り付けた点検用カメラで目標位置を確認しながらマニピュレータの先端部を目標位置に移動させた後、マニピュレータの先端部に取り付けた洗浄用高圧水ノズルから高圧水を目標物周辺に向け噴射させて目標物周辺を洗浄することを特徴とする。   Further, the chamber inspection / maintenance method for a tunnel excavator according to the present invention includes a bulkhead that is fixed to a front portion of a tubular excavator body and prevents intrusion of excavated soil into the inside, and a front of the bulkhead. A tunnel excavator in which a chamber for accumulating excavated earth and sand is defined between a cutter head mounted on the cutter head and excavating a front face by rotational driving. The manipulator is advanced into the chamber when the provided gate is opened, and the tip of the manipulator is moved to the target position while checking the target position with the inspection camera attached to the tip of the manipulator. High pressure water is sprayed from the attached high pressure water nozzle for cleaning toward the periphery of the target to wash the periphery of the target.

前記目標物周辺の洗浄後に、点検用カメラで目標物の点検・保守を行なうことを特徴とする。   After the periphery of the target is cleaned, the target is inspected and maintained by an inspection camera.

前記目標物周辺の洗浄後に、点検用カメラのレンズに向けて洗浄用高圧水ノズルから高圧水を噴射してレンズの洗浄を行なうことを特徴とする。   After cleaning the periphery of the target, the lens is cleaned by spraying high-pressure water from a cleaning high-pressure water nozzle toward the lens of the inspection camera.

前記点検用カメラをカッタヘッドに取り付けた計測1箇所のカッタに対しマニピュレータにより平行移動させて複数枚の写真を撮影し、各々の画像の重なりより3次元画像を形成し、該3次元画像によりカッタの摩耗量を計測することを特徴とする。   The inspection camera attached to the cutter head is moved in parallel with one manipulator to take a plurality of photographs, and a three-dimensional image is formed from the overlap of the images. It is characterized by measuring the amount of wear.

また、本発明に係るトンネル掘削機は、筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体の前部に固定されて内部への掘削土砂の侵入を阻止するバルクヘッドと、該バルクヘッドの前方に装着されて回転駆動により前方の切羽を掘削するカッタヘッドと、前記バルクヘッドとカッタヘッドとの間に画成されて掘削土砂を集積するチャンバーとを備えると共に、前記バルクヘッドの後面側に前記チャンバー点検・保守装置を備えてなることを特徴とする。   A tunnel excavator according to the present invention includes a tubular excavator main body, a bulkhead fixed to the front portion of the excavator main body to prevent intrusion of excavated earth and sand, and a front of the bulkhead. And a chamber for excavating the front face by rotational driving, and a chamber defined between the bulk head and the cutter head for accumulating excavated earth and sand, on the rear surface side of the bulk head. A chamber inspection / maintenance device is provided.

本発明の構成によれば、トンネル掘削機や切羽の点検・保守作業を人為的作業に依存することなく機械的かつ能率的に行なって点検・保守にかかる作業時間を大幅に短縮することができる。また、チャンバー内へはマニピュレータのみが進出するので、装置本体側も併せて進出する場合に比べて、装置が大掛かりになることが回避される。   According to the configuration of the present invention, inspection and maintenance work for tunnel excavator and face can be performed mechanically and efficiently without depending on human work, and the work time required for inspection and maintenance can be greatly reduced. . In addition, since only the manipulator advances into the chamber, it is possible to prevent the apparatus from becoming large compared to the case where the apparatus main body also advances.

以下、本発明のチャンバー点検・保守方法及び装置並びに該装置を備えたトンネル掘削機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a chamber inspection / maintenance method and apparatus of the present invention and a tunnel excavator equipped with the apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の実施例1を示すトンネル掘削機の概略図、図2は同じくチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。   FIG. 1 is a schematic view of a tunnel excavator showing Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of essential parts of a chamber inspection / maintenance apparatus.

図1に示すように、トンネル掘削機(泥土圧式シールド掘進機等)の円筒形状をなす掘削機本体1の前部にはバルクヘッド2が固定されており、このバルクヘッド2には軸受3を介してカッタヘッド4の回転軸5が回転自在に支持されている。このカッタヘッド4は前面部に前方の切羽を掘削するカッタビット6が多数取り付けられていると共に、同カッタヘッド4とバルクヘッド2との間には、掘削土砂を集積するチャンバー7が形成されている。   As shown in FIG. 1, a bulkhead 2 is fixed to a front portion of a cylindrical excavator body 1 of a tunnel excavator (such as a mud pressure shield excavator), and a bearing 3 is attached to the bulkhead 2. The rotary shaft 5 of the cutter head 4 is supported rotatably. The cutter head 4 is provided with a number of cutter bits 6 for excavating the front face on the front surface, and a chamber 7 for accumulating excavated sediment is formed between the cutter head 4 and the bulkhead 2. Yes.

前記チャンバー7内にはスクリューコンベヤ8の先端が臨入され、チャンバー7内の掘削土砂が掘削機本体1後方へ排出可能になっている。また、前記カッタヘッド4の後部には駆動モータ9が装着され、この駆動モータ9によってカッタヘッド4が回転されるようになっている。   The front end of the screw conveyor 8 enters the chamber 7 so that excavated earth and sand in the chamber 7 can be discharged to the rear of the excavator body 1. A drive motor 9 is mounted on the rear portion of the cutter head 4, and the cutter head 4 is rotated by the drive motor 9.

従って、駆動モータ9を駆動しカッタヘッド4を回転させた状態で、図示しないシールドジャッキ等によって掘削機本体1を前進させると、カッタヘッド4のカッタビット6が前方の切羽を掘削することができる。そして、掘削土砂はカッタヘッド4のスリット等からチャンバー7内に取り込まれ、ここからスクリューコンベヤ8及び排土管等によってトンネルの外部に排出される。   Accordingly, when the excavator body 1 is advanced by a shield jack or the like (not shown) while the drive motor 9 is driven and the cutter head 4 is rotated, the cutter bit 6 of the cutter head 4 can excavate the front face. . And excavated earth and sand are taken in into the chamber 7 from the slit of the cutter head 4, etc., and are discharged | emitted from this to the exterior of a tunnel by the screw conveyor 8 and a soil discharge pipe.

そして、本実施例では、前記バルクヘッド2の上部にチャンバー点検・保守装置10が図示例では1個設置される。このチャンバー点検・保守装置10はバルクヘッド2の上部に限らず、他の部位に複数個設置されても良い。   In this embodiment, one chamber inspection / maintenance device 10 is installed above the bulkhead 2 in the illustrated example. The chamber inspection / maintenance apparatus 10 is not limited to the upper part of the bulkhead 2 and may be installed in a plurality of other parts.

前記チャンバー点検・保守装置10は、図2に示すように、バルクヘッド2に組み付けられたゲート11と、該ゲート11の後方に接続されて同ゲート11の開閉によりチャンバー7内と連通・遮断される固定外筒(装置本体)12と、該固定外筒12内を長手方向(掘削機本体1の前後方向)に摺動可能な土砂シール13付きの可動内筒14と、該可動内筒14と固定外筒12との間に架設されて可動内筒14を摺動させるジャッキ15と、同可動内筒14の前面部に支持されたマニピュレータ(もしくは位置制御可能な多軸アームロボット)16とを備える。   As shown in FIG. 2, the chamber inspection / maintenance device 10 is connected to and disconnected from the chamber 7 by opening and closing the gate 11 connected to the rear of the gate 11 and the gate 11 assembled to the bulkhead 2. A fixed outer cylinder (device main body) 12, a movable inner cylinder 14 with an earth and sand seal 13 slidable in the longitudinal direction (the longitudinal direction of the excavator main body 1), and the movable inner cylinder 14. And a fixed outer cylinder 12 and a jack 15 that slides the movable inner cylinder 14, and a manipulator (or position-controllable multi-axis arm robot) 16 supported on the front surface of the movable inner cylinder 14. Is provided.

前記マニピュレータ16の先端には、取付板17を介して照明及びズーム付きの点検用カメラ18と該点検用カメラ18のレンズ洗浄用高圧水ノズル19と圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20とが付設されている。レンズ洗浄用高圧水ノズル19は点検用カメラ18のレンズに向け高圧水(例えば1MPa)を噴射し得るようにノズルの向きが曲げられている。圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20は所要部位(目標物)に高圧水(例えば7.5MPa)を噴射して圧密土砂を除去・洗浄し得るように前方に真っ直ぐ指向されている。   An inspection camera 18 with illumination and zoom, a high-pressure water nozzle 19 for cleaning the lens of the inspection camera 18, and a high-pressure water nozzle 20 for cleaning compacted sediment are attached to the tip of the manipulator 16 through a mounting plate 17. ing. The direction of the nozzle of the high-pressure water nozzle 19 for lens cleaning is bent so that high-pressure water (for example, 1 MPa) can be sprayed toward the lens of the inspection camera 18. The high pressure water nozzle 20 for cleaning the compacted sand is directed straight forward so that high pressure water (for example, 7.5 MPa) can be sprayed onto a required portion (target) to remove and clean the compacted soil.

前記点検用カメラ18は、マニピュレータ16と共に図示しないケーブルを介して掘削機本体1に搭載された同じく図示しないコントローラに接続されると共に、コントローラには同じく図示しないモニタ装置が接続されている。また、レンズ洗浄用高圧水ノズル19と圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20は、図示しないホースを介して掘削機本体1に連結された同じく図示しない後続台車上の同じく図示しない洗浄ポンプユニットに接続されると共に、ジャッキ15は、図示しないホースを介して掘削機本体1に連結された同じく図示しない後続台車上の同じく図示しない油圧ポンプユニットに接続されている。洗浄ポンプユニットと油圧ポンプユニットは前記コントローラにも接続されている。   The inspection camera 18 is connected to a controller (not shown) mounted on the excavator body 1 via a cable (not shown) together with the manipulator 16, and a monitor device (not shown) is also connected to the controller. The high-pressure water nozzle 19 for cleaning the lens and the high-pressure water nozzle 20 for cleaning the compacted sediment are connected to a cleaning pump unit (not shown) on the subsequent carriage (not shown) connected to the excavator body 1 via a hose (not shown). In addition, the jack 15 is connected to a hydraulic pump unit (not shown) on a subsequent carriage (not shown) connected to the excavator body 1 via a hose (not shown). The cleaning pump unit and the hydraulic pump unit are also connected to the controller.

従って、マニピュレータ16と点検用カメラ18やレンズ洗浄用高圧水ノズル19及び圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20の作動がコントローラによって遠隔操作で制御されると共に、点検用カメラ18の画像がモニタ装置に映し出される。   Accordingly, the operation of the manipulator 16, the inspection camera 18, the lens cleaning high-pressure water nozzle 19 and the compacted sediment cleaning high-pressure water nozzle 20 is remotely controlled by the controller, and the image of the inspection camera 18 is displayed on the monitor device. It is.

このように構成されるため、トンネル掘削機や切羽の点検・保守作業時には、図においてマニピュレータ16が固定外筒12内に格納された状態でゲート11を開放し(ゲート11の開放は現場での手動のスイッチ操作でも良いし、前述したコントローラによる遠隔操作でも良い)、可動内筒14をジャッキ15の伸長で前方へ移動させれば、マニピュレータ16がチャンバー7内に進出する。このゲート11開放下においても、可動内筒14の外周面には土砂シール13が装着されているので、土砂や泥水が掘削機本体1内に侵入することはない。   Because of this configuration, when inspecting / maintaining the tunnel excavator and the face, the gate 11 is opened with the manipulator 16 stored in the fixed outer cylinder 12 in the figure (the gate 11 is opened at the site). When the movable inner cylinder 14 is moved forward by the extension of the jack 15, the manipulator 16 advances into the chamber 7. Even when the gate 11 is opened, the earth and sand seal 13 is mounted on the outer peripheral surface of the movable inner cylinder 14, so that earth and sand and muddy water do not enter the excavator body 1.

そして、マニピュレータ16は例えば6軸の自由度を持って構成されているので、マニピュレータ16先端部の任意位置への移動が、掘削機本体1の後方から遠隔操作で行なえる。この際、点検用カメラ18により、マニピュレータ16前方の状況がモニタ装置に映し出された画像により確認可能である。   Since the manipulator 16 has, for example, six degrees of freedom, the tip of the manipulator 16 can be moved to an arbitrary position from the back of the excavator body 1 by remote control. At this time, the situation in front of the manipulator 16 can be confirmed from the image projected on the monitor device by the inspection camera 18.

チャンバー7内やカッタビット6周辺の圧密土砂を除去・洗浄する場合は、後方のモニタ装置に映し出された画像(以下、モニタ映像という)により圧密位置を確認しながら目的位置にマニピュレータ16先端部を遠隔操作で近づけ、圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20から圧密土砂部に向けて高圧水を噴射する。   When removing and washing the consolidated soil in the chamber 7 or around the cutter bit 6, the tip of the manipulator 16 is placed at the target position while confirming the consolidated position from the image projected on the rear monitor device (hereinafter referred to as a monitor image). The high pressure water is jetted from the high pressure water nozzle 20 for washing the compacted earth and sand toward the compacted earth and sand part by remote operation.

圧密土砂部が広範囲に渡って存在する場合も、マニピュレータ16先端部を移動させながら圧密部に向け高圧水を連続噴射することにより、容易に圧密土砂を除去することができる。   Even when the compacted earth and sand part exists over a wide range, the compacted earth and sand can be easily removed by continuously injecting high-pressure water toward the compacted part while moving the tip of the manipulator 16.

尚、カッタビット6周辺に圧密付着した土砂を除去・洗浄すれば、カッタビット6のモニタ映像による点検・保守が可能になる。同様に、切羽に存在する障害物周辺を洗浄すれば、モニタ映像による切羽障害物の確認も可能である。   In addition, if the sand and sand adhered to the periphery of the cutter bit 6 is removed and washed, inspection / maintenance of the cutter bit 6 using the monitor image becomes possible. Similarly, if the area around the obstacle existing on the face is washed, the face obstacle can be confirmed by the monitor image.

また、圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20から高圧水を噴射すれば、跳ね返った噴射水滴や土砂が点検用カメラ18のレンズに付着することにより、モニタ映像が不鮮明になる場合がある。その場合は、付着の都度、レンズ洗浄用高圧水ノズル19からレンズに向けて高圧水を噴射し、レンズを洗浄すれば良い。   Moreover, if high pressure water is jetted from the high pressure water nozzle 20 for washing the compacted sediment, the splashed water droplets and dirt may adhere to the lens of the inspection camera 18 and the monitor image may become unclear. In that case, the lens may be cleaned by spraying high-pressure water from the high-pressure water nozzle 19 for lens cleaning toward the lens every time it adheres.

点検・保守作業が終了すれば、マニピュレータ16を格納位置に戻し、ゲート11を閉じれば、再度シールド掘進が可能になる。   When the inspection / maintenance work is completed, the manipulator 16 is returned to the storage position, and when the gate 11 is closed, the shield can be dug again.

尚、点検・保守対象物はカッタビット6や切羽に存在する障害物のみならず、モニタ映像可能なもの(例えばチャンバー7内に存在する砂礫や異物、切羽土質の状態等)は全て可能である。また、上述した各点検・保守作業時は、チャンバー7内への土砂の崩壊を防ぐため、バルクヘッド2より切羽側を部分圧気工法にて圧気した状態下で作業を行なっても良い。   In addition, the inspection / maintenance object is not only an obstacle existing on the cutter bit 6 and the face, but can also be a monitor image (for example, gravel, foreign matter, face soil condition, etc. existing in the chamber 7). . Further, at the time of each inspection / maintenance operation described above, the work may be performed in a state in which the face side from the bulkhead 2 is pressurized by the partial pressure construction method in order to prevent the earth and sand from collapsing into the chamber 7.

このようにして、本実施例では、作業員がチャンバー7内に入ることなく安全に、かつ切羽を開放することなく容易に、圧密土砂の除去やチャンバー7内及び切羽の点検等が可能になる。また、チャンバー7内へはマニピュレータ16のみが進出するので、可動内筒14も併せて進出する場合に比べて装置が大掛かりになることが回避される。   In this way, in this embodiment, it is possible to remove the compacted soil and check the inside of the chamber 7 and the face safely without an operator entering the chamber 7 and easily without opening the face. . Moreover, since only the manipulator 16 advances into the chamber 7, it is avoided that the apparatus becomes large compared with the case where the movable inner cylinder 14 also advances.

図3は本発明の実施例2を示すチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。   FIG. 3 is a detailed view of the essential parts of a chamber inspection / maintenance apparatus showing Embodiment 2 of the present invention.

これは、実施例1におけるマニピュレータ16の取付板17にL字状のカッタビット用スケール21を付設し、カッタビット6に付着した土砂を圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20からの高圧水で除去・洗浄した後、スケール21をカッタビット6の摩耗部に沿わせ、スケール21に表示された目盛でカッタビット6(厳密にはチップ6a)の高さをモニタ映像を通して計測し得るようにした例である。   This is because the L-shaped cutter bit scale 21 is attached to the mounting plate 17 of the manipulator 16 in the first embodiment, and the sediment adhering to the cutter bit 6 is removed with the high-pressure water from the high-pressure water nozzle 20 for compacted sediment washing. In this example, the scale 21 is moved along the worn part of the cutter bit 6 after cleaning, and the height of the cutter bit 6 (strictly, the chip 6a) can be measured through the monitor image with the scale displayed on the scale 21. is there.

これによれば、実施例1と同様の作用・効果に加えて、カッタビット6の点検・保守も容易に行なえるという利点が得られる。   According to this, in addition to the same operation and effect as in the first embodiment, there is an advantage that the inspection and maintenance of the cutter bit 6 can be easily performed.

図4は本発明の実施例3を示すチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。   FIG. 4 is a detailed view of the essential parts of a chamber inspection / maintenance apparatus showing Embodiment 3 of the present invention.

これは、実施例2と同様に、実施例1におけるマニピュレータ16の取付板17にV溝型の計測部を備えたローラカッタ用スケール22を付設し、カッタヘッド4に装着されたローラカッタ6Aに付着した土砂を圧密土砂洗浄用高圧水ノズル20からの高圧水で除去・洗浄した後、スケール22のV溝型の計測部をローラカッタ6Aの外周摩耗部に後方より挿入して、ローラカッタ6Aとスケール22の間に生じた隙間aをモニタ映像を通して読み取ることにより、摩耗量を計測し得るようにした例である。尚、ローラカッタ6Aは掘進時カッタヘッド4の回転に伴い自身も回転するため、摩耗はローラカッタ6Aの外周に対し均一に生じる。そのため、計測位置はローラカッタ6Aの後方でも良い。   As in the second embodiment, a roller cutter scale 22 having a V-groove measuring unit is attached to the mounting plate 17 of the manipulator 16 in the first embodiment, and the roller cutter 6A mounted on the cutter head 4 is attached to the roller cutter 6A. After the adhering earth and sand are removed and washed with high-pressure water from the high-pressure water washing nozzle 20 for compacting earth and sand, the V-groove measuring part of the scale 22 is inserted into the outer peripheral wear part of the roller cutter 6A from the rear, and the roller cutter 6A. This is an example in which the amount of wear can be measured by reading a gap a generated between the scale 22 and the scale 22 through a monitor image. Since the roller cutter 6A itself rotates with the rotation of the cutter head 4 during digging, wear occurs uniformly on the outer periphery of the roller cutter 6A. Therefore, the measurement position may be behind the roller cutter 6A.

これによれば、実施例1と同様の作用・効果に加えて、ローラカッタ6Aの点検・保守も容易に行なえるという利点が得られる。   According to this, in addition to the same operation and effect as the first embodiment, there is an advantage that the roller cutter 6A can be easily inspected and maintained.

図5は本発明の実施例4を示すチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。   FIG. 5 is a detailed view of the essential parts of a chamber inspection / maintenance apparatus showing Embodiment 4 of the present invention.

これは、実施例1におけるチャンバー点検・保守装置を用い、計測1箇所のカッタビット6に対し平行移動させた複数枚の写真を点検用カメラ18で撮影し、コントローラの画像処理部で各々の画像の重なりより3次元画像を形成し、該3次元画像によりカッタビット6(厳密にはチップ6a)の高さを計測し得るようにした例である。   The chamber inspection / maintenance apparatus in the first embodiment is used to take a plurality of photographs translated with respect to the cutter bit 6 at one measurement position by the inspection camera 18, and each image is processed by the image processing unit of the controller. This is an example in which a three-dimensional image is formed from the overlapping of the three, and the height of the cutter bit 6 (strictly, the chip 6a) can be measured from the three-dimensional image.

これによれば、実施例1と同様の作用・効果に加えて、スケールを用いることなくカッタビット6又はローラカッタ6Aの点検・保守も容易に行なえるという利点が得られる。   According to this, in addition to the same operation and effect as in the first embodiment, there is an advantage that the inspection and maintenance of the cutter bit 6 or the roller cutter 6A can be easily performed without using a scale.

本発明に係るトンネル掘削機は、泥土圧式シールド掘進機に限らず、土圧式シールド掘進機、泥水式シールド掘進機、機械式シールド掘進機やトンネルボーリングマシーン(TBM)等にも適用することができる。   The tunnel excavator according to the present invention can be applied not only to a mud pressure shield excavator but also to an earth pressure shield excavator, a mud shield excavator, a mechanical shield excavator, a tunnel boring machine (TBM), and the like. .

本発明の実施例1を示すトンネル掘削機の概略図である。It is the schematic of the tunnel excavator which shows Example 1 of this invention. 同じくチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。It is a principal part detail drawing of a chamber inspection and maintenance apparatus similarly. 本発明の実施例2を示すチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。It is a principal part detail drawing of the chamber inspection and maintenance apparatus which shows Example 2 of this invention. 本発明の実施例3を示すチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。It is a principal part detail drawing of the chamber inspection / maintenance apparatus which shows Example 3 of this invention. 本発明の実施例4を示すチャンバー点検・保守装置の要部詳細図である。It is a principal part detail drawing of the chamber inspection and maintenance apparatus which shows Example 4 of this invention. 従来のトンネル掘削機の概略図である。It is the schematic of the conventional tunnel excavator.

符号の説明Explanation of symbols

1 掘削機本体、2 バルクヘッド、3 軸受、4 カッタヘッド、5 回転軸、6 カッタビット、6A ローラカッタ、7 チャンバー、8 スクリューコンベヤ、9 駆動モータ、10 チャンバー点検・保守装置、11 ゲート、12 固定外筒、13 土砂シール、14 可動内筒、15 ジャッキ、16 マニピュレータ、17 取付板、18 照明及びズーム付きの点検用カメラ、19 レンズ洗浄用高圧水ノズル、20 圧密土砂洗浄用高圧水ノズル、21 カッタビット用スケール、22 ローラカッタ用スケール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator body, 2 Bulk head, 3 Bearing, 4 Cutter head, 5 Rotating shaft, 6 Cutter bit, 6A Roller cutter, 7 Chamber, 8 Screw conveyor, 9 Drive motor, 10 Chamber inspection / maintenance device, 11 Gate, 12 Fixed outer cylinder, 13 earth and sand seal, 14 movable inner cylinder, 15 jack, 16 manipulator, 17 mounting plate, 18 inspection camera with illumination and zoom, 19 high pressure water nozzle for lens cleaning, 20 high pressure water nozzle for compacted sediment cleaning, 21 Cutter bit scale, 22 Roller cutter scale.

Claims (8)

筒状をなす掘削機本体の前部に固定されて内部への掘削土砂の侵入を阻止するバルクヘッドと、該バルクヘッドの前方に装着されて回転駆動により前方の切羽を掘削するカッタヘッドとの間に、掘削土砂を集積するためのチャンバーを画成してなるトンネル掘削機において、前記バルクヘッドの後面側に位置してチャンバー点検・保守装置を設けると共に、該チャンバー点検・保守装置は、バルクヘッドに設けたゲートに開閉される装置本体内にマニピュレータを、前記ゲートの開時にはチャンバー内への進出が可能に格納すると共に、前記マニピュレータの先端部に点検用カメラと洗浄用高圧水ノズルとを取り付けてなることを特徴とするトンネル掘削機のチャンバー点検・保守装置。   A bulkhead fixed to the front of the tubular excavator main body to prevent the intrusion of excavated sediment into the interior, and a cutter head mounted in front of the bulkhead and excavating the front face by rotational drive In the tunnel excavator formed with a chamber for accumulating excavated sediment, a chamber inspection / maintenance device is provided on the rear surface side of the bulkhead, and the chamber inspection / maintenance device is A manipulator is stored in an apparatus main body that is opened and closed by a gate provided in the head, and when the gate is opened, an advancement into the chamber is possible, and an inspection camera and a cleaning high-pressure water nozzle are provided at the tip of the manipulator. A chamber inspection / maintenance device for a tunnel excavator characterized by being attached. 前記洗浄用高圧水ノズルは、前記点検用カメラのレンズ洗浄用高圧水ノズルと圧密土砂を除去・洗浄するための圧密土砂洗浄用高圧水ノズルとからなることを特徴とする請求項1記載のトンネル掘削機のチャンバー点検・保守装置。   2. The tunnel according to claim 1, wherein the high-pressure water nozzle for cleaning includes a high-pressure water nozzle for lens cleaning of the inspection camera and a high-pressure water nozzle for cleaning consolidated sand for removing and cleaning the consolidated soil. Excavator chamber inspection and maintenance equipment. 前記マニピュレータの先端部に、カッタヘッドに取り付けたカッタの摩耗量を計測するためのスケールを付設してなることを特徴とする請求項1又は2記載のトンネル掘削機のチャンバー点検・保守装置。   The chamber inspection / maintenance device for a tunnel excavator according to claim 1 or 2, wherein a scale for measuring a wear amount of a cutter attached to a cutter head is attached to a tip portion of the manipulator. 筒状をなす掘削機本体の前部に固定されて内部への掘削土砂の侵入を阻止するバルクヘッドと、該バルクヘッドの前方に装着されて回転駆動により前方の切羽を掘削するカッタヘッドとの間に、掘削土砂を集積するためのチャンバーを画成してなるトンネル掘削機において、前記バルクヘッドの後面側から同バルクヘッドに設けたゲートの開時にマニピュレータをチャンバー内へ進出させ、このマニピュレータの先端部に取り付けた点検用カメラで目標位置を確認しながらマニピュレータの先端部を目標位置に移動させた後、マニピュレータの先端部に取り付けた洗浄用高圧水ノズルから高圧水を目標物周辺に向け噴射させて目標物周辺を洗浄することを特徴とするトンネル掘削機のチャンバー点検・保守方法。   A bulkhead fixed to the front of the tubular excavator main body to prevent the intrusion of excavated sediment into the interior, and a cutter head mounted in front of the bulkhead and excavating the front face by rotational drive In the tunnel excavator having a chamber for accumulating excavated earth and sand, the manipulator is advanced into the chamber when the gate provided on the bulkhead is opened from the rear side of the bulkhead, and the manipulator While checking the target position with the inspection camera attached to the tip, move the tip of the manipulator to the target position, and then inject high-pressure water around the target from the high-pressure water nozzle for cleaning attached to the tip of the manipulator A method for inspecting and maintaining a chamber of a tunnel excavator characterized by cleaning the periphery of the target. 前記目標物周辺の洗浄後に、点検用カメラで目標物の点検・保守を行なうことを特徴とする請求項4記載のトンネル掘削機のチャンバー点検・保守方法。   5. The chamber inspection / maintenance method for a tunnel excavator according to claim 4, wherein the inspection / maintenance of the target is performed with an inspection camera after the periphery of the target is cleaned. 前記目標物周辺の洗浄後に、点検用カメラのレンズに向けて洗浄用高圧水ノズルから高圧水を噴射してレンズの洗浄を行なうことを特徴とする請求項4又は5記載のトンネル掘削機のチャンバー点検・保守方法。   6. The chamber of a tunnel excavator according to claim 4 or 5, wherein after cleaning around the target, the lens is cleaned by spraying high-pressure water from a high-pressure water nozzle for cleaning toward the lens of the inspection camera. Inspection and maintenance methods. 前記点検用カメラをカッタヘッドに取り付けた計測1箇所のカッタに対しマニピュレータにより平行移動させて複数枚の写真を撮影し、各々の画像の重なりより3次元画像を形成し、該3次元画像によりカッタの摩耗量を計測することを特徴とする請求項4,5又は6記載のトンネル掘削機のチャンバー点検・保守方法。   The inspection camera attached to the cutter head is moved in parallel with one manipulator to take a plurality of photographs, and a three-dimensional image is formed from the overlap of the images. 7. A method for checking and maintaining a chamber of a tunnel excavator according to claim 4, wherein the amount of wear of the tunnel excavator is measured. 前記請求項1乃至3のいずれかに記載したチャンバー点検・保守装置を備えたトンネル掘削機であって、筒状をなす掘削機本体と、該掘削機本体の前部に固定されて内部への掘削土砂の侵入を阻止するバルクヘッドと、該バルクヘッドの前方に装着されて回転駆動により前方の切羽を掘削するカッタヘッドと、前記バルクヘッドとカッタヘッドとの間に画成されて掘削土砂を集積するチャンバーとを備えると共に、前記バルクヘッドの後面側に前記チャンバー点検・保守装置を備えてなることを特徴とするトンネル掘削機。   A tunnel excavator provided with the chamber inspection / maintenance device according to any one of claims 1 to 3, wherein the excavator main body has a tubular shape, and is fixed to the front portion of the excavator main body. A bulkhead that prevents intrusion of excavated earth and sand, a cutter head that is mounted in front of the bulkhead and that excavates the front face by rotational driving, and is defined between the bulkhead and the cutterhead to remove excavated earth and sand A tunnel excavator comprising: a chamber for accumulation; and the chamber inspection / maintenance device on a rear surface side of the bulkhead.
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