JP4031642B2 - Structure of shield machine and method for replacing roller cutter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、地中にトンネルを構築するには、シールドマシンaが使用されている。
これは、構築するトンネルの利用用途に応じて、1台または大小様々なシールドを組み合わせて用いることができ、掘削する断面形状を変えることができる。
【0003】
堆積岩盤をシールドマシンaで掘進する場合、カッタヘッドcの前面にローラカッタbをカッタビットと併用して用いることが多い(図10参照)。
このローラカッタbは、前面に突出して配置しているため、磨耗は激しく、数百メートルの掘進でローラカッタbを交換せざるを得ない場合もある。
このため、磨耗したローラカッタbは交換する必要があり、その手段として掘進するシールドマシンaを一旦停止した後、シールドマシンaを後退し、切羽とカッタヘッドc間に形成された空間に作業員が出てローラカッタbの交換作業を人力で行なうものであった(図9参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来のシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法にあっては、次のような問題点がある。
<イ>ローラカッタの交換は、切羽とカッタヘッドとの間に形成する空間に作業員が出て交換作業を行なう。
そのため、海底下等で湧水の多い場合には、ローラカッタの交換作業を行なうことができず、またシールドマシンの外へ出るため、作業員には地盤の崩壊等による危険が伴う。
<ロ>また、シールド外で交換作業を行なう作業員の安全を確保するために、薬液注入工法等の地盤改良によって地盤強化を行なうことがある。
そのため、工事期間や多大な工事費用または労力等が必要になり経済的ではない。その他、地盤改良による自然破壊も懸念される。
<ハ>さらに、地盤の強化を行なうまでは、シールド外での作業には危険が伴うため、地盤改良はシールドマシン内部から行なう必要がある。
そのため、作業効率が悪く、また工事期間の延長に繋がる。
<ニ>ローラカッタの交換作業は、一旦掘進方向へ前進したシールドマシンを後退させ、切羽との間に形成した空間で行なわれる。
このため、作業効率が悪い。
【0005】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、シールドマシンのローラカッタの交換を海面下等で湧水量が多い場所においても交換することのできるシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法を提供することを目的とする。
また、ローラカッタの交換に危険が伴わず、安全に交換することができるシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法を提供することを目的とする。
特に、ローラカッタを交換するために地盤強化が不要で、工事期間や多大な工事費用または労力を極力不要としたシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法を提供することを目的とする。
このほか、ローラカッタを交換するために地盤改良等による自然破壊が少ないシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法を提供することを目的とする。
さらに、ローラカッタの交換作業に十分な空間をシールドマシン内部に有するシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法を提供することを目的とする。
このうえ、ローラカッタの交換作業に伴いシールドマシンの余堀りを必要としないシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法を提供することを目的とする。
また、シールドカッタに配置する全てのローラカッタの交換作業を極力最小限の装置や設備等で行なうことのできるシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明のシールドマシンの構造は、シールドマシンの掘進面を環状に形成する外周カッタと、前記外周カッタの内側に配置する中央カッタとによりカッタヘッドを構成し、前記外周カッタと前記中央カッタとは一体または別体で回転および掘進方向への移動が可能であるシールドマシンの構造において、前記外周カッタには周方向に複数配置する掘進方向に突設した脱着式のローラカッタを設け、前記中央カッタの掘進方向と反対の面には前記ローラカッタをカッタヘッドの径方向へ移動する交換用引抜ジャッキを設け、前記中央カッタの掘進方向と反対の側には前記ローラカッタを収納して交換作業を行なう空間である作業ロックを配置している。
【0007】
また、本発明のシールドマシンンの構造は、シールドマシンの掘進面を環状に形成する外周カッタと、前記外周カッタの内側に配置する中央カッタとによりカッタヘッドを構成し、前記外周カッタと前記中央カッタとは一体または別体で回転および掘進方向への移動が可能であるシールドマシンの構造において、前記中央カッタには周方向に複数配置する掘進方向に突設した脱着式のローラカッタを設け、前記外周カッタの掘進方向と反対の面には前記ローラカッタをカッタヘッドの径方向へ移動する交換用押出ジャッキを設け、前記中央カッタの掘進方向と反対の側には前記ローラカッタを収納して交換作業を行なう空間である作業ロックを配置している。
【0008】
さらに、本発明のシールドマシンの構造は、シールドマシンの掘進面を環状に形成する外周カッタと、前記外周カッタの内側に配置する中央カッタとによりカッタヘッドを構成し、前記外周カッタと前記中央カッタとは一体または別体で回転および掘進方向への移動が可能であるシールドマシンの構造において、前記外周カッタには周方向に複数配置する掘進方向に突設した脱着式のローラカッタを設け、また外周カッタの掘進方向と反対の面には前記ローラカッタをカッタヘッドの径方向へ移動する交換用押出ジャッキを設けて、前記中央カッタには周方向に複数配置する掘進方向に突設した脱着式のローラカッタを設け、またそ中央カッタの掘進方向と反対の面には前記ローラカッタを径方向へ移動する交換用引抜ジャッキを設け、前記中央カッタの掘進方向と反対の側には前記ローラカッタを収納して交換作業を行なう空間である作業ロックを配置している。
【0009】
特に、本発明のシールドマシンの構造は、前記の何れかに記載のシールドマシンの構造において、前記作業ロック内に掘進方向に伸縮可能な受け渡しジャッキを格納しており、前記受け渡しジャッキによって前記作業ロック内に前記ローラカッタを取り入れることを特徴としている。
【0010】
また、本発明のシールドマシンの構造のローラカッタを交換する方法は、前記のシールドマシンの構造を使用して、カッタヘッドの回転を停止し、前記外周カッタに配置する交換の必要な前記ローラカッタと前記中央カッタに配置する前記交換用引抜ジャッキを、カッタヘッドの回転によって夫々を一直線上に配置し、前記カッタヘッドの一方の掘進方向への移動により、前記ローラカッタおよび前記交換用引抜ジャッキを略同一平面上に配置し、前記交換用引抜ジャッキにより前記ローラカッタを中心方向へ引き寄せた後、前記ローラカッタを作業ロック内に収納し、前記作業ロック内で前記ローラカッタの交換作業を行なうことを特徴としている。
【0011】
また、本発明のシールドマシンの構造のローラカッタを交換する方法は、前記のシールドマシンの構造を使用して、カッタヘッドの回転を停止し、前記中央カッタに配置する交換の必要な前記ローラカッタと前記外周カッタに配置する交換押出用ジャッキを、カッタヘッドの回転によって夫々を一直線上に配置し、
前記カッタヘッドの一方の掘進方向への移動により、前記ローラカッタおよび前記交換用押出ジャッキを略同一平面上に配置し、前記交換用押出ジャッキにより前記ローラカッタを前記外周カッタへ引き寄せた後、夫々のカッタヘッド面を揃え、前記交換用押出ジャッキの押出しによって前記ローラカッタを作業ロックの前方へ移動し、その後前記ローラカッタを作業ロック内に収納し、前記作業ロック内で前記ローラカッタの交換作業を行なうことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0013】
<イ>全体の構成
図1にシールドマシンの概略断面図を示す。本発明は、単円の略円形のシールドカッタからなるシールドマシンである。
カッタヘッドの構成は、大きく分類すると環状を形成する外周カッタ11と、その内側を形成する中央カッタ21とからなる。
掘削時には、外周カッタ11と中央カッタ21はピン等の固定具によって両者を一体として回転する。
一方、この固定具を外せば、外周カッタ11と中央カッタ21は別体として別々に回転等することができる。
そのため、各カッタには夫々外周駆動モーター12、中央駆動モーター22を設けることができる。
【0014】
<ロ>外周カッタ
外周カッタ11には、脱着式のローラカッタ31を周方向に複数配置することができる。
このローラカッタ31は、カセット33内に納められており、このカセット33を納めるカセット溝35は外周カッタ11の掘進方向の前面に径方向へ向けて形成されている。カセット溝35は、中心方向へのみ開放していればよく、外方向へ開放しなくても良い。
また、外周カッタ11の背面には径方向に交換用押出ジャッキ5が設置されており、カッタの中心へ向けて伸縮する。
【0015】
<ハ>中央カッタ
中央カッタ21には、脱着式のローラカッタ32を周方向に複数配置することができる。
このローラカッタ32は、カセット33内に納められており、このカセット33を納めるカセット溝36は中央カッタ21の掘進方向の前面に径方向へ向けて形成されている。カセット溝36は、外方向へ開放していればよく、中央カッタ21の中心まで形成する必要はない。
また、中央カッタ21背面には径方向に交換用引抜ジャッキ4が設置されており、外側へ向けて伸縮するように配置されている。
【0016】
中央カッタ21の後方には、ローラカッタ31、32の交換スペースである作業ロック6が設けられており、さらに作業ロック6を覆うようにして形成する筒体81が中央カッタ2と一体をなして形成することができる。
中央カッタ21および筒体81は一体に形成し、筒体ガイド82に沿って掘進方向へ前後に移動することができる。
また、中央カッタ21のみが独立して移動することもできる。
【0017】
<ニ>ローラカッタ
ローラカッタ31、32は、それぞれカセット33内に組み込まれており、外周カッタ11、中央カッタ21の周方向に複数配置している。
カセット33は、ピン等の固定具によって各カッタに固定することができる。
カセット33の外形は、角形からなる立体形状であって、内形は、ローラカッタ31、32を容易に取り外して交換することができる構造とする(図4参照)。
ローラカッタ31、32は、カセット33からその一部を突出して配置しており、この突出する部分は掘進方向へ向けて各カッタに配置され、岩盤を掘削する部分となる。
カセット33の底面および径方向の側面には、各種ジャッキにより把持するための機構を設けることができる。
【0018】
また、カセット溝35の径方向に間隙が生じる場合等にはローラカッタ31を組みこまないカセット34を組み込んで砂等の侵入から防ぐことができる。
このカセット34とローラカッタ31、32を組み入れたカセット33には、径方向の力に対して両者を一体に形成して移動する機構を設けることができる。
たとえばカセット溝35の奥側から開放側へ向けて、カセット33、カセット34と順に配置する場合に、カセット34に中心方向への引張力を加えるとカセット33も連動して移動する。こうして、ローラカッタ31、32をカセット溝35から引き出し、交換することができる。
この結果、シールドカッタ面のどの場所へもローラカッタ31、32を配置することができ、また交換することもできる。
【0019】
<ホ>交換用引抜ジャッキ
交換用引抜ジャッキ4は、中央カッタ21の背面に径方向へ向けて配置することができる。
交換用引抜ジャッキ4は、カッタの外方向へ向けて伸縮自在であって、外周カッタ11に配置するローラカッタ31を中心方向へ引き出したり、また押出したりすることができる。
そのため、交換用引抜ジャッキ4の先端には、カセット33を把持、脱着するための機構を設ける。
【0020】
<ヘ>交換用押出ジャッキ
交換用押出ジャッキ5は、外周カッタ11の背面に径方向へ向けて配置することができる。
交換用押出ジャッキ5は、カッタの中心方向へ向けて伸縮自在であって、中央カッタ21に配置するローラカッタ32を外方向へ向けて引き出したり、また押出したりすることができる。
そのため、交換用押出ジャッキ5の先端には、カセット33を把持、脱着するための機構を設ける。
【0021】
<ト>作業ロック
作業ロック6は、ローラカッタ31、32を交換するための作業スペースであって、中央カッタ21の後方に配置している(図1参照)。
作業ロック6の前方開口部には、開閉自在のゲートを配置することができ、これによって外部との遮断を自由に行なうことができる。
また、作業ロック6は掘進方向に向けて単独で移動可能な機構を有することもできる。
【0022】
作業ロック6は、作業ロック6の周囲を覆うようにして形成する筒体81の内部に配置することができる。このほか筒体81の内部には、単独で中央カッタ21を回転する中央駆動モーター22を備えることもできる。
また筒体81および中央カッタ21を一体に形成して、中央カッタ21の前後移動に伴い連動させる構造としてもよく、また中央カッタ21を単独で移動する構造としてもよい。
この筒体81を移動する機構としては、たとえば筒体81の外部に掘進方向に伸縮可能な筒体移動ジャッキ83、またその反力を受ける反力材84を配置することによって筒体81を移動することができる。
つまり、一端を固定した筒体移動ジャッキ83の伸長によって一体に形成する筒体81、作業ロック6および中央カッタ21を掘進方向へ移動することができる。また、短縮によって、後退させることもできる。
中央カッタ21を移動する機構は、必ずしも上記の機構による必要はない。
【0023】
<チ>受け渡しジャッキ
受け渡しジャッキ7は、作業ロック6内部に掘進方向へ向けて配置しており、作業ロック6の開口部より突出して伸長できるように配置する。
受け渡しジャッキ7は、作業ロック6前方に位置するローラカッタ31、32を作業ロック6内に納めたり、あるいは作業ロック6内から新しく交換したローラカッタを所定の位置まで押出して移動することもできる。
そのため、受け渡しジャッキ7の先端には、ローラカッタ31、32を把持するための機構を設ける。
【0024】
次に本発明のシールドマシンを使用して外周カッタに配置するローラカッタを交換する方法の実施例について説明する。
【0025】
【実施例1】
<イ>所定の位置への配置
掘削するシールドマシンの回転を停止する(図2参照)。
回転を停止させた後、各カッタ同士を連結する固定具を解放して、外周カッタ11に配置するローラカッタ31および中央カッタ21の背面に配置する交換用引抜ジャッキ4をカッタの回転によって同一線上に配置する。
このとき、ローラカッタ31がカッタヘッドの上部に位置するように配置するのが好ましい。これは、掘削面より砂等がカセット溝35内に入り込むのを防ぐ為である。
<ロ>中央カッタヘッドの移動
次に中央カッタ21を前方に移動し、外周カッタ11に配置するローラカッタ31と中央カッタ21の背面に配置する交換用引抜ジャッキ4を掘進方向において同一平面上に配置する(図3参照)。この中央カッタ21の前方への移動には、岩盤の掘削を伴う移動であってもよい。
<ハ>ローラカッタの移動
その後、ローラカッタ31の固定を外周カッタ11より解放する。交換用引抜ジャッキ4を外方向へ伸長してローラカッタ31の側面を把持する。
ローラカッタ31をカセット溝35から引抜き、中央カッタ21の背面に引き込む。その後、中央カッタ21の後方に位置する作業ロック6の前面ゲートを開放し、受け渡しジャッキ7を伸長して、ローラカッタ31を把持する。
同時に交換用引抜ジャッキ4による把持を解放し、ローラカッタ31を作業ロック6内に取り込む。
<ニ>ローラカッタの交換
受け渡しジャッキ7によって作業ロック6内に取り込んだ後、作業ロック6の前方に位置するゲートを閉鎖する。
作業ロック6内に取り込まれたローラカッタ31は、カセット33より取り外し、新しいローラカッタ31に取り替えて受け渡しジャッキ7の先端に取り付ける。
以上の作業を巻き戻し、所定の位置へ新しく交換したローラカッタを配置する。
ローラカッタの交換が終われば同様の手順で外周カッタ11に配置するローラカッタ31を一通り交換することができる。
【0026】
【実施例2】
<イ>所定の位置への配置
掘削するシールドマシンの回転を停止する(図6参照)。
回転を停止させた後、各カッタ同士を連結する固定具を解放して、中央カッタ21に配置するローラカッタ32および外周カッタ11の背面に配置する交換用押出ジャッキ5をカッタの回転によって同一線上に配置する。
このとき、ローラカッタ32がカッタヘッド下部に位置するように配置するのが好ましい。これは、掘削面より砂等がカセット溝36内に入り込むのを防ぐ為である。
<ロ>中央カッタヘッドの移動
次に中央カッタ21を後方に移動させ、中央カッタ21に配置するローラカッタ32と外周カッタ11の背面に配置する交換用押出ジャッキ5を同一平面上に配置する(図7参照)。
<ハ>ローラカッタの移動
その後、ローラカッタ32の固定を中央カッタ21より解放する。交換用押出ジャッキ5を中心方向へ伸長してローラカッタ32の側面を把持する。
ローラカッタ32をカセット溝36から引抜き、外周カッタ11の背面に引き込んだ後、中央カッタ21を前方に移動して、中央カッタ21および外周カッタ11面を合わせる。
その後、交換用押出ジャッキ5の伸長によって、作業ロック6前方までローラカッタ32を押出す。同時に作業ロック6前面ゲートの開放および受け渡しジャッキ7の伸長によりローラカッタ32を把持する。
交換用押出ジャッキ5による把持を解放し、ローラカッタ32を作業ロック6内に取り込む。
<ニ>ローラカッタの交換
以後の新しいローラカッタへの交換手順は、前述の実施例1にならうものとする。
【0027】
【発明の効果】
本発明のシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
<イ>本発明のシールドマシンは、カッタヘッドを環状を形成する外周カッタとその内側を形成する中央カッタとからなり、中央カッタは掘進方向へ前後に移動することが可能で、脱着式のローラカッタと、中央カッタ後方にはローラカッタの交換作業を行なうことのできる作業ロックが配置しており、その前方はゲートによって外部との遮断をする構造である。
このため、新しいローラカッタの交換をするためにシールドマシンの外部へ出る必要がなく、これによって海面下等の湧水が多い場所やまた地下水の高い環境下でもローラカッタの交換が行なえる。また、地盤の崩壊等による危険が伴わない。
<ロ>ローラカッタの交換作業は、シールドマシン内に設けられた作業ロック内で行なうことができる。
このため、シールドマシンの外部へ出る必要がなく、安全に交換作業を行なうことができる。
また、シールド外へ出る必要がないため、地盤強化が不要である。その結果、工事期間の短縮、工事費用の削減および労力の軽減に繋がり経済的である。そして、自然に優しい。
<ハ>また、ローラカッタの交換スペースをシールドマシン内に設けるため、比較的大きな空間形成が可能であり、交換作業の効率化に繋がる。
<ニ>交換が必要なローラカッタは、各カッタヘッドの回転およびジャッキの伸縮のみによって、作業ロック内へ取り込むことができる。
このため、シールドの外に交換作業スペースを構築する必要がなく、余分なシールド本体の移動を必要としない。
<ホ>シールドマシンの内部には外部への出入りが自由なゲート付きの作業ロックを設けることができ、その開口部はゲートによって遮断されている。
このため、万が一シールドマシンが故障した際には、ゲートを開き作業ロックから外部へ出ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシールドマシンの構造の実施例の断面概略図。
【図2】本発明のシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法の実施例の正面概略図。
【図3】本発明のシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法の実施例の概略斜視図。
【図4】本発明のシールドマシンの構造のローラカッタの断面図。
【図5】本発明のシールドマシンの構造のローラカッタのカッタヘッドへの納まり詳細図。
【図6】本発明のシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法の実施例の正面概略図。
【図7】本発明のシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法の実施例の概略斜視図。
【図8】本発明のシールドマシンの構造及びそのローラカッタを交換する方法の実施例の概略斜視図。
【図9】従来のシールドマシンのローラカッタ交換時の説明図。
【図10】従来のシールドマシンの前面全景図。
【符号の説明】
11・・外周カッタ
21・・中央カッタ
31・・ローラカッタ
32・・ローラカッタ
4・・・交換用引抜ジャッキ
5・・・交換用押出ジャッキ
6・・・作業ロック
7・・・受け渡しジャッキ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shield machine structure and a method for replacing the roller cutter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a shield machine a is used to construct a tunnel in the ground.
According to the use application of the tunnel to be constructed, one or a combination of large and small shields can be used, and the cross-sectional shape to be excavated can be changed.
[0003]
When excavating the sedimentary rock mass with the shield machine a, the roller cutter b is often used in combination with the cutter bit on the front surface of the cutter head c (see FIG. 10).
Since the roller cutter b is disposed so as to protrude from the front surface, the roller cutter b is severely worn, and the roller cutter b may be replaced by excavation of several hundred meters.
For this reason, it is necessary to replace the worn roller cutter b. As a means for this, the shield machine a that digs up is temporarily stopped, then the shield machine a is retracted, and a worker is placed in the space formed between the face and the cutter head c. And the roller cutter b was replaced manually (see FIG. 9).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional shield machine structure and the method for replacing the roller cutter have the following problems.
<A> For exchanging the roller cutter, an operator goes out to a space formed between the face and the cutter head and performs the exchanging work.
For this reason, when there is a lot of spring water under the seabed or the like, the roller cutter cannot be replaced, and the worker goes out of the shield machine.
<B> In addition, in order to ensure the safety of workers who perform replacement work outside the shield, the ground may be strengthened by ground improvement such as a chemical injection method.
For this reason, a construction period, a large construction cost or labor is required, which is not economical. In addition, there is concern about natural destruction due to ground improvement.
<C> Furthermore, until the ground is strengthened, work outside the shield is dangerous, so it is necessary to improve the ground from inside the shield machine.
For this reason, the work efficiency is poor and the construction period is extended.
<D> The roller cutter replacement operation is performed in a space formed between the face and the shield machine once moved forward in the excavation direction.
For this reason, work efficiency is bad.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the shield machine structure capable of replacing the roller cutter of the shield machine even in a place where there is a large amount of spring water under the sea surface and the like. It is an object of the present invention to provide a method for replacing a roller cutter.
It is another object of the present invention to provide a shield machine structure and a method for replacing the roller cutter that can be safely replaced without danger in replacing the roller cutter.
In particular, it is an object of the present invention to provide a shield machine structure and a method for exchanging the roller cutter, in which ground reinforcement is not required for exchanging the roller cutter, and the construction period and the great construction cost or labor are eliminated as much as possible.
In addition, another object of the present invention is to provide a shield machine structure and a method for exchanging the roller cutter with less natural destruction due to ground improvement or the like for exchanging the roller cutter.
It is another object of the present invention to provide a shield machine structure having a sufficient space for replacing the roller cutter inside the shield machine and a method for replacing the roller cutter.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a shield machine structure and a method for exchanging the roller cutter that do not require excavation of the shield machine in accordance with the roller cutter replacement operation.
It is another object of the present invention to provide a shield machine structure and a method for exchanging the roller cutter, in which replacement work of all roller cutters arranged in the shield cutter can be performed with a minimum apparatus and equipment.
The present invention achieves at least one of these objects.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the shield machine structure of the present invention comprises a cutter head that includes an outer cutter that forms an excavation surface of the shield machine in an annular shape and a central cutter that is disposed inside the outer cutter. In the shield machine structure in which the outer cutter and the central cutter can be rotated or moved in the digging direction as a single body or separately, the outer cutter is provided with a plurality of protrusions arranged in the digging direction in the circumferential direction. A detachable roller cutter is provided, and a replacement pulling jack for moving the roller cutter in the radial direction of the cutter head is provided on a surface opposite to the digging direction of the central cutter , on the side opposite to the digging direction of the central cutter. Is provided with a work lock which is a space for accommodating the roller cutter and performing replacement work.
[0007]
In the shield machine structure of the present invention, a cutter head is constituted by an outer cutter that forms an excavation surface of the shield machine in an annular shape and a central cutter that is arranged inside the outer cutter, and the outer cutter and the center In the structure of the shield machine that is capable of rotating and moving in the digging direction integrally or separately from the cutter, the central cutter is provided with a detachable roller cutter projecting in the digging direction that is arranged in the circumferential direction. wherein the opposite surface and excavation direction of the outer peripheral cutter provided a replacement extrusion jack for moving the roller cutter in the radial direction of the cutter head, on the opposite side of the excavation direction of the central cutter is housed the roller cutter A work lock, which is a space for performing exchange work, is arranged.
[0008]
Furthermore, the structure of the shield machine according to the present invention is configured such that a cutter head is constituted by an outer cutter that annularly forms a digging surface of the shield machine and a central cutter disposed inside the outer cutter, and the outer cutter and the central cutter are arranged. And a shield machine structure capable of rotating and moving in the direction of excavation integrally or separately from each other, the outer cutter is provided with a detachable roller cutter projecting in the excavation direction and arranged in the circumferential direction. A removable extrusion jack that moves the roller cutter in the radial direction of the cutter head is provided on the surface opposite to the digging direction of the outer cutter , and a plurality of the central cutters are detachable so as to project in the digging direction in the circumferential direction. of the roller cutter is provided, on the opposite side with excavation direction Mataso central cutter provided a replacement drawing jack for moving the roller cutter in the radial direction, the The side opposite to the excavation direction of central cutters are arranged working lock is a space for performing a replacement operation by accommodating the roller cutter.
[0009]
In particular, the shield machine structure of the present invention is the shield machine structure according to any one of the above, wherein a transfer jack that can be expanded and contracted in a digging direction is stored in the work lock, and the work lock is provided by the transfer jack. The roller cutter is incorporated in the inside.
[0010]
Further, the method of replacing a roller cutter having a shield machine structure according to the present invention uses the shield machine structure to stop the rotation of the cutter head and to place the roller cutter on the outer periphery cutter. The replacement pull-out jacks arranged in the central cutter are arranged in a straight line by the rotation of the cutter head, and the roller cutter and the replacement pull-out jack are moved by moving the cutter head in one digging direction. The roller cutter is arranged on substantially the same plane, and the roller cutter is pulled in the center direction by the replacement pull-out jack, and then the roller cutter is housed in a work lock, and the roller cutter is replaced in the work lock. It is characterized by.
[0011]
The method of replacing a roller cutter having a shield machine structure according to the present invention uses the shield machine structure to stop the rotation of the cutter head and place the roller cutter in the central cutter in need of replacement. And the replacement extrusion jacks to be arranged on the outer cutter, each of which is arranged in a straight line by the rotation of the cutter head,
By moving the cutter head in one of the digging directions, the roller cutter and the replacement extrusion jack are arranged on substantially the same plane, and after the roller cutter is drawn to the outer peripheral cutter by the replacement extrusion jack, respectively. The roller cutter is moved forward of the work lock by pushing out the replacement extrusion jack, and then the roller cutter is housed in the work lock, and the roller cutter is replaced in the work lock. It is characterized by performing.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0013]
<A> Overall Configuration FIG. 1 is a schematic sectional view of a shield machine. The present invention is a shield machine including a substantially circular shield cutter of a single circle.
The configuration of the cutter head is roughly composed of an outer
At the time of excavation, the
On the other hand, if this fixture is removed, the
Therefore, each cutter can be provided with an outer peripheral drive motor 12 and a central drive motor 22, respectively.
[0014]
<B> Peripheral Cutter A plurality of
The
Further, a replacement extrusion jack 5 is installed on the back surface of the
[0015]
<C> Center Cutter The
The
Further, a replacement pull-out
[0016]
A work lock 6 which is a replacement space for the
The
Also, only the
[0017]
<D> Roller
The cassette 33 can be fixed to each cutter by a fixing tool such as a pin.
The outer shape of the cassette 33 is a three-dimensional shape formed of a square, and the inner shape has a structure in which the
The
A mechanism for gripping with various jacks can be provided on the bottom surface and the radial side surface of the cassette 33.
[0018]
Further, when a gap is generated in the radial direction of the
The cassette 33 in which the cassette 34 and the
For example, in the case where the cassette 33 and the cassette 34 are arranged in this order from the back side to the open side of the
As a result, the
[0019]
<E> Replacement extraction jack The
The replacement pull-out
Therefore, a mechanism for gripping and detaching the cassette 33 is provided at the tip of the replacement pull-out
[0020]
<F> Replacement Extrusion Jack The replacement extrusion jack 5 can be arranged on the back surface of the
The replacement extrusion jack 5 is extendable in the direction of the center of the cutter, and can pull out or extrude the
Therefore, a mechanism for gripping and detaching the cassette 33 is provided at the tip of the replacement extrusion jack 5.
[0021]
<G> Work lock The work lock 6 is a work space for exchanging the
A gate that can be freely opened and closed can be disposed at the front opening of the work lock 6, and thus can be freely blocked from the outside.
The work lock 6 can also have a mechanism that can move independently in the direction of excavation.
[0022]
The work lock 6 can be disposed inside a cylinder 81 that is formed so as to cover the periphery of the work lock 6. In addition, a central drive motor 22 that independently rotates the
Further, the cylindrical body 81 and the
As a mechanism for moving the cylinder 81, for example, a cylinder moving jack 83 that can be expanded and contracted in the digging direction and a reaction force member 84 that receives the reaction force are arranged outside the cylinder 81 to move the cylinder 81. can do.
That is, the cylindrical body 81, the work lock 6 and the
The mechanism for moving the
[0023]
<H> Delivery Jack
The
Therefore, a mechanism for gripping the
[0024]
Next, an embodiment of a method for exchanging the roller cutter arranged on the outer cutter using the shield machine of the present invention will be described.
[0025]
[Example 1]
<A> Arrangement at a predetermined position The rotation of the shield machine for excavation is stopped (see FIG. 2).
After stopping the rotation, the fixing tool for connecting the cutters to each other is released, and the
At this time, it is preferable to arrange the
<B> Movement of the center cutter head Next, the
<C> After moving the roller cutter, the
The
At the same time, the gripping by the
<D> After taking the roller cutter into the work lock 6 with the
The
The above operation is rewound and a newly replaced roller cutter is placed at a predetermined position.
When the replacement of the roller cutter is completed, it is possible to replace the
[0026]
[Example 2]
<A> Arrangement at a predetermined position The rotation of the shield machine for excavation is stopped (see FIG. 6).
After stopping the rotation, the fixing tool for connecting the respective cutters is released, and the
At this time, it is preferable to arrange the
<B> Moving the Central Cutter Head Next, the
<C> After moving the roller cutter, the
After the
Thereafter, the
The gripping by the replacement extrusion jack 5 is released, and the
<D> The replacement procedure for a new roller cutter after the replacement of the roller cutter is the same as in the first embodiment.
[0027]
【The invention's effect】
Since the structure of the shield machine of the present invention and the method for replacing the roller cutter are as described above, the following effects can be obtained.
<A> The shield machine of the present invention comprises an outer cutter that forms an annular shape of the cutter head and a central cutter that forms the inner side of the cutter head. An operation lock capable of exchanging the roller cutter is disposed behind the cutter and the central cutter, and the front of the cutter is shut off from the outside by a gate.
For this reason, it is not necessary to go outside the shield machine in order to replace a new roller cutter, so that the roller cutter can be replaced even in a place where there is a lot of spring water such as below the sea surface or in an environment where groundwater is high. In addition, there is no danger of ground collapse.
<B> The roller cutter can be replaced in a work lock provided in the shield machine.
For this reason, it is not necessary to go outside the shield machine, and the replacement work can be performed safely.
In addition, ground reinforcement is unnecessary because it is not necessary to go outside the shield. As a result, the construction period is shortened, construction costs are reduced, and labor is reduced, which is economical. And nature friendly.
<C> In addition, since a replacement space for the roller cutter is provided in the shield machine, a relatively large space can be formed, which leads to an efficient replacement operation.
<D> A roller cutter that needs to be replaced can be taken into the work lock only by rotation of each cutter head and expansion / contraction of the jack.
For this reason, it is not necessary to construct an exchange work space outside the shield, and it is not necessary to move an extra shield body.
<E> Inside the shield machine, a work lock with a gate that allows free access to the outside can be provided, and the opening is blocked by the gate.
For this reason, in the unlikely event that the shield machine breaks down, it is possible to open the gate and go outside from the work lock.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the structure of a shield machine of the present invention.
FIG. 2 is a schematic front view of an embodiment of the shield machine structure of the present invention and a method for replacing the roller cutter.
FIG. 3 is a schematic perspective view of an embodiment of the structure of the shield machine of the present invention and a method for replacing the roller cutter.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a roller cutter having a shield machine structure according to the present invention.
FIG. 5 is a detailed drawing of how the roller cutter of the shield machine structure of the present invention fits into the cutter head.
FIG. 6 is a schematic front view of an embodiment of the structure of the shield machine of the present invention and a method for replacing the roller cutter.
FIG. 7 is a schematic perspective view of an embodiment of the structure of the shield machine of the present invention and a method for replacing the roller cutter.
FIG. 8 is a schematic perspective view of an embodiment of the structure of the shield machine of the present invention and a method for replacing the roller cutter.
FIG. 9 is an explanatory diagram when replacing a roller cutter of a conventional shield machine.
FIG. 10 is a front view of a conventional shield machine.
[Explanation of symbols]
11. ·
Claims (6)
前記外周カッタには周方向に複数配置する掘進方向に突設した脱着式のローラカッタを設け、
前記中央カッタの掘進方向と反対の面には前記ローラカッタをカッタヘッドの径方向へ移動する交換用引抜ジャッキを設け、
前記中央カッタの掘進方向と反対の側には前記ローラカッタを収納して交換作業を行なう空間である作業ロックを配置したことを特徴とする、
シールドマシンの構造。A cutter head is constituted by an outer cutter that forms an excavation surface of the shield machine in an annular shape and a central cutter that is arranged inside the outer cutter, and the outer cutter and the central cutter are integrally or separately formed in a rotation and excavation direction. In the structure of a shield machine that can be moved to
The outer cutter is provided with a detachable roller cutter projecting in the excavation direction, which is arranged in the circumferential direction.
Provided on the surface opposite to the digging direction of the central cutter is a replacement extraction jack that moves the roller cutter in the radial direction of the cutter head ,
An operation lock, which is a space for storing the roller cutter and performing an exchange operation, is disposed on the side opposite to the digging direction of the central cutter,
Shield machine structure.
前記中央カッタには周方向に複数配置する掘進方向に突設した脱着式のローラカッタを設け、
前記外周カッタの掘進方向と反対の面には前記ローラカッタをカッタヘッドの径方向へ移動する交換用押出ジャッキを設け、
前記中央カッタの掘進方向と反対の側には前記ローラカッタを収納して交換作業を行なう空間である作業ロックを配置したことを特徴とする、
シールドマシンの構造。A cutter head is constituted by an outer cutter that forms an excavation surface of the shield machine in an annular shape and a central cutter that is arranged inside the outer cutter, and the outer cutter and the central cutter are integrally or separately formed in a rotation and excavation direction. In the structure of a shield machine that can be moved to
The central cutter is provided with a detachable roller cutter projecting in the excavation direction, which is arranged in the circumferential direction.
Provided on the surface opposite to the digging direction of the outer cutter is a replacement extrusion jack that moves the roller cutter in the radial direction of the cutter head ,
An operation lock, which is a space for storing the roller cutter and performing an exchange operation, is disposed on the side opposite to the digging direction of the central cutter,
Shield machine structure.
カッタヘッドの回転を停止し、前記外周カッタに配置する交換の必要な前記ローラカッタと前記中央カッタに配置する前記交換用引抜ジャッキを、カッタヘッドの回転によって夫々を一直線上に配置し、
前記カッタヘッドの一方の掘進方向への移動により、前記ローラカッタおよび前記交換用引抜ジャッキを略同一平面上に配置し、前記交換用引抜ジャッキにより前記ローラカッタを中心方向へ引き寄せた後、前記ローラカッタを作業ロック内に収納し、
前記作業ロック内で前記ローラカッタの交換作業を行なうことを特徴とする、
シールドマシンのローラカッタを交換する方法。In the method for replacing the roller cutter of the outer cutter using the structure of the shield machine according to claim 1, claim 3 or claim 4,
The rotation of the cutter head is stopped, the roller cutter that needs to be replaced placed on the outer cutter and the replacement pullout jack placed on the center cutter are arranged in a straight line by rotating the cutter head,
The roller cutter and the replacement pull-out jack are arranged on substantially the same plane by the movement of the cutter head in one digging direction, and the roller cutter is drawn toward the center by the replacement pull-out jack, and then the roller Store the cutter in the work lock,
The roller cutter is exchanged in the work lock,
Replacing the roller cutter of the shield machine.
カッタヘッドの回転を停止し、前記中央カッタに配置する交換の必要な前記ローラカッタと前記外周カッタに配置する前記交換押出用ジャッキを、カッタヘッドの回転によって夫々を一直線上に配置し、
前記カッタヘッドの一方の掘進方向への移動により、前記ローラカッタおよび前記交換用押出ジャッキを略同一平面上に配置し、
前記交換用押出ジャッキにより前記ローラカッタを前記外周カッタへ引き寄せた後、夫々のカッタヘッド面を揃え、前記交換用押出ジャッキの押出しによって前記ローラカッタを作業ロックの前方へ移動し、
その後前記ローラカッタを作業ロック内に収納し、前記作業ロック内で前記ローラカッタの交換作業を行なうことを特徴とする、
シールドマシンのローラカッタを交換する方法。A method of replacing a roller cutter of the central cutter using the shield machine structure according to any one of claims 2 to 4,
The rotation of the cutter head is stopped, the roller cutter to be replaced placed on the central cutter and the replacement extrusion jack placed on the outer cutter are arranged in a straight line by the rotation of the cutter head,
By moving the cutter head in one of the digging directions, the roller cutter and the replacement extrusion jack are arranged on substantially the same plane,
After pulling the roller cutter to the outer cutter by the replacement extrusion jack, align the respective cutter head surface, move the roller cutter to the front of the work lock by pushing the replacement extrusion jack,
Thereafter, the roller cutter is housed in a work lock, and the roller cutter is replaced in the work lock.
Replacing the roller cutter of the shield machine.
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