JP4087512B2 - Tsubasa shield machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面形状が円形及び円形以外の左右対称の断面異形状のトンネル、すなわち、円形、矩形、楕円形等の左右対称形状のトンネルを掘削することのできるシールド掘進機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、断面形状が円形以外の左右対称の断面異形状のトンネル、例えば、長方形状、楕円形状等の断面異形状のトンネルを掘削するシールド掘進機が知られている。
この従来のシールド掘進機は、例えば、回転軸にこの回転軸を中心にして120度毎に半径方向に延びるカッタービット固定面板を設け、このカッタービット固定面板にその半径方向に沿って多数の切削用のカッタービットを配列して取り付け、このカッタービット固定面板の先端部に、半径方向に進退するコピーカッターを設け、このカッタービットが配列されたカッタービット固定面板の回転軸を施工計画されたトンネルの中心に対して偏心させつつ回転させて掘削すると共に、該面板に設けられたカッタービットにより掘削しきれない箇所を、回転角度に応じてコピーカッターを進退制御して掘削することにより、例えば、断面形状が長方形状のトンネルの掘削を行うようになっている。
【0003】
また、他の従来例として、断面ほぼ四角形のスキンプレートの前部対角に回動中心を有する2本のカッターアームを互いに干渉しない状態で回動させる構造のシールド掘進機がある(特許第2775035号公報)。このシールド掘進機は対角配置された回動中心を支点にして2本のカッターアームが回動するため、断面ほぼ四角形のトンネルを掘削することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来のシールド掘進機では、断面形状が円形以外の左右対称の断面異形状のトンネルの掘削を行うことができるとはいうものの、トンネル中心に対する回転軸の偏心量に基づくカッタービット固定面板の回転軌跡によってトンネルの断面異形状が概略規定され、また、回転角度に応じてコピーカッターを逐一制御しなければならないために、断面形状が円形以外の左右対称の断面異形状のトンネルの掘削を効率よく行うことができず、とりわけ、横に長い断面異形状のトンネルの掘削を行うのに不向きであるという問題点がある。
【0005】
また後者の従来技術では、ほぼ四角形の対角位置に、即ちコーナー部に対角的に配置された回動中心を支点にカッターアームが回動する構造であるため、一方の回動中心は、必ずトンネル中心よりも下側のしかも下端近くに位置することになる。そのため、該一方のカッターアームの揺動側部分は、回動中心と同レベルか又はそれよりも常に上方に位置することになることから、その揺動時の負荷が他方のカッターアームより過大となり、設計上のバランスが崩れ、構造的に複雑化する問題がある。更に、重力に対しては、前記回動中心が対角配置という上下にアンバランスな構造であるため、目的とする断面形状のトンネル掘削を安定して継続することが難しいという問題がある。
【0006】
本発明の課題は、上述した従来技術の有する問題点に鑑みて為されたもので、断面形状が円形以外の左右対称の断面異形状のトンネルの掘削を効率よく安定して行うことができるつばさ型シールド掘進機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本願請求項1に記載の発明は、断面形状が円形及び円形以外の左右対称の断面異形状のトンネルを掘削により形成することが可能なシールド掘進機であって、前記トンネルの左右対称線を境にしてその両側でかつ該トンネル中心よりも上部に旋回中心が設けられると共に多数の切削用のカッタービットが旋回方向と直交する旋回半径方向に配列されて所定角度範囲内で往復揺動される一対のカッタービット固定翼板が設けられ、該一対のカッタービット固定翼板は前記トンネル断面の輪郭線に倣う形状の輪郭部を有し、該輪郭部に沿って多数の切削用のカッタービットが配列され、前記一対のカッタービット固定翼板に前記カッタービットにより掘削しきれない箇所を掘削するためのコピーカッターが前記旋回半径方向に出没制御可能に設けられていることを特徴とするつばさ型のシールド掘進機である。
【0008】
本発明によれば、トンネルの左右対称線を境にしてその両側でかつ該トンネル中心よりも上部に旋回中心が設けられた一対のカッタービット固定翼板を揺動させる構成とし、更に、各カッタービット固定翼板にトンネル断面の輪郭線に倣う形状の輪郭部を設け、この輪郭部に沿って多数のカッタービットを配列したので、施工計画された左右対称断面形状のトンネルの輪郭線部の地盤を一対のカッタービット固定翼板のカッタービットにより掘削して輪郭線を概略規定できることになる。更に、前記コピーカッターにより前記カッタービットにより掘削しきれない箇所を掘削するので、左右対称断面形状のトンネルの掘削を簡単且つ効率よく行うことができる。特に、一対のカッタービット固定翼板の旋回中心がトンネル中心より上部に左右対称に位置するため、該カッタービット固定翼板を鳥の翼の羽ばたきのように上から下に向かって左右対称に揺動させることができ、もって左右にバランスした状態で且つ重力に従った効率的な掘削を行うことができる。また、トンネルの左右対称線を境に一対のカッタービット固定翼板を設ける構成としたので、とりわけ、横に長い長方断面形状、楕円形状(たまご型形状)のトンネルを効率よく掘削できる。
なお、つばさ型シールド掘進機は、土圧式、泥水式のいずれのシールド掘進機にも適用できる。
【0009】
本願請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のつばさ型シールド掘進機において、掘削された掘削土を排出する排出口が前記トンネルの中心よりも下部に設けられていることを特徴とするものである。本発明によれば、掘削土が落下して排出口の近傍に自然に堆積するので、掘削土を効率よく外部に排出することができる。
【0010】
本願請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のつばさ型シールド掘進機において、前記一対のカッタービット固定翼板は交互に揺動されることを特徴とするものである。本発明によれば、一対のカッタービット固定翼板が互いに干渉することなく掘削を行うことができる。
【0011】
本願請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のつばさ型シールド掘進機において、前記一対のカッタービット固定翼板は下方に旋回されるときに掘削方向に向かって進出され、かつ、上方に旋回されるときに掘削方向に対して後退されることを特徴とするものである。本発明によれば、一対のカッタービット固定翼板が上から下に向かって旋回するときにカッタービットにより掘削を行い、下から上に向かって旋回するときにはカッタービットを掘削地盤に確実に当たらないようにすることができるので、カッタービット固定翼板の下から上への戻り方向の旋回をスームズに行うことができると共に、掘削土が上方に掻き上げられずに下側にだけ集まるため、掘削土の排出構造を単純化する事が可能になる。
【0012】
本願請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のつばさ型シールド掘進機において、前記一対のカッタービット固定翼板は各旋回駆動用油圧ジャッキ機構により揺動されることを特徴とするものである。本発明によれば、旋回駆動用油圧ジャッキ機構を用いて翼板を揺動させる構成としたので、構造がシンプルとなり、小型化及び低コスト化を図ることができる。更に、各ジャッキ機構を個別に前進、後退の作動をさせることにより、シールド掘進機の進行方向の制御がし易くなる効果が得られる。
【0013】
本願請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のつばさ型シールド掘進機において、前記各旋回駆動用油圧ジャッキ機構と各カッタービット固定翼板とが各支持プレートに揺動可能に取り付けられ、該各支持プレートは前後駆動用油圧ジャッキ機構により掘削方向に前後動されることを特徴とするものである。本発明によれば、前後駆動用油圧ジャッキ機構により各カッタービット固定翼板を前後動させる構成としたので、請求項5に記載の発明と同様にその構造がシンプルとなり、低コスト化を図ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施の形態1】
図1ないし図8は、横に長い長方形状のトンネルを掘削する土圧式のつばさ型シールド掘進機の説明図であって、図1は本発明の実施の形態1に係わるつばさ型シールド掘進機の縦断面図、図2は図1のカッタービット固定翼板を矢印A方向から見た半部分正面図、図3は図1の矢印B−B線に沿う半部分断面図、図4は図1の矢印C方向から見た半部分背面図、図5は図1の矢印D−D線に沿う半部分断面図、図6ないし図8は本発明に係わるカッタービット固定翼板の揺動軌跡の一例を示す説明図である。
【0015】
図1において、1はフロントシールド筒であり、フロントシールド筒1は後筒2と前筒3とから構成されている。前筒3には隔壁4が設けられている。そのフロントシールド筒1の延びる方向が掘削方向であり、後筒2と前筒3とは方向修正ジャッキ装置5により連結され、フロントシールド筒1は方向修正ジャッキ装置5により掘削進行方向が修正される。
前筒3には図4、図5にも示すようにガイドシャフト6がブラケット7を介して設けられている。このガイドシャフト6は掘削方向に延びている。このガイドシャフト6には後述する一対のカッタービット固定翼板を取り付けるための各支持プレート8が摺動可能に支承されている。
【0016】
前筒3の上部には図1に示すように前後駆動用油圧ジャッキ機構としての油圧シリンダー9が設けられ、その油圧シリンダー9のシリンダー筒10の後端が前筒3のブラケット11に取り付けられている。その油圧シリンダー9のシリンダーロッド12の先端は支持プレート8と一体のブラケット113に取り付けられている。支持プレート8はそのシリンダーロッド12を進退させることによりガイドシャフト6に沿って掘削方向に前後動される。
【0017】
支持プレート8には油圧シリンダー13が設けられると共に、図6ないし図8に示す一対のカッタービット固定翼板14が設けられている。隔壁4には、設計的に計画されたトンネルTRの中心Oよりも上方で左右対称線RL(図6ないし図8)を境に、その両側に軸受け筒15(図1)が設けられている。各カッタービット固定翼板14は、旋回筒軸16(図1、図3)を有し、この各旋回筒軸16は各軸受け筒15に回転可能に支承され、各カッタービット固定翼板14は押え板14’によって該旋回筒軸16に強固に固定されている。各旋回筒軸16には旋回アーム17が取り付けられている。
油圧シリンダー13のシリンダー筒18は支持プレート8に揺動可能に取り付けられ、油圧シリンダー13のシリンダーロッド19はリンク機構としての旋回アーム17に揺動可能に取り付けられる。
【0018】
カッタービット固定翼板14は、前筒3の先端よりも前方に突出されており、このカッタービット固定翼板14は、図2、図6ないし図8に示すようにトンネルTRの異形状断面の輪郭線に倣う形状の輪郭部14Aを有している。カッタービット固定翼板14には、図2、図3に示すように、掘削土を取り込むための開口20が適宜箇所に形成されている。
カッタービット固定翼板14は、油圧シリンダー13を制御することにより旋回筒軸16を旋回中心Qとして図6ないし図8に示すような旋回軌跡を描きながら所定角度範囲内で往復揺動される。
前記開口20は、旋回方向と直交する旋回半径方向に延びる形状とされ、カッタービット固定翼板14は、ここではこの開口20によって、旋回半径最大部14B、旋回半径最小部14C、旋回半径中間部14Dに区分されている。
【0019】
カッタービット固定翼板14には旋回半径方向に多数の切削用のカッタービット21が配列されると共に、輪郭部14Aに沿って多数の切削用のカッタービット22が配列されている。ここでは、カッタービット21は旋回方向前縁側と旋回方向後縁側とに設けられている。
隔壁4は切羽側を密閉する役割を有し、該隔壁4には掘削された掘削土を下方に向かって案内する案内壁23が設けられ、更に隔壁4の中央下部には、掘削土排出用のスクリューコンベア24への排出口25が臨んでいる。
カッタービット固定翼板14の内側には、図1に示すように切削された掘削土の撹拌用の撹拌羽根26が設けられ、掘削土は撹拌されつつ排出口25に集積されてスクリューコンベア24により外部に排出される。
【0020】
そのカッタービット固定翼板14には、図3に示すように、旋回半径最大部14Bにコピーカッター駆動シリンダ27が格納設置され、コピーカッター駆動シリンダ27のロッド先端にはコピーカッター28がカッタービット固定翼板14に対して旋回半径方向に出没制御可能に設けられている。このコピーカッター28はカッタービット固定翼板14に取り付けられたカッタービット21、22では掘削しきれない掘削残り箇所を掘削する役割を果たす。ここでは、カッタービット固定翼板14にはこのコピーカッター駆動シリンダ27と共に、このコピーカッター駆動シリンダ27を制御するための油圧ユニット29、この油圧ユニット29を制御するための制御ユニット30が格納設置されている。これら各ユニット29、30の配管ホース、配線は旋回筒軸16内を通して配設される。
このものは、一対のカッタービット固定翼板14のうちの一方のカッタービット固定翼板14を進出させつつ下方に向かって旋回させて切羽の概略左半分をカッタービット21、22により掘削し、その際に削り残しが生じる箇所についてはコピーカッター28を進出させて掘削する。
【0021】
図6はその一方のカッタービット固定翼板14を原位置から28度旋回させ、図7はその一方のカッタービット固定翼板14を原位置から45度旋回させ、図8はその一方のカッタービット固定翼板14を原位置から65度旋回させた状態を示し、カッタービット固定翼板14は切羽の左右対称線RLを所定角度越えるまで旋回駆動される。
そして、その一方のカッタービット固定翼板14は、その後原位置に戻る方向の上方に旋回されて元の位置に復帰され、次に、他方のカッタービット固定翼板14を進出させつつ下方に向かって旋回させてトンネルの概略右半分をカッタービット21、22により掘削し、その際に削り残しが生じる箇所についてはコピーカッター28を進出させて掘削し、一対のカッタービット固定翼板14を互いに干渉しないように交互に揺動させることにより、全体として横に長い断面長方形状のトンネルTRが掘削される。
【0022】
この発明の実施の形態1によれば、断面長方形状の輪郭線に倣う形状の輪郭部14Aを有するカッタービット固定翼板14を用いることにしたので、施工計画されたトンネルTRの輪郭線部の地盤をこの輪郭部14Aに沿って配列されたカッタービット22により掘削して輪郭線を概略規定でき、掘削効率を向上させることができる。
その際、カッタービット固定翼板14を、重力に従って下方に向かって旋回させるときに掘削方向に向かって進出させ、上方に向かって旋回させるときに掘削方向に対して後退させる構成とすれば、掘削効率の向上をより一層図ることができる。
また、本発明によれば、カッタービット固定翼板14を所定範囲内で往復揺動させる構成としたので、コピーカッター駆動用の油圧ユニット28をカッタービット固定翼板14に格納配設する構成を採用した場合でも、配管ホース、配線等のねじれを防止でき、カッタービット固定翼板14のインテリジェント化を図り易くなるという効果もある。
【0023】
【実施の形態2】
図9ないし図17は、横に長い長方形状のトンネルを掘削する泥水式のつばさ型シールド掘進機の説明図であり、図9は本発明の実施の形態2に係わるつばさ型シールド掘進機の縦断面図であってカッタービット固定翼板14がフロントシールド筒1よりも前方に突出している状態を示し、図10は図9のカッタービット固定翼板14がフロントシールド筒1に向かって引き込まれている状態を示し、図11は図9のカッタービット固定翼板14を矢印E方向から見た半部分正面図であり、図12は図9の矢印F−F線に沿う半部分断面図、図13は図9の矢印G方向から見た半部分背面図、図14は図9の矢印H−H線に沿う半部分断面図、図15ないし図17は本発明に係わるカッタービット固定翼板14の旋回軌跡の一例を示す説明図である。
【0024】
シールド筒1には送泥管31と排泥管32とが設けられ、カッタービット固定翼板14を下方に向かって旋回させるときにはカッタービット固定翼板14を図9に示すように掘削方向に進出させ、カッタービット固定翼板14を上方に向かって旋回させるときにはカッタービット固定翼板14を図10に示すように掘削方向に対して後退させ、送泥管31から泥水を切羽に供給することにより泥水を充満させて泥水圧を切羽に与えながら掘削を行う構成としたものであり、その他の構成は発明の実施の形態1と同一であるので、同一構成要素に同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0025】
【実施の形態3】
図18は、本発明に係わるカッタービット固定翼板14の他の形態を示す図であって、ここでは、一対のカッタービット固定翼板14は、施工計画された横に長い断面楕円形状(たまご形状)のトンネルTRの掘削を効率よく行うことができるように、そのカッタービット固定翼板14の輪郭部14Aの形状が、その横に長い断面たまご形状のトンネルTRの輪郭線に倣う形状とされており、旋回中心Qの近傍に削り残し箇所が生じないように出没制御可能なコピーカッター33を設けた以外の構成は、発明の実施の形態1で説明した構成と大略同一であるので、同一構成要素に同一符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【0026】
【実施の形態4】
図19は、本発明に係わるカッタービット固定翼板14の更に他の形態を示す図であって、ここでは、一対のカッタービット固定翼板14は、施工計画された円形状のトンネルTRの掘削を効率よく行うことができるように、そのカッタービット固定翼板14の輪郭部14Aの形状が、円形のトンネルTRの輪郭線に倣う形状とされている。その他の構成は、発明の実施の形態1で説明した構成と大略同一であるので、同一構成要素に同一符号を付してその詳細な説明は省略することとする。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カッタービットが配列されたカッタービット固定翼板を揺動させる構成とし、かつ、カッタービット固定翼板に左右対称形状のトンネル断面の輪郭線に倣う形状の輪郭部を設け、この輪郭部に沿って多数のカッタービットを配列したので、施工計画された左右対称断面形状のトンネルの輪郭線部の地盤をこのカッタービットにより掘削してそのトンネルの輪郭線の形状を概略規定でき、更にコピーカッターにより削り残し部分を確実に無くせることになり、以て左右対称断面形状のトンネルの掘削を左右対称にバランスした状態で安定的に且つ効率よく行うことができる。
特に、掘削土が落下して排出口の近傍に自然に堆積する構造にしたものは、掘削土を効率よく外部に排出することができる。また、一対のカッタービット固定翼板が上から下に向かって旋回するときにカッタービットにより掘削を行い、下から上に向かって旋回するときにはカッタービットを掘削地盤に確実に当たらないようにしたものは、カッタービット固定翼板の下から上への戻り方向の旋回をスームズに行うことができる共に、重力を利用した効率的な掘削を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】横に長い長方形状のトンネルを掘削する土圧式のつばさ型シールド掘進機の縦断面図である。
【図2】図1のカッタービット固定翼板を矢印A方向から見た半部分正面図である。
【図3】図1の矢印B−B線に沿う半部分断面図である。
【図4】図1の矢印C方向から見た半部分背面図である。
【図5】図1の矢印D−D線に沿う半部分断面図である。
【図6】図1に示すカッタービット固定翼板の旋回軌跡の一例を示す説明図であって、カッタービット固定翼板の旋回角度が28度の状態を示す。
【図7】図1に示すカッタービット固定翼板の旋回軌跡の一例を示す説明図であって、カッタービット固定翼板の旋回角度が45度の状態を示す。
【図8】図1に示すカッタービット固定翼板の旋回軌跡の一例を示す説明図であって、カッタービット固定翼板の旋回角度が65度の状態を示す。
【図9】横に長い長方形状のトンネルを掘削する泥水式のつばさ型シールド掘進機の縦断面図であってカッタービット固定翼板がフロントシールド筒よりも前方に突出している状態を示す。
【図10】図9のカッタービット固定翼板がフロントシールド筒に向かって引き込まれている状態を示す縦断面図である。
【図11】図9のカッタービット固定翼板を矢印E方向から見た半部分正面図である。
【図12】図9の矢印F−F線に沿う半部分断面図である。
【図13】図9の矢印G方向から見た半部分背面図である。
【図14】図9の矢印H−H線に沿う半断面図である。
【図15】図9に示すカッタービット固定翼板の旋回軌跡の一例を示す説明図であって、カッタービット固定翼板の旋回角度が28度の状態を示す。
【図16】図9に示すカッタービット固定翼板の旋回軌跡の一例を示す説明図であって、カッタービット固定翼板の旋回角度が45度の状態を示す。
【図17】図9に示すカッタービット固定翼板の旋回軌跡の一例を示す説明図であって、カッタービット固定翼板の旋回角度が65度の状態を示す。
【図18】本発明に係わるカッタービット固定翼板の変形例を示す図であって、その輪郭部の形状を楕円形状の輪郭線に倣わせた状態を示す図である。
【図19】本発明に係わるカッタービット固定翼板の他の変形例を示す図であって、その輪郭部の形状を円形状の輪郭線に倣わせた状態を示す図である。
【符号の説明】
14 カッタービット固定翼板
14A 輪郭部
21、22 カッタービット
O トンネル中心
Q 旋回中心
TR トンネル
RL 左右対称線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shield machine capable of excavating a tunnel with a cross-sectional shape of a circular shape and a symmetrical shape other than a circular shape, that is, a tunnel with a symmetrical shape such as a circular shape, a rectangular shape, or an elliptical shape.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a shield machine that excavates a tunnel having a cross-sectional shape other than a circular shape and having a cross-sectional shape other than a circular shape, for example, a tunnel having a cross-sectional shape such as a rectangular shape or an elliptical shape.
In this conventional shield machine, for example, a cutter bit fixing face plate extending in the radial direction every 120 degrees about the rotating shaft is provided on the rotating shaft, and a number of cuttings are made on the cutter bit fixing face plate along the radial direction. The cutter bit fixed face plate is arranged and attached, and the cutter bit fixed face plate is provided with a copy cutter that advances and retreats in the radial direction, and the rotation axis of the cutter bit fixed face plate on which this cutter bit is arranged is the construction planned tunnel For example, by excavating by rotating eccentrically with respect to the center of the center, and excavating a portion that cannot be excavated by the cutter bit provided on the face plate, by moving the copy cutter back and forth according to the rotation angle, for example, Tunnels with a rectangular cross-section are excavated.
[0003]
As another conventional example, there is a shield machine having a structure in which two cutter arms having a rotation center at the front diagonal of a skin plate having a substantially square cross section are rotated without interfering with each other (Japanese Patent No. 2775035). Issue gazette). In this shield machine, since the two cutter arms rotate with the rotation center arranged diagonally as a fulcrum, it is possible to excavate a tunnel having a substantially rectangular cross section.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former conventional shield machine, although it is possible to excavate a tunnel having a cross-sectional shape other than a circular cross-section, the cutter bit is fixed based on the eccentric amount of the rotating shaft with respect to the tunnel center. Excavation of a tunnel with a cross-sectional shape other than a circular cross-section other than a circular shape, because the cross-sectional shape of the tunnel is roughly defined by the rotation trajectory of the face plate and the copy cutter must be controlled one by one according to the rotation angle. In particular, there is a problem that it is not suitable for excavation of a tunnel having a laterally long cross-sectional shape.
[0005]
Further, in the latter prior art, the cutter arm is pivoted around a pivot center disposed diagonally in a substantially rectangular position, that is, diagonally at the corner, so that one pivot center is It must be located below the tunnel center and near the lower end. For this reason, the swinging side portion of the one cutter arm is located at the same level as the rotation center or always above it, so that the load at the time of swinging is greater than that of the other cutter arm. There is a problem that the balance in design is lost and the structure is complicated. Furthermore, with respect to gravity, there is a problem in that it is difficult to stably continue tunnel excavation with a target cross-sectional shape because the center of rotation has a vertically unbalanced structure in which the rotation center is diagonally arranged.
[0006]
The object of the present invention was made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a wing that can efficiently and stably excavate a tunnel having a cross-sectional shape other than a circular shape other than circular. It is to provide a type shield machine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the present application is a shield machine capable of forming a tunnel having a circular cross-sectional shape and a symmetrical cross-sectional shape other than a circular shape by excavation, A turning center is provided on both sides and above the tunnel center with respect to the left-right symmetry line of the tunnel, and a large number of cutter bits for cutting are arranged in a turning radius direction orthogonal to the turning direction, and a predetermined angle range. A pair of cutter bit fixed blades reciprocally oscillated within the pair is provided, and the pair of cutter bit fixed blades has a contour portion that follows the contour line of the tunnel cross section, and a number of the cutter bit fixed blade plates are arranged along the contour portion. A cutter for excavating a portion of the pair of cutter bit fixed blades that cannot be excavated by the cutter bit. It is wing-type shield machine, characterized in that is provided to be retractable controlled direction.
[0008]
According to the present invention, a pair of cutter bit fixed blades provided with a swivel center on both sides thereof and above the center of the tunnel with respect to the left-right symmetry line of the tunnel are configured to swing, and each cutter Since the bit fixed blade is provided with a contour portion that follows the contour of the tunnel cross section, and a number of cutter bits are arranged along this contour portion, the ground of the contour portion of the tunnel with the symmetrical cross-sectional shape planned for construction The outline can be roughly defined by drilling with a cutter bit of a pair of cutter bit fixed blades. Furthermore, since the portion that cannot be excavated by the cutter bit is excavated by the copy cutter, excavation of a tunnel having a symmetric cross-sectional shape can be performed easily and efficiently. In particular, the pivot center of the pair of cutter bit fixed slats is located symmetrically above the tunnel center, so that the cutter bit fixed slats are symmetrically swayed from top to bottom like flapping of a bird wing. Therefore, it is possible to perform efficient excavation according to gravity in a state of being balanced left and right. In addition, since the pair of cutter bit fixed blades are provided with the left-right symmetry line of the tunnel as a boundary, a tunnel having a long rectangular cross section and an elliptical shape (egg-shaped) can be excavated efficiently.
The Tsubasa shield machine can be applied to both earth pressure type and muddy type shield machines.
[0009]
The invention according to
[0010]
The invention described in
[0011]
The invention according to claim 4 of the present application is the wing type shield machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the pair of cutter bit fixed blades advance toward the excavation direction when swung downward. And retracted with respect to the excavation direction when swiveled upward. According to the present invention, when the pair of cutter bit fixed blades turn from top to bottom, excavation is performed by the cutter bit, and when turning from bottom to top, the cutter bit does not hit the excavation ground reliably. Therefore, it is possible to swarm the return direction from the bottom to the top of the cutter bit fixed blade plate, and the excavated soil is gathered only on the lower side without being scraped upward. It is possible to simplify the soil discharge structure.
[0012]
The invention according to
[0013]
According to the sixth aspect of the present invention, in the wing type shield excavator according to the fifth aspect, the swing drive hydraulic jack mechanism and the cutter bit fixed blades are swingably attached to the support plates. The support plates are moved back and forth in the excavation direction by a front and rear drive hydraulic jack mechanism. According to the present invention, since each cutter bit fixed blade is moved back and forth by the hydraulic jack mechanism for front and rear drive, the structure is simplified and the cost is reduced as in the invention according to
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1
FIGS. 1 to 8 are explanatory views of a earth pressure type wing shield machine for excavating a long rectangular tunnel, and FIG. 1 is a diagram of the wing shield machine according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a half front view of the cutter bit fixed vane of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow A, FIG. 3 is a half partial cross-sectional view along the line BB of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a half partial cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 1, and FIGS. 6 to 8 are diagrams showing the swing locus of the cutter bit fixed blade according to the present invention. It is explanatory drawing which shows an example.
[0015]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a front shield cylinder, and the front shield cylinder 1 includes a
As shown in FIGS. 4 and 5, the
[0016]
As shown in FIG. 1, a
[0017]
The
A
[0018]
The cutter bit
The cutter bit fixed
The
[0019]
A large number of
The partition wall 4 has a role of sealing the face side, and the partition wall 4 is provided with a
Inside the cutter bit
[0020]
As shown in FIG. 3, the cutter
This is one of the pair of cutter bit
[0021]
6 shows that one of the cutter bit fixed
Then, one of the cutter bit fixed
[0022]
According to the first embodiment of the present invention, since the cutter bit fixed
At that time, if the cutter bit fixed
In addition, according to the present invention, the cutter bit fixed
[0023]
FIGS. 9 to 17 are explanatory views of a muddy water type wing shield machine for excavating a long rectangular tunnel, and FIG. 9 is a longitudinal section of the wing type shield machine according to
[0024]
The shield tube 1 is provided with a
[0025]
FIG. 18 is a view showing another embodiment of the cutter bit
[0026]
Embodiment 4
FIG. 19 is a view showing still another embodiment of the cutter bit
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the cutter bit fixed blade plate in which the cutter bits are arranged is swung, and the cutter bit fixed blade plate has a shape that follows the contour line of the symmetrical tunnel section. Since the contour portion was provided and a number of cutter bits were arranged along the contour portion, the ground of the contour portion of the tunnel having a symmetrical cross-sectional shape planned for construction was excavated by this cutter bit, and the contour line of the tunnel was The shape can be roughly defined, and the uncut portion can be surely eliminated by the copy cutter, so that the excavation of the tunnel having a symmetrical cross section can be stably and efficiently performed in a balanced state. .
In particular, a structure in which excavated soil falls and naturally accumulates in the vicinity of the discharge port can efficiently exhaust the excavated soil to the outside. In addition, when a pair of cutter bit fixed blades swivel from top to bottom, excavation was performed with the cutter bit, and when swiveling from bottom to top, the cutter bit was not securely hit the excavated ground. Can smoothly swivel in the return direction from the bottom to the top of the cutter bit fixed blade, and can perform efficient excavation using gravity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an earth pressure type wing shield type excavating machine for excavating a long rectangular tunnel.
2 is a half partial front view of the cutter bit fixed blade of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow A. FIG.
FIG. 3 is a half partial cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1;
4 is a partial rear view seen from the direction of arrow C in FIG. 1. FIG.
5 is a half partial cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 1. FIG.
6 is an explanatory view showing an example of a turning trajectory of the cutter bit fixed blade shown in FIG. 1, and showing a state where the turning angle of the cutter bit fixed blade is 28 degrees. FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a turning trajectory of the cutter bit fixed blade shown in FIG. 1, and shows a state where the turning angle of the cutter bit fixed blade is 45 degrees.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a turning trajectory of the cutter bit fixed blade shown in FIG. 1, and shows a state in which the turning angle of the cutter bit fixed blade is 65 degrees.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a muddy water type wing shield machine for excavating a long rectangular tunnel, and shows a state in which a cutter bit fixed blade is protruding forward from a front shield cylinder.
10 is a longitudinal sectional view showing a state in which the cutter bit fixed blade of FIG. 9 is drawn toward the front shield cylinder. FIG.
11 is a half partial front view of the cutter bit fixed blades of FIG. 9 as viewed from the direction of arrow E. FIG.
12 is a half partial cross-sectional view taken along line FF in FIG. 9;
13 is a half rear view as seen from the direction of arrow G in FIG. 9. FIG.
14 is a half cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 9;
15 is an explanatory view showing an example of a turning trajectory of the cutter bit fixed blade shown in FIG. 9, and shows a state in which the turning angle of the cutter bit fixed blade is 28 degrees.
16 is an explanatory view showing an example of the turning trajectory of the cutter bit fixed blade shown in FIG. 9, and shows a state where the turning angle of the cutter bit fixed blade is 45 degrees.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of the turning trajectory of the cutter bit fixed blade shown in FIG. 9, and shows a state where the turning angle of the cutter bit fixed blade is 65 degrees.
FIG. 18 is a view showing a modification of the cutter bit fixed vane plate according to the present invention, and is a view showing a state in which the shape of the contour portion is made to follow an elliptical contour line.
FIG. 19 is a view showing another modified example of the cutter bit fixed vane plate according to the present invention, and is a view showing a state in which the shape of the contour portion is made to follow a circular contour line.
[Explanation of symbols]
14 Cutter bit fixed
Claims (6)
前記トンネルの左右対称線を境にしてその両側でかつ該トンネル中心よりも上部に旋回中心が設けられると共に多数の切削用のカッタービットが旋回方向と直交する旋回半径方向に配列されて所定角度範囲内で往復揺動される一対のカッタービット固定翼板が設けられ、該一対のカッタービット固定翼板は前記トンネル断面の輪郭線に倣う形状の輪郭部を有し、該輪郭部に沿って多数の切削用のカッタービットが配列され、前記一対のカッタービット固定翼板に前記カッタービットにより掘削しきれない箇所を掘削するためのコピーカッターが前記旋回半径方向に出没制御可能に設けられていることを特徴とするつばさ型シールド掘進機。A shield machine capable of forming a tunnel with a cross-sectional shape of a circular shape and a symmetrical cross-sectional shape other than a circular shape by excavation,
A turning center is provided on both sides and above the tunnel center with respect to the left-right symmetry line of the tunnel, and a large number of cutter bits for cutting are arranged in a turning radius direction orthogonal to the turning direction, and a predetermined angle range. A pair of cutter bit fixed blades reciprocally oscillated within the pair is provided, and the pair of cutter bit fixed blades has a contour portion that follows the contour line of the tunnel cross section, and a number of the cutter bit fixed blade plates are arranged along the contour portion. And a copy cutter for excavating a portion that cannot be excavated by the cutter bit is provided on the pair of cutter bit fixed blades so as to be able to appear and retract in the turning radius direction. Tsubasa type shield machine characterized by
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