JP4307688B2 - Tunnel machine - Google Patents
Tunnel machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4307688B2 JP4307688B2 JP2000173482A JP2000173482A JP4307688B2 JP 4307688 B2 JP4307688 B2 JP 4307688B2 JP 2000173482 A JP2000173482 A JP 2000173482A JP 2000173482 A JP2000173482 A JP 2000173482A JP 4307688 B2 JP4307688 B2 JP 4307688B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- cutter
- cutter head
- shear
- curve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中を掘削し推進するトンネル掘進機に関し、特に、巨礫層や岩盤層での曲線施工を行うトンネル掘進機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トンネル掘進機としてのシールド掘進機は、その最前端に回転自在に取着されているカッタヘッドを回転させて地山を掘削しながら推進する。巨礫層や岩盤層などの硬い土質を掘削するシールド掘進機においては、図7(a)に示すように、カッタヘッド1には、切羽面に押し付けられながら転動して地山の掘削を行うディスクカッタ3と、これにより生じた掘削ずりを掻き取るスクレーパカッタ2とを有している。掘削時には、カッタヘッド1が回転してディスクカッタ3により巨礫や岩盤を掘削し、スクレーパカッタ2により掘削ずりをスリット孔4に取り込む。
図7(b)に示すシールド掘進機の最前部の側面図において、カッタヘッド1が回転するときのディスクカッタ3の外形の包絡線を2点鎖線で示す。この包絡線の外径を以降、直進時掘削外径Ddと呼ぶ。通常、ディスクカッタ3の方がスクレーパカッタ2よりも外方に張り出して装着されている。ディスクカッタ3により掘削された地山のずりは、大部分がカッタヘッド1に設けてある図7(a)に示すスリット孔4からシールド掘進機の内部に取り込まれるが、残りの一部はディスクカッタ3の包絡線とカッタヘッド1の円周面との隙間を通って後方のスキンプレート8と地山間に残される。スキンプレート8は、カッタヘッド1が取り付けられている前胴5の外殻を構成する部材である。
【0003】
曲線施工時には、図8(a)に示すように、シールド掘進機の前胴5は後胴6に対して摺動部7で摺動して屈曲した状態を保持したまま移動し、シールド掘進機の旋回内側及び旋回外側は、内側曲線Pi及び外側曲線Poで示す軌跡を描く。即ち、内側曲線Pi及び外側曲線Poで囲まれる空間は、シールド掘進機が移動するための最低限必要な空間を示している。曲線施工時にシールド掘進機が通過するための空間を確保するためには、内側曲線Piのカッタヘッド1近傍(斜線部で示す)を予め多めに掘削する必要がある。図8(b)に斜線部の詳細を示す。直進時掘削外径Ddからその径方向外方への延長線Rと内側曲線Piとの交点Qと、前胴5の外径であるシールド外径Dsとの距離を多めに掘削する最低限必要な余堀量δとする。
シールド掘進機が直線区間から曲線区間にさしかかったら、カッタヘッド1に装着されているディスクカッタ3及びスクレーパカッタ2の位置をずらして、掘削外径及び掻き取り外径を大きくすることによって、曲線区間の施工を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、掘削外径はシールド外径に対し大きめであるため、スクレーパカッタ2によってスリット孔4内に掻き取りきれなかった掘削ずり(いわゆる取りこぼしずり)が発生する。取りこぼしずりは、スキンプレート8と地山との隙間に侵入して堆積し、これによる摩擦抵抗の増大により、必要推進力の増大を引き起こすこととなり、地山内で掘進機が拘束され推進不能となる状況さえ引き起こすこととなる。
近年、巨礫層・岩盤層等の難地盤においても急曲線施工の要求が増えてきているが、急な曲線となるほど余堀量δを多くとる必要があり、余堀量δが増えるほど取りこぼしずりによる推進不能のリスクは増大することとなる。
【0005】
本発明は、上記の課題を解決するため、取りこぼしずりの発生を極力抑え、機体拘束による推進不能のリスクを可及的に小さくすることのできるトンネル掘進機を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第1発明は、ずりを取り込むスリット孔を有するカッタヘッドを回転させて掘進するトンネル掘進機において、カッタヘッドの外径よりも外側に突出するかき込み板をスリット孔の後端部に着脱自在に設けた構成としている。
【0007】
第1発明によると、スリット孔の後端部において、スリット孔の内部から径方向の外方に向かってかき込み板を突出するように着脱自在に設ける。かき込み板の外端部は、カッタヘッド後方の外周板の外径よりも外側で、かつディスクカッタ外径の内側になるように設けてあるので、ずりの取り込みが効率よく行える。これにより、トンネル掘進機と地山間のずりの堆積量が少ないので、トンネル掘進機と地山間の大きな摩擦抵抗力による掘進不能を防止することができる。
【0008】
第2発明は、第1発明に基づいて、カッタヘッドの円周上で隣り合うスリット孔の間に案内板を取着した構成としている。
【0009】
第2発明によると、カッタヘッドの円周上で、隣り合うスリット孔の間に案内板を取着する。これにより、スリット孔近傍で掘進機後方へ流出しようとするずりを塞き止めてスリット孔に取り込むので、トンネル掘進機と地山間のずりの堆積量が少ない。そして、トンネル掘進機と地山間の大きな摩擦抵抗力による掘進不能を防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について詳細に説明する。なお、以降の図に示す構成要素が、図7,8で説明した構成要素と同一の場合には同一符号を付して説明する。
【0015】
図1,2,3により本発明の一実施形態の構成を説明する。本実施形態は、曲線施工時の余堀りしたときのずりの取り残しを、カッタヘッド1の前面で塞き止めて後方に流出させないようにする発明である。図1(a)及び図1(b)は本実施形態のカッタヘッド1の正面図及び側面図である。本実施形態の構成は、複数のかき込み板25、及びずりの後方への移動を塞き止める複数の案内板26を備えている。
かき込み板25は、カッタヘッド1に設けられたスリット孔4の後部端にカッタヘッド1の軸心を中心にして径方向外側に突出して略放射状に取着されている。また、案内板26は、カッタヘッド1の円周上で隣り合うスリット孔4の間に取着されている。
図1(b)に示すように、かき込み板25は、カッタヘッド1を取着する基台の底板27にボルト等で取着されており、案内板26は、カッタヘッド1の後方部を構成する外周板28に固着されている。なお、カッタヘッド1を取着する基台は、前胴5により回転自在に軸支されている。
図1(a)のZ視の図2に示すように、かき込み板25はスリット孔4の後端部に取着されており、また案内板26は外周板28上に例えば150度の案内角θを有して取着されている。
【0016】
次に、図3により、かき込み板25及び案内板26の外端部の設定位置を出代と関連させて説明する。ここで言う出代とは、前胴5のスキンプレート8の外表面からスクレーパカッタ2及びディスクカッタ3の包絡線の外径線までの距離を表わす。出代S1及び出代S2は、直線施工時のスクレーパカッタ2及びディスクカッタ3のそれぞれの出代である。通常、出代S2は、S1よりも所定値Δ2だけ大きく設定されている。なお、出代S2に対応するときのディスクカッタ1の包絡線の外径が、直進時掘削外径Ddである。また、出代S3及び出代S4は、曲線施工時のスクレーパカッタ2及びディスクカッタ3のそれぞれの出代である。出代S3は、余堀量δより所定値Δ3だけ大きく、出代S4は出代S3よりさらに所定値Δ4だけ大きく設定する。即ち、曲線施工時には、余堀量δよりも(Δ3+Δ4)だけ多く掘削する。
案内板26は、その外端部が出代S1に合うように外周板28に取着されている。曲線施工時には、スクレーパカッタ2を出代S3に、ディスクカッタ3を出代S4にそれぞれ合わせてカッタヘッド1上に装着すると共に、かき込み板25をその外端位置を出代S3に合わせて底板27にボルト等で取着する。
【0017】
以上の構成を有する本実施形態の作用及び効果を説明する。
図4は、曲線施工時のディスクカッタ3の包絡線、かき込み板25、案内板26及び内側旋回経路Piの位置関係を示した図である。ディスクカッタ3により掘削されたずりは、その直後でディスクカッタ3と一体になって回転している複数のかき込み板25により後方への流れが堰きとめられる。ディスクカッタ3の外端部とかき込み板25の外端部との距離は、所定値Δ4、例えば10mmに設定されており、後方に流れようとする隙間が小さい。このため、大部分のずりは、かき込み板25の前部で溜まりながらカッタヘッド1のスリット孔4に取り込まれる。また、かき込み板25の根元近傍から後方に流れ出ようとするずりは、案内板26の図2に示した案内角θによりやはりスリット孔4に向けてガイドされ取り込まれてしまう。
【0018】
直線施工時は、図5に示すように、ディスクカッタ3の包絡線及びスクレーパカッタ2を出代S2及び出代S1に戻し、かき込み板25を底板27からとり外してある。案内板26は外周板28に固着されたままであり、直線施工時にも案内板26は、ずりを取り込むように作用する。即ち、案内板26の外端部の出代S1は、直線施工時のディスクカッタ3の包絡線の外端部の出代S2よりも所定値Δ2、例えば10mm小さいだけであるので、ディスクカッタ3で掘削されたずりの大部分は、案内板26により後方への流れを堰きとめられてスリット孔4に取り込まれる。
これらにより、曲線施工時、直線施工時に拘らず、ずりの取り残しが減少するのでシールド掘進機と地山の間にずりが堆積することがなくなり、地山内で拘束されることによるシールド掘進機の掘進不能を防止できる。
【0019】
なお、本実施形態においては、曲線施工時に、かき込み板25をボルト等により外周板28に取着するとしているが、油圧アクチュエータ等によりかき込み板25を所定量だけ径方向外側に張り出すようにしてもよい。また、かき込み板25を内側曲線Piの近傍で自動的に張り出し、外側曲線Poの近傍では自動的に収納するようにしてもよい。
また、本実施形態の図1に示すかき込み板25の形状は、図6(a)に示す平板型であるが、図6(b)及び図6(c)に示すくさび状型及びL字状型のかき込み板25を使用してすくい込み性能をより向上させてもよい。さらに、図6(d)に示すように先端部に超硬チップが埋め込まれ巨礫や岩盤を掘削する超硬型のかき込み板25でもよい。
【0026】
以上説明したように、本発明は、ずりのスリット孔への取り込み効率を向上させると共に、ずりのトンネル掘進機の後方への侵入量を少なくする装置の発明である。即ち、曲線施工時には、かき込み板をスリット孔の最後部に外周板の外径よりも外に突出すように設けて、ずりの取り残しを少なくして後方への侵入を防止する。また、案内板をスリット孔間をわたすように取着しておき、スリット孔近傍のずりをスリット孔に取り込む。これにより、トンネル掘進機と地山間におけるずりの堆積量が少ないので、トンネル掘進機と地山間の大きな摩擦抵抗力による掘進不能を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の構成図である。
【図2】 本実施形態の構成を上方から見た説明図である。
【図3】 本実施形態におけるディスクカッタ、スクレーパカッタ、かき込み板及び案内板の出代の説明図である。
【図4】 曲線施工時のずり取り込みの説明図である。
【図5】 直線施工時のずり取り込みの説明図である。
【図6】 かき込み板の形状の説明図である。
【図7】 シールド掘進機のカッタヘッドの説明図である。
【図8】 シールド掘進機の曲線施工時の余堀量の説明図である。
【符号の説明】
1…カッタヘッド、2…スクレーパカッタ、3…ディスクカッタ、4…スリット孔、5…前胴、6…後胴、7…摺動部、8…スキンプレート、25…かき込み板、26…案内板、27…底板、28…外周板、Dd…直進時掘削外径、Pi…内側曲線、Po…外側曲線、Ds…シールド外径、δ…余堀量。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel excavator for excavating and propelling underground, and more particularly to a tunnel excavator for performing curved construction in a boulder layer or a rock layer.
[0002]
[Prior art]
A shield machine as a tunnel machine is propelled while excavating a natural ground by rotating a cutter head rotatably attached to the foremost end thereof. In a shield machine that excavates hard soil such as boulders and bedrock layers, as shown in FIG. 7 (a), the cutter head 1 rolls while pressing against the face and excavates natural ground. It has a
In the front side view of the shield machine shown in FIG. 7B, the outer envelope of the
[0003]
At the time of curve construction, as shown in FIG. 8 (a), the
When the shield machine reaches the curve section from the straight section, the positions of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the outer diameter of the excavation is larger than the outer diameter of the shield, excavation scraping that is not scraped into the
In recent years, the demand for steep curve construction has increased even in difficult ground such as boulders and bedrock layers. However, it is necessary to increase the amount of digging δ as the curve becomes sharper, and the amount of digging increases as the amount of digging δ increases. The risk of failure to propel will increase.
[0005]
In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a tunnel excavator that can suppress the occurrence of spillage as much as possible and can reduce the risk of impossibility of propulsion due to the restraint of the aircraft as much as possible.
[0006]
[Means, actions and effects for solving the problems]
In order to achieve the above object, a first invention provides a tunneling machine for rotating a cutter head having a slit hole for taking in a shear, and digging out a scoring plate protruding outward from the outer diameter of the cutter head. The rear end portion is detachably provided.
[0007]
According to the first invention, the scoring plate is detachably provided at the rear end portion of the slit hole so as to protrude radially outward from the inside of the slit hole. Since the outer end portion of the scribing plate is provided outside the outer diameter of the outer peripheral plate behind the cutter head and inside the outer diameter of the disc cutter, it is possible to efficiently take in the shear. As a result, since the amount of shear accumulated between the tunnel excavator and the natural ground is small, it is possible to prevent the inability to excavate due to a large frictional resistance between the tunnel excavator and the natural ground.
[0008]
The second aspect of the invention is based on the first aspect of the invention, in which a guide plate is attached between slit holes adjacent on the circumference of the cutter head.
[0009]
According to the second invention, the guide plate is attached between the adjacent slit holes on the circumference of the cutter head. Thereby, since the shear which tries to flow out behind the excavator is blocked in the vicinity of the slit hole and taken into the slit hole, the amount of shear accumulated between the tunnel excavator and the ground is small. And the inability to dig due to a large frictional resistance between the tunnel machine and the ground can be prevented.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, when the component shown in subsequent figures is the same as the component demonstrated in FIG. 7 , 8, it attaches | subjects and demonstrates with the same code | symbol.
[0015]
The configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is an invention in which the leftover of the surplus at the time of curve construction is blocked by the front surface of the
The
As shown in FIG. 1B, the
As shown in FIG. 2 in the Z view of FIG. 1A, the scoring
[0016]
Next, referring to FIG. 3, the setting positions of the outer end portions of the scoring
The
[0017]
The operation and effect of the present embodiment having the above configuration will be described.
FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship among the envelope of the
[0018]
At the time of straight construction, as shown in FIG. 5, the envelope of the
As a result, regardless of whether the construction is curved or straight, the amount of leftovers is reduced, so that no shear is deposited between the shield machine and the ground, and the shield machine is advanced by being restrained within the ground. Inability can be prevented.
[0019]
In the present embodiment, the scoring
Further, the shape of the scoring
[0026]
As described above, the present invention is an invention of a device that improves the efficiency of shearing into a slit hole and reduces the amount of shear penetration into the tunnel tunneling machine. That is, at the time of curve construction, the scoring plate is provided at the rearmost part of the slit hole so as to protrude outside the outer diameter of the outer peripheral plate, thereby reducing the remaining of the slip and preventing the backward entry. Further, the guide plate is attached so as to pass between the slit holes, and the shear in the vicinity of the slit holes is taken into the slit holes. As a result, since the amount of shear accumulated between the tunnel excavator and the ground is small, it is possible to prevent the inability to dig due to a large frictional resistance between the tunnel excavator and the natural ground.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention .
FIG. 2 is an explanatory view of the configuration of the present embodiment as viewed from above.
FIG. 3 is an explanatory view of the allowance of a disc cutter, a scraper cutter, a scoring plate, and a guide plate in the present embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of shear loading at the time of curve construction.
FIG. 5 is an explanatory diagram of shear loading during straight line construction.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the shape of a scoring plate.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a cutter head of a shield machine.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the amount of surplus at the time of curve construction of the shield machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
カッタヘッドの外径よりも外側に突出するかき込み板をスリット孔の後端部に着脱自在に設けた
ことを特徴とするトンネル掘進機。In a tunneling machine that rotates and digs a cutter head having a slit hole that takes in shear,
A tunnel excavator characterized in that a scoring plate protruding outward from the outer diameter of the cutter head is detachably provided at the rear end of the slit hole.
カッタヘッドの円周上で隣り合うスリット孔の間に案内板を取着した
ことを特徴とするトンネル掘進機。In the tunnel machine according to claim 1,
A tunnel excavator characterized in that a guide plate is attached between slit holes adjacent on the circumference of the cutter head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000173482A JP4307688B2 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Tunnel machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000173482A JP4307688B2 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Tunnel machine |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009063323A Division JP4918110B2 (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Tunnel machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001349183A JP2001349183A (en) | 2001-12-21 |
JP4307688B2 true JP4307688B2 (en) | 2009-08-05 |
Family
ID=18675706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000173482A Expired - Fee Related JP4307688B2 (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Tunnel machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4307688B2 (en) |
-
2000
- 2000-06-09 JP JP2000173482A patent/JP4307688B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001349183A (en) | 2001-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2824216B2 (en) | Overcutting device for hard rock tunnel excavator | |
JP4307688B2 (en) | Tunnel machine | |
JP2016079632A (en) | Cutter head of shield machine | |
CN115324140A (en) | Soil bin for channel excavation heading machine | |
JP2023134276A (en) | Cutter board of shield tunneling machine, and shield tunneling machine including the same | |
JP7012960B2 (en) | Cutter board and shield excavator equipped with it | |
JP4376433B2 (en) | Tunnel excavator | |
JP3830917B2 (en) | Tunnel excavator for pipe formation | |
JP3963566B2 (en) | Cutter head and obstacle cutting method | |
JP3085815B2 (en) | Cutter head for shield excavator | |
JP6960430B2 (en) | Excavator and its recovery method | |
JP3143097B2 (en) | Excavation equipment for shield machine | |
JP4918110B2 (en) | Tunnel machine | |
JP2000064785A (en) | High-strength wall-cutting shield machine | |
JP5410205B2 (en) | Shield machine and excavation method of the shield machine | |
JPH0715869Y2 (en) | Casing pipe tip drilling blade mounting structure | |
JP3002363B2 (en) | Excavation equipment for shield machine | |
JP2001012185A (en) | Rotary cutter for shield machine | |
JP3373608B2 (en) | Auxiliary tunnel rig for hard rock | |
JP3117381B2 (en) | Obstacle cutting device for tunnel excavator | |
JP3248885B2 (en) | Cutting machine for shield machine | |
JP4079754B2 (en) | Drilling method of shield machine for partial hard ground | |
JP3504933B2 (en) | Shield excavator and its cutter bit replacement method | |
JP3722526B2 (en) | Tunnel excavator | |
JP3482352B2 (en) | Shield machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20070521 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20071031 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20071105 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Effective date: 20071121 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20071121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090217 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20090316 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20090428 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20090430 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |