JP4731308B2 - Cutter plate for tunnel excavator - Google Patents
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Description
本発明は、地中にトンネルを掘削したのち、該トンネル内を通じて回収し、再使用を可能にしたトンネル掘削機のカッタ板に関するものである。 The present invention relates to a cutter plate for a tunnel excavator that has been excavated in the ground and then collected through the tunnel and can be reused.
発進立坑側からトンネル掘削機によって地中にトンネルを掘削しながら該掘削壁面にトンネル覆工体を施工していくトンネル工事においては、該トンネル掘削機が到達立坑に達すると、この到達立坑内から地上に回収して再利用することが行われているが、到達側に既存の人孔が設けられていたり、周辺に建物等が存在していて到達立坑が設けられない場合や2基のトンネル掘削機を地中でドッキングさせる場合のように到達立坑を設けない場合、或いは、到達立坑が未完成の場合や既設の長い管路にトンネル掘削機を直交させるように到達させた場合等には、トンネル掘削機を発進立坑側に向かって後退させて回収しなければならない。 In tunnel construction where a tunnel lining body is constructed on the excavation wall surface while excavating a tunnel in the ground from the start shaft side with a tunnel excavator, when the tunnel excavator reaches the arrival shaft, It is collected on the ground and reused, but there are existing manholes on the arrival side, or there are buildings in the surrounding area and there are no reaching shafts, or two tunnels If you do not provide a reach shaft as in the case where the excavator is docked in the ground, or if the reach shaft is not completed, or if the tunnel excavator is made to reach the existing long pipeline so as to be orthogonal, etc. The tunnel excavator must be withdrawn toward the start shaft side and collected.
このような回収型のトンネル掘削機としては、例えば、特許文献1に記載されているように、外径がトンネル径と同径の外胴と、この外胴内に後方に向かって引き出し可能に配設された掘削機本体とからなるトンネル掘削機が知られており、該掘削機本体は上記外胴の内面に着脱自在に係止した円筒形状の内胴と、該内胴の前部に一体に設けている隔壁に回転自在に支持されたカッタヘッドと、このカッタヘッドの駆動手段と、カッタヘッドによって掘削された掘削土砂の排出手段とを備えていると共に上記カッタヘッドを縮径可能に形成している。
As such a recovery-type tunnel excavator, for example, as described in
そして、このトンネル掘削機によって所定長さまでトンネルを掘削すると、上記掘削土砂排出手段をトンネル覆工体内を通じて回収、撤去すると共に、カッタヘッドをトンネル覆工体の内径以下にまで縮径させ、且つ、外胴に対する内胴の係止を解いたのち、該外胴を掘削壁面に残した状態で掘削機本体をトンネル覆工体内を通じて後方に回収、撤去している。 And when the tunnel is excavated to a predetermined length by this tunnel excavator, the excavated sediment discharging means is collected and removed through the tunnel lining body, and the cutter head is reduced in diameter to the inner diameter of the tunnel lining body, and After unlocking the inner body from the outer body, the excavator body is recovered and removed rearward through the tunnel lining body with the outer body left on the excavation wall surface.
このように構成したトンネル掘削機において、上記縮径可能なカッタヘッドの構造としては、複数個のカッタビットを前方に向かって突設している数本のスポーク体を、駆動モータによって回転駆動される中心軸の先端部から外径方向に放射状に設けてこれらのスポーク体によってトンネル覆工体の内径よりも小径のトンネル中央部分を掘削する中央カッタヘッド部を形成すると共に、各スポーク体の突出端面に、前方に向かって複数個のカッタビットを突設しているスポーク片を着脱自在に取付けて、これらのスポーク片によってトンネル覆工体の外径に等しいトンネル径を掘削するように構成している。 In the tunnel excavator configured as described above, the diameter of the cutter head that can be reduced in diameter is such that several spokes having a plurality of cutter bits projecting forward are rotated by a drive motor. The central cutter head is formed radially from the tip of the central shaft in the outer diameter direction, and a central cutter head is formed by these spokes to excavate the tunnel central portion smaller than the inner diameter of the tunnel lining, and the projection of each spoke A spoke piece with a plurality of cutter bits projecting forward is detachably attached to the end face, and a tunnel diameter equal to the outer diameter of the tunnel lining body is excavated by these spoke pieces. ing.
一方、上記トンネル掘削機のカッタ板はスポークタイプであるから、自立性に優れた硬質の地盤の掘削に適していても、崩壊しやすい軟弱地盤や地下水の発生しやすい地盤の掘削には不適である。このような崩壊性の地盤を掘削するには、所謂、面板タイプのカッタ板が使用され、このカッタ板を回収型のトンネル掘削機に適用するには、外径がトンネル覆工体の内径よりも小径の中央カッタ板部と、この中央カッタ板部の外周面に、例えば、特許文献2に記載されているように円環形状の外周カッタ板部を着脱自在に連結し、この外周カッタ板部によってトンネル覆工体の外径に等しいトンネル径を掘削するように構成している。
上記特許文献1に記載の回収型トンネル掘削機におけるカッタヘッドによれば、中央カッタヘッド部を形成しているスポーク体の突出端面とこの突出端面に接合しているスポーク片の内端面とを、互いにカッタヘッドの軸芯に平行な面に形成してボルトにより結合しているので、カッタヘッドを切羽地盤に押し付けながら掘進する際に生じる反力が、該スポーク体とスポーク片との結合ボルトに直接、そのボルトを剪断しよとする大きな力として作用し、その剪断力によってボルトが変形したりする虞れがあると共に、変形した場合には、掘削機本体をトンネル覆工体内を通じて後方に回収する際に、スポーク体とスポーク片との結合の解除が円滑に行えなくなるといった問題点がある。
According to the cutter head in the recovery-type tunnel excavator described in
また、スポーク体からスポーク片を解体して回収する場合に、スポーク体に対するスポーク片の結合ボルトを取り外しても、スポーク片の後方にはトンネル掘削機の外胴の先端面が存在しているために、該スポーク体を機内側に回収することができず、そのため、作業員がカッタヘッドの掘削面側に出て、取り外し作業を行わなければならず、作業に危険を伴うばかりでなく、作業空間が極めて狭いために撤去作業も困難となる。 In addition, when disassembling and collecting spoke pieces from the spoke body, even if the connecting bolt of the spoke piece to the spoke body is removed, the tip of the outer body of the tunnel excavator exists behind the spoke piece. In addition, the spoke body cannot be recovered to the inside of the machine, so that an operator must go out to the excavation surface side of the cutter head and perform the removal work, which is not only dangerous for work but also work Removal is difficult because the space is extremely small.
また、2基のトンネル掘削機を地中でドッキングさせる場合や、既設の管路にトンネル掘削機を直交させるように到達させた場合において、トンネル掘削機の前方地盤を改良した時には、カッタヘッドの掘削面側には作業空間は設けられないために、回収することができないといった問題点がある。 In addition, when two tunnel excavators are docked in the ground, or when the tunnel excavator reaches the existing pipe line so as to be orthogonal, when the front ground of the tunnel excavator is improved, Since there is no working space on the excavation surface side, there is a problem that it cannot be recovered.
一方、上記特許文献2に記載のカッタ板によれば、外周カッタ板部は円環形状に形成されているので、その外周端面をトンネル掘削壁面に密着させて支持させておくことができるから、中央カッタ板部の外周面とこの外周カッタ板部の内周面とを結合しているボルトを取り外したのち、該中央カッタ板部を外周カッタ板部の内周面から抜き取るようにして掘削機本体と一体的に後方に回収することができるが、中央カッタ板部と外周カッタ板部との接合面は、上記特許文献1と同様に、カッタヘッドの軸芯に平行な面に形成しているので、カッタヘッドを切羽地盤に押し付けながら掘進する際に、外周カッタ板部に作用する反力が、該スポーク体とスポーク片との結合ボルトに直接、そのボルトを剪断しよとする大きな力として作用してその剪断力によってボルトが変形したりする虞れがあり、掘削機本体の回収時に、外周カッタ板部から中央カッタ板部の抜き取り作業が円滑に行えなくなるといった問題点がある。
On the other hand, according to the cutter plate described in
また、掘削機本体を後退させて外周カッタ板部から中央カッタ板部を後方に抜き取る際に、掘削機本体の機軸を考慮しながら該機軸方向に掘削機本体を正確に牽引するようなことは行われなく、単に、掘削機本体を後方に牽引して引き抜き作業を行うものであるから、外周カッタ板部の内周面と該内周面に接合している中央カッタ板部の外周面との間にこじれが生じて外周カッタ板部からの中央カッタ板部の引き抜き作業が円滑に行うこができなくなるばかりでなく、外周カッタ板部が中央カッタ板部と一体に後退しようとしたり、或いは、そのこじれ力によって軸芯が傾く方向に変位するといった問題点があった。 In addition, when the excavator body is moved backward and the central cutter plate portion is extracted backward from the outer cutter plate portion, the excavator body is accurately pulled in the direction of the axis while considering the axis of the excavator body. Since it is simply performed by pulling the excavator main body backward, the inner peripheral surface of the outer cutter plate portion and the outer peripheral surface of the central cutter plate portion joined to the inner peripheral surface The center cutter plate portion cannot be smoothly pulled out from the outer cutter plate portion, and the outer cutter plate portion tends to retreat integrally with the central cutter plate portion, or However, there is a problem that the shaft core is displaced in a tilting direction due to the twisting force.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、中央カッタ板部と円環形状の外周カッタ板部とからなるカッタ板において、トンネル掘削時には外周カッタ板部に作用する推進反力を中央カッタ板部の外周面によって確実に受止させながら円滑な掘進を可能にすると共に、掘削機本体の回収時には外周カッタ板部からの中央カッタ板部の引き抜き作業が簡単且つ円滑に行うことができ、また、外周カッタ板部を回収する場合には、その回収作業も能率よく行えるようにしたトンネル掘削機のカッタ板を提供するにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is a cutter plate including a central cutter plate portion and an annular outer peripheral cutter plate portion. It enables smooth digging while reliably receiving the propulsion reaction force acting on the outer peripheral surface of the central cutter plate part, and when the excavator body is recovered, the central cutter plate part can be pulled out of the outer cutter plate part. It is an object of the present invention to provide a cutter plate for a tunnel excavator that can be easily and smoothly performed, and that when the outer cutter plate portion is recovered, the recovery operation can be performed efficiently.
上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機のカッタ板は、請求項1に記載したように、掘削したトンネルの覆工体内を通じて回収されるトンネル掘削機におけるカッタ板であって、外径が上記トンネル覆工体の内径よりも小径の中央カッタ板部と、この中央カッタ板部の外周面に内周面を接合させている円環形状の外周カッタ板部とからなり、この外周カッタ板部は複数のカッタピースに分割されていて隣接するカッタピース同士をボルトにより着脱自在に結合していると共に、これらのカッタピースの少なくとも一つに、両側面間の幅が内周側から外周側に向かって徐々に幅狭くなるように形成したキーカッタピースを備えてあり、さらに、このキーカッタピースを含む各カッタピースは、複数個のカッタビットを突設している前面板部の周縁に後方に向かって一定幅の周壁を突設してなり、周方向に隣接するカッタピース同士の対向する側壁部を接合させてボルトにより着脱自在に結合していると共に、各カッタピースの内側周壁部を後方に向かって外径方向に傾斜させた傾斜周壁面に形成してその傾斜周壁面を後方に向かって拡径方向に傾斜している上記中央カッタ板の外周面の所定部分にそれぞれ接合させてボルトにより着脱自在に結合した構造を有している。
In order to achieve the above object, a cutter plate of a tunnel excavator according to the present invention is a cutter plate in a tunnel excavator that is collected through a tunnel excavation body of an excavated tunnel as described in
本発明の請求項1に係る発明によれば、外径がトンネル覆工体の内径よりも小径の中央カッタ板部と、この中央カッタ板部の外周面に内周面を接合させ且つ後方に向かって引き抜き可能に結合している円環形状の外周カッタ板部とからなるカッタ板であって、中央カッタ板部と外周カッタ板部との上記接合面を前方から後方に向かって拡径方向に傾斜したテーパ面に形成しているので、トンネル掘削時に外周カッタ板部に作用する推進反力を中央カッタ板部の外周テーパ面によって確実に且つ強固に受止させることができ、従って、トンネルの掘進作業が円滑に行えるばかりでなく、中央カッタ板部と外周カッタ板部とを結合しているボルトに作用する上記推進反力を大きく減少させることができて該推進反力によるボルトの変形を防止することができ、そのため、掘削機本体の回収時における中央カッタ板部と外周カッタ板部とのボルト結合の解除作業が容易に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the outer cutter has a central cutter plate portion whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the tunnel lining body, and the inner peripheral surface is joined to the outer peripheral surface of the central cutter plate portion, and the rear side. Cutter plate composed of a ring-shaped outer peripheral cutter plate portion that is coupled so as to be able to be pulled out toward the rear, and the joint surface between the central cutter plate portion and the outer peripheral cutter plate portion is expanded in the diameter direction from the front toward the rear. Therefore, the driving reaction force acting on the outer cutter plate during tunnel excavation can be reliably and firmly received by the outer peripheral taper surface of the central cutter plate. In addition to the smooth excavation work, the above-mentioned propulsion reaction force acting on the bolt connecting the central cutter plate portion and the outer cutter plate portion can be greatly reduced, and the bolt is deformed by the propulsion reaction force. Prevent Bets can be, therefore, it is possible to release operation of the bolt coupling the central cutter plate portion and the outer peripheral cutter plate portion during recovery of the excavator main body easily.
さらに、掘削機本体を中央カッタ板部と一体的に回収する際には、該掘削機本体を僅かに後退させるだけで、後方に向かって拡径方向に傾斜している外周カッタ板部の内周面と同じく後方に向かって拡径方向に傾斜している中央カッタ板部の外周面との間に隙間が発生すると共に中央カッタ板部が外周カッタ板部内で後方に移動するに従ってその隙間が大きくなるので、牽引方向が掘削機本体の機軸方向に対して多少傾斜していても、外周カッタ板部にこじれ力や引き抜き力を生じさせることなく、中央カッタ板部を掘削機本体と共に円滑に回収することができる。 Further, when the excavator main body is recovered integrally with the central cutter plate portion, the excavator main body is slightly retracted, and the inner side of the outer cutter plate portion that is inclined in the diameter-expanding direction toward the rear. Like the peripheral surface, a gap is generated between the outer peripheral surface of the central cutter plate portion that is inclined in the direction of expansion toward the rear, and as the central cutter plate portion moves rearward in the outer cutter plate portion, the gap is increased. As the towing direction is slightly inclined with respect to the machine axis direction of the excavator body, the central cutter plate part can be smoothly moved together with the excavator body without causing a twisting force or a pulling force to the outer cutter plate part. It can be recovered.
また、本発明によれば、外周カッタ板部は複数のカッタピースに分割されていて隣接するカッタピース同士をボルトにより着脱自在に結合していると共に、これらのカッタピースの少なくとも一つに、両側面間の幅が内周側から外周側に向かって徐々に幅狭くなるように形成したキーカッタピースを備えているので、中央カッタ板部を掘削機本体と一体的に回収、撤去したのちこの外周カッタ板部を解体する際に、各カッタピースを、互いに結合した接合面をガイドとしてカッタ板の径方向に直交する方向、即ち、トンネル長さ方向に引き出しながら解体するような作業を必要とすることなく、まず、上記キーカッタピースを隣接する両側のカッタピースとの結合を解いたのち、中央カッタ板部の除去跡である空間部に向かって抜き取ることにより、該空間部を利用して簡単に撤去、回収することができ、しかるのち、このキーカッタピースと結合していたカッタピースを始め、複数個のカッタピースを上記空間部を利用して順次、能率よく回収、撤去することができる。 Further , according to the present invention , the outer cutter plate is divided into a plurality of cutter pieces, and adjacent cutter pieces are detachably coupled by bolts, and at least one of these cutter pieces is attached to both sides. Since the key cutter piece is formed so that the width between the faces gradually narrows from the inner circumference side toward the outer circumference side, the central cutter plate part is collected and removed integrally with the excavator body. When disassembling the outer cutter plate part, each cutter piece needs to be disassembled while being pulled out in the direction perpendicular to the radial direction of the cutter plate, i.e., in the tunnel length direction, with the joint surfaces coupled to each other as a guide. First, after uncoupling the key cutter piece from the adjacent cutter pieces on both sides, the key cutter piece is extracted toward the space where the central cutter plate portion is removed. Thus, the space portion can be easily removed and collected. After that, a plurality of cutter pieces, such as a cutter piece combined with the key cutter piece, are sequentially formed using the space portion. It can be efficiently recovered and removed.
従って、トンネル築造後において、カッタ板の後方側にトンネル掘削機の外胴がトンネル掘削壁面を被覆、支保した状態で残置されているにもかかわらず、この外胴に邪魔されることなく、さらには、前方に作業空間が殆ど存在しない場合においても、中央カッタ板部の除去跡の空間部を利用して外周カッタ板部を円滑且つ確実に分解、回収することができる。 Therefore, after the tunnel is built, the outer body of the tunnel excavator is left behind in the state of covering and supporting the tunnel excavation wall on the rear side of the cutter plate. Even when there is almost no working space ahead, the outer cutter plate can be smoothly and reliably disassembled and collected using the space portion of the removal trace of the central cutter plate.
さらに、本発明によれば、外周カッタ板部を構成している上記キーカッタピースを含む各カッタピースは、その前面板部の周縁に後方に向かって一定幅の周壁を突設してあり、周方向に隣接するカッタピース同士の対向する側壁部を接合させてボルトにより着脱自在に結合していると共に、各カッタピースの内側周壁部を後方に向かって外径方向に傾斜させた傾斜周壁面に形成してその傾斜周壁面を後方に向かって拡径方向に傾斜している中央カッタ板の外周面の所定部分にそれぞれ接合させてボルトにより着脱自在に結合しているので、作業員がカッタ板の掘削面側に出ることなく、機内側からボルトを取り外して中央カッタ板部と外周カッタ板部との結合の解除作業やカッタピース同士の結合の解除作業や回収作業を安全性を確保しながら円滑に行うことができる。
Furthermore, according to the present invention, each cutter piece including the key cutter piece constituting the outer cutter plate portion has a peripheral wall with a fixed width projecting rearward from the periphery of the front plate portion, Inclined peripheral wall surfaces in which the opposing side wall portions of the cutter pieces adjacent in the circumferential direction are joined and detachably coupled by bolts, and the inner peripheral wall portions of the respective cutter pieces are inclined in the outer diameter direction toward the rear. Since the inclined peripheral wall surface is joined to a predetermined portion of the outer peripheral surface of the central cutter plate that is inclined in the diameter-expanding direction toward the rear, and is detachably coupled by bolts, the operator can Bolts are removed from the inside of the machine without exiting to the excavation surface side of the plate, ensuring the safety of releasing the connection between the center cutter plate and the outer cutter plate, releasing the connection between the cutter pieces, and the recovery operation. Naga It can be carried out smoothly.
次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図1はカッタ板1を備えたトンネル掘削機の前半部分の縦断側面図、図2はカッタ板1の正面図であって、カッタ板1は外径が後述するトンネル覆工体Sの内径よりも小径に形成されている円板形状の中央カッタ板部2と、この中央カッタ板部2の外周面に内周面を外嵌させて取り外し可能なボルト9により結合している円環形状の外周カッタ板部3と、この外周カッタ板部3の外周面に内周面を外嵌させてボルト9'により互いに結合している円形のリング部材4とから構成している。このリング部材4の外径はトンネル掘削機の外胴11の外径に等しい径に形成していると共に、内径はトンネル覆工体Sの内径よりも大径に形成されている。従って、このリング部材4の内周面に結合している外周カッタ板部3の外径もトンネル覆工体Sの内径よりも大径に形成されている。
Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal side view of a front half portion of a tunnel excavator provided with a
さらに、中央カッタ板部2と外周カッタ板部3との上記接合面、即ち、中央カッタ板部2の外周面とこの外周面に接合している外周カッタ板部3の内周面とは、これらのカッタ板部の前面側から後方に向かって拡径方向に傾斜したテーパ面2c' 、3c' にそれぞれ形成している。
Furthermore, the joint surface between the central
上記中央カッタ板部2のテーパ面2c' は、円形の前面板部の外周縁に後方に向かって、即ち、トンネル覆工体S側に向かって拡径方向に傾斜した一定幅のリング状周壁2cを突設して、このリング状周壁2cの外周面によって形成されている。この中央カッタ板部2の中心部は、掘削機本体10に装着している駆動モータ12によって回転駆動される回転中心軸13の前端部外周面に一体に固着されていると共に、該中央カッタ板部2の前面板部には、回転中心軸13側から上記リング状周壁2cの前端部内周面に亘って、周方向に一定間隔を存した一対の土砂取入れ開口部5、5を複数対(図においては4対)、放射状に設けてこれらの各対の互いに平行な開口部5、5間をスポーク形状の面板部2aに形成していると共に、隣接するスポーク形状の面板部2a、2a間に上記開口部5を介して中空扇形状の面板部2bを形成している。そして、スポーク形状の面板部2aの両側端縁と中央部とにカッタビット6を径方向に一定間隔毎に前方に向かって突設している。
The
一方、上記外周カッタ板部3は、周方向に複数の扇形状カッタピース31〜36に分割されていて、隣接するカッタピースの対向する側面同士を接合してボルト9'により着脱自在に順次結合することによって円環形状に形成されていると共に、各カッタピース31〜36の内周面を後方に向かって拡径方向に傾斜した上記テーパ面3c' に形成して上記中央カッタ板部2のリング状周壁2cにおける対向する外周テーパ面2c' にボルト9によって着脱自在に結合してあり、さらに、この外周カッタ板部3の外周面を上記円形のリング部材4の内周面にボルト9'によって取り外し可能に結合している。
On the other hand, the outer
詳しくは、各カッタピース31〜36は、その前面板部の周縁、即ち、円弧状に湾曲した内外周縁部と直線状の両側縁部とに、一定幅の円弧状に湾曲した内外周壁部3c、3dと、径方向に長い直状の両側壁部3e、3eとを後方に向かって突設してあり、その外側周壁部3dと両側壁部3e、3eとはそれぞれ前面板部に対して直角に屈折している一方、内側周壁部3cは、前面板部に連続した前端から後端に向かって上記中央カッタ板部2のリング状周壁2cと同一傾斜角度でもって拡径方向に傾斜したテーパ面3c' に形成されている。
Specifically, each of the
そして、隣接するカッタピースにおける対向する側壁部3e、3e同士を接合させてボルト9'により順次、周方向に結合、連結することにより円環形状の外周カッタ板部3を形成していると共に、円弧状に湾曲している内側周壁部3cの内周テーパ面3c' を上記中央カッタ板部2のリング状周壁2cにおける外周テーパ面2c' に接合してボルト9により着脱自在に結合している。なお、各カッタピース31〜36の前面板部は、中央カッタ板部2の前面板部と垂直面上で面一状に連続するように形成されていると共に、その内側周壁部3cは中央カッタ板部2の周壁2cと同一幅に形成され、且つ、同一湾曲度でもって周方向に円弧状に湾曲している。
Then, the
さらに、各カッタピース31〜36における周方向に円弧状に湾曲した外側周壁部3dの外周面をこの周壁部3dと同一幅に形成している上記リング部材4における対向する内周面に接合して該周壁部3dをボルト9'によりリング部材4に取り外し可能に結合している。なお、中央カッタ板部2のリング状周壁2cとカッタピース31〜36の内側周壁部3cとの結合は、これらの周壁2cと周壁部3cとに周方向に一定間隔毎にボルト取付孔7(図3に示す)を設け、該ボルト取付孔7、7間にボルト9を挿通してナット8を螺合することにより行われてあり、隣接するカッタピースの側壁部3e、3e同士の結合もボルト取付孔間にボルトを挿通してナット8により螺合してもよいが、図4に示すように互いに接合する一方の側壁部3eの複数箇所にボルト挿通孔7'を、他方の側壁部3eにこれらのボルト挿通孔7'と対向する螺子孔8'をそれぞれ設けて、ボルト挿通孔7'から該螺子孔8'にボルト9'を螺合させることにより行っている。
Further, the outer peripheral surface of the outer
同様に、上記各カッタピース31〜36の外側周壁部3dに周方向に一定間隔毎に該周壁部3dの内外周面に亘って貫通したボルト挿通孔7'を設ける一方、リング部材4の内周面にこれらのボルト挿通孔7'と対向する螺子孔8'を設けて、ボルト挿通孔7'から該螺子孔8'にボルト9'を螺締することにより、カッタピース31〜36をリング部材4に対して取り外し可能に結合している。
Similarly, the outer
上記中央カッタ板部2と外周カッタ板部3とはその形状を左右対称となるように形成されてあり、具体的には、図2に示すように、中央カッタ板部2は上記スポーク形状の面板部2aをカッタ板1の回転中心軸13から周方向に互いに90度の角度間隔を存して四方に放射状に突設していると共に、外周カッタ板部3は、基本的には上下左右に同大、同形のカッタピース31〜34に4等分されてあり、そのうちの1つのカッタピース31の両側部をキーカッタピース35、36に形成している。
The central
具体的には、両側に上記キーカッタピース35、36を配設しているカッタピース31をカッタ板1の上周部側に位置させた状態において、このカッタ板1の両側部に左右に対称的に配設している両側のカッタピース32、33は、その周方向の中央部に、中央カッタ板部2における両側のスポーク形状の面板部2aとこの面板部2aを挟むように設けている上記対の開口部5、5との延長方向に、中央カッタ板部2のリング状周壁2cとこれらのカッタピース32、33の内側周壁部3cとを介してスポーク形状の中央面板部3aとこの中央面板部3aを挟んだ互いに平行な一対の開口部5'、5'とをそれぞれ設けていると共に、周方向の両側端部に該開口部5'と同じ形状の開口部5'を設けてあり、さらに、これらの開口部5'を設けた面板部の端縁部に前方に向かって複数個のカッタビット6を突設している。
Specifically, in a state where the
同様に、下周部側に配設したカッタピース34は、その周方向の中央部に、中央カッタ板部2における下側のスポーク形状の面板部2aとこの面板部2aを挟むように設けている上記対の開口部5、5との延長方向に、中央カッタ板部2のリング状周壁2cと該カッタピース34の内側周壁部3cとを介してスポーク形状の中央面板部3aとこの中央面板部3aを挟んだ互いに平行な一対の開口部5'、5'とをそれぞれ設けていると共に、周方向の両側端部に該開口部5'と同形の開口部5'を設けてあり、さらに、これらの開口部5'を設けた面板部の端縁部に前方に向かって複数個のカッタビット6を突設している。
Similarly, the
一方、両側部にキーカッタピース35、36を配設している上周部側のカッタピース31は、キーカッタピース35、36を備えた全体の形状としては上記カッタピース32〜34と同一形状に形成されているが、このカッタピース31に対して両側カッタピース35、36は分割されていて、カッタピース31の中央部に、上記中央カッタ板部2における上側のスポーク形状の面板部2aとこの面板部2aを挟むように設けている上記対の開口部5、5との延長方向に、中央カッタ板部2のリング状周壁2cと該カッタピース34の内側周壁部3cとを介してスポーク形状の中央面板部3aとこの中央面板部3aを挟んだ互いに平行な一対の開口部5'、5'とを設けてあり、両側キーカッタピース35、36にはその中央部に一つの開口部5'を内外周面間に亘って設けている。なお、これらの開口部5'を設けた面板部の端縁部に前方に向かって複数個のカッタビット6を突設している。また、上記リング部材4の前面にも複数個のカッタビット6を前方に向かって突設している。
On the other hand, the
さらに、外周カッタ板部3における上記両側に配したカッタピース32、33の両側壁部3e、3eと、下周部側に配したカッタピース34の両側壁部3e、3e、及び、上記両側に配したカッタピース32、33の側壁部3eに接合したキーカッタピース35、36の一方の側壁部3eとは、カッタ板1の直径線上に設けられているが、上記上周部側に配設したカッタピース31の両側壁部3e' 、3e' と、この側壁部3e' に接合してボルト9'により結合しているキーカッタピース35、36の他方の側壁部3e' とは、その延長線上を中央カッタ板部2の垂直方向の直径線上における上部側に交差する方向に傾斜させてキーカッタピース35、36の周方向の幅を内周側から外周側に向かって徐々に幅狭くなるように、即ち、楔形状に形成している。
Further, both
なお、中央カッタ板部2におけるスポーク形状の任意の面板部2aの後面に、図1に示すように径方向に向けたジャッキ25を装着してあり、そのロッド26の先端に装着しているコピーカッタ27を、外周カッタ板部3の外側周壁部3dとリング部材4とを貫通してリング部材4から出没自在に突出させ、トンネル曲線部の施工等において、該コピーカッタ27により地山をオーバーカットするように構成している。
As shown in FIG. 1, a
次に、このように構成したカッタ板1を備えている回収型のトンネル掘削機の構造を簡単に説明すると、図5に示すように、このトンネル掘削機は、泥水式シールド工法に使用される掘削機であって、外径がトンネル掘削径と略同径に形成された円筒形状の鋼管からなる外胴11と、この外胴11の前端部内周面にその外周端面を溶接等により一体に固着していると共に中央部に、トンネル掘削壁面に施工されたトンネル覆工体Sの内径よりも小径の円形孔15を設けている円環板形状の支持壁14と、この支持壁14の上記円形孔15にその短筒状内胴16をシール材17を介して後方に向かって引き出し可能に支持させている掘削機本体10と、上記外胴11の長さ方向の中間部内周面に周方向に一定間隔毎に配設された複数本の推進ジャッキ18及び方向修正ジャッキ19と、掘削土砂の排出手段である送排泥管20、21と、セグメントを組み立てるエレクタ22とから構成されている。
Next, the structure of the recovery-type tunnel excavator provided with the
掘削機本体10は上記短筒状内胴16の前端に該内胴16の開口端を密閉している隔壁16a を一体に設けていると共にこの隔壁16a の中心部に上記カッタ板1の回転中心軸13を回転自在に支持してあり、さらに、隔壁16a の後面にカッタ板1を回転駆動する駆動モータ12を装着してなるものである。この掘削機本体10の内胴16の後端部は、外胴11の内周面に取り外し可能に固定している推進反力受止部材23によって受止されている。
The
このように構成したトンネル掘削機を発進立坑C(図6に示す)内に設置し、該カッタ板1を回転させながら所定方向にトンネルTを掘進していく。そして、一定長のトンネルを掘削する毎に、エレクタ22により掘削壁面にセグメントを組み立てて掘削壁面を覆工し、このトンネル覆工体Sの前端面に推進ジャッキ18の推進反力を受止させて、該推進ジャッキ18を伸長させることによってトンネル掘削機を前進させる。この時、推進ジャッキ18による推進力は推進反力受止部材23を介して掘削機本体10に伝達され、カッタ板1を切羽に押しつけながら地山を掘削させる。
The tunnel excavator configured as described above is installed in the start shaft C (shown in FIG. 6), and the tunnel T is excavated in a predetermined direction while the
掘削時においては、トンネル掘削機の推進力によって切羽地盤に押し付けたカッタ板1の前面に該カッタ板1を後退させようとする方向に推進反力が作用することになる。この際、カッタ板1における中央カッタ板部2は、掘削機本体10の隔壁16a に回転自在に支持された回転中心軸13にその中心部を一体に固着していると共に掘削機本体10の後端部は上記推進反力受止部材23を介して外胴11に支持されているので、中央カッタ板部2の前面に作用する推進反力は、この推進反力受止部材23によって強固に受止させることができる一方、外周カッタ板部3は、その内側周壁部3cにおける後方に向かって拡径方向に傾斜している内周テーパ面3c' を、中央カッタ板部2のリング状周壁2cにおける後方に向かって拡径方向に傾斜した外周テーパ面3c' に支持されているので、その前面に作用する推進反力は、中央カッタ板部2の外周テーパ面3c' によって受止され、中央カッタ板部2のリング状周壁2cと外周カッタ板部3の内側周壁部3cとを結合させているボルト9に推進反力が直接的に作用するのを防止しながら、トンネルを掘進するすることができる。
At the time of excavation, a propulsion reaction force acts on the front surface of the
カッタ板1によって掘削された土砂は、該カッタ板1に設けている上記開口部5、5'を通じてカッタ板1と掘削機本体10の隔壁16a との間の土砂室24内に取り込まれ、この土砂室24に連通している上記送排泥管20、21による還流泥水によって泥水と共にトンネル側に排出される。
The earth and sand excavated by the
このトンネル掘削機によって所定位置まで掘削壁面にセグメントによる覆工を行いながらトンネルTを掘削したのち、該掘削機本体10をこのトンネル覆工体S内を通じて発進立坑側まで後退させて回収しなければならない場合、例えば、図6に示すように、到達立坑Dの土留壁dまでトンネルTを掘削しても該到達立坑Dは築造途中である場合において、施工したトンネル覆工体S内を通じて掘削機本体10を回収するには、この回収に先立って、トンネル掘削機の前端部の周辺地盤を薬液注入等によって改良してこの改良地盤Eによって機内に地下水等が浸入するのを防止した状態にする。
After excavating the tunnel T while lining the excavation wall surface to the predetermined position with this tunnel excavator, the
しかるのち、まず、エレクタ22や送排泥管20、21、推進ジャッキ18、方向修正ジャッキ19等を解体や取り外し等してトンネル覆工体S内を通じて後方に回収すると共に、推進反力受止部材23を取り外して外胴11に対する掘削機本体10の固定を解く一方、隔壁16a に設けている出入口(図示せず)を通じて作業員が土砂室24内に入り、カッタ板1の後方側から該カッタ板1における中央カッタ板部2の周壁2cと外周カッタ板部3の内側周壁部3cとを結合させているボルト9'を取り外す。なお、推進ジャッキ18や方向修正ジャッキ19は掘削機本体10の回収の邪魔にならない場合には掘削機本体10の回収後に撤去してもよい。
After that, first of all, the
次いで、掘削機本体10を後方に牽引してその短筒状内胴16を外胴11の内周面に固着している支持壁14の円形孔15から抜き取る。この際、カッタ板1における回転中心軸13の前端部に一体に設けている中央カッタ板部2は上述したように外周カッタ板部3に対する結合を解かれているので、掘削機本体10と一体的に後退すると共に、中央カッタ板部2と外周カッタ板部3とを接合している面が、カッタ板1の前端側から後端に向かって拡径方向に傾斜したテーパ面2c' 、3c' に形成されているので、掘削機本体10が僅かでも後退すると、中央カッタ板部2のリング状周壁2cが外周カッタ板部3の内側周壁部3cから離脱して両者の間の隙間が発生し、掘削機本体10の牽引方向が機軸に対してずれていても、中央カッタ板部2から外周カッタ板部3にこじれ等の無理な圧力が作用することなく外周カッタ板部3から中央カッタ板部2を円滑に抜き取ることができる。
Next, the
外周カッタ板部3から掘削機本体10と一体的に後方に移動した中央カッタ板部2はさらに図7に示すように、支持壁14の円形孔15を通過して後方に移動する。この中央カッタ板部2を備えた掘削機本体10をトンネル覆工体S内を通じて発進立坑側に回収するには、例えば、支持壁14の円形孔15から抜き取られた掘削機本体10の内胴16の下周部と、円形孔15を通過した中央カッタ板部2の下周部とに、車輪(図示せず)を装着し、これらの車輪をトンネル覆工体Sの内底面上を転動させることによって行うことができる。
As shown in FIG. 7, the central
こうして、カッタ板1の中央カッタ板部2が除去されると、外周カッタ板部3はトンネル掘削壁面に内嵌、支持された状態で残り、この外周カッタ板部3の内周面で囲まれた中央カッタ板部2の除去跡、即ち、抜き取り跡に図8に示すように空間部28が設けられた状態となる。そして、この空間部28を作業空間に利用して、この外周カッタ板部3の解体、撤去を行う。
Thus, when the central
まず、この外周カッタ板部3を形成している複数のカッタピース31〜35において、上記作業空間部に向かって、即ち、カッタ板1の中心に向かって抜き取り可能に組み込んでいるキーカッタピース35、36を回収、撤去する。この際、これらのカッタピース31〜35の分解作業の安全性、作業性を考慮して、予め、トンネル掘削作業が完了した時点でキーカッタピース35、36が上部に位置した状態となるようにカッタ板1を回動、停止させておく。そして、下部側のカッタピース34を足場として上部側のカッタピース31の両側壁部3e' 、3e' とキーカッタピース35、36の側壁部3e' 、3e' とを結合させているボルト9'を取り外すと共に、キーカッタピース35、36の側壁部3eと両側カッタピース32、33の側壁部3eとを結合させているボルト9'を取り外し、さらに、キーカッタピース35、36の外側周壁部3dとリング部材4とを結合しているボルト9'を取り外したのち、図9に示すように、これらのキーカッタピース35、36を隣接するカッタピース31と32間、及び31と33間から上記空間部28内に向かって引き抜くようにして回収、撤去する。
First, in the plurality of
次いで、上記空間部28を利用して上側カッタピース31の外側周壁部3dをリング部材4の内周面に結合させているボルト9'を取り外したのち、図10に示すように該上側カッタピース31を回収、撤去すると共に、両側カッタピース32、33も同様にして下側カッタピース34の両側壁部3e、3eに対してボルト9'によって結合している側壁部3e、3eを該ボルト9'を取り外すことによってその結合を解き、さらに、その外側周壁部3dとリング部材4とを結合しているボルト9'を取り外したのち、図11に示すように、回収、撤去し、しかるのち、下側カッタピース34の外側周壁部3dとリング部材4との結合ボルト9'を取り外して図12に示すように該下側カッタピース34を回収、撤去する。
Next, after removing the bolt 9 'that joins the outer
こうして、外周カッタ板部3を複数のカッタピース31〜36に解体してトンネル覆工体S内を通じて発進立坑側に搬出、回収し、次のトンネル工事を行う際に、再び、カッタ板1の外周カッタ板部3として使用する。一方、カッタ板1のリング部材4は、回収することなく外胴11と共にトンネル掘削壁面の覆工材の一部として残しておく。なお、以上の実施の形態においては、カッタ板1における外周カッタ板部3を構成している複数のカッタピース31〜36のうち、キーカッタピースを2個、組み込んでいるが、1個だけであってもよく、また、リング部材4を各カッタピース31〜36に応じて複数分割してそれぞれのカッタピースの外周面に一体に設けた外周カッタ板部3の構造としておいてもよい。
In this way, the outer
また、外周カッタ板部3はこのように複数のカッタピース31〜36に分割しておくことなく、解体不能な一体構造の円環形状にしてトンネル築造後、該外周カッタ板部3をトンネル掘削機の外胴11と共に掘削壁面に残しておいてもよく、要するに、この外周カッタ板部3の内側周壁部3cの内周面と、中央カッタ板部2のリング状周壁部2cの外周面とを互いに分離可能に接合した後方に向かって拡径方向に傾斜しているテーパ面2c' 、3c' に形成しておけば本発明を満足させることができる。
Further, the outer
1 カッタ板
2 中央カッタ板部
2c リング状周壁
2c' テーパ面
3 外周カッタ板部
3c、3d 内外周壁部
3e 側壁部
3c' テーパ面
9 ボルト
10 掘削機本体
31〜34 カッタピース
35、36 キーカッタピース
1
2c Ring-shaped peripheral wall
2c '
3c, 3d inner peripheral wall
3e Side wall
3c '
10 Excavator body
31 ~ 34 Cutter piece
35, 36 Key cutter piece
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03267497A (en) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Taiyo Kiso Kogyo Kk | Excavation method of pipe line and excavating device |
JPH04247200A (en) * | 1991-01-31 | 1992-09-03 | Shimizu Corp | Lining process for shielded tunnel |
JPH1136779A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-09 | East Japan Railway Co | Shield machine for excavating different diameter tunnels and different diameter tunnel excavation method |
JP2001098884A (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-10 | Kumagai Gumi Co Ltd | Shield machine and shield tunneling method using the same |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03267497A (en) * | 1990-03-16 | 1991-11-28 | Taiyo Kiso Kogyo Kk | Excavation method of pipe line and excavating device |
JPH04247200A (en) * | 1991-01-31 | 1992-09-03 | Shimizu Corp | Lining process for shielded tunnel |
JPH1136779A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-09 | East Japan Railway Co | Shield machine for excavating different diameter tunnels and different diameter tunnel excavation method |
JP2001098884A (en) * | 1999-10-01 | 2001-04-10 | Kumagai Gumi Co Ltd | Shield machine and shield tunneling method using the same |
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