JP5420788B1 - シールド掘進機、及びシールド工法 - Google Patents

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Abstract

【課題】中央カッタと外周カッタとを備えるシールド掘進機において、先行して掘削する大きさを地質に合わせて可変として、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷を効率良く低減できるようにする。また、二重カッタの内外比を可変としたり、多重カッタを個別に回転駆動したりして、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷をより効率良く低減できるようにする。
【解決手段】中央カッタ20と外周カッタ30とを備えるシールド掘進機であって、中央カッタ20と外周カッタ30の間に配置される中間カッタ40を備える。さらに、中間カッタ40を中央カッタ20または外周カッタ30に選択的に連結可能とする選択的連結機構25・42/39・43を備える。この選択的連結機構25・42/39・43により中間カッタ40を中央カッタ20または外周カッタ30に選択的に連結させることで、二重カッタの内外比を変化させて掘進する。
【選択図】図2

Description

本発明は、内外多重カッタを備えるシールド掘進機と、それを用いるシールド工法に関する。
シールド掘進機において、中央カッタと外周カッタとからなる内外二重カッタを備え、その中央カッタと外周カッタを個別に回転駆動して掘削効率を向上する技術は公知である(例えば特許文献1、2参照)。
また、内外二重カッタで、その中央カッタと外周カッタを二重反転駆動する技術も公知である(例えば特許文献3参照)。
なお、大径シールド本体の同一軸心状に小径シールド本体を組み込み、大径シールド本体から小径シールド本体を発進させる親子シールド機も公知である(例えば特許文献4参照)。
特許第2695801(特開平1−127794)号公報 特許第3115949(特開平6−50090)号公報 特許第3092872(特開平5−149089)号公報 特許第2650114(特開平3−66897)号公報
ところで、特許文献1から3のような内外二重カッタにおいて、掘削時の負荷を土質毎に低減できるカッタ構造や回転方法の最適な組み合わせがあると考えられ、特にシールド掘進の長距離施工では、土質が途中で変わるケースが多いが、途中でカッタ構造を変更できない。
また、常に掘削時の負荷を低減すれば、装備するジャッキ、モータを小さくできる。
しかし、従来の内外二重カッタは、その中央カッタと外周カッタの前後方向相対位置が製造時に固定されて動かないものとなっていた。
本発明の課題は、中央カッタと外周カッタとを備えるシールド掘進機において、先行して掘削する大きさを地質に合わせて可変として、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷を効率良く低減できるようにすることである。
また、本発明は、二重カッタの内外比を可変としたり、多重カッタを個別に回転駆動したりして、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷をより効率良く低減できるようにすることも課題としている。
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
中央カッタと外周カッタとを備えるシールド掘進機であって、
前記中央カッタと外周カッタの間に配置される中間カッタを備えることを特徴とする。
さらに、請求項1に記載の発明は、
前記中間カッタを前記中央カッタまたは外周カッタに選択的に連結可能とする選択的連結機構を備えることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項に記載のシールド掘進機であって、
前記外周カッタの位置に対し前進後退動作する前記中間カッタを備えるとともに、
前記中間カッタの位置に対し前進後退動作する前記中央カッタを備えることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項1または2に記載のシールド掘進機であって、
前記中央カッタと外周カッタを個別に回転駆動するカッタ回転駆動装置を備えることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項に記載のシールド掘進機であって、
前記中間カッタを回転駆動する中間カッタ回転駆動装置を備えることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項1に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
前記中央カッタと外周カッタ及びその間の中間カッタで掘進することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
前記選択的連結機構により前記中間カッタを前記中央カッタまたは外周カッタに選択的に連結させることで、
二重カッタの内外比を変化させて掘進することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
前記中間カッタを外周カッタの位置に対し前進動作させるとともに、
前記中央カッタを中間カッタの位置に対し前進動作させることで、
前記中央カッタ、中間カッタ、外周カッタの順に前進位置にある三重以上の多重カッタで掘進することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
前記中間カッタを外周カッタの位置に対し後退動作させるとともに、
前記中央カッタを中間カッタの位置に対し後退動作させることで、
前記外周カッタ、中間カッタ、中央カッタの順に前進位置にある三重以上の多重カッタで掘進することを特徴とする。
請求項に記載の発明は、
請求項に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
前記カッタ回転駆動装置により前記中央カッタと外周カッタを個別に回転駆動させて掘進することを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、
請求項に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
前記中間カッタ回転駆動装置により前記中間カッタも回転駆動させることで、
前記中央カッタ、中間カッタ、外周カッタによる三重以上の多重カッタを個別に回転駆動させて掘進することを特徴とする。
本発明によれば、中央カッタと外周カッタに加え三重以上の多重カッタとして、先行して掘削する大きさを地質に合わせて変えることができて、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷を効率良く低減することができる。
また、二重カッタの内外比を可変としたり、多重カッタを個別に回転駆動したりして、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷をより効率良く低減することができる。
本発明を適用したシールド掘進機の一実施形態の構成を示すもので、内外三重カッタの正面図である。 中央カッタ及び中間カッタの一体前進時を示した縦断側面図である。 中央カッタ及び中間カッタの一体後退時を示した縦断側面図である。 中央カッタのみの前進時を示した縦断側面図である。 中央カッタのみの後退時を示した縦断側面図である。 実施形態2を示すもので、多重カッタの面一時を示した縦断側面図である。 中央カッタ及び中間カッタの多段前進時を示した縦断側面図である。 中央カッタ及び中間カッタの多段後退時を示した縦断側面図である。
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
(概要)
先ず、内外二重カッタにより、単一カッタでは、掘削効率を上げるために内周の刃の周速を大きくしようとして回転速度を上げると、外周の刃は周速がさらに大きくなり、摩耗量が大きいといった問題を解消できる。
そして、中央カッタを外周カッタとの面一位置よりも前進させると、山岳トンネルで知られている芯抜き効果により掘削抵抗が低減する。つまり、中央カッタが外周カッタより前進すると、先行した部分の周辺地盤が崩れやすくなり、硬い地山(地盤)で掘削の負荷を低減でき、すなわち、カッタを回転駆動するモータやシールド掘進機を推進するジャッキを小型化して、コストダウンでき、電力消費を抑制できる。
また、中央カッタを外周カッタとの面一位置よりも後退させると、緩い地山で外周カッタにより周りの崩壊を防止しながら掘進できる。
従って、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷を低減できる。
さらに、三重以上の多重カッタを持ち、最内側の中央カッタと一緒に回る中間カッタと、最外側の外周カッタと一緒に回る中間カッタの数を変えることで、内外の比を変更できる。この場合、中間カッタは動力を持たないで、中央カッタか外周カッタに固定して連動させる。
また、中間カッタも独立した動力を持ち、その回転方向とスピードを合わせることで、内外の比を変更し、または三重以上の回転をさせ、例えば内側から右回り、左回り、右回りなどと順に交互の方向に回すことができる。
そして、三重以上の多重カッタが、その面一から位置を前後にずらすことで、三段以上を有する多重多段カッタにすることができる。
従って、先行して掘削する大きさを地質に合わせて多種多様に変えることができる。
(実施形態1)
図1及び図2は本発明を適用したシールド掘進機の一実施形態の構成として内外多重カッタ部分を示すもので、1は機体、20は中央カッタ、30は外周カッタ、40は中間カッタである。
図示のように、シールド掘進機本体である機体1の前端部の隔壁2に内筒部3が備えられ、この内筒部3にシール材4を介装して円筒部5が前進後退動作可能に組み付けられ、この円筒部5に中央隔壁6が備えられている。
中央カッタ20は、複数本(図示例では4本)のカッタスポーク21が中央軸22に備えられている。
この中央軸22が前記中央隔壁6の中央に軸受支持されている。
また、中央カッタ20と中央隔壁6との間にチャンバが形成されて、中央隔壁6の前面に固定攪拌翼7が備えられる一方、カッタスポーク21の背面に回転攪拌翼23が備えられている。
そして、中央隔壁6の背面に中央カッタ回転駆動用のモータ8が備えられている。このモータ8の回転駆動力は、ギヤ機構を介して中央軸22に伝達されて、中央軸22と一体に中央カッタ20が回転する。
さらに、機体1の内部に備えた反力受け用のリング状バックアンカー9と円筒部5との間に中央カッタ前進後退動作用のジャッキ11が架け渡されている。
カッタスポーク21間からチャンバに取り込まれた土砂は、中央隔壁6の固定攪拌翼7とカッタスポーク21の回転攪拌翼23で攪拌されて、中央隔壁6の底部に接続した排土スクリュー12により排土される。
そして、中央カッタ20には、カッタスポーク21の外周に突出動作する連結ピン25と隙間余掘りカッタ26(図3参照)が個別にそれぞれ組み込まれている。
また、中央カッタ20の周囲を囲む中間カッタ40は、複数本(図示例では6本)のカッタスポーク41を備えるカッタリングで、そのカッタスポーク41の内周には、中央カッタ20のカッタスポーク21外周から突出動作する連結ピン25が進入する連結穴42が形成されている。
そして、カッタスポーク41の外周にも連結穴43(図3参照)が形成されている。
従って、これら連結ピン39及び連結穴43と、前記連結ピン25及び連結穴42が、中間カッタ40を中央カッタ20または外周カッタ30に選択的に連結可能とする選択的連結機構を構成する。
なお、カッタスポーク41の背面に回転攪拌翼44が備えられている。
以上の中間カッタ40は、中央カッタ20の周囲に連結ピン25及び連結穴42で連結状態とされている。
従って、中央カッタ20及び中間カッタ40は、ジャッキ11の駆動により一体に前進後退するとともに、モータ8の駆動により一体に回転する。
また、中間カッタ40は、図3に示すように、外周カッタ30の内方に連結ピン39及び連結穴43で連結状態とされている。
従って、外周カッタ30及び中間カッタ40は、モータ16の駆動により一体に回転する。
また、中間カッタ40の周囲を囲む外周カッタ30は、複数本(図示例では6本)のカッタスポーク31がアーム部材32を介してリング状部材33に備えられ、このリング状部材33が隔壁2に軸受支持されている。
すなわち、隔壁2の背面に突出して設けた円筒部13・14において、リング状部材33がその内外周でそれぞれ軸受支持されている。
ここで、外周カッタ30と隔壁2との間にチャンバが形成されて、隔壁2の前面に固定攪拌翼15が備えられる一方、カッタスポーク31の背面に回転攪拌翼34が備えられている。
そして、隔壁2の背面に外周カッタ回転駆動用のモータ16が備えられている。このモータ16の回転駆動力は、ギヤ機構を介してリング状部材33に伝達されて、リング状部材33と一体に外周カッタ30が回転する。
なお、外周カッタ30のカッタスポーク31の外周に突出動作する余掘りカッタ35が組み込まれている。
カッタスポーク31間からチャンバに取り込まれた土砂は、隔壁2の固定攪拌翼15とカッタスポーク31の回転攪拌翼34で攪拌されて、隔壁2の底部に接続した排土スクリュー17により排土される。
また、外周カッタ30のカッタスポーク31の前面に泥しょう材吐出口36が設けられ、この泥しょう材吐出口36に機体1の内部からの泥しょう材供給配管18・37が接続されている。
すなわち、機体1の内部からの泥しょう材供給配管18が隔壁2の内周側の円筒部13に接続されて開口し、カッタスポーク31内で泥しょう材吐出口36に接続してアーム部材32内を通した泥しょう材供給配管37がリング状部材33の内周に接続されて開口している。これにより、泥しょう材供給配管18・37が軸受を介して接続状態となっていうる。
そして、外周カッタ30には、カッタスポーク31の内周に突出動作する連結ピン39が組み込まれている。この連結ピン39が突出動作してカッタスポーク41外周の連結穴43(図3参照)に進入する。
以上の中央カッタ20及び中間カッタ40と外周カッタ30を備えるシールド掘進機は、モータ8の駆動で中央カッタ20及び中間カッタ40を適切な速度及び方向で回転させて、これとは独立して、モータ16の駆動で外周カッタ30を適切な速度及び方向(中央カッタ20及び中間カッタ40と同方向や逆方向)で回転させることができる。
また、モータ8の駆動で中央カッタ20を適切な速度及び方向で回転させて、これとは独立して、モータ16の駆動で外周カッタ30及び中間カッタ40を適切な速度及び方向(中央カッタ20と同方向や逆方向)で回転させることができる(図3参照)。
従って、単一カッタでは、掘削効率を上げるために内周の刃の周速を大きくしようとして回転速度を上げると、外周の刃は周速がさらに大きくなり、摩耗量が大きいといった問題を解消することができる。
そして、図2は中央カッタ20及び中間カッタ40の前進時を示したもので、図示のように、中央カッタ20及び中間カッタ40をジャッキ11の駆動により外周カッタ30との面一位置よりも前進させると、山岳トンネルで知られている芯抜き効果により掘削抵抗が低減する。
すなわち、中央カッタ20及び中間カッタ40が外周カッタ30より前進すると、先行した中央カッタ20及び中間カッタ40による掘削部分の周辺地盤が崩れやすくなり、硬い地山での外周カッタ30による掘削の負荷を低減することができる。
従って、カッタを回転駆動するモータやシールド掘進機を推進するジャッキを小型化して、コストダウンすることができて、電力消費も抑制することができる。
また、図3は中央カッタ20及び中間カッタ40の後退時を示したもので、図示のように、中央カッタ20及び中間カッタ40をジャッキ11の駆動により外周カッタ30との面一位置よりも後退させると、緩い地山で先行する外周カッタ30により周りの崩壊を防止しながら掘進することができる。
図4は中央カッタ20のみの前進時を示したもので、図示のように、中央カッタ20のみをジャッキ11の駆動により外周カッタ30及び中間カッタ40との面一位置よりも前進させても、芯抜き効果により掘削抵抗が低減する。
さらに、図示のように、外周カッタ30及び中間カッタ40より前進した中央カッタ20の外周から隙間余掘りカッタ26を外周方向に突出動作させて、中央カッタ20から外周りの余掘りを行うことで、中央カッタ20及び中間カッタ40と外周カッタ30の隙間部分の掘り残しによる掘削不能を防止することができる。
図5は中央カッタ20のみの後退時を示したもので、図示のように、中央カッタ20のみをジャッキ11の駆動により外周カッタ30との面一位置よりも後退させると、緩い地山で先行する外周カッタ30及び中間カッタ40により周りの崩壊を防止しながら掘進することができる。
また、図示しないが、後退した中央カッタ20に対し前進位置にある外周カッタ30及び中間カッタ40の内周から隙間余掘りカッタを内周方向に突出動作させて、中間カッタ40から内周りの余掘りを行えば、中央カッタ20と外周カッタ30及び中間カッタ40の隙間部分の掘り残しによる掘削不能を防止することができる。
以上、実施形態の内外三重カッタを備えるシールド掘進機によれば、中央カッタ20と外周カッタ30に中間カッタ40を加えた三重カッタとして、先行して掘削する大きさを地質に合わせて変えることができて、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷を効率良く低減することができる。
そして、二重カッタの内外比を、中央カッタ20及び中間カッタ40と外周カッタ30、または中央カッタ20と外周カッタ30及び中間カッタ40に変化させて、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷をより効率良く低減することができる。
さらに、中央カッタ20を外周カッタ30及び中間カッタ40の位置に対し前進させて、その中央カッタ30外周に突出動作させた隙間余掘りカッタ26で余掘りすることで、中央カッタ20と外周カッタ30及び中間カッタ40の隙間部分の掘り残しによる掘削不能を防止することができる。
また、中央カッタ20及び中間カッタ40を外周カッタ30の位置に対し後退させて、外周カッタ30内周に突出動作させる隙間余掘りカッタで余掘りすることでも、中央カッタ20及び中間カッタ40と外周カッタ30の隙間部分の掘り残しによる掘削不能を防止することができる。
また、中央カッタ20を外周カッタ30及び中間カッタ40の位置に対し後退させて、中間カッタ40内周に突出動作させる隙間余掘りカッタで余掘りすることでも、中央カッタ20と外周カッタ30及び中間カッタ40の隙間部分の掘り残しによる掘削不能を防止することができる。
(実施形態2)
図6は実施形態2を示すもので、前述した実施形態1において、図示のように、外周カッタ30と中間カッタ40との間に、さらに外側の中間カッタ50を設けて四重カッタとしたものである。
すなわち、隔壁2に中間内筒部61が備えられ、この中間内筒部61にシール材62を介装して中間円筒部63が前進後退動作可能に組み付けられ、この中間円筒部63に中間隔壁64が備えられている。
なお、中間隔壁64に前記円筒部3が備えられている。
そして、内側の中間カッタ40の周囲を囲む外側のカッタ50は、複数本のカッタスポーク51がアーム部材52を介してリング状部材53に備えられ、このリング状部材53が中間隔壁64に軸受支持されている。
すなわち、中間隔壁64の背面に突出して設けた円筒部65・66において、リング状部材53がその内外周でそれぞれ軸受支持されている。
ここで、外側の中間カッタ50と中間隔壁64との間にチャンバが形成されている。
そして、中間隔壁64の背面に外周カッタ回転駆動用のモータ55が備えられている。このモータ55の回転駆動力は、ギヤ機構を介してリング状部材53に伝達されて、リング状部材53と一体に外側の中間カッタ50が回転する。
さらに、中間内筒部61の内部に備えたブラケット56と中間円筒部63との間に外側の中間カッタ前進後退動作用のジャッキ57が架け渡されている。
内側及び外側の両中間カッタ40・50のカッタスポーク41・51間からチャンバに取り込まれた土砂は、カッタスポーク41の回転攪拌翼43で攪拌されて、中間隔壁64の底部に接続した排土スクリュー58により排土される。
また、外側の中間カッタ50のカッタスポーク51の前面に泥しょう材吐出口(不図示)が設けられ、この泥しょう材吐出口に泥しょう材供給配管67が接続されている。
すなわち、機体1の内部からの泥しょう材供給配管(不図示)が中間隔壁64の内周側の円筒部66に接続されて開口し、カッタスポーク51内で泥しょう材吐出口に接続してアーム部材52内を通した泥しょう材供給配管67がリング状部材53の内周に接続されて開口している。これにより、泥しょう材供給配管67が軸受を介して接続状態となっていうる。
そして、外側の中間カッタ50には、カッタスポーク51の内周に突出動作する連結ピン59が組み込まれている。この連結ピン59が突出動作して、内側の中間カッタ40のカッタスポーク41外周の前後方向の長穴による連結穴に進入する。
また、内側の中間カッタ40にも、カッタスポーク41の内周に突出動作する連結ピン49が組み込まれている。この連結ピン49が突出動作して、中央カッタ20のカッタスポーク21外周の前後方向の長穴による連結穴に進入する。
以上の中央カッタ20と外周カッタ30とその間の内側及び外側の両中間カッタ40・50を備えるシールド掘進機は、内側の中間カッタ40のカッタスポーク41内周から連結ピン49を突出動作して、中央カッタ20のカッタスポーク21外周の連結穴に進入させることで、中央カッタ20に中間カッタ40を一体化させることができる。
従って、モータ8の駆動で中央カッタ20及び内側の中間カッタ40を適切な速度及び方向で回転させて、これとは独立して、モータ16の駆動で外周カッタ30を適切な速度及び方向(中央カッタ20と同方向や逆方向)で回転させるとともに、モータ55の駆動で外側の中間カッタ50を適切な速度及び方向(中央カッタ20と同方向や逆方向)で回転させることができる。
また、内側の中間カッタ40のカッタスポーク41内周に連結ピン49を没入状態として、外側の中間カッタ50のカッタスポーク51内周から連結ピン59を突出動作して、内側の中間カッタ40のカッタスポーク41外周の連結穴に進入させることで、両中間カッタ40・50を一体化させることができる。
従って、モータ8の駆動で中央カッタ20を適切な速度及び方向で回転させて、これとは独立して、モータ16の駆動で外周カッタ30を適切な速度及び方向(中央カッタ20と同方向や逆方向)で回転させるとともに、モータ55の駆動で内側及び外側の両中間カッタ40・50を適切な速度及び方向(中央カッタ20と同方向や逆方向)で回転させることができる。
図6は四重カッタ20・30・40・50の面一時を示したもので、図示のように、内側の中間カッタ40のカッタスポーク41内周の連結ピン49を中央カッタ20のカッタスポーク21外周の連結穴に連結させるとともに、外側の中間カッタ50のカッタスポーク51内周の連結ピン59を内側の中間カッタ40のカッタスポーク41外周の連結穴に連結させて、中央カッタ20に両中間カッタ40・50を一体化させることができる。
従って、モータ8(及びモータ55)の駆動で中央カッタ20及び両中間カッタ40・50を適切な速度及び方向で回転させて、これとは独立して、モータ16の駆動で外周カッタ30を適切な速度及び方向(中央カッタ20と同方向や逆方向)で回転させることができる。
なお、外側の中間カッタ50を外周カッタ30に選択的に連結するようにしてもよい。
これにより、中央カッタ20と一緒に回る中間カッタ40と、外周カッタ30と一緒に回る中間カッタ50の数を変えることで、内外の比を変更することができる。
そして、実施形態のように、外側の中間カッタ50も独立した動力を持ち、その回転方向とスピードを合わせることで、内外の比を変更し、または三重の回転をさせ、例えば内側から右回り、左回り、右回りなどと順に交互の方向に回すこともできる。
図7は中央カッタ20及び中間カッタ40・50の多段前進時を示したもので、図示のように、中央カッタ20をジャッキ11の駆動により前進させるとともに、外側の中間カッタ50をジャッキ57の駆動により前進させる。
この場合、内側の中間カッタ40のカッタスポーク41内周の連結ピン49が中央カッタ20のカッタスポーク21外周の連結穴(前後方向の長穴)に進入しているため、前進する中央カッタ20に対しその長穴分だけ遅れて、内側の中間カッタ40が中央カッタ20に牽引されて前進する。
同様に、外側の中間カッタ50のカッタスポーク51内周の連結ピン59も内側の中間カッタ40のカッタスポーク41外周の連結穴(前後方向の長穴)に進入しているため、前進する内側の中間カッタ40に対しその長穴分だけ遅れてから、外側の中間カッタ50がジャッキ57の駆動で前進する。
また、図8は中央カッタ20及び中間カッタ40・50の多段後退時を示したもので、図示のように、中央カッタ20をジャッキ11の駆動により後退させるとともに、外側の中間カッタ50をジャッキ57の駆動により後退させる。
この場合、内側の中間カッタ40のカッタスポーク41内周の連結ピン49が中央カッタ20のカッタスポーク21外周の連結穴(前後方向の長穴)に進入しているため、後退する中央カッタ20に対しその長穴分だけ遅れて、内側の中間カッタ40が中央カッタ20に牽引されて後退する。
同様に、外側の中間カッタ50のカッタスポーク51内周の連結ピン59も内側の中間カッタ40のカッタスポーク41外周の連結穴(前後方向の長穴)に進入しているため、後退する内側の中間カッタ40に対しその長穴分だけ遅れてから、外側の中間カッタ50がジャッキ57の駆動で後退する。
こうして、四重カッタ20・30・40・50が、その面一から位置を前後にずらすことで、四重多段カッタにすることができる。
従って、先行して掘削する大きさを地質に合わせて多種多様に変えることができる。
また、外側の中間カッタ50のカッタスポーク51内周の連結ピン59を没入状態として、外側の中間カッタ50を独立してモータ55で回転駆動してもよい。
以上、実施形態2の内外四重カッタを備えるシールド掘進機によれば、中央カッタ20と外周カッタ30に二個の中間カッタ40・50を加えた四重カッタとして、先行して掘削する大きさを地質に合わせて変えることができて、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷を効率良く低減することができる。
そして、四重カッタ20・30・40・50を回転駆動して、例えばモータ8(及びモータ55)の駆動で中央カッタ20及び両中間カッタ40・50を適切な速度及び方向で回転させて、モータ16の駆動で外周カッタ30を適切な速度及び方向(中央カッタ20と同方向や逆方向)で回転させたりして、施工途中でも土質毎に対応して掘削時の負荷をより効率良く低減することができる。
(変形例)
以上の実施形態においては、中央カッタと外周カッタの間にその各々に固定可能な中間カッタを設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、中央カッタや外周カッタに固定せずに、中間カッタを独立に設けてもよい。
さらに、その他、カッタスポークのスポーク数や、中間カッタの数など、具体的な細部構造等について適宜に変更可能であることは勿論である。
例えば選択的連結機構は、連結ピンと連結穴に限らず、電磁石で吸着するなど他の構成のものを用いてもよい。
1 機体(シールド掘進機本体)
2 隔壁
3 内筒部
4 シール材
5 円筒部
6 中央隔壁
7 固定攪拌翼
8 中央カッタ回転駆動装置
9 バックアンカー
11 中央カッタ前進後退駆動装置
12 排土スクリュー
13 円筒部
14 円筒部
15 固定攪拌翼
16 外周カッタ回転駆動装置
17 排土スクリュー
18 泥しょう材供給配管
20 中央カッタ
21 カッタスポーク
22 中央軸
23 回転攪拌翼
25 連結ピン(選択的連結機構)
26 隙間余掘りカッタ
30 外周カッタ
31 カッタスポーク
32 アーム部材
33 リング状部材
34 回転攪拌翼
35 余掘りカッタ
36 泥しょう材吐出口
37 泥しょう材供給配管
39 連結ピン(選択的連結機構)
40 中間カッタ
41 カッタスポーク
42 連結穴(選択的連結機構)
43 連結穴(選択的連結機構)
44 回転攪拌翼
59 連結ピン(選択的連結機構)
50 中間カッタ
51 カッタスポーク
52 アーム部材
53 リング状部材
56 ブラケット
57 中間カッタ前進後退駆動装置
58 排土スクリュー
59 連結ピン(選択的連結機構)
61 中間内筒部
62 シール材
63 中間円筒部
64 中間隔壁
65 円筒部
66 円筒部
67 泥しょう材供給配管

Claims (10)

  1. 中央カッタと外周カッタとを備えるシールド掘進機であって、
    前記中央カッタと外周カッタの間に配置される中間カッタを備えるとともに、
    前記中間カッタを前記中央カッタまたは外周カッタに選択的に連結可能とする選択的連結機構を備えることを特徴とする記載のシールド掘進機。
  2. 前記外周カッタの位置に対し前進後退動作する前記中間カッタを備えるとともに、
    前記中間カッタの位置に対し前進後退動作する前記中央カッタを備えることを特徴とする請求項1に記載のシールド掘進機。
  3. 前記中央カッタと外周カッタを個別に回転駆動するカッタ回転駆動装置を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のシールド掘進機。
  4. 前記中間カッタを回転駆動する中間カッタ回転駆動装置を備えることを特徴とする請求項に記載のシールド掘進機。
  5. 請求項1に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
    前記中央カッタと外周カッタ及びその間の中間カッタで掘進することを特徴とするシールド工法。
  6. 請求項1に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
    前記選択的連結機構により前記中間カッタを前記中央カッタまたは外周カッタに選択的に連結させることで、
    二重カッタの内外比を変化させて掘進することを特徴とするシールド工法。
  7. 請求項2に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
    前記中間カッタを外周カッタの位置に対し前進動作させるとともに、
    前記中央カッタを中間カッタの位置に対し前進動作させることで、
    前記中央カッタ、中間カッタ、外周カッタの順に前進位置にある三重以上の多重カッタで掘進することを特徴とするシールド工法。
  8. 請求項に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
    前記中間カッタを外周カッタの位置に対し後退動作させるとともに、
    前記中央カッタを中間カッタの位置に対し後退動作させることで、
    前記外周カッタ、中間カッタ、中央カッタの順に前進位置にある三重以上の多重カッタで掘進することを特徴とするシールド工法。
  9. 請求項に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
    前記カッタ回転駆動装置により前記中央カッタと外周カッタを個別に回転駆動させて掘進することを特徴とするシールド工法。
  10. 請求項4に記載のシールド掘進機を用いるシールド工法であって、
    前記中間カッタ回転駆動装置により前記中間カッタも回転駆動させることで、
    前記中央カッタ、中間カッタ、外周カッタによる三重以上の多重カッタを個別に回転駆動させて掘進することを特徴とするシールド工法。
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