JP6124283B2 - Tunnel excavator - Google Patents

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JP6124283B2 JP2012287345A JP2012287345A JP6124283B2 JP 6124283 B2 JP6124283 B2 JP 6124283B2 JP 2012287345 A JP2012287345 A JP 2012287345A JP 2012287345 A JP2012287345 A JP 2012287345A JP 6124283 B2 JP6124283 B2 JP 6124283B2
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本発明は、地盤にトンネルを掘削するトンネル掘削機に関するものである。   The present invention relates to a tunnel excavator that excavates a tunnel in the ground.

トンネル掘削機は、鋼製の筒体または枠体を地中に押し込みながら地盤にトンネルを構築する機器であり、その主なものに、シールドマシンやトンネルボーリングマシン(Tunnel Boring Machines:以下、TBMと略す)等がある。   A tunnel excavator is a device that constructs a tunnel in the ground while pushing a steel cylinder or frame into the ground. The main equipment is a shield machine or a tunnel boring machine (hereinafter referred to as “TBM”). For example).

シールドマシンは、主に都市部の地下鉄や下水道の形成に使用される等、比較的軟弱な地質に対する掘削に使用されている。一方、TBMは、主に山岳部の鉄道や発電用導水路の形成に使用される等、比較的硬い地質に対する掘削に使用されており、他の工法に比べて掘削速度が速いという利点を有していることから、トンネルを造るのに速度が求められる場合に使用されている。   Shield machines are mainly used for excavation for relatively soft geology, such as in the formation of urban subways and sewers. On the other hand, TBM is used for excavation of relatively hard geology, such as mainly used for the formation of mountain railways and power transmission channels, and has the advantage of faster excavation speed than other construction methods. Therefore, it is used when speed is required to build a tunnel.

いずれの場合もトンネル掘削機を構成する筒体または枠体の進行方向の先端に、その筒体または枠体の周方向に沿って回転するカッタヘッドが設置されている。このカッタヘッドの前面内には、ローラカッタやローラビット等のような複数の掘削ビットが規則的に並んで配置されている。トンネルの掘削時には、カッタヘッドの前面の掘削ビットを切羽(掘削面)に押し付けながらカッタヘッドを回転させることにより岩盤等を掘削するようになっている(例えば特許文献1〜4参照)。   In any case, a cutter head that rotates along the circumferential direction of the cylinder or the frame is installed at the tip of the cylinder or the frame that constitutes the tunnel excavator. In the front surface of the cutter head, a plurality of excavation bits such as a roller cutter and a roller bit are regularly arranged. When excavating a tunnel, the rock head or the like is excavated by rotating the cutter head while pressing the excavation bit on the front face of the cutter head against the face (excavation surface) (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

特開平10−246095号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-246095 特開平7−995号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-995 特開平9−189194号公報JP-A-9-189194 特開2002−227593号公報JP 2002-227593 A

図22はトンネル掘削機のカッタヘッド51の面内における掘削ビット52の配置例を示している。各掘削ビット52は、その掘削部位(側面)が正面を向くように配置されている。これは、掘削ビット52の掘削部位が正面を向くように配置した方が地盤Gに対して安定して力を加えることができるので、地盤Gを掘削する上で好ましいからである。   FIG. 22 shows an arrangement example of the excavation bits 52 in the plane of the cutter head 51 of the tunnel excavator. Each excavation bit 52 is arranged so that the excavation site (side surface) faces the front. This is because it is preferable to excavate the ground G because it is possible to stably apply a force to the ground G when the excavation part of the excavation bit 52 faces the front.

しかし、最外周の掘削ビット52についても正面を向くように配置すると、破線で囲む部分に示すように、最外周の掘削ビット52を支持する外側の回転軸52xがトンネルTの内壁面に接触してしまう場合がある。これを回避するために最外周の掘削ビット52の外側の回転軸52xを無くし、最外周の掘削ビット52を内側の回転軸52xのみで支持することも考えられるが、その場合、最外周の掘削ビット52の支持強度を確保する上で困難である。   However, when the outermost excavation bit 52 is also arranged so as to face the front, the outer rotary shaft 52x that supports the outermost excavation bit 52 comes into contact with the inner wall surface of the tunnel T as shown by the portion surrounded by the broken line. May end up. In order to avoid this, it is conceivable to eliminate the outer rotary shaft 52x of the outermost drill bit 52 and support the outermost drill bit 52 only by the inner rotary shaft 52x. It is difficult to secure the support strength of the bit 52.

そこで、最外周の掘削ビット52を外側に向けて傾斜させている場合がある。図23は最外周の掘削ビット52の掘削部位を外側に向けて傾斜させた場合を示している。この場合、最外周の掘削ビット52を外内の2つの回転軸52xで支持したまま、最外周の掘削ビット52の外側の回転軸52xがトンネルTの内壁面に接触する問題を回避できる。   Therefore, the outermost excavation bit 52 may be inclined outward. FIG. 23 shows a case where the excavation site of the outermost excavation bit 52 is inclined outward. In this case, it is possible to avoid the problem that the rotation shaft 52x outside the outermost digging bit 52 contacts the inner wall surface of the tunnel T while the outermost digging bit 52 is supported by the two outer and outer rotation shafts 52x.

しかし、最外周の掘削ビット52の掘削部位を外側に向けて傾けると、破線で囲む部位に示すように、最外周の掘削ビット52の内側角部にストレスが集中する結果、最外周の掘削ビット52の内側角部が極端に摩耗して片減りが生じるという問題がある。   However, when the excavation part of the outermost excavation bit 52 is inclined outward, as shown in the part surrounded by a broken line, stress concentrates on the inner corner of the outermost excavation bit 52, and as a result, the outermost excavation bit There is a problem in that the inner corners of 52 are extremely worn and are reduced.

このように最外周の掘削ビット52の内側角部だけが摩耗しただけでも最外周の掘削ビット52を交換しなければならなくなるが、最外周の掘削ビット52はその配置位置の観点から着脱が困難な上、1つの掘削ビット52を交換するのにもトンネル掘削機の内部機器の搬出搬入等の大がかりな作業が必要になるため、トンネル掘削工事の工期が大幅に遅れてしまうという問題がある。   Thus, even if only the inner corner of the outermost drill bit 52 is worn, the outermost drill bit 52 must be replaced. However, the outermost drill bit 52 is difficult to attach and detach from the viewpoint of the arrangement position. In addition, replacing one excavation bit 52 requires a large-scale operation such as carrying in and out of the internal equipment of the tunnel excavator, which causes a problem that the construction period of the tunnel excavation work is greatly delayed.

特に、TBM工法の場合には、主に硬い岩盤を掘削するので掘削ビット52が摩耗し易い。このため、最外周の掘削ビット52の交換頻度が高くなり、カッタの稼働率が低下し、掘削速度が速いというTBMの利点が損なわれるという問題がある。   In particular, in the case of the TBM method, since the hard rock is mainly excavated, the excavation bit 52 is easily worn. For this reason, there is a problem that the replacement frequency of the outermost excavation bit 52 increases, the operating rate of the cutter decreases, and the advantage of the TBM that the excavation speed is high is impaired.

また、最外周の掘削ビット52の一部が摩耗しただけで、その掘削ビット52全体を交換しなければならないので、材料費が高くなるという問題もある。特に、TBMは高価なので工事費を如何にして下げるかが重要な課題になっている。   There is also a problem that the material cost becomes high because the entire excavation bit 52 must be replaced only by a part of the outermost excavation bit 52 being worn. In particular, since TBM is expensive, how to reduce the construction cost is an important issue.

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、その目的は、トンネル掘削機の掘削ビットの寿命を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made from the technical background described above, and an object of the present invention is to provide a technique capable of improving the life of a drilling bit of a tunnel excavator.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明のトンネル掘削機は、掘削機本体の進行方向の先端に前記掘削機本体の周方向に沿って回転可能な状態で支持されたカッタヘッドと、前記カッタヘッドの前面内における最外周の第1の回転軌跡上において地盤を掘削するように回転可能な状態で設けられ、該地盤を掘削する掘削部位が前記カッタヘッドの径方向外側を向くように傾斜した状態で設けられた第1の掘削部材と、前記カッタヘッドの前面内における前記第1の回転軌跡よりも内側の第2の回転軌跡上において地盤を掘削するように回転可能な状態で設けられ、該地盤を掘削する掘削部位が前記掘削機本体の進行方向の正面を向くように設けられた第2の掘削部材と、前記カッタヘッドの前面内における前記第1の回転軌跡と前記第2の回転軌跡との間の第3の回転軌跡上において地盤を掘削するように回転可能な状態で設けられ、該地盤を掘削する掘削部位が前記第1の掘削部材の掘削部位の傾斜角度よりも小さな傾斜角度で前記カッタヘッドの径方向外側を向くように傾斜した状態で設けられた第3の掘削部材と、を備え、前記第1の掘削部材、前記2の掘削部材および前記第3の掘削部材のそれぞれの側面が回転軌跡上で相互に連続しており、これらの側面により形成される掘削ラインが連続的になって前記カッタヘッドの内周から外周に向かって延びている、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the tunnel excavator according to the present invention as set forth in claim 1 is a cutter head that is supported at the tip of the excavator body in the traveling direction so as to be rotatable along the circumferential direction of the excavator body. And an excavation site for excavating the ground is directed outward in the radial direction of the cutter head on the outermost first rotation locus in the front surface of the cutter head. The first excavation member provided in such an inclined state and a state in which the excavation can be performed so as to excavate the ground on the second rotation trajectory inside the first rotation trajectory in the front surface of the cutter head. A second excavation member provided such that an excavation site excavating the ground faces the front in the advancing direction of the excavator body, and the first rotation locus in front of the cutter head and the front An inclination angle of the excavation site of the first excavation member is provided in a state where the excavation site can excavate the ground on a third rotation trajectory between the second rotation trajectory and the excavation site excavating the ground. Bei example and a third drilling member provided in an inclined so as to face the radially outer side of the cutter head at a small inclination angle than the first drilling member, the drilling member of the second and the third The side surfaces of the three excavation members are mutually continuous on the rotation locus, and the excavation line formed by these side surfaces is continuous and extends from the inner periphery to the outer periphery of the cutter head. It is characterized by that.

請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、前記カッタヘッドの最外周の掘削部材の形状が円錐台形状であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, characterized in that the shape of the outermost excavation member of the cutter head is a truncated cone shape.

請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2に記載の発明において、前記掘削機本体は、反力を得るためにトンネルの内壁面に対して当接可能な状態で設けられたグリッパを備えるTBM本体であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the gripper provided in the invention according to claim 1 or 2, wherein the excavator body is provided in a state in which the excavator body can come into contact with the inner wall surface of the tunnel in order to obtain a reaction force. It is a TBM main body provided with.

請求項1記載の発明によれば、最外周の掘削部材に加わるストレスを緩和することができるので、トンネル掘削機の掘削部材の寿命を向上させることが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, the stress applied to the outermost digging member can be alleviated, so that the life of the digging member of the tunnel excavator can be improved.

また、請求項2記載の発明によれば、最外周の掘削部材の傾斜角度を、その内側の掘削部材の傾斜角度に対して緩やかにすることができるので、最外周の掘削部材とその内側の掘削部材との間に加わるストレスを緩和することができる。このため、トンネル掘削機の掘削部材の寿命を向上させることが可能になる。   According to the second aspect of the present invention, since the inclination angle of the outermost drilling member can be made moderate with respect to the inclination angle of the inner drilling member, the outermost drilling member and its inner Stress applied between the excavation member can be reduced. For this reason, it becomes possible to improve the lifetime of the excavation member of a tunnel excavator.

また、請求項3記載の発明によれば、掘削部材の寿命を向上させることができ、その交換頻度を下げることができる。このため、TBMのカッタの稼働率を向上させることができるので、掘削速度が速いというTBMの利点を活かした掘削工事が可能になる。   Moreover, according to the invention of Claim 3, the lifetime of a digging member can be improved and the replacement frequency can be lowered. For this reason, since the operating rate of the TBM cutter can be improved, excavation work utilizing the advantage of the TBM that the excavation speed is fast becomes possible.

本発明の一実施の形態であるトンネル掘削機を構成する掘削機本体を側面から見た全体構成の説明図である。It is explanatory drawing of the whole structure which looked at the excavator main body which comprises the tunnel excavator which is one embodiment of this invention from the side surface. 図1のII−II線の断面図である。It is sectional drawing of the II-II line of FIG. 図1のIII−III線の断面図である。It is sectional drawing of the III-III line of FIG. 図1のIV−IV線の断面図である。It is sectional drawing of the IV-IV line of FIG. 図1のV−V線の断面図である。It is sectional drawing of the VV line of FIG. 図1の掘削本体のカッタヘッドの正面図である。It is a front view of the cutter head of the excavation main body of FIG. カッタヘッドの回転によるローラビットの回転軌跡を示したカッタヘッドの正面図である。It is the front view of the cutter head which showed the rotation locus | trajectory of the roller bit by rotation of a cutter head. 図6のカッタヘッドの正面中央のローラビットを側面側から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the roller bit of the front center of the cutter head of FIG. 6 from the side surface side. 図6のカッタヘッドの正面中央のローラビットを側面側から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the roller bit of the front center of the cutter head of FIG. 6 from the side surface side. 図6のカッタヘッドの正面中央と正面最外周との間のローラビットの説明図である。It is explanatory drawing of the roller bit between the front center of the cutter head of FIG. 6, and a front outermost periphery. 図6のカッタヘッドの最外周のローラビットの説明図である。It is explanatory drawing of the outermost roller bit of the cutter head of FIG. カッタヘッドの複数のローラビットの配列の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement | sequence of several roller bits of a cutter head. 図1の掘削機本体を用いたトンネル掘進処理作業のフロー図である。It is a flowchart of the tunnel excavation processing work using the excavator main body of FIG. トンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in tunnel excavation processing operation. 図14に続くトンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in the tunnel excavation processing operation following FIG. 図15に続くトンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in the tunnel excavation processing operation following FIG. 図16に続くトンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in the tunnel excavation processing operation following FIG. 図17に続くトンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in the tunnel excavation processing operation following FIG. 図18に続くトンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in the tunnel excavation processing operation following FIG. 図19に続くトンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in the tunnel excavation processing operation following FIG. 図20に続くトンネル掘進処理動作中の掘削機本体の説明図である。It is explanatory drawing of the excavator main body in the tunnel excavation processing operation following FIG. トンネル掘削機のカッタヘッドの面内における掘削ビットの配置例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the example of arrangement | positioning of the excavation bit in the surface of the cutter head of a tunnel excavator. トンネル掘削機のカッタヘッドの面内における最外周の掘削ビットの掘削部位を外側に向けて傾斜させた場合を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the case where the excavation site | part of the outermost excavation bit in the surface of the cutter head of a tunnel excavator was inclined outward.

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, an embodiment as an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図1は本実施の形態のトンネル掘削機を構成する掘削機本体を側面から見た全体構成の説明図、図2は図1のII−II線の断面図、図3は図1のIII−III線の断面図、図4は図1のIV−IV線の断面図、図5は図1のV−V線の断面図である。なお、図1では掘削機本体内部を透かして見せている。   FIG. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of the excavator body constituting the tunnel excavator of the present embodiment as viewed from the side, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. In FIG. 1, the inside of the excavator body is shown through.

図1に示す本実施の形態のトンネル掘削機は、例えば複胴式シールド型TBMであり、トンネル掘削機を構成するTBM本体(掘削機本体)1を地中に押し込みながら発電所の水圧管斜坑や各種地下空洞のアクセストンネル等の掘削坑を地盤に構築する機器である。   The tunnel excavator of the present embodiment shown in FIG. 1 is, for example, a double-cylinder shield type TBM, and a hydraulic pipe inclined shaft of a power plant is pushed while a TBM main body (excavator main body) 1 constituting the tunnel excavator is pushed into the ground. And equipment for building excavations such as access tunnels in various underground cavities in the ground.

TBM本体1は、例えば円筒状の鋼製筒体により形成されており、その長手方向に沿って前胴部1Fと中胴部1Mと後胴部1Bとを一体的に備えている。TBM本体1の掘削外径は、例えば1500mmであり比較的小径である。また、TBM本体1の全長は、例えば6360mm程度である。掘削速度は、例えば1.5cm/minである。   The TBM main body 1 is formed of, for example, a cylindrical steel cylinder, and integrally includes a front barrel portion 1F, a middle barrel portion 1M, and a rear barrel portion 1B along the longitudinal direction thereof. The excavation outer diameter of the TBM main body 1 is, for example, 1500 mm, which is a relatively small diameter. The total length of the TBM body 1 is, for example, about 6360 mm. The excavation speed is, for example, 1.5 cm / min.

TBM本体1の前胴部1Fの前面(TBM本体1の掘削進行方向の前面)には、カッタヘッド2が前胴部1F内に設置されたカッタ駆動電動機3によりTBM本体1の中心軸を中心にしてTBM本体1の周方向に沿って回転可能な状態で設置されている。   A cutter head 2 is centered on the central axis of the TBM main body 1 by a cutter driving motor 3 installed in the front trunk portion 1F on the front surface of the front trunk portion 1F of the TBM main body 1 (front surface of the TBM main body 1 in the excavation progress direction). And installed in a rotatable state along the circumferential direction of the TBM main body 1.

カッタヘッド2の外形は、TBM本体1とほぼ等しい円盤状に形成されている。また、カッタヘッド2において切羽に対向する面は略円錐台形状に形成されている。すなわち、カッタヘッド2の前面には、その最外周から中央に向けてテーパ面が形成され、中央部に円形状の平坦面が形成されている。   The outer shape of the cutter head 2 is formed in a disk shape substantially equal to that of the TBM main body 1. Further, the surface of the cutter head 2 that faces the face is formed in a substantially truncated cone shape. That is, on the front surface of the cutter head 2, a tapered surface is formed from the outermost periphery toward the center, and a circular flat surface is formed at the center.

このカッタヘッド2の前面には、複数のローラビット(掘削部材)4が地盤を掘削するように回転可能な状態で規則的に並んで配置されている。ローラビット4は、TBM本体1に与えられる推進力に因って岩盤に押し付けられた状態でカッタヘッド2の回転に伴って切羽を掘削する部材である。このローラビット4の配置については、後ほど詳細に説明する。   A plurality of roller bits (excavating members) 4 are regularly arranged on the front surface of the cutter head 2 so as to be rotatable so as to excavate the ground. The roller bit 4 is a member that excavates the face with the rotation of the cutter head 2 while being pressed against the rock due to the propulsive force applied to the TBM main body 1. The arrangement of the roller bit 4 will be described in detail later.

また、カッタヘッド2には、前面と後面との間を貫通する開口部(図1〜図5に図示せず)が形成されている。掘削処理により生じた掘削土は、カッタヘッド2の開口部を通じてTBM本体1の内部に設置されたホッパ5内に収容されるようになっている。   Further, the cutter head 2 has an opening (not shown in FIGS. 1 to 5) penetrating between the front surface and the rear surface. Excavated soil generated by the excavation process is accommodated in a hopper 5 installed inside the TBM main body 1 through the opening of the cutter head 2.

ホッパ5は、カッタヘッド2の後面近くの下方に設置されている。ホッパ5は、排土管6を介して坑外の排土タンク(図示せず)に接続され、さらにエア併用真空排土方式(バキューム方式)の真空吸引装置(図示せず)に接続されている。ホッパ5内に収容された掘削土は、真空吸引装置により吸引され排土管6を通じて排土タンク内に収容されるようになっている。   The hopper 5 is installed below the rear surface of the cutter head 2. The hopper 5 is connected to a soil removal tank (not shown) outside the mine via a soil discharge pipe 6, and further connected to a vacuum suction device (not shown) of a vacuum soil removal method (vacuum method) combined with air. . The excavated soil accommodated in the hopper 5 is sucked by the vacuum suction device and is accommodated in the soil discharge tank through the soil discharge pipe 6.

また、カッタヘッド2の後面には掻き上げ板11が接合されている。掻き上げ板11は、カッタヘッド2の回転に追従して回転する間に、TBM本体1内の底部に溜まった掘削土を掻き上げてホッパ5内に収容する部材である。   A scraping plate 11 is joined to the rear surface of the cutter head 2. The scraping plate 11 is a member that scrapes the excavated soil accumulated at the bottom of the TBM main body 1 and accommodates it in the hopper 5 while rotating following the rotation of the cutter head 2.

上記TBM本体1の前胴部1Fの外周には前胴グリッパ12が設置されている。前胴グリッパ12は、地盤の掘削後にTBM本体1を固定するための部材であり、図2に示すように、例えば前胴部1Fの外周に沿って4箇所に設置されている。   A front trunk gripper 12 is installed on the outer periphery of the front trunk portion 1F of the TBM main body 1. The front trunk gripper 12 is a member for fixing the TBM main body 1 after excavation of the ground, and is installed at, for example, four locations along the outer periphery of the front trunk section 1F as shown in FIG.

各前胴グリッパ12には、TBM本体1の径方向に沿って伸縮可能な固定部材12aが設けられており、その固定部材12aが伸びてトンネルの壁面に押し付けられることでTBM本体1が固定されるようになっている。   Each front trunk gripper 12 is provided with a fixing member 12a that can be expanded and contracted along the radial direction of the TBM main body 1, and the TBM main body 1 is fixed by extending the fixing member 12a and pressing it against the wall surface of the tunnel. It has become so.

また、TBM本体1の前胴部1Fと中胴部1Mとの境界領域の内部には方向修正ジャッキ13が設置されている。方向修正ジャッキ13は、前胴部1Fと中胴部1Mとを連結するとともに、TBM本体1の掘削方向を修正する部材である。この方向修正ジャッキ13に圧油を供給し前胴部1Fと中胴部1Mとを予め決められた方向および角度に屈折させた状態でTBM本体1を推進することによりTBM本体1の推進方向を制御することが可能になっている。   In addition, a direction correcting jack 13 is installed in the boundary region between the front body portion 1F and the middle body portion 1M of the TBM main body 1. The direction correction jack 13 is a member that connects the front body portion 1F and the middle body portion 1M and corrects the excavation direction of the TBM main body 1. The propulsion direction of the TBM main body 1 is changed by supplying pressure oil to the direction correcting jack 13 and propelling the TBM main body 1 in a state where the front barrel portion 1F and the middle barrel portion 1M are refracted in a predetermined direction and angle. It is possible to control.

また、TBM本体1の中胴部1Mの内部には推進ジャッキ14がTBM本体1の長手方向に沿って伸縮可能な状態で設置されている。推進ジャッキ14は、TBM本体1を推進させるための部材であり、図3に示すように、例えば中胴部1Mの外周に沿って4箇所に設置されている。   Further, a propulsion jack 14 is installed in the middle body portion 1M of the TBM main body 1 so as to be extendable and contractable along the longitudinal direction of the TBM main body 1. The propulsion jack 14 is a member for propelling the TBM main body 1, and is installed at, for example, four locations along the outer periphery of the middle trunk portion 1M as shown in FIG.

また、TBM本体1の後胴部1Bの外周には後胴グリッパ15および滑落防止ジャッキ16が設置されている。   Further, a rear trunk gripper 15 and a slip-off preventing jack 16 are installed on the outer periphery of the rear trunk portion 1B of the TBM main body 1.

後胴グリッパ15は、掘削時にTBM本体1を固定して掘進反力を得るための部材である。後胴グリッパ15は、図4に示すように、例えばTBM本体1の外周両側面側の2箇所に設置されている。各後胴グリッパ15には、TBM本体1の径方向に沿って伸縮可能な固定部材15aが設けられており、その固定部材15aが伸びてトンネルの壁面に押し付けられることでTBM本体1が固定されるようになっている。   The rear trunk gripper 15 is a member for fixing the TBM main body 1 during excavation to obtain an excavation reaction force. As shown in FIG. 4, the rear trunk gripper 15 is installed, for example, at two locations on the outer peripheral side surfaces of the TBM main body 1. Each rear trunk gripper 15 is provided with a fixing member 15a that can be expanded and contracted along the radial direction of the TBM body 1, and the TBM body 1 is fixed by extending the fixing member 15a and pressing it against the wall surface of the tunnel. It has become so.

上記滑落防止ジャッキ16は、滑落防止のための反力を得るための部材であり、長手方向に沿って伸縮可能な状態で設置されている。滑落防止ジャッキ16は、図4および図5に示すように、例えばTBM本体1の外周底部の2箇所に配置されている。地質不良部で後胴グリッパ15による反力確保が困難な場合に、TBM本体1内で組み立てたセグメントに滑落防止ジャッキ16を押し付けることで反力が得られるようになっている。このように地質の状態等に応じて掘進反力の取り方を変えることができるので、トンネルを造る速度を速めることができる。また、安全にトンネルを形成することができる。   The slip prevention jack 16 is a member for obtaining a reaction force for preventing slipping, and is installed in a stretchable state along the longitudinal direction. As shown in FIGS. 4 and 5, the anti-sliding jacks 16 are disposed, for example, at two locations on the outer peripheral bottom of the TBM main body 1. When it is difficult to secure the reaction force by the rear trunk gripper 15 in the poor geological part, the reaction force can be obtained by pressing the anti-skid jack 16 against the segment assembled in the TBM main body 1. As described above, since the method of taking the digging reaction force can be changed according to the state of geology and the like, the speed of building the tunnel can be increased. Moreover, a tunnel can be formed safely.

次に、図6は図1のカッタヘッド2の正面図、図7はカッタヘッド2の回転によるローラビット4の回転軌跡を示したカッタヘッドの正面図である。なお、図6および図7においてハッチングは、カッタヘッド2の前後面間を貫通する上記開口部を示している。   6 is a front view of the cutter head 2 of FIG. 1, and FIG. 7 is a front view of the cutter head showing the rotation locus of the roller bit 4 by the rotation of the cutter head 2. FIG. 6 and 7, hatching indicates the opening that penetrates between the front and rear surfaces of the cutter head 2.

カッタヘッド2は、例えば、枠体部2Fと、その枠体部2F内に互いに直交するように設置された2つのスポーク部2Sa,2Sbと、スポーク部2Saに接合されたスクレーバツース2Stと、2つのスポーク部2Sa,2Sbの間に張り出すように設置された4つの張出部2hとを備えている。   The cutter head 2 includes, for example, a frame portion 2F, two spoke portions 2Sa and 2Sb installed so as to be orthogonal to each other in the frame portion 2F, a scraper tooth 2St joined to the spoke portion 2Sa, and two And four overhang portions 2h installed so as to overhang between the spoke portions 2Sa and 2Sb.

カッタヘッド2の正面中央の回転軌跡R1上においてスポーク部2Sa,2Sbの交点部には、例えば、2個のコーンヘッド型のローラビット4A,4A(4)が回転可能な状態で設置されている。   For example, two cone head type roller bits 4A and 4A (4) are installed in a rotatable state at the intersection of the spoke portions 2Sa and 2Sb on the rotation trajectory R1 at the front center of the cutter head 2. .

また、中央の回転軌跡R1の1つ外側の回転軌跡R2上のスポーク部2Saには、例えば、ドラム型の2個のローラビット4B,4B(4)が回転可能な状態で設置されている。   Further, for example, two drum-type roller bits 4B and 4B (4) are installed in a rotatable state on the spoke portion 2Sa on the rotation locus R2 that is one outer side of the center rotation locus R1.

また、回転軌跡R2の1つ外側の回転軌跡(第2の回転軌跡)R3上のスポーク部2Sbには、例えば、ドラム型の2個のローラビット(第2の掘削部材)4C,4C(4)が回転可能な状態で設置されている。   Further, for example, two drum-type roller bits (second excavation members) 4C, 4C (4) are provided on the spoke portion 2Sb on the rotation locus (second rotation locus) R3 that is one outside of the rotation locus R2. ) Is installed in a rotatable state.

また、回転軌跡R3の1つ外側の回転軌跡(第3の回転軌跡)R4上のスポーク部2Saには、例えば、ドラム型の2個のローラビット(第3の掘削部材)4D,4D(4)が回転可能な状態で設置されている。   Further, for example, two drum-type roller bits (third excavation members) 4D, 4D (4) are provided on the spoke portion 2Sa on the rotation locus (third rotation locus) R4 on the outer side of the rotation locus R3. ) Is installed in a rotatable state.

さらに、カッタヘッド2の正面の最外周の回転軌跡(第1の回転軌跡)R5上の各張出部2hには、例えば、ドラム型のローラビット(第1の掘削部材)4E,4E(4)が回転可能な状態で設置されている。カッタヘッド2の中心軸線に対するローラビット4Eの配置角度θ1は、例えば40°である。   Further, for example, drum-type roller bits (first excavation members) 4E, 4E (4) are provided on each overhang portion 2h on the outermost rotation locus (first rotation locus) R5 in front of the cutter head 2. ) Is installed in a rotatable state. An arrangement angle θ1 of the roller bit 4E with respect to the center axis of the cutter head 2 is, for example, 40 °.

これらのローラビット4A〜4Eの各々の側面(掘削部位)には、複数の突出刃4sがローラビット4A〜4Eの各々の側面から突出した状態で敷き詰められている。突出刃4sは、例えばタングステンカーバイドのような超硬合金により形成されている。なお、突出刃4sはローラビット4A〜4Eの各々の側面に敷き詰められているが、図6および図7では図面を見易くするために突出刃4sを間引いて示している。   A plurality of protruding blades 4s are spread on the side surfaces (excavation sites) of these roller bits 4A to 4E in a state of protruding from the side surfaces of the roller bits 4A to 4E. The protruding blade 4s is made of a cemented carbide such as tungsten carbide. The protruding blades 4s are spread on the side surfaces of the roller bits 4A to 4E, but in FIG. 6 and FIG. 7, the protruding blades 4s are thinned out to make the drawings easy to see.

次に、図8および図9は図6のカッタヘッド2の正面中央のローラビット4Aを側面側から見た説明図、図10は図6のローラビット4B〜4Dの説明図、図11は図6のカッタヘッド2の最外周のローラビット4Eの説明図、図12はカッタヘッド2のローラビット4A〜4Eの配列の説明図である。なお、図12においてはローラビット4A〜4Eを重ねて示している。   Next, FIGS. 8 and 9 are explanatory views of the roller bit 4A at the front center of the cutter head 2 in FIG. 6 as viewed from the side, FIG. 10 is an explanatory view of the roller bits 4B to 4D in FIG. 6 is an explanatory diagram of the outermost roller bit 4E of the cutter head 2, and FIG. 12 is an explanatory diagram of the arrangement of the roller bits 4A to 4E of the cutter head 2. In FIG. 12, the roller bits 4A to 4E are shown in an overlapping manner.

図8および図9に示す中央のローラビット4A,4Aは、例えば円錐形状に形成されており、図12に示すように、ローラビット4A,4Aの各々の側面(掘削部位)が掘削方向正面を向くように、ローラビット4A,4Aの各々の頂点をカッタヘッド2の正面中心に向けて回転軸を傾けた状態で設置されている。   The center roller bits 4A and 4A shown in FIGS. 8 and 9 are formed in a conical shape, for example, and as shown in FIG. 12, the side surfaces (excavation sites) of the roller bits 4A and 4A are located in front of the excavation direction. The roller bits 4 </ b> A and 4 </ b> A are installed with their rotation axes inclined toward the front center of the cutter head 2 so that they face each other.

これらのローラビット4A,4Aは、図8に示すように、ボルト20aによってカッタヘッド2に取り付けられており、図9に示すように、カッタヘッド2の後面側から着脱することが可能な構成になっている。   These roller bits 4A and 4A are attached to the cutter head 2 by bolts 20a as shown in FIG. 8, and can be attached and detached from the rear surface side of the cutter head 2 as shown in FIG. It has become.

次に、図10に示すローラビット4B〜4Dは、例えば円柱状に形成されており、回転軸部4xの外側に軸受け部4rを介して外周部4pが回転可能な状態で設置されている。これらのローラビット4B〜4Dも、ボルト20bによってカッタヘッド2に取り付けられており、カッタヘッド2の後面側から着脱することが可能な構成になっている。   Next, the roller bits 4B to 4D shown in FIG. 10 are formed in a columnar shape, for example, and are installed on the outer side of the rotating shaft portion 4x in a state where the outer peripheral portion 4p is rotatable via a bearing portion 4r. These roller bits 4 </ b> B to 4 </ b> D are also attached to the cutter head 2 by bolts 20 b and are configured to be detachable from the rear surface side of the cutter head 2.

また、図12に示すように、ローラビット4B〜4Dのうち、ローラビット4B,4Cは、その側面(掘削部位)が掘削方向正面を向くように設置されている。一方、それらの外側のローラビット4Dは、その側面(掘削部位)がカッタヘッド2の径方向外側を向くように傾斜した状態で設置されている。   Also, as shown in FIG. 12, among the roller bits 4B to 4D, the roller bits 4B and 4C are installed such that the side surfaces (excavation sites) face the front in the excavation direction. On the other hand, the outer roller bits 4D are installed in an inclined state so that the side surface (excavation site) faces the radially outer side of the cutter head 2.

次に、図11に示す最外周のローラビット4Eは、例えば円錐台形状に形成されており、上記したローラビット4B等と同様に、回転軸部4xの外側に軸受け部4rを介して外周部4pが回転可能な状態で設置されている。このローラビット4Eも、ボルト20cによってカッタヘッド2に取り付けられており、カッタヘッド2の後面側から着脱することが可能な構成になっている。   Next, the outermost roller bit 4E shown in FIG. 11 is formed in, for example, a truncated cone shape, and, like the roller bit 4B described above, the outer peripheral portion via the bearing portion 4r outside the rotating shaft portion 4x. 4p is installed in a rotatable state. The roller bit 4E is also attached to the cutter head 2 by a bolt 20c, and is configured to be detachable from the rear surface side of the cutter head 2.

また、図12に示すように、最外周のローラビット4Eは、その側面(掘削部位)がカッタヘッド2の径方向外側を向くように傾斜した状態で設置されている。ただし、最外周のローラビット4Eの側面の傾斜角度は、それよりも1つ内側の上記ローラビット4Dの側面の傾斜角度よりも大きくなっている。   Further, as shown in FIG. 12, the outermost roller bit 4 </ b> E is installed in an inclined state so that the side surface (excavation site) faces the radially outer side of the cutter head 2. However, the inclination angle of the side surface of the outermost roller bit 4E is larger than the inclination angle of the side surface of the roller bit 4D on the inner side.

すなわち、本実施の形態においては、最外周の回転軌跡R5上のローラビット4Eと、中央側の回転軌跡R3上のローラビット4Cとの間の回転軌跡R4上に、側面の傾斜角度が最外周のローラビット4Eの側面の傾斜角度よりも小さく設定されたローラビット4Dが設置されている。   That is, in the present embodiment, the inclination angle of the side surface is on the outermost periphery on the rotation locus R4 between the roller bit 4E on the outermost rotation locus R5 and the roller bit 4C on the central rotation locus R3. A roller bit 4D set smaller than the inclination angle of the side surface of the roller bit 4E is provided.

このようにローラビット4C,4Eの間に、ローラビット4Dを配置したことにより、カッタヘッド2の外周部においてローラビット4Cからローラビット4Eにわたって各々のローラビット4C〜4Eの側面で形成される掘削ラインがカッタヘッド2の外周に向かって緩やかに傾斜するようになっている。その結果、掘削処理時に最外周のローラビット4Eの内側一部に加わるストレスを緩和することができるので、最外周のローラビット4Eの寿命を向上させることができる。   In this way, by arranging the roller bit 4D between the roller bits 4C and 4E, excavation formed on the outer peripheral portion of the cutter head 2 from the roller bit 4C to the roller bit 4E on the side surfaces of the roller bits 4C to 4E. The line is inclined gently toward the outer periphery of the cutter head 2. As a result, the stress applied to a part of the innermost portion of the outermost roller bit 4E during the excavation process can be relieved, so that the life of the outermost roller bit 4E can be improved.

また、最外周のローラビット4Eを円柱状にした場合、ローラビット4Eの外側の回転軸部4xがトンネルの内壁面に接触しないようにするためには、最外周のローラビット4Eの側面の傾斜角度が大きくならざるを得ない。したがって、ローラビット4Dの側面の傾斜角度に対するローラビット4Eの側面の傾斜角度が急峻になるため、掘削処理時に最外周のローラビット4Eの内側部分またはローラビット4Dの外側部分にストレスが集中する場合がある。   Further, when the outermost roller bit 4E is formed in a columnar shape, the side surface of the outermost roller bit 4E is inclined in order to prevent the rotation shaft portion 4x outside the roller bit 4E from coming into contact with the inner wall surface of the tunnel. The angle must be large. Therefore, since the inclination angle of the side surface of the roller bit 4E becomes steep with respect to the inclination angle of the side surface of the roller bit 4D, stress is concentrated on the inner part of the outermost roller bit 4E or the outer part of the roller bit 4D during the excavation process. There is.

これに対して、本実施の形態においては、最外周のローラビット4Eを円錐台形状にすることにより、ローラビット4Eの外側の回転軸部4xがトンネルの内壁面に接触しないようにローラビット4Eを配置した上で、最外周のローラビット4Eの側面の傾斜角度を、その内側のローラビット4Dの側面の傾斜角度に対して緩やかにすることができる。このため、掘削処理時に最外周のローラビット4Eの内側部分またはローラビット4Dの外側部分に加わるストレスを緩和することができるので、最外周のローラビット4E,4Dの寿命を向上させることができる。   On the other hand, in the present embodiment, the outermost roller bit 4E has a truncated cone shape so that the rotation shaft portion 4x outside the roller bit 4E does not come into contact with the inner wall surface of the tunnel. , The inclination angle of the side surface of the outermost roller bit 4E can be made gentle relative to the inclination angle of the side surface of the inner roller bit 4D. For this reason, stress applied to the inner part of the outermost roller bit 4E or the outer part of the roller bit 4D during the excavation process can be alleviated, so that the life of the outermost roller bits 4E and 4D can be improved.

このような本実施の形態の構造を採用しない場合、最外周のローラビット4Eの一部が摩耗しただけでも、そのローラビット4Eを交換しなければならなくなるが、最外周のローラビット4Eはその配置位置の観点から着脱が困難な上、1つのローラビット4Eを交換するのにもTBM本体1の内部機器の搬出搬入等の大がかりな作業が必要になる。このため、トンネル掘削工事の工期が大幅に遅れてしまうという問題がある。また、TBM本体1のカッタの稼働率が低下するので、掘削速度が速いというTBM工法の利点を損なうという問題もある。   If the structure of this embodiment is not adopted, the roller bit 4E must be replaced even if a part of the outermost roller bit 4E is worn. It is difficult to attach and detach from the viewpoint of the arrangement position, and in order to replace one roller bit 4E, a large-scale operation such as carrying in and out of the internal device of the TBM main body 1 is required. For this reason, there is a problem that the construction period of the tunnel excavation work is greatly delayed. Moreover, since the operating rate of the cutter of the TBM main body 1 is lowered, there is also a problem that the advantage of the TBM method that the excavation speed is high is impaired.

また、最外周のローラビット4Eの一部が摩耗しただけでも、そのローラビット4E全体を交換しなければならないので、材料費が高くなるという問題もある。特に、TBMは高価なので工事費を如何にして下げるかが重要な課題になっている。   In addition, even if a part of the outermost roller bit 4E is worn, the entire roller bit 4E has to be replaced. In particular, since TBM is expensive, how to reduce the construction cost is an important issue.

これに対して本実施の形態においては、ローラビット4Eの寿命を向上させることができ、その交換頻度を低下させることができるので、トンネル掘削工事の工期を短縮させることができる。特に、TBM本体1のカッタの稼働率を向上させることができるので、掘削速度が速いというTBM工法の利点を活かした掘削工事を行うことができる。   On the other hand, in the present embodiment, the life of the roller bit 4E can be improved and the replacement frequency can be reduced, so that the construction period of the tunnel excavation work can be shortened. In particular, since the operating rate of the cutter of the TBM main body 1 can be improved, excavation work that takes advantage of the TBM method of high excavation speed can be performed.

また、最外周のローラビット4Eの寿命を向上させることができるので、材料費を低減することができ、トンネル掘削工事の費用を低減することができる。このため高価なTBMの使用を推進することができる。   In addition, since the life of the outermost roller bit 4E can be improved, the material cost can be reduced, and the cost of tunnel excavation work can be reduced. For this reason, use of expensive TBM can be promoted.

次に、上記したTBM本体1によるトンネル掘進処理動作について図13のフロー図に沿って図14〜図21を参照して説明する。   Next, the tunnel excavation processing operation by the TBM main body 1 will be described with reference to FIGS. 14 to 21 along the flowchart of FIG.

図14〜図21はトンネル掘進処理工程中のTBM本体1の説明図である。ここでは、例えば上向き斜方トンネルの掘進処理について説明する。なお、上向き斜方トンネルの傾斜角度θ2は、例えば20°程度である。また、符号SGは滑落防止部材として機能するセグメントを示している。   14-21 is explanatory drawing of the TBM main body 1 in a tunnel excavation process. Here, for example, an upward oblique tunnel excavation process will be described. Note that the inclination angle θ2 of the upward oblique tunnel is, for example, about 20 °. Moreover, the code | symbol SG has shown the segment which functions as a sliding prevention member.

まず、図14に示すように、後胴グリッパ15の固定部材15aを伸ばしトンネルの内壁面に押し当ててTBM本体1を固定した後(図13の工程100)、図15に示すように、推進ジャッキ14をTBM本体1の長手方向前方に伸ばして掘進動作を行う(図13の工程101)。これにより、カッタヘッド2の前面の複数のローラビット(掘削部材)4を地盤に押し付けた状態でカッタヘッド2を回転させて地盤を掘削する。   First, as shown in FIG. 14, the fixing member 15a of the rear trunk gripper 15 is stretched and pressed against the inner wall surface of the tunnel to fix the TBM main body 1 (step 100 in FIG. 13), and then, as shown in FIG. The jack 14 is extended forward in the longitudinal direction of the TBM main body 1 to perform a digging operation (step 101 in FIG. 13). Thus, the ground is excavated by rotating the cutter head 2 in a state where the plurality of roller bits (excavating members) 4 on the front surface of the cutter head 2 are pressed against the ground.

続いて、推進ジャッキ14が伸びきったところでカッタヘッド2の回転を停止し、図16に示すように、後胴グリッパ15で反力を得たまま、前胴グリッパ12の固定部材12aを伸ばしトンネルの内壁面に押し当てTBM本体1を固定する(図13の工程102)。   Subsequently, when the propulsion jack 14 is fully extended, the rotation of the cutter head 2 is stopped, and the fixing member 12a of the front trunk gripper 12 is stretched while the reaction force is obtained by the rear trunk gripper 15, as shown in FIG. The TBM main body 1 is fixed to the inner wall surface (step 102 in FIG. 13).

その後、図17に示すように、後胴グリッパ15の固定部材15aを縮めて後胴グリッパ15による固定状態を解除した後(図13の工程103)、図18に示すように、推進ジャッキ14を縮めて中胴部1Mおよび後胴部1Bを前方に引き寄せるとともに、TBM本体1の滑落を防止するため滑落防止ジャッキ16をTBM本体1の長手方向後方に伸ばしてセグメントSGに押し当てる(図13の工程104)。   After that, as shown in FIG. 17, the fixing member 15a of the rear trunk gripper 15 is contracted to release the fixed state by the rear trunk gripper 15 (step 103 in FIG. 13), and then, as shown in FIG. The middle barrel portion 1M and the rear barrel portion 1B are pulled forward to draw forward, and the anti-slip jack 16 is extended rearward in the longitudinal direction of the TBM main body 1 and pressed against the segment SG (see FIG. 13). Step 104).

次いで、図19に示すように、前胴グリッパ12でTBM本体1を固定した状態で、後胴グリッパ15の固定部材15aを伸ばしトンネルの内壁面に押し当てTBM本体1を固定する(図13の工程105)。   Next, as shown in FIG. 19, in a state where the TBM main body 1 is fixed by the front trunk gripper 12, the fixing member 15a of the rear trunk gripper 15 is extended and pressed against the inner wall surface of the tunnel to fix the TBM main body 1 (FIG. 13). Step 105).

続いて、図20に示すように、前胴グリッパ12および後胴グリッパ15でTBM本体1を固定した状態で滑落防止ジャッキ16を縮めて前方に引き寄せた後、滑落防止ジャッキ16の後方の空き領域に新たなセグメントSGを挿入した後(図13の工程106)、図21に示すように、前胴グリッパ12の固定部材12aを縮めて前胴グリッパ12によるTBM本体1の固定状態を解除する(図13の工程107)。   Next, as shown in FIG. 20, after the TBM body 1 is fixed with the front trunk gripper 12 and the rear trunk gripper 15, the sliding prevention jack 16 is shrunk and pulled forward, and then an empty area behind the sliding prevention jack 16. After inserting a new segment SG (step 106 in FIG. 13), as shown in FIG. 21, the fixing member 12a of the front trunk gripper 12 is contracted to release the fixed state of the TBM main body 1 by the front trunk gripper 12 ( Step 107 in FIG.

その後、掘進作業の終了を確認し(図13の工程108)、掘進作業が終了でなければ工程101〜107を繰り返し、掘進作業が終了であれば掘進作業を完了する(図13の工程109)。   Thereafter, the completion of the excavation work is confirmed (step 108 in FIG. 13). If the excavation work is not completed, steps 101 to 107 are repeated. If the excavation work is completed, the excavation work is completed (step 109 in FIG. 13). .

このように本実施の形態においては、上向き斜方トンネルであってもTBM本体1により安全かつ高速に掘進作業を行うことができる。   Thus, in the present embodiment, excavation work can be performed safely and at high speed by the TBM body 1 even in an upward oblique tunnel.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the embodiment disclosed in this specification is an example in all respects and is limited to the disclosed technology. It should be considered not a thing. That is, the technical scope of the present invention should not be construed restrictively based on the description in the above-described embodiment, but should be construed according to the description of the scope of claims. All modifications are included without departing from the technical scope equivalent to the described technique and the gist of the claims.

例えば、前記実施の形態のローラビット4Dの形状を円錐楕円形にしても良い。これにより、ローラビット4Dの側面の外向きの傾斜角度を調整することができる。   For example, the shape of the roller bit 4D of the above embodiment may be a conical ellipse. Thereby, the outward inclination angle of the side surface of the roller bit 4D can be adjusted.

また、カッタヘッド2の正面の中央側のローラビット4Cと最外周のローラビット4Eの間に複数のローラビット4Dを配置しても良い。この場合も複数のローラビット4Dの各側面(切削部位)の傾斜角度が外周に向かって次第に大きくなるようにする。   Further, a plurality of roller bits 4D may be arranged between the roller bit 4C on the center side in front of the cutter head 2 and the roller bit 4E on the outermost periphery. Also in this case, the inclination angle of each side surface (cutting part) of the plurality of roller bits 4D is gradually increased toward the outer periphery.

以上の説明では、本発明を上向き斜方トンネルの掘削処理に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく水平トンネルの掘削処理に適用することもできる。   In the above description, the case where the present invention is applied to the excavation process of the upward oblique tunnel has been described, but the present invention is not limited to this and can also be applied to the excavation process of the horizontal tunnel.

1 TBM本体(掘削機本体)
2 カッタヘッド
3 カッタ駆動電動機
4,4A〜4E ローラビット(掘削部材)
4p 外周部
4r 軸受け部
4s 突出刃
4x 回転軸
5 ホッパ
6 排土管
11 掻き上げ板
12 前胴グリッパ
13 方向修正ジャッキ
14 推進ジャッキ
15 後胴グリッパ
16 滑落防止ジャッキ
1 TBM body (excavator body)
2 Cutter head 3 Cutter drive motor 4, 4A-4E Roller bit (excavating member)
4p outer peripheral part 4r bearing part 4s projecting blade 4x rotating shaft 5 hopper 6 earth removing pipe 11 scraping plate 12 front trunk gripper 13 direction correcting jack 14 propulsion jack 15 rear trunk gripper 16 anti-slip jack

Claims (3)

掘削機本体の進行方向の先端に前記掘削機本体の周方向に沿って回転可能な状態で支持されたカッタヘッドと、
前記カッタヘッドの前面内における最外周の第1の回転軌跡上において地盤を掘削するように回転可能な状態で設けられ、該地盤を掘削する掘削部位が前記カッタヘッドの径方向外側を向くように傾斜した状態で設けられた第1の掘削部材と、
前記カッタヘッドの前面内における前記第1の回転軌跡よりも内側の第2の回転軌跡上において地盤を掘削するように回転可能な状態で設けられ、該地盤を掘削する掘削部位が前記掘削機本体の進行方向の正面を向くように設けられた第2の掘削部材と、
前記カッタヘッドの前面内における前記第1の回転軌跡と前記第2の回転軌跡との間の第3の回転軌跡上において地盤を掘削するように回転可能な状態で設けられ、該地盤を掘削する掘削部位が前記第1の掘削部材の掘削部位の傾斜角度よりも小さな傾斜角度で前記カッタヘッドの径方向外側を向くように傾斜した状態で設けられた第3の掘削部材と、
を備え、
前記第1の掘削部材、前記2の掘削部材および前記第3の掘削部材のそれぞれの側面が回転軌跡上で相互に連続しており、これらの側面により形成される掘削ラインが連続的になって前記カッタヘッドの内周から外周に向かって延びている、
ことを特徴とするトンネル掘削機。
A cutter head supported at a tip of the excavator main body in a traveling direction so as to be rotatable along a circumferential direction of the excavator main body;
It is provided in a rotatable state so as to excavate the ground on the outermost first rotation trajectory in the front surface of the cutter head so that the excavation site for excavating the ground faces the radially outer side of the cutter head. A first excavation member provided in an inclined state;
The excavator is provided in a rotatable state so as to excavate the ground on a second rotational trajectory inside the first rotational trajectory in the front surface of the cutter head, and an excavation site for excavating the ground is the excavator body A second drilling member provided to face the front of the traveling direction of
It is provided in a rotatable state so as to excavate the ground on a third rotational trajectory between the first rotational trajectory and the second rotational trajectory in the front surface of the cutter head, and excavates the ground. A third excavation member provided in a state where the excavation site is inclined so as to face the radially outer side of the cutter head at an inclination angle smaller than the inclination angle of the excavation site of the first excavation member;
Bei to give a,
The side surfaces of the first excavation member, the second excavation member, and the third excavation member are continuous with each other on the rotation locus, and the excavation line formed by these side surfaces is continuous. Extending from the inner periphery of the cutter head toward the outer periphery,
Tunnel excavator characterized by that.
前記カッタヘッドの最外周の掘削部材の形状が円錐台形状であることを特徴とする請求項1記載のトンネル掘削機。   The tunnel excavator according to claim 1, wherein the shape of the outermost excavation member of the cutter head is a truncated cone shape. 前記掘削機本体は、反力を得るためにトンネルの内壁面に対して当接可能な状態で設けられたグリッパを備えるトンネルボーリングマシン本体であることを特徴とする請求項1または2記載のトンネル掘削機。   3. The tunnel according to claim 1, wherein the excavator main body is a tunnel boring machine main body provided with a gripper provided so as to be able to abut against an inner wall surface of the tunnel in order to obtain a reaction force. Excavator.
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