JP6241924B2 - Shield digging machine and its digging method - Google Patents
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Description
本発明は、シールド掘進機およびその掘進方法に関し、例えば、掘進作業時において掘削坑内に組み付けられたセグメントの形状保持に関する技術である。 The present invention relates to a shield excavator and a method for excavating the shield excavator, for example, a technique related to shape maintenance of a segment assembled in an excavation mine during excavation work.
シールド掘進機は、切羽の安定を図りながら切羽に押し当てられたカッタ盤を回転させることにより地山を掘削する一方、外部から運び込まれたセグメントをエレクタにより掘削坑の内周に組み付けることによりトンネルを形成する機器である。 The shield machine excavates the natural ground by rotating the cutter board pressed against the face while stabilizing the face, while the segment carried from the outside is tunneled by attaching it to the inner periphery of the excavation pit with an elector Is a device that forms.
掘進作業においては、掘削坑の先端側において上下のセグメントを上下拡張方式のセグメント保持装置により保持した状態でシールド掘進機を1セグメント分だけ掘進した後、掘進によりシールド掘進機の後部と掘削坑の先端のセグメントとの間に生じた空き領域に新たなセグメントを組み付けている。 In the excavation work, the shield excavator is excavated for one segment with the upper and lower segments held by the segment holding device of the vertical expansion method at the tip side of the excavation mine, and then the rear part of the shield excavator and the excavation mine are excavated by excavation. A new segment is assembled in a free space generated between the leading segment.
なお、セグメント形状保持装置については、例えば、特許文献1に記載があり、円形以外の異形断面トンネル内に覆工されたセグメントを内側から押さえるセグメント形状保持装置において、複数の保形ユニットをシールド坑の軸方向に直列状に配置した構成が開示されている。
The segment shape holding device is described in, for example,
また、例えば、特許文献2には、上下拡張式のセグメント形状保持装置が開示されている。
Further, for example,
また、例えば、特許文献3には、セグメント内径の変化に対応可能な上下拡張式のセグメント形状保持装置が開示されている。
Further, for example,
ところで、シールド掘進作業においては、如何にして掘削坑の施工速度を向上させるかが重要な課題となっている。 By the way, in the shield excavation work, how to improve the construction speed of the excavation mine 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、掘削坑の施工速度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。 This invention is made | formed from the above-mentioned technical background, The objective is to provide the technique which can improve the construction speed of an excavation mine.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明のシールド掘進機は、機器本体の前面に回転自在に設置されたカッタ盤と、前記機器本体の後方に配置された移動手段と、前記機器本体から前記移動手段に延在した状態で設置され、前記移動手段を、前記機器本体に接続し、該機器本体の掘進に追従するように牽引する牽引部材と、前記機器本体の後方において掘削坑内のコンクリートを含むセグメントを保持可能なように設置されるとともに前記セグメントを仮置きする仮置き部を備え、かつ、前記セグメントの保持解除時において前記牽引部材に搭載された状態で該牽引部材の延在方向に沿って移動可能なように設置されたセグメント保持手段と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a shield machine according to the present invention as set forth in
また、請求項2に記載の本発明は、上記請求項1記載の発明において、前記セグメント保持手段は、前記牽引部材の延在方向に沿って連結された状態で配置された複数のセグメント保持手段により構成されていることを特徴とする。
The present invention according to
また、請求項3に記載の本発明は、上記請求項1または2記載の発明において、前記牽引部材は、前記セグメントを搬送するための搬送路を兼ねていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項4に記載の本発明のシールド掘進機の掘進方法は、(a)機器本体の前面に回転自在に設置されたカッタ盤と、前記機器本体の後方に配置された移動手段と、前記機器本体から前記移動手段に延在した状態で設置され、前記移動手段を前記機器本体に接続し、該機器本体の掘進に追従するように牽引する牽引部材とを備えるシールド掘進機を掘進位置に配置する工程と、(b)前記機器本体の後方に設置されたセグメント保持手段により前記掘削坑内のセグメントを保持した後、前記カッタ盤を回転させながら前記機器本体を前進させて地山を掘削する工程と、(c)前記(b)工程後、前記(b)工程の前記セグメント保持手段の位置およびセグメント保持状態を維持したまま、前記掘削坑の内周にセグメントを組み付ける工程と、(d)前記(c)工程後、前記セグメント保持手段による前記セグメントの保持状態を解除し、前記セグメント保持手段を前記牽引部材に搭載した状態で該牽引部材の延在方向に沿って前記機器本体側へ移動する工程と、を有することを特徴とする。
Further, the method for digging the shield machine of the present invention according to
また、請求項5に記載の本発明は、上記請求項4記載の発明において、前記掘削坑内の前記セグメントの保持工程において、前記牽引部材の延在方向に沿って配置された複数のセグメントを、前記牽引部材の延在方向に沿って連結された状態で配置された複数のセグメント保持手段により保持することを特徴とする。
Further, the present invention according to
また、請求項6に記載の本発明は、上記請求項4または5記載の発明において、前記セグメント保持手段に前記セグメントを仮置きする工程を有することを特徴とする。
In addition, the present invention described in claim 6 is characterized in that, in the invention described in
また、請求項7に記載の本発明は、上記請求項4、5または6記載の発明において、前記牽引部材を搬送路として前記セグメントをセグメント組み付け位置へ搬送する工程を有することを特徴とする。
The invention according to
請求項1記載の発明によれば、掘削坑の施工速度を向上させることが可能になる。
また、請求項1記載の発明によれば、セグメント組み付け位置にセグメントを効率的に搬送することができるので、掘削坑の施工速度を向上させることが可能になる。
According to invention of
Further, according to the first aspect of the present invention, the segment can be efficiently transported to the segment assembly position, so that the construction speed of the excavation mine can be improved.
請求項2記載の発明によれば、1サイクル分の掘進工程においてセグメント保持時間を短縮することができるので、掘削坑の施工速度をさらに向上させることが可能になる。
According to the invention described in
請求項3記載の発明によれば、セグメント搬送用の搬送路を別に設置する場合に比べて掘削坑内の作業空間を広く確保することができ、掘削坑内での作業を容易することができるので、掘削坑の施工速度を向上させることが可能になる。
According to the invention of
請求項4記載の発明によれば、掘削坑の施工速度を向上させることが可能になる。
According to invention of
請求項5記載の発明によれば、1サイクル分の掘進工程においてセグメント保持時間を短縮することができるので、掘削坑の施工速度をさらに向上させることが可能になる。
According to the invention described in
請求項6記載の発明によれば、セグメント組み付け位置にセグメントを効率的に搬送することができるので、掘削坑の施工速度を向上させることが可能になる。 According to invention of Claim 6 , since a segment can be efficiently conveyed to a segment assembly position, it becomes possible to improve the construction speed of an excavation mine.
請求項7記載の発明によれば、セグメント搬送用の搬送路を別に設置する場合に比べて掘削坑内の作業空間を広く確保することができ、掘削坑内での作業を容易することができるので、掘削坑の施工速度を向上させることが可能になる。
According to the invention of
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は本実施の形態のシールド掘進機の内部を側面から透かして見せた要部構成図である。 FIG. 1 is a main part configuration diagram showing the inside of the shield machine according to the present embodiment as seen through the side.
本実施の形態のシールド掘進機1は、カッタヘッド(カッタ盤)2の後方の機器本体3内に設けられた泥水室4に送泥ポンプにより泥水を圧送し、泥水室4内の泥水の圧力を切羽の土圧および地下水圧に見合う圧力にして切羽の安定を図りながらカッタヘッド2を切羽に押し当て回転させることにより地山に掘削坑を形成する泥水式シールド掘進機である。
The
このシールド掘進機1において機器本体3の後方には、支持台車(移動手段)5および運搬台車(図示せず)が掘削坑の長手方向に沿って移動可能な状態で配置されている。なお、このシールド掘進機1の運転は、支持台車5の後方に連結された図示しない後続台車内の運転室内でオペレータにより操作される。また、その運転室内に設けられた制御部によりシールド掘進機1の全体動作が制御される。また、シールド掘進機1により構築される掘削坑は、特に限定されるものではないが、セグメント外径Rtが、例えば、3100mm程度の中口径の掘削坑である。
In the
シールド掘進機1を構成するカッタヘッド2は、地山の切羽を掘削する正面円形状の部材であり、機器本体3の前面に機器本体3の周方向に沿って正逆方向に回転自在の状態で設置されている。
The
このカッタヘッド2は、例えば、スポークタイプが採用されており、その前面(切羽に対向する面)には、玉石等の破砕や地山の掘削を行う複数のビット2aが装着されている。
The
また、カッタヘッド2の前面には、泥水室4に連通する貫通穴(図示せず)が形成されており、カッタヘッド2の回転により掘削された土砂等は、カッタヘッド2の貫通穴を通じて泥水室4内に取り込まれる。
Further, a through hole (not shown) communicating with the
また、カッタヘッド2の外周面には、コピービット(図示せず)が設置されている。コピービットは、急曲線施工時の余堀りやシールド掘進機1の姿勢制御等を行う役割を備えている。
A copy bit (not shown) is installed on the outer peripheral surface of the
一方、シールド掘進機1を構成する上記機器本体3は、前胴プレート3aと、その後方の後胴プレート3bと、その後方のテールシール3cとを備えている。
On the other hand, the apparatus
前胴プレート3aおよび後胴プレート3bは、例えば円筒状の鋼製板により形成されており、機器本体3の外形を形成するとともに、機器本体3の内部に中空空間を形成する部材である。この前胴プレート3aと後胴プレート3bとは、前胴プレート3aの後端側において後胴プレート3bの先端の球面軸受部が前胴プレート3aの内周面に接した状態で入り込むことで係合されている。
The
テールシール3cは、掘進作業中に機器本体3の後部から機器本体3内に地下水等が入り込むのを防止する封止部材であり、後胴プレート3bの後端部に後胴プレート3bの外周に沿って枠状に設置されている。
The
前胴プレート3aの前面側において、その前面から機器本体3の内方に後退した位置には、機器本体3内を切羽側と機内側とに分ける隔壁7が設置されている。この隔壁7の切羽側、すなわち、上記カッタヘッド2と隔壁7との間には、上記泥水室4が設置されている。泥水室4は、カッタヘッド2の回転により掘削された土砂等を取り込み、泥水に混入させる空間である。
On the front side of the
一方、機器本体3において隔壁7の機内側には、カッタ駆動体10と、中折れジャッキ11aと、シールドジャッキ11bと、エレクタ12と、送泥管13と、排泥管14と、支持体15と、牽引部材16と、複数のセグメント保持装置(セグメント保持手段)17とが設置されている。
On the other hand, in the machine
カッタ駆動体10は、カッタヘッド2を回転させる駆動源である。ここでは、カッタ駆動体10がカッタヘッド2の正面内の中央に配置されたセンターシャフト駆動方式が例示されている。
The
中折れジャッキ11aは、前胴プレート3aと後胴プレート3bとを連結するとともに、シールド掘進機1の推進方向を修正する機器であり、機器本体3内において前胴プレート3aと後胴プレート3bとの境界を跨ぐ位置に、シールド掘進機1の周方向に沿って複数個並んで配置されている。この中折れジャッキ11aに圧油を供給し前胴プレート3aと後胴プレート3b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シールド掘進機1を掘進することにより、シールド掘進機1の掘進方向を制御することが可能になっている。
The middle-folded
シールドジャッキ11bは、機器本体3の後方の掘削坑の内周に敷設されたセグメントSGに反力をとってシールド掘進機1を前進させるための推進力を発生させる機器であり、機器本体3内において前胴プレート3aと後胴プレート3bとの境界を跨ぐ位置に、シールド掘進機1の周方向に沿って複数個並んで配置されている。
The
セグメントSGは、掘削坑の内周を覆う部材であり、掘削坑の周方向に沿って複数設置されている。セグメントSGは、例えば、平板状のコンクリート製セグメントまたは合成セグメント(コンクリートと鋼材との合成構造)により構成されている。なお、セグメントSGの幅(掘進方向の寸法)は、特に限定されるものではないが、例えば、1200mm程度、高さ(厚さ)は、例えば、125mm程度である。 The segment SG is a member that covers the inner periphery of the excavation mine, and a plurality of segments SG are installed along the circumferential direction of the excavation mine. The segment SG is composed of, for example, a flat concrete segment or a composite segment (a composite structure of concrete and steel). The width of the segment SG (dimension in the direction of excavation) is not particularly limited, but is about 1200 mm and the height (thickness) is about 125 mm, for example.
エレクタ12は、セグメントSGを把持して旋回し、掘削坑の内周方向の組立位置に移送し、セグメントSGを組み付けるセグメント組立装置である。エレクタ12は、掘削坑の長手方向に移動自在な状態で、かつ、掘削坑の周方向に回転自在の状態で後胴プレート3bの内側に装備されている。
The
送泥管13は、泥水室4内に泥水を供給する配管である。送泥管13は、鋼材により形成されている。
The
送泥管13の先端部(放泥口)は、隔壁7の正面内上部を貫通して泥水室4に達している。これにより、送泥管13により送られた泥水は、シールド掘進機1の正面内上部から泥水室4内に供給されるようになっている。
The tip end (mud discharge port) of the
一方、送泥管13の後端部は、機器本体3の後部において可撓性を有する送泥管(図2(b)および図3(b)の符号13f参照)に接続されている。可撓性を有する送泥管は、例えば樹脂または樹脂と金属との複合体により形成されており、掘削坑外まで延び、掘削坑外において送泥ポンプ(図示せず)を介して泥水槽(図示せず)に接続されている。なお、泥水槽は、掘削坑外の泥水処理装置(図示せず)に接続されている。
On the other hand, the rear end of the
排泥管14は、泥水室4内の掘削土砂を含む泥水を掘削坑外に排出する配管である。排泥管14は、例えば、鋼材により形成されている。
The
排泥管14の先端部(吸泥口)は、隔壁7の正面内下部を貫通して泥水室4に達している。これにより、泥水室4内の泥水は、シールド掘進機1の正面内下部から排出されるようになっている。
The tip portion (suction port) of the
一方、排泥管14の後端部は、機器本体3の後部において可撓性を有する排泥管(図2(b)および図3(b)の符号14f参照)に接続されている。この可撓性を有する排泥管は、例えば樹脂または樹脂と金属との複合体により形成されており、排泥ポンプ(図示せず)を介して掘削坑外まで延び、掘削坑外において上記泥水処理装置に接続されている。
On the other hand, the rear end portion of the
すなわち、泥水室4内の掘削土砂を含む泥水は、排泥管14を通じて掘削坑外へ搬送され、掘削坑外の泥水処理装置により土砂と泥水に分離され、比重や粘性等が調整された後、泥水槽に送られ、再び送泥管13,13fを通じて泥水室4(切羽)へ送られるようになっている。なお、泥水処理装置により分離された掘削土砂は、ダンプ等で場外へ搬送される。また、可撓性を有する送泥管13fおよび排泥管14fは、掘削坑内の上部側において牽引部材16の左右両側に支持されている。
That is, after the muddy water including the excavated sediment in the
支持体15は、牽引部材16を支持する部材であり、機器本体3の後端に固定されている。この支持体15の先端部には、牽引部材16が左右横方向に揺動自在の状態で接続されている。
The
牽引部材16は、シールド掘進機1の掘進に追従させて支持台車5等を牽引する部材であり、掘削坑内の天井側に設置されている。この牽引部材16は、例えば、I型鋼により構成されており、その後端は支持台車5によって支持されている。なお、支持台車5は、牽引部材16の後端に牽引部材16の延在方向に沿って移動自在の状態で接続されている。
The pulling
また、牽引部材16は、セグメントSGや他部材を搬送する搬送レール(搬送路)を兼ねており、牽引部材16の下部には、搬送機20が牽引部材16の延在方向に沿って移動自在の状態で設置されている。搬送機20は、セグメントSG等を受け取り、機器本体3内のセグメント組み付け位置へ搬送する装置である。
The
牽引部材16を搬送機20の搬送レールとして使用することにより、搬送機20の搬送レールを別に設置する場合に比べて掘削坑内の機材配置を簡素化することができる。このため、掘削坑内の作業領域を広く確保することができ、掘削坑内での作業を容易にすることができるので、掘削坑の施工速度を向上させることができる。また、シールド掘進機1のコストを低減することができる。
By using the
さらに、牽引部材16の上部には、スライドジャッキ21が設置されている。このスライドジャッキ21は、セグメント保持解除状態時のセグメント保持装置17を牽引部材16の延在方向に沿ってセグメント組み付け位置側へ移動させる油圧ジャッキである。
Further, a
このスライドジャッキ21の油圧回路は、シールドジャッキ11bの動作に追従するように組まれており、セグメント保持状態時にはスライドジャッキ21の油圧がフリー状態になるように設定されている。
The hydraulic circuit of the
セグメント保持装置17は、シールド掘進作業時に掘削坑内に組み付けたセグメントSGを一時的に保持する装置であり、機器本体3の後方に設置されている。ここでは、3台のセグメント保持装置17が牽引部材16の延在方向に沿って並んで配置されている場合が例示されている。
The
これら3台のセグメント保持装置17は、連結されており、一体で移動するとともに、牽引部材16の延在方向に隣接する3リング分のセグメントSGを同時に保持することが可能になっている。
These three
このようなセグメント保持装置17の台数は、例えば、1日に掘進する距離に応じて決められている。セグメント保持装置17は1台でも良いが、複数台配置することにより、セグメントSGの保持の安定性を向上させることができる。また、後述するように、1サイクル分の掘進工程(掘進、セグメント組み付けおよび裏込め)においてセグメントSGの保持時間を短縮することができるので、掘削坑の施工速度を向上させることができる。
The number of such
また、4台以上のセグメント保持装置17を設置することもできるが、あまり多くすると設備規模が大きくなり、シールド掘進機1のコストが高くなる。これに対して、セグメント保持装置17を3台程度とすることにより、シールド掘進機1のコストを抑えつつ、掘削坑の施工速度を向上させることができる。
In addition, four or more
各セグメント保持装置17は、上下拡張方式のセグメント保持装置であり、掘削坑内の上部(天井)側および下部(底部)側のセグメントSGの保持および保持解除が可能なように拡縮自在の状態で設置されている。
Each
また、各セグメント保持装置17は、図3に示すように、セグメント保持解除状態の時に牽引部材16に搭載された状態で牽引部材16の延在方向に沿って移動自在の状態で設置されている。牽引部材16をセグメント保持装置17の搬送レールとして使用することにより、セグメント保持装置17の搬送レールを別に設置する場合に比べて掘削坑内の機材配置を簡素化することができる。このため、掘削坑内の作業領域を広く確保することができ、掘削坑内での作業を容易にすることができるので、掘削坑の施工速度を向上させることができる。また、シールド掘進機1のコストを低減することができる。
Further, as shown in FIG. 3, each
また、各セグメント保持装置17は、各セグメントSGの幅方向(牽引部材16の延在方向)の両端側を支持するようになっている。これにより、各セグメントSGを安定な状態で支持することができる。
In addition, each
次に、上記セグメント保持装置17の構造について図2および図3を参照しながら説明する。図2(a)はセグメント保持状態時の図1のシールド掘進機の要部を拡大して示した構成図、図2(b)は図2(a)の矢印A1の方向から見たシールド掘進機の正面図、図3(a)はセグメント保持解除状態時の図1のシールド掘進機の要部を拡大して示した構成図、図3(b)は図3(a)の矢印A1の方向から見たシールド掘進機の正面図である。なお、図2(b)および図3(b)の符号13fは上記した可撓性を有する送泥管を示し、符号14fは上記した可撓性を有する排泥管を示している。
Next, the structure of the
各セグメント保持装置17は、保持部17aと、接続部材17bと、伸縮ジャッキ17cと、移動用ローラ17dと、セグメント仮置き架台17eとを有している。
Each
保持部17aは、掘削坑内の上下のセグメントSGに接触しこれを押さえ保持する部材であり、上下の各々に2個ずつ配置されている。各保持部17aは、図2(b)および図3(b)に示すように、掘削坑の周方向に沿うように円弧状に形成されている。
The holding
また、保持部17aにおいてセグメントSGとの接触面には、例えば、ゴム製のパッドが取り付けられている。これにより、保持部17aの接触に起因するセグメントSGの損傷を防止することができる。
In addition, for example, a rubber pad is attached to the contact surface of the holding
また、上下の保持部17a,17aの間には、圧力発信部(図示せず)が装着されている。これにより、セグメント保持装置17側からセグメントSG側に加わる荷重を管理することができる。また、セグメント保持装置17からセグメントSGに想定以上の荷重が加わった場合には、警報を鳴らしたり、表示部に表示したりすることにより、セグメントSGの損傷不良を回避することができる。
A pressure transmitter (not shown) is mounted between the upper and
接続部材17bは、各セグメント保持装置17において牽引部材16の延在方向に隣接する保持部17a同士を接続する部材であり、上側の2個の保持部17aおよび下側の2個の保持部17aのそれぞれの延在方向の両端側に接続されている。
The connecting
伸縮ジャッキ17cは、上下の保持部17a,17aを拡縮(離間方向および近接方向に移動)させる油圧ジャッキであり、上下の接続部材17b,17bの間に伸縮自在の状態で設置されている。
The
移動用ローラ17dは、セグメント保持装置17を牽引部材16の延在方向に沿って移動させるための回転部材であり、上部側の保持部17aの内周に回転自在の状態で設置されている。移動用ローラ17dは、セグメント保持状態時には牽引部材16から離れているが、セグメント保持状態解除時には牽引部材16上に接するようになっている。
The moving
セグメント仮置き架台17eは、セグメントSGを仮置きする架台であり、下側の保持部17aの内周側に設置されている。セグメント組み付け作業時にセグメントSGをセグメント仮置き架台17e上に仮置きすることにより、後述するように、セグメント組み付け作業の効率を向上させることができる。
The segment
次に、本実施の形態のシールド掘進機1の掘進方法の一例について図4〜図8を参照しながら説明する。
Next, an example of the excavation method of the
なお、図4にはシールド掘進機1の各部の位置座標X0〜X4を付し、図5〜図8には図面間の位置関係が分かるように図4の位置座標X0〜X4を付した。位置座標X0は、図4のカッタヘッド2の先端位置を示し、位置座標X1は、図4のセグメント保持装置17の先端位置を示し、位置座標X2は、図4の搬送機20の位置を示し、位置座標X3は、図4のスライドジャッキ21の後端位置を示し、位置座標X4は、図4の支持台車5の先端位置を示している。
In FIG. 4, the position coordinates X0 to X4 of each part of the
まず、図4は掘進準備段階のシールド掘進機を側面から見た構成図である。 First, FIG. 4 is a configuration diagram of the shield machine from the side of the excavation preparation stage.
この段階においては、地山の掘進位置に配置されたシールド掘進機1の後方の3台のセグメント保持装置17の伸縮ジャッキ17cを伸ばすことにより、各セグメント保持装置17の上下の保持部17a,17aを掘削坑内の上下のセグメントSG,SGに押し当てて掘削坑内の上下の3リング分のセグメントSG,SGを保持する。
At this stage, the upper and
ここで掘進方向において最も先端のセグメント保持装置17により保持されるセグメントSGは地山に晒されるセグメントSG(機器本体3の後端外側のセグメントSG)のうち、掘進方向の最も先端のセグメントSG(以下、キーセグメントSGともいう)である。
Here, the segment SG held by the
また、各セグメント保持装置17は、各々に対応する各セグメントSGの幅方向(牽引部材16の延在方向)両端側の2箇所を支持する。これにより、各セグメントSGを安定な状態で支持することができる。
Moreover, each segment holding |
なお、掘削坑とセグメントSGとの隙間には、セメント系の硬化材または固化材等により構成される裏込め材が充填されている。 The gap between the excavation mine and the segment SG is filled with a backfill material made of a cement-based hardener or solidified material.
次いで、図5は1セグメント分の掘進完了後のシールド掘進機を側面から見た構成図である。 Next, FIG. 5 is a structural view of the shield machine after completion of excavation for one segment as seen from the side.
この段階においては、カッタヘッド2を切羽に押し付け回転させながら機器本体3を1セグメント分だけ矢印A2に示す方向に推し進めることにより地山を掘削する。この際、送泥ポンプにより泥水室4に泥水を圧送し、泥水室4内の泥水の圧力を切羽の土圧および地下水圧に見合う圧力にすることにより切羽の安定を図る。また、切羽の安定を図るために、例えば、カッタヘッド2の回転速度、シールドジャッキ11bの伸長速度および泥水室4内の泥土圧が一定になるように調整する。
At this stage, the ground is excavated by pushing the
また、この際、シールド掘進機1の前進に追従して牽引部材16が前進するのに対して、セグメント保持装置17は固定されているので、牽引部材16上のスライドジャッキ21がセグメント保持装置17に突き当たるが、スライドジャッキ21の油圧がフリー状態に設定されているので、スライドジャッキ21は自動的に縮まる。すなわち、スライドジャッキ21に縮動作をさせる必要がない。このため、複雑なタイミング設定が必要無いので、掘進時の動作制御を容易にすることができる。
At this time, the
また、掘進時においては、掘削坑内の上下の3リング分のセグメントSGを3台のセグメント保持装置17により保持するので、掘削坑内のセグメントSGのリング形状を良好に維持することができる。
In addition, during excavation, the segments SG for the upper and lower three rings in the excavation mine are held by the three
続いて、1セグメント分の掘進工程後、セグメントを組み付けるための準備を行う。すなわち、最も先端のセグメント保持装置17とセグメント組み付け位置との間の空き領域にローラコンベア等のような搬送台25を設置するとともに、牽引部材16の後端側下方に複数個の新たなセグメントSGを載せた運搬台車26を搬送する。
Subsequently, after the excavation process for one segment, preparation for assembling the segments is performed. That is, a transport table 25 such as a roller conveyor is installed in the empty area between the most distal
次いで、図6はセグメント組み付け段階のシールド掘進機を側面から見た構成図である。 Next, FIG. 6 is a configuration diagram of the shield machine from the side assembling the segment.
この段階においては、シールド掘進機1の前進によりシールドジャッキ11bの後端とセグメントSGとの間に形成された空き領域に新たなセグメントSGを組み付ける。なお、セグメント保持装置17の位置およびセグメント保持状態は維持したままである。
In this stage, a new segment SG is assembled in the empty area formed between the rear end of the
まず、運搬台車26上の新たなセグメントSGを搬送機20により持ち上げ、その搬送機20を牽引部材16に沿ってセグメント組み付け位置の方向に移動する。
First, a new segment SG on the
このように牽引部材16を搬送機20の搬送レールとして使用することにより、搬送機20の搬送レールを別に設置する場合に比べて掘削坑内の機材配置を簡素化することができる。このため、掘削坑内の作業領域を広く確保することができ、掘削坑内での作業を容易にすることができる。また、搬送機20の搬送に用いる搬送レールを設置する作業が不要になるので、掘削坑の施工時間を短縮することができる。これらにより、掘削坑の施工速度を向上させることができる。さらに、シールド掘進機1のコストを低減することができる。
Thus, by using the
続いて、搬送機20により保持した新たなセグメントSGを搬送台25上に降ろし、搬送台25を通じてセグメント組み付け位置に搬送する。そして、セグメント組み付け位置に搬送された新たなセグメントSGをエレクタ12により把持し、掘削坑の内周に沿って旋回し、掘削坑の内周方向の組立位置に移送することによりセグメントSGを組み付ける。
Subsequently, the new segment SG held by the
一方、エレクタ12によりセグメントSGを組み付けている間に、運搬台車26上の新たなセグメントSGを搬送機20により各セグメント保持装置17のセグメント仮置き架台17e上に載置する。そして、新たなセグメントSGをエレクタ12により組み付けた後、セグメント仮置き架台17e上の新たなセグメントSGを搬送機20および搬送台25によりセグメント組み付け位置に搬送する。
On the other hand, while the segment SG is assembled by the
このようなセグメント仮置き架台17eが無い場合、エレクタ12によるセグメントSGの組み付けが終わるまで搬送機20は後続のセグメントSGを保持したまま待機しなければならないので、1リング分のセグメントSGの組み付け作業が完了するのに時間がかかる。
When there is no such segment
これに対して、本実施の形態においては、エレクタ12により1つのセグメントSGを組み付けている間に、他のセグメントSGを搬送機20によりセグメント仮置き架台17eに搬送し載置しておくことができる。すなわち、エレクタ12の動作と独立して搬送機20を移動させることができる。また、1つのセグメントSGの組み付けが完了したら、次のセグメントSGを各セグメント保持装置17の位置からセグメント組み付け位置に搬送すれば良い。すなわち、セグメントSGの搬送距離を短かくすることができる。これらにより、セグメントSGの組み付け作業を効率的に行うことができ、セグメントSGの組み付け作業時間を短縮することができる。このため、掘削坑の施工速度を向上させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, while one segment SG is assembled by the
以上のようにして、1リング分のセグメントSGを組み付けた後、掘削坑とセグメントSGとの隙間に上記裏込め材を充填する。 After assembling the segment SG for one ring as described above, the backfill material is filled in the gap between the excavation mine and the segment SG.
次いで、図7および図8はセグメント保持装置の移動工程におけるシールド掘進機を側面から見た構成図である。 Next, FIG. 7 and FIG. 8 are structural views of the shield machine from the side in the movement process of the segment holding device.
この段階においては、図4の掘進準備段階に戻るため、セグメント保持装置17を機器本体3の方向に移動する。 At this stage, in order to return to the excavation preparation stage of FIG.
まず、図7に示すように、各セグメント保持装置17において上部側の保持部17aを移動用ローラ17dが牽引部材16に接するまで下方に移動した後、各セグメント保持装置17において下部側の保持部17aを上方に移動し、セグメント保持装置17を牽引部材16上に載せる。これにより、セグメント保持状態を解除する。
First, as shown in FIG. 7, after the
続いて、図8に示すように、牽引部材16上のスライドジャッキ21を伸ばすことにより3台のセグメント保持装置17を機器本体3側に押す。これにより、3台のセグメント保持装置17を移動用ローラ17dの回転により牽引部材16の延在方向に沿ってセグメントSGの組み付け位置へ移動させる。
Then, as shown in FIG. 8, the three segment holding |
このように牽引部材16をセグメント保持装置17の搬送レールとして使用することにより、セグメント保持装置17の搬送レールを別に設置する場合に比べて掘削坑内の機材配置を簡素化することができる。このため、掘削坑内の作業領域を広く確保することができ、掘削坑内での作業を容易にすることができる。また、セグメント保持装置17の移動に用いる搬送レールを設置する作業が不要になるので、掘削坑の施工時間を短縮することができる。これらにより、掘削坑の施工速度を向上させることができる。さらに、シールド掘進機1のコストを低減することができる。
By using the pulling
その後、図4で説明したように、各セグメント保持装置17の伸縮ジャッキ17cを伸ばし上下の保持部17a,17aを掘削坑内の上下のセグメントSG,SGに押し付けてそのセグメントSG,SGを保持する。以降、図4〜図8により説明した工程を繰り返すことにより、掘削坑全体を構築する。
Thereafter, as described in FIG. 4, the extension jacks 17c of each
ここで、高水圧および大深度の掘削坑の施工においては、掘削坑内に組み付けたセグメントSGに最大想定荷重がかかった場合に取付ボルトが破断し、抜け落ちる可能性がある。そこで、セグメント保持装置17が1台の場合は、組み付け後のセグメントSGの裏側に裏込め材を充分に充填し、裏込め材が充分に固まるのを待ってからセグメント保持装置17を移動して掘進工程に移行しているので作業に時間がかかる。
Here, in the construction of the excavation mine with high water pressure and large depth, when the maximum assumed load is applied to the segment SG assembled in the excavation mine, there is a possibility that the mounting bolt breaks and falls off. Therefore, when the number of the
これに対して、本実施の形態においては、セグメント保持装置17を複数台にしたことにより、キーセグメントSGを押さえる時に、2台目以降のセグメント保持装置17によりキーセグメントSGの後方の2リング分のセグメントSGをも保持することができる。このため、キーセグメントSGの裏側の裏込め材が充分に固まらないうちにセグメント保持装置17を移動して掘進工程に移行することができる。このため、1サイクル分の掘進工程(掘進、セグメント組み付けおよび裏込め)においてキーセグメントSGの保持時間を短縮することができるので、掘削坑の施工速度を向上させることができる。また、裏込め材の使用量を低減できるので、コストを低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, since a plurality of
また、複数台のセグメント保持装置17を牽引部材16に沿って単純に移動させるだけなのでセグメント保持装置17の構造を簡単化することができる。このため、セグメント保持装置17のコストを低減することができ、シールド掘進機1のコストを低減することができる。
Further, since the plurality of
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においては、センターシャフト駆動方式のシールド掘進機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種々変更可能であり、例えば外周支持駆動方式や中間支持駆動方式のシールド掘進機に適用しても良い。 For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a center shaft drive type shield machine has been described. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, the outer periphery support drive method and the intermediate support drive method You may apply to a shield machine.
以上の説明では、本発明を泥水式のシールド掘進機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、例えば、カッタヘッドの後方のチャンバ内に掘削土砂と添加材とを練り混ぜることにより生成される泥土を充填した状態で掘進することにより泥土圧を発生させ、その泥土圧を切羽の土圧に対抗させた状態で掘進作業を行う泥土圧式のシールド掘進機等、他のシールド掘進機にも適用できる。 In the above description, the case where the present invention is applied to a muddy water type shield machine has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the drilling earth and sand and the additive are kneaded in the chamber behind the cutter head. Mud pressure type shield excavator, etc. that excavates in a state where mud pressure is generated by digging in a state filled with mud produced by mixing and the mud pressure is opposed to the earth pressure of the face. It can also be applied to shield machines.
1 シールド掘進機
2 カッタヘッド
3 機器本体
3a 前胴プレート
3b 後胴プレート
3c テールシール
4 泥水室
5 支持台車
7 隔壁
10 カッタ駆動体
11a 中折れジャッキ
11b シールドジャッキ
12 エレクタ
13,13f 送泥管
14,14f 排泥管
15 支持体
16 牽引部材
17 セグメント保持装置
17a 保持部
17b 接続部材
17c 伸縮ジャッキ
17d 移動用ローラ
17e セグメント仮置き架台
20 搬送機
21 スライドジャッキ
25 搬送台
26 運搬台車
SG セグメント
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記機器本体の後方に配置された移動手段と、
前記機器本体から前記移動手段に延在した状態で設置され、前記移動手段を、前記機器本体に接続し、該機器本体の掘進に追従するように牽引する牽引部材と、
前記機器本体の後方において掘削坑内のコンクリートを含むセグメントを保持可能なように設置されるとともに前記セグメントを仮置きする仮置き部を備え、かつ、前記セグメントの保持解除時において前記牽引部材に搭載された状態で該牽引部材の延在方向に沿って移動可能なように設置されたセグメント保持手段と、
を備えることを特徴とするシールド掘進機。 A cutter board rotatably installed on the front of the device body,
Moving means arranged behind the device body;
A traction member that is installed in a state extending from the device main body to the moving means, connects the moving means to the device main body, and pulls the device main body to follow the excavation;
Including a temporary unit for temporarily placing the installed Rutotomoni the segments so as to enable holding the segment containing the concrete drilling downhole in the rear of the apparatus body, and is mounted on the traction member during the hold releasing of said segments Segment holding means installed so as to be movable along the extending direction of the pulling member in a closed state;
A shield machine characterized by comprising.
(b)前記機器本体の後方に設置されたセグメント保持手段により前記掘削坑内のセグメントを保持した後、前記カッタ盤を回転させながら前記機器本体を前進させて地山を掘削する工程と、(B) after holding the segment in the excavation mine by the segment holding means installed at the rear of the device main body, and advancing the device main body while rotating the cutter board to excavate natural ground;
(c)前記(b)工程後、前記(b)工程の前記セグメント保持手段の位置およびセグメント保持状態を維持したまま、前記掘削坑の内周にセグメントを組み付ける工程と、(C) After the step (b), assembling the segment on the inner periphery of the excavation mine while maintaining the position and the segment holding state of the segment holding means in the step (b);
(d)前記(c)工程後、前記セグメント保持手段による前記セグメントの保持状態を解除し、前記セグメント保持手段を前記牽引部材に搭載した状態で該牽引部材の延在方向に沿って前記機器本体側へ移動する工程と、(D) After the step (c), the holding state of the segment by the segment holding unit is released, and the device main body is extended along the extending direction of the pulling member in a state where the segment holding unit is mounted on the pulling member. Moving to the side,
を有することを特徴とするシールド掘進機の掘進方法。A method for digging a shield machine, comprising:
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