JPH02128095A - 異形シールド掘進機 - Google Patents

異形シールド掘進機

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JPH02128095A
JPH02128095A JP63280345A JP28034588A JPH02128095A JP H02128095 A JPH02128095 A JP H02128095A JP 63280345 A JP63280345 A JP 63280345A JP 28034588 A JP28034588 A JP 28034588A JP H02128095 A JPH02128095 A JP H02128095A
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JP
Japan
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shield
cutter
cutter head
irregularly shaped
rolling
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JP63280345A
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Norio Mitani
典夫 三谷
Mitsuhiro Genda
源田 光浩
Hidekazu Aoki
英和 青木
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/0875Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
    • E21D9/0879Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering

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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は大口径のトンネル掘削が可能な屈曲式異形シ
ールド掘進機に関する。
〔従来の技術〕
従来大口径のトンネルを掘削するシールド掘進機には、
シールド本体の口径を大口径にしたものが一般に採用さ
れている。
しかし大口径のシールド掘進機は、シールド本体の前部
に設けられたカッタヘッドを回転自在に支承するベアリ
ングも大口径となるため。
シールド本体は分割して輸送ができても2分割できない
上記ベアリングの輸送が困難であるなどの不具合があっ
た。
また大口径のトンネルを掘削するシールド掘進機として
、シールド本体の前部に複数個のカッタヘッドを設けた
ものが公知である6例えば実開昭61−188697号
、特開昭62−178696号、特開昭62−9959
7号5特開昭62−153495号2特開特開昭62−
178695号、特開昭62−178694号、特開昭
62−178693号、特開昭63−65799号公報
など。
上記従来の異形シールドはシールド本体に対してカッタ
ヘッドを複数とすることにより、カッタヘッドの小口径
化が図られるため、これを回転自在に支承するベアリン
グが小型となって輸送などが容易となる利点を有する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし反面シールド本体の方向制御方法が確立されてい
ないため、掘進方向が計画線より外れた場合の修正が困
難であったり、特に上下方向にカッタヘッドが配置され
たシールド掘進機の場合、ローリングが発生するとこれ
に対処するのが困難であるなどの不具合があった。
また各カッタヘッドの間に生じる中央コーナ部の掘削が
できなかったり、各カッタへ、ドが掘削したトンネルを
覆工するのに、各トンネル毎にリング式のセグメントエ
レクタを配置してセグメントを別個に組立てているため
5組立て作業が煩雑であるなどの不具合もあった。
この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもので
、方向制御が容易で、かつローリングにも対処できる屈
曲式異形シールド掘進機を提供しようとするものである
〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は上記
目的を達成するために、シールド本体を前部シールドと
後部シールドより構成し、かつ前後部シールドの間をア
ーティキュレートシリンダにより屈曲自在に接続すると
共に、前部シールドの前面にカッタ回転モータにより回
転駆動される複数のカッタヘッドを設けたことにより1
前後部シールドを屈曲させて方向制御をしながら各カッ
タヘッドで大口径のトンネル掘削を可能にした。
また各カッタへラド間の中央コーナ部にカッティングエ
ツジを設けて、このカッティングエツジにより中央コー
ナ部の切羽を掘削すると共に、シールド本体の外周面よ
り出没自在な複数のローリングストッパによタシールド
本体のローリング修正と小幅な方向修正が行えるように
した。 さらに後部シールド内に各カッタヘッドが掘削
したトンネルを同時に覆工できるセグメントエレクタを
設けたことにより、セグメントの組立てが容易かつ能率
よく行えるようにした屈曲式異形シールド掘進機を提供
するものである。
〔実施例〕
この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。
図において1はシールド本体で、前部シールド1aと後
部シールド1bとより構成されていて。
これらIii後シールド1a、 Ib0間はアーティキ
ュレートシリンダに2より屈曲自在に接続されている。
3はシールド本体lが掘削したトンネルの内面に沿って
組立てられたゼグメント4を反力受けとして上記シール
ド本体1を推進させるシールドジヤツキで1円周方向に
複数本設けられている。
上記シールド本体1は上下方向にずらして2つの円を重
ねたほぼ1型に形成されていて、前部シールド1aの前
面に上記円の径とほぼ等しい2個のカッタヘッド5が上
下方向に分離して設けられている。
上記各カッタヘッド5は前面中央部がコーン型となって
いて、上側のカッタヘッド5に対して下側のカッタヘッ
ド5が後側に位置するように配置されており、これによ
って互いに重なり合う部分が干渉しないようになってい
ると共に。
上下刃ツタヘッド5の前面板58間は段差が生じないよ
う滑らかに連続する形状に形成されていて、切羽の安定
を図るようにしている。
上記各カッタヘッド5は、前面板5aの裏面中央に後方
へ向けて筒状の支持部5bの後端部が互に平行するよう
上下2段に設けられたベアリング6を介して、上記前部
シールドl日内の隔壁1cに回転自在に支承されている
そして上記隔壁1cの内側面には2基のカッタ回転モー
タ7が設けられていて、これらモータ7によりカッタヘ
ッド5がギヤ8を介して回転されるようになっている。
また上記各カッタヘッド5の前面には、放射方向に多数
のカッタ10が突設されていて、各カッタヘッド5の回
転に伴い、これらカッタ10で掘削された土砂は土砂取
入れ口5bよりカッタヘッド5と隔壁ICの間に取込ま
れるようになっていると共に、取込まれた土砂は、送水
管11より注入された泥水とアジテータ12により攪拌
されてスラリー化された後、排泥管13によりシールド
本体1内を後方へと排出されるようになっている。
一方上記各カツタヘッド5の互に重なり合う部分の両側
に生じるほぼ三角形状の中央コーナ部1eには、第3図
に示すように隔壁1cの前面より支持部材1dが突設さ
れていて、この支持部材1dにカッティングエツジ取付
は部14がガイド杆14aを介して前後摺動自在に支承
されている。
上記カッティングエツジ取付は部14は上側が前方へ突
出した直角三角形状に形成されていて前縁に複数のカッ
ティングエツジ15が取付けられていると共に、カッテ
ィングエツジ取付は部14と上記支持部材1dの間には
カッティングエツジ15を前後動させるシフトシリンダ
16が設けられていて、このシフトシリンダ16により
カッティングエツジ15が第3図実線位置から仮想線で
示す位置までシフトできるようになっている。
なお上記カッティングエツジ15は各カッタヘッド5が
削り残した中央コーナ部1eの切羽を掘削するもので、
カッティングエツジ15を上下方向へ摺動させて中央コ
ーナ部の掘削を行うか第4図に示すように小型のカッタ
ヘッド16を1個ないし複数個設けて、これらカッタヘ
ッド16で中央コーナ部1eの掘削を行うようにしても
よい。
一方上記前部シールド1a内には左右方向に離間して左
右バラストタンク18が、そして下部に下部バラストタ
ンク19がそれぞれ設置されている。
これらバラストタンク18.19内には水が注水できる
ようになっていて、左右バラストタンク18に注入する
水の量を加減することにより、シールド本体lの左右方
向の傾きが修正できるようになっていると共に、下部バ
ラストタンク19へ注水することにより、シールド本体
lの重心位置を低くしてシールド本体1の安定性を向上
するようになっている。
また前部シールド1aの外周面には、各カッタヘッド5
の中心線上に位置してローリングストッパ20が片側2
個所5計4個所に亘って設けられている。
上記ローリングストッパ20は縦方向に長い楕円状に形
成されていて、前部シールド1aの外周面より出没自在
となっており、前部シールドl日内に設けられたストッ
パシリンダ21により前部シールド1aの外周面より選
択的に押出すことにより、シールド本体1のローリング
修正と方向修正が行えるようになっている。
なおローリングストッパ20を楕円形としたのはシール
を容易とするためである。
一方図中24は後部シールド本体内に設けられたセグメ
ントエレクタで、後部シールド1bの内面に沿って布設
された長円状のガイドレール25に支承されていると共
に、油圧モータ26に設けられたギヤ27が、上記ガイ
ドレール25に設けられたピンギヤ28に噛合されてい
て、上記油圧モータ26によりガイドレール25に沿っ
て自走できるようになっている。
次に作用を説明すると、カッタヘッド回転モータ7によ
り各カッタヘッド5を回転させながら、シールドジヤツ
キ3によりシールド本体lを推進させ、各カッタヘッド
5で切羽を掘削する。各力、夕ヘッド5で掘削された土
砂はカッタヘッド5と隔壁1cの間に取込まれた後スラ
リー化されて排泥管13により後方へ排出されると共に
、シールド本体1の推進により、すでに組立てられてい
るセグメント4と、シールドジヤツキ3の間に生じた隙
間には、ガイドレール25に沿って自走するセグメント
エレクタ24によりセグメント4が組立てられる。
以下上記動作を繰返してトンネルの掘進が行われると共
に、シールド本体1が計画線より外れた場合や、予め曲
線に沿って掘進する場合はアーティキュレートシリンダ
2により前後シールド1a、1bを屈曲することにより
大幅な方向修正や曲線施工が行えるようになる。
なお小幅な方向修正やローリング修正はローリングスト
ッパ20を選択的に突出することにより行えるようにな
る。一方掘進中シールド本体1が左右方向へ傾斜するよ
うな場合は、傾斜した側と反対の左右バラストタンク1
8に注水することにより、 fll斜が修正できると共
に、シールド本体1の重心を下げて安定性を増す場合は
下部バラストタンク19に注水すればよい。
なお上記実施例はカッタヘッド5を上下方向に配置した
が左右方向に配置したシールド本体1にも実施できるも
のである。
〔発明の効果〕
この発明は以上詳述したように、シールド本体を複数分
割して、各シールドの間を屈曲できるようにしたことか
ら、シールド本体の前部に複数のカッタヘッドを有する
異形シールドであっても方向修正や曲線施工が容易に行
えるようになる。
また出没自在なローリングストッパを上下左右に複数個
設けたことによりシールド本体のローリング修正や小幅
な方向修正が容易に行えると共に、各カッタヘッド間の
中央コーナ部にカッティングエツジを設けたことにより
、中央コーナ部の掘削が可能となり、切羽の掘削が確実
に行えるようになる。
さらにシールド本体内の左右及び下部にバラストタンク
を設けて、これらバラストタンクに注水するようにした
ことから、注水量の加減によりシールド本体のローリン
グ防止や1重心位置を下げることにより安定性の向上が
図れると共に、シールド本体の内周面に沿って自走する
セグメントエレクタにより各カッタヘッドが掘削したト
ンネル内をセグメントにより同時に覆工することができ
るため、従来の別個に行っていたときに比べて、セグメ
ント組立て作業の能率向上が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は正面図、第
2図は断面図、第3図は第1図■方向からの矢視図、第
4図は中央コーナ部に設けられたカッタヘッドの説明図
である。 1・・・シールド本体。 1a・・・前部シールド。 1b・・・後部シールド。 2・・・アーティキュレートシリンダ。 3・・・シールドジヤツキ。 5・・・カッタヘッド。 7・・・カッタヘッド回転モータ。 15・・・カッティングエツジ。 18・・・左右バラストタンク。 19・・・下部バラストタンク。 20・・・ローリングストッパ 21・・・ストッパシリンダ。 24・・・セグメントエレクタ。 25・・・ガイドレール。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シールド本体1を前部シールド1aと後部シール
    ド1bより構成し、かつ前後部シールド1a、1bの間
    をアーティキュレートシリンダ21により屈曲自在に接
    続すると共に、前部シールド1aの前面にカッタ回転モ
    ータ7により回転駆動される複数のカッタヘッド5を設
    けてなる、屈曲式異形シールド掘進機。
  2. (2)上記前部シールド1aに、上下及び左右方向に離
    間し、かつストッパシリンダ21により前部シールド1
    aの外周面より出没自在な複数のローリングストッパ2
    0を設けてなる、請求項(1)記載の異形シールド掘進
    機。
  3. (3)上記シールド本体1内の左右及び下部に、注水す
    ることによりシールド本体1の安定化を図る左右バラス
    トタンク18及び下部バラストタンク19を設けてなる
    、請求項(1)記載の異形シールド掘進機。
  4. (4)上記カッタヘッド5間の中央コーナ部1eに、カ
    ッタヘッド5が削り残した切羽を掘削するカッタヘッド
    エッジ15を前後動または上下摺動自在に設けてなる、
    請求項(1)記載の異形シールド掘進機。
  5. (5)上記後部シールド1b内に、該後部シールド1b
    の内面に沿って布設されたガイドレール25の上を自走
    するセグメントエレクタ24を設けてなる、請求項(1
    )記載の異形シールド掘進機。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9528761B2 (en) 2010-09-28 2016-12-27 Baxter International Inc. Optimization of nucleation and crystallization for lyophilization using gap freezing
US9869513B2 (en) 2010-09-28 2018-01-16 Baxter International Inc. Optimization of nucleation and crystallization for lyophilization using gap freezing

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