JPH04160B2 - - Google Patents

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JPH04160B2
JPH04160B2 JP3837686A JP3837686A JPH04160B2 JP H04160 B2 JPH04160 B2 JP H04160B2 JP 3837686 A JP3837686 A JP 3837686A JP 3837686 A JP3837686 A JP 3837686A JP H04160 B2 JPH04160 B2 JP H04160B2
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JP
Japan
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bit
cutter
center shaft
outer ring
hollow
Prior art date
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Application number
JP3837686A
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Japanese (ja)
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JPS62197597A (en
Inventor
Hiromi Hagimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DAIHO KENSETSU
Original Assignee
DAIHO KENSETSU
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Publication date
Application filed by DAIHO KENSETSU filed Critical DAIHO KENSETSU
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は地中にトンネルの如き横坑を構築する
場合に用いられる大口径のシールド機に関する。 (従来技術およびその問題点) カツター回転型の機械式シールド機において、
最外周のビツトは最も摩耗しやすく、特に、礫層
の堀進や長距離堀進時にはそれが顕著となる。そ
こで、再外周に多数のビツトを配置するためにス
ポーク状のカツターの最外周にリングを取り付け
て、そのリング上にビツトを配置できるようにし
て、ビツト1個にかかる負担が軽くなるようにし
たシールド機が既に提供されている。しかし、地
山が非常に固い場合や、大径の礫が地山に多量に
含まれているなど、ビツトに対する条件が特に厳
しいときには、堀進途中でビツトの交換を行わな
ければならない。 この場合、第5図に示すように、切羽前面Gの
領域A薬液注入などにより地盤改良して地下水の
流入と地山の崩壊を防いだ後、隔壁に設けられた
マンホール27′より、人が切羽側へ出てビツト
7′の交換を行なつていた。 しかしながら、この方法では地盤改良に多額の
費用がかかる上、作業時に危険が伴うことにな
る。また、特に海底下の堀進等では海上よりの地
盤改良が困難なため、機内からの薬液注入などに
たよらざるを得ず多額の費用がかかり、かつ作業
性も悪いという欠点があつた。 (発明の目的) 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、そ
の目的とするところは、カツタースポーク外周部
のビツトを機内から容易に交換可能とし、地盤改
良作業を不用としその経費を節減し、かつ作業時
の安全性を図つたシールド機を提供することにあ
る。 (問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は上記目的を達成するため
に、大口径のシールド機において、このシールド
機は、回転可能であつて内部が坑内側と連通可能
な中空状の作業用空間が形成されたセンターシヤ
フトと、このセンターシヤフトに連結され、かつ
同じく中空状のカツタースポークと、このカツタ
ースポークの外周部に設けられ、かつ同中空状の
外周リングとを備え、前記外周リングに設けられ
たビツトを外周リング内の作業用空間側より交換
可能としたことを特徴としている。 (作用) 本発明では、カツターのセンターシヤフトを大
口径の中空として内部が作業室となるような構造
とした上、カツタースポークおよび外周リングを
その内部に人が通れる程度の大口径中空の構造と
し、機内から外周リングのビツトを交換できるよ
うにしている。 (実施例) 以下、図面に沿つて本発明の好ましい実施例を
説明する。 第1図イ,ロは本発明の第1実施例の正面図お
よび内部構造を示した部分側断面図を示す。しか
して、図中1は大口径のシールド筒で、その前方
部に形成した隔壁2を介し切羽側チヤンバー3が
区画形成され、かつ隔壁2の前方切羽側チヤンバ
ー3には切羽を堀削する大口径の回動可能なカツ
ターが設けられている。このカツターは、シ
ールド筒1の外周に向かつて放射状に延び、前面
にビツト7が設けられ、かつ内部に作業員が出入
りすることができる作業用空間が確保された中空
状の大型のカツタースポーク5と、このカツター
スポーク5の外周部を連結し、前面にビツト7が
設けられていると共に、内部に作業用空間が形成
されたリング状の大断面外周リング6と、前記カ
ツタースポーク5の基端が前端部に連結され、か
つ駆動モータ8の駆動により回転可能な略有底円
筒状と大口径のセンターシヤフト9とを備えてい
る。そして、この大口径センターシヤフト9の内
部は中空となつており、隔壁2の中央部に隔壁2
を貫通して設けられ、かつその内部は作業室とし
て機能するように構成されている。また、この大
口径センターシヤフト9の適箇所には人が内部に
出入りするための開口部9aが設けられている。
なお、中空のセンターシヤフト9内部にはその剛
性を高めるために必要に応じ適宜補強材(図示せ
ず)が設けられることは云うまでもない。 10は前記した大型のカツターとは独立して
駆動される中央カツターであり、カツターによ
り掘削されない大口径センターシヤフト9の前面
を掘削するためのものである。この中央カツター
10は大口径センターシヤフト9の略中央部を貫
通して設けられたセンターシヤフト11の先端部
のボス12に基端を固着し、シールド筒1の外周
に向かつて放射状に延びる複数のカツタースポー
ク13、このカツタースポーク13の前面に設け
た多数のビツト14およびセンターシヤフト11
の先端に設けられたフイツシユテール状のビツト
15等より成り立つている。また、センターシヤ
フト11の後部は回転伝達機構16を介して、カ
ツタ駆動モーター17と連結され、カツター駆動
モーター17を駆動することにより、中央カツタ
10を回転させて地山を掘削するように構成し
ている。なお、センターシヤフト11の後端には
軸受18および支持部材19を介し支持されてい
る。 しかして、中央カツター10によつて掘削され
た土砂は大型のカツターによつて掘削さた土砂
と共にチヤンバー3内に滞留し、排出機構20
より排出される。すなわち、この排出機構20
先端部が隔壁2を貫通しチヤンバー3と連通した
ケーシング21内にスクリユー22を内蔵した周
知のスクリユーコンベア構成となつており、チヤ
ンバー3内の土砂を外部へ排出するためのもので
ある。 なお、駆動モーター8,17はそれぞれ支持部
材23,19等に設けられている。 また、大口径センターシヤフト9は軸受け24
を介しシールド筒1内に設けられた支持部材25
等によつて支持されている。さらに、隔壁2やそ
の後方に設けられた仕切兼支持部材2A等には坑
内側26からチヤンバー3内に人が出入りするた
めのマンホール27が設けられている。なお、2
8はシール、29はスポーク5の後方に、また、
30はスポーク13の後方にそれぞれ設けられた
練混ぜ翼である。 しかして、掘削作業に際し、地山の掘削は大型
のカツターおよび中央カツター10によつて行
われ、チヤンバー3内に掘削土砂が取り込まれ
る。なお、この過程で地山の性状によつては特に
図示していないが、地山やチヤンバー3内に、例
えばベントナイト溶液等の作泥土材を注入するた
めの作泥土材注入機構をシールド機に設け、掘削
土砂と作泥土材とを練混ぜ翼29,30等を介し
て練混ぜ、いわゆる泥土に変換する場合もある。
そして、この掘削土砂は排土機構20を介し外部
に排出されるものである。 しかるに、この掘削作業において外周リング6
に設けられたビツト7が摩耗したり損傷したりし
た場合、本発明では、センターシヤフト9を中空
として内部が作業室となるような構造とした上、
カツタースポーク5および外周リング6をもその
内部に人が通れる程度の大口径中空の構造として
いる。このため、例えば外周リング6に取り付け
られたビツト7を交換するには、坑内側26に通
じるセンターシヤフト開口部9aよりセンターシ
ヤフト9内の作業室に人が入り、そこから大径の
カツタースポーク5、大径外周リング6内を通つ
て交換すべきビツト7の位置に行く。そして、第
2図イに示すように、外周リング6内よりその中
に設けられたビツト固定板7aを取り外し、ビツ
ト7の溶接箇所aを溶断した後、第2図ロに示す
ように、ビツト挿入用ガイド7bを取り付け新し
い交換用ビツト7Aを既設ビツト7の後方に当て
る。ついで交換用ビツト7′の後方に配置した油
圧ジヤツキ31などにより、交換用ビツト7Aを
前方へ押して、既設ビツト7をカツタースポーク
5外へ押し出す。押し出されたビツト7は、スク
リユーコンベアから回収することもできる。交換
用ビツト7Aを所定の位置まで押したら、ビツト
7Aを外周リング6内部より溶接して外周リング
6に固定する。しかる後、油圧ジヤツキ31およ
びビツト挿入用ガイド7bを取り外した後、再び
イ図に示すようにビツト固定板7aを新しいビツ
ト7Aの後部に取り付ける。このとき、ビツト7
Aはビツト固定板7aにボルトあるいは溶接等で
固定される。 この方法により、外周リング6のビツト7をシ
ールド機内部から新しいビツト7Aに容易に交換
することができるので、従来のような地盤改良な
どの必要がなくなり、経費を節減できるうえ、人
がシールド機外へ出る必要がないので、危険性も
低くなる。さらに交換に要する時間も短縮できる
ものである。 なお、外周リング6に設けたビツトの交換とし
ては切羽側へ突出しているビツト7に限らず、第
3図に示すように、カツターの径方向に向かつ
て外周リング6の外端から突出し、かつビツト固
定板70aによつて固定されているビツト70に
ついても同様に交換し得る。 また、上記においては、いわゆる大口径泥土加
圧シールド機の実施例について説明しているが、
第4図に示すように、泥水加圧シールドや、土圧
バランスシールド、泥漿シールド等のカツター面
板を持つたシールドでも、面板31後方に通路3
2を設けることにより、最外周ビツト33の機内
からの交換が同様に可能である。 (発明の効果) 以上のように本発明によれば、外周リングのビ
ツトを機外に出ることなくシールド機内部から容
易に交換することができるから、 (イ) 従前のような地盤改良などの必要がなくな
り、その分経費を節減できる。 (ロ) 作業員がシールド機外へ出る必要がないた
め、作業上の危険性が低くなり安全性が向上す
る。 (ハ) シールド機内から容易にビツトを交換できる
ため、交換に要する時間も短縮する。 等の効果がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a large-diameter shield machine used when constructing a horizontal shaft such as a tunnel underground. (Prior art and its problems) In a cutter rotating mechanical shield machine,
The outermost bits are the most susceptible to wear, especially when digging through gravel or over long distances. Therefore, in order to arrange a large number of bits on the outer periphery, a ring was attached to the outermost periphery of the spoke-shaped cutter, and the bits could be placed on that ring, thereby reducing the burden on each bit. Shield machines are already available. However, when the conditions for the bit are particularly severe, such as when the ground is very hard or contains a large amount of large-diameter gravel, the bit must be replaced while digging. In this case, as shown in Fig. 5, after improving the ground by injecting chemicals in area A of the front face G to prevent groundwater from flowing in and collapsing the ground, people can He went out to the face side and replaced bit 7'. However, this method requires a large amount of money to improve the ground and is also dangerous during the work. In addition, since it is difficult to improve the ground from the sea, especially when drilling under the seabed, it is necessary to resort to injecting chemicals from inside the machine, which is costly and has the drawback of poor workability. (Object of the Invention) The present invention has been proposed in view of the above points, and its purpose is to enable the bits on the outer periphery of cutter spokes to be easily replaced from within the machine, thereby eliminating the need for ground improvement work and reducing the cost. An object of the present invention is to provide a shield machine that saves energy and improves safety during work. (Means for Solving the Problems) That is, in order to achieve the above object, the present invention provides a large-diameter shield machine that is rotatable and has a hollow shape inside which can communicate with the inside of the mine. A center shaft in which a working space is formed, a cutter spoke connected to the center shaft and also having a hollow shape, and an outer peripheral ring provided on the outer periphery of the cutter spoke and having the same hollow shape. , the bit provided in the outer circumferential ring is replaceable from the working space side within the outer circumferential ring. (Function) In the present invention, the center shaft of the cutter is made hollow with a large diameter so that the inside becomes a working chamber, and the cutter spokes and outer ring are made with a large diameter hollow structure that allows a person to pass through the center shaft. This allows the bits on the outer ring to be replaced from inside the machine. (Embodiments) Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B show a front view and a partial side sectional view showing the internal structure of a first embodiment of the present invention. 1 in the figure is a large-diameter shield cylinder, and a face-side chamber 3 is defined through a partition wall 2 formed in the front part of the shield cylinder. A cutter 4 with a rotatable diameter is provided. This cutter 4 is a large hollow cutter that extends radially toward the outer periphery of the shield tube 1, has a bit 7 on the front side, and has a working space inside which a worker can enter and exit. A ring-shaped large cross-section outer circumference ring 6 which connects the spoke 5 and the outer circumference of the cutter spoke 5 and has a bit 7 on the front side and a working space formed inside, and the cutter spoke The base end of the shaft 5 is connected to the front end, and the center shaft 9 has a substantially bottomed cylindrical shape and a large diameter and is rotatable by the drive of a drive motor 8. The inside of this large-diameter center shaft 9 is hollow, and there is a partition wall 2 in the center of the partition wall 2.
The interior of the chamber is constructed so as to function as a working chamber. Furthermore, an opening 9a is provided at an appropriate location on the large-diameter center shaft 9 through which a person can enter and exit the interior.
It goes without saying that a reinforcing material (not shown) may be provided inside the hollow center shaft 9 as necessary to increase its rigidity. Reference numeral 10 denotes a central cutter that is driven independently of the large cutter 4 described above, and is used to excavate the front surface of the large diameter center shaft 9 that is not excavated by the cutter 4 . The center cutter 10 has a proximal end fixed to a boss 12 at the tip of a center shaft 11 that is provided through the approximate center of the large-diameter center shaft 9, and has a plurality of holes extending radially toward the outer periphery of the shield tube 1. A cutter spoke 13, a large number of bits 14 provided on the front side of the cutter spoke 13, and a center shaft 11.
It consists of a fishtail-shaped bit 15 etc. provided at the tip. Further, the rear part of the center shaft 11 is connected to a cutter drive motor 17 via a rotation transmission mechanism 16, and by driving the cutter drive motor 17, the center cutter 10 is rotated to excavate the ground. ing. Note that the rear end of the center shaft 11 is supported via a bearing 18 and a support member 19. Thus, the earth and sand excavated by the central cutter 10 stays in the chamber 3 together with the earth and sand excavated by the large cutter 4 , and is discharged by the discharge mechanism 20 . That is, this discharge mechanism 20 has a well-known screw conveyor configuration in which a screw 22 is built in a casing 21 whose tip penetrates the partition wall 2 and communicates with the chamber 3, and discharges the earth and sand in the chamber 3 to the outside. It is for. Note that the drive motors 8 and 17 are provided on support members 23 and 19, respectively. In addition, the large diameter center shaft 9 is mounted on a bearing 24.
A support member 25 provided inside the shield tube 1 via
It is supported by et al. Furthermore, a manhole 27 for people to enter and exit the chamber 3 from the mine side 26 is provided in the partition wall 2 and the partition/support member 2A provided behind it. In addition, 2
8 is a seal, 29 is behind spoke 5, and
Reference numeral 30 denotes mixing blades provided at the rear of the spokes 13, respectively. Thus, during excavation work, excavation of the ground is performed by the large cutter 4 and the central cutter 10 , and excavated earth and sand are taken into the chamber 3. In addition, depending on the nature of the ground during this process, although not particularly shown in the diagram, a mud material injection mechanism for injecting mud material, such as bentonite solution, into the ground or chamber 3 may be installed on the shield machine. In some cases, the excavated earth and sand are mixed with mixing blades 29, 30, etc., and converted into so-called mud.
This excavated earth and sand is then discharged to the outside via the earth removal mechanism 20 . However, in this excavation work, the outer ring 6
If the bit 7 provided in the center shaft 9 is worn out or damaged, the present invention has a structure in which the center shaft 9 is hollow and the inside serves as a working chamber.
The cutter spokes 5 and the outer circumferential ring 6 also have a hollow structure with a large diameter so that a person can pass through them. For this reason, for example, in order to replace the bit 7 attached to the outer ring 6, a person enters the work chamber inside the center shaft 9 through the center shaft opening 9a leading to the mine side 26, and from there inserts the large diameter cutter spoke. 5. Pass through the large diameter outer ring 6 to reach the position of the bit 7 to be replaced. Then, as shown in FIG. 2A, remove the bit fixing plate 7a provided in the outer circumferential ring 6, and after cutting the welded part a of the bit 7, as shown in FIG. 2B, Attach the insertion guide 7b and apply the new replacement bit 7A to the rear of the existing bit 7. Next, the replacement bit 7A is pushed forward by a hydraulic jack 31 placed behind the replacement bit 7', and the existing bit 7 is pushed out of the cutter spoke 5. The extruded bits 7 can also be recovered from the screw conveyor. After pushing the replacement bit 7A to a predetermined position, the bit 7A is fixed to the outer ring 6 by welding from inside the outer ring 6. After that, the hydraulic jack 31 and the bit insertion guide 7b are removed, and the bit fixing plate 7a is again attached to the rear of the new bit 7A as shown in FIG. At this time, bit 7
A is fixed to the bit fixing plate 7a by bolts, welding, or the like. With this method, the bit 7 of the outer ring 6 can be easily replaced with a new bit 7A from inside the shield machine, eliminating the need for conventional ground improvement, reducing costs, and allowing people to replace the shield machine. There is no need to go outside, so the risk is lower. Furthermore, the time required for replacement can be shortened. Note that the bits provided on the outer ring 6 can be replaced not only with the bits 7 that protrude toward the face side, but also with the bits 7 that protrude from the outer end of the outer ring 6 in the radial direction of the cutter 4 , as shown in FIG. The bit 70 fixed by the bit fixing plate 70a can also be replaced in the same way. In addition, although the above describes an example of a so-called large-diameter mud pressurized shield machine,
As shown in FIG. 4, even in shields with cutter face plates such as mud water pressure shields, earth pressure balance shields, and mud shields, there is a passage 3 behind the face plate 31.
2, the outermost bit 33 can be replaced from within the machine. (Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the bits of the outer ring can be easily replaced from inside the shield machine without going outside the machine. This is no longer necessary, and costs can be reduced accordingly. (b) Since the worker does not need to go outside the shield machine, the danger of work is reduced and safety is improved. (c) Bits can be easily replaced from inside the shield machine, reducing the time required for replacement. There are other effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図イは本発明にかかるシールド機の一実施
例の正面図、ロは同上の内部構造を示した部分側
断面図、第2図イ,ロはそれぞれビツトの交換状
態を示す説明図、第3図は本発明の外周リングの
ビツトの他の例、第4図は本発明の他の実施例、
第5図は従来例である。 5……カツタースポーク、6……外周リング、
7,7A……ビツト、9……センターシヤフト。
FIG. 1A is a front view of an embodiment of the shield machine according to the present invention, B is a partial side sectional view showing the internal structure of the same, FIGS. FIG. 3 shows another example of the outer ring bit of the present invention, and FIG. 4 shows another example of the outer ring bit of the present invention.
FIG. 5 shows a conventional example. 5... cutter spoke, 6... outer ring,
7,7A...bit, 9...center shaft.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 大口径のシールド機において、このシールド
機は、回転可能であつて内部が坑内側と連通可能
な中空状の作業用空間が形成されたセンターシヤ
フトと、このセンターシヤフトに連結され、かつ
同じく中空状のカツタースポークと、このカツタ
ースポークの外周部に設けられ、かつ同中空状の
外周リングとを備え、前記外周リングに設けられ
たビツトを外周リング内の作業用空間側より交換
可能としたことを特徴とするシールド機。
1. A large-diameter shield machine has a center shaft that is rotatable and has a hollow working space that can communicate with the inside of the mine, and a center shaft that is connected to the center shaft and that is also hollow. The cutter spoke is provided with a shaped cutter spoke and a hollow outer ring provided on the outer periphery of the cutter spoke, and the bit provided in the outer ring is replaceable from the working space side in the outer ring. A shield machine characterized by the following.
JP3837686A 1986-02-25 1986-02-25 Shielding machine Granted JPS62197597A (en)

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JPH0383296U (en) * 1989-12-07 1991-08-23
ES2360218T3 (en) * 2004-11-11 2011-06-01 Nestec S.A. MIXING HEAD SELF-CLEANING TO PRODUCE A MILK BASED MIXTURE AND DRINK PRODUCTION MACHINES UNDERSTANDING SUCH MIXING HEAD.

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