JPH04272391A - シールド掘進機 - Google Patents
シールド掘進機Info
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- JPH04272391A JPH04272391A JP3100991A JP3100991A JPH04272391A JP H04272391 A JPH04272391 A JP H04272391A JP 3100991 A JP3100991 A JP 3100991A JP 3100991 A JP3100991 A JP 3100991A JP H04272391 A JPH04272391 A JP H04272391A
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- cutters
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- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特殊断面形状のトンネ
ルを掘削するシールド掘進機に関する。
ルを掘削するシールド掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年では、単一の円板状で回転式のカッ
タ（以下、回転カッタともいう。）により円形断面のト
ンネルを掘削するシールド掘進機の他に、回転カッタを
複数組合わせて非円形断面のトンネルを掘削するように
したシールド掘進機が開発されるに至っている。
タ（以下、回転カッタともいう。）により円形断面のト
ンネルを掘削するシールド掘進機の他に、回転カッタを
複数組合わせて非円形断面のトンネルを掘削するように
したシールド掘進機が開発されるに至っている。
【０００３】図６はこの種のシールド掘進機の一例を示
している。このシールド掘進機は二個の円ｃを接線ｄで
結んだ断面形状の筒状シールドフレーム２を備え、この
シールドフレーム２の前端部に二個の円板状回転カッタ
３を並設して構成されている。この場合、トンネル断面
のうちの回転カッタ３以外の部分、すなわち回転カッタ
では切削できないゾーン（領域）ｓを切削するために、
回転カッタ３の後方には駆動軸３０を中心に左右に回動
する揺動式カッタ３１が設けられている。
している。このシールド掘進機は二個の円ｃを接線ｄで
結んだ断面形状の筒状シールドフレーム２を備え、この
シールドフレーム２の前端部に二個の円板状回転カッタ
３を並設して構成されている。この場合、トンネル断面
のうちの回転カッタ３以外の部分、すなわち回転カッタ
では切削できないゾーン（領域）ｓを切削するために、
回転カッタ３の後方には駆動軸３０を中心に左右に回動
する揺動式カッタ３１が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
ールド掘進機にあっては、上記回転カッタ３では切削で
きないゾーンｓが開放されているため、軟弱土質の場合
、切羽面を支えられず、地山が崩落する虞れがある。 また、上記ゾーンｓを揺動式カッタ３１により切削する
ため、ゾーンｓ以外の部分にはオーバカット部ｇが、ゾ
ーンｓ内には未切削部ｈが発生する。更に、揺動中心付
近では、切削速度およびストロークが小さいため、切削
不良を生じる等の問題があった。
ールド掘進機にあっては、上記回転カッタ３では切削で
きないゾーンｓが開放されているため、軟弱土質の場合
、切羽面を支えられず、地山が崩落する虞れがある。 また、上記ゾーンｓを揺動式カッタ３１により切削する
ため、ゾーンｓ以外の部分にはオーバカット部ｇが、ゾ
ーンｓ内には未切削部ｈが発生する。更に、揺動中心付
近では、切削速度およびストロークが小さいため、切削
不良を生じる等の問題があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、地山の崩落、オーバカット部、未切削部および切削
不良が発生せず、任意の断面形状のトンネルを容易に掘
削することが可能なシールド掘進機を提供することにあ
る。
し、地山の崩落、オーバカット部、未切削部および切削
不良が発生せず、任意の断面形状のトンネルを容易に掘
削することが可能なシールド掘進機を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、切羽を掘削する円板状回転カッタを複数組
合わせて非円形断面のトンネルを掘削するようにしたシ
ールド掘進機において、上記回転カッタの後方にトンネ
ル断面のうちの回転カッタで掘削する部分以外の部分を
覆い断面方向に摺動して切羽を掘削する摺動カッタを設
けたことを特徴とする。
に本発明は、切羽を掘削する円板状回転カッタを複数組
合わせて非円形断面のトンネルを掘削するようにしたシ
ールド掘進機において、上記回転カッタの後方にトンネ
ル断面のうちの回転カッタで掘削する部分以外の部分を
覆い断面方向に摺動して切羽を掘削する摺動カッタを設
けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】回転カッタの回転と摺動カッタの摺動により切
羽が切削され、所定断面のトンネルが掘削される。この
場合、トンネル断面のうち回転カッタが切削できないゾ
ーンを摺動カッタが覆っているため、切羽面がこれらの
カッタにより支えられ、地山の崩落が防止される。
羽が切削され、所定断面のトンネルが掘削される。この
場合、トンネル断面のうち回転カッタが切削できないゾ
ーンを摺動カッタが覆っているため、切羽面がこれらの
カッタにより支えられ、地山の崩落が防止される。
【０００８】また、摺動カッタが上記ゾーンを覆って断
面方向に摺動して切羽を切削するため、オーバカット部
、未切削部および切削不良を起こすことはない。
面方向に摺動して切羽を切削するため、オーバカット部
、未切削部および切削不良を起こすことはない。
【０００９】このようにトンネル断面に合致した掘削が
できるため、任意の断面形状のトンネルを容易に掘削す
ることが可能となる。
できるため、任意の断面形状のトンネルを容易に掘削す
ることが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１１】図１ないし図２において、１はシールド掘
進機で、このシールド掘進機１は三個の円ｃを外接する
接線ｄで結んだ断面形状、概略的には三角形の断面形状
のトンネルを掘削するようになっている。すなわち、シ
ールド掘進機１の外殻を形成するシールドフレーム２は
上記断面形状の筒体からなり、このシールドフレーム２
の前端部には三個の円板状回転カッタ３が設けられ、回
転カッタ３の後方にはトンネル断面のうちの回転カッタ
３で掘削される部分以外の部分ｓを覆い断面方向に摺動
して切羽を掘削する摺動カッタ４が配設されている。
進機で、このシールド掘進機１は三個の円ｃを外接する
接線ｄで結んだ断面形状、概略的には三角形の断面形状
のトンネルを掘削するようになっている。すなわち、シ
ールド掘進機１の外殻を形成するシールドフレーム２は
上記断面形状の筒体からなり、このシールドフレーム２
の前端部には三個の円板状回転カッタ３が設けられ、回
転カッタ３の後方にはトンネル断面のうちの回転カッタ
３で掘削される部分以外の部分ｓを覆い断面方向に摺動
して切羽を掘削する摺動カッタ４が配設されている。
【００１２】上記回転カッタ３のうち、二つは下部で並
設され、残りの一つは下部の両カッタの中間部上方位置
でこれらと干渉しないよう後方に位置ずれして配置され
ている。すなわち、これらの回転カッタ３は中央部ｅに
空隙が生じないよう、もしくは生じてもその空隙が小さ
くなるよう互いに近接して配置されている。
設され、残りの一つは下部の両カッタの中間部上方位置
でこれらと干渉しないよう後方に位置ずれして配置され
ている。すなわち、これらの回転カッタ３は中央部ｅに
空隙が生じないよう、もしくは生じてもその空隙が小さ
くなるよう互いに近接して配置されている。
【００１３】回転カッタ３は円板状のカッタ面板５にス
ポーク６を放射状に設け、各スポーク６の両側に切羽を
切削する多数のカッタビット７を取付けると共に切削土
砂を取込むためのスリット８を形成して構成されている
。カッタ面板５の中心部には回転軸９が取付けられ、こ
の回転軸９はシールドフレーム２のバルクヘッド１０を
貫通して駆動装置１１に連結されている。
ポーク６を放射状に設け、各スポーク６の両側に切羽を
切削する多数のカッタビット７を取付けると共に切削土
砂を取込むためのスリット８を形成して構成されている
。カッタ面板５の中心部には回転軸９が取付けられ、こ
の回転軸９はシールドフレーム２のバルクヘッド１０を
貫通して駆動装置１１に連結されている。
【００１４】摺動カッタ４はトンネル断面のうちの回転
カッタ３が切削できないゾーンｓ、具体的には隣接する
円ｃとこれらと外接する接線ｄで囲まれた領域ｓを覆う
べくこの領域ｓよりも若干大きいほぼ三角形状のカッタ
面板１２を備え、カッタ面板１２には多数のカッタビッ
ト１３が取付けられている。このカッタ面板１２はその
底辺が上記接線ｄとほぼ一致され、シールドフレーム２
側に固定された駆動装置１４により接線ｄ方向に往復摺
動されるようになっている。
カッタ３が切削できないゾーンｓ、具体的には隣接する
円ｃとこれらと外接する接線ｄで囲まれた領域ｓを覆う
べくこの領域ｓよりも若干大きいほぼ三角形状のカッタ
面板１２を備え、カッタ面板１２には多数のカッタビッ
ト１３が取付けられている。このカッタ面板１２はその
底辺が上記接線ｄとほぼ一致され、シールドフレーム２
側に固定された駆動装置１４により接線ｄ方向に往復摺
動されるようになっている。
【００１５】摺動カッタ４の駆動装置１４としては、例
えば図３に示すようシリンダ１５の両端からピストンロ
ッド１６を延出させた往復動シリンダ１７が用いられる
。両ピストンロッド１６の先端部はシールドフレーム２
等の固定側にピンで固定され、シリンダ１５には所定形
状（図示例では長方形）のカッタ面板１２が取付けられ
ている。
えば図３に示すようシリンダ１５の両端からピストンロ
ッド１６を延出させた往復動シリンダ１７が用いられる
。両ピストンロッド１６の先端部はシールドフレーム２
等の固定側にピンで固定され、シリンダ１５には所定形
状（図示例では長方形）のカッタ面板１２が取付けられ
ている。
【００１６】次に実施例の作用を述べる。
【００１７】回転カッタ３の回転と摺動カッタ４の摺動
により切羽を切削し、シールドフレーム２に設けられた
図示しないシールドジャッキによりシールド掘進機１を
推進させることにより、所定断面のトンネルが掘削され
る。
により切羽を切削し、シールドフレーム２に設けられた
図示しないシールドジャッキによりシールド掘進機１を
推進させることにより、所定断面のトンネルが掘削され
る。
【００１８】回転カッタ３においては、回転するカッタ
面板５上のカッタビット７により切羽を切削し、切削さ
れた土砂はスリット８から後方のカッタ室（回転カッタ
３、バルクヘッド１０およびシールドフレーム２で囲ま
れた室）１８に取込まれる。摺動カッタ４においては、
往復動するカッタ面板１２上のカッタビット１３により
切羽を切削し、切削された土砂はそのままカッタ室１８
に取込まれる。
面板５上のカッタビット７により切羽を切削し、切削さ
れた土砂はスリット８から後方のカッタ室（回転カッタ
３、バルクヘッド１０およびシールドフレーム２で囲ま
れた室）１８に取込まれる。摺動カッタ４においては、
往復動するカッタ面板１２上のカッタビット１３により
切羽を切削し、切削された土砂はそのままカッタ室１８
に取込まれる。
【００１９】カッタ室１８に取込まれた土砂は、バルク
ヘッド１０を貫通して設けられた図示しないスクリュー
コンベアによりシールド掘進機１の後方へ搬出されるこ
とになる。
ヘッド１０を貫通して設けられた図示しないスクリュー
コンベアによりシールド掘進機１の後方へ搬出されるこ
とになる。
【００２０】特に、トンネル断面のうち回転カッタ３が
切削できないゾーンｓを摺動カッタ４が覆っているため
、切羽面がこれらのカッタ３，４により支えられ、地山
の崩落が防止される。
切削できないゾーンｓを摺動カッタ４が覆っているため
、切羽面がこれらのカッタ３，４により支えられ、地山
の崩落が防止される。
【００２１】また、摺動カッタ４が上記ゾーンｓを覆っ
て断面方向に摺動して切羽を切削するため、オーバカッ
ト部および未切削部を生じることがなく、最適な切削速
度およびストロークが得られ、切削不良を起こすことは
ない。更に、駆動装置１４ないし機構がシンプルである
。
て断面方向に摺動して切羽を切削するため、オーバカッ
ト部および未切削部を生じることがなく、最適な切削速
度およびストロークが得られ、切削不良を起こすことは
ない。更に、駆動装置１４ないし機構がシンプルである
。
【００２２】このようにトンネル断面に合致した掘削が
できるため、回転カッタ３と摺動カッタ４の組合わせに
より任意の断面形状のトンネルを容易に掘削することが
可能となる。すなわち、トンネル形状に合わせて自在な
切削軌跡が得られ、自由な断面掘削が可能となる。
できるため、回転カッタ３と摺動カッタ４の組合わせに
より任意の断面形状のトンネルを容易に掘削することが
可能となる。すなわち、トンネル形状に合わせて自在な
切削軌跡が得られ、自由な断面掘削が可能となる。
【００２３】なお、実施例では摺動カッタ４の駆動装置
１４としてシリンダ直結方式を採用したが、図４の（ａ
）のようなリンク方式あるいは（ｂ）のような倣い方式
等であってもよい。同図の（ａ）では、固定側に軸受１
９を介して支持ロッド２０が摺動自在に支持され、この
支持ロッド２０にカッタ面板１２が取付けられている。 支持ロッド２０の近傍にはシリンダやモータ等により駆
動される一対（一対でなくてもよい）の揺動アーム２１
が設けられ、支持ロッド２０に突設した軸２２が揺動ア
ーム２１に形成した長穴２３に嵌合されている。
１４としてシリンダ直結方式を採用したが、図４の（ａ
）のようなリンク方式あるいは（ｂ）のような倣い方式
等であってもよい。同図の（ａ）では、固定側に軸受１
９を介して支持ロッド２０が摺動自在に支持され、この
支持ロッド２０にカッタ面板１２が取付けられている。 支持ロッド２０の近傍にはシリンダやモータ等により駆
動される一対（一対でなくてもよい）の揺動アーム２１
が設けられ、支持ロッド２０に突設した軸２２が揺動ア
ーム２１に形成した長穴２３に嵌合されている。
【００２４】同図の（ｂ）では、固定側に摺動軌跡に沿
った形状（図示例では円弧状）のガイド２４が設けられ
、このガイド２４に沿ってカッタ面板１２が摺動自在に
支持されている。ガイド２４の近傍にはシリンダ１５の
両端からピストンロッド１６を延出させた往復動シリン
ダ１７のシリンダ１５部分が固定され、ピストンロッド
１６先端に設けた軸２５がカッタ面板１２に取付けたフ
レーム２６の長穴２７に嵌合されている。
った形状（図示例では円弧状）のガイド２４が設けられ
、このガイド２４に沿ってカッタ面板１２が摺動自在に
支持されている。ガイド２４の近傍にはシリンダ１５の
両端からピストンロッド１６を延出させた往復動シリン
ダ１７のシリンダ１５部分が固定され、ピストンロッド
１６先端に設けた軸２５がカッタ面板１２に取付けたフ
レーム２６の長穴２７に嵌合されている。
【００２５】図５は前記実施例とは異なる断面形状のト
ンネルを掘削するシールド掘進機を示している。同図の
（ａ）では、二つの円ｃとこれらと外接する接線ｄとで
形成される断面形状、概略的には長円形の断面形状のシ
ールドフレーム２を備え、シールドフレーム２の前端部
には二個の回転カッタ３が並設されると共に、トンネル
断面のうち回転カッタ３では切削できないゾーンｓには
摺動カッタ４が設けられている。
ンネルを掘削するシールド掘進機を示している。同図の
（ａ）では、二つの円ｃとこれらと外接する接線ｄとで
形成される断面形状、概略的には長円形の断面形状のシ
ールドフレーム２を備え、シールドフレーム２の前端部
には二個の回転カッタ３が並設されると共に、トンネル
断面のうち回転カッタ３では切削できないゾーンｓには
摺動カッタ４が設けられている。
【００２６】同図の（ｂ）では、四つの円ｃとこれらと
外接する接線ｄとで形成される断面形状、概略的には四
角形の断面形状のシールドフレーム２を備え、このシー
ルドフレーム２前端部には四個の回転カッタ３が配設さ
れると共に、トンネル断面のうち回転カッタ３では切削
できないゾーンｓには摺動カッタ４，４０が設けられて
いる。この場合、これら回転カッタ３の中央部にはその
空隙を覆うように摺動カッタ４０が設けられているが、
これら回転カッタ３を互いに干渉しないよう軸方向にず
らして中央に接近させれば、中央の空隙をなくすか小さ
くすることができ、その部分の摺動カッタ４０が不要と
なる。
外接する接線ｄとで形成される断面形状、概略的には四
角形の断面形状のシールドフレーム２を備え、このシー
ルドフレーム２前端部には四個の回転カッタ３が配設さ
れると共に、トンネル断面のうち回転カッタ３では切削
できないゾーンｓには摺動カッタ４，４０が設けられて
いる。この場合、これら回転カッタ３の中央部にはその
空隙を覆うように摺動カッタ４０が設けられているが、
これら回転カッタ３を互いに干渉しないよう軸方向にず
らして中央に接近させれば、中央の空隙をなくすか小さ
くすることができ、その部分の摺動カッタ４０が不要と
なる。
【００２７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、トンネル
断面のうち回転カッタが掘削できないゾーンを摺動カッ
タが覆っているため、切羽面がこれらのカッタにより支
えられ、地山の崩落が防止されると共に、オーバカット
部、未切削部および切削不良を生じることがなく、また
トンネル断面に合致した掘削ができるため、任意の断面
形状のトンネルを容易に掘削することが可能となる。
断面のうち回転カッタが掘削できないゾーンを摺動カッ
タが覆っているため、切羽面がこれらのカッタにより支
えられ、地山の崩落が防止されると共に、オーバカット
部、未切削部および切削不良を生じることがなく、また
トンネル断面に合致した掘削ができるため、任意の断面
形状のトンネルを容易に掘削することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示すシールド掘進機の正面
図である。
図である。
【図２】同シールド掘進機の平面断面図である。
【図３】摺動カッタの駆動装置の一例を示す正面図であ
る。
る。
【図４】摺動カッタの駆動装置の他の例を示す正面図で
ある。
ある。
【図５】シールド掘進機の変形例を概略的に示す正面図
である。
である。
【図６】従来のシールド掘進機を示す正面図である。
１ シールド掘進機
３ 回転カッタ
４ 摺動カッタ
Claims (1)
- 【請求項１】 切羽を掘削する円板状回転カッタを複
数組合わせて非円形断面のトンネルを掘削するようにし
たシールド掘進機において、上記回転カッタの後方にト
ンネル断面のうちの回転カッタで掘削する部分以外の部
分を覆い、断面方向に摺動して切羽を掘削する摺動カッ
タを設けたことを特徴とするシールド掘進機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100991A JP2827535B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | シールド掘進機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100991A JP2827535B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | シールド掘進機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04272391A true JPH04272391A (ja) | 1992-09-29 |
| JP2827535B2 JP2827535B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=12319565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3100991A Expired - Fee Related JP2827535B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | シールド掘進機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827535B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105019914A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-11-04 | 张璐 | Y形隧道挖掘机 |
| CN105065014A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-11-18 | 张璐 | 椭圆隧道挖掘机 |
| CN105065013A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-11-18 | 宋姝娴 | 凹圆头隧道挖掘机 |
| CN105065021A (zh) * | 2015-08-09 | 2015-11-18 | 刘玉秋 | π形隧道挖掘机 |
| CN106014437A (zh) * | 2016-06-05 | 2016-10-12 | 李壮志 | 凸矩形隧道钻进机 |
| RU2602533C1 (ru) * | 2015-11-24 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов |
| RU2614176C1 (ru) * | 2015-11-13 | 2017-03-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Исполнительный орган проходческого щитового комплекса для сооружения многополосных автодорожных и железнодорожных тоннелей и бесколонных станций метрополитена |
| CN109630150A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-16 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种全断面仿形开挖装置 |
| CN111852489A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-30 | 清华大学 | 一种掘进机刀盘相切圆扩挖施工方法 |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3100991A patent/JP2827535B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2614176C1 (ru) * | 2015-11-13 | 2017-03-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Исполнительный орган проходческого щитового комплекса для сооружения многополосных автодорожных и железнодорожных тоннелей и бесколонных станций метрополитена |
| RU2602533C1 (ru) * | 2015-11-24 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Туннель для автодорог, железных дорог и метрополитенов |
| CN106014437A (zh) * | 2016-06-05 | 2016-10-12 | 李壮志 | 凸矩形隧道钻进机 |
| CN109630150A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-16 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种全断面仿形开挖装置 |
| CN111852489A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-30 | 清华大学 | 一种掘进机刀盘相切圆扩挖施工方法 |
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