JPH0444073B2 - - Google Patents

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JPH0444073B2
JPH0444073B2 JP59271910A JP27191084A JPH0444073B2 JP H0444073 B2 JPH0444073 B2 JP H0444073B2 JP 59271910 A JP59271910 A JP 59271910A JP 27191084 A JP27191084 A JP 27191084A JP H0444073 B2 JPH0444073 B2 JP H0444073B2
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JP
Japan
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cutter
rotating shaft
linear motion
excavating
partition wall
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Toshio Akesaka
Kenju Suzuki
Toshio Sumi
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Iseki Kaihatsu Koki KK
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Iseki Kaihatsu Koki KK
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Priority to CA000491132A priority patent/CA1241671A/en
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Priority to EP85112007A priority patent/EP0185857B1/en
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
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    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0642—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end
    • E21D9/0657—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end structurally associated with rock crushers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08—Making 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
    • E21D9/0875—Making 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
    • E21D9/0879—Making 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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  • Structural Engineering (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Removal Of Insulation Or Armoring From Wires Or Cables (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、トンネルに掘削するシールド型トン
ネル掘削装置に関し、特に２種類のビツトを備え
たカツタヘツドにより切羽を掘削するシールド型
トンネル掘削装置に関する。
（従来技術） 加圧された泥水や清水を用いて切羽の崩壊を防
ぎながらトンネルを掘削するシールド型トンネル
掘削装置は、一般に、粘土層のような軟質層の掘
削に用いる複数のカツタビツトと、岩盤層のよう
な硬質層の掘削に用いる複数のローラビツトとの
いずれか一方のビツトをカツタヘツドに取付けて
いる。
しかし、カツタビツトを設けた掘削装置により
硬質層を掘削すると、カツタビツトが切羽によつ
て損傷されてしまう。また、ローラビツトを設け
た掘削装置により軟質層を掘削すると、作業能率
が低下してしまう。このため、一方のビツトのみ
を設けた一般的な掘削装置は、カツタヘツドに取
付けられたビツトの種類に応じて軟質層と硬質層
とのいずれか一方の掘削に用いることができるに
すぎない。
複数のカツタビツトと複数のローラビツトとを
カツタヘツドに設けた掘削装置も知られている。
しかし、この公知の掘削装置は、各カツタビツト
と各ローラビツトとがカツタヘツドに固定されて
いるため、軟質層の掘削時に粘土や泥等がローラ
ビツトに付着し、その結果ローラビツトが掘削作
業の妨げになり、また硬質層の掘削時にカツタビ
ツトが損傷されるという欠点がある。
（発明の目的） 本発明は、軟質層及び硬質層のいずれの掘削に
も用いることができ、しかもカツタビツトとロー
ラビツトとを備えているにもかかわらず、軟質層
の掘削時にローラビツトが掘削作業の妨げになら
ず、また、硬質層の掘削時にカツタビツトが損傷
されないシールド型トンネル掘削装置を提供する
ことを目的とする。
（発明の構成） 本発明に係るシールド型トンネル掘削装置は、
筒状のシールド本体と、このシールド本体内に設
けられた隔壁と、この隔壁に回転可能に支持さ
れ、前記シールド本体の前後方向へ伸びる回転軸
と、この回転軸の前端部に配置されたカツタヘツ
ドであつて複数のカツタビツトが設けられた第１
のカツタと複数のローラビツトが設けられた第２
のカツタとを含むカツタヘツドと、前記回転軸を
介して前記カツタヘツドを回転させる回転機構
と、前記第１及び第２のカツタの一方を他方に関
して前後方向へ直線運動させる直線運動機構とを
備えることを特徴とする。
（発明の効果） 本発明によれば、カツタビツトを第１のカツタ
に、ローラビツトを第２のカツタにそれぞれ設
け、第１及び第２のカツタの一方をその他方に関
して前後方向へ直線運動させる直線運動機構を備
えたことにより、切羽の地質に応じてカツタビツ
ト及びローラビツトの一方をその他方に対して突
出させ、他方を後退させて掘削することができ、
従つて軟質層及び硬質層のいずれの掘削にも用い
ることができ、また軟質層と硬質層とが交互に存
在する地盤の掘削に用いることができ、しかも軟
質層の掘削時にローラビツトが掘削作業の妨げに
ならず、硬質層の掘削時にカツタビツトが損傷さ
れることもない。
（実施例） 以下、図面に示す実施例について説明する。
第１図及び第２図に示すシールド型トンネル掘
削装置１０は、筒状のシールド本体１２内にこれ
を横切つて設けられた仕切壁１４及び隔壁１６を
含む。仕切壁１４は、〓室１８を規定すべく隔壁
１６よりも後方に隔てられている。仕切壁１４と
隔壁１６とには、シールド本体１２の中心部を前
後方向に伸びる中空の回転軸２０が回転可能に支
持されている。
回転軸２０の前端部には、カツタヘツド２２が
配置されている。カツタヘツド２２は、第１のカ
ツタ２４と、第２のカツタ２６とを備える。第１
のカツタ２４は、回転軸２０の前端部に嵌合され
かつ止めねじ（図示せず）により回転軸２０に固
定されたボス２８と、ボス２８の前端部に設けら
れた円形の面板３０とを含む。
面板３０の前面には、その中央部に複数のセン
タビツト３２が取付けられている。面板３０は、
前記中央部の外周にあつて面板３０の半径方向へ
伸びる複数（図示の例では２つ）のスリツト３４
を有する。スリツト３４の相対する両側の部分に
は、複数のカツタビツト３６が固定されている。
面板３０の後面には、スリツト３４を介して面板
３０と隔壁１６との間の空間部に受入れた土砂を
面板３０の回転にともなつてかき上げる複数の
（図示の例では４）のスクレーパ３８が取付けら
れている。面板３０は、また、スリツト３４間に
おいて径方向へ列をなす複数の開口を有する。各
開口は、後に説明するローラビツト４４の窓孔４
８として参照される。
第２のカツタ２６は、回転軸２０の前端部に嵌
合されかつ滑りキー（図示せず）によつて前後方
向へ移動可能に支持されたボス４０と、このボス
４０からその半径方向外方へ伸びる複数（図示の
例では２）のスポーク４２とを含む。各スポーク
４２は、面板３０の後方に配置されている。スポ
ーク４２には複数のローラビツト４４がそれぞれ
ブラケツト４６を介して回転可能に支持されてお
り、各ブラケツト４６はローラビツト４４が前記
した窓孔４８を経て面板３０の前後方向へ進退で
きるようにスポーク４２に配置されている。
カツタヘツド２２は、回転軸２０の後端側に配
置された回転機構５０により回転される。回転機
構５０は、可逆モータ５２と、その出力軸に連結
された減速機５４と、その出力軸に取付られた歯
車５６と、この歯車５６と噛合する大歯車５８と
を備える。モータ５２と減速機５４とは仕切壁１
４にねじ（図示せず）により固定されたギヤケー
ス６０に取付けられており、大歯車５８は回転軸
２０の後端部に取付けられている。
掘削装置１０は、さらに、カツタヘツド２２の
第２のカツタ２６を第１のカツタ２４に対して前
後方向へ直線運動させる直線運動機構６２を備え
る。直線運動機構６２は、ギヤケース６０に取付
けられた空圧または液圧の２つのシリンダ６４
と、両シリンダ６４のピストンロツド６６を互い
に連結する連結アーム６８と、回転軸２０をその
軸線方向へ貫く中空部２０ａに配置された滑動軸
７０と、第１のカツタ２４のボス２８を前後方向
へ貫通する複数のリンク棒７２と、各リンク棒７
２の前端部を互いに連結するリンク片７４とを備
える。各リンク棒７２の後端部は、第２のカツタ
２６のボス４０に連結されている。滑動軸７０の
後端部は複数のスラストベアリング７６により連
結アーム６８に回転可能に連結されており、その
前端部はリンク片７４に連結されている。
隔壁１６の上部には開口７８が形成されてお
り、開口７８には隔壁１６に蝶着された蓋８０が
配置されている。蓋８０は、仕切壁１４に取付け
られた空圧または液圧のシリンダ８２のピストン
ロツド８４にアーム８６を介して枢軸的に連結さ
れている。蓋８０は、常時はシリンダ８２によつ
て開口７８を閉塞しているが、隔壁１６とカツタ
ヘツド２２との間の空間部に受入れた土砂圧力が
シリンダ８２に設定された圧力を越えると、シリ
ンダ８２の圧力に抗して仕切壁１４の側に枢動さ
れて、土砂を〓室１８内に流入させるべく開口７
８を開放する。
〓室１８には、該〓室内に入り込んだ比較的大
きな礫を破砕するクラツシヤを構成するロータ８
８及びステータ９０が配置されている。ロータ８
８は回転軸２０に取付けられており、ステータ９
０はロータ８８の下方にあつて隔壁１６に取付け
られている。〓室１８には高圧水が給水パイプ９
２を経て送られ、供給された水は〓室１８内の土
砂とともに排出パイプ９４を経てシールド本体１
２の後方へ排出される。
シールド本体１２は、セグメント９６を反力体
とする複数の油圧ジヤツキ９８により前進され
る。シールド本体１２が前進されたことによりシ
ールド本体１２とセグメント９６との間に形成さ
れたスペースには、新たなセグメントが配置され
る。
掘削時、掘削装置１０は、回転機構５０のモー
タ５２の回転を、減速機５４、歯車５６及び大歯
車５８を介して回転軸２０へ伝達し、回転軸２０
から第１及び第２のカツタ２４，２６のボス２
８，４０へ伝達することにより、カツタヘツド２
２を回転させる。これにより、切羽は、カツタビ
ツト３６またはローラビツト４４により掘削され
る。掘削された土砂は、面板３０のスリツト３４
を経て隔壁１６の前方の室へ入り、その後隔壁１
６の開口７８を経て〓室１８内に流入し、さらに
〓室１８から排出パイプ９４を経て水とともに排
出される。
掘削装置１０の作動時、直線運動機構６２のシ
リンダ６４のピストンロツド６６が突出される
と、滑動軸７０が回転軸２０に対し第１図におい
て右方へ移動されることにより、スポーク４２が
同様に右方へ移動されて面板３０から後方へ引き
離される。その結果、ローラビツト４４は、面板
３０の後方へ、すなわち、ローラビツト４４がカ
ツタビツト３６よりも後方となる位置に後退され
る。
前記したとは逆に、シリンダ６４のピストンロ
ツド６６がシリンダ６４内に退却されると、滑動
軸７０が回転軸２０に対し第１図において左方へ
移動されることにより、スポーク４２が同様に左
方へ移動されて面板３０に接近する。その結果、
ローラビツト４４は、面板３０の窓孔４８を経て
前方へ、すなわち、ローラビツト４４が面板２６
上に固定されたカツタビツト３６よりも前方へ突
出する位置に前進される。
このため、掘削装置１０は、ローラビツト４４
を該ローラビツトがカツタビツト３６よりも前方
へ突出する位置に前進させて岩盤層を掘削するこ
とができ、これによりカツタビツト３６が岩盤に
よつて損傷されることを防ぐことができる。これ
とは逆に、ローラビツト４４を該ローラビツトが
カツタビツト３６よりも後方となる位置に後退さ
せることができるから、軟質層の掘削時にローラ
ビツト４４への粘土の付着を防止することができ
る。従つて、掘削装置１０は、軟質層及び硬質層
のいずれの掘削にも用いることができ、また地層
の境界部で第２のカツタ２６を第１のカツタ２４
に対して前進または後退させるだけで地質の変化
に対応できるから、特に軟質層と硬質層とが交互
に存在する地盤に用いると、カツタビツトとロー
ラビツトとを面板に固定したシールド型トンネル
掘削装置に比べて掘削作業が著しく向上する。
第３図に示すシールド型トンネル掘削装置１０
ａは、カツタビツト（図示せず）が設けられた第
１のカツタ２２のボス２８ａを回転軸２０の前端
部に前後方向へ移動可能に支持させ、また面板３
０を滑動軸７０の前端部に直接連結し、ローラビ
ツト４４が設けられた第２のカツタ２６のボス４
０ａを回転軸２０にねじ９８により固定している
以外は第１図及び第２図に示す装置１０と同じ構
造に作られている。掘削装置１０ａにおける直線
運動機構６２ａは、ギヤケース６０に取付けられ
た空圧または液圧の２個のシリンダ６４と、両シ
リンダ６４のピストンロツド６６を互いに連結す
る連結アーム６８と、回転軸２０の中空部２０ａ
に配置された滑動軸７０とを備えており、また、
滑動軸７０の後端部を複数のスラストベアリング
７６により連結アーム６８に回転可能に連結し、
前端部を面板３０に連結している。
掘削装置１０の作動時、直線運動機構６２のシ
リンダ６４のピストンロツド６６が突出される
と、カツタビツト３６はローラビツト４４よりも
後退される。これとは逆に、シリンダ６４のピス
トンロツド６６がシリンダ６４内に退却される
と、カツタビツト３６はローラビツト４４よりも
前方へ突出される。このため、掘削装置１０ａ
は、第１のカツタ２４が第２のカツタ２６に対し
て前進、後退をするから、カツタビツト３６をロ
ーラビツト４４に対し、切羽が岩盤のときは後退
させ、粘土のときは突出させて掘削することがで
き、第１図及び第２図に示した実施例におけると
同様に軟質層および硬質層のいずれの掘削にも用
いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るシールド型トンネル掘削
装置の一実施例を示す縦断面図、第２図は第１図
に示す掘削装置の左側面図、第３図は本発明に係
るシールド型トンネル掘削装置の他の実施例を示
す縦断面図である。 １２……シールド本体、１６……隔壁、２０…
…回転軸、２２……カツタヘツド、２４……第１
のカツタ、２６……第２のカツタ、３６……カツ
タビツト、４４……ローラビツト、５０……回転
機構、５２……モータ、５４……減速機、５６…
…歯車、５８……大歯車、６２，６２ａ……直線
運動機構、６４……シリンダ、６６……ピストン
ロツド、６８……連結アーム、７０……滑動軸、
９８……ジヤツキ、９６……セグメント。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状のシールド本体と、このシールド本体内
    に設けられた隔壁と、この隔壁に回転可能に支持
    され、前記シールド本体の前後方向へ伸びる回転
    軸と、この回転軸の前端部に配置されたカツタヘ
    ツドであつて複数のカツタビツトが設けられた第
    １のカツタと複数のローラビツトが設けられた第
    ２のカツタとを含むカツタヘツドと、前記回転軸
    を介して前記カツタヘツドを回転させる回転機構
    と、前記第１及び第２のカツタの一方を他方に関
    して前後方向へ直線運動させる直線運動機構とを
    備える、シールド型トンネル掘削装置。 ２ 前記第１のカツタは、前記回転軸の前端部に
    嵌合されたボスと、このボスの前端部に設けら
    れ、半径方向へ伸びる複数のスリツトが形成され
    た面板とを含み、前記カツタビツトは前記面板上
    にあつて前記スリツトの近傍に設けられている、
    特許請求の範囲第１項記載の掘削装置。 ３ 前記第２のカツタは、前記回転軸の前端部に
    嵌合されたボスと、このボスからその半径方向外
    方へ伸びる複数のスポークとを含み、前記ローラ
    ビツトは前記スポークのそれぞれに設けられてい
    る、特許請求の範囲第１項記載の掘削装置。 ４ 前記回転機構は、モータと、このモータの出
    力軸に連結された減速機と、この減速機に連結さ
    れた歯車と、この歯車と噛合され、前記回転軸の
    後端部に取付られた大歯車とを含む、特許請求の
    範囲第１項記載の掘削装置。 ５ 前記直線運動機構は、前記回転軸をその軸線
    方向へ貫く中空部に配置された滑動軸と、この滑
    動軸を前記回転軸に対して前後方向へ移動させる
    移動手段とを含む、特許請求の範囲第１項記載の
    掘削装置。 ６ 前記第１のカツタは前記回転軸の前端部に取
    付けられ、前記第２のカツタは前記回転軸に前後
    方向へ移動可能に支持されかつ前記直線運動機構
    に連結されている、特許請求の範囲第１項記載の
    掘削装置。 ７ 前記第１のカツタは前記回転軸に前後方向へ
    移動可能に支持されかつ前記直線運動機構に連結
    されており、前記第２のカツタは前記回転軸に取
    付けられている、特許請求の範囲第１項記載の掘
    削装置。 ８ 前記直線運動機構は、前記第１及び第２のカ
    ツタの一方を前記第１及び第２のカツタの他方に
    対し、前記一方が前記他方より前方となる第１の
    位置と、前記一方が前記他方より前方となる第２
    の位置とに選択的に移動させる機構である、特許
    請求の範囲第１項記載の掘削装置。
JP59271910A 1984-12-25 1984-12-25 シールド型トンネル掘削装置 Granted JPS61151396A (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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KR1019850006699A KR910002230B1 (ko) 1984-12-25 1985-09-13 쉬일드터널 굴진장치
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CA000491132A CA1241671A (en) 1984-12-25 1985-09-19 Shield tunneling machine
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HK222/90A HK22290A (en) 1984-12-25 1990-03-22 Shield tunneling machine

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59271910A JPS61151396A (ja) 1984-12-25 1984-12-25 シールド型トンネル掘削装置

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Publication Number Publication Date
JPS61151396A JPS61151396A (ja) 1986-07-10
JPH0444073B2 true JPH0444073B2 (ja) 1992-07-20

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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EP (1) EP0185857B1 (ja)
JP (1) JPS61151396A (ja)
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CN (1) CN1007636B (ja)
AT (1) ATE36188T1 (ja)
AU (1) AU573153B2 (ja)
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