JPH07103776B2 - Shield machine - Google Patents

Shield machine

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JPH07103776B2
JPH07103776B2 JP19637890A JP19637890A JPH07103776B2 JP H07103776 B2 JPH07103776 B2 JP H07103776B2 JP 19637890 A JP19637890 A JP 19637890A JP 19637890 A JP19637890 A JP 19637890A JP H07103776 B2 JPH07103776 B2 JP H07103776B2
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JP
Japan
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shield
shields
grippers
along
gripper
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典夫 三谷
剛士 今村
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は急曲線に沿った施工が可能なシールド掘進機
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shield machine that can be installed along a sharp curve.

(従来の技術) 従来トンネルを掘削するシールド掘進機には,グリッパ
により反力を受けながら曲線に沿って施工が可能なグリ
ッパ推進方式を採用したものがある。
(Prior Art) Conventional shield excavators for excavating tunnels employ a gripper propulsion system that allows construction along a curve while receiving a reaction force from the gripper.

上記グリッパ推進方式を採用した掘進機には第8図に示
すようにシールド本体aの中心部にメインビームbを設
けたものがある。
Some excavators adopting the gripper propulsion system have a main beam b provided at the center of a shield body a as shown in FIG.

上記メインビームbの先端には切羽を掘削するカッタヘ
ッドcが設けられていると共に,メインビームbの中間
部にはグリッパdが移動自在に支承されていて,このグ
リッパdとメインビームbの間にメインビームbを推進
させるスラストシリンダeが設けられている。
A cutter head c for excavating a face is provided at the tip of the main beam b, and a gripper d is movably supported at an intermediate portion of the main beam b. Between the gripper d and the main beam b. Is provided with a thrust cylinder e that propels the main beam b.

そして曲線に沿って施工する場合は,グリッパdを拡縮
するグリッパシリンダfによりメインビームbの後端を
振って,メインビームbの先端に設けられたカッタヘッ
ドcを曲線方向に向けることにより曲線に沿って掘削で
きるようになっている。
When the work is performed along a curved line, the rear end of the main beam b is swung by the gripper cylinder f that expands and contracts the gripper d, and the cutter head c provided at the tip of the main beam b is turned in the curved direction to form a curved line. It is possible to dig along.

また別のシールド掘進機としては,第9図に示すように
シールド本体aを前部シールドgと後部シールドhに分
割して,これらシールドg,hの間をアーティキュレート
シリンダiにより屈曲自在としたものがある。
As another shield excavator, as shown in FIG. 9, the shield body a is divided into a front shield g and a rear shield h, and the space between the shields g and h is made flexible by an articulate cylinder i. There is something.

各シールドg,hにはそれぞれ反力を受けるグリッパj,kが
設けられていて,これらグリッパj,kにより互に反力を
受けながら掘進するもので,前後シールドg,hの間を屈
曲させることにより曲線に沿った施工を可能にしたもの
である。
Each shield g, h is provided with a gripper j, k for receiving a reaction force. The grippers j, k excavate while receiving a reaction force from each other. The front and rear shields g, h are bent. This made it possible to construct along a curve.

(発明が解決しようとする課題) しかし何れのシールド掘進機も曲線施工時シールド本体
a外側を掘削する余堀りを必要とするため掘削速度が遅
いと共に,岩盤以外での施工が困難である。
(Problems to be Solved by the Invention) However, any shield machine requires an extra excavation to excavate the outside of the shield main body a during curved construction, so that the excavation speed is slow and construction other than rock is difficult.

また前者のメインビームbがシールド本体aの中心部を
貫通するものでは,急曲線に沿った施工が困難であると
共に,後者のシールド本体aを前後に分割したもので
も,急曲線に沿った施工の場合,前部シールドgと後部
シールドhの間に設けられた嵌合部lのシールが難しく
なるため急曲線に沿った施工が困難であるなどの不具合
があった。
Further, if the former main beam b penetrates the central portion of the shield body a, it is difficult to construct along the sharp curve, and even if the latter shield body a is divided into front and rear, construction along the sharp curve is difficult. In this case, since it becomes difficult to seal the fitting portion 1 provided between the front shield g and the rear shield h, there is a problem that construction along a sharp curve is difficult.

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,急曲線に沿った施工が容易かつ能率良く行えるよう
にしたシールド掘進機を提供しようとするものである。
The present invention has been made for the purpose of improving the above problems, and an object of the present invention is to provide a shield machine in which construction along a sharp curve can be performed easily and efficiently.

(課題を解決するための手段および作用) この発明は上記目的を達成するために,シールド本体を
多分割し,例えば前部シールドと中間シールド及び後部
シールドに3分割して,前部シールドの前面に切羽を掘
削するカッタヘッドを設け,また各シールドにそれぞれ
グリッパを設けて,推進時の反力をこれらグリッパによ
り支持すると共に,各シールドの間を伸縮及び球状部を
中心に回動自在な連結装置により屈曲自在に連結し,か
つ各シールドの間に設けた複数本のスラストシリンダに
より各シールドを交互に推進させるようにしたものであ
る。
(Means and Actions for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention divides a shield body into multiple parts, for example, a front shield, an intermediate shield, and a rear shield, and divides the front part of the front shield into front faces. A cutter head for excavating the face is provided on each of the shields, and a gripper is provided on each shield to support the reaction force at the time of propulsion by these grippers, and the shields are expandable and contractible and rotatable about the spherical portion. The shields are connected flexibly by a device, and a plurality of thrust cylinders provided between the shields alternately propel the shields.

これにより中折れ角を制限するようなスキンプレートの
嵌合部が不用となるため,急曲線に沿った掘削が余堀り
せずに行えると共に,各シールドに設けたグリッパのう
ち複数のグリッパで推進反力を受けるため,硬質岩,軟
弱岩盤,岩盤などの広範囲な地質での急曲線施工が可能
となる。
This eliminates the need for a skin plate mating part that limits the center bending angle, so that excavation along a sharp curve can be performed without excess digging, and multiple grippers among the grippers provided on each shield can be used. Since it receives a propulsion reaction force, it enables sharp curve construction in a wide range of geology such as hard rock, soft rock, and rock.

(実施例) この発明の一実施例を第1図ないし第7図に示す図面を
参照して詳述する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings shown in FIGS. 1 to 7.

図において1はシールド本体で,前部シールド1aと中間
シールド1b及び後部シールド1cに3分割されている。
In the figure, reference numeral 1 is a shield body, which is divided into three parts, a front shield 1a, an intermediate shield 1b, and a rear shield 1c.

前部シールド1aの前面にはカッタモータ2により回転さ
れるカッタヘッド3が設けられていて,このカッタヘッ
ド3によりシールド本体1前方の切羽を掘削すると共
に,掘削された土砂はチャンバ3a内へ取込まれた後シー
ルド本体1の中心部を貫通するように設けられたベルト
コンベヤなどの排土装置4により後方へ搬出されるよう
になっている。
A cutter head 3 which is rotated by a cutter motor 2 is provided on the front surface of the front shield 1a. The cutter head 3 excavates a face in front of the shield body 1 and the excavated earth and sand are removed into the chamber 3a. After being inserted, the soil discharging device 4 such as a belt conveyor provided so as to penetrate through the central portion of the shield body 1 is carried out rearward.

また前部シールド1aと中間シールド1b及び後部シールド
1cのそれぞれ外周部には各シールド1aないし1cを交互に
トンネル内壁に固定して推進反力を受けるグリッパ5,6,
7が設けられていると共に,各シールド1a,1b,1cの間は
球継手よりなる連結装置8により屈曲自在に連結されて
いる。
Also, the front shield 1a, the middle shield 1b, and the rear shield
The shields 1a to 1c are alternately fixed to the inner wall of the tunnel on the outer periphery of each 1c and grippers 5, 6 and
7 is provided, and the shields 1a, 1b, 1c are flexibly connected by a connecting device 8 made of a ball joint.

すなわち前部シールド1aの後端と中間シールド1bの前後
端及び後部シールド1cの前端は屈曲時互に干渉しないよ
うにテーパ状に形成していて,前部シールド1aの中心部
及び後部シールド1cの中心部に連結装置8の軸部8aが摺
動自在に支承されている。
That is, the rear end of the front shield 1a, the front and rear ends of the intermediate shield 1b, and the front end of the rear shield 1c are formed in a tapered shape so as not to interfere with each other during bending, and the central portion of the front shield 1a and the rear shield 1c are formed. A shaft portion 8a of the connecting device 8 is slidably supported at the center portion.

上記軸部8aは第3図及び第4図に示すように2重構造と
なっていて,軸部8aに摺動自在に嵌合された筒状部8bが
前部シールド1aと後部シールド1cにそれぞれ固定されて
いると共に,軸部8a及び該軸部8aの一端に膨出形成され
た球状部8c内は中空となっていて,内部を排土装置4が
通せるようになっている。
The shaft portion 8a has a double structure as shown in FIGS. 3 and 4, and the tubular portion 8b slidably fitted to the shaft portion 8a is attached to the front shield 1a and the rear shield 1c. The shaft portion 8a and the spherical portion 8c that is bulged at one end of the shaft portion 8a are hollow, and are hollow so that the soil discharging device 4 can pass therethrough.

一方各軸部8aの一端に形成された球状部8cは中間シール
ド1bの中心部に球面受け8dを介して摺動自在に支承され
ていて,これら球状部8cを中心に前後シールド1a,1cが
中間シールド1bに対して屈曲できるようになっていると
共に,各球状部8c間は内部に排土装置4が挿通された可
撓管9を介して接続されている。
On the other hand, the spherical portion 8c formed at one end of each shaft portion 8a is slidably supported on the central portion of the intermediate shield 1b via a spherical surface receiver 8d, and the front and rear shields 1a, 1c are centered around these spherical portions 8c. The intermediate shield 1b can be bent, and the spherical portions 8c are connected to each other via a flexible tube 9 in which the soil discharging device 4 is inserted.

また前部シールド1aと中間部シールド1b及び中間部シー
ルド1bと後部シールド1cの間に複数のスラストシリンダ
10が設けられている。
In addition, a plurality of thrust cylinders are provided between the front shield 1a and the middle shield 1b, and between the middle shield 1b and the rear shield 1c.
Ten are provided.

これらスラストシリンダ10のシールド部10aは球面ブッ
シュ11を介して中間シールド1bと後部シールド1cにそれ
ぞれ取付けられていると共に,シリンダ部10aより突設
されたロッド10bの先端は球面ブッシュ12を介して前部
シールド1aの後端と中間シールド1bの後端にそれぞれ取
付けられている。
The shield portions 10a of the thrust cylinders 10 are attached to the intermediate shield 1b and the rear shield 1c via a spherical bush 11, respectively, and the tip of a rod 10b protruding from the cylinder portion 10a is attached to the front via a spherical bush 12. They are attached to the rear end of the partial shield 1a and the rear end of the intermediate shield 1b, respectively.

次に上記シールド掘進機により急曲線に沿って掘進する
場合の作用を説明する。
Next, the operation of excavating along a sharp curve by the shield machine will be described.

直線掘進時には,第2図に示すように前部シールド1aと
中間シールド1b及び後部シールド1cは一直線上に保持さ
れていて,スラストシリンダ10により前部シールド1a,
中間シールド1b,後部シールド1cを順次推進させて掘進
するが,急曲線に沿った施工に際しては第1図に示すよ
うに各スラストシリンダ10の伸縮量を調整して前部シー
ルド1aと中間シールド1b及び後部シールド1c間を急曲線
に沿って屈曲させる。
During straight line excavation, the front shield 1a, the intermediate shield 1b, and the rear shield 1c are held in a straight line as shown in FIG. 2, and the thrust cylinder 10 causes the front shield 1a,
The intermediate shield 1b and the rear shield 1c are sequentially advanced to proceed with the excavation. When constructing along a sharp curve, the expansion / contraction amount of each thrust cylinder 10 is adjusted as shown in FIG. 1 to adjust the front shield 1a and the intermediate shield 1b. Also, the space between the rear shields 1c is bent along a sharp curve.

そしてまず第5図に示すように中間シールド1bと後部シ
ールド1cをグリッパ6,7によりトンネル内壁に固定し
て,この状態でスラストシリンダ10により前部シールド
1aを推進させ,グリッパ6,7で反力を受けながらカッタ
ヘッド3により掘削する。
First, as shown in FIG. 5, the middle shield 1b and the rear shield 1c are fixed to the inner wall of the tunnel by grippers 6 and 7, and in this state, the front shield is formed by the thrust cylinder 10.
1a is propelled and the cutter head 3 excavates while receiving a reaction force by the grippers 6 and 7.

掘削した土砂はチャンバ3a内へ取込んだ後排土装置4に
より後方へ排出し,1ピッチ掘進したところで次に第6図
に示すようにグリッパ5と7で前部シールド1a及び後部
シールド1cを固定して,中間シールド1bと後部シールド
1cのスラストシリンダ10により中間シールド1bを推進さ
せる。
The excavated earth and sand are taken into the chamber 3a and then discharged to the rear by the earth discharging device 4, and when one pitch is excavated, the front shield 1a and the rear shield 1c are then removed by the grippers 5 and 7 as shown in FIG. Fixed, middle shield 1b and rear shield
The thrust cylinder 10 of 1c propels the intermediate shield 1b.

その後第7図に示すようにグリッパ5と6で前部シール
ド1aと中間部シールド1bを固定して,中間シールド1bと
後部シールド1cのスラストシリンダ10を短縮し,後部シ
ールド1cを前進させる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the front shield 1a and the intermediate shield 1b are fixed by the grippers 5 and 6, the thrust cylinder 10 of the intermediate shield 1b and the rear shield 1c is shortened, and the rear shield 1c is advanced.

以上上記動作を繰返すことにより急曲線に沿って掘進す
るもので,中間シールド1bの中心線に対して前後シール
ド1a,1cの中心線を20゜付近まで屈曲させることができ
るため,急曲線に沿った施工が容易に行えるようにな
る。
By excavating along the sharp curve by repeating the above operation, the center lines of the front and rear shields 1a and 1c can be bent up to about 20 ° with respect to the center line of the intermediate shield 1b. It becomes possible to easily perform the construction.

(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多分割
し,かつこれらシールドの間を伸縮及び回動自在な連結
装置により連結すると共に,各シールドの間に設けたス
ラストシリンダにより交互に各シールド推進させて掘進
するようにしたことから,従来のスキンプレートを外周
部に有するシールドのように前後シールドの間に中折れ
角を制限する嵌合部を設ける必要がないため,急曲線に
沿った施工が容易に行えるようになる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, the present invention divides the shield body into multiple parts, connects the shields with a connecting device that is expandable and rotatable, and uses a thrust cylinder provided between the shields. Since the shields are alternately propelled and excavated, it is not necessary to provide a fitting part for limiting the center bending angle between the front and rear shields, unlike the conventional shield having a skin plate on the outer circumference. The construction along the curve can be done easily.

また余堀りを必要としないため,曲線施工時の掘削効率
を大幅に向上させることができると共に,各シールドに
設けられた複数のグリッパにより反力を受けながら掘進
することができるため,岩盤以外の軟弱な地盤でも推進
が可能となり,広範囲な土質に対しての施工が容易に行
える。
In addition, since no extra trench is required, it is possible to greatly improve the excavation efficiency during curved construction, and it is possible to excavate while receiving the reaction force by the multiple grippers provided on each shield. Since it is possible to propel even on soft ground, it is possible to easily perform construction on a wide range of soils.

しかも各シールドを連結する連結装置を中空に形成する
ことによって内部を排土に利用できるため,排土も容易
に行えるようになる。
In addition, since the inside of the connecting device for connecting the shields is formed to be hollow so that the soil can be discharged, the soil can be easily discharged.

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

第1図はこの発明の一実施例になるシールド掘進機の断
面図,第2図は同模式図,第3図は連結装置の拡大斜視
図,第4図は同伸長時の斜視図,第5図ないし第7図は
作用説明図,第8図及び第9図は従来のシールド掘進機
の説明図である。 1……シールド本体,1a……前部シールド, 1b……中間シールド,1c……後部シールド, 3……カッタヘッド, 5,6,7……グリッパ, 8……連結装置,8c……球状部, 10……スラストシリンダ。
FIG. 1 is a sectional view of a shield machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view thereof, FIG. 3 is an enlarged perspective view of a connecting device, and FIG. 4 is a perspective view of the same when extended. 5 to 7 are explanatory views of the operation, and FIGS. 8 and 9 are explanatory views of the conventional shield machine. 1 ... shield body, 1a ... front shield, 1b ... intermediate shield, 1c ... rear shield, 3 ... cutter head, 5,6,7 ... gripper, 8 ... coupling device, 8c ... sphere Part, 10 ... Thrust cylinder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シールド本体1を多分割し,例えば前部シ
ールド1aと中間シールド1b及び後部シールド1cに3分割
して前部シールド1aの前面に切羽を掘削するカッタヘッ
ド3を設け,また各シールド1a,1b,1cにそれぞれグリッ
パ5,6,7を設けて推進時の反力をこれらグリッパ5,6,7に
より支持すると共に,各シールド1a,1b,1cの間を伸縮及
び球状部8cを中心に回動自在な連結装置8により屈曲自
在に連結し,かつ各シールド1a,1b,1cの間に設けた複数
本のスラストシリンダ10により各シールド1a,1b,1cを交
互に推進させるようにしてなるシールド掘進機。
1. A shield head 1 is divided into multiple parts, for example, a front shield 1a, an intermediate shield 1b, and a rear shield 1c, and a cutter head 3 for excavating a face is provided on the front face of the front shield 1a. Grippers 5, 6 and 7 are provided on the shields 1a, 1b and 1c, respectively, to support the reaction force during propulsion by these grippers 5, 6 and 7 and to expand and contract between the shields 1a, 1b and 1c and the spherical portion 8c. So that the shields 1a, 1b, 1c are alternately propelled by a plurality of thrust cylinders 10 provided between the shields 1a, 1b, 1c. A shield excavator.
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