JPH08144690A - シールド機 - Google Patents

シールド機

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JPH08144690A
JPH08144690A JP6314027A JP31402794A JPH08144690A JP H08144690 A JPH08144690 A JP H08144690A JP 6314027 A JP6314027 A JP 6314027A JP 31402794 A JP31402794 A JP 31402794A JP H08144690 A JPH08144690 A JP H08144690A
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cutter
pork
shield machine
cutas
cutters
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豊 加島
Norio Kondo
紀夫 近藤
Masami Inoue
正巳 井上
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Daiho Construction Co Ltd
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Daiho Construction Co 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

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ローリングの姿勢制御を確実に行うことがで
き、またローリングの姿勢制御の余掘りをしながら、ト
ンネルの曲線施工が可能なシールド機を提供すること。 【構成】 平行リンク掘削機構2を備えたシールド機に
おいて、余掘り用の左右側面のカッタ部12,13,
…;15,16,…を複数段に分割し、各側各段のカッ
タ部12,13,…;15,16,…を各別にジャッキ
20に連結し、各側各段のカッタ部12,13,…;1
5,16,…の余掘り量を独立に調整可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ローリングの姿勢制御
を確実に行う機能を有するシールド機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の平行リンク掘削機構を備えたシー
ルド機では、曲線施工や姿勢制御に使用する目的で、側
面のカッタを全体的に進退動作させ、余掘りするように
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
ではシールド機にローリングが発生した場合、修正に有
効な余掘りを行いにくいという問題があった。
【0004】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、ローリングの姿勢制御を
確実に行うことができ、またローリングの姿勢制御の余
掘りをしながら、トンネルの曲線施工が可能なシールド
機を提供することにある。
【0005】また、本発明の他の目的は掘削すべきトン
ネルの上部および下部のコーナ部分をも余掘りするため
に有効なシールド機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は平行リンク掘削機構2を備えたシールド機
において、余掘り用の左右側面のカッタ部12,13,
…;15,16,…を複数段に分割し、各側各段のカッ
タ部12,13,…;15,16,…を各別にジャッキ
20に連結し、各側各段のカッタ部12,13,…;1
5,16,…の余掘り量を独立に調整可能に構成したも
のである。
【0007】また、前記目的を達成するため、本発明は
前記カッタ部12〜17のうちのコーナ部分のカッタ部
12,14,15,17のカッタスポーク18c,18
d,18e,18fをアングル型に形成し、各カッタス
ポーク18c,18d,18e,18fの外面に適正間
隔をおいてカッタビット19を設けたものであり、さら
には前記カッタ部12〜17のカッタスポーク4を構成
している上部部材4aと下部部材4bに、前記カッタス
ポーク18c,18d,18e,18fにおける当該
上,下部部材4a,4bに対向する部分を、嵌合溝21
と嵌合突起22とを介してスライド可能に嵌合したもの
である。
【0008】
【作用】本発明では、ローリングに対する姿勢制御を行
う場合、例えばシールド機が切羽に対して左側にローリ
ングした場合は、右側上部と左側下部の余掘り量を最大
とし、右側下部に行く程、また左側上部に行く程、余掘
り量を階段状に小さくして余掘りする。反対に、シール
ド機が切羽に対して右側にローリングした場合は、左側
上部と右側下部の余掘り量を最大とし、左側下部に行く
程、また右側上部に行く程、余掘り量を階段状に小さく
して余掘りする。
【0009】これにより、シールド機のローリングの姿
勢制御を確実に行うことができるし、ローリングの姿勢
制御の余掘りをしながら、トンネルの曲線施工も可能で
ある。
【0010】また、本発明ではコーナ部分のカッタ部1
2,14,15,17のカッタスポーク18c,18
d,18e,18fをアングル型に形成し、各カッタス
ポーク18c,18d,18e,18fの外面に、適正
間隔をおいてカッタビット19を設けている。つまり、
カッタスポーク18のうちの上部のコーナ部分のカッタ
スポーク18c,18eには上面および側面にカッタビ
ット19を設け、下部のコーナ部分のカッタスポーク1
8d,18fには下面および側面にカッタビット19を
設けている。
【0011】そこで、シールド機のローリングの姿勢制
御を行う場合に、例えばトンネルの左側下部と右側上部
とを余掘りする必要があるときは、アングル型のカッタ
スポーク18dおよびこれに設けられたカッタビット1
9により構成されたカッタ部14を当該ジャッキ20に
より制御するとともに、アングル型のカッタスポーク1
8eおよびこれに設けられたカッタビット19により構
成されたカッタ部15を当該ジャッキ20により制御す
ることによって、掘削すべきトンネルの左側側部および
左側下部と、右側上部および右側側部とを余掘りし、シ
ールド機を姿勢制御することができる。反対に、掘削す
べきトンネルの左側上部と右側下部とを余掘りする必要
があるときは、アングル型のカッタスポーク18cおよ
びこれに設けられたカッタビット19により構成された
カッタ部12を当該ジャッキ20により制御するととも
に、アングル型のカッタスポーク18fおよびこれに設
けられたカッタビット19により構成されたカッタ部1
7を当該ジャッキ20により制御することによって、掘
削すべきトンネルの左側上部および左側側部と、右側側
部および右側下部とを余掘りし、シールド機を姿勢制御
することができる。なお、前記いずれの場合も、コーナ
部分のカッタ部12,14間、およびカッタ部15,1
7間に、中間のカッタ部13,16等を設置した場合に
は、コーナ部分のカッタ部12,14;15,17に対
して中間のカッタ部13,16等を漸次階段状に調整
し、余掘りする。
【0012】さらに、本発明ではカッタスポーク4を構
成している上部部材4aにはカッタ部12およびカッタ
部15を嵌合溝21と嵌合突起22とを介してスライド
可能に嵌合し、下部部材4bにはカッタ部14およびカ
ッタ部17を嵌合溝21と嵌合突起22とを介してスラ
イド可能に嵌合している。
【0013】これにより、コーナ部分のカッタ部12,
14,15,17を正確にかつスムーズに制御すること
ができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0015】図1は本発明の第1実施例を示す正面図、
図2は第1実施例における要部の作用説明図である。
【0016】これらの図に示す第1実施例では、シール
ド筒1と、平行リンク掘削機構2と、排土装置11と、
余掘り用の側面のカッタ部12〜14;15〜17とを
装備している。
【0017】前記シールド筒1は、この実施例ではほぼ
小判型断面に形成されている。
【0018】前記平行リンク掘削機構2は、原動回転体
3と、カッタスポーク4と、これに多数設けられたカッ
タビット5と、左右に4個ずつ合計8個の従動回転体6
と、各従動回転体6とカッタスポーク4とを結ぶ支持軸
7とを有して構成されている。
【0019】前記原動回転体3は、シールド筒1の隔壁
に取り付けられた回転駆動源に減速機を介して連結され
ているが、前記隔壁,回転駆動源および減速機とも図面
では省略されている。
【0020】前記カッタスポーク4は、上下方向の部材
4a〜4dと左右方向の部材4e〜4gとを格子状に組
み合わせて形成された部分と、上部部材4aの上部に所
定の間隔をおいて取り付けられた部材4hと、下部部材
4dの下部に所定の間隔をおいて取り付けられた部材4
iとを有して構成されている。また、このカッタスポー
ク4には作泥剤注入口8と、土圧計10とがそれぞれ複
数個、適正配置されている。
【0021】前記カッタビット5は、前記カッタスポー
ク4に適正間隔をおいて多数設けられている。
【0022】各従動回転体6は、前記原動回転体3に歯
車等の伝動手段(図示せず)を介して駆動連結されてお
り、それぞれOを回転中心として同期的に同じ方向に回
転するようになっている。また、従動回転体6には掘削
土砂と作泥剤の練り混ぜ翼9が設けられている。
【0023】各支持軸7は、当該従動回転体6の偏心位
置に取り付けられている。各支持軸7は、共同して前記
カッタスポーク4を平行リンク的に回動可能に支持して
いる。
【0024】前記排土装置11は、取り入れ口を切羽室
(図示せず)に臨ませて、シールド筒1内に設置されて
いる。
【0025】ところで、余掘り用の側面のカッタ部12
〜14は、正面から見て平行リンク掘削機構2の左側に
おいて上下方向に多段に設置されており、余掘り用の側
面のカッタ部15〜17は、正面から見て平行リンク掘
削機構2の右側において上下方向に多段に設置されてい
る。
【0026】そして、各カッタ部12〜17はカッタス
ポーク18と、上部のカッタスポーク18の上部に取り
付けられたカッタスポーク18aと、下部のカッタスポ
ーク18の下部に取り付けられたカッタスポーク18b
と、各段のカッタスポーク18の外側部およびカッタス
ポーク18aの上部ならびにカッタスポーク18bの下
部に設けられた多数のカッタビット19と、各段のカッ
タスポーク18に上下2本宛設置されたジャッキ20と
を配備している。
【0027】その結果、各側各段のカッタ部12〜17
は当該一対のジャッキ20を各別に伸縮させることによ
り、余掘り量を独立に調整し得るようになっている。
【0028】次に、前述のごとく構成した第1実施例の
シールド機の作用を説明する。
【0029】トンネルを掘進するときは、平行リンク掘
削機構2の原動回転体3を回転させ、歯車等の伝動手段
を介して8個の従動回転体6を同期的に同じ方向に回転
させる。前述のごとく各従動回転体6を同期的に同じ方
向に回転させると、各従動回転体6の偏心位置に取り付
けられた支持軸7により平行リンク掘削機構2のカッタ
スポーク4が予め決められた方向に平行リンク的に回動
し、カッタスポーク4に設けられたカッタビット5によ
り地山が掘削される。このとき、余掘り用の左右両側の
カッタ部12〜14;15〜17は前記平行リンク掘削
機構2に追従して平行リンク的に回動し、そのカッタビ
ット19により地山を掘削する。
【0030】かかる地山の掘削後、必要に応じて作泥剤
注入口8から掘削土砂中に作泥剤を注入し、練り混ぜ翼
9により混練し、作泥を行う。また、土圧計10により
切羽室内の土圧を監視し、切羽の崩壊を防ぎながら排土
装置11により掘削土砂を排出する。
【0031】所定範囲の地山を掘削後、シールド筒1に
内蔵の推進ジャッキ(図示せず)を伸長させ、シールド
筒1を推進させる。
【0032】以上の作業を繰り返して行い、トンネルを
掘進して行く。
【0033】トンネルの掘進途中で、シールド機にロー
リングが発生した場合は、次のようにシールド機の姿勢
制御を行い、ローリングを修正する。
【0034】すなわち、例えばシールド機が切羽に向か
って左側にローリングした場合は、図2に示すように、
当該ジャッキ20により右側上部の余掘り用のカッタ部
15と左側下部の余掘り用のカッタ部14の余掘り量を
最大とし、右側中間の余掘り用のカッタ部16と右側下
部の余掘り用のカッタ部17の余掘り量を漸次階段状に
小さくし、左側中間の余掘り用のカッタ部13と左側上
部の余掘り用のカッタ部12の余掘り量を漸次階段状に
小さくして余掘りする。
【0035】反対に、シールド機が切羽に向かって右側
にローリングした場合は、当該ジャッキ20により左側
上部の余掘り用のカッタ部12と右側下部の余掘り用の
カッタ部17の余掘り量を最大とし、左側中間の余掘り
用のカッタ部13と左側下部の余掘り用のカッタ部14
の余掘り量を漸次階段状に小さくし、右側中間の余掘り
用のカッタ部16と右側上部の余掘り用のカッタ部15
の余掘り量を漸次階段状に小さくして余掘りする。
【0036】以上の操作により、シールド機が切羽に対
して左右いずれの側にローリングした場合にも、またロ
ーリングの大きさがいかなる場合にも、ローリングの姿
勢制御を確実に行い、有効に修正することができる。
【0037】さらに、前述の操作によりローリングの姿
勢制御の余掘りをしながら、トンネルの曲線施工も可能
である。
【0038】続いて、図3〜図6は本発明の第2実施例
を示すもので、図3は正面図、図4は要部の作用説明
図、図5は図4のA−A線で切断した拡大断面図、図6
はこの第2実施例における余掘り範囲を示す一部分の正
面図である。
【0039】これらの図に示す第2実施例では、カッタ
部12〜17のうちのコーナ部分のカッタ部12,1
4,15,17のカッタスポーク18c,18d,18
e,18fがアングル型に形成されている。各カッタス
ポーク18c,18d,18e,18fの外面、すなわ
ち各カッタスポーク18c,18eの上面および側面
と、カッタスポーク18d,18fの側面および下面に
は、それぞれ適正間隔をおいてカッタビット19が設け
られている。
【0040】また、カッタスポーク4の上部部材4aお
よび下部部材4bには嵌合溝21が形成されている。一
方、コーナ部分の上部側のカッタスポーク18c,18
eの上部部材には前記カッタスポーク4の上部部材4a
に形成された嵌合溝21に嵌合する嵌合突起22が設け
られており、コーナ部分の下部側のカッタスポーク18
d,18fの下部部材には前記カッタスポーク4の下部
部材4bに形成された嵌合溝21に嵌合する嵌合突起2
2が設けられている。そして、コーナ部分のカッタスポ
ーク18c,18d,18e,18fは当該上,下部部
材4a,4bに、それぞれ嵌合溝21と嵌合突起22と
を介してスライド可能に嵌合されている。
【0041】なお、この第2実施例において、嵌合溝2
1は蟻溝に形成され、嵌合突起22は蟻に形成されてい
るが、必ずしも蟻溝と蟻に形成する必要がない。また、
嵌合溝21をカッタスポーク18c,18d,18e,
18f側に形成し、嵌合突起22をカッタスポーク4の
上,下部部材4a,4b側に設けてもよい。
【0042】前記構成にかかる第2実施例のシールド機
では、シールド機にローリングが生じ、そのローリング
の姿勢制御を行う場合には、次のように制御する。
【0043】いま、シールド機が切羽に向かって左側に
ローリングした場合には、図4に示すように、アングル
型のカッタスポーク18dおよびこれに設けられたカッ
タビット19により構成された左側下部のカッタ部14
と、アングル型のカッタスポーク18eおよびこれに設
けられたカッタビット19により構成された右側上部の
カッタ部15とを、当該ジャッキ20により余掘り量を
最大に調整し、左側中間のカッタ部13および右側中間
のカッタ部16とを、当該ジャッキ20により余掘り量
を漸次階段状に小さくなるように調整して余掘りする。
【0044】これにより、図6に示す余掘り範囲23か
ら分かるように、前記左側下部のカッタ部14における
カッタスポーク18dの下部部材に設けられたカッタビ
ット19により、掘削すべきトンネルの左側下部をも余
掘りすることができ、前記右側上部のカッタ部15にお
けるカッタスポーク18eの上部部材に設けられたカッ
タビット19により、掘削すべきトンネルの右側上部を
も余掘りすることができるので、シールド機が前述の左
側にローリングした場合の姿勢制御をより一層有効に行
うことができるし、曲線施工もより一層有効に行うこと
が可能となる。
【0045】反対に、シールド機が切羽に向かって右側
にローリングした場合には、アングル型のカッタスポー
ク18cおよびこれに設けられたカッタビット19によ
り構成された左側上部のカッタ部12と、アングル型の
カッタスポーク18fおよびこれに設けられたカッタビ
ット19により構成された右側下部のカッタ部17と
を、当該ジャッキ20により余掘り量を最大に調整し、
左側中間のカッタ部13および右側中間のカッタ部16
を、当該ジャッキ20により漸次階段状に小さく調整し
て余掘りする。
【0046】これにより、前記左側上部のカッタ部12
におけるカッタスポーク18cの上部部材に設けられた
カッタビット19により、掘削すべきトンネルの左側上
部をも余掘りすることができるし、前記右側下部のカッ
タ部17におけるカッタスポーク18fの下部部材に設
けられたカッタビット19により、掘削すべきトンネル
の右側下部をも余掘りすることができるので、シールド
機が前述の右側にローリングした場合の姿勢制御および
曲線施工をより一層有効に行うことが可能となる。
【0047】そして、この第2実施例ではカッタスポー
ク4の上部部材4aに、左側上部のカッタ部12のカッ
タスポーク18cと右側上部のカッタ部15のカッタス
ポーク18eを、嵌合溝21と嵌合突起22とを介して
スライド可能に嵌合し、カッタスポーク4の下部部材4
bに、左側下部のカッタ部14のカッタスポーク18d
と右側下部のカッタ部17のカッタスポーク18fを、
嵌合溝21および嵌合突起22とを介してスライド可能
に嵌合しているので、コーナ部分のカッタ部12,1
4,15,17を正確にかつスムーズに制御することが
できる。
【0048】この第2実施例の他の構成,作用は、前記
第1実施例と同様である。
【0049】なお、本発明では余掘り用の左側,右側の
カッタ部とも、上下方向に3段に分割する実施例に限ら
ず、2段でもよく、4段以上でもよい。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載の発明では平行リンク掘削機構2を備えたシールド
機において、余掘り用の左右側面のカッタ部12,1
3,…;15,16,…を複数段に分割し、各側各段の
カッタ部12,13,…;15,16,…を各別にジャ
ッキ20に連結し、各側各段のカッタ部12,13,
…;15,16,…の余掘り量を独立に調整可能に構成
しているので、シールド機のローリングの姿勢制御を確
実に行い得る効果があり、ローリングの姿勢制御の余掘
りをしながら、トンネルの曲線施工を可能となし得る効
果がある。
【0051】また、本発明の請求項2記載の発明では前
記カッタ部12〜17のうちのコーナ部分のカッタ部1
2,14,15,17のカッタスポーク18c,18
d,18e,18fをアングル型に形成し、各カッタス
ポーク18c,18d,18e,18fの外面に適正間
隔をおいてカッタビット19を設けており、掘削すべき
トンネルの左側上部および左側側部と、右側側部および
右側下部とを余掘りし、シールド機を姿勢制御すること
ができるので、シールド機の姿勢制御および曲線施工を
より一層有効に行い得る効果がある。
【0052】さらに、本発明の請求項3記載の発明では
前記カッタ部12〜17のカッタスポーク4を構成して
いる上部部材4aと下部部材4bに、前記カッタスポー
ク18c,18d,18e,18fにおける当該上,下
部部材4a,4bに対向する部分を、嵌合溝21と嵌合
突起22とを介してスライド可能に嵌合しているので、
コーナ部分のカッタ部12,14,15,17を正確に
かつスムーズに制御し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す正面図である。
【図2】第1実施例の作用説明図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す正面図である。
【図4】第2実施例の要部の作用説明図である。
【図5】図4のA−A線で切断した拡大断面図である。
【図6】第2実施例における余掘り範囲を示す一部分の
正面図である。
【符号の説明】
1 シールド筒 2 平行リンク掘削機構 4 カッタスポク 4a カッタスポークの上部部材 4b カッタスポークの下部部材 12〜14 余掘り用の左側面のカッタ部 15〜17 余掘り用の右側面のカッタ部 18 余掘り用のカッタ部のカッタスポーク 18c〜18f コーナ部分のカッタ部のカッタスポー
ク 19 カッタ部のカッタビット 20 カッタ部のジャッキ 21 嵌合溝 22 嵌合突起 23 余掘り範囲

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行リンク掘削機構2を備えたシールド
    機において、余掘り用の左右側面のカッタ部12,1
    3,…;15,16,…を複数段に分割し、各側各段の
    カッタ部12,13,…;15,16,…を各別にジャ
    ッキ20に連結し、各側各段のカッタ部12,13,
    …;15,16,…の余掘り量を独立に調整可能に構成
    したことを特徴とするシールド機。
  2. 【請求項2】 前記カッタ部12〜17のうちのコーナ
    部分のカッタ部12,14,15,17のカッタスポー
    ク18c,18d,18e,18fをアングル型に形成
    し、各カッタスポーク18c,18d,18e,18f
    の外面に適正間隔をおいてカッタビット19を設けたこ
    とを特徴とする請求項1記載のシールド機。
  3. 【請求項3】 前記カッタ部12〜17のカッタスポー
    ク4を構成している上部部材4aと下部部材4bに、前
    記カッタスポーク18c,18d,18e,18fにお
    ける当該上,下部部材4a,4bに対向する部分を、嵌
    合溝21と嵌合突起22とを介してスライド可能に嵌合
    したことを特徴とする請求項2記載のシールド機。
JP6314027A 1994-11-22 1994-11-22 シールド機 Expired - Fee Related JP2699154B2 (ja)

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