JPH09170400A - トンネル掘削機及び掘削方法 - Google Patents
トンネル掘削機及び掘削方法Info
- Publication number
- JPH09170400A JPH09170400A JP33173495A JP33173495A JPH09170400A JP H09170400 A JPH09170400 A JP H09170400A JP 33173495 A JP33173495 A JP 33173495A JP 33173495 A JP33173495 A JP 33173495A JP H09170400 A JPH09170400 A JP H09170400A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutter head
- excavator
- cutter
- rotating
- tunnel
- Prior art date
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- Granted
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トンネル掘削機において、カッタビットの交
換作業を容易に行って作業者にかかる負担を軽減すると
共に低価格化及び製造の容易化を図る。 【解決手段】 掘削機本体を構成する前胴11内に円筒
部15a,15b及び前後の球面部15c,15dを有
する中空の多面体をなす回転体15を回転軸16によっ
て水平回動可能に支持すると共に回動シリンダ37,3
8,39,40によって180度回動可能とし、この回
転体15内に掘進方向に沿って移動自在な移動体22を
を設けてこの移動体22の前部に多数のカッタビット2
7を有するカッタヘッド25を装着し、このカッタヘッ
ド25を回転体15内に収納可能とする。
換作業を容易に行って作業者にかかる負担を軽減すると
共に低価格化及び製造の容易化を図る。 【解決手段】 掘削機本体を構成する前胴11内に円筒
部15a,15b及び前後の球面部15c,15dを有
する中空の多面体をなす回転体15を回転軸16によっ
て水平回動可能に支持すると共に回動シリンダ37,3
8,39,40によって180度回動可能とし、この回
転体15内に掘進方向に沿って移動自在な移動体22を
を設けてこの移動体22の前部に多数のカッタビット2
7を有するカッタヘッド25を装着し、このカッタヘッ
ド25を回転体15内に収納可能とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機並
びにトンネル掘削方法に関し、特に、トンネル掘削機の
カッタヘッドに装着されたカッタビットの交換作業に関
する。
びにトンネル掘削方法に関し、特に、トンネル掘削機の
カッタヘッドに装着されたカッタビットの交換作業に関
する。
【0002】
【従来の技術】地盤を掘削するシールド掘削機は、円筒
形状をなす掘削機本体の前部に駆動回転自在なカッタヘ
ッドが回転自在に装着される一方、後部には円周方向に
複数のシールドジャッキが並設されると共に、セグメン
トエレクタ装置が装着されて構成されている。このシー
ルド掘削機を用いてトンネルを掘削形成する場合、カッ
タヘッドを回転させながら、シールドジャッキを伸長し
て既設のセグメントへの押し付け反力によって掘削機本
体を前進させることで、前方の地盤を掘削する。そし
て、掘削土砂を外部に排出すると共に、セグメントエレ
クタ装置によってセグメントをトンネル壁面に組付けて
所定長さのトンネルを構築していく。
形状をなす掘削機本体の前部に駆動回転自在なカッタヘ
ッドが回転自在に装着される一方、後部には円周方向に
複数のシールドジャッキが並設されると共に、セグメン
トエレクタ装置が装着されて構成されている。このシー
ルド掘削機を用いてトンネルを掘削形成する場合、カッ
タヘッドを回転させながら、シールドジャッキを伸長し
て既設のセグメントへの押し付け反力によって掘削機本
体を前進させることで、前方の地盤を掘削する。そし
て、掘削土砂を外部に排出すると共に、セグメントエレ
クタ装置によってセグメントをトンネル壁面に組付けて
所定長さのトンネルを構築していく。
【0003】近年、掘削形成するトンネルは長距離化の
傾向があり、シールド掘削機による掘削作業中にカッタ
ヘッドに装着されたカッタビットが摩耗してしまうこと
がある。このカッタビットが摩耗すると、岩盤の掘削効
率が低下してしまので、掘削作業を停止して磨耗したカ
ッタビットを交換しなければならない。上述した従来の
シールド掘削機にあっては、まず、カッタビットを交換
するシールド掘削機の前方の地点の地盤を薬液の注入や
凍結などにより固化改良し、この地盤改良地点までトン
ネル掘削機を掘進させる。ここで、シールド掘削機を停
止してチャンバ室内の掘削土砂を全て排出し、作業者が
このチャンバ室内に入ってカッタビットの交換作業、即
ち、磨耗したカッタビットを取り外して新しいカッタビ
ットを取付けている。
傾向があり、シールド掘削機による掘削作業中にカッタ
ヘッドに装着されたカッタビットが摩耗してしまうこと
がある。このカッタビットが摩耗すると、岩盤の掘削効
率が低下してしまので、掘削作業を停止して磨耗したカ
ッタビットを交換しなければならない。上述した従来の
シールド掘削機にあっては、まず、カッタビットを交換
するシールド掘削機の前方の地点の地盤を薬液の注入や
凍結などにより固化改良し、この地盤改良地点までトン
ネル掘削機を掘進させる。ここで、シールド掘削機を停
止してチャンバ室内の掘削土砂を全て排出し、作業者が
このチャンバ室内に入ってカッタビットの交換作業、即
ち、磨耗したカッタビットを取り外して新しいカッタビ
ットを取付けている。
【0004】ところが、このシールド掘削機におけるカ
ッタビットの交換作業にあっては、地盤の改良を行うた
めに薬液などの費用がかかり不経済であると共に、作業
時間も長くかかってしまい作業性が良くない。また、作
業者はチャンバ室内の狭い空間で作業を行うことなり、
不自由な作業となって作業者にかかる負担が大きくなっ
てしまうという問題がある。そこで、カッタヘッドを掘
削機本体内に移動して、掘削機本体内でカッタビットの
交換作業を行うようにしたものが、特開平4−2439
2号公報に開示されている。
ッタビットの交換作業にあっては、地盤の改良を行うた
めに薬液などの費用がかかり不経済であると共に、作業
時間も長くかかってしまい作業性が良くない。また、作
業者はチャンバ室内の狭い空間で作業を行うことなり、
不自由な作業となって作業者にかかる負担が大きくなっ
てしまうという問題がある。そこで、カッタヘッドを掘
削機本体内に移動して、掘削機本体内でカッタビットの
交換作業を行うようにしたものが、特開平4−2439
2号公報に開示されている。
【0005】この特開平4−24392号公報に開示さ
れたシールド掘削機は、筒体内に球状作業室を水平軸を
もって上方に回転自在に支持し、この球状作業室内に掘
削機を設けると共に、球状作業室の前方にこの掘削機の
カッターを突出して回転自在に設けたものである。従っ
て、カッタビットの交換作業を行う場合、カッターを球
状作業室内に収納してから、ジャッキなどによってこの
球状作業室を上方に80度回転し、カッターを筒体内に
位置させた状態で、カッタビットの交換作業を行うこと
ができる。
れたシールド掘削機は、筒体内に球状作業室を水平軸を
もって上方に回転自在に支持し、この球状作業室内に掘
削機を設けると共に、球状作業室の前方にこの掘削機の
カッターを突出して回転自在に設けたものである。従っ
て、カッタビットの交換作業を行う場合、カッターを球
状作業室内に収納してから、ジャッキなどによってこの
球状作業室を上方に80度回転し、カッターを筒体内に
位置させた状態で、カッタビットの交換作業を行うこと
ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この公報に
開示されたシールド掘削機は、カッター及び掘削機は球
状作業室内に収納可能となっており、この球状作業室を
回転させることでカッターを筒体内に位置させるように
している。ところが、この球状作業室は球面体であり、
製造が困難であると共に、筒体内に回転自在に支持させ
る場合に位置決めが困難であり、その結果、製造精度や
位置決め精度を高精度に維持するためには製造コストが
増大してしまうという問題がある。また、円筒状の筒体
内に球状作業室を設けることとなり、この球状作業室内
が狭くなってしまい、通常の掘削作業時における掘削機
のメンテナンスやカッタビットを交換のための球状作業
室の回転時における準備作業(電気系統や油圧系統など
の接続及び切離し作業)を狭い球状作業室内で行うこと
となり、作業者に負担がかかると共に作業性が良くない
という問題がある。
開示されたシールド掘削機は、カッター及び掘削機は球
状作業室内に収納可能となっており、この球状作業室を
回転させることでカッターを筒体内に位置させるように
している。ところが、この球状作業室は球面体であり、
製造が困難であると共に、筒体内に回転自在に支持させ
る場合に位置決めが困難であり、その結果、製造精度や
位置決め精度を高精度に維持するためには製造コストが
増大してしまうという問題がある。また、円筒状の筒体
内に球状作業室を設けることとなり、この球状作業室内
が狭くなってしまい、通常の掘削作業時における掘削機
のメンテナンスやカッタビットを交換のための球状作業
室の回転時における準備作業(電気系統や油圧系統など
の接続及び切離し作業)を狭い球状作業室内で行うこと
となり、作業者に負担がかかると共に作業性が良くない
という問題がある。
【0007】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、カッタビットの交換作業を容易に行って作業者
にかかる負担を軽減して安全性並びに掘削作業の作業能
率の向上を図ると共に製造コストの低減及び製造の容易
化を図ったトンネル掘削機及び掘削方法を提供すること
を目的とする。
あって、カッタビットの交換作業を容易に行って作業者
にかかる負担を軽減して安全性並びに掘削作業の作業能
率の向上を図ると共に製造コストの低減及び製造の容易
化を図ったトンネル掘削機及び掘削方法を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のトンネル掘削機は、筒状の掘削機本体と、
該掘削機本体を前進させる推進手段と、筒状部及び前後
の球面部を有して前記掘削機本体内に掘進方向に対して
ほぼ直交する回転軸線をもって回動自在に装着された中
空の回転体と、該回転体を所定角度回動させる回転体駆
動手段と、前記回転体内に掘進方向に沿って移動自在に
装着された移動体と、該移動体の前部に駆動回転自在に
装着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドの前面部に
装着された多数のカッタビットと、前記カッタヘッドを
駆動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記移動体を移
動することで前記カッタヘッドを前記回転体内に収納可
能な移動体駆動手段とを具えたことを特徴とするもので
ある。
めの本発明のトンネル掘削機は、筒状の掘削機本体と、
該掘削機本体を前進させる推進手段と、筒状部及び前後
の球面部を有して前記掘削機本体内に掘進方向に対して
ほぼ直交する回転軸線をもって回動自在に装着された中
空の回転体と、該回転体を所定角度回動させる回転体駆
動手段と、前記回転体内に掘進方向に沿って移動自在に
装着された移動体と、該移動体の前部に駆動回転自在に
装着されたカッタヘッドと、該カッタヘッドの前面部に
装着された多数のカッタビットと、前記カッタヘッドを
駆動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記移動体を移
動することで前記カッタヘッドを前記回転体内に収納可
能な移動体駆動手段とを具えたことを特徴とするもので
ある。
【0009】従って、カッタヘッド駆動手段によってカ
ッタヘッドを駆動回転しながら、推進手段によって筒状
の掘削機本体を前進させることで、このカッタヘッドの
前面部に装着された多数のカッタビットによって前方の
地盤を掘削してトンネルを形成する。そして、長期間に
わたって掘削作業が行われると、カッタヘッドの駆動回
転を停止して移動体駆動手段によって移動体を移動する
ことでこのカッタヘッドを回転体内に収納した後、回転
体駆動手段によって回転体を掘進方向に対してほぼ直交
する回転軸線をもって所定角度回動させることで、カッ
タヘッドを掘削機本体内に位置させ、この状態でカッタ
ビットの摩耗状況を検査し、交換が必要であれば、作業
者は所定の交換治具を用いてカッタビットを交換する。
ッタヘッドを駆動回転しながら、推進手段によって筒状
の掘削機本体を前進させることで、このカッタヘッドの
前面部に装着された多数のカッタビットによって前方の
地盤を掘削してトンネルを形成する。そして、長期間に
わたって掘削作業が行われると、カッタヘッドの駆動回
転を停止して移動体駆動手段によって移動体を移動する
ことでこのカッタヘッドを回転体内に収納した後、回転
体駆動手段によって回転体を掘進方向に対してほぼ直交
する回転軸線をもって所定角度回動させることで、カッ
タヘッドを掘削機本体内に位置させ、この状態でカッタ
ビットの摩耗状況を検査し、交換が必要であれば、作業
者は所定の交換治具を用いてカッタビットを交換する。
【0010】また、本発明のトンネル掘削機は、前記回
転体は前記筒状部が軸受手段を介して前記掘削機本体の
内周面に支持されることで、該掘削機本体内を掘進方向
に対してほぼ直交する回転軸線をもって回動自在である
と共に、該回転体は前記前後の球面部がシール部材を介
して前記掘削機本体の支持枠に支持されることで、該掘
削機本体内が該回転体の前後で隔離されたことを特徴と
するものである。
転体は前記筒状部が軸受手段を介して前記掘削機本体の
内周面に支持されることで、該掘削機本体内を掘進方向
に対してほぼ直交する回転軸線をもって回動自在である
と共に、該回転体は前記前後の球面部がシール部材を介
して前記掘削機本体の支持枠に支持されることで、該掘
削機本体内が該回転体の前後で隔離されたことを特徴と
するものである。
【0011】従って、筒状部が軸受手段を介して掘削機
本体に回動自在に支持されたことで、回転体は精度良く
掘削機本体内で回動することができ、且つ、前後の球面
部がシール部材を介して掘削機本体の支持枠に支持され
て内部がこの回転体の前後で隔離されることとなり、外
部からの水の浸入が容易で確実に阻止される。
本体に回動自在に支持されたことで、回転体は精度良く
掘削機本体内で回動することができ、且つ、前後の球面
部がシール部材を介して掘削機本体の支持枠に支持され
て内部がこの回転体の前後で隔離されることとなり、外
部からの水の浸入が容易で確実に阻止される。
【0012】また、本発明のトンネル掘削方法は、筒状
の掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドを駆動回
転しながら該掘削機本体を前進させることで該カッタヘ
ッドの前面部に装着された多数のカッタビットが前方の
地盤を破砕してトンネルを掘削するトンネル掘削方法に
おいて、トンネル掘削中に、前記カッタヘッドの駆動回
転を停止した後に該カッタヘッドを中空の多面体をなす
回転体内に収納し、該回転体を掘進方向に対してほぼ直
交する回転軸線をもって所定角度回動させることで前記
カッタヘッドを前記掘削機本体内に移動し、この状態で
該カッタヘッドに装着された前記カッタビットの摩耗状
態の検査あるいは磨耗したカッタビットの交換を行うこ
とを特徴とするものである。
の掘削機本体の前部に装着されたカッタヘッドを駆動回
転しながら該掘削機本体を前進させることで該カッタヘ
ッドの前面部に装着された多数のカッタビットが前方の
地盤を破砕してトンネルを掘削するトンネル掘削方法に
おいて、トンネル掘削中に、前記カッタヘッドの駆動回
転を停止した後に該カッタヘッドを中空の多面体をなす
回転体内に収納し、該回転体を掘進方向に対してほぼ直
交する回転軸線をもって所定角度回動させることで前記
カッタヘッドを前記掘削機本体内に移動し、この状態で
該カッタヘッドに装着された前記カッタビットの摩耗状
態の検査あるいは磨耗したカッタビットの交換を行うこ
とを特徴とするものである。
【0013】従って、カッタヘッドに装着されたカッタ
ビットの摩耗状態の検査あるいは磨耗したカッタビット
の交換を行う場合には、カッタヘッドを中空の多面体を
なす回転体内に収納し、この回転体を所定角度回動させ
ることで、このカッタヘッドを掘削機本体内に移動して
作業を行うこととなり、各作業が容易となって作業者に
かかる負担が軽減され、安全性が向上される。
ビットの摩耗状態の検査あるいは磨耗したカッタビット
の交換を行う場合には、カッタヘッドを中空の多面体を
なす回転体内に収納し、この回転体を所定角度回動させ
ることで、このカッタヘッドを掘削機本体内に移動して
作業を行うこととなり、各作業が容易となって作業者に
かかる負担が軽減され、安全性が向上される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき、実施例を挙げて詳細に説明する。
て、図面に基づき、実施例を挙げて詳細に説明する。
【0015】図1に本発明の一実施例に係るシールド掘
削機の断面、図2に本実施例のシールド掘削機の正面
視、図3に掘削機本体内に装着される回転体の斜視、図
4にこの回転体の支持構造を表す断面、図5に回転体の
回動機構を表す概略、図6に回転体の回動機構の作動を
声明するための概略、図7に回転体の回動状態を表すシ
ールド掘削機の断面、図8に回転体の回動機構における
他の実施例を表す概略を示す。
削機の断面、図2に本実施例のシールド掘削機の正面
視、図3に掘削機本体内に装着される回転体の斜視、図
4にこの回転体の支持構造を表す断面、図5に回転体の
回動機構を表す概略、図6に回転体の回動機構の作動を
声明するための概略、図7に回転体の回動状態を表すシ
ールド掘削機の断面、図8に回転体の回動機構における
他の実施例を表す概略を示す。
【0016】本実施例のシールド掘削機において、図1
に示すように、掘削機本体は円筒形状をなす前胴11と
後胴12とが球面軸受13を介して揺動自在に連結され
てなり、この前胴11と後胴12との間には中折れジャ
ッキ14が設けられている。この前胴11内には掘進方
向に対してほぼ直交する回転軸線をもって中空の多面体
をなす回転体15が回動自在に支持されている。即ち、
この回転体15は、図3に詳細に示すように、外郭円筒
部15a及び内郭円筒部15bと、この各円筒部15
a,15bの前後に一体に形成された前端球面部15c
及び後端球面部15dと、後端球面部15dの後部に一
体に形成された隔壁部15eと、外郭円筒部15a及び
内郭円筒部15bと取付けられた上下の軸受装着部15
fとから構成されている。そして、この回転体15は、
図1及び図4に示すように、前胴11の上下内周面に固
着された上下の回動軸16にそれぞれ軸受17に介して
各軸受装着部15fが装着されることで、前胴11内に
垂直な回転軸線をもって回動自在となっている。また、
回転体15は前端球面部15c及び後端球面部15dが
前胴11の前後の支持枠18,19に取付けられた各シ
ール部材20,21によって支持されている。
に示すように、掘削機本体は円筒形状をなす前胴11と
後胴12とが球面軸受13を介して揺動自在に連結され
てなり、この前胴11と後胴12との間には中折れジャ
ッキ14が設けられている。この前胴11内には掘進方
向に対してほぼ直交する回転軸線をもって中空の多面体
をなす回転体15が回動自在に支持されている。即ち、
この回転体15は、図3に詳細に示すように、外郭円筒
部15a及び内郭円筒部15bと、この各円筒部15
a,15bの前後に一体に形成された前端球面部15c
及び後端球面部15dと、後端球面部15dの後部に一
体に形成された隔壁部15eと、外郭円筒部15a及び
内郭円筒部15bと取付けられた上下の軸受装着部15
fとから構成されている。そして、この回転体15は、
図1及び図4に示すように、前胴11の上下内周面に固
着された上下の回動軸16にそれぞれ軸受17に介して
各軸受装着部15fが装着されることで、前胴11内に
垂直な回転軸線をもって回動自在となっている。また、
回転体15は前端球面部15c及び後端球面部15dが
前胴11の前後の支持枠18,19に取付けられた各シ
ール部材20,21によって支持されている。
【0017】このように構成された回転体15の内郭円
筒部15bには同じく円筒形状の移動体22が掘進方向
に沿って移動自在に装着されており、この移動体22は
回転体15内に複数配設されたスライドジャッキ23に
よって移動することができる。そして、この移動体22
の前部には円筒体24が回転自在に取付けられ、この円
筒体24に円板状のカッタヘッド25が固定され、この
カッタヘッド25の中心部には先行カッタビット26が
装着されると共に、前面部には固定カッタビット27が
多数固定されている。また、このカッタヘッド25には
油圧ジャッキ28によって外方に出没自在な伸縮カッタ
29が装着されており、この伸縮カッタ29に固定カッ
タビット30が多数固定されている。そして、カッタヘ
ッド25と一体の円筒体24の後部にはリングギヤ31
が固定されており、このリングギヤ31には移動体22
に装着されたカッタ駆動モータ32の駆動ギヤ33が噛
み合っている。一方、回転体15の隔壁部15eには作
業者がこの回転体15の内部に出入りする出入口34が
形成されると共に、この出入口34には開閉扉35が設
けられている。
筒部15bには同じく円筒形状の移動体22が掘進方向
に沿って移動自在に装着されており、この移動体22は
回転体15内に複数配設されたスライドジャッキ23に
よって移動することができる。そして、この移動体22
の前部には円筒体24が回転自在に取付けられ、この円
筒体24に円板状のカッタヘッド25が固定され、この
カッタヘッド25の中心部には先行カッタビット26が
装着されると共に、前面部には固定カッタビット27が
多数固定されている。また、このカッタヘッド25には
油圧ジャッキ28によって外方に出没自在な伸縮カッタ
29が装着されており、この伸縮カッタ29に固定カッ
タビット30が多数固定されている。そして、カッタヘ
ッド25と一体の円筒体24の後部にはリングギヤ31
が固定されており、このリングギヤ31には移動体22
に装着されたカッタ駆動モータ32の駆動ギヤ33が噛
み合っている。一方、回転体15の隔壁部15eには作
業者がこの回転体15の内部に出入りする出入口34が
形成されると共に、この出入口34には開閉扉35が設
けられている。
【0018】従って、スライドジャッキ23が伸長して
移動体22が前進させ、且つ、油圧ジャッキ28が伸長
して伸縮カッタ29を外方に突出させると、カッタヘッ
ド25は前胴11の前端部に位置し、伸縮カッタ29の
先端は前胴11の外周部に位置することとなる。この状
態で、駆動モータ32を駆動すると、駆動ギヤ33及び
リングギヤ31を介して回転体15が回転し、この回転
体15と一体のカッタヘッド25が回転することで、先
行カッタビット26及び固定カッタビット27,30に
よって前方の地盤を掘削して前胴11とほぼ同径のトン
ネルを掘削することができる。
移動体22が前進させ、且つ、油圧ジャッキ28が伸長
して伸縮カッタ29を外方に突出させると、カッタヘッ
ド25は前胴11の前端部に位置し、伸縮カッタ29の
先端は前胴11の外周部に位置することとなる。この状
態で、駆動モータ32を駆動すると、駆動ギヤ33及び
リングギヤ31を介して回転体15が回転し、この回転
体15と一体のカッタヘッド25が回転することで、先
行カッタビット26及び固定カッタビット27,30に
よって前方の地盤を掘削して前胴11とほぼ同径のトン
ネルを掘削することができる。
【0019】ところで、この回転体15は前胴11内で
回動自在に支持されており、内部に前述したカッタヘッ
ド25及び伸縮カッタ29などを収納した状態で、18
0度回動することができる。即ち、図4及び図5に示す
ように、回転体15の下面部には軸受装着部15fの外
周辺に位置して複数の固定ピン36a,36b,36
c,36d,36e・・・が所定角度θをもって固定さ
れている。一方、前胴11の下部には4つの回動ジャッ
キ37,38,39,40が並設されている。この各回
動ジャッキ37,38,39,40はそれぞれ出没自在
な駆動ロッド37a,38a,39a,40aの先端部
が前胴11に連結され、ジャッキ本体37b,38b,
39b,40bが前胴11に固定されたガイド37c,
38c,39c,40cに摺動自在に支持されている。
そして、回動ジャッキ37,38,39,40が1スト
ローク伸長すると、ジャッキ本体37b,38b,39
b,40bの各押圧部37d,38d,39d,40d
のうちの1つが対応する固定ピン36a,36b,36
c,36d,36e・・・を押圧することで、回転体1
5をθ/2角度だけ回動することができる。
回動自在に支持されており、内部に前述したカッタヘッ
ド25及び伸縮カッタ29などを収納した状態で、18
0度回動することができる。即ち、図4及び図5に示す
ように、回転体15の下面部には軸受装着部15fの外
周辺に位置して複数の固定ピン36a,36b,36
c,36d,36e・・・が所定角度θをもって固定さ
れている。一方、前胴11の下部には4つの回動ジャッ
キ37,38,39,40が並設されている。この各回
動ジャッキ37,38,39,40はそれぞれ出没自在
な駆動ロッド37a,38a,39a,40aの先端部
が前胴11に連結され、ジャッキ本体37b,38b,
39b,40bが前胴11に固定されたガイド37c,
38c,39c,40cに摺動自在に支持されている。
そして、回動ジャッキ37,38,39,40が1スト
ローク伸長すると、ジャッキ本体37b,38b,39
b,40bの各押圧部37d,38d,39d,40d
のうちの1つが対応する固定ピン36a,36b,36
c,36d,36e・・・を押圧することで、回転体1
5をθ/2角度だけ回動することができる。
【0020】また、図1に示すように、前胴11の後部
には円周方向に複数のシールドジャッキ41が並設され
ると共に、セグメントエレクタ装置42が装備されてお
り、シールドジャッキ41が伸長して掘削したトンネル
内周面に組付けられた既設のセグメントSに押し付ける
ことで、その反力により前胴11を前進することがで
き、セグメントエレクタ装置42により前胴11と既設
のセグメントSとの間の空所に新しいセグメントSを装
着することでトンネルを構築することができる。なお、
前胴11にはカッタヘッド25と回転体15との間にチ
ャンバ室43が形成され、一端部が図示しない泥水処理
に延設されて前胴11内を挿通するように配設された送
水管44及び排泥管45の他端部がこのチャンバ室43
に開口している。
には円周方向に複数のシールドジャッキ41が並設され
ると共に、セグメントエレクタ装置42が装備されてお
り、シールドジャッキ41が伸長して掘削したトンネル
内周面に組付けられた既設のセグメントSに押し付ける
ことで、その反力により前胴11を前進することがで
き、セグメントエレクタ装置42により前胴11と既設
のセグメントSとの間の空所に新しいセグメントSを装
着することでトンネルを構築することができる。なお、
前胴11にはカッタヘッド25と回転体15との間にチ
ャンバ室43が形成され、一端部が図示しない泥水処理
に延設されて前胴11内を挿通するように配設された送
水管44及び排泥管45の他端部がこのチャンバ室43
に開口している。
【0021】而して、上述した本実施例のシールド掘削
機によってトンネルを掘削形成するには、図1に示すよ
うに、スライドジャッキ23を伸長して移動体22が前
進し、且つ、油圧ジャッキ28が伸長して伸縮カッタ2
9を外方に突出させた状態で、駆動モータ32によりカ
ッタヘッド25を回転させながら、複数のシールドジャ
ッキ41を伸長して既設のセグメントSへの押し付け反
力によって掘削機本体を構成する前胴11及び後胴12
を前進させることで、先行カッタビット26及び固定カ
ッタビット27,30によって前方の地盤を掘削する。
そして、カッタビット26,27,30によって掘削さ
れた土砂はチャンバ室43に取り込まれ、送水管44か
ら供給された水と共に排泥管45により外部に排出され
る。そして、シールドジャッキ41の何れか一つを縮み
方向に作動して既設のセグメントSとの間に空所を形成
し、セグメントエレクタ装置42によってこの空所に新
しいセグメントSを装着する。この作業の繰り返しによ
って所定長さのトンネルを掘削形成していく。
機によってトンネルを掘削形成するには、図1に示すよ
うに、スライドジャッキ23を伸長して移動体22が前
進し、且つ、油圧ジャッキ28が伸長して伸縮カッタ2
9を外方に突出させた状態で、駆動モータ32によりカ
ッタヘッド25を回転させながら、複数のシールドジャ
ッキ41を伸長して既設のセグメントSへの押し付け反
力によって掘削機本体を構成する前胴11及び後胴12
を前進させることで、先行カッタビット26及び固定カ
ッタビット27,30によって前方の地盤を掘削する。
そして、カッタビット26,27,30によって掘削さ
れた土砂はチャンバ室43に取り込まれ、送水管44か
ら供給された水と共に排泥管45により外部に排出され
る。そして、シールドジャッキ41の何れか一つを縮み
方向に作動して既設のセグメントSとの間に空所を形成
し、セグメントエレクタ装置42によってこの空所に新
しいセグメントSを装着する。この作業の繰り返しによ
って所定長さのトンネルを掘削形成していく。
【0022】このようなシールド掘削機による掘削作業
を長期間継続すると、各カッタビット26,27,30
が磨耗するため、その摩耗状況を検査する必要がある。
この場合、まず、作業者が回転体15内の作業室に入
り、ここで、駆動モータ32など電気系統の配線や油圧
系統の配線の切離し、及び送水管44と排泥管45の配
管の切離し作業を行った後に、回転体15の出入口34
の開閉扉35を閉める。そして、駆動モータ32による
カッタヘッド25の回転を停止し、油圧ジャッキ28を
収縮することで伸縮カッタ29を内方に移動してカッタ
ヘッド25内に収納させてから、スライドジャッキ23
を収縮することで移動体22を後退させ、カッタヘッド
25及び伸縮カッタ29を回転体15内に収納させた状
態とする。次に、回動ジャッキ37,38によって回転
体15を180度回動することで、カッタヘッド25を
前胴11内で掘進後方に向け、カッタビット26,2
7,30の摩耗状況の検査あるいは交換を行う。
を長期間継続すると、各カッタビット26,27,30
が磨耗するため、その摩耗状況を検査する必要がある。
この場合、まず、作業者が回転体15内の作業室に入
り、ここで、駆動モータ32など電気系統の配線や油圧
系統の配線の切離し、及び送水管44と排泥管45の配
管の切離し作業を行った後に、回転体15の出入口34
の開閉扉35を閉める。そして、駆動モータ32による
カッタヘッド25の回転を停止し、油圧ジャッキ28を
収縮することで伸縮カッタ29を内方に移動してカッタ
ヘッド25内に収納させてから、スライドジャッキ23
を収縮することで移動体22を後退させ、カッタヘッド
25及び伸縮カッタ29を回転体15内に収納させた状
態とする。次に、回動ジャッキ37,38によって回転
体15を180度回動することで、カッタヘッド25を
前胴11内で掘進後方に向け、カッタビット26,2
7,30の摩耗状況の検査あるいは交換を行う。
【0023】即ち、図6(a)に示すように、まず、回動
ジャッキ37を作動して駆動ロッド37aを伸長する
と、ジャッキ本体37bがガイド37cに沿って移動
し、押圧部37dが固定ピン36aに当接する。そし
て、図6(b)に示すように、回動ジャッキ37を全スト
ローク作動すると、押圧部37dが固定ピン36aを押
圧することで、回転体15をθ/2角度だけ回動する。
次に、図6(c)に示すように、伸長した回動ジャッキ3
7の駆動ロッド37aを収縮して元の位置に戻す。一
方、回動ジャッキ38を作動して駆動ロッド38aを伸
長し、押圧部38dが固定ピン36bを押圧すること
で、回転体15をθ/2角度だけ回動する。この時点で
回転体15は角度θだけ、即ち、固定ピン36a ,3
6bの間隔だけ回動することとなり、この作動を繰り返
し行うことで、図7に示すように、回転体15を180
度回動する。
ジャッキ37を作動して駆動ロッド37aを伸長する
と、ジャッキ本体37bがガイド37cに沿って移動
し、押圧部37dが固定ピン36aに当接する。そし
て、図6(b)に示すように、回動ジャッキ37を全スト
ローク作動すると、押圧部37dが固定ピン36aを押
圧することで、回転体15をθ/2角度だけ回動する。
次に、図6(c)に示すように、伸長した回動ジャッキ3
7の駆動ロッド37aを収縮して元の位置に戻す。一
方、回動ジャッキ38を作動して駆動ロッド38aを伸
長し、押圧部38dが固定ピン36bを押圧すること
で、回転体15をθ/2角度だけ回動する。この時点で
回転体15は角度θだけ、即ち、固定ピン36a ,3
6bの間隔だけ回動することとなり、この作動を繰り返
し行うことで、図7に示すように、回転体15を180
度回動する。
【0024】図7に示すような回転体15が180度回
動した状態では、カッタヘッド25は掘進方向後方を向
いて前胴11内に位置し、回転体15と前胴11との間
にはシール部材20、21があるため、内部に浸水する
ことはない。この状態で、作業者はカッタヘッド25に
装着されたカッタビット26,27,30の摩耗状況の
検査し、磨耗の進行度合が激しければ、図示しない交換
治具を用いてカッタビットの交換作業を行う。
動した状態では、カッタヘッド25は掘進方向後方を向
いて前胴11内に位置し、回転体15と前胴11との間
にはシール部材20、21があるため、内部に浸水する
ことはない。この状態で、作業者はカッタヘッド25に
装着されたカッタビット26,27,30の摩耗状況の
検査し、磨耗の進行度合が激しければ、図示しない交換
治具を用いてカッタビットの交換作業を行う。
【0025】その後、カッタビットの交換作業が完了す
ると、今度は、回動ジャッキ39,40を用いて回転体
15を前述とは逆方向に180度回動し、元の位置に戻
す。そして、スライドジャッキ23を伸長することで移
動体22を前進させ、カッタヘッド25及び伸縮カッタ
29を回転体15から突出させてから、油圧ジャッキ2
8を伸長することで伸縮カッタ29を外方に移動し、図
1に示すように、掘進可能な状態とする。そして、前述
と同様に、カッタヘッド25を回転駆動して前方の地盤
を掘削し、トンネルを形成していく。
ると、今度は、回動ジャッキ39,40を用いて回転体
15を前述とは逆方向に180度回動し、元の位置に戻
す。そして、スライドジャッキ23を伸長することで移
動体22を前進させ、カッタヘッド25及び伸縮カッタ
29を回転体15から突出させてから、油圧ジャッキ2
8を伸長することで伸縮カッタ29を外方に移動し、図
1に示すように、掘進可能な状態とする。そして、前述
と同様に、カッタヘッド25を回転駆動して前方の地盤
を掘削し、トンネルを形成していく。
【0026】なお、上述の実施例において、本発明にお
ける移動体を移動することでカッタヘッドを回転体内に
収納可能な移動体駆動手段として、固定ピン36a,3
6b,36c・・・及び複数の回動ジャッキ37,3
8,39,40を設けたが、これに限定されるものでは
ない。例えば、、図8に示すように、回転体15の下部
には従動ギヤ51を固結する一方、前胴11の下部にウ
インチ52を装着し、このウインチ52によって駆動す
るチェーン53が従動ギヤ51に掛け回されている。従
って、ウインチ52を駆動すると、チェーン53を介し
て従動ギヤ51と一体の回転体15をθ/2角度だけ回
動することができる。
ける移動体を移動することでカッタヘッドを回転体内に
収納可能な移動体駆動手段として、固定ピン36a,3
6b,36c・・・及び複数の回動ジャッキ37,3
8,39,40を設けたが、これに限定されるものでは
ない。例えば、、図8に示すように、回転体15の下部
には従動ギヤ51を固結する一方、前胴11の下部にウ
インチ52を装着し、このウインチ52によって駆動す
るチェーン53が従動ギヤ51に掛け回されている。従
って、ウインチ52を駆動すると、チェーン53を介し
て従動ギヤ51と一体の回転体15をθ/2角度だけ回
動することができる。
【0027】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のトンネル掘削機によれば、筒状の掘削機本
体を推進手段によって前進可能とし、この掘削機本体内
に筒状部及び前後の球面部を有する中空の回転体を回転
体駆動手段によって掘進方向に対してほぼ直交する回転
軸線をもって所定角度回動可能に設け、この回転体内に
掘進方向に沿って移動自在な移動体を設けてこの移動体
の前部に多数のカッタビットを有する駆動回転自在なカ
ッタヘッドを装着し、移動体駆動手段によってこの移動
体を移動することでカッタヘッドを回転体内に収納可能
としたので、移動体を移動してカッタヘッドを回転体内
に収納した後に回転体を所定角度回動させることで、カ
ッタヘッドを掘削機本体内に位置させることとなり、カ
ッタビットの摩耗状況の検査や交換を容易に行うことが
でき、作業者にかかる負担を軽減して安全性並びに掘削
作業の作業能率の向上を図ることができると共に、回転
体を容易に低コストで製造することができる。
うに本発明のトンネル掘削機によれば、筒状の掘削機本
体を推進手段によって前進可能とし、この掘削機本体内
に筒状部及び前後の球面部を有する中空の回転体を回転
体駆動手段によって掘進方向に対してほぼ直交する回転
軸線をもって所定角度回動可能に設け、この回転体内に
掘進方向に沿って移動自在な移動体を設けてこの移動体
の前部に多数のカッタビットを有する駆動回転自在なカ
ッタヘッドを装着し、移動体駆動手段によってこの移動
体を移動することでカッタヘッドを回転体内に収納可能
としたので、移動体を移動してカッタヘッドを回転体内
に収納した後に回転体を所定角度回動させることで、カ
ッタヘッドを掘削機本体内に位置させることとなり、カ
ッタビットの摩耗状況の検査や交換を容易に行うことが
でき、作業者にかかる負担を軽減して安全性並びに掘削
作業の作業能率の向上を図ることができると共に、回転
体を容易に低コストで製造することができる。
【0028】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
回転体の筒状部を軸受手段を介して掘削機本体の内周面
に支持して回動自在とすると共に前後の球面部をシール
部材を介して掘削機本体の支持枠に支持して掘削機本体
内をこの回転体の前後で隔離したので、回転体を精度良
く掘削機本体内で回動支持することができると共に、外
部からの水の浸入を容易に、且つ、確実に阻止すること
ができる。
回転体の筒状部を軸受手段を介して掘削機本体の内周面
に支持して回動自在とすると共に前後の球面部をシール
部材を介して掘削機本体の支持枠に支持して掘削機本体
内をこの回転体の前後で隔離したので、回転体を精度良
く掘削機本体内で回動支持することができると共に、外
部からの水の浸入を容易に、且つ、確実に阻止すること
ができる。
【0029】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、トンネル掘削中に、カッタヘッドの駆動回転を停止
した後、このカッタヘッドを中空の多面体をなす回転体
内に収納し、この回転体を掘進方向に対してほぼ直交す
る回転軸線をもって所定角度回動させることで、カッタ
ヘッドを掘削機本体内に移動し、この状態でカッタヘッ
ドに装着されたカッタビットの摩耗状態の検査あるいは
磨耗したカッタビットの交換を行うようにしたので、カ
ッタヘッドを中空の多面体をなす回転体内に収納して掘
削機本体内に移動した状態で、カッタビットの摩耗状態
の検査あるいは磨耗したカッタビットの交換を行うこと
ができ、各作業を容易に行うことができ、作業者にかか
る負担を軽減して作業の安全性の向上を図ることができ
る。
ば、トンネル掘削中に、カッタヘッドの駆動回転を停止
した後、このカッタヘッドを中空の多面体をなす回転体
内に収納し、この回転体を掘進方向に対してほぼ直交す
る回転軸線をもって所定角度回動させることで、カッタ
ヘッドを掘削機本体内に移動し、この状態でカッタヘッ
ドに装着されたカッタビットの摩耗状態の検査あるいは
磨耗したカッタビットの交換を行うようにしたので、カ
ッタヘッドを中空の多面体をなす回転体内に収納して掘
削機本体内に移動した状態で、カッタビットの摩耗状態
の検査あるいは磨耗したカッタビットの交換を行うこと
ができ、各作業を容易に行うことができ、作業者にかか
る負担を軽減して作業の安全性の向上を図ることができ
る。
【図1】本発明の一実施例に係るシールド掘削機の断面
図である。
図である。
【図2】本実施例のシールド掘削機の正面図である。
【図3】掘削機本体内に装着される回転体の斜視図であ
る。
る。
【図4】回転体の支持構造を表す断面図である。
【図5】回転体の回動機構を表す概略図である。
【図6】回転体の回動機構の作動を声明するための概略
図である。
図である。
【図7】回転体の回動状態を表すシールド掘削機の断面
図である。
図である。
【図8】回転体の回動機構における他の実施例を表す概
略図である。
略図である。
11 前胴(掘削機本体) 12 後胴(掘削機本体) 15 回転体 16 回動軸 17 軸受 20,21 シール部材 22 移動体 23 スライドジャッキ(移動体駆動手段) 25 カッタヘッド 27,30 固定カッタビット 29 伸縮カッタ 32 カッタ駆動モータ(カッタヘッド駆動手段) 36 固定ピン 37,38,39,40 回動ジャッキ(回転体駆動手
段) 41 シールドジャッキ(推進手段) 52 ウインチ(回転体駆動手段)
段) 41 シールドジャッキ(推進手段) 52 ウインチ(回転体駆動手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 別所 俊彦 東京都新宿区西新宿区一丁目25番1号 大 成建設株式会社内 (72)発明者 金子 研一 東京都新宿区西新宿区一丁目25番1号 大 成建設株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前
進させる推進手段と、筒状部及び前後の球面部を有して
前記掘削機本体内に掘進方向に対してほぼ直交する回転
軸線をもって回動自在に装着された中空の回転体と、該
回転体を所定角度回動させる回転体駆動手段と、前記回
転体内に掘進方向に沿って移動自在に装着された移動体
と、該移動体の前部に駆動回転自在に装着されたカッタ
ヘッドと、該カッタヘッドの前面部に装着された多数の
カッタビットと、前記カッタヘッドを駆動回転するカッ
タヘッド駆動手段と、前記移動体を移動することで前記
カッタヘッドを前記回転体内に収納可能な移動体駆動手
段とを具えたことを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項2】 請求項1記載のトンネル掘削機におい
て、前記回転体は前記筒状部が軸受手段を介して前記掘
削機本体の内周面に支持されることで、該掘削機本体内
を掘進方向に対してほぼ直交する回転軸線をもって回動
自在であると共に、該回転体は前記前後の球面部がシー
ル部材を介して前記掘削機本体の支持枠に支持されるこ
とで、該掘削機本体内が該回転体の前後で隔離されたこ
とを特徴とするトンネル掘削機。 - 【請求項3】 筒状の掘削機本体の前部に装着されたカ
ッタヘッドを駆動回転しながら該掘削機本体を前進させ
ることで該カッタヘッドの前面部に装着された多数のカ
ッタビットが前方の地盤を破砕してトンネルを掘削する
トンネル掘削方法において、トンネル掘削中に、前記カ
ッタヘッドの駆動回転を停止した後に該カッタヘッドを
中空の多面体をなす回転体内に収納し、該回転体を掘進
方向に対してほぼ直交する回転軸線をもって所定角度回
動させることで前記カッタヘッドを前記掘削機本体内に
移動し、この状態で該カッタヘッドに装着された前記カ
ッタビットの摩耗状態の検査あるいは磨耗したカッタビ
ットの交換を行うことを特徴とするトンネル掘削方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33173495A JP3245033B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | トンネル掘削機及び掘削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33173495A JP3245033B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | トンネル掘削機及び掘削方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09170400A true JPH09170400A (ja) | 1997-06-30 |
JP3245033B2 JP3245033B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=18247014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33173495A Expired - Fee Related JP3245033B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | トンネル掘削機及び掘削方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3245033B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP33173495A patent/JP3245033B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3245033B2 (ja) | 2002-01-07 |
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