JPH09273388A - Tunnel excavator and excavation method - Google Patents
Tunnel excavator and excavation methodInfo
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- JPH09273388A JPH09273388A JP8625696A JP8625696A JPH09273388A JP H09273388 A JPH09273388 A JP H09273388A JP 8625696 A JP8625696 A JP 8625696A JP 8625696 A JP8625696 A JP 8625696A JP H09273388 A JPH09273388 A JP H09273388A
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- cutter
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機に
関し、特に、前方の地盤にカッタヘッドでは掘削が困難
な障害物が存在する場合に、この障害物を破砕してトン
ネルを掘削することのできるトンネル掘削機及びトンネ
ル掘削方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel excavator, and more particularly to a tunnel excavator for crushing an obstacle which is difficult to excavate with a cutter head in the ground in front of the excavator. The present invention relates to a tunnel excavator and a tunnel excavation method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１０に従来のシールド掘削機の概略を
示す。2. Description of the Related Art FIG. 10 schematically shows a conventional shield excavator.
【０００３】図１０に示すように、従来のシールド掘削
機において、掘削機本体としての円筒形状をなすスキン
プレート１０１の前部にはカッタヘッド１０２が回転自
在に装着されており、このカッタヘッド１０２に放射状
に取付けられたスポーク１０３には多数のカッタビット
１０４が固定されている。そして、カッタヘッド１０２
の後部にはリングギア１０５が固定される一方、スキン
プレート１０１には油圧モータ１０６が取付けられ、こ
の油圧モータ１０６の駆動ギア１０７がこのリングギア
１０５に噛み合っている。従って、油圧モータ１０６を
駆動して駆動ギア１０７を回転駆動すると、リングギア
１０５を介してカッタヘッド１０２を回転することがで
きる。As shown in FIG. 10, in a conventional shield excavator, a cutter head 102 is rotatably mounted on a front portion of a skin plate 101 having a cylindrical shape as an excavator body. A large number of cutter bits 104 are fixed to the spokes 103 radially attached to the. And the cutter head 102
A ring gear 105 is fixed to the rear portion, while a hydraulic motor 106 is attached to the skin plate 101, and a drive gear 107 of the hydraulic motor 106 meshes with the ring gear 105. Accordingly, when the hydraulic motor 106 is driven to rotate the drive gear 107, the cutter head 102 can be rotated via the ring gear 105.
【０００４】また、スキンプレート１０１にはカッタヘ
ッド１０２の後方に位置してバルクヘッド１０８が取付
けられており、カッタヘッド１０２とこのバルクヘッド
１０８との間にチャンバ室１０９が形成されている。そ
して、このチャンバ室１０９には一端がシールド掘削機
の外部に延設された送泥管１１０及び排泥管１１１の他
端が開口しており、排泥管１１１の開口部分の近傍には
掘削土砂と泥水とを攪拌、混合するアジテータ１１２が
設置されている。なお、カッタヘッド１０２には機外に
出るためのマンロック１１３が設けられている。A bulk head 108 is attached to the skin plate 101 at a position behind the cutter head 102, and a chamber chamber 109 is formed between the cutter head 102 and the bulk head 108. In addition, one end of the chamber chamber 109 is opened at the other end of a mud feed pipe 110 and a sludge discharge pipe 111 which are extended to the outside of the shield excavator, and the excavation is performed in the vicinity of the opening of the mud pipe 111. An agitator 112 for stirring and mixing the earth and sand and the muddy water is installed. The cutter head 102 is provided with a man-lock 113 for getting out of the machine.
【０００５】更に、スキンプレート１０１の後部外周辺
には円周方向に複数のシールドジャッキ１１４が並設さ
れており、このシールドジャッキ１１４がシールド掘削
機の掘進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に
構築された既設のセグメントＳに押し付けることで、そ
の反力によりスキンプレート１０１、即ち、シールド掘
削機全体を前進することができる。一方、スキンプレー
ト１０１の後部中央部にはセグメントエレクタ１１５が
装着されており、このセグメントエレクタ１１５はシー
ルドジャッキ１１４によって前進したスキンプレート１
０１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を装着してトンネルを構築することができる。Further, a plurality of shield jacks 114 are circumferentially arranged side by side around the outer periphery of the rear portion of the skin plate 101, and the shield jacks 114 extend inside the tunnel excavating behind the shield excavator in the direction of excavation. By pressing against the existing segment S built on the peripheral surface, the skin plate 101, that is, the entire shield excavator can be advanced by its reaction force. On the other hand, a segment erector 115 is attached to the center of the rear part of the skin plate 101, and the segment erector 115 is advanced by the shield jack 114.
A new segment S can be mounted in the space between 01 and the existing segment S to build a tunnel.
【０００６】従って、トンネルを掘削形成するには、ま
ず、油圧モータ１０６によりカッタヘッド１０２を回転
させながら、複数のシールドジャッキ１１４を伸長し、
既設のセグメントＳへの押し付け反力によってスキンプ
レート１０１を前進させことで、カッタヘッド１０２の
多数のカッタビット１０４が前方の地盤を掘削する。そ
して、カッタビット１０４によって掘削された土砂はチ
ャンバ室１０９内に取り込まれ、送泥管１１０から給水
されてアジテータ１１２により掘削土砂と送水とが攪
拌、混合され、排泥管１１１により外部に排出される。
次に、シールドジャッキ１１４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１１５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。Therefore, in order to excavate and form a tunnel, first, the plurality of shield jacks 114 are extended while the cutter head 102 is rotated by the hydraulic motor 106.
By advancing the skin plate 101 by the reaction force against the existing segment S, the many cutter bits 104 of the cutter head 102 excavate the ground in front. Then, the earth and sand excavated by the cutter bit 104 is taken into the chamber 109, is supplied with water from the mud pipe 110, the excavated earth and water are stirred and mixed by the agitator 112, and is discharged to the outside by the mud pipe 111. It
Next, one of the shield jacks 114 is operated in the contracting direction to form a space between the existing segment S and
A new segment S is installed in this space by the segment erector 115. By repeating this operation, a tunnel of a predetermined length is excavated and formed.
【０００７】ところで、トンネルを掘削中に、前方の地
盤に予期せぬ障害物、例えば、シートパイルや鉄筋コン
クリート杭などが発見された場合、上述した従来のシー
ルド掘削機のカッタヘッド１０２では破砕することがで
きない。そのため、従来は、作業者が機外へ出て障害物
の撤去作業を行っていた。即ち、チャンバ室１０９に圧
縮空気を送給して地下水を排出したのち、作業者がマン
ロック１１３に入ってカッタヘッド１０２の前方に圧縮
空気を送給することで、チャンバ室１０９室と同圧とす
る。そして、作業者がカッタヘッド１０２に形成された
図示しないマンホールを通ってカッタヘッド１０２の前
方に行き、土砂を排出した後、障害物に接近してピック
やガス切断機などを用いて障害物を小さく破砕し、マン
ロック１１３から外部に搬出する。なお、掘削地盤が不
安定である場合は、事前に地盤に固化剤を注入し、地盤
を固めてから作業を行う。By the way, when an unexpected obstacle such as a sheet pile or a reinforced concrete pile is found in the ground in front while excavating a tunnel, the cutter head 102 of the above-mentioned conventional shield excavator should be crushed. I can't. Therefore, conventionally, a worker has gone out of the machine to remove obstacles. That is, after the compressed air is sent to the chamber chamber 109 to discharge the groundwater, the worker enters the manlock 113 and sends the compressed air to the front of the cutter head 102, so that the same pressure as the chamber chamber 109 is obtained. And Then, the worker goes through the manhole (not shown) formed in the cutter head 102 to the front of the cutter head 102, discharges the earth and sand, and approaches the obstacle to remove the obstacle using a pick or a gas cutter. It is crushed into small pieces and carried out from the manlock 113. If the ground to be excavated is unstable, a solidifying agent is injected into the ground in advance to solidify the ground before performing the work.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のように、作業者がカッタヘッド１０２の前方に行っ
て障害物を撤去する場合には地盤の崩落を考慮し、固化
剤を注入して地盤を固めてから作業を行うこととなり、
工事費用が高くなってしまうと共に、工期が長くなって
しまうとい問題がある。また、作業員が機外にでるとい
うことは、固化剤で地盤を固めてはいても、危険を伴う
ものであり、機内から障害物を除去することが望まし
い。However, when an operator goes ahead of the cutter head 102 and removes an obstacle as in the conventional case described above, the solidifying agent is injected by considering the collapse of the ground. Work will be done after solidifying the ground,
There is a problem that the construction cost becomes high and the construction period becomes long. Further, the fact that the worker is out of the machine is dangerous even if the ground is hardened with a solidifying agent, and it is desirable to remove the obstacle from the inside of the machine.
【０００９】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、機内から掘削障害物を除去可能として作業の安
全性の向上を図ると共に工費の節減や工期の短縮を可能
として作業性の向上を図ったトンネル掘削機及びトンネ
ル掘削方法を提供することを目的とする。The present invention solves such a problem. The excavation obstacle can be removed from the inside of the machine to improve the work safety, and the work cost can be reduced and the work period can be shortened to improve the workability. It is an object of the present invention to provide a tunnel excavator and a tunnel excavating method for achieving the above.
【００１０】[0010]
【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、筒状をなす掘削機本体
と、該掘削機本体の前部に回転自在に装着されたカッタ
ヘッドと、該カッタヘッドを駆動回転するカッタヘッド
駆動手段と、前記掘削機本体に設けられた推進手段と、
前記カッタヘッドによって掘削した土砂を掘削機本体の
内部に取り込んで後方に送給して外部に排出する掘削土
砂排出手段と、前記カッタヘッド内に駆動回転可能に装
着されると共に該カッタヘッドの前面部から出没可能な
障害物破砕カッタとを具えたことを特徴とするものであ
る。A tunnel excavator according to the present invention for achieving the above object comprises a tubular excavator body and a cutter head rotatably mounted on a front portion of the excavator body. A cutter head drive means for driving and rotating the cutter head, and a propulsion means provided in the excavator body,
Excavating earth and sand discharging means for taking in the earth and sand excavated by the cutter head to the inside of the excavator body and sending it to the outside and discharging it to the outside, and a front surface of the cutter head which is rotatably mounted in the cutter head. It is characterized by having an obstacle crushing cutter that can appear and disappear from the section.
【００１１】従って、カッタヘッド駆動手段によってカ
ッタヘッドを回転駆動しながら、推進手段によって掘削
機本体を前進させることで、このカッタヘッドによって
前方の地盤が掘削され、カッタヘッドによって掘削した
土砂は掘削機本体の内部に取り込まれて掘削土砂排出手
段によって後方に送給して外部に排出されることとな
り、この掘削作業中に、前方の地盤に障害物が発見され
た場合、カッタヘッドの前面部から障害物破砕カッタを
前方に突出して駆動回転することで、この障害物破砕カ
ッタによって障害物を破砕し、掘削作業が続行される。Therefore, the excavator body is moved forward by the propulsion means while the cutter head is driven to rotate by the cutter head driving means, the front ground is excavated by the cutter head, and the earth and sand excavated by the cutter head is excavated by the excavator. When it is taken inside the main body, it is sent to the outside by the excavating earth and sand discharging means and is discharged to the outside, and if an obstacle is found on the ground in front during this excavation work, it will be By driving the obstacle crushing cutter to project forward and rotating it, the obstacle crushing cutter crushes the obstacle, and the excavation work is continued.
【００１２】また、本発明のトンネル掘削方法は、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させ
ながら、該掘削機本体を前進させることで前記カッタヘ
ッドによって前方の地盤を掘削し、該カッタヘッドによ
って掘削した土砂を掘削機本体の内部に取り込み、後方
に送給して外部に排出してトンネルを形成し、前方の地
盤に前記カッタヘッドでは掘削不能な障害物が存在する
場合には、前記カッタヘッドの内部から障害物破砕カッ
タを前方に突出し、該障害物破砕カッタを駆動回転する
ことで前記障害物を破砕し、障害物の破砕完了後、該障
害物破砕カッタを前記カッタヘッド内に収納し、再び、
前記カッタヘッドによって前方の地盤を掘削してトンネ
ルを形成するようにしたことを特徴とするものである。Further, in the tunnel excavation method of the present invention, the excavator body is advanced while the cutter head mounted on the front portion of the excavator body is driven and rotated to excavate the ground in front by the cutter head. When the earth excavated by the cutter head is taken into the inside of the excavator main body, fed backward and discharged to the outside to form a tunnel, and there is an obstacle in the front ground that cannot be excavated by the cutter head. In the above, the obstacle crushing cutter is projected forward from the inside of the cutter head, and the obstacle is crushed by driving and rotating the obstacle crushing cutter. After the crushing of the obstacle is completed, the obstacle crushing cutter is Stored in the cutter head, and again
A tunnel is formed by excavating the ground in front of the cutter head.
【００１３】従って、前方の地盤にカッタヘッドでは掘
削不能な障害物が存在する場合には、カッタヘッドの内
部から障害物破砕カッタを前方に突出し、且つ、この障
害物破砕カッタを駆動回転し、障害物を破砕することで
カッタヘッドによる掘削作業の続行が可能となる。Therefore, when there is an obstacle that cannot be excavated by the cutter head on the ground ahead, the obstacle crushing cutter is projected forward from the inside of the cutter head, and the obstacle crushing cutter is driven to rotate. By crushing the obstacles, excavation work by the cutter head can be continued.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１５】本発明のトンネル掘削機は、地盤を掘削し
てトンネルを形成するトンネルボーリングマシンやシー
ルド掘削機に適用されるものである。即ち、筒状をなす
掘削機本体の前部には回転自在なカッタヘッドが装着さ
れており、このカッタヘッドはカッタヘッド駆動手段と
しての旋回モータによって駆動回転可能となっている。
そして、この掘削機本体には推進手段としての複数の油
圧ジャッキが搭載されている。また、この掘削機本体に
はカッタヘッドによって掘削した土砂を掘削機本体の内
部に取り込んで後方に送給して外部に排出する掘削土砂
排出手段としての排泥管やスクリューコンベヤなどが設
けられている。更に、カッタヘッド内には駆動回転可能
な障害物破砕カッタが装着されており、この障害物破砕
カッタはカッタヘッドの前面部から前方に出没可能とな
っている。The tunnel excavator of the present invention is applied to a tunnel boring machine or a shield excavator that excavates the ground to form a tunnel. That is, a rotatable cutter head is attached to the front part of a tubular excavator body, and the cutter head can be driven and rotated by a turning motor as a cutter head driving means.
The excavator body is equipped with a plurality of hydraulic jacks as propulsion means. In addition, this excavator body is provided with a mud pipe, a screw conveyor, etc. as excavating earth and sand discharging means for taking in the earth and sand excavated by the cutter head into the inside of the excavator main body, feeding it backward, and discharging it to the outside. There is. Further, an obstacle crushing cutter that can be driven and rotated is mounted in the cutter head, and this obstacle crushing cutter can be projected and retracted forward from a front surface portion of the cutter head.
【００１６】従って、旋回モータによってカッタヘッド
を回転駆動しながら、油圧ジャッキによって掘削機本体
を前進させることで、この回転するカッタヘッドによっ
て前方の地盤が掘削され、カッタヘッドによって掘削し
た土砂は掘削機本体の内部に取り込まれ、排泥管などに
よって後方に送給され、外部に排出される。そして、こ
のカッタヘッドによる掘削作業中に、前方の地盤にカッ
タヘッドでは破砕不能な障害物が発見された場合、カッ
タヘッド内から障害物破砕カッタを前方に向かって突出
させ、この障害物破砕カッタによって障害物を破砕す
る。破砕された障害物の破片は土砂と共に排泥管などに
よって後方に送給され、外部に排出されることとなり、
障害物を除去した後、再び、カッタヘッドによる掘削作
業が行われる。Therefore, the excavator main body is moved forward by the hydraulic jack while the cutter head is rotationally driven by the turning motor, the excavator excavates the front ground, and the excavator excavates the earth and sand. It is taken into the inside of the main body, sent to the rear by a mud pipe, etc. and discharged to the outside. During excavation work using this cutter head, if an obstacle that cannot be crushed by the cutter head is found in the ground in front, the obstacle crushing cutter is projected forward from the inside of the cutter head, and the obstacle crushing cutter is used. Crush obstacles by. The fragments of the crushed obstacles will be sent to the outside together with the earth and sand by a mud pipe, and will be discharged to the outside.
After removing the obstacle, the excavation work by the cutter head is performed again.
【００１７】このようにカッタヘッドによる掘削作業中
に発見された障害物に対して、障害物破砕カッタを用い
て破砕して除去することで、固化剤を注入して地盤を固
めてから作業員が機外にでて障害物除去作業を行う必要
もなく、作業の安全性が確保される。The obstacles found during the excavation work by the cutter head are crushed and removed by using the obstacle crushing cutter, so that the solidifying agent is injected to solidify the ground before the worker. There is no need to go out of the machine to remove obstacles, ensuring work safety.
【００１８】また、本発明のトンネル掘削機において、
カッタヘッドの前面部には円形状の開口部が形成される
と共に、この開口部を開閉自在な開閉扉が装着されてい
る。そして、障害物破砕カッタはカッタヘッドの開口部
に対応して位置に配設されている。即ち、障害物破砕カ
ッタがカッタヘッド内に収容されたときには、この開口
部が開閉扉によって閉止され、障害物破砕カッタは隠蔽
される一方、開口部が開閉扉によって開放されたときに
は、この開口部から障害物破砕カッタをカッタヘッドの
前方に突出することができるようになっている。Further, in the tunnel excavator of the present invention,
A circular opening is formed on the front surface of the cutter head, and an opening / closing door that can open and close the opening is attached. The obstacle crushing cutter is arranged at a position corresponding to the opening of the cutter head. That is, when the obstacle crushing cutter is housed in the cutter head, the opening is closed by the opening / closing door, and the obstacle crushing cutter is concealed, while when the opening is opened by the opening / closing door, the opening is opened. The obstacle crushing cutter can be projected from the front of the cutter head.
【００１９】従って、カッタヘッドを回転させて前方の
地盤を掘削するときは、開口部が開閉扉によって閉止さ
れており、カッタヘッド内に収容された障害物破砕カッ
タは隠蔽されることで、掘削土砂から保護される。一
方、前方の地盤にカッタヘッドでは破砕不能な障害物が
発見された場合には、カッタヘッドの回転を停止し、開
閉扉によって開口部を開放し、この開口部から障害物破
砕カッタをカッタヘッドの前方に突出する。そして、こ
の障害物破砕カッタによって障害物を破砕することがで
きる。Therefore, when the cutter head is rotated to excavate the ground in front, the opening is closed by the opening / closing door, and the obstacle crushing cutter housed in the cutter head is hidden, thereby excavating. Protected from sediment. On the other hand, when an obstacle that cannot be crushed by the cutter head is found on the ground in front, the rotation of the cutter head is stopped, the opening is opened by the opening and closing door, and the obstacle crushing cutter is opened from this opening. Project in front of. Then, the obstacle can be crushed by the obstacle crushing cutter.
【００２０】また、本発明のトンネル掘削機において、
カッタヘッドの前面部には電波発信機及び電波受信機か
らなる障害物探査装置が複数装着されると共に、掘削機
本体にはカッタヘッドの回転角度を検出する角度検出器
が装着されている。そして、この電波受信機が受信した
電波の位置及び時間と角度検出器が検出したカッタヘッ
ドの回転角度とに基づいて障害物の位置を測定すること
ができる。Further, in the tunnel excavator of the present invention,
A plurality of obstacle search devices including a radio wave transmitter and a radio wave receiver are mounted on the front surface of the cutter head, and an angle detector that detects the rotation angle of the cutter head is mounted on the excavator body. Then, the position of the obstacle can be measured based on the position and time of the radio wave received by the radio wave receiver and the rotation angle of the cutter head detected by the angle detector.
【００２１】従って、カッタヘッドを回転させて前方の
地盤を掘削するとき、角度検出器はカッタヘッドの回転
角度を検出し、また、電波発信機は前方に電波を発信し
ており、前方の地盤にカッタヘッドでは破砕不能な障害
物があるときには、電波発信機から発信した電波がこの
障害物に反射してこれを電波受信機が受信することで、
障害物探査装置はこの受信した電波の位置及び時間とカ
ッタヘッドの回転角度とに基づいて障害物の位置を測定
することができ、それに合わせてカッタヘッド内から障
害物破砕カッタを前方に向かって突出させ、この障害物
破砕カッタを駆動回転して障害物を破砕する。Therefore, when the cutter head is rotated to excavate the ground in front, the angle detector detects the rotation angle of the cutter head, and the radio wave transmitter emits radio waves to the front. When there is an obstacle that cannot be crushed with the cutter head, the radio wave emitted from the radio wave transmitter is reflected by this obstacle and the radio wave receiver receives it.
The obstacle exploration device can measure the position of the obstacle based on the position and time of the received radio wave and the rotation angle of the cutter head, and in accordance with this, the obstacle crushing cutter is moved forward from inside the cutter head. The obstacle is crushed by projecting it and drivingly rotating the obstacle crushing cutter.
【００２２】また、本発明のトンネル掘削方法は、上述
したトンネル掘削機を用いて行うものであり、カッタヘ
ッドを駆動回転させながら、掘削機本体を前進させるこ
とでカッタヘッドによって前方の地盤を掘削し、掘削土
砂を掘削機本体の内部に取り込み、後方に送給して外部
に排出してトンネルを形成し、前方の地盤にカッタヘッ
ドでは掘削不能な障害物が存在する場合には、カッタヘ
ッドの内部から障害物破砕カッタを前方に突出し、この
障害物破砕カッタを駆動回転することで障害物を破砕
し、障害物の破砕完了後、障害物破砕カッタをカッタヘ
ッド内に収納し、再び、カッタヘッドによって前方の地
盤を掘削してトンネルを形成する。Further, the tunnel excavation method of the present invention is performed by using the above-described tunnel excavator, and the excavator body is moved forward while the cutter head is driven and rotated to excavate the ground in front by the cutter head. Then, the excavated soil is taken inside the excavator body, sent to the rear and discharged to the outside to form a tunnel, and if there is an obstacle in the ground ahead that cannot be excavated by the cutter head, the cutter head The obstacle crushing cutter is projected forward from the inside of the, the obstacle is crushed by driving and rotating this obstacle crushing cutter, and after the crushing of the obstacle is completed, the obstacle crushing cutter is stored in the cutter head, and again, A tunnel is formed by excavating the ground in front of the cutter head.
【００２３】従って、カッタヘッドによる掘削作業中に
発見された障害物に対して、障害物破砕カッタを用いて
破砕して除去することで、固化剤を注入して地盤を固め
てから作業員が機外にでて障害物除去作業を行う必要も
なく、作業の安全性が確保される。Therefore, the obstacle found during the excavation work by the cutter head is crushed and removed by using the obstacle crushing cutter to inject the solidifying agent to solidify the ground and then the worker. There is no need to go outside the machine to remove obstacles, and work safety is ensured.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２５】図１に本発明の一実施例に係るトンネル掘
削機としてのシールド掘削機に装着された障害物破砕カ
ッタ装置の概略、図２に破砕カッタの概略、図３に開閉
扉の側面視、図４に開閉扉の裏面視、図５に障害物探査
装置の概略、図６に障害物探査装置の探査結果を表すグ
ラフ、図７に障害物破砕カッタ装置の作動を表す概略、
図８に本実施例のシールド掘削機の概略断面、図９にこ
のシールド掘削機の正面視を示す。FIG. 1 is a schematic view of an obstacle crushing cutter device mounted on a shield excavator as a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view of the crusher cutter, and FIG. 3 is a side view of an opening / closing door. 4 is a rear view of the opening / closing door, FIG. 5 is a schematic view of the obstacle exploration device, FIG. 6 is a graph showing the exploration result of the obstacle exploration device, and FIG.
FIG. 8 shows a schematic cross section of the shield excavator of this embodiment, and FIG. 9 shows a front view of this shield excavator.
【００２６】図８及び図９に示すように、本実施例のシ
ールド掘削機において、掘削機本体としての円筒形状を
なすスキンプレート１１の前部にはカッタヘッド１２が
回転自在に装着されている。即ち、このカッタヘッド１
２に放射状に取付けられたスポーク１３には多数のカッ
タビット１４が固定されている。そして、このカッタか
っど１２にはリングギア１５が固定される一方、スキン
プレート１１には油圧モータ１６が取付けられ、このカ
ッタ旋回モータ１６の駆動ギア１７がこのリングギア１
５に噛み合っている。従って、カッタ旋回モータ１６を
駆動して駆動ギア１７を回転駆動すると、リングギア１
５を介してカッタヘッド１２を回転駆動することができ
る。As shown in FIGS. 8 and 9, in the shield excavator of this embodiment, a cutter head 12 is rotatably attached to the front portion of a cylindrical skin plate 11 as the excavator body. . That is, this cutter head 1
A large number of cutter bits 14 are fixed to the spokes 13 that are radially attached to 2. A ring gear 15 is fixed to the cutter member 12, while a hydraulic motor 16 is attached to the skin plate 11, and a drive gear 17 of the cutter turning motor 16 is attached to the ring gear 1.
It meshes with 5. Therefore, when the cutter turning motor 16 is driven to drive the drive gear 17 to rotate, the ring gear 1
The cutter head 12 can be rotationally driven via the motor 5.
【００２７】また、スキンプレート１１の前部にはカッ
タヘッド１２の後方に位置してバルクヘッド１８が取付
けられており、カッタヘッド１２とこのバルクヘッド１
８との間にチャンバ室１９が形成されている。そして、
このチャンバ室１９には一端がシールド掘削機の外部に
延設された送泥管２０及び排泥管２１の他端が開口して
おり、排泥管２１の開口部分の近傍には掘削土砂と泥水
とを攪拌、混合するアジテータ２２が設置されている。A bulkhead 18 is attached to the front of the skin plate 11 behind the cutter head 12, and the cutter head 12 and this bulkhead 1 are attached.
A chamber chamber 19 is formed between the chamber chamber 8 and the chamber 8. And
One end of the chamber chamber 19 is open at the other end of a mud pipe 20 and a sludge pipe 21 which are extended to the outside of the shield excavator. An agitator 22 for stirring and mixing muddy water is installed.
【００２８】更に、スキンプレート１１の後部外周辺に
は円周方向に複数のシールドジャッキ２３が並設されて
おり、このシールドジャッキ２３がシールド掘削機の掘
進方向後方に伸長して掘削したトンネル内周面に構築さ
れた既設のセグメントＳに押し付けることで、その反力
によりスキンプレート１１、即ち、シールド掘削機全体
を前進することができる。また、スキンプレート１１の
後部にはセグメントエレクタ２４が配設されており、こ
のセグメントエレクタ２４はシールドジャッキ２３によ
って前進したスキンプレート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を装着してトンネル
を構築することができる。Further, a plurality of shield jacks 23 are arranged side by side in the circumferential direction on the outer periphery of the rear portion of the skin plate 11, and the shield jacks 23 extend in the tunneling direction of the shield excavator and are excavated in the tunnel. By pressing against the existing segment S built on the peripheral surface, the skin plate 11, that is, the entire shield excavator can be advanced by its reaction force. Further, a segment erector 24 is arranged at the rear portion of the skin plate 11, and the segment erector 24 is advanced by the shield jack 23 and the existing segment S.
A new segment S can be mounted in the space between and to build a tunnel.
【００２９】ところで、本実施例のシールド掘削機にあ
っては、カッタヘッド１２内には、駆動回転可能であっ
てこのカッタヘッド１２の前面部から出没可能な障害物
破砕カッタ３１が多数設けられている。また、スキンプ
レート１１にはカッタヘッド１２の回転角度を検出する
角度検出器としてのエンコーダ３２が装着されると共
に、前方の地盤に存在する障害物を発見する障害物探査
装置３３が設けられている。In the shield excavator of this embodiment, the cutter head 12 is provided with a large number of obstacle crushing cutters 31 which can be driven and rotated and can be retracted from the front surface of the cutter head 12. ing. Further, an encoder 32 as an angle detector for detecting the rotation angle of the cutter head 12 is attached to the skin plate 11, and an obstacle search device 33 for detecting an obstacle existing on the ground in front is provided. .
【００３０】即ち、図１及び図２に示すように、カッタ
ヘッド１２の前面部には開口部４１が形成されており、
この開口部４１は開閉扉４２によって開閉自在となって
いる。障害物破砕カッタ３１はカッタヘッド１２内であ
って、この開口部４１に対応した位置に配設されてい
る。この障害物破砕カッタ３１において、円筒形状をな
すダイヤモンドコアカッタ４３の先端部には外周に沿っ
て多数のダイヤモンドチップ４４がろう付け固定されて
いる。このダイヤモンドコアカッタ４３の後部には一体
に形成された回転軸４５は減速機４６を介して油圧モー
タ４７に駆動連結されており、この油圧モータ４７によ
ってダイヤモンドコアカッタ４３を所定の速度で回転す
ることができる。That is, as shown in FIGS. 1 and 2, an opening 41 is formed in the front surface of the cutter head 12,
The opening 41 can be opened and closed by an opening / closing door 42. The obstacle crushing cutter 31 is arranged in the cutter head 12 at a position corresponding to the opening 41. In this obstacle crushing cutter 31, a large number of diamond tips 44 are brazed and fixed along the outer periphery to the tip of a cylindrical diamond core cutter 43. A rotary shaft 45 formed integrally with the rear portion of the diamond core cutter 43 is drivingly connected to a hydraulic motor 47 via a speed reducer 46, and the hydraulic motor 47 rotates the diamond core cutter 43 at a predetermined speed. be able to.
【００３１】ダイヤモンドコアカッタ４３の両側にはス
ライド軸４８がカッタヘッド１２に固定されており、こ
の各スライド軸４８にはそれぞれスライド体４９が移動
自在に支持され、このスライド体４９とダイヤモンドコ
アカッタ４３を回転自在に支持する減速機４６及び油圧
モータ４７とが連結部材５０によって連結されている。
そして、カッタヘッド１２に装着されたスライドジャッ
キ５１の駆動ロッド５２の先端部がこのスライド体４９
に連結されている。従って、スライドジャッキ５１を伸
縮することで、駆動ロッド５２によってスライド体４９
を前後移動することができ、このスライド体４９と連結
部材５０を介して連結されたダイヤモンドコアカッタ４
３及び減速機４６、油圧モータ４７を前後移動し、ダイ
ヤモンドコアカッタ４３をカッタヘッド１２の開口部４
１から出没することができる。Slide shafts 48 are fixed to the cutter head 12 on both sides of the diamond core cutter 43, and slide bodies 49 are movably supported on the slide shafts 48, respectively. A speed reducer 46 that rotatably supports 43 and a hydraulic motor 47 are connected by a connecting member 50.
The tip of the drive rod 52 of the slide jack 51 mounted on the cutter head 12 is attached to the slide body 49.
It is connected to. Therefore, by expanding and contracting the slide jack 51, the slide rod 49 is moved by the drive rod 52.
The diamond core cutter 4 which can be moved back and forth and is connected to the slide body 49 via a connecting member 50.
3 and the speed reducer 46 and the hydraulic motor 47 are moved back and forth to move the diamond core cutter 43 to the opening 4 of the cutter head 12.
You can appear and disappear from 1.
【００３２】一方、開口部４１を開閉自在な開閉扉４２
は、図３及び図４に示すように、円形状をなして２つの
取付部４２ａ，４２ｂが形成されている。そして、開閉
扉４２は取付部４２ａが固定ピン５３によってカッタヘ
ッド１２の内面部に枢着されることで、回動自在となっ
ている。また、カッタヘッド１２の内面部には開閉ジャ
ッキ５４が支持ピン５５によって枢着されており、この
開閉ジャッキ５４の駆動ロッド５６の先端部が開閉扉４
２は取付部４２ｂに連結ピン５７によって連結されてい
る。従って、開閉ジャッキ５４を伸長すると、図４(ａ)
に示すように、駆動ロッド５６が伸びて開閉扉４２を固
定ピン５３を支点として回動することで、開口部４１を
開放できる一方、開閉ジャッキ５４を伸縮すると、図４
(ｂ)に示すように、駆動ロッド５６が縮んで開閉扉４２
を固定ピン５３を支点として回動することで、開口部４
１を閉止できる。On the other hand, an opening / closing door 42 that can open and close the opening 41
As shown in FIGS. 3 and 4, each of the two has a circular shape and has two mounting portions 42a and 42b. The opening / closing door 42 is rotatable by the mounting portion 42a being pivotally attached to the inner surface portion of the cutter head 12 by the fixing pin 53. An opening / closing jack 54 is pivotally attached to the inner surface of the cutter head 12 by a support pin 55.
2 is connected to the mounting portion 42b by a connecting pin 57. Therefore, when the opening / closing jack 54 is extended, as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the drive rod 56 extends and the opening / closing door 42 is rotated about the fixing pin 53 as a fulcrum to open the opening 41, while the opening / closing jack 54 is expanded / contracted.
As shown in (b), the drive rod 56 contracts and the opening / closing door 42
By rotating the fixing pin 53 as a fulcrum, the opening 4
1 can be closed.
【００３３】また、障害物探査装置３３において、カッ
タヘッド１２の前面部には発信アンテナ（電波発信機）
６１と受信アンテナ（電波受信機）６２が装着されてお
り、各アンテナ６１，６２の前面部は非磁性体の耐摩耗
性に優れた強化プラスチックの保護表面部６３となって
いる。この発信アンテナ６１と受信アンテナ６２は制御
部６３に接続されており、この制御部６３は発信アンテ
ナ６１に発信する電波Ｌ1 の方向及び時間を指示し、受
信アンテナ６２から受信した電波Ｌ2 の方向及び時間が
入力される。そして、この制御部６３にはエンコーダ３
２が接続され、カッタヘッド１２の回転角度が入力され
る。従って、発信アンテナ６１から発信された電波Ｌ1
が障害物７１に反射した反射電波Ｌ2 が受信アンテナ６
２が受信すると、その受信結果が制御部６３に入力さ
れ、この制御部６３はエンコーダ３２からこのときのカ
ッタヘッド１２の回転角度が入力される。例えば、図９
に示すように、カッタヘッド１２の前方に棒状の障害物
７１が存在したとき、カッタヘッド１２の障害物探査装
置３３は４５°と１３５°の回転位置で反射電波を受信
する。このときの探査結果は、図５のグラフに示すよう
に、カッタヘッド１２の回転角度、即ち、障害物探査装
置３３の回転位置が４５°と１３５°のときに地中レー
ダエコーが表れている。このカッタヘッド１２と障害物
７１との距離Ｌは電波Ｌ1 が発信してから反射電波Ｌ2
が再び戻ってくる時間から演算によって求め、ここでは
０．５ｍとなる。In the obstacle exploration device 33, a transmitting antenna (radio wave transmitter) is provided on the front surface of the cutter head 12.
61 and a receiving antenna (radio wave receiver) 62 are attached, and the front surface of each antenna 61, 62 is a protective surface portion 63 of reinforced plastic having excellent wear resistance of a non-magnetic material. The transmitting antenna 61 and the receiving antenna 62 are connected to a control unit 63, and the controlling unit 63 instructs the direction and time of the radio wave L 1 to be transmitted to the transmission antenna 61 and controls the radio wave L 2 received from the reception antenna 62. The direction and time are entered. The control unit 63 has an encoder 3
2 is connected, and the rotation angle of the cutter head 12 is input. Therefore, the radio wave L 1 transmitted from the transmission antenna 61
The reflected radio wave L 2 reflected by the obstacle 71 is received by the receiving antenna 6
When 2 receives, the reception result is input to the control unit 63, and the control unit 63 inputs the rotation angle of the cutter head 12 at this time from the encoder 32. For example, in FIG.
As shown in, when the rod-shaped obstacle 71 exists in front of the cutter head 12, the obstacle detection device 33 of the cutter head 12 receives the reflected radio waves at the rotational positions of 45 ° and 135 °. As a result of the search at this time, as shown in the graph of FIG. 5, the underground radar echo appears when the rotation angle of the cutter head 12, that is, the rotation position of the obstacle search device 33 is 45 ° and 135 °. . The distance L between the cutter head 12 and the obstacle 71 is the reflected radio wave L 2 after the radio wave L 1 is transmitted.
Is calculated again from the time when is returned, and is 0.5 m here.
【００３４】ここで、本実施例のシールド掘削機を用い
たトンネルを掘削形成方法について説明する。図１及び
図３(ａ)に示すように、カッタヘッド１２による通常の
掘削作業では、開閉ジャッキ５４は伸縮状態にあって開
閉扉４２は開口部４１を閉止し、障害物破砕カッタ３１
（ダイヤモンドコアカッタ４３）はカッタヘッド１２内
に収容されている。この状態で、図８に示すように、ま
ず、カッタ旋回モータ１６によってカッタヘッド１２を
回転させながら、複数のシールドジャッキ２３を伸長
し、既設のセグメントＳへの押し付け反力によってスキ
ンプレート１１を前進させことで、カッタヘッド１２の
多数のカッタビット１４が前方の地盤を掘削する。そし
て、カッタビット１４によって掘削された土砂はチャン
バ室１９内に取り込まれ、送泥管２０から給水されてア
ジテータ２２により掘削土砂と送水とが攪拌、混合さ
れ、排泥管２１により外部に排出される。次に、シール
ドジャッキ２３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２４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。Here, a method of excavating and forming a tunnel using the shield excavator of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1 and FIG. 3A, in the normal excavation work using the cutter head 12, the opening / closing jack 54 is in a telescopic state, the opening / closing door 42 closes the opening 41, and the obstacle crushing cutter 31
The (diamond core cutter 43) is housed in the cutter head 12. In this state, as shown in FIG. 8, first, while rotating the cutter head 12 by the cutter turning motor 16, the plurality of shield jacks 23 are extended, and the skin plate 11 is advanced by the reaction force against the existing segment S. By doing so, the large number of cutter bits 14 of the cutter head 12 excavates the ground in front. The earth and sand excavated by the cutter bit 14 is taken into the chamber 19, supplied with water from a mud pipe 20, agitated and mixed with the excavated earth and water by an agitator 22, and discharged to the outside by an exhaust pipe 21. You. Next, one of the shield jacks 23 is operated in the contracting direction to form a space between the shield jack 23 and the existing segment S, and a new segment S is mounted in the space by the segment elector 24. By repeating this operation, a tunnel of a predetermined length is excavated and formed.
【００３５】一方、このカッタヘッド１２による掘削作
業中に、障害物探査装置３３は前方の地盤を探索してい
る。即ち、図５に示すように、発信アンテナ６１は前方
に電波Ｌ1 を発信しており、障害物７１があるとこの電
波Ｌ1 は障害物７１に反射し、受信アンテナ６２はこの
反射電波Ｌ2 を受信する。制御部６３は電波Ｌ1 の発信
から反射電波Ｌ2 の受信までの時間からカッタヘッド１
２と障害物７１との距離Ｌを演算によって求める。ま
た、この制御部６３はエンコーダ３２からこのときのカ
ッタヘッド１２の回転角度に基づき、障害物４１の位置
を求める。このようにしてカッタヘッド１２によるトン
ネル掘削作業中に、障害物探査装置３３によって前方の
地盤にカッタヘッド１２では破砕不能な障害物、例え
ば、鉄筋７０を含んだ地中杭７１が発見された場合、障
害物破砕カッタ３１を用いてこの障害物７１を破砕す
る。On the other hand, during the excavation work by the cutter head 12, the obstacle exploration device 33 searches for the ground ahead. That is, as shown in FIG. 5, the transmitting antenna 61 is transmitting a radio wave L 1 forward, and if there is an obstacle 71, this radio wave L 1 is reflected by the obstacle 71, and the receiving antenna 62 is reflected by this reflected radio wave L 1. Receive 2 The control unit 63 determines the cutter head 1 from the time from the transmission of the radio wave L 1 to the reception of the reflected radio wave L 2.
The distance L between 2 and the obstacle 71 is calculated. The control unit 63 also obtains the position of the obstacle 41 from the encoder 32 based on the rotation angle of the cutter head 12 at this time. In this way, during the tunnel excavation work by the cutter head 12, when the obstacle exploration device 33 finds an obstacle that cannot be crushed by the cutter head 12 on the ground in front, for example, an underground pile 71 including the reinforcing bar 70. The obstacle 71 is crushed using the obstacle crushing cutter 31.
【００３６】即ち、障害物探査装置３３が障害物７１に
対向するようにカッタヘッド１２の回転を停止し、図４
(ｂ)及び図７に示すように、開閉ジャッキ５４を伸長す
ることで開閉扉４２を回動し、開口部４１を開放する。
そして、スライドジャッキ５１を伸長することでスライ
ド体４９を介してダイヤモンドコアカッタ４３を前方に
移動し、このダイヤモンドコアカッタ４３をカッタヘッ
ド１２の開口部４１から突出させる。この状態で、油圧
モータ４７によってダイヤモンドコアカッタ４３を高速
で回転させながら、前進させることで、多数のダイヤモ
ンドチップ４４によって障害物７１を破砕する。That is, the rotation of the cutter head 12 is stopped so that the obstacle exploration device 33 faces the obstacle 71.
As shown in (b) and FIG. 7, the opening / closing door 54 is rotated by extending the opening / closing jack 54 to open the opening 41.
Then, by extending the slide jack 51, the diamond core cutter 43 is moved forward through the slide body 49, and the diamond core cutter 43 is projected from the opening 41 of the cutter head 12. In this state, while the diamond core cutter 43 is rotated at a high speed by the hydraulic motor 47 and is advanced, the obstacle 71 is crushed by the large number of diamond tips 44.
【００３７】このようにして回転するダイヤモンドコア
カッタ４３が障害物７１を破砕すると、カッタヘッド１
２を回転してダイヤモンドコアカッタ４３の位置を変
え、また、別のダイヤモンドコアカッタ４３によって障
害物７１を全て破砕する。そして、障害物７１の破片は
図示しないスクリューコンベヤなどによって外部に排出
する。その後、障害物７１を全て除去した後は、ダイヤ
モンドコアカッタ４３の回転を停止し、スライドジャッ
キ５１を収縮することでダイヤモンドコアカッタ４３を
後退し、開口部４１からカッタヘッド１２内に収容す
る。そして、開閉ジャッキ５４を収縮することで開閉扉
４２によって開口部４１を閉止し、再び、カッタヘッド
１２を回転させながらスキンプレート１１を前進し、カ
ッタヘッド１２によって前方の地盤を掘削してトンネル
を掘削する。When the rotating diamond core cutter 43 crushes the obstacle 71, the cutter head 1
2 is rotated to change the position of the diamond core cutter 43, and another diamond core cutter 43 is used to crush all obstacles 71. Then, the fragments of the obstacle 71 are discharged to the outside by a screw conveyor or the like (not shown). After removing all the obstacles 71, the diamond core cutter 43 is stopped from rotating and the slide jack 51 is contracted to retract the diamond core cutter 43, and the diamond core cutter 43 is accommodated in the cutter head 12 through the opening 41. Then, by contracting the opening / closing jack 54, the opening 41 is closed by the opening / closing door 42, the skin plate 11 is moved forward again while rotating the cutter head 12, and the front ground is excavated by the cutter head 12 to form a tunnel. Excavate.
【００３８】このように本実施例のシールド掘削機にあ
っては、カッタヘッド１２による掘削作業中に障害物探
査装置３３によって前方に障害物７１が発見されると、
障害物７１に対して、障害物破砕カッタ３１において、
開閉扉４２によってカッタヘッド１２の開口部４１を開
放し、この開口部４１からダイヤモンドコアカッタ４３
を突出して駆動回転することで、このダイヤモンドコア
カッタ４３によって障害物７１を容易に破砕することが
できる。そのため、障害物７１を除去するために、作業
員がカッタヘッドの前方にでて障害物の除去作業を行う
こともなくなって安全性が確保される。As described above, in the shield excavator of the present embodiment, when the obstacle search device 33 finds the obstacle 71 in the forward direction during the excavation work by the cutter head 12,
For the obstacle 71, in the obstacle crushing cutter 31,
The opening 41 of the cutter head 12 is opened by the opening / closing door 42, and the diamond core cutter 43 is opened from this opening 41.
The obstacle 71 can be easily crushed by the diamond core cutter 43 by projecting and rotating. Therefore, in order to remove the obstacle 71, the worker does not have to go to the front of the cutter head to remove the obstacle, and the safety is ensured.
【００３９】[0039]
【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、筒状をなす掘削
機本体の前部に回転自在なカッタヘッドを装着してカッ
タヘッド駆動手段によって駆動回転可能とすると共に、
掘削機本体を推進手段によって前進可能とし、また、カ
ッタヘッドによって掘削した土砂を掘削機本体の内部に
取り込んで掘削土砂排出手段によって後方に送給して外
部に排出可能とし、カッタヘッド内に駆動回転可能であ
ってこのカッタヘッドの前面部から出没可能な障害物破
砕カッタを設けたので、カッタヘッドでは掘削できない
障害物に対して、障害物破砕カッタを用いて破砕して除
去することができ、作業員が機外にでて障害物除去作業
を行う必要もなく、機内から容易に障害物の除去を可能
として作業性及び安全性の向上を図ることができると共
に、工費の節減や工期の短縮を可能とすることができ
る。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the tunnel excavator of the present invention, a rotatable cutter head is attached to the front portion of the excavator body having a cylindrical shape. It can be driven and rotated by drive means,
The excavator body can be moved forward by the propulsion means, and the earth and sand excavated by the cutter head can be taken inside the excavator body and sent to the outside by the excavated earth and sand discharge means to be discharged to the outside, and driven inside the cutter head. Since an obstacle crushing cutter that is rotatable and can appear and disappear from the front of the cutter head is provided, obstacles that cannot be excavated by the cutter head can be crushed and removed using the obstacle crushing cutter. In addition, it is possible for workers to easily remove obstacles from inside the machine to improve the workability and safety without needing to go to the outside of the machine to remove the obstacles. It can be shortened.
【００４０】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
カッタヘッドの前面部に開口部が形成されると共にこの
開口部を開閉自在な開閉扉を装着し、障害物破砕カッタ
がカッタヘッド内に収容されたときには、開口部が開閉
扉によって閉止されて障害物破砕カッタを隠蔽する一
方、開口部が開閉扉によって開放されたときには、開口
部から障害物破砕カッタをカッタヘッドの前方に突出可
能としたので、カッタヘッドによる掘削中は、開閉扉が
開口部を閉止してカッタヘッド内の障害物破砕カッタを
隠蔽し、掘削土砂から保護することができる一方、障害
物が発見されると、この開閉扉によって開口部を開放
し、障害物破砕カッタをすぐにカッタヘッドの前方に突
出することができる。According to the tunnel excavator of the present invention,
An opening is formed in the front of the cutter head, and an opening / closing door that can open and close this opening is attached.When the obstacle crushing cutter is housed in the cutter head, the opening is closed by the opening / closing door and the obstacle is obstructed. While the object crushing cutter is concealed, when the opening is opened by the opening / closing door, the obstacle crushing cutter can be projected from the opening to the front of the cutter head. Can be closed to conceal the obstacle crushing cutter in the cutter head and protect it from excavated sand, while when an obstacle is found, this opening and closing door opens the opening to immediately remove the obstacle crushing cutter. Can be projected forward of the cutter head.
【００４１】また、本発明のトンネル掘削機によれば、
カッタヘッドの前面部に電波発信機及び電波受信機から
なる障害物探査装置を複数装着すると共に、掘削機本体
にカッタヘッドの回転角度を検出する角度検出器を装着
し、電波受信機が受信した電波の位置及び時間と角度検
出器が検出したカッタヘッドの回転角度とに基づいて障
害物の位置を測定する可能としたので、前方の地盤にカ
ッタヘッドでは破砕不能な障害物があるときには、送受
信した電波とカッタヘッドの回転角度から容易にこの障
害物の位置を測定することができ、それに合わせてカッ
タヘッド内から障害物破砕カッタを前方に向かって突出
させることで、障害物を正確に破砕する。Further, according to the tunnel excavator of the present invention,
The front of the cutter head was equipped with multiple obstacle detection devices consisting of radio wave transmitters and radio wave receivers, and the excavator body was equipped with an angle detector that detects the rotation angle of the cutter head. Since it is possible to measure the position of the obstacle based on the position and time of the radio wave and the rotation angle of the cutter head detected by the angle detector, when there is an obstacle in the front ground that cannot be crushed by the cutter head, transmission and reception is performed. The position of this obstacle can be easily measured from the generated radio wave and the rotation angle of the cutter head, and the obstacle is crushed accurately by protruding the cutter crushing forward from the inside of the cutter head accordingly. To do.
【００４２】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、カッタヘッドを駆動回転させながら掘削機本体を前
進させることでカッタヘッドによって前方の地盤を掘削
し、掘削した土砂を掘削機本体の内部に取り込んで後方
に送給して外部に排出することでトンネルを形成し、前
方の地盤にカッタヘッドでは掘削不能な障害物が存在す
る場合には、カッタヘッドの内部から障害物破砕カッタ
を前方に突出し、この障害物破砕カッタを駆動回転して
障害物を破砕し、破砕完了後、障害物破砕カッタをカッ
タヘッド内に収納し、再び、カッタヘッドによって前方
の地盤を掘削してトンネルを形成するようにしたので、
カッタヘッドによる掘削作業中に発見された障害物に対
して、障害物破砕カッタを用いて破砕して除去すること
ができ、作業者が機外に出る必要がなくなって安全を確
保することができる。Further, according to the tunnel excavation method of the present invention, the excavator main body is moved forward while the cutter head is driven and rotated to excavate the ground in front of the excavator by the cutter head, and the excavated earth and sand are placed inside the excavator main body. A tunnel is formed by taking in, feeding it to the rear, and discharging it to the outside.If there is an obstacle in the front ground that cannot be excavated by the cutter head, the obstacle crushing cutter is moved forward from the inside of the cutter head. It projects and rotates this obstacle crushing cutter to drive and crush the obstacle.After the crushing is completed, the obstacle crushing cutter is stored in the cutter head, and the front ground is excavated again by the cutter head to form a tunnel. I did so,
Obstacles found during excavation work with the cutter head can be crushed and removed using the obstacle crushing cutter, and it is not necessary for the operator to go out of the machine to ensure safety. .
【図１】本発明の一実施例に係るトンネル掘削機として
のシールド掘削機に装着された障害物破砕カッタ装置の
概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an obstacle crushing cutter device mounted on a shield excavator as a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.
【図２】破砕カッタの概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a crushing cutter.
【図３】開閉扉の側面図である。FIG. 3 is a side view of an opening / closing door.
【図４】開閉扉の裏面図である。FIG. 4 is a back view of the opening / closing door.
【図５】障害物探査装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an obstacle exploration device.
【図６】障害物探査装置の探査結果を表すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing a search result of the obstacle search device.
【図７】障害物破砕カッタ装置の作動を表す概略図であ
る。FIG. 7 is a schematic view showing the operation of the obstacle crushing cutter device.
【図８】本実施例のシールド掘削機の概略断面図であ
る。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the shield excavator of this embodiment.
【図９】シールド掘削機の正面図である。FIG. 9 is a front view of the shield excavator.
【図１０】従来のシールド掘削機の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a conventional shield excavator.
１１ スキンプレート（掘削機本体） １２ カッタヘッド １６ カッタ旋回モータ（カッタヘッド駆動手段） ２１ 排泥管（掘削土砂排出手段） ２３ シールドジャッキ（推進手段） ２４ セグメントエレクタ ３１ 障害物破砕カッタ ３２ エンコーダ ３３ 障害物探査装置 ４１ 開口部 ４２ 開閉扉 ４３ ダイヤモンドカッタ ４７ 駆動モータ ５１ スライドジャッキ ５４ 開閉ジャッキ 11 Skin Plate (Excavator Main Body) 12 Cutter Head 16 Cutter Rotating Motor (Cutter Head Driving Means) 21 Mud Pipe (Drilling Sediment Discharging Means) 23 Shield Jack (Propulsion Means) 24 Segment Elector 31 Obstacle Crushing Cutter 32 Encoder 33 Obstacle Object exploration device 41 Opening 42 Opening / closing door 43 Diamond cutter 47 Drive motor 51 Slide jack 54 Opening / closing jack
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 幸司 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Yamazaki 1-1-1 Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Kobe Shipyard
Claims (4)
の前部に回転自在に装着されたカッタヘッドと、該カッ
タヘッドを駆動回転するカッタヘッド駆動手段と、前記
掘削機本体に設けられた推進手段と、前記カッタヘッド
によって掘削した土砂を掘削機本体の内部に取り込んで
後方に送給して外部に排出する掘削土砂排出手段と、前
記カッタヘッド内に駆動回転可能に装着されると共に該
カッタヘッドの前面部から出没可能な障害物破砕カッタ
とを具えたことを特徴とするトンネル掘削機。1. A tubular excavator main body, a cutter head rotatably mounted on a front portion of the excavator main body, cutter head driving means for driving and rotating the cutter head, and the excavator main body. Providing means provided, excavated earth and sand discharge means for taking in the earth and sand excavated by the cutter head into the inside of the excavator main body, feeding it backward and discharging it to the outside, and rotatably mounted inside the cutter head. A tunnel excavator, which further comprises an obstacle crushing cutter capable of appearing and retracting from the front surface of the cutter head.
て、前記カッタヘッドの前面部には開口部が形成される
と共に該開口部を開閉自在な開閉扉が装着され、前記障
害物破砕カッタが前記カッタヘッド内に収容されたとき
には、前記開口部が前記開閉扉によって閉止されて該障
害物破砕カッタが隠蔽される一方、前記開口部が前記開
閉扉によって開放されたときには、該開口部から前記障
害物破砕カッタが前記カッタヘッドの前方に突出可能で
あることを特徴とするトンネル掘削機。2. The tunnel excavator according to claim 1, wherein an opening is formed in a front surface of the cutter head, and an opening / closing door that can open and close the opening is attached to the cutter crushing cutter. When stored in the cutter head, the opening is closed by the opening / closing door to conceal the obstacle crushing cutter, while when the opening is opened by the opening / closing door, the obstacle is opened from the opening. A tunnel excavator characterized in that an object crushing cutter can project in front of the cutter head.
て、前記カッタヘッドの前面部には電波発信機及び電波
受信機からなる障害物探査装置が複数装着されると共
に、前記掘削機本体には前記カッタヘッドの回転角度を
検出する角度検出器が装着され、前記電波受信機が受信
した電波の位置及び時間と前記角度検出器が検出した前
記カッタヘッドの回転角度とに基づいて前記障害物の位
置を測定することを特徴とするトンネル掘削機。3. The tunnel excavator according to claim 1, wherein a plurality of obstacle exploration devices including a radio wave transmitter and a radio wave receiver are mounted on a front surface of the cutter head, and the excavator body is provided with the obstacle exploration device. An angle detector for detecting the rotation angle of the cutter head is attached, and the position of the obstacle based on the position and time of the radio wave received by the radio wave receiver and the rotation angle of the cutter head detected by the angle detector. A tunnel excavator characterized by measuring.
ッドを駆動回転させながら、該掘削機本体を前進させる
ことで前記カッタヘッドによって前方の地盤を掘削し、
該カッタヘッドによって掘削した土砂を掘削機本体の内
部に取り込み、後方に送給して外部に排出してトンネル
を形成し、前方の地盤に前記カッタヘッドでは掘削不能
な障害物が存在する場合には、前記カッタヘッドの内部
から障害物破砕カッタを前方に突出し、該障害物破砕カ
ッタを駆動回転することで前記障害物を破砕し、障害物
の破砕完了後、該障害物破砕カッタを前記カッタヘッド
内に収納し、再び、前記カッタヘッドによって前方の地
盤を掘削してトンネルを形成するようにしたことを特徴
とするトンネル掘削方法。4. The excavator body is moved forward while the cutter head mounted on the front part of the excavator body is driven to rotate, whereby the excavator body is excavated to excavate the front ground,
When the earth and sand excavated by the cutter head is taken into the inside of the excavator main body, it is sent backward and discharged to the outside to form a tunnel, and when there is an obstacle in the front ground that cannot be excavated by the cutter head. Is a structure in which the obstacle crushing cutter is projected forward from the inside of the cutter head, and the obstacle crushing cutter is driven and rotated to crush the obstacle, and after the crushing of the obstacle is completed, the obstacle crushing cutter is A method for excavating a tunnel, characterized in that the tunnel is formed by accommodating in a head, and excavating the ground in front by the cutter head again.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8625696A JPH09273388A (en) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Tunnel excavator and excavation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8625696A JPH09273388A (en) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Tunnel excavator and excavation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09273388A true JPH09273388A (en) | 1997-10-21 |
Family
ID=13881750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8625696A Withdrawn JPH09273388A (en) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | Tunnel excavator and excavation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09273388A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011052402A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Ohbayashi Corp | Shield machine and excavation method using the same |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8625696A patent/JPH09273388A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011052402A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Ohbayashi Corp | Shield machine and excavation method using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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