JPH10252386A - Device for overbreak - Google Patents

Device for overbreak

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JPH10252386A
JPH10252386A JP6045997A JP6045997A JPH10252386A JP H10252386 A JPH10252386 A JP H10252386A JP 6045997 A JP6045997 A JP 6045997A JP 6045997 A JP6045997 A JP 6045997A JP H10252386 A JPH10252386 A JP H10252386A
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cutter head
cutter
disk
hydraulic jack
saddle case
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Toshifumi Inoue
年史 井上
Yoshihiro Uchiyama
吉宏 内山
Tetsuo Yamamori
哲夫 山森
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily take excavated earth and sand into a chamber with an overbreak device miniaturized by a method wherein one side of a saddle case with a disk cutter rotatively mounted thereon is supported turnably while a hydraulic jack is connected to the other side thereof. SOLUTION: A saddle case 44 with a second disk cutter 53 rotatively supported thereon with a rotational shaft 52 is arranged between guide plates 42 and 43 fixed to a cutter head frame 16, and fixing parts 45a, 45b on one side thereof are turnably connected to the guide plates 42, 43 with support shafts 47a, 47b while fixing parts 46a, 46b on the other side are connected through a connecting shaft 51 to a driving rod 50 of a hydraulic jack 48 mounted swingably with a swing shaft 49 to the cutter head frame 16. Thereby, the saddle case 44 supported in sliding with the guide plates 42, 43 is swung by the hydraulic jack 48, and overbreak is made at the tunnel wall surface with the second disk cutter 53 projected and retracted. Accordingly, excavated earth and sand can be taken in easily with the hydraulic jack 48 miniaturized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、異形断面形状のト
ンネルを掘削したり、掘進方向制御を行うためなどに適
用される余堀装置、並びに、この余堀装置を具備したト
ンネル掘削機、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 an excavation device for excavating a tunnel having an irregular cross-sectional shape and controlling the direction of excavation, and a tunnel excavator and a tunnel equipped with the excavation device. Excavation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的なトンネル掘削機は円筒形の掘削
機本体の前部に円形のカッタヘッドが回転自在に装着さ
れてなり、このカッタヘッドに装着された駆動モータに
よってカッタヘッドが旋回させながら、掘削機本体を前
進させることで、地盤を掘削してトンネルを構築するも
のである。
2. Description of the Related Art In a general tunnel excavator, a circular cutter head is rotatably mounted on a front portion of a cylindrical excavator body, and the cutter head is turned by a drive motor mounted on the cutter head. While the excavator body is moved forward, the ground is excavated to construct a tunnel.

【0003】ところで、掘削形成するトンネルは、地下
鉄が走行するためのものの他に、駅の地下道や下水道な
どとして用いられるものがあり、そのトンネルの断面は
円形のみならず、楕円形や四角形、馬蹄形などとなって
いる。ところが、このような円形以外の異形断面のトン
ネルは上述したようなトンネル掘削機で掘削形成するこ
とはできない。そのため、異形断面のトンネルを形成す
るには、トンネル掘削機にて円形断面のトンネルを形成
し、その後、トンネル内壁部を作業者の手掘りによって
掘削し、異形断面のトンネルを形成していた。
[0003] By the way, tunnels to be formed by excavation are used not only for subways, but also for underground passages and sewers of stations. The cross sections of the tunnels are not only circular, but also elliptical, square, and horseshoe-shaped. And so on. However, such a tunnel having an irregular cross section other than the circular shape cannot be formed by the above-described tunnel excavator. Therefore, in order to form a tunnel having an irregular cross section, a tunnel having a circular cross section is formed by a tunnel excavator, and then the inner wall portion of the tunnel is excavated by hand digging by an operator to form a tunnel having an irregular cross section.

【0004】ところが、作業者の手堀りによるトンネル
の掘削作業は重労働であると共に、作業時間が長くかか
ってしまい、作業性がよくないという問題があり、異形
断面のトンネルを掘削するトンネル掘削機が各種提案さ
れている。
However, the excavation work of the tunnel by the operator's hand digging is a heavy labor and requires a long working time, which is a problem that the workability is not good. Have been proposed.

【0005】[0005]

【従来の技術】図5に従来の余堀装置を具備したシール
ド掘削機の概略、図6に従来の余堀装置の正面視、図7
に図6のVII−VII断面、図8に従来の別の余堀装置を表
すシールド掘削機の正面視を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a schematic diagram of a shield excavator equipped with a conventional excavator, FIG. 6 shows a front view of the conventional excavator, FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6, and FIG. 8 is a front view of a shield excavator showing another conventional excavating device.

【0006】図5に示すように、従来の余堀装置を具備
したシールド掘削機において、掘削機本体は前胴101と
後胴102とからなり、この前胴101と後胴102とは球面軸
受103によって屈曲自在に連結されると共に、両者の間
には連結ジャッキ104が架設されている。この前胴101の
前部にはカッタヘッド105が回転自在に装着されてお
り、このカッタヘッド105の前面には多数のディスクカ
ッタ106が装着されている。そして、カッタヘッド105に
はリングギア107が固定される一方、前胴101には旋回モ
ータ108が取付けられ、この旋回モータ108の駆動ギア10
9がこのリングギア107に噛み合っている。従って、旋回
モータ108を駆動して駆動ギア109を回転駆動すると、リ
ングギア107を介してカッタヘッド105を回転することが
できる。
As shown in FIG. 5, in a shielded excavator equipped with a conventional overhanging device, the excavator body includes a front body 101 and a rear body 102, and the front body 101 and the rear body 102 are spherical bearings. A connecting jack 104 is provided between the two so as to be flexibly connected by 103. A cutter head 105 is rotatably mounted on a front portion of the front body 101, and a number of disk cutters 106 are mounted on a front surface of the cutter head 105. A ring gear 107 is fixed to the cutter head 105, and a turning motor 108 is attached to the front body 101.
9 meshes with the ring gear 107. Accordingly, when the rotation motor 108 is driven to rotate the drive gear 109, the cutter head 105 can be rotated via the ring gear 107.

【0007】また、前胴101にはカッタヘッド105の後方
に位置してバルクヘッド110が取付けられており、カッ
タヘッド105とこのバルクヘッド110との間にはチャンバ
室111が形成されている。そして、このチャンバ室111に
は一端がシールド掘削機の外部に延設された送泥管112
及び排泥管113の他端が開口している。なお、バルクヘ
ッド110には機内からチャンバ室111側に出るためのマン
ロック114が設けられている。
[0007] A bulkhead 110 is mounted on the front body 101 behind the cutter head 105, and a chamber 111 is formed between the cutter head 105 and the bulkhead 110. The chamber chamber 111 has a mud pipe 112 having one end extending outside the shield excavator.
And the other end of the exhaust pipe 113 is open. The bulkhead 110 is provided with a man lock 114 for exiting from the inside of the apparatus to the chamber room 111 side.

【0008】後胴102の内周面には円周方向に複数のシ
ールドジャッキ115が並設されており、このシールドジ
ャッキ115のスプレッダ116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
前胴101及び後胴102を前進することができる。また、後
胴102にはリング状の固定板117が固定され、この固定板
117には旋回リング118が旋回自在に支持され、モータ11
9によって駆動回転可能となっている。そして、この旋
回リング118にセグメントエレクタ120が装着されてい
る。このセグメントエレクタ120は、シールドジャッキ1
15によって前進した前胴101及び後胴101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
ンネルを構築するものである。
A plurality of shield jacks 115 are arranged in a circumferential direction on the inner peripheral surface of the rear trunk 102, and the spreader 116 of the shield jack 115 extends rearward in the direction of excavation of the shield excavator to excavate the tunnel. By pressing against the existing segment S constructed on the inner peripheral surface, the front trunk 101 and the rear trunk 102 can be advanced by the reaction force. A ring-shaped fixing plate 117 is fixed to the rear trunk 102, and the fixing plate 117
A swivel ring 118 is rotatably supported on the 117 and the motor 11
9 enables drive rotation. The segment elector 120 is mounted on the revolving ring 118. This segment erector 120 is a shield jack 1
A new segment S is mounted in a space between the front and rear trunks 101 and 101 advanced by 15 and the existing segment S to construct a tunnel.

【0009】このように構成されたシールド掘削機にお
いて、カッタヘッド105の外周部にはトンネルの壁面を
余掘りするための余堀装置201が装着されている。即
ち、図5乃至図7に示すように、カッタヘッド105を構
成するカッタヘッドフレーム202には支持筒203が固定さ
れ、この支持筒203内にはサドルケース204が移動自在に
支持されており、このサドルケース204内には回転軸205
によってカッタディスク206が回転自在に支持されてい
る。また、カッタヘッドフレーム202には取付ブラケッ
ト207によって油圧ジャッキ208が装着されており、この
油圧ジャッキ208の駆動ロッド209の先端部は連結部210
によってサドルケース204に連結されている。従って、
油圧ジャッキ208を駆動して駆動ロッド209を伸縮駆動す
ることで、サドルケース204を介してカッタディスク206
をカッタヘッド105から出没させることができる。
In the shield excavator thus constructed, an excavating device 201 for excavating the tunnel wall surface is mounted on the outer peripheral portion of the cutter head 105. That is, as shown in FIGS. 5 to 7, a support cylinder 203 is fixed to the cutter head frame 202 constituting the cutter head 105, and a saddle case 204 is movably supported in the support cylinder 203. In this saddle case 204, there is a rotating shaft 205
The cutter disk 206 is rotatably supported by the blade. A hydraulic jack 208 is mounted on the cutter head frame 202 by a mounting bracket 207, and a distal end of a driving rod 209 of the hydraulic jack 208 is connected to a connecting portion 210.
To the saddle case 204. Therefore,
By driving the hydraulic jack 208 to extend and retract the drive rod 209, the cutter disc 206 is inserted through the saddle case 204.
From the cutter head 105.

【0010】従って、トンネルを掘削形成するには、ま
ず、旋回モータ108によってカッタヘッド105を回転させ
ながら、複数のシールドジャッキ115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前胴101及び後
胴101を前進させことで、カッタヘッド105の多数のディ
スクカッタ106が前方の地盤を掘削する。そして、ディ
スクカッタ106によって掘削された土砂はチャンバ室111
内に取り込まれ、送泥管112から給水された水と共に排
泥管113により外部に排出される。次に、シールドジャ
ッキ115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12
0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 115 are extended while rotating the cutter head 105 by the turning motor 108, and the front body 101 and the front trunk 101 are pressed by the reaction force against the existing segment S. By moving the rear trunk 101 forward, a number of disk cutters 106 of the cutter head 105 excavate the ground in front. The earth and sand excavated by the disc cutter 106 is supplied to the chamber 111.
The water is taken in, and discharged to the outside by the drain pipe 113 together with the water supplied from the drain pipe 112. Next, one of the shield jacks 115 is operated in the contraction direction to form a space between the shield jack 115 and the existing segment S.
By 0, a new segment S is mounted in this space.
By repeating this operation, a tunnel of a predetermined length is excavated and formed.

【0011】そして、カッタヘッド105に装着された多
数のディスクカッタ106が掘削したトンネルに対して余
掘りが必要である場合には、カッタヘッド105を回転し
ながら、余堀装置201の油圧ジャッキ208を駆動し、駆動
ロッド209を必要に応じて伸縮駆動する。すると、サド
ルケース204と共にカッタディスク206がカッタヘッド10
5から出没することとなり、このカッタディスク206によ
ってトンネルの壁面を余掘りしてカッタヘッド105より
も外方の地盤を掘削し、楕円断面や矩形断面形状などの
トンネル掘削することができる。
When a large number of disc cutters 106 mounted on the cutter head 105 need to be dug into the tunnel excavated, the hydraulic jack 208 of the excavating device 201 is rotated while rotating the cutter head 105. Is driven, and the drive rod 209 is driven to expand and contract as necessary. Then, the cutter disk 206 is moved together with the saddle case 204 into the cutter head 10.
5, the cutter disk 206 allows the tunnel wall to be dug out by excavating the wall surface of the tunnel and excavating the ground outside the cutter head 105.

【0012】また、従来の余堀装置としては、余堀装置
201の他に図8に示すものがある。即ち、図8に示すよ
うに、従来の余堀装置301において、カッタヘッド302の
前面に設けられたカッタスポーク303をヒンジピン304に
よって回動自在とすると共に、油圧ジャッキ305によっ
て回動可能とし、このカッタスポーク303に前方地盤掘
削用のカッタディスク306と余掘り用のカッタディスク3
07を装着している。
[0012] Further, as a conventional overhanging device,
Other than 201, there is one shown in FIG. That is, as shown in FIG. 8, in the conventional excavating device 301, the cut-spoke 303 provided on the front surface of the cutter head 302 is made rotatable by the hinge pin 304 and rotatable by the hydraulic jack 305. A cutter disk 306 for excavating the ground in front and a cutter disk 3 for extra digging on the cutter spoke 303
07 is installed.

【0013】従って、油圧ジャッキ306を伸縮駆動する
ことで、カッタスポーク303を介してカッタディスク30
6,307がカッタヘッド302から出没することとなり、こ
のカッタディスク307によってトンネルの壁面を余掘り
してカッタヘッド302よりも外方の地盤を掘削し、楕円
断面や矩形断面形状などのトンネル掘削することができ
る。
[0013] Therefore, by driving the hydraulic jack 306 to expand and contract, the cutter disc 30 is cut through the cutter spoke 303.
6 and 307 appear and disappear from the cutter head 302, and the cutter disc 307 excavates the wall of the tunnel to excavate the ground outside the cutter head 302, and performs tunnel excavation such as an elliptical cross section or a rectangular cross section. be able to.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の余堀装置を具備したシールド掘削機にあっては、種
々の問題があった。シールド掘削機は、前述したよう
に、カッタヘッド105の多数のディスクカッタ106が前方
の地盤を掘削すると、掘削土砂がカッタヘッド105に形
成された図示しない開口部からチャンバ室111内に取り
込まれる。そのため、このカッタヘッド105の開口部か
ら掘削土砂、例えば、礫や岩石などを取り込みやすいよ
うに、カッタヘッド105の後方、即ち、ディスクカッタ1
06の後部には何も配設せずに空間部であることが望まし
い。ところが、従来の余堀装置201にあっては、サドル
ケース204の後方にカッタディスク206を外方に出没させ
るための油圧ジャッキ208が位置しており、この油圧ジ
ャッキ208が掘削土砂をチャンバ室111に取り込む際の邪
魔となってしまう。また、カッタディスク206は油圧ジ
ャッキ208の駆動によってカッタヘッド105の径方向外方
に突出するが、この場合、カッタディスク206の突出方
向と掘削機自体の掘削方向とが異なる。そのため、この
カッタディスク206には大きな掘削反力が作用すること
となり、油圧ジャッキ208を大型化せざるを得ない。
However, there are various problems with the shield excavator provided with the above-mentioned conventional excavating device. As described above, when a large number of disk cutters 106 of the cutter head 105 excavate the ground in front of the shield excavator, excavated earth and sand is taken into the chamber 111 from an opening (not shown) formed in the cutter head 105. Therefore, in order to easily take in excavated earth and sand, such as gravel and rock, from the opening of the cutter head 105, the disk cutter 1
It is desirable that nothing is arranged at the rear of 06 and that it is a space. However, in the conventional overhanging device 201, a hydraulic jack 208 is provided behind the saddle case 204 so that the cutter disk 206 can be made to protrude and retract outwardly. It will be a hindrance when importing into. The cutter disk 206 projects radially outward of the cutter head 105 by driving the hydraulic jack 208. In this case, the direction in which the cutter disk 206 projects is different from the direction in which the excavator itself excavates. Therefore, a large excavation reaction force acts on the cutter disc 206, and the hydraulic jack 208 must be increased in size.

【0015】また、この従来の余堀装置301にあって
は、油圧ジャッキ306を駆動して余掘り用のカッタディ
スク307をカッタヘッド302から突出させるときに、前方
地盤掘削用のカッタディスク306をも移動させることと
なり、前述した余堀装置201以上に油圧ジャッキ305を大
型化しなければならない。更に、この余堀装置301で
は、異なる目的のカッタディスク306,307をカッタスポ
ーク303に装着しているため、このカッタスポーク303に
作用する2つの荷重に耐え得るように強度を確保する必
要から、このカッタスポーク303も大型化しなければな
らない。
Further, in the conventional excavating device 301, when the hydraulic jack 306 is driven to cause the cutter disk 307 for excavation to protrude from the cutter head 302, the cutter disk 306 for excavating the ground in the front is removed. The hydraulic jack 305 must be larger than the above-described overhanging device 201. Further, in the overhanging device 301, since the cutter disks 306 and 307 for different purposes are mounted on the cut-spoke 303, it is necessary to secure the strength so as to withstand two loads acting on the cut-spoke 303. This Katas Spoke 303 also needs to be enlarged.

【0016】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、掘削土砂の排出作業の邪魔にならずに作業性の
向上を図ると共に、支持強度を十分に確保する一方で小
型化を図った余掘装置、トンネル掘削機、トンネル掘削
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and it is intended to improve workability without hindering the work of discharging excavated earth and sand, and at the same time, to ensure sufficient support strength and to reduce the size. It is an object of the present invention to provide a surveillance device, a tunnel excavator, and a tunnel excavation method.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の余堀装置は、本体の前面部に駆動回転可能
に装着されたカッタヘッドに対して該カッタヘッドの外
周部に外方に出没自在に装着された余堀装置において、
箱型形状をなすサドルケース内にディスクカッタが回転
軸によって回転自在に装着され、該サドルケースが前記
カッタヘッドの外周部に配設され、該サドルケースの一
側部が前記回転軸と平行で且つ掘進方向にほぼ沿った支
持軸によって回動自在に回動自在に支持される一方、他
側部が前記カッタヘッドに装着された油圧ジャッキの駆
動ロッドに連結されたことを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an overhanging device for driving a cutter head rotatably mounted on a front portion of a main body. In an overhanging device mounted so that it can come and go
A disk cutter is rotatably mounted by a rotating shaft in a box-shaped saddle case, the saddle case is disposed on an outer peripheral portion of the cutter head, and one side of the saddle case is parallel to the rotating shaft. And, while being rotatably supported by a support shaft substantially along the excavation direction, the other side is connected to a drive rod of a hydraulic jack mounted on the cutter head. is there.

【0018】また、本発明の余堀装置において、前記サ
ドルケースは、前面部及び後面部が前記カッタヘッドに
設けられた前後一対の案内面によって摺動自在に支持さ
れたことを特徴とするものである。
[0018] In the spare apparatus according to the present invention, the saddle case has a front surface and a rear surface slidably supported by a pair of front and rear guide surfaces provided on the cutter head. It is.

【0019】また、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、
前記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、該カッタヘッドの前面部に装着された複数の第
1ディスクカッタと、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、前記カッタヘッドの外周部に
配設されて一側部が前記掘削機本体の掘進方向にほぼ沿
った支持軸によって回動自在に回動自在に支持された箱
型形状をなすサドルケースと、該サドルケース内に前記
支持軸と平行な回転軸によって回転自在に装着された第
2ディスクカッタと、前記カッタヘッドに装着されて駆
動ロッドの先端部が前記サドルケースの他側部に連結さ
れることで前記第2ディスクカッタを出没自在とする油
圧ジャッキとを具えたことを特徴とするものである。
The tunnel excavator according to the present invention comprises: a tubular excavator body; a propulsion means for moving the excavator body forward;
A cutter head rotatably mounted on a front part of the excavator body, a plurality of first disk cutters mounted on a front part of the cutter head, cutter head driving means for driving and rotating the cutter head, A box-shaped saddle case which is arranged on an outer peripheral portion of the cutter head and one side of which is rotatably supported by a support shaft substantially along the excavating direction of the excavator body, and the saddle; A second disc cutter rotatably mounted in the case by a rotation shaft parallel to the support shaft, and a tip of a drive rod mounted on the cutter head and connected to the other side of the saddle case. And a hydraulic jack for allowing the second disk cutter to freely move in and out.

【0020】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複数の第1ディスクカッタが前方
の地盤を掘削してトンネルを形成するトンネル掘削方法
において、箱型形状をなして内部に第2ディスクカッタ
が回転軸によって回転自在に装着されたサドルケースが
前記カッタヘッドの外周部に配設されて一側部が掘進方
向にほぼ沿った支持軸によって枢着される一方、他側部
が前記カッタヘッドに装着された油圧ジャッキの駆動ロ
ッドに連結されており、前記第1ディスクカッタによる
地盤掘削に伴って該油圧ジャッキを駆動して前記第2デ
ィスクカッタを出没させることで余堀りを行って所定断
面のトンネルを掘削することを特徴とするものである。
Further, according to the tunnel excavation method of the present invention, the cutter head mounted on the front portion of the excavator body is driven and rotated while the excavator body is advanced, whereby the cutter head is mounted on the front portion of the cutter head. In a tunnel excavation method in which a plurality of first disk cutters excavate a ground in front to form a tunnel, a saddle case having a box-like shape and having a second disk cutter rotatably mounted therein by a rotation shaft is provided. One side is disposed on the outer periphery of the head and one side is pivotally connected by a support shaft substantially along the excavation direction, while the other side is connected to a drive rod of a hydraulic jack mounted on the cutter head, The hydraulic jack is driven in conjunction with the excavation of the ground by the first disk cutter, and the second disk cutter is moved in and out, thereby excavating a tunnel having a predetermined cross section. It is characterized in that.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】図1に本発明の一実施形態に係る余堀装置
を具備したシールド掘削機の概略、図2にこのシールド
掘削機の正面視、図3に本実施形態の余堀装置の側面
視、図4にこの余堀装置の正面視を示す。
FIG. 1 is a schematic view of a shield excavator equipped with an excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the shield excavator, and FIG. 3 is a side view of the excavator of the present embodiment. FIG. 4 shows a front view of the overhanging device.

【0023】本実施形態の余堀装置を具備したシールド
掘削機において、図1及び図2に示すように、掘削機本
体は前胴11と後胴12とからなり、この前胴11と後
胴12とは球面軸受13によって屈曲自在に連結される
と共に、両者の間には連結ジャッキ14が架設されてい
る。この前胴11の前部にはカッタヘッド15が回転自
在に装着されている。このカッタヘッド15の前面に固
定されたカッタヘッドフレーム16には、互いに交差す
るように3つのカッタスポーク17が固定されること
で、掘削土砂を内部に取り込む開口部18が形成されて
いる。そして、このカッタスポーク17には前方地盤掘
削用の多数の第1ディスクカッタ19が回転自在に取付
けられると共に、スクレーパ20が固定されている。ま
た、カッタヘッド15にリングギア21が固定される一
方、前胴11には旋回モータ22が取付けられ、この旋
回モータ22の駆動ギア23がこのリングギア21に噛
み合っている。従って、旋回モータ22を駆動して駆動
ギア23を回転駆動すると、リングギア21を介してカ
ッタヘッド15を回転することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, in a shield excavator equipped with an excavating device according to the present embodiment, the excavator body includes a front body 11 and a rear body 12, and the front body 11 and the rear body 12 is connected to bendable by a spherical bearing 13 and a connecting jack 14 is provided between the two. A cutter head 15 is rotatably mounted on a front portion of the front body 11. In the cutter head frame 16 fixed to the front surface of the cutter head 15, three cut spokes 17 are fixed so as to intersect with each other, so that an opening 18 for taking excavated earth and sand inside is formed. A large number of first disk cutters 19 for excavating the ground in the front are rotatably mounted on the cut-spoke 17 and a scraper 20 is fixed thereto. While a ring gear 21 is fixed to the cutter head 15, a turning motor 22 is attached to the front body 11, and a driving gear 23 of the turning motor 22 meshes with the ring gear 21. Therefore, when the turning motor 22 is driven to rotate the driving gear 23, the cutter head 15 can be rotated via the ring gear 21.

【0024】また、前胴11にはカッタヘッド15の後
方に位置してバルクヘッド24が取付けられており、カ
ッタヘッド15とこのバルクヘッド24との間にはチャ
ンバ室25が形成されている。そして、このチャンバ室
25には一端がシールド掘削機の外部に延設された送泥
管26及び排泥管27の他端が開口している。なお、バ
ルクヘッド24には機内からチャンバ室25側に出るた
めのマンロック28が設けられている。
A bulkhead 24 is mounted on the front body 11 behind the cutter head 15, and a chamber 25 is formed between the cutter head 15 and the bulkhead 24. In the chamber 25, one end of a mud feeding pipe 26 and the other end of a mud discharging pipe 27 each of which extends outside the shield excavator are open. The bulkhead 24 is provided with a man lock 28 for exiting from the inside of the apparatus to the chamber chamber 25 side.

【0025】更に、後胴12の内周面には円周方向に複
数のシールドジャッキ29が並設されており、このシー
ルドジャッキ29のスプレッダ30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
力により前胴11及び後胴12を前進することができ
る。また、後胴12にはリング状の固定板31が固定さ
れ、この固定板31には旋回リング32が旋回自在に支
持され、モータ33によって駆動回転可能となってい
る。そして、この旋回リング32にセグメントエレクタ
34が装着されている。このセグメントエレクタ34
は、シールドジャッキ29によって前進した前胴11及
び後胴12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ものであ
る。
Further, a plurality of shield jacks 29 are arranged in a circumferential direction on the inner peripheral surface of the rear trunk 12, and the spreader 30 of the shield jack 29 extends rearward in the excavation direction of the shield excavator to excavate. By pressing against the existing segment S constructed on the inner circumferential surface of the tunnel, the front trunk 11 and the rear trunk 12 can be advanced by the reaction force. Further, a ring-shaped fixed plate 31 is fixed to the rear trunk 12, and a turning ring 32 is supported on the fixed plate 31 so as to be rotatable, and can be driven and rotated by a motor 33. A segment elector 34 is mounted on the turning ring 32. This segment erector 34
Is to mount a new segment S in a space between the front trunk 11 and the rear trunk 12 advanced by the shield jack 29 and the existing segment S to construct a tunnel.

【0026】このように構成されたシールド掘削機にお
いて、本実施形態では、カッタヘッド15の外周部には
トンネルの壁面を余掘りするために3つの余堀装置41
が装着されている。即ち、図3及び図4に詳細に示すよ
うに、カッタヘッド15のカッタヘッドフレーム16に
は前後一対の案内板42,43が固定されており、この
前後一対の案内板42,43の間にはサドルケース44
が配設されている。このサドルケース44は箱型形状を
なし、左右一対の取付部45a,45bと46a,46
bが一体に形成されている。そして、このサドルケース
44の一方の取付部45a,45bが支持軸47a,4
7bによって案内板42,43に回動自在に連結されて
いる。また、サドルケース44の他方の取付部45a,
45bに対応してカッタヘッドフレーム16には油圧ジ
ャッキ48が揺動軸49によって揺動自在に装着されて
おり、この油圧ジャッキ48の駆動ロッド50の先端部
がこの取付部45a,45bに連結軸51によって連結
されている。そして、このサドルケース44内には支持
軸47a,47b及び連結軸51と平行をなす回転軸5
2によって余掘り用の第2カッタディスク53が回転自
在に支持されている。
In the shield excavator constructed as described above, in the present embodiment, three excavating devices 41 are provided on the outer peripheral portion of the cutter head 15 in order to excavate the wall surface of the tunnel.
Is installed. That is, as shown in detail in FIGS. 3 and 4, a pair of front and rear guide plates 42 and 43 are fixed to the cutter head frame 16 of the cutter head 15, and between the pair of front and rear guide plates 42 and 43. Is the saddle case 44
Are arranged. The saddle case 44 has a box shape, and a pair of left and right mounting portions 45a, 45b and 46a, 46.
b is formed integrally. One of the attachment portions 45a and 45b of the saddle case 44 is connected to the support shafts 47a and 47
7b, it is rotatably connected to the guide plates 42 and 43. Also, the other mounting portion 45a of the saddle case 44,
A hydraulic jack 48 is swingably mounted on the cutter head frame 16 in correspondence with the cutter head frame 45b by a swing shaft 49, and the distal end of a drive rod 50 of the hydraulic jack 48 is connected to the mounting portions 45a and 45b by connecting shafts. It is connected by 51. In the saddle case 44, a rotation shaft 5 parallel to the support shafts 47a and 47b and the connection shaft 51 is provided.
2, the second cutter disk 53 for excavation is rotatably supported.

【0027】ここで、上述した本実施形態の余掘装置及
びシールド掘削機の作用について説明する。
Here, the operation of the above-described excavator and shield excavator of the present embodiment will be described.

【0028】シールド掘削機を用いてトンネルを掘削形
成するには、まず、旋回モータ22によってカッタヘッ
ド15を回転させながら、複数のシールドジャッキ29
を伸長し、既設のセグメントSへの押し付け反力によっ
て前胴11及び後胴12を前進させことで、カッタヘッ
ド15に取付けられた多数の第1ディスクカッタ19が
前方の地盤を掘削すると共にスクレーパ20が掘削壁面
をかき取る。そして、掘削土砂はカッタヘッド15の開
口部18からチャンバ室25内に取り込まれ、送泥管2
6から給水された水と共に排泥管27により外部に排出
される。次に、シールドジャッキ29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34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。
In order to excavate and form a tunnel using a shield excavator, first, a plurality of shield jacks 29 are rotated while the cutter head 15 is rotated by the turning motor 22.
, And the front body 11 and the rear body 12 are advanced by the reaction force against the existing segment S, so that a large number of first disk cutters 19 attached to the cutter head 15 excavate the ground in front and scrape the ground. 20 scrapes the excavation wall. Then, the excavated earth and sand is taken into the chamber chamber 25 from the opening 18 of the cutter head 15 and
The water is discharged to the outside by a mud pipe 27 together with the water supplied from 6. Next, one of the shield jacks 29 is operated in the contracting direction to form a space with the existing segment S, and a new segment S is mounted in the space by the segment elector 34. By repeating this operation, a tunnel of a predetermined length is excavated and formed.

【0029】そして、カッタヘッド15に装着された第
1ディスクカッタ19が掘削したトンネルに対して余掘
りが必要である場合には、3つの余堀装置41によって
余掘りを行う。即ち、カッタヘッド15を回転しなが
ら、各油圧ジャッキ48を駆動し、駆動ロッド50を必
要に応じて伸縮させる。すると、サドルケース44が支
持軸47a,47bを支点として回動し、このサドルケ
ース44に取付けられた第2カッタディスク53がカッ
タヘッド15から側方に出没することとなる。従って、
この第2カッタディスク53によってトンネルの壁面を
余掘りしてカッタヘッド15よりも外方の地盤を掘削
し、楕円断面や矩形断面形状などのトンネル掘削するこ
とができる。
When the tunnel dug by the first disk cutter 19 mounted on the cutter head 15 needs to be dug, the dug by the three diggers 41 is performed. That is, while rotating the cutter head 15, each hydraulic jack 48 is driven, and the drive rod 50 is expanded and contracted as necessary. Then, the saddle case 44 rotates about the support shafts 47a and 47b as a fulcrum, and the second cutter disk 53 attached to the saddle case 44 protrudes and retracts from the cutter head 15 to the side. Therefore,
The second cutter disk 53 allows the tunnel wall to be dug outside the cutter head 15 by excavating the wall surface of the tunnel, thereby making it possible to excavate a tunnel having an elliptical cross section or a rectangular cross section.

【0030】このように本実施形態の余堀装置41にあ
っては、油圧ジャッキ48を伸縮駆動し、サドルケース
44に取付けられた第2カッタディスク53を支持軸4
7a,47bを支点として回動させることで、カッタヘ
ッド15から出没させるようにし、且つ、このとき、サ
ドルケース44は一対の案内板42,43によって摺動
支持されることとなり、第2カッタディスク53の作動
力は小さく、且つ、掘削壁面から第2カッタディスク5
3に作用する掘削反力も小さくなって、油圧ジャッキ4
8の小型化が図れる。また、この油圧ジャッキ48が小
型化され、且つ、配設位置も第2カッタディスク53の
後側方となり、掘削土砂がカッタヘッド15の開口部1
8からチャンバ室25内に取り込まれる際の障害となる
ことはない。
As described above, in the excavating device 41 of the present embodiment, the hydraulic jack 48 is driven to expand and contract, and the second cutter disc 53 attached to the saddle case 44 is moved to the support shaft 4.
The saddle case 44 is made to protrude and retract from the cutter head 15 by rotating about the fulcrums 7a and 47b. At this time, the saddle case 44 is slidably supported by the pair of guide plates 42 and 43, and the second cutter disk 53 is small, and the second cutter disk 5
The excavation reaction force acting on the hydraulic jack 3 is also reduced.
8 can be reduced in size. In addition, the hydraulic jack 48 is reduced in size and the arrangement position is also on the rear side of the second cutter disk 53, so that the excavated earth and sand can be removed from the opening 1 of the cutter head 15.
It does not become an obstacle when taken into chamber chamber 25 from 8.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明の余掘装置によれば、箱型形状をなすサド
ルケース内にディスクカッタを回転軸によって回転自在
に装着し、このサドルケースをカッタヘッドの外周部に
配設して一側部を回転軸と平行で且つ掘進方向にほぼ沿
った支持軸によって回動自在に回動自在に支持する一
方、他側部をカッタヘッドに装着された油圧ジャッキの
駆動ロッドに連結したので、油圧ジャッキを伸縮駆動し
てサドルケースに支持されたカッタディスクを支持軸を
支点として回動させることで、カッタヘッドから出没さ
せることができ、カッタディスクの作動力を小さく、且
つ、掘削壁面からカッタディスクに作用する掘削反力も
小さくなって、油圧ジャッキの小型化を図ることができ
ると共に、カッタディスクの後方の空間部を確保するこ
とで掘削土砂の排出作業の邪魔にならずに作業性の向上
を図ることができる。
As described above in detail in the embodiment, according to the surplus cutting device of the present invention, the disk cutter is rotatably mounted on the rotating shaft in the box-shaped saddle case. Is arranged on the outer periphery of the cutter head, and one side is rotatably supported by a support shaft parallel to the rotation axis and substantially along the excavation direction, while the other side is mounted on the cutter head. Since the hydraulic jack is connected to the drive rod of the hydraulic jack, the cutter jack supported by the saddle case can be extended and retracted by driving the hydraulic jack to extend and retract from the cutter head. Operating force and the excavation reaction force acting on the cutter disk from the excavation wall surface is reduced, so that the hydraulic jack can be reduced in size and the cutter It is possible to improve workability without obstruct the discharge excavation soil by securing the space in the rear of the disk.

【0032】また、本発明の余掘装置によれば、サドル
ケースの前面部及び後面部をカッタヘッドに設けられた
前後一対の案内面によって摺動自在に支持したので、サ
ドルケースに支持されたカッタディスクを支持軸を支点
として回動させるとき、このサドルケースは案内面によ
って摺動支持されることとなり、サドルケースの支持剛
性を向上させることができる。
Further, according to the surplus digging device of the present invention, since the front and rear surfaces of the saddle case are slidably supported by the pair of front and rear guide surfaces provided on the cutter head, the saddle case is supported by the saddle case. When the cutter disk is rotated with the support shaft as a fulcrum, the saddle case is slidably supported by the guide surface, and the support rigidity of the saddle case can be improved.

【0033】更に、本発明のトンネル掘削機によれば、
掘削機本体の前部に多数の第1ディスクカッタを有する
カッタヘッドを駆動回転自在に装着し、箱型形状をなす
サドルケース内に第2ディスクカッタを回転軸によって
回転自在に装着し、このサドルケースをカッタヘッドの
外周部に配設して一側部を回転軸と平行で且つ掘進方向
にほぼ沿った支持軸によって回動自在に回動自在に支持
する一方、他側部をカッタヘッドに装着された油圧ジャ
ッキの駆動ロッドに連結したので、所要時に、油圧ジャ
ッキを伸縮駆動してサドルケースに支持されたカッタデ
ィスクを支持軸を支点として回動させることで、カッタ
ヘッドから出没させることができ、容易に異形断面形状
のトンネル掘削することができ、このとき、カッタディ
スクの作動力及び掘削反力が小さくなって油圧ジャッキ
の小型化を図ることができると共に、カッタディスクの
後方の空間部を確保することで掘削土砂の排出作業の邪
魔にならずに掘削作業の作業性の向上を図ることができ
る。
Further, according to the tunnel excavator of the present invention,
A cutter head having a large number of first disk cutters is rotatably mounted on a front portion of an excavator body, and a second disk cutter is rotatably mounted on a rotary shaft in a box-shaped saddle case. The case is arranged on the outer peripheral portion of the cutter head, and one side portion is rotatably supported by a support shaft parallel to the rotation axis and substantially along the excavation direction, while the other side portion is supported by the cutter head. Since it is connected to the drive rod of the mounted hydraulic jack, when necessary, the hydraulic jack can be extended and retracted and the cutter disk supported by the saddle case can be rotated about the support shaft, so that it can be protruded and retracted from the cutter head. It is possible to easily excavate tunnels with irregular cross-sections. At this time, the working force of the cutter disk and the excavation reaction force are reduced, and the hydraulic jack can be downsized. It is, it is possible to improve the workability of the drilling operation to not obstruct the discharge excavation soil by securing the space in the rear of the cutter disk.

【0034】また、本発明のトンネル掘削方法によれ
ば、第1ディスクカッタによる地盤掘削に伴って油圧ジ
ャッキを駆動して第2ディスクカッタを出没させること
で余堀りを行って所定断面のトンネルを掘削するように
したので、容易に異形断面形状のトンネル掘削すること
ができ、トンネル掘削断面における部分的な掘削効率の
低下を防止することができると共に、掘削作業の作業性
の向上を図ることができる。
Further, according to the tunnel excavation method of the present invention, the hydraulic jack is driven in conjunction with the excavation of the ground by the first disk cutter, and the second disk cutter is moved in and out, whereby the tunnel having a predetermined cross section is excavated. , It is possible to easily excavate a tunnel having an irregular cross-sectional shape, to prevent a partial decrease in excavation efficiency in the tunnel excavation cross section, and to improve workability of excavation work. Can be.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る余堀装置を具備した
シールド掘削機の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a shield excavator provided with an overhanging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態のシールド掘削機の正面図である。FIG. 2 is a front view of the shield excavator of the embodiment.

【図3】本実施形態の余堀装置の側面図である。FIG. 3 is a side view of the overhanging device of the present embodiment.

【図4】本実施形態の余堀装置の正面図である。FIG. 4 is a front view of the overhanging device of the present embodiment.

【図5】従来の余堀装置を具備したシールド掘削機の概
略図である。
FIG. 5 is a schematic view of a shield excavator equipped with a conventional overhanging device.

【図6】従来の余堀装置の正面図である。FIG. 6 is a front view of a conventional excavating device.

【図7】図6のVII−VII断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6;

【図8】従来の別の余堀装置を表すシールド掘削機の正
面図である。
FIG. 8 is a front view of a shield excavator showing another conventional overhanging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 前胴 12 後胴 14 連結ジャッキ 15 カッタヘッド 16 カッタヘッドフレーム 17 カッタスポーク 19 第1ディスクカッタ 22 旋回モータ(カッタヘッド駆動手段) 29 シールドジャッキ(推進手段) 34 セグメントエレクタ 41 余掘装置 42,43 案内板 44 サドルケース 45a,45b,46a,46b 取付部 47a,47b 支持軸 48 油圧ジャッキ 51 連結軸 52 回転軸 53 第2ディスクカッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Front trunk 12 Rear trunk 14 Connecting jack 15 Cutter head 16 Cutter head frame 17 Cutter spoke 19 First disc cutter 22 Rotating motor (Cutter head driving means) 29 Shield jack (Propulsion means) 34 Segment elector 41 Excavation device 42, 43 Guide plate 44 Saddle case 45a, 45b, 46a, 46b Mounting part 47a, 47b Supporting shaft 48 Hydraulic jack 51 Connecting shaft 52 Rotating shaft 53 Second disk cutter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 本体の前面部に駆動回転可能に装着され
たカッタヘッドに対して該カッタヘッドの外周部に外方
に出没自在に装着された余堀装置において、箱型形状を
なすサドルケース内にディスクカッタが回転軸によって
回転自在に装着され、該サドルケースが前記カッタヘッ
ドの外周部に配設され、該サドルケースの一側部が前記
回転軸と平行で且つ掘進方向にほぼ沿った支持軸によっ
て回動自在に回動自在に支持される一方、他側部が前記
カッタヘッドに装着された油圧ジャッキの駆動ロッドに
連結されたことを特徴とする余掘装置。
1. A box-shaped saddle case in an overhanging device which is mounted on an outer peripheral portion of the cutter head so as to be able to protrude and retract outwardly with respect to a cutter head mounted rotatably on a front portion of a main body. A disk cutter is rotatably mounted by a rotating shaft therein, the saddle case is disposed on an outer peripheral portion of the cutter head, and one side portion of the saddle case is parallel to the rotating shaft and substantially along the excavation direction. An overmining device, wherein the other side is rotatably supported by a support shaft and the other side is connected to a drive rod of a hydraulic jack mounted on the cutter head.
【請求項2】 請求項1記載の余堀装置において、前記
サドルケースは、前面部及び後面部が前記カッタヘッド
に設けられた前後一対の案内面によって摺動自在に支持
されたことを特徴とする余掘装置。
2. The overfilling device according to claim 1, wherein the saddle case has a front surface and a rear surface slidably supported by a pair of front and rear guide surfaces provided on the cutter head. Digging equipment.
【請求項3】 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、前記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、該カッタヘッドの前面部
に装着された複数の第1ディスクカッタと、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、前記カ
ッタヘッドの外周部に配設されて一側部が前記掘削機本
体の掘進方向にほぼ沿った支持軸によって回動自在に回
動自在に支持された箱型形状をなすサドルケースと、該
サドルケース内に前記支持軸と平行な回転軸によって回
転自在に装着された第2ディスクカッタと、前記カッタ
ヘッドに装着されて駆動ロッドの先端部が前記サドルケ
ースの他側部に連結されることで前記第2ディスクカッ
タを出没自在とする油圧ジャッキとを具えたことを特徴
とするトンネル掘削機。
3. A cylindrical excavator body, propulsion means for advancing the excavator body, a cutter head rotatably mounted on a front portion of the excavator body, and a cutter head mounted on a front portion of the cutter head. A plurality of first disk cutters, cutter head driving means for driving and rotating the cutter head, and a support disposed on the outer peripheral portion of the cutter head and having one side substantially along the excavating direction of the excavator body. A box-shaped saddle case rotatably supported by a shaft, a second disk cutter rotatably mounted in the saddle case by a rotation shaft parallel to the support shaft, and the cutter And a hydraulic jack mounted on a head and having a distal end of a drive rod connected to the other side of the saddle case so that the second disk cutter can freely move in and out. Machine.
【請求項4】 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複数の第1デ
ィスクカッタが前方の地盤を掘削してトンネルを形成す
るトンネル掘削方法において、箱型形状をなして内部に
第2ディスクカッタが回転軸によって回転自在に装着さ
れたサドルケースが前記カッタヘッドの外周部に配設さ
れて一側部が掘進方向にほぼ沿った支持軸によって枢着
される一方、他側部が前記カッタヘッドに装着された油
圧ジャッキの駆動ロッドに連結されており、前記第1デ
ィスクカッタによる地盤掘削に伴って該油圧ジャッキを
駆動して前記第2ディスクカッタを出没させることで余
堀りを行って所定断面のトンネルを掘削することを特徴
とするトンネル掘削方法。
4. A plurality of first disk cutters mounted on a front portion of the cutter head are moved forward by driving the cutter head mounted on a front portion of the excavator body while driving and rotating the cutter head. In the tunnel excavation method of excavating the ground of the above, a saddle case having a box shape and having a second disk cutter rotatably mounted by a rotating shaft therein is disposed on an outer peripheral portion of the cutter head. One side is pivotally connected by a support shaft substantially along the excavation direction, and the other side is connected to a drive rod of a hydraulic jack mounted on the cutter head, and excavates the ground by the first disk cutter. A tunnel having a predetermined cross section by excavating the second disc cutter by driving the hydraulic jack along with Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102797474A (en) * 2012-08-31 2012-11-28 中国矿业大学 Three-degree-of-freedom self-walking minitype shield machine

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