JP2001055890A - Shield machine of deformed cross section - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shield machine of deformed cross section which is structurally simple and which is provided with rotating corner cutters of high durability. SOLUTION: Spokes 4 extending radially from the center of a main cutter 3 are each provided with a telescopic arm 11, and a rotary corner cutter 5 is provided on each telescopic arm 11. The telescopic arm 11 is telescoped by a hydraulic jack 12 provided in each spoke 4, and the corner cutter 5 is rotated by a hydraulic motor 13 provided in each telescopic arm 11.

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、道路、鉄道、又は
共同溝等の非円形のトンネルを掘る異形断面シールド掘
削機に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield digging machine for excavating a non-circular tunnel such as a road, a railway, or a common ditch.

【０００２】[0002]

【従来の技術】道路、鉄道、又は共同溝等のトンネル
は、用途によって円形以外の断面形状の方が合理的な場
合があり、矩形トンネルのニーズが増加している。この
矩形トンネルの掘削工事ではコーナ部の掘削が問題とな
る。コーナ部を掘削する従来技術として、メインカッタ
のスポークにコーナカッタを格納し、コーナカッタを必
要長さ伸ばし、コーナカッタを揺動してコーナ部を掘削
する技術（特開平１０−１４０９７９号）、又はコーナ
カッタを回動してコーナ部を掘削する技術（特開平７−
２６９２９０号）が知られている。これらの公知技術で
は、コーナカッタをスポークに格納するため、コーナカ
ッタのビットは他のビットより小さくなり、切削機能に
問題がある。また、同一箇所のビット通過回数（パス
数）が減り、長距離掘削に対応できない問題がある。さ
らに、揺動するスポーク部分への礫の噛い込みが懸念さ
れ、安定した掘削断面が確保できない問題がある。2. Description of the Related Art For tunnels such as roads, railroads, and common trenches, cross-sectional shapes other than circular shapes may be more rational depending on the application, and the need for rectangular tunnels is increasing. In the excavation work of this rectangular tunnel, excavation of the corner becomes a problem. As a conventional technology for excavating a corner portion, a technology for storing a corner cutter in spokes of a main cutter, extending the corner cutter to a required length, and swinging the corner cutter to excavate the corner portion (Japanese Patent Laid-Open No. 10-140979), or a corner cutter is used. Technology for excavating corners by turning
No. 269290). In these known techniques, since the corner cutter is stored in the spoke, the bit of the corner cutter is smaller than the other bits, and there is a problem in the cutting function. Further, there is a problem that the number of times of passing bits (the number of passes) at the same location is reduced, and it is not possible to cope with long-distance excavation. In addition, there is a concern that gravel may bite into the oscillating spokes, and there is a problem that a stable excavation section cannot be secured.

【０００３】この問題を解消するために、メインカッタ
にスイングアームを設け、このスイングアームに設けた
遊星カッタでコーナ部を掘削する回転式の掘削機構が知
られているが、この掘削機構は機構が複雑で高価であ
り、耐久性にも問題がある。In order to solve this problem, there is known a rotary excavating mechanism in which a swing arm is provided on a main cutter and a corner portion is excavated by a planetary cutter provided on the swing arm. However, it is complicated and expensive, and has a problem in durability.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した様な
従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、構造
が簡単で、耐久性が高い回転式のコーナカッタを設けた
異形断面シールド掘削機を提供することを目的としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems in the prior art, and has a simple structure and a highly durable shield provided with a highly durable rotary corner cutter. It aims to provide an excavator.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、非円形
のトンネルを掘削するためのメインカッタを有する異形
断面シールド掘削機において、中心から放射方向に伸び
る複数のスポークにそれぞれ油圧ジャッキで作動させる
伸縮腕を設け、その伸縮腕に油圧モータで回転するコー
ナカッタを設けている。また本発明によれば、非円形の
トンネルを掘削するためのメインカッタを有する異形断
面シールド掘削機において、隣接して設けた２連の掘削
機を備え、それらの掘削機の揺動するメインカッタは中
心から放射状に伸びる４本のスポークを有し、それらの
スポークのうちの対向する側のスポークを除いて伸縮腕
に油圧モータで回転するコーナカッタを設けている。SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a shielded excavator having a profiled section having a main cutter for excavating a non-circular tunnel is provided with a plurality of spokes extending radially from a center, each of which is operated by a hydraulic jack. The telescopic arm is provided with a corner cutter that is rotated by a hydraulic motor. According to the present invention, there is also provided a shielded excavator having a deformed cross section having a main cutter for excavating a non-circular tunnel, comprising two excavators provided adjacent to each other, and swinging main cutters of the excavators. Has four spokes extending radially from the center, and a corner cutter that is rotated by a hydraulic motor is provided on the telescopic arm except for the spokes on the opposite side of the spokes.

【０００６】したがって、各スポークは回転又は揺動に
伴い、伸縮腕を伸縮作動させながら、コーナッタを回転
させるので、異形断面、例えば四角形状のような場合で
も周縁部を好適に掘削できる。そしてコーナカッタは油
圧ジャッキにより伸縮しているので、礫の噛み込みもよ
く、円滑な長距離の掘削が可能となる。特に２連式の場
合、周縁部が実質的にスキンプレートと同様な断面形状
に掘削でき、セグメントの設置も確実かつ容易に行うこ
とができる。Accordingly, since each spoke rotates or corners while the telescopic arm is extended or contracted with the rotation or swing, the peripheral edge can be suitably excavated even in the case of an irregular cross section, for example, a square shape. Since the corner cutter is expanded and contracted by the hydraulic jack, the bite of the gravel is good and the excavation can be performed smoothly over a long distance. In particular, in the case of the two-row type, the peripheral portion can be excavated to have a substantially similar cross-sectional shape to the skin plate, and the segment can be reliably and easily installed.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１、図２に示すように、異形断面シールド掘削
機１は、矩形断面形状のスキンプレート２を備え、その
正面に切羽を切削するメインカッタ３が設けられ、その
メインカッタ３の中心から放射状に伸びる複数（図示の
例では４本）のスポーク４の先端に回転式のコーナカッ
タ５が設けられている。スキンプレート２はカッタヘッ
ドすなわち前胴部２Ａと後胴部２Ｂとよりなり、後胴部
２Ｂにはトンネルのセグメント６を組み立てるエレクタ
７が設けられている。後胴部２Ｂと前胴部２Ａとの間に
は前胴部２Ａを前進させるシールドジャッキ８が設けら
れている。そして、前胴部２Ａにはメインカッタ３を駆
動する駆動機構９と、掘り出された土砂を搬出するスク
リューコンベア１０が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below. As shown in FIGS. 1 and 2, the deformed shield excavator 1 includes a skin plate 2 having a rectangular cross section, and a main cutter 3 for cutting a face is provided in front of the skin plate 2. A rotary corner cutter 5 is provided at the tip of a plurality of spokes 4 (four in the illustrated example). The skin plate 2 comprises a cutter head, that is, a front body 2A and a rear body 2B, and the rear body 2B is provided with an erector 7 for assembling the segment 6 of the tunnel. A shield jack 8 for advancing the front body 2A is provided between the rear body 2B and the front body 2A. A drive mechanism 9 that drives the main cutter 3 and a screw conveyor 10 that carries out excavated earth and sand are provided on the front trunk 2A.

【０００８】図３、図４に示すように、メインカッタ３
のスポーク４の先端には伸縮腕１１が設けられ、伸縮腕
１１にはコーナカッタ５が設けられている。この伸縮腕
１１はスポーク４内に設けられた油圧ジャッキ１２で伸
縮され、コーナカッタ５は伸縮腕１１内に設けられた油
圧モータ１３で回転されるようになっている。もしく
は、１３の箇所にギアを設け、油圧モータを別置きして
回転させることも可能である。As shown in FIGS. 3 and 4, the main cutter 3
A telescopic arm 11 is provided at the tip of the spoke 4. The corner cutter 5 is provided on the telescopic arm 11. The telescopic arm 11 is expanded and contracted by a hydraulic jack 12 provided in the spoke 4, and the corner cutter 5 is rotated by a hydraulic motor 13 provided in the telescopic arm 11. Alternatively, it is also possible to provide a gear at 13 locations and separately install and rotate a hydraulic motor.

【０００９】このように構成された異形断面シールド掘
削機１でトンネルを掘るには、駆動機構９でメインカッ
タ３を回転させ（揺動でも可）、セグメント６で反力を
とってシールドジャッキ８で掘削機１を前進させなが
ら、回転するメインカッタ３のビット３Ａでトンネルを
掘削する。そして同時に、例えば図５に示すようにトン
ネルの断面形状、すなわちスキンプレート２の形状に応
じて、油圧ジャッキ１２で伸縮腕１１を伸縮しつつ油圧
モータ１３でコーナカッタ５を回転し、コーナカッタ５
のビット５Ａでトンネルの周縁部を掘削する。メインカ
ッタ３及びコーナカッタ５で掘られた土砂は、スクリュ
ーコンベア１０で搬出され、エレクタ７によりトンネル
のセグメント６を組み立てる。In order to dig a tunnel with the shield digging machine 1 having the above-mentioned configuration, the main cutter 3 is rotated by a drive mechanism 9 (oscillation is also possible). While the excavator 1 is moved forward, the tunnel is excavated with the bit 3A of the rotating main cutter 3. At the same time, as shown in FIG. 5, for example, the corner cutter 5 is rotated by the hydraulic motor 13 while the telescopic arm 11 is expanded and contracted by the hydraulic jack 12 according to the cross-sectional shape of the tunnel, that is, the shape of the skin plate 2.
Excavates the periphery of the tunnel with bit 5A. The earth and sand dug by the main cutter 3 and the corner cutter 5 are carried out by a screw conveyor 10, and the tunnel segment 6 is assembled by an erector 7.

【００１０】そして、シールドジャッキ８で決められる
長さのトンネルが掘られたならば、シールドジャッキ８
を縮め、セグメントを新たに設置し、そして再びトンネ
ルの掘削をおこなう。When a tunnel having a length determined by the shield jack 8 is dug, the shield jack 8
And re-establish a new segment and re-drill the tunnel.

【００１１】図６から図８は本発明を実施することによ
って掘削できる断面形状を例示したものである。これら
の図において、円Ａは伸縮腕を有しない場合のメインカ
ッタの回転により掘削される断面形状（円）を示してい
る。FIGS. 6 to 8 show examples of cross-sectional shapes that can be excavated by carrying out the present invention. In these figures, circle A indicates a cross-sectional shape (circle) excavated by rotation of the main cutter when there is no telescopic arm.

【００１２】図６は、スポークが横軸Ｘの所で最大とな
るように、伸縮腕を半径方向外方に突出させて楕円形Ｂ
の断面を掘削する場合を示している。FIG. 6 shows an elliptical B having a telescopic arm protruding radially outward so that the spoke is maximum at the horizontal axis X.
Shows a case of excavating a cross section of a slab.

【００１３】図７は、図６と同様に頂点Ｃから横軸Ｘの
所Ｄで広がる楕円形の部分Ｅと、点Ｄから円弧状の部分
Ｇと、下点Ｆから水平に延びる底部Ｈとよりなる断面が
掘削されている。このように水平な底部Ｈが形成される
と、電車や自動車の通路として好適である。FIG. 7 shows an elliptical portion E extending from a vertex C to a location D on a horizontal axis X, an arc portion G from a point D, and a bottom portion H extending horizontally from a lower point F, similarly to FIG. A section consisting of is excavated. When the horizontal bottom H is formed in this way, it is suitable as a passage for a train or an automobile.

【００１４】図８は頂点Ｃから横軸Ｘの点Ｉまでは伸縮
腕を収縮した状態を掘削し、点Ｉから伸縮腕を延ばして
円弧部Ｊを掘削し、そして水平な底部Ｈと連続させたも
のである。この例も電車や自動車の通路として好まし
い。FIG. 8 shows an excavated state where the telescopic arm is contracted from the vertex C to the point I on the horizontal axis X, extends the telescopic arm from the point I to excavate the circular arc J, and connects it with the horizontal bottom H. It is something. This example is also preferable as a passage for a train or a car.

【００１５】図９、図１０はコーナカッタの駆動部分の
他の実施の形態を示すもので、メインカッタ３のスポー
ク４内に伸縮腕１４が設けられ、伸縮腕１４にはコーナ
カッタ５が設けられている。そして、スポーク４内には
伸縮腕１４を伸縮する油圧ジャッキ１２が設けられ、伸
縮腕１４にはコーナカッタ５を回転する油圧モータ１３
が設けられている。スポーク４には長孔４Ａが形成さ
れ、コーナカッタ５の軸５Ｂは長孔４Ａを挿通してい
る。なお、この実施の形態の動きは、先に説明した実施
の形態と同じであるので、説明を省略する。FIGS. 9 and 10 show another embodiment of the driving portion of the corner cutter. The telescopic arm 14 is provided in the spoke 4 of the main cutter 3, and the corner cutter 5 is provided on the telescopic arm 14. I have. A hydraulic jack 12 for extending and retracting the telescopic arm 14 is provided in the spoke 4, and a hydraulic motor 13 for rotating the corner cutter 5 is provided on the telescopic arm 14.
Is provided. A long hole 4A is formed in the spoke 4, and a shaft 5B of the corner cutter 5 passes through the long hole 4A. Note that the operation of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and a description thereof will not be repeated.

【００１６】図１１は、メインカッタ３を２連として、
横幅の広いトンネルを掘る掘削機１５の正面図である。
この実施の形態では、干渉を防止するために、隣接した
２本のスポーク４を除く６本のスポーク４にだけコーナ
カッタ５が設けられている。そして、メインカッタ３を
約１００度揺動し、図１２に示す様にスキンプレート２
の形状に応じて、伸縮腕１１を伸縮しつつコーナカッタ
５を回転してトンネルを掘削する。FIG. 11 shows two main cutters 3
It is a front view of the excavator 15 which digs a wide tunnel.
In this embodiment, in order to prevent interference, corner cutters 5 are provided only on six spokes 4 except for two adjacent spokes 4. Then, the main cutter 3 is swung about 100 degrees, and as shown in FIG.
According to the shape, the corner cutter 5 is rotated while the telescopic arm 11 is expanded and contracted to excavate a tunnel.

【００１７】なお、図示の実施の形態はあくまでも例示
であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない旨
を付記する。It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.

【００１８】[0018]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば下記のすぐれ
た効果を奏する。 （ａ） 異形断面の周縁部を確実かつ容易に掘削でき、
種々の異形断面のトンネルを好適に構築することができ
る。 （ｂ） コーナカッタを油圧ジャッキで伸縮させるの
で、礫の噛み込み等を防止できる。 （ｃ） コーナカッタは油圧モータで作動させるが、こ
の回転は補助的なものであり、消費エネルギは小さくて
よい。As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained. (A) It is possible to reliably and easily excavate the periphery of the irregular cross section,
Tunnels of various irregular cross sections can be suitably constructed. (B) Since the corner cutter is expanded and contracted by the hydraulic jack, biting of gravel and the like can be prevented. (C) The corner cutter is operated by a hydraulic motor, but this rotation is auxiliary and energy consumption may be small.

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

【図１】本発明の異形断面シールド掘削機の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a modified cross-section shield excavator of the present invention.

【図２】本発明の異形断面シールド掘削機の正面図。FIG. 2 is a front view of a modified section shield excavator of the present invention.

【図３】異形断面シールド掘削機の要部の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a main part of the deformed section shield excavator.

【図４】図３のＡ−Ａ矢視図。FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 3;

【図５】コーナカッタの動きを説明する図。FIG. 5 is a view for explaining the movement of a corner cutter.

【図６】本発明によるトンネルの掘削断面の一例を示す
図。FIG. 6 is a diagram showing an example of a section of a tunnel excavated according to the present invention.

【図７】他のトンネルの掘削断面を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an excavated cross section of another tunnel.

【図８】別にトンネルの掘削断面を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an excavated cross section of a tunnel.

【図９】異形断面シールド掘削機の要部の他の実施の形
態の断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of another embodiment of the main part of the modified cross-section shield excavator.

【図１０】図９のＡ−Ａ矢視図。FIG. 10 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 9;

【図１１】異形断面シールド掘削機の他の実施の形態の
正面図。FIG. 11 is a front view of another embodiment of the modified section shield excavator.

【図１２】コーナーカッタの動きを説明する図。FIG. 12 is a diagram illustrating the movement of a corner cutter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・異形断面シールド掘削機 ２・・・スキンプレート ２Ａ・・・前胴 ２Ｂ・・・後胴 ３・・・メインカッタ ３Ａ・・・ビット ４・・・スポーク ５・・・コーナカッタ ５Ａ・・・ビット ６・・・セグメント ７・・・エレクタ ８・・・シールドジャッキ ９・・・駆動機構 １０・・・スクリューコンベア １１・・・伸縮腕 １２・・・油圧ジャッキ １３・・・油圧モータ １４・・・伸縮腕 １５・・・異形断面シールド掘削機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Excavation machine with irregular cross section 2 ... Skin plate 2A ... Front trunk 2B ... Rear trunk 3 ... Main cutter 3A ... Bit 4 ... Spoke 5 ... Corner cutter 5A Bit 6 Segment 7 Electa 8 Shield jack 9 Drive mechanism 10 Screw conveyor 11 Telescopic arm 12 Hydraulic jack 13 Hydraulic motor 14 ... Telescopic arm 15 ... Excavated shield excavator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福 田 昌 弘 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 三 井 隆 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 五十嵐 寛 昌 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 氷 澤 幸 彦 大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号 鹿島建設株式会社関西支店内 (72)発明者 岡 墻 栄 治 大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号 鹿島建設株式会社関西支店内 Ｆターム(参考） 2D054 AB01 AB05 AB07 BB09  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Masahiro Fukuda 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Mitsui 1-chome Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo 2-7 Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Hiromasa Igarashi 2-9-1-1, Tobita-Shi, Chofu-shi, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd.Technical Research Institute (72) Inventor Sachihiko Hizawa Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka 1-15-15 Awaza, Kashima Construction Co., Ltd., Kansai Branch (72) Inventor Eiji Okamobe 1-3-15, Awaza, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka F-term, Kashima Construction Co., Ltd. Kansai Branch 2D054 AB01 AB05 AB07 BB09

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 非円形のトンネルを掘削するためのメイ
ンカッタを有する異形断面シールド掘削機において、中
心から放射方向に伸びる複数のスポークにそれぞれ油圧
ジャッキで作動させる伸縮腕を設け、その伸縮腕に油圧
モータで回転するコーナカッタを設けたことを特徴とす
る異形断面シールド掘削機。1. A deformed shielded excavator having a main cutter for excavating a non-circular tunnel, wherein a plurality of spokes extending radially from a center are provided with telescopic arms each operated by a hydraulic jack, and the telescopic arms are provided on the telescopic arms. A deformed section shield excavator, comprising a corner cutter rotated by a hydraulic motor. 【請求項２】 非円形のトンネルを掘削するためのメイ
ンカッタを有する異形断面シールド掘削機において、隣
接して設けた２連の掘削機を備え、それらの掘削機の揺
動するメインカッタは中心から放射状に伸びる４本のス
ポークを有し、それらのスポークのうちの対向する側の
スポークを除いて伸縮腕に油圧モータで回転するコーナ
カッタを設けたことを特徴とする異形断面シールド掘削
機。2. A deformed shielded excavator having a main cutter for excavating a non-circular tunnel, comprising a pair of excavators provided adjacent to each other, wherein the swinging main cutter of the excavator has a center. A cross-section excavator having four spokes extending radially from a corner cutter provided with a corner cutter that is rotated by a hydraulic motor on a telescopic arm except for spokes on the opposite side of the spokes.