JP2002004758A - Eccentric multi-shaft two-stage shield machine - Google Patents
Eccentric multi-shaft two-stage shield machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、偏心多軸型親シー
ルド機の内部に、同じく偏心多軸型自由断面子シールド
機を収容した親子シールド掘削機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parent-child shield excavator in which an eccentric multi-axis type free-section child shield machine is housed inside an eccentric multi-axis type parent shield machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、地下鉄などをシールド工法で
建設する場合、先ず駅部を開削工法によって築造した
後、駅部端部に構築した発進基地よりシールド機を発進
させて路線部のトンネルをシールド掘削することが一般
的に行われていたが、近年は都市の過密化によって開削
工法を採用すること自体、困難な状況になりつつある。
また、開削工法の場合には、道路面で大規模な覆工を必
要とし道路交通上の制約が大きく、また地下埋設物に与
える影響を抑制しながらの工事となるため、その完成ま
でには多くの工程と時間を要し、当然に工費も嵩むこと
になっていた。2. Description of the Related Art Conventionally, when a subway or the like is constructed by a shield method, a station is first constructed by a digging method, and then a shield machine is started from a starting base constructed at an end of the station to construct a tunnel on a route. Shield excavation was generally performed, but in recent years it has become difficult to adopt the excavation method itself due to overcrowding of cities.
In addition, in the case of the open cut method, large-scale lining is required on the road surface, road traffic restrictions are large, and the work will be performed while suppressing the effect on underground buried objects. Many steps and time were required, and the construction cost was naturally increased.
【０００３】このような問題に応えるものとして近年、
開発が進められているのが親子シールド機である。この
親子シールド機は、相対的に大径のトンネルを掘削した
後、これに連続して小径のトンネルを掘削できるように
子シールド機を分離可能としたもので、従来より多くの
構造のものが提案されている。In recent years, as a solution to such a problem,
A parent-child shield machine is being developed. This parent-child shield machine excavates a relatively large-diameter tunnel and then separates the child shield machine so that a small-diameter tunnel can be continuously excavated. Proposed.
【０００４】しかし、そのほとんどは、図７に示される
ように、円筒状の親シールド機５０の内部に、同軸的に
すなわち中心位置に子シールド機５１を収納し、子シー
ルド機５１のカッターヘッド５２を油圧モータ等の駆動
源により回転させることにより、子シールド機５１のカ
ッターヘッド５２と係合関係にある外周の親シールドカ
ッターヘッド５３を従動的に回転させるようにしたもの
であるため、駅部のトンネル中心線と路線部のトンネル
中心線とが一致していない場合には適用できないものと
なっていた。However, as shown in FIG. 7, most of the child shield machines 51 are housed coaxially, that is, at the center position inside a cylindrical parent shield machine 50, and the cutter head of the child shield machine 51 is installed. Since the parent shield cutter head 53 on the outer periphery in engagement with the cutter head 52 of the child shield machine 51 is driven to rotate by rotating the 52 by a driving source such as a hydraulic motor, the station If the tunnel center line of the part does not match the tunnel center line of the route part, it cannot be applied.
【０００５】そこで、本出願人の一人は、先の特開平１
０−１７６４７９号公報において、親シールド機の軸芯
と子シールド機の軸芯とを一致させる必要が無く、任意
の位置に複数の子シールド機を配置できる親子シールド
機を提案した。この親子シールド機は、子シールド機用
カッタヘッドを子シールド機から分離して親シールド機
用カッタヘッド内に設けるとともに、親子一体時には親
シールド機用カッタヘッド側をその中心軸周りにカッタ
駆動用モータなどの駆動源により回転させることによ
り、子シールドの配置および個数を任意とするものであ
る。Therefore, one of the present applicants is disclosed in
In Japanese Patent Application Publication No. 0-176479, there has been proposed a parent-child shield machine in which a plurality of child shield machines can be arranged at arbitrary positions without having to match the axis of the parent shield machine with the axis of the child shield machine. In this parent-child shield machine, the cutter head for the child shield machine is separated from the child shield machine and provided in the cutter head for the parent shield machine, and when the parent and child are integrated, the cutter head side for the parent shield machine is used to drive the cutter around its central axis. The arrangement and number of the child shields are made arbitrary by being rotated by a drive source such as a motor.
【０００６】しかしながら、前記特開平１０−１７６４
７９号公報記載の親子シールド機の場合でも、親シール
ド機用カッタヘッドを回転させるものであるため、親子
シールド機による掘削断面が、親シールド機用カッタヘ
ッドの周面に伸縮自在のコピーカッタを設けない限り、
実質的に掘削断面が円形に限定されてしまうという問題
があった。[0006] However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Even in the case of the parent-child shield machine described in Japanese Patent Publication No. 79, since the cutter head for the parent-child shield machine is rotated, the excavation section of the parent-child shield machine is provided with a telescopic copy cutter on the peripheral surface of the parent shield-machine cutter head. Unless provided,
There is a problem that the excavated cross section is substantially limited to a circle.
【０００７】他方、近年は余剰断面の少ない経済的なト
ンネル掘削の実現や、駅部構造の合理化の要請から、矩
形、楕円形、馬蹄形、複合円等の任意トンネル断面を掘
削可能とする親子シールド掘削機が望まれている。On the other hand, in recent years, in order to realize an economical tunnel excavation with a small surplus cross section and a demand for streamlining of a station structure, a parent-child shield capable of excavating an arbitrary tunnel cross section such as a rectangle, an ellipse, a horseshoe, and a compound circle has been demanded. Excavators are desired.
【０００８】このような要望に応える親子シールド掘削
機として、特開平１１−３２４５６３号公報、特開２０
００−２０７７号公報に記載される偏心多軸型親子シー
ルド機が提案されている。これら偏心多軸型親子シール
ド機は、偏心多軸型の親シールド機の機内に１または複
数の偏心多軸型子シールド機を収容し、親シールド機お
よび子シールド機を一体として任意断面形状の大径トン
ネルを掘削した後、前記子シールド機を発進させて任意
断面形状の小径トンネルを連続的に掘削可能とした親子
シールド掘削機である。Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 11-324563 and 20 have disclosed a parent-child shield excavator that meets such demands.
An eccentric multi-axis type parent-child shield machine described in JP-A-00-2077 has been proposed. These eccentric multi-axis type parent-child shield machines accommodate one or more eccentric multi-axis type child shield machines in the eccentric multi-axis type parent shield machine, and integrate the parent shield machine and the child shield machine into an arbitrary cross-sectional shape. This is a parent-child shield excavator in which after excavating a large-diameter tunnel, the child shield machine is started and a small-diameter tunnel having an arbitrary cross-sectional shape can be continuously excavated.
【０００９】先ず、偏心多軸型シールド機について概略
すると、このシールド機は、特公平３−８０２４０号公
報、特公平７−６８８６８号公報および特公平７−６８
８７０号公報などで提案されているシールド掘削機であ
り、具体的には図８および図９に示されるように、多数
の掘削ビット５５，５５…が固設されたカッターフレー
ム５４を複数のクランク５６，５６…によって支持し、
これら各クランク５６，５６…の同調回転による平衡リ
ンク運動によって前記カッターフレーム５４を同一面内
で小回転運動させるようにしたものである。主な特徴点
としては、カッターフレーム５４の形状選定によってこ
のカッタ形状とほぼ相似形の任意断面の掘削が可能とな
る。カッターフレーム５４の回転半径が小さいので掘削
トルクが小さくて済むとともに、ビット５５の摩耗が少
なくなり長距離の掘削が可能となる。さらに、複数の各
駆動部がコンパクトになりユニット化が可能となるた
め、組立・解体・運搬が容易となる点などが挙げられ
る。First, the eccentric multi-axis type shield machine will be outlined. This shield machine is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-80240, Japanese Patent Publication No. 7-68868 and Japanese Patent Publication No. 7-68.
870, etc. Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, a cutter frame 54 on which a large number of drill bits 55, 55. Supported by 56, 56 ...
The cutter frame 54 is caused to make a small rotational movement in the same plane by an equilibrium link movement due to the synchronous rotation of each of the cranks 56. As a main feature point, the selection of the shape of the cutter frame 54 enables excavation of an arbitrary cross section substantially similar to the cutter shape. Since the turning radius of the cutter frame 54 is small, the excavation torque is small, and the wear of the bit 55 is reduced, so that excavation over a long distance is possible. Furthermore, since each of the plurality of driving units is compact and can be unitized, assembly, disassembly, and transportation are easy.
【００１０】前記特開平１１−３２４５６３号公報およ
び特開２０００−２０７７号公報に記載される偏心多軸
型親子シールド機は、いずれも、偏心多軸型親シールド
機６０の内部に偏心多軸型子シールド機６１（同明細書
では分岐シールド、２段目シールド機に相当）を内設し
た構造の親子シールド機において、親カッターフレーム
６２と子カッターフレーム６３との干渉を避けるため
に、親カッターフレーム６２のクランク運動と、子カッ
ターフレーム６３のクランク運動との同期手法をそれぞ
れ提案するものである。The eccentric multi-axial parent-child shield machine described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-324563 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2077 are all provided with an eccentric multi-axial parent shield machine In a parent-child shield machine having a structure in which a child shield machine 61 (corresponding to a branch shield and a second-stage shield machine in the specification) is provided, in order to avoid interference between the parent cutter frame 62 and the child cutter frame 63, a parent cutter is used. A method of synchronizing the crank motion of the frame 62 and the crank motion of the child cutter frame 63 is proposed.
【００１１】具体的に、前者の特開平１１−３２４５６
３号公報では、図１０に示されるように、親シールド機
６０の内部に回転駆動部６４と、子シールド機６１の回
転駆動部６５とを相互に機械的に連結する同期金具６６
を用いることにより、親カッターフレーム６２と子カッ
ターフレーム６３との同期制御を可能とし、子シールド
機６１の分離時には親シールド機６０内で前記同期金具
６６を取り外すことにより同期解除を行うものである。
一方、後者の特開２０００−２０７７号公報では、図１
１に示されるように、子シールド機６１のカッターフレ
ーム６３に油圧シリンダからなる連結部材６７を組み込
んでおき、油圧シリンダ型連結部材６７を伸長し親シー
ルド機６０のカッターフレーム６２に係合させることで
親カッターフレーム６２と子カッターフレーム６３との
同期を取るようにしている。子シールド機６１の分離時
には、前記油圧シリンダ型連結部材６７，６７…を収縮
させることにより係合を解除し分離可能となっている。Specifically, the former JP-A-11-32456
In the publication No. 3, as shown in FIG. 10, a synchronous fitting 66 for mechanically connecting the rotation drive unit 64 and the rotation drive unit 65 of the child shield machine 61 to each other inside the parent shield machine 60.
Is used, synchronization control between the parent cutter frame 62 and the child cutter frame 63 is enabled, and when the child shield machine 61 is separated, the synchronization is released by removing the synchronization metal fitting 66 in the parent shield machine 60. .
On the other hand, in the latter JP-A-2000-2077, FIG.
As shown in FIG. 1, a connecting member 67 composed of a hydraulic cylinder is installed in the cutter frame 63 of the child shield machine 61, and the hydraulic cylinder type connecting member 67 is extended and engaged with the cutter frame 62 of the parent shield machine 60. Thus, the parent cutter frame 62 and the child cutter frame 63 are synchronized. When the child shield machine 61 is separated, the engagement is released by contracting the hydraulic cylinder type connecting members 67, 67.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
特開平１１−３２４５６３号公報の場合には、親シール
ド機のバルクヘッド（隔壁）に隣接して大掛かりな前記
同期金具６６を設けるものであるため、機内にその設置
スペースを確保しなければならず、他の装置レイアウト
への影響が甚大となるとともに、親シールド機の機長が
その分長くなってしまうなどの問題が発生する。また、
前記同期金具の設置および解体に多くの時間と手間が掛
かるなどの問題もある。However, in the case of the former JP-A-11-324563, the large synchronous fitting 66 is provided adjacent to the bulkhead (partition wall) of the parent shield machine. In addition, the installation space must be secured in the machine, which has a serious effect on other device layouts, and causes a problem that the length of the parent shield machine is lengthened accordingly. Also,
There is also a problem that it takes a lot of time and labor to install and disassemble the synchronous fitting.
【００１３】一方、後者の特開２０００−２０７７号公
報の場合には、機内の制約がなくなるとともに、機内側
からの油圧操作により一気に解除が可能である点で優れ
ている。しかし、前記油圧シリンダ型連結部材６７と親
カッターフレーム６２との結合部に過大な応力集中が発
生し易く、予め前記結合部に圧力センサーや歪みセンサ
ーなどを設置しておき綿密な監視が必要になる。また、
前記油圧シリンダ型連結部材６７が過負荷のために伸縮
制御不能の事態に陥った場合には、その対応が著しく困
難となるなどの問題があった。On the other hand, the latter Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2077 is excellent in that the restrictions in the machine are eliminated and that it can be released at once by a hydraulic operation from inside the machine. However, excessive stress concentration is likely to occur at the joint between the hydraulic cylinder type connecting member 67 and the parent cutter frame 62, and it is necessary to install a pressure sensor, a strain sensor, and the like at the joint in advance and closely monitor the stress. Become. Also,
When the hydraulic cylinder type connecting member 67 is in a state where expansion and contraction cannot be controlled due to overload, there is a problem that it is extremely difficult to cope with the situation.
【００１４】また、これら従来例では、子シールド機の
発進に際し、子シールド機（その外形は子スキンプレー
トの径で決定される。）を通過させるために、親カッタ
ーフレームを分離して干渉しない位置まで退避させた
り、親カッターフレームを所定の回転位置に位置決めし
なければならないなど発進準備にも多くの手間が掛かっ
ていた。Further, in these conventional examples, when the child shield machine is started, the child cutter machine (the outer shape of which is determined by the diameter of the child skin plate) passes through, so that the parent cutter frame is separated and does not interfere. A lot of time and effort is required for starting preparation, such as having to retract to a position and positioning the parent cutter frame at a predetermined rotational position.
【００１５】他方、前記偏心多軸シールド機の掘削方式
は、カッターフレームの機構上、土圧式または泥土圧式
となり、取り込んだ土砂をチャンバ内に充満させ、スク
リューコンベアによる排土量とのバランスを保つことで
切羽の安定を図るようにしている。そのため、カッター
フレームの裏面がわに撹拌翼などを設けたり、アジテー
タなどを別途配設したりしているが、前記チャンバ内に
おいて土砂を効率良く撹拌することが切羽安定および排
土効率の点で望ましいものとなる。On the other hand, the excavation method of the eccentric multi-axis shield machine is of an earth pressure type or a mud pressure type due to the mechanism of the cutter frame, and the taken-in earth and sand is filled in the chamber to maintain the balance with the amount of earth removed by the screw conveyor. This ensures that the face is stable. For this reason, a stirring blade or the like is provided on the back side of the cutter frame, or an agitator or the like is separately provided.However, it is effective to stir the earth and sand in the chamber in terms of face stability and soil removal efficiency. It would be desirable.
【００１６】そこで本発明の主たる課題は、偏心多軸型
親子シールド掘削機において、同期手段そのものを無く
し前述した問題点を一挙に解消するとともに、チャンバ
内において撹拌効率の向上が望めるようになるなどの付
随的効果を有する偏心多軸型親子シールド機を提供する
ことにある。Accordingly, a main object of the present invention is to eliminate the synchronizing means itself in an eccentric multi-shaft parent-child shield excavator, to solve the above-mentioned problems at once, and to improve the stirring efficiency in the chamber. An object of the present invention is to provide an eccentric multi-axis type parent-child shield machine having the additional effect of the above.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明は、偏心多軸型親シールド機の機内に１または
複数の偏心多軸型子シールド機を収容し、親シールド機
および子シールド機を一体として相対的に大径のトンネ
ルを掘削した後、前記子シールド機を発進させて相対的
に小径のトンネルを連続的に掘削可能とした親子シール
ド掘削機であって、前記親シールド機の親カッターフレ
ーム内に、正面から視た状態で、親カッターフレームが
クランク駆動機構によって小回転運動しても、前記親カ
ッターフレームが少なくとも前記子シールド機の子スキ
ンプレートで囲まれた内側領域を侵すことがない条件で
開口部を形成し、この開口部内に前記親カッターフレー
ムとの機械的同期手段を設けることなく、子シールド機
の子カッターフレームを親カッターフレームとほぼ同面
で配置したことを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided an eccentric multi-axial parent shield machine in which one or a plurality of eccentric multi-axial child shield machines are accommodated, and the parent shield machine and a child shield machine are provided. A parent-child shield excavator that excavates a relatively large-diameter tunnel integrally with a shield machine and then starts the child shield machine to continuously excavate a relatively small-diameter tunnel. In the parent cutter frame of the machine, even when the parent cutter frame is slightly rotated by the crank drive mechanism when viewed from the front, the parent cutter frame is at least an inner region surrounded by the child skin plate of the child shield machine. An opening is formed under conditions that do not invade the child cutter frame of the child shielding machine without providing mechanical synchronization means with the parent cutter frame in this opening. In which characterized in that a beam in substantially the same plane as the parent cutter frame.
【００１８】本発明においては、親カッターフレームと
子カッターフレームとの干渉を無くすために、親カッタ
ーフレーム内に形成される開口部は、正面から視た状態
で、前記親カッターフレームがクランク駆動機構によっ
て小回転運動しても、前記親カッターフレームが少なく
とも子シールド機の子スキンプレートで囲まれた内側領
域を侵すことがない条件により形成される。子カッター
フレームは、前記開口部内に親カッターフレームと機械
的に同期させることなく、ほぼ同面で配置される。In the present invention, in order to eliminate the interference between the parent cutter frame and the child cutter frame, the opening formed in the parent cutter frame is provided with a crank driving mechanism when viewed from the front. Therefore, the parent cutter frame is formed under such a condition that the parent cutter frame does not invade at least the inner area surrounded by the child skin plate of the child shield machine even if it makes a small rotational movement. The child cutter frame is disposed substantially flush with the parent cutter frame within the opening without mechanical synchronization.
【００１９】子カッターフレームが分担する掘削領域
は、子スキンプレートの内側領域であるため、親カッタ
ーフレームがこの領域を侵すことがなければ、親カッタ
ーフレームと子カッターフレームとはそれぞれがどのよ
うな回動位置にあってもカッターフレーム同士が相互に
干渉（接触・衝突）することがないため、同期させる必
要が無くなるとともに、親カッターフレームの位置とは
無関係に子シールド機が発進できるようになる。Since the excavation area shared by the child cutter frame is an area inside the child skin plate, if the parent cutter frame does not invade this area, the parent cutter frame and the child cutter frame will be different. Since the cutter frames do not interfere with each other (contact / collide) even at the rotation position, there is no need to synchronize, and the child shield machine can start regardless of the position of the parent cutter frame. .
【００２０】他方、本偏心多軸型親子シールド機では、
親カッターフレームと子カッターフレームとが一切干渉
することがないため、親カッターフレームと子カッター
フレームとを電気的に同期させながら回転させるように
してもよいし、或いは位相をずらしながら回転させた
り、正逆方向にそれぞれ回転方向を別にしながら回転さ
せるようにしてもよい。これらの内、特に親カッターフ
レームと子カッターフレームとを正逆方向にそれぞれを
回転させる場合には、土砂取り込みチャンバ内に複雑な
土砂流を生起できるようになり、撹拌効率の向上が望め
るようになる。On the other hand, in this eccentric multi-axial parent-child shield machine,
Since the parent cutter frame and the child cutter frame do not interfere at all, the parent cutter frame and the child cutter frame may be rotated while being electrically synchronized, or may be rotated while shifting the phase, The rotation may be performed in the forward and reverse directions while the rotation directions are different. In particular, when the parent cutter frame and the child cutter frame are respectively rotated in the normal and reverse directions, a complicated sediment flow can be generated in the sediment intake chamber, and an improvement in stirring efficiency can be expected. Become.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳述する。図１は本偏心多軸型親
子シールド機１の正面図であり、図２はその縦断面図で
ある。なお、説明の都合上、前側とは切羽側を指し、後
側とは坑口側を指す。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of the present eccentric multi-axial parent-child shield machine 1, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof. For convenience of explanation, the front side indicates the face side, and the rear side indicates the wellhead side.
【００２２】前記偏心多軸型親子シールド機１は、断面
馬蹄形の親シールド機２の内部に、図１に示される配置
態様で、すなわち馬蹄断面内に左右対称配置で断面円形
の偏心多軸型子シールド機３，３を収容してなる親子シ
ールド掘削機である。The eccentric multi-axial parent-child shield machine 1 is arranged inside a horseshoe-shaped parent shield machine 2 in the arrangement shown in FIG. This is a parent-child shield excavator that houses the child shield machines 3 and 3.
【００２３】親スキンプレート５の内部には、子シール
ド機３，３の子スキンプレート１５、１５の径よりも若
干大径の収容リング６，６が配置され、この収容リング
６，６の内部に前記子シールド機３，３が収容されてい
る。親シールド機２のカッターフレーム８には、同面で
配置される子カッターフレーム９，９のために２つの大
きな開口部１１，１１が形成され、掘削面を前記親カッ
ターフレーム８と子カッターフレーム９，９とで夫々分
担しながら掘削するようになっている。Inside the parent skin plate 5, accommodation rings 6, 6 slightly larger in diameter than the child skin plates 15, 15 of the child shield machines 3, 3 are arranged. The child shield machines 3 and 3 are accommodated in the sub-machines. In the cutter frame 8 of the parent shield machine 2, two large openings 11, 11 are formed for the child cutter frames 9, 9 arranged on the same plane, and the excavation surface is formed by the parent cutter frame 8 and the child cutter frame. Excavation is carried out while sharing between 9 and 9.
【００２４】以下、具体的に詳述すると、前記親シール
ド機２は、馬蹄形の親スキンプレート５の前部側位置に
隔壁１７が設けられ、掘削部とシールド機内空間とに区
画されるとともに、前記隔壁１７の前側に土砂取込みチ
ャンバ１８分の空間を空けて馬蹄形の親カッターフレー
ム８が設けられている。前記親カッターフレーム８は、
フレーム前面に多数のビットを備え、前記隔壁１７部に
設けられた複数の、図示例では計６台のクランク駆動部
２０，２０…によって支持されている。前記クランク駆
動部２０は、回転ヘッド２１の偏心位置に固設されたカ
ッター支軸２２によって前記親カッターフレーム８を支
持するもので、カッタ駆動部２０の背面側に固設された
駆動モータ２３によって前記回転ヘッド２１が回転さ
れ、カッター支軸２２の小回転運動に伴って親カッター
フレーム８が同一面内で小回転運動をするようになって
いる。The parent shield machine 2 will be described in detail below. The parent shield machine 2 is provided with a partition 17 at a front side position of the horseshoe-shaped parent skin plate 5, and is divided into an excavation part and a shield machine space. A horseshoe-shaped parent cutter frame 8 is provided in front of the partition wall 17 with a space corresponding to the sediment intake chamber 18. The parent cutter frame 8 includes:
A large number of bits are provided on the front surface of the frame, and are supported by a plurality of, in the illustrated example, a total of six crank drive units 20 provided on the partition wall 17. The crank drive unit 20 supports the main cutter frame 8 by a cutter support shaft 22 fixed at an eccentric position of the rotary head 21, and is driven by a drive motor 23 fixed to the rear side of the cutter drive unit 20. The rotary head 21 is rotated, and the parent cutter frame 8 makes a small rotation in the same plane with the small rotation of the cutter support shaft 22.
【００２５】前記親カッターフレーム８の内部には、子
シールド機３の子カッターフレーム９を配設するととも
に、親子一体で掘進した後、子シールド機３，３が分離
して発進できるように、子シールド機３，３の対応位置
に開口部１１，１１が形成されている。これら開口部１
１、１１は、子シールド機３が通過するに十分な開口と
なっているとともに、親カッターフレーム８が同一面内
で小回転運動しても、前記親カッターフレーム８が子ス
キンプレート１５，１５の外側を囲む親掘削領域境界線
１３，１３内に浸入することがないようになっている。
すなわち、正面から視た状態（図１）で、親カッターフ
レーム８は、少なくとも子スキンプレート１５、１５の
内側領域を侵すことがなく、親カッターフレーム８およ
び子カッターフレーム９，９はそれぞれどのような回動
位置にあってもカッターフレーム同士が相互に干渉（接
触・衝突）することがないようになっているとともに、
親カッターフレーム８の位置とは無関係に子シールド機
３，３を発進できるようになっている。The child cutter frame 9 of the child shield machine 3 is disposed inside the parent cutter frame 8, and the child shield machine 3, 3 can be separated and started after digging together with the parent and child. Openings 11, 11 are formed at the corresponding positions of the child shield machines 3, 3. These openings 1
Reference numerals 1 and 11 denote openings that are sufficient for the child shield machine 3 to pass therethrough. Even if the parent cutter frame 8 makes a small rotational movement in the same plane, the parent cutter frame 8 can be moved by the child skin plates 15 and 15. So that it does not enter the parent excavation area boundary lines 13, 13 surrounding the outside.
That is, when viewed from the front (FIG. 1), the parent cutter frame 8 does not affect at least the inner area of the child skin plates 15, 15, and how the parent cutter frame 8 and the child cutter frames 9, 9 are respectively. The cutter frames do not interfere with each other (contact / collision)
The child shield machines 3 and 3 can be started regardless of the position of the parent cutter frame 8.
【００２６】一方で、親シールド機２の内部には、前記
土砂取込みチャンバ１８の下側に開口を臨ませるように
して２台の親スクリューコンベア２９，２９が配設さ
れ、親子一体時には前記親スクリューコンベア２９，２
９によって掘削土砂を排出するようになっているととも
に、前記隔壁１７の後方側周囲にシールドジャッキ２
４，２４…が設けられ、順次シールド掘進に伴って設置
されるセグメント１６，１６…の端面に反力を取りなが
ら親子シールド掘削機１を推進させるようになってい
る。前記セグメント１６は、エレクター２６によって掘
進の度に周方向に沿ってリング状に設置される。前記エ
レクターの後方側には、図示例では２台の真円保持装置
２７，２７が設けられ、設置直後のセグメント１６，１
６…を一定期間の間、真円状態に保持するようになって
いる。また、親シールド機２の後方側には、後方台車２
８が連行し必要な資材等を供給するようになっている。On the other hand, inside the parent shield machine 2, two parent screw conveyors 29, 29 are disposed so as to face an opening below the earth and sand intake chamber 18, and when the parent and child are integrated, the parent screw conveyor 29 is provided. Screw conveyor 29,2
9 to discharge excavated earth and sand, and a shield jack 2 around the rear side of the bulkhead 17.
Are provided, and the parent-child shield excavator 1 is propelled while applying a reaction force to the end faces of the segments 16, 16 ... which are sequentially installed along with the shield excavation. The segment 16 is installed by the erector 26 in a ring shape along the circumferential direction every time the excavation proceeds. On the rear side of the erector, two perfect circle holding devices 27, 27 are provided in the illustrated example, and the segments 16, 1 immediately after installation are provided.
6 are kept in a perfect circle state for a certain period of time. On the rear side of the parent shield machine 2, there is a rear bogie 2
8 is provided to supply necessary materials and the like.
【００２７】他方、前記収容リング６内に収容された子
シールド機３は、円形のスキンプレート１５の前部側位
置に隔壁３０が設けられ、掘削部とシールド機内側とに
区画されるとともに、前記隔壁３０の前側に土砂取込み
用チャンバ３１分の空間を空けて円形の子カッターフレ
ーム９が設けられている。前記子カッターフレーム９
は、フレーム前面に多数のビットを備え、親カッターフ
レーム８と同様に、前記隔壁３０部に設けられた複数
の、図示例では３台のクランク駆動部３２，３２…によ
って支持されている。前記クランク駆動部３２は、回転
ヘッド３３の偏心位置に固設されたカッター支軸３４に
よって前記子カッターフレーム９を支持するもので、カ
ッタ駆動部３２の背面側に固設された駆動モータ３５に
よって前記回転ヘッド３３が回転され、カッター支軸３
４の小回転運動に伴って子カッターフレーム９が同一面
内で小回転運動をするようになっている。On the other hand, the secondary shield machine 3 accommodated in the accommodation ring 6 is provided with a partition wall 30 at a position on the front side of the circular skin plate 15 so as to be divided into an excavated portion and the inside of the shield machine. A circular child cutter frame 9 is provided on the front side of the partition wall 30 so as to leave a space for the earth and sand intake chamber 31. The child cutter frame 9
Are provided with a large number of bits on the front surface of the frame, and are supported by a plurality of, in the illustrated example, three crank drive units 32 provided on the partition wall 30 in the same manner as the parent cutter frame 8. The crank drive unit 32 supports the child cutter frame 9 by a cutter support shaft 34 fixed at an eccentric position of the rotary head 33, and is driven by a drive motor 35 fixed to the back side of the cutter drive unit 32. The rotating head 33 is rotated, and the cutter support shaft 3 is rotated.
The small cutter 4 moves in the same plane as the small cutter 4 moves with the small rotation.
【００２８】前記子カッタフレーム９によって掘削され
る領域は、ほぼ子スキンプレート１５によって囲まれた
円形領域内であり、親カッターフレーム８とは一切の干
渉がないため、親カッターフレーム８とは機械的に同期
させる必要がない。その結果、ほぼ同位相で回転運動さ
せることはもちろん、任意の位相ズレをもって回転させ
るようにしてもよい。さらには、親カッターフレーム８
の回転方向に対し逆方向に回転させるようにしてもよ
い。回転方向を逆にした場合には、親カッターフレーム
８によって生起される土砂取込みチャンバ１８内の土砂
流と、子カッターフレーム９によって生起される土砂取
込みチャンバ３１内に生起される土砂流とが衝突し、撹
拌を助長する複雑な流れとなるため、チャンバ１８，３
１内において土砂撹拌効率の向上が望めるようになる。The area excavated by the child cutter frame 9 is substantially a circular area surrounded by the child skin plate 15 and has no interference with the parent cutter frame 8. There is no need to synchronize. As a result, not only the rotary motion can be performed with substantially the same phase, but also the rotary motion can be performed with an arbitrary phase shift. Furthermore, the parent cutter frame 8
May be rotated in a direction opposite to the rotation direction of. When the rotation direction is reversed, the sediment flow in the sediment intake chamber 18 generated by the parent cutter frame 8 collides with the sediment flow generated in the sediment intake chamber 31 generated by the child cutter frame 9. And a complicated flow that promotes agitation is required.
It is possible to expect an improvement in the earth and sand stirring efficiency within 1.
【００２９】前記隔壁３０の後方側周囲には、将来の掘
進に備えて周方向に沿って子シールドジャッキ３６，３
６…が設けられているとともに、子機フードリング押出
しジャッキ３７、３７…が配設されている。前記子機フ
ード押出しジャッキ３７は、子シールド３の発進時に、
周囲がほぼ閉鎖された土砂取込みチャンバを形成するた
めに、予め子スキンプレート１５と収容リング６との間
に収容されている子機フード３８を前方に押出すための
ジャッキである。また、子機シールド機３内には、エレ
クター３９、子スクリューコンベア４３などの設備が予
め設けられている。Around the rear side of the partition wall 30, child shield jacks 36, 3 are arranged along the circumferential direction in preparation for future excavation.
6 are provided, and hood ring push-out jacks 37, 37 ... are provided. When the child shield 3 starts moving,
It is a jack for pushing out a child device hood 38 previously accommodated between the child skin plate 15 and the accommodation ring 6 to form a sediment intake chamber having a substantially closed periphery. Further, facilities such as the erector 39 and the child screw conveyor 43 are provided in advance in the child machine shield machine 3.
【００３０】前述した親子シールド機１により、相対的
に大径の馬蹄形トンネルを掘削した後、子シールド機
３，３を土中発進させ、これに連続して小径の円形トン
ネルを掘削する場合の子機発進作業手順について後述す
る。After excavating a horseshoe-shaped tunnel having a relatively large diameter using the parent-child shield machine 1 described above, the child shield machines 3 and 3 are started in the soil, and subsequently a small-diameter circular tunnel is excavated. The handset starting operation procedure will be described later.
【００３１】図１に示されるように、親シールド機２と
子シールド機３，３とが一体とされる状態で、親シール
ド機２の外形に整合する馬蹄形トンネルを掘進し、親子
シールド機１が所定の位置に達したならば、図３に示さ
れるように、親シールド機２内において、後方台車２８
の解体、真円保持装置２７の解体、エレクター２６の解
体、後部デッキ２５の解体および親スクリューコンベア
２９の解体などの親機側作業を行う。なお、子シールド
機３の地中発進部は地盤改良によって予め固結しておく
ことが望ましい。As shown in FIG. 1, in a state where the parent shield machine 2 and the child shield machines 3 and 3 are integrated, a horseshoe-shaped tunnel matching the outer shape of the parent shield machine 2 is dug and the parent shield machine 1 Has reached a predetermined position, as shown in FIG.
, Disassembling the perfect circle holding device 27, dismantling the erector 26, dismantling the rear deck 25, and dismantling the parent screw conveyor 29, etc. It is desirable that the underground starting portion of the child shield machine 3 be solidified in advance by ground improvement.
【００３２】次いで、図４に示されるように、子機フー
ド押出しジャッキ３７、３７…を伸長させて子機フード
３８を前方に押出し、子シールド機３の前部位置に周囲
がほぼ封鎖された土砂取込みチャンバ３１を形成する。Next, as shown in FIG. 4, the slave unit hood push-out jacks 37 are extended to push the slave unit hood 38 forward, and the periphery of the slave unit hood 3 is almost completely closed at the front position. The earth and sand intake chamber 31 is formed.
【００３３】次に、子シールド機３側において、図５に
示されるように、子シールド機３が発進する際の反力を
取るために反力受け台４０を設置するとともに、前記反
力受け台４０に連設してセグメント４１，４１…を順に
並べる。また、子機後続台車４２を設置するとともに、
この子機後続台車４２上部にコンベアを載置し、子スク
リューコンベア４３による土砂排出設備を完成させる。Next, on the child shield machine 3 side, as shown in FIG. 5, a reaction force receiving base 40 is installed to take a reaction force when the child shield machine 3 starts moving, and The segments 41, 41,... In addition, while installing the handset subsequent truck 42,
A conveyor is mounted on the upper part of the subsequent carriage 42 of the slave unit, and the earth and sand discharge facility by the slave screw conveyor 43 is completed.
【００３４】以上、子シールド機３の発進準備が完了し
たならば、図６に示されるように、前記セグメント４
１，４１…に子シールドジャッキ３６，３６…の反力を
取りながら子シールド機３を掘進させ、前記馬蹄形トン
ネルに連続する相対的に小径の円形トンネルを構築す
る。As described above, when the preparation for starting the child shield machine 3 is completed, as shown in FIG.
The child shield machine 3 is dug while taking the reaction force of the child shield jacks 36, 36,... To construct a relatively small diameter circular tunnel continuous with the horseshoe tunnel.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、親シ
ールド機および子シールド機を一体として相対的に大径
のトンネルを掘削した後、前記子シールド機を発進させ
て相対的に小径のトンネルを連続的に掘削可能とした偏
心多軸型親子シールド掘削機において、設置スペースを
確保し難い、設置および解体に手間と時間が掛かる、ジ
ャッキ式連結の場合にはセンサーによる監視が面倒であ
る、さらには制御不能になった場合の対応が著しく困難
であるなどの問題を有する同期手段そのものを無くすこ
とが可能になる。また同時に、親カッターフレームと子
カッターフレームとの干渉が一切生じないため、それぞ
れを正逆方向に回転させることも可能となる。この場合
には、チャンバ内において複雑な土砂流が生起されるた
め、撹拌効率の向上が望めるようになる。As described in detail above, according to the present invention, the parent shield machine and the child shield machine are integrated to dig a relatively large diameter tunnel, and then the child shield machine is started and the relatively small diameter tunnel is started. Eccentric multi-axis type parent-child shield excavator that can continuously excavate tunnels, it is difficult to secure the installation space, it takes time and effort to install and dismantle, and in the case of jack type connection, monitoring with sensors is troublesome Further, it is possible to eliminate the synchronization means itself which has a problem that it is extremely difficult to cope with the case where the control becomes impossible. At the same time, there is no interference between the parent cutter frame and the child cutter frame, so that each can be rotated in the forward and reverse directions. In this case, a complicated sediment flow is generated in the chamber, so that an improvement in the stirring efficiency can be expected.
【図１】本偏心多軸型親子シールド機１の正面図であ
る。FIG. 1 is a front view of the present eccentric multi-axial parent-child shield machine 1. FIG.
【図２】その縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof.
【図３】子シールド機３の発進手順図（その１）であ
る。FIG. 3 is a diagram (part 1) illustrating a starting procedure of the child shield machine 3.
【図４】子機フード３８部の構造断面図である。FIG. 4 is a structural sectional view of a slave unit hood 38;
【図５】子シールド機３の発進手順図（その２）であ
る。FIG. 5 is a start procedure diagram (part 2) of the child shield machine 3.
【図６】子シールド機３の発進手順図（その３）であ
る。FIG. 6 is a diagram (part 3) illustrating a starting procedure of the child shield machine 3.
【図７】従来の円形断面親子シールドの正面図である。FIG. 7 is a front view of a conventional parent-child shield having a circular cross section.
【図８】矩形断面の偏心多軸型シールド機の正面図であ
る。FIG. 8 is a front view of an eccentric multi-axial shield machine having a rectangular cross section.
【図９】楕円断面の偏心多軸型シールド機の正面図であ
る。FIG. 9 is a front view of an eccentric multi-axial shield machine having an elliptical cross section.
【図１０】従来の偏心多軸型親子シールド機を示す、
（Ａ）は背面図、（Ｂ）は縦断面図である。FIG. 10 shows a conventional eccentric multi-axis type parent-child shield machine.
(A) is a rear view, and (B) is a longitudinal sectional view.
【図１１】従来の他の偏心多軸型親子シールド機を示す
要部正面図である。FIG. 11 is a main part front view showing another conventional eccentric multi-axial parent-child shield machine.
１…偏心多軸型親子シールド機、２…親シールド機、３
…子シールド機、５…親スキンプレート、６…収容リン
グ、８…親カッターフレーム、９…子カッターフレー
ム、１１…開口部、１３…親掘削領域境界線、１５…子
スキンプレート1: eccentric multi-axis type parent-child shield machine, 2: parent shield machine, 3
... child shield machine, 5 ... parent skin plate, 6 ... accommodation ring, 8 ... parent cutter frame, 9 ... child cutter frame, 11 ... opening, 13 ... parent excavation area boundary line, 15 ... child skin plate
フロントページの続き (72)発明者 村本 利行 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 松井 淳一 東京都中央区日本橋本町４丁目12番20号 佐藤工業株式会社内 (72)発明者 坂東 幸次 東京都港区浜松町２丁目４番１号 川崎重 工業株式会社内 (72)発明者 森尾 三郎 兵庫県加古郡播磨町新島８番地 川崎重工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AA03 AC01 AD07 BA03 Continued on the front page (72) Inventor Toshiyuki Muramoto 4-12-20 Nihonbashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo Inside Sato Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Matsui 4-12-20 Nihonbashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo Sato Kogyo (72) Inventor Koji Bando 2-4-1, Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Saburo Morio 8, Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd. F term (reference) 2D054 AA03 AC01 AD07 BA03
Claims (2)
複数の偏心多軸型子シールド機を収容し、親シールド機
および子シールド機を一体として相対的に大径のトンネ
ルを掘削した後、前記子シールド機を発進させて相対的
に小径のトンネルを連続的に掘削可能とした親子シール
ド掘削機であって、 前記親シールド機の親カッターフレーム内に、正面から
視た状態で、親カッターフレームがクランク駆動機構に
よって小回転運動しても、前記親カッターフレームが少
なくとも前記子シールド機の子スキンプレートで囲まれ
た内側領域を侵すことがない条件で開口部を形成し、こ
の開口部内に前記親カッターフレームとの機械的同期手
段を設けることなく、子シールド機の子カッターフレー
ムを親カッターフレームとほぼ同面で配置したことを特
徴とする偏心多軸型親子シールド掘削機。An eccentric multi-axial parent shield machine accommodates one or a plurality of eccentric multi-axial child shield machines in a machine and excavates a relatively large-diameter tunnel integrally with the parent shield machine and the child shield machine. Thereafter, a parent-child shield excavator that is capable of continuously excavating a relatively small-diameter tunnel by starting the child shield machine, in a parent cutter frame of the parent shield machine, in a state viewed from the front, Even if the parent cutter frame makes a small rotation by the crank driving mechanism, the parent cutter frame forms an opening under such a condition that the parent cutter frame does not affect at least the inner area surrounded by the child skin plate of the child shield machine. Without providing mechanical synchronization means with the parent cutter frame in the part, that the child cutter frame of the child shield machine is arranged almost flush with the parent cutter frame. Eccentric multi-axis parent-child shield excavator.
カッターフレームの回転方向とをそれぞれ正逆方向に回
転可能としてある請求項１記載の偏心多軸型親子シール
ド機。2. The eccentric multi-axial parent-child shield machine according to claim 1, wherein the rotation direction of the parent cutter frame and the rotation direction of the child cutter frame are rotatable in forward and reverse directions, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189058A JP2002004758A (en) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Eccentric multi-shaft two-stage shield machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189058A JP2002004758A (en) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Eccentric multi-shaft two-stage shield machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002004758A true JP2002004758A (en) | 2002-01-09 |
Family
ID=18688735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000189058A Pending JP2002004758A (en) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Eccentric multi-shaft two-stage shield machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002004758A (en) |
Cited By (10)
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-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000189058A patent/JP2002004758A/en active Pending
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