JP2003214091A - Tunnel boring machine - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、掘削途中で掘削地
盤に応じたカッタに交換可能であると共に、このトンネ
ル掘削機を推進して所定長さのトンネルを掘削後、カッ
タヘッドなどの構成部材を回収して転用可能としたトン
ネル掘削機に関し、泥土圧式シールド掘削機、泥水式シ
ールド掘削機、トンネルボーリングマシン等に用いて好
適である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is capable of exchanging a cutter according to the excavated ground during excavation, and propelling this tunnel excavator to excavate a tunnel of a predetermined length, and then a constituent member such as a cutter head. The present invention relates to a tunnel excavator that can be recovered and diverted, and is suitable for use in a mud pressure shield excavator, a muddy water shield excavator, a tunnel boring machine, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、シールド掘削機は、円筒形状を
なす掘削機本体の前部に円盤形状をなすカッタヘッドが
回転自在に装着され、このカッタヘッドが駆動装置によ
り駆動回転可能に支持される一方、後部には掘削機本体
を前進させる多数のシールドジャッキが装着されると共
に、既設トンネルの内壁面にセグメントを組み付けるエ
レクタ装置が装着されて構成されている。従って、駆動
装置によりカッタヘッドを回転させながらシールドジャ
ッキを伸長させると、既設セグメントからの反力を得て
掘削機本体が前進し、カッタヘッドに取付けられた多数
のカッタビットが前方の地盤を掘削し、トンネルを形成
することができる。2. Description of the Related Art Generally, in a shield excavator, a disc-shaped cutter head is rotatably mounted on a front portion of a cylindrical excavator body, and the cutter head is rotatably supported by a drive unit. On the other hand, a large number of shield jacks for advancing the excavator body are mounted on the rear part, and an erector device for mounting the segments on the inner wall surface of the existing tunnel is mounted. Therefore, if the shield jack is extended while the cutter head is rotated by the drive device, the excavator body advances due to the reaction force from the existing segment, and a large number of cutter bits attached to the cutter head excavate the ground in front. And tunnels can be formed.
【０００３】このようなシールド掘削機を用いて所定の
工事区間にトンネルを構築する場合、この工事区間に発
進立坑と到達立坑を予め掘削しておき、発進立坑内にシ
ールド掘削機を搬入し、この発進立坑内で掘削反力確保
した状態で、発進口から地山へ貫入して所定のルートに
沿って掘削を行う。そして、シールド掘削機が到達立坑
まで掘進すると、予め形成された到達口よりシールド本
体を到達立坑内に引き出す。このようにして所定の位置
にトンネルを構築する。When constructing a tunnel in a predetermined construction section using such a shield excavator, a starting shaft and a reaching shaft are excavated in advance in this construction section, and the shield excavator is carried into the starting shaft. With the excavation reaction force secured in the starting shaft, the ground is penetrated from the starting port to excavate along a predetermined route. Then, when the shield excavator advances to the reaching shaft, the shield main body is pulled out into the reaching shaft from the previously formed reaching port. In this way, a tunnel is constructed at a predetermined position.
【０００４】ところで、到達立坑に到達したシールド掘
削機は、解体されて一部が地上に回収される一方、残り
はトンネルの構造体として地中に埋設される。即ち、シ
ールド掘削機は、まず、カッタヘッドがガス切断機によ
り小さく分断され、クレーンにより到達立坑を通して地
上に引き上げられ、次に、カッタヘッドの駆動装置が同
様にガス切断機により小さく分断され、クレーンにより
到達立坑を通して地上に引き上げられ、シールドジャッ
キやエレクタ装置、排土装置（送泥管、排泥管、アジテ
ータ、スクリューコンベヤ等）などが掘削機本体から取
り外されてクレーンにより地上に引き上げらる。そし
て、残った掘削機本体がトンネル構造体の一部として既
設セグメントに連結して埋設される。この場合、分断さ
れて地上に引き上げられたカッタヘッドやその駆動装置
などはスクラップ処理される。By the way, the shield excavator that has reached the reaching shaft is disassembled and a part thereof is collected on the ground, while the rest is buried underground as a tunnel structure. That is, in the shield excavator, first, the cutter head is divided into small pieces by the gas cutting machine, and the crane is pulled up to the ground through the reaching shaft, and then the cutter head driving device is also divided into small pieces by the gas cutting machine. It is pulled up to the ground through the reaching shaft, and the shield jack, the erector device, and the soil discharge device (mud pipe, mud pipe, agitator, screw conveyor, etc.) are removed from the excavator main body and pulled up by the crane. Then, the remaining excavator main body is connected and buried in the existing segment as a part of the tunnel structure. In this case, the cutter head that has been divided and pulled up to the ground and its drive device are scrapped.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】地球環境の面から考え
ると、トンネル掘削機のスクラップ処理による産業廃棄
物の増加は好ましくない。また、トンネル掘削機の製造
コストの面でも、一工区の掘削工事だけでのスクラップ
処理は非効率的であり、再利用が望まれている。更に、
トンネル掘削機は掘削地層に応じたカッタ、例えば、一
般土質であればカッタビット、礫層土質であれはディス
クカッタにより掘削する必要があるため、工事区間を掘
削地層ごとに分割して工区を決定している。そのため、
短い工区のために一台のトンネル掘削機を用いなければ
ならず、一工区の掘削作業コストが上昇してしまい、非
効率的なトンネル工事となっていた。From the viewpoint of the global environment, the increase of industrial waste due to the scrap processing of the tunnel excavator is not preferable. Further, in terms of manufacturing cost of the tunnel excavator, scrap processing only by excavation work in one section is inefficient, and reuse is desired. Furthermore,
Tunnel excavators need to excavate with a cutter according to the excavation stratum, for example, a cutter bit for general soil and a disc cutter for gravel soil, so the construction section is divided for each excavation stratum to determine the construction area. is doing. for that reason,
One tunnel excavator had to be used for the short construction section, and the excavation work cost for the one construction section increased, resulting in inefficient tunnel construction.
【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、掘削地層に応じたカッタを交換可能とすること
で掘削作業コストを低減すると共に掘削機を回収して転
用可能としたトンネル掘削機を提供することを目的とす
る。The present invention solves such a problem. By exchanging the cutter according to the excavation formation, the excavation work cost is reduced, and the excavator can be recovered and used for tunnel excavation. The purpose is to provide a machine.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明のトンネル掘削機は、筒状をなす掘
削機本体の前部に駆動回転可能なカッタヘッドが装着さ
れたトンネル掘削機において、カッタが装着されたカッ
タボックスを前記カッタヘッドに対して着脱自在とした
ことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a tunnel excavator according to a first aspect of the present invention is a tunnel excavator in which a cutter head capable of being driven and rotated is attached to a front portion of a main body of the excavator. In the excavator, the cutter box to which the cutter is attached is detachably attached to the cutter head.
【０００８】請求項２の発明のトンネル掘削機では、前
記カッタヘッドは中心部から放射状に配設された複数の
カッタスポークを有し、該カッタスポークの外周部側に
前記カッタボックスが着脱自在に装着されたことを特徴
としている。In the tunnel excavator according to the invention of claim 2, the cutter head has a plurality of cutas pork radially arranged from the center, and the cutter box is detachably attached to the outer peripheral side of the cutas pork. It is characterized by being installed.
【０００９】請求項３の発明のトンネル掘削機では、前
記カッタボックスは前記カッタヘッドの後方に抜き取り
可能であることを特徴としている。In the tunnel excavator of the third aspect of the present invention, the cutter box can be pulled out behind the cutter head.
【００１０】請求項４の発明のトンネル掘削機では、前
記カッタボックスに装着された前記カッタは、ディスク
カッタあるいは先行ビットであることを特徴としてい
る。In the tunnel excavator according to the invention of claim 4, the cutter mounted on the cutter box is a disk cutter or a preceding bit.
【００１１】請求項５の発明のトンネル掘削機では、前
記カッタヘッドを中心部と該中心部の外周側に位置する
外周部とで構成し、該中心部及び該外周部を前記掘削機
本体に対して着脱自在としたことを特徴としている。In the tunnel excavator according to the invention of claim 5, the cutter head is composed of a central portion and an outer peripheral portion located on the outer peripheral side of the central portion, and the central portion and the outer peripheral portion are provided in the excavator main body. It is characterized by being removable.
【００１２】請求項６の発明のトンネル掘削機では、前
記中心部及び前記外周部は前記掘削機本体に搭載された
カッタ駆動装置の出力伝達部に着脱自在に連結されたこ
とを特徴としている。In the tunnel excavator according to a sixth aspect of the present invention, the central portion and the outer peripheral portion are detachably connected to an output transmission portion of a cutter driving device mounted on the excavator body.
【００１３】請求項７の発明のトンネル掘削機では、前
記隣接する前記カッタスポークの間に面板が着脱自在に
装着されたことを特徴としている。The tunnel excavator according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that a face plate is removably mounted between the adjacent Kattus pork.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１５】図１に本発明の一実施形態に係るトンネル
掘削機の正面視、図２に本実施形態のトンネル掘削機の
概略断面、図３にカッタボックスの正面視、図４に図３
のIV−IV断面、図５に先行ビットを装着したトンネル掘
削機の正面視、図６にカッタボックスの正面視を示す。FIG. 1 is a front view of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of the tunnel excavator of the present embodiment, FIG. 3 is a front view of a cutter box, and FIG.
IV-IV cross section, FIG. 5 is a front view of a tunnel excavator equipped with a preceding bit, and FIG. 6 is a front view of a cutter box.
【００１６】本実施形態のトンネル掘削機において、図
１及び図２に示すように、掘削機本体１１は円筒形状を
なし、ほぼ同径の前胴１２及び後胴１３が球面軸受１４
を介して屈曲自在に連結されて構成されている。この前
胴１２には前後一対のバルクヘッド１５，１６が形成さ
れ、このバルクヘッド１５，１６のフランジ部には駆動
部本体１７が複数のボルト１８により固定されており、
この駆動部本体１７に軸受１９により回転リング２０が
回転自在に支持されている。そして、この回転リング２
０の後部にはリングギヤ２１が固結される一方、前方に
出力伝達部としての複数の中間ビーム２２が延出されて
おり、この各中間ビーム２２の先端部にカッタヘッド２
３が装着されている。また、駆動部本体１７には複数の
駆動モータ２４が装着され、各駆動モータ２４の駆動ギ
ア２５がリングギア２１に噛み合っており、駆動部本体
１７、回転リング２０、リングギヤ２１、駆動モータ２
４等でカッタ駆動装置が構成されている。従って、駆動
モータ２４を駆動して駆動ギア２５を回転駆動すると、
リングギア２１及び回転リング２０を介してカッタヘッ
ド２３を回転することができる。In the tunnel excavator of this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the excavator main body 11 has a cylindrical shape, and the front body 12 and the rear body 13 having substantially the same diameter have a spherical bearing 14.
It is configured to be flexibly connected via. A pair of front and rear bulkheads 15 and 16 are formed on the front body 12, and a drive portion main body 17 is fixed to a flange portion of the bulkheads 15 and 16 by a plurality of bolts 18.
A rotary ring 20 is rotatably supported by a bearing 19 on the drive unit main body 17. And this rotating ring 2
The ring gear 21 is fixedly connected to the rear part of 0, and a plurality of intermediate beams 22 as output transmission parts are extended to the front.
3 is installed. Further, a plurality of drive motors 24 are mounted on the drive unit main body 17, the drive gears 25 of the respective drive motors 24 mesh with the ring gear 21, and the drive unit main body 17, the rotating ring 20, the ring gear 21, and the drive motor 2
The cutter driving device is constituted by 4 and the like. Therefore, when the drive motor 24 is driven to rotate the drive gear 25,
The cutter head 23 can be rotated via the ring gear 21 and the rotating ring 20.
【００１７】このカッタヘッド２３は、カッタヘッド中
心部２６と、このカッタヘッド中心部２６の外周側に位
置するカッタヘッド外周部２７とで構成されており、カ
ッタヘッド中心部２６及びカッタヘッド外周部２７は中
間ビーム２２に対して着脱自在となっている。即ち、カ
ッタヘッド中心部２６は中心部２８から複数のスポーク
２９が放射状に連結され、各スポーク２９の先端部が連
結リング３０に連結されてなり、中心部２８にフィッシ
ュテールビット３１が固定され、各スポーク２９の幅方
向中心に多数の先行ビット３２が固定されると共に、各
スポーク２９の両側にカッタビット３３が固定されてい
る。そして、連結リング３０が中間ビーム２２に複数の
ボルト３４により着脱自在となっている。The cutter head 23 is composed of a cutter head central portion 26 and a cutter head outer peripheral portion 27 located on the outer peripheral side of the cutter head central portion 26. The cutter head central portion 26 and the cutter head outer peripheral portion. 27 is removable from the intermediate beam 22. That is, in the cutter head center portion 26, a plurality of spokes 29 are radially connected from the center portion 28, the tip end of each spoke 29 is connected to the connecting ring 30, and the fish tail bit 31 is fixed to the center portion 28. A large number of leading bits 32 are fixed to the center of each spoke 29 in the width direction, and cutter bits 33 are fixed to both sides of each spoke 29. The connecting ring 30 is detachably attached to the intermediate beam 22 by a plurality of bolts 34.
【００１８】一方、カッタヘッド外周部２７はカッタヘ
ッド中心部２６の各スポーク２９に対応した複数のスポ
ーク３５が連結リング３６に連結されてなり、各スポー
ク３５の中心に多数の先行ビット３７が固定されると共
に、両側にカッタビット３８が固定されている。また、
各スポーク２９にはディスクカッタ３９が装着されたカ
ッタボックス４０が着脱自在となっている。図３及び図
４に示すように、カッタボックス４０は前方が開口した
箱型形状をなし、ディスクカッタ３９が取付フレーム４
１により支持軸４２を介して回動自在に装着されてい
る。一方、スポーク３５には前後に開口した取付開口４
３が形成されている。そして、このスポーク３５の取付
開口４３にはカッタボックス４０が嵌合し、複数の取付
ボルト４４により固定されている。なお、掘削時にはデ
ィスクカッタ３９に掘削反力が作用するため、スポーク
３５にカッタボックス４０の後部を支持する反力支持部
材を設けると良い。On the other hand, in the cutter head outer peripheral portion 27, a plurality of spokes 35 corresponding to the respective spokes 29 of the cutter head central portion 26 are connected to a connecting ring 36, and a large number of preceding bits 37 are fixed at the center of each spoke 35. The cutter bits 38 are fixed on both sides. Also,
A cutter box 40 to which a disc cutter 39 is attached is detachably attached to each spoke 29. As shown in FIGS. 3 and 4, the cutter box 40 has a box shape with an open front, and the disc cutter 39 has the mounting frame 4 attached thereto.
1 is rotatably mounted via a support shaft 42. On the other hand, the spoke 35 has a mounting opening 4 which is opened in the front and rear
3 is formed. The cutter box 40 is fitted into the mounting opening 43 of the spoke 35, and is fixed by a plurality of mounting bolts 44. It should be noted that since the excavation reaction force acts on the disc cutter 39 during excavation, it is advisable to provide a reaction force support member for supporting the rear portion of the cutter box 40 on the spoke 35.
【００１９】このディスクカッタ３９が装着されたカッ
タボックス４０は、礫層土質に対して適用するものであ
るが、砂質や粘度質などの一般土質のものと交換可能と
なっている。即ち、図５に示すように、カッタボックス
４５はカッタボックス４０の外形形状と同様の箱型形状
をなし、前面部に先行ビット４６が固定されている。従
って、このカッタボックス４５はカッタヘッド外周部２
７のスポーク３５の取付開口４３に嵌合し、複数の取付
ボルト４４にて固定可能となっている。The cutter box 40, to which the disc cutter 39 is attached, is used for gravel layer soil, but can be replaced with general soil such as sand or clay. That is, as shown in FIG. 5, the cutter box 45 has a box shape similar to the outer shape of the cutter box 40, and the leading bit 46 is fixed to the front surface portion. Therefore, the cutter box 45 is attached to the outer peripheral portion 2 of the cutter head.
It can be fitted into the attachment openings 43 of the seven spokes 35 and fixed by a plurality of attachment bolts 44.
【００２０】更に、カッタヘッド外周部２７にて、特定
のスポーク３５にはコピーカッタ４７が外方に出没自在
に装着されている。そして、連結リング３６が中間ビー
ム２２に複数のボルト４８により着脱自在となってい
る。Further, a copy cutter 47 is attached to a specific spoke 35 on the outer peripheral portion 27 of the cutter head so as to be able to project and retract outward. The connecting ring 36 is detachably attached to the intermediate beam 22 by a plurality of bolts 48.
【００２１】また、図１及び図２に示すように、前胴１
２と後胴１３との間には中折ジャッキ４９が架設されて
おり、この中折ジャッキ４９の伸縮動作により掘削機本
体１１の掘進方向を変更することができる。そして、後
胴１３には周方向に沿って複数のシールドジャッキ５０
が周方向に沿って複数並設されており、このシールドジ
ャッキ５０を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セグメントＳに押し付けること
で、その反力により掘削機本体１１を前進することがで
きる。更に、後胴１３の後端部には支持ブラケット５１
を介して旋回リング５２が駆動モータ５３により旋回可
能に支持されており、この旋回リング５２にセグメント
を組立てるエレクタ装置５４が装着されている。Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the front body 1
A center-folding jack 49 is installed between 2 and the rear body 13, and the excavating direction of the excavator main body 11 can be changed by the extension / contraction operation of the center-folding jack 49. The rear body 13 has a plurality of shield jacks 50 along the circumferential direction.
Are arranged side by side along the circumferential direction, and the shield jack 50 is extended rearward in the excavation direction and pressed against the existing segment S constructed on the inner peripheral surface of the tunnel, and the reaction force causes the excavator main body to move. 11 can move forward. Further, a support bracket 51 is provided on the rear end of the rear body 13.
The swivel ring 52 is rotatably supported by the drive motor 53 via the, and the eclectic device 54 for assembling the segments is attached to the swivel ring 52.
【００２２】更に、この後胴１３の後端部には既設セグ
メントＳの外周面に密着する複数のテールパッキン５５
が取付けられており、掘削機本体１１内への泥土や泥水
等の浸入を阻止している。また、掘削機本体１１（前胴
１２、後胴１３）内を貫通するようにスクリューコンベ
ヤ５６が配設され、支持ロッド５７により傾斜状態で保
持されており、先端部がバルクヘッド１５，１６の開口
を介してチャンバ５８に連通しており、カッタヘッド２
３が掘削した土砂を外部に排出できるようになってい
る。なお、５９は駆動部本体１７を貫通したロータリジ
ョイントであって、内部に電気配線や油圧ホース等が収
容されている。Further, at the rear end portion of the rear body 13, a plurality of tail packings 55 that are in close contact with the outer peripheral surface of the existing segment S are provided.
Is attached to prevent the intrusion of mud and muddy water into the excavator body 11. Further, a screw conveyor 56 is arranged so as to penetrate through the excavator main body 11 (the front body 12 and the rear body 13), and is held in an inclined state by a support rod 57, and the tip ends of the bulkheads 15 and 16. The cutter head 2 communicates with the chamber 58 through the opening.
The earth and sand excavated by 3 can be discharged to the outside. Reference numeral 59 is a rotary joint penetrating the drive unit main body 17, and accommodates electrical wiring, a hydraulic hose and the like inside.
【００２３】ここで、上述した実施形態のトンネル掘削
機によるトンネル掘削作業並びに回収作業について説明
する。Now, the tunnel excavation work and the recovery work by the tunnel excavator of the above-mentioned embodiment will be described.
【００２４】トンネルを掘削形成するには、図１及び図
２に示すように、まず、掘削開始位置に所定深さの発進
立坑を掘削し、この発進立坑内にトンネル掘削機を搬入
し、駆動モータ２４によってカッタヘッド２３を回転さ
せながら、シールドジャッキ４３を伸長して発進立坑内
から掘削反力を得て掘削機本体１１を前進させ、発進立
坑の立壁を掘削してトンネル掘削作業を開始する。そし
て、カッタヘッド２３による地盤掘削に伴って、掘削土
砂をチャンバ５８からスクリューコンベヤ５６により外
部に排出すると共に、エレクタ装置５４によりセグメン
トＳをリング状に組み付けていき、トンネルを構築して
いく。In order to excavate and form a tunnel, as shown in FIGS. 1 and 2, first, a starting shaft having a predetermined depth is excavated at an excavation start position, and a tunnel excavator is carried into the starting shaft and driven. While the cutter head 23 is being rotated by the motor 24, the shield jack 43 is extended to obtain an excavation reaction force from the inside of the starting shaft to advance the excavator main body 11, and the vertical wall of the starting shaft is excavated to start tunnel excavation work. . Then, as the ground is excavated by the cutter head 23, the excavated soil is discharged from the chamber 58 to the outside by the screw conveyor 56, and the segment S is assembled in a ring shape by the erector device 54 to construct a tunnel.
【００２５】この工事区間における掘削初期の掘削地盤
が礫層土質であることが予め確認されており、カッタヘ
ッド２３にはディスクカッタ３９が装着されたカッタボ
ックス４０を固定してあり、このディスクカッタ３９を
用いて礫層を破砕してトンネルを掘削する。そして、所
定長さのトンネルが掘削され、工事区間の掘削地盤が一
般土質になると、カッタヘッド２３及びシールドジャッ
キ４３の駆動を停止してトンネル掘削作業を一時停止す
る。ここで、周辺の地盤に対して薬液注入を行って地盤
の安定を確保した状態で作業者がチャンバ５８に入り、
各取付ボルト４４を弛緩してカッタボックス４０を後方
に引き抜いて外した後、取付開口４３に先行ビット４６
が装着されたカッタボックス４５を嵌合し、各取付ボル
ト４４を締結して固定する。このように礫層土質用のカ
ッタボックス４０に代えて、一般土質用のカッタボック
ス４５を装着する。なお、掘削地盤が多量の水分を含ん
でいる場合には、隣接するスポーク３５の間に面板６０
を装着してもよい。そして、再び、カッタヘッド２３を
回転させながらシールドジャッキ４３を伸長して掘削機
本体１１を前進させ、トンネル掘削作業を開始する。It has been confirmed in advance that the excavated ground at the initial stage of excavation in this construction section is gravel layer soil, and the cutter head 23 is fixed with a cutter box 40 having a disk cutter 39 mounted thereon. The gravel layer is crushed using 39 and a tunnel is excavated. Then, when a tunnel of a predetermined length is excavated and the excavated ground in the construction section becomes general soil, the driving of the cutter head 23 and the shield jack 43 is stopped to temporarily stop the tunnel excavation work. Here, the worker enters the chamber 58 in a state where the chemical solution is injected into the surrounding ground to ensure the stability of the ground,
After loosening the mounting bolts 44 and pulling out the cutter box 40 rearward to remove it, the leading bit 46 is inserted into the mounting opening 43.
The cutter box 45 mounted with is fitted, and each mounting bolt 44 is fastened and fixed. In this way, a cutter box 45 for general soil is installed instead of the cutter box 40 for gravel layer soil. When the excavated ground contains a large amount of water, the face plate 60 is provided between the adjacent spokes 35.
May be attached. Then, again, while rotating the cutter head 23, the shield jack 43 is extended to advance the excavator main body 11 and the tunnel excavation work is started.
【００２６】一方、工事区間の掘削終了位置には所定深
さの到達立坑を掘削しておき、トンネル掘削機によって
発進立坑から構築したトンネルをこの到達立坑に到達さ
せる。この場合、分離回収するカッタヘッド２３等の大
きさに合わせて到達立坑を掘削する必要がある。そし
て、所定の工事区間のトンネル工事が完了し、トンネル
掘削機のカッタヘッド２３が到達立坑に貫通したら、駆
動モータ２４によるカッタヘッド２３の回転を停止し、
このトンネル掘削機を解体して到達立坑から構成部材を
回収する。On the other hand, a reaching shaft having a predetermined depth is excavated at the excavation end position of the construction section, and a tunnel constructed from the starting shaft by the tunnel excavator is made to reach the reaching shaft. In this case, it is necessary to excavate the reaching shaft according to the size of the cutter head 23 or the like to be separated and collected. Then, when the tunnel construction of the predetermined construction section is completed and the cutter head 23 of the tunnel excavator penetrates the reaching shaft, the rotation of the cutter head 23 by the drive motor 24 is stopped,
The tunnel excavator is dismantled and the components are recovered from the reaching shaft.
【００２７】即ち、掘削機本体１１の前端部が到達立坑
に貫通したら、カッタヘッド２３の回転を停止する。こ
の状態で、各ボルト４８を弛緩して掘削機本体１１の中
間ビーム２２からカッタヘッド外周部２７を取り外し、
到達立坑内に敷設された図示しないレールに沿って専用
ジャッキによりこのカッタヘッド外周部２７を前方へ移
動する。そして、このカッタヘッド外周部２７に図示し
ない吊下げ治具を取付け、地上に設置されたクレーンか
ら到達立坑内に降ろされたロープを連結し、このクレー
ンＣよってカッタヘッド外周部２７を地上に引き上げて
回収する。That is, when the front end of the excavator body 11 penetrates the reaching shaft, the rotation of the cutter head 23 is stopped. In this state, the bolts 48 are loosened to remove the cutter head outer peripheral portion 27 from the intermediate beam 22 of the excavator body 11,
The cutter head outer peripheral portion 27 is moved forward by a dedicated jack along a rail (not shown) laid in the reaching shaft. Then, a hanging jig (not shown) is attached to the cutter head outer peripheral portion 27, a rope lowered from the crane installed on the ground into the reaching shaft is connected, and the cutter head outer peripheral portion 27 is lifted to the ground by the crane C. Collect.
【００２８】次に、各ボルト３４を弛緩して中間ビーム
２２からカッタヘッド中心部２６を取り外し、レールに
沿ってこのカッタヘッド中心部２６を前方へ移動する。
そして、このカッタヘッド中心部２６に図示しない吊下
げ治具を取付け、地上に設置されたクレーンから到達立
坑内に降ろされたロープを連結し、このクレーンＣよっ
てカッタヘッド中心部２６を地上に引き上げて回収す
る。Next, the bolts 34 are loosened to remove the cutter head center portion 26 from the intermediate beam 22, and the cutter head center portion 26 is moved forward along the rail.
Then, a hanging jig (not shown) is attached to the cutter head central portion 26, a rope lowered from a crane installed on the ground into the reaching shaft is connected, and the cutter head central portion 26 is lifted to the ground by this crane C. Collect.
【００２９】次に、各ボルト１８を弛緩して掘削機本体
１１の前胴１２からカッタ駆動装置（駆動装置本体１
７）を取り外し、レールに沿ってこのカッタ駆動装置を
前方へ移動する。そして、このカッタ駆動装置に吊下げ
治具を取付け、クレーンから到達立坑内に降ろされたロ
ープを連結し、このクレーンによってカッタヘッドを地
上に引き上げて回収する。Next, the bolts 18 are loosened to move from the front body 12 of the excavator body 11 to the cutter drive device (drive device body 1).
7) is removed, and the cutter driving device is moved forward along the rail. Then, a hanging jig is attached to this cutter driving device, a rope lowered from the crane into the reaching shaft is connected, and the cutter head is pulled up to the ground by this crane and collected.
【００３０】その後、掘削機本体１１からカッタヘッド
２３及びカッタ駆動装置を取り外して回収したら、続い
て、シールドジャッキ５０、エレクタ装置５４、スクリ
ューコンベヤ５６、各種センサ等を取り外して回収す
る。そして、地中に残った掘削機本体１１は溶接やコン
クリート打設により既設セグメントＳに接合してトンネ
ル構造体として使用される。After that, the cutter head 23 and the cutter driving device are removed from the excavator main body 11 and collected, and subsequently, the shield jack 50, the erector device 54, the screw conveyor 56, various sensors and the like are removed and collected. Then, the excavator main body 11 remaining in the ground is joined to the existing segment S by welding or concrete placing and used as a tunnel structure.
【００３１】このように本実施形態のトンネル掘削機に
あっては、カッタヘッド２３をカッタヘッド中心部２６
とカッタヘッド外周部２７とで構成し、カッタヘッド外
周部２７にディスクカッタ３９が装着されたカッタボッ
クス４０や先行ビット４６が装着されたカッタボックス
４５を取付ボルト４４により着脱自在に装着している。As described above, in the tunnel excavator of this embodiment, the cutter head 23 is connected to the cutter head center portion 26.
And a cutter head outer peripheral portion 27. The cutter head outer peripheral portion 27 has a cutter box 40 having the disk cutter 39 mounted thereon and a cutter box 45 having the preceding bit 46 mounted thereon, which are detachably mounted by the mounting bolts 44. .
【００３２】従って、掘削途中でディスクカッタ３９や
先行ビット４６が磨耗したら、カッタボックス４０，４
５単位で新しいものと交換することで、鋭利なディスク
カッタ３９や先行ビット４６と交換することができる。
また、掘削地盤が礫層土質と一般土質との間で変化した
なら、この場合でも、カッタボックス４０，４５単位で
別のものと交換することで、掘削地層に適応したディス
クカッタ３９または先行ビット４６に交換することがで
きる。そのため、一台のトンネル掘削機による掘削距離
が増加し、掘削作業コストを低減することでトンネル工
事の作業効率を向上することができる。Therefore, if the disc cutter 39 or the preceding bit 46 is worn during excavation, the cutter boxes 40, 4
By exchanging a new one every 5 units, the sharp disc cutter 39 and the preceding bit 46 can be exchanged.
Further, if the excavated ground changes between the gravel layer soil quality and the general soil quality, even in this case, the disc cutter 39 or the preceding bit adapted to the excavation layer can be replaced by exchanging the cutter box 40 or 45 for another unit. It can be exchanged for 46. Therefore, the excavation distance by one tunnel excavator is increased, and the excavation work cost is reduced, so that the work efficiency of the tunnel construction can be improved.
【００３３】また、カッタヘッド２３をカッタヘッド中
心部２６とカッタヘッド外周部２７とで構成し、回転リ
ング２０、リングギヤ２１、駆動モータ２４等が装着さ
れた駆動部本体１７を掘削機本体１１に対して着脱自在
とし、この回転リング２０から前方に延設された中間ビ
ーム２２に対してカッタヘッド中心部２６及びカッタヘ
ッド外周部２７を着脱自在としている。従って、トンネ
ル掘削作業の終了後、掘削機本体１１からカッタヘッド
外周部２７、カッタヘッド中心部２６、駆動部本体１７
（カッタ駆動装置）を順に分離し、これらをクレーンに
より到達立坑から地上に回収して再利用することが可能
となり、カッタヘッド２３や駆動モータ２４等を再利用
することで、掘削機の製造コストを低減することができ
ると共に、スクラップ処理による産業廃棄物の増加を抑
制することができる。更に、必要時には前胴１２や後胴
１３も到達立坑から回収して再利用できる。Further, the cutter head 23 is composed of the cutter head center portion 26 and the cutter head outer peripheral portion 27, and the drive unit main body 17 on which the rotary ring 20, the ring gear 21, the drive motor 24 and the like are mounted is attached to the excavator main body 11. The cutter head center portion 26 and the cutter head outer peripheral portion 27 are detachably attached to the intermediate beam 22 extending forward from the rotary ring 20. Therefore, after the tunnel excavation work is completed, the excavator main body 11 to the cutter head outer peripheral portion 27, the cutter head central portion 26, the drive portion main body 17
(Cutter driving device) can be separated in order, and these can be recovered from the reaching shaft by the crane to the ground and reused. By reusing the cutter head 23 and the drive motor 24, the manufacturing cost of the excavator can be reduced. Can be reduced, and an increase in industrial waste due to scrap processing can be suppressed. Furthermore, the front body 12 and the rear body 13 can be recovered from the reaching shaft and reused when necessary.
【００３４】そして、カッタヘッド２３を回収した場
合、磨耗したディスクカッタ３９や先行ビット４６につ
いては、各カッタボックス４０，４５ごと新しいものに
交換すればよく、転用が容易となって製造コストを低減
することができる。また、磨耗したフィッシュテールビ
ット３１、先行ビット３２，３７、カッタビット３３，
３８、コピーカッタ４７を交換すればよい。更に、駆動
モータ２４を含むカッタ駆動装置は若干のメンテナンス
を行えばよい。そして、カッタ駆動装置を再利用する場
合、掘削トンネル径や掘削地盤の種類により異なる要求
出力に応じて装着する駆動モータ２４の数を変更すれば
良い。When the cutter head 23 is recovered, the worn disc cutter 39 and the preceding bit 46 may be replaced with new ones for the respective cutter boxes 40 and 45, which facilitates the diversion and reduces the manufacturing cost. can do. Also, worn fish tail bits 31, leading bits 32, 37, cutter bits 33,
38 and the copy cutter 47 may be replaced. Further, the cutter driving device including the driving motor 24 may be slightly maintained. Then, when the cutter drive device is reused, the number of drive motors 24 to be mounted may be changed according to the required output that differs depending on the diameter of the excavation tunnel and the type of the excavated ground.
【００３５】なお、上述した実施形態において、カッタ
ヘッド外周部２７をリング形状としたが、２分割あるい
は３つ以上に分割して構成してもよく、この場合、一つ
の部材が軽量化することで回収作業が容易になると共
に、到達立坑を小径とすることができる。また、掘削機
本体１１を埋設してトンネル構造体としたが、エレクタ
装置３０によってセグメントを到達立坑まで組み付けて
接合することで、前胴１２と後胴１３に分離して到達立
坑から地上に回収してもよい。Although the cutter head outer peripheral portion 27 has a ring shape in the above-described embodiment, it may be divided into two or three or more parts. In this case, one member should be lightweight. With this, recovery work becomes easy and the reaching shaft can be made small in diameter. Further, the excavator main body 11 was buried to form a tunnel structure, but by assembling and joining the segments to the reaching shaft by the erector device 30, the front trunk 12 and the rear trunk 13 are separated and collected from the reaching shaft to the ground. You may.
【００３６】また、上述の実施形態では、泥土圧式シー
ルド掘削機のカッタヘッド６１に面板７０を装着して泥
水式シールド掘削機に変更したが、泥水式シールド掘削
機のカッタヘッド６１から面板６０を外して泥土圧式シ
ールド掘削機に変更してもよい。In the above embodiment, the face plate 70 is attached to the cutter head 61 of the mud pressure shield excavator to change to the muddy water shield excavator, but the face plate 60 is changed from the cutter head 61 of the muddy water shield excavator. You may remove and change to a mud pressure type shield excavator.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明のトンネル掘削機によれば、筒状
をなす掘削機本体の前部に駆動回転可能なカッタヘッド
が装着し、カッタが装着されたカッタボックスをこのカ
ッタヘッドに対して着脱自在としたので、掘削地層に応
じたカッタを交換可能とすることで、掘削作業コストを
低減することができると共に、掘削機を回収して容易に
転用することができる。As described above in detail in the embodiments, according to the tunnel excavator of the invention of claim 1, a drive rotatable cutter head is attached to the front part of the excavator body having a cylindrical shape, Since the cutter box with the cutter attached is removable from this cutter head, excavation work costs can be reduced and excavators can be collected by making it possible to replace the cutter according to the excavation formation. Can be easily diverted.
【００３８】請求項２の発明のトンネル掘削機によれ
ば、カッタヘッドに中心部から放射状に配設された複数
のカッタスポークを設け、このカッタスポークの外周部
側にカッタボックスを着脱自在に装着したので、カッタ
ボックスの支持構成を簡素化することができる。According to the tunnel excavator of the second aspect of the invention, the cutter head is provided with a plurality of cutas pork radially arranged from the center, and the cutter box is detachably attached to the outer peripheral side of the cutas pork. Therefore, the supporting structure of the cutter box can be simplified.
【００３９】請求項３の発明のトンネル掘削機によれ
ば、カッタボックスをカッタヘッドの後方に抜き取り可
能としたので、トンネル掘削作業の途中でカッタボック
スを容易に交換することができ、カッタ交換作業の作業
性を向上することができる。According to the tunnel excavator of the third aspect of the invention, the cutter box can be pulled out to the rear of the cutter head. Therefore, the cutter box can be easily replaced during the tunnel excavation work, and the cutter replacement work can be performed. The workability of can be improved.
【００４０】請求項４の発明のトンネル掘削機によれ
ば、カッタボックスに装着されたカッタをディスクカッ
タあるいは先行ビットとしたので、掘削地盤に応じたカ
ッタを容易に交換することができる。According to the tunnel excavator of the fourth aspect of the present invention, since the cutter attached to the cutter box is the disk cutter or the preceding bit, the cutter corresponding to the excavated ground can be easily replaced.
【００４１】請求項５の発明のトンネル掘削機によれ
ば、カッタヘッドを中心部とこの中心部の外周側に位置
する外周部とで構成し、中心部及び外周部を掘削機本体
に対して着脱自在としたので、トンネル掘削作業の終了
後、掘削機本体から外周部及び中心部を分離し、到達立
坑から地上に容易に回収することで再利用が可能とな
り、この回収した部材を再利用した掘削機の製造コスト
を低減することができると共に、スクラップ処理による
産業廃棄物の増加を抑制することができる。According to the tunnel excavator of the fifth aspect of the present invention, the cutter head is composed of the central portion and the outer peripheral portion located on the outer peripheral side of the central portion, and the central portion and the outer peripheral portion with respect to the excavator main body. Since it is detachable, after the tunnel excavation work is completed, the outer peripheral part and the central part are separated from the excavator body, and it is possible to easily collect it from the reaching shaft to the ground, and reuse it. The manufacturing cost of the excavator can be reduced, and an increase in industrial waste due to scrap processing can be suppressed.
【００４２】請求項６の発明のトンネル掘削機によれ
ば、中心部及び外周部を掘削機本体に搭載されたカッタ
駆動装置の出力伝達部に着脱自在に連結したので、中心
部及び外周部を容易に着脱すことができ、カッタヘッド
回収作業の作業性を向上することができる。According to the tunnel excavator of the sixth aspect of the present invention, since the central portion and the outer peripheral portion are detachably connected to the output transmission portion of the cutter driving device mounted on the excavator body, the central portion and the outer peripheral portion are connected to each other. It can be easily attached and detached, and the workability of the cutter head recovery operation can be improved.
【００４３】請求項７の発明のトンネル掘削機によれ
ば、隣接するカッタスポークの間に面板を着脱自在とし
たので、面板を容易に着脱すことで、カッタヘッド回収
作業の作業性を向上することができる。According to the tunnel excavator of the seventh aspect of the present invention, since the face plate can be freely attached and detached between the adjacent Kattus pork, the workability of the cutter head recovery work is improved by easily attaching and detaching the face plate. be able to.
【図１】本発明の一実施形態に係るトンネル掘削機の正
面図である。FIG. 1 is a front view of a tunnel excavator according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施形態のトンネル掘削機の概略断面図であ
る。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the tunnel excavator of the present embodiment.
【図３】カッタボックスの正面図である。FIG. 3 is a front view of a cutter box.
【図４】図３のIV−IV断面図である。4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
【図５】先行ビットを装着したトンネル掘削機の正面図
である。FIG. 5 is a front view of a tunnel excavator equipped with a preceding bit.
【図６】カッタボックスの正面図である。FIG. 6 is a front view of a cutter box.
１１ 掘削機本体 １７ 駆動部本体 １８，３４，４１ ボルト ２０ 回転リング ２２ 中間ビーム（出力伝達部） ２３ カッタヘッド ２４ 駆動モータ ２６ カッタヘッド中心部 ２７ カッタヘッド外周部 ３９ ディスクカッタ ４０，４５ カッタボックス ４６ 先行ビット ５０ シールドジャッキ ５４ エレクタ装置 11 Excavator body 17 Drive unit body 18, 34, 41 bolts 20 rotating ring 22 Intermediate beam (output transmission part) 23 cutter head 24 drive motor 26 Center of cutter head 27 Cutter head outer circumference 39 Disc cutter 40,45 cutter box 46 leading bit 50 shield jack 54 Erector device
Claims (7)
可能なカッタヘッドが装着されたトンネル掘削機におい
て、カッタが装着されたカッタボックスを前記カッタヘ
ッドに対して着脱自在としたことを特徴とするトンネル
掘削機。1. A tunnel excavator in which a cutter head that can be driven and rotated is attached to a front portion of a tubular excavator body, and a cutter box in which a cutter is attached is detachable from the cutter head. A tunnel excavator characterized by.
中心部から放射状に配設された複数のカッタスポークを
有し、該カッタスポークの外周部側に前記カッタボック
スが着脱自在に装着されたことを特徴とするトンネル掘
削機。2. The cutter head according to claim 1, wherein the cutter head has a plurality of cutas pork radially arranged from a central portion, and the cutter box is detachably attached to an outer peripheral side of the cutas pork. A tunnel excavator characterized by.
ボックスは前記カッタヘッドの後方に抜き取り可能であ
ることを特徴とするトンネル掘削機。3. The tunnel excavator according to claim 1, wherein the cutter box can be pulled out behind the cutter head.
に装着された前記カッタは、ディスクカッタあるいは先
行ビットであることを特徴とするトンネル掘削機。4. The tunnel excavator according to claim 1, wherein the cutter mounted on the cutter box is a disk cutter or a leading bit.
中心部と該中心部の外周側に位置する外周部とで構成
し、該中心部及び該外周部を前記掘削機本体に対して着
脱自在としたことを特徴とするトンネル掘削機。5. The cutter head according to claim 1, wherein the cutter head is composed of a central portion and an outer peripheral portion located on the outer peripheral side of the central portion, and the central portion and the outer peripheral portion are detachable from the excavator body. A tunnel excavator characterized in that
外周部は前記掘削機本体に搭載されたカッタ駆動装置の
出力伝達部に着脱自在に連結されたことを特徴とするト
ンネル掘削機。6. The tunnel excavator according to claim 1, wherein the central portion and the outer peripheral portion are detachably connected to an output transmission portion of a cutter driving device mounted on the excavator body.
ッタスポークの間に面板が着脱自在に装着されたことを
特徴とするトンネル掘削機。7. The tunnel excavator according to claim 2, wherein a face plate is detachably mounted between the adjacent Katta spokes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002019325A JP2003214091A (en) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | Tunnel boring machine |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| JP2003214091A true JP2003214091A (en) | 2003-07-30 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102155238A (en) * | 2011-03-21 | 2011-08-17 | 天津大学 | Exchangeable blade type center cutter for shield machine |
| CN102691505A (en) * | 2012-06-29 | 2012-09-26 | 北方重工集团有限公司 | Device capable of adjusting hob excavation track of whole-section hard rock tunnelling machine |
| CN104265312A (en) * | 2014-09-25 | 2015-01-07 | 无锡市翱宇特新科技发展有限公司 | Center cutter of shield tunneling machine |
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2002
- 2002-01-29 JP JP2002019325A patent/JP2003214091A/en not_active Withdrawn
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| CN102155238B (en) * | 2011-03-21 | 2013-01-02 | 天津大学 | Exchangeable blade type center cutter for shield machine |
| CN102691505A (en) * | 2012-06-29 | 2012-09-26 | 北方重工集团有限公司 | Device capable of adjusting hob excavation track of whole-section hard rock tunnelling machine |
| CN104265312A (en) * | 2014-09-25 | 2015-01-07 | 无锡市翱宇特新科技发展有限公司 | Center cutter of shield tunneling machine |
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