JP3920726B2

JP3920726B2 - Large diameter gravel crusher for tunnel excavator

Info

Publication number: JP3920726B2
Application number: JP2002204001A
Authority: JP
Inventors: 清志松本; 啓能稲場
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP2004044254A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中にトンネルを掘削するトンネル掘削機において、掘削土砂中に存在する大径の礫を搬出可能な大きさに破砕する大径礫破砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削機のカッタ板によって軟弱地盤を掘削しながらトンネルを築造していく際に、大径礫（玉石）がカッタ板の背面と隔壁との間に形成している土砂室に取り込まれると、隔壁を貫通してこの土砂室に臨ませている排泥管が大径礫によって閉塞されて掘削土砂の排出ができなくなる事態が発生する。このため、土砂室内に破砕装置を配設して大径礫を排泥管に送り込み可能な大きさに破砕することが行われている。
【０００３】
このような破砕装置としては、従来からクラッシャが用いられ、排泥管の開口端前方側にこのクラッシャを配設して大径礫を破砕したのち、排泥管に送り込むように構成しているが、クラッシャはジャッキ等の駆動手段が必要であって装置全体が大型化し、狭い土砂室内への設置が困難となるばかりでなく、設備費が高くつくという問題点がある。
【０００４】
このため、例えば、特開平７−２６８９１号公報に記載されているように、カッタヘッドの背面に隔壁側に向かって棒体を突設する一方、隔壁の前面に複数個の突起部を突設し、隣接する突起部間に大径礫の端部を入り込ませて挟持させた状態で、カッタヘッドの回転に伴って移動する上記棒体の先端部で上記突起部間から突出している大径礫を叩打することにより破砕するように構成した破砕装置が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような破砕装置では、土砂室内に取り込まれた大径礫を隔壁の前面から互いに一定間隔を存して突設している突起部間に自動的に入り込ませてこれらの突起部間で挟持させて始めて大径礫の破砕が可能となるものであり、単に突起部間に大径礫が入り込んだだけでは棒体の通過により、突起部間から大径礫が外れてしまって破砕することができず、従って、安定的に破砕することは困難である。その上、大径礫が突起部間で挟持された状態になっても、棒体により大径礫が破砕されると突起部間に一部の礫部分がそのまま残存することになり、従って、これらの突起部間に再び大径礫の端部入り込ませることができなくなって破砕処理能力が著しく低下すると共に、排泥管を通じての掘削土砂の排出処理に悪影響を及ぼすという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、土砂室に取り込まれた大径礫を確実且つ能率よく小割り状態に破砕することができるトンネル掘削機における大径礫破砕装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のトンネル掘削機における大径礫破砕装置は請求項１に記載したように、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部の開口全面を塞ぐ隔壁と、この隔壁前方における上記スキンプレートの前端開口部に回転自在に配設されたカッタ板と、このカッタ板の回転駆動手段とを備えたトンネル掘削機において、上記カッタ板の後面に上記隔壁に向かって突設した複数本の可動棒体と、上記隔壁の前面にその突端が可動棒体の突端よりも上記カッタ板側に位置するようにカッタ板に向かって突設した複数本の固定棒体とからなり、上記可動棒体は、その突端が隔壁の前面近傍部に達する位置まで突設している一方、上記固定棒体は、その突端が可動棒体の長さの中間部に達する位置まで突設してあり、これらの可動棒体と固定棒体のうちの少なくとも一方の棒体は、スキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して複数本設けられていると共に、他方の棒体はこれらの棒体間の中間部を通過可能な位置に配設された構造としている。
【０００８】
上記請求項１に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置において、請求項２に係る発明は、上記カッタ板の後面と隔壁の前面との間の空間部により形成されている土砂室に、隔壁を貫通した排泥管の排泥口を臨ませていると共に、上記土砂室に上記カッタ板の後面に突設した複数本の可動棒体と、上記隔壁の前面に突設した複数本の固定棒体とを設けていることを特徴とし、請求項３に係る発明は、上記カッタ板の回転駆動手段を、カッタ板の回転抵抗が大きくなったときにカッタ板を反対方向に所定角度だけ回転させ、しかるのち、正方向に回転させるように構成している。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、上記カッタ板の回転駆動手段を、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームと、一端がこれらのアームの先端部に他端がスキンプレートに取付けられている一対の油圧ジャッキと、油圧タンクからの圧油の供給管と戻り管とを切替弁を介して第１管路と第２管路とに連通し、且つ第１管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側とに連通させている一方、第２管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている油圧回路とから構成していることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
トンネル掘削機を推進しながらカッタ板を回転させることによって切羽地盤を掘削し、掘削した土砂をカッタ板の後面側に設けている土砂室に取り込んで、この土砂室内に供給される泥水と共に掘削土砂を排泥管を通じて後方に排出する。この時、掘削土砂中に大径礫が存在する場合には、大径礫が土砂室内に取り込まれた際に、カッタ板の後面から後方に突設していて該カッタ板の回転に伴って一体に移動する可動棒体により持ち上げられる。
【００１１】
そして、この可動棒体をスキンプレートの半径方向、即ち、カッタ板の半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して突設している場合には、大径礫はこれらの内外一対の可動棒体間に架設状態に支持され、この状態で持ち上げられて隔壁の前面から突設している固定棒体に達する。この固定棒体は一対の可動棒体間の中間部を通過可能な位置に突設しているので、大径礫がこの固定棒体に達すると、該固定棒体が大径礫の中央部上面に当接したのち、可動棒体間を通過しながら相対的に移動し、その間に大径礫を可動棒体を支点としてその中間部から下方に折り曲げながら分割、破砕する。こうして小割り状に破砕された礫は可動棒体間から落下し、排泥管内を通じて後方に排出されるものである。
【００１２】
なお、大径礫をカッタ板の後面から突設して該カッタ板の回転に伴って移動する可動棒体によって両端支持させているが、隔壁の前面から突設している固定棒体をスキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して突設しておき、これら一対の固定棒体に大径礫をその両端部を支持させた状態で上記カッタ板の後面から突設している可動棒体によって分割、破砕させるようにしてもよい。
【００１３】
このように大径礫を破砕する時に、カッタ板に大きな回転抵抗（負荷）が生じる場合があるが、このような場合には、カッタ板を一旦停止させて逆方向に所定角度だけ回転させたのち、再び、正方向に回転させて大径礫の破砕や土砂の掘削作業を行えばよい。
【００１４】
また、上記カッタ板の回転駆動手段としては、通常のトンネル掘削機と同様にモータ駆動によってカッタ板を一方向に連続回転させるように構成しておいてもよいが、比較的小径で施工距離の短いトンネルの掘削機においては、請求項３に記載したように、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームとスキンプレート間に一対の油圧ジャッキを装着し、一方の油圧ジャッキのロッドを伸長させた時に他方の油圧ジャッキのロッドを収縮させるように油圧回路を設けてこれらの油圧ジャッキの伸縮作用によりカッタ板の回転軸を所定角度範囲内で往復回転させるように構成している。
【００１５】
従って、一方の油圧ジャッキを伸長させた時にはカッタ板が所定角度だけ正方向に回転し、他方の油圧ジャッキを伸長させた時にはカッタ板が所定角度だけ逆方向に回転するものであり、このようにカッタ板を所定角度範囲内で往復回転させながら前方の切羽地盤を掘削すると共に、土砂室内に取り込まれた大径礫を上述したように可動棒体と固定棒体とによって破砕しながら排泥管を通じて後方に排出するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、１はトンネル掘削機の胴体である一定径と一定長さを有する筒状のスキンプレートで、このスキンプレート１の前端部に、該前端部内を全面的に塞いでいる隔壁２を固着していると共にこの隔壁２から前方における上記スキンプレート１の前端開口部にカッタ板３を配設し、このカッタ板３の中心部に一体に固着している回転軸４を上記隔壁２の中央部に貫通状態で支持させてあり、隔壁２の後方側に配設した回転駆動手段５によって回転軸４を回転させ、カッタ板３を回転駆動するように構成している。
【００１７】
このカッタ板３の回転駆動手段５は、駆動モータによってカッタ板３を一方向又は他方向に連続的に回転させながら掘削するように構成しておいてもよいが、上記実施の形態で示したトンネル掘削機は小口径で比較的短距離のトンネル施工用であり、そのため、カッタ板３の回転駆動手段５としては、左右一対の油圧ジャッキ5a、5bによってカッタ板３を一定の角度範囲内で往復回転させるように構成している。
【００１８】
具体的には図１、図４に示すように、カッタ板３の上記回転軸４における隔壁２から後方に突出している後端両側部に外側方に向かってアーム51、52を突設すると共にこれらのアーム51、52の上方における上記スキンプレート１の内周面にブラケット53、54を突設し、一方のアーム51とこのアーム51の上方に位置するブラケット53間に一方の油圧ジャッキ5aを配設して該油圧ジャッキ5aのロッドの先端部をアーム51に、シリンダの適所をブラケット53にそれぞれ連結、支持させている。同様に、他方のアーム52とこのアーム52の上方に位置するブラケット54間に下方の油圧ジャッキ5bを配設して該油圧ジャッキ5bのロッドの先端部をアーム52に、シリンダの適所をブラケット54にそれぞれ連結、支持させている。
【００１９】
そして、後述する油圧回路20によって上記油圧ジャッキ5a、5bを、一方が伸長した時に他方が収縮するように作動させることにより、カッタ板３を一定の角度範囲内で往復回転させながら切羽地盤を掘削するように構成している。
【００２０】
上記カッタ板３は、スポークタイプのカッタ板であって、図２、図３に示すように、内端が回転軸４の前端外周面に固着してこの回転軸４からトンネル径方向に放射状に突設している一定長さを有する複数本のカッタスポーク3aと、これらのカッタスポーク3aの外端を一体に連結させている外径がトンネル径に略等しい外周リング3bと、上記カッタスポーク3aの前面に長さ方向に適宜間隔毎に突設している掘削ビット3cとからなり、回転軸４の先端（前端）面にもセンタービット3dを突設している。
【００２１】
さらに、カッタ板３の後面と隔壁２の前面間の空間部を、カッタ板３によって掘削された土砂を取り込んで一旦滞留させておく土砂室６に形成してあり、この土砂室６内には、取り込まれた掘削土砂中の大径礫Ａを破砕するための破砕装置が配設されている。この破砕装置は、図１、図３に示すように、上記カッタ板３の後面、即ち、各カッタスポーク3aの後面に隔壁２に向かって水平に突設している可動棒体７と、隔壁２の前面にカッタ板３に向かって水平に突設している複数本の固定棒体８とからなり、上記全ての可動棒体７はその突端（後端）が隔壁２の前面近傍部に達する位置まで突設している一方、上記全ての固定棒体８は、その突端（前端）が可動棒体７の長さの中間部に達する位置まで突出している。
【００２２】
これらの可動棒体７と固定棒体８において、可動棒体７は２本１組として、カッタスポーク3aの長さ方向、即ち、カッタ板３の半径方向に大径礫Ａの両端部を支持可能な間隔、具体的には隔壁２の下部において土砂室６に開口している排泥管９の排泥口9aの径と同等又はやや短い間隔を存して突設されている。なお、図３においては、カッタスポーク3aの後面において、カッタ板３の外径側に突設している外側可動棒体７と内径側に突設している内側可動棒体７とを１組だけ突設しているが、カッタ板３が大径の場合には内外一組の可動棒体を２組ないしは３組、１本のカッタスポーク3aの後面に配設しておいてもよい。
【００２３】
また、カッタ板３が上述したように回転駆動手段５を構成している左右一対の油圧ジャッキ5a、5bによって一回転以下の所定の角度範囲内で往復回転するものであるから、カッタ板３が中立姿勢である時における上周部側のカッタスポーク3aに上記内外１組の可動棒体７、７を突設しておいても、これらの可動棒体７、７間に大径礫Ａを架設状態で支持させることが困難であるために、大径礫支持用として突設しておく必要はなく、土砂室６内に取り込まれた土砂を泥水と共に攪拌するための可動棒体７として１本、必要に応じて、突設しておけばよい。
【００２４】
一方、隔壁２の前面に突設している複数本の固定棒体８は、上記カッタ板３が回転した時に、そのカッタスポーク3aに突設している内外一組の上記可動棒体７、７間の中間部を通過可能な位置に、これらの内外可動棒体７、７を突設しているカッタスポーク3aに対応させて隔壁２の前面に周方向に所定間隔毎に配設されている。
【００２５】
上記回転駆動手段５において、左右一対の油圧ジャッキ5a、5bを作動させるための油圧回路20としては、図５に示すように、油圧タンク21に連通させている圧油供給管22と圧油戻り管23とを電磁弁からなる切替弁24を介して第１管路25と第２管路26とに連通させていると共にこれらの第１、第２管路25、26を上記油圧ジャッキ5a、5bに連結、連通させてあり、さらに、圧油供給管22に油圧ポンプ27、逆止弁28を順次介装していると共に逆止弁28と切替弁24間における管路中に、圧油供給管22と圧油戻り管23間を連結、連通した第１連結管部29と第２連結管部30とを設け、第１連結管部29に圧油逃がし弁31を配設している一方、第２連結管部30に上記左右の油圧ジャッキ5a、5bの動作速度を調整するための一方向絞り弁32を配設している。
【００２６】
また、第２連結管部30に圧力スイッチ33が設けられていて、上記カッタ板３の回転抵抗が大きくなった時、即ち、該カッタ板３を正方向に回転させる油圧ジャッキ5aのロッド伸長時におけるシリンダ内の油圧が設定圧以上になった時にその圧力を検出して上記切替弁24をカッタ板３が逆方向に回転させる方向に切り替え、しかるのち、再び、正回転となるように構成している。
【００２７】
さらに、上記第１管路25は、一方の油圧ジャッキ5aにおけるシリンダのヘッド側、即ち、そのロッドを伸長させる側と他方の油圧ジャッキ5bにおけるシリンダのロッド側、即ち、該ロッドを収縮させる側とに連通し、第２管路26は、一方の油圧ジャッキ5aにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキ5bにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている。
【００２８】
また、図１において、上記隔壁２の上端部には泥水を土砂室６内に供給するための泥水供給管10の供給口が設けられてあり、この泥水供給管10を通じて土砂室６内に泥水を注入、充満させてその泥水圧により、切羽面の崩壊を防止しながらカッタ板３により切羽地盤を掘削すると共に土砂室６内に取り込まれた掘削土砂を泥水と共に攪拌し、上述した排泥口9aから排泥管９内を通じて後方に排出するように構成している。
【００２９】
この排泥管９を通じての掘削土砂の搬出は、例えば、該排泥管９の前端部分にピンチバルブ11を介装しておき、このピンチバルブ11によって掘削土砂を一定量ずつ後方に排出すると共に排泥管９内に真空ポンプ（図示せず）による吸気力を発生させて掘削土砂を後方に搬出するように構成しているが、他の搬出手段を採用してもよい。なお、ピンチバルブ11の出口側における排泥管９の端部に上記上記真空ポンプによる吸気力によって吸い込まれる掘削土砂の背面側に空気を送り込むための給気用短管12を連結している。
【００３０】
次に、以上のように構成したトンネル掘削機における大径礫破砕装置の作用を述べると、トンネル掘削機はカッタ板３によって切羽地盤を掘削しながら発進立坑（図示せず）側に配設している推進ジャッキ等の推進手段によって押し進められてトンネルを掘進していくと共に、一定長のトンネルが掘削される毎に発進立坑側においてスキンプレート１にヒューム管等の管体Ｂを順次接続していく。
【００３１】
カッタ板３によって掘削された土砂は土砂室６に取り込まれ、泥水供給管10を通じて土砂室６内に供給、充満している泥水と混合すると共にカッタ板３の後面に突設している複数本の可動棒体７によって攪拌されながら、排泥口9aから排泥管９内を通じて後方に搬出され、地上等において掘削土砂貯留槽内で掘削土砂を沈降させて泥水と分離させたのち、泥水をポンプにより供給管10内に送り込んで再び、土砂室６に還流させ、該土砂室10を常に一定の泥水圧に保持しながら掘削土砂の排出を行うものである。
【００３２】
カッタ板３により切羽地盤の掘削は、このカッタ板３を回転駆動手段５によって一定の角度範囲内で往復回転させることにより行われる。即ち、油圧回路20の切替弁24を作動させて圧油供給管22を第１管路25に、戻り管23を第２管路26に連通させた状態にし、この状態で油圧ポンプ27を駆動すると、圧油が第１管路25側に供給されて一方の油圧ジャッキ5aのロッドを伸長させると同時に他方の油圧ジャッキ5bのロッドを収縮させ、従って、一方のアーム51を下方に押し下げると共に他方のアーム52を引き上げて回転軸５を介してカッタ板３を正方向に回転させる。
【００３３】
カッタ板３が所定角度だけ正方向に回転すると、上記一方の油圧ジャッキ5aのロッドが近接スイッチ（図示せず）に当接して切替弁24を切り替える。即ち、一方の油圧ジャッキ5aのロッドのストロークが一定長に達すると、近接スイッチによって検出されて切替弁24を電気的に切り替えるものである。切替弁24が切り替わると、今度は圧油供給管22が第２管路26に、戻り管23が第１管路25にそれぞれ連通した状態となり、油圧ポンプ27の駆動によって圧油供給管22に供給された圧油は、第２管路26に導入されて一方の油圧ジャッキ5aのロッドを収縮させると同時に他方の油圧ジャッキ5bのロッドを伸長させてカッタ板３を逆方向に回転させる。
【００３４】
そして、カッタ板３が所定角度だけ逆方向に回転すると、上記他方の油圧ジャッキ5bのロッドが近接スイッチ（図示せず）に当接して切替弁24を再び元の状態となるように切り替え、上記のようにカッタ板３を正方向に所定角度だけ回転させるものである。
【００３５】
こうして、切替弁24を切り替えることによってカッタ板３が一定の角度範囲内で正方向と逆方向とに交互に回転しながら切羽地盤を掘削していくものであるが、カッタ板３に切羽地盤側から大きな抵抗力を受けた場合、或いは、後述するように、土砂室６内で破砕装置によって大径礫Ａを破砕する際にカッタ板３に大きな回転抵抗力（負荷）が生じた場合、その抵抗力が一定値になると、油圧回路20中の圧力スイッチが作動して、切替弁24を一旦、圧油の供給を停止する状態に切り替えたのち、それまで回転していた上記カッタ板３の回転方向（正方向とする）とは逆方向に回転するように切替弁24を切り替える。
【００３６】
そうすると、カッタ板３を逆方向の回転させるように油圧ジャッキ5a、5bが作動して近接スイッチによって検出される一定の角度まで逆方向に回転したのち、再び、上述したような正常通りの正、逆方向の回転を繰り返し行いながら切羽地盤を掘削していくものである。
【００３７】
こうして、カッタ板３により掘削された土砂は、上述したように土砂室６内に取り込まれるものであるが、その掘削土砂内に大径礫Ａが混入している場合があり、この大径礫Ａが泥水と共に排泥管９の排泥口9aから排出されようとすると、該排泥口9aを詰まらせて掘削土砂の排出が行えなくなる事態が発生する。そのため、土砂室６内に取り込まれた大径礫Ａを上述したカッタ板３の後面から突設している可動棒体７と隔壁２の前面から突設している固定棒体８とからなる破砕装置によって分割、破砕したのち、排泥管９を通じて排出する。
【００３８】
即ち、カッタ板３が往復回転しながら切羽地盤を掘削して土砂室６に取り込んだ際に、その掘削土砂中に大径礫Ａが混入している場合、該大径礫Ａはカッタ板３の回転に伴って一体的に回転軸４回りに移動する内外一組の可動棒体７、７によって掬い上げられてその両端部を可動棒体７、７に受止され、これらの内外可動棒体７、７間に架設、支持された状態で持ち上げられる。
【００３９】
この時、これらの内外可動棒体７、７の上方には隔壁２から内外可動棒体７、７間の中間部を相対的に通過可能な位置に固定棒体８が突設しているため、図６に示すように、この固定棒体８の下周部が可動棒体７、７間に支持されている大径礫Ａの中央部上面に当接し、この状態からさらにカッタ板３の回転に伴って可動棒体７、７が一体的に上方に移動して、固定棒体８がこれらの内外可動棒体７、７間の中間部を相対的に通過しながら図７に示すように、大径礫Ａを内外可動棒体７、７を支点としてその中央部から下方に折り曲げながら分割、破砕するものである。
【００４０】
このように内外一組の可動棒体７、７と一本の固定棒体８とによる大径礫Ａの破砕作用は、カッタ板３が往復回転しながら切羽地盤を掘削する時に、往動時においても復動時においても上記同様にして行われ、分割、破砕された礫は可動棒体７、７から下方に落下して掘削土砂と共に排泥管９内を通じて後方に排出される。なお、以上の実施の形態においては、カッタ板３の背面に突設している可動棒体７、７によって大径礫Ａを架設状態に支持させているが、隔壁２の前面に突設している固定棒体８を、大径礫Ａの両端部を支持可能な間隔を存して配設しておき、これらの固定棒体８、８によって支持された大径礫Ａの中央部を１本の可動棒体７によって分割、破砕させるように構成しておいてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明のトンネル掘削機における大径礫破砕装置によれば、請求項１に記載したように、筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部の開口全面を塞ぐ隔壁と、この隔壁前方における上記スキンプレートの前端開口部に回転自在に配設されたカッタ板と、このカッタ板の回転駆動手段とを備えたトンネル掘削機において、上記カッタ板の後面に上記隔壁に向かって突設した複数本の可動棒体と、上記隔壁の前面にその突端が可動棒体の突端よりも上記カッタ板側に位置するようにカッタ板に向かって突設した複数本の固定棒体とからなり、上記可動棒体は、その突端が隔壁の前面近傍部に達する位置まで突設している一方、上記固定棒体は、その突端が可動棒体の長さの中間部に達する位置まで突設してあり、これらの可動棒体と固定棒体のうちの少なくとも一方の棒体は、スキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して複数本設けられていると共に、他方の棒体はこれらの棒体間の中間部を通過可能な位置に突設しているので、構造が簡単で容易に製作することができるのは勿論、可動棒体及び固定棒体はそれぞれの突端を隔壁の前面とカッタ板の後面とにそれぞれ近接した位置まで突出させているから、カッタ板と隔壁間で形成している土砂室内に取り込まれた大径礫をいずれか一方の棒体間によって両端支持状態に確実に支持させることができ、また、排泥管内を通じて排出可能な大きさの礫であれば、そのまま、これらの棒体間を通過させて排出させることができる。
【００４２】
さらに、他方の棒体は一方の棒体間の中間部を通過可能な位置に突設しているので、一方の棒体間に架設状態で支持されている大径礫の中間部をカッタ板の回転に伴って、他方の棒体によって確実に分割、破砕することができる。
【００４３】
この場合、カッタ板の後面に突設している可動棒体をスキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して設けておけば、カッタ板の回転に伴って移動するこれらの内外可動棒体によって土砂室内の大径礫を掬い上げるように確実に捕捉、支持することができ、この状態でさらにカッタ板の回転に伴って大径礫を持ち上げながらその中間部を１本の固定棒体によって確実に分割、破砕させることができ、大径礫の破砕処理が能率よく安定的に行うことができ、掘削土砂の排出処理を円滑に行うことができる。
【００４４】
また、請求項３に係る発明によれば、上記カッタ板の回転駆動手段を、カッタ板の回転抵抗が大きくなったときにカッタ板を反対方向に所定角度だけ回転させ、しかるのち、正方向に回転させるように構成しているので、カッタ板の回転駆動手段に過度の負荷が生じるのを未然に防止して故障の発生を少なくすることができる。
【００４５】
このカッタ板の回転駆動手段としては、請求項４に記載したように、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームと、一端がこれらのアームの先端部に他端がスキンプレートに取付けられている一対の油圧ジャッキと、油圧タンクからの圧油の供給管と戻り管とを切替弁を介して第１管路と第２管路とに連通し、且つ第１管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側とに連通させている一方、第２管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている油圧回路とから構成しているので、この油圧回路によって一方の油圧ジャッキのロッドを伸長させると同時に他方の油圧ジャッキのロッドを収縮させる工程と、一方の油圧ジャッキのロッドを収縮させると同時に他方の油圧ジャッキのロッドを伸長させる工程とを交互に行わせて、カッタ板を所定角度範囲内で往復回転させながら前方の切羽地盤を掘削していくことができるものであり、その上、カッタ板の往動時は勿論、復動時においても上記可動棒体と固定棒体とによる大径礫の破砕処理を行わせることができて、トンネル掘削作業が円滑に且つ能率よく行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】トンネル掘削機全体の簡略縦断側面図、
【図２】カッタ板の正面図、
【図３】カッタ板に突設している可動棒体と隔壁に突設している固定棒体との位置関係を示す縦断正面図、
【図４】回転駆動手段部分の背面図、
【図５】油圧回路図、
【図６】内外可動棒体間に大径礫を支持させている状態の簡略正面図、
【図７】大径礫を破砕している状態の簡略正面図。
【符号の説明】
１スキンプレート
２隔壁
３カッタ板
４回転軸
５回転駆動手段
5a、5b 油圧ジャッキ
６土砂室
７可動棒体
８固定棒体
９排泥管
20 油圧回路
Ａ大径礫[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a large-diameter gravel crusher that crushes a large-diameter gravel present in excavated soil into a size that can be carried out in a tunnel excavator that excavates a tunnel in the ground.
[0002]
[Prior art]
When constructing a tunnel while excavating soft ground with the cutter plate of a tunnel excavator, large diameter gravel (cobblestone) is taken into the earth and sand chamber formed between the back of the cutter plate and the bulkhead, There occurs a situation where the mud pipe passing through the partition wall and facing the earth and sand chamber is blocked by large-diameter gravel so that the excavated earth and sand cannot be discharged. For this reason, a crushing device is disposed in the earth and sand chamber to crush large diameter gravel into a size that can be fed into a sludge pipe.
[0003]
As such a crushing device, a crusher has been conventionally used, and this crusher is arranged in front of the opening end of the mud pipe to crush large-diameter gravel, and then is sent to the mud pipe. However, the crusher requires a driving means such as a jack, and the entire apparatus becomes large, making it difficult to install in a narrow earth and sand chamber, and there is a problem that the equipment cost is high.
[0004]
For this reason, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-26891, a bar is projected from the back of the cutter head toward the partition, while a plurality of projections are projected from the front of the partition. The large diameter protruding from between the protrusions at the tip of the rod that moves with the rotation of the cutter head with the end of the large gravel inserted between the adjacent protrusions A crushing device configured to crush by hitting gravel has been developed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a crushing device, the large-diameter gravel taken into the sediment chamber automatically enters between the projecting portions protruding from the front surface of the partition wall at a fixed interval, and the space between these projecting portions is reduced. It is possible to crush large-diameter gravel only after being sandwiched between the two, and if the large-diameter gravel simply enters between the protrusions, the large-diameter gravel will come off between the protrusions due to the passage of the rod body, and crush Therefore, it is difficult to stably break up. In addition, even if the large-diameter gravel is sandwiched between the protrusions, if the large-diameter gravel is crushed by the rod, a part of the gravel remains between the protrusions, There is a problem in that it becomes impossible to enter the end portion of the large gravel again between these projections, and the crushing capacity is remarkably lowered, and the discharge processing of the excavated sediment through the sludge pipe is adversely affected.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a tunnel excavator capable of reliably and efficiently crushing large-diameter gravel taken into the earth and sand chamber into a small state. Is to provide a large-diameter gravel crushing apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the large-diameter gravel crushing apparatus in the tunnel excavator of the present invention is a cylindrical skin plate and a partition wall that covers the entire opening of the front end of the skin plate, as described in claim 1; In a tunnel excavator provided with a cutter plate rotatably disposed in a front end opening of the skin plate in front of the partition wall, and a rotation driving means for the cutter plate, the rear surface of the cutter plate faces the partition wall. A plurality of projecting movable rods, and the above Bulkhead A plurality of fixed rods projecting toward the cutter plate such that the protruding end is located on the cutter plate side with respect to the protruding end of the movable rod, The movable rod body protrudes to a position where the protruding end reaches the vicinity of the front surface of the partition wall, while the fixed rod body protrudes to a position where the protruding end reaches an intermediate portion of the length of the movable rod body. And At least one of these movable rods and fixed rods is provided with a plurality of gaps that can support both ends of the large gravel in the radial direction of the skin plate. The rod body is in a position where it can pass through the middle part between these rod bodies. Arranged It has a structure.
[0008]
In the large-diameter gravel crushing device in the tunnel excavator according to claim 1, the invention according to claim 2 is provided in a sand chamber formed by a space portion between the rear surface of the cutter plate and the front surface of the partition wall. A mud outlet of a sludge pipe that penetrates the partition wall is faced, and a plurality of movable rods projecting on the rear surface of the cutter plate in the earth and sand chamber, and a plurality of projecting projections projecting on the front surface of the partition wall The invention according to claim 3 is characterized in that the rotation driving means of the cutter plate is configured such that when the rotational resistance of the cutter plate increases, the cutter plate is moved in the opposite direction by a predetermined angle. It is configured to rotate and then rotate in the positive direction.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an arm projecting the rotation driving means for the cutter plate on both sides of the rotary shaft of the cutter plate, one end at the tip of these arms and the other at the skin plate. A pair of hydraulic jacks attached to the hydraulic tank, a pressure oil supply pipe and a return pipe from the hydraulic tank are connected to the first pipe line and the second pipe line via a switching valve, and the first pipe line is The cylinder head side of one hydraulic jack communicates with the cylinder rod side of the other hydraulic jack, while the second pipe is connected to the cylinder rod side of one hydraulic jack and the cylinder head of the other hydraulic jack. And a hydraulic circuit communicating with the side.
[0010]
[Action]
The face ground is excavated by rotating the cutter plate while propelling the tunnel excavator, the excavated earth and sand are taken into the earth and sand chamber provided on the rear side of the cutter board, and the excavated earth and sand together with the mud water supplied into the earth and sand chamber Is discharged to the rear through the mud pipe. At this time, when large-diameter gravel is present in the excavated sediment, when the large-diameter gravel is taken into the sediment chamber, it protrudes rearward from the rear surface of the cutter plate, and the cutter plate rotates. It is lifted by a movable rod that moves together.
[0011]
And when this movable rod is protruded in the radial direction of the skin plate, i.e., in the radial direction of the cutter plate, with a space capable of supporting both ends of the large-diameter gravel, It is supported in a erected state between a pair of inner and outer movable rods, and is lifted in this state and reaches a fixed rod projecting from the front surface of the partition wall. Since this fixed bar protrudes at a position where it can pass through an intermediate part between the pair of movable bars, when the large-diameter gravel reaches this fixed bar, the fixed-bar body is in the center of the large-diameter gravel. After abutting on the upper surface, it moves relatively while passing between the movable rods, and during that time, the large-diameter gravel is divided and crushed while being bent downward from its middle part with the movable rod as a fulcrum. The gravel crushed in this way falls from between the movable rods and is discharged backward through the mud pipe.
[0012]
The large-diameter gravel protrudes from the rear surface of the cutter plate and is supported at both ends by a movable rod that moves as the cutter plate rotates, but the fixed rod protruding from the front surface of the partition wall is skinned. In the radial direction of the plate, there is an interval that can support both ends of the large-diameter gravel, and with the pair of fixed rods supporting the large-diameter gravel on both ends, the cutter plate You may make it divide | segment and crush by the movable rod which protrudes from the rear surface.
[0013]
Thus, when crushing large-diameter gravel, a large rotational resistance (load) may occur in the cutter plate. In such a case, the cutter plate is temporarily stopped and rotated in the reverse direction by a predetermined angle. After that, it can be rotated again in the forward direction to crush large diameter gravel or excavate earth and sand.
[0014]
In addition, the cutter plate rotation drive means may be configured to continuously rotate the cutter plate in one direction by motor drive as in a normal tunnel excavator, but the construction distance is relatively small. In a short tunnel excavator, as described in claim 3, a pair of hydraulic jacks are mounted between the arm and the skin plate protruding on both sides of the rotary shaft of the cutter plate, A hydraulic circuit is provided so that the rod of the other hydraulic jack contracts when the rod is extended, and the rotary shaft of the cutter plate is reciprocated within a predetermined angle range by the expansion and contraction action of these hydraulic jacks. .
[0015]
Therefore, when one hydraulic jack is extended, the cutter plate rotates in the forward direction by a predetermined angle, and when the other hydraulic jack is extended, the cutter plate rotates in the reverse direction by a predetermined angle. While excavating the front face ground while reciprocatingly rotating the cutter plate within a predetermined angle range, the sludge pipe while crushing the large diameter gravel taken into the earth and sand chamber with the movable rod and the fixed rod as described above Through the rear.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Reference numeral 1 denotes a cylindrical skin plate having a fixed diameter and a fixed length, which is a body of a tunnel excavator. A partition wall 2 that completely covers the inside of the front end portion is fixed, and a cutter plate 3 is disposed at the front end opening of the skin plate 1 in front of the partition wall 2, and is integrated with the center portion of the cutter plate 3. The rotation shaft 4 fixed to the center of the partition wall 2 is supported in a penetrating manner, and the rotation shaft 4 is rotated by the rotation driving means 5 disposed on the rear side of the partition wall 2 to rotate the cutter plate 3. It is configured to drive.
[0017]
The rotation driving means 5 of the cutter plate 3 may be configured to excavate while the cutter plate 3 is continuously rotated in one direction or the other direction by a drive motor. The tunnel excavator is for tunnel construction with a small diameter and a relatively short distance. Therefore, as the rotation driving means 5 of the cutter plate 3, the cutter plate 3 is moved within a certain angle range by a pair of left and right hydraulic jacks 5a and 5b. It is configured to reciprocate.
[0018]
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 4, arms 51 and 52 project outwardly from both sides of the rear end of the cutter plate 3 projecting rearward from the partition wall 2 of the rotating shaft 4. Brackets 53 and 54 are provided on the inner peripheral surface of the skin plate 1 above the arms 51 and 52, and one hydraulic jack 5a is provided between the one arm 51 and the bracket 53 positioned above the arm 51. The rod end of the hydraulic jack 5a is connected to and supported by the arm 51, and an appropriate position of the cylinder is connected to the bracket 53. Similarly, a lower hydraulic jack 5b is disposed between the other arm 52 and a bracket 54 positioned above the arm 52, the tip of the rod of the hydraulic jack 5b is set to the arm 52, and a proper position of the cylinder is set to the bracket 54. Are connected and supported respectively.
[0019]
Then, by operating the hydraulic jacks 5a and 5b so that the other contracts when one of them is extended by a hydraulic circuit 20 described later, the face ground is excavated while the cutter plate 3 is reciprocatingly rotated within a certain angle range. It is configured to do.
[0020]
The cutter plate 3 is a spoke-type cutter plate, and as shown in FIGS. 2 and 3, the inner end is fixed to the outer peripheral surface of the front end of the rotary shaft 4 and radially extends from the rotary shaft 4 in the tunnel radial direction. A plurality of cut-out spokes 3a having a fixed length projecting, an outer ring 3b in which the outer ends of these cut-out spokes 3a are integrally connected to each other, and the cut-out spoke 3a. The center bit 3d is also projected from the front end (front end) surface of the rotating shaft 4. The excavation bit 3c projects from the front surface of the shaft at appropriate intervals in the length direction.
[0021]
Further, a space between the rear surface of the cutter plate 3 and the front surface of the partition wall 2 is formed in a sand chamber 6 that takes in the earth and sand excavated by the cutter plate 3 and temporarily retains it. A crushing device for crushing the large-diameter gravel A in the taken excavated sediment is provided. As shown in FIGS. 1 and 3, the crushing apparatus includes a movable rod 7 projecting horizontally toward the partition wall 2 on the rear surface of the cutter plate 3, that is, the rear surface of each cutter pork 3a, and the partition wall. 2 and a plurality of fixed rods 8 projecting horizontally toward the cutter plate 3. All the movable rods 7 have projecting ends (rear ends) in the vicinity of the front surface of the partition wall 2. While projecting to reach the position, all the fixed rods 8 project to the position where the projecting ends (front ends) reach the middle part of the length of the movable rod 7.
[0022]
Of these movable rods 7 and fixed rods 8, two movable rods 7 are paired to support both ends of the large gravel A in the longitudinal direction of the cutter pork 3 a, that is, in the radial direction of the cutter plate 3. The projection is provided at a possible interval, specifically, at a lower portion of the partition wall 2 with an interval equal to or slightly shorter than the diameter of the mud discharge port 9a of the mud tube 9 opened to the earth and sand chamber 6. In FIG. 3, one set of an outer movable rod 7 projecting on the outer diameter side of the cutter plate 3 and an inner movable rod 7 projecting on the inner diameter side on the rear surface of the cutter pork 3a. However, if the cutter plate 3 has a large diameter, two or three sets of movable rods may be arranged on the rear surface of the pair of cutter spokes 3a.
[0023]
Further, since the cutter plate 3 is reciprocated within a predetermined angle range of one rotation or less by the pair of left and right hydraulic jacks 5a and 5b constituting the rotation driving means 5 as described above, the cutter plate 3 is Even if the above-mentioned one set of inner and outer movable rods 7, 7 are projected from the upper-side cut-out spoke 3 a in the neutral posture, a large-diameter gravel A is placed between these movable rods 7, 7. Since it is difficult to support in a erected state, it is not necessary to project as a large-diameter gravel support, and as a movable rod 7 for stirring the earth and sand taken into the earth and sand chamber 6 together with mud water If necessary, a book may be provided.
[0024]
On the other hand, the plurality of fixed rods 8 projecting from the front surface of the partition wall 2 includes a pair of inner and outer movable rods 7 projecting from the cutter pork 3a when the cutter plate 3 rotates. 7 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the front surface of the partition wall 2 so as to correspond to the cutter pork 3a projecting the inner and outer movable rods 7 and 7 at positions where they can pass through an intermediate portion between them. Yes.
[0025]
As shown in FIG. 5, the hydraulic circuit 20 for operating the pair of left and right hydraulic jacks 5 a and 5 b in the rotational driving means 5 includes a pressure oil supply pipe 22 communicating with the hydraulic tank 21 and a pressure oil return. A pipe 23 is connected to a first pipe 25 and a second pipe 26 via a switching valve 24 made of an electromagnetic valve, and the first and second pipes 25 and 26 are connected to the hydraulic jack 5a, In addition, a hydraulic pump 27 and a check valve 28 are sequentially provided in the pressure oil supply pipe 22 and are connected to the pressure oil supply pipe 22 in the pipeline between the check valve 28 and the switching valve 24. A first connecting pipe portion 29 and a second connecting pipe portion 30 that connect and communicate between the supply pipe 22 and the pressure oil return pipe 23 are provided, and a pressure oil relief valve 31 is provided in the first connecting pipe portion 29. On the other hand, a one-way throttle valve 32 for adjusting the operating speed of the left and right hydraulic jacks 5a, 5b is disposed in the second connecting pipe portion 30.
[0026]
In addition, when the pressure switch 33 is provided in the second connecting pipe section 30 and the rotational resistance of the cutter plate 3 increases, that is, when the rod of the hydraulic jack 5a that rotates the cutter plate 3 in the forward direction is extended. When the hydraulic pressure in the cylinder becomes equal to or higher than the set pressure, the pressure is detected and the switching valve 24 is switched to the direction in which the cutter plate 3 rotates in the reverse direction. ing.
[0027]
Further, the first pipe line 25 includes a cylinder head side in one hydraulic jack 5a, that is, a side that extends the rod, and a cylinder rod side in the other hydraulic jack 5b, that is, a side that contracts the rod. The second pipe 26 communicates with the rod side of the cylinder in one hydraulic jack 5a and the head side of the cylinder in the other hydraulic jack 5b.
[0028]
In FIG. 1, the upper end of the partition wall 2 is provided with a supply port for a muddy water supply pipe 10 for supplying muddy water into the earth and sand chamber 6, and the muddy water is introduced into the earth and sand chamber 6 through the muddy water supply pipe 10. The excavated soil is excavated by the cutter plate 3 and the excavated soil taken in the sediment chamber 6 is agitated with the mud water while preventing the collapse of the face by the mud water pressure, and the above-mentioned mud outlet. It is comprised so that it may discharge | emit back through the inside of the sludge pipe 9 from 9a.
[0029]
For example, the excavated sediment is transported through the drainage pipe 9 by, for example, inserting a pinch valve 11 at the front end portion of the drainage pipe 9 and discharging the excavated sediment by a certain amount rearward by the pinch valve 11. Although it is configured such that an intake force by a vacuum pump (not shown) is generated in the sludge discharge pipe 9 and the excavated earth and sand are carried backward, other carrying-out means may be adopted. An air supply short pipe 12 is connected to the end of the mud pipe 9 on the outlet side of the pinch valve 11 to feed air to the back side of the excavated earth and sand sucked by the suction force of the vacuum pump.
[0030]
Next, the operation of the large-diameter gravel crushing device in the tunnel excavator configured as described above will be described. The tunnel excavator is disposed on the start shaft (not shown) side while excavating the face ground with the cutter plate 3. The tunnel is pushed forward by a propulsion means such as a propulsion jack, and a pipe B such as a fume pipe is sequentially connected to the skin plate 1 on the start shaft side every time a fixed length tunnel is excavated. Go.
[0031]
The earth and sand excavated by the cutter plate 3 is taken into the earth and sand chamber 6, supplied to the earth and sand chamber 6 through the muddy water supply pipe 10, mixed with the filled muddy water, and plurally projecting on the rear surface of the cutter plate 3. After being agitated by the movable rod body 7, it is carried backward from the mud outlet 9 a through the mud pipe 9, and the excavated sediment is settled in the excavated sediment storage tank on the ground and separated from the mud water. It is sent into the supply pipe 10 by the pump, and again, the earth and sand chamber 6 The excavated sediment is discharged while maintaining the sediment chamber 10 at a constant mud pressure.
[0032]
The face ground is excavated by the cutter plate 3 by rotating the cutter plate 3 back and forth within a predetermined angle range by the rotation driving means 5. That is, the switching valve 24 of the hydraulic circuit 20 is operated so that the pressure oil supply pipe 22 communicates with the first pipe 25 and the return pipe 23 communicates with the second pipe 26, and the hydraulic pump 27 is driven in this state. Then, the pressure oil is supplied to the first pipe line 25 side to extend the rod of one hydraulic jack 5a and simultaneously contract the rod of the other hydraulic jack 5b, so that one arm 51 is pushed downward and the other The arm 52 is pulled up and the cutter plate 3 is rotated in the forward direction via the rotary shaft 5.
[0033]
When the cutter plate 3 rotates in the positive direction by a predetermined angle, the rod of the one hydraulic jack 5a contacts a proximity switch (not shown) to switch the switching valve 24. That is, when the stroke of the rod of one hydraulic jack 5a reaches a certain length, it is detected by the proximity switch and the switching valve 24 is electrically switched. When the switching valve 24 is switched, the pressure oil supply pipe 22 and the return pipe 23 are in communication with the second pipe 26 and the first pipe 25, respectively. The supplied pressure oil is introduced into the second pipe 26 to contract the rod of one hydraulic jack 5a, and at the same time, the rod of the other hydraulic jack 5b is extended to rotate the cutter plate 3 in the reverse direction.
[0034]
When the cutter plate 3 is rotated in the reverse direction by a predetermined angle, the rod of the other hydraulic jack 5b is brought into contact with a proximity switch (not shown) and the switching valve 24 is switched back to the original state. Thus, the cutter plate 3 is rotated by a predetermined angle in the positive direction.
[0035]
Thus, by switching the switching valve 24, the cutter plate 3 excavates the face ground while alternately rotating in the forward and reverse directions within a certain angle range. Or when a large rotational resistance force (load) is generated on the cutter plate 3 when crushing the large-diameter gravel A by the crushing device in the earth and sand chamber 6, as will be described later. When the resistance force reaches a certain value, the pressure switch in the hydraulic circuit 20 is activated, and the switching valve 24 is once switched to a state in which the supply of pressure oil is stopped. The switching valve 24 is switched so as to rotate in the direction opposite to the rotation direction (the forward direction).
[0036]
Then, the hydraulic jacks 5a and 5b are actuated so as to rotate the cutter plate 3 in the reverse direction and rotate in the reverse direction to a certain angle detected by the proximity switch, and then again as normal as described above. The face ground is excavated while repeatedly rotating in the opposite direction.
[0037]
Thus, although the earth and sand excavated by the cutter plate 3 is taken into the earth and sand chamber 6 as described above, the large-diameter gravel A may be mixed in the excavated earth and sand. When A is about to be discharged from the mud outlet 9a of the mud pipe 9 together with the mud water, a situation occurs where the mud outlet 9a is clogged and the excavated soil cannot be discharged. Therefore, the large-diameter gravel A taken into the earth and sand chamber 6 is composed of the movable rod 7 projecting from the rear surface of the cutter plate 3 and the fixed rod body 8 projecting from the front surface of the partition wall 2. After being divided and crushed by a crushing device, it is discharged through the mud pipe 9.
[0038]
That is, when the cutter plate 3 is reciprocally rotated and the face ground is excavated and taken into the earth and sand chamber 6, when the large-diameter gravel A is mixed in the excavated earth and sand, the large-diameter gravel A is the cutter plate 3. Are moved up by a pair of inner and outer movable rods 7, 7 that integrally move around the rotation axis 4 with the rotation of the shaft, and both ends thereof are received by the movable rods 7, 7. It is lifted in a state where it is constructed and supported between the bodies 7 and 7.
[0039]
At this time, the fixed rod 8 protrudes above the inner and outer movable rods 7 and 7 at a position where the intermediate portion between the inner and outer movable rods 7 and 7 can be relatively passed from the partition wall 2. As shown in FIG. 6, the lower peripheral portion of the fixed rod 8 abuts on the upper surface of the central portion of the large-diameter gravel A supported between the movable rods 7, 7. As shown in FIG. 7, the movable rods 7 and 7 move upward integrally with the rotation, and the fixed rod 8 relatively passes through the intermediate portion between the inner and outer movable rods 7 and 7. In addition, the large-diameter gravel A is divided and crushed while being bent downward from the center with the inner and outer movable rods 7 and 7 as fulcrums.
[0040]
In this way, the crushing action of the large-diameter gravel A by the pair of inner and outer movable rods 7 and 7 and the single fixed rod 8 is performed when the cutter plate 3 reciprocates while excavating the face ground. In this case, the gravel that has been divided and crushed falls downward from the movable rods 7 and 7 and is discharged to the rear through the mud pipe 9 together with the excavated earth and sand. In the above embodiment, the large-diameter gravel A is supported in a erected state by the movable rods 7, 7 projecting from the back surface of the cutter plate 3, but projecting from the front surface of the partition wall 2. The fixed rod body 8 is disposed with a space capable of supporting both ends of the large-diameter gravel A, and the central portion of the large-diameter gravel A supported by these fixed rod bodies 8 and 8 is arranged. You may comprise so that it may divide | segment and crush with the one movable rod body 7. FIG.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the large-diameter gravel crushing apparatus in the tunnel excavator of the present invention, as described in claim 1, a cylindrical skin plate and a partition wall that covers the entire opening of the front end portion of the skin plate, In a tunnel excavator provided with a cutter plate rotatably disposed in a front end opening of the skin plate in front of the partition wall, and a rotation driving means for the cutter plate, the rear surface of the cutter plate faces the partition wall. A plurality of projecting movable rods, and the above Bulkhead A plurality of fixed rods projecting toward the cutter plate such that the protruding end is located on the cutter plate side with respect to the protruding end of the movable rod, The movable rod body protrudes to a position where the protruding end reaches the vicinity of the front surface of the partition wall, while the fixed rod body protrudes to a position where the protruding end reaches an intermediate portion of the length of the movable rod body. And At least one of these movable rods and fixed rods is provided with a plurality of gaps that can support both ends of the large gravel in the radial direction of the skin plate. Since the rods project at positions where they can pass through the intermediate part between these rods, the structure is simple and can be easily manufactured, and the movable rod and the fixed rod have their respective projecting ends. Projecting to a position close to the front surface of the partition wall and the rear surface of the cutter plate, the large-diameter gravel taken into the earth and sand chamber formed between the cutter plate and the partition wall is sandwiched between one of the bars. If the gravel has a size that can be reliably supported in the both-ends supported state and can be discharged through the sludge pipe, it can be discharged through these rods as they are.
[0042]
Furthermore, since the other rod body protrudes at a position where it can pass through the middle portion between the one rod body, the middle portion of the large-diameter gravel supported in a erected state between the one rod body is cut by the cutter plate. Can be reliably divided and crushed by the other rod body.
[0043]
In this case, if the movable rod projecting on the rear surface of the cutter plate is provided in the radial direction of the skin plate with an interval that can support both ends of the large-diameter gravel, as the cutter plate rotates, These moving inner and outer movable rods can reliably capture and support the large-diameter gravel in the sediment chamber, and in this state, while the large-diameter gravel is further lifted along with the rotation of the cutter plate, Can be reliably divided and crushed by one fixed rod body, and the crushing process of large-diameter gravel can be performed efficiently and stably, and the discharging process of excavated earth and sand can be performed smoothly.
[0044]
According to the invention of claim 3, the rotation driving means of the cutter plate rotates the cutter plate by a predetermined angle in the opposite direction when the rotation resistance of the cutter plate increases, and then in the forward direction. Since it is configured to rotate, it is possible to prevent an excessive load from being generated in the rotation driving means of the cutter plate and reduce the occurrence of failure.
[0045]
As the rotation driving means for the cutter plate, as described in claim 4, there are arms protruding from both sides of the rotary shaft of the cutter plate, one end at the tip of these arms and the other at the skin plate A pair of hydraulic jacks attached to the hydraulic tank, a pressure oil supply pipe and a return pipe from the hydraulic tank are connected to the first pipe line and the second pipe line via a switching valve, and the first pipe line is The cylinder head side of one hydraulic jack communicates with the cylinder rod side of the other hydraulic jack, while the second pipe is connected to the cylinder rod side of one hydraulic jack and the cylinder head of the other hydraulic jack. Since the hydraulic circuit is connected to the hydraulic circuit, the hydraulic circuit extends the rod of one hydraulic jack and simultaneously contracts the rod of the other hydraulic jack. And the process of contracting the rod of one hydraulic jack and extending the rod of the other hydraulic jack alternately, excavating the front face ground while rotating the cutter plate back and forth within a predetermined angular range. In addition, not only during the forward movement of the cutter plate but also during the backward movement, the large diameter gravel can be crushed by the movable rod and the fixed rod. Tunnel excavation work can be performed smoothly and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified vertical side view of an entire tunnel excavator,
FIG. 2 is a front view of a cutter plate,
FIG. 3 is a longitudinal front view showing a positional relationship between a movable bar projecting on a cutter plate and a fixed bar projecting on a partition wall;
FIG. 4 is a rear view of a rotation driving means portion;
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram;
FIG. 6 is a simplified front view showing a state where a large-diameter gravel is supported between inner and outer movable rod bodies;
FIG. 7 is a simplified front view showing a state where large-diameter gravel is being crushed.
[Explanation of symbols]
1 Skin plate
2 Bulkhead
3 Cutter plate
4 Rotating shaft
5 Rotation drive means
5a, 5b hydraulic jack
6 earth and sand room
7 Movable rod
8 Fixed rod
9 Drainage pipe
20 Hydraulic circuit
A large gravel

Claims

筒状のスキンプレートと、このスキンプレートの前端部の開口全面を塞ぐ隔壁と、この隔壁前方における上記スキンプレートの前端開口部に回転自在に配設されたカッタ板と、このカッタ板の回転駆動手段とを備えたトンネル掘削機において、上記カッタ板の後面に上記隔壁に向かって突設した複数本の可動棒体と、上記隔壁の前面にその突端が可動棒体の突端よりも上記カッタ板側に位置するようにカッタ板に向かって突設した複数本の固定棒体とからなり、上記可動棒体は、その突端が隔壁の前面近傍部に達する位置まで突設している一方、上記固定棒体は、その突端が可動棒体の長さの中間部に達する位置まで突設してあり、これらの可動棒体と固定棒体のうちの少なくとも一方の棒体は、スキンプレートの半径方向に大径礫の両端部を支持可能な間隔を存して複数本設けられていると共に、他方の棒体はこれらの棒体間の中間部を通過可能な位置に配設されていることを特徴とするトンネル掘削機における大径礫破砕装置。A cylindrical skin plate, a partition that covers the entire opening of the front end of the skin plate, a cutter plate that is rotatably disposed in the front end opening of the skin plate in front of the partition, and a rotational drive of the cutter plate A plurality of movable rods projecting toward the partition wall on the rear surface of the cutter plate, and the cutter plate has a projecting end on the front surface of the partition wall , rather than the projecting end of the movable rod body. A plurality of fixed rods projecting toward the cutter plate so as to be located on the side, the movable rod projecting to a position where the projecting end reaches the vicinity of the front surface of the partition wall, The fixed rods protrude to the position where the protruding end reaches the middle part of the length of the movable rod, and at least one of these movable rods and fixed rods has a radius of the skin plate. Both ends of large diameter gravel in the direction Together provided a plurality of to exist a supportable intervals large in tunnel boring machine and the other rod, characterized in that disposed on the passable position intermediate portion between these rods Gravel crusher.

カッタ板の後面と隔壁の前面との間の空間部により形成された土砂室に隔壁を貫通した排泥管の排泥口を臨ませていると共に、上記土砂室に上記カッタ板の後面に突設した複数本の可動棒体と、上記隔壁の前面に突設した複数本の固定棒体とを設けていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置。The mud outlet of the mud pipe penetrating the partition wall faces the earth and sand chamber formed by the space between the rear surface of the cutter plate and the front surface of the partition wall, and the rear surface of the cutter plate projects into the soil and sand chamber. The large-diameter gravel crushing apparatus in a tunnel excavator according to claim 1, wherein a plurality of movable rod bodies provided and a plurality of fixed rod bodies protruding from the front surface of the partition wall are provided.

カッタ板の回転駆動手段は、カッタ板の回転抵抗が大きくなったときにカッタ板を反対方向に所定角度だけ回転させ、しかるのち、正方向に回転させるように構成していることを特徴とする請求項１に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置。The cutter plate rotation driving means is configured to rotate the cutter plate by a predetermined angle in the opposite direction when the rotation resistance of the cutter plate increases, and then rotate in the forward direction. The large-diameter gravel crushing apparatus in the tunnel excavator according to claim 1.

カッタ板の回転駆動手段は、カッタ板の回転軸の両側部に突設しているアームと、一端がこれらのアームの先端部に他端がスキンプレートに取付けられている一対の油圧ジャッキと、油圧タンクからの圧油の供給管と戻り管とを切替弁を介して第１管路と第２管路とに連通し、且つ第１管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側とに連通させている一方、第２管路を一方の油圧ジャッキにおけるシリンダのロッド側と他方の油圧ジャッキにおけるシリンダのヘッド側とに連通させている油圧回路とから構成していることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のトンネル掘削機における大径礫破砕装置。The rotation driving means of the cutter plate includes an arm projecting on both sides of the rotating shaft of the cutter plate, a pair of hydraulic jacks having one end attached to the tip of these arms and the other end attached to the skin plate, A pressure oil supply pipe and a return pipe from the hydraulic tank are connected to the first pipe line and the second pipe line via a switching valve, and the first pipe line is connected to the head side of the cylinder and the other side of one hydraulic jack. A hydraulic circuit that communicates with the rod side of the cylinder of the hydraulic jack, and a hydraulic circuit that communicates the second pipe line with the rod side of the cylinder of one hydraulic jack and the head side of the cylinder of the other hydraulic jack. The large-diameter gravel crushing device in the tunnel excavator according to claim 1 or 3, wherein the device is configured.