JP4053162B2

JP4053162B2 - Parent-child shield machine

Info

Publication number: JP4053162B2
Application number: JP31510898A
Authority: JP
Inventors: 義和木戸; 史男中岡; 敬二田中; 善友古賀
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JP2000145358A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は親子シールド機に関するものであり、特に、親シールド機に対して子シールド機を偏心させた親子シールド機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
異なる径のシールドトンネルを連続して施工する際には親子シールド機が使用されている。此種親子シールド機は、円筒形のスキンプレートの前部にカッタを備えた親シールド機と、該親シールド機の内部に設けられ、且つ、親シールド機のカッタと同一面で回転可能なカッタを備えた子シールド機とからなり、該子シールド機が軸心に沿って前進可能に設けられている。
【０００３】
しかし、従来は親シールド機の軸心と子シールド機の軸心が一致するように構成されているものが多く、この場合は、大径のトンネルの軸心部にしか小径のトンネルを施工できない。従って、例えば地下鉄のトンネルを掘削してレールを敷設する場合は、双方のトンネルの底面を同一高さにするために、大径トンネルの底部を大量に埋め戻さなければならない。また、大径部分を掘削するときと小径部分を掘削するときとで、双方のトンネル外径の差が大きいので、排土用のスクリュコンベヤの設置高さを変更しなければならず、スクリュコンベヤの付け替え作業が煩雑であった。
【０００４】
一方、親シールド機に対して偏心させて子シールド機を設け、且つ、親シールド機のカッタは両シールド機のスキンプレート間を埋めるべく、径の異なる複数の分割カッタ群にて構成したものも知られている（特許第２６２０１３３号）。しかし、多数のカッタを組み合わせてあるため、これらカッタの駆動装置が複雑となる。
【０００５】
また、親シールド機と子シールド機の軸心を一致させた状態にて大径のトンネルを掘削し、小径のトンネルを掘削するときは子シールド機を外側へ移動して偏心させるように構成したものも知られている。しかし、子シールド機を偏心させるためには、子シールド機の移動部分に存在するカッタを他の位置へ移動させなければならず、そのための駆動装置が必要となって構成が複雑となる。移動部分にカッタを設けずに空間部にすることも考えられるが、構造的に脆弱になる虞がある。
【０００６】
そこで、異なる径のシールドトンネルを連続して施工する際に、大径のトンネルの軸心に対して偏心させた位置に小径のトンネルを掘削できるようにするとともに、トンネルの外径の段差をできる限り小さくするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、円筒形のスキンプレートの前部にカッタを備えた親シールド機と該親シールド機の内部に設けられた子シールド機とからなり、該子シールド機が軸心に沿って前進可能に設けられた親子シールド機であって、前記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置に配置し、親シールド機には偏心多軸式のカッタを備えた親子シールド機に於いて、
上記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置は、親シールド機の軸心よりも子シールド機の軸心を下方に偏心させた位置であると共に、予め排土用スクリュコンベヤを前記子シールド機に合わせて下方に設置して成る親子シールド機を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１及び図２は親子シールド機１０を示し、親シールド機１１の内部に子シールド機２１がボルト締め或いはピン結合等によって固定されている。
【０００９】
親シールド機１１は円筒形のスキンプレート１２の前部に隔壁１３が設けられ、この隔壁１３の前方に偏心多軸式の親カッタ１４が備えられている。前記隔壁１３には複数のモータ１５，１５…が固設されており、夫々のモータ１５にクランク形の偏心軸１６が設けられ、各偏心軸１６，１６…の先端部を同一の偏心方向にして親カッタ１４を取り付けてある。また、１７は親シールドジャッキであり、覆工したセグメント１８を反力受けとして該親シールドジャッキ１７を伸張することにより、親シールド機１１を前進させることができる。
【００１０】
一方、子シールド機２１にも円筒形のスキンプレート２２の前部に隔壁２３が設けられており、この隔壁２３の前方に子カッタ２４が備えられている。前記隔壁２３の中央にモータ２５が固設され、該モータ２５により子カッタ２４が回転する。２７は子シールドジャッキであり、親シールド機１１と子シールド機２１の結合を解除した状態で、親シールド機１１に設けられた反力受け部２８に当接することにより、子シールド機２１を前進させることができる。このように、子シールド機２１に予めスキンプレート２２を装着しておくため、親シールド機１１の連結を解除して子シールド機２１を発進する際に、新たにスキンプレートを取り付ける手間を省略できる。
【００１１】
尚、１９は掘削した土砂を後方へ移送するためのスクリュコンベヤである。また、親シールド機１１の軸心をＯ₁とし、子シールド機２１の軸心をＯ₂とすれば、子シールド機２１の軸心Ｏ₂は親シールド機１１の軸心Ｏ₁に対して下方へ偏心した位置にある。
【００１２】
而して、図示したように、前記親カッタ１４と子カッタ２４とが略同一面にある状態で、親シールド機１１と子シールド機２１とが固定されている場合は、双方のカッタ１４,２４によって前方の地盤を掘削する。
【００１３】
例えば親シールド機１１の各モータ１５，１５…と子シールド機２１のモータ２５とが夫々正面視時計方向へ回転するものとし、図１に示した状態から図３に示すように、親シールド機１１のモータ１５が回転して、その偏心軸１６の先端部が右下位置まで回転移動したときは、これに伴って親カッタ１４はその姿勢を保持したまま、上部位置からスキンプレート１２の内周面に沿って右下方向へ移動する。また、子カッタ２４は軸心Ｏ_２を中心に時計方向へ円運動する。
【００１４】
更に、図４に示すように、親シールド機１１のモータ１５が回転して、その偏心軸１６の先端部が左下位置まで回転移動したときは、これに伴って親カッタ１４はその姿勢を保持したまま、右下位置からスキンプレート１２の内周面に沿って左下方向へ移動する。また、子カッタ２４は軸心Ｏ₂を中心に時計方向へ円運動する。
【００１５】
このように、親シールド機の軸心Ｏ₁を通る鉛直線Ｌ₁及び水平線Ｌ₂に対して、親カッタ１４が左右に傾くことなく、その姿勢を保持したまま軸心Ｏ₁を中心に揺動するとともに、子カッタ２４は軸心Ｏ₂を中心に回転することにより、親カッタ１４と子カッタ２４が略同一面で作動し、且つ、親カッタ１４と子カッタ２４との空間部分を親カッタ１４が残すことなく掘削して、親子シールド機１０に対応した大径のシールドトンネルを掘削することができる。
【００１６】
尚、図示は省略するが、親カッタ１４に対して子カッタ２４をやや前進させた位置に配置し、双方のカッタ１４，２４によって前方の地盤を掘削することもできる。然るときは、子カッタ２４が地盤を先行掘削して安定した掘削施工を行うことができる。
【００１７】
ここで、トンネルの径を途中から子シールド機２１の掘削径に縮小する場合は、親シールド機１１と子シールド機２１とを固定しているボルトやピン等を外して双方の結合を解除した後、子シールド機２１のモータ２５のみを駆動して子カッタ２４を回転する。
【００１８】
そして、前記子シールドジャッキ２７を伸張することにより、反力受け部２８を反力として子シールド機２１が前方へ押し出され、図５に示すように、親シールド機１１をその場に残して、子シールド機２１が前進しながら子カッタ２４にて地盤を掘削する。このとき、子シールド機２１のスキンプレート２２の後端部に干渉しないように、前記スクリュコンベヤ１９の後部をやや下降させる。
【００１９】
斯くして、図６に示すように、大径のシールドトンネル３０に対して偏心させた位置に、小径のシールドトンネル３１を連続して施工することができる。該小径のシールドトンネル３１の軸心Ｏ₂は大径のシールドトンネル３０の軸心Ｏ₁に対して下方にあるので、予め前記スクリュコンベヤ１９を子シールド機２１に合わせて下方に設置しておくことにより、該スクリュコンベヤ１９の設置高さを変更することなく、親シールド機１１と子シールド機２１の両方で該スクリュコンベヤ１９を使用できる。
【００２０】
また、双方のシールドトンネル３０，３１の底部の段差が小さくなり、下水道や共同溝或いは地下鉄等のように、双方のトンネルの底面を同一高さにする場合に段差部分の埋め戻しが小になる。図示は省略するが、親カッタ１４の下方部を除去して子シールド機２１の位置を更に下げることにより、双方のシールドトンネル３０，３１の底部の段差を殆どなくすように施工することもできる。
【００２１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、親子シールド機の子シールド機を親シールド機に対して偏心させた位置に配置し、親シールド機に偏心多軸式カッタを備えてあるので、親シールド機と子シールド機を一体に連結して、親シールド機のカッタと子シールド機のカッタを同時に回転することにより、大径のトンネルを掘削できる。一方、親シールド機との連結を解除して子シールド機のみにて掘進すれば、大径のトンネルに連続して小径のトンネルを掘削することができる。
【００２３】
また、親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置は、親シールド機の軸心よりも子シールド機の軸心を下方に偏心させた位置であると共に、予め排土用スクリュコンベヤを前記子シールド機に合わせて下方に設置して成る親子シールド機であるため、該スクリュコンベヤの設置高さを変更することなく、親シールド機と子シールド機の両方で該スクリュコンベヤを使用することができる。
そして、大径のシールドトンネル、小径のシールドトンネルの底部の段差が小さくなり、下水道や共同溝或いは地下鉄等のように、双方のトンネルの底面を同一高さにする場合に段差部分の埋め戻しが小になる。
更に、親シールド機に備えた親カッタの下方部を除去して子シールド機の位置を更に下げることにより、前記双方のシールドトンネルの底部の段差を殆どなくすように施工することも可能となる等、正に諸種の効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】親子シールド機の正面図。
【図２】親子シールド機の内部を示す側面図。
【図３】カッタの回転過程を示す親子シールド機の正面図。
【図４】カッタの回転過程を示す親子シールド機の正面図。
【図５】親シールド機から子シールド機を前進させたときの親子シールド機の内部を示す側面図。
【図６】大径のトンネルに連続して小径のトンネルを施工した状態を示す側面図。
【符号の説明】
１０親子シールド機
１１親シールド機
１２スキンプレート
１４親カッタ
２１子シールド機
２２スキンプレート
２４子カッタ
Ｏ₁（親シールド機の）軸心
Ｏ₂（子シールド機の）軸心[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a parent-child shield machine, and more particularly to a parent-child shield machine in which the child shield machine is eccentric with respect to the parent shield machine.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
A parent-child shield machine is used when continuously constructing shield tunnels with different diameters. This kind of parent-child shield machine includes a parent shield machine provided with a cutter at the front of a cylindrical skin plate, and a cutter that is provided inside the parent shield machine and is rotatable on the same plane as the cutter of the parent shield machine. The child shield machine is provided so as to be capable of moving forward along the axis.
[0003]
However, many of them have been configured so that the axis of the parent shield machine coincides with the axis of the child shield machine. In this case, a small-diameter tunnel can only be constructed at the axis of the large-diameter tunnel. . Therefore, for example, when excavating a tunnel of a subway and laying rails, in order to make the bottom surfaces of both tunnels have the same height, a large amount of the bottom of the large diameter tunnel must be backfilled. In addition, when excavating the large diameter part and when excavating the small diameter part, there is a large difference in the outer diameter of both tunnels, so the installation height of the screw conveyor for earth removal must be changed, and the screw conveyor The replacement work was complicated.
[0004]
On the other hand, a child shield machine is provided eccentric to the parent shield machine, and the cutter of the parent shield machine is composed of a plurality of divided cutter groups having different diameters so as to fill the gap between the skin plates of both shield machines. It is known (Japanese Patent No. 2620133). However, since a large number of cutters are combined, the drive device for these cutters becomes complicated.
[0005]
In addition, a large-diameter tunnel is excavated with the axis of the main shield machine and that of the sub-shield machine aligned, and when excavating a small-diameter tunnel, the sub-shield machine is moved outward to be eccentric. Things are also known. However, in order to decenter the child shield machine, the cutter existing in the moving part of the child shield machine must be moved to another position, and a drive device for that purpose is required, which complicates the configuration. Although it is conceivable to make the space part without providing a cutter in the moving part, there is a possibility that the structure becomes weak.
[0006]
Therefore, when continuously constructing shield tunnels with different diameters, it is possible to excavate a small diameter tunnel at a position eccentric to the axis of the large diameter tunnel, and to make a step in the outer diameter of the tunnel A technical problem to be solved in order to make it as small as possible arises, and the present invention aims to solve this problem.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed to achieve the above object, and comprises a parent shield machine provided with a cutter at the front of a cylindrical skin plate and a child shield machine provided inside the parent shield machine. The child shield machine is a parent-child shield machine provided so as to be capable of moving forward along the axis, and is arranged at a position where the child shield machine is eccentric with respect to the parent shield machine. In a parent-child shield machine with a shaft-type cutter ,
The position where the child shield machine is decentered with respect to the parent shield machine is a position where the axis of the child shield machine is decentered downward relative to the axis of the parent shield machine, and the earth screw screw conveyor The present invention provides a parent-child shield machine that is installed below the child shield machine .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show a parent-child shield machine 10, in which a child shield machine 21 is fixed inside the parent shield machine 11 by bolting or pin connection.
[0009]
The parent shield machine 11 is provided with a partition wall 13 in front of a cylindrical skin plate 12, and an eccentric multi-axis parent cutter 14 is provided in front of the partition wall 13. A plurality of motors 15, 15... Are fixed to the partition wall 13. Each motor 15 is provided with a crank-shaped eccentric shaft 16, and the distal ends of the eccentric shafts 16, 16. A parent cutter 14 is attached. Reference numeral 17 denotes a parent shield jack, and the parent shield machine 11 can be advanced by extending the parent shield jack 17 using the covered segment 18 as a reaction force receiver.
[0010]
On the other hand, the child shield machine 21 is also provided with a partition wall 23 at the front portion of the cylindrical skin plate 22, and a child cutter 24 is provided in front of the partition wall 23. A motor 25 is fixed at the center of the partition wall 23, and the child cutter 24 is rotated by the motor 25. Reference numeral 27 denotes a child shield jack, which advances the child shield machine 21 by abutting against a reaction force receiving portion 28 provided in the parent shield machine 11 in a state where the connection between the parent shield machine 11 and the child shield machine 21 is released. Can be made. As described above, since the skin plate 22 is attached to the child shield machine 21 in advance, when the child shield machine 21 is started by releasing the connection of the parent shield machine 11, it is possible to omit the trouble of attaching a new skin plate. .
[0011]
Reference numeral 19 denotes a screw conveyor for transferring the excavated earth and sand to the rear. Also, the axis of the parent shield machine 11 and O _1, if the axis of the child shield machine 21 and O _2, the axis O ₂ of the child shield device 21 relative to the axis O ₁ of the parent shield machine 11 The position is eccentric downward.
[0012]
Thus, as shown in the figure, when the parent shield machine 11 and the child shield machine 21 are fixed in a state where the parent cutter 14 and the child cutter 24 are substantially in the same plane, both cutters 14, 24 excavate the ground in front.
[0013]
For example, it is assumed that the motors 15, 15... Of the parent shield machine 11 and the motor 25 of the child shield machine 21 rotate in the clockwise direction when viewed from the front, and as shown in FIG. When the motor 15 of the machine 11 rotates and the tip end portion of the eccentric shaft 16 rotates to the lower right position, the parent cutter 14 keeps its posture along with this, and the skin plate 12 is moved from the upper position. Move to the lower right along the inner circumference. Also, the child cutter 24 is circular motion clockwise around the axis O _2.
[0014]
Further, as shown in FIG. 4, when the motor 15 of the parent shield machine 11 is rotated and the tip end portion of the eccentric shaft 16 is rotated to the lower left position, the parent cutter 14 maintains its posture accordingly. As it is, it moves in the lower left direction along the inner peripheral surface of the skin plate 12 from the lower right position. Further, the child cutter 24 circularly moves clockwise about the axis O ₂ .
[0015]
In this way, the parent cutter 14 does not tilt to the left and right with respect to the vertical line L ₁ and the horizontal line L ₂ passing through the axis O ₁ of the parent shield machine, and swings about the axis O ₁ while maintaining its posture. At the same time, the child cutter 24 rotates about the axis O ₂ , so that the parent cutter 14 and the child cutter 24 operate on substantially the same plane, and the space portion between the parent cutter 14 and the child cutter 24 is treated as a parent. The cutter 14 can be excavated without leaving, and a large-diameter shield tunnel corresponding to the parent-child shield machine 10 can be excavated.
[0016]
Although not shown, the child cutter 24 may be disposed at a position slightly advanced with respect to the parent cutter 14, and the front ground may be excavated by both cutters 14, 24. In that case, the child cutter 24 can excavate the ground in advance and perform stable excavation.
[0017]
Here, when the tunnel diameter is reduced from the middle to the excavation diameter of the child shield machine 21, the bolts, pins, etc. that fix the parent shield machine 11 and the child shield machine 21 are removed to release the coupling between the two. Thereafter, only the motor 25 of the child shield machine 21 is driven to rotate the child cutter 24.
[0018]
Then, by extending the child shield jack 27, the child shield machine 21 is pushed forward with the reaction force receiving portion 28 as a reaction force, and as shown in FIG. 5, the parent shield machine 11 is left in place, As the child shield machine 21 moves forward, the ground is excavated by the child cutter 24. At this time, the rear part of the screw conveyor 19 is slightly lowered so as not to interfere with the rear end part of the skin plate 22 of the child shield machine 21.
[0019]
Thus, as shown in FIG. 6, the small-diameter shield tunnel 31 can be continuously constructed at a position eccentric to the large-diameter shield tunnel 30. Since the axial center O ₂ of the small-diameter shield tunnel 31 is below the axial center O ₁ of the large-diameter shield tunnel 30, the screw conveyor 19 is previously installed below the slave shield machine 21. Thus, the screw conveyor 19 can be used in both the parent shield machine 11 and the child shield machine 21 without changing the installation height of the screw conveyor 19.
[0020]
In addition, the step at the bottom of both shield tunnels 30 and 31 is reduced, and when the bottom surfaces of both tunnels are at the same height, such as in a sewer, a common ditch, or a subway, the backfill of the step is reduced. . Although not shown, the lower part of the parent cutter 14 can be removed to further lower the position of the child shield machine 21 so that the steps at the bottoms of both shield tunnels 30 and 31 can be almost eliminated.
[0021]
It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
[0022]
【The invention's effect】
In the present invention, as described in detail in the above embodiment, the child shield machine of the parent shield machine is disposed at a position eccentric to the parent shield machine, and the parent shield machine is provided with an eccentric multi-axis cutter. Therefore, a large-diameter tunnel can be excavated by connecting the parent shield machine and the child shield machine together and simultaneously rotating the cutter of the parent shield machine and the cutter of the child shield machine. On the other hand, if the connection with the parent shield machine is released and only the child shield machine is used for excavation, the small diameter tunnel can be excavated continuously with the large diameter tunnel.
[0023]
In addition, the position where the child shield machine is eccentric with respect to the parent shield machine is a position where the axis of the child shield machine is eccentric downward relative to the axis of the parent shield machine, and the soil removal screw conveyor is installed in advance. Since this is a parent-child shield machine that is installed below the child shield machine, the screw conveyor is used in both the parent shield machine and the child shield machine without changing the installation height of the screw conveyor. can.
And the step at the bottom of the large-diameter shield tunnel and the small-diameter shield tunnel becomes small, and when the bottom surfaces of both tunnels are made to be the same height, such as in sewers, common grooves, subways, etc., the step portion is backfilled. Become small.
Furthermore, by removing the lower part of the parent cutter provided in the parent shield machine and further lowering the position of the child shield machine, it is possible to construct so as to eliminate almost the steps at the bottom of both shield tunnels, etc. It is an invention that exhibits various effects.
[Brief description of the drawings]
The figure shows an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a front view of a parent-child shield machine.
FIG. 2 is a side view showing the inside of the parent-child shield machine.
FIG. 3 is a front view of a parent-child shield machine showing a rotation process of a cutter.
FIG. 4 is a front view of a parent-child shield machine showing a rotating process of a cutter.
FIG. 5 is a side view showing the inside of the parent-child shield machine when the child shield machine is advanced from the parent shield machine.
FIG. 6 is a side view showing a state in which a small-diameter tunnel is constructed in succession to a large-diameter tunnel.
[Explanation of symbols]
10 parent-child shield machine 11 parent shield machine 12 skin plate 14 parent cutter 21 child shield machine 22 skin plate 24 child cutter O ₁ (parent shield machine) axis O ₂ (child shield machine) axis

Claims

円筒形のスキンプレートの前部にカッタを備えた親シールド機と該親シールド機の内部に設けられた子シールド機とからなり、該子シールド機が軸心に沿って前進可能に設けられた親子シールド機であって、前記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置に配置し、親シールド機には偏心多軸式のカッタを備えた親子シールド機に於いて、
上記親シールド機に対して子シールド機を偏心させた位置は、親シールド機の軸心よりも子シールド機の軸心を下方に偏心させた位置であると共に、予め排土用スクリュコンベヤを前記子シールド機に合わせて下方に設置して成ることを特徴とする親子シールド機。 A parent shield machine having a cutter at the front of a cylindrical skin plate and a child shield machine provided inside the parent shield machine, the child shield machine being provided so as to be capable of moving forward along the axis. a parent shield machine, the parent shield machine Nitaishiteko shield machine disposed to the eccentrically located, the parent shield machine at the parent shield machine having an eccentric multi-axle cutter,
The position where the child shield machine is decentered with respect to the parent shield machine is a position where the axis of the child shield machine is decentered downward relative to the axis of the parent shield machine, and the earth screw screw conveyor A parent-child shield machine characterized in that it is installed at the bottom according to the child shield machine.