JP7381325B2 - Center cutter for tunnel boring machine - Google Patents

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Description

本発明は、地中の岩盤や地盤を掘進する泥水式シールドマシンや泥土圧式シールドマシン、さらに長距離で地中深度や水深深度の大きな地盤を掘進する大口径のシールドマシンを含むトンネル掘進機のセンターカッターに関する。 The present invention relates to tunnel boring machines, including mud water type shield machines and mud pressure type shield machines that excavate underground bedrock and ground, and large-diameter shield machines that excavate long distances in deep underground or deep water. Regarding the center cutter.

この種のトンネル掘進機が特許文献1により提案されている。この文献1のトンネル掘進機は、シールドジャッキ(図示省略)により推進されるシールド本体(掘削機本体)と、シールド本体の前部に回転可能に装着され、前面に複数のカッタービットを有するカッターヘッドとを備える。 This type of tunnel boring machine is proposed in Patent Document 1. The tunnel boring machine of Document 1 includes a shield body (excavation machine body) that is propelled by a shield jack (not shown), and a cutter head that is rotatably attached to the front part of the shield body and has a plurality of cutter bits on the front side. Equipped with.

シールド本体は全体が略円筒体をなし、その前部に切羽崩壊土圧を保持する隔壁が設けられて、この隔壁に軸受を介して旋回環・ギアがシールド本体軸心回りに回転可能に支持され、この旋回環・ギアに複数のカッターヘッド支持桁が前方に突設されて、これらのカッターヘッド支持桁の前端部に円形のカッターヘッドが取り付けられる。また、隔壁の後部の大気圧側には、カッターヘッドを回転駆動するカッター駆動装置が設置される。カッター駆動装置は、旋回環・ギアの背面に設けられたリングギアと、このリングギアに噛み合う複数の駆動ピニオンと、駆動ピニオンをそれぞれ回転駆動する複数の駆動モーターとにより構成される。 The shield body has a generally cylindrical shape as a whole, and a bulkhead is provided at the front of the shield to maintain the collapse earth pressure of the face.A swing ring/gear is supported by this bulkhead via a bearing so that it can rotate around the axis of the shield body. A plurality of cutter head support beams are provided to protrude forward from this turning ring/gear, and a circular cutter head is attached to the front end of these cutter head support beams. Further, a cutter drive device that rotationally drives the cutter head is installed on the atmospheric pressure side at the rear of the partition wall. The cutter drive device includes a ring gear provided on the back surface of the turning ring/gear, a plurality of drive pinions that mesh with the ring gear, and a plurality of drive motors that rotationally drive the drive pinions, respectively.

かかるシールド本体前部のカッターヘッドの前面に複数のカッタービットが設けられる。この場合、カッターヘッドは、シールド本体の軸心上に配置される回転筒と、回転筒から半径方向に沿って延びる複数本のカッタースポークと、シールド本体の軸心を中心とする周方向に配設されて各カッタースポークを連結する外周リングとを備え、各カッタースポークの前面板に岩盤や礫を破砕するローラービットがそれぞれ半径方向に沿う半径軸回りに回転自在に配設され、各カッタースポークの両側部に複数のティースビットが配設されて構成される。また、各カッタースポーク内にはローラービットの交換作業を行うためのローラービット交換作業室が設けられ、回転筒内には、作業員が出入り可能な出入り室が設けられる。この出入り室は隔壁を貫通してシールド本体内の大気圧側からカッタースポーク内のローラービット交換作業室へローラービット交換作業室側の人孔を通じて出入り可能に連通される。 A plurality of cutter bits are provided in front of the cutter head at the front of the shield body. In this case, the cutter head includes a rotary tube arranged on the axis of the shield body, a plurality of cutter spokes extending radially from the rotary tube, and a plurality of cutter spokes arranged circumferentially around the axis of the shield body. A roller bit for crushing rock and gravel is arranged on the front plate of each cutter spoke so as to be rotatable around a radial axis along the radial direction. Consisting of a plurality of teeth bits arranged on both sides. Further, a roller bit replacement work chamber for exchanging the roller bit is provided inside each cutter spoke, and an entry/exit room through which a worker can enter and exit is provided inside the rotary cylinder. This access chamber penetrates the partition wall and is communicated from the atmospheric pressure side in the shield body to the roller bit exchange chamber in the cutter spoke through a manhole on the roller bit exchange chamber side.

また、この場合、カッターヘッドは、各カッタースポークの前面板に複数のローラービット取付口を有し、後面板に複数の排土口を有し、各ローラービット取付口と各排土口との間に複数のローラービット回転支持機構が設置され、各ローラービット回転支持機構の少なくとも片側一方にシールド本体側の大気圧に連通されるローラービット交換作業室が画成され、複数のローラービットがそれぞれ、各カッタースポーク内に各ローラービット回転支持機構を介してカッターヘッドの切削方向に回転可能にかつ着脱可能に取り付けられ、刃先の一部が各カッタースポークの前面板の各ローラービット取付口から突出される。 Additionally, in this case, the cutter head has a plurality of roller bit attachment ports on the front plate of each cutter spoke, a plurality of soil discharge ports on the rear surface plate, and a connection between each roller bit attachment port and each soil discharge port. A plurality of roller bit rotation support mechanisms are installed between them, and a roller bit exchange work chamber is defined on at least one side of each roller bit rotation support mechanism and communicated with the atmospheric pressure on the shield main body side, and a plurality of roller bit rotation support mechanisms are installed in between. , is rotatably and removably installed in each cutter spoke via each roller bit rotation support mechanism in the cutting direction of the cutter head, and a portion of the cutting edge protrudes from each roller bit mounting opening on the front plate of each cutter spoke. be done.

このようにしてトンネル掘進機はカッターヘッドを地山の切羽に押し当て回動させながら切羽を掘削し、掘削ズリを排出しながら、シールドジャッキ(図示省略)により前進し、地山を推進するようになっている。 In this way, the tunnel excavation machine excavates the face while pressing the cutter head against the face of the earth and rotating it, and while discharging the excavated waste, moves forward using the shield jack (not shown) and propels the earth. It has become.

特開2017- 8554号公報Unexamined Japanese Patent Publication No. 2017-8554

ところで、この種のトンネル掘進機では、カッターヘッドの外周部から中間部までは各カッタースポーク間に開口部が大きく設けられ、各カッタースポークの両側部に複数のティースビットが設けられるので、カッターヘッドで掘削されたズリをカッターヘッドとマシン本体(の圧力隔壁)との間の切羽室へ取り込みやすい。さらに、カッターヘッドの外周部から中間部はカッタースポークの周速度が割合大きいので、掘削ズリが動きやすく、各ローラービット取付口からも取り込みやすく、各ローラービット取付口内の各ローラービット周辺にズリの固着が少ない。これに対して、カッターヘッドの略中央のローラービット取付口にセンターカッターとして岩盤掘削に適する複数のローラービットが一列に連接配置されて取り付けられるが、カッターヘッドの中央部は回転半径が小さく、カッタースポークが集中することもあって開口部が確保しにくいため、カッターヘッドの中央部から切羽室への掘削ズリの取り込みが困難である、という問題がある。さらに、カッターヘッドの中央部は円周方向の速度が小さく各ローラービット周辺の掘削ズリの動きが鈍いことから、各ローラービット取付口から掘削ズリが取り込みにくく、掘削ズリが固結しやすい、という問題がある。このようにローラービット取付口に掘削ズリが滞留し、これが固結して掘削ズリの取り込みができなくなると、ローラービットは回転不能となり、ローラービットが異常に摩耗したり、ローラービットに力が集中してローラービットの固定フレームが破壊されたりするなどの重大な事故に陥るおそれがあり、これらの課題を解決することが強く求められている。 By the way, in this type of tunnel boring machine, a large opening is provided between each cutter spoke from the outer periphery to the middle part of the cutter head, and multiple teeth bits are provided on both sides of each cutter spoke, so that the cutter head It is easy to take the excavated waste into the face chamber between the cutter head and the machine body (pressure bulkhead). Furthermore, since the circumferential speed of the cutter spokes is relatively high from the outer periphery to the middle of the cutter head, excavated waste can easily move and be taken in from each roller bit installation opening, and the cutting waste can be easily removed around each roller bit in each roller bit installation opening. Less sticking. On the other hand, a plurality of roller bits suitable for rock excavation are connected in a line and installed as a center cutter in the roller bit installation hole in the approximate center of the cutter head, but the center of the cutter head has a small rotation radius and the cutter Since the spokes are concentrated and it is difficult to secure an opening, there is a problem in that it is difficult to take excavated waste from the center of the cutter head into the face chamber. Furthermore, the center of the cutter head has a small circumferential speed and the movement of excavated waste around each roller bit is slow, making it difficult for excavated waste to be taken in from each roller bit installation port and easily solidify. There's a problem. If excavated waste accumulates in the roller bit installation port and solidifies, making it impossible to take in the excavated waste, the roller bit will become unable to rotate, causing abnormal wear on the roller bit, and force concentrating on the roller bit. Therefore, there is a strong need to solve these problems, as there is a risk of serious accidents such as destruction of the fixed frame of the roller bit.

本発明は、このような従来の問題を解決するもので、この種のトンネル掘進機のセンターカッターにおいて、ローラービット取付口からズリを取り込みやすくし、ローラービット取付口で掘削ズリが固結しないようにして、カッターヘッド前面の中央部からカッターヘッド後方の切羽室へ掘削ズリを円滑かつ確実に排出すること、を目的とする。 The present invention solves these conventional problems.In the center cutter of this type of tunnel excavation machine, the present invention makes it easier to take in waste from the roller bit mounting port, and prevents excavated waste from solidifying at the roller bit mounting port. The purpose is to smoothly and reliably discharge excavated waste from the central part of the front face of the cutter head to the face chamber at the rear of the cutter head.

上記目的を達成するために、本発明は、
マシン本体の前面に切羽室を介在して前記マシン本体の前面の中心から延びる回転筒を介してカッターヘッドが回動可能に設けられ、前記カッターヘッドの前面板の略中央にセンターカッター取付口が形成され、前記センターカッター取付口と前記カッターヘッドの後面板との間にセンターカッター取付部が設けられて、前記センターカッター取付部に複数のカッタービットが回転可能に取り付けられ、前記カッターヘッドの略中央で切羽を掘削する泥水式シールドマシン及び泥土圧式シールドマシンを含むトンネル掘進機のセンターカッターにおいて、
前記前面板の前記センターカッター取付口と前記後面板との間に前記センターカッター取付部の後部に掘削ズリを泥水又は作泥土材とともに取り込むためのズリ取り込みスペースを有するセンターカッター室が画成され、
前記カッターヘッドと前記センターカッター室と前記マシン本体との間に、前記カッターヘッドの前面側に泥水又は作泥土材を送り込み、前記センターカッターにより掘削する掘削ズリを泥水又は作泥土材とともに前記センターカッター取付口を通じて前記センターカッター室内に取り込ませ、前記センターカッター室から掘削ズリを泥水又は作泥土材とともに前記切羽室へ送り出すポンプ駆動の掘削ズリ導出路を備え、
前記センターカッター取付口と前記センターカッターとの間の掘削ズリの流入排出を促進する、
ことを要旨とする。
In order to achieve the above object, the present invention
A cutter head is rotatably provided on the front surface of the machine body via a rotary cylinder extending from the center of the front surface of the machine body with a face chamber interposed therebetween, and a center cutter mounting opening is provided approximately at the center of the front plate of the cutter head. a center cutter attachment part is provided between the center cutter attachment opening and the rear plate of the cutter head, a plurality of cutter bits are rotatably attached to the center cutter attachment part, and a plurality of cutter bits are rotatably attached to the center cutter attachment part; In the center cutter of tunnel boring machines including mud water type shield machines and mud pressure type shield machines that excavate the face at the center,
A center cutter chamber is defined between the center cutter attachment port of the front plate and the rear plate, and the center cutter chamber has a scrap capture space at the rear of the center cutter attachment portion for taking in excavation debris together with muddy water or soil material;
Between the cutter head, the center cutter chamber, and the machine body, muddy water or muddy soil material is sent to the front side of the cutter head, and the excavated waste excavated by the center cutter is removed together with the muddy water or muddy soil material by the center cutter. A pump-driven excavation waste outlet path is provided that takes the excavation waste into the center cutter chamber through the attachment port and sends the excavation waste from the center cutter chamber to the face chamber together with mud water or soil material,
promoting the inflow and discharge of excavation waste between the center cutter attachment port and the center cutter;
The gist is that.

また、このセンターカッターは次のように具体化される。
(1)センターカッター取付部の少なくとも片側一方の側部にマシン本体側の大気圧に連通されるカッタービット交換作業室が画成され、前記センターカッター取付部に前記センターカッター取付部と前記カッタービット交換作業室との間でカッタービットを交換するためのカッタービット交換装置が設置され、前記カッタービット交換装置は、カッターヘッドの前面板のセンターカッター取付口から後面板に向けて略円筒状に形成される回動ガイドと、前記回動ガイド内に回動軸を介して回動可能に嵌合配置される回動体と、前記回動ガイド内で前記回動体を駆動する回動体駆動装置と、前記回動体の回動をロックする回動体ロック装置とを備えて構成され、センターカッター室は前記回動体の内部に画成される。
(2)トンネル掘進機は泥水式シールドマシンとして構成され、センターカッター室に泥水とともに掘削ズリをズリ取り込みスペースから外部に排出するための排出口を有し、掘削ズリ導出路は、一端が前記センターカッター室の前記排出口に連結され、回転筒に通されて、他端がマシン本体側で前記回転筒の軸心上に配置される排泥配管と、一端が前記マシン本体側で前記回転筒の軸心上に配置されるスイベルジョイントを介して前記排泥配管の他端に連結される排泥中継管と、前記排泥中継管の他端に連結されるポンプと、前記ポンプに一端が連結され、他端が吐出口として前記マシン本体の前面に前記切羽室に向けて配置される排泥供給配管とを備えて構成され、前記センターカッター室に取り込まれた掘削ズリを泥水とともに前記切羽室に循環させる。
(3)トンネル掘進機は泥土圧式シールドマシンとして構成され、センターカッター室に作泥土材とともに掘削ズリをズリ取り込みスペースから外部に排出するための排出口を有し、掘削ズリ導出路は、一端が前記センターカッター室の前記排出口に連結され、他端が前記切羽室に連結される排泥配管と、マシン本体側に設置され、作泥土材を供給するポンプ駆動の作泥土材供給装置と、一端が前記作泥土材供給装置に連結され、他端が前記マシン本体側で回転筒の軸心上に配置されるスイベルジョイントに連結されるマシン本体側の作泥土材供給管と、一端が前記マシン本体側で前記スイベルジョイントを介して前記マシン本体側の作泥土供給管の他端に連結され、他端側が前記回転筒、カッターヘッドを経由して、他端が吐出口として前記カッターヘッドの前面板に開口されるカッターヘッド側の作泥土材供給管と、一端が前記作泥土材供給装置に連結され、他端が前記マシン本体側で前記スイベルジョイントに連結されるマシン本体側の作泥土材送給管と、一端が前記マシン本体側で前記スイベルジョイントを介して前記マシン本体側の作泥土材送給管の他端に連結され、他端側が前記回転筒を経由して、他端が前記排泥配管の前記センターカッター室の排出口近傍に連結される排泥配管側の作泥土材送給管とを備えて構成され、前記カッターヘッドの前面側に作泥土材を供給するとともに、前記排泥配管に作泥土材を送給して、前記カッターヘッドで掘削された掘削ズリを作泥土材とともに前記センターカッター室に取り込み、前記排泥配管で作泥土材を混入させて、前記切羽室へ排出する。
Moreover, this center cutter is embodied as follows.
(1) At least one side of the center cutter mounting portion is defined with a cutter bit replacement work chamber that is connected to atmospheric pressure on the machine body side, and the center cutter mounting portion and the cutter bit are connected to each other. A cutter bit exchange device is installed for exchanging cutter bits with the exchange work room, and the cutter bit exchange device is formed into a substantially cylindrical shape extending from the center cutter attachment port of the front plate of the cutter head toward the rear plate. a rotating guide, a rotating body rotatably fitted into the rotating guide via a rotating shaft, and a rotating body driving device that drives the rotating body within the rotating guide; and a rotating body locking device that locks rotation of the rotating body, and a center cutter chamber is defined inside the rotating body.
(2) The tunnel excavation machine is configured as a muddy water type shield machine, and has an outlet in the center cutter chamber for discharging excavation waste together with muddy water from the waste collection space to the outside, and one end of the excavation waste discharge path is at the center. A sludge drainage pipe connected to the discharge port of the cutter chamber, passed through the rotating cylinder, and having the other end facing the machine body and disposed on the axis of the rotating cylinder; a sludge removal relay pipe connected to the other end of the sludge removal pipe via a swivel joint disposed on the axis of the sludge removal pipe; a pump connected to the other end of the sludge removal pipe; and one end connected to the pump. and a draining mud supply pipe arranged at the front of the machine body toward the face chamber, the other end of which serves as a discharge port, and discharges excavated waste taken into the center cutter chamber along with muddy water to the face. Circulate the room.
(3) The tunnel excavation machine is configured as a mud pressure type shield machine, and has a discharge port in the center cutter chamber for discharging excavation waste together with mud material from the waste collection space, and one end of the excavation waste discharge path is a mud draining pipe connected to the discharge port of the center cutter chamber and whose other end is connected to the face chamber; a pump-driven mud-making soil supply device installed on the machine body side and supplying mud-making soil material; a mud-making soil material supply pipe on the machine body side, one end of which is connected to the mud-making soil material supply device, and the other end of which is connected to a swivel joint disposed on the axis of the rotary tube on the machine body side; The machine body side is connected to the other end of the soil material supply pipe on the machine body side via the swivel joint, and the other end is connected to the rotary tube and the cutter head as a discharge port. A mud material supply pipe on the cutter head side that is opened in the front plate of the machine, and a pipe on the machine body side that has one end connected to the mud material supply device and the other end connected to the swivel joint on the machine body side. A mud material feed pipe, one end of which is connected to the other end of the mud material feed pipe on the machine main body side via the swivel joint, and the other end is connected to the other end of the mud material feed pipe via the rotary cylinder. and a mud-making soil material supply pipe on the mud-discharging pipe side, the end of which is connected to the vicinity of the discharge port of the center cutter chamber of the mud-discharging pipe, and supplies mud-making soil material to the front side of the cutter head. At the same time, feeding soil for making mud into the mud draining pipe, taking the excavated waste excavated by the cutter head into the center cutter room together with the soil for making mud, mixing the soil for making mud in the mud draining pipe, It is discharged into the face chamber.

本発明のセンターカッターでは、カッターヘッドのセンターカッター取付口と後面板との間にセンターカッター室を画成し、カッターヘッドとセンターカッター室とマシン本体との間に、カッターヘッドの前面側に泥水又は作泥土材を送り込み、センターカッターにより掘削する掘削ズリを泥水又は作泥土材とともにセンターカッター取付口を通じてセンターカッター室内に取り込ませ、センターカッター室から掘削ズリを泥水又は作泥土材とともに切羽室へ送り出すポンプ駆動の掘削ズリ導出路を設け、センターカッター取付口とセンターカッターとの間の掘削ズリの流入排出を促進するようにしたので、センターカッター取付口からズリを取り込みやすくし、センターカッター取付口で掘削ズリが固結しないようにして、カッターヘッド前面の中央部からカッターヘッド後方の切羽室へ掘削ズリを円滑かつ確実に排出することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。 In the center cutter of the present invention, a center cutter chamber is defined between the center cutter attachment port of the cutter head and the rear plate, and muddy water is formed between the cutter head, the center cutter chamber, and the machine body on the front side of the cutter head. Alternatively, the mud material is sent, and the excavated waste excavated by the center cutter is taken into the center cutter chamber through the center cutter attachment port along with the mud water or the mud material, and the excavated waste is sent from the center cutter room to the face room together with the mud water or the mud material. A pump-driven excavation waste outlet path is provided to promote the inflow and discharge of excavation waste between the center cutter mounting port and the center cutter, making it easier to take in waste from the center cutter mounting port and removing it from the center cutter mounting port. A special effect unique to the present invention is achieved in that the excavated waste can be smoothly and reliably discharged from the central part of the front face of the cutter head to the face chamber at the rear of the cutter head while preventing the excavated waste from solidifying.

本発明の第1、第2の実施の形態に例示するトンネル掘進機の前部側の内部構成を示す部分側面断面図A partial side sectional view showing the internal structure of the front side of the tunnel boring machine exemplified in the first and second embodiments of the present invention. 同トンネル掘進機の特にカッターヘッドの構成を示す正面図A front view showing the configuration of the tunnel boring machine, especially the cutter head. 本発明の第1の実施の形態におけるトンネル掘進機のセンターカッター及びその関連各部の構成を示す部分側面断面図A partial side sectional view showing the configuration of a center cutter of a tunnel boring machine and its related parts in a first embodiment of the present invention. 同トンネル掘進機のセンターカッター及びその関連各部の要部の構成を示す図A diagram showing the configuration of the main parts of the center cutter and related parts of the tunnel boring machine. 同トンネル掘進機のマシン本体内に備える一般的な排泥回路、及び地上に設置される一般的な排泥処理設備の概要を示す概略構成図A schematic configuration diagram showing an overview of a general sludge removal circuit provided within the machine body of the tunnel excavation machine and a general sludge removal treatment equipment installed on the ground. 本発明の第2の実施の形態におけるトンネル掘進機のセンターカッター及びその関連各部の構成を示す部分側面断面図A partial side sectional view showing the configuration of a center cutter of a tunnel boring machine and its related parts in a second embodiment of the present invention.

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the invention will be explained using the drawings.

図1、図2に実施の形態1、2に例示するトンネル掘進機の共通の構成を示している。
図1に示すように、トンネル掘進機Mは、シールドジャッキ(図示省略)により推進されるマシン本体(掘削機本体)M10と、マシン本体M10の前面に切羽室Sを介在してマシン本体M10の前面の中心から延びる回転筒M12を介して回動可能に装着され、前面に複数のカッタービットCを有するカッターヘッドM11とを備える。
FIGS. 1 and 2 show common configurations of the tunnel boring machines illustrated in the first and second embodiments.
As shown in FIG. 1, the tunnel boring machine M includes a machine body (excavator body) M10 that is propelled by a shield jack (not shown), and a face chamber S interposed in the front of the machine body M10. The cutter head M11 is rotatably mounted via a rotary cylinder M12 extending from the center of the front surface, and has a plurality of cutter bits C on the front surface.

図1に示すように、マシン本体M10は全体が略円筒体をなし、その前面に切羽崩壊土圧を保持する隔壁M13が設けられて、この隔壁M13に軸受(図示省略)を介して旋回環・ギアM14がマシン本体M10軸心回りに回転可能に支持され、この旋回環・ギアM14に複数のカッターヘッド支持桁M15が前方に突設されて、これらのカッターヘッド支持桁M15の前端部に円形のカッターヘッドM11が取り付けられる。また、隔壁M13の後部の大気圧側には、カッターヘッドM11を回転駆動するカッター駆動装置M16が設置される。カッター駆動装置M16は、旋回環・ギアM14の背面に設けられたリングギア(図示省略)と、このリングギアに噛み合う複数の駆動ピニオンM161と、駆動ピニオンM161をそれぞれ回転駆動する複数の駆動モーターM162とにより構成される。 As shown in FIG. 1, the machine main body M10 has a generally cylindrical shape as a whole, and a partition wall M13 for retaining face collapse earth pressure is provided on the front surface of the machine body M10.・A gear M14 is rotatably supported around the axis of the machine body M10, and a plurality of cutter head support beams M15 are protruded forward from this turning ring gear M14. A circular cutter head M11 is attached. Furthermore, a cutter drive device M16 that rotationally drives the cutter head M11 is installed on the atmospheric pressure side at the rear of the partition wall M13. The cutter drive device M16 includes a ring gear (not shown) provided on the back surface of the turning ring/gear M14, a plurality of drive pinions M161 that mesh with the ring gear, and a plurality of drive motors M162 that rotationally drive the drive pinions M161, respectively. It is composed of

図2に示すように、カッターヘッドM11は、マシン本体M10の前面軸心上に配置される回転筒M12と、回転筒M12から半径方向に沿って延びる複数本のカッタースポークM17と、各カッタースポークM17間の複数の開口部M18と、マシン本体M10の軸心を中心とする周方向に配設されて各カッタースポークM17を連結する外周リングM19とを備え、各カッタースポークM17の前面板M171の略中央にセンターカッター取付口M20、中間部にインナーカッター取付口M21、外周端にゲージカッター取付口M22を有し、後面板M172に複数の排土口M23(図3、図6参照)を有し、これらセンターカッター取付口M20、インナーカッター取付口M21、ゲージカッター取付口M22と各排土口M23との間に複数のローラービット交換装置Eが設置され、岩盤や礫を破砕する複数のローラービットC1がそれぞれ、各カッタースポークM17内に各カッタービット交換装置Eを介してカッターヘッドM17の切削方向に回転可能にかつ着脱可能に取り付けられて、刃先の一部が各カッタースポークM17の前面板M171の各取付口M20、M21、M22から突出され、各カッタースポークM17の両側部に複数のティースビットC2が配設されて構成される。 As shown in FIG. 2, the cutter head M11 includes a rotary tube M12 arranged on the front axis of the machine body M10, a plurality of cutter spokes M17 extending radially from the rotary tube M12, and each cutter spoke. The front plate M171 of each cutter spoke M17 is provided with a plurality of openings M18 between M17 and an outer ring M19 that is arranged in the circumferential direction around the axis of the machine body M10 and connects each cutter spoke M17. It has a center cutter attachment port M20 at approximately the center, an inner cutter attachment port M21 at the middle, a gauge cutter attachment port M22 at the outer peripheral edge, and a plurality of soil discharge ports M23 (see FIGS. 3 and 6) on the rear plate M172. However, a plurality of roller bit exchange devices E are installed between these center cutter attachment port M20, inner cutter attachment port M21, gauge cutter attachment port M22, and each soil discharge port M23, and a plurality of roller bit exchange devices E are installed to crush rock and gravel. The bits C1 are each attached detachably and rotatably in the cutting direction of the cutter head M17 via each cutter bit changing device E in each cutter spoke M17, and a part of the cutting edge is attached to the front plate of each cutter spoke M17. A plurality of tooth bits C2 are configured to protrude from each attachment opening M20, M21, and M22 of M171, and are arranged on both sides of each cutter spoke M17.

また、図1に示すように、各カッタースポークM17内には各カッタービット交換装置Eの少なくとも片側一方にカッタービットCの交換作業を行うためのカッタービット交換作業室Rが設けられ、このカッタービット交換作業室Rとマシン本体M10との間の回転筒M12内にマシン本体M10からカッタービット交換作業室Rへ作業員が出入り可能に通路室M120が設けられ、カッタービット交換作業室Rはマシン本体M10側の大気圧に連通される。 Further, as shown in FIG. 1, a cutter bit exchange chamber R for exchanging the cutter bit C is provided in each cutter spoke M17 on at least one side of each cutter bit exchange device E, and this cutter bit A passage chamber M120 is provided in the rotary cylinder M12 between the exchange work chamber R and the machine body M10 so that a worker can go in and out from the machine body M10 to the cutter bit exchange work chamber R. It is communicated with the atmospheric pressure on the M10 side.

このようにしてトンネル掘進機MはカッターヘッドM11を地山の切羽に押し当て回動させながら切羽を掘削し、掘削ズリをマシン本体Mの排出設備を通して排出しながら、シールドジャッキにより前進し、地中を掘進するようになっている。 In this way, the tunnel excavating machine M excavates the face while pressing the cutter head M11 against the face of the earth and rotating it, and while discharging the excavated waste through the discharge equipment of the machine body M, moves forward with the shield jack and moves into the ground. It is designed to dig inside.

(実施の形態1)
図3に実施の形態1を示している。
図3に示すように、このトンネル掘進機Mは、センターカッター1及びその関連各部を除き、一般に知られている泥水式シールドマシンM1(以下、泥水式シールドマシンM1という。)として構成される。この泥水式シールドマシンM1は、既述のとおり、マシン本体M10の前面に切羽室Sを介在してマシン本体M10の前面の中心から延びる回転筒M12を介してカッターヘッドM11が回動可能に設けられる。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, this tunnel boring machine M is configured as a generally known muddy water shield machine M1 (hereinafter referred to as muddy water shield machine M1), except for the center cutter 1 and its related parts. As described above, in this muddy water type shield machine M1, the cutter head M11 is rotatably provided on the front surface of the machine body M10 via the rotary cylinder M12 extending from the center of the front surface of the machine body M10 with the face chamber S interposed therebetween. It will be done.

この泥水式シールドマシンM1のセンターカッター1は、カッターヘッドM11(カッタースポークM17)の前面板M171の略中央にセンターカッター取付口M20が形成され、このセンターカッター取付口M20とカッターヘッドM11(カッタースポークM17)の後面板M172との間にセンターカッター取付部10Fが設けられて、センターカッター取付部10Fに複数のカッタービットCが回転可能に取り付けられて構成され、カッターヘッドM11の略中央で切羽を掘削するようになっている。 The center cutter 1 of this muddy water type shield machine M1 has a center cutter mounting port M20 formed approximately in the center of the front plate M171 of the cutter head M11 (cutter spoke M17), and the center cutter mounting port M20 and the cutter head M11 (cutter spoke M17) A center cutter attachment part 10F is provided between the rear plate M172, and a plurality of cutter bits C are rotatably attached to the center cutter attachment part 10F. It is supposed to be excavated.

このセンターカッター1では、前面板M171のセンターカッター取付口M20が直径方向に長い矩形状に形成され(図2参照)、また、センターカッター取付口M20から見て後面板M172の上部側に排土口M23(図3参照)が形成されて、前面板M171のセンターカッター取付口M20と後面板M172との間にセンターカッター取付部10Fが設けられる。このセンターカッター取付部10Fに複数のローラービットC1が同一軸上で回動可能に上下方向に連結されて取り付けられる。また、このセンターカッター1の場合、センターカッター取付部10Fの少なくとも片側一方の側部に上下方向に複数のカッタービット交換作業室Rが画成され、それぞれ、泥水式シールドマシンM1のマシン本体M10側の大気圧に連通される。 In this center cutter 1, the center cutter attachment port M20 of the front plate M171 is formed in a rectangular shape that is long in the diametrical direction (see Fig. 2), and the earth is discharged to the upper side of the rear plate M172 when viewed from the center cutter attachment port M20. An opening M23 (see FIG. 3) is formed, and a center cutter attachment portion 10F is provided between the center cutter attachment opening M20 of the front plate M171 and the rear plate M172. A plurality of roller bits C1 are attached to the center cutter attachment portion 10F so as to be rotatably connected in the vertical direction on the same axis. In addition, in the case of this center cutter 1, a plurality of cutter bit exchange work chambers R are defined in the vertical direction on at least one side of the center cutter mounting portion 10F, and each is on the machine main body M10 side of the muddy water type shield machine M1. communicated with atmospheric pressure.

ここでカッタービット交換装置Eは、図4に示すように、センターカッター取付部10Fに設置されて、センターカッター取付部10Fと各カッタービット交換作業室Rとの間でローラービットC1を交換する形式のもので、前面板M171のセンターカッター取付口M20から後面板M172に向けて略円筒状に形成される回動ガイドE1と、回動ガイドE1内に回動軸E21を介して回動可能に嵌合配置される回動体E2と、回動ガイドE1内で回動体E2を駆動する回動体駆動装置E3(図3参照)と、回動体E2の回動をロックする回動体ロック装置E4(図3参照)と、一端がカッタービット交換装置Eに連結され、他端側が後面板M172の排土口M23(図3参照)に通される排泥配管E5とを備えて構成される。 Here, as shown in FIG. 4, the cutter bit exchange device E is installed in the center cutter attachment part 10F, and is of a type that exchanges the roller bit C1 between the center cutter attachment part 10F and each cutter bit exchange work room R. A rotation guide E1 formed in a substantially cylindrical shape from the center cutter attachment port M20 of the front plate M171 toward the rear plate M172, and a rotation axis E21 inside the rotation guide E1 can be rotated. A rotating body E2 that is fitted and arranged, a rotating body driving device E3 (see FIG. 3) that drives the rotating body E2 within the rotating guide E1, and a rotating body locking device E4 (see FIG. 3) that locks the rotation of the rotating body E2. 3), and a mud removal pipe E5 whose one end is connected to the cutter bit exchanger E and whose other end is passed through the soil removal port M23 (see FIG. 3) of the rear plate M172.

回動ガイドE1は、カッタースポークM17内で前面板M171側に、前面板M171のセンターカッター取付口M20の両側縁部を通り、円弧の一部が前面板M171のセンターカッター取付口M20から前方所定の範囲に突出されるカッタースポークM17内の仮想円周に沿って略円筒状に形成され、内周面がガイド面E10になっている。回動ガイドE1の上面、下面は上面部、下面部として閉塞され、その中心に軸受E11(図1参照)が略円筒状に突出される。回動ガイドE1の後部には上下方向略中央に管孔E12が形成される。回動ガイドE1の片側一方の側面部にはカッタービット交換口E13が形成される。この場合、カッタービット交換口E13は回動ガイドE1のカッタービット交換作業室R側の一方の側面部に各カッタービット交換作業室R毎にカッタービットCを挿通可能に矩形状の開口として形成される。各カッタービット交換口E13に蓋E14が着脱可能に取り付けられる。蓋E14はカッタービット交換口E13に嵌合可能な矩形状の本体E14aと本体E14aの全周縁に段差を付けて延長されカッタービット交換口E13の全周縁部に当接可能なフランジE14bとからなり、一方の側面部に図示されないボルトにより締結されるようになっている。なお、この蓋E14は、一方の側部がカッタービット交換口E13の一方の側縁部にヒンジを介して取り付けられ、他方の側部、上下各部がボルト止めされてもよい。 The rotation guide E1 passes within the cutter spoke M17 toward the front plate M171 side, through both side edges of the center cutter attachment port M20 of the front plate M171, and a part of the circular arc is located in a predetermined position forward from the center cutter attachment port M20 of the front plate M171. It is formed into a substantially cylindrical shape along the virtual circumference within the cutter spoke M17 that protrudes within the range of , and the inner circumferential surface serves as the guide surface E10. The upper and lower surfaces of the rotation guide E1 are closed as an upper surface portion and a lower surface portion, and a bearing E11 (see FIG. 1) is protruded from the center in a substantially cylindrical shape. A tube hole E12 is formed in the rear portion of the rotation guide E1 at approximately the center in the vertical direction. A cutter bit exchange port E13 is formed on one side of the rotation guide E1. In this case, the cutter bit exchange port E13 is formed as a rectangular opening in one side surface of the rotation guide E1 on the cutter bit exchange work chamber R side so that the cutter bit C can be inserted into each cutter bit exchange work chamber R. Ru. A lid E14 is removably attached to each cutter bit exchange port E13. The lid E14 consists of a rectangular main body E14a that can fit into the cutter bit exchange port E13, and a flange E14b that extends with a step around the entire periphery of the main body E14a and can come into contact with the entire periphery of the cutter bit exchange port E13. , and is fastened to one side with a bolt (not shown). Note that one side of the lid E14 may be attached to one side edge of the cutter bit exchange port E13 via a hinge, and the other side and the upper and lower parts may be bolted.

回動体E2は、回動ガイドE1内のガイド面E10に嵌合可能に前面部E22がカッタースポークM17のセンターカッター取付口M20に沿って配置可能に平坦面で頂面部及び底面部を有する中空の略円筒形形状に形成され、この略円筒形形状の頂面部、底面部の中心に回動ガイドE1の各軸受E11に嵌合可能に回動軸E21を、略円筒形形状の前面部E22の平坦面に複数のローラービットC1の刃先を突出可能にかつ掘削ズリを取り込み可能な開口部E220を、後面部E23で回動ガイドE1の管孔E12に対応する位置に呑口E24を、略円筒形形状の前面部E22で頂面部と底面部との間に複数のローラービットC1を支持固定するカッタービット支持固定部E25を、それぞれ有する。このようにして回動体E2は回動ガイドE1内に回動軸E21を介して回動可能に嵌合配置される。 The rotating body E2 is a hollow body having a flat top surface and a bottom surface so that the front surface E22 can be fitted into the guide surface E10 in the rotation guide E1 and can be arranged along the center cutter attachment port M20 of the cutter spoke M17. It is formed into a substantially cylindrical shape, and a rotation shaft E21 is provided at the center of the top and bottom portions of the approximately cylindrical shape so as to be able to fit into each bearing E11 of the rotation guide E1, and a rotation shaft E21 is provided at the center of the top and bottom portions of the approximately cylindrical shape so as to be able to fit into each bearing E11 of the rotation guide E1. The flat surface has an opening E220 that allows the cutting edges of the plurality of roller bits C1 to protrude and can take in excavated waste, and the rear surface E23 has a spout E24 at a position corresponding to the tube hole E12 of the rotation guide E1. The cutter bit supporting and fixing parts E25 each have a cutter bit supporting and fixing part E25 that supports and fixes a plurality of roller bits C1 between the top part and the bottom part in the front part E22 of the shape. In this way, the rotating body E2 is rotatably fitted into the rotating guide E1 via the rotating shaft E21.

また、この回動体E2においてカッタービット支持固定部E25は、図3に示すように、略円筒形形状の前面部E22で頂面部と底面部との間に形成され、ローラービットC1をカッタービット支持部材E251を介して支持固定するようになっている。ここでカッタービット支持部材E251は、特に図示しないが、ローラービットC1を回転可能に支持する支持部と、支持部の両端に断面角形のブロック状に形成される一対の固定部とからなる。カッタービット支持固定部E25は、特に図示しないが、回動体E2の頂面部、底面部、及び頂面部と底面部との間に所定の間隔で設置される複数の軸受部の一部に設けられる。回動体E2の頂面部、底面部においては、カッタービット支持固定部E25は、回動体E2の回動軸E21の前側の内面にカッタービット支持部材E251の各固定部を嵌合可能に形成される断面角形の一対の溝と、カッタービット支持部材E251の各固定部と回動体E2の頂面部、底面部との間に締結されるボルトとからなる。また、複数の軸受部においては、カッタービット支持固定部E25は、カッタービット支持部材E251の各固定部を嵌合可能に断面角形の穴が形成され、カッタービット支持部材E251の各固定部と軸受部との間にボルトが締結される。このようにしてローラービットC1が交換可能に構成される。 In addition, as shown in FIG. 3, in this rotating body E2, the cutter bit support fixing part E25 is formed between the top part and the bottom part of the approximately cylindrical front part E22, and supports the cutter bit C1. It is designed to be supported and fixed via a member E251. Although not particularly shown, the cutter bit support member E251 includes a support part that rotatably supports the roller bit C1, and a pair of fixing parts formed in a block shape with a rectangular cross section at both ends of the support part. Although not particularly shown, the cutter bit support fixing part E25 is provided on the top surface part, the bottom surface part, and a part of the plurality of bearing parts installed at predetermined intervals between the top surface part and the bottom surface part of the rotating body E2. . On the top and bottom parts of the rotating body E2, the cutter bit support fixing part E25 is formed so that each fixing part of the cutter bit support member E251 can be fitted to the inner surface on the front side of the rotating shaft E21 of the rotating body E2. It consists of a pair of grooves with a rectangular cross section and bolts fastened between each fixing part of the cutter bit support member E251 and the top and bottom parts of the rotating body E2. In addition, in the plurality of bearing parts, the cutter bit support fixing part E25 is formed with a hole having a square cross section so that each fixing part of the cutter bit support member E251 can be fitted, and each fixing part of the cutter bit support member E251 and the bearing A bolt is fastened between the parts. In this way, the roller bit C1 is configured to be replaceable.

回動体駆動装置E3は、図1に示すように、回動ガイドE1の上面部及び下面部に設置されて、回動ガイドE1の上面部及び下面部の軸受E11に支持される回動体E2の回動軸E21に作動連結され、回動体E2を駆動する。この場合、回動体駆動装置E3は、ウォームギアにより構成され、回動ガイドE1の上面部及び下面部に配置され、回動体E2の各回動軸E21に同心的に取り付けられるウォームホイールと、回動ガイドE1の上面部及び下面部に軸受E11に近接して設置され、ウォームホイールに噛合されるモーター駆動のウォームとからなる。なお、回動体駆動装置E3は、回動体E2の回転駆動が得られる限り、ウォームギアに代えて、レバーとジャッキの組み合わせなど他の既存の装置に変更可能である。 As shown in FIG. 1, the rotating body driving device E3 is installed on the upper and lower surfaces of the rotating guide E1, and drives the rotating body E2 that is supported by bearings E11 on the upper and lower surfaces of the rotating guide E1. It is operatively connected to the rotating shaft E21 and drives the rotating body E2. In this case, the rotary body driving device E3 is composed of a worm gear, which is arranged on the upper surface and the lower surface of the rotary guide E1, and includes a worm wheel that is attached concentrically to each rotary shaft E21 of the rotary body E2, and a rotary guide. It consists of a motor-driven worm installed on the upper and lower surfaces of E1 in close proximity to the bearing E11 and meshed with a worm wheel. Note that the rotating body driving device E3 can be replaced with another existing device such as a combination of a lever and a jack instead of the worm gear as long as rotational driving of the rotating body E2 can be obtained.

回動体ロック装置E4は、図3に示すように、回動体E2がカッタービットCの切羽面に平行な掘削反力を支持する装置で、回動体E2前面部E22の開口部E220をセンターカッター取付口M20に向けるカッタービット切削位置及び回動ガイドE1のカッタービット交換口E13(図4参照)に向けるカッタービット交換位置で回動体E2の回動をロックする。この場合、回動体ロック装置E4は、回動体E2前面部E22の平坦面の開口部E220を前面板M171のセンターカッター取付口M20に向けた位置及び回動ガイドE1のカッタービット交換口E13に向けた位置毎に、回動ガイドE1と回動体E2との間に相互に連通可能に穿設されるロック孔と、回動ガイドE1上でロック孔に対して同心的に配置され、ロック孔に挿通可能にロック孔に嵌合可能なロック軸と、回動ガイドE1上でロック孔に対して同心的に又は近傍に設置され、ロック軸をロック孔に係合可能に進退駆動するロック軸駆動装置とからなる。この場合、ロック孔は、回動体E2前面部E22の平坦面の開口部E220を前面板M171のセンターカッター取付口M20に向けた状態で、回動ガイドE1の上面部及び下面部の外周側所定の位置及び回動体E2の頂面部、底面部において回動ガイドE1の上面部、下面部の上記外周側所定の位置に対応する所定の位置と、回動体E2前面部E22の平坦面の開口部E220を回動ガイドE1のカッタービット交換口E13に向けた状態で、回動体E2の頂面部、底面部で回動ガイドE1の上面部、下面部の上記所定の位置に一致する位置とにそれぞれ、穿設される。ロック軸及びロック軸駆動装置に一対のスライドジャッキ(油圧ジャッキなど)が採用され、それぞれ、ロック軸駆動装置としてジャッキ本体が回動ガイドE1の上面部及び下面部に各ロック孔に対して同心的に設置され、ロック軸として作動ロッドが回動ガイドE1の上面部及び下面部の外側にロック孔に対して同心的に配置される。回動体ロック装置E4は、スライドジャッキと同じロック動作が得られる限り、他の既存の装置に変更可能である。 As shown in FIG. 3, the rotating body lock device E4 is a device in which the rotating body E2 supports the excavation reaction force parallel to the face surface of the cutter bit C, and the opening E220 of the front surface E22 of the rotating body E2 is used to attach the center cutter. Rotation of the rotating body E2 is locked at the cutter bit cutting position facing the opening M20 and the cutter bit changing position facing the cutter bit changing port E13 (see FIG. 4) of the rotating guide E1. In this case, the rotating body locking device E4 positions the opening E220 of the flat surface of the front surface E22 of the rotating body E2 toward the center cutter attachment port M20 of the front plate M171 and the cutter bit exchange port E13 of the rotating guide E1. For each position, a lock hole is formed between the rotation guide E1 and the rotation body E2 so as to be able to communicate with each other, and a lock hole is arranged concentrically with respect to the lock hole on the rotation guide E1, and a hole is formed in the lock hole. A lock shaft that can be inserted into the lock hole and a lock shaft drive that is installed concentrically with or near the lock hole on the rotation guide E1 and drives the lock shaft forward and backward so that it can be engaged with the lock hole. It consists of a device. In this case, the lock holes are formed at predetermined positions on the outer periphery of the upper and lower surfaces of the rotation guide E1, with the opening E220 of the flat surface of the front surface E22 of the rotation body E2 facing the center cutter attachment port M20 of the front plate M171. , and predetermined positions corresponding to the above-mentioned predetermined positions on the outer peripheral side of the upper and lower surfaces of the rotation guide E1 in the top and bottom parts of the rotation body E2, and the opening in the flat surface of the front surface E22 of the rotation body E2. With E220 facing the cutter bit exchange port E13 of the rotating guide E1, place the top and bottom parts of the rotating body E2 at positions corresponding to the above-mentioned predetermined positions on the top and bottom parts of the rotating guide E1, respectively. , perforated. A pair of slide jacks (hydraulic jacks, etc.) are adopted as the lock shaft and the lock shaft drive device, and the jack bodies as the lock shaft drive devices are mounted concentrically with each lock hole on the upper and lower surfaces of the rotation guide E1. An operating rod serving as a lock shaft is arranged concentrically with the lock hole on the outside of the upper and lower surfaces of the rotation guide E1. The rotating body locking device E4 can be replaced with other existing devices as long as the same locking action as that of the slide jack can be obtained.

排泥配管E5は、図3に示すように、後述する掘削ズリ導出路5の一部をなすもので、一端が回動ガイドE1後部の管孔E12に連結され、他端側が後面板M172の排土口M23に通されて回転筒M12を介してマシン本体M10側に延ばされる。 As shown in FIG. 3, the mud removal pipe E5 forms a part of the excavated waste guideway 5 to be described later, and one end is connected to the pipe hole E12 at the rear of the rotation guide E1, and the other end is connected to the rear plate M172. It is passed through the soil discharge port M23 and extended to the machine main body M10 side via the rotary cylinder M12.

なお、このカッタービット交換装置Eにおいては、図4に示すように、回動体E2前面部E22及び/又はカッタースポーク前面板M171のセンターカッター取付口M20の周囲に配置され、回動体E2の回動により回動体E2の前面部E22と回動ガイドE1との間に生じる間隙に流動性充填材を注入充填するための注入用の配管C61と、回動ガイドE1のカッタービット交換口E13の近傍及び/又はカッタービット交換口E13を開閉する蓋E14に挿着され、回動体E2の前面部E22と回動ガイドE1との間に生じる間隙から流動性充填材を排出したり当該間隙に流動性充填材を注入充填したりするための排出・注入用の配管E62とを併せて備え、回動体E2の回動により回動体E2の前面部E22と回動ガイドE1との間に生じる間隙に向けて流動性充填材を注入充填できるようにしてある。 In addition, in this cutter bit changing device E, as shown in FIG. Injection piping C61 for injecting and filling the fluid filler into the gap created between the front surface E22 of the rotating body E2 and the rotating guide E1, and the vicinity of the cutter bit exchange port E13 of the rotating guide E1 and / Or it is inserted into the lid E14 that opens and closes the cutter bit exchange port E13, and discharges the fluid filler from the gap created between the front part E22 of the rotating body E2 and the rotation guide E1, or fills the gap with fluidity. It is also equipped with a discharge/injection pipe E62 for injecting and filling material, and is directed toward the gap created between the front surface E22 of the rotating body E2 and the rotating guide E1 due to the rotation of the rotating body E2. It is designed to be able to be injected with a fluid filler.

このようにして複数のローラービットC1が回動体E2のカッタービット支持固定部E25にカッタービット支持部材E251を介して刃先の一部を回動体E2前面部E22の開口部E220から突出させて回動可能に取り付けられる。これらのローラービットC1で切削面を切削する際は、カッタースポークM17内で回動体E2の前面部E22をセンターカッター取付口M20に配置し、センターカッター取付口M20から各ローラービットC1(刃先の一部)を突出させる。これらのローラービットC1を交換する際は、回動体ロック装置E4をロック解除して回動体駆動装置E3を駆動し、回動体E2を回動することによって、各ローラービットC1を回動ガイドE1のカッタービット交換口E13に向けるとともに、回動体E2の外周面で前面板M171のセンターカッター取付口M20及び回動ガイドE1後部の管孔E12を遮断し、カッタービット交換口E13から蓋E14を外して、ローラービットC1をセンターカッター取付部10Fとカッタービット交換作業室Rとの間で交換する。 In this way, the plurality of roller bits C1 are rotated by the cutter bit support fixed part E25 of the rotary body E2 through the cutter bit support member E251, with a part of the cutting edge protruding from the opening E220 of the front surface E22 of the rotary body E2. Can be installed. When cutting a cutting surface with these roller bits C1, place the front part E22 of the rotating body E2 within the cutter spoke M17 in the center cutter mounting opening M20, and insert each roller bit C1 (one of the cutting edges) from the center cutter mounting opening M20. part) to protrude. When replacing these roller bits C1, each roller bit C1 is moved to the rotation guide E1 by unlocking the rotating body locking device E4 and driving the rotating body driving device E3, and rotating the rotating body E2. While facing the cutter bit exchange port E13, block the center cutter attachment port M20 of the front plate M171 and the tube hole E12 at the rear of the rotation guide E1 with the outer peripheral surface of the rotating body E2, and remove the lid E14 from the cutter bit exchange port E13. , the roller bit C1 is exchanged between the center cutter attachment part 10F and the cutter bit exchange work room R.

また、この泥水式シールドマシンM1は、図5に示すように、泥水輸送設備として、マシン本体M10内に排泥回路2を備え、地上に排泥処理設備3を備える。 Further, as shown in FIG. 5, this muddy water type shield machine M1 is provided with a mud removal circuit 2 in the machine body M10 as mud water transport equipment, and is equipped with mud removal treatment equipment 3 on the ground.

マシン本体M10内の排泥回路2は一般的に知られているもので、図5に示すように、排出口をマシン本体M10の前面に臨ませる排泥管20、排泥管20に連結される排泥ポンプ21、排泥ポンプ21に配管22を介して連結される伸縮管23、伸縮管23に配管24を介して連結される排泥中継ポンプ25、地上の排泥処理設備3の送泥ポンプ39に配管26を介して連結される伸縮管27、伸縮管27に連結され、吐出口をマシン本体10の前面に臨ませる送泥管28などで構成され、掘削土を坑外に連続的に排出する排泥機能と切羽水圧を一定に保つ制御機能を有する。ここで、排泥ポンプ21、排泥中継ポンプ25は掘削した土砂を地上の排泥処理設備3へ輸送するためのもので、特に排泥ポンプ21は排泥制御する機能を併せ持ち、いずれも、一般に片吸い込み渦巻きポンプが用いられる。なお、排泥中継ポンプ25は通常200m~400m毎に設けられる。 The mud removal circuit 2 in the machine body M10 is generally known, and as shown in FIG. a sludge pump 21 connected to the sludge pump 21 via a pipe 22, a sludge relay pump 25 connected to the telescoping pipe 23 via a pipe 24, and a sludge pump 21 connected to the sludge pump 21 via a pipe 22; It consists of a telescoping pipe 27 connected to the mud pump 39 via piping 26, a mud feeding pipe 28 connected to the telescoping pipe 27 and having a discharge port facing the front of the machine body 10, and so on, to continuously transport excavated soil outside the mine. It has a sludge removal function that effectively discharges sludge, and a control function that maintains a constant water pressure at the face. Here, the sludge pump 21 and the sludge relay pump 25 are for transporting excavated earth and sand to the sludge treatment facility 3 on the ground. In particular, the sludge pump 21 also has the function of controlling sludge removal, and both of them: Single suction centrifugal pumps are commonly used. Note that the sludge relay pump 25 is usually provided every 200 m to 400 m.

地上の排泥処理設備3は一般的に知られているもので、図5に示すように、マシン本体M10内の排泥中継ポンプ25に配管31を介して連結される一次処理槽32、一次処理槽32から2系統の配管33、34に分けられて、一次処理槽32に一方の配管33を介して連結される調整槽35、一次処理槽32に他方の配管34を介して連結される排土設備36、調整槽35から2系統の配管37、38に分けられて、調整槽35に一方の配管37を介して連結される送泥ポンプ39、調整槽35に他方の配管38を介して連結される二次処理槽40、二次処理槽40から2系統の配管41、42に分けられて、二次処理槽40に一方の配管41を介して連結される排土設備36、二次処理槽40に他方の配管42を介して連結される三次処理槽43、三次処理槽43に配管44を介して連結される排水設備45などからなる。ここで送泥ポンプ39は送泥流量及び切羽水圧を制御するためのもので、一般に片吸い込み渦巻きポンプが用いられ、電動機は可変速電動モーターが用いられる。 The above-ground sludge treatment equipment 3 is generally known, and as shown in FIG. The treatment tank 32 is divided into two lines of piping 33 and 34, with an adjustment tank 35 connected to the primary treatment tank 32 via one piping 33, and an adjustment tank 35 connected to the primary treatment tank 32 via the other piping 34. An earth removal facility 36, a mud pump 39 which is divided into two lines of piping 37 and 38 from the adjustment tank 35 and connected to the adjustment tank 35 via one piping 37, and a mud pump 39 connected to the adjustment tank 35 via the other piping 38. The secondary treatment tank 40 is connected to the secondary treatment tank 40, and the soil removal equipment 36, which is divided into two lines of piping 41 and 42 from the secondary treatment tank 40 and connected to the secondary treatment tank 40 via one of the piping 41, It consists of a tertiary treatment tank 43 connected to the next treatment tank 40 via the other piping 42, a drainage facility 45 connected to the tertiary treatment tank 43 via piping 44, and the like. Here, the mud feeding pump 39 is for controlling the mud feeding flow rate and face water pressure, and generally a single suction centrifugal pump is used, and a variable speed electric motor is used as the electric motor.

かくして構成される泥水式シールドマシンM1は、図3を参照すると、切羽室Sに泥水を充満された状態で、カッターヘッドM11を地山の切羽に押し当て回動させて切羽を掘削しながら、シールドジャッキにより前進し、地中を掘進していくが、この泥水式シールドマシンM1では、カッターヘッドM11の前面板M171と切羽面との間に通常100mm~150mm程度の間隙S1があり、この間隙S1と切羽室SがカッターヘッドM11の開口部M18を通じて連通されるので、この間隙S1に切羽室Sに充満された泥水が充満され、シールドマシンM1の掘進中は、カッターヘッドM11により掘削された掘削ズリがカッターヘッドM11の開口部M18を通じて切羽室Sへ移動し泥水に混合される。この泥水に混合された掘削ズリはマシン本体M10前面の排泥管20により吸い込まれ、マシン本体M10側の排泥回路2を経て、地上の排泥処理設備3まで輸送されて処理され、この排泥処理設備3から排泥回路2を通じて、マシン本体M10前面の送泥管28の吐出口から放出される。このようにして泥水が還流される。 Referring to FIG. 3, the muddy water type shield machine M1 constructed in this way, with the face chamber S filled with muddy water, presses the cutter head M11 against the face of the earth and rotates it to excavate the face. The shield jack moves forward and excavates underground, but in this muddy water type shield machine M1, there is a gap S1 of usually about 100 mm to 150 mm between the front plate M171 of the cutter head M11 and the face surface. Since S1 and the face chamber S are communicated through the opening M18 of the cutter head M11, this gap S1 is filled with the muddy water filled in the face chamber S, and during excavation by the shield machine M1, the muddy water excavated by the cutter head M11 is removed. The excavated waste moves to the face chamber S through the opening M18 of the cutter head M11 and is mixed with the muddy water. The excavated waste mixed with this mud water is sucked in by the mud removal pipe 20 on the front of the machine body M10, and is transported through the mud removal circuit 2 on the side of the machine body M10 to the ground drainage treatment equipment 3, where it is treated. The mud is discharged from the mud treatment equipment 3 through the mud removal circuit 2 from the discharge port of the mud feeding pipe 28 on the front surface of the machine body M10. In this way, muddy water is refluxed.

そして、この泥水式シールドマシンM1においては、図3に示すように、カッターヘッドM11のセンターカッター取付口M20と後面板M172との間にセンターカッター取付部10Fの後部に掘削ズリを泥水とともに取り込むためのズリ取り込みスペース10Rを有するセンターカッター室10が画成される。また、カッターヘッドM11とセンターカッター室10とマシン本体M10との間に、カッターヘッドM11の前面側に泥水を送り込み、センターカッター1により掘削する掘削ズリを泥水とともにセンターカッター取付口M20を通じてセンターカッター室10内に取り込ませ、センターカッター室10から掘削ズリを泥水とともに切羽室Sへ送り出すポンプ駆動の掘削ズリ導出路5を備える。 In this muddy water type shield machine M1, as shown in FIG. 3, excavation waste is taken into the rear of the center cutter mounting portion 10F between the center cutter mounting port M20 of the cutter head M11 and the rear plate M172 together with muddy water. A center cutter chamber 10 having a shear capture space 10R is defined. In addition, muddy water is sent to the front side of the cutter head M11 between the cutter head M11, the center cutter chamber 10, and the machine body M10, and the excavated waste excavated by the center cutter 1 is removed together with the muddy water through the center cutter attachment port M20 into the center cutter chamber. 10 and is provided with a pump-driven excavation waste guideway 5 for sending the excavation waste from the center cutter chamber 10 to the face chamber S together with muddy water.

センターカッター室10は、既述の回動体E2の内部に画成される。図4に示すように、この場合、センターカッター室10の前部側、この場合、回動体E2内部の回動軸E21を含めて前部側が平面視長方形状の中空部で、この中空部がセンターカッター取付部10Fになっている。このセンターカッター取付部10Fに、既述のとおり、複数のローラービットC1が上下方向に連接して取り付けられる。また、センターカッター室10の後部側、この場合、回動体E2内部の後部側が前部側の中空部に連通して平面視略逆台形の中空部で、この中空部がズリ取り込みスペース10Rになっている。このセンターカッター室10には泥水とともに掘削ズリをズリ取り込みスペース10Rから外部に排出するための排出口100が形成される。この場合、排出口100は回動体E2後部の呑口E24及び回動ガイドE1後部の管孔E12により設けられる。この呑口E24及び管孔E12はセンターカッター室10の軸方向に沿って長方形ないしは長円形に形成されることが好適である。 The center cutter chamber 10 is defined inside the rotating body E2 described above. As shown in FIG. 4, in this case, the front side of the center cutter chamber 10, in this case, the front side including the rotation axis E21 inside the rotation body E2 is a hollow part that is rectangular in plan view. Center cutter mounting part 10F. As described above, a plurality of roller bits C1 are attached to the center cutter attachment portion 10F in a vertically connected manner. In addition, the rear side of the center cutter chamber 10, in this case, the rear side inside the rotary body E2, communicates with the hollow part on the front side, and is a hollow part that is approximately inverted trapezoidal in plan view, and this hollow part becomes the shear take-up space 10R. ing. A discharge port 100 is formed in the center cutter chamber 10 for discharging excavation waste together with muddy water from the waste collection space 10R to the outside. In this case, the discharge port 100 is provided by the spout E24 at the rear of the rotary body E2 and the tube hole E12 at the rear of the rotary guide E1. The spout E24 and the tube hole E12 are preferably formed in a rectangular or oval shape along the axial direction of the center cutter chamber 10.

図3に示すように、掘削ズリ導出路5は、一端がセンターカッター室10の排出口100に連結され、回転筒M12に通されて、他端がマシン本体M10側で回転筒M12の軸心上に配置される排泥配管E5と、マシン本体M10側で回転筒M12の軸心上に配置されるスイベルジョイント52を介して排泥配管E5の他端に一端が連結される排泥中継配管53と、排泥中継配管53の他端に連結される泥水ポンプ54と、泥水ポンプ54に一端が連結され、他端を吐出口としてマシン本体M10の前面に臨ませる排泥供給配管55とを備えて構成され、センターカッター室10に取り込まれた掘削ズリを泥水とともに切羽室Sに循環させるようになっている。この場合、排泥配管E5はセンターカッター室10の排出口100から回動ガイドE1と後面板M172との間をカッタースポークM17の径方向に配管されて回転筒M12内に通され、回転筒M12内で通路室M120の側壁内面にマシン本体M10の縦断方向と平行に挿通されて、回転筒M12の後部でこの後部に沿って回転筒M12の回転軸心に向けて配管され、スイベルジョイント52に連結される。スイベルジョイント52はマシン本体M10側で架台521に固定されて回転筒M12の後部に回転筒M12の回転軸心と同軸上に配置される。泥水ポンプ54はマシン本体M10内ないしは後続設備付近に設置されるのが好適である。泥水ポンプ54は複数であってもよい。 As shown in FIG. 3, one end of the excavated waste guide path 5 is connected to the outlet 100 of the center cutter chamber 10, passed through the rotary cylinder M12, and the other end is connected to the machine main body M10 side and is connected to the axis of the rotary cylinder M12. A mud removal relay pipe whose one end is connected to the other end of the mud removal pipe E5 via a swivel joint 52 arranged on the axis of the rotating tube M12 on the machine body M10 side. 53, a mud water pump 54 connected to the other end of the mud removal relay pipe 53, and a mud drainage supply pipe 55, one end of which is connected to the mud water pump 54 and the other end facing the front of the machine body M10 as a discharge port. The excavation waste taken into the center cutter chamber 10 is circulated to the face chamber S together with muddy water. In this case, the mud removal pipe E5 is piped from the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 between the rotation guide E1 and the rear plate M172 in the radial direction of the cutter spoke M17, and is passed through the rotary cylinder M12. It is inserted into the inner surface of the side wall of the passage chamber M120 in parallel to the longitudinal direction of the machine body M10, and is piped at the rear of the rotary cylinder M12 along the rear part toward the rotation axis of the rotary cylinder M12, and connected to the swivel joint 52. Concatenated. The swivel joint 52 is fixed to a frame 521 on the side of the machine body M10, and is disposed at the rear of the rotary tube M12 coaxially with the rotation axis of the rotary tube M12. The mud pump 54 is preferably installed within the machine body M10 or near subsequent equipment. There may be a plurality of mud water pumps 54.

このようにしてセンターカッター取付口M20とセンターカッター1との間の掘削ズリの流入排出を促進する。 In this way, the inflow and discharge of excavated waste between the center cutter attachment port M20 and the center cutter 1 is promoted.

図3に泥水式シールドマシンM1の主たる泥水の流れとセンターカッター1による掘削ズリの流れを併せて示している。図3に示すように、泥水式シールドマシンM1は、切羽室Sに泥水が充満され、カッタースポークM17の前面と切羽面との間の間隙S1に泥水が充満された状態で、カッターヘッドM11を地山の切羽に押し当て回動させて切羽を掘削しながら、シールドジャッキにより前進し、地中を掘進していく。この泥水式シールドマシンM1の掘進時は、カッターヘッドM11により掘削された掘削ズリがカッターヘッドM11の前面と切羽面との間の間隙S1の泥水とともにカッターヘッドM11の開口部M18を通じて切羽室Sへ移動し切羽室Sの泥水に混合される。この掘進中、切羽を安定させ、掘削土を泥水循環させるため、泥水の流量管理と水圧管理を行いながら、掘削ズリ混じりの泥水がマシン本体M10の排泥回路2を経由して地上の排泥処理設備3へ送られる。すなわち、図5を参照すると、この泥水に混合された掘削ズリはマシン本体M10前面の排泥管20により吸い込まれ、マシン本体M10側の排泥回路2(排泥管20、排泥ポンプ21、配管22、伸縮管23、配管24、排泥中継ポンプ25、配管31)を経て、地上の処理設備3(一次処理槽32、一次処理槽32から2系統の配管33、34に分けられて、一次処理槽32に一方の配管33を介して連結される調整槽35、一次処理槽32に他方の配管34を介して連結される排土設備36、調整槽35から2系統の配管37、38に分けられて、調整槽35に一方の配管37を介して連結される送泥用のポンプ39、調整槽35に他方の配管38を介して連結される二次処理槽40、二次処理槽40から2系統の配管41、42に分けられて、二次処理槽40に一方の配管41を介して連結される排土設備36、二次処理槽40に他方の配管42を介して連結される三次処理槽43、三次処理槽43に配管44を介して連結される排水設備45)へ輸送されて排泥処理され、この排泥処理設備3から処理後の泥水は、排泥回路2(送泥ポンプ39、配管26、伸縮管27、送泥管28)を通じて加圧増速され、マシン本体M10前面の送泥管28の吐出口から切羽室Sに放出されて、切羽室Sの泥水に混入される。かくして泥水が循環される。 FIG. 3 shows both the main mud flow of the mud water type shield machine M1 and the flow of excavation waste by the center cutter 1. As shown in FIG. 3, the muddy water type shield machine M1 operates the cutter head M11 with the face chamber S filled with muddy water and the gap S1 between the front surface of the cutter spoke M17 and the face surface filled with muddy water. It presses against the face of the earth and rotates to excavate the face while moving forward with a shield jack and digging underground. When this muddy water type shield machine M1 excavates, the excavated waste excavated by the cutter head M11 flows into the face chamber S through the opening M18 of the cutter head M11 together with muddy water in the gap S1 between the front surface of the cutter head M11 and the face surface. It moves and mixes with the muddy water in the face chamber S. During this excavation, in order to stabilize the face and circulate the excavated soil with muddy water, while controlling the flow rate and water pressure of the muddy water, the muddy water mixed with excavation waste passes through the muddying circuit 2 of the machine body M10 to drain mud from the ground. Sent to processing facility 3. That is, referring to FIG. 5, the excavated sludge mixed with this muddy water is sucked into the mud removal pipe 20 on the front side of the machine body M10, and is transferred to the mud removal circuit 2 (sludge pipe 20, mud removal pump 21, After passing through the above ground treatment equipment 3 (primary treatment tank 32, divided into two systems of piping 33 and 34 from the primary treatment tank 32, An adjustment tank 35 connected to the primary treatment tank 32 via one pipe 33, an earth removal facility 36 connected to the primary treatment tank 32 via the other pipe 34, and two lines of piping 37, 38 from the adjustment tank 35. A pump 39 for feeding mud is connected to the adjustment tank 35 via one pipe 37, a secondary treatment tank 40 is connected to the adjustment tank 35 through the other pipe 38, and a secondary treatment tank is divided into: 40 is divided into two lines of piping 41 and 42, and the earth removal equipment 36 is connected to the secondary treatment tank 40 via one piping 41, and the soil removal equipment 36 is connected to the secondary treatment tank 40 via the other piping 42. The sludge is transported to a tertiary treatment tank 43, a drainage facility 45 connected to the tertiary treatment tank 43 via a pipe 44, and is treated with mud. The slurry pump 39, piping 26, telescoping pipe 27, mud pipe 28) is pressurized and accelerated, and the slurry is discharged from the discharge port of the mud pipe 28 on the front of the machine body M10 into the face chamber S, and the mud in the face chamber S is mixed into the In this way, muddy water is circulated.

これに併行して、カッターヘッドM11の前面と切羽面との間の泥水がセンターカッター室10へ流れ込み、センターカッター1により掘削されたズリはセンターカッター室10に流れる泥水とともに掘削ズリ導出路5を経て切羽室Sに循環される。すなわち、この掘削ズリを混入された泥水は、センターカッター室10の排出口100(回動体E2の呑口E24、回動ガイドE1の管孔E12)を通って排泥配管E5、スイベルジョイント52、排泥中継配管53、泥水ポンプ54、排泥供給配管55を経由して、切羽室Sに強制循環される。なお、回動体E2の呑口E24及び回動ガイドE1の管孔E12をセンターカッター室10の軸方向に沿って長方形ないしは長円形にすることで、センターカッター室10から掘削混じりの泥水が排泥配管E5へ円滑に流れ込み、泥水の循環性能が高められる。この掘削ズリを含む泥水の強制循環により、センターカッター室10内の掘削ズリは泥水とともに強制的に排出され、掘削ズリの滞留、固結が防止される。これにより、センターカッター1に想定外の負荷が作用するのを防止して、センターカッター1の掘削力が維持される。また、各ローラービットC1の長寿命化が可能になり、各ローラービットC1に異常な荷重が負荷することがない。 At the same time, the muddy water between the front surface and the face of the cutter head M11 flows into the center cutter chamber 10, and the waste excavated by the center cutter 1 flows through the excavated waste outlet path 5 together with the muddy water flowing into the center cutter chamber 10. After that, it is circulated to the face chamber S. That is, the muddy water mixed with the excavated waste passes through the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 (the mouth E24 of the rotary body E2, the pipe hole E12 of the rotary guide E1), the mud discharge pipe E5, the swivel joint 52, and the discharge port. The mud is forcibly circulated to the face chamber S via the mud relay pipe 53, the mud water pump 54, and the drained mud supply pipe 55. Furthermore, by making the spout E24 of the rotating body E2 and the pipe hole E12 of the rotating guide E1 rectangular or oval along the axial direction of the center cutter chamber 10, muddy water mixed with excavation can be drained from the center cutter chamber 10 through the mud drainage pipe. It flows smoothly into E5, improving the circulation performance of muddy water. By forced circulation of the muddy water containing the excavated debris, the excavated debris in the center cutter chamber 10 is forcibly discharged together with the muddy water, thereby preventing the excavated debris from accumulating and solidifying. This prevents an unexpected load from acting on the center cutter 1 and maintains the digging force of the center cutter 1. Further, it is possible to extend the life of each roller bit C1, and no abnormal load is applied to each roller bit C1.

以上説明したように、このセンターカッター1では、カッターヘッドM11のセンターカッター取付口M20と後面板M172との間にセンターカッター室10を画成し、カッターヘッドM11とセンターカッター室10とマシン本体M10との間に、カッターヘッドM11の前面側に泥水を送り込み、センターカッター1により掘削する掘削ズリを泥水とともにセンターカッター取付口M20を通じてセンターカッター室10内に取り込ませ、センターカッター室10から掘削ズリを泥水とともに切羽室Sへ送り出すポンプ駆動の掘削ズリ導出路5を設け、センターカッター取付口M20とセンターカッター1との間の掘削ズリの流入排出を促進するようにしたので、センターカッター取付口M20から掘削ズリを取り込みやすくし、センターカッター取付口M20で掘削ズリを固結させないようにして、カッターヘッドM11前面の中央部からカッターヘッドM11後方の切羽室Sへ掘削ズリを円滑かつ確実に排出することができる。 As explained above, in this center cutter 1, the center cutter chamber 10 is defined between the center cutter attachment port M20 of the cutter head M11 and the rear plate M172, and the center cutter chamber 10 is defined between the cutter head M11, the center cutter chamber 10, and the machine body M10. Between this, muddy water is sent to the front side of the cutter head M11, and the excavated waste excavated by the center cutter 1 is taken into the center cutter chamber 10 through the center cutter attachment port M20 together with the muddy water, and the excavated waste is removed from the center cutter chamber 10. A pump-driven excavation waste outlet path 5 is provided to send muddy water to the face chamber S, and the flow of excavation waste between the center cutter mounting port M20 and the center cutter 1 is facilitated. To smoothly and reliably discharge excavated waste from the central part of the front surface of a cutter head M11 to a face chamber S at the rear of the cutter head M11 by making it easy to take in the excavated waste and preventing it from solidifying at a center cutter attachment port M20. I can do it.

(実施の形態2)
図6に実施の形態2を示している。
図6に示すように、このトンネル掘進機Mは、センターカッター1及びその関連各部を除き、一般に知られている泥土圧式シールドマシンM2(以下、泥土圧式シールドマシンM2という。)として構成される。この泥土圧式シールドマシンM2は、既述のとおり、マシン本体M10の前面に切羽室Sを介在してマシン本体M10の前面の中心から延びる回転筒M12を介してカッターヘッドM11が回動可能に設けられる。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, this tunnel excavating machine M is configured as a generally known mud pressure type shield machine M2 (hereinafter referred to as mud pressure type shield machine M2), except for the center cutter 1 and its related parts. As described above, in this mud pressure type shield machine M2, the cutter head M11 is rotatably provided on the front surface of the machine body M10 via the rotary tube M12 extending from the center of the front surface of the machine body M10 with the face chamber S interposed therebetween. It will be done.

この泥土圧式シールドマシンM2のセンターカッター1は、カッターヘッドM11(カッタースポークM17)の前面板M171の略中央にセンターカッター取付口M20が形成され、このセンターカッター取付口M20とカッターヘッドM11の後面板M172との間にセンターカッター取付部10Fが設けられて、センターカッター取付部10Fに複数のローラーカッターC1が回転可能に取り付けられて構成され、カッターヘッドM11の略中央で切羽を掘削するようになっている。 The center cutter 1 of this mud pressure type shield machine M2 has a center cutter mounting port M20 formed approximately in the center of the front plate M171 of the cutter head M11 (cutter spoke M17), and the center cutter mounting port M20 and the rear plate of the cutter head M11. A center cutter attachment part 10F is provided between the cutter head M172, and a plurality of roller cutters C1 are rotatably attached to the center cutter attachment part 10F, and a face is excavated approximately at the center of the cutter head M11. ing.

このセンターカッター1では、前面板M171のセンターカッター取付口M20が直径方向に長い矩形状に形成され、また、後面板M172に排土口M23が形成されて、前面板M171のセンターカッター取付口M20と後面板M172との間にセンターカッター取付部10Fが設けられる。このセンターカッター取付部10Fに複数のローラービットC1が同一軸上で回動可能に上下方向に連結されて取り付けられる。また、このセンターカッター1の場合、センターカッター取付部10Fの少なくとも片側一方の側部に上下方向に複数のカッタービット交換作業室Rが画成され、それぞれ、泥土圧式シールドマシンM2のマシン本体M10側の大気圧に連通される。 In this center cutter 1, the center cutter attachment port M20 of the front plate M171 is formed in a diametrically long rectangular shape, and the soil discharge port M23 is formed in the rear plate M172. A center cutter mounting portion 10F is provided between the front plate M172 and the rear plate M172. A plurality of roller bits C1 are attached to the center cutter attachment portion 10F so as to be rotatably connected in the vertical direction on the same axis. In addition, in the case of this center cutter 1, a plurality of cutter bit exchange work chambers R are defined in the vertical direction on at least one side of the center cutter mounting portion 10F, and each is on the machine body M10 side of the mud pressure type shield machine M2. communicated with atmospheric pressure.

ここでカッタービット交換装置Eは、センターカッター室10の排出口100、排泥配管61を除き、実施の形態1で例示したものと共通である。ここでは、カッタービット交換装置Eについて実施の形態1と重複する説明を省略する。センターカッター室10の排出口100、排泥配管61については後述する。 Here, the cutter bit exchange device E is the same as that illustrated in Embodiment 1, except for the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 and the mud removal pipe 61. Here, the description of the cutter bit exchange device E that overlaps with that of the first embodiment will be omitted. The discharge port 100 of the center cutter chamber 10 and the mud removal pipe 61 will be described later.

したがって、この泥土圧式シールドマシンM2においても、複数のローラービットC1が回動体E2のカッタービット支持固定部E25にカッタービット支持部材E251(図3参照)を介して刃先の一部を回動体E2前面部E22の開口部E220から突出させて回動可能に取り付けられる。これらのローラービットC1で切削面を切削する際は、カッタースポークM17内で回動体E2の前面部E22をセンターカッター取付口M20に配置し、センターカッター取付口M20から各ローラービットC1(刃先の一部)を突出させる。これらのローラービットC1を交換する際は、回動体ロック装置E4をロック解除して回動体駆動装置E3を駆動し、回動体E2を回動することによって、各ローラーカッターC1を回動ガイドE1のカッタービット交換口E13(図4参照)に向けるとともに、回動体E2の外周面でセンターカッター取付口M20及び後述のセンターカッター室10の排出口100を遮断し、カッタービット交換口E13から蓋E14を外して、ローラーカッターC1をセンターカッター取付部10Fとカッタービット交換作業室Rとの間で交換する。 Therefore, in this mud pressure type shield machine M2 as well, a plurality of roller bits C1 attach a part of the cutting edge to the cutter bit support fixed part E25 of the rotary body E2 via the cutter bit support member E251 (see FIG. 3). It is rotatably attached so as to protrude from the opening E220 of the portion E22. When cutting a cutting surface with these roller bits C1, place the front part E22 of the rotating body E2 within the cutter spoke M17 in the center cutter mounting opening M20, and insert each roller bit C1 (one of the cutting edges) from the center cutter mounting opening M20. part) to protrude. When replacing these roller bits C1, each roller cutter C1 is moved to the rotation guide E1 by unlocking the rotating body locking device E4 and driving the rotating body driving device E3, and rotating the rotating body E2. At the same time as facing the cutter bit exchange port E13 (see FIG. 4), the outer peripheral surface of the rotating body E2 blocks the center cutter installation port M20 and the outlet 100 of the center cutter chamber 10, which will be described later, and removes the lid E14 from the cutter bit exchange port E13. Remove the roller cutter C1 and exchange it between the center cutter attachment part 10F and the cutter bit exchange work room R.

また、この泥土圧式シールドマシンM2には、カッターヘッドM11の前面側に作泥土材を供給するための作泥土材供給装置がマシン本体M10とカッターヘッドM11との間に設置され、カッターヘッドM11の前面に作泥土材の吐出口が設けられる。なお、この泥土圧式シールドマシンM2では、この作泥土材供給装置は後述する掘削ズリ導出路6の一部をなす。この点は後述する。また、カッターヘッドM11により掘削された土砂を切羽土圧を保持しつつ後部の大気圧側に排出するための排土装置29がマシン本体M10前面の隔壁M13に形成される開口M130に接続されてマシン本体M10側に設置される。なお、この排土装置29はスクリューコンベアである。かくしてマシン本体M10側から供給される作泥土材はカッターヘッドM11前面の吐出口から吐出され、この作泥土材とカッターヘッドM11により掘削された土砂が切羽室Sで撹拌混合されて、これが排土装置29によりマシン本体M10外に排出される。 In addition, in this mud pressure type shield machine M2, a mud material supplying device for supplying mud material to the front side of the cutter head M11 is installed between the machine body M10 and the cutter head M11. A discharge port for soil material is provided at the front. In addition, in this mud pressure type shield machine M2, this mud production soil material supply device forms a part of excavation waste guideway 6 mentioned later. This point will be discussed later. Further, an earth removal device 29 for discharging earth and sand excavated by the cutter head M11 to the atmospheric pressure side at the rear while maintaining face earth pressure is connected to an opening M130 formed in the bulkhead M13 on the front side of the machine body M10. It is installed on the M10 side of the machine body. Note that this earth removal device 29 is a screw conveyor. In this way, the mud material supplied from the machine body M10 side is discharged from the outlet on the front side of the cutter head M11, and the mud material and the soil excavated by the cutter head M11 are stirred and mixed in the face chamber S, and this is discharged. The device 29 discharges the liquid to the outside of the machine main body M10.

このような泥土圧式シールドマシンM2において、カッターヘッドM11のセンターカッター取付口M20と後面板M172との間にセンターカッター取付部10Fの後部に掘削ズリを作泥土材とともに取り込むためのズリ取り込みスペース10Rを有するセンターカッター室10が画成される。また、カッターヘッドM11とセンターカッター室10とマシン本体M10との間に、カッターヘッドM11の前面側に作泥土材を送り込み、センターカッターM11により掘削する掘削ズリを作泥土材とともにセンターカッター取付口M20を通じてセンターカッター室10内に取り込み、センターカッター室10から掘削ズリを作泥土材とともに切羽室Sへ送り出すポンプ駆動の掘削ズリ導出路6を備える。 In such a mud pressure type shield machine M2, a scrap capture space 10R is provided at the rear of the center cutter attachment portion 10F between the center cutter attachment port M20 of the cutter head M11 and the rear plate M172 for taking in excavation debris together with the mud material. A center cutter chamber 10 is defined. Further, the mud material is fed to the front side of the cutter head M11 between the cutter head M11, the center cutter chamber 10, and the machine body M10, and the excavated waste excavated by the center cutter M11 is removed from the center cutter attachment port M20 along with the mud material. A pump-driven excavation waste outlet path 6 is provided for taking the excavation waste into the center cutter chamber 10 through the center cutter chamber 10 and sending the excavation waste from the center cutter chamber 10 to the face chamber S together with the mud material.

センターカッター室10は、実施の形態1と同様に、既述の回動体E2の内部に画成される。すなわち、センターカッター室10の前部側、この場合、回動体E2内部の回動軸E21(図1参照)を含めて前部側が平面視長方形状の中空部で、この中空部がセンターカッター取付部10Fになっている。このセンターカッター取付部10Fに、既述のとおり、複数のローラービットC1が同軸上で回動可能に上下方向に連接して取り付けられる。センターカッター室10の後部側、この場合、回動体E2内部の後部側が前部側の中空部に連通する平面視略逆台形の中空部で、この中空部がズリ取り込みスペース10Rになっている。このセンターカッター室10に作泥土材とともに掘削ズリをズリ取り込みスペース10Rから外部に排出するための排出口100が形成される。この場合、センターカッター室10に排出口100が2箇所形成される。一方の排出口100は回動体E2及び回動ガイドE1の後部の上部所定の位置を貫通して形成され、他方の排出口100は回動体E2及び回動ガイドE1の後部の下部所定の位置を貫通して形成される。 As in the first embodiment, the center cutter chamber 10 is defined inside the rotating body E2 described above. That is, the front side of the center cutter chamber 10, in this case, the front side including the rotating shaft E21 (see FIG. 1) inside the rotating body E2 is a hollow part that is rectangular in plan view, and this hollow part is used for mounting the center cutter. It is on the 10th floor. As described above, a plurality of roller bits C1 are attached to the center cutter attachment portion 10F so as to be rotatable on the same axis and connected in the vertical direction. The rear side of the center cutter chamber 10, in this case the rear side inside the rotary body E2, is a hollow section that is approximately inverted trapezoidal in plan view and communicates with the hollow section on the front side, and this hollow section serves as a shear take-up space 10R. A discharge port 100 is formed in the center cutter chamber 10 for discharging excavated waste together with the soil material from the waste collection space 10R to the outside. In this case, two discharge ports 100 are formed in the center cutter chamber 10. One discharge port 100 is formed by penetrating through a predetermined position in the upper part of the rear part of the rotating body E2 and the rotary guide E1, and the other discharge port 100 is formed in a predetermined position in the lower part of the rear part of the rotary body E2 and the rotary guide E1. It is formed through.

掘削ズリ導出路6は、一端がセンターカッター室10の排出口100に連結され、他端が切羽室Sに連結される排泥配管61と、マシン本体M10側に設置され、作泥土材を供給するポンプ駆動の作泥土材供給装置62と、一端が作泥土材供給装置62に連結され、他端がマシン本体M10側で回転筒M12の軸心上に配置されるスイベルジョイント64に連結されるマシン本体M10側の作泥土材供給管63と、一端がマシン本体M10側でスイベルジョイント64を介してマシン本体M10側の作泥土供給管63の他端に連結され、他端側が回転筒M12、カッターヘッドM11を経由して、他端が吐出口としてカッターヘッドM11の前面板M171に開口されるカッターヘッドM11側の作泥土材供給管65と、一端が作泥土供給装置62に連結され、他端がマシン本体M10側でスイベルジョイント64に連結されるマシン本体M10側の作泥土材送給管66と、一端がマシン本体M10側でスイベルジョイント64を介してマシン本体M10側の作泥土材送給管66の他端に連結され、他端側が回転筒M12を経由して、他端が排泥配管61のセンターカッター室10の排出口100近傍に連結される排泥配管61側の作泥土材送給管67とを備えて構成され、カッターヘッドM11の前面側に作泥土材を供給するとともに、排泥配管61に作泥土材を送給して、カッターヘッドM11で掘削された掘削ズリを作泥土材とともにセンターカッター室10に取り込み、排泥配管61で作泥土材を混入させて、切羽室Sへ排出するようになっている。 The excavation waste outlet path 6 is installed on the machine main body M10 side with a mud removal pipe 61 connected to the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 at one end and connected to the face chamber S at the other end, and supplies soil material for making mud. One end is connected to the sludge supply device 62 driven by a pump, and the other end is connected to a swivel joint 64 arranged on the axis of the rotary cylinder M12 on the machine body M10 side. One end of the soil supply pipe 63 on the machine body M10 side is connected to the other end of the soil supply pipe 63 on the machine body M10 side via a swivel joint 64, and the other end is connected to the rotary tube M12. , via the cutter head M11, the other end is connected to the cutter head M11 side mud-making soil supply pipe 65 which is opened as a discharge port in the front plate M171 of the cutter head M11, and one end is connected to the mud-making soil material supply device 62. , the other end is connected to the swivel joint 64 on the machine body M10 side, and the other end is connected to the swivel joint 64 on the machine body M10 side, and one end is connected to the machine body M10 side through the swivel joint 64. The mud removal pipe 61 side is connected to the other end of the material feeding pipe 66, the other end is connected to the vicinity of the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 of the mud removal pipe 61 via the rotating cylinder M12, and the other end is connected to the vicinity of the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 of the mud removal pipe 61. The mud-making soil material supply pipe 67 supplies the mud-making soil material to the front side of the cutter head M11, and also feeds the mud-making soil material to the mud drainage pipe 61, so that the cutter head M11 can excavate. The excavated waste is taken into the center cutter chamber 10 together with the mud-making soil material, and the mud-making soil material is mixed in with the mud-discharging pipe 61 and discharged to the face chamber S.

この場合、2本の排泥配管61はセンターカッター室10の上下の各排出口100に連結されて、切羽室Sに向けて異なる2方向に延びる。一方の排泥配管61は一端がセンターカッター室10の後部上部の排出口100に連結され、回転筒M12の片側一方側に向けて延び、他端が切羽室Sに連結されて開口され、他方の排泥配管61は一端がセンターカッター室10の後部下部の排出口100に連結され、回転筒M12の片側他方側に向けて延び、他端が切羽室Sに連結されて開口される。 In this case, the two mud removal pipes 61 are connected to the upper and lower discharge ports 100 of the center cutter chamber 10, and extend toward the face chamber S in two different directions. One end of one mud drainage pipe 61 is connected to the discharge port 100 at the rear upper part of the center cutter chamber 10, extends toward one side of the rotary cylinder M12, the other end is connected to the face chamber S, and the other end is opened. One end of the mud drainage pipe 61 is connected to the discharge port 100 at the rear lower part of the center cutter chamber 10, extends toward one side of the rotary cylinder M12, and the other end is connected to the face chamber S and opened.

作泥土供給装置62は、マシン本体M10側に設置される作泥土材タンク620と、作泥土材タンク620に配管621a、621bを介して連結される第1、第2のポンプ622、623とからなり、作泥土タンク620の作泥土材を第1、第2のポンプ622、623の駆動により供給する。 The mud-making soil material supply device 62 includes a mud-making soil material tank 620 installed on the machine body M10 side, and first and second pumps 622 and 623 connected to the mud-making soil material tank 620 via piping 621a and 621b. The muddy soil material in the muddy soil material tank 620 is supplied by driving the first and second pumps 622 and 623.

マシン本体M10側の作泥土材供給管63は、一端が第1のポンプ622に連結され、他端が分配器630(分配弁)に連結され、分配器630で2系統に分けられて、第1、第2の配管631、632とを有し、それぞれ、マシン本体M10側で回転筒M12の軸心上に配置されるスイベルジョイント64に連結される。この場合、第2の配管632はスイベルジョイント64の中央に通される。 One end of the soil material supply pipe 63 on the machine body M10 side is connected to the first pump 622, the other end is connected to the distributor 630 (distribution valve), and the distributor 630 divides it into two systems. 1 and second pipes 631 and 632, each of which is connected to a swivel joint 64 arranged on the axis of the rotary cylinder M12 on the machine main body M10 side. In this case, the second pipe 632 is passed through the center of the swivel joint 64.

カッターヘッドM11側の作泥土材供給管65は、一端がマシン本体M10側でスイベルジョイント64を介してマシン本体M10側の作泥土材供給管63の第1の配管631に連結され、他端側が回転筒M12内からカッターヘッドM11内に通されて、他端(吐出口)がカッターヘッドM11の前面板M171の外周側で開口される第1の配管651と、一端がマシン本体M10側でスイベルジョイント64を介してマシン本体M10側の作泥土材供給管63の第2の配管632に連結され、他端側が回転筒M12内からカッターヘッドM11内に通されて、他端(吐出口)がカッターヘッドM11の前面板M171の中央付近でセンターカッター取付口M20の近傍に開口される第2の配管652とからなり、作泥土材タンク620の作泥土材をカッターヘッドMの前面板M171の外周側とセンター側で吐出する。 One end of the mud-making soil supply pipe 65 on the cutter head M11 side is connected to the first pipe 631 of the mud-making soil supply pipe 63 on the machine body M10 side via a swivel joint 64 on the machine body M10 side, and the other end is connected to the first pipe 631 of the mud-making soil supply pipe 63 on the machine body M10 side. A first pipe 651 is passed from inside the rotary cylinder M12 into the cutter head M11, and the other end (discharge port) is opened on the outer peripheral side of the front plate M171 of the cutter head M11, and one end is swiveled on the machine main body M10 side. It is connected to the second pipe 632 of the soil material supply pipe 63 on the machine main body M10 side via the joint 64, and the other end is passed from inside the rotary cylinder M12 into the cutter head M11, and the other end (discharge port) It consists of a second pipe 652 that opens near the center of the front plate M171 of the cutter head M11 and near the center cutter attachment port M20, and the pipe 652 is connected to the outer circumference of the front plate M171 of the cutter head M. Discharge from the side and center side.

マシン本体M10側の作泥土材送給管66は、一端が第2のポンプ623に連結され、他端が分配器(分配弁)660に連結され、分配器660で2系統に分けられて、第1、第2の配管661、662とを有し、それぞれ、マシン本体M側で回転筒M12の軸心上に配置されるスイベルジョイント64に連結される。 One end of the soil material feed pipe 66 on the side of the machine body M10 is connected to the second pump 623, the other end is connected to the distributor (distribution valve) 660, and the distributor 660 divides it into two systems. It has first and second pipes 661 and 662, each of which is connected to a swivel joint 64 arranged on the axis of the rotary cylinder M12 on the machine main body M side.

カッターヘッドM11側の作泥土材送給管67は、一端がマシン本体M10側でスイベルジョイント64を介してマシン本体M10側の作泥土材送給管66の第1の配管661に連結され、他端側が回転筒M12内にカッターヘッドM11に向けて通されて、他端(吐出口)が上部側の排泥配管61でセンターカッター室10の排出口100の近傍に連結されて開口される第1の配管671と、一端がマシン本体M10側でスイベルジョイント64を介してマシン本体M10側の作泥土材送給管66の第2の配管662に連結され、他端側が回転筒M12内にカッターヘッドM11に向けて通されて、他端(吐出口)が下部側の排泥配管61でセンターカッター室10の排出口100の近傍に連結されて開口される第2の配管672とからなり、作泥土材タンク620の作泥土材を各排泥配管61のセンターカッター室10側の端部で各排泥配管61内に吐出する。 One end of the mud-making soil material feed pipe 67 on the cutter head M11 side is connected to the first pipe 661 of the mud-making soil material feed pipe 66 on the machine body M10 side via a swivel joint 64 on the machine body M10 side, and the other The first end is passed through the rotary cylinder M12 toward the cutter head M11, and the other end (discharge port) is connected to and opened near the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 by the mud discharge pipe 61 on the upper side. One end of the first pipe 671 is connected to the second pipe 662 of the soil material feed pipe 66 on the machine main body M10 side via a swivel joint 64 on the machine main body M10 side, and the other end is connected to the cutter inside the rotary cylinder M12. It consists of a second pipe 672 that passes toward the head M11 and has its other end (discharge port) connected to and opened in the vicinity of the discharge port 100 of the center cutter chamber 10 by the mud discharge pipe 61 on the lower side, The mud-making soil material in the mud-making soil material tank 620 is discharged into each mud-discharging pipe 61 at the end of each mud-discharging pipe 61 on the center cutter chamber 10 side.

このようにしてセンターカッター室10に取り込まれた掘削ズリを作泥土材とともに切羽室Sに循環させるようになっている。かくしてセンターカッター取付口M20とセンターカッター1との間の掘削ズリの流入排出を促進する。 In this way, the excavated waste taken into the center cutter chamber 10 is circulated to the face chamber S together with the mud material. In this way, the inflow and discharge of excavated waste between the center cutter attachment port M20 and the center cutter 1 is facilitated.

図6に泥土圧式シールドマシンM2の作泥土材とセンターカッター1による掘削ズリの流れを併せて示している。 FIG. 6 shows the flow of soil material produced by the mud pressure type shield machine M2 and the flow of excavated waste by the center cutter 1.

図6に示すように、このシールドマシンM2では、マシン本体M10側の作泥土材タンク620から第1のポンプ622により供給される作泥土材が作泥土材供給管63、65を通じてカッターヘッドM11前面の吐出口から吐出され、この作泥土材とカッターヘッドM11により掘削された土砂が切羽室Sで撹拌混合され、これが排土装置29によりマシン本体M10外に排出される。この場合、作泥土材タンク620の作泥土材は第1のポンプ622により圧送され、分配器630で第1、第2の配管631、632に分配される。第1の配管631の作泥土材はスイベルジョイント64を通り、第1の配管651を経由して、カッターヘッドM11の前面板M171の外周側の吐出口からカッターヘッドM11の前面へ吐出される。第2の配管632の作泥土材はスイベルジョイント64の中央を通り、第2の配管652を経由して、カッターヘッドM11の前面板M171のセンターカッター1付近の吐出口からカッターヘッドM11の前面へ吐出される。 As shown in FIG. 6, in this shield machine M2, the mud-making soil material supplied by the first pump 622 from the mud-making soil material tank 620 on the machine body M10 side passes through the mud-making soil material supply pipes 63 and 65 to the front surface of the cutter head M11. This mud material and the earth and sand excavated by the cutter head M11 are agitated and mixed in the face chamber S, and are discharged by the earth removal device 29 to the outside of the machine body M10. In this case, the muddy soil material in the muddy soil material tank 620 is pumped by the first pump 622 and distributed to the first and second pipes 631 and 632 by the distributor 630. The soil material from the first pipe 631 passes through the swivel joint 64, passes through the first pipe 651, and is discharged from the discharge port on the outer peripheral side of the front plate M171 of the cutter head M11 to the front surface of the cutter head M11. The soil material from the second pipe 632 passes through the center of the swivel joint 64, passes through the second pipe 652, and flows from the discharge port near the center cutter 1 on the front plate M171 of the cutter head M11 to the front surface of the cutter head M11. It is discharged.

これと同時に、作泥土材タンク620の作泥土材は第2のポンプ623により圧送され、分配器660で第1、第2の配管661、662に分配される。第1の配管661の作泥土材はスイベルジョイント64を通り、第1の配管671を経由して、一方の排泥配管61のセンターカッター室10の一方の排出口100付近で吐出される。第2の配管662の作泥土材はスイベルジョイント64を通り、第2の配管672を経由して、他方の排泥配管61のセンターカッター室10の他方の排出口100付近で吐出される。これにより、センターカッター1で掘削された掘削ズリとセンターカッター1の前面に吐出された作泥土材が混合され、泥土になって、これがセンターカッター取付口M20からセンターカッター室10のズリ取り込みスペース10Rへ円滑に取り込まれて各排泥口100から排出される。そして、この泥土が各排泥配管61に流れ込むと、ここでさらに作泥土材が供給されることにより、泥土の流動性が高められ、泥土が排出されやすくなる。この混合体である泥土はセンターカッター室10の各排出口100から各排泥配管61を流れて、切羽室Sへ排出される。この泥土は切羽室Sの泥土と撹拌混合されて、排土装置29からマシン本体M10外へ排出される。このようにセンターカッター1で掘削されたズリはセンターカッター取付口M20からセンターカッター室10内へ流れる泥水や作泥土材に混入され、各排出口100付近でさらに作泥土材が混入されて各排泥配管61から流れ出るので、センターカッター取付口M20に掘削ズリが滞留したり固結したりすることがない。これによって、センターカッター1の各ローラービットC1に過剰な力が作用することがなく、異常な摩耗もなく、センターカッター1による順調な掘進が可能となる。 At the same time, the muddy soil material in the muddy soil material tank 620 is pumped by the second pump 623 and distributed to the first and second pipes 661 and 662 by the distributor 660. The soil material from the first pipe 661 passes through the swivel joint 64, passes through the first pipe 671, and is discharged near one discharge port 100 of the center cutter chamber 10 of the one mud removal pipe 61. The soil material from the second pipe 662 passes through the swivel joint 64, passes through the second pipe 672, and is discharged near the other discharge port 100 of the center cutter chamber 10 of the other mud removal pipe 61. As a result, the excavated waste excavated by the center cutter 1 and the mud material discharged to the front of the center cutter 1 are mixed and become mud, which is transferred from the center cutter attachment port M20 to the waste capture space 10R of the center cutter chamber 10. The mud is smoothly taken in and discharged from each mud removal port 100. Then, when this mud flows into each mud drainage pipe 61, mud material is further supplied here, thereby increasing the fluidity of the mud and making it easier to discharge the mud. This mixed mud flows through each mud discharge pipe 61 from each discharge port 100 of the center cutter chamber 10 and is discharged to the face chamber S. This mud is stirred and mixed with the mud in the face chamber S, and is discharged from the earth removal device 29 to the outside of the machine main body M10. In this way, the waste excavated by the center cutter 1 is mixed with the muddy water and soil material flowing from the center cutter attachment port M20 into the center cutter chamber 10, and the mud material is further mixed in the vicinity of each discharge port 100, and the soil material is further mixed in with each discharge port. Since the mud flows out from the mud pipe 61, there is no possibility that excavated debris will accumulate or solidify in the center cutter attachment port M20. As a result, excessive force is not applied to each roller bit C1 of the center cutter 1, and smooth digging by the center cutter 1 is possible without abnormal wear.

以上説明したように、このセンターカッター1では、カッターヘッドM11のセンターカッター取付口M20と後面板M172との間にセンターカッター室10を画成し、カッターヘッドM11とセンターカッター室10とマシン本体M10との間に、カッターヘッドM11の前面側及び各排泥配管61のセンターカッター室10側の端部に作泥土材を送り込み、センターカッター1により掘削する掘削ズリを作泥土材とともにセンターカッター取付口M20を通じてセンターカッター室10内に取り込み、このセンターカッター室10内の掘削ズリをさらに作泥土材とともに切羽室Sへ送り出すポンプ駆動の掘削ズリ導出路6を設け、センターカッター取付口M20とセンターカッター1との間の掘削ズリの流入排出を促進するようにしたので、センターカッター取付口M20からズリを取り込みやすくし、センターカッター取付口M20で掘削ズリを固結させないようにして、カッターヘッドM11前面の中央部からカッターヘッドM11後方の切羽室Sへ掘削ズリを円滑かつ確実に排出することができる。 As explained above, in this center cutter 1, the center cutter chamber 10 is defined between the center cutter attachment port M20 of the cutter head M11 and the rear plate M172, and the center cutter chamber 10 is defined between the cutter head M11, the center cutter chamber 10, and the machine body M10. The mud material is fed into the front side of the cutter head M11 and the end of each mud drainage pipe 61 on the center cutter chamber 10 side, and the excavated waste to be excavated by the center cutter 1 is delivered to the center cutter attachment port together with the mud material. A pump-driven excavation waste outlet path 6 is provided to take the excavation waste in the center cutter chamber 10 into the center cutter chamber 10 through the center cutter chamber 10 through the M20, and further send out the excavation waste in the center cutter chamber 10 to the face chamber S together with the soil material. Since the inflow and discharge of excavated waste between the center cutter head M11 and Excavation waste can be smoothly and reliably discharged from the central portion to the face chamber S behind the cutter head M11.

なお、この実施の形態2では、作泥土材送給管が排泥配管のセンターカッター室の排出口近傍に連結されて、センターカッター室から排泥配管に流れる泥土に作泥土材を混入するようにしているが、この排泥配管に流れる泥土に圧縮空気、又は作泥土材及び圧縮空気を混入してもよく、このようにしても泥土の流れが促進され、センターカッター室の泥土を排泥配管を通じて切羽室へより円滑かつ確実に排出することができる。 In this second embodiment, the mud-making soil material supply pipe is connected to the vicinity of the outlet of the center cutter chamber of the mud removal pipe, so that the mud-making soil material is mixed into the mud flowing from the center cutter room to the mud removal pipe. However, compressed air, or mud material and compressed air may be mixed in with the mud flowing through this mud drainage pipe.This also promotes the flow of mud and drains the mud in the center cutter room. It can be discharged more smoothly and reliably into the face chamber through piping.

M トンネル掘進機
M1 泥水式シールドマシン
M2 泥土圧式シールドマシン
M10 マシン本体(掘削機本体)
M11 カッターヘッド
M12 回転筒
M120 通路室
M13 隔壁
M130 開口
M14 旋回環・ギア
M15 カッターヘッド支持桁
M16 カッター駆動装置
M161 駆動ピニオン
M162 駆動モーター
M17 カッタースポーク
M171 前面板
M172 後面板
M18 開口部
M19 外周リング
M20 センターカッター取付口
M21 インナーカッター取付口
M22 ゲージカッター取付口
M23 排土口
S 切羽室
S1 間隙
C カッタービット
C1 ローラービット
C2 ティースビット
R カッタービット交換作業室
E カッタービット交換装置
E1 回動ガイド
E10 ガイド面
E11 軸受
E12 管孔
E13 カッタービット交換口
E14 蓋
E14a 本体
E14b フランジ
E2 回動体
E21 回動軸
E22 前面部
E220 開口部
E23 後面部
E24 呑口
E25 カッタービット支持固定部
E251 カッタービット支持部材
E3 回動体駆動装置
E4 回動体ロック装置
E5 排泥管
E61 配管
E62 配管
1 センターカッター
10 センターカッター室
10F センターカッター取付部
10R ズリ取り込みスペース
100 排出口
2 排泥回路
20 排泥管
21 排泥ポンプ
22 配管
23 伸縮管
24 配管
25 排泥中継ポンプ
26 配管
27 伸縮管
28 送泥管
29 排土装置(スクリューコンベア)
3 排泥処理設備
31 配管
32 一次処理槽
33 配管
34 配管
35 調整槽
36 排土設備
37 配管
38 配管
39 送泥ポンプ
40 二次処理槽
41 配管
42 配管
43 三次処理槽
44 配管
45 排水設備
5 掘削ズリ導出路
52 スイベルジョイント
521 架台
53 排泥中継配管
54 泥水ポンプ
55 排泥供給配管
6 掘削ズリ導出路
61 排泥配管
62 作泥土材供給装置
620 作泥土材タンク
621a、621b 配管
622 ポンプ
623 ポンプ
63 作泥土材供給管
630 分配器
631 配管
632 配管
64 スイベルジョイント
65 作泥土材供給管
651 配管
652 配管
66 作泥土材送給管
660 分配器
661 配管
662 配管
67 作泥土材送給管
671 配管
672 配管
M Tunnel excavation machine M1 Mud water shield machine M2 Mud pressure shield machine M10 Machine body (excavator body)
M11 Cutter head M12 Rotating tube M120 Passage chamber M13 Partition wall M130 Opening M14 Swivel ring/gear M15 Cutter head support spar M16 Cutter drive device M161 Drive pinion M162 Drive motor M17 Cutter spoke M171 Front plate M172 Rear plate M18 Opening M19 Outer ring M 20 center Cutter mounting port M21 Inner cutter mounting port M22 Gauge cutter mounting port M23 Discharge port S Face chamber S1 Gap C Cutter bit C1 Roller bit C2 Teeth bit R Cutter bit replacement work room E Cutter bit replacement device E1 Rotation guide E10 Guide surface E11 Bearing E12 Hole E13 Cutter bit exchange port E14 Lid E14a Main body E14b Flange E2 Rotating body E21 Rotating shaft E22 Front part E220 Opening E23 Rear part E24 Spout E25 Cutter bit support fixing part E251 Cutter bit support member E3 Rotating body drive device E4 Rotating body locking device E5 Sludge removal pipe E61 Piping E62 Piping 1 Center cutter 10 Center cutter chamber 10F Center cutter mounting part 10R Sludge intake space 100 Discharge port 2 Sludge removal circuit 20 Sludge removal pipe 21 Sludge removal pump 22 Piping 23 Telescopic pipe 24 Piping 25 Sludge removal relay pump 26 Piping 27 Expandable pipe 28 Sludge feeding pipe 29 Soil removal device (screw conveyor)
3 Sludge treatment equipment 31 Piping 32 Primary treatment tank 33 Piping 34 Piping 35 Adjustment tank 36 Earth removal equipment 37 Piping 38 Piping 39 Sludge pump 40 Secondary treatment tank 41 Piping 42 Piping 43 Tertiary treatment tank 44 Piping 45 Drainage equipment 5 Excavation Sludge extraction path 52 Swivel joint 521 Frame 53 Sludge removal relay piping 54 Mud water pump 55 Sludge supply piping 6 Excavation sludge extraction passage 61 Sludge drainage piping 62 Mud production soil material supply device 620 Mud production soil material tank 621a, 621b Piping 622 Pump 623 Pump 63 Mud supply pipe 630 Distributor 631 Piping 632 Piping 64 Swivel joint 65 Mud supply pipe 651 Piping 652 Piping 66 Mud supply pipe 660 Distributor 661 Piping 662 Piping 67 Mud supply pipe 671 Piping 672 Piping

Claims (4)

マシン本体の前面に切羽室を介在して前記マシン本体の前面の中心から延びる回転筒を介してカッターヘッドが回動可能に設けられ、前記カッターヘッドの前面板の略中央にセンターカッター取付口が形成され、前記センターカッター取付口と前記カッターヘッドの後面板との間にセンターカッター取付部が設けられて、前記センターカッター取付部に複数のカッタービットが回転可能に取り付けられ、前記カッターヘッドの略中央で切羽を掘削する泥水式シールドマシン及び泥土圧式シールドマシンを含むトンネル掘進機のセンターカッターにおいて、
前記前面板の前記センターカッター取付口と前記後面板との間に前記センターカッター取付部の後部に掘削ズリを泥水又は作泥土材とともに取り込むためのズリ取り込みスペースを有するセンターカッター室が画成され、
前記カッターヘッドと前記センターカッター室と前記マシン本体との間に、前記カッターヘッドの前面側に泥水又は作泥土材を送り込み、前記センターカッターにより掘削する掘削ズリを泥水又は作泥土材とともに前記センターカッター取付口を通じて前記センターカッター室内に取り込ませ、前記センターカッター室から掘削ズリを泥水又は作泥土材とともに前記切羽室へ送り出すポンプ駆動の掘削ズリ導出路を備え、
前記センターカッター取付口と前記センターカッターとの間の掘削ズリの流入排出を促進する、
ことを特徴とするトンネル掘進機のセンターカッター。
A cutter head is rotatably provided on the front surface of the machine body via a rotary cylinder extending from the center of the front surface of the machine body with a face chamber interposed therebetween, and a center cutter mounting opening is provided approximately at the center of the front plate of the cutter head. a center cutter attachment part is provided between the center cutter attachment opening and the rear plate of the cutter head, a plurality of cutter bits are rotatably attached to the center cutter attachment part, and a plurality of cutter bits are rotatably attached to the center cutter attachment part; In the center cutter of tunnel boring machines including mud water type shield machines and mud pressure type shield machines that excavate the face at the center,
A center cutter chamber is defined between the center cutter attachment port of the front plate and the rear plate, and the center cutter chamber has a scrap capture space at the rear of the center cutter attachment portion for taking in excavation debris together with muddy water or soil material;
Between the cutter head, the center cutter chamber, and the machine body, muddy water or muddy soil material is sent to the front side of the cutter head, and the excavated waste excavated by the center cutter is removed together with the muddy water or muddy soil material by the center cutter. A pump-driven excavation waste outlet path is provided that takes the excavation waste into the center cutter chamber through the attachment port and sends the excavation waste from the center cutter chamber to the face chamber together with mud water or soil material,
promoting the inflow and discharge of excavation waste between the center cutter attachment port and the center cutter;
A center cutter for tunnel boring machines.
センターカッター取付部の少なくとも片側一方の側部にマシン本体側の大気圧に連通されるカッタービット交換作業室が画成され、前記センターカッター取付部に前記センターカッター取付部と前記カッタービット交換作業室との間でカッタービットを交換するためのカッタービット交換装置が設置され、前記カッタービット交換装置は、カッターヘッドの前面板のセンターカッター取付口から後面板に向けて略円筒状に形成される回動ガイドと、前記回動ガイド内に回動軸を介して回動可能に嵌合配置される回動体と、前記回動ガイド内で前記回動体を駆動する回動体駆動装置と、前記回動体の回動をロックする回動体ロック装置とを備えて構成され、センターカッター室は前記回動体の内部に画成される請求項1に記載のトンネル掘進機のセンターカッター。 A cutter bit replacement work chamber is defined at least on one side of the center cutter mounting portion, and the cutter bit replacement work chamber is connected to the center cutter mounting portion, and the cutter bit replacement work chamber is connected to the center cutter mounting portion. A cutter bit exchange device is installed for exchanging cutter bits between the cutter head and the cutter bit exchange device, and the cutter bit exchange device is a circuit formed in a substantially cylindrical shape from the center cutter attachment opening on the front plate of the cutter head toward the rear plate. a rotating body that is rotatably fitted into the rotating guide via a rotating shaft; a rotating body driving device that drives the rotating body within the rotating guide; and a rotating body that drives the rotating body within the rotating guide. 2. The center cutter for a tunnel excavating machine according to claim 1, further comprising a rotating body locking device for locking rotation of the rotating body, and a center cutter chamber is defined inside the rotating body. トンネル掘進機は泥水式シールドマシンとして構成され、センターカッター室に泥水とともに掘削ズリをズリ取り込みスペースから外部に排出するための排出口を有し、掘削ズリ導出路は、一端が前記センターカッター室の前記排出口に連結され、回転筒に通されて、他端がマシン本体側で前記回転筒の軸心上に配置される排泥配管と、一端が前記マシン本体側で前記回転筒の軸心上に配置されるスイベルジョイントを介して前記排泥配管の他端に連結される排泥中継管と、前記排泥中継管の他端に連結されるポンプと、前記ポンプに一端が連結され、他端が吐出口として前記マシン本体の前面に前記切羽室に向けて配置される排泥供給配管とを備えて構成され、前記センターカッター室に取り込まれた掘削ズリを泥水とともに前記切羽室に循環させる請求項1又は2に記載のトンネル掘進機のセンターカッター。 The tunnel excavation machine is configured as a muddy water type shield machine, and has an outlet in the center cutter chamber for discharging excavation waste together with muddy water from the waste collection space to the outside, and one end of the excavation waste outlet path is connected to the center cutter chamber. A sludge removal pipe connected to the discharge port, passed through the rotary tube, and having the other end located on the machine body side and located on the axis of the rotary tube, and one end connected to the machine body side and disposed on the axis of the rotary tube. a sludge removal relay pipe connected to the other end of the sludge removal pipe via a swivel joint disposed above; a pump connected to the other end of the sludge removal pipe; one end connected to the pump; The other end is a discharge port, and the drain supply pipe is arranged on the front side of the machine body toward the face chamber, and the excavated waste taken into the center cutter chamber is circulated to the face chamber along with muddy water. The center cutter for a tunnel boring machine according to claim 1 or 2. トンネル掘進機は泥土圧式シールドマシンとして構成され、センターカッター室に作泥土材とともに掘削ズリをズリ取り込みスペースから外部に排出するための排出口を有し、掘削ズリ導出路は、一端が前記センターカッター室の前記排出口に連結され、他端が前記切羽室に連結される排泥配管と、マシン本体側に設置され、作泥土材を供給するポンプ駆動の作泥土材供給装置と、一端が前記作泥土材供給装置に連結され、他端が前記マシン本体側で回転筒の軸心上に配置されるスイベルジョイントに連結されるマシン本体側の作泥土材供給管と、一端が前記マシン本体側で前記スイベルジョイントを介して前記マシン本体側の作泥土供給管の他端に連結され、他端側が前記回転筒、カッターヘッドを経由して、他端が吐出口として前記カッターヘッドの前面板に開口されるカッターヘッド側の作泥土材供給管と、一端が前記作泥土供給装置に連結され、他端が前記マシン本体側で前記スイベルジョイントに連結されるマシン本体側の作泥土材送給管と、一端が前記マシン本体側で前記スイベルジョイントを介して前記マシン本体側の作泥土材送給管の他端に連結され、他端側が前記回転筒を経由して、他端が前記排泥配管の前記センターカッター室の排出口近傍に連結される排泥配管側の作泥土材送給管とを備えて構成され、前記カッターヘッドの前面側に作泥土材を供給するとともに、前記排泥配管に作泥土材を送給して、前記カッターヘッドで掘削された掘削ズリを作泥土材とともに前記センターカッター室に取り込み、前記排泥配管で作泥土材を混入させて、前記切羽室へ排出する請求項1又は2に記載のトンネル掘進機のセンターカッター。 The tunnel excavation machine is configured as a mud pressure type shield machine, and has an outlet in the center cutter room for collecting excavated waste together with the soil materials and discharging it outside from the space, and one end of the excavated waste outlet path is connected to the center cutter. a sludge drainage pipe connected to the discharge port of the chamber and the other end connected to the face chamber; a pump-driven sludge material supply device installed on the machine main body side for supplying sludge material; a mud-making soil material supply pipe on the machine main body side that is connected to the mud-making soil material supply device, the other end of which is connected to a swivel joint arranged on the axis of the rotary cylinder on the machine main body side, and one end of the pipe that is connected to the machine main body side is connected to the other end of the soil material supply pipe on the machine main body side via the swivel joint, the other end is connected to the rotary cylinder, the cutter head is connected to the front plate of the cutter head, and the other end is connected to the front plate of the cutter head as a discharge port. a mud-making soil material supply pipe on the cutter head side that is opened at the cutter head side, and a mud-making soil material feed pipe on the machine body side that has one end connected to the mud material supply device and the other end connected to the swivel joint on the machine body side. A feed pipe, one end of which is connected to the other end of the soil supply pipe on the machine main body side via the swivel joint, the other end of which is connected to the other end of the feed pipe via the rotary tube, and the other end of the feed pipe is and a mud-making soil material supply pipe on the mud-discharging pipe side connected to the vicinity of the discharge port of the center cutter chamber of the mud-discharging pipe, and supplying mud-making soil material to the front side of the cutter head, and The mud-making soil material is fed to the mud-discharging pipe, and the excavated waste excavated by the cutter head is taken into the center cutter chamber together with the mud-making soil material, and the mud-making soil material is mixed through the mud-discharging pipe, and the mud-making soil material is mixed into the face chamber. The center cutter for a tunnel boring machine according to claim 1 or 2, wherein the center cutter discharges the tunnel into the tunnel excavator.
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