JPS61151396A - シールド型トンネル掘削装置 - Google Patents

シールド型トンネル掘削装置

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JPS61151396A
JPS61151396A JP59271910A JP27191084A JPS61151396A JP S61151396 A JPS61151396 A JP S61151396A JP 59271910 A JP59271910 A JP 59271910A JP 27191084 A JP27191084 A JP 27191084A JP S61151396 A JPS61151396 A JP S61151396A
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cutter
rotating shaft
bit
excavation device
partition wall
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鈴木　健樹
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Iseki Kaihatsu Koki KK
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    • E21D9/0875—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 未発明は、トンネルを掘進するシールドトンネル掘進装
置に関し、特に２種類のビットを備えた力・ンタヘッド
により切羽を掘削しつつトンネルを掘進するシールドト
ンネル掘進装置に関する。
（従来技術） 加圧された泥水や清水を用いて切羽の崩壊を防ぎながら
トンネルを掘進するシールドトンネル掘進装置は、一般
に、粘土層のような軟質層の掘進時に用いる複数のカッ
タビットと、岩盤層のような硬質層の掘進時に用いる複
数のローラビットのうちのいずれか一方のビットをカッ
タヘッドに取付けている。
しかし、カッタビットを設けた装置で硬質層を掘進する
とカッタビットが切羽によって損傷され、またローラビ
ットを設けた装置で軟質層を掘進すると作業能率が低下
してしまう、この“ため、一方のビットのみを設けた一
般的な装置では、カッタヘッドに取付けられたビットに
応じて軟質層と硬質層のいずれか一方の掘削に用いるこ
とができるにすぎない。
複数のカッタビットとローラビットとをカッタヘッドに
設けたｔｉｎ装置も知られている。しかし、この公知の
装置は、各カッタビットとローラビットとがカッタヘッ
ドに固定されているため、軟質層の掘進時に粘土や泥等
がローラビットに付着し、その結果ローラビットが掘進
作業の妨げになり、また硬質層の掘進時にカッタビット
が損傷されるという欠点がある。
（発明の目的） 本発明は、軟質層及び硬質層のいずれの掘削にも用いる
ことができ、しかもカッタビットとローラビットとを備
えているにもかかわらず、軟質層の掘進時にローラビッ
トが掘進作業の妨げにならず、また、硬質層の掘進時に
カッタビットが損傷されないシールドトンネル掘進装置
を提供することを目的とする。
（発明の構成） 未発明にがかる掘進装置は、筒状のシールド本体と、こ
のシールド本体内に設けられた隔壁と、この隔壁に回転
自在に支持され、前記シールド本体の前後方向へ伸びる
回転軸と、この回転軸の前端部に配置されたカッタヘッ
ドであって複数のカッタピントが設けられた第１のカッ
タと複数のａ−ラビットが設けられた第２のカッタとを
含むカッタヘッドと、前記第１及び第２のカッタの一方
を他方に関して前後方向へ直線運動させる機構とを備え
る。
（発明の効果） 本発明によれば、カッタビットを第１のカッタに、ロー
ラビットを第２のカッタにそれぞれ設け、両力ツタの一
方を他方に関して前後方向へ直線運動させる機構を備え
たことにより、切羽の地質に応じてカッタビットとロー
ラビットの一方を突出させ、他方を後退させて掘削する
ことができ、従って軟質層及び硬質層のいずれの掘削に
も用いることができ、また軟質層と硬質層とが交互に存
在する地盤の掘削に用いることができ、しかも軟質層の
掘進時にローラビットが掘削作業の妨げにならず、硬質
層の掘進時にカッタビットが損傷されることもない。
（実施例） 以下、図面に示す実施例について説明する。
第１図及び第２図に示すシールドトンネル掘進、＄ｉｌ
Ｏは、筒状のシールド本体１２内にこれを横切って設け
られた仕切壁１４及び隔壁１６を含む、仕切壁１４は硼
窒１８を規定すべく隔壁１６よりも後方に隔てられてお
り、また仕切壁１４と隔壁１６とにはシールド本体１４
の中心部を前後方向に伸びる中空の回転軸２０が回転可
能に支持されている。
回転軸２０の前端部にはカッタヘッド２２が配置されて
おり、このカッタヘッド２２は第１のカッタ２４と、第
２のカッタ２６とを備えている。
第１のカッタ２４は、回転軸２０の前端部に嵌合されか
つ止めねじ（図示せず）により回転軸２０に固定された
ポス２８と、このポス２Ｂの前端部に設けられた円形の
面板３０とを含む。
面板３０の前面には、その中央部に複数のセンタビット
３２が取付けられている０面板３０は前記中央部の外周
にあって面板３０の半径方向へ伸びる複数（図示の例で
は２．）のスリー、ト３４を備え、スリット３４の相対
する両側の部分には複数のカッタビット３６が固定され
ている０面板３０の後面には、スリット３４を介して面
板３０と隔壁１６との間の空間部に受入れた土砂を面板
３０の回転にともなってかき上げる複数（図示の例では
４）のスクレーパ３８が取付けられている０面板３０は
、また、スリット３４間において径方向へ列をなす複数
の開口を備える。各開口は、後に説明するローラビット
４４の窓孔４８として参照される。
第２のカッタ２６は、回転軸２０の前端部に嵌合されか
つ滑りキー（図示せず）によって前後方向へ移動可能に
支持されたポス４０と、このポス４０かもその半径方向
外方へ伸びる複数（図示の例では？）のスポーク４２と
を含む、各スポーク４２は、面板３０の後方に配置され
ている。スポーク４２には複数のローラビット４４がそ
れぞれブラケット４６を介して回転可能に支持されてお
り、各ブラケット４６はローラビット４４が前記した窓
孔４８を経て面板３０の前後方向へ進退できるようにス
ポーク４２に配置されている。
カッタヘッド２２は、回転軸２０の後端側に配置された
回転機構５０により回転される。この回転機構５０は、
可逆モータ５２と、その出力軸に連結された減速４１１
５４と、その出力軸に取付られた歯車５２と、この歯車
５６と噛合する大歯車５８とを備える。モータ５２と減
速機５４とは仕切壁１４にねじ（図示せず）により固定
されたギヤケース６０に取付けられ、大歯車５８は回転
軸２０の後端部に取付けられている。
装置ｔｔｏは、さらに、カッタヘッド２２の第２のカッ
タ２６を第１のカッタ２４に対して前後方向へ直線運動
させる直線運動機構６２を備える。この機構６２は、ギ
ヤケース６０に取付けられた空圧または液圧の２個のシ
リンダ６４と、両シリンダ６４のピストンロッド６６を
互いに連結する連結アーム６８と、回転軸２０をその軸
線方向へ貫く中空部２０ａ中に配置された滑動軸７０と
、第１のカッタ２４のポス２８を前後方向へ貫通する複
数のリンク棒７２と、各リンク棒７２の前端部を互いに
連結するリンク片７４とを備える。各リンク棒７２の後
端部は、第２のカッタ２６のポス４０に連結されている
。滑動軸７０の後端部は複数のスラストベアリング７６
により連結アーム６８に回転可能に連結されており、そ
の前端部はリンク片７４に連結されている。
隔壁１６の上部には開ロア８が形成されており、この開
ロア８には隔壁１６に蝶着された蓋８０が配置されてい
る。蓋８０は、仕切壁１４に￥Ｉｇ軒けられたつ庄すｆ
：Ｌ士袴庄のシリンダ８２のピストンロッド８４にアー
ム８６を介して枢軸連結されており、常時はシリンダ８
２によって開ロア８を閉塞しているが、隔壁１６とカッ
タヘッド２２との間の空間部に受入れた土砂圧力がシリ
ンダ８２に設定された圧力を越えるとき、シリンダ８２
の圧力に抗して蓋８０を仕切壁１４側に枢動させ、土砂
を帰室１８内に流入させるべく開ロア８を開放する。
副室１８には、該硼窒内に入り込んだ比較的大きな礫を
破砕するクラッシャを構成するロータ８８及びステータ
９０が配置されている。ロータ８８は回転軸２０に取付
けられ、ステータ９０はロータ８８の下方にあって隔壁
１６に取付けられている。前記硼窒１８には高圧水が給
水バイブ９２を経て送られ、供給された水は帰室１８内
の土砂とともに排出パイプ９４を経てシールド本体１４
の後方へ排出される。
シールド本体１４はセグメント９６を反力体とする複数
の油圧ジヤツキ９８により前進され、シールド本体１４
が前進されたことにより該シールド本体とセグメント９
６との間に形成されたスペースには新なセグメントが配
置される。
掘進時に、この装置ｌＯは、回転機構５０のモータ５２
の回転を、減速機５４、歯車５６及び大歯車５８を介し
て回転軸２０へ伝達し、回転軸２０かも第１及び第２の
カッタ２４．２６のポス２８．４０へ伝達することによ
り、カッタヘッド２２を回転させる。これにより、切羽
はカッタピント３６またはローラビット４４により掘削
され、掘削された土砂は面板３０のスリット３４を経て
隔壁１６の前方の室へ入り、その後隔壁１６の開ロア８
を経て硼窒１８中に流入し、さらに硼窒１８から排出パ
イプ９４を経て水とともに排出される。
装置１０の作動時、直線運動機構６２のシリンダ６４の
ピストンロッド６６が突出すると、滑動軸７０が回転軸
２０に対し第１図において右方へ移動されることにより
、スポーク４２が同様に右方へ移動されて面板３０から
後方に引き離され、その結果ローラビット４４は面板３
０の後方へ。
すなわち、カッタビット３６よりも後方に退却する。前
記したとは逆に、シリンダ６４のピストンロッド６６が
シリンダ中に退却すると、滑動軸７０が回転軸２０に対
し第１図において左方へ移動される。これにより、スポ
ーク４２が同様に左方へ移動されて面板３０に接近し、
その結果ローラビット４４は面板３０の窓孔４８を経て
前方へ、すなわち、面板２６上に固定されたカッタビッ
ト３６よりも前方に突出する。
このため、装置１０は、ローラビット４４をカッタビッ
ト３６よりも前方に突出させて岩盤層を掘削することが
でき、これによりカッタビット３６が岩盤によって損傷
されることを防ぐことができる。逆に、ローラビット４
４をカッタビット３６よりも後方に退却させることがで
きるために、粘土のローラビット４４への付着を防止す
ることができる。従って、この装置１０は、軟質層と硬
質層のいずれの掘削にも用いることができ、また地層の
境界部で第２のカッタ２６を第１のカッタ２４に対して
突出または退却させるだけで地質の変化に対応できるの
で、特に軟質層と硬質層とが交互に存在する地盤に用い
ると、カッタビットとローラビットとを面板に固定した
シールドトンネル掘進装置に比べて掘削作業が著しく向
上する。
第３図に示すシールドトンネル掘進装置１０ａは、カー
２タビツト（図示せず）が設けられた第１のカッタ２２
のポス２８ａを回転軸２０の前端部に前後方向へ移動可
能に支持し、また面板３０を滑動軸７０の前端部に直接
連結し、ローラビット４４が設けられた第２のカッタ２
６のポス４０ａを回転軸２０にねじ９８により固定して
いる以外は第１図及び第２図に示す装置１０と同じ構造
に作られている。この装置１０ａにおける直線運動機構
６２ａは、ギヤケース６０に取付けられた空圧または液
圧の２個のシリンダ６４と、両シリンダ６４のピストン
ロッド６６を互いに連結する連結アーム６８と、回転軸
２０の中空部２０ａ中に配置された滑動軸７０とを備え
、滑動軸７０の後ｌＩＩｇ！！端を市＃ｌ＾マ貴フにベ
ラ１１−ノに７ＧＬず←ζ１窟妙アーム６８に回転可能
に連結し、前端部を面板３０に連結している。
装置１０ａの作動時、直線運動機構６２のシリンダ６４
のピストンロッド６６が突出すると、カッタビット３６
はローラビット４４よりも後退する。これとは逆に、シ
リンダ６４のピストンロッド６６がシリンダ６４中に退
却すると、カッタビット３６は、ローラビット４４より
も前方に突出する。このため、この装置１０ａは、第１
のカッタ２４が第２のカッタ２６に対して前進、後退を
するため、カッタビット３６をローラビット４４に対し
、切羽が岩盤のときは後退させ、粘土のときは突出させ
て掘削することができ、第１図及び第２図に示した実施
例におけると同様に軟質層、硬質層のいずれの掘削にも
用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にかかるシールドトンネル掘進装置の一
実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示す掘進装置
の左側面図、第３図は本発明にかかシールドトンネル掘
進装置の他の実施例を示す縦断面図である。 １２：シールド本体、　　１６：隔壁、２０：回転軸、
　　　　　２２：カッタヘッド、２４：第１のカッタ、
　２６：第２のカッタ、３６二カフタビツト、　　４４
：ローラビット、５０：回転機構、　　　　５２：モー
タ、５４：減速機、　　　　　５６：歯車、５８：大歯
車、６２．６２ａ：直線運動機構、６４ニジリンダ、　
　　　６６：ピストンロッド。 ６８：連結アーム、　　７０：滑動軸、９８：ジヤツキ
、　　　　９６：セグメント。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）筒状のシールド本体と、このシールド本体内に設
    けられた隔壁と、この隔壁に回転可能に支持され、前記
    シールド本体の前後方向へ伸びる回転軸と、この回転軸
    の前端部に配置されたカッタヘッドであって複数のカッ
    タビットが設けられた第１のカッタと複数のローラビッ
    トが設けられた第２のカッタとを含むカッタヘッドと、
    前記第１と第２のカッタの一方を他方に関して前後方向
    へ直線運動させる機構とを備える、シールドトンネル掘
    進装置。
  2. （２）前記第１のカッタは、前記回転軸の前端部に嵌合
    されたボスと、このボスの前端部に設けられ、半径方向
    へ伸びる複数のスリットが形成された面板とを含み、前
    記カッタビットは前記面板上にあって前記スリットの近
    傍に設けられている、特許請求の範囲第（１）項記載の
    掘進装置。
  3. （３）前記第２のカッタは、前記回転軸の前端部に嵌合
    されたボスと、このボスからその半径方向外方へ伸びる
    複数のスポークとを含み、前記ローラビットは前記スポ
    ークのそれぞれに設けられている、特許請求の範囲第（
    １）項記載の掘進装置。
  4. （４）前記回転機構は、モータと、このモータの出力軸
    に連結された減速機と、この減速機に連結された歯車と
    、この歯車と噛合され、前記回転軸の後端部に取付られ
    た大歯車とを含む、特許請求の範囲第（１）項記載の掘
    進装置。
  5. （５）前記直線運動機構は、前記回転軸をその軸線方向
    へ貫く中空部中に配置された滑動軸と、この滑動軸を前
    記回転軸に対して前後方向へ移動させる手段とを含む、
    特許請求の範囲第（１）項記載の掘進装置。
  6. （６）前記第１のカッタは前記回転軸の前端部に取付け
    られ、前記第２のカッタは前記回転軸に前後方向へ移動
    可能に支持されかつ前記直線運動機構に連結されている
    、特許請求の範囲第（１）項記載の掘進装置。
  7. （７）前記第１のカッタは前記回転軸に前後方向へ移動
    可能に支持されかつ前記直線運動機構に連結されており
    、前記第２のカッタは前記回転軸に取付けられている、
    特許請求の範囲第（１）項記載の掘進装置。
JP59271910A 1984-12-25 1984-12-25 シールド型トンネル掘削装置 Granted JPS61151396A (ja)

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