Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2552355B2 - Free section shield machine - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2552355B2 - Free section shield machine - Google Patents

Free section shield machine

Info

Publication number
JP2552355B2
JP2552355B2 JP1099869A JP9986989A JP2552355B2 JP 2552355 B2 JP2552355 B2 JP 2552355B2 JP 1099869 A JP1099869 A JP 1099869A JP 9986989 A JP9986989 A JP 9986989A JP 2552355 B2 JP2552355 B2 JP 2552355B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutter
shield machine
center
side cutter
center cutter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1099869A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01315592A (en
Inventor
昌平 千田
千代昭 小野
政治 岩沙
泰造 福永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP1099869A priority Critical patent/JP2552355B2/en
Priority to EP89309882A priority patent/EP0384065B1/en
Priority to DE89309882T priority patent/DE68907339T2/en
Priority to CA000613988A priority patent/CA1331025C/en
Priority to US07/413,756 priority patent/US4998776A/en
Publication of JPH01315592A publication Critical patent/JPH01315592A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2552355B2 publication Critical patent/JP2552355B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円形に限らず、所望の断面形状のトンネル
を連続して掘削することができる自由断面シールド機に
関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a free-section shield machine capable of continuously excavating a tunnel having a desired cross-sectional shape, not limited to a circular shape.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、上記のようなシールド機として種々のものが提
案され、実施されている。一般には、シールド機の前面
に配置したカッタを、このシールド機の中心軸回りに回
転させることにより、シールド機の推進方向前面を掘削
し、この掘削した分だけシールド機を推進させてセグメ
ントリングを断足することにより掘り進むといったもの
が用いられている。
Conventionally, various types of shield machines as described above have been proposed and implemented. Generally, by rotating the cutter placed in front of the shield machine around the center axis of the shield machine, the front surface of the shield machine in the propulsion direction is excavated, and the shield machine is propelled by the excavated amount to form the segment ring. It is used to dig by cutting off.

また、特開昭59−102090号公報には、上記シールド機
によって掘削したトンネル内の一部区間に退避部や駅部
などの拡径部を形成するための拡大シールド工法が提案
されている。
Further, JP-A-59-102090 proposes an enlarged shield construction method for forming an expanded diameter portion such as a retreat portion or a station portion in a part of a tunnel excavated by the shield machine.

〔発明が解決しようとする課題〕 従来のシールド機は、前面カッタ回転により掘削する
ものであるため、掘削断面形状は円形に限られ、それ以
外の異形断面形状のトンネルを掘削することは困難であ
る。これに対し、下水道、電力線、地下鉄のトンネル
等、実際に必要とされる横断面形状は円形以外のものが
大半であるため、従来は、このような異形断面形状を包
含する大きな円形断面の掘削を行わねばならず、余分な
掘削作業と、その掘削ずりの処理作業とが必要とされて
いる。このような余分な作業は、地下鉄トンネルのよう
に大口径断面となる程、トンネル築造コストに与える影
響が大きく、シールド工法適用に際しての制約ともなっ
ている。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional shield machine excavates by rotating the front cutter, the excavation cross-sectional shape is limited to a circular shape, and it is difficult to excavate a tunnel having another irregular cross-sectional shape. is there. On the other hand, most of the cross-sectional shapes actually required other than circular, such as sewers, power lines, and subway tunnels, are conventionally excavated with large circular cross-sections including such irregular cross-sectional shapes. In such a case, an extra excavation operation and an excavation shearing operation are required. Such extra work has a greater effect on the tunnel construction cost as the cross section of the subway tunnel has a larger diameter, which is also a constraint when applying the shield construction method.

この問題に対し、上述の公報に示される拡大シールド
工法は、一旦トンネルを通常径で掘削してセグメントリ
ングを組立てた後、対象部分のセグメントリングを取外
して半径方向に特殊掘削作業を行うことにより上記拡径
部などを部分的に形成するものであり、円形以外の所望
形状の断面を連続して掘削するものではない。
In response to this problem, the enlarged shield construction method disclosed in the above publication is constructed by excavating the tunnel with a normal diameter once to assemble the segment ring, then removing the segment ring of the target portion and performing special excavation work in the radial direction. The enlarged diameter portion and the like are partially formed, and the cross section having a desired shape other than the circular shape is not continuously excavated.

この発明は、このような従来の課題を解決するために
なされたものであり、円形に限らず所望の断面形状トン
ネルを連続して掘削することができるシールド機を提供
することを目的としている。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a shield machine capable of continuously excavating a tunnel having a desired sectional shape, not limited to a circular shape.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、シールド機本体と、このシールド機本体に
その推進方向である略水平方向に延びる軸回りに回転可
能に支持されたセンターカッタと、このセンターカッタ
と同軸回りに回転可能に支持された回転体と、この回転
体を回転駆動する回転駆動手段と、この回転体に該回転
体の放射方向に移動可能に支持されたサイドカッタと、
上記回転駆動手段とは別に設けられ、上記回転体の回転
中にサイドカッタが所望の掘削形状に対応する軌跡を描
きながら公転するようにサイドカッタを上記放射方向に
移動させる作動手段とを備えたものである。
The present invention includes a shield machine main body, a center cutter rotatably supported by the shield machine main body around an axis extending in a substantially horizontal direction which is a propelling direction thereof, and a center cutter rotatably supported around the center cutter. A rotating body, a rotation driving means for rotationally driving the rotating body, and a side cutter movably supported by the rotating body in a radial direction of the rotating body,
The rotation driving means is provided separately, and an operating means for moving the side cutter in the radial direction so that the side cutter revolves while drawing a locus corresponding to a desired excavation shape during rotation of the rotating body. It is a thing.

〔作 用〕[Work]

上記構成によれば、センターカッタの回転によって、
掘削前面である切羽の中央部分が掘削されるとともに、
このセンターカッタの回りを公転し、かつその公転半径
方向に適宜駆動されることにより特有の公転軌跡を描く
サイドカッタによって外周部が掘削される。従って、全
体として所望の断面形状をもつ略水平方向の穴の掘削が
できる。
According to the above configuration, the rotation of the center cutter causes
While excavating the central part of the face, which is the front of the excavation,
The outer periphery is excavated by the side cutter that revolves around the center cutter and is appropriately driven in the direction of the revolution radius to draw a unique revolution trajectory. Therefore, it is possible to excavate a substantially horizontal hole having a desired sectional shape as a whole.

〔実施例〕〔Example〕

第1図、第2図および第3図には、本発明の一実施例
における、角形断面のトンネルを掘削するためのシール
ド機が示されている。第1図、第2図および第3図にお
いて、シールド機は横断面形状が角形に形成されたスキ
ンプレート11によって外周面が覆われたシールド機本体
1と、このシールド機本体1の水平な中心軸(センター
カッタ軸;推進方向に延びる軸)X回りに回転可能に支
持されたセンターカッタ2と、このセンターカッタ軸X
の回りに回転可能に支持された大回転テーブル(回転
体)3と、上記センターカッタ2の周囲に配置され、上
記センターカッタ2と平行な軸回りに回転可能に支持さ
れた一対のサイドカッタ4と、このサイドカッタの回転
軸41を移動案内するガイドフレーム5とから基体構成さ
れている。
FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 show a shield machine for excavating a tunnel having a rectangular cross section according to an embodiment of the present invention. 1, 2 and 3, the shield machine has a shield machine body 1 whose outer peripheral surface is covered by a skin plate 11 having a rectangular cross section, and a horizontal center of the shield machine body 1. A center cutter 2 supported rotatably around an axis (center cutter axis; axis extending in the propulsion direction) X, and this center cutter axis X
A large rotary table (rotating body) 3 rotatably supported around the pair of side cutters 4 arranged around the center cutter 2 and rotatably supported around an axis parallel to the center cutter 2. The guide frame 5 that guides the rotation shaft 41 of the side cutter is formed as a base body.

上記センターカッタ2はスクリューコンベア21の先端
に一体的に取付けられ、このスクリューコンベア21の後
端にはセンターカッタ用電動機22が連結されている。こ
の電動機22の駆動によってセンターカッタ2は上記セン
ターカッタ軸X回りに回転作動され、また上記駆動によ
ってスクリューコンベア21も同時に回転駆動される。
The center cutter 2 is integrally attached to the tip of a screw conveyor 21, and a center cutter electric motor 22 is connected to the rear end of the screw conveyor 21. The drive of the electric motor 22 causes the center cutter 2 to rotate about the center cutter axis X, and the drive also causes the screw conveyor 21 to rotate at the same time.

上記スクリューコンベア21は、シールド機本体1に固
定された固定筒23と、上記電動機22が取付けられた移動
筒24とによってその周囲が遮蔽されるとともに、その後
端部が移動筒24によって回転可能に支持されている。上
記移動筒24と固定筒23とはスプライン231,241によって
互いにセンターカッタ軸X方向に相対移動可能に係合さ
れている。またスクリューコンベア21と固定筒23とはそ
れぞれの先端部がスプライン211,232によって互いにセ
ンターカッタ軸X方向に相対移動可能に係合されてい
る。
The screw conveyor 21 has its periphery shielded by a fixed cylinder 23 fixed to the shield machine main body 1 and a movable cylinder 24 to which the electric motor 22 is attached, and its rear end can be rotated by the movable cylinder 24. It is supported. The movable cylinder 24 and the fixed cylinder 23 are engaged with each other by splines 231 and 241 so as to be relatively movable in the center cutter axis X direction. Further, the tip ends of the screw conveyor 21 and the fixed cylinder 23 are engaged with each other by splines 211 and 232 so as to be relatively movable in the center cutter axis X direction.

そして上記移動筒24とシールド機本体1とに連結され
たシリンダ25の伸縮操作によって、移動筒24とスクリュ
ーコンベア21とセンターカッタ2とは通常位置(第1図
に実線で示す位置)と突出位置(第1図に2点鎖線で示
す位置)との間を前後進可能に構成されている。
The movable cylinder 24, the screw conveyor 21, and the center cutter 2 are moved to the normal position (the position shown by the solid line in FIG. 1) and the projecting position by the expansion / contraction operation of the cylinder 25 connected to the movable cylinder 24 and the shield machine main body 1. It is configured to be able to move forward and backward between (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 1).

また固定筒23の先端部上面には大回転テーブル3の内
部空間31に開口するホッパ233が設けられるとともに、
移動筒24の後端部下面にはベルトコンベア6の上方に開
口する放出口242が設けられ、スクリューコンベア21の
駆動によって大回転テーブル3内に取込まれた掘削ずり
がベルトコンベア6上に排出されるようにしている。
Further, a hopper 233 that opens to the internal space 31 of the large rotary table 3 is provided on the upper surface of the distal end portion of the fixed cylinder 23, and
A discharge port 242 that opens above the belt conveyor 6 is provided on the lower surface of the rear end of the moving barrel 24, and the excavation shear taken into the large rotary table 3 by the driving of the screw conveyor 21 is discharged onto the belt conveyor 6. I am trying to do it.

大回転テーブル3は、上記固定筒23の外周面とシール
ド機本体1の内周面とによってセンターカッタX軸の回
りに回転可能に支持され、この大回転テーブル3には一
対の小回転テーブル7がセンターカッタ軸Xに対して点
対称に配置されている。この小回転テーブル7は上記セ
ンターカッタ軸Xと平行な軸回りに回転可能に大回転テ
ーブル3によって支持されるとともに、この小回転テー
ブル7の偏心位置にはサイドカッタ回転軸41がセンター
カッタ軸Xと平行な軸回りに回転可能に支持されてい
る。
The large rotary table 3 is rotatably supported around the center cutter X axis by the outer peripheral surface of the fixed cylinder 23 and the inner peripheral surface of the shield machine body 1. The large rotary table 3 has a pair of small rotary tables 7 at the center. They are arranged symmetrically with respect to the cutter axis X. The small rotary table 7 is supported by the large rotary table 3 so as to be rotatable about an axis parallel to the center cutter axis X, and the side cutter rotary shaft 41 is located at the eccentric position of the small rotary table 7 as the center cutter axis X. It is rotatably supported around parallel axes.

サイドカッタ回転軸41の先端にはサイドカッタ4が一
体的に取付けられ、後端部にはガイドギア42とローラ43
とが取付けられている。シールド機本体1の内周面には
シールド機本体1の外周面と相似形の角形に形成された
ガイドフレーム(作動手段の一部を構成)5が固定さ
れ、このガイドフレーム5にはその内周面に沿って案内
通路51が形成されるとともに、多数のピンギア52が配列
されている。このピンギア52に上記ガイドギア42が噛合
い、かつ上記ローラ43が案内通路51に接触するようにサ
イドカッタ回転軸41は配置されている。
The side cutter 4 is integrally attached to the tip of the side cutter rotating shaft 41, and the guide gear 42 and the roller 43 are attached to the rear end.
And are installed. A guide frame (constituting a part of actuating means) 5 formed in a rectangular shape similar to the outer peripheral surface of the shield machine main body 1 is fixed to the inner peripheral surface of the shield machine main body 1. A guide passage 51 is formed along the peripheral surface, and a large number of pin gears 52 are arranged. The side cutter rotating shaft 41 is arranged so that the guide gear 42 meshes with the pin gear 52 and the roller 43 contacts the guide passage 51.

サイドカッタ4と上記ガイドフレーム5とは、このガ
イドギア42がピンギア52と噛合った状態で、サイドカッ
タ4の外周縁4aがシールド機前面の外周縁1aに位置する
ようにそれぞれの大きさが設定され、また上記サイドカ
ッタ4はその回転軌跡円がセンターカッタ2の回転軌跡
円と互いに一部が重複するようにその大きさが設定され
ている。
The side cutter 4 and the guide frame 5 have respective sizes so that the outer peripheral edge 4a of the side cutter 4 is located at the outer peripheral edge 1a on the front surface of the shield machine in a state where the guide gear 42 meshes with the pin gear 52. The size of the side cutter 4 is set such that the circle of rotation of the side cutter 4 and the circle of rotation of the center cutter 2 partially overlap each other.

また固定筒23の外周面には一対の支持アーム(作動手
段の一部を構成)8が固定筒23の回りに回転可能に取付
けられ、この支持アーム8の先端と上記サイドカッタ回
転軸41とが互いに回転可能に連結されている。上記支持
アーム8は、第3図に示すように互いに回転可能に連結
された一対の腕81,82と、この一対の腕81,82に連結した
エアシリンダ83とからなり、このエアシリンダ83に伸長
側の圧縮力を作用することによって上記サイドカッタ回
転軸41がガイドフレーム5のピンギア52側に押付け付勢
されるように構成されている。これによってガイドギア
42はサイドカッタ回転軸41がガイドフレーム5のいずれ
の位置にあってもピンギア52と強制的に噛合わされる。
A pair of support arms (constituting a part of the actuating means) 8 are rotatably attached to the outer peripheral surface of the fixed cylinder 23 around the fixed cylinder 23. Are rotatably connected to each other. As shown in FIG. 3, the support arm 8 includes a pair of arms 81 and 82 rotatably connected to each other and an air cylinder 83 connected to the pair of arms 81 and 82. The side cutter rotating shaft 41 is configured to be pressed and biased toward the pin gear 52 side of the guide frame 5 by applying a compressive force on the extension side. This allows the guide gear
No. 42 is forcibly engaged with the pin gear 52 regardless of the position of the side cutter rotation shaft 41 on the guide frame 5.

一方、大回転テーブル3の後面にはその内周縁に沿っ
て多数のピンギア32が配列され、このピンギアはシール
ド機本体1によって回転可能に支持された伝達シャフト
33の一方の歯車331と噛合わされている。この伝達シャ
フト33の他方の歯車332はサイドカッタ用電動機34の出
力側ギア341と噛合わされ、この電動機34の回転駆動力
が伝達シャフト33を介して伝達されることにより大回転
テーブル3がセンターカッタ軸X回りに回転作動され
る。
On the other hand, on the rear surface of the large rotary table 3, a large number of pin gears 32 are arranged along the inner peripheral edge thereof, and these pin gears are rotatably supported by the shield machine main body 1.
It is meshed with one gear 331 of 33. The other gear 332 of the transmission shaft 33 is meshed with the output side gear 341 of the side cutter electric motor 34, and the rotational driving force of the electric motor 34 is transmitted via the transmission shaft 33 so that the large rotary table 3 is rotated by the center cutter shaft. It is rotated around X.

大回転テーブル3の前面には複数の掘削ずり取込み口
35が放射状に並べられるとともに、この大回転テーブル
3の内部空間31には複数の掻込み板(第4図参照)36が
掘削ずりをポッパー233に投入することができるように
放射状に設けられている。
In front of the large rotary table 3, there are multiple excavation intakes.
35 are arranged in a radial pattern, and a plurality of scraping plates (see FIG. 4) 36 are radially arranged in the internal space 31 of the large rotary table 3 so that the excavation shear can be put into the popper 233. .

なお第1図中91にはシールドジャッキ、92はスライド
ジャッキ、93はセグメント、94はセグメント組立て用エ
レクタをそれぞれ示す。
In FIG. 1, 91 is a shield jack, 92 is a slide jack, 93 is a segment, and 94 is an erector for segment assembly.

上記構成によるシールド機において、サイドカッタ用
電動機34の回転駆動によって、その駆動力が伝達シャフ
ト33およびピンギア32を介して大回転テーブル3に伝達
され、大回転テーブル3はセンターカッタ軸X回りに回
転(第3図における時計方向回転)する。これに伴い小
回転テーブル7およびサイドカッタ回転軸41も大回転テ
ーブル3と共にセンターカッタ軸X回りに回転移動(公
転)する。
In the shield machine having the above configuration, the driving force is transmitted to the large rotary table 3 via the transmission shaft 33 and the pin gear 32 by the rotational drive of the side cutter electric motor 34, and the large rotary table 3 rotates about the center cutter axis X (first (Clockwise rotation in FIG. 3). Along with this, the small rotary table 7 and the side cutter rotary shaft 41 also rotate (revolve) around the center cutter axis X together with the large rotary table 3.

ところがサイドカッタ回転軸41は、そのガイドギア42
がガイドフレーム5のピンギア52と噛合い、かつローラ
43が案内通路51と接触しているので、小回転テーブル7
がセンターカッタ軸X回りに回転することにより回転さ
れ、これによりサイドカッタ4は回転作動(自動)され
る。そして上記サイドカッタ回転軸41は小回転テーブル
7に対して偏心位置に設けられているために、大回転テ
ーブル3の回転によって小回転テーブル7もサイドカッ
タ回転軸41回りに回転作動(第2図における反時計方向
回転)される。これによりセンターカッタ軸Xとガイド
フレーム5との距離の変化が吸収される。
However, the side cutter rotary shaft 41 has its guide gear 42
Engages with the pin gear 52 of the guide frame 5, and
Since 43 is in contact with the guide passage 51, the small rotary table 7
Is rotated by rotating about the center cutter axis X, whereby the side cutter 4 is rotationally operated (automatically). Since the side cutter rotary shaft 41 is provided at an eccentric position with respect to the small rotary table 7, the small rotary table 7 also rotates around the side cutter rotary shaft 41 by the rotation of the large rotary table 3 (see FIG. 2). It is rotated counterclockwise). This absorbs the change in the distance between the center cutter axis X and the guide frame 5.

上記回転の際、ガイドギア42は支持アーム8のエアシ
リンダ83によってガイドフレーム5のピンギア52側に押
付け付勢されているので、ガイドギア42は確実に上記ガ
イドフレーム5の内周面に沿って回転移動し、これによ
りサイドカッタ回転軸41の公転軌跡をガイドフレーム5
の内周面に沿った形状とすることができる。
At the time of the above rotation, the guide gear 42 is pressed and biased toward the pin gear 52 side of the guide frame 5 by the air cylinder 83 of the support arm 8, so that the guide gear 42 is surely moved along the inner peripheral surface of the guide frame 5. It rotates and moves, so that the revolving locus of the side cutter rotating shaft 41 moves along the guide frame 5
The shape can be along the inner peripheral surface of the.

具体的に、本発明にいう所望の掘削形状としては、共
同溝や電力洞道には矩形、道路トンネルには馬締形等が
好適であり、その他卵形や楕円形など、使用目的に応じ
て適宜設定すればよい。
Specifically, as a desired excavation shape according to the present invention, a rectangular shape is suitable for a common groove or an electric power cave, a horse tightening shape or the like is suitable for a road tunnel, and other shapes such as an oval shape and an oval shape are used depending on the purpose of use. And set appropriately.

センターカッタ2はセンターカッタ用電動機22の回転
駆動によりサイドカッタ4とは逆方向に回転され、これ
によりシールド機前面の切羽の中央円形部分(第5図参
照)Cが掘削され、またサイドカッタ4は自転しながら
上記センターカッタ2に対してガイドフレーム5に沿っ
てほぼ四角形の軌跡Tを描いて公転するため、上記セン
ターカッタ2によって掘削される円形部分Cとシールド
機前面の外周縁1aによって構成されるトンネル断面の角
形状Sとの間を掘削することができる。
The center cutter 2 is rotated in the opposite direction to the side cutter 4 by the rotational drive of the center cutter motor 22, which excavates the central circular portion (see FIG. 5) C of the face on the front face of the shield machine, and the side cutter 4 Is revolved around the center cutter 2 along a guide frame 5 while revolving around itself, and therefore is constituted by a circular portion C excavated by the center cutter 2 and an outer peripheral edge 1a of the front face of the shield machine. It is possible to excavate between the corner shape S of the tunnel section to be formed.

このようなシールド機によれば、シールド機の前面の
切羽を角形断面で連続的に掘削することができ、角形断
面を有するトンネルを形成することができる。これによ
ってトンネルとして必要断面形状と対応した掘削を行う
ことができ、余分な掘削を省略する分だけコスト低減化
が図れる。
According to such a shield machine, the face on the front surface of the shield machine can be continuously excavated with a square cross section, and a tunnel having a square cross section can be formed. As a result, excavation corresponding to the required cross-sectional shape can be performed as a tunnel, and cost reduction can be achieved by omitting extra excavation.

上記掘削に際して、大回転テーブル3前面の取込み口
35から大回転テーブル3内に取込まれた掘削ずりは掻込
み板36によってホッパー233に投入され、この掘削ずり
はスクリューコンベア21によって後方に送られ、放出口
242からベルトコンベア6上に排出される。上記取込み
口35から掘削ずりの取込みに際して、サイドカッタ4と
大回転テーブル3、サイドカッタ4とセンターカッタ2
との回転速度および回転方向をそれぞれ互いに異ならせ
ることによって、上記掘削ずりはセンターカッタ2背面
とサイドカッタ4正面との間、サイドカッタ4背面と取
込み口35正面の刃351との間でそれぞれ擦り合わされ、
これにより掘削ずりのクラッシングが行われるようにし
ている。したがってクラッシング装置を特に設ける必要
はなく、これを省略することができる。
When excavating, the intake on the front of the large rotary table 3
The excavation shear taken from 35 into the large rotary table 3 is thrown into the hopper 233 by the scraping plate 36, and this excavation shear is sent to the rear by the screw conveyor 21 and the discharge port.
It is discharged from 242 onto the belt conveyor 6. The side cutter 4 and the large rotary table 3, and the side cutter 4 and the center cutter 2 are used for taking in the excavated slide from the intake port 35.
By making the rotation speed and the rotation direction of the blades different from each other, the excavation shear is rubbed between the rear surface of the center cutter 2 and the front surface of the side cutter 4, and between the rear surface of the side cutter 4 and the blade 351 in front of the intake 35. Combined,
As a result, crushing of the excavation is performed. Therefore, it is not necessary to provide a crushing device, and the crushing device can be omitted.

またこのシールド機は第5図に示すようにセンターカ
ッタ2とサイドカッタ4との回転方向が互いに異なるよ
うに回転駆動されるので、センターカッタ2とサイドカ
ッタ4とのそれぞれ回転反力が互いに打消され、これに
よりシールド機のローテーションの発生を防止すること
ができる。
Further, as shown in FIG. 5, this shield machine is rotationally driven such that the center cutter 2 and the side cutter 4 are in different rotational directions, so that the rotational reaction forces of the center cutter 2 and the side cutter 4 cancel each other out. As a result, the rotation of the shield machine can be prevented.

なお万一ローテーションが発生した場合には、シリン
ダ25を縮小操作することによりセンターカッタ2を突出
位置(第1図2点鎖線参照)まで前進させて切羽の地山
面に食込ませ、このセンターカッタ2を固定点としてサ
イドカッタ4を回転駆動させることによりシールド機を
上記ローテーションとは逆方向に回転させて矯正すれば
よい。
Should rotation occur, the center cutter 2 is advanced to the projecting position (see the dashed line in Fig. 1) by contracting the cylinder 25 to bite into the natural surface of the face. By rotating the side cutter 4 with the cutter 2 as a fixed point, the shield machine may be rotated in the direction opposite to the rotation to correct it.

この場合、図示しない圧力センサによりセンターカッ
タが受ける切羽からの圧力を検出したり、位置センサに
よりシールド機本体1の回転角度を検出したりすること
により、上記矯正作業を自動化することができる。
In this case, the correction work can be automated by detecting the pressure from the face received by the center cutter with a pressure sensor (not shown) and detecting the rotation angle of the shield machine body 1 with the position sensor.

さらに上記実施例において、トンネルの掘削後、シー
ルド機本体1のスキンプレート11部分などのみを残置し
て内部の大回転テーブル3、センターカッタ2およびサ
イドカッタ4などの主要な装置部分をトンネル側に引抜
くことにより地上へ回収し、再利用するように構成して
もよい。これによって、トンネル毎にシールド機を埋め
殺しにして廃棄する場合に比べて、トンネル掘削に要す
るコストを飛躍的に低減することができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, after excavating the tunnel, only the skin plate 11 and the like of the shield machine body 1 are left and the main device parts such as the large rotary table 3, the center cutter 2 and the side cutter 4 are pulled to the tunnel side. It may be configured to be collected on the ground by being removed and reused. As a result, the cost required for tunnel excavation can be dramatically reduced compared to the case where the shield machine is buried and discarded for each tunnel.

この効果を達成するには、例えば大回転テーブル3お
よびセンターカッタ軸Xの固定筒23を支持するシールド
機本体1の支持壁12と、大回転テーブル3とを後方へ一
体的に移動させるスライド手段を付加すればよい。そし
て第3図に示すようにサイドカッタ4を角形のコーナー
部に位置させ、支持アーム8のエアシリンダ83への圧縮
力を解除して小回転テーブル7のみを回転させることに
よりサイドカッタ4を大回転テーブル3の外周縁より内
方に移動させる。この後、センターカッタ2およびサイ
ドカッタ4などとともに大回転テーブル3を上記スライ
ド手段により引抜けばよい。
In order to achieve this effect, for example, a support wall 12 of the shield machine main body 1 that supports the large rotary table 3 and the fixed cylinder 23 of the center cutter axis X and a slide means for integrally moving the large rotary table 3 rearward are added. do it. Then, as shown in FIG. 3, the side cutter 4 is positioned at the corner portion of the square, the compression force of the support arm 8 to the air cylinder 83 is released, and only the small rotary table 7 is rotated to rotate the side cutter 4 by a large amount. The table 3 is moved inward from the outer peripheral edge. After that, the large rotary table 3 as well as the center cutter 2 and the side cutter 4 may be pulled out by the slide means.

また上記実施例においては、一対のサイドカッタ4を
センターカッタ軸Xと点対称となるように配置している
が、これに限らず、単一もしくは3つ以上のサイドカッ
タを設けてもよい。これらの場合、ローテーション防止
の観点からは2つ以上のサイドカッタを放射状でかつ均
等に配置することが好ましい。
Further, in the above embodiment, the pair of side cutters 4 are arranged so as to be point-symmetrical to the center cutter axis X, but the present invention is not limited to this, and a single or three or more side cutters may be provided. In these cases, it is preferable that two or more side cutters are radially and uniformly arranged from the viewpoint of preventing rotation.

第6図および第7図にはこの発明のシールド機の他の
例が示されている。
6 and 7 show another example of the shield machine of the present invention.

これらの図において、センターカッタ軸体20aには、
2条で一体に形成されたピンギア21aがセンターカッタ
軸体20aに対して回転可能に取付けられるとともに、前
後で一対の支持板22aが回転可能に取付けられており、
この支持板22aによって、一対の伝達軸30aが上記ピンギ
ア21aの一方と噛合った状態でセンターカッタ軸Xと平
行に支持されている。この伝達軸30aには、一対の連結
部材31aの一端部が回転可能に取付けられ、この連結部
材31aの他端部には、サイドカッタ回転軸41aが回転可能
に取付けられている。
In these figures, the center cutter shaft body 20a is
A pin gear 21a integrally formed by two threads is rotatably attached to the center cutter shaft body 20a, and a pair of support plates 22a is rotatably attached to the front and rear,
The support plate 22a supports the pair of transmission shafts 30a in parallel with the center cutter axis X while meshing with one of the pin gears 21a. One end of a pair of connecting members 31a is rotatably attached to the transmission shaft 30a, and a side cutter rotating shaft 41a is rotatably attached to the other end of the connecting member 31a.

上記伝達軸30aの一端にはギア301aが取付けられ、中
間部には一対のピンギア302aが取付けられている。ま
た、サイドカッタ回転軸41aには、一対の伝達ギア411a
がそれぞれ取付けられ、伝達軸30aとサイドカッタ回転
軸41aとは、上記ピンギア302aと伝達ギア411aとが互い
に噛合うように連結部材31aによって互いに連結されて
いる。
A gear 301a is attached to one end of the transmission shaft 30a, and a pair of pin gears 302a is attached to an intermediate portion. Further, the side cutter rotating shaft 41a has a pair of transmission gears 411a.
The transmission shaft 30a and the side cutter rotating shaft 41a are connected to each other by a connecting member 31a so that the pin gear 302a and the transmission gear 411a mesh with each other.

また、サイドカッタ回転軸41aには一対の伝達ギア411
aの中間位置にガイドギア42aが取付けられ、一方シール
ド機本体1にはその横断面形状が角形の内周面に沿って
ピンギア52aが配列されたガイドフレーム5aが取付けら
れ、上記ガイドギア42aとピンギア52aとが噛合うように
ガイドキア42aの大きさが設定されている。
Further, the side cutter rotating shaft 41a has a pair of transmission gears 411.
A guide gear 42a is attached at an intermediate position of a, while a guide frame 5a in which pin gears 52a are arranged along the inner peripheral surface of the shield machine main body 1 having a rectangular cross section is attached. The size of the guide key 42a is set so as to mesh with the pin gear 52a.

そしてシールド機本体1には上記ガイドフレーム5aと
相似形の外周面を有する案内通路51aが設けられ、この
案内通路51aの外周面とサイドカッタ回転軸41aの端部に
回転可能に取付けられたローラ412aが接続するように配
置されている。
The shield machine main body 1 is provided with a guide passage 51a having an outer peripheral surface similar to the guide frame 5a. A roller rotatably attached to the outer peripheral surface of the guide passage 51a and an end of the side cutter rotating shaft 41a. 412a is arranged to connect.

サイドカッタ用電動機34aの出力側ギア341aは、セン
ターカッタ軸体20aのピンギア21aの他方と噛合わされて
いる。そして、上記サイドカッタ用電動機34aの回転駆
動により、その駆動力が2条のピンギア21aを介して伝
達軸30aに伝達され、この伝達軸30aが回転することによ
り、その回転力が一対のピンギア302aおよび一対の伝達
ギア411aを介してサイドカッタ回転軸41aに伝達され、
これによりサイドカッタが回転駆動される(すなわち自
転する)。
The output gear 341a of the side cutter electric motor 34a is meshed with the other of the pin gears 21a of the center cutter shaft body 20a. Then, by the rotational driving of the side cutter electric motor 34a, the driving force is transmitted to the transmission shaft 30a via the two pin gears 21a, and the transmission shaft 30a rotates, so that the rotational force is transmitted to the pair of pin gears 302a. And transmitted to the side cutter rotating shaft 41a via a pair of transmission gears 411a,
As a result, the side cutter is driven to rotate (that is, rotates).

さらに上記サイドカッタ回転軸41aの回転に伴ってガ
イドギア42aがガイドフレーム5aのピンギア52aに沿って
回転し、かつローラ412aが案内通路51aと接触しながら
移動案内されるので、サイドカッタ回転軸41aはガイド
フレーム5aに沿ってセンターカッタ軸X回りにガイドフ
レーム5aと相似形の角形の軌跡を描いて移動(公転)す
る。これによって角形断面のトンネルの掘削を行うこと
ができる。
Further, as the side cutter rotating shaft 41a rotates, the guide gear 42a rotates along the pin gear 52a of the guide frame 5a, and the roller 412a is guided while moving in contact with the guide passage 51a. Moves (revolves) along the guide frame 5a around the center cutter axis X while drawing a rectangular locus similar to the guide frame 5a. This makes it possible to excavate a tunnel having a rectangular cross section.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明は、センターカッタをその推進方
向である略水平方向に延びる軸回りに回転させるととも
に、このセンターカッタと同軸回りにサイドカッタ付回
転体を回転させ、かつ、この回転体の回転中に上記サイ
ドカッタが所望の掘削形状に対応する軌跡を描くように
同サイドカッタを公転半径方向に移動させる作動手段を
備えたものであるので、上記センターカッタによって切
羽の中央円形部分を掘削するとともに、その外周部を特
有の軌跡を描くサイドカッタによって掘削することによ
り、全体として所望の断面形状を有する略水平方向のト
ンネルを自由に掘削できる効果がある。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention rotates the center cutter about an axis extending in a substantially horizontal direction which is the propelling direction of the center cutter, rotates the rotary body with the side cutter coaxially with the center cutter, and Since the side cutter is equipped with an operating means for moving the side cutter in the revolution radial direction so as to draw a locus corresponding to the desired excavation shape during rotation, the center circular portion of the face is excavated by the center cutter. In addition, by excavating the outer peripheral portion of the side cutter with a unique trajectory, it is possible to freely excavate a substantially horizontal tunnel having a desired sectional shape as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明のシールド機の実施例を示す断面説明
図、第2図は第1図の一部切欠き斜視図、第3図は第1
図のIII−III線における一部省略断面説明図、第4図は
第1図のIV−IV線における一部省略断面説明図、第5図
はシールド機の正面説明図、第6図は本発明方法を実施
するための他のシールド機の要部を示す説明図、第7図
は第6図のVII−VII線断面説明図である。 1……シールド機本体、2……センターカッタ、3……
大回転テーブル(回転体)、4……サイドカッタ、5…
…ガイドフレーム(作動手段)、8……支持アーム(作
動手段)、34……サイドカッタ用電動機(回転駆動手
段)、X……センターカッタ軸(推進方向に延びる
軸)。
FIG. 1 is a sectional explanatory view showing an embodiment of a shield machine of the present invention, FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of FIG. 1, and FIG.
Fig. 4 is a partially omitted sectional view taken along the line III-III, Fig. 4 is a partially omitted sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 is a front explanatory view of the shield machine, and Fig. 6 is a book. FIG. 7 is an explanatory view showing a main part of another shield machine for carrying out the method of the invention, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 1 …… Shield machine main body, 2 …… Center cutter, 3 ……
Large rotary table (rotating body), 4 ... Side cutter, 5 ...
... guide frame (actuating means), 8 ... support arm (actuating means), 34 ... electric motor for side cutter (rotating drive means), X ... center cutter shaft (shaft extending in the propulsion direction).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千田 昌平 東京都台東区台東1丁目12番11号 財団 法人土木研究センター内 (72)発明者 小野 千代昭 東京都中央区銀座8丁目14番14号 日特 建設株式会社内 (72)発明者 岩沙 政治 東京都港区新橋5丁目33番11号 日本ヒ ューム管株式会社内 (72)発明者 福永 泰造 兵庫県神戸市西区伊川谷町有瀬131―1 ―711 (56)参考文献 特開 昭62−10332(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shohei Senda 1-12-11 Taito, Taito-ku, Tokyo Inside Civil Engineering Research Center (72) Inventor Chiyoaki Ono 8-14-14 Ginza, Chuo-ku, Tokyo Nittoku Construction Co., Ltd. (72) Inventor Iwasa Politics 5 33-11 Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Japan Hume Tube Co., Ltd. 711 (56) Reference JP-A-62-10332 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シールド機本体と、このシールド機本体に
その推進方向である略水平方向に延びる軸回りに回転可
能に支持されたセンターカッタと、このセンターカッタ
と同軸回りに回転可能に支持された回転体と、この回転
体を回転駆動する回転駆動手段と、この回転体に該回転
体の放射方向に移動可能に支持されたサイドカッタと、
上記回転駆動手段とは別に設けられ、上記回転体の回転
中にサイドカッタが所望の掘削形状に対応する軌跡を描
きながら公転するようにサイドカッタを上記放射方向に
移動させる作動手段とを備えたことを特徴とする自由断
面シールド機。
1. A shield machine main body, a center cutter rotatably supported by the shield machine main body around an axis extending in a substantially horizontal direction which is a propelling direction of the shield machine main body, and a center cutter rotatably supported coaxially with the center cutter. A rotary body, a rotation drive means for rotating the rotary body, and a side cutter supported by the rotary body so as to be movable in the radial direction of the rotary body,
The rotation driving means is provided separately, and an operating means for moving the side cutter in the radial direction so that the side cutter revolves while drawing a locus corresponding to a desired excavation shape during rotation of the rotating body. A free-section shield machine characterized in that
JP1099869A 1989-02-15 1989-04-18 Free section shield machine Expired - Fee Related JP2552355B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1099869A JP2552355B2 (en) 1989-04-18 1989-04-18 Free section shield machine
EP89309882A EP0384065B1 (en) 1989-02-15 1989-09-28 Method of shield tunneling with optional section and machine therefor
DE89309882T DE68907339T2 (en) 1989-02-15 1989-09-28 Procedure for shield driving with a selectable cross-section and machine for it.
CA000613988A CA1331025C (en) 1989-02-15 1989-09-28 Non-circular profile tunnelling machine with controlled eccentric secondary cutters
US07/413,756 US4998776A (en) 1989-02-15 1989-09-29 Shield tunneling with optional section and machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1099869A JP2552355B2 (en) 1989-04-18 1989-04-18 Free section shield machine

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63081829A Division JPH086555B2 (en) 1988-04-01 1988-04-01 Deformed section shield method and shield machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01315592A JPH01315592A (en) 1989-12-20
JP2552355B2 true JP2552355B2 (en) 1996-11-13

Family

ID=14258817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1099869A Expired - Fee Related JP2552355B2 (en) 1989-02-15 1989-04-18 Free section shield machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2552355B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04277294A (en) * 1991-03-06 1992-10-02 Nishimatsu Constr Co Ltd Rectangular cross-sectional shield advancing excavator
KR20010070900A (en) * 2001-06-18 2001-07-27 김대용 Apparatus laying pipes underground for public engineering and construction
CN102493814A (en) * 2011-12-05 2012-06-13 上海隧道工程股份有限公司 Shield centre revolving joint
JP6833632B2 (en) * 2017-06-27 2021-02-24 鹿島建設株式会社 Shield method support system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6210332A (en) * 1985-07-05 1987-01-19 Tokyo Seisakusho:Kk Pit excavating machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01315592A (en) 1989-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5138821B2 (en) Tunnel excavation apparatus and tunnel excavation method
JPS61172993A (en) Shielding tunnel excavator
JP2552355B2 (en) Free section shield machine
JP3500082B2 (en) Tunnel excavator
JPH1061382A (en) Polygonal hole excavating device
JP2001173400A (en) Apparatus and method for removing and backfilling a sewer
JPH086555B2 (en) Deformed section shield method and shield machine
JP3156195B2 (en) Parent-child tunnel excavator and its excavation method
JP3272959B2 (en) Shield excavator cutter head
JP4212499B2 (en) Shield machine
JP3170214B2 (en) Tunnel construction method and tunnel excavator
CN216406826U (en) Underground corridor construction excavation device
JPH08189294A (en) Shield machine
JP3575875B2 (en) Cutter head for concrete structure drilling
JP3534490B2 (en) Tunnel excavator and tunnel excavation method
JPH1077780A (en) Tunnel excavator and excavation method
JPH06167191A (en) Tunnel construction device
JP2640849B2 (en) Tunnel excavator
JP4033767B2 (en) Separate shield machine
JPH09296689A (en) Rectangular shield machine
JP2722588B2 (en) Rectangular section shield machine
JPH0654078B2 (en) Tunnel excavator with spiral cutter
JPH08165893A (en) Tunnel excavator used for large-section tunnel construction method
JPH1018759A (en) Shield machine
JPH0718314B2 (en) Shield machine

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees