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JP4094517B2 - Parent-child shield machine - Google Patents
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Description

本発明は、大径トンネルに繋げて小径トンネルを構築する親子シールド機に係り、特に、大径トンネルに偏芯させて小径トンネルを構築できる親子シールド機に関する。   The present invention relates to a parent-child shield machine connected to a large-diameter tunnel and constructing a small-diameter tunnel, and more particularly to a parent-child shield machine capable of constructing a small-diameter tunnel eccentric to the large-diameter tunnel.

大径トンネルに偏芯させて小径トンネルを構築する親子シールド機として、特許文献1又は2に記載されたものが知られている。従来、この種の親子シールド機は、親シールド機の内部に偏芯させて回転可能に設けられた回転ドラムと、回転ドラムに偏芯させて軸方向に発進可能に取り付けられた子シールド機と、子シールド機のカッタに着脱可能に取り付けられた親シールド機用の外周カッタとを備えている。   As a parent-child shield machine that constructs a small-diameter tunnel by decentering the large-diameter tunnel, one described in Patent Document 1 or 2 is known. Conventionally, this type of parent-child shield machine includes a rotary drum that is eccentrically rotated inside the parent shield machine, and a child shield machine that is eccentrically attached to the rotary drum and attached to be able to start in the axial direction. And an outer cutter for the parent shield machine, which is detachably attached to the cutter of the child shield machine.

かかる親子シールド機によれば、回転ドラムの回転角度を調節して子シールド機を親シールド機に対して同芯位置とし、子シールド機のカッタに外周カッタを取り付けた状態で掘進して大径トンネルを構築し、その後、回転ドラムを所定角度回動させて子シールド機を親シールド機に対して所望の偏芯位置に移動させ、子シールド機のカッタから外周カッタを切り離し、子シールド機を親シールド機から発進させることで、大径トンネルに小径トンネルを偏芯して繋げて構築することができる。   According to such a parent-child shield machine, the rotation angle of the rotary drum is adjusted so that the child shield machine is in a concentric position with respect to the parent shield machine, and the outer shield is attached to the cutter of the child shield machine so that the diameter is increased. After constructing the tunnel, rotate the rotating drum by a predetermined angle to move the child shield machine to the desired eccentric position with respect to the parent shield machine, disconnect the outer cutter from the cutter of the child shield machine, and By starting from the parent shield machine, it can be constructed by connecting the small diameter tunnel eccentrically to the large diameter tunnel.

特開平10−37660号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-37660 特開平10−37662号公報JP 10-37662 A

しかし、上述した親子シールド機においては、親シールド機内に子シールド機を偏芯回転させる回転ドラムを設置する必要があるため、構造が複雑化しコストアップの原因となる。特に、親シールド機と子シールド機との外径差が小さい場合、回転ドラムの設置が困難となり、仮に設置できたとしても偏芯量が制限されてしまう。   However, in the above-described parent-child shield machine, it is necessary to install a rotating drum that eccentrically rotates the child shield machine in the parent shield machine, resulting in a complicated structure and an increase in cost. In particular, when the outer diameter difference between the parent shield machine and the child shield machine is small, it is difficult to install the rotating drum, and even if it can be installed, the amount of eccentricity is limited.

なお、上記回転ドラムを用いることなく、子シールド機自体を親シールド機内にて同芯位置から偏芯位置まで径方向にスライドさせる方式も考えられるが、非常に複雑なスライド機構となり、実現性が低い。また、子シールド機自体をスライドさせる機構のスペースが親シールド機内に確保できず、十分な偏芯量を確保できない。   A method of sliding the child shield machine in the radial direction from the concentric position to the eccentric position in the parent shield machine without using the rotating drum is also conceivable, but it becomes a very complicated slide mechanism and is feasible. Low. Further, a space for a mechanism for sliding the child shield machine itself cannot be secured in the parent shield machine, and a sufficient amount of eccentricity cannot be secured.

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、簡単な構成で子シールド機を親シールド機に対して偏芯させて発進できる親子シールド機を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which was created in view of the above circumstances, is to provide a parent-child shield machine that can start with a simple configuration with the child shield machine eccentric with respect to the parent shield machine.

上記課題を解決するために創案された本発明に係る親子シールド機は、親シールド機の親シールドフレームの内方に子シールド機の子シールドフレームを偏芯させて軸方向にスライド可能に収容し、該子シールドフレームに子シールド機用の内周カッタを上記両フレームの偏芯方向に移動可能に設けたものである。   The parent-child shield machine according to the present invention, which was created to solve the above-mentioned problems, accommodates the child shield frame of the child shield machine eccentrically inside the parent shield frame of the parent shield machine so as to be slidable in the axial direction. The inner shield for the child shield machine is provided on the child shield frame so as to be movable in the eccentric direction of the two frames.

また、上記内周カッタは、子シールドフレームに対する同芯位置と親シールドフレームに対する同芯位置との間を移動可能に設けられることが好ましい。また、上記内周カッタに、親シールド機用の外周カッタを着脱自在に設け、該外周カッタと内周カッタとの間に、これらを連結切離する断接手段を設けることが好ましい。   Further, the inner cutter is preferably provided so as to be movable between a concentric position with respect to the child shield frame and a concentric position with respect to the parent shield frame. Preferably, the inner cutter is provided with an outer cutter for the parent shield machine in a detachable manner, and a connecting / disconnecting means for connecting and disconnecting the outer cutter and the inner cutter is provided.

また、上記外周カッタは、親シールドフレームに対する同芯位置に移動された内周カッタに装着したとき、親シールドフレームの外径に合わせて形成されることが好ましい。また、上記外周カッタは、内周カッタが親シールドフレームに対する同芯位置から子シールドフレームに対する同芯位置に移動することを許容する空隙部を有することが好ましい。   The outer cutter is preferably formed in accordance with the outer diameter of the parent shield frame when mounted on the inner cutter moved to a concentric position with respect to the parent shield frame. Further, the outer cutter preferably has a gap that allows the inner cutter to move from a concentric position with respect to the parent shield frame to a concentric position with respect to the child shield frame.

本発明によれば、子シールドフレームを親シールドフレーム内に予め偏芯して収容し、子シールド機の内周カッタを偏芯方向に移動させることで、親シールド機用の外周カッタの駆動部と兼用させているので、簡単な構成で子シールド機を親シールド機に対して偏芯させて発進できる。   According to the present invention, the child shield frame is eccentrically accommodated in the parent shield frame in advance, and the inner cutter of the child shield machine is moved in the eccentric direction, thereby driving the outer cutter for the parent shield machine. Since the secondary shield machine is also used, the slave shield machine can be decentered with respect to the master shield machine with a simple configuration.

本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に本実施形態に係る親子シールド機の平断面図を示し、図6に図1のVI−VI線矢視面図(正面図)を示す。図示するように、この親子シールド機1は、親シールド機2(以下親機という)の親シールドフレーム3(円筒)の内方に、子シールド機4(以下子機という)の子シールドフレーム5(円筒)が、偏芯されて軸方向にスライド可能に収容されている。   FIG. 1 shows a cross-sectional plan view of the parent-child shield machine according to the present embodiment, and FIG. 6 shows a view (front view) taken along line VI-VI in FIG. As shown in the figure, this parent-child shield machine 1 has a child shield frame 5 of a child shield machine 4 (hereinafter referred to as a child machine) inside a parent shield frame 3 (cylinder) of the parent shield machine 2 (hereinafter referred to as a parent machine). (Cylinder) is eccentrically housed so as to be slidable in the axial direction.

詳しくは、親シールドフレーム3の内部には、切羽側と坑内側とを仕切るように子機4の発進ブロック6が取り付けられている。発進ブロック6は、切羽側と坑内側とを仕切る隔壁の一部としても機能する。発進ブロック6には、子シールドフレーム5の外径よりも僅かに大きく形成された発進穴7が、親シールドフレーム3に対して偏芯されて軸方向に沿って形成されている。   Specifically, a start block 6 of the slave unit 4 is attached to the inside of the parent shield frame 3 so as to partition the face side and the inside of the pit. The starting block 6 also functions as a part of a partition wall that partitions the face side and the inside of the mine. In the starting block 6, a starting hole 7 formed slightly larger than the outer diameter of the child shield frame 5 is formed eccentrically with respect to the parent shield frame 3 along the axial direction.

発進穴7の内周面には、子シールドフレーム5との間を止水すべくリング状に形成されたシール8が、軸方向に間隔を隔てて多段に取り付けられている。発進穴7には、子シールドフレーム5が軸方向にスライド可能に装着される。子シールドフレーム5と発進穴7との間には、これらを係脱する係脱機構9(ボルト・ナット等の締結具や溶接・切断等)が介設されている。   On the inner peripheral surface of the start hole 7, seals 8 formed in a ring shape so as to stop water between the child shield frame 5 are attached in multiple stages at intervals in the axial direction. The child shield frame 5 is attached to the start hole 7 so as to be slidable in the axial direction. An engagement / disengagement mechanism 9 (fasteners such as bolts and nuts and welding / cutting) is interposed between the child shield frame 5 and the start hole 7.

発進穴7に装着された子シールドフレーム5には、子機4用の内周カッタ10が、親シールドフレーム3の中心線L1に対する子シールドフレーム5の中心線L2の偏芯方向に移動可能に取り付けられている。詳しくは、子シールドフレーム5の内部には、切羽側と坑内側とを仕切る隔壁11が設けられており、隔壁11には、上記偏芯方向に沿って形成された長穴12が、開口されている。   In the child shield frame 5 mounted in the start hole 7, the inner peripheral cutter 10 for the child device 4 is movable in the eccentric direction of the center line L 2 of the child shield frame 5 with respect to the center line L 1 of the parent shield frame 3. It is attached. Specifically, a partition wall 11 is provided inside the child shield frame 5 to partition the face side and the inside of the pit, and the partition wall 11 is provided with an elongated hole 12 formed along the eccentric direction. ing.

長穴12には、内周カッタ10の回転軸13を軸支するカラー14が挿通されている。長穴12の長さは、カラー14が図1に示す親シールドフレーム3の中心線L1に同芯位置から図3に示す子シールドフレーム5の中心線L2に同芯位置まで移動できる長さに設定されている。カラー14には、長穴12を覆う長円状のカバー15が取り付けられており、カバー15には、隔壁11との間を止水するリング状のシール16が、長穴12を囲繞するように取り付けられている。   A collar 14 that pivotally supports the rotating shaft 13 of the inner cutter 10 is inserted into the elongated hole 12. The length of the long hole 12 is such that the collar 14 can move from the concentric position to the center line L1 of the parent shield frame 3 shown in FIG. 1 to the concentric position of the center line L2 of the child shield frame 5 shown in FIG. Is set. An oval cover 15 that covers the elongated hole 12 is attached to the collar 14, and a ring-shaped seal 16 that stops water between the cover 11 and the partition 11 surrounds the elongated hole 12. Is attached.

カラー14には、図1に示すように、内周カッタ10を回転駆動する駆動部の収容ユニット17が取り付けられている。収容ユニット17は、カラー14の坑内側の端部に被嵌固定された取付部18と、回転軸13に設けられた外歯ギヤ19及びそれに噛合するピニオン20を収容するギヤボックス21とを有する。ピニオン20は、ギヤボックス21に装着されたモータ22で駆動される。これらモータ22、ピニオン20及び外歯ギヤ19が、駆動部を構成する。   As shown in FIG. 1, the collar 14 is provided with a housing unit 17 serving as a driving unit that rotationally drives the inner cutter 10. The accommodation unit 17 includes an attachment portion 18 that is fitted and fixed to the inner end of the collar 14, and a gear box 21 that accommodates an external gear 19 provided on the rotary shaft 13 and a pinion 20 that meshes with the external gear 19. . The pinion 20 is driven by a motor 22 attached to the gear box 21. The motor 22, the pinion 20 and the external gear 19 constitute a drive unit.

子シールドフレーム5の内周面には、径方向内方に延出されたマシン側推力伝達部材23が設けられ、収納ユニット17の取付部18には、径方向外方に延出されたカッタ側推力伝達部材24が設けられている。そして、カッタ側推力伝達部材24が、マシン側推力伝達部23に対して、上記偏芯方向に相対移動可能となっており、その移動範囲は、少なくとも回転軸13の中心が親シールドフレーム3の中心線L1から子シールドフレーム5の中心線L2に移動できる範囲に設定されている。   A machine-side thrust transmission member 23 extending radially inward is provided on the inner peripheral surface of the child shield frame 5, and a cutter extending radially outward is provided on the mounting portion 18 of the storage unit 17. A side thrust transmission member 24 is provided. The cutter-side thrust transmission member 24 is movable relative to the machine-side thrust transmission unit 23 in the eccentric direction, and the movement range is such that at least the center of the rotating shaft 13 is the center of the parent shield frame 3. It is set in a range that can move from the center line L1 to the center line L2 of the child shield frame 5.

図例では、マシン側推力伝達部材23は、子シールドフレーム5の内周面に取り付けられた隔壁からなり、その隔壁に収納ユニット取付部18が挿通される長穴25が開口されている。また、カッタ側推力伝達部材24は、その長穴25を覆うように収納ユニット取付部18に取り付けられた長円状のフランジからなる。但し、各推力伝達部材23、24は、この構成に限られず、夫々柱体等から構成されてもよい。   In the illustrated example, the machine-side thrust transmission member 23 includes a partition wall attached to the inner peripheral surface of the child shield frame 5, and an elongated hole 25 through which the storage unit attachment portion 18 is inserted is opened in the partition wall. Further, the cutter-side thrust transmission member 24 is composed of an elliptical flange attached to the storage unit attachment portion 18 so as to cover the elongated hole 25. However, each thrust transmission member 23, 24 is not limited to this configuration, and may be configured by a column or the like.

両推力伝達部材23、24の重合部には、マシン側推力伝達部材23に対するカッタ側推力伝達部材24の偏芯方向への移動を案内するためのガイド部材26(凹部及び/又は凸部)が、上記偏芯方向と平行に形成されている。ガイド部材26は、蟻溝状(断面鳩尾状)及びこれに係合する凸状に形成されており、収納ユニット17を倒れないように保持する。   A guide member 26 (concave portion and / or convex portion) for guiding the movement of the cutter-side thrust transmission member 24 in the eccentric direction with respect to the machine-side thrust transmission member 23 is provided at the overlapping portion of both the thrust transmission members 23, 24. And formed in parallel with the eccentric direction. The guide member 26 is formed in a dovetail shape (section dovetail shape) and a convex shape that engages with the dovetail shape, and holds the storage unit 17 so as not to fall down.

収納ユニット取付部18と、子シールドフレーム5の内周面との間には、収納ユニット17を上記偏芯方向に移動させるためのアクチュエータとしてジャッキ27が介設されている。ジャッキ27は、上記偏芯方向に沿って収納ユニット取付部18を挟むように配置されている。偏芯方向前方のジャッキ27は、偏芯量に相当する厚さのスペーサ28を介して子シールドフレーム5の内周面に取り付けられており、各ジャッキ27の寸法の共通化が図られている。なお、アクチュエータは、ジャッキ27に限られず、ラックピニオンやチェーンスプロケット等でもよい。   A jack 27 is interposed between the storage unit mounting portion 18 and the inner peripheral surface of the child shield frame 5 as an actuator for moving the storage unit 17 in the eccentric direction. The jack 27 is arrange | positioned so that the storage unit attaching part 18 may be pinched | interposed along the said eccentric direction. The jack 27 on the front side in the eccentric direction is attached to the inner peripheral surface of the child shield frame 5 via a spacer 28 having a thickness corresponding to the amount of eccentricity, so that the dimensions of the jacks 27 are made common. . The actuator is not limited to the jack 27 but may be a rack and pinion, a chain sprocket, or the like.

上記内周カッタ10は、図6にも示すように、回転軸13に接続された中央部29と、中央部29に放射状に取り付けられたカッタスポーク30と、カッタスポーク30に取り付けられたビット31と、カッタスポーク30の外周端を囲繞するように嵌め込まれたリング32とからなる。なお、リング32は省略できる。また、内周カッタ10は、スポークタイプではなく面板タイプでもよい。   As shown in FIG. 6, the inner cutter 10 includes a central portion 29 connected to the rotary shaft 13, a cutter pork 30 attached radially to the central portion 29, and a bit 31 attached to the cutter pork 30. And a ring 32 fitted so as to surround the outer peripheral end of the cutter pork 30. The ring 32 can be omitted. Further, the inner cutter 10 may be a face plate type instead of a spoke type.

内周カッタ10の外周部には、親機2用の外周カッタ33が着脱自在に設けられている。外周カッタ33は、図1及び図6に示すように、親シールドフレーム3に対する同芯位置に移動した内周カッタ10に装着したとき、親シールドフレーム3の外径に合わせて形成されたリング34と、リング34の内周面に取り付けられたカッタスポーク35と、カッタスポーク35に取り付けられたビット36とを有する。なお、リング34は省略できる。   An outer peripheral cutter 33 for the master unit 2 is detachably provided on the outer peripheral portion of the inner peripheral cutter 10. As shown in FIGS. 1 and 6, the outer cutter 33 is a ring 34 formed in accordance with the outer diameter of the parent shield frame 3 when attached to the inner cutter 10 moved to the concentric position with respect to the parent shield frame 3. And a cutter spoke 35 attached to the inner peripheral surface of the ring 34, and a bit 36 attached to the cutter spoke 35. The ring 34 can be omitted.

カッタスポーク35は、内周カッタ10の直径の移動方向中心線X1上の移動方向後方の位置と、それを挟んで90度ずつ位相をずらした位置とに、合計三個配置されており、上記移動方向中心線X1上の移動方向前方側には配置されていない。これは、内周カッタ10の偏芯方向への移動を許容するためである。なお、カッタスポーク35は、図6にて上下方向の中心線X2(中心線X1と直交する直径)より左側であれば、多数配置してもよい。   A total of three cutter spokes 35 are arranged at a position rearward in the movement direction on the movement direction center line X1 of the diameter of the inner peripheral cutter 10 and a position shifted in phase by 90 degrees with respect to it. It is not arranged on the front side in the movement direction on the movement direction center line X1. This is to allow movement of the inner peripheral cutter 10 in the eccentric direction. A number of cutter spokes 35 may be arranged on the left side of the vertical center line X2 (diameter perpendicular to the center line X1) in FIG.

また、上下のカッタスポーク35の内周カッタ10のリング32が当接する部分は、図6に示すように親シールドフレーム3と同芯状態の内周カッタ10を、図7に示すように子シールドフレーム5と同芯状態に移動させる際、内周カッタ10のリング32が引っ掛からないようにするため、上記中心線X2よりも右側に、内周カッタ10の移動方向に沿って形成された直線部37を有する。   Further, the portion of the upper and lower cutter porks 35 where the ring 32 of the inner peripheral cutter 10 abuts the inner peripheral cutter 10 concentric with the parent shield frame 3 as shown in FIG. 6, and the child shield as shown in FIG. A straight portion formed along the moving direction of the inner peripheral cutter 10 on the right side of the center line X2 so that the ring 32 of the inner peripheral cutter 10 is not caught when moving in the concentric state with the frame 5. 37.

すなわち、外周カッタ33は、内周カッタ10が図6の位置から図7の位置に移動することを許容する空隙部38を有する。空隙部38は、図例では、上述した直線部37およびカッタスポーク35を内周カッタ10の移動方向前方に配置しないという構成からなる。なお、外周カッタ33を面板タイプとしたときには、空隙部38は、上記中心線X2よりも右側に円弧帯状に切り欠かれて形成される。   That is, the outer cutter 33 has a gap 38 that allows the inner cutter 10 to move from the position of FIG. 6 to the position of FIG. In the illustrated example, the gap portion 38 is configured such that the linear portion 37 and the cutter pork 35 described above are not disposed forward of the inner cutter 10 in the moving direction. When the outer cutter 33 is a face plate type, the gap portion 38 is formed by cutting out in a circular arc shape on the right side of the center line X2.

外周カッタ33と内周カッタ10との間には、これらを連結切離する断接手段39が設けられている。断接手段39は、内周カッタ10のスポーク30内に収容されその外周端から径方向に出没するジャッキ40と、外周カッタ33のスポーク35の内周面に径方向に沿って形成され上記ジャッキ40が挿抜される係合穴41とを有する。なお、ジャッキ40は、子機4を親機2から発進させた後には、コピーカッタとしても機能する。   Between the outer cutter 33 and the inner cutter 10, a connecting / disconnecting means 39 for connecting and disconnecting them is provided. The connecting / disconnecting means 39 is formed along the radial direction on the inner peripheral surface of the spoke 35 of the outer cutter 33 and the jack 40 which is accommodated in the spoke 30 of the inner cutter 10 and protrudes and disappears in the radial direction from the outer peripheral end thereof. And an engagement hole 41 into which 40 is inserted and removed. The jack 40 also functions as a copy cutter after the child device 4 is started from the parent device 2.

図1に示すように、親シールドフレーム3の内周面には、推進ジャッキ42が周方向に所定間隔を隔てて複数取り付けられている。推進ジャッキ42は、親シールドフレーム3の内方でリング状に組み立てられた既設セグメント(図示でず)に反力を取り、親シールドフレーム3を前進させる。また、推進ジャッキ42の内方には、セグメントを組み立てるエレクタ(図示せず)が設けられている。   As shown in FIG. 1, a plurality of propulsion jacks 42 are attached to the inner peripheral surface of the parent shield frame 3 at a predetermined interval in the circumferential direction. The propulsion jack 42 applies a reaction force to an existing segment (not shown) assembled in a ring shape inside the parent shield frame 3, and advances the parent shield frame 3. Further, inside the propulsion jack 42, an erector (not shown) for assembling the segments is provided.

以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。   The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.

親機2によって、大径トンネルを構築するときには、発進立坑において予め図1及び図6に示す構成とする。   When a large-diameter tunnel is constructed by the master unit 2, the structure shown in FIGS.

すなわち、子シールドフレーム5を親シールドフレーム3内の発進穴7に装着して係脱機構9(ボルトナット等)で固定する。そして、子シールドフレーム5内のジャッキ27を伸縮させて、内周カッタ10を親シールドフレーム3と同芯状態とする。そして、図示しないロック機構で、マシン側推力伝達部材23とカッタ側推力伝達部材24との相対移動をロックする。そして、内周カッタ10に外周カッタ33を装着し、断接手段39のジャッキ40を伸長させてそれらを連結する。   That is, the child shield frame 5 is attached to the start hole 7 in the parent shield frame 3 and fixed by the engagement / disengagement mechanism 9 (bolt nut or the like). Then, the jack 27 in the child shield frame 5 is expanded and contracted so that the inner peripheral cutter 10 is concentric with the parent shield frame 3. Then, the relative movement between the machine side thrust transmission member 23 and the cutter side thrust transmission member 24 is locked by a lock mechanism (not shown). Then, the outer cutter 33 is mounted on the inner cutter 10 and the jack 40 of the connecting / disconnecting means 39 is extended to connect them.

この状態で内周カッタ10を回転駆動し、推進ジャッキ42を伸長させることで、親シールドフレーム3の前方の切羽を内周カッタ10と外周カッタ33とで切削し、掘削土砂を隔壁11の下部中央に設けられた排土口43に接続されたスクリューコンベヤによって排土し、エレクタによって親シールドフレーム3の内方にセグメントをリング状に組み立て、大径トンネルを構築する。このとき、推進ジャッキ42の推進力は、係脱機構9とマシン側推力伝達部材23とカッタ側推力伝達部材24とを介し、カッタ10、33に伝達される。   In this state, the inner peripheral cutter 10 is rotationally driven and the propulsion jack 42 is extended, so that the front face of the parent shield frame 3 is cut by the inner peripheral cutter 10 and the outer peripheral cutter 33, and the excavated earth and sand are formed below the partition wall 11. The soil is discharged by a screw conveyor connected to a discharge port 43 provided in the center, and the segments are assembled in a ring shape inside the parent shield frame 3 by an erector to construct a large-diameter tunnel. At this time, the propulsive force of the propulsion jack 42 is transmitted to the cutters 10 and 33 via the engagement / disengagement mechanism 9, the machine side thrust transmission member 23, and the cutter side thrust transmission member 24.

このように、親機2によって構築した大径トンネルに、偏芯させて連続的に小径トンネルを構築するときには、図2以降の手順を行う。   In this way, when the small diameter tunnel is continuously constructed by decentering the large diameter tunnel constructed by the base unit 2, the procedure from FIG. 2 is performed.

先ず、図2に示すように、断接手段39のジャッキ40を収縮させ、外周カッタ33を内周カッタ10から切り離す。そして、マシン側推力伝達部材23とカッタ側推力伝達部材24との相対移動をロックしていたロック機構を解除する。そして、図3に示すように、子シールドフレーム5内のジャッキ27を伸縮させて、内周カッタ10をガイド部材26に案内させて偏芯方向に移動させ、子シールドフレーム5と同芯状態とする。   First, as shown in FIG. 2, the jack 40 of the connection / disconnection means 39 is contracted, and the outer cutter 33 is separated from the inner cutter 10. Then, the lock mechanism that has locked the relative movement between the machine-side thrust transmission member 23 and the cutter-side thrust transmission member 24 is released. Then, as shown in FIG. 3, the jack 27 in the child shield frame 5 is expanded and contracted, the inner peripheral cutter 10 is guided by the guide member 26 and moved in the eccentric direction, and is concentric with the child shield frame 5. To do.

これにより、図7に示すように、内周カッタ10は、外周カッタ33に対して偏芯移動する。このとき、外周カッタ33には、空隙部38が形成されているので、内周カッタ10が親シールドフレーム3に対する同芯位置から子シールドフレーム5に対する同芯位置に移動することが許容される。そして、マシン側推力伝達部材23とカッタ側推力伝達部材24との相対移動を図示しないロック機構で再びロックする。   As a result, as shown in FIG. 7, the inner cutter 10 moves eccentrically with respect to the outer cutter 33. At this time, since the gap 38 is formed in the outer cutter 33, the inner cutter 10 is allowed to move from the concentric position with respect to the parent shield frame 3 to the concentric position with respect to the child shield frame 5. Then, the relative movement between the machine side thrust transmission member 23 and the cutter side thrust transmission member 24 is locked again by a lock mechanism (not shown).

そして、図4に示すように、子シールドフレーム5の後端に同径の筒体44(延長子シールドフレーム)を溶接し、その筒体44の内周面に、親シールドフレーム3に取り付けられていた推進ジャッキ42を移設する。また、親シールドフレーム3に取り付けられていたエレクタを、子シールドフレーム5、44の内周面に移設する。   Then, as shown in FIG. 4, a cylindrical body 44 (extension shield frame) having the same diameter is welded to the rear end of the child shield frame 5, and attached to the parent shield frame 3 on the inner peripheral surface of the cylindrical body 44. The propulsion jack 42 that has been moved is relocated. In addition, the erector attached to the parent shield frame 3 is moved to the inner peripheral surface of the child shield frames 5 and 44.

そして、図5に示すように、子シールドフレーム5の前部に収容されていたフード45を、図示しないジャッキによって前方へ突出させ、子機4用の土砂取込室46を形成する。そして、内周カッタ10を回転駆動し、推進ジャッキ42を伸長させ、エレクタを作動させる。   And as shown in FIG. 5, the food | hood 45 accommodated in the front part of the child shield frame 5 is made to protrude ahead with the jack which is not shown in figure, and the earth and sand taking-in chamber 46 for the subunit | mobile_unit 4 is formed. Then, the inner cutter 10 is rotationally driven, the propulsion jack 42 is extended, and the erector is operated.

これにより、子シールドフレーム5の前方の切羽を内周カッタ10で切削し、掘削土砂を排土口43に接続されたスクリューコンベヤによって排土し、エレクタによって子シールドフレーム44の内方にセグメントをリング状に組み立て、小径トンネルを大径トンネルに対して偏芯させて構築する。このとき、推進ジャッキ42の推進力は、マシン側推力伝達部材23とカッタ側推力伝達部材24とを介し、カッタ10に伝達される。   As a result, the face in front of the child shield frame 5 is cut by the inner cutter 10, the excavated earth and sand are discharged by the screw conveyor connected to the discharge port 43, and the segment is formed inward of the child shield frame 44 by the erector. It is assembled in a ring shape and is constructed by decentering a small diameter tunnel with respect to a large diameter tunnel. At this time, the propulsive force of the propulsion jack 42 is transmitted to the cutter 10 via the machine side thrust transmission member 23 and the cutter side thrust transmission member 24.

以上説明したように本実施形態によれば、内周カッタ10を親シールドフレーム3に同芯となる位置に移動させ、その内周カッタ10に外周カッタ33を連結し、その状態で掘進することで、大径トンネルを構築できる。そして、外周カッタ33を内周カッタ10から切り離し、内周カッタ10を子シールドフレーム5に同芯となる位置に移動させ、子機4を親機2から発進させることで、大径トンネルに繋げて小径トンネルを偏芯させて構築できる。   As described above, according to the present embodiment, the inner peripheral cutter 10 is moved to a position that is concentric with the parent shield frame 3, the outer peripheral cutter 33 is connected to the inner peripheral cutter 10, and the excavation is performed in that state. And you can build a large diameter tunnel. Then, the outer cutter 33 is separated from the inner cutter 10, the inner cutter 10 is moved to a position that is concentric with the child shield frame 5, and the child device 4 is started from the parent device 2, thereby connecting to the large-diameter tunnel. Can be constructed by decentering a small diameter tunnel.

ここで、本実施形態によれば、子シールドフレーム5を親シールドフレーム3内に予め偏芯して収容しているので、子シールドフレーム5自体を親シールドフレーム2に対して偏芯方向に移動させる機構は不要であり、構造の簡素化・低コスト化を推進できる。他方、本実施形態では、内周カッタ10を子シールドフレーム5に対して偏芯方向に移動する機構が必要となるが、この機構は、子シールドフレーム5自体を移動する機構に比べれば簡素な機構となるため、大きなコストアップとはならない。   Here, according to this embodiment, since the child shield frame 5 is eccentrically accommodated in the parent shield frame 3 in advance, the child shield frame 5 itself is moved in the eccentric direction with respect to the parent shield frame 2. No mechanism is required, and simplification and cost reduction of the structure can be promoted. On the other hand, in the present embodiment, a mechanism for moving the inner peripheral cutter 10 in the eccentric direction with respect to the child shield frame 5 is required, but this mechanism is simpler than a mechanism for moving the child shield frame 5 itself. Since it is a mechanism, it does not increase the cost significantly.

また、本実施形態によれば、図1に示すように、子シールドフレーム5をシール8の設置スペース(極く僅かなスペース)を隔てて親シールドフレーム3に近づけて偏芯配置できるので、親シールドフレーム3と子シールドフレーム5との外径差が小さい場合であっても、大きな偏芯量を確保できる。すなわち、親シールドフレーム3と子シールドフレーム5との間に介設されたシール8のみが偏芯量の制約となるに過ぎない。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the child shield frame 5 can be eccentrically arranged close to the parent shield frame 3 with the installation space (very small space) of the seal 8 therebetween. Even when the difference in outer diameter between the shield frame 3 and the child shield frame 5 is small, a large amount of eccentricity can be secured. That is, only the seal 8 interposed between the parent shield frame 3 and the child shield frame 5 is only a restriction on the amount of eccentricity.

このように、本実施形態によれば、子シールドフレーム5を親シールドフレーム3内に予め偏芯して収容し、子機4の内周カッタ10を偏芯方向に移動させることで、親機2用の外周カッタ33の駆動部と兼用しているので、簡単な構成で子機4を親機2に対して偏芯させて発進できる。また、子シールドフレーム5と親シールドフレーム3との外径差が小さい場合でも偏芯量を大きくできる。   As described above, according to the present embodiment, the child shield frame 5 is eccentrically accommodated in the parent shield frame 3 in advance, and the inner peripheral cutter 10 of the child device 4 is moved in the eccentric direction. Since it serves also as the drive part of the outer peripheral cutter 33 for 2, the child machine 4 can be started by being eccentric with respect to the parent machine 2 with a simple configuration. Further, even when the outer diameter difference between the child shield frame 5 and the parent shield frame 3 is small, the eccentricity can be increased.

図例においては、例えば、親機2で構築される大径トンネルを地下鉄の駅舎部とし、子機4で構築される小径トンネルを線路部とすることで、駅舎部に対して線路部を水平方向に大きく偏芯配置できる。これにより、駅舎部にプラットホーム等を設置するための大きな有効利用スペースを確保できる。   In the illustrated example, for example, a large-diameter tunnel constructed by the master unit 2 is used as a subway station building, and a small-diameter tunnel constructed by the slave unit 4 is used as a track unit, so that the line unit is horizontal with respect to the station building. Large eccentricity can be arranged in the direction. Thereby, the big effective use space for installing a platform etc. in a station building part is securable.

また、子機4の偏芯方向は水平方向に限られず、上下方向や斜め方向であってもよい。例えば、子機4を親機2の最上端又は最下端に偏芯させるようにすれば、下水道における大径管(大径トンネル)から小径管(小径トンネル)への管頂接合又は管底接合が容易に実現できる。   Moreover, the eccentric direction of the subunit | mobile_unit 4 is not restricted to a horizontal direction, The up-down direction and the diagonal direction may be sufficient. For example, if the slave unit 4 is eccentric to the uppermost end or the lowermost end of the master unit 2, the top joint or the bottom joint from the large diameter pipe (large diameter tunnel) to the small diameter pipe (small diameter tunnel) in the sewer system. Can be easily realized.

なお、内周カッタ10内に収容されたジャッキ40の径をより太くし、内周カッタ10の外周端からの突出ストロークをより伸ばし、ジャッキ40にビットを装着すれば、外周カッタ33を省略することも可能である。この場合、図6のように内周カッタ10を親シールドフレーム3と同芯としたとき、ジャッキ40を親シールドフレーム3の外径まで伸長させることで、親機2用のカッタとする。   If the diameter of the jack 40 accommodated in the inner peripheral cutter 10 is made thicker, the protruding stroke from the outer peripheral end of the inner peripheral cutter 10 is further extended, and a bit is attached to the jack 40, the outer peripheral cutter 33 is omitted. It is also possible. In this case, when the inner peripheral cutter 10 is concentric with the parent shield frame 3 as shown in FIG. 6, the jack 40 is extended to the outer diameter of the parent shield frame 3 to obtain a cutter for the parent device 2.

この状態で大径トンネルを掘削構築した後、ジャッキ40を縮めて内周カッタ10の外周端に没入させ、既述のように内周カッタ10を子シールドフレーム5と同芯位置に移動させ、子機4を発進させることになる。また、大径トンネル掘削後、ジャッキ40を内周カッタ10の外周端から押し出して捨てるようにしてもよい。   After excavating and constructing the large-diameter tunnel in this state, the jack 40 is shrunk and immersed in the outer peripheral end of the inner cutter 10, and the inner cutter 10 is moved to the concentric position with the child shield frame 5 as described above. The handset 4 is started. Further, after excavating the large-diameter tunnel, the jack 40 may be pushed out from the outer peripheral end of the inner cutter 10 and discarded.

本発明の好適実施形態に係る親子シールド機の平断面図である。It is a plane sectional view of a parent-child shield machine concerning a suitable embodiment of the present invention. 上記親子シールド機の作動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the action | operation of the said parent-child shield machine. 上記親子シールド機の作動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the action | operation of the said parent-child shield machine. 上記親子シールド機の作動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the action | operation of the said parent-child shield machine. 上記親子シールド機の作動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the action | operation of the said parent-child shield machine. 図1のVI−VI線矢視図である。It is a VI-VI line arrow directional view of FIG. 図3のVII−VII線矢視図である。It is a VII-VII arrow line view of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 親子シールド機
2 親シールド機
3 親シールドフレーム
4 子シールド機
5 子シールドフレーム
10 内周カッタ
33 外周カッタ
38 空隙部
39 断接手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Parent-child shield machine 2 Parent shield machine 3 Parent shield frame 4 Child shield machine 5 Child shield frame 10 Inner circumference cutter 33 Outer circumference cutter 38 Gap part 39 Connection / disconnection means

Claims (5)

親シールド機の親シールドフレームの内方に子シールド機の子シールドフレームを偏芯させて軸方向にスライド可能に収容し、該子シールドフレームに子シールド機用の内周カッタを上記両フレームの偏芯方向に移動可能に設けたことを特徴とする親子シールド機。   The child shield frame of the child shield machine is eccentrically placed inside the parent shield frame of the parent shield machine so as to be slidable in the axial direction, and the inner peripheral cutter for the child shield machine is placed in the child shield frame. A parent-child shield machine provided so as to be movable in an eccentric direction. 上記内周カッタは、子シールドフレームに対する同芯位置と親シールドフレームに対する同芯位置との間を移動可能に設けられた請求項1記載の親子シールド機。   The parent-child shield machine according to claim 1, wherein the inner cutter is provided so as to be movable between a concentric position with respect to the child shield frame and a concentric position with respect to the parent shield frame. 上記内周カッタに、親シールド機用の外周カッタを着脱自在に設け、該外周カッタと内周カッタとの間に、これらを連結切離する断接手段を設けた請求項1又は2記載の親子シールド機。   The outer peripheral cutter for the parent shield machine is detachably provided on the inner peripheral cutter, and a connecting / disconnecting means for connecting and disconnecting the outer cutter and the inner peripheral cutter is provided. Parent-child shield machine. 上記外周カッタは、親シールドフレームに対する同芯位置に移動された内周カッタに装着したとき、親シールドフレームの外径に合わせて形成された請求項3記載の親子シールド機。   4. The parent-child shield machine according to claim 3, wherein the outer cutter is formed in accordance with the outer diameter of the parent shield frame when mounted on the inner cutter moved to a concentric position with respect to the parent shield frame. 上記外周カッタは、内周カッタが親シールドフレームに対する同芯位置から子シールドフレームに対する同芯位置に移動することを許容する空隙部を有する請求項3又は4記載の親子シールド機。
5. The parent-child shield machine according to claim 3, wherein the outer cutter has a gap that allows the inner cutter to move from a concentric position with respect to the parent shield frame to a concentric position with respect to the child shield frame.
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