JP2004308374A

JP2004308374A - Shield machine

Info

Publication number: JP2004308374A
Application number: JP2003106824A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takamizawa; 計夫高見沢; Mamoru Osaka; 衛大坂; Takayoshi Nakamura; 隆良中村; Kenichi Kaneko; 研一金子; Yoshifumi Hattori; 佳文服部; Hideo Matsui; 秀夫松井; Yuzuru Yoshida; 譲吉田; Shigeo Fujii; 茂男藤井
Original assignee: Taisei Corp; IHI Corp
Current assignee: Taisei Corp; IHI Corp
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP4079818B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shield machine capable of smoothly moving from the non actuation position to the actuation position of a widening cutter. <P>SOLUTION: The shield machine is provided with a main cutter 2 having a specified excavation face and a widening cutter 3 for excavating the outer side than the excavation face of the main cutter 2. The widening cutter 3 is movably provided against the shield frame 4 so that the widening cutter can move between the non-actuation position where the excavation face positions in the excavation face of the main cutter 2 and the actuation position where at least a part of the excavation face positions at outer side than the excavation face of the main cutter 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の掘削面を有するメインカッタと、メインカッタの掘削面よりも外側の部分を掘削するための拡幅カッタとを備えたシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下トンネルを構築する場合、トンネルの長手方向の一部に、周方向の一部が拡幅された拡幅トンネルを構築する場合がある。例えば、道路トンネルを構築する場合では、所定距離毎に車両の非常駐車帯等を設ける必要があるからである。
【０００３】
従来、トンネルの長手方向の一部に拡幅トンネルを構築する場合、まず、シールド掘進機により所定断面のメイントンネルを掘削・構築し、次に、拡幅用のシールド掘削機によりメイントンネルから径方向外側に掘削して拡幅トンネルを構築していた。例えば、特許文献１にもそのような拡幅掘削装置が開示されている。しかしながら、この方法はトンネルを構築するのに二回の工程を必要とするため、コストが高く、かつ工期が長期化するという欠点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６２−１０７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで近年、メイントンネルと拡幅トンネルとを連続的に構築できるシールド掘進機の開発が進められている。
【０００６】
係るシールド掘進機では、メイントンネルを構築するための孔を掘削するメインカッタと、メイントンネルよりも外側の部分、つまり拡幅部分を掘削する拡幅カッタとが必要となる。また、拡幅カッタは、その掘削面がメインカッタの掘削面内に位置する非作動位置と、掘削面の少なくとも一部がメインカッタの掘削面よりも外側に位置する作動位置との間を移動可能に構成する必要がある。つまり、メイントンネルを構築するときには拡幅カッタを非作動位置に位置させておく。そして、シールド掘進機が所定位置に到達したならば、拡幅カッタを作動位置に移動させて、拡幅部の掘削及び拡幅トンネルの構築を行う。
【０００７】
本発明の目的は、所定の掘削面を有するメインカッタとメインカッタの掘削面よりも外側の部分を掘削するための拡幅カッタとを備えたシールド掘進機において、拡幅カッタの非作動位置から作動位置への移動をスムーズに行うことができるシールド掘進機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、所定の掘削面を有するメインカッタと、そのメインカッタの掘削面よりも外側の部分を掘削するための拡幅カッタとを備え、上記拡幅カッタは、その掘削面が上記メインカッタの掘削面内に位置する非作動位置と、掘削面の少なくとも一部が上記メインカッタの掘削面よりも外側に位置する作動位置との間を移動できるように上記シールドフレームに対して揺動可能に設けられるものである。
【０００９】
ここで、上記拡幅カッタは、シールドフレームの径方向に移動可能に設けられても良い。
【００１０】
また本発明は、所定の掘削面を有するメインカッタと、そのメインカッタの掘削面よりも外側の部分を掘削するための拡幅カッタとを備え、上記拡幅カッタは、その掘削面が上記メインカッタの掘削面内に位置する非作動位置と、掘削面の少なくとも一部が上記メインカッタの掘削面よりも外側に位置する作動位置との間を移動できるように上記シールドフレームの径方向に移動可能に設けられるものである。
【００１１】
ここで、上記拡幅カッタは、その掘削面がシールドフレームの軸心に対して傾斜するように設けられても良い。
【００１２】
また本発明は、所定の掘削面を有するメインカッタと、そのメインカッタの掘削面よりも外側の部分を掘削するための拡幅カッタとを備え、上記拡幅カッタは、上記シールドフレームの径方向に出没可能に設けられたスクリューカッタからなるものである。
【００１３】
更に本発明は、所定の掘削面を有するメインカッタと、そのメインカッタの掘削面よりも外側の部分を掘削するための拡幅カッタとを備え、上記拡幅カッタは、所定の位相で停止することで上記メインカッタの掘削面内に収容される非作動状態となり、回転することで掘削面の少なくとも一部が上記メインカッタの掘削面よりも外側に位置する作動状態となるものである。
【００１４】
ここで、上記メインカッタが上記シールドフレームに設けられた隔壁に回転可能に設けられ、上記拡幅カッタは、上記メインカッタと上記隔壁との間に形成されたチャンバ内に配置され、上記隔壁に回転可能に設けられても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図１は本実施形態に係るシールド掘進機の平面断面図であり、図２はその正面図である。なお、以下の説明では、シールド掘進機（シールドフレーム）の軸心から外側に向かう方向を径方向外側と言い、逆にシールド掘進機（シールドフレーム）の外周部から軸心に向かう方向を径方向内側と言うが、シールド掘進機の断面形状は円形に限定されず、矩形や馬蹄形などあらゆる形状であって良い。
【００１７】
本実施形態のシールド掘進機１は、所定の断面を有するメイントンネルと、周方向の一部が拡幅された拡幅トンネルとを連続的に構築するものであり、構築すべきメイントンネルの断面とほぼ同じ（若干大きい）掘削面を有するメインカッタ２と、メインカッタ２の掘削面よりも外側の部分を掘削するための拡幅カッタ３とを備える。
【００１８】
メインカッタ２は、シールドフレーム４の前端部近傍に設けられた隔壁５に回転自在に設けられ、その回転中心から放射状に延出した複数のスポーク６と、そのスポーク６に設けられた多数のカッタビット７と、スポーク６の外側端部に径方向に出没自在に設けられたコピーカッタ８とを備える。隔壁５には、メインカッタ２を回転駆動するカッタ駆動モータ９が設けられる。
【００１９】
メインカッタ２と隔壁５との間には、メインカッタ２が掘削した土砂を取り込むためのチャンバ１０が形成される。隔壁５には、チャンバ１０内に泥土を送り込む送泥管１１及びチャンバー１０内で泥土と混ぜ合わされた土砂を後方に排出する排泥管（図示せず）等が接続される。
【００２０】
メインカッタ２の後方に拡幅カッタ３が設けられる。拡幅カッタ３の構造については後ほど説明する。シールドフレーム４の後部には、メインセグメントＭＳを組み立ててメイントンネルを構築するエレクタ（図示せず）、エレクタにより組み立てられたメインセグメントＭＳに反力を取ってシールド掘進機１を推進させるシールドジャッキ１２、既設されたメインセグメントＭＳとシールドフレーム４との間を止水するリング状のテールシール１３等が設けられる。
【００２１】
シールドフレーム４の中間部（拡幅カッタ３と図示しないエレクタとの間）には、拡幅トンネルの構築時に、拡幅カッタ３が掘削した領域に、拡幅セグメントＫＳを組み立てるための拡幅シールド１４が設けられる。拡幅シールド１４は、シールドフレーム４に対して径方向に移動可能に設けられた拡幅シールドフレーム１５、拡幅セグメントＫＳを組み立てるための拡幅セグメント組立装置（図示せず）、既設された拡幅セグメントＫＳに反力を取るシールドジャッキ１６、既設された拡幅セグメントＫＳと拡幅シールドフレーム１５との間を止水するテールシール１７等を備える。
【００２２】
図３及び図４を用いて拡幅カッタ３を説明する。
【００２３】
図３は拡幅カッタ３の拡大平面図であり、図４は、拡幅カッタ３における球体２０とスライド筒１９との接続部の拡大図である。
【００２４】
シールドフレーム４の側部には、径方向内側に窪んだ断面円形のガイド部１８が形成され、そのガイド部１８内に円筒状のスライド筒１９がシールドフレーム４の径方向に移動自在に収容される。スライド筒１９には、外側面が球状の球体２０がシールドフレーム４の軸心Ｃ（図１参照）に対して傾斜する方向に揺動可能に設けられる。具体的には、球体２０に図３中紙面前後方向に延出する回転軸２９が相対回転不可に固定され、その回転軸２９がスライド筒１９に軸受け３０を介して回転自在に支持される（図４参照）。従って、球体２０はスライド筒１９に対して回転軸２９を中心として回転可能である。
【００２５】
ガイド部１８とスライド筒１９との間は適切なシール部材（図示せず）によりシールされる。また、スライド筒１９と球体２０との間は、球体２０の全周に渡って設けられたシール部材２１によりシールされる。
【００２６】
そして、球体２０に拡幅カッタ３が回転可能に設けられる。拡幅カッタ３は回転中心から放射状に延出したスポーク２２と、スポーク２２に設けられたビット２３とを備える。球体２０内には拡幅カッタ３を回転駆動するカッタ駆動モータ２８が設けられる。シールドフレーム４には、拡幅カッタ３との間にチャンバ２４を形成する隔壁２５が設けられる。隔壁２５には、チャンバ２４内に泥土を送り込む送泥管やチャンバ２４内で泥土と混ぜ合わされた土砂を排出する排泥管（いずれも図示せず）等が接続される。
【００２７】
スライド筒１９をシールドフレーム４の径方向に移動させる第一駆動手段２６と、球体２０をシールドフレーム４の軸心Ｃに対して傾斜する方向に揺動させる第二駆動手段２７とが設けられる。
【００２８】
第一駆動手段２６は、本実施形態では複数の油圧ジャッキからなり、各油圧ジャッキ２６のジャッキ本体２６ａの後端部がシールドフレーム４側に固定され、ロッド２６ｂの先端部がスライド筒１９の後部に取り付けられる。各油圧ジャッキ２６のロッド２６ｂを伸張させることで、スライド筒１９及びそれに取り付けられた球体２０、拡幅カッタ３がシールドフレーム４の径方向外側に移動する。逆に、ロッド２６ｂを縮退させると、スライド筒１９、球体２０及び拡幅カッタ３がシールドフレーム４の径方向内側に移動する。
【００２９】
第二駆動手段２７は、本実施形態では複数の油圧ジャッキからなり、各油圧ジャッキ２７のジャッキ本体２７ａの後端部がスライド筒１９に対して固定され、ロッド２７ｂの先端部が球体２０側に取り付けられる。具体的には、球体２０の回転軸２９に、回転軸２９から左右対称に延出した二つのブラケット３１ａ，３１ｂが固定され、両ブラケット３１ａ，３１ｂに油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂの先端部が固定される。両ブラケット３１ａ，３１ｂに取り付けられた油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂの伸張量を変化させることで、球体２０及びそれに取り付けられた拡幅カッタ３がシールドフレーム４の軸心Ｃに対して傾斜する方向に揺動する。例えば、シールド掘進機１の進行方向前方側（図３中左側）に位置する油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂを縮退させ、進行方向後方側に位置する油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂを伸張させれば、球体２０及び拡幅カッタ３は、図５に示すように、拡幅カッタ３の掘削面がシールド掘進機１の進行方向前方を向くように傾斜する。スライド筒１９におけるシールド掘進機１の進行方向前方側には、拡幅カッタ３の傾斜を許容するための切り欠き１９ａが形成される（図３参照）。
【００３０】
このように、本実施形態の拡幅カッタ３は、第一駆動手段２６によってシールドフレーム４の径方向に移動され、第二駆動手段２７によってシールドフレーム４の軸心Ｃに対して揺動される。拡幅カッタ３を移動及び揺動させることで、拡幅カッタ３を非作動位置と作動位置との間で移動させることができる。この移動を、図３及び図５〜図７を用いて説明する。
【００３１】
まず、図３は拡幅カッタ３が非作動位置に位置した状態を示している。
【００３２】
この状態では、油圧ジャッキ２６のロッド２６ｂが最も縮退され、スライド筒１９、球体２０及び拡幅カッタ３はシールドフレーム４に対して最も径方向内側に位置する。また、油圧ジャッキ２６のロッド２６ｂは、拡幅カッタ３の掘削面がシールドフレーム４の軸心Ｃとほぼ平行に位置するように伸張量が調節される。この状態では、拡幅カッタ３の掘削面はメインカッタ２の掘削面内に完全に収容される。
【００３３】
メイントンネルのみを構築する際には、拡幅カッタ３がこの非作動位置に移動され、メインカッタ２による地山掘削と、図示しないエレクタによるメインセグメントＭＳの組み立てのみが行われる。
【００３４】
拡幅カッタ３を非作動位置から作動位置に移動させる場合、まず、拡幅カッタ３を回転駆動し、油圧ジャッキ２６のロッド２６ｂを伸張させて、スライド筒１９、球体２０及び拡幅カッタ３をシールドフレーム４の径方向外側に所定距離移動させる。このとき、シールドフレーム４の側部の地山が回転する拡幅カッタ３により掘削される。拡幅カッタ３がシールドフレーム４の径方向に所定距離移動すると、拡幅カッタ３の後面側と隔壁２５との間に隙間ができるので、図５に示すように、進行方向後方側の油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂを伸張させると共に、進行方向前方側の油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂを縮退させて、球体２０及び拡幅カッタ３を、進行方向後方側の端部がシールドフレーム４の径方向外側に移動するように傾斜させる。これによって、拡幅カッタ３の掘削面が進行方向前方を向くようにシールドフレーム４の軸心Ｃに対して傾斜し、その一部がメインカッタ２の掘削面よりも外側に位置する。従って、拡幅カッタ３はメインカッタ２の掘削面よりも外側の部分を掘削する。拡幅カッタ３の傾斜は、拡幅カッタ３の進行方向前方側端部の後面が隔壁２５の直前に達するまで行われる。
【００３５】
次に、図６に示すように、各油圧ジャッキ２６のロッド２６ｂを更に伸張させて、スライド筒１９、球体２０及び拡幅カッタ３をシールドフレーム４の径方向外側に更に移動させる。これにより、拡幅カッタ３の後面側と隔壁２５との間に隙間ができるので、図７に示すように、進行方向後方側の油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂを更に伸張させると共に、進行方向前方側の油圧ジャッキ２７のロッド２７ｂを更に縮退させて、球体２０及び拡幅カッタ３を更に傾斜させる。
【００３６】
これによって、拡幅カッタ３の掘削面におけるメインカッタ２の掘削面よりも外側に位置する部分が、構築すべき拡幅セグメントＫＳの断面とほぼ等しくなる。つまり、拡幅カッタ３の掘削領域に拡幅セグメントＫＳを組み立てることが可能となる。この状態が拡幅カッタ３の作動位置である。
【００３７】
なお、拡幅カッタ３の非作動位置から作動位置への移動は、シールド掘進機１の推進と同時に行っても良いし、シールド掘進機１を停止させた状態で行っても良い。
【００３８】
拡幅トンネルを構築する際には、拡幅カッタ３を図７に示す作動位置に位置させてシールド掘進機１を推進させ、メインカッタ２及び拡幅カッタ３による地山掘削、及びメインセグメントＭＳと拡幅セグメントＫＳとの組み立てを行う。
【００３９】
このように、本実施形態のシールド掘進機１は、拡幅カッタ３の非作動位置と作動位置との間の移動を拡幅カッタ３の揺動により行う。これによれば、非作動位置から作動位置へと移動する拡幅カッタ３の掘削面が、シールドフレーム４の軸心Ｃに対して傾斜するため、拡幅カッタ３はシールド掘進機１の進行方向への掘削能力と、シールドフレーム４の径方向（進行方向と直交する方向）への掘削能力とを持つことができる。従って、拡幅カッタ３をシールドフレーム４の外側に移動させる際に、シールドフレーム４の側部の地山を拡幅カッタ３で掘削しつつ移動でき、スムーズかつ迅速な移動が可能となる。
【００４０】
従って、拡幅セグメントＫＳを組み立てるのに必要な領域まで迅速に拡幅カッタ３を移動させることができ、無駄な掘削を省くことができる。
【００４１】
本発明は以上説明した実施形態に限定はされない。
【００４２】
例えば、上記実施形態では拡幅カッタ３を非作動位置から作動位置に移動させる際に、径方向への移動及び揺動を二段階に分けて行うとして説明したが、拡幅セグメントＫＳの断面形状や地山の土質などによっては、一回で移動させることも可能である。また、三段階以上に分けて移動するようにしても良い。
【００４３】
また、拡幅カッタ３は必ずしもシールドフレーム４に揺動可能に設ける必要はない。つまり、拡幅カッタ３の掘削面が斜め前方を向くように、予めシールドフレーム４の軸心Ｃに対して傾斜させて設けておく。そして、拡幅カッタ３をシールドフレーム４の径方向に移動させることで、掘削面がメインカッタ２の掘削面内に完全に位置する非作動位置と、掘削面の少なくとも一部がメインカッタ２の掘削面よりも外側に位置する作動位置との間を移動させるようにしても良い。
【００４４】
次に本発明の他の実施形態について説明する。なお、図１に示した形態と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
まず図８及び図９に示す形態を説明する。この形態は拡幅カッタ４０を拡幅シールド１４に回転自在に設けたものである。
【００４６】
具体的には、拡幅シールドフレーム１５の前端部近傍に隔壁４１が設けられ、その隔壁４１に拡幅カッタ４０が回転自在に設けられる。拡幅カッタ４０は、回転中心から放射状に延出する複数のスポーク４２と、そのスポーク４２に設けられた多数のカッタビット４３と、スポーク４２の外側端部に径方向に出没自在に設けられたコピーカッタ４４とを備える。各スポーク４２はメインカッタ２のスポーク６とほぼ平行に延出する。従って、拡幅カッタ４０の掘削面は、メインカッタ２の掘削面とほぼ平行であり、シールドフレーム４の軸心に対してほぼ直交する。拡幅カッタ４０と隔壁４１との間には、拡幅カッタ４０が掘削した土砂を取り込むチャンバ４５が形成される。隔壁４１の後面には拡幅カッタ６を回転駆動するカッタ駆動モータ４６が設けられる。また、図では示されていないが、隔壁４１には、チャンバ４５内に泥土を送り込む送泥管、チャンバー４５内で泥土と混ぜ合わされた土砂を後方に排出する排泥管等が接続される。
【００４７】
拡幅カッタ４０は、拡幅シールド１４に対して径方向に相対移動可能に取り付けられる。つまり、拡幅カッタ４０の後面に形成された回転軸４７が、拡幅シールド１４の隔壁４１に対して径方向に移動可能に取り付けられ、隔壁４１と回転軸４７との間に、拡幅カッタ４０と拡幅シールド１４とを相対的に移動させる駆動手段４８が設けられる。本実施形態では、駆動手段４８は、回転軸４７の両側部に対称配置された油圧ジャッキからなり、この油圧ジャッキ４８を収縮又は伸長させることで拡幅カッタ４０と拡幅シールド１４とを相対的に移動させることができる。この形態では、拡幅カッタ４０及び拡幅シールド１４をシールドフレーム４に対して径方向に移動させることで、拡幅カッタ４０を非作動位置と作動位置との間で移動させることができる。
【００４８】
拡幅シールド１４をシールドフレーム４に対して最も径方向内側に移動させると共に、拡幅カッタ４０を拡幅シールドフレーム１５に対して最も径方向内側に移動させると、図８に示すように、拡幅カッタ４０の掘削面がメインカッタ２の掘削面内に完全に収容される。これが拡幅カッタ４０の非作動位置である。この状態では、拡幅カッタ４０は拡幅シールドフレーム１５とほぼ同軸に位置する。
【００４９】
拡幅カッタ４０を非作動位置から作動位置に移動させる場合、まず、拡幅カッタ４０を回転駆動すると共に、油圧ジャッキ４８により拡幅カッタ４０を拡幅シールドフレーム１５及びシールドフレーム４に対して径方向外側に移動させる。これによって、拡幅カッタ４０の掘削面の一部がメインカッタ２の掘削面よりも外側に移動する。このとき、シールドフレーム４の側部の地山が回転する拡幅カッタ４０のコピーカッタ４４により掘削される。次に、油圧ジャッキ４８により拡幅シールド１４を拡幅カッタ４０側に引き寄せる。つまり、拡幅シールド１４をシールドフレーム４に対して径方向外側に移動させる。この移動は、拡幅シールドフレーム１５と拡幅カッタ４０とがほぼ同軸になるまで行われる。そして、再度拡幅カッタ４０を拡幅シールド１４及びシールドフレーム４に対して径方向外側へ移動して、拡幅シールド１４を拡幅カッタ４０側に引き寄せる。この作業を所定回数繰り返すことで、拡幅カッタ４０の掘削面におけるメインカッタ２の掘削面よりも外側に位置する部分が徐々に大きくなり、図９に示すように、拡幅カッタ４０の掘削領域に拡幅セグメントＫＳを組み立てることが可能となる。これが拡幅カッタ４０の作動位置である。
【００５０】
この形態では、拡幅カッタ４０を揺動させる機構が不必要であるので、よりシンプルな構造にできる。
【００５１】
次に、図１０及び図１１に示す形態を説明する。
【００５２】
この形態の拡幅カッタ５０は、拡幅シールド１４の直前の位置で、シールドフレーム４に対して径方向に出没可能に設けられた複数のスクリューカッタ５４からなる。シールドフレーム４の側部には各スクリューカッタ５４の収容スペース５２が径方向内側に窪んで形成される。収容スペース５２は拡幅シールド１４とほぼ同じ高さに渡って上下に複数配置され、各収容スペース５２内にスクリューカッタ５４がそれぞれ配置される。各スクリューカッタ５４には駆動装置（油圧ジャッキ）５６がそれぞれ接続され、この油圧ジャッキ５６により各スクリューカッタ５４がそれぞれ独立して径方向に移動される。この形態では、拡幅カッタ５０の非作動位置と作動位置との間の移動は、油圧ジャッキ５６による各スクリューカッタ５４のシールドフレーム４の径方向への移動により行う。
【００５３】
つまり、図１１（ａ）に示すように、各スクリューカッタ５４をシールドフレーム４に対して最も径方向内側に移動（後退）させると、全てのスクリューカッタ５４が完全にシールドフレーム４内に収容される。言い換えれば、全てのスクリューカッタ５４がメインカッタ２の掘削面内に位置する。これが拡幅カッタ５０の非作動位置である。
【００５４】
そして、図１１（ｂ）に示すように、油圧ジャッキ５６により各スクリューカッタ５４をシールドフレーム４に対して径方向外側に移動（突出）させると、スクリューカッタ５４がシールドフレーム４及びメインカッタ２の掘削面よりも径方向外側に移動してシールドフレーム４の側部の地山を掘削する。このとき、各スクリューカッタ５４は、図１１（ｂ）に示すように、拡幅シールドフレーム１５の形状に合わせてその突出距離が各々調節される。スクリューカッタ５４により掘削された土砂はシールドフレーム４に設けられたチャンバ５７（図１０参照）内に取り込まれて後方へと排出される。
【００５５】
この形態では、各スクリューカッタ５４の突出量を調節することで、任意形状の掘削を行うことができるという利点を有する。
【００５６】
なお、図１０及び図１１に示す形態では、拡幅シールド１４のシールドフレーム１５がシールドフレーム４に対してピン５１廻りに揺動可能に設けられている。
【００５７】
次に、図１２及び図１３に示す形態を説明する。
【００５８】
この形態は、拡幅カッタ６０を、メインカッタ２の後方（チャンバ１０内）に配置すると共に、シールドフレーム４に設けられた隔壁５に回転自在に設けたものである。拡幅カッタ６０は、互いに対向させて配置された二本のスポーク６１と、スポーク６１に設けられた多数のビット６２と、スポーク６１の外側端部に径方向に出没自在に設けられたコピーカッタ（図示せず）とを備える。隔壁５には拡幅カッタ６０を回転駆動するための図示しない駆動モータが設けられる。
【００５９】
拡幅カッタ６０の各スポーク６１は、メインカッタ２のスポーク６とほぼ平行に延出する。つまり、拡幅カッタ６０の掘削面は、メインカッタ２の掘削面とほぼ平行であり、シールドフレーム４の軸心に対してほぼ直交する。
【００６０】
この形態では拡幅カッタ６０の作動位置（状態）と非作動位置（状態）との間の移動は、拡幅カッタ６０の回動を制御することで行う。つまり、図１３に示すように、両スポーク６１がほぼ垂直に位置する位相で拡幅カッタ６０を停止すると、拡幅カッタ６０がメインカッタ２の掘削面内に完全に収容される。従って、この状態が拡幅カッタ６０の非作動状態である。一方、拡幅カッタ６０を回転させると、その回転軌跡Ａから分かるように、両スポーク６１が順次メインカッタ２の掘削面よりも径方向外側に突出する。従って、拡幅カッタ６０を回転させた状態が作動状態である。
【００６１】
この形態によれば、拡幅カッタ６０をシールドフレーム４に対して径方向に移動させる必要がなく、かつ揺動させる必要もないので、シンプルかつ低コストな構造とできる。また、拡幅カッタ６０をチャンバ１０内に配置しているので、隔壁５、送泥管１１及び排泥管（図示せず）などをメインカッタ２と拡幅カッタ６０とで共用できる。
【００６２】
なお、図１２及び図１３に示す形態において、拡幅カッタ６０のスポーク６１は必ずしも対称に（つまり周方向１８０°間隔で）配置する必要はない。即ち、拡幅カッタ６０を所定の位相で停止したときに各スポーク６１をメインカッタ２の掘削面内に収容できれば良いので、この条件を満たす範囲内であれば、スポーク６１の本数及び取り付け位相に制約はない。
【００６３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、拡幅カッタの非作動位置から作動位置への移動をスムーズに行うことができるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシールド掘進機の平面断面図である。
【図２】図１のシールド掘進機の正面図である。
【図３】拡幅カッタの拡大平面図であり、非作動位置に位置した状態を示している。
【図４】球体とスライド筒との接続部の拡大図である。
【図５】拡幅カッタの拡大平面図であり、非作動位置から作動位置へと移動する状態を示している。
【図６】拡幅カッタの拡大平面図であり、非作動位置から作動位置へと移動する状態を示している。
【図７】拡幅カッタの拡大平面図であり、作動位置に位置した状態を示している。
【図８】本発明の他の実施形態に係るシールド掘進機の平面断面図であり、拡幅カッタが非作動位置に位置した状態を示している。
【図９】図８のシールド掘進機の平面断面図であり、拡幅カッタが作動位置に位置した状態を示している。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るシールド掘進機の平面断面図である。
【図１１】（ａ）は図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図であり、拡幅カッタが非作動位置に位置した状態を示している。
（ｂ）は図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図であり、拡幅カッタが作動位置に位置した状態を示している。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るシールド掘進機の平面断面図である。
【図１３】図１２のシールド掘進機の正面図である。
【符号の説明】
１シールド掘進機
２メインカッタ
３拡幅カッタ
４シールドフレーム
１９スライド筒
２０球体
２６第一駆動手段（油圧ジャッキ）
２７第二駆動手段（油圧ジャッキ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shield machine including a main cutter having a predetermined excavation surface and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter.
[0002]
[Prior art]
When constructing an underground tunnel, there is a case where a widened tunnel in which a part in a circumferential direction is widened in a part in a longitudinal direction of the tunnel. For example, when constructing a road tunnel, it is necessary to provide an emergency parking zone for vehicles at predetermined intervals.
[0003]
Conventionally, when constructing a widening tunnel in a part of the longitudinal direction of a tunnel, first, a main tunnel having a predetermined cross section is excavated and constructed by a shield excavator, and then, a radially outward from the main tunnel is formed by a shield excavator for widening. And a widening tunnel was constructed. For example, Patent Document 1 discloses such a widening excavator. However, this method requires two steps for constructing the tunnel, and thus has the disadvantage that the cost is high and the construction period is prolonged.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-B-62-1073
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in recent years, the development of a shield excavator capable of continuously constructing a main tunnel and a widening tunnel has been promoted.
[0006]
Such a shield machine requires a main cutter for digging a hole for constructing a main tunnel and a widening cutter for digging a portion outside the main tunnel, that is, a widened portion. The widening cutter can be moved between a non-operation position in which the excavation surface is located within the excavation surface of the main cutter and an operation position in which at least a part of the excavation surface is located outside the excavation surface of the main cutter. Must be configured. That is, when constructing the main tunnel, the widening cutter is located at the non-operation position. Then, when the shield machine reaches a predetermined position, the widening cutter is moved to the operating position, and the widening portion is excavated and the widening tunnel is constructed.
[0007]
An object of the present invention is to provide a shield machine including a main cutter having a predetermined excavation surface and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter. It is an object of the present invention to provide a shield machine that can smoothly move to a shield excavator.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes a main cutter having a predetermined excavation surface, and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter, wherein the widening cutter includes The shield frame so that a surface can move between a non-operation position where the surface is located within the excavation surface of the main cutter and an operation position where at least a part of the excavation surface is located outside the excavation surface of the main cutter. It is provided so as to be able to swing.
[0009]
Here, the widening cutter may be provided so as to be movable in a radial direction of the shield frame.
[0010]
Further, the present invention includes a main cutter having a predetermined excavation surface, and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter, wherein the widening cutter has an excavation surface of the main cutter. The shield frame can be moved in the radial direction so that it can move between an inoperative position located in the excavation surface and an operation position in which at least a part of the excavation surface is located outside the excavation surface of the main cutter. It is provided.
[0011]
Here, the widening cutter may be provided such that its excavated surface is inclined with respect to the axis of the shield frame.
[0012]
Further, the present invention includes a main cutter having a predetermined excavation surface, and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter, wherein the widening cutter protrudes and retracts in a radial direction of the shield frame. It consists of a screw cutter provided as possible.
[0013]
Further, the present invention includes a main cutter having a predetermined excavation surface, and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter, and the widening cutter stops at a predetermined phase. The main cutter is in a non-operating state accommodated in the excavation surface, and is rotated to be in an operation state in which at least a part of the excavation surface is located outside the excavation surface of the main cutter.
[0014]
Here, the main cutter is rotatably provided on a partition provided on the shield frame, and the widening cutter is disposed in a chamber formed between the main cutter and the partition, and is rotated by the partition. It may be provided as possible.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0016]
FIG. 1 is a plan sectional view of a shield machine according to the present embodiment, and FIG. 2 is a front view thereof. In the following description, the direction from the axis of the shield machine (shield frame) toward the outside is referred to as the radial outside, and the direction from the outer peripheral portion of the shield machine (shield frame) toward the axis is the radial direction. The inside shape of the shield machine is not limited to a circle, but may be any shape such as a rectangle or a horseshoe.
[0017]
The shield machine 1 according to the present embodiment continuously builds a main tunnel having a predetermined cross section and a widened tunnel whose circumferential portion is widened, and has a cross section substantially equal to the cross section of the main tunnel to be built. A main cutter 2 having the same (slightly larger) excavation surface and a widening cutter 3 for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter 2 are provided.
[0018]
The main cutter 2 is rotatably provided on a partition wall 5 provided near the front end of the shield frame 4, and includes a plurality of spokes 6 radially extending from the center of rotation and a plurality of cutters provided on the spokes 6. A bit 7 and a copy cutter 8 provided at the outer end of the spoke 6 so as to be able to protrude and retract in the radial direction are provided. The partition 5 is provided with a cutter drive motor 9 for driving the main cutter 2 to rotate.
[0019]
Between the main cutter 2 and the partition wall 5, a chamber 10 for taking in the earth and sand excavated by the main cutter 2 is formed. The partition wall 5 is connected to a mud pipe 11 for feeding mud into the chamber 10 and a mud pipe (not shown) for discharging earth and sand mixed with mud in the chamber 10 backward.
[0020]
The widening cutter 3 is provided behind the main cutter 2. The structure of the widening cutter 3 will be described later. At the rear of the shield frame 4, an erector (not shown) for assembling the main segment MS to construct a main tunnel, and a shield jack 12 for propelling the shield excavator 1 by applying a reaction force to the main segment MS assembled by the erector. A ring-shaped tail seal 13 for stopping water between the existing main segment MS and the shield frame 4 is provided.
[0021]
A widening shield 14 for assembling the widening segment KS is provided in an intermediate portion of the shield frame 4 (between the widening cutter 3 and an unillustrated erector) in a region excavated by the widening cutter 3 when constructing the widening tunnel. The widening shield 14 is provided with a widening shield frame 15 provided movably in the radial direction with respect to the shield frame 4, a widening segment assembling device (not shown) for assembling the widening segment KS, and a widening segment KS which is already installed. A shield jack 16 for taking force, a tail seal 17 for stopping water between the existing widened segment KS and the widened shield frame 15 and the like are provided.
[0022]
The widening cutter 3 will be described with reference to FIGS.
[0023]
FIG. 3 is an enlarged plan view of the widened cutter 3, and FIG. 4 is an enlarged view of a connecting portion between the sphere 20 and the slide cylinder 19 in the widened cutter 3.
[0024]
A guide portion 18 having a circular section depressed inward in the radial direction is formed on a side portion of the shield frame 4, and a cylindrical slide tube 19 is accommodated in the guide portion 18 so as to be movable in the radial direction of the shield frame 4. You. A spherical body 20 having a spherical outer surface is provided on the slide cylinder 19 so as to be swingable in a direction inclined with respect to an axis C of the shield frame 4 (see FIG. 1). Specifically, a rotating shaft 29 extending in the front-rear direction in FIG. 3 is fixed to the spherical body 20 so as not to rotate relatively, and the rotating shaft 29 is rotatably supported by the slide cylinder 19 via a bearing 30 ( (See FIG. 4). Therefore, the sphere 20 is rotatable about the rotation shaft 29 with respect to the slide cylinder 19.
[0025]
The space between the guide portion 18 and the slide cylinder 19 is sealed by an appropriate seal member (not shown). The space between the slide cylinder 19 and the sphere 20 is sealed by a seal member 21 provided over the entire circumference of the sphere 20.
[0026]
The widening cutter 3 is rotatably provided on the sphere 20. The widening cutter 3 includes a spoke 22 extending radially from the center of rotation, and a bit 23 provided on the spoke 22. A cutter driving motor 28 for rotating and driving the widening cutter 3 is provided in the sphere 20. The shield frame 4 is provided with a partition wall 25 that forms a chamber 24 between the shield frame 4 and the widening cutter 3. To the partition 25, a mud pipe for feeding mud into the chamber 24, a mud pipe for discharging earth and sand mixed with mud in the chamber 24 (both not shown), and the like are connected.
[0027]
First drive means 26 for moving the slide cylinder 19 in the radial direction of the shield frame 4 and second drive means 27 for swinging the sphere 20 in a direction inclined with respect to the axis C of the shield frame 4 are provided.
[0028]
In the present embodiment, the first driving means 26 comprises a plurality of hydraulic jacks, the rear end of the jack body 26 a of each hydraulic jack 26 is fixed to the shield frame 4 side, and the front end of the rod 26 b is the rear end of the slide cylinder 19. Attached to. By extending the rod 26b of each hydraulic jack 26, the slide cylinder 19, the sphere 20 attached thereto, and the widened cutter 3 move radially outward of the shield frame 4. Conversely, when the rod 26b is retracted, the slide cylinder 19, the sphere 20, and the widening cutter 3 move radially inward of the shield frame 4.
[0029]
In the present embodiment, the second drive means 27 is composed of a plurality of hydraulic jacks, the rear end of the jack body 27a of each hydraulic jack 27 is fixed to the slide cylinder 19, and the tip of the rod 27b faces the sphere 20 side. It is attached. Specifically, two brackets 31a and 31b extending symmetrically from the rotation shaft 29 are fixed to the rotation shaft 29 of the sphere 20, and the tip of the rod 27b of the hydraulic jack 27 is fixed to both brackets 31a and 31b. Is done. By changing the amount of extension of the rod 27b of the hydraulic jack 27 attached to both brackets 31a, 31b, the sphere 20 and the widening cutter 3 attached thereto swing in the direction inclined with respect to the axis C of the shield frame 4. Move. For example, if the rod 27b of the hydraulic jack 27 located on the front side (left side in FIG. 3) in the traveling direction of the shield machine 1 is retracted and the rod 27b of the hydraulic jack 27 located on the rear side in the traveling direction is extended, a sphere is obtained. As shown in FIG. 5, the widening cutter 20 and the widening cutter 3 are inclined such that the excavation surface of the widening cutter 3 faces forward in the traveling direction of the shield machine 1. A notch 19a for allowing the widening cutter 3 to be inclined is formed in the slide cylinder 19 on the front side in the traveling direction of the shield machine 1 (see FIG. 3).
[0030]
As described above, the widening cutter 3 of the present embodiment is moved in the radial direction of the shield frame 4 by the first driving unit 26 and is swung with respect to the axis C of the shield frame 4 by the second driving unit 27. By moving and swinging the widening cutter 3, the widening cutter 3 can be moved between the non-operation position and the operation position. This movement will be described with reference to FIGS. 3 and 5 to 7.
[0031]
First, FIG. 3 shows a state where the widening cutter 3 is located at the non-operation position.
[0032]
In this state, the rod 26 b of the hydraulic jack 26 is most retracted, and the slide cylinder 19, the sphere 20 and the widened cutter 3 are located radially inward with respect to the shield frame 4. Further, the extension amount of the rod 26b of the hydraulic jack 26 is adjusted such that the excavated surface of the widening cutter 3 is positioned substantially parallel to the axis C of the shield frame 4. In this state, the excavated surface of the widening cutter 3 is completely accommodated in the excavated surface of the main cutter 2.
[0033]
When constructing only the main tunnel, the widening cutter 3 is moved to this non-operation position, and only the ground excavation by the main cutter 2 and the assembling of the main segment MS by the unillustrated erector are performed.
[0034]
When moving the widening cutter 3 from the non-operation position to the operating position, first, the widening cutter 3 is rotationally driven to extend the rod 26 b of the hydraulic jack 26, and the slide cylinder 19, the sphere 20 and the widening cutter 3 are connected to the shield frame 4. Is moved a predetermined distance outward in the radial direction. At this time, the ground on the side of the shield frame 4 is excavated by the rotating widening cutter 3. When the widening cutter 3 moves a predetermined distance in the radial direction of the shield frame 4, a gap is formed between the rear surface side of the widening cutter 3 and the partition wall 25, and as shown in FIG. The rod 27b is extended and the rod 27b of the hydraulic jack 27 on the front side in the traveling direction is retracted to move the sphere 20 and the widening cutter 3 such that the rear end in the traveling direction moves radially outward of the shield frame 4. Incline. Thereby, the excavation surface of the widening cutter 3 is inclined with respect to the axis C of the shield frame 4 so as to face forward in the traveling direction, and a part thereof is located outside the excavation surface of the main cutter 2. Therefore, the widening cutter 3 excavates a portion outside the excavation surface of the main cutter 2. The widening cutter 3 is tilted until the rear surface of the front end of the widening cutter 3 in the traveling direction reaches just before the partition 25.
[0035]
Next, as shown in FIG. 6, the rod 26 b of each hydraulic jack 26 is further extended, and the slide cylinder 19, the sphere 20 and the widening cutter 3 are further moved radially outward of the shield frame 4. As a result, a gap is formed between the rear side of the widening cutter 3 and the partition wall 25. As shown in FIG. 7, the rod 27b of the hydraulic jack 27 on the rear side in the traveling direction is further extended, and the rod 27b on the front side in the traveling direction is further extended. The rod 27b of the hydraulic jack 27 is further contracted, and the sphere 20 and the widening cutter 3 are further inclined.
[0036]
As a result, the portion of the digging surface of the widening cutter 3 located outside the digging surface of the main cutter 2 becomes substantially equal to the cross section of the widening segment KS to be constructed. That is, it is possible to assemble the widened segment KS in the excavation area of the widened cutter 3. This state is the operating position of the widening cutter 3.
[0037]
The movement of the widening cutter 3 from the non-operation position to the operation position may be performed simultaneously with the propulsion of the shield machine 1 or may be performed while the shield machine 1 is stopped.
[0038]
When constructing the widening tunnel, the widening cutter 3 is located at the operating position shown in FIG. 7 and the shield machine 1 is propelled, and ground excavation by the main cutter 2 and the widening cutter 3 is performed. Assemble with KS.
[0039]
As described above, the shield machine 1 according to the present embodiment moves the widening cutter 3 between the non-operation position and the operation position by swinging the widening cutter 3. According to this, the excavation surface of the widening cutter 3 moving from the non-operation position to the operation position is inclined with respect to the axis C of the shield frame 4, so that the widening cutter 3 moves in the traveling direction of the shield machine 1. It is possible to have an excavating ability and an excavating ability in a radial direction (a direction orthogonal to a traveling direction) of the shield frame 4. Therefore, when the widening cutter 3 is moved to the outside of the shield frame 4, the ground on the side of the shield frame 4 can be moved while being excavated by the widening cutter 3, and smooth and quick movement becomes possible.
[0040]
Therefore, the widening cutter 3 can be quickly moved to a region necessary for assembling the widening segment KS, and unnecessary excavation can be omitted.
[0041]
The present invention is not limited to the embodiments described above.
[0042]
For example, in the above-described embodiment, when the widening cutter 3 is moved from the non-operation position to the operation position, the radial movement and the swinging are performed in two stages, but the cross-sectional shape and the ground of the widening segment KS are described. Depending on the soil properties of the mountain, etc., it is possible to move at once. In addition, the movement may be performed in three or more steps.
[0043]
Further, the widening cutter 3 does not necessarily need to be provided on the shield frame 4 so as to be swingable. That is, the widening cutter 3 is provided in advance so as to be inclined with respect to the axis C of the shield frame 4 so that the excavation surface of the widening cutter 3 faces obliquely forward. By moving the widening cutter 3 in the radial direction of the shield frame 4, the inoperative position where the excavated surface is completely located within the excavated surface of the main cutter 2, and at least a part of the excavated surface is excavated in the main cutter 2. You may make it move between the working positions located outside the surface.
[0044]
Next, another embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0045]
First, the embodiment shown in FIGS. 8 and 9 will be described. In this embodiment, the widening cutter 40 is rotatably provided on the widening shield 14.
[0046]
Specifically, a partition 41 is provided near the front end of the widened shield frame 15, and the widened cutter 40 is rotatably provided on the partition 41. The widening cutter 40 includes a plurality of spokes 42 extending radially from the center of rotation, a number of cutter bits 43 provided on the spokes 42, and a copy provided on the outer end of the spokes 42 so as to be able to protrude and retract in the radial direction. And a cutter 44. Each spoke 42 extends substantially parallel to the spoke 6 of the main cutter 2. Therefore, the digging surface of the widening cutter 40 is substantially parallel to the digging surface of the main cutter 2 and substantially orthogonal to the axis of the shield frame 4. Between the widening cutter 40 and the partition 41, a chamber 45 for taking in earth and sand excavated by the widening cutter 40 is formed. A cutter driving motor 46 for rotating and driving the widening cutter 6 is provided on the rear surface of the partition wall 41. Although not shown in the figure, a mud pipe for feeding mud into the chamber 45, a mud pipe for discharging earth and sand mixed with mud in the chamber 45, and the like are connected to the partition wall 41.
[0047]
The widening cutter 40 is attached to the widening shield 14 so as to be relatively movable in the radial direction. In other words, the rotating shaft 47 formed on the rear surface of the widening cutter 40 is mounted movably in the radial direction with respect to the partition 41 of the widening shield 14, and the widening cutter 40 and the widening Driving means 48 for relatively moving the shield 14 is provided. In the present embodiment, the driving means 48 is composed of hydraulic jacks symmetrically arranged on both sides of the rotating shaft 47, and the widening cutter 40 and the widening shield 14 are relatively moved by contracting or extending the hydraulic jacks 48. Can be done. In this embodiment, by moving the widening cutter 40 and the widening shield 14 in the radial direction with respect to the shield frame 4, the widening cutter 40 can be moved between the non-operation position and the operation position.
[0048]
When the widening shield 14 is moved most radially inward with respect to the shield frame 4 and the widening cutter 40 is moved most radially inward with respect to the widening shield frame 15, as shown in FIG. The excavation surface is completely accommodated in the excavation surface of the main cutter 2. This is the inoperative position of the widening cutter 40. In this state, the widening cutter 40 is located substantially coaxially with the widening shield frame 15.
[0049]
When moving the widening cutter 40 from the non-operation position to the operating position, first, the widening cutter 40 is driven to rotate, and the widening cutter 40 is moved radially outward with respect to the widening shield frame 15 and the shield frame 4 by the hydraulic jack 48. Let it. Thereby, a part of the digging surface of the widening cutter 40 moves outside the digging surface of the main cutter 2. At this time, the ground on the side of the shield frame 4 is excavated by the copy cutter 44 of the rotating widening cutter 40. Next, the widening shield 14 is drawn toward the widening cutter 40 by the hydraulic jack 48. That is, the widening shield 14 is moved radially outward with respect to the shield frame 4. This movement is performed until the widening shield frame 15 and the widening cutter 40 are substantially coaxial. Then, the widening cutter 40 is moved radially outward with respect to the widening shield 14 and the shield frame 4 again to draw the widening shield 14 toward the widening cutter 40. By repeating this operation a predetermined number of times, the portion of the digging surface of the widening cutter 40 located outside the digging surface of the main cutter 2 gradually increases, and as shown in FIG. The segment KS can be assembled. This is the operating position of the widening cutter 40.
[0050]
In this embodiment, since a mechanism for swinging the widening cutter 40 is unnecessary, a simpler structure can be achieved.
[0051]
Next, the embodiment shown in FIGS. 10 and 11 will be described.
[0052]
The widening cutter 50 of this embodiment includes a plurality of screw cutters 54 provided at positions immediately before the widening shield 14 so as to be able to protrude and retract in the radial direction with respect to the shield frame 4. A housing space 52 for each screw cutter 54 is formed on the side of the shield frame 4 so as to be depressed radially inward. A plurality of storage spaces 52 are vertically arranged over substantially the same height as the widening shield 14, and a screw cutter 54 is disposed in each of the storage spaces 52. A drive device (hydraulic jack) 56 is connected to each screw cutter 54, and each screw cutter 54 is independently moved in the radial direction by the hydraulic jack 56. In this embodiment, the movement between the non-operation position and the operation position of the widening cutter 50 is performed by moving each screw cutter 54 in the radial direction of the shield frame 4 by the hydraulic jack 56.
[0053]
That is, as shown in FIG. 11A, when each screw cutter 54 is moved radially inward with respect to the shield frame 4 (retreat), all the screw cutters 54 are completely housed in the shield frame 4. You. In other words, all the screw cutters 54 are located within the excavation plane of the main cutter 2. This is the inoperative position of the widening cutter 50.
[0054]
Then, as shown in FIG. 11 (b), when each screw cutter 54 is moved (projects) radially outward with respect to the shield frame 4 by the hydraulic jack 56, the screw cutter 54 is moved from the shield frame 4 and the main cutter 2. It moves radially outward from the excavation surface and excavates the ground at the side of the shield frame 4. At this time, the projecting distance of each screw cutter 54 is adjusted according to the shape of the widened shield frame 15 as shown in FIG. The earth and sand excavated by the screw cutter 54 is taken into a chamber 57 (see FIG. 10) provided in the shield frame 4 and discharged backward.
[0055]
This form has the advantage that excavation of any shape can be performed by adjusting the amount of protrusion of each screw cutter 54.
[0056]
In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the shield frame 15 of the widening shield 14 is provided to be swingable around the pin 51 with respect to the shield frame 4.
[0057]
Next, the embodiment shown in FIGS. 12 and 13 will be described.
[0058]
In this embodiment, the widening cutter 60 is disposed behind the main cutter 2 (in the chamber 10), and is rotatably provided on the partition wall 5 provided on the shield frame 4. The widening cutter 60 includes two spokes 61 arranged to face each other, a number of bits 62 provided on the spokes 61, and a copy cutter ( (Not shown)). The partition 5 is provided with a drive motor (not shown) for rotating and driving the widening cutter 60.
[0059]
Each spoke 61 of the widening cutter 60 extends substantially parallel to the spoke 6 of the main cutter 2. That is, the digging surface of the widening cutter 60 is substantially parallel to the digging surface of the main cutter 2 and substantially orthogonal to the axis of the shield frame 4.
[0060]
In this embodiment, the movement of the widening cutter 60 between the operating position (state) and the non-operating position (state) is performed by controlling the rotation of the widening cutter 60. That is, as shown in FIG. 13, when the widening cutter 60 is stopped at a phase where both spokes 61 are located substantially vertically, the widening cutter 60 is completely accommodated in the excavation surface of the main cutter 2. Therefore, this state is the inoperative state of the widening cutter 60. On the other hand, when the widening cutter 60 is rotated, as can be seen from the rotation locus A, both spokes 61 sequentially protrude radially outward from the excavation surface of the main cutter 2. Therefore, the state in which the widening cutter 60 is rotated is the operating state.
[0061]
According to this embodiment, there is no need to move the widening cutter 60 in the radial direction with respect to the shield frame 4 and it is not necessary to swing the widening cutter 60, so that a simple and low-cost structure can be achieved. Further, since the widening cutter 60 is disposed in the chamber 10, the partition 5, the mud feeding pipe 11, and the mud discharging pipe (not shown) can be shared by the main cutter 2 and the widening cutter 60.
[0062]
In the embodiments shown in FIGS. 12 and 13, the spokes 61 of the widening cutter 60 need not always be symmetrically arranged (that is, at intervals of 180 ° in the circumferential direction). That is, it is only necessary that each spoke 61 can be accommodated in the excavation surface of the main cutter 2 when the widening cutter 60 is stopped at a predetermined phase. There is no.
[0063]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, an excellent effect that the widening cutter can be smoothly moved from the non-operation position to the operation position can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan sectional view of a shield machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the shield machine shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged plan view of the widening cutter, showing a state where the cutter is in a non-operation position.
FIG. 4 is an enlarged view of a connecting portion between a sphere and a slide cylinder.
FIG. 5 is an enlarged plan view of the widening cutter, showing a state where the cutter moves from a non-operation position to an operation position.
FIG. 6 is an enlarged plan view of the widening cutter, showing a state where the cutter moves from a non-operation position to an operation position.
FIG. 7 is an enlarged plan view of the widening cutter, showing a state where the cutter is in an operating position.
FIG. 8 is a plan sectional view of a shield machine according to another embodiment of the present invention, showing a state where a widening cutter is positioned at a non-operation position.
FIG. 9 is a plan sectional view of the shield machine shown in FIG. 8, showing a state where the widening cutter is located at an operating position.
FIG. 10 is a plan sectional view of a shield machine according to another embodiment of the present invention.
11A is a sectional view taken along line XI-XI in FIG. 10, and shows a state where the widening cutter is located at a non-operation position.
(B) is a sectional view taken along the line XI-XI in FIG. 10, showing a state where the widening cutter is located at the operating position.
FIG. 12 is a plan sectional view of a shield machine according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a front view of the shield machine shown in FIG. 12;
[Explanation of symbols]
1 shield machine
2 Main cutter
3 Widening cutter
4 Shield frame
19 Slide tube
20 spheres
26 First drive means (hydraulic jack)
27 Second drive means (hydraulic jack)

Claims

A main cutter having a predetermined digging surface, and a widening cutter for digging a portion outside the digging surface of the main cutter, wherein the widening cutter has a digging surface positioned within the digging surface of the main cutter. And a swing position with respect to the shield frame so that at least a part of the digging surface can move between the digging surface and the operating position located outside the digging surface of the main cutter. Shield machine.

The shield machine according to claim 1, wherein the widening cutter is provided so as to be movable in a radial direction of the shield frame.

A main cutter having a predetermined digging surface, and a widening cutter for digging a portion outside the digging surface of the main cutter, wherein the widening cutter has a digging surface positioned within the digging surface of the main cutter. And a movable position in the radial direction of the shield frame so that at least a part of the excavation surface can move between an inoperative position and an operation position located outside the excavation surface of the main cutter. And shield machine.

The shield machine according to claim 3, wherein the widening cutter is provided so that an excavation surface thereof is inclined with respect to an axis of the shield frame.

A main cutter having a predetermined excavation surface, and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter, wherein the widening cutter is provided so as to be able to protrude and retract in a radial direction of the shield frame. A shield machine comprising a screw cutter.

A main cutter having a predetermined excavation surface, and a widening cutter for excavating a portion outside the excavation surface of the main cutter, wherein the widening cutter stops at a predetermined phase to excavate the main cutter. A shield excavator, wherein the excavation surface is in an inoperative state and is rotated so that at least a part of the excavation surface is in an operation state located outside the excavation surface of the main cutter.

The main cutter is rotatably provided on a partition provided on the shield frame, and the widening cutter is disposed in a chamber formed between the main cutter and the partition, and is rotatably provided on the partition. The shield machine according to claim 6, wherein the shield machine is used.