隧道挖掘裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于在地基中挖掘隧道的隧道挖掘裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為在地基中挖掘隧道的方法，基于圓筒狀的挖掘裝置，先對隧道的外環(huán)部對應(yīng)位置的地基進(jìn)行圓環(huán)狀的挖掘，再對殘留在挖掘裝置的內(nèi)側(cè)的圓柱狀地基進(jìn)行挖掘的隧道構(gòu)筑方法已被提出。
[0003]作為用于以這樣的方法挖掘隧道的挖掘裝置，該案申請人提出了在裝置的前方具有安裝有多個挖掘刀片的圓環(huán)狀刀盤，通過將該刀盤抵壓于地基的同時使其旋轉(zhuǎn)，對地基進(jìn)行圓環(huán)狀挖掘。(參考發(fā)明文獻(xiàn)1)
[0004]發(fā)明文獻(xiàn)1:特開2014-5677號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在此，在上述挖掘裝置中，刀盤時常處于抵壓地基的狀態(tài)，以1分鐘轉(zhuǎn)3圈左右的速度旋轉(zhuǎn)。為此，特別是在對基巖等堅硬的地基進(jìn)行挖掘時，刀盤會由于與地基，特別是與堅固的基巖或巖石的摩擦而減速，出現(xiàn)破洞。這樣，刀盤出現(xiàn)了破洞，就無法保持挖掘工作所必要的強(qiáng)度，需要將挖掘工作暫停以修補(bǔ)刀盤，導(dǎo)致挖掘工作的延遲。
[0006]為了防止這樣的刀盤破損，人們考慮到增加構(gòu)成刀盤的鋼板的厚度，或?qū)⒌侗P的材料變更為耐磨性高的材料。然而，這些方法會造成刀盤的制造費(fèi)用高昂的問題。
[0007]鑒于上述問題，本申請發(fā)明的目的是，針對通過將刀盤抵壓于地基的同時使其旋轉(zhuǎn)以對地基進(jìn)行挖掘的裝置，能夠低成本地防止刀盤的損傷。
[0008]本發(fā)明的挖掘裝置為用于在地基中水平地挖掘隧道的圓柱狀或圓筒狀的隧道挖掘裝置，該隧道挖掘裝置的前端部具有通過圍繞該隧道挖掘裝置的中心軸旋轉(zhuǎn)，對地基進(jìn)行挖掘的刀盤。該刀盤具備:設(shè)置于平面狀的前端面的挖掘刀片；突狀部，其自該前端面突出設(shè)置，當(dāng)該刀盤旋轉(zhuǎn)時，該突狀部保持該挖掘刀片削切地基所產(chǎn)生的沙土并使其覆蓋該前端面。
[0009]上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明中，刀盤的前端面是平面狀的，通過設(shè)置在刀盤的前端面的突狀部而使沙土覆蓋前端面，因此可防止基巖和巖石直接對刀盤的前端面進(jìn)行撞擊，由此，防止刀盤的損傷。此外，本發(fā)明中，只需設(shè)置突狀部，因此能壓低成本。
[0010]另外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，突狀部是沿徑向延伸的突狀肋。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)，突狀肋沿徑向延伸，也就是說，垂直于刀盤的旋轉(zhuǎn)方向，在刀盤旋轉(zhuǎn)時能夠切實(shí)地保持沙土。
[0012]此外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，隧道挖掘裝置為圓筒狀，刀盤為圓環(huán)狀。
[0013]此外，本發(fā)明中，優(yōu)選地，突狀部相對于前端面的高度，比挖掘刀片相對于前端面的高度低。
[0014]根據(jù)本申請發(fā)明，針對通過將刀盤抵壓于地基的同時使其旋轉(zhuǎn)以對地基進(jìn)行挖掘的裝置，能夠低成本地防止刀盤的損傷。
【附圖說明】
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的挖掘裝置的立體圖；
[0016]圖2為圖1所示的挖掘裝置的沿長度方向豎直截斷的截面圖；
[0017]圖3為圖7中沿II1-1II的截面圖；
[0018]圖4為圖1所示的挖掘裝置的正面圖；
[0019]圖5為圖4中沿V-V的截面圖；
[0020]圖6為圖1所示的挖掘裝置的刀片部的放大立體圖；
[0021]圖7為圖2中沿VI1-VII的截面圖；
[0022]圖8為圖2中沿VII1-VIII的截面圖；
[0023]圖9為圖2中沿IX-1X的截面圖；
[0024]圖10為挖掘地基時的圖4中沿V-V的截面圖；
[0025]圖11為用于說明圖1所示挖掘裝置中運(yùn)送挖掘土的方法的概要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面，參照附圖對本申請挖掘裝置及隧道挖掘方法的一個實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]圖1-圖9示出了本實(shí)施例的挖掘裝置10，圖1為立體圖，圖2為沿長度方向豎直截斷的截面圖，圖3為圖7中沿II1-1II的截面圖，圖4為正面圖，圖5為圖4中沿V-V的截面圖，圖6為刀片部的放大立體圖，圖7為圖2中沿VI1-VII的截面圖，圖8為圖2中沿VII1-VIII的截面圖，圖9為圖2中沿IX-1X的截面圖。
[0028]如圖1和圖2所示，挖掘裝置10包括圓筒狀的殼體12、設(shè)置于殼體12的挖掘進(jìn)行方向(以下稱為前方)的前端的挖掘機(jī)構(gòu)14、用于將挖掘地基時產(chǎn)生的挖掘土排出的挖掘土排出機(jī)構(gòu)16，以及用于推進(jìn)挖掘機(jī)構(gòu)14的推進(jìn)機(jī)構(gòu)18。
[0029]殼體12由從前方依次相連的旋轉(zhuǎn)部殼體20、第一固定部殼體22、第二固定部殼體24以及第三固定部殼體26構(gòu)成。
[0030]旋轉(zhuǎn)部殼體20具有形成前端面的圓環(huán)狀前端面部20A、自前端面部20A的外周緣向后方延伸的圓筒狀的外筒體20B以及自前端面部20A的內(nèi)周緣向后方延伸的圓筒狀的內(nèi)筒體20C。
[0031]此外，第一固定部殼體22、第二固定部殼體24和第三固定部殼體26分別由與旋轉(zhuǎn)部殼體20的外筒體20B大致同徑形成的圓筒狀的外筒體22B、24B和26B ;設(shè)置在外筒體22B、24B和26B內(nèi)的，與第一固定部殼體22的內(nèi)筒體20C大致同徑形成的圓筒狀的內(nèi)筒體22C、24C和26C ;及連結(jié)內(nèi)筒體22C、24C、26C與外筒體22B、24B、26B的多個支撐部件(圖未示)構(gòu)成。這些殼體20、22、24和26均由鋼材制成。并且，旋轉(zhuǎn)部殼體20的內(nèi)筒體20C的后端與第一固定部殼體22的內(nèi)筒體22C的前端之間形成間隙20D，旋轉(zhuǎn)部殼體20的內(nèi)筒體20C的后端位于比第一固定部殼體22的內(nèi)筒體22C的前端更靠前方的位置。
[0032]構(gòu)成旋轉(zhuǎn)部殼體20、第一固定部殼體22、第二固定部殼體24和第三固定部殼體26的內(nèi)筒體20C、22C、24C、26C和外筒體20B、22B、24B、26B與下文將詳細(xì)描述的挖掘機(jī)構(gòu)14的旋轉(zhuǎn)軸同心同軸地設(shè)置，這樣，內(nèi)筒體20C、22C、24C、26C和外筒體20B、22B、24B、26B之間形成環(huán)狀空間。支撐部件為棒狀或板狀的鋼材，其數(shù)量可支撐外筒體20B、22B、24B和26B承受作用于外筒體的土的壓力，并以內(nèi)筒體20C、22C、24C和26C的中心軸為中心呈放射狀，在圓周方向和軸方向具有適當(dāng)?shù)拈g隔，通過這樣的設(shè)置將內(nèi)筒體20C、22C、24C、26C和外筒體20B、22B、24B、26B連結(jié)。并且，推進(jìn)機(jī)構(gòu)18收容于內(nèi)筒體20C、22C、24C、26C和與外筒體20B、22B、24B、26B之間的環(huán)狀空間。
[0033]旋轉(zhuǎn)部殼體20能夠相對于第一固定部殼體22旋轉(zhuǎn)。且旋轉(zhuǎn)部殼體20和第一固定部殼體22之間，設(shè)有軸承等介于其中以提高滑動能力的元件。
[0034]此外，第二固定部殼體24的內(nèi)筒體24C和外筒體24B的前端部收容于第一固定部殼體22的內(nèi)筒體22C和外筒體22B的后端部之間的空間內(nèi)?；谶@樣的結(jié)構(gòu)，第二固定部殼體24可以相對于第一固定部殼體22，在軸方向上滑動。
[0035]與此相同，第三固定部殼體26的內(nèi)筒體26C和外筒體26B的前端部收容于第二固定部殼體24的內(nèi)筒體26C和外筒體26B的后端部之間的空間內(nèi)?；谶@樣的結(jié)構(gòu)，第三固定部殼體26可以相對于第二固定部殼體24，在軸方向上滑動。并且，第一固定部殼體22與第二固定部殼體24的連接部以及第二固定部殼體24與第三固定部殼體26的連接部也可以設(shè)有引導(dǎo)軸方向滑動的引導(dǎo)部件。
[0036]如圖2所示，挖掘機(jī)構(gòu)14具備形成于旋轉(zhuǎn)部殼體20的前端面部20A的具有多個挖掘刀片的刀片部(刀盤)30、設(shè)置在第一固定部殼體22內(nèi)的減速機(jī)32以及電動機(jī)34。
[0037]如圖2和圖4所示，旋轉(zhuǎn)部殼體20的前端面部20A上，圓周方向上間隔形成多個開口 36，外部與旋轉(zhuǎn)部殼體20內(nèi)的空間20E通過開口 36連通。
[0038]如圖4所示，刀片部30包括在旋轉(zhuǎn)部殼體20的平面狀前端面部20A的圓周方向間隔設(shè)置的多個滾動片38、設(shè)置在形成于前端面部20A的開口 36的邊緣的板狀削孔片40、以及安裝于旋轉(zhuǎn)部殼體20的前端面部20A的突狀肋39。
[0039]突狀肋39為，例如，SS400(舊JIS規(guī)格的SS41)等鋼材制成的角棒。如圖4至圖6所示，突狀肋39在旋轉(zhuǎn)部殼體20的前端面部20A大致沿徑向自內(nèi)緣延伸至外緣，并且在旋轉(zhuǎn)部殼體20的側(cè)面的前方部沿軸方向延伸。而且，該突狀肋39，如下文將詳細(xì)描述的，將挖掘產(chǎn)生的沙土以覆蓋旋轉(zhuǎn)部殼體20的前端面部20A的表面的狀態(tài)保持。
[0040]本實(shí)施例中，突狀肋39為寬30mm且高30mm的角棒，以圓周方向上鄰接的突狀肋39之間間隔200mm的狀態(tài)設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部殼體20的前端面部20A。此外，這些突狀肋39與旋轉(zhuǎn)部殼體20的旋轉(zhuǎn)方向(圓周方向)垂直。為了將沙土以覆蓋旋轉(zhuǎn)部殼體20的前端面部20A的表面的狀態(tài)保持，突狀肋39相對于徑向的角度最好為30°以下。也就是說，突狀肋39的相對于旋轉(zhuǎn)方向(圓周方向)的角度最好為60°?120°。并且，本實(shí)施例中，一部分的突狀肋39垂直于滾動片38的旋轉(zhuǎn)方向延伸，其他突狀肋39平行于削孔片40而延伸。
[0041]而且，突狀肋39相對于前端面部20A的高度低于滾動片38的高