掘進(jìn)機(jī)和抑制掘進(jìn)機(jī)不能掘進(jìn)的方法
【專利摘要】抑制地基改良材料進(jìn)入在掘進(jìn)機(jī)的外周形成于掘進(jìn)機(jī)與地基之間的間隙并固化而阻礙掘進(jìn)機(jī)的順暢前進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)具備：切削頭部，所述切削頭部能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在掘進(jìn)方向的前端，并具有用于噴射地基改良材料的地基改良材料噴射噴嘴；和填充材料供給部，所述填充材料供給部用于朝向徑向外側(cè)向掘進(jìn)機(jī)的外部供給填充材料。
【專利說明】
掘進(jìn)機(jī)和抑制掘進(jìn)機(jī)不能掘進(jìn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]已開發(fā)出如下的掘進(jìn)機(jī):在挖掘地基來構(gòu)筑管路或隧道的情況下能夠在地下噴射地基改良材料。例如，下述專利文獻(xiàn)I公開了一種能夠噴射超高壓流體和地基改良材料的掘進(jìn)機(jī)。該掘進(jìn)機(jī)在遇到障礙物的情況下，首先，噴射地基改良材料來對(duì)障礙物的周圍進(jìn)行地基改良，之后，對(duì)障礙物噴射超高壓流體來切斷該障礙物。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本特開2004-204666號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]然而，在上述類型的掘進(jìn)機(jī)中，當(dāng)?shù)鼗牧疾牧线M(jìn)入在掘進(jìn)機(jī)的外周形成于掘進(jìn)機(jī)與地基之間的間隙時(shí)，地基改良材料有可能會(huì)固化而阻礙掘進(jìn)機(jī)的順暢前進(jìn)。該問題不限于上述掘進(jìn)機(jī)，是在構(gòu)成為能夠噴射地基改良材料的各種掘進(jìn)機(jī)中共通的問題。
[0008]用于解決課題的手段
[0009]本發(fā)明為解決上述課題而做出，例如，能夠用以下方式實(shí)現(xiàn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種掘進(jìn)機(jī)。該掘進(jìn)機(jī)具備:切削頭部，所述切削頭部能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在掘進(jìn)方向的前端，并具有用于噴射地基改良材料的地基改良材料噴射噴嘴;和填充材料供給部，所述填充材料供給部用于朝向徑向外側(cè)向掘進(jìn)機(jī)的外部供給填充材料。
[0011 ]根據(jù)該掘進(jìn)機(jī)，通過在從地基改良材料噴射噴嘴噴射地基改良材料之前從填充材料供給部向掘進(jìn)機(jī)的外部供給填充材料，從而能夠在掘進(jìn)機(jī)的外周在形成于掘進(jìn)機(jī)與地基之間的間隙中填充填充材料。因此，能夠抑制地基改良材料進(jìn)入該間隙。結(jié)果，能夠抑制地基改良材料進(jìn)入該間隙并固化而阻礙掘進(jìn)機(jī)的順暢前進(jìn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，在第一方式中，填充材料供給部為多個(gè)。多個(gè)填充材料供給部沿周向分散配置。根據(jù)該方式，在掘進(jìn)機(jī)的整個(gè)周向上容易均勻地供給填充材料。因此，能夠進(jìn)一步抑制地基改良材料進(jìn)入掘進(jìn)機(jī)與地基之間的間隙。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，在第一或第二方式中，切削頭部具有用于噴射超高壓噴射水的超高壓噴射噴嘴。掘進(jìn)機(jī)構(gòu)成為能夠利用從超高壓噴射噴嘴噴射的超高壓噴射水來切斷障礙物。該方式的掘進(jìn)機(jī)通過在噴射用于切斷障礙物的超高壓噴射水之前噴射地基改良材料而進(jìn)行地基改良，從而能夠適當(dāng)?shù)胤乐乖摮邏簢娚渌畬?duì)周圍的地基帶來影響。也就是說，第一方式或第二方式特別適合于第三方式的掘進(jìn)機(jī)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，提供一種抑制由于使用地基改良材料的地基改良而使得掘進(jìn)機(jī)不能掘進(jìn)的方法。該方法具備:向在掘進(jìn)機(jī)的外周形成于掘進(jìn)機(jī)與地基之間的間隙供給填充材料的工序;和在供給填充材料后，從掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向的前端側(cè)，向地基噴射地基改良材料的工序。根據(jù)該方式，可得到與第一方式同樣的效果。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示掘進(jìn)機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的局部縱剖視圖。
[0016]圖2是圖1所示的掘進(jìn)機(jī)的A-A向視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]A.實(shí)施例:
[0018]圖1是表示作為本發(fā)明一實(shí)施例的掘進(jìn)機(jī)10的概略結(jié)構(gòu)的局部縱剖視圖。圖2是圖1所示的掘進(jìn)機(jī)10的A-A向視圖。掘進(jìn)機(jī)10是為了構(gòu)筑管路或隧道而挖掘地基的機(jī)械，例如可應(yīng)用于盾構(gòu)法和頂管法。在本實(shí)施例中，掘進(jìn)機(jī)10在遇到埋設(shè)或殘留于地下的障礙物(例如H型鋼、鋼板粧、鋼筋混凝土壁等)的情況下，能夠在地下切斷該障礙物，并將其切斷片取入掘進(jìn)機(jī)10的內(nèi)部后將其排出。具體而言，掘進(jìn)機(jī)10通過朝向障礙物噴射超高壓流體來進(jìn)行障礙物的切斷。
[0019]如圖1所示，掘進(jìn)機(jī)10具備主體部20和切削頭部30。如圖1、圖2所示，主體部20具備旋轉(zhuǎn)軸21、切削電機(jī)22、排泥管23以及多個(gè)填充材料供給部40a?40g。如圖1所示，切削頭部30能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在主體部20的掘進(jìn)方向前端部。在本申請(qǐng)中，將掘進(jìn)機(jī)10中的不能旋轉(zhuǎn)的部位稱為主體部20，將能夠旋轉(zhuǎn)的部位稱為切削頭部30。該切削頭部30具備切削刀頭31、超高壓噴射噴嘴32以及地基改良材料噴射噴嘴33。在本實(shí)施例中，在切削頭部30上，超高壓噴射噴嘴和地基改良材料噴射噴嘴分別設(shè)置有兩個(gè)，但在圖1中僅示出超高壓噴射噴嘴32和地基改良材料噴射噴嘴33。另一個(gè)超高壓噴射噴嘴和另一個(gè)地基改良材料噴射噴嘴設(shè)置在與圖1不同的截面上。此外，可適當(dāng)設(shè)定切削刀頭31和各種噴嘴的數(shù)量。
[0020]如圖2所示，填充材料供給部40a?40g在主體部20的大致中央的外周面上沿周向分散配置。在本實(shí)施例中，填充材料供給部40a?40g配置在避開主體部20的各構(gòu)成要素的位置，優(yōu)選的是盡量在周向上均等地分散配置。在本實(shí)施例中，填充材料供給部40a?40g作為填充材料注入管而構(gòu)成，所述填充材料注入管用于將填充材料從填充材料儲(chǔ)存槽(圖示省略)經(jīng)由栗(圖示省略)供給到掘進(jìn)機(jī)10的外部。在本實(shí)施例中，填充材料注入管的開口部朝向徑向外側(cè)開口。
[0021 ]掘進(jìn)機(jī)1將切削電機(jī)22用作驅(qū)動(dòng)源，并使切削頭部30以旋轉(zhuǎn)軸21為中心旋轉(zhuǎn)。利用由此而旋轉(zhuǎn)的切削刀頭31挖掘地基91。而且，在掘進(jìn)機(jī)10遇到障礙物93的情況下，掘進(jìn)機(jī)10切斷并除去障礙物。
[0022]具體而言，掘進(jìn)機(jī)10首先從填充材料供給部40a?40g向掘進(jìn)機(jī)10的外部供給填充材料。從填充材料供給部40a?40g供給的填充材料，被供給至在掘進(jìn)機(jī)10的外周形成于掘進(jìn)機(jī)10與地基91之間的間隙94(在圖1中夸張地圖示)，并在周向和軸向(旋轉(zhuǎn)軸21延伸的方向)上擴(kuò)展而填充在間隙94中。填充材料能夠使用凝膠狀流體或隨著時(shí)間的經(jīng)過從液體變成凝膠的流體。但是，為了使填充材料在間隙94內(nèi)沿周向均勻分布，優(yōu)選使用隨著時(shí)間的經(jīng)過從液體變成凝膠的流體(例如，包含硅酸鈉和固化劑的水溶液)。在本實(shí)施例中，由于填充材料供給部40a?40g沿周向分散配置，所以填充材料在掘進(jìn)機(jī)10的整個(gè)周向上更加均勻地分布。另外，通過設(shè)置多個(gè)填充材料供給部，能夠加快將填充材料填充至間隙94的速度。因此，在填充材料使用隨著時(shí)間的經(jīng)過從液體變成凝膠的流體的情況下，能夠采用凝膠化速度快的流體。即，能夠減少直至填充材料凝膠化為止的等待時(shí)間，作業(yè)效率提高。但是，填充材料供給部的數(shù)量能夠任意設(shè)定，例如也可以是一個(gè)。或者，多個(gè)填充材料供給部的一部分或全部也可以沿軸向分散配置。在圖1中，示出了按這種方式供給至間隙94的填充材料凝膠化而形成了填充層95的狀態(tài)。
[0023]當(dāng)供給填充材料且該填充材料凝膠化時(shí)，接著，掘進(jìn)機(jī)10—邊使切削頭部30旋轉(zhuǎn)，一邊從地基改良材料噴射噴嘴33噴射混合了超高壓噴射水和地基改良材料而成的地基改良噴射水，在障礙物93的周圍形成地基改良層92。此時(shí)，由于在間隙94中形成有填充層95，所以適當(dāng)?shù)匾种屏藝娚涞牡鼗牧紘娚渌M(jìn)入間隙94。
[0024]當(dāng)噴射地基改良噴射水且地基改良材料固化時(shí)，接著，掘進(jìn)機(jī)10通過一邊使切削頭部30旋轉(zhuǎn)，一邊從超高壓噴射噴嘴32噴射超高壓流體(例如，混合了超高壓噴射水和研磨材料而成的磨料噴射水)，從而切斷障礙物93。超高壓噴射噴嘴32也可以構(gòu)成為能夠在徑向上移動(dòng)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠更細(xì)地切斷障礙物93。這樣切斷而成的切斷片被從切削頭部30的開口部(圖示省略)取入掘進(jìn)機(jī)10的內(nèi)部，經(jīng)由排泥管23排出到掘進(jìn)機(jī)10的外部。
[0025]根據(jù)上述掘進(jìn)機(jī)10，通過從填充材料供給部40a?40g向間隙94供給填充材料，能夠在間隙94中形成凝膠狀的填充層95。因此，能夠抑制地基改良噴射水進(jìn)入間隙94。結(jié)果，能夠抑制地基改良材料進(jìn)入間隙94并固化而阻礙掘進(jìn)機(jī)10的順暢前進(jìn)。由于凝膠狀的填充層95比地基改良層92柔軟，所以掘進(jìn)機(jī)10的前進(jìn)不會(huì)被填充層95阻礙。
[0026]另外，填充材料供給部40a?40g設(shè)置在固定地構(gòu)成的主體部20上而并非設(shè)置在能夠旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成的切削頭部30上，所以容易進(jìn)行用于供給填充材料的管道的布設(shè)。
[0027]B.變形例:
[0028]B-1.變形例 1:
[0029]掘進(jìn)機(jī)10也可以構(gòu)成為能夠用噴射超高壓噴射水以外的方法來切斷障礙物93。例如，掘進(jìn)機(jī)10也可以是能夠僅通過切削刀頭的旋轉(zhuǎn)來切斷障礙物93的掘進(jìn)機(jī)。即使在使用這種掘進(jìn)機(jī)的情況下，為了防止切斷障礙物93后的地基91的松動(dòng)，也優(yōu)選形成地基改良層92，在該情況下，向間隙94供給填充材料也是有效的。
[0030]另外，掘進(jìn)機(jī)10也可以不具有切斷障礙物的功能。例如，在掘進(jìn)機(jī)10的掘進(jìn)路徑的上方存在已有構(gòu)造物的情況下，在周圍的地基松軟時(shí)，由于掘進(jìn)機(jī)10的掘進(jìn)，已有構(gòu)造物的下方的地基有可能會(huì)松動(dòng)而下沉。這時(shí)，優(yōu)選的是，掘進(jìn)機(jī)10—邊對(duì)掘進(jìn)方向前方且上方進(jìn)行地基改良一邊前進(jìn)?；蛘撸诘鼗膹?qiáng)度小的情況下，在掘進(jìn)機(jī)10需要以曲線路徑掘進(jìn)時(shí)，掘進(jìn)機(jī)10有可能向曲線外側(cè)晃出。這時(shí)，優(yōu)選的是，掘進(jìn)機(jī)10—邊對(duì)曲線路徑的外側(cè)進(jìn)行地基改良一邊前進(jìn)。在這些情況下，掘進(jìn)機(jī)10也通過在形成填充層95后噴射地基改良材料，從而能夠抑制掘進(jìn)機(jī)10的順暢前進(jìn)受到阻礙。也就是說，上述掘進(jìn)機(jī)10能夠作為可噴射地基改良材料的任意的掘進(jìn)機(jī)而構(gòu)成。
[0031]B-2.變形例 2:
[0032]填充材料供給部也可以設(shè)置在切削頭部30上來代替設(shè)置在主體部20上。另外，在填充材料供給部為多個(gè)的情況下，該填充材料供給部也可以在旋轉(zhuǎn)軸21延伸的方向上設(shè)置在多個(gè)位置。該多個(gè)位置既可以是主體部20的相互不同的位置，也可以是一部分配置在主體部20上，其余配置在切削頭部30上。
[0033]以上，基于幾個(gè)實(shí)施例說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但上述實(shí)施方式便于理解本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。本發(fā)明可在不脫離其宗旨的基礎(chǔ)上進(jìn)行變更、改良，并且本發(fā)明當(dāng)然包括其等同物。另外，在能夠解決上述問題的至少一部分問題的范圍或得到至少一部分效果的范圍內(nèi)，能夠?qū)τ涊d于權(quán)利要求保護(hù)的范圍和說明書的各構(gòu)成要素進(jìn)行任意的組合或省略。
[0034]附圖標(biāo)記說明
[0035]10…掘進(jìn)機(jī)
[0036]20…主體部
[0037]2l...旋轉(zhuǎn)軸
[0038]22…切削電機(jī)
[0039]23...排泥管
[0040]30…切削頭部[0041 ] 31…切削刀頭
[0042]32…超高壓噴射噴嘴
[0043]33…地基改良材料噴射噴嘴
[0044]40a?40g...填充材料供給部
[0045]91...地基
[0046]92…地基改良層
[0047]93…障礙物
[0048]94…間隙
[0049]95...填充層
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種掘進(jìn)機(jī)，其特征在于，具備: 切削頭部，所述切削頭部能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在掘進(jìn)方向的前端，并具有用于噴射地基改良材料的地基改良材料噴射噴嘴;和 填充材料供給部，所述填充材料供給部用于朝向徑向外側(cè)向所述掘進(jìn)機(jī)的外部供給填充材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掘進(jìn)機(jī)，其特征在于， 所述填充材料供給部為多個(gè)， 多個(gè)所述填充材料供給部沿周向分散配置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的掘進(jìn)機(jī)，其特征在于， 所述切削頭部具有用于噴射超高壓噴射水的超高壓噴射噴嘴， 所述掘進(jìn)機(jī)構(gòu)成為能夠利用從所述超高壓噴射噴嘴噴射的所述超高壓噴射水來切斷障礙物。4.一種抑制掘進(jìn)機(jī)因使用地基改良材料的地基改良而不能掘進(jìn)的方法，其特征在于，具備: 向在所述掘進(jìn)機(jī)的外周形成于該掘進(jìn)機(jī)與地基之間的間隙供給填充材料的工序;和在供給所述填充材料后，從所述掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)方向的前端側(cè)向所述地基噴射所述地基改良材料的工序。
【文檔編號(hào)】E21D9/06GK105917077SQ201380081849
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2013年12月25日
【發(fā)明人】中黑憲, 中黑憲一, 志村洋平, 有賀照男
【申請(qǐng)人】恩捷特工程株式會(huì)社, 安工程株式會(huì)社