[發明專利]挖掘裝置

有效

• 申請號: 201280032679.1
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN103703215A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 小林正典;小海和哉;花岡泰治
• 申請（專利權）人: 日立造船株式會社
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明系關于一種用于挖掘隧道的挖掘裝置，特別是關于一種于硬質地層也能發揮良好挖掘效率的挖掘裝置。

背景技術

于山坡或地下建構隧道時，會使用潛盾機作為挖掘裝置。潛盾機備有稱作切削頭而用于貼靠隧道底端的挖掘面以進行挖掘的旋轉圓板。此切削頭設置有稱為切削齒而自圓面突出且呈放射狀排列的復數個細長刀刃，為了使此切削齒能與巖石等接觸而不會輕易破損，會使用超合金或燒結碳化鎢等強韌的原料。

通過利用如此的潛盾機，使切削頭旋轉并貼靠掘削面，讓切削齒深入砂土進行挖掘，而能夠挖掘出似圓形斷面的隧道。另外，于建設潛盾隧道時，以潛盾機挖掘同時，進行一次覆工，將鋼制或是鋼筋混凝土形成的拱形塊（segment）貼覆隧道墻面而組裝，接著進行二次覆工，將隧道內壁以混凝土披覆，從而建構出潛盾隧道。通過施行此二次覆工，能夠期望保護一次覆工部位以及減輕表面抵抗力。

圖1（a）至（c）系為習知的潛盾機所使用的切削頭的正面圖。圖1（a）所示的切削頭，系形成有徑向放射狀延伸的被稱為切削輻條60的構件，以及位于切削輻條60之間的被稱作切削溝10的開口，在該切削輻條60的延伸方向上具有沿著該切削輻條60以一定間隔配置的復數個切削齒11。中央部則為了提升中央部的挖掘能力，設有板型的齒部12，齒部12兩側則配設有可伸縮的圓盤切割器13。

此處，該切削溝10系為了將該切削齒11所削取的砂土收入，送往切削頭的其他面，即設置了該切削齒11等的面的內面所形成的分隔空間的開口。

圖1（b）所示的切削頭，亦形成有徑向放射狀延伸的稱為切削輻條60的構件，復數切削齒11沿著該切削輻條60以一定間隔配置。然而，在此例子中，中央部形成有圓形的開口，開口處設有可封住開口的小口徑的第二切削頭14。

該第二切削頭14亦于圓板的一面形成有徑向放射狀延伸的切削輻條65，以及設有沿著該切削輻條65以一定間隔配置的復數個切削齒16。并且，為提升中心附近的挖掘性，中心交叉狀設置有板狀齒部17。此例子中，切削頭與該第二切削頭14系設為相同的旋轉中心，并可個別獨立旋轉。

圖1（c）所示的切削頭，亦形成有徑向放射狀延伸的稱為切削輻條60的構件，以及沿著該切削輻條60上以一定間隔配置的復數個切削齒11。此例子與圖1（a）相同，為了提升中央部的挖掘性，設有板狀的齒部12，其兩側設有可伸縮的圓形的獨立旋轉式挖掘裝置18。

雖然不論那一種都在中央部的配置與結構上予以設法，欲使中央部的挖掘性上升，但相對于高速移動的外圍切削齒，中央部的該齒部12因移動速度慢，而導致挖掘能力明顯低落，如此若是遇上挖掘對象為堅硬物體時，將會發生挖掘耗時，甚至無法挖掘的情況。圖1（b）、（c）中，雖然于中央部備有獨立的第二切削頭14或旋轉式挖掘裝置18，通過這些的高速旋轉可挖掘較堅硬的物體，但即便如此，該齒部12、17所接觸的堅硬部分仍會因該齒部12、17的移動速度較慢而造成挖掘該部分較耗時，甚至無法挖掘。

因此，若是欲直接挖掘原本便堅硬的山坡或地層，改良強化后的山坡或地層、以混凝土等構成的潛盾隧道的墻面等建筑物，對使用這些切削齒11、16的挖掘裝置來說較為困難。近年來，雖然為實現交通流暢的復線化已在進行，而使大口徑切削頭的使用機會逐漸增加，但就大口徑切削頭的情況，中央部的該齒部12的移動速度則更加緩慢，更難以對堅硬的挖掘對象進行挖掘。

即便該堅硬挖掘對象能夠通過切削齒進行挖掘，由于中心部的該齒部12的移動速度緩慢，因此挖取出的砂土的流動性與混合性將會很差，無法排入該切削溝10、15而產生閉塞。如此會使挖掘無法順利進行。

鑒于上述問題，習知是由工作人員進入潛盾機前方來清除這些堅硬部分的砂土，并在產生閉塞時除去該切削溝10、15內等的砂土。但是，此種情況不但有工作人員的安全問題，也會使作業效率明顯低落，造成隧道工程進度大幅延遲。

對于雖然非是挖掘此等堅硬山坡，但是地下卻存在堅硬障礙物的情況，則有一種潛盾挖掘機被提出，其主切削頭的中心部設有能自由旋轉的副切削頭，環狀的主切削頭的面板部設有能夠自主切削頭面板部而向前自由伸縮的復數個輔助切削頭，當山坡存在障礙物時，則能夠使輔助切削頭向前突出而切斷該些障礙物（例，參照專利文件1）。

通過使用此潛盾挖掘機，中心部的副切削頭或自中心部沿半徑方向分散配置的復數個輔助切削頭向前方突出并旋轉，能夠迅速切斷前述堅硬障礙物，如此一來，因工作人員無須動手清除障礙物，故在保障工作人員安全的同時也能大幅提高作業效率。

【先前技術文獻】

日本專利第3244603號公報。