[发明专利]挖进机

说明书

本发明涉及能适用于从基岩、巨砾层至粘土的所有土质的挖进机，该挖进机对于以往认为困难较大的粘性土具有特别的挖掘效果。

以往，在为敷设连接的休谟管挖掘岩体时，采用称为半盾构式方法的施工法。但是，在适用于基岩、巨砾层至粘性土的所有基础的挖进机上都未内藏砾石粉碎装置，大部分是在前面的圆盘式转刀上开设小孔，以此来限制砾石的大小进行挖掘。因此，必须由牙轮钻头将石破碎成小砾石，掘进效果不好。在挖掘粘性土时，小孔往往被堵塞，使掘进不能进行。

为了实施上述施工法，本申请人提出了在日本专利特开昭60-242295号公报中揭示的盾构推进装置和在日本专利特公平3-34560号公报中揭示的盾构推进方法。上述盾构推进装置中，在护盾本体的前部形成向后方逐渐缩小口径的锥形面，在该锥形面的后方设置隔壁，并设置可旋转的轴，该轴的一端支承在位于隔壁上的轴承上，另一端支承在位于护盾主体前端的轴承上。由在上述护盾本体上形成的锥形面所围成的空间内配置有压实头(锥形转子)，该压实头可偏心旋转地安装在上述轴上。在上述轴的前端固定着轮毂，从该轮毂呈放射状伸出的轮辐上，装设着钻头或刀片。

上述盾构推进装置适用于由粘性土层、砂土层构成的地基，用钻头或刀片挖掘该地基。挖掘下来的土砂从轮辐之间进入护盾本体前部的锥形面内，在偏心旋转的锥形转子与锥形面的共同作用下被压实，然后随着盾构推进装置的推进相对地向后方挤出，与清水或泥水混合后通过配置在护盾本体上的管子排到外部。

但是，所挖掘地基的土质很少是单一的土或砂层，多数都含有粒度不同的砾石。在上述盾构推进装置中，进入锥形面的大粒度砾石，在相对护盾本体轴线偏心旋转的锥形转子作用下，被夹在锥形面之间，由锥形转子的偏心旋转而被击碎。

在破碎砾石时，希望锥形转子的旋转数要大，为此，在上述护盾推进装置中，通过行星齿轮机构驱动曲柄轴和锥形转子，使锥形转子的偏心旋转数上升，或者将锥形转子与单独的驱动马达连接，使锥形转子的偏心旋转数上升，而与切刀的旋转数无关。

上述的盾构推进方法是在推进护盾本体时检测出作用在锥形转子上的轴力，当该检出值超过预定值时，降低护盾本体的推进速度，同时或者单独地提高锥形转子的偏心旋转速度。根据该盾构推进方法，通过控制作用在锥形转子上的轴力，可以有效而安全地进行地基挖掘。

根据上述盾构挖掘装置，可以一边破碎挖掘土砂中含有的砾石、一边排到外部地挖掘地基。但是，这种盾构推进装置中，切刀是由钻头或刀片构成的，因此，为了有效地挖掘地基，必须压低切刀的旋转数。这样，锥形面与锥形转子协同作用对砾石的破碎效率也因之降低。为了确保锥形转子的旋转数，必须设置行呈齿轮机构或单独的驱动马达等，因此具有构造复杂这一问题。

本发明的目的是提供一种能适应从基岩、巨砾层至粘性土的所有土质的挖进机，这种挖进机对于以往挖掘中困难较大的粘性土具有特别的挖掘效果。

为了实现上述目的，本发明涉及的挖进机具有下列结构：

本体；由设在预定位置上的隔壁分割成挖土室和机内室，挖土室内周面的口径从后方向前方逐渐扩大；

曲柄轴：贯穿上述隔壁，配设在从挖土室到机内室，并呈悬臂梁状地支承在上述隔壁上的轴承上，其前端和与上述隔壁对应的部分配置在同一轴线上，在与本体挖土室对应的部分上形成偏心部；

刀盘：固定在上述曲柄轴的前端，装着可旋转的牙轮钻头，设有供挖掘下来的土砂、砾石进入挖土室的进入孔；

锥形叶轮：可旋转地安装在上述曲柄轴的偏心部上，其外周面口径从后方向前方逐渐缩小；

驱动部件：配置在上述本体的机内室中，用来驱动上述曲柄轴；

排出装置：使进入上述挖土室内的被破碎的挖掘土砂与泥水混合后排出。

上述挖进机可由安装在刀盘上的牙轮钻头挖掘基岩层，并且在挖掘砾石层时，由安装在曲柄轴偏心部的锥形叶轮破碎进入挖土室的砾石，使被破碎的砾石与泥水混合后排出。

即，安装着牙轮钻头的刀盘转数最好比安装着刀片的切刀的转数高5～10倍。与从后方向前方逐渐扩大口径而形成的挖土室内周面相反，锥形叶轮的外周面口径是从后方向前方逐渐缩小的，使该锥形叶轮作偏心运动来破碎砾石时，通过增大锥形叶轮的转数，可提高破碎砾石的效率。