通常，以下面的方式形成盾构式掘进机：盘状的刀盘可旋转地装 在圆柱形挖掘机主体的前部，并且该刀盘由一驱动装置可旋转驱动地 支撑。许多推进挖掘机主体的盾构千斤顶装在挖掘机主体的后部。用 于将部件安装到现有隧道内壁表面上的安装器装置也安装在挖掘机主 体的后部。这样，当盾构千斤顶伸长时，随着驱动装置带动刀盘旋转， 挖掘机主体承受来自已构筑的部件的反作用力，并且向前移动。附加 到刀盘上的许多切削刀头挖掘位于前面的地层，由此能够形成隧道。
在使用这样的盾构式掘进机在预定施工区域内构筑隧道的过程 中，在该施工区域内预先挖掘一起始凹坑和一抵达凹坑。这样，可以 将盾构式掘进机运进起始凹坑内。使用在起始凹坑内保证的用于掘进 的反作用力，该盾构式掘进机经过起始口穿透位于前面的地层，沿着 预定的路线进行挖掘。当盾构式掘进机一直推进到抵达凹坑时，经过 预先形成的抵达口将盾构本体拉出进入抵达凹坑。这样，在预定的位 置就构筑了一隧道。
将已到达抵达凹坑的该盾构式掘进机拆开，并且将其一部分回收 到地面上。剩余部分被埋在地下作为隧道的结构。也就是说，以下述 方式来处理盾构式掘进机：首先，用气割器将刀盘分成较小的部件， 并且由起重机将其经过抵达凹坑提升到地面上。然后，类似地用气割 器将刀盘的驱动装置分成较小的部件，并且由起重机将其经过抵达凹 坑提升到地面上。将盾构千斤顶、安装器装置和泥土排放装置(灰浆 输送管、灰浆排放管、搅拌器、螺旋输送器等)从挖掘机主体上拆下 来，并且由起重机提升到地面上。将剩下的挖掘机主体连接到现有部 件上，并被埋起来作为隧道结构的一部分。这样，就将已经被分开并 且被提升到地面上的刀盘和其驱动装置作为废料处理。
从地球环境的方面来看，由于隧道挖掘机报废成碎片带来的工业 废物的增加是不理想的。从隧道挖掘机的制造成本这方面来看，仅仅 对在一个施工区域内的挖掘工作中的挖掘机进行的报废成碎片也是效 率较差的，而且报废的材料应该被重新使用。

本发明已经尽力解决了上述问题。其目的是提供一种隧道挖掘机， 其能够使构成隧道挖掘机的结构得以回收并且重新使用，还提供了一 种回收隧道挖掘机的方法。
如在实施例中详细描述的那样，根据本发明的一个方面，提供了 一种隧道挖掘机，其具有安装在圆柱形的挖掘机主体前部的可旋转驱 动的刀盘，其特征在于，该刀盘包括可分的中心部分和位于该中心部 分外围一侧的外围部分，并且其设有接合销，接合销能够从该中心部 分和外围部分中的一个移动到另一个，从而将该中心部分和外围部分 连接起来。
因此，在完成隧道挖掘工作之后，将刀盘的外围部分从挖掘机主 体上拆下来，并且能够容易地回收到地面上，以便能够重新使用。由 于回收后的部件被重新使用在挖掘机中，所以能够降低挖掘机的制造 成本，并且由于报废碎片造成的工业废物的增加可以得以削减。还有， 通过简单地移动接合销，可以脱开该中心部分和外围部分之间的接合， 并且可以容易地拆卸外围部分。进一步地，在拆卸过程中操作者不必 进入工作场地，从而能够改善该工作的可操作性和安全性。
在隧道挖掘机中，可以将刀盘的中心部分连接到位于挖掘机主体 内的刀具驱动装置的输出传动部分上，并且该外围部分能够可拆卸地 连接到中心部分上。这样，该中心部分和外围部分能够容易地接合和 拆卸，从而能够改善刀盘回收工作的可操作性。
在隧道挖掘机中，刀具驱动装置可以具有可旋转地支撑在挖掘机 主体前部的转动体和驱动该转动体的驱动电机，并且该中心部分可以 经过中间梁连接到转动体上，该中间梁从转动体开始向前延伸。这样， 用于中心部分和外围部分的拆卸操作可以在腔室内进行，从而能够改 善刀盘回收工作的可操作性。
在隧道挖掘机中，具有接合销的连接千斤顶可以设置在刀盘的中 心部分和外围部分之一上，并且具有接合销能够和其接合和脱开的接 合孔的连接块可以设置在该中心部分和外围部分中的另一个上。这样， 能够使用一种简单的结构，改善刀盘的中心部分和外围部分的连接和 拆开工作的可操作性。
在隧道挖掘机中，可以在接合销的内部提供驱动力传递路线。这 样，能够在从刀盘的中心部分拆卸外围部分的操作过程中，同时且简 单地进行液压管路、电力线缆等的拆卸工作。因此，能够改善其可操 作性。
在隧道挖掘机中，驱动力传递路线可以是液压管路，用于驱动装 在刀盘外围部分上的仿形刀具。这样，能够获得结构的简化和操作性 能的改善。
在隧道挖掘机中，通过使用一连接环将多个径向轮辐的前端部连 接起来，可以构成刀盘的中心部分，并且通过使用一连接环将多个径 向轮辐的前端部连接起来可以构成刀盘的外围部分。这样，刀盘的中 心部分和外围部分中的每一个都可以使用轮辐和连接环的简单结构来 构成，而且能够由此减轻重量。刀盘的中心部分和外围部分能够由接 合销容易地连接起来，并且能够容易地将刀盘外围部分从刀盘中心部 分上拆卸下来的工作。
在隧道挖掘机中，刀盘的外围部分可以具有圆环的形状，并且能 沿着圆周方向拆分成多个部分。这样，致使将被回收的部件的重量减 轻，从而能够方便回收工作，并且能够形成具有较小直径的起始凹坑 和抵达凹坑。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于回收隧道挖掘机的方法。 其包括：向前推进隧道挖掘机，以挖掘一隧道；当刀盘穿透进入抵达 凹坑时停止刀盘的旋转；然后拔出连接刀盘中心部分和刀盘外围部分 的接合销；从该刀盘中心部分上拆卸刀盘外围部分；经过抵达凹坑把 刀盘外围部分回收到地面上；然后从挖掘机主体上拆开刀盘中心部分； 以及经过抵达凹坑将刀盘中心部分回收到地面上。
这样，能够容易地拆卸和回收刀盘，以便能够重新使用它。由于 回收后的刀盘能够重新使用在挖掘机中，所以挖掘机的制造成本能够 降低，由于报废碎片造成的工业废物的增加得以削减。
根据本发明的第三个方面，提供了一种用于回收隧道挖掘机的方 法。其包括：向前推进隧道挖掘机，以便用旋转的刀盘挖掘预定距离 的隧道；然后停止刀盘的旋转；之后拔出连接刀盘中心部分和刀盘外 围部分的接合销；从该刀盘中心部分上拆开刀盘外围部分；然后从挖 掘机主体上拆开刀盘中心部分和刀具驱动装置；经过位于后面的现有 隧道把刀盘中心部分和刀具驱动装置回收到地面上；然后经过位于后 面的现有隧道把刀盘外围部分回收到地面上。
这样，可以容易地拆卸和回收刀盘，以便于能够重新使用它。由 于回收后的刀盘能够重新使用在挖掘机中，所以挖掘机的制造成本能 够降低，由于报废造成的工业废物的增加得以削减。
附图的简要说明
根据下面给出的详细说明和附图，将能够更加充分地理解本发明， 在此仅仅通过例示给出附图，因此不是为了限制本发明，其中：
图1是根据本发明实施例的隧道挖掘机的正视图；
图2是根据本发明的隧道挖掘机的示意性截面图；
图3是刀盘中心部分的正视图；
图4是刀盘外围部分的正视图；
图5是表示刀盘中心部分和刀盘外围部分之间的连接的剖面图；
图6是一连接千斤顶的剖面图；
图7是隧道挖掘机的示意性剖面图，在该图中，刀盘外围部分已经 从其上拆下来。

现在将参考附图来详细描述本发明的实施例，其决不是为了限制 本发明。
图1是根据本发明实施例的隧道挖掘机的正视图，图2示意性地画 出了根据本发明的隧道挖掘机的截面，图3画出了刀盘中心部分的前 部；图4画出了刀盘外围部分的前部；图5表示刀盘中心部分和刀盘外 围部分之间的连接部分；图6画出了连接千斤顶(connection jack) 的剖面；图7示意性地画出了隧道挖掘机的剖面，在该图中，刀盘外围 部分已经从其上拆下来。
如图1和2所示，在该实施例的隧道挖掘机中，挖掘机主体11具有 圆柱形的形状，并且具有沿着前后方向形成在其前端部的一对隔板 (bulkhead)12和13。使用多个螺栓15将驱动元件主体14固定到隔板 12和13的凸缘。经过轴承16，由驱动元件主体14可转动地支撑作为输 出传动部分的转动环17。齿圈18连接到转动环17的后部，而刀盘20通 过多个中间梁19安装在转动环17的前部。多个驱动电机21安装在驱动 元件主体14上，各个驱动电机21的驱动齿轮22和齿圈18啮合，从而由 驱动元件主体14、转动环17、齿圈18和驱动电机21构成刀盘驱动装置。 因此，当开动驱动电机21旋转地驱动驱动齿轮22时，经过齿圈18和转 动环17能够转动刀盘20。
刀盘20由刀盘中心部分23和位于刀盘中心部分23的外周侧的刀盘 外围部分24构成。刀盘中心部分23可以从转动环17上拆下来，而刀盘 外围部分24可以从刀盘中心部分23上拆下来。也就是说，如图2和3所 示，刀盘中心部分23包括：径向连接到中心部分25上的多个轮辐26， 以及连接到各个轮辐26前端部的多个连接环27。一鱼尾形刀头28固定 到该中心部分25，多个向前的刀头29固定到轮辐26的前表面，并且切 削刀头30固定到轮辐26的两侧。一旋转接头31安装到驱动元件主体14 的中心部分上，以容纳在其内部的电力配线、液压软管等。
另一方面，如图2和4所示，以下面的方式构成刀盘外围部分24， 即：对应于刀盘中心部分23的各个轮辐26的多个轮辐32连接到连接环 33上。多个向前的刀头34固定到轮辐32的前表面，并且切削刀头35固 定到轮辐32的两侧。借助液压千斤顶37的作用，仿形刀具36(copy cutter)能够从一个或者两个轮辐32的前端出现或者消失。刀盘外围 部分24呈圆环形，但是考虑到易于回收，可以沿着圆周方向将其分成 多个部分。
在刀盘中心部分23，使用多条螺栓38能够将中间梁19连接到转动 环17上，并且从转动环17上拆下来。使用将在后面描述的接合销45， 能够将刀盘外围部分24连接到刀盘中心部分23上，或者从刀盘中心部 分拆下来。
也就是说，在刀盘中心部分23内，通过固定螺栓41将液压连接千 斤顶40固定到每个轮辐26前端的端板39上。连接千斤顶40包括：中空 的壳体42，一体形成的驱动杆43和活塞44可移动地装配在其中；接合 销45，一体形成在驱动杆43的前端，如图2、5和6中所示。将油压供给 由活塞44确定的壳体42内的油室42a、42b，以及从此排放油压，由此 导致接合销45的出现和消失。在刀盘外围部分24中，通过固定螺栓(未 画出)，将连接块47固定到每一个轮辐32基底的端板46上。连接块47 具有在此形成的接合孔48，连接千斤顶40的接合销45能够和该接合孔 相接合或者脱离。
作为驱动力的传递路线，在驱动杆43和接合销45内部设置多个通 孔49和50。这些通孔49、50是驱动仿形刀头36的液压千斤顶37的液压 管路，并且在其端部设置有管路口49a、49b、50a、50b。用于输送和 排放油压的连接软管51a、51b、52a、52b能够被连接到管路口51a、51b、 52a、52b。在该实施例中，形成在驱动杆43和接合销45内的多个通孔 49、50用作仿形刀头36的液压管路，但是也可以用作各种传感器的电 力线缆的定位孔，或者作为流化灰浆的添加剂的供应孔。
另外，如图1和2所示，多个盾构千斤顶(shield jack)53沿着圆 周方向平行设置在挖掘机主体11的后部。盾构千斤顶53沿着挖掘方向向 后伸展，并且压紧到在挖过的隧道内圆周表面上已经构成的现有部分S 上。结果，借助由此产生的反作用力，能够向前移动挖掘机主体11。进 一步地，在挖掘机主体11的后端部，借助支架54以枢转地可驱动方式支 撑旋转环55，并且用于安装部分S的安装器装置56安装在旋转环55上。
紧密接触现有部分S的外圆周表面的多个尾部密封圈57，连接到挖 掘机主体11的后端部，从而防止污物和泥水侵入挖掘机主体11的内部。 螺旋输送器58以向前倾斜的方式设置在挖掘机主体11内，并且通过支 撑杆59保持这种倾斜的状态。通过隔板12、13的开口，螺旋输送器58 的前端部和腔室60连通，从而由刀盘20挖掘的泥土和砂子能够被排放 到外面。
下面将要描述由上述实施例的隧道挖掘机进行的隧道挖掘工作， 以及在挖掘之后隧道挖掘机的回收工作。
如图1和2所示，为了通过挖掘形成隧道，在将要开始挖掘的位置， 挖出一预定深度的起始凹坑(departure pit)，并且将隧道挖掘机运 入该起始凹坑内。随着由驱动电机21带动刀盘20转动，将盾构千斤顶 53伸出，从而移动挖掘机主体11离开起始凹坑，同时，获得用于掘进 的反作用力。在该运动过程中，挖掘起始凹坑的直立壁部，以便开始 隧道挖掘工作。借助螺旋输送器58，由刀盘20对地层的挖掘产生的泥 土和砂子从腔室60排放到外面。同时，通过安装器装置56将部分S装成 圆环的形状，从而继续进行隧道的构筑。
在掘进将要完成的施工区域的位置挖出预定深度的抵达凹坑。从 起始凹坑开始的由隧道挖掘机挖掘的隧道延伸到该抵达凹坑。在这种 情况下，抵达凹坑(arriral pit)需要被挖掘成适合刀盘20等的尺寸， 刀盘20等要被拆开并回收。在完成预定施工区域内的隧道开挖工作之 后，隧道挖掘机的刀盘20穿透进入抵达凹坑，由驱动电机21带动的刀 盘20的旋转停止。之后，将隧道挖掘机拆开，并且从抵达凹坑回收其 组成部件。
也就是说，当挖掘机主体11的前端部穿透进入抵达凹坑时，刀盘 20的旋转运动就停止。在该状态下，驱动刀盘中心部分23的各个连接 千斤顶40，从而缩回驱动杆43，以便将接合销45拉出固定到刀盘外围 部分24上的连接块47的接合孔48。通过这样的动作，在刀盘中心部分 23和刀盘外围部分24之间的连接就会脱开。这样，如图7中所示，刀盘 外围部分24从刀盘中心部分23上拆下来，并且刀盘外围部分24由专用 千斤顶沿着铺设在抵达凹坑内的轨道(未示出)向前移动。然后，将 一悬挂夹具(未画出)连接到刀盘外围部分24上，并且将从安装在地 上的起重机下降进入抵达凹坑的绳索连接到悬挂夹具上。使用该起重 机，将刀盘外围部分24提升到地上，以便于回收。这样，如果刀盘外 围部分24是能够沿着圆周方向拆分成多个部分的，那么可以用该起重 机将各拆开部分提升到地面上，以便于回收。
随后，松开螺栓38，将刀盘中心部分23从转动环17上拆下来，并 且沿着导轨将刀盘中心部分23向前移动；然后，将悬挂夹具(未示出) 连接到刀盘中心部分23上，并且将从安装在地上的起重机下降进入抵 达凹坑的绳索连接到悬挂夹具上。使用该起重机，将刀盘中心部分23 提升到地上，以便于回收。
之后，松开螺栓15，将驱动元件主体14(刀具驱动装置)从挖掘 机主体11上拆下来，并且沿着导轨将驱动元件主体14向前移动；然后， 将悬挂夹具(未示出)连接到驱动元件主体14上，并且将从安装在地 上的起重机下降进入抵达凹坑的绳索连接到悬挂夹具上。使用该起重 机，将驱动元件主体14提升到地上，以便于回收。这样，如果抵达凹 坑的直径足够大，那么刀盘中心部分23和驱动元件主体14可以一体地 提升到地面上，并且被回收。
在上述的方式中，将刀盘20和刀具驱动装置从挖掘机主体11上拆 下来并进行回收。然后，将盾构千斤顶53、安装器装置56、螺旋输送 器58和各种传感器拆下来并且进行回收。将留在地下的该挖掘机主体 11通过焊接或者用混凝土胶结而连接到现有部分S上作为隧道结构。
在本实施例的隧道挖掘机中，刀盘20包括刀盘中心部分23和刀盘 外围部分24。和转动环17、齿圈18和驱动电机21装在一起的驱动元件 主体14是能从挖掘机主体11上拆下来的。刀盘中心部分23能从转动环 17上拆下来，并且刀盘外围部分24能从刀盘中心部分23上拆下来。
因此，在完成隧道挖掘工作之后，刀盘外围部分24、刀盘中心部 分23和驱动元件主体14能够按照这个顺序从挖掘机主体11上拆下来。 这些部件能够从抵达凹坑内回收到地面上，并且重新使用。由于重新 使用刀盘20和驱动电机21，挖掘机的制造成本得以降低，并且由于报 废碎片引起的工业浪费的增加得以削减。另外，如果需要，挖掘机主 体能够被拆成组成部分，从抵达凹坑内回收并重新使用。
如果回收刀盘20，可以更换已经磨损的鱼尾刀头28、向前的刀头 29和34、切削刀头30和35以及仿形刀头36。可以对包括驱动电机2 1的 驱动元件主体14进行一些维护。在重新使用驱动元件主体14时，根据 将要挖掘的隧道直径或者被挖掘的地层的种类，相应于需要的不同输 出可以改变将要安装的驱动电机21的数量。
另外，在该实施例中，能够使接合销45出现或者消失的连接千斤 顶40被装在刀盘中心部分23的轮辐26内，而具有接合销45能够和其接 合或者脱开的接合孔48的连接块47被安装在刀盘外围部分24的轮辐32 内。因此，通过简单地启动连接千斤顶40拉出和接合孔48接合的接合 销45，能够脱开刀盘中心部分23和刀盘外围部分24之间的接合，并且 能够容易地从刀盘中心部分23上拆下刀盘外围部分24。借助连接千斤 顶40的远程控制，可以实现这种拆卸操作。操作者不必进入工作场地 或者腔室60，而可以充分保证该操作的安全性。
此外，在驱动杆43和接合销45内设置多个通孔49、50，并且这些 通孔能够用作仿形刀具36的驱动液压管路，作为各种传感器的电力线 缆的定位布置孔，以及作为使灰浆流化的添加剂的添加孔。这样，在 从刀盘中心部分23上拆卸刀盘外围部分24的操作过程中，拆开液压管 路、电力线缆和灰浆流化添加剂供应管的操作变得容易。
在上述实施例中，可以和起始凹坑一起预先挖掘抵达凹坑，并且 在隧道工作完成之后，从抵达凹坑内拆开刀盘20等并把它们回收到地 面上。然而，它们也能够被返回到起始凹坑并回收。亦即，当隧道已 经挖掘到一预定距离时，刀盘20的旋转停止。之后，借助连接千斤顶 40将接合销45拔出接合孔48，从而脱开刀盘中心部分23和刀盘外围部 分24之间的接合，并且将刀盘外围部分24从刀盘中心部分23上拆下来。 之后，以这样的顺序将刀盘中心部分23和驱动元件主体14从挖掘机主 体11上拆下来。在这种情况下，能够将盾构千斤顶53、安装器装置56、 螺旋输送器58和各种传感器从挖掘机主体11上拆下来。由可移动地支 撑在现有隧道内的运输滑车将这些部件传送，并且从起始凹坑对它们 进行回收。另外，刀盘外围部分24和刀盘中心部分23由运输滑车相似 地运送，并且从起始凹坑进行回收。
在上述实施例中，刀盘外围部分24具有圆环的形状，但是其可以 构造为两个分开的部分或者三个或更多分开的部分。在这种情况下， 单独的每个部件重量较轻，以利于回收工作，并且能够形成具有小直 径的起始凹坑和抵达凹坑。此外，挖掘机主体11被埋在地下，用作隧 道结构。然而，如果由安装器装置56将部件组装和接合到该隧道的内 壁表面，直到它们到达抵达凹坑，那么可以从抵达凹坑把挖掘机主体 11回收到地面上。
另外，在该实施例中，将连接千斤顶40装在刀盘中心部分23内， 且连接千斤顶40伸长和收缩，从而使接合销45和刀盘外围部分24的接 合孔48接合和脱开，以便刀盘中心部分23和刀盘外围部分24彼此连接 和分开。然而，连接千斤顶40和接合销45可以设置在刀盘外围部分24 内，并且接合孔48可以设置在刀盘中心部分23内。进一步地，连接千 斤顶40可以使用一汽缸或者电动马达，就和能够远程控制的液压缸一 样。接合销45可以是一固定螺栓。
虽然已经通过上述的实施例描述了本发明，但是可以理解，本发 明不限于此，其可以以许多其他的方式变化。不能认为这些改变脱离 了本发明的精神和范围，对于本领域技术人员来说所有这些明显的改 进势必包括在所附的权利要求书的范围内。
在2001年11月21日申请的包括说明书、权利要求书、附图及摘要 在内的日本专利中请第2001-355520号的整个公开内容，作为一个整 体被在此结合以便参考。