JP2001355388A - 推進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数に分割した場合であっても地盤を掘削し推
進する前段階（準備段階）において、地中の水が発進立
坑内に流入することを防止することができる推進機を提
供する。 【解決手段】複数に分割され地中で相互に連結された状
態で地中を掘削しながら推進する推進機１であって、最
先端に配設された推進機本体２内には、該推進機本体２
内に導入される泥土を後方に搬送する搬送用パイプ１６
の先端又はその中途部を開閉する開閉バルブ１９が設け
られてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば、地中にト
ンネル等の横坑を構築したり或いは下水管きょを構築す
る場合に使用される推進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、土圧式セミシールド
機，泥水加圧式セミシールド機及び泥濃式セミシールド
機等のセミシールド機やないしはこれらの機械を使用し
たセミシールド工法は、適用土質も広く、また操作性に
も富んでいることから、地中にトンネル等の横坑を構築
したり下水管きょを構築する場合には広く使用されてい
る。そして、上記各工法の中で、例えば、土圧式セミシ
ールド工法について説明すると、この工法は、先導体と
して動力により駆動する掘削装置と、方向修正ジャッキ
等が装備された推進機や掘削機本体により、地山の崩壊
を防止しながら推進管を推進伝達体として発進立坑内の
推進管体後部に配設したジャッキにより推進する工法で
あり、こうした土圧式セミシードル工法を行うセミシー
ルド機は、例えば、特開昭５７−１５７９７号公報，特
開昭５７−７４４９８号公報或いは特公昭６１−２５８
７９号公報において提案されている。これらの公報に記
載されている土圧式セミシールド機は、駆動モータによ
り回転駆動し正面には複数のビットが固定されてなると
ともに内部に土砂等を導入する開口が形成されたカッタ
ーヘッドと、このカッターヘッドの背面側に形成され該
カッターヘッドの回転駆動により地盤が掘削されて発生
した土砂や泥土を外部に排出するスクリューコンベアー
等の排泥装置を備えているものであり、上記土砂等は、
この排泥装置により外部に排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した土
圧式セミシールド機等の推進機により横坑を掘削する場
合には、先ず、地上から下方に掘削することにより発進
立坑を形成し、この発進立坑の下方から水平に横坑を形
成し、その後に、推進機やジャッキ等を配設する。すな
わち、発進立坑は、推進機を地上から吊り下ろすことか
ら、推進機の全長を吊り下ろすことができる径とほぼ同
じ径に掘削し、この発進立坑の下方から水平方向に掘削
される横坑は、該推進機の全長とほぼ同じ長さとした上
で、該発進小坑内に配設された推進機は、この横坑内に
徐々に挿入させる。しかしながら、推進機の全長とほぼ
同じ径の発進立坑を形成することは、時間もコストもか
かることから、最近では、推進機を、例えば、推進機本
体と、この推進機本体に連結される後続体との２つに分
割し、この推進本体を先ず下ろし、上記横坑内に挿入
し、次いでこの推進機本体の後部に前部が連結される後
続体を連結させる方法が採用されている。こうした方法
によれば、発進立坑の径を極めて短いものとすることか
ら、発進立坑を形成するコストも時間も節約することが
可能となる。

【０００４】しかしながら、前述した分割された推進機
では、横坑を形成する地盤が多量の水を踏む場合には、
前側に配設される推進機本体の先端側から該水が内部に
流入し、この流入した水が推進機本体内を通過して発進
立坑内に流入することとなり、発進立坑内の水を地上に
排出しなければならない。

【０００５】そこで、本発明は、上述した従来の推進機
が有する課題を解決するために提案されたものであっ
て、複数に分割した場合であっても地盤を掘削し推進す
る前段階（準備段階）において、地中の水が発進立坑内
に流入することを防止することができる推進機を提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために提案されたものであって、第１の発明（請
求項１記載の発明）は、複数に分割され地中で相互に連
結された状態で地中を掘削しながら推進する推進機であ
って、最先端に配設された推進機本体内には、該推進機
本体内に導入される泥土を後方に搬送する搬送用パイプ
の先端又はその中途部を開閉する開閉バルブが設けられ
てなることを特徴とするものである。

【０００７】また、第２の発明（請求項２記載の発明）
は、上記第１の発明において、前記開閉バルブは、搬送
用パイプ内において膨張収縮するバルーンが構成要素と
されてなることを特徴とするものである。

【０００８】また、第３の発明（請求項３記載の発明）
は、前記第１又は第２の発明において、先端には回転駆
動するヘッドが配設されてなる推進機本体と、この推進
機本体の後方に連結される連結部と、を有し、上記推進
機本体内には、内部に導入された泥土を後方に搬送する
搬送パイプが設けられ、この搬送パイプの先端又はその
中途部には、該搬送パイプを開閉する開閉バルブが配設
されてなるとともに、この開閉バルブの前方には、該推
進機本体内に導入された泥土を攪拌する攪拌室が形成さ
れてなることを特徴とするものである。

【０００９】こうした発明において、推進機は、複数に
分割していれば良く、２つに分割されている場合は勿論
３つや４つに分割している場合であっても良い。分割さ
れた推進機の一つの全長が短いものとされた場合には、
より発進立坑の径を短くすることができることから、よ
り発進立坑を形成するコスト及び時間を節約することが
可能となる。

【００１０】そして、本発明においては、分割された最
前の推進機（推進機本体）内に、泥土を後方に搬送する
搬送用パイプの中途部を開閉する開閉バルブが形成され
ていることが必要である。この開閉バルブは、第１の発
明においては、搬送用パイプの中途部を開閉できるバル
ブであれば、特にその構造及び開閉バルブの数は限定さ
れない。なお、第２の発明においては、搬送用パイプ内
において膨張収縮するバルーンが構成要素とされている
必要がある。この複数のバルーンの膨張により搬送用パ
イプは中途部で閉塞され、収縮させることにより開放さ
れる。

【００１１】したがって、上記発明によれば、発進立坑
の径を短いものとすることができるばかりではなく、推
進機本体を予め掘削された横坑内に挿入し、開閉バルブ
により搬送用パイプを閉塞することにより、該推進機本
体内を通って地中の水が発進立坑内に流入することを防
止することができる。特に、上記第２の発明において
は、土砂や泥土により開閉バルブの損傷を防止すること
ができ、また、第３の発明によれば、より該開閉バルブ
の損傷を防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施の形態について図面を
参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態に
おいては、小口径（外径が３０ｃｍ〜７０ｃｍ）の推進
機に本発明を適用したものである。

【００１３】この実施の形態に係る推進機１は、図１に
示すように、全部で４つに分割され、先端に設けられた
推進機本体２と、この推進機本体２の後部に連結する第
１の後続体３と、この第１の後続体３の後部に連結する
第２の後続体４と、この第２の後続体３の後部に連結す
る第３の後続体５とから構成されている。

【００１４】上記推進機本体２には、図２に示すよう
に、先端にカッターヘッド６が回動可能に配設されてお
り、このカッターヘッド６は、ヘッド本体７と、このヘ
ッド本体７の正面に固定された多数のビット８とから構
成されている。このカッターヘッド６を構成するヘッド
本体７には、回転するビット８により掘削された土砂や
泥土がこの推進機本体２内に流入するための開口が形成
され、本実施の形態においては、上記カッターヘッド６
の後方には、インナーコーン９が設けられている。この
インナーコーン９は、上記カッターヘッド６と同様に、
後述する第１の後続体３内に配設された駆動モータ１０
により回動する回転軸１１に中心が固定されてなるもの
であり、この回転するインナーコーン９の外側には、ア
ウターコーン１２が設けられている。そして、上記イン
ナーコーン９の外径は、先端側から基端側にかけて徐々
に拡径されてなる一方、アウターコーン１２の内径は徐
々に縮径されている。すなわち、この実施の形態におい
ては、上記カッターヘッド６の回転により掘削された土
砂等は、上記開口を介してこの推進機本体２内に流入
し、上記アウターコーン１２と回転するインナーコーン
９とにより粉砕又は破砕された状態で後方に移動する。

【００１５】また、この推進機本体２内には、上記イン
ナーコーン９とアウターコーン１２の後方に、攪拌室１
３が設けられている。この攪拌室１３は、外周側に攪拌
羽根１４が固定され、中心には上記回転軸１１が固定さ
れてなる回転部材１５の外周側に形成されてなるもので
ある。上記インナーコーン９とアウターコーン１２によ
り粉砕又は破砕された土砂や泥土は、この攪拌室１３内
に流入し、上記攪拌羽根１４の回転によりさらに細かく
攪拌される。そして、この推進機本体２内であって、上
記攪拌室１３の後方のやや下方には、排泥管１６が設け
られ、この排泥管１６にはピンチバルブ１７が配設され
ている。この排泥管１６は、上記攪拌室１３の後方に形
成された隔壁１８に先端が固定されている。この隔壁１
８には、上記攪拌室１３と排泥管１６とを連通させる貫
通穴１８ａが形成されている。また、上記排泥管１６の
内側には、バルブとしてのバルーン１９が複数（本例で
は３つ）配設され、図示しないホースを介して地上に設
けられたコンプレッサに接続されている。これらのバル
ーン１９は、図示しないスイッチの操作により、コンプ
レッサからの圧縮空気が封入され、この空気の封入によ
り排泥管１６が閉塞される。

【００１６】また、上記推進機本体２に後部に連結され
る第１の後続体３内には、図３に示すように、上記駆動
モータ１０が配設されてなるとともに、この推進機１の
方向を制御するジャッキ２０が配設されている。なお、
上記駆動モータ１０の下方には、上記排泥管１６が配設
されている。また、この第１の後続体３の後部に連結さ
れた第２の後続体４内には、図示しない油圧ユニット，
修正ヒンジ，油圧マニホールド，修正ジャッキ，ストロ
ーク変換器，電磁弁等が配設されている。また、この第
２の後続体４の後部に連結される第３の後続体５内に
は、図示しない電源機器，テレビカメラ，ピッチング
計，ローリング計，Ｉ／Ｏユニット等が配設されてい
る。

【００１７】以下、上述した構成からなる推進機１を使
用する準備段階における作業手順について説明する。先
ず、図４に示すように、地上から下方に発進立坑Ｈ１を
形成する。この発進立坑Ｈ１の径は、上記推進機本体２
の全長よりもやや長いものとし、次いで、この発進立坑
Ｈ１の底面上にベースＢを形成し、このベースＢの上面
には、Ｈ型綱からなる第１及び第２のレールＲ１，Ｒ２
を固定する。これら第１及び第２のレールＲ１，Ｒ２
は、図５に示すように、それぞれ平行となされ、下方に
は、高さを調整するための脚部Ｆが設けられている。そ
して、上記第１のレールＲ１上には、第１のジャッキ３
０を配設し、第２のレールＲ２上には第２のジャッキ３
１を配設する。上記第１及び第２のジャッキ３０，３１
は、図６に示すように、それぞれ細軸部３３，３４と、
この細軸部３３，３４の一端が内部に挿入されてなる太
軸部３５，３６と、この太軸部３５，３６が内部に挿通
されてなるスライド部３７，３８とが構成要素となさ
れ、上記太軸部３５，３６は、細軸部３３，３４の軸方
向に移動し全体が伸縮自在となされている。また、上記
スライド部３７，３８は、太軸部３５，３６の軸方向に
スライドするよう構成されている。そして、上記スライ
ド部３７，３８は、押圧プレート３９により連結されて
いる。なお、上記押圧プレート３９の下面には、図５に
示すように、下面が上記第１のレールＲ１又は第２のレ
ールＲ２の上面と褶接するライナー３９ａ，３９ｂが固
定されている。また、この発進立坑Ｈ１の壁面には、上
記第１及び第２のジャッキ３０，３１を構成する細軸部
３３，３４の他端が固定されるストッパ４０を配設す
る。

【００１８】また、上記第１のレールＲ１と第２のレー
ルＲ２とは、図５に示すように、Ｈ型綱からなる複数の
横架材Ｏを固定し、この横架材Ｏ上に、第３のレールＲ
３を固定する。この第３のレールＲ３は、後述すよう
に、分割された推進機１を載置しガイドするためのもの
であり、上記第１のレールＲ１と第２のレールＲ２との
間の中央に配設する。一方、上記ストッパ４０を配設し
た壁面とは反対方向の壁面には、図４又は図６に示すよ
うに、止水器４３を固定する。この止水器４３は、鉄に
よりリング状に成形された枠体４３ａと、この枠体４３
ａに周端側が固定されてなり該枠体４３ａの内径よりも
短い内径が中心に形成されてなるゴム製のリング状止水
片４３ｂとから構成されている。そして、こうした止水
器４３の固定が終了すると、次いで、該止水器４３の固
定位置から横方向に横坑Ｈ２（図４参照）を形成する。
この横坑Ｈ２の全長は、少なくとも、上記推進機１を構
成する推進機本体２のカッターヘッド６が挿入できる長
さとする。

【００１９】そして、以上の作業が終了すると、地上か
らクレーン等を使用して、上記推進機本体２をこの発進
立坑Ｈ１内に下ろし、上記第３のレールＲ３上に載置す
る。この場合、上記第１及び第２のジャッキ３０，３１
は、上記押圧プレート３９が最もストッパ４０側に位置
するようにしておく。そして、上記推進機本体２を第３
のレールＲ３上に載置する作業が終了とすると、本実施
の形態においては、該推進機本体２の後部に、該推進機
本体２の外径と同じ外径となされた押輪４５を取り付
け、その上で、上記第１及び第２のジャッキ３０，３１
を駆動させ、推進機本体２の先端側から上記止水器４３
内に挿通させ、図７に示すように、上記横坑Ｈ２内に挿
入させる。なお、推進機本体２内に設けられたバルーン
１９は、膨張させ排泥管１６の先端側で閉塞させてお
く。そして、このように、上記推進機本体２を横坑Ｈ２
内に挿入させると、上記止水器４３を構成するリング状
止水片４３ｂは、撓まされ該推進機本体２の外周面に密
着するとともに、地中から多量の水が漏出している場合
であっても、上記バルーン１９により排泥管１６は閉塞
されていることから、従来のように、カッターヘッド６
に形成された開口から水が該推進機本体２内に侵入し、
内部の排泥管１６を通って発進立坑Ｈ１内に多量の水が
溜まってしまうことが防止される。

【００２０】また、上述した工程で、推進機本体２が横
坑Ｈ２に挿入されると、次いで、第１の後続体３を発進
立坑Ｈ１内に下ろし、上記推進機本体２の後部に連結す
る。これによって、推進機本体２と、この推進機本体２
の後部に連結した第１の後続体３とは、上記第３のレー
ルＲ３上に支持された状態となり、第１の後続体３内に
配設された駆動モータ１０を駆動させることにより、カ
ッターヘッド６を回転させ、該カッターヘッド６に固定
された多数のビット８により掘削しながら横坑Ｈ２を形
成しながら、上記第１及び第２のジャッキ３０，３１を
駆動させる。この時、上記バルーン１９は収縮させ、掘
削された土砂や泥土を排泥管１６内に流入するように
し、第１の後続体３の後部から排出された土砂や泥土
は、図示しない搬送パイプ又はホースを介して地上に排
出する。すなわち、多数のビット８により掘削された土
砂や泥土は、カッターヘッド６に形成された開口から推
進機本体２内に流入し、上記インナーコーン９とアウタ
ーコーン１２とにより細かく粉砕された状態で、攪拌室
１３内に流入し、さらに攪拌された状態で排泥管１６内
に流入する。

【００２１】こうした要領で、上記推進機本体２が第１
の後続体３と共に横坑Ｈ２内に挿入されると、次いで、
上記第２の後続体４を発進立坑Ｈ１内に下ろし、第１の
後続体３の後端と連結させた上で、上記第１及び第２の
ジャッキ３０，３１を駆動させるとともにカッターヘッ
ド６を回転駆動させて徐々に推進させ、さらに、第３の
後続体５を下ろし、同じように推進させる。そして、上
記推進機本体２と第１の後続体３と第２の後続体４と第
３の後続体５とをそれぞれ連結させ、推進機１とした後
には、図示しないシールド筒を同じように推進機１の後
端（第３の後続体５の後端）に当接させて、上記第１及
び第２のジャッキ３０，３１で後方から押圧しながら、
横坑Ｈ２を徐々に形成させて行く。

【００２２】このように、上記実施の形態に係る推進機
１によれば、最先端の推進機本体２を含めて全部で４つ
に分割されていることから、最初に形成する発進立坑Ｈ
１の径を従来より形成していた発進立坑よりも短いもの
とすることができるばかりではなく、推進機本体２内に
は、開閉バルブとしてのバルーン１９により排泥管１６
の先端側を閉塞することができるので、推進機１として
横坑Ｈ２内で全てが連結される前段階又は推進機本体２
のみが横坑Ｈ２内に挿入された時点で多量の水が該推進
機本体２の内部を通って発進立坑Ｈ１内に流入すること
を防止することが可能となる。特に、この実施の形態に
おいては、開閉バルブとして複数のバルーン１９により
排泥管１６を閉塞するように構成したことから、土砂や
泥土でバルブとして作用しなくなることを有効に防止す
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】前述した本発明の一実施例の説明からも
明らかなように、本発明によれば、発進立坑の径を短い
ものとすることができるばかりではなく、推進機本体を
予め掘削された横坑内に挿入し、開閉バルブにより搬送
用パイプを閉塞することにより、該推進機本体内を通っ
て地中の水が発進立坑内に流入することを防止すること
ができる。特に、上記第２の発明においては、土砂や泥
土により開閉バルブの損傷を防止することができ、ま
た、第３の発明によれば、より一層該開閉バルブの損傷
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の一実施の形態に係る推進機を示す側面図
である。

【図２】推進機本体を拡大して示す側面図である。

【図３】第１の後続体を拡大して示す側面図である。

【図４】発進立坑の構成を模式的に示す側面図である。

【図５】第１及び第２のジャッキの構成並びに各レール
の構成を示す正面図である。

【図６】発進立坑内の構成を模式的に示す平面図であ
る。

【図７】推進機本体を横坑内に挿入する方法を模式的に
示す側面図である。

【図８】推進機本体と第１の後続体とを横坑内に挿入す
る方法を模式的に示す側面図である。

【符号の説明】

１ 推進機 ２ 推進機本体 ３ 第１の後続体 ４ 第２の後続体 ５ 第３の後続体 ６ カッターヘッド ８ ビット １３ 攪拌室 １６ 排泥管 １９ バルーン Ｈ１ 発進立坑 Ｈ２ 横坑

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数に分割され地中で相互に連結された
   状態で地中を掘削しながら推進する推進機であって、 最先端に配設された推進機本体内には、該推進機本体内
   に導入される泥土を後方に搬送する搬送用パイプの先端
   又はその中途部を開閉する開閉バルブが設けられてなる
   ことを特徴とする推進機。
2. 【請求項２】 前記開閉バルブは、搬送用パイプ内にお
   いて膨張収縮するバルーンが構成要素とされてなること
   を特徴とする請求項１記載の推進機。
3. 【請求項３】 先端には回転駆動するヘッドが配設され
   てなる推進機本体と、この推進機本体の後方に連結され
   る後続体と、を有し、 上記推進機本体内には、内部に導入された泥土を後方に
   搬送する搬送パイプが設けられ、この搬送パイプの先端
   又はその中途部には、該搬送パイプを開閉する開閉バル
   ブが配設されてなるとともに、この開閉バルブの前方に
   は、該推進機本体内に導入された泥土を攪拌する攪拌室
   が形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載
   の推進機。