JP2006152745A - Rectangular boring machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地中を非開削工法により掘削して管体もしくは鋼材を挿入する推進工法において、隣接する管体もしくは鋼材を継ぎ手で接続しながら水平土留覆工を行う地下空間構築のために用いる矩形掘進機に関し、詳しくは頂部を保護する刃口で掘削後の地山の挙動を防止するとともに地山の緩みや肌落ちを防止する機能を有し、しかも地盤の下部を余掘りして乗り上げを防止できようにする技術に関する。 The present invention is used for constructing an underground space in which a horizontal earth retaining cover is constructed while connecting adjacent pipes or steel members with joints in a propulsion method in which pipes or steel materials are inserted by excavating the underground by a non-open cutting method. Regarding the rectangular excavator, in detail, it has a function to prevent the natural ground after excavation with a cutting edge that protects the top, and also prevents the natural ground from loosening and skin peeling, and further digs up the lower part of the ground The present invention relates to a technology that can prevent the above.
従来、一般的な土粒子崩壊防護の刃口を設置した矩形掘進機は、カッター部が刃口内部に収納されており、掘削途中において下方に貯留した掘削土砂に乗り上げる現象が発生し、掘進方向の精度管理に問題があった。また、掘削部を刃口から露出させて余掘りできるようにした掘進機が特許文献1で提案されているが、上方も露出しているから土質性状や条件によっては地山の緩みを防止することが難しかった。 Conventionally, a rectangular excavator equipped with a blade for protecting soil particles from collapsing has a cutter part that is housed inside the blade, and the phenomenon of climbing to the excavated sediment stored below during excavation occurs. There was a problem with quality control. Moreover, although the excavation machine which exposed the excavation part from the blade edge and was able to excavate is proposed by patent document 1, since the upper part is also exposed, depending on soil properties and conditions, it prevents the natural ground from loosening. It was difficult.
一方、従来の先受け工法、パイプルーフ工法、水平土留め工法等を使用するトンネル構築工法に関して、先行して施工される埋設管は一般に継ぎ手を有している。そのため、継ぎ手を有した管体を推進又は牽引して所定の位置に挿入する必要があった。その場合、継ぎ手部が地中に挿入される際に貫入抵抗が増大し、継ぎ手の変形や破損及び脱落が発生してスムーズな挿入が行なわれず、後日の内部掘削時に地下水の漏水や土粒子の流出となり、工期、品質、経済性等に問題が生じる場合があった。 On the other hand, with respect to the tunnel construction method using the conventional receiving method, pipe roof method, horizontal earth retaining method, etc., the buried pipe to be constructed in advance generally has a joint. Therefore, it has been necessary to push or pull the tube having the joint and insert it into a predetermined position. In that case, penetration resistance increases when the joint is inserted into the ground, deformation, breakage, and dropout of the joint occur, and smooth insertion is not performed. There were cases where problems occurred in terms of construction period, quality, and economy.
そこで、継ぎ手を円滑に挿入する技術として、特許文献2に示される掘進機が提案されている。この技術は埋設される管体の中間部もしくは矩形一辺の内部に設置される構造で、最外周部に設置できる構造とはなっておらず、継ぎ手位置が制限されていた。
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、地盤下部の余掘りを可能にして乗り上げ現象を防止できる矩形掘進機を提供することにある。第2の課題は、隣接した管体又は鋼材の継ぎ手が最外周部に設置された場合においても溝状の掘削を可能にして継ぎ手部の貫入抵抗を低減し、継ぎ手の変形・破損及び脱落を防止して円滑に効率良く継ぎ手を挿入できるようにすることにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a rectangular excavator capable of solving these conventional problems and enabling the excavation of the lower part of the ground and preventing the climbing phenomenon. The second problem is that even when adjacent pipes or steel joints are installed on the outermost periphery, grooved excavation is possible to reduce penetration resistance of the joints, and deformation, breakage, and dropout of the joints can be prevented. The purpose of this is to enable smooth and efficient insertion of the joint.
かかる課題を解決した本発明の構成は、
1) 掘削部の回転により矩形状に削孔する矩形掘削装置と同矩形掘削装置の外周を囲む断面矩形の筒状の刃口とを先端部に備えた推進工法に用いる矩形掘進機において、前記刃口の外周下面の前縁を後退させて矩形掘削装置の掘削部下方を露出させ、同矩形掘削装置をその掘削部が頂部においては刃口内を掘削し下部においては刃口の外周下面より下方へ余掘りできるように配置し、しかも余掘りの深さを調整可能にしたことを特徴とする矩形掘進機
2) 矩形掘削装置の掘削部と矩形掘削装置の外郭の中心を上下に位置をずらして下方の余掘り深さを調整できるようにした前記1)記載の矩形掘進機
3) 刃口の刃先側辺を上方から下方へ斜め後方となるように形成した前記1)又は2)記載の矩形掘進機
4) 刃口の刃先前縁の一部を後退させて凹凸状にした前記3)記載の矩形掘進機
5) 刃口が、外周方向に向ってビットを装着し、土質に応じて刃口全体を一体として脱着自在にした構造である前記3)又は4)記載の矩形掘進機
6) 矩形掘削装置の外郭に推進方向の溝を地盤に切削する回転掘削装置を取り付けた前記1)〜5)いずれか記載の矩形掘進機
7) 外郭の回転掘削装置の前方に地盤抵抗を低減する添加材を注出する注出手段を設け、その後方に掘削された地山と添加材の混合体の土砂を圧密防止のために排土させる排土手段を設けた前記6)記載の矩形掘進機
にある。
The configuration of the present invention that solves this problem is as follows.
1) In a rectangular excavator used in a propulsion method including a rectangular excavator drilling into a rectangular shape by rotation of an excavating unit and a cylindrical cutting edge having a rectangular cross section surrounding the outer periphery of the rectangular excavator at the tip, The front edge of the outer peripheral lower surface of the blade edge is retracted to expose the lower part of the rectangular excavator, and the lower part of the rectangular excavator is excavated inside the blade at the top and below the lower peripheral surface of the blade at the lower part. Rectangle excavator characterized in that the excavation depth can be adjusted and the depth of the excavation can be adjusted 2) The position of the excavation part of the rectangular excavator and the center of the outline of the rectangular excavator are shifted up and down. The rectangular excavation machine according to 1), wherein the lower excavation depth can be adjusted, and the cutting edge side of the blade edge is formed so as to be obliquely rearward from above to below. Rectangular machine 4) Retract part of the leading edge of the blade edge 3) The rectangular excavator 5) described in 3), wherein the cutting edge is provided with a bit toward the outer peripheral direction, and the whole cutting edge is made detachable as a unit according to the soil. Or, the rectangular excavator described in 4) 6) The rectangular excavator described in any one of 1) to 5) above, wherein a rotary excavator for cutting a groove in the propulsion direction is attached to the outer shell of the rectangular excavator 7) The rotary excavator of the outer shell There is a pouring means for pouring out additive material to reduce ground resistance in front of the equipment, and earth removing means for discharging the soil of the mixture of ground and additive material excavated behind it to prevent consolidation. It exists in the rectangular excavation machine of the said 6) provided.
本発明によれば、先端の矩形掘削装置をその掘削部が刃口の外周下面より下方へ露出するように配置したから、頂部の崩落を防止しながら下方の余掘りを可能にして掘進中の乗り上げを低減できる。また、矩形掘削装置によって掘削した削孔に更に継ぎ手用の溝を切削することで、最外周部に継ぎ手がある管体又は鋼材を抵抗なく挿入し、継ぎ手の変形・損傷を防止して円滑に推進できる。 In accordance with the present invention, the rectangular excavator at the tip is arranged so that the excavating portion is exposed downward from the outer peripheral lower surface of the blade edge, so that the excavation of the lower portion can be performed while preventing the collapse of the top portion. The ride can be reduced. In addition, by cutting a groove for a joint into a hole drilled by a rectangular excavator, a pipe or steel material having a joint on the outermost peripheral portion can be inserted without resistance, and the joint can be prevented from being deformed or damaged smoothly. Can be promoted.
本発明の余掘り深さの調整手段としては、矩形掘削装置の掘削部のビットを余掘りするように調整して回動させる方法や、掘削部自体を矩形掘削装置の外郭の中心より上下に位置をずらして偏心させる方法がある。刃口は上方を前方へ張り出したフ−ド状のものが用いられ、その刃先は凹凸状として貫入抵抗を低減し、且つ一体型で脱着自在として土質に応じて支換できるようにし、損傷部分の交換も容易にする。刃先は部分的に後退させ、貫入抵抗を減少させるとともに集中応力を発生させて接触時の貫入を容易にする。外郭に取り付けられる回転掘削装置は先端に超硬チップ等を備えた円盤形や菱形、十字型等の様々な形状のものが用いられ、継ぎ手の位置に応じて上下左右に対向配置して用いられる。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。 As the means for adjusting the surplus digging depth of the present invention, a method of adjusting and rotating the bit of the excavation part of the rectangular excavator so as to excavate, or the excavation part itself above and below the center of the outline of the rectangular excavator. There is a method of decentering by shifting the position. The blade has a hood that protrudes forward from the top, and its cutting edge is uneven to reduce penetration resistance, and it is integrated and detachable so that it can be exchanged according to the soil. It is also easy to replace. The cutting edge is partially retracted to reduce penetration resistance and generate concentrated stress to facilitate penetration during contact. The rotary excavator attached to the outer shell has various shapes such as a disk shape, a diamond shape, and a cross shape with a carbide tip etc. at the tip, and is used by opposingly arranged vertically and horizontally depending on the position of the joint. . Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
図1は実施例の矩形掘進機の縦断面図、図2は実施例の矩形掘削装置の斜視図、図3は実施例の矩形掘削装置の縦断面図、図4は実施例の外郭の縦断面図、図5は実施例の溝の切削を示す説明図である。 1 is a longitudinal sectional view of a rectangular excavator of the embodiment, FIG. 2 is a perspective view of the rectangular excavator of the embodiment, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the rectangular excavator of the embodiment, and FIG. 4 is a longitudinal section of the outer shell of the embodiment. FIG. 5 is an explanatory view showing the cutting of the groove of the embodiment.
本実施例の矩形掘進機1は、図1〜4に示すように、矩形掘削装置3の外郭2の後端部に継ぎ手10で角部同士を連結して横方向へ列設した断面矩形状の管体9を接続し、同管体9の終端を発進基地で押圧して矩形掘削装置3で削孔しながら管体9を地中に埋設する推進工法に用いるものである。矩形掘削装置3の外郭2の側面には2対1組の平盤状の回転カッタ−8を上下左右面に前後位置をずらせ且つその刃先が外郭2から突出するように軸支している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the rectangular excavator 1 according to the present embodiment has a rectangular cross section in which corner portions are connected to each other at the rear end portion of the
矩形掘削装置3の先端は、上面が前方へ張り出し側辺を斜め後方に形成したフ−ド状の刃口4をボルト4aで脱着可能に取り付け、掘削部は多数のビット5を備え複雑な回動により矩形状に削孔可能な構造で、その駆動部分の中心位置を外郭2の中心より下方へ35mmずらして偏心させている。回転カッタ−8の外郭2の前方位置には掘削抵抗を低減させる添加材を削孔Hへ注出する注出口2aと掘削土砂Ga及び添加材を回収する排土口2bを形成している。5aはモ−タ、6は排土口、6aは排土圧調整バルブ、7は貯泥槽、7aは吸引排土管、8bはモ−タ、9は管体、10は継ぎ手、Gは地盤及び土砂、Gaは掘削土砂、Hは削孔、Sは溝、Tはトンネルである。
At the tip of the
本実施例では、トンネルTの発進基地にジャッキを用いた推進装置(図示せず)を設置して矩形掘進機1を水平に配置した後、トンネルTの上方地盤(クラウン部)に向けて矩形掘削装置3及び回転カッタ−8を作動させ、推進装置で推進させて矩形状に掘進する。図3に示すように矩形掘削装置3の上方は刃口4で崩落を防止し、下方は偏心させた分余掘りすることで掘削土砂Gaの貯留を抑制して乗り上げが防止される。
In the present embodiment, a propulsion device (not shown) using a jack is installed at the starting base of the tunnel T, and the rectangular excavator 1 is horizontally arranged, and then the rectangular excavator 1 is directed toward the upper ground (crown portion) of the tunnel T. The
回転カッタ−8は、図5(a)に示すように削孔Hの上下左右の角部に管体9の推進方向へ沿う深さ50〜150mmの溝Sが掘削される。この溝Sによって管体9の上下左右に取付けられた継ぎ手10が移動に伴う地盤及び土砂Gからの抵抗を大幅に小さくし、図5(b)に示すように管体9同士を継ぎ手10で係止させた状態のまま容易に推進させることができる。同時に、添加材が注出口2aから回転カッタ−8に向けて注出され、回転カッタ−8の掘削を効果的にする。回転カッタ−8によって切削された掘削土砂Ga・岩石破砕片・添加材・水などを掻き込んで排土口2bから排出させ、外部の吸泥・排泥装置(図示せず)で吸引して排出される。
As shown in FIG. 5A, in the
本発明の矩形推進機は、トンネルの水平土留覆土や防護工,箱型状の削孔,地中配管工事,地盤の崩落防止等の補強工法や対策工,地中に管を連結して埋設する工事等において利用される。 The rectangular propulsion machine of the present invention is embedded in tunnels, such as earth retaining cover and protective work, box-shaped drilling holes, underground piping work, prevention of ground collapse, etc. Used in construction work.
1 矩形推進機
2 外郭
2a 注出口
2b 排土口
3 矩形掘削装置
4 刃口
4a ボルト
5 ビット
5a モ−タ
6 排土口
6a 排土圧調整バルブ
7 貯泥槽
7a 吸引排土管
8 回転カッタ−
9 管体
10 継ぎ手
G 地盤及び土砂
Ga 掘削土砂
S 削孔
T トンネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
9
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2004
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