JP2530287B2 - 泥水排土式撹拌掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はケーブルの保蔵用管路
を構成する管をはじめとする各種の管体を、推進工法に
よって土中に埋設する際に、先頭に位置させて進行方向
正面の土砂を掘削し、その削土を排出させるのに用い
る、掘進機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来管路を土中に埋設させる際、縦坑か
ら埋設する管の先端に掘進機をつけ、これを元押しジャ
ッキにより土中に推進させつつ当該掘進機により地山を
掘削しながら上記管を埋設する推進工法において、掘削
した削土を掘進機内に取り込み、これを縦坑側に移送、
排土している。

【０００３】これは例えば特公平４−１３５２０号公報
の掘進機のように、掘進機本体の前端部に設けたカッタ
ーにより掘進機本体前方の地山を掘削し、この削土を掘
進機本体内に設けた土砂移送管内に取り込み、上記カッ
ターの軸と同一の回転軸に多数のパドルを設け、これら
のパドルで土砂移送管内に取り込んだ削土を撹拌するこ
とにより適宜の粘性を有する細かい土砂にし、これと同
時に掘進機の縦坑側からの元押しジャッキによる推進に
よって相対的に土砂を後方に移動させて土砂移送管の後
に設けた土砂室に入れ、この土砂室から油圧ジャッキ等
による土砂圧送ポンプで排土管内に土砂を順次送りこ
み、縦坑側に排土している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来のものは油圧
ジャッキ等による土砂圧送ポンプを用いているため、油
圧系統の故障があると、土砂を排出できず、当該掘進機
は立ち往生してしまう。当該掘進機内に作業者が入るこ
ともできず、地表面を開けて故障箇所を修理しなければ
ならない。しかもこの油圧系統の故障の発生率は高い。
従ってこの様な油圧を利用した複雑な装置を用いず、単
純な構造の装置で土砂を移送、排出することが望まれて
いる。そこで掘削した土砂に水等を混ぜて泥水とし、こ
の状態で排土する方法も考えられるが、この様に掘進機
内で削土を泥水にすると、切羽との圧力差が生じ、地山
が崩れる恐れがある。

【０００５】この点従来の泥水式の掘削工法では、切羽
箇所に泥水を充満させて掘削土砂を泥水にし、泥水状態
で移送、排土するものであるが、切羽の圧力を常に注入
する泥水で保持するものである。しかしながらこの様に
切羽の圧力を常に泥水で維持するには、泥水自体の比重
の管理や、注入する泥水の圧力管理が要求され、特に掘
進途中において工事を中断する場合は何らかの手段で切
羽の圧力を維持しなければならない。

【０００６】この発明はこのような点に鑑みてなされた
ものであり、土砂の移送、排出を極めて簡単かつ確実に
できる装置とするとともに切羽の安定をも図る掘進機を
提供して上記課題を解決しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】而してこの発明では、掘
進機本体内に土砂移送管及びこの後方に土砂室を設け、
この土砂移送管内に、適宜の駆動源により回転駆動する
回転軸を通し、この回転軸の外周には多数のパドルを設
け、この回転軸の前端に設けたカッターを当該掘進機本
体の前端部に突出させ、上記カッターに作泥材吐出口を
設けた掘進機において、上記土砂移送管を閉鎖自在なゲ
ートを設け、上記土砂室に縦坑側からの水又は泥水を供
給する装置を設けるとともに当該土砂室から縦坑側への
排泥管を設けた、泥水排土式撹拌掘進機とした。

【０００８】

【作用】この発明の泥水排土式撹拌掘進機を縦坑から土
中に入れ、適宜の駆動源によりカッター及びこれに続く
回転軸を回転させ乍ら別設の元押しジャッキにより掘進
機全体を土中に推進させていくと、当該カッターが掘進
機先端の地山を切削し、これによって生じた土砂は掘進
機の推進によって土砂移送管に取り込まれ、かつ土砂移
送管内を後方の土砂室まで移送される。この土砂移送管
内では、土砂は回転軸に設けた多数のパドルによって撹
拌され、そのミキシング効果により粘性材と掘削土砂と
がよく混合され、土塊等も適宜の大きさに砕かれて、泥
土状態となる。

【０００９】そして土砂室に運ばれた泥土状の土砂はこ
こで水又は泥水が注がれ、これと混合して泥水となり、
排泥管を通って縦坑側に排出される。この様に掘進機内
で土砂を泥水にし、この状態で移送するため、土砂室以
前の土圧と土砂室以降の土圧とのバランスが崩れるおそ
れがあるが、この発明では、これをゲートの開閉によっ
て調整できる。即ち切羽の圧力が、予め設定した適宜の
管理値と比べて高ければゲートを開けて、土砂室以前の
土圧を開放し、また上記管理値より低ければゲートを閉
じる等して切羽の安定を維持しつつ推進させる。

【００１０】

【実施例】以下この発明の装置の実施例を図について説
明する。１は略筒状の外形を有する掘進機本体で、その
前方には蛇腹シール２等を介して方向修正筒３が設けら
れている。この方向修正筒３は掘進機本体１の中に設け
られた土砂移送管４に支持された方向修正ジャッキ５に
よって、所謂「首振り式」に適宜その方向が修正され
る。当該掘進機本体１の中心に位置する上記土砂移送管
４内には撹拌突起たるパドル６を外周に多数突設した回
転軸７が回転自在に保持されており、この回転軸７の後
端は土砂移送管４の後に設けた土砂室８を通り、隔壁９
を貫通して掘進機本体１内後部に設けたモータ等の駆動
装置１０と連動するように接続されている。

【００１１】また上記土砂移送管４の前部には掘進機本
体１の前端に向けて拡がったすり鉢状の切羽チャンバー
１１が設けられ、上記回転軸７は当該切羽チャンバー１
１内を通り、その先端にカッター１２を設けている。こ
のカッター１２は掘進機本体１の前端より突出した位置
と成っており、当該カッター１２の先端中央突起部に作
泥材吐出口１３が設けられている。また上記切羽チャン
バー１１内の回転軸７には撹拌翼１４が設けられてい
る。またこの切羽チャンバー１１の内壁には土圧計１５
が設けられている。

【００１２】上記土砂室８に近接した土砂移送管４の両
側には、当該土砂移送管４内を遮断できるゲート１６が
設けられ、これらのゲート１６はジャッキ等の駆動装置
１７により土砂移送管４内への突出度合いを調整でき
る。また当該掘進機本体１の後部には泥水移送管１８が
設けられ、土砂室８まで導入されており、当該土砂室８
内にその注出口１８ａが設けられている。さらに掘進機
本体１の後部には排泥管１９が設けられ、この排泥管１
９は隔壁９を通してその一端開口部１９ａを土砂室８に
露出している。これらの泥水移送管１８及び排泥管１９
は夫々当該掘進機本体１の後に接続された管を通して縦
坑まで伸びている。またこの排泥管１９の一端開口部１
９ａに対向した土砂室８内下部に、回転羽根式のアジテ
ータ２０を設け、当該箇所で土砂分が堆積するのを防止
している。

【００１３】この実施例の掘進機を縦坑（図示省略）か
ら土中に入れ、上記駆動装置１０により回転軸７を回転
させ乍ら別設の元押しジャッキ（図示省略）により掘進
機本体１を土中に推進させていくと、回転軸７先端のカ
ッター１２が掘進機本体１の先端に位置する地山を切削
し、これによって生じた土砂は掘進機本体１の推進によ
って切羽チャンバー１１内に取り込まれ、ここで撹拌翼
１４により撹拌されながら土砂移送管４内に運ばれる。
なお切羽箇所ではカッター１２の回転とともに作泥材吐
出口１３から作泥材が注出され、掘削土砂と混ぜられ
る。

【００１４】そしてさらに掘進機本体１の推進が進むに
つれて泥土状の土砂は土砂移送管４内を後方の土砂室８
まで移送される。この土砂移送管４内では、土砂は回転
軸７に設けた多数のパドル６によって撹拌され、上記作
泥材と掘削土砂とがよく混合され、土塊等も適宜の大き
さに砕かれ、泥土となる。そして土砂室８に運ばれた泥
土は、ここで上記泥水移送管１８の注出口１８ａから泥
水が注がれ、これと混合して泥水となり、アジテータ２
０によって撹拌されつつ上記泥水移送管１８からの注出
圧によって排泥管１９の開口部１９ａに導かれ、さらに
排泥管１９を通って縦坑側に排出される。そして上記排
泥管１９によって送られた泥水は縦坑側で沈殿槽（図示
省略）に入れて固形分と泥水とに分け、この泥水を上記
泥水移送管１８に戻し、循環させるものである。

【００１５】その際に掘進機本体１の切羽チャンバー１
１内に設けた土圧計１５により掘進機本体１の前端部の
地山、即ち切羽の土圧を測定し、この切羽の土圧を予め
設定した適宜の管理値に収めるように駆動装置１７を動
かして、図２の鎖線で示すごとく上記各ゲート１６を閉
じて土砂移送管４内を塞いだり、また反対にゲート１６
を開いて土砂移送管４を開けたりして掘進機本体１の前
端部の地山の圧力を支えることができる。そしてこのゲ
ート１６は上記測定圧力値によりその開閉度合いを調節
していく。またこの場合ゲート１６の開閉度合を、上記
土圧計１５と自動的に連動、制御させることもできる。

【００１６】また上記実施例では、土砂室８に回転羽根
式のアジテータ２０を設けたが、これに限らず、図３に
示すごとく、長手方向の前後に動く揺動装置２１として
も良い。また上記実施例では泥水移送管１８を排泥管１
９の外に設けたが、これに限らず排泥管１９の中に泥水
移送管１８を設けても良い。さらに上記実施例では、縦
坑側から泥水を土砂室８に供給しているが、これに限ら
ず適宜の水でも良い。

【００１７】

【発明の効果】この発明では、掘進機により掘削した土
砂を、泥土とし、切羽の安定を保ち易くし、さらにこれ
を掘進機の中で泥水にして縦坑側に移送し、排出するた
め極めて簡単な移送装置となり、故障が少なく、信頼性
が高い。それ故推進途中で掘進機が立ち往生するといっ
たことがない。しかもこの様に掘進機の中で土砂を泥水
とするため、掘進機前端の地山の土圧と泥水箇所の圧力
との差が生じ、これが大きくなると地山が崩壊する恐れ
があるが、本願発明では常に切羽の土圧を測定して、当
該土圧を適宜の管理値に収めるようにゲートを開閉して
切羽の土圧を支えることができ、切羽の安定を維持しつ
つ、掘削、排土を行うことができる。

【００１８】また従来の泥水式掘削工法と異なり、注入
する泥水に圧力をかけて切羽の圧力を保持するものでな
く、切羽の圧力の維持は上記ゲートにより行うため、泥
水の注入に圧力をかける必要がなく、設備も簡素化で
き、また工事を中断する場合も、ゲートを閉じて土砂移
送管内の泥土で切羽の圧力を支えることができ、切羽の
圧力への対応が極めて容易かつ確実となる。またこの発
明ではカッター箇所に作泥材吐出口を設けて掘削した土
砂を土砂移送管内でパドルにより作泥材と混合し、適宜
の泥土にし、それから土砂室で水又は泥水と混合して泥
水をつくるため、直接土砂に水又は泥水をかけて泥水に
するのと異なり、一旦泥土にし、それから泥水にするた
め極めて確実に泥水ができ、搬送でのトラブルが少なく
確実に排土できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の掘進機の断面側面図である。

【図２】この発明の掘進機のゲート部分の断面図であ
る。

【図３】この発明の他の実施例を示す一部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 掘進機本体 ４ 土砂移送管 ６ パドル ７ 回転軸 ８ 土砂室 ９ 隔壁 １０ 駆動装置 １２ カッター １６ ゲート １８ 泥水移送管 １９ 排泥管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−133192（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−322093（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−65893（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘進機本体内に土砂移送管及びこの後方
   に土砂室を設け、この土砂移送管内に、適宜の駆動源に
   より回転駆動する回転軸を通し、この回転軸の外周には
   多数のパドルを設け、この回転軸の前端に設けたカッタ
   ーを当該掘進機本体の前端部に突出させ、上記カッター
   に作泥材吐出口を設けた掘進機において、上記土砂移送
   管を閉鎖自在なゲートを設け、上記土砂室に縦坑側から
   の水又は泥水を供給する装置を設けるとともに当該土砂
   室から縦坑側への排泥管を設けたことを特徴とする、泥
   水排土式撹拌掘進機。