JP3095607B2

JP3095607B2 - オープンシールド掘削機

Info

Publication number: JP3095607B2
Application number: JP06024799A
Authority: JP
Inventors: 克明村上; 章井出
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 1994-01-26
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2015-10-10
Also published as: JPH07217377A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は前方地盤を掘削しながら
後方内で既成構造物を順次、埋設していくオープンシー
ルド掘削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】オープンシールド掘削機は、正面矩形状
の枠体の両側外面に複数枚の鋼製矢板を前後方向に摺動
自在に並設すると共に枠体と各矢板とをジャッキにより
連結してなる構造を有している。そして、矢板によって
両側の掘削地盤を抑えながら該地盤に反力をとって矢板
をジャッキにより順次前進させて前方の切羽地盤に圧入
し、次いで、圧入した矢板と地盤との土圧による摩擦力
の総計を反力としてジャッキを収縮させることにより枠
体を前進させると共に矢板で囲まれた地盤を掘削、排除
し、掘削した枠体後方にボックスカルバート等の既成構
造物を一エレメントずつ順次継ぎ足しながら埋設してい
る。

【０００３】このようなオープン掘削機において、枠体
後方部に既成構造物を上方から吊り下ろすのに必要な空
間部の確保と、土圧に対して内側からの充分な抵抗を維
持させるために、例えば、特公昭６１ー４９４７４号公
報に記載されているように、矢板を枠体から後方に延出
させてその後端部内面をローラを介して構築する既成構
造物の両側面に摺動自在に受止させた構造のものが知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなオープン掘削機によれば、矢板の後端部をローラ
を介して既設構造物に受止させているので、上下に隣接
する矢板のローラ間と既成構造物の側面との間に隙間が
生じて既成構造物に対する埋め戻し土砂がその隙間を通
じて枠体内に侵入し、次の既成構造物の設置作業が困難
となるばかりでなく、埋め戻し土砂が流亡して円滑な埋
設作業の妨げになるという問題点がある。

【０００５】このような土砂の侵入を防止しようとし
て、矢板の内面に既成構造物に摺接するテールパッキン
を取付けておくことも考えられるが、並設した矢板は夫
々単独的に前後方向に移動するものであるから、各矢板
の後端に全幅に亘ってテールパッキンを取付けておいて
も、上下に隣接する矢板の一方を前進させるとこれらの
矢板のテールパッキンが前後に離れて既成構造物の側面
を連続的にシールすることができず、土砂の侵入防止と
しての機能を発揮することができない。本発明はこのよ
うな問題点を解消し得るオープンシールド掘削機の提供
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のオープンシールド掘削機は、枠体の両側外
面に該枠体よりも長い複数枚の矢板を前後方向に摺動自
在に並設すると共に矢板と枠体とをジャッキにより連結
して該ジャッキの作動により矢板にかかる土圧に反力を
とって矢板と枠体とを交互に前進させるようにしたオー
プンシールド掘削機において、上記枠体の後部を後方に
向かって延出した側板により形成して両側板間に既成構
造物の１エレメント以上が収容可能な空間部を設け、さ
らに、両側板の後端縁に既成構造物の両側面に摺接させ
る内側テールパッキンを装着した構造としている。

【０００７】上記構成のオープンシールド掘削機におい
て、枠体の両側板の後端部内面側には請求項２に記載し
ているように、既成構造物の両側面に当接させる内側ロ
ーラを取り付けておき、外面側には請求項３に記載して
いるように、矢板の内面に当接させた外側ローラと外側
テールパッキンとを前後に隣接して設けている。なお枠
体は、請求項４に記載しているように、前枠と上記両側
板を有する後枠とに分割しておいてもよく、この場合に
は、前枠と矢板とを圧入ジャッキにより互いに前後動自
在に連結すると共に前枠と後枠とを推進ジャッキにより
連結しておけばよい。

【０００８】

【作用】枠体の両側面に並設した矢板をジャッキの作動
により順次、前進させて切羽地盤に圧入する。矢板の圧
入時においては枠体は移動することなく、その後部両側
板を既に敷設した既成構造物の両側面を挟持するように
配置させ、該既成構造物の両側面にテールパッキンを密
接させて土砂が枠体内に侵入するのを阻止する。この
際、枠体の両側板外面に外側ローラと外側テールパッキ
ンを設けておくことによって、矢板と枠体との隙間に土
砂が侵入するのを阻止し、且つ外側ローラを介して矢板
を円滑に作動させる。

【０００９】全ての矢板を一定長、切羽地盤に圧入した
のち、ジャッキを作動させて枠体を前進させる。この
時、枠体の後部両側板のテールパッキンが既設構造物の
両側面に摺動しながら枠体が前進する。なお、枠体の後
部両側板の後端に、既成構造物の両側面に当接する内側
ローラを設けておくことによって枠体が円滑に推進する
ことができる。

【００１０】枠体が一定長さ前進すると、その長さに応
じてテールパッキンの後方側における既設構造物の両側
面と矢板との間に隙間が生じると共に既設構造物の前方
における枠体の後部両側板間内に空間が生じるので、上
記隙間には埋め戻し土砂を充填する一方、空間の掘削底
面に次の既設構造物設置のために栗石や砂利等を敷設す
る。また、矢板が圧入した切羽地盤を掘削し、掘削土砂
を排出する。枠体の前進によって既設構造物の前方にお
ける枠体内の上記空間が１エレメント分の既設構造物を
収容し得る大きさになると、次の既設構造物を設置し、
既に敷設した既設構造物の前端面に接続させる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、オープンシールド掘削機は正面矩形状の鋼材製枠
体１と、この枠体１の両側面に上下方向に並設され且つ
枠体１の全長よりも長い複数枚の横長長方形状の鋼板製
矢板２と、これらの各矢板２を枠体１の側面に沿って前
後方向に移動させる圧入ジャッキ３とから構成されてあ
り、図１および図２に示すオープンシールド掘削機にお
いては、上記枠体１は前枠1aと後枠1bとに分割されてこ
れらの前後枠1a、1b間を推進ジャッキ４により連結して
いる。また、枠体１の外底面両側部には前枠前端から後
枠の前部にかけて底面矢板５、５を配設してある。な
お、図２においては圧入ジャッキ３を省略している。

【００１２】上記構成をさらに詳しく述べると、前枠1a
は前部両側固定柱材11、11の上部対向内側面間と下端対
向内側面間とを夫々横梁12、12によって一体に連結して
なる正面矩形状の枠部と、同じく後部両側固定柱材13、
13の上部対向内側面間と下端対向内側面間とを夫々横梁
14、14によって一体に連結してなる同一形状の枠部とを
前後に適宜間隔を存して配し、これらの枠部の四方角部
間を桁部材15によって一体に固着することによって函枠
形状に形成していると共に、前部両側固定柱材11、11の
上部と下端部の前面から四方の桁部材15を前方に延長さ
せる方向に前桁材16、16を突設し、上下前桁材16、16の
前端間を連結材17によって一体に固着してなる構造とし
ている。

【００１３】一方、後枠1bは上記前枠1aと同一正面形状
に形成されている。即ち、両側固定柱材18、18の上部対
向内側面間と下端対向内側面間とを夫々横梁19、19によ
って一体に連結してなる正面矩形状枠に形成されてお
り、さらに、両側固定柱材18、18の後面側にこれらの柱
材と同一高さを有する側板６、６を後方に向かった延設
してなるものである。この両側板６、６はその前端面を
両側固定柱材18、18の後面に夫々一体的に固着してあ
り、前端部の適宜長さ部分を肉厚に形成して該肉厚部分
の後端部内面の上部間と下端部間とに横梁20、20の両端
を固着していると共にこの横梁20、20から後方部分を薄
肉に形成して該薄肉部分の長さ、即ち、横梁20から側板
６、６の後端間の長さをこれらの両側板６、６間に空間
30内に１エレメント分以上の既設構造物Ａが収納可能な
長さに形成している。なお、後端上端部間は補強用横梁
21によって連結している。

【００１４】さらに、両側板６、６の後端縁に内方に向
かって傾斜した内側テールパッキン７、７の基端を一体
的に装着してあり、これらの両テールパッキン７、７の
先端を既設構造物Ａの両側面の対向部位の全高に亘って
密接させていると共にテールパッキン７の前側における
両側板６、６の後端内面の上下部に内側ローラ８、８を
回転自在に軸支し、図５に示すように、該ローラ８、８
を既設構造物Ａの両側面上下部に転動自在に当接させる
ようにしている。なお、幅方向に対向するローラ８、８
間の間隔は既成構造物Ａの両側外面間の幅寸法に設定し
ている。既成構造物Ａは一定長さを有する断面方形状筒
体からなるヒューム管又はボックスカルバートである。

【００１５】また、上記両側板６、６の後端縁に外方に
向かって傾斜した外側テールパッキン９、９を全高に亘
って突設してあり、その突出端部を並列矢板２、２・・
・の後部内面に全面的に密接させていると共にこのテー
ルパッキン９、９の前側における両側板６、６の後端外
面に上下方向に適宜間隔毎に複数個の外側ローラ10、10
を回転自在に軸支し、該ローラ10、10を各矢板２の後部
内面に転動自在に当接させてある。

【００１６】圧入ジャッキ３は各矢板２に対応して設け
られてあり、各圧入ジャッキ３の後端を前枠1aの後部両
側固定柱材13、13の前面に枢着することにより連結して
いると共に前部両側固定柱材11、11を貫通してそのピス
トンロッドの前端を対応する矢板２の前部内面に枢着す
ることによって連結してある。また、底面矢板５、５の
上面と後方下部横梁14の前面間を同じく圧入ジャッキ３
により連結してある。なお、矢板２、５の前端部はその
片面をテーパ面に形成して前端に向かって徐々に薄肉に
し、切羽地盤に圧入するための刃先に形成してある。ま
た、矢板２はその後端部内側を削除して薄肉部に形成し
てある。

【００１７】推進ジャッキ４、４は枠体１の両側上下部
に配設されていて、その前端を前枠1aの前部両側固定柱
材11、11の後面に連結していると共に該推進ジャッキ４
のピストンロットの後端を対向する後枠1bの両側固定柱
材18、18の前面に連結し、これらの推進ジャッキ４のピ
ストンロッドを伸縮させることによって前後枠1a、1b間
を互いに接離する方向に移動させるように構成してい
る。

【００１８】矢板２は両側板６、６を有する枠体１の全
長よりも長い横長長方形状に形成されていてその前端部
を常時枠体１の前端から前方に向かって突出させている
と共に後端部を両側板６、６の後端から後方に向かって
適宜長さ、常時突出させてある。これらの矢板２は枠体
１の外側両面にその幅方向を垂直方向に向けた状態にし
て枠体１の全高に亘って並設され、上下に隣接する矢板
２、２の対向端面同士は互いに摺動自在に接合している
と共に各矢板２は枠体１の外側面に設けたガイド部材を
介して前後方向に摺動自在に取付けられている。なお、
底面矢板５は上記矢板２よりも短く、常態においてはそ
の前端を枠体１の前端近傍部に位置していると共に後端
を後枠1bの下側横梁19から後方に向かって僅かに突出す
る長さに形成されている。

【００１９】さらに、各矢板２の内面中央部と底面矢板
５の上面後部には、前後方向に一定間隔を存して前後ピ
ン孔22、23を穿設している一方、上記前枠1aの後部両側
固定柱材13と下側横梁14、及び後枠1bの両側固定柱材18
と下側横梁19には、上記ピン孔22、23に対応してピン24
の挿込孔25、26をそれぞれ貫設してある。

【００２０】次に、このように構成した実施例における
オープンシールド掘削機の作用を述べる。まず、図１、
図２に示した状態から圧入すべき矢板２以外の全ての矢
板２を枠体１の前枠1aに固定する。即ち、挿込孔25にピ
ン24を挿入してその先端を矢板２の前側ピン孔22に挿
嵌、係止させることによって矢板２を不動状態にする。
しかるのち、ピン24で固定されていない矢板２を、圧入
ジャッキ３を伸長させることによって前進させ、その反
力を地盤に接している不動状態の矢板２に支持させて切
羽地盤に圧入する。その圧入長さは該矢板２の後側ピン
孔23が後枠1bのピン挿込孔26の位置まで達する長さであ
り、これらのピン孔23と挿込孔26が合致すれば、ピン24
を挿込孔26からピン孔23に挿入、係止させて圧入した矢
板２を後枠1b側に固定する。

【００２１】再び、次の圧入すべき矢板２のピン24を抜
き取り、上記同様にして該矢板２の圧入ジャッキ３を作
動させることにより該矢板２を切羽地盤に圧入し、この
圧入作業を各矢板２、５に行うことによって全ての矢板
２、５を一定長、切羽地盤に圧入する。この圧入時にお
いては、矢板２の後部内面が後枠1bの側板６の後端に設
けている外側ローラ10に摺接しながら円滑に前進すると
共に外側テールパッキン９が常時矢板２の内面に摺接し
た状態を維持して既に埋め戻した土砂27が矢板２と側板
６との隙間に侵入するのを阻止する。

【００２２】全ての矢板２、５の圧入が完了すると、こ
れらの矢板２、５によって囲まれた切羽地盤を前枠1aの
両側前桁材16、16間の空間内に配設した適宜の掘削装置
（図示せず）によって掘削し、その掘削土砂を排除す
る。なお、上端両側の前桁材16、16間は全面的に開口し
ているので、上方から掘削装置を該空間内に吊り下ろし
て設置する作業が容易に行えると共に掘削作業が支障な
く行える。

【００２３】次いで、全てのピン24を後枠1b側の挿込孔
26を通じて該挿通孔26と合致した矢板２の後側ピン孔23
に係止させた状態で、圧入ジャッキ３を収縮させながら
推進ジャッキ４を伸長させると、掘削地盤に接した矢板
２、５に反力をとって前枠1aが後枠1bに対して前進移動
し、該前枠1a側のピン挿込孔25が矢板２、５の前側ピン
孔22に合致した位置で前枠1aを停止させる。次に、全て
のピン24を抜き取ったのち、合致した前側ピン孔22に挿
込孔25を通じて再びピン24を挿入係止させ、前枠1aを矢
板２、５に連結、支持させた状態にして推進ジャッキ４
を収縮方向に作動させることによって後枠1bを前方に移
動させる。

【００２４】後枠1bが前進すると、両側板６、６の後端
に設けた内外ローラ８、10が該両側板６、６間の空間30
内に設置している最前部の既成構造物Ａの両側外面と矢
板２の内面上を転動しながら両側板６、６の後端が該既
成構造物Ａの前端近傍部にまで移動し、この既成構造物
Ａの前方における両側板６、６間の空間30が長さ方向に
拡がって次の既成構造物Ａが設置可能な空間30が形成さ
れる。また、両側板６、６の後端縁に突設している内外
テールパッキン７、９も既成構造物Ａの両側面と矢板２
の内面とに夫々全高に亘って密接した状態で該既成構造
物Ａの前端部近傍まで移動し、その移動跡の記載構造物
Ａの両側方および上面側に空隙が形成される。この際、
埋め戻し土砂27が崩れてもテールパッキン７、９によっ
て両側板６、６と矢板２との間の隙間や既成構造物Ａと
の間の隙間に侵入するのを阻止する。

【００２５】この空隙に埋め戻し土砂27を充填すると共
に既成構造物Ａの前方の掘削底面に栗石28を敷き、その
上に砂29を敷設したのち、次の１エレメント分の既成構
造物Ａを開削した地上側から空間30内に吊り下ろし、砂
29上に設置すると共に先に設置した上記既成構造物Ａの
前端にその後端を一体的に接合させ、これらの既設構造
物Ａ、Ａ間を連結、連通させる。なお、上記埋め戻し土
砂27の充填時においては、該土砂27がテールパッキン
７、９によって両側板６、６と矢板２との間の隙間や既
成構造物Ａとの間の隙間に侵入するのを阻止される。

【００２６】次いで、再び、次の１エレメント分の既成
構造物Ａの敷設作業に移る。即ち、上述したように、矢
板２、５を順次、切羽地盤に圧入して地盤を掘削したの
ち前枠1aと後枠1bとを順次を前進させて後枠1bの両側板
６、６間に既成構造物Ａが収容可能な空間30を設け、こ
の空間30に次の既成構造物Ａを敷設するものであり、こ
の敷設作業を繰り返し行うことによって一連に接続した
既成構造物Ａからなる構築物を埋設するものである。

【００２７】以上の実施例においては、枠体１を前枠1a
と後枠1bとに分割して互いに推進ジャッキ４により連結
したが、このような推進ジャッキ４を使用することな
く、前枠1aと後枠1bとを一体化した枠体に構成しても、
本発明を満足させることができる。

【００２８】図６、図７はその一例を示すもので、図
１、図２に示したオープンシールド掘削機における後枠
1bの両側固定柱材18、18や横梁19をなくして両側板６、
６を前枠1aの後部両側固定柱材13、13の後面に一体的に
固着してなる枠体31の構造にしていると共に矢板２、５
の後側のピン孔23をなくした構造としている。その他の
構成は同じである。

【００２９】従って、矢板２、５を切羽地盤に順次圧入
するには、圧入すべき矢板以外の矢板２、５をピン24に
よって枠体31に固定する。即ち、枠体31に設けているピ
ン挿込孔25にピン24を挿入してその先端を矢板２、５の
前側ピン孔22に挿嵌、係止させることによって矢板２、
５を不動状態にする。しかるのち、ピン24で固定されて
いない矢板２を、圧入ジャッキ３を伸長させることによ
って前進させ、その反力を地盤に接している不動状態の
矢板２に支持させて切羽地盤に所定長、圧入する。

【００３０】該矢板の圧入後、ピン24による係止を解い
て矢板２、5 を順次、所定長、圧入し、全ての矢板２、
５の圧入後、これらの矢板２、５で囲まれた切羽地盤を
掘削装置によって掘削、除去する。矢板２、５の外面と
地盤との摩擦係数は矢板２、５の内面と枠体31の外面と
の摩擦係数より大きいので、切羽地盤の掘削、除去後に
圧入ジャッキ３を収縮させると、枠体31が前進し、その
ピン挿込孔25を矢板２、５のピン孔22に合致させる。矢
板２、５と枠体31との交互の前進によって両側板６、６
間に１エレメント分の既設構造物Ａが設置可能な空間30
を設け、この空間30内に次の既設構造物Ａを敷設する作
業や両側板６、６の後端に設けた内外テールパッキン
７、９や内外ローラ８、10の作用効果については図１、
図２に示したオープンシールド掘削機と同様であるので
説明を省略する。

【００３１】なお、上記実施例において、両側板６、６
は図８に示すように、その中間部を適宜形状にくり抜い
て内外面間に貫通する透窓部61に形成しておいてもよ
い。その他の構造および作用効果は上記実施例と同様で
ある。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明のオープンシールド
掘削機によれば、枠体の両側外面に該枠体よりも長い複
数枚の矢板を前後方向に摺動自在に並設すると共に矢板
と枠体とをジャッキにより連結して該ジャッキの作動に
より矢板にかかる土圧に反力をとって矢板と枠体とを交
互に前進させるようにしたオープンシールド掘削機にお
いて、上記枠体の後部を後方に向かって延出した側板に
より形成して両側板間に既成構造物の１エレメント以上
が収容可能な空間部を設け、さらに、両側板の後端縁に
既成構造物の両側面に摺接させる内側テールパッキンを
装着してなる構造としているので、このテールパッキン
を常に既成構造物の両側面に全高に亘って密接させてお
くことができて該テールパッキンにより埋め戻し土砂が
枠体内に侵入するのを確実に阻止することができ、従っ
て、次に敷設する既成構造物の設置作業が容易に且つ能
率よく行えるものである。

【００３３】また、枠体の両側板の後端縁に外側パッキ
ンを装着しておくことによって矢板と枠体との隙間に土
砂が侵入するのを確実に防止し得ると共に前記両側板の
後端部両側面に既成構造物の両側外面と矢板の内面上を
転動するローラを取付けておくことによって矢板にかか
る土圧をローラを介して既成構造物に受止させることが
でき、両側板や矢板が土圧によって内方に撓むのを阻止
し得ると共に、矢板や枠体の移動が円滑に行えるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明オープンシールド掘削機の縦断側面図、

【図２】その簡略横断面図、

【図３】前枠部分の縦断正面図、

【図４】前後枠間の縦断正面図、

【図５】両側板後方部における縦断背面図、

【図６】本発明の別な実施例を示す縦断側面図、

【図７】その簡略横断面図、

【図８】側板の変形構造を示す縦断側面図。

【符号の説明】

１枠体２矢板３圧入ジャッキ６、６側板７、９内外テールパッキン８ 10 内外ローラ 30 空間Ａ既成構造物

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 331 E21D 9/06 321 E02D 17/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】枠体の両側外面に該枠体よりも長い複数
枚の矢板を前後方向に摺動自在に上下に並設すると共に
矢板と枠体とをジャッキにより連結して該ジャッキの作
動により矢板にかかる土圧に反力をとって矢板と枠体と
を交互に前進させるようにしたオープンシールド掘削機
において、上記枠体の後部を後方に向かって延出した側
板により形成して両側板間に既成構造物の１エレメント
以上が収容可能な空間部を設け、さらに、両側板の後端
縁に既成構造物の両側面に摺接させる内側テールパッキ
ンを装着していることを特徴とするオープンシールド掘
削機。
【請求項２】上記枠体の両側板の後端部内面に、既成
構造物の両側面に当接させる内側ローラを取り付けてい
ることを特徴とする請求項１記載のオープンシールド掘
削機。
【請求項３】上記枠体の両側板の後端部外面に、矢板
の内面に当接した外側ローラと外側テールパッキンとを
前後に隣接して設けていることを特徴とする請求項１記
載のオープンシールド掘削機。
【請求項４】上記枠体は前枠と上記両側板を有する後
枠とに分割され、前枠と矢板とを圧入ジャッキにより互
いに前後動自在に連結すると共に前枠と後枠とを推進ジ
ャッキにより連結していることを特徴とする請求項１記
載のオープンシールド掘削機。