JP3529179B2 - 推進装置 - Google Patents

推進装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒューム管や塩化ビニ
ール管等の管渠を地中に推進埋設する推進装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】下水道に代表される管渠の地下埋設にお
いては、地表面から掘削する開削工法が最も一般的であ
るが、近年の交通量の増大、輻輳した地下埋設物、さら
には、地域住民への影響などを配慮し、シールド工法、
推進工法などのいわゆる非開削工法が特に都市土木にお
いて多く用いられるようになった。
【0003】シールド工法や推進工法は、発進あるいは
到達竪坑部分の地面を掘削するだけで、実質的な管渠埋
設部分は地表面を掘削する必要が無いため、上記したよ
うな開削工法における問題点をほとんど解消することが
できる。
【0004】このような非開削工法のなかでも、特に口
径が500mm以下のものにも適用可能な、いわゆる小
口径推進装置が近年目ざましい発達を遂げている。
【0005】この小口径推進装置の基本的な構造は、埋
設管渠内に土砂搬出用のオーガースクリューを配設し、
その先端にオーガースクリューを回転軸とする掘削装置
を備えたもので、掘削装置全体を回転させて前面の地山
を掘削し、掘削されたズリは埋設管内に取り込んで外部
へと排出される。
【0006】掘削装置には、その前面に各種の掘削ビッ
トが設けられ、この掘削ビットを前面の地山に押し当て
ながら回転することにより地山が取り崩され、地中内に
推進管を埋設することが可能な円形断面の空間が形成さ
れる。使用される掘削ビットは、地山の土質に応じて、
それぞれ粘土用、普通土用、軟岩用、硬岩用などの掘削
ビットが用いられている。
【0007】また、より掘削効率を向上させることを目
的とし、掘削装置の前面から地山に水あるいはベントナ
イト等を含む泥水を供給することが行われている。この
ような泥水等を供給することにより、地山がほぐれて掘
削が容易となり、しかも掘削されたズリが液状化して効
率よく排出することが可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、地山が普通
土の場合、特に問題はないものの、軟岩や硬岩などの岩
盤の場合、破砕された岩屑が掘削装置内に巧く取り込ま
れず、掘削装置の外周から推進管と地山の間の空間に入
り込み易いという問題がある。
【0009】この推進管外周と地山の間の空間は、通
常、推進精度との関係もあり、推進管が推進できる程度
に僅かしか形成されておらず、この空間内に岩屑が多量
に入り込むと、岩屑と推進管外周面との摩擦により、推
進が出来なくなることがある。また、掘削ズリが推進管
と地山の間の空間に入り込まない場合においても、特に
頁岩など風化の早い岩盤の場合、地山が風化膨張して推
進管外周と地山の間の空間を閉塞し、同様に推進不可能
に落ちる場合がある。このような問題は、小口径の推進
装置ばかりでなく、口径500mm以上の推進装置にも
同様に生じる。
【0010】そこで本発明は、従来の推進装置における
上記問題点を解消するもので、推進管外周面の摩擦の増
大による推進効率の低下を防ぐことを目的とし、より具
体的には、特に岩盤推進における掘削ズリと推進管外周
面との摩擦の増大を防止し、また、掘削ズリを推進管内
に効率良く取り込んで推進管外周と地山の間の空間への
入り込みを無くことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、筒状部とこの筒状部の前面に一体に設けら
れた前面部とを有し前記前面部に地山掘削用の掘削刃と
掘削されたずりを取り込む取込み口とを備えた掘削装置
を、推進装置本体先端部に回転可能に装着した推進装置
において、前記掘削装置の筒状部外周に側面掘削用カッ
タを備えたことを特徴とする。
【0012】さらに、前記推進装置本体の周壁に水噴出
口を設けると共に、前記筒状部外周に前記推進装置本体
側から前面部まで連続した水案内溝を形成したことを特
徴とする。
【0013】ここで、前記水案内溝を前記側面掘削用カ
ッタの回転方向前方直近に形成したり、また、前記側面
掘削用カッタを着脱式とし、かつ前記水案内溝および前
記側面掘削用カッタの装着部位を閉塞し円形の外形形状
とする閉塞用アタッチメントを備えることができる。
【0014】
【作用】掘削装置の筒状部外周に設けられた側面掘削用
カッタにより、従来の推進装置よりもより大きな外径で
地山が掘削され、推進管と地山の間の空間がより広く形
成されることとなる。
【0015】また、推進装置本体の周壁に水噴出口を設
け、さらに、筒状部外周に推進装置本体側から前面部ま
で連続した水案内溝を形成することにより、水噴出口か
ら水案内溝を通り、掘削装置前面部のずり取込み口へ向
かう水の流れが形成される。
【0016】さらに、水案内溝を側面掘削用カッタの回
転方向前方直近に形成することにより、このカッタで掘
削されたズリが水案内溝に供給され、これが前面に向か
う水の流れによって効率良く排出される。
【0017】また、水案内溝および側面掘削用カッタの
装着部位を閉塞し円形の断面形状とする閉塞用アタッチ
メントを備えることによって、普通土掘削の場合、これ
を装着することにより、従来通りオーバーカットの無い
精度良い掘削が可能となる。
【0018】
【実施例】以下本発明の特徴を図面に示す実施例に基づ
いて詳細に説明する。
【0019】図1は本発明の一実施例である推進装置の
斜視図で、10は推進装置本体、11はこの推進装置本
体10の先端部に回転可能に装着された掘削装置であ
る。
【0020】推進装置本体10内には、図示しないスク
リューオーガーを内蔵したケーシング12が設けられ、
このケーシング12の先端は、掘削装置11の後部位置
に設けられたチャンバー(図示せず)に接続されてい
る。このケーシング12を回転軸として掘削装置11は
回転する構造である。
【0021】ケーシング12と平行に配設された送水管
13は、図2の縦断面図に示すように、先端部で円形の
配水管14に接続され、それぞれ90度間隔で、推進装
置本体10の周壁を貫通する噴射ノズル15が設けられ
ている。
【0022】掘削装置11は、推進装置本体10の外径
よりも若干大きな内径を持つ筒状部20とこの筒状部2
0の前面に一体に設けられた前面部21とを有し、前面
部21には地山掘削用の掘削刃22と、後部のチャンバ
ー(図示せず)に連通し掘削されたずりを取り込む3か
所の取込み口23を設けている。
【0023】さらに、筒状部20の外周には、側面掘削
用カッタ24を設けている。側面掘削用カッタ24は、
図3の斜視図に示すように、掘削装置11へ固定するた
めのベース24aと、このベース24aに溶接によって
固着された岩盤掘削用の超硬ビット24bを備え、ベー
ス24aには、ボルトB固定用のボルト孔24cが直列
に4か所設けられている。この側面掘削用カッタ24
は、図4に明瞭に示すように、回転方向に掬い角を持つ
ように取付けられ、さらに、ベース24aの上面が筒状
部20の外周面と面一となり、超硬ビット24b先端が
筒状部20の外周面からtだけ突出するように設けられ
ている。
【0024】25は側面掘削用カッタ24の回転方向前
方直近に形成された水案内溝で、略半円形の形状をな
し、推進装置本体10側から前面部21まで連続した形
状としている。
【0025】次いで、図4、図5及び図6を参照して、
上記推進装置の掘削状況について説明する。ここで、図
5は、図1に示す推進装置の掘削状況を示す斜視図、図
6は同じく掘削状況を示す側面図である。
【0026】図示しない駆動装置によって、掘削装置1
1を前面の地山に押し当てながら回転することにより、
前面の地山が掘削され、掘削ズリとなって、前面部21
に設けられた3か所の取込み口23から後部のチャンバ
ー(図示せず)に取り込まれ、さらに後部のケーシング
12内へと排出される。
【0027】また、掘削装置11の筒状部20外周に設
けられた側面掘削用カッタ24により、従来の推進装置
よりもより大きな外径でオーバーカットされ、推進管と
地山の間の空間がより広く形成されることとなる。これ
によって、仮に岩屑が推進管と地山の間の空間に入り込
んだ場合においても、従来のようにただちに、掘削ズリ
が推進管と地山の間の空間に充満し、摩擦力の上昇をき
たすことも無くなる。
【0028】さらに、推進装置本体10の周壁を貫通す
る噴射ノズル15からベントナイト等を含む泥水が噴出
されると、後部の空間は、発進立坑の坑口に止水板を設
置しているため立坑方向への流れが阻止され、前面の推
進装置本体10と地山の間の空間を通り、さらに、水案
内溝25を通り、掘削装置前面部21のずり取込み口2
3へ向かう水の流れが形成される。
【0029】この水の流れに沿って、側面カッタ24に
よって掘削された掘削ズリ、及び前面で掘削された掘削
ズリが、後部へ流れることなく、効率よくずり取込み口
23へ取り込まれることとなる。特に、水案内溝25を
側面掘削用カッタ24の回転方向前方直近に形成するこ
とにより、このカッタ24で掘削されたズリが、攪乱さ
れることなく、速やかに水案内溝25に供給されるよう
になる。
【0030】このように、本実施例の推進装置において
は、第1に、側面掘削用カッタ24による外周面のオー
バーカットにより、特に岩盤推進における掘削ズリと推
進管外周面との摩擦の増大を防止することができ、ま
た、第2として、水案内溝25を通りずり取込み口23
へ向かう水の流れによって、掘削ズリを推進管内に効率
良く取り込んで推進管外周と地山の間の空間への入り込
みを無くし、これらの相乗効果によって、推進管外周面
の摩擦の増大による推進効率の低下を防ぐことができ
る。
【0031】図7は、閉塞用アタッチメント30を示す
斜視図で、この閉塞用アタッチメント30は、水案内溝
25および側面掘削用カッタ24の装着部位を閉塞し、
図8に示すように、筒状部20を円形の断面形状とする
もので、側面掘削用カッタ24の装着部位を閉塞する基
部30a及び、水案内溝25を閉塞する半円形部30b
によって形成されている。さらに半円形部30bには、
ボルトB固定用のボルト孔30cが4か所設けられてい
る。
【0032】図3に示す側面掘削用カッタ24を取り外
した後、閉塞用アタッチメント30を装着することによ
って、図8に示すように、筒状部20を円形の断面形状
とすることができ、岩盤掘削用の掘削装置11を用い
て、従来の掘削装置と同様に、オーバーカットの少ない
精度良い掘削が可能となる。
【0033】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
【0034】(a)掘削装置の筒状部外周に設けられた
側面掘削用カッタにより、推進管と地山の間の空間がよ
り広く形成され、特に岩盤推進における掘削ズリと推進
管外周面との摩擦の増大を防止し、推進管外周面の摩擦
の増大による推進効率の低下を防ぐことができる。
【0035】(b)推進装置本体の周壁に水噴出口を設
け、さらに、筒状部外周に推進装置本体側から前面部ま
で連続した水案内溝を形成することにより、水噴出口か
ら水案内溝を通り、掘削装置前面部のずり取込み口へ向
かう水の流れが形成され、掘削ズリを推進管内に効率良
く取り込んで推進管外周と地山の間の空間への入り込み
を無くし、これらの相乗効果によって、推進管外周面の
摩擦の増大による推進効率の低下を防ぐことができる。
【0036】(c)水案内溝を側面掘削用カッタの回転
方向前方直近に形成することにより、カッタで掘削され
たズリが水案内溝に供給され、これが前面に向かう水の
流れによって効率良く排出される。
【0037】(d)水案内溝および側面掘削用カッタの
装着部位を閉塞し円形の断面形状とする閉塞用アタッチ
メントを備え、これを装着することにより、普通土掘削
の場合でも従来通りオーバーカットの無い精度良い掘削
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である推進装置の斜視図であ
る。
【図2】図1に示す推進装置の内部構造を省略して示す
縦断面図である。
【図3】側面掘削用カッタの斜視図である。
【図4】図1に示す推進装置の掘削状況を示す正面図で
ある。
【図5】図1に示す推進装置の掘削状況を示す斜視図で
ある。
【図6】図1に示す推進装置の掘削状況を示す側面図で
ある。
【図7】閉塞用アタッチメントを示す斜視図である。
【図8】図7に示す閉塞用アタッチメントを取り付けた
状態を示す推進装置の概略正面図である。
【符号の説明】
10 推進装置本体 11 掘削装置 12 ケーシング 13 送水管 14 配水管 15 噴射ノズル(水噴出口) 20 筒状部 21 前面部 22 掘削刃 23 取込み口 24 側面掘削用カッタ 24a ベース 24b 超硬ビット 25 水案内溝 30 閉塞用アタッチメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−156888(JP,A) 特開 平2−183093(JP,A) 特開 昭53−139331(JP,A) 実開 昭61−89098(JP,U) 実開 昭61−50193(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 E21D 9/08 E21D 9/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状部とこの筒状部の前面に一体に設け
    られた前面部とを有し前記前面部に地山掘削用の掘削刃
    と掘削されたずりを取り込む取込み口とを備えた掘削装
    置を、推進装置本体先端部に回転可能に装着した推進装
    置において、前記掘削装置の筒状部外周に側面掘削用カ
    ッタを備えたことを特徴とする推進装置。
  2. 【請求項2】 前記推進装置本体の周壁に水噴出口を設
    けると共に、前記筒状部外周に前記推進装置本体側から
    前面部まで連続した水案内溝を形成したことを特徴とす
    る請求項1記載の推進装置。
  3. 【請求項3】 前記水案内溝を前記側面掘削用カッタの
    回転方向前方直近に形成したことを特徴とする請求項2
    記載の推進装置。
  4. 【請求項4】 前記側面掘削用カッタを着脱式とし、か
    つ前記水案内溝および前記側面掘削用カッタの装着部位
    を閉塞する閉塞用アタッチメントを備えたことを特徴と
    する請求項2又は3記載の推進装置。
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