JP3670239B2 - 刃口装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的小径のトンネルを掘削する刃口装置に係り、さらに詳細には、崩落し易い軟弱地盤の場合であっても、地盤の崩落を規制又は制限することのできる刃口装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、比較的小径のトンネルを掘削する場合は、作業者による手掘りで行われることがある。より詳細には、図3に示すように、地盤101に埋設したヒューム管103の先端側に位置する刃口105を、刃口105の周囲の複数箇所に備えた油圧ジャッキ等の推進装置107によって推進し、切羽面109の土を作業者が除去することによってトンネルの掘削を行っているものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述のごとき従来の構成においては、刃口105は単に円筒形状に形成してあるのみであるから、地盤101が軟弱で前記切羽面109が崩落すると、崩落した大量の土が前記刃口105内に入り込み、危険であると共に刃口105の前面で作業することができない上に、前面の土圧が刃口105にかかり、前記推進装置107を使用しての方向の修正が難しいという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項1に係る発明は、地盤に対して圧入するための刃口を先端部に備えた外筒の内部で前記刃口の後側に、先端側の断面積よりも後部側の断面積が小さくなる錐形本体を備え、前記錐形本体は前記外筒に対して弾性部材を介して支持されており、かつ前記錐形本体に対して振動を付与するための振動付与装置を設けた構成である。
【0007】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の刃口装置において、前記錐形本体の後部に、開閉自在の扉を備えた構成である。
【0008】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の刃口装置において、前記外筒の内面と前記錐形本体との間の空間内に複数の推進装置を備えた構成である。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1,図2を参照するに、本発明の実施の形態に係る刃口装置1は、地盤3に対して圧入するための刃口5を先端部に備えた円筒形状の外筒7を備えており、この外筒7内には、先端側(図1において左側)の断面積よりも後部側の断面積が次第に小さくなるテーパ状(円錐形状)の錐形本体9が備えられている。この錐形本体9の断面積は、前記刃口5の先端部の断面積をSとすると、錐形本体9の後部側の最小断面積が約S/4となるように構成してある。
【0010】
より詳細には、前記刃口5は前記外筒7の先端部内周面に複数のボルト等によって一体的に固定してあり、かつ刃口5の内周面11は、後部側が小径となるテーパ状に形成してあり、上記内周面11の後側にはカバーリング13が一体に設けてある。
【0011】
前記錐形本体9は、前記外筒7に対して振動可能に設けられている。すなわち、前記外筒7の内周面に設けた複数のブラケット15には傾斜部材17が設けてあり、この傾斜部材17に取付けたゴム,スプリング等のごとき適宜の弾性部材19によって前記錐形本体9が支持されている。前記複数の弾性部材19は、前記錐形本体9の外周面を支持するように、全体として円錐形の集合体を呈するように配置してある。
【0012】
そして、前記錐形本体9の前端部は、前記カバーリング13の外側に配置したゴム等のごときシール部材21に当接してあって、水や土等が前記錐形本体9の外周面と前記外筒7の内周面との間の空間内へ侵入するのを防止してある。また、前記錐形本体9の後部には開閉自在の扉23が設けてあると共に、上記扉23を閉じた状態にロック自在のロックハンドル25が設けられている。
【0013】
さらに前記錐形本体9には、当該錐形本体9に対して振動を付与するための振動付与装置27が設けられている。より詳細には、前記錐形本体9の後部外周面の上部にはモータブラケット29が取付けてあり、このモータブラケット29には回転軸に振動用重垂を備えた振動モータ31が装着してある。
【0014】
またさらに、地盤3に埋設したヒューム管33に対して前記刃口装置1を前進せしめるために、前記錐形本体9には複数の推進装置35が設けられている。より詳細には、上記推進装置35は油圧ジャッキ等よりなるものであり、前記外筒7の内周面と前記錐形本体9の外周面との間の空間内に配置してあって、進退自在に備えたピストンロッドの先端部は前記ヒューム管33の端面に当接自在に設けられている。
【0015】
以上のごとき構成において、複数の推進装置35を作動して、ヒューム管33に対して刃口装置1全体を、図1において左方向へ前進せしめ、刃口5の先端部を地盤3に対して圧入すること、及び地盤3の切羽面37を掘削し錐形本体9内から土を除去することによってトンネルが掘削されるものである。
【0016】
ところで、地盤3が軟弱地盤で切羽面37が崩落し易い場合、刃口装置1を推進すると、切羽面37の崩落により多量の土が錐形本体9内に堆積することになる。
【0017】
この際、錐形本体9は後部側ほど小径の断面積に形成してあるから、刃口5の先端部分において切羽面37から崩落した多量の土は、錐形本体9の内部へ移動するほど圧縮される態様となり、崩落が規制されるものである。換言すれば、錐形本体9が錐形であることにより、崩落した土が次第に絞られる態様となり、崩落後の土の移動が規制される。したがって、継続して崩落する傾向にある切羽面37の崩落が規制,制限されるものであり、切羽面37の必要以上に大きな崩落が抑制されるものであって、安全性が向上するものである。
【0018】
前述のごとく切羽面37の崩落によって錐形本体9内に堆積した土を後部へ排出し、再び刃口装置1を推進することを繰り返すことにより、トンネルの掘削を行うことができるものである。
【0019】
ところで、地盤3が軟弱であって切羽面37に大きな崩落が生じる傾向にあるようなときには、扉23を閉じた状態に保持して刃口装置1を推進することにより、崩落した土は扉23によって移動を規制されるので、切羽面37の継続してのより大きな崩落が規制されることになる。その後、扉23を開いて錐形本体9内の適宜量の土を除去することを繰り返すことにより、軟弱地盤であっても容易にかつ安全にトンネル掘削することができるものである。
【0020】
前述のごとく錐形本体9内に崩落した土が堆積した状態にあるような場合であっても、推進装置35は崩落土内に埋設するようなことがないので、また振動モータ31を駆動して錐形本体9に振動を付与することにより、崩落土との摩擦を軽減でき、刃口装置1の推進や方向性の修正等を継続して容易に行い得るものである。
【0021】
既に理解されるように、本実施の形態によれば、トンネルを掘削しようとする地盤3が軟弱地盤であって切羽面37が崩落し易い場合であっても、上記切羽面37のより大きな崩落を抑制することができ、トンネル掘削をより安全に行うことができると共に、錐形本体9内に大量の土が存在するような場合であっても、錐形本体9に振動を付与することによって刃口装置1全体の推進及び方向修正を容易に行い得るものである。
【0022】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、軟弱地盤であって切羽面が崩落し易い場合であっても、安全にトンネルの掘削を行うことができると共に、崩落した大量の土が刃口装置内に存在するような場合であっても、刃口装置の推進及び方向修正を容易に行うことができ、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る刃口装置の断面説明図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る刃口装置の右側面説明図である。
【図3】従来の刃口装置を示す断面説明図である。
【符号の説明】
1 刃口装置
3 地盤
5 刃口
7 外筒
9 錐形本体
19 弾性部材
21 シール部材
23 扉
27 振動付与装置
31 振動モータ
33 ヒューム管
35 推進装置
37 切羽面
Claims (3)
- 地盤に対して圧入するための刃口を先端部に備えた外筒の内部で前記刃口の後側に、先端側の断面積よりも後部側の断面積が小さくなる錐形本体を備え、前記錐形本体は前記外筒に対して弾性部材を介して支持されており、かつ前記錐形本体に対して振動を付与するための振動付与装置を設けたことを特徴とする刃口装置。
- 請求項1に記載の刃口装置において、前記錐形本体の後部に、開閉自在の扉を備えたことを特徴とする刃口装置。
- 請求項1又は2に記載の刃口装置において、前記外筒の内面と前記錐形本体との間の空間内に複数の推進装置を備えたことを特徴とする刃口装置。
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