JP3823913B2 - 管内作業機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
小及び中程度の口径を用いる土木の非開削推進工事における管推進施工中での切羽崩壊防止用の止水栓そして管内での各種作業機の基本装置として
【０００２】
【従来の技術】
従来内径管に対しての止水栓はバンドで増締めができればよかったが、外径管に対する止水栓は板ゴムを両側からボルトでしめあげて外側にふくれるよう変形させて、外径管に密着させる方法か、管内で空気圧で膨張させて密着させるタイプの風船型であった。前者は完全固定型で後者は圧力がかかると固定がきかない軽作業型であり、推進工事施工途中の水圧や土圧の変化に対応がとれる止水栓ではなかった。
【０００３】
一方従来の小及び中口径の推進工事においては、掘進時に発生する切刃での排土砂を後方へ取り込むにはオーガーをつないで排土するもの、または泥水排土に見られるような先端に壁を設け壁の先に泥水を送り土砂を泥水中に混ぜてコンクリート圧送管をつなぎ排出するもので、いずれも管内に装置や器具を固定して排土するものであった。礫径が大きくなるとオーガーピッチや圧送管径より、礫塊を小さく砕くかまたは礫塊を削って小塊としてから排土していた。また障害物がでると工事を中断し、推進途中で引き抜かねばならなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前方からの水圧あるいは土圧の変化に対して圧力バランスをとるために、外径管との密着性を維持しつつ、前後に摺動可能な止水栓を提供することである。
【０００５】
また排土機や破砕機や探査機などの作業機をアタッチメントととして先端の状況に応じて交換、装着できるように中心径が大きく開かれたリング型の伸縮装置を提供することである。
【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、本発明は、外径管より大きめの円形の板ゴムを用意し、それを外径管に差込み、板ゴムのはみ出る部分が90度に折れるときの、その曲げ弾性を利用して外径管に密着させようとするものである。外径管の内径より大きい部分のゴムは内側に均等にふくれる、その均等にふくれる部分をあらかじめ切り取って挿入してやればゴム板の切れ目同士が密着し、同時にラジアル方向に大きな弾性を得ることができる。これを止水パッキンとして利用すればゴム部の密着を緩めたりすぼめたりすることなしに強制的に前後させても止水性能に変化のない任意に褶動可能な止水栓が作れる。止水栓を安定させるため一定の間隔を空けて2重のドラム型にし、非常時完全停止用のクランプ機構を後部に付与してやることによって、板ゴムのラジアル方向への一定圧力のかかった安定した止水栓が利用できる。
【０００７】
次に直径のサイズが細かく利用できるよう板材料を小及び中口径に巻管したものを外管、中管、内管の３重管構造とし、止水パッキンを中管の先端と内管の後端に取付け、外管と内管にまたがるよう蓋をして密閉する。その密閉室に作動液を注入することによって中管をスライドさせることができる。中管の先端につけた止水パッキンの裏側に反力用のスプリングを設け、作動液の排出を制御してやれば任意に伸縮可能な装置ができる。この装置に外管側と中管側にそれぞれミニジャッキ(3ヶ所)で固定クランプを取付けてやり、外管クランプ、作動液注入(排出)、中管クランプと交互に作動させることにより１サイクルで１伸長分だけ前後移動が可能となる自走機になり、さらに内管の空洞部に各種のアタッチメントを差込、交換、取付けできるようにすれば、狭い管内での各種の作業が工事を中断せずに円滑に対処できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図５で止水栓、図６から図１２で伸縮装置を詳細に説明する。止水栓は止水パッキン(a)２をドラム４と接合された両側の受けフランジ(a)５に押えフランジ(a)７と3方向にクランプ用のミニジャッキ(a)８が取付けてある。クランプフランジ６をあてがい取付ボルト(a)３で固定し止水栓１とする。あらかじめ用意しておいた推進管１７と同サイズの挿入管１３に止水栓１を挿入する。止水パッキン(a)２は挿入時点で挿入管１３に当って90度曲がり外径に押し付けられた状態になる。次に推進作業に移る。立坑１８内に推進機１５を設置し推進管（先端）１６を坑口薬液注入部２０に推し込む。用意の挿入管１３を推進管（先端）１６に位置合わせしてから止水栓１を押込み、その後推進管１７を接続推進する。切刃部で掘削された管内掘削土１９は止水栓１の壁でとまり止水パッキン(a)２の抵抗圧力だけ土圧がかかることになる。後続の推進管１７を3本目、4本目と接続し同じく推進する。管内掘削土１９の中に空隙があればその分止水栓１は推進管１７とともに前進することになるが、管内掘削土１９が推進管１７内に充満し止水栓１の抵抗圧力に打ち勝つようになれば後退して管内掘削土１９の土砂圧を緩める。推進中異常出水で崩壊が察知されるようであれば元油ホース(a)１２分岐弁(a)９カプラー(a)１０油圧ホース(a)１１を経由してミニジャッキ(a)８を作動させ推進管１７に押付けて固定し、止水栓１を非常停止させ、原因を確かめたのち作業をさせる。
【０００９】
伸縮装置は、図６中管部と図７外管部と図８内管部とで構成される。中管部は中管２５を骨組に受けフランジ(b)２６を取付け、片側にスプリング２７、反対側に止水パッキン(b)２２押えフランジ(b)２４をはさみ取付ボルト(b)２３で固定する。外管部は外管２９にダストカバー３０をつけたものである。内管部は内管３５に受けフランジ(c)３６を取付け、外側に止水パッキン(c)３２押えフランジ(c)３４をはさんで取付ボルト(c)３３で固定する。中管部２１と外管部２８と内管部３１を図９の断面図のように挿入して組立て、作動液注入口４０のついた外管面板３９を外管内管側に蓋をするように取付け中管面板３８を面板取付板４１で補強して中管側に取付ける。図１０に示すように伸縮装置の作動時は（外部）操作盤より元油ホース４４で作動液注入口４０へ配管し、作動液４５を送り込めば中管部２１はスプリング２７を押して伸長距離４６分だけ伸び、逆に作動液４５の圧力を逃がしてやればスプリング２７の反力で中管部２１は元に戻る。以上のように任意に伸縮操作が可能な伸縮装置(全)３７ができる。次にこの伸縮装置(全)３７を使っての図１１排土作業機への応用に移る。外管面板３９にミニジャッキ(c)４７分岐弁(c)４９カプラー(c)５１油圧ホース(c)５３を取付け、中管面板３８にはミニジャッキ(b)４８分岐弁(b)５０カプラー(b)５２油圧ホース(b)５４およびウオームギア５９油圧モーター６０モーター用ホース６１を取付ける、その後リボンスクリュー６４を設けてあるラッパ型排土管５７にリングギア５８つばリング６３および止水パッキン組立６５を取付けた後伸縮装置(全)３７に挿入し、ガイドリング６２で回転受けをとり、排土作業機６６とする。図１２は推進現場での適用概略を示す。排土作業機６６の作動は推進完了後推進管１７に排土作業機６６を挿入し、操作盤６７より元油ホース（b）５６および元油ホース(c)５５を介して中管面板３８側のミニジャッキ(b)４８と外管面板３９側のミニジャッキ(c)４７とを交互に突っ張り前進後退させる。まず外管側を推進管１７に固定し、伸縮装置(全)３７に圧液を送る、排土作業機６６が前進する、同時にラッパ型排土管５７を回転させ前方の管内掘削土１９を取込んで後方へ移す。次に中管側を固定し、外管側の固定を外す、そして作動液４５を逃がし、伸縮装置(全)３７を縮める。この時はラッパ型排土管５７は停止したままで伸縮装置(全)３７の外管部２８と内管部３１だけが前進する、もう一度外管側を固定して伸縮装置(全)３７を伸ばす時にラッパ型排土管５７は2度目の前進をする。この動作を繰り返し排土作業機６６を到達側構造物６９へ到達させた後、立坑１８側へ引き返せば後方の排土砂７０が引き出され推進管１７内はきれいになる。しかる後到達構造物６９をくりぬけば到達構造物６９内に排土砂７０を流出させることなしに、到達構造物６９に推進管１７を取り込むことができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上実施例で説明したように、本発明の止水パッキンによれば精密な加工を施さずとも止水性能の高い小、中口径用の止水器が製作可能になり、今後増加する大深度地下工事の現場で各種の設備配管または工事用配管類の最終完工までの湧水の臨時止水栓として利用すれば部材点数の少なくて簡便な取付けができ、安全で強固な止水方法となる。ついで本発明の伸縮装置によれば、立坑内での挿入が簡単であり、一体構造のためねじれや偏圧にも強く、リング型で大きな中央空間があり、多種の機能が付加できる移動機構を簡単に実用化できる。排土作業中の前進後退の操作は順動作で簡単で確実に行え排土作業の半自動化ができる。前方排土を後方へ取込むために従来のように粉砕して、泥土化して、流体化して、排出しそれらの産業廃棄物としての処理を計画しなくても、この装置で本来の土石砂状態で機械的な排出をすれば、産業廃棄物が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】止水パッキン図である。
【図２】止水栓挿入前組立図である。
【図３】挿入管挿入姿図である。
【図４】推進作業（開始時）の図である。
【図５】推進作業（進行時）の図である。
【図６】伸縮装置中管部の組立図である。
【図７】伸縮装置外管部の組立図である。
【図８】伸縮装置内管部の組立図である。
【図９】伸縮装置(全)の組立図である。
【図１０】伸縮装置の作動図である。
【図１１】排土作業機の組立図である。
【図１２】排土作業の図である。
【符号の説明】
1. 止水栓
2. 止水パッキン(a)
3. 取付ボルト(a)
4. ドラム
5. 受けフランジ(a)
6. クランプフランジ
7. 押えフランジ(a)
8. ミニジャッキ(a)
9. 分岐弁(a)
10. カプラー(a)
11. 油圧ホース(a)
12. 元油ホース(a)
13. 挿入管
14. 地山
15. 推進機
16. 推進管（先端）
17. 推進管
18. 立坑
19. 管内掘削土
20. 坑口薬液注入部
21. 中管部組立
22. 止水パッキン(b)
23. 取付ボルト(b)
24. 押えフランジ(b)
25. 中管
26. 受けフランジ(b)
27. スプリング
28. 外管部組立
29. 外管
30. ダストカバー
31. 内管部組立
32. 止水パッキン(c)
33. 取付ボルト(c)
34. 押えフランジ(c)
35. 内管
36. 受けフランジ(c)
37. 伸縮装置(全)
38. 中管面板
39. 外管面板
40. 作動液注入口
41. 面板取付板
42. 伸縮装置（縮小時）
43. 伸縮装置（伸長時）
44. 元油ホース
45. 作動液
46. 伸長距離
47. ミニジャッキ(c)
48. ミニジャッキ(b)
49. 分岐弁(c)
50. 分岐弁(b)
51. カプラー(c)
52. カプラー(b)
53. 油圧ホース(c)
54. 油圧ホース(b)
55. 元油ホース(c)
56. 元油ホース(b)
57. ラッパ型排土管
58. リングギア
59. ウオームギア
60. 油圧モーター
61. モーター用ホース
62. ガイドリング
63. つばリング
64. リボンスクリュー
65. 止水パッキン組立
66. 排土作業機
67. 操作盤
68. 元油ホース
69. 到達側構造物
70. 排土砂

Claims (2)

1. 板ゴムを対象管外径より大きく円径に切断し、対象管外径よりはみ出る一部分を、八等分にVカットした花弁形状の外径管に対する止水パッキン
2. 材料に鋼管またはプラスチック管を使った内管、中管、外管の３重管構成に八等分Vカットした花弁形状の止水パッキンを2箇所取付けた単動型の伸縮機構

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