JP4287756B2 - 開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置 - Google Patents

開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置 Download PDF

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本発明は、開放型推進工事の掘削土砂の排出作業中又は掘削休止時における切羽の崩壊土砂の流入を遮断する技術に関する。
従来、トンネル工法や推進工法で比較的短距離の掘進を行う場合、現在においても開放型人力掘削方式が採用される場合が多い。理由として、密閉型シールド掘進機等を使用した場合は経済性において不利であり、また、大きな設備ヤードが必要で発進基地の確保が困難であるからである。その場合、トンネル掘削断面の頂部・側部・底部、あるいは全段面に地盤改良や薬液注入により地盤の強度を向上させ、止水性を確保して掘進を行うことが一般的である。そのような、地山の自立を向上させる補助工法を併用して掘進に取りかかるが、薬液注入工法や地盤改良工法の品質確保の問題や、地盤に対して最適な注入材及び注入工法の選定により、地盤の土質条件の変化に対して効果が発揮しにくい場合が考えられる。
そのような、地山自立の不安定な人力掘削作業は常に崩壊の危険性にさらされ、切羽の崩壊・坑内への土砂流出・地表面の陥没・坑内人身事故の危険性を有している。そのために、崩壊の可能性を察知した場合は、即土留め工を設置して切羽の閉塞を行ない、崩壊を最小限にくい止める措置が必要となる。一般的には、切羽付近に土嚢を事前に設置する方法や土留め板を設置し、崩壊の兆候がある場合に作業を中止して切羽の閉塞を行う。一方、開き戸型の鋼製の土留ドアを設けた刃口管もあるが、そのような方式の場合は閉塞時にバックホー等の排出機器を大きく後退させて開閉スペースを確保する必要があり、瞬時の土砂崩壊には間に合わない。
実開平７−３８２９５号公報
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、掘削土砂の排出作業中又は掘削休止中における切羽の崩壊土砂を迅速に遮断して安全を確保できるようにする開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置を提供することにある。
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 刃口管の後端に推進管を連結して地中へ押進し、刃口で掘削した切羽の土砂を推進管内を通じて後方へ排出し、最後尾に推進管を継ぎ加えてさらに押進させることで管路を構築する開放型推進工事における地山陥没時の崩壊土砂を切羽部の刃口管内で遮断する装置において、刃口管の先端開口部に屈曲可能なスライド式のシャッターを開閉自在に設け、シャッターを上方から降下させて開口部を閉塞できるようにし、シャッターを刃口管の天井壁面に沿って展開状態で格納し、先端から降下させて閉塞できるようにし、同シャッターで崩壊土砂を遮断できるようにしたことを特徴とする開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置
２） 刃口管の開口部上方に横方向の転向ローラを設け、刃口管の内側両側壁に上下方向のガイドレールをそれぞれ設け、シャッターを刃口管内上方から前方へ引き出して前記転向ローラで転向させた後、両端部を前記ガイドレールで保持しながら降下させて閉塞できるようにした前記１）記載の開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置
３） シャッターの上下端部にワイヤーをそれぞれ結着し、同ワイヤーを引張して開閉するジャッキ又はウインチを設けた前記１）又は２）記載の開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置
４） 刃口管の内部空間に掘削土砂の排出機器を配置した前記１）〜３）いずれか記載の開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置
にある。
本発明によれば、スライド式のシャッターで刃口開口部を閉塞するから、従来の開き戸型の土留ドアと比較して開閉スペースを確保する必要がなく、バックホー等の排出機器を後退させることなく迅速に閉塞して崩壊土砂の流入を早期に遮断し、作業員の安全を確保することができる。また、開き戸型の土留ドアは流入土砂の土圧・水圧に対抗できる大きな剛性が必要で至急の閉塞作業が極めて困難であるが、本発明では土圧・水圧と略直交する方向に作動させるから小さい力で容易且つ迅速に閉塞作業が可能となる。
本発明のシャッターは上方又は下方あるいは左右方向から引き出して開口部を閉塞できるようにする。特に上方から降下させる場合は、シャッターを刃口管内上方から前方へ引き出して横方向の転向ローラで転向させた後、両端部をガイドレールで保持しながら降下させる構造にすると、遮断時に掘削土砂の排出機器を大きく後退させることなく迅速に閉塞でき、しかも閉塞時の強度も高いので好ましい。シャッターの開閉はジャッキやウインチが用いられ、特に閉塞は素早く作動する機器が用いられる。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は実施例の開放型推進工事の説明図、図２は実施例の刃口管の正面図、図３は実施例の掘削時の刃口管の説明図、図４は実施例の崩壊土砂の遮断を示す説明図である。
図中、１は刃口管、１ａは刃口、１ｂは開口部、１ｃは滑材注入口、２はシャッター、２ａは連結具、２ｂはワイヤー、３は転向ローラ、４はガイドレール、５はウインチ、６は開閉ジャッキ、６ａはストラット、７は方向ジャッキ、８は推進管、９はバックホー、１０はコンベヤ、１１は排気ダクト、１２は押進装置、１２ａは架台、１２ｂは押輪、１３はトロバケット、１４は換気用ブロワー、１５はダンプトラック、１６は滑材プラント、１７は推力低減装置プラント、１８は移動式クレーン、Ｄは掘削土砂、Ｇは崩壊土砂、Ｋは切羽、Ｓは滑材層、Ｔは発進立坑である。
本実施例の刃口管１は、開口部１ｂの上方と下方に横方向の転向ローラ３を取り付け、開口部１ｂの内側両側壁に断面コ字状のガイドレール４を上下方向に取り付け、管内上部後方にウインチ５を取り付け、管内両側下部に開閉ジャッキ６を取り付けている。シャッター２は強度を有する布又はワイヤーメッシュなどの巻き取り可能な屈曲自在のもので、上下端部に連結具２ａでワイヤー２ｂを取り付け、各ワイヤー２ｂを転向ローラ３を介してウインチ５と開閉ジャッキ６にそれぞれ接続している。
本実施例では、図１に示すように発進立坑Ｔの底部後方に押進装置１２を設置し、架台１２ａ上にバックホー９を管内に配置した本発明の刃口管１を載置して後端に推進管８を連結し、後方から押輪１２ｂを当接して地中へ向けて押進する。並行して滑材プラント１６と推力低減装置１７で滑材を供給して地山と刃口管１及び推進管８との間に注入し、地山との摩擦を低減して円滑に推進する。なお、刃口管１のシャッター２はウインチ５で上部後方へ引張して開口されている。
次いで、地中に推進した刃口管１及び推進管８内にコンベヤ１０を配置し、刃口１ａで掘削した切羽Ｋの掘削土砂Ｄをバックホー９で取り込んでコンベヤ１０で発進立坑Ｔへ搬送する。搬送された掘削土砂Ｄはトロバケット１３で地表のダンプトラック１５へ搬送して所定の場所へ運搬される。この工程を継続して推進管８を継ぎ加えながら地中に所定長さの管路を構築する。
ここで、地山の自立が不安定で掘削作業中又は掘削休止時に切羽Ｋが崩壊することがある。その際は、図４に示すようにバックホー９のブームを折り畳むとともにコンベヤ１０を若干後退させ、開閉ジャッキ６でシャッター２を引張する。シャッター２は左右のガイドレール４で保持されながら降下して開口部１ｂを閉塞し、流入しようとする崩壊土砂Ｇが遮断される。
本実施例はこのように構成したから、スライド式のシャッターを上方から降下させて開口部１ｂを閉塞するから、従来の開き戸型の土留ドアと比較して開閉スペースを確保する必要がなく、バックホー９をその都度後退させることなく迅速に閉塞して崩壊土砂Ｇの流入を早期に遮断し、作業員の安全を確保することができた。また、開き戸型の土留ドアは流入土砂の土圧・水圧に対抗できる大きな剛性が必要で至急の閉塞作業が極めて困難であるが、本実施例では土圧・水圧と略直交する方向に作業させるから小さい力で容易且つ迅速に閉塞作業できた。
本発明の開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置は、小口径から大口径の管渠の構築に応用できる。
実施例の開放型推進工事の説明図である。 実施例の刃口管の正面図である。 実施例の掘削時の刃口管の説明図である。 実施例の崩壊土砂の遮断を示す説明図である。
符号の説明
１ 刃口管
１ａ 刃口
１ｂ 開口部
１ｃ 滑材注入口
２ シャッター
２ａ 連結具
２ｂ ワイヤー
３ 転向ローラ
４ ガイドレール
５ ウインチ
６ 開閉ジャッキ
７ 方向ジャッキ
８ 推進管
９ バックホー
１０ コンベヤ
１１ 排気ダクト
１２ 押進装置
１２ａ 架台
１２ｂ 押輪
１３ トロバケット
１４ 換気用ブロワー
１５ ダンプトラック
１６ 滑材プラント
１７ 推力低減装置プラント
１８ 移動式クレーン
Ｄ 掘削土砂
Ｇ 崩壊土砂
Ｋ 切羽
Ｓ 滑材層
Ｔ 発進立坑

Claims (4)

  1. 刃口管の後端に推進管を連結して地中へ押進し、刃口で掘削した切羽の土砂を推進管内を通じて後方へ排出し、最後尾に推進管を継ぎ加えてさらに押進させることで管路を構築する開放型推進工事における地山陥没時の崩壊土砂を切羽部の刃口管内で遮断する装置において、刃口管の先端開口部に屈曲可能なスライド式のシャッターを開閉自在に設け、シャッターを上方から降下させて開口部を閉塞できるようにし、シャッターを刃口管の天井壁面に沿って展開状態で格納し、先端から降下させて閉塞できるようにし、同シャッターで崩壊土砂を遮断できるようにしたことを特徴とする開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置。
  2. 刃口管の開口部上方に横方向の転向ローラを設け、刃口管の内側両側壁に上下方向のガイドレールをそれぞれ設け、シャッターを刃口管内上方から前方へ引き出して前記転向ローラで転向させた後、両端部を前記ガイドレールで保持しながら降下させて閉塞できるようにした請求項１記載の開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置。
  3. シャッターの上下端部にワイヤーをそれぞれ結着し、同ワイヤーを引張して開閉するジャッキ又はウインチを設けた請求項１又は２記載の開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置。
  4. 刃口管の内部空間に掘削土砂の排出機器を配置した請求項１〜３いずれか記載の開放型推進工事における切羽崩壊時の緊急閉塞装置。
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