JP4694364B2 - 連結鋼管矢板の推進装置およびそれを用いた推進工法 - Google Patents
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Description
しかしながら、このような連結鋼管矢板1を一本ずつ地中に挿入する作業は手間がかかるばかりでなく、断面形状C字形の継手鋼材3,4に変形が生じ易くて作業効率が低いという問題があった。
このとき、図示左側の継手鋼材7の高さが図示右側の継手鋼材8の高さよりも小さく設定されているため、図8中に想像線で示したように多数の連結鋼管矢板9,9,9を左右方向に並設して土中に推進するときに、継手鋼材7,8を互いに噛み合わせることにより連続した地中壁等を構築することができる。
また、継手鋼材7,8の断面形状がH字形であるため、図7に示したC字形の継手鋼材3,4のようにその内部に土砂が詰まって噛み合わせが困難になったり、口開き変形が生じたりすることがない。
さらに、2本の円形鋼管5,5を同時に地中に挿入することができるため、地中壁等を構築する作業の効率が高いという利点がある。
この掘削装置の構造について図9を参照しつつ概説すると、この掘削装置10は、図8に示した連結鋼管矢板9を地山に水平に挿入するものであり、その先端に掘削ヘッド11,11を有した一対のオーガスクリュ12,12が円形鋼管5,5の内部にそれぞれ挿入されている。
また、断面形状H字形の各継手鋼材6,7,8の先端は、斜めに切り欠かれるとともに、刃口13,14,15がそれぞれ形成されている。
これにより、一対の掘削ヘッド11,11により地山を掘削しつつ、図示されない油圧ジャッキにより連結鋼管矢板9を元押しすると、刃口13,14,15が地山に切り込むこととなり、連結鋼管矢板9の地山への挿入を容易に行うことができる。
これに対して、断面形状H字形の継手鋼材6,7,8は、その先端に刃口13,14,15が設けられてはいるものの、そのまま地山に押し込むことになるため、この部分に地山の土砂が付着して推進抵抗が大きくなる場合がある。
また、各継手鋼材6,7,8の先端を斜めに切り欠くことにより、左右一対のオーガスクリュ12,12の部分に土砂を送り込む構造であるから、土かぶりの少ない現場においルーフパイプ工法を施工すると土砂の圧密により地盤が隆起することも考えられる。
一対の円形鋼管と断面形状H字形の3本の継手鋼材とを左右方向に交互に並設して一体に固定してなる連結鋼管矢板を推進して地山に挿入するための装置であって、
前記一対の円形鋼管の内部にそれぞれ挿入される、その先端に掘削ヘッドを有した第1のオーガスクリュと、
前記第1のオーガスクリュを回転駆動する第1の駆動手段と、
前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配設された、その先端に掘削ヘッドを有した第2のオーガスクリュと、
この第2のオーガスクリュを回転駆動する、前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配置された第2の駆動手段と、
前記第2のオーガスクリュおよび前記第2の駆動手段をそれぞれその内部に収納して覆い、かつ隣接する前記円形鋼管にそれぞれ固定された3つのケーシングと、
前記連結鋼管矢板を推進するための推進手段と、を備え、
前記第2のオーガスクリュ、前記第2の駆動手段および前記ケーシングは、前記連結鋼管矢板のうち前記3本の継手鋼材の前端部分をそれぞれ所定の長さにわたって切り欠いた部分にそれぞれ配設され、
前記3つのケーシングは、推進方向前方から見たときの高さ寸法および幅寸法が、前記3本の継手鋼材の高さ寸法および幅寸法にそれぞれ合わせて形成され、
前記円形鋼管のうち前記ケーシングの内部に臨む位置には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記円形鋼管の内側に取り入れるための貫通孔がそれぞれ貫設されており、
かつ前記ケーシングの内側には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記貫通孔に案内する、推進方向に対し傾斜して延びて前記ケーシングの内部空間を前後方向に仕切っている案内部材がそれぞれ配設されていることを特徴とする。
第2の駆動手段は油圧モータとし、圧油を供給する油圧配管を円形鋼管と継手鋼材との間の隙間に通すことができる。
案内部材は、ケーシングの内部空間を前後方向に閉じる、推進方向に対し傾斜しつつ上下方向に延びる板状部材とすることができる。また、第2の駆動手段は、この板状部材の後方に配置することができる。
これにより、連結鋼管矢板を地山に挿入するために必要な推進力を低減することができるとともに、断面形状H字形の継手鋼材にかかる負荷を小さくして溶接部の破損を防止することができる。
また、第2のオーガスクリュによって掘削した土砂は、円形鋼管にそれぞれ貫設した貫通孔を介して円形鋼管の内部に取り込むことができるから、圧密が生じることはなく、土かぶりの少ないパイプルーフ施工現場において地盤の隆起を防止することができる。
一対の円形鋼管と断面形状H字形の3本の継手鋼材とを左右方向に交互に並設して一体に固定してなる連結鋼管矢板を推進して地山に挿入するための装置であって、
前記一対の円形鋼管の内部にそれぞれ挿入される、その先端に掘削ヘッドを有した第1のオーガスクリュと、
前記第1のオーガスクリュを回転駆動する第1の駆動手段と、
前記一対の円形鋼管の一方の先端に方向修正シリンダを介して同軸に支持されたシールド管と、
前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配設された、その先端に掘削ヘッドを有した第2のオーガスクリュと、
この第2のオーガスクリュを回転駆動する、前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配置された第2の駆動手段と、
前記第2のオーガスクリュおよび前記第2の駆動手段をそれぞれその内部に収納して覆い、かつ隣接する前記シールド管若しくは前記円形鋼管にそれぞれ固定された3つのケーシングと、
前記連結鋼管矢板を推進するための推進手段と、を備え、
前記第2のオーガスクリュ、前記第2の駆動手段および前記ケーシングは、前記連結鋼管矢板のうち前記3本の継手鋼材の前端部分をそれぞれ所定の長さにわたって切り欠いた部分にそれぞれ配設され、
前記3つのケーシングは、推進方向前方から見たときの高さ寸法および幅寸法が、前記3本の継手鋼材の高さ寸法および幅寸法にそれぞれ合わせて形成され、
前記シールド管および前記円形鋼管のうち前記ケーシングの内部に臨む位置には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記シールド管および前記円形鋼管の内側に取り入れるための貫通孔がそれぞれ貫設されており、
かつ前記ケーシングの内側には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記貫通孔に案内する、推進方向に対し傾斜して延びて前記ケーシングの内部空間を前後方向に仕切っている案内部材がそれぞれ配設されていることを特徴とする。
これに伴い、この一方の円形鋼管の左右の両側にそれぞれ配設される第2のオーガスクリュ、第2の駆動手段、およびケーシングは、それぞれシールド管に取り付けられる。
また、第2のオーガスクリュによって掘削された土砂は、シールド管に貫設した貫通孔を介してこの一方の円形鋼管の内側に取り込まれる。
したがって、この請求項2に記載した推進装置は、請求項1に記載した推進装置と全く同様の機能と、連結鋼管矢板の推進方向を修正する機能とを併せ持つことができる。
請求項1乃至3のいずれかに記載した連結鋼管矢板の推進装置を用いて前記連結鋼管矢板を推進し地山に挿入する方法であって、
前記第1のオーガスクリュによって前記円形鋼管の前方の地山を掘削しながら掘削した土砂を前記円形鋼管を介して排出するとともに、
前記第2のオーガスクリュによって前記3本の鋼材の前方の地山を掘削しながら掘削した土砂を前記案内部材によって前記貫通孔に案内して前記ケーシングの内部から前記円形鋼管の内部に排出し、
前記推進手段を用いて前記連結鋼管矢板を一体に推進して地山に挿入することを特徴とする。
なお、以下の説明においては、同一の部分に同一の符号を用いるとともに、連結鋼管矢板を推進する方向を前後方向、前後方向に対して垂直で水平な方向を左右方向、鉛直方向を上下方向と言う。
まず最初に図1〜図4を参照し、第1実施形態の推進装置について詳細に説明する。
そして、3本の継手鋼材6,7,8の前方であって所定の長さLの範囲の部分にケーシング21,22,23がそれぞれ配設されている。
また、図示左側の継手鋼材7の前方に位置するケーシング22は、その断面形状が逆コ字形であって、その側縁が左側の円形鋼管5の外周面に溶接されている。そして、その高さ寸法H2および幅寸法W2は、継手鋼材7のそれに一致している。
同様に、図示右側の継手鋼材8の前方に位置するケーシング23は、その断面形状がコ字形であって、その側縁が右側の円形鋼管5の外周面に溶接されている。そして、その高さ寸法H3および幅寸法W3は、継手鋼材8のそれに一致している。
そして、掘削ビット33によって掘削された土砂は、面板32に設けられている貫通孔34を介して円形鋼管5,5の内側に取り込まれ、面板5の後方に螺旋状に延びるスクリュ羽根35によって後方に搬送される。
なお、面板32の外径および円形鋼管5,5の前端に対する前後方向位置は、地山の土質に合わせて適宜選択することができる。
そして、掘削ビット44によって掘削された土砂は、面板43に設けられている貫通孔45を介してケーシング21,22,23の内側に取り込まれた後、面板43の後方に設けられているスクリュ羽根46によって後方に搬送され、ケーシング21,22,23の内部空間を前後方向に仕切っている案内板47によって案内され、円形鋼管5,5にそれぞれ貫設されている合計4つの貫通孔5aを介して、図3中に矢印で示したように円形鋼管5,5の内部に移送される。
そして、円形鋼管5,5の内部に移送された土砂は、第1のオーガスクリュ30,30のスクリュ羽根35,35によって後方に搬送される。
なお、面板43の外径およびケーシング21,22,23の前端に対する前後方向位置は、地山の土質に合わせて適宜選択することができる。
また、油圧モータ41に圧油を供給するための油圧配管48は、継手鋼材6,7,8の各ウェブと円形鋼管5,5の外周面との間の隙間に配設されている。
また、連結鋼管矢板9を元押しする押動部54には、左右一対の油圧シリンダ55,55が連結されている。
これにより、最初の1本目の連結鋼管矢板9を所定のストロークで元押しした後、油圧シリンダ55,55を短縮させて押動部54を後退させ、2本目の連結鋼管矢板9をセットし、最初の1本目の連結鋼管矢板9の後端にその前端を溶接して一体化する。
さらに、第1のオーガスクリュ30,30の回転軸31,31の後端に延長軸をそれぞれ連結する等の作業を行うことにより、2本目の連結鋼管矢板9を推進する準備が完了する。
そして、このような一連の作業を連続して行うことにより、複数の連結鋼管矢板9を前後方向に連結して推進することができる。
これにより、連結鋼管矢板9を地山に挿入するために必要な推進力を低減することができるとともに、断面形状H字形の継手鋼材6,7,8にかかる負荷を小さくして溶接部の破損を防止することができる。
また、第2のオーガスクリュ40,40によって掘削した土砂は、円形鋼管5,5にそれぞれ貫設されている複数の貫通孔5aを介して円形鋼管5,5の内部に取り込むことができるから、圧密が生じることはなく、土かぶりの少ないパイプルーフ施工現場において地盤が隆起することを防止できる。
次に図5〜図6を参照し、第2実施形態の推進装置について詳細に説明する。
これに伴い、一方の円形鋼管5の前方には同径のシールド管61が配設され、上下左右の各位置に配設された合計4つの方向修正用油圧シリンダ62によってこの円形鋼管5の前方に揺動自在に支持されている。
さらに、他方の円形鋼管5の右側には、断面形状コ字形のケーシング65が固定されており、その内部に第2のオーガスクリュ40が内蔵されている。
これにより、連結鋼管矢板9を構成している断面形状H字形の3本の継手鋼材6,7,8の前方部分を第2のオーガスクリュ40,40,40によって掘削することができる。
具体的に説明すると、シールド管61および一対の円形鋼管5,5の内側にそれぞれ挿入されている第1のオーガスクリュ70,70は、回転軸71の前端に面板72が固定されるとともに、面板72の前側に複数の掘削ビット73が固設されている。
そして、掘削ビット73によって掘削された土砂は、面板72に貫設されている図示されない貫通孔を介してシールド管61および円形鋼管5,5の内側に取り込まれた後、回転軸71と同軸に配設されている円形管状部材75,75の内部を通って後方に搬送される。
そして、シールド管61および円形鋼管5の内部に移送された土砂は、円形管状部材75,75の内部を通って後方に搬送される。
また、一方の円形鋼管5の前方に首振り可能なシールド管61を配設しているが、他方の円形鋼管5の前端位置を後方にずらしているため、シールド管61と他方の円形鋼管5とが干渉することはない。
そして、一対の円形鋼管5,5の前方の地山を第1のオーガスクリュ70,70によってそれぞれ掘削するとともに、3本の継手鋼材6,7,8の前方の地山を第2のオーガスクリュ40,40,40によってそれぞれ掘削することができるから、連結鋼管矢板9を地山に挿入するために必要な推進力を低減することができる。
これにより、断面形状H字形の継手鋼材6,7,8にかかる負荷を小さくして溶接部の破損を防止することができる。
また、第2のオーガスクリュ40,40によって掘削した土砂は、シールド管61および円形鋼管5にそれぞれ貫設されている複数の貫通孔61aおよび貫通孔5aを介して円形鋼管5,5の内部に取り込むことができるから、圧密が生じることはなく、土かぶりの少ないパイプルーフ施工現場において地盤の隆起を防止することができる。
例えば、上述した実施形態においては、各ケーシング21,22,23,63,64,65の高さ寸法および幅寸法を、それぞれ断面形状H字形の継手鋼材6,7,8の高さ寸法および幅寸法に合わせてあるが、必要に応じて各寸法を大きくしたり小さくしたりすることができるばかりでなく、各ケーシングの前縁に刃口を設けることもできる。
2 円形鋼管
3,4 断面形状C字形の継手鋼材
5 円形鋼管
5a 貫通孔
6,7,8 断面形状H字形の継手鋼材
9 連結鋼管矢板
10 従来の掘削装置
11 掘削ヘッド
12 オーガスクリュ
13,14,15 刃口
21,22,23 ケーシング
30 第1のオーガスクリュ
31 回転軸
32 面板
33 掘削ビット
34 貫通孔
35 スクリュ羽根
40 第2のオーガスクリュ
41 油圧モータ
42 回転軸
43 面板
44 掘削ビット
45 貫通孔
46 スクリュ羽根
47 案内板
51 電動モータ
52 減速機
53 駆動軸
54 押動部
55 油圧シリンダ
61 シールド管
51a 貫通孔
62 油圧シリンダ
63,64,65 ケーシング
70 第1のオーガスクリュ
71 回転軸
72 面板
73 掘削ビット
75 円形管状部材
100 第1実施形態の連結鋼管矢板の推進装置
200 第2実施形態の連結鋼管矢板の推進装置
Claims (4)
- 一対の円形鋼管と断面形状H字形の3本の継手鋼材とを左右方向に交互に並設して一体に固定してなる連結鋼管矢板を推進して地山に挿入するための装置であって、
前記一対の円形鋼管の内部にそれぞれ挿入される、その先端に掘削ヘッドを有した第1のオーガスクリュと、
前記第1のオーガスクリュを回転駆動する第1の駆動手段と、
前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配設された、その先端に掘削ヘッドを有した第2のオーガスクリュと、
この第2のオーガスクリュを回転駆動する、前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配置された第2の駆動手段と、
前記第2のオーガスクリュおよび前記第2の駆動手段をそれぞれその内部に収納して覆い、かつ隣接する前記円形鋼管にそれぞれ固定された3つのケーシングと、
前記連結鋼管矢板を推進するための推進手段と、を備え、
前記第2のオーガスクリュ、前記第2の駆動手段および前記ケーシングは、前記連結鋼管矢板のうち前記3本の継手鋼材の前端部分をそれぞれ所定の長さにわたって切り欠いた部分にそれぞれ配設され、
前記3つのケーシングは、推進方向前方から見たときの高さ寸法および幅寸法が、前記3本の継手鋼材の高さ寸法および幅寸法にそれぞれ合わせて形成され、
前記円形鋼管のうち前記ケーシングの内部に臨む位置には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記円形鋼管の内側に取り入れるための貫通孔がそれぞれ貫設されており、
かつ前記ケーシングの内側には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記貫通孔に案内する、推進方向に対し傾斜して延びて前記ケーシングの内部空間を前後方向に仕切っている案内部材がそれぞれ配設されていることを特徴とする連結鋼管矢板の推進装置。 - 一対の円形鋼管と断面形状H字形の3本の継手鋼材とを左右方向に交互に並設して一体に固定してなる連結鋼管矢板を推進して地山に挿入するための装置であって、
前記一対の円形鋼管の内部にそれぞれ挿入される、その先端に掘削ヘッドを有した第1のオーガスクリュと、
前記第1のオーガスクリュを回転駆動する第1の駆動手段と、
前記一対の円形鋼管の一方の先端に方向修正シリンダを介して同軸に支持されたシールド管と、
前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配設された、その先端に掘削ヘッドを有した第2のオーガスクリュと、
この第2のオーガスクリュを回転駆動する、前記3本の継手鋼材の推進方向前方にそれぞれ配置された第2の駆動手段と、
前記第2のオーガスクリュおよび前記第2の駆動手段をそれぞれその内部に収納して覆い、かつ隣接する前記シールド管若しくは前記円形鋼管にそれぞれ固定された3つのケーシングと、
前記連結鋼管矢板を推進するための推進手段と、を備え、
前記第2のオーガスクリュ、前記第2の駆動手段および前記ケーシングは、前記連結鋼管矢板のうち前記3本の継手鋼材の前端部分をそれぞれ所定の長さにわたって切り欠いた部分にそれぞれ配設され、
前記3つのケーシングは、推進方向前方から見たときの高さ寸法および幅寸法が、前記3本の継手鋼材の高さ寸法および幅寸法にそれぞれ合わせて形成され、
前記シールド管および前記円形鋼管のうち前記ケーシングの内部に臨む位置には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記シールド管および前記円形鋼管の内側に取り入れるための貫通孔がそれぞれ貫設されており、
かつ前記ケーシングの内側には、前記第2のオーガスクリュによって掘削されて排土された土砂を前記貫通孔に案内する、推進方向に対し傾斜して延びて前記ケーシングの内部空間を前後方向に仕切っている案内部材がそれぞれ配設されていることを特徴とする連結鋼管矢板の推進装置。 - 前記第2の駆動手段を油圧モータとし、
この油圧モータに圧油を供給する配管は、前記断面形状H字形の3本の継手鋼材の左右方向に対して垂直に延びるウェブと前記円形鋼管の外周面との間の隙間にそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載した連結鋼管矢板の推進装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載した連結鋼管矢板の推進装置を用いて前記連結鋼管矢板を推進し地山に挿入する方法であって、
前記第1のオーガスクリュによって前記円形鋼管の前方の地山を掘削しながら掘削した土砂を前記円形鋼管を介して排出するとともに、
前記第2のオーガスクリュによって前記3本の継手鋼材の前方の地山を掘削しながら掘削した土砂を前記案内部材によって前記貫通孔に案内して前記ケーシングの内部から前記円形鋼管の内部に排出し、
前記推進手段を用いて前記連結鋼管矢板を一体に推進して地山に挿入することを特徴とする連結鋼管矢板の推進方法。
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