JPH0125880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発進ピツトから地中を横方向に掘削
しながら、ジヤツキ等により管を推進させて敷設
するための掘削推進装置に関するものである。

［従来の技術］ 第１図は、従来の掘削推進装置の一例を示すも
ので、図において、ａは敷設する管、ｂはこの管
の先端部に連設されたカラージヨイント、ｄはこ
のカラージヨイントによつて管ａに連結された掘
削機ケーシング、ｅはこの掘削機ケーシングの先
端部に取り付けられた揺動刃口、ｆはこの揺動刃
口の内側に同軸に設けられたオーガーヘツド、ｇ
はこのオーガーヘツドの後端部に取り付けられた
オーガ、ｈはこのオーガを取り囲んで設けられた
排土管、ｉは掘削機ケーシングｄの先端内側部と
揺動刃口ｅの背部との間に取り付けられた修正ジ
ヤツキである。

従来の掘削推進装置は上記のように構成され、
地中に鋼管、ヒユーム管等の管を敷設する場合、
例えば所定間隔をおいて発進ピツトと到達ピツト
を設け、発進ピツトから到達ピツトに向けて地中
を横方向に掘削するとともに、発進ピツトにおい
て単管を順次連結しながら到達ピツトに向けて推
進させ、これによつて発進ピツトから到達ピツト
まで管を貫通敷設させている。

この掘削推進装置は、一般にオーガーヘツド、
オーガの回転駆動力による掘削、掘削土砂搬出及
び油圧ジヤツキによる推進力を利用して管を推進
させるようになつている。推進中の方向修正は複
数個の油圧ジヤツキにより揺動刃口の角度を変え
させることによつて行われていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の掘削推進装置について、切
羽部にトラブルが発生した場合、例えば取り込み
が不可能な礫、木片、鉄板その他の障害物が推進
路線中にあつた場合、オーガーヘツドｆを発進ピ
ツトへ回収しなければならないが、揺動刃口ｅ開
口部の直径D₁よりもオーガーヘツドｆの直径D₂
が大きいため、オーガーヘツドｆを発進ピツトへ
回収することができない。特に、Ｎ値が高い砂、
礫層等の地盤を掘削する場合は、推進抵抗を低く
する目的で揺動刃口ｅの外径より大きめのオーガ
ーヘツドｆを使用し、いわゆる余掘り形式を採用
するので、上記トラブルが生じたときはオーガー
ヘツドｆの回収は全く不可能である。このため、
従来はこのような場合に、地表面より切羽部を掘
削して障害物を除去しなければならないという問
題点があつた。

この発明は、前記の従来の問題を解決するため
になされたもので、切羽部、掘削装置に不測のト
ラブルが生じた場合、掘削機（掘削駆動部）を発
進ピツトへ回収できるようにすることを目的とす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る掘削推進装置は、敷設する管の
先端部に連接する掘削機ケーシングと；この掘削
機ケーシングの先端部に嵌合する揺動刃口と；こ
の揺動刃口の内側に同軸に着脱可能に、且つ軸心
まわりに回動可能に、更に掘削進行方向に対して
前後後退可能に取付けられると共に、その側面部
から後端部に連なる排土孔を内蔵する駆動装置
と；この駆動装置の回転軸の掘削進行方向側に取
り付けられたカツタ部と；このカツタ部の掘削刃
をなし、通常の回転時は前記揺動刃口の先端開口
から突出して、その開口径よりも大なる回転径で
回転するとともに、前記駆動装置の後退により前
記揺動刃口の先端部が後方から当接すると、掘削
進行方向へ倒伏して回動径が前記開口径よりも小
となるように取付けられた回動部と；前記駆動装
置の後端に、この駆動装置と共に回動可能、且つ
掘削進行方向に対して前後後退可能に取付けられ
ると共に、前記回動部の回転によつて掘削形成さ
れた土砂を前記排土孔から発進ピツトへ送る排土
管と；各々の一端は前記掘削機ケーシングと結合
し、各々の他端は、前記駆動装置が所定の回動位
置にあるときは伸状態で前記揺動刃口と駆動装置
とを固定し、前記駆動装置の回動位置が前記所定
の回動位置から外れた位置にあるときは縮状態で
前記固定を解除する複数の伸縮自在な方向修正ジ
ヤツキとを備えたことにより上記問題点を解決し
たものである。

［作用］ この発明に係る掘削推進装置は、駆動装置の回
動位置及び後退位置に応じて駆動装置と揺動刃口
との固定及びその解除を行なう方向修正ジヤツキ
を備えており、通常の掘削推進時には、駆動装置
と揺動刃口とは方向修正ジヤツキにより固定され
ている。なお、駆動装置の回動及び後退は、排土
管を介して行なわれる。

また、駆動装置で回動するカツタ部の掘削刃を
なす回動部は、通常の掘削推進時には、揺動刃口
の先端開口から突出して、その開口径よりも大な
る回転径で回転する。

一方、カツタ部にトラブルが生じた場合、方向
修正ジヤツキによる固定を解除して、駆動装置を
排土管とともに後退させる。その際、回動部は、
後方から揺動刃口の先端部が当接することにより
掘削前進方向へ倒伏し、その回転径が前記開口径
よりも小さくなる。従つて、駆動装置とカツタ部
は揺動刃口から外れて発進ピツト側に移動させら
れる。

本発明の特徴と利点を一層明確にするために、
好ましい実施例について添付図面とともに説明す
れば以下の通りである。

［実施例］ 第２図〜第７図には、本発明に係る掘削推進装
置の構成例が示されている。

１ 基本的装置構成 本発明に係る掘削推進装置は、基本的には第２
図に示される如く、カツタ部１と、回転軸７と、
駆動装置８と、方向修修ジヤツキ１３と、排土管
１６と、揺動刃口１９と、掘削ケーシング２１と
の主要構成に加えて、止水シール２２及び水圧送
管２３を備えることにより構成されている。

次に、上述の各構成要素について詳細に説明す
る。

１−１ カツタ部 カツタ部１は、第４図に示す如く回転軸７とそ
れぞれのフランジをボルト・ナツト結合すること
によつて連結されており、回転軸７の回転トルク
をカツタ部１に伝達し地盤を掘削するものであ
る。

このカツタ部１は固定部２、回動部３よりな
り、第２図及び第６図に一点鎖線で示す如く、
各々ピン４により回動部３が推進方向前方へ倒伏
自在に取付けてある。なお、掘削中のカツタ回動
部３の反力は、カツタシヤフト５に連結された反
力受け６により受ける。

１−２ 回転軸 カツタ部１が連結された回転軸７は、駆動装置
８からの回転トルクをカツタ部１に伝達する軸で
ある。

１−３ 駆動装置 駆動装置８は油圧モータ、減速機等で構成さ
れ、掘削の動力源を発生させるものである。

この駆動装置８の基部（推進方向後方）には、
第５図に示す如く取付フランジ９が設けてあり、
この取付フランジ９は、後述のジヤツキピン１５
を貫通せしめることによつて該駆動装置８を揺動
刃口１９へ固定するための固定用穴１２を有す
る。

一方、駆動装置８の側面から後端にかけては、
第２図及び第４図に示す如く排土孔１０が内設さ
れ、この排土孔１０の後端には後述の排土管１６
が連続して設けられるようになつている。

１−４ 方向修正ジヤツキ 方向修正ジヤツキ１３は、掘削機ケーシング２
１と後述の揺動刃口１９との間に複数個が周方向
に等間隔に設けられていて、一端が掘削機ケーシ
ング２１とピン結合（図示せず）され、他端は自
由になつている。

この自由端に固定された方向修正ジヤツキヘツ
ドにはジヤツキピン１５が結合されており、前記
方向修正ジヤツキ１３を伸ばすことにより、この
ジヤツキピン１５が駆動装置取付フランジ９の固
定用穴１２を貫通し、揺動刃口１９内に設けられ
た駆動装置受け穴２０まで貫入する。

このため、駆動装置８は確実に固定され、掘削
時の回転反力、スラストに十分耐えることができ
る。

また、駆動装置８は、上記の固定位置に対して
或る角度だけ軸回りに回動した位置をとることが
でき、この回動位置では各フランジ９がジヤツキ
１３から外れて、駆動装置８全体がケーシング２
１内で後退できるようになつている。この回動と
後退は後述の排土管１６を介して発進ピツト側の
操作により行なわれる。

１−５ 排土管 排土管１６は、掘削土砂を発進ピツト側に排土
するための管であり、前述のように駆動装置８に
設けられた排土口１１とフランジ、ボルトで連結
され、その前端近傍には球座ジヨイント部１７が
設けられている。この球座ジヨイント部１７は揺
動刃口１９の推進方向変更による排土管１６の屈
折に対応するためのものである。又、球座ジヨイ
ント部１７には排土管１６と駆動装置８との相対
回転を或る角度範囲内に制限するための回転防止
ストツパー１８が設けてある。これにより排土管
１６を発進ピツト側から前記回転角度を越えて回
動させたときに駆動装置８を回動させることがで
きるようになつている。

なお、排土管１６の管内には、必要に応じスク
リユーコンベア等を設け、排土を行うことができ
る。

１−６ 揺動刃口 揺動刃口１９は、前述の方向修正ジヤツキ１３
の伸縮差量により揺動し、推進中に方向修正を行
うものである。

１−７ 掘削機ケーシング 掘削機ケーシング２１は、揺動刃口１９と推進
管（図示せず）間に位置するもので、方向修正ジ
ヤツキ１３の反力を受けるものである。

１−８ 止水シール 止水シール２２は、揺動刃口１９と掘削機ケー
シング２１管端嵌合部間に設けられるもので、一
般にＯリング、Ｕパツキン等が使用されている。

１−９ 水圧送管 水圧送管２３は、曲管部２４の排土効率を上げ
る目的で、ジエツト水等を圧送する管である。

２ 装置の動作 以下、この発明の掘削推進装置の動作について
詳細に説明する。

第２図は、回動部３が実線で示される状態で
は、通常の掘削推進時を示す。この場合はカツタ
部１を倒伏させることなく正常位置に固定した状
態で掘削推進が行われる。すなわち、回動部３が
揺動刃口１９の先端開口から突出して、その開口
径よりも大なる回転径で回転することにより、地
盤の掘削が行なわれる。

次に、前記掘削、推進が行われた結果、カツタ
部１にトラブルが生じた時、カツタ部１及び駆動
装置８を発進ピツト（図示せず）内に回収するま
での手順を第８図〜１１図に基づいて説明する。

２−１ 固定解除 先ず、方向修正ジヤツキ１３を第８図に示すよ
うにストロークエンドまで後退させる。この操作
により、駆動装置８は揺動刃口１９との固定が解
除された状態となる。

２−２ 排土管の回転 次いで排土管１６を発進ピツトから管軸を中心
として所定角だけ回転させ、駆動装置８を回転さ
せる（第１０図、第１１図及び第１３図に示す例
では、方向修正ジヤツキ１３が四個の場合で、約
45゜回転した状態を示してある）。この操作によ
り、第１３図に示す如く駆動装置取付フランジ９
は、方向修正ジヤツキ１３の位置からずれた状態
となる。（但し、第１０図においては駆動装置取
付フランジ９の図示を省略する。） なお、排土管１６には、球座ジヨイント部１７
に回転防止ストツパー１８が設けられているの
で、発進ピツトからの回転力は駆動装置８に伝達
される。

２−３ 排土管の後退１ 次に排土管１６を第９図に示すように発進ピツ
トから所定の距離Ｌだけ後退させる。この操作に
より、駆動装置８は揺動刃口１９から開放され
る。それと同時に、カツタ部１の回動部３は、そ
の後方から揺動刃口１９の先端が当接することに
より、ピン４を中心として前方へ倒伏する。

２−４ 排土管の後退２ 次に、発進ピツトから排土管１６を第１１図に
示すように後退させる。この操作により、駆動装
置８及びカツタ部１は発進ピツト側へ回収でき
る。

２−５ 駆動装置とカツタ部のセツト 駆動装置８及びカツタ部１のセツトは、前記２
―1.〜２−4.の手順の逆の手順によつて行われ
る。

３ 掘削、推進中における方向修正例 第１２図は掘削、推進中における方向修正時の
説明図であり、比較的硬い地盤中における方向修
正を示したものである。

カツタ部１は揺動刃口１９より若干大きめの径
であり、いわゆる余掘りされた状態になるので、
揺動刃口１９、掘削機ケーシング２１と地山ａと
の間にテールボイドｂが生じる状態となる。そこ
で、推進計画ラインｃより角度θ〔揺動ラインン
〓〕だけ揺動する場合は、カツタ部１を回転さ
せ、地山ａを掘削している状態のまま各方向修正
ジヤツキ１３を作動させ、それら各ジヤツキ１３
に与えられたストローク差により、揺動刃口１
９、駆動装置８及びカツタ部１が排土管１６の球
座ジヨイント部１７を中心として揺動する。次
に、発進ピツト内に設けられた元押し推進ジヤツ
キ（図示せず）で推進管（図示せず）を押すと、
揺動刃口１９が掘削機ケーシング２１、推進管を
先導するかたちで揺動ライン〓に近付く。

この操作を繰返すことにより推進中の管の方向
修正を行う。

この場合の方向修正ジヤツキ１３の能力は、揺
動刃口１９の周面が余掘りされた状態になつてい
るから、従来のものより小さくてよい。また、揺
動刃口１９、掘削機ケーシング２１の周面にでき
るテールボイドｂは、地表面の地盤沈下等を防止
する目的で適切な裏込剤を注入することは周知の
通りである。

［発明の効果］ 次に根本発明の効果を列記する。

(イ) 従来の掘削機における基本機能（掘削、排
土、方向修正）を有し、掘削駆動部が簡単な機
構により発進ピツト内へ回収できる。

(ロ) このため、切羽部、駆動部、カツタ部等にお
いてトラブルが生じた場合、地表面からこれら
の部分を掘削せずに適切な処理が可能となる。

(ハ) さらに、掘削地盤中の土質状態が変化したと
きにも同様にカツタ形状、位置の交換、調整が
できる。

(ニ) 必要に応じ、ターゲツト、傾斜計等で構成さ
れる方位検知装置、変位計等の揺動検知装置を
組入れることにより時々刻々方向修正すること
ができる。

(ホ) 切羽部の安定を図る目的で、泥水加圧式、泥
土バランス式等を組入れることにより、中小径
のみならず大径管まで適用できる。

(ヘ) カツタ駆動部と排土駆動部が分離れているた
め、長距離推進が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の掘削推進装置を示し、ａは縦断
面図、ｂは正面図である。第２図〜第７図は本発
明の掘削推進装置を示し、第２図は縦断面図、第
３図は第２図のＢ―Ｂ及びＣ―Ｃ矢視図、第４図
は駆動部拡大図、第５図は第４図のＤ―Ｄ矢視
図、第６図はカツタ部拡大図、第７図は第２図の
Ｅ―Ｅ矢視図である。第８図〜１２図は本発明の
掘削推進方法の説明図であり、第８図は方向修正
ジヤツキをストロークエンドまで後退させた状態
の掘削推進装置の縦断面図、第９図は排土管を発
進ピツトから所定の距離Ｌだけ後退させた状態の
掘削推進装置の縦断面図、第１０図は排土管を発
進ピツトから管軸を中心として回転させた状態の
掘削推進装置を示し、ａは縦断面図、ｂは正面
図、第１１図はカツタ部及び駆動装置を管内に回
収する状態の掘削推進装置の縦断面図、第１２図
は方向修正する状態の掘削推進装置の縦断面、第
１３図は第１１図のＢ―Ｂ矢視図である。 図において、１はカツタ部、２は固定部、３は
回動部、４はピン、５はカツタシヤフト、６は反
力受け、７は回転軸、８は駆動装置、９は取付フ
ランジ、１０は排土孔、１１は排土口、１２は固
定用穴、１３は方向修正ジヤツキ、１４は方向修
正ジヤツキヘツド、１５はジヤツキピン、１６は
排土管、１７は球座ジヨイント部、１８はストツ
パー、１９は揺動刃口、２０は受け穴、２１は掘
削機ケーシング、２２は止水シール、２３は水圧
送管、２４は曲管部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 敷設する管の先端部に連接する掘削機ケーシ
   ングと、 この掘削機ケーシングの先端部に嵌合する揺動
   刃口と、 この揺動刃口の内側に同軸に着脱可能に、且つ
   軸心まわりに回動可能に、更に掘削進行方向に対
   して前後後退可能に取付けられると共に、その側
   面部から後端部に連なる排土孔を内蔵する駆動装
   置と、 この駆動装置の回転軸の掘削進行方向側に取り
   付けられたカツタ部と、 このカツタ部の掘削刃をなし、通常の回転時は
   前記揺動刃口の先端開口から突出して、その開口
   径よりも大なる回転径で回転するとともに、前記
   駆動装置の後退により前記揺動刃口の先端部が後
   方から当接すると、掘削進行方向へ倒伏して回動
   径が前記開口径よりも小となるように取付けられ
   た回動部と、 前記駆動装置の後端に、この駆動装置と共に回
   動可能、且つ掘削進行方向に対して前後後退可能
   に取付けられると共に、前記回動部の回転によつ
   て掘削形成された土砂を前記排土孔から発進ピツ
   トへ送る排土管と、 各々の一端は前記掘削機ケーシングと結合し、
   各々の他端は、前記駆動装置が所定の回動位置に
   あるときは伸状態で前記揺動刃口と駆動装置とを
   固定し、前記駆動装置の回動位置が前記所定の回
   動位置から外れた位置にあるときは縮状態で前記
   固定を解除する複数の伸縮自在な方向修正ジヤツ
   キとを備えたことを特徴とする掘削推進装置。