JPH0339156B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、管埋設装置、特に小口径管の埋設装
置における掘進装置、詳しくは方向修正機能を具
備した掘進装置に関するものである。

〔従来の技術〕

今日、管、特に小口径管の埋設は、従来の開削
工法に代わつて埋進工法が主流となつている。

この推進工法には種々の方式のものがあるが、
その中で土砂をスラリ化する方式のものが長距離
の推進が可能であるため、近時採用されつつあ
る。

このスラリ化方式の推進装置は、第１図に示す
ように、管５の先頭に掘進装置６を配置し、管５
の後部に発進立坑１内に配置した推進装置３を当
接させ、前記掘進装置６を作動させてその掘進装
置６の円錐形状のヘツド部７を適宜手段により横
振動（掘進装置６の軸に対して直角方向の振動）、
みそすり振動（掘進装置６の軸のある点を中心と
してみそすり運動状の振動）、又は回転（掘進装
置６の軸に対して周方向の回転）させ（以下、単
に振動と称す。）、そのヘツド部７の周囲の地山
２、すなわちヘツド部７の表面に接した地山２を
撹乱すると共に、ヘツド部７の表面に水などの液
体を供給し、かくして撹乱された地山２をスラリ
化させて流動性を帯びさせ、推進装置３を作動さ
せて管５および掘進機６に推力を加え、上述のス
ラリ８を管５の外周と地山２の掘削孔壁との間を
通つて発進立坑２へと流動して排土させ、管５を
地山２中に推進するものである。

このスラリ化方式の推進装置によれば、管５の
周囲に流動性のあるスラリ８が充填されているの
で、管５の周囲において作用する摩擦抵抗が激減
し、所要推進力が低下し、従つて長距離の推進が
可能となる。

ところが、かかる推進装置においては、管の埋
設距離（推進距離）が長くなると、地山２の不均
一などの影響によつて推進線が推進予定線４より
ずれてしまうことがある。これを避けて推進予定
線４に沿う精度良い推進を可能とするためには、
地山２中を推進中の管５推進線を何らかの手段で
修正することが必要である。そこで、方向修正機
能を具備した掘進装置を使用することが長距離の
管の埋設装置の場合は通例となつている。

次に、上述の方向修正機能を具備した従来の掘
進装置の具体的構成を第２図を参照して説明す
る。この掘進装置６は、球面部１０を介して互い
に領動し得るように結合した掘進装置前部６ａお
よび掘進装置後部６ｂと、その掘進装置前部６ａ
の前面に一体に設けたヘツド部７と、前記掘進装
置前部６ａと掘進装置後部６ｂとの間に介装した
油圧シリンダ１１とを有し、前記ヘツド部７の外
径と、前記掘進装置前部６ａおよび掘進装置後部
６ｂの外径を管５の外径とほぼ同一径にしてい
る。

このような掘進装置によれば、前記油圧シリン
ダ１１を作動させることにより掘進装置前部６ａ
は掘進装置後部６ｂに対して揺動、所謂首振りさ
せることができる。しかしながら、この掘進装置
６においては、掘進装置前部６ａと掘進装置後部
６ｂとは相対的に首をふるが、後述する管５はス
ラリ８中にとり囲まれている状態なので、掘進装
置前部６ａと掘進装置後部６ｂとは、第３図に示
すように、スラリ８の中で屈曲するのみであり、
このような状態で推進装置３を作動させても方向
修正を達成することはできない。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、本発明者等は、方向修正を達成するこ
とができる掘進装置を開発した。この掘進装置６
は、第４図および第５図に示すように、掘進装置
後部６ｂの外径を、ヘツド部７の外径，掘進装置
前部６ａの外径，管５の外径より大径とし、その
掘進装置後部６ｂの外周面にスラリ通過用の溝６
b″を４個所等関隔に設けたものである。この掘進
装置後部６ｂは、溝６b″を設けることにより、４
個の凸部６b′が形成される。

このようにすると、掘進装置後部６ｂの凸部６
b′がその周囲の地山２に確固に保持され、掘進装
置前部６ａの掘進装置後部６ｂに対する屈曲の反
力受となる。一方、ヘツド部７において生成され
たスラリ８は、掘進装置前部６ａの周囲を経て掘
進装置後部６ｂの溝６b″を通つて後方へ流動して
行く。ここで、油圧シリンダ１１を作動させて掘
進装置前部６ａを例えば第６図に示すよう上向き
に屈曲させると、掘進装置後部６ｂの凸部６b′が
地山２に確固に保持されているので、地山２に対
して掘進装置前部６ａのみが屈曲し、その状態で
推進装置３を作動させると、ヘツド部７には偏つ
た土圧が作用し、推進方向は第６図図示の如く上
方へ推進されることになる。

とこのが、上述の掘進装置においては、掘進装
置前部６ａの首振り時、例えば第６図のように上
方へ首振る際には、掘進装置前部６ａの上方から
ヘツド部７によつて撹乱されていない地山２の圧
力が作用し、この土圧に打ち勝つて掘進装置前部
６ａを屈曲させるには、非常に大きな油圧シリン
ダ１１の出力が必要となる。何故ならば、管５の
直径が小さく、かつ油圧シリンダ１１の取付位置
と球面部１０の中心との間の距離がそれ程大きく
とれないので、掘進装置前部６ａを首振るのに必
要なモーメントを出力するには、油圧シリンダ１
１力を大きくしなければならないという問題があ
る。

本発明は、上述の点に鑑み、油圧シリンダの出
力が小さくても方向修正を達成することができる
管埋設装置におけ掘進装置を提供せんとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、
互いに傾動し得るように結合した掘進装置前部お
よび掘進装置後部と、その掘進装置前部の前面に
一体に設けたヘツド部とを有し、前記ヘツド部の
外径を前記掘進装置前部の外径および管の外径よ
り大径とると共に、前記掘進装置後部の外径を前
記ヘツド部の外径と同一もしくは大径とし、その
掘進装置後部の外周面にスラリ通過用の溝を設け
たことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、前記の如く構成されているので、掘
進装置前部の周囲にはのそ外径より大径のヘツド
部によつて掘削された隙間があり、その隙間には
スラリが存在するので、掘進装置前部の首振りに
対する抵抗力は小さい。また、ヘツド部に作用す
る地山の抵抗もヘツド部に対向する地山がスラリ
化されているのでその抵抗は小さい。

このように、本発明によれば、方向修正用の油
圧シリンダにより達達成すべき首振りモーメント
が小さくてすみ、しかも、掘進装置後部の外径は
ヘツド部の外径と同一もしくは大径として掘進装
置後部を地山に確固に保持させているので、方向
修正用油圧シリンダを作動させると掘進装置前部
を確実に屈曲させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の管埋設装置における掘進装置の
一実施例を第７図乃至第９図を参照して説明す
る。

図中、第１図乃至第６図と同一符号を付した部
分は第１図乃至第６図と同一のものを示す。

しかして、本発明の掘進装置は、ヘツド部７の
外径を掘進装置前部６ａの外径および管５の外径
より大径とし、掘進装置後部６ｂの外径をヘツド
部７の外径と同一もしくは大径とする。そして、
掘進装置後部６ｂの外周にスラリ通過用の溝６
b″を４個所等間隔設ける。この掘進装置後部６ｂ
は溝６b″を設けることにより、４個の凸部６b′が
形成される。

この実施例における本発明の掘進装置は、以上
の如き構成よりなり、以下その方向修正の作動を
第９図ａ乃至ｆを参照して説明する。

(a) 方向修正開始前の状態であつて、このとき掘
進装置前部６ａの周囲には、その掘進装置前部
６ａの外径より大径のヘツド部７によつて予め
掘削された隙間があり、その隙間にはスラリ８
が存在するので、掘進装置前部６ａの首振りに
対する抵抗力は小さい。すなわち、油圧シリン
ダ１１により発生するモーメントに抵抗する力
はヘツド部７で作用する地山２の抵抗である
が、上述の地山２は振動，給水によりスラリ化
されているので、抵抗力は小さく、油圧シリン
ダ１１により達成すべき首振りモーメントが小
さくて済む。

(b) 油圧シリンダ１１を作用させて掘進装置前部
６ａを上向きに屈曲させる。このとき、掘進装
置後部６ｂの凸部６b′が地山２に確固に保持さ
れているので、掘進装置前部６ａは確実に上向
きに屈曲する。

(c) 次いで、推進装置３を作動させると、掘進装
置６は掘進装置前部６ａが上向きに首を振つた
状態のままで直進する。

(d) 掘進装置後部６ｂの凸部６b′がスラリ化され
ていない下方の地山２に乗り上げると、上方の
地山２はすでにスラリ化されているので、推進
装置の作動によつて掘進装置後部６ｂは上向き
の土圧を受け、上方への方向修正が開始され
る。

(e) さらに、推進装置を作動させて掘進装置後部
６ｂを下方の撹乱されていない地山２上に完全
に乗り上げさせる。

(f) 掘進装置後部６ｂが撹乱されていない地山２
上に完全に乗り上げたところで、油圧シリンダ
１１を中立に戻し、掘進装置前部６ａの掘進装
置後部６ｂに対する傾きを元に戻すことによ
り、方向修正が完了する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の管埋設装置におけ
る掘進装置は、方向修正を確実に行うことがで
き、しかも掘進装置前部の首振りに要する力が小
さくて済む効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラリ化方式の推進装置を示した概略
図である。第２図は従来の掘進装置の断面図、第
３図は第２図の掘進装置による方向修正の状態説
明図である。第４図は本発明者等が開発した掘進
装置の断面図、第５図は第４図におけるＡ−Ａ線
断面図、第６図は第４図の掘進装置による方向修
正の状態説明図である。第７図乃至第９図は本発
明の管埋設装置における掘進装置の一実施例を示
し、第７図は断面図、第８図は首振り状態の断面
図、第９図ａ乃至ｆは方向修正の状態説明図であ
る。 １…発進立坑、２…地山、３…推進装置、５…
管、６…掘進装置、６ａ…掘進装置前部、６ｂ…
掘進装置後部、６b″…スラリ通過用の溝、７…ヘ
ツド部、８…スラリ、１０…球面部、１１…方向
修正用油圧シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管の先頭に掘進装置を配置し、管の後部に発
   進立坑内に配置した推進装置を当接させ、前記掘
   進装置により地山を撹乱すると共に撹乱した土砂
   をスラリ化させる装置を具備し、前記推進装置を
   作動させて、管を地山中に推進すべくなした管埋
   設装置において、前記掘進装置は、互いに傾動し
   得るように結合した掘進装置前部および掘進装置
   後部と、その掘進装置前部の前面に一体に設けた
   ヘツド部とを有し、前記ヘツド部の外径を前記掘
   進装置前部の外径および管の外径より大径とする
   と共に、前記掘進装置後部の外径を前記ヘツド部
   の外径と同一もしくは大径とし、その掘進装置後
   部の外周面にスラリ通過用の溝を設けたことを特
   徴とする管埋設装置における掘進装置。