JPH05133192A - 小口径管埋設装置の掘削土砂排土装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 推進工法により小口径管埋設装置において、
掘進機本体内に土砂圧送設備を装備しないで掘削土砂の
連続排土を可能にし、推進長が長くなっても排土能力を
維持でき、掘進停止中も切羽の地下水を完全に止水でき
るようにする。 【構成】 切羽からの掘削土砂２６を掘進機本体２内の
第１隔離室１３に移送し、土圧検出器１８で第１隔離室
１３内の土圧を管理しながら開閉弁１５を通して第２隔
離室１４側に土砂を排出する。地上に設置した真空吸引
装置により第２隔離室１４の空気吸込用開口部１９から
排土管接続部２０に接続した排土管内に外気を吸い込
み、開度調整装置２１により風量を調整して、第２隔離
室１４側に排出された土砂を排土管内の真空圧と風力に
よって地上まで搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進工法による小口径
管埋設装置の掘削土砂排土装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】掘削土砂の搬出に空気輸送を利用した小
口径管埋設装置としては、回転掘削具で掘削した土砂と
粘性付与液とを撹拌混合して流動性のある泥土となし、
この泥土を切羽側の開閉弁を開き、発進立坑側の開閉弁
を閉じた状態で空気圧送管体内に移送し、管体内の土圧
が一定圧力まで上昇した時点で切羽側の開閉弁を閉じ、
発進立坑側の開閉弁を開いて給気口から管体内に圧縮空
気を注入することにより、２個の開閉弁の間に充満した
棒状の泥土を空気圧送管体に接続された排土管を通して
発進立坑まで圧送するようにしたものが特開昭５７−２
９７９８により提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には次の
ような問題点がある。

【０００４】１）土砂の取込みと圧送を交互に行なう間
欠排土方式であるため、土砂取込口に土砂を充満させた
ままで連続掘進ができない。

【０００５】２）掘進長が長くなり、排土管が長くなる
と、２個の開閉弁の間に充満した棒状の泥土を瞬間的に
発進立坑まで圧送することが難しくなる。これは次の理
由に因る。つまり、棒状の泥土は発進立坑側の開閉弁を
開くことにより、ある距離までは瞬間的に圧送される
が、給気口への圧縮空気の供給量が不足すると排土管の
途中で一旦停止し、排土管内の圧力が上昇すると再び動
き始める。この繰り返しで発進立坑まで圧送されるた
め、１回の圧送に時間がかかり、排土能力が低下する。

【０００６】３）上記２）の現象を解消するためには、
給気口への圧縮空気の供給量をふやせばよいが、管内空
間の狭い小口径管埋設装置の埋設管内に径の大きい給気
配管を設置することは現実には難しい。

【０００７】本発明の目的は、地上に設置した真空吸引
装置の真空圧と、その真空圧によって排土管内に発生す
る風力を利用することにより、掘進中、掘削土量のバラ
ンスをとりながら種々の性状の掘削土砂を連続排土する
ことが可能で、推進長が長くなっても排土能力を維持で
き、かつ掘進停止中も切羽からの地下水を完全に止水で
きるような小口径管埋設装置の掘削土砂排土装置を提供
することにある。

【０００８】

【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、推進工法による小口径管埋設装置の掘進機
本体内に切羽側から移送された掘削土砂を溜める第１隔
離室と、この第１隔離室に遠隔操作される開閉弁を介し
て連通する第２隔離室とを設け、第１隔離室には土圧検
出器を、第２隔離室には掘進機本体の内空を通して大気
に開放された空気吸込用開口部と、地上に設置した真空
吸引装置まで延長接続される排土管に連通する排土管接
続部とをそれぞれ設け、第２隔離室の空気吸込用開口部
には遠隔操作される開度調整装置を設けたことを特徴と
する。

【０００９】

【作用】第１隔離室と第２隔離室の間の開閉弁を閉じ、
空気吸込用開口部の開度調整装置を開いた状態で、地上
に設置した真空吸引装置を作動させると、その真空圧に
より第２隔離室の空気吸込用開口部から外部空気が吸い
込まれ、排土管内に気流が発生する。掘進開始時に開閉
弁を閉じておくと、切羽から移送された掘削土砂は第１
隔離室に溜まり、土砂が充満するにつれて第１隔離室内
の土圧が上昇する。その土圧を土圧検出器で検出し、あ
らかじめ設定し管理しようとする土圧に達した時点で開
閉弁を開くと、掘削土砂は第１隔離室から第２隔離室へ
排出され、排出された土砂は真空吸引装置の真空圧と、
その真空圧によって排土管内に発生する風力により排出
管を通して真空吸引装置のタンク内まで搬送される。し
たがって開閉弁の開度調整により排土量を管理し、空気
吸込用開口部の開度調整装置により排土管内の風量を掘
削土砂の性状に合わせて調整することで、第１隔離室内
の土圧を一定に保った状態で、つまり掘削土量と排土量
のバランスをとりながら、掘削土砂を効率良く連続排土
することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。

【００１１】図１において、前部掘進機本体１と後部掘
進機本体２は球面軸受３と方向修正ジャッキ４を介して
連結されており、方向修正ジャッキ４の伸縮により前部
掘進機本体１が後部掘進機本体２に対して上下左右に傾
転し、その傾転によって方向修正を行なう。前部掘進機
本体１には回転掘削具５とスクリュコンベア６が装備さ
れており、後部掘進機本体２内に設けた駆動軸７から駆
動ピニオン８と駆動ギヤ９を介してスクリュコンベア後
胴部１０に回転力を伝達し、後胴部１０の中心に設置し
たスクリュコンベア６を回転させる。スクリュコンベア
６の先端には回転掘削具５の掘削刃５ａを設けたカッタ
スポーク５ｂが取り付けられており、スクリュコンベア
６とともにカッタスポーク５ｂが回転し、掘削刃５ａで
地山２５を掘削する。１１，１２はスクリュコンベア後
胴部１０の両端に設けた土砂シールである。後部掘進機
本体２内には第１隔離室１３と、この第１隔離室１３に
開閉弁１５を介して連通する第２隔離室１４が設けられ
ている。ここに示した開閉弁１５は、給気口１６に圧縮
空気を供給するとダイヤフラム１７が膨張して土砂通路
を閉じ、給気口１６から圧縮空気を排出するとダイヤフ
ラム１７が収縮して土砂通路を開く構造のもので、地上
からの遠隔操作により開度を任意に調整できる。第１隔
離室１３の切羽側端部はスクリュコンベア後胴部１０内
に連通しており、この第１隔離室１３には内部の土砂圧
力を検出する土圧検出器１８が設置されている。第２隔
離室１４は後部掘進機本体２の内空を通して大気に開放
された空気吸込用開口部１９を有し、発進立坑側端部に
は排土管接続部２０が設けられている。また、第２隔離
室１４の空気吸込用開口部１９に対しては開度調整装置
２１が設けられている。ここに示した開度調整装置２１
は排土管接続部２０の切羽側管端に装着された円筒体
で、ジャッキ２２の伸縮により前後方向に摺動し、空気
吸込用開口部１９の開度を大きくしたり小さくしたりす
る。ジャッキ２２は一端を開度調整装置２１に設けたブ
ラケット２３に、他端を排土管接続部２０（または後部
掘進機本体２）に設けたブラケット２４にそれぞれ連結
され、地上からの遠隔操作によって作動する。

【００１２】図２に示すように、後部掘進機本体２の後
端には埋設管２７が順次接続され、埋設管２７の後端は
発進立坑２８内に設置した推進装置２９に当接してい
る。また、排土管接続部２０の発進立坑側の管端には排
土管３０が埋設管２７とともに順次接続され、発進立坑
まで延長された排土管３０の後端は地上に設置した真空
吸引装置３１に接続する（バキュームカーのサクション
ホースを接続してもよい）。

【００１３】次に、本実施例の掘進および排土方法につ
いて説明する。

【００１４】掘進時には、回転掘削具５で地山２５を掘
削するとともに、発進立坑２８内に設置した推進装置２
９で後部掘進機本体２または後部掘進機本体２に順次接
続される埋設管２７の後端を押して推進する。

【００１５】掘進開始時、開閉弁１５は全閉状態とし
て、排土管３０の後端に接続した真空吸引装置３１を作
動させる。スクリュコンベア６の回転により切羽からの
掘削土砂２６は順次第１隔離室１３に移送され、第１隔
離室１３に掘削土砂２６が充満するにつれて、第１隔離
室１３内の土圧は徐々に上昇する。その土圧を土圧検出
器１８で検出し、第１隔離室１３内の土圧があらかじめ
設定し管理しようとする土圧に達した時点で開閉弁１５
を開く。すると、第１隔離室１３内の掘削土砂は後続す
る掘削土砂の土圧により第２隔離室１４側に順次排出さ
れる。第２隔離室１４側に排出された掘削土砂２６は、
真空吸引装置３１により排土管３０内に発生する真空圧
と、第２隔離室１４の空気吸込用開口部１９から吸い込
まれる外部空気によって排土管３０内に発生する風力に
より、排土管接続部２０およびその発進立坑側管端に順
次接続される排土管３０を通して真空吸引装置３１のタ
ンク内まで連続排土される。

【００１６】第２隔離室１４の空気吸込用開口部１９に
設けた開度調整装置２１は、真空吸引により得られる排
土管３０内の風量を調整するために用いられる。例え
ば、開閉弁１５および開度調整装置２１の双方を全閉状
態にして真空吸引した場合には、排土管３０内は真空吸
引装置３１の真空能力（例えば−７００mmＨg）相当の
真空圧となるが、排土管３０内の風量は０となる。ま
た、開閉弁１５は全閉状態のままで開度調整装置２１を
全開にすると、排土管３０内の真空圧は下がるが、風量
（風速）は最大となる。

【００１７】掘削土砂の排土は、真空吸引装置３１のタ
ンク内の真空圧を管理しながら、排土管３０内の風量が
掘削土砂の性状に合った最適風量となるように開度調整
装置２１を調整することで、最も効率良く行なえる。こ
の場合、排土量の管理は、第１隔離室１３内の土圧をあ
らかじめ設定し管理しようとする土圧に保つように開閉
弁１５の開度を調整することによって行なう。

【００１８】本実施例では掘削土砂を第１隔離室１３に
移送する手段としてスクリュコンベア６を用いた場合に
ついて説明したが、スクリュコンベア６に代えて、掘進
機本体の先端に掘削外径が掘進機本体の外径より大きい
回転掘削具を装備し、掘削土砂と注入された粘性付与液
とを回転掘削具で撹拌混合して流動性のある泥土とな
し、この泥土を切羽側から掘進機本体と掘削された地山
との間に形成される隙間に充填しながら後方の土砂取込
口まで移送する形式の小口径管埋設装置に対しても本発
明を適用することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、下記のような効果が得
られる。

【００２０】１）掘進機本体内に土砂圧送設備を装備し
ないで掘削土砂の連続排土ができ、掘進機本体を小形化
できるとともに、土砂取込部に掘削土砂を充満させたま
ま連続掘進することが可能となる。

【００２１】２）従来のオーガ工法のように切羽から発
進立坑までオーガを延長接続する必要がないので、推進
作業が容易になる。

【００２２】３）掘進中は、開閉弁１５の開度調整によ
り土砂取込部に充満した土砂の圧力が一定圧以下になら
ないように排土量を制御でき、また、掘進停止時には開
閉弁１５を全閉状態にすることで切羽からの地下水を完
全に止水できるため、滯水砂層の掘進も安全に行なえ
る。

【００２３】４）地上に設置した真空吸引装置で排土管
内に真空圧を発生させるため、掘進長が長くなっても、
前記従来技術のように圧送された土砂が圧縮空気の供給
量の不足により排土管の途中で一旦停止し、排土に時間
がかかるというような不具合がなく、排土能力を維持で
きる。

【００２４】５）掘進機本体から地上まで直接排土でき
るため、発進立坑が土砂で汚れることがない。

【００２５】６）排土管内の風量を開度調整装置２１に
より任意に調整できるため、排出する掘削土砂の性状に
応じて排土を効率良く行なうための最適風量を選定で
き、また、真空吸引装置の真空圧の管理により排土管内
の閉塞等の異常現象を予知して風量調整等の対応措置を
とることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す掘進機本体部分の断面
図である。

【図２】本発明を適用した小口径管埋設装置の全体構成
図である。

【符号の説明】

１…前部掘進機本体、２…後部掘進機本体、５…回転掘
削具、６…掘削土砂移送用スクリュコンベア、１３…第
１隔離室、１４…第２隔離室、１５…開閉弁、１８…土
圧検出器、１９…空気吸込用開口部、２０…排土管接続
部、２１…開度調整装置、２７…埋設管、２８…発進立
坑、２９…推進装置、３０…排土管、３１…真空吸引装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進工法による小口径管埋設装置の掘進
   機本体内に切羽側から移送された掘削土砂を溜める第１
   隔離室と、この第１隔離室に遠隔操作される開閉弁を介
   して連通第２隔離室とを設け、第１隔離室には土圧検出
   器を、第２隔離室には掘進機本体の内空を通して大気に
   開放された空気吸込用開口部と、地上に設置した真空吸
   引装置まで延長接続される排土管に連通した排土管接続
   部とをそれぞれ設け、第２隔離室の空気吸込用開口部に
   は遠隔操作される開度調整装置を設けたことを特徴とす
   る小口径管埋設装置の掘削土砂排土装置。