JPH0768847B2 - 撹拌式先受工法用機械 - Google Patents

撹拌式先受工法用機械

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JPH0768847B2
JPH0768847B2 JP1201447A JP20144789A JPH0768847B2 JP H0768847 B2 JPH0768847 B2 JP H0768847B2 JP 1201447 A JP1201447 A JP 1201447A JP 20144789 A JP20144789 A JP 20144789A JP H0768847 B2 JPH0768847 B2 JP H0768847B2
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政雄 松山
茂仁 鍛治
安夫 樋口
光也 天野
尹利 石谷
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  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、土砂トンネル用撹拌式先受工法用機械に関す
る。
[従来の技術] 山岳トンネルにおいては、その周壁部の支保が施工され
る短い時間の間、切羽(新しく掘り進んだ部分)が自立
していなければならない。もし、自立しない場合、それ
が軽度の崩壊性の場合にあっては、通常の先受工(4な
いし2m)が用られる。しかし、粘着力がほとんどない崩
壊性の砂質土や砂礫、あるいは破砕帯(岩石)などとな
ると、長尺の先受工が必要となる。
この先受工は、従来、第10図に示すように削岩機等によ
り1つおきに削孔して定着材を注入し、鉄筋・パイプま
たは鋼矢板を挿入している。これらのフォアパイルR、
Sにより天端防護の梁として作用させ切羽安定用アーチ
Tを築造としているのである。
しかし、穿孔に当って穿孔水が切羽周辺地山を緩め、劣
化を助長したり、フォアパイルの間から、天端土砂の抜
落ちが見られたりする。また、フォアパイルを打設する
ことにより、地山とフォアパイル下面土砂と縁が切られ
るため下面土砂が剥離して落下することが多いという問
題がある。
また、上記従来のパイルは、当然のことながら長尺大径
である程、圧縮強度が大きい。しかし、長尺大径の削孔
を水平オーガで掘削することは困難で、更に、掘削と固
化材の注入を別工程で行うので作業性が悪い。
そこで本出願人は特願昭63-230083号(特開平2-80789号
公報参照)において、長尺大径の切羽安定用アーチのパ
イルを作業性よく形成できる拡翼ビットを備えた水平オ
ーガを提案した。
本提案によれば、相互に摺接して軸方向に相対移動可能
な内筒および外周にスクリュー翼が設けられた外筒と、
前端部が前記内筒端部の一枢軸に枢着され相互に鈍角お
よび平行な掘削部が連続して形成された一対の第1のビ
ットと、前端部が前記第1のビットの後端部に枢着され
後端部が前記外筒の前端部に枢着され外側に掘削部が形
成された一対の第2のビットと、前記内筒に隙間を設け
て挿通された注入筒と、該注入筒の内孔と前記隙間を経
た固化材が所定圧のときに開弁して該両固化材を混合し
て噴出するチェック弁とを設けている。
上記のように構成された拡翼ビットを備えた水平オーガ
において、第1のビットを原位置のままパイロット孔を
掘削し、所定深さ掘削後に内筒を所定ストローク後退
し、第1のビットを介して第2のビットを拡開し、オー
ガを引き抜いてパイロット孔より大径のパイル孔を掘削
するとともに、所定圧の固化材をチェック弁を介し注入
して両ビットにより固化材と掘削土とを撹拌し、入口部
から所定深さの所で、ビットを閉じて原位置に戻し、パ
イルを形成し、これらパイルにより切羽安定用のアーチ
を築造する。
施工に際し例えば第11図に示すように、施工線に沿い位
置#1、#2・・・と1つおきに所定ピッチで例えば位
置#10までパイルXを形成し、次に位置#11、#12・・
・#19と前に形成したパイルXにオーバラップするよう
にパイルYを形成し、これらパイルX、Yにより切羽安
定用のアーチZを築造する。
[発明が解決しようとする課題] 上記提案自体は有効なものであるが、しかし、固化材の
注入時に固化材が切羽側に逆流することがある。この固
化材はゲルタイムを持っているものの、水平杭(実際は
上向き)のために起こる現象で、施工時の支障になる。
また、1本のパイルの形成には、通常、位置決めに約1
分、ビットのセット、掘削に約3分、撹拌、注入、混合
に約6分の合計約10分のサイクルタイムを要する。この
ため、第11図に示す施工態様では1アーチの施工スピー
ドは、だいぶ遅くなる。
本発明は、固化材の逆流を防止すると共に、切羽安定用
アーチ築造の施工スピードを速める土砂トンネル先受工
法用機械を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、自走車の俯仰旋回自在な架台の長手方
向にスライド自在に設けられ相互に逆方向に回転する回
転軸ユニットを設け、それぞれのユニットに、相互に隣
接して軸方向に相対移動可能な内筒及び外筒と、前端部
が前記内筒端部の一枢軸に枢着され相互に鈍角及び平行
な掘削部が連続して形成された一対の第1のビットと、
前端部が前記第1のビットの後端に枢着され後端部が前
記外筒の前端部に枢着され外側に掘削部が形成された第
2のビットと、前記内筒に隙間を設けて挿通された注入
筒と、該注入筒の内孔及び前記隙間を経た両固化材が所
定圧のときに開弁して該両固化材を噴出する弁体と、前
記外筒の前部を隙間を設けて覆い後端部が該外筒にスラ
イド自在な筒体とを設けている。
[作用] 上記のように構成された土砂トンネル先受工法用機械に
おいては、筒体を切羽壁に所定深さ圧入し、第1のビッ
トを原位置のままパイロット孔を掘削し、所定深さ掘削
後に内筒を所定ストローク後退し、第1のビットを介し
て第2のビットを拡開し、回転軸ユニットを引き抜いて
パイロット孔より大径のパイル孔を掘削すると共に、所
定圧の両固化材を噴出して掘削土と撹拌し、筒体の端部
で第1のビットを閉じて原位置に戻してパイルを形成
し、これらパイルにより切羽安定用のパイルを築造す
る。この際、撹拌された掘削土は筒体内に滞留し、固化
材の切羽側への逆流を防止する。
また、2連の回転軸ユニットにより、2個のパイルを隣
接して従来の1サイクルタイムで形成する。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図ないし第3図において、全体を符号Aで示す自走
車の水平軸1には、ブーム3が左右一対のスイングシリ
ンダ2、2により例えば160°の角度範囲θ1で旋回自
在に支持されている。このブーム3には、リフトシリン
ダ4が内蔵され、そのシリンダ4の作動ロッドの上部に
は、ヨーク5が固設されている。そのヨーク5には、ガ
イドブラケット6が両者5、6の間に介装されたチルト
シリンダ7により例えば水平から上向きに20°の角度範
囲θ2で俯仰自在に支持され、このブラケット7には、
架台である長尺のチルトシェル8が両者7、8の間に介
装されたスライドシリンダ9により例えば800mmのスト
ロークS1でスライド自在に支持されている。そして、こ
のガイドシェル8上には、一対の全体を符号Bで示す回
転軸ユニットの長手方向にスライド自在に間隔W(例え
ば350mm)で設けられている。
このユニットBの軸体20の一端は、フィードモータ10及
びフィードチェーン11により例えば3500mmのストローク
S2でスライドされるパワースイベル12に並列に連結さ
れ、他端は軸体20の後記する外筒21を隙間を設けて覆
い、スイベル12側が外筒21に摺接し、対向する側が開い
ている筒体である口元パッカー15を介してガイドシェル
8に支持され、相互に逆方向に回転されるようになって
いる。そして、そのパワースイベル12には、ウォータス
イベル13(第4図)がビット拡開シリンダ14により取付
けられている。なお、図中の符号16はパッカー圧入シリ
ンダ、17は後記するホースガイドローラ、18は配電盤、
19は操作盤、22は油圧ユニットである。
第4図において、回転軸ユニットBの軸体20の外筒21に
は内筒24が摺動自在に挿通され、その内筒24には隙間C
を設けて注入筒28が挿通されている。
前記内筒24の前端部に形成された延設部24aにはピン25
が軸直に設けられ、このピン25には一対の第1のビット
26、26の前端部が枢着されている。このビット26、26に
は図示の原位置において、相互に鈍角な掘削部26aと、
平行な掘削部26bとが連続して形成されている。そのビ
ット26、26の後端部には、外側に掘削部27aが形成され
た一対の第2のビット27、27がピン25a、25aにより枢着
され、この第2のビット27、27の後端部は、それぞれ外
筒21の前端部に設けられたヨーク状のブラケット23にピ
ン25b、25bにより枢着されており、これら両ビット26、
27により拡開ビットDが構成されている。なお、ピン25
b、25bの間隔は、ピン25a、25aの間隔より若干小さく形
成されている。したがって、ビット拡開シリンダ14によ
り所定ストロークだけ内筒24を外筒21に対し後退(図面
で右行)させると、第5図に示すように第2のビット2
7、27は第1のビット26、26により拡開されるようにな
っている。
第6図において、内筒24の前端部には、弁体であるチェ
ック弁29が設けられている。そして弁ボデー30の前後部
には、対向する一対の注入口31a、31bが設けられ、それ
らの軸線は、ピン5の軸線側で相互に交差するようにな
っている。そして、注入口31aは注入筒28の内孔28aに連
通され、注入口31bは隙間Cに連通されている。そし
て、第4図に示すように、内孔28aと隙間Cとは、ウォ
ータスイベル13において第1の固化材入口13aと第2の
固化材入口13bとに連通されている。これら入口13a、13
bには、それぞれ図示しない固化材供給ホースが接続さ
れ、それらホースはホースガイドローラ17(第1図)に
ガイドされ、それぞれ図示しない第1固化材供給ポンプ
と第2固化材供給ポンプとに接続されている。そして、
チェック弁29は、両固化材の所定圧(例えば1.5kgf/c
m2)時に開弁し、注入口31a、31bから噴出するようにな
っている。
掘削に際し第1図に示すように、吹付天盤Eを形成した
トンネルF内の切羽Gの手前の、吹付板H上に形成した
盛土J部分に自走車Aを位置させる。
次いで、第7図に示すように、ガイドシェル8を上傾
し、第7図に示すように、ガイドシェル8を上傾し、拡
開ビットDを吹付天盤Eと切羽Gとの接合部にセットす
る。
次いで、第8図に示すように、パッカー圧入シリンダ16
を伸作動して口元パッカー15を所定深さK1だけ圧入す
る。そして、拡開ビットDを縮閉したまま回転し、フィ
ードモータ10を作動しパワースイベル12を介して拡開ビ
ットDを前進し、所定深さKまでパイロット孔Lを掘削
する。この際、掘削土は後方に搬出しないで、拡開ビッ
トDにより撹拌する。
次いで、第1図右図に示すように、ビット拡開シリンダ
14を伸作動して内筒24を所定ストローク後退し、拡開ビ
ットDを拡開する。そして、第2のビット27、27の掘削
部27a、27a(第5図)でパイロット孔Lより大径のパイ
ル孔Mを掘削し、所定圧の第1、第2の固化材をチェッ
ク弁29の注入孔31a、31bから矢印のように噴出しながら
フィードモータ10を逆転して軸体20を引き抜く。この際
掘削土は口元パッカー15内に滞留され、固化材の逆流の
切羽G側への逆流を防止する役割を果す。
次いで、第1図右部及び第3図に示すように、外筒21の
ブラケット23が口元パッカー15に達した時点でビット拡
開シリンダ14を縮作動し、内筒24を所定ストローク前進
して拡開ビットDを縮閉し、パイロット孔Lと同径のパ
イル孔を造成し、パイルP、P(第9図)を形成して、
次の位置の掘削に移る。
施工に際し第9図に示すように、例えば外径300mmのパ
イルPを26本形成して半径4200mmで角度120°のアーチ
Qを築造する際、#1及び#2のパイルP、Pは、前記
したように約10分のサイクルタイムで同時に形成され、
全体として、10分×26本/2=130分と従来の約2倍の施
工スピードが得られる。
[発明の効果] 本発明は、以上説明したように構成されているので、口
元パッカーと掘削土とにより、固化材切羽側への逆流を
防止することができる。
また、2連装の拡開ビットにより、同時に2本のパイル
の形成し、1つのアーチ築造の施工スピードを従来の約
2倍にし、工期を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す側面図、第
2図は正面図、第3図は要部の上面図、第4図は要部の
側断面図、第5図は拡開ビットの拡開時の側面図、第6
図は第4図のI-I線矢視断面図、第7図及び第8図はそ
れぞれビットセット時及びパッカー圧入、パイロット孔
掘削時の状態を説明する側断面図、第9図は施工状態を
説明する切羽の断面図、第10図及び第11図はそれぞれ従
来の施工状態を説明する切羽の断面図である。 A……自走車、B……回転軸ユニット、D……拡開ビッ
ト、8……チルトシェル、14……ビット拡開シリンダ、
15……口元パッカー、16……パッカー圧入シリンダ、20
……軸体、21……外筒、24……内筒、26……第1のビッ
ト、27……第2のビット、28……注入筒、29……チェッ
ク弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 安夫 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 天野 光也 東京都港区元赤坂1丁目3番8号 鹿島建 設株式会社東京支店内 (72)発明者 石谷 尹利 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−80789(JP,A) 特公 昭59−42796(JP,B2) 特公 昭61−45039(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自走車の俯仰旋回自在な架台の長手方向に
    スライド自在に設けられ相互に逆方向に回転する回転軸
    ユニットを設け、それぞれのユニットに、相互に隣接し
    て軸方向に相対移動可能な内筒及び外筒と、前端部が前
    記内筒端部の一枢軸に枢着され相互に鈍角及び平行な掘
    削部が連続して形成された一対の第1のビットと、前端
    部が前記第1のビットの後端に枢着され後端部が前記外
    筒の前端部に枢着され外側に掘削部が形成された第2の
    ビットと、前記内筒に隙間を設けて挿通された注入筒
    と、該注入筒の内孔及び前記隙間を経た両固化材が所定
    圧のときに開弁して該両固化材を噴出する弁体と、前記
    外筒の前部を隙間を設けて覆い後端部が該外筒にスライ
    ド自在な筒体とを設けたことを特徴とする土砂トンネル
    用撹拌式先受工法用機械。
JP1201447A 1989-08-04 1989-08-04 撹拌式先受工法用機械 Expired - Fee Related JPH0768847B2 (ja)

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CN110107223A (zh) * 2019-05-20 2019-08-09 中国铁建重工集团股份有限公司 钻孔设备

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