JPH08135379A - 管推進機用土砂圧送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 泥土化した掘削土砂や礫等がスリット１３に
詰まったりひっかかったりするのを防ぐことのできる管
推進機用土砂圧送装置を提供する。 【構成】 礫進入防止用のスリット１３が設けられ管推
進装置により掘削された掘削土砂を取り込むための土砂
取込口１２と、排土管５に隣接して設けられ掘削土砂を
一時的に溜めるための土砂溜め部１５とを備え、この土
砂溜め部１５内に溜められた掘削土砂を突出時に取り込
んで排土管５に接続される出没するテレスコピック式シ
リンダとこのシリンダの中空管８に取り込んだ掘削土砂
を排土管５に押し込むためのピストンとを有する土砂圧
送ポンプ４を設けた管推進機用土砂圧送装置において、
スリット１３の閉塞物を除去するための突起１４を、中
空管８にその出没に伴って往復運動させるように取り付
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管推進装置により掘削
された土砂をシリンダに取り込みピストンで排土管に押
し込むことにより圧送する土砂圧送ポンプを備えた管推
進機用土砂圧送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直径６００ｍｍ以下の小径の管を埋設す
る工法として、推進工法と称する工法が従来から一般に
知られている。この推進工法は、ヒューム管等の埋設管
を推進ジャッキで推進しながら前方の地山を管推進機で
掘削して埋設管を順次地中に押し込んで埋設して行く工
法である。その管推進機で掘削した掘削土砂は地上に排
出する必要があるため、管推進機には、掘削土砂をシリ
ンダに取り込んでピストンで排土管に押し込むことによ
り圧送する土砂圧送ポンプ称する特殊なポンプを設けた
ものがある。本発明はこうした土砂圧送ポンプ備えた管
推進機用土砂圧送装置を改良しようとするものである。

【０００３】そこで、以下に、従来用いられていた管推
進機や管推進機用土砂圧送装置の概要を図４及び図５に
基づいて説明する。図４は、従来用いられていた小口径
管推進機の概要を示す縦断面図、図５は、土砂圧送ポン
プの作動を説明するための従来例の管推進機用土砂圧送
装置の概要を示す縦断面図である。

【０００４】まず、小口径管推進機の概要を図４に基づ
いて説明すると、１は地山を掘削するための掘削刃が設
けられたカッタヘッド、２はこのカッタヘッドにより掘
削された掘削土砂、３はカッタヘッド１を取り付けた推
進機本体としての先導体、４は先導体３に設置され掘削
土砂２を地上に圧送、排出するための土砂圧送ポンプ、
５はこの土砂圧送ポンプ４により圧送される掘削土砂２
を地上に導いて排出するための排土管である。この小口
径管推進機は、その後端を埋設管の前端に当接するとと
もに、カッタヘッド１で先導体３や埋設管よりもやや大
径の穴を掘削できるようになっている。また、これら先
導体３や埋設管を推進して地中に貫入する際、カッタヘ
ッド１の部分から粘性付与液を掘削土砂２に注入、撹拌
混合して掘削土砂２を泥土化するようになっており、こ
の泥土化した掘削土砂２を、先導体３や埋設管と地山の
掘削穴壁との間の環状の隙間に充填して、先導体３や埋
設管の貫入抵抗を軽減するようにしている。先導体３の
後方には、その底部に、泥土化した掘削土砂２を取り込
むための土砂取込み口１２が設けられている。また、排
土管５の入口側開口部に隣接して掘削土砂２を一時的に
溜めるための土砂溜め部１５が設けられている。なお、
図示していないが、埋設管の後方には、発進立坑が設け
られており、発進立坑内には、最後方の埋設管の後端部
を押すことによりその前方の各埋設管や管推進機に推進
力を付与するための推進ジャッキが複数個設置されてい
る。

【０００５】従来の技術に係る管推進機は、以上のよう
な構成を備えているので、この図示されていない推進ジ
ャッキにより管推進機に推進力を付与しつつカッタヘッ
ド１を駆動すると、掘削土砂２を半径方向外側に逃がし
つつ掘削穴を掘削する。この掘削土砂２は、粘性付与液
が注入、撹拌混合されて塑性流動性のある泥土と化し、
管推進機を推進する過程において、掘削穴壁と埋設管５
との間の環状隙間で形成される泥土通路内に圧入、充填
されながら後方に送られ、一部が土砂取込み口１２を経
由して土砂溜め部１５に溜められる。この土砂溜め部１
５に溜められた掘削土砂２は、土砂圧送ポンプ４に取り
込まれて排土管５に押し込まれ、この排土管５を通じて
地上に圧送、排出される。

【０００６】そこで、次に、こうした土砂圧送ポンプ４
を備えた従来例の管推進機用土砂圧送装置につき、その
土砂圧送ポンプ４の作動の説明を中心にその技術内容を
図５に基づいて説明する。管推進機用土砂圧送装置は、
基本的な構成として、前記した土砂取込口１２と土砂溜
め部１５と土砂圧送ポンプ４とを備えている。この土砂
圧送ポンプ４は、基本的な構成として、土砂溜め内１５
に溜められた掘削土砂２を突出時に取り込んで排土管５
に接続される出没するシリンダ６と、このシリンダ６に
取り込んだ掘削土砂２を排土管５に押し込むための押出
しピストン９とを有している。その土砂圧送ポンプ４
は、例えば、特開昭５９ー５１１７１号公報に示されて
いるように従来公知のものであるので、その構成につい
ては概要を説明すると、この従来例では、シリンダ６
は、中空のピストンロッド７とその先端側に設けた中空
管８とからなり、先導体３に取り付けたケーシング４ａ
内にピストンロッド７が摺動自在に納められている。こ
のシリンダ６は、ポート１１ａからそのボトム側油室１
０ａに圧油を供給すると、ケーシング４ａ内から排土管
５に向かって突出して排土管５に接続され、その際、シ
リンダ６のロッド側油室１０ｂの圧油がポート１１ｂか
ら排出されるようになっている。また、シリンダ６のロ
ッド側油室１０ｂに圧油を供給すると、シリンダ６が排
土管５から離れるようにケーシング４ａ内に没入し、そ
の際、シリンダ６のボトム側油室１０ａの圧油がポート
１１ａから排出されるようになっている。すなわち、シ
リンダ６は、油圧により駆動されてケーシング４ａから
出没するテレスコピック式のシリンダとなっている。一
方、押出しピストン９は、シリンダ６内に摺動自在に納
められており、シリンダ６がケーシング４ａ内から突出
して前記のように排土管５に接続されると、シリンダ６
のボトム側油室１０ａを押し出しピストン９のボトム側
油室１０ｃに連通する油圧通路が開放されるようになっ
ている。したがって、このような状態において、ポート
１１ａからシリンダ６のボトム側油室１０ａに圧油を供
給し続けると、この圧油は、そのボトム側油室１０ａを
経由して今度は押出しピストン９のボトム側油室１０ｃ
に供給され、押出しピストン９が排土管５に向かってシ
リンダ６内を前進移動して排土管の入口側開口部に到達
する。その際、押出しピストン９のロッド側油室１０ｄ
の圧油がポート１１ｂから排出されるようになってい
る。また、こうして押出しピストン９が前進移動した状
態において、ポート１１ｂからシリンダ６のロッド側油
室１０ｂに圧油を供給することによりシリンダ６がケー
シング４ａ内に完全に没入すると、そのロッド側油室１
０ｂの圧油が押出しピストン９のロッド側油室１０ｄに
供給されて、押出しピストン９が排土管５から離れるよ
うにシリンダ６内を後退移動し、その際、押出しピスト
ン９のボトム側油室１０ｃの圧油がポート１１ａから排
出されるようになっている。なお、以上説明した土砂圧
送ポンプの詳細については、前述した特開昭５９ー５１
１７１号公報を参照されたい。

【０００７】従来例の管推進機用土砂圧送装置は、この
ように構成されているので、いま、ポート１１ａからそ
のボトム側油室１０ａに圧油を供給すると、図５（ａ）
に示すように、シリンダ６がケーシング４ａ内から排土
管５に向かって突出し、やがて、図５（ｂ）に示すよう
に排土管５に当接して接続される。この間、シリンダ６
の中空管８は、土砂溜め部１５に溜っている掘削土砂２
をその中空部内に取り込む。次に、この図５（ｂ）の状
態においてポート１１ａからそのボトム側油室１０ａに
圧油を引き続き供給すると、そのボトム側油室１０ａを
押し出しピストン９のボトム側油室１０ｃに連通する油
圧通路が開放されているので、そのボトム側油室１０ａ
の圧油が押出しピストン９のボトム側油室１０ｃに供給
されて、押出しピストン９が排土管５に接近するように
シリンダ６内を前進移動し、やがて、図５（ｃ）に示す
ように排土管５の入口側開口部の位置まで移動する。こ
の間、押出しピストン９の頭部は、前記の中空管８内に
取り込まれた掘削土砂２を排土管５内に押し込んで圧送
する。こうして土砂溜め部１５内の掘削土砂２を排土管
５内に圧送した後は、今度は、ポート１１ｂからシリン
ダ６のロッド側油室１０ｂに圧油を供給してシリンダ６
を図５（ｄ）に示すようにケーシング４ａ内に完全に没
入させる。こうした状態においてそのロッド側油室１０
ｂに圧油を供給し続けると、図５（ｅ）に示すように、
その圧油が押出しピストン９のロッド側油室１０ｄに供
給されて押出しピストン９がシリンダ６内を後退移動し
て完全に後退し、掘削土砂の圧送動作の１サイクルを終
了する。従来例の管推進機用土砂圧送装置は、土砂溜め
部１５内に取り込まれた掘削土砂２を、こうした一連の
動作を繰り返すことにより排土管５を通じて地上に圧送
し排出する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした管
推進機用土砂圧送装置においては、大きな礫が土砂取込
口１２から土砂溜め部１５内に取り込まれ、これが圧送
ポンプ４で排土管５内に押し込まれると、排土管５を閉
塞させる危惧がある。こうしたことから、従来例の管推
進機用土砂圧送装置では、所定の大きさ以上の礫が土砂
溜め部１５内に侵入するのを防止するための礫進入防止
用のスリット（後述の図１や図２に図示されているスリ
ット１３と同様のもの）を土砂取込口１２に設けてい
る。しかしながら、このように、土砂取込口１２にこう
したスリットを設けた場合、このスリットの間隔に略等
しい礫が取り込まれようとした際、その礫がスリットに
引っ掛かる。また、このスリットには、粘性の高い泥土
化した掘削土砂が取り込まれようとした際もその掘削土
砂が付着して詰まることがある。そして、このように泥
土化した掘削土砂や礫がスリットに詰まったり引っ掛か
ったりした場合、土砂取込口１２を塞いで土砂圧送能力
を低下させることとなる。

【０００９】本発明は、このような従来の技術にみられ
る問題を解消し、泥土化した掘削土砂や礫がスリットに
詰まったり引っ掛かったりするのを防ぐことのできる管
推進機用土砂圧送装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のこのような目的
は、「礫進入防止用のスリットが設けられ管推進装置に
より掘削された掘削土砂を取り込むための土砂取込口
と、排土管の入口側開口部に隣接して設けられ掘削土砂
を一時的に溜めるための土砂溜め部と、この土砂溜め部
内に溜められた掘削土砂を突出時に取り込んで排土管に
接続される出没するシリンダ及びこのシリンダに取り込
んだ土砂を排土管に押し込むためのピストンを有する土
砂圧送ポンプとを備えた管推進機用土砂圧送装置におい
て、スリットの閉塞物を除去するための突起部材をシリ
ンダの出没により往復運動させるように設けた」ことを
特徴とする特許請求の範囲の請求項１に記載されている
とおりの管推進機用土砂圧送装置により達成される。

【００１１】

【作用】本発明の管推進機用土砂圧送装置は、このよう
な構成を備えているので、土砂取込口から取り込まれて
土砂溜め部に溜められた掘削土砂を、土砂圧送ポンプを
駆動して地上に圧送すると、この土砂圧送ポンプのシリ
ンダに取り付けられている突起部材は、同ポンプの駆動
によるシリンダの出没に伴って土砂取込口のスリット内
を往復運動する。そのため、土砂取込口から掘削土砂を
取込む過程で、泥土化した掘削土砂や礫がスリットに詰
まったり引っ掛かったりしても、こうした閉塞物はスリ
ット内を往復運動する突起部材により取り除かれる。ま
た、こうした過程で取り込まれる泥土化した掘削土砂
を、スリット内を往復運動する突起部材により撹拌する
ため、その掘削土砂のスラリー化を促進させることも可
能となる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図３に基づいて説
明する。図１は、本発明の第１実施例の管推進機用土砂
圧送装置の部分を概略的に表す小口径管推進機の底面
図、図２は、本発明の第１実施例の管推進機用土砂圧送
装置の部分を概略的に表す小口径管推進機の縦断面図、
図３は、本発明の第２実施例の管推進機用土砂圧送装置
の部分を概略的に表す図２と同様の図である。図１乃至
図３において、図４乃至図５と同一の符号を付けた部分
は、これらの図面と同等の部分を表しているので、説明
の重複を避けるため詳述しない。

【００１３】本発明の各実施例の管推進機用土砂圧送装
置は、従来例のものと同様、礫進入防止用のスリット１
３が設けられ管推進装置により掘削された掘削土砂２を
取り込むための土砂取込口１２と、排土管５の入口側開
口部に隣接して設けられ掘削土砂２を一時的に溜めるた
めの土砂溜め部１５と、先導体３に設置され掘削土砂２
を排土管５を通じて地上に圧送、排出するための土砂圧
送ポンプ４とを備えている。この土砂圧送ポンプ４は、
中空のピストンロッド７とその先端側に設けた中空管８
とからなり土砂溜め部１５内の掘削土砂２を突出時に取
り込んで排土管５に接続される油圧駆動により出没する
テレスコピック式のシリンダ６と、このシリンダ６内に
摺動自在に納められシリンダ６に取り込んだ掘削土砂２
を排土管５に押し込むための押出しピストン９とを有し
ていて、土砂圧送ポンプの構造自体も従来例のものと変
わりはない。本発明の各実施例の管推進機用土砂圧送装
置は、スリット１３に詰まったり引っ掛かったりするス
リット１３の閉塞物を除去するための手段に特徴がある
ので、本発明の各実施例については、こうした手段に関
連する事項について詳述する。

【００１４】図１乃至図３において、１３は、土砂取込
口１２に設けられた礫進入防止用のスリットで、所定サ
イズ以上の礫が土砂取込口１２を経由して土砂溜め部１
５に進入し、土砂圧送ポンプ４により排土管５に押し込
まれて排土管５を閉塞するのを防止するためのものであ
る。このスリット１３は、先導体３後方の底部側の壁体
に形成された土砂取込口１２の開口に、シリンダ６の移
動方向であるＸ軸方向と平行に、所定間隔で多数のロッ
ド１３ａを架け渡すことにより形成されている。このロ
ッド１３ａは、本実施例では３０ｍｍ程度の間隔で架け
渡されている。１４は、スリット１３に詰まったり引っ
掛かったりする泥土化した掘削土砂や礫のようなスリッ
トの閉塞物を除去するための突起部材である。実施例で
は、この突起部材１４は、土砂取込口１２に設けられた
多数のスリット１３に対応して多数設けられて各スリッ
ト１３内に位置させ、中空管８における排土管５側の端
部に取り付けられている。すなわち、各突起部材１４
は、シリンダ６の出没によりスリット１３内の略全長を
Ｘ軸方向に往復運動するようにシリンダ６と連動するよ
う設けられている。なお、図３に示す第２実施例の管推
進機用土砂圧送装置では、突起部材１４の往復運動方向
の両面に特にテーパが付けられて縦断面略三角形に形成
されており、そのテーパ面で移動方向前方のスリットの
閉塞物を、地山側に積極的に押し出すことができるよう
にしている。

【００１５】本実施例の管推進機用土砂圧送装置は、以
上のような構成を備えているので、土砂取込口１２から
取り込まれて土砂溜め部１５に溜められた掘削土砂２
を、土砂圧送ポンプ４を駆動して地上に圧送、排出する
と、シリンダ６の中空管８に取り付けられている突起部
材１４は、土砂圧送ポンプ４の駆動によるシリンダ６の
出没に伴って、土砂取込口１２のスリット１３内をＸ軸
方向に往復運動する。そのため、土砂取込口１２から掘
削土砂２を取り込む過程で泥土化した掘削土砂や礫がス
リット１３に詰まったり引っ掛かったりしても、こうし
た閉塞物は、スリット１３内を往復運動する突起部材１
４により取り除かれる。したがって、本実施例の装置に
よれば、従来例の装置のように閉塞物が土砂取込口１２
を塞いで土砂圧送能力を低下させるようなことはない。
しかも、本実施例の装置では、土砂取込口１２から取り
込まれる泥土化した掘削土砂を、スリット１３内を往復
運動する突起部材１４により撹拌して、その掘削土砂の
スラリー化を促進させることもできるから、単に土砂圧
送能力の低下を防ぐということだけにとどまらず、更に
進めて土砂圧送能力の向上に資することもできる。ま
た、突起部材１４を特に図３の第２実施例のような形状
のものにすれば、スリットの閉塞物を、突起部材１４で
地山側に積極的に押し出すことができ、その閉塞物のス
リット１３からの除去を一層円滑に行うことができる。

【００１６】実施例では、土砂圧送ポンプ４を先導体３
に１台設置した例しか示していないが、こうしたポンプ
４を複数台設置して位相をずらして交互に駆動するよう
にするようにすることも考えられ、本発明は、こうした
方式を用いた管推進機用土砂圧送装置にも当然適用でき
る。その場合、突起部材１４の全てを、複数台の土砂圧
送ポンプ４のシリンダ６の一つとだけ連動して往復運動
させるようにしてもよく、また、そのシリンダ６の全て
を利用して、各突起部材１４をそれらシリンダ６の適宜
のものと連動して往復運動させるようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、特許請求の範囲の請求項１に記載されている構成、
特に、「スリットの閉塞物を除去するための突起部材を
シリンダの出没により往復運動させるように設けた」構
成を備えているので、泥土化した掘削土砂や礫がスリッ
トに詰まったり引っ掛かったりするのを防ぐことのでき
る管推進機用土砂圧送装置を得ることができ、従来例の
装置のようにスリットの閉塞物が土砂取込口を塞いで土
砂圧送能力を低下させるようなことはない。しかも、土
砂取込口から取り込まれる泥土化した掘削土砂を、スリ
ット内を往復運動する突起部材により撹拌して、その掘
削土砂のスラリー化を促進させることもできるから、単
に土砂圧送能力の低下を防ぐだけにとどまらず、更に進
めて土砂圧送能力を向上させることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の管推進機用土砂圧送装置
の部分を概略的に表す小口径管推進機の底面図である。

【図２】本発明の第１実施例の管推進機用土砂圧送装置
の部分を概略的に表す小口径管推進機の縦断面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例の管推進機用土砂圧送装置
の部分を概略的に表す図２と同様の図である。

【図４】従来用いられていた小口径管推進機の概要を示
す縦断面図である。

【図５】土砂圧送ポンプの作動を説明するための従来例
の管推進機用土砂圧送装置の概要を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 管推進装置の先導体 ４ 土砂圧送ポンプ ５ 排土管 ６ シリンダ ７ シリンダのピストンロッド ８ シリンダの中空管 ９ 押出しピストン １２ 土砂取込口 １３ 土砂取込口のスリット １３ａ ロッド １４ 突起部材 １５ 土砂溜め部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 礫進入防止用のスリットが設けられ管推
   進装置により掘削された掘削土砂を取り込むための土砂
   取込口と、排土管の入口側開口部に隣接して設けられ掘
   削土砂を一時的に溜めるための土砂溜め部と、この土砂
   溜め部内に溜められた掘削土砂を突出時に取り込んで排
   土管に接続される出没するシリンダ及びこのシリンダに
   取り込んだ土砂を排土管に押し込むためのピストンを有
   する土砂圧送ポンプとを備えた管推進機用土砂圧送装置
   において、スリットの閉塞物を除去するための突起部材
   をシリンダの出没により往復運動させるように設けたこ
   とを特徴とする管推進機用土砂圧送装置。
2. 【請求項２】 スリットの閉塞物を除去するための突起
   部材に対し、その往復運動方向の面にテーパを付けるこ
   とによりスリットの閉塞物を地山側に押し出すことがで
   きるようにしたことを特徴とする請求項１の管推進機用
   土砂圧送装置。