JPH0932474A - 立坑の推進用坑口の切開装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立坑用のケーシングに推進掘削用の坑口を開
ける施工において、薄肉のケーシングであっても安全に
しかも簡単に坑口を開ける切開装置を提供すること。 【解決手段】 ケーシングを縦方向に配列して立坑を構
築し、これらのケーシングの周壁に推進用の坑口を開け
る施工に用いる切開装置のいて、ケーシング内をその半
径方向に移動可能に駆動源に連接された切開ヘッドに、
ケーシングへの圧入によってこれを切開可能なカッター
と、このカッター部分に外挿されこのカッターの前進動
作によって坑口に没入可能な快削性のコーンと、このコ
ーンの外周に取り付けられ坑口周りのケーシングの内周
壁に密着する止水リングと、この止水リングをコーンと
ともにケーシングの内周側に拘束固定するリテーナリン
グとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば下水道設
備や各種の配線ケーブル等の地中埋設工事において立坑
に推進掘削機用の坑口を開けるための切開装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】地中管などの推進工事に際しては、ケー
シング工法によって立坑を掘削し、この立坑の内部でケ
ーシングに坑口を開け、推進掘削機をこの坑口から地中
に向けて推進させることで掘削工事が行われる。

【０００３】このようなケーシングに坑口を開ける作業
では、土砂及び地下水が坑口から立坑の中に入り込むこ
とがないようにすることが、推進掘削機の設置のために
は非常に重要である。このような坑口を開ける作業とし
ては、たとえば、特公昭５１−１１４０４号公報に記載
されているように、パッキンボックスをケーシングの内
壁に装着し、このパッキンボックスを推進掘削機が貫通
することにより立坑内に土砂や水が浸入することを防ぐ
方法がある。

【０００４】また、このような推進坑口を設ける方法は
他にも各種のものがあるが、その基本はパッキンボック
スを取り付けるためにケーシングを切開する際に、ケー
シング内への土砂及び地下水の流入がないように薬液注
入やその他の工夫をして施工が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】立坑の施工に際して
は、ケーシングの肉厚を小さくしたものがその取扱いや
施工性がよいことから、近来になって多用されるように
なった。この薄肉のケーシングは、たとえばライナプレ
ートのように強度を補償するためにコルゲート化したも
のも利用されている。

【０００６】このような薄肉のケーシングを利用するも
のでは、パッキンボックスを溶接法によってケーシング
の内壁に固定することは難しい。また、ケーシングがコ
ルゲート化されたものでは、このような固定作業は更に
困難さを増す。このため、装着のための専用の治具等を
必要としたり、特殊なボルトを利用したりするので、施
工作業も煩雑になる。

【０００７】また、坑口開けの作業の前に地中に薬液を
注入して地山の地盤改良を行ない、土砂や地下水の流入
を防いでいく施工では、大量の薬液の注入が必要になる
ため、大掛かりな装置を付帯することになり、注入薬液
の効果も経時劣化するため坑口切り開けの時間的な制約
も受ける。また、薄肉のケーシングでは開口部に強度不
足を生じたり変形したりして、安全性の確保にも問題が
ある。

【０００８】本発明において解決すべき課題は、薄肉の
ケーシングであっても安全にしかも簡単に坑口を開ける
切開装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ケーシングを
縦方向に配列して立坑を構築し、前記ケーシングの周壁
に推進用の坑口を開ける施工に用いる切開装置であっ
て、前記ケーシング内をその半径方向に移動可能に駆動
源に連接された切開ヘッドに、前記ケーシングへの圧入
によってこれを切開可能なカッターと、該カッター部分
に外挿され該カッターの前進動作によって前記坑口に没
入可能な快削性のコーンと、該コーンの外周に取り付け
られ前記坑口周りの前記ケーシングの内周壁に密着する
止水リングと、前該止水リングを前記コーンとともに前
記ケーシングの内周側に拘束固定するリテーナリングと
を備えてなることを特徴とする。

【００１０】なお、切開ヘッドは、カッター部分から薬
液を地盤中に注入するための薬液放出口を備えたものと
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】立坑用のケーシング内をその半径
方向に移動可能な切開ヘッドの移動によって、その先端
のカッターがケーシングを突き破ると同時にコーンがこ
の突き破った部分にはまり込む。そして、このコーンは
止水リングと共にリテーナリングによってケーシングの
内周壁に拘束保持され、止水リングによって外部からの
地下水の流入が防止される。したがって、ケーシングの
坑口開けの作業が全て機械的に行われ、作業時間の短縮
化が図れる。

【００１２】また、切開ヘッドに薬液の注入構造を持た
せるようにすれば、推進機でコーンを切削破壊すること
で、このコーンを坑口から排除でき、土砂や地下水の流
入を伴うことなくケーシングに坑口を開けることができ
る。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の切開装置をケーシング内にセ
ットしたときの概略図である。

【００１４】図において、地中Ｇに打設されたケーシン
グ１の内部であって推進掘削するレベルに相当する位置
に切開装置Ａが設置されている。この切開装置Ａはケー
シング１の内周壁に拡張して固定可能な環状のバンド２
によって保持されたものである。

【００１５】バンド２はその径を変更可能な構成として
おき、ケーシング１内外への出し入れを可能とすると共
にたとえばトッグル機構等によってその外周をケーシン
グ１の内周面に強固に押し当てて自身の固定を可能とし
たものである。そして、バンド２の周壁には施工する坑
口の径にほぼ等しい円形の通し孔２ａを開けている。

【００１６】切開装置Ａは、バンド２に着脱自在に基端
を連結した油圧式のシリンダ３，このシリンダ３のロッ
ド３ａに連接した切開ヘッド４及びこの切開ヘッド４の
先端に配置したコーン５を備え、更にこのコーン５の周
りに止水リング６を設けたものである。

【００１７】図２は切開ヘッド４の詳細であって、同図
の（ａ）は側面図、同図の（ｂ）は先端側から見た斜視
図である。

【００１８】切開ヘッド４は、シリンダ３のロッド３ａ
に同軸上に連結される中空のスリーブ４ａの先端に同様
に中空の支軸４ｂを備え、これらのスリーブ４ａと支軸
４ｂとの間にプッシャプレート４ｃを配置したものであ
る。そして、支軸４ｂの先端には先細りする形状の複数
のカッター４ｄを配置すると共に、支軸４ｂの周りには
プッシャプレート４ｃに後端が突き当たる軸線長さの切
開羽根４ｅを設けている。また、切開ヘッド４は打設後
のケーシング１の周りに薬液を注入するため、スリーブ
４ａの周面には地上からの薬液注入用ホース（図示せ
ず）に接続されるカプラー４ｆを設け、支軸４ｂの先端
にこのカプラー４ｆからの流路に連通する薬液放出口４
ｇを開ける。

【００１９】図３はコーン５の詳細であって、同時の
（ａ）は軸線方向に見た縦断面図、同図の（ｂ）は軸線
方向に切った縦断面図、同図の（ｃ）は斜視図である。

【００２０】コーン５は、発泡スチロールまたは発泡コ
ンクリート等の快削材を素材とし、基端側を切開ヘッド
４のプッシャプレート４ｃに突き当て可能な環状断面と
すると共に先端側に向けて先細りさせた形状を持つ。そ
して、コーン５の先端には切開ヘッド４の支軸４ｂの先
端が貫通する内径を持つ通し孔５ａを開けると共に、こ
の通し孔５ａから基端側に向けて切開ヘッド４の切開羽
根４を差し通すためのスリット５ｂを設ける。

【００２１】図４は切開ヘッド４、コーン５及び止水リ
ング６を一体に組み立てたときの詳細であって、同図の
（ａ）は軸線方向に見た正面図、同図の（ｂ）は縦断面
図である。

【００２２】同図の（ｂ）から明らかなように、切開ヘ
ッド４の支軸４ｂの先端側が通し孔５ａから突き出ると
共に切開羽根４ｅがスリット５ｂから同様に前に突き出
ている。そして、止水リング６は、たとえばスポンジゴ
ム等のように体積変化率が大きくて止水性を持つ素材に
よって環状に形成されたものであり、コーン５の基端側
の外周面に外挿して一体に固定されている。

【００２３】図１に戻って、切開ヘッド４のスリーブ４
ａ周りには、ケーシング１の坑口開けの際に止水リング
６をケーシング１の内周に密着させて保持するためのリ
テーナリング７を予め付帯しておく。このリテーナリン
グ７は、図５の（ａ）に示すように、環状のフランジ７
ａにパッキン７ｂを一体に固定したものであり、同図
（ｂ）に示すようにフランジ７ａの一端面をバンド２の
通し孔２ａを包囲する位置に設定してボルト７ｃによっ
てこのバンド２に固定される。なお、このようなリテー
ナリング７のバンド２への固定は、作業者がケーシング
１の中に入って手作業によって行うものとする。

【００２４】以上の構成において、バンド２にセットし
た切開装置Ａのシリンダ３のロッド３ａを図１の状態か
ら前進させることによって、ケーシング１の坑口を開け
る作業を行う。以下、図６以降に示す図面によって作業
要領を順に説明する。

【００２５】図６は図１の状態からシリンダ３のロッド
３ａを少し進出させ、切開ヘッド４のカッター４ｄがケ
ーシング１を突き破って貫通している状態であり、更に
ロッド３ａの進出によって、図７に示すように、切開ヘ
ッド４の切開羽根４ｅがカッター４ｄに続いてケーシン
グ１の周壁を広く押し広げ、この進出動作によって止水
リング６が押し破った坑口１ａ周りのケーシング１の内
周面に突き当たるようになる。そして、図８に示すよう
に、リテーナリング７を図５で説明したように、ボルト
７ｃによってケーシング１に固定し、これによってコー
ン５及び止水リング６を拘束保持する。

【００２６】次いで、図９に示すように、切開ヘッド４
のカプラー４ｆに薬液の供給配管４ｆ−１、４ｆ−２を
接続すると共に、ロッド３ａを少しずつ後退させてい
く。この過程では、コーン５と止水リング６とはリテー
ナリング７によってケーシング１側に拘束されたままで
図示の位置に停止し、切開ヘッド４だけが後退してい
く。そしてこの切開ヘッド４の支軸４ｂの先端に開放し
ている薬液放出口４ｇから薬液が地中に向けて放出され
る。

【００２７】この薬液の主成分の一例としては、たとえ
ば珪酸ソーダと希塩酸があり、時としてモルタル系の材
料も使用されることもある。これらの薬液、坑口１ａ付
近の地山を改良して硬化させ、切開ヘッド４の抜けたボ
イドから漏水することを防ぎコーン５の位置を固定す
る。

【００２８】以上の薬液の注入及び地山の改良の後に
は、ロッド３ａを更に後退させて切開ヘッド４の先端側
をコーン５から抜き取り、シリンダ３の基端をケーシン
グ１から分離して切開装置Ａを地上に回収する。これに
より、ケーシング１内は図１０に示すように、坑口１ａ
にコーン５が差し込まれた状態になり、このコーン５の
先端は薬液注入による地山の改良が施されており、コー
ン５の外周は止水リング７で押さえられている。そし
て、コーン５の内部も含めて薬液注入によって閉塞され
ているので、土砂や地下水のケーシング１内への流れ込
みは阻止され、また坑口１ａの外側からの土圧に対して
もこのコーン５が負荷を支持してその流入を防止してい
る。

【００２９】次いで、ケーシング１の中には図１１に示
すように推進掘削機Ｂをセットする。この推進掘削機Ｂ
はシリンダ８のロッド８ａに先導管９を連接し、この先
導管９の先端には内蔵した駆動装置（図示せず）によっ
て回転可能なカッタ１０を設けたものである。なお、推
進掘削機Ｂのセットに際しては、カッタ１０がコーン５
の背部に対峙しかつ先導管９が坑口１ａと同軸配置とな
るように位置を設定する。

【００３０】この推進掘削機Ｂのセットの後、ロッド８
ａを進出させながらカッタ１０を回転駆動することによ
り、発泡スチロールを素材としたコーン５は図１１及び
図１２に示すように、外周部分だけを残して切削され除
去される。そして、先導管９が図１２の位置まで進め
ば、その周面がリテーナリング７のパッキン７ｂによっ
てシールされ、これにより坑口１ａの外の地山の推進掘
削が可能となる。

【００３１】このように、坑口１ａを開ける作業に際し
て、発泡スチロールを用いたコーン５をケーシング１の
切り開け及び止水と土圧に耐える坑口１ａの壁栓との両
方の目的で利用することができる。このため、ケーシン
グ１の中に人が入って坑口１ａを切り開ける危険な作業
は不要となり、安全作業が確保される。また、ケーシン
グ１が薄肉のものであってもまたコルゲート加工したも
のであっても、パッキンボックス等を溶接等によって固
定したりしないので、ケーシング１を傷めることなく確
実に坑口１ａを開ける作業が効率的に行える。

【００３２】

【発明の効果】本発明では、切開ヘッドの移動によって
その先端のカッターによるケーシングの切開とこれに続
くコーンの進出により坑口をこのコーンによって閉じる
ことができ、しかも止水リングをコーンと共にリテーナ
リングによって固定保持するので地下水等の流入等がな
い安全な作業が行える。また。コーンを快削性素材とし
たことによって、後続の推進掘削機による掘削破壊も簡
単に行われ、立坑の構築から推進掘削までの作業を安全
に効率的に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の切開装置をケーシングの中にセット
したときの概略図である。

【図２】 切開ヘッドの詳細であって、同図の（ａ）
はその側面図、同図の（ｂ）はん前方側から見た斜視図
である。

【図３】 コーンの詳細であって同図の（ａ）は軸線方
向に見た正面図、同図の（ｂ）は軸線方向の縦断面図、
同の（ｃ）は斜視図である。

【図４】 切開ヘッドにコーン及び止水リングを一体に
組み立てた状態であって、同図の（ａ）は軸線方向に見
た正面図、同図の（ｂ）は軸線方向の縦断面図である。

【図５】 リテーナリングの詳細であって、同図の
（ａ）は概略斜視図、同図の（ｂ）はバンドへの固定要
領を示す概略横断面図である。

【図６】 切開ヘッドのカッターによってケーシングに
坑口を開ける初期の工程を示す概略図である。

【図７】 切開ヘッドを更に進出させて切開羽根によっ
てケーシングを突き破る工程を示す概略図である。

【図８】 リテーナリングによってコーン及び止水リン
グをケーシング側に拘束した状態を示す概略図である。

【図９】 コーンから地盤への薬液注入の工程を示す概
略図である。

【図１０】 切開装置が回収された後であってコーンか
ら地盤までの薬液注入による固化過程を示す概略図であ
る。

【図１１】 推進掘削機を導入してコーンの破砕除去の
工程を示す概略図である。

【図１２】 推進掘削機による地盤の推進掘削の初期過
程を示す概略図である。

【符号の説明】

Ａ 切開装置 Ｂ 推進掘削機 １ ケーシング １ａ 坑口 ２ バンド ２ａ 通し孔 ３ シリンダ ４ 切開ヘッド ４ａ スリーブ ４ｂ 支軸 ４ｃ プッシャプレート ４ｄ カッター ４ｅ 切開羽根 ４ｆ カプラー ４ｇ 薬液放出口 ５ コーン ６ 止水リング ７ リテーナリング ８ シリンダ ９ 先導管 １０ カッタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングを縦方向に配列して立坑を構
   築し、前記ケーシングの周壁に推進用の坑口を開ける施
   工に用いる切開装置であって、前記ケーシング内をその
   半径方向に移動可能に駆動源に連接された切開ヘッド
   に、前記ケーシングへの圧入によってこれを切開可能な
   カッターと、該カッター部分に外挿され該カッターの前
   進動作によって前記坑口に没入可能な快削性のコーン
   と、該コーンの外周に取り付けられ前記坑口周りの前記
   ケーシングの内周壁に密着する止水リングと、前該止水
   リングを前記コーンとともに前記ケーシングの内周側に
   拘束固定するリテーナリングとを備えてなる立坑の推進
   用坑口の切開装置。