JPH1061381A - 掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下水圧の高い場所であっても使用すること
のできるオーガー方式の掘削装置を提供することを課題
とする。 【解決手段】 掘削装置１１を、オーガースクリュー１
２と、オーガースクリュー１２によって掘削された孔内
に押し込まれる推進管３と、推進管３を推進させるジャ
ッキ５と、推進管３の後端部に設けられて推進管３内を
送られてきた土砂と地下水とを密封する密封室１７と、
この密封室１７に設けられた開閉バルブ１９とを備える
構成とした。さらに、オーガースクリュー１２を後退可
能として、その軸１２ａには先導管４のテーパ部４ａに
はまり込むシールリング１５を備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば小口径のパ
イロットトンネル等のトンネルを推進工法で構築すると
きに用いて好適な掘削装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、トンネルの構築にあたっ
て、小口径のパイロットトンネルを先行構築することが
ある。例えば直径１５０〜２５０ｍｍといった小口径の
パイロットトンネルを構築するには、従来より、地山を
掘削して孔を形成しつつここに管体をジャッキで推進さ
せる工法、いわゆる推進工法が用いられており、中でも
適用土質範囲が広いオーガー方式が多用されている。

【０００３】図３に示すように、このようなオーガー方
式の掘削装置１は、オーガースクリュー２と、鋼製また
は塩化ビニール製等からなる推進管３と、推進管３の前
端部に接続された先導管４と、推進管３を前方に推進さ
せるジャッキ５とから概略構成されている。

【０００４】オーガースクリュー２の軸２ａには、その
外周面に土砂を後方に送るためのスクリュー翼７が一体
に形成されている。スクリュー翼７は、オーガースクリ
ュー２の前端部においてはその径が漸次縮小し、中間部
から後端部にかけてはその径が一定とされた構成となっ
ている。そして、このスクリュー翼７の前端には、地山
を撹拌する撹拌ビット８が一体に備えられている。そし
て、このオーガースクリュー２は、軸２ａの後端部が駆
動軸９に接続されて、図示しない駆動機構によって回転
駆動されるようになっている。

【０００５】推進管３は、内部に筒状のケーシング１０
が設けられた二重構造となっており、このケーシング１
０内にオーガースクリュー２が挿通されている。先導管
４は、外径が推進管３と略同じで、その内周面にはテー
パ部４ａが形成され、内径が前方から後方に向けて漸次
縮小してケーシング１０の内径と略同じとなるようにな
っている。ジャッキ５は、発進立坑（図示なし）内等に
設置されており、推進管３の後端部を押すことによって
これを推進させるようになっている。

【０００６】このような掘削装置１では、図示しない駆
動機構によって駆動軸９を介してオーガースクリュー２
を回転駆動させることによって、撹拌ビット８で地山を
撹拌し、撹拌した土砂をスクリュー翼７でケーシング１
０内を通して後方に送るようになっている。そして、ケ
ーシング１０内を通って送られた土砂は、その後端部か
ら発進立坑内等に排出されるようになっている（図３中
矢印）。

【０００７】このようにしてオーガースクリュー２で地
山を掘削しつつ、そこに先導管４および推進管３をジャ
ッキ５で押し込んでいき、推進管３を順次接続して延長
することによって、小口径のトンネルを構築するように
なっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の掘削装置には、以下のような問題が存在
する。掘削装置１では、前方の地山側と後方の発進立坑
内とが、先導管４および推進管３内のケーシング１０を
介して連通した構造となっている。このため、大深度の
地下や，河川の下，海底の下等、地下水圧の高い場所で
は、土砂や地下水が先導管４およびケーシング１０を通
って後方に噴出してしまう。また、施工の進捗にともな
って推進管３を延長するために新たな推進管３を接続す
るに際しても、同様の問題が生じる。したがって上記オ
ーガー方式の掘削装置１は、このような地下水圧の高い
場所にパイロットトンネル等を構築するに際しては用い
ることができなかった。本発明は、以上のような点を考
慮してなされたもので、地下水圧の高い場所であっても
使用することのできるオーガー方式の掘削装置を提供す
ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
地山を撹拌しつつ土砂を後方に送るオーガースクリュー
と、該オーガースクリューが貫通し、該オーガースクリ
ューによって掘削された孔内に押し込まれる推進管と、
該推進管の後方に備えられて該推進管を推進させるジャ
ッキとが備えられてなり、前記推進管の後端部には、前
記オーガースクリューによって前記推進管内を送られて
きた土砂を密封する密封室が接続され、該密封室には開
閉可能な開閉バルブが備えられていることを特徴として
いる。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の掘
削装置において、前記推進管の前端部には先導管が設け
られ、該先導管にはその内径が前方に向けて漸次大きく
なるテーパ部が形成されてなり、前記オーガースクリュ
ーが後退可能とされるとともに、該オーガースクリュー
にはシールリングが備えられて、該オーガースクリュー
が後退したときには前記シールリングが前記先導管のテ
ーパ部にはまり込む構成とされていることを特徴として
いる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る掘削装置の実
施の形態の一例を、図１および図２を参照して説明す
る。以下の説明において、従来例として示した図３と共
通する部分については同符号を付し、その説明を省略す
る。

【００１２】図１に示すように、掘削装置１１は、オー
ガースクリュー１２と、鋼製または塩化ビニール製等か
らなる推進管３と、推進管３の前端部に接続された先導
管４と、推進管３を前方に推進させるジャッキ５とから
概略構成されている。

【００１３】オーガースクリュー１２は、軸１２ａの外
周面に土砂を後方に送るためのスクリュー翼７が一体に
形成されている。スクリュー翼７は、前端に地山を撹拌
する撹拌ビット８が備えられるとともに、前端部におい
てその径が漸次縮小し、中間部から後端部にかけて一定
径となるよう形成されている。このオーガースクリュー
１２は、軸１２ａの後端部が駆動軸１３に着脱自在に接
続され、図示しない駆動機構によって回転駆動されるよ
うになっている。そして、駆動軸１３を取り外せば、オ
ーガースクリュー１２は先導管４およびケーシング１０
内で一定寸法後退可能となっている。

【００１４】オーガースクリュー１２の軸１２ａには、
その前端部の所定位置に、例えばゴム製のシールリング
１５が装着されている。図２に示すように、シールリン
グ１５は、オーガースクリュー１２を後退させると先導
管４のテーパ部４ａにはまり込み、ここを密封するよう
になっている。また、図１に示したように、オーガース
クリュー１２を前進させた状態では、シールリング１５
と先導管４のテーパ部４ａとの間に隙間が形成され、こ
こから土砂を後方に送ることができるようになってい
る。

【００１５】推進管３の後端部には、推進管３とケーシ
ング１０とを一体化する円盤状のジョイントプレート１
６が設けられている。このジョイントプレート１６には
その中心部にケーシング１０の内径と略同径の貫通孔１
６ａが形成されている。

【００１６】このジョイントプレート１６の後面側には
密封室１７が設けられている。密封室１７は、推進管３
の外径と略同径の円筒状で、その前端側がプレート１６
に接合され、後端側が円盤状の塞ぎ板１７ａによって塞
がれている。この塞ぎ板１７ａの中心部には軸孔１７ｂ
が形成されており、ここに、密封室１７内でオーガース
クリュー１２の軸１２ａに接続された駆動軸１３を貫通
させるようになっている。この軸孔１７ｂにはシール材
１８が備えられており、駆動軸１３と軸孔１７ｂとの間
をシールするようになっている。

【００１７】さらに、密封室１７には、例えばその下面
側に開閉可能でかつ止水機能を有した開閉バルブ１９が
設けられている。この開閉バルブ１９が閉じた状態で
は、密封室１７は、ケーシング１０側を除き、密封され
た状態となる。

【００１８】ジャッキ５は、発進立坑（図示なし）内等
に設置されており、密封室１７の後端部を押すことによ
って推進管３を推進させるようになっている。

【００１９】このような掘削装置１１では、図示しない
駆動機構で駆動軸１３を介してオーガースクリュー１２
を回転駆動させることによって、撹拌ビット８で地山を
撹拌し、撹拌した土砂と地下水とをスクリュー翼７でケ
ーシング１０内を通して後方の密封室１７に送るように
なっている。密封室１７内に送り込まれた土砂と地下水
は、開閉バルブ１９を開けない限り密封室１７内に密封
されている。そして、開閉バルブ１９を開けば、密封室
１７内の土砂と地下水とを排出することができる（図１
中矢印）。このとき、前方の先導管４側からの地下水圧
が高ければ、開閉バルブ１９の開き具合を調整すればよ
い。

【００２０】そして、オーガースクリュー１２で地山に
孔を形成しつつ、この孔に推進管３を後方のジャッキ５
で押し込んでいく。そして、施工の進捗にともなって、
推進管３を延長するには、その後端側に一定長の新たな
推進管３を接続する。このときには、ジョイントプレー
ト１６から密封室１７を取り外した後、この密封室１７
を後退させてオーガースクリュー１２と駆動軸１３との
接続部を露出させ、これらの接続を切り離す。この後、
図２に示したように、オーガースクリュー１２を後退さ
せてシールリング１５を先導管４のテーパ部４ａに押し
付けて、前方から地下水が推進管３内に進入するのを防
止する。そして、この状態で、オーガースクリュー１２
および新たな推進管３の接続・延長作業を行う。

【００２１】この後、上記オーガースクリュー１２で地
山を掘進しつつ、ここに推進管３を押し込んでいくこと
によって所定長のパイロットトンネルを構築していく。

【００２２】上述した掘削装置１１では、オーガースク
リュー１２と、オーガースクリュー１２によって掘削さ
れた孔内に押し込まれる推進管３と、推進管３を推進さ
せるジャッキ５とが備えられ、推進管３の後端部には推
進管３内を送られてきた土砂と地下水とを密封する密封
室１７が設けられ、この密封室１７には開閉可能な開閉
バルブ１９が設けられた構成となっている。これによ
り、オーガースクリュー１２によって密封室１７内に送
り込まれた土砂と地下水は、開閉バルブ１９を開けない
限り密封室１７内に密封され、開閉バルブ１９を開け
ば、密封室１７内の土砂と地下水とを排出することがで
きる。このとき、前方の先導管４側からの地下水圧が高
ければ、開閉バルブ１９の開き具合を調整すればよい。
このようにして、開閉バルブ１９を操作することによっ
て、前方の地山からの地下水圧が高い場合であっても、
排土時に高圧の水による土砂および地下水の後方への噴
出を防止することができる。また、推進管３の前端部に
先導管４が設けられ、この先導管４にはテーパ部４ａが
形成されるとともに、オーガースクリュー１２が後退可
能とされて、その軸１２ａにはテーパ部４ａにはまり込
むシールリング１５が備えられた構成となっている。こ
れにより、施工の進捗にともなう推進管３の延長接続時
には、オーガースクリュー１２を後退させてシールリン
グ１５をテーパ部４ａにはめ込むことによって、推進管
３内への前方からの地下水の進入を防止することがで
き、推進管３の接続作業を安全かつ円滑に行うことがで
きる。したがって、従来の掘削装置では用いることので
きなかった、大深度の地下，河川の下，海底の下等の地
下水圧の高い場所においても、オーガー方式の掘削装置
１１をパイロットトンネルの構築に用いることが可能と
なる。

【００２３】なお、上記実施の形態において、掘削装置
１１で例えば直径１５０〜２５０ｍｍ程度のパイロット
トンネルを構築する例を用いたが、もちろん、構築する
トンネルの径については上記の例に限定するものではな
く、大口径のものであっても良い。さらに、推進管３と
して、水道用あるいはガス用等の管体を用いれば、水道
管やガス管等の管路の布設にも上記掘削装置１１を用い
ることが可能である。また、上記実施の形態において、
前方からの地下水圧が高い場合に、オーガースクリュー
１２を後退させてシールリング１５でオーガースクリュ
ー１２と先導管４との隙間を閉じておき、この状態で密
封室１７の開閉バルブ１９を開くようにしても良い。こ
れにより、土砂の噴出をより一層効果的に防止すること
が可能となる。さらに、開閉バルブ１９には土砂および
地下水の排出用のホースや配管を接続しておくようにし
ても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る掘
削装置によれば、オーガースクリューと、該オーガース
クリューによって掘削された孔内に押し込まれる推進管
と、推進管を推進させるジャッキとを備え、推進管の後
端部に、推進管内を送られてきた土砂を密封する密封室
を接続し、密封室に開閉可能な開閉バルブを備えた構成
となっている。これにより、オーガースクリューによっ
て密封室内に送り込まれた土砂と地下水とを開閉バルブ
を開けない限り密封室内に密封しておくことができ、ま
た開閉バルブを開けば密封室内の土砂と地下水とを排出
することができる。このとき、開閉バルブを操作するこ
とによって、前方の地山からの地下水圧が高い場合であ
っても、排土時における高圧の水による土砂および水の
後方への噴出を防止することができる。したがって、大
深度の地下，河川の下，海底の下等の地下水圧の高い場
所においても、オーガー方式の掘削装置を用いることが
可能となる。

【００２５】請求項２に係る掘削装置によれば、推進管
の前端部にテーパ部を有した先導管を設け、オーガース
クリューが後退可能とされるとともに、オーガースクリ
ューにシールリングを備えて、オーガースクリューが後
退したときにはシールリングが先導管のテーパ部にはま
り込む構成となっている。これにより、施工の進捗にと
もなう推進管の延長接続時には、オーガースクリューを
後退させてシールリングをテーパ部にはめ込むことによ
って、推進管内への前方からの地下水の進入を防止する
ことができ、推進管の接続作業を安全かつ円滑に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る掘削装置の一例を示す側断面図
である。

【図２】 同掘削装置においてオーガースクリューを後
退させた状態を示す側断面図である。

【図３】 従来の掘削装置の一例を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 推進管 ４ 先導管 ４ａ テーパ部 １２ オーガースクリュー １５ シールリング １７ 密封室 １９ 開閉バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地山を撹拌しつつ土砂を後方に送るオー
   ガースクリューと、該オーガースクリューが貫通し、該
   オーガースクリューによって掘削された孔内に押し込ま
   れる推進管と、該推進管の後方に備えられて該推進管を
   推進させるジャッキとが備えられてなり、前記推進管の
   後端部には、前記オーガースクリューによって前記推進
   管内を送られてきた土砂を密封する密封室が接続され、
   該密封室には開閉可能な開閉バルブが備えられているこ
   とを特徴とする掘削装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の掘削装置において、前記
   推進管の前端部には先導管が設けられ、該先導管にはそ
   の内径が前方に向けて漸次大きくなるテーパ部が形成さ
   れてなり、前記オーガースクリューが後退可能とされる
   とともに、該オーガースクリューにはシールリングが備
   えられて、該オーガースクリューが後退したときには前
   記シールリングが前記先導管のテーパ部にはまり込む構
   成とされていることを特徴とする掘削装置。