JPH11141284A

JPH11141284A - 地盤掘削装置

Info

Publication number: JPH11141284A
Application number: JP32543497A
Authority: JP
Inventors: Susumu Nasu; 進那須; Hideo Kido; 英夫城戸; Akio Uraya; 昭夫浦矢; Hisao Yamada; 久雄山田
Original assignee: NANNO CONSTRUCTION CO Ltd; SANEE IND CO Ltd; Yamada Industry Co Ltd; Sanee Industrial Co Ltd
Current assignee: NANNO CONSTRUCTION CO Ltd; SANEE IND CO Ltd; Yamada Industry Co Ltd; Sanee Industrial Co Ltd
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はシールド工法や管推進工法において、
地盤掘削の際発生する泥土を円滑に地上に排出すること
を課題とする。【解決手段】筒体２と、該筒体２前部をチャンバー５と
して区画する遮水壁４と、該チャンバー４前端部に配置
される地盤切削用回転体１５Ａ，１５Ｂと、該地盤切削
用回転体１５Ａ，１５Ｂを駆動せしめる駆動源１９と、
地上から該遮水壁４下部に開口する排泥管３３とからな
る地盤掘削装置１において、該排泥管３３の開口部に隣
接して礫取り室３７を開口せしめ、該排泥管３３を塞ご
うとする礫をガイドネット４５によって排除すると共に
該礫取り室３７にガイドして取入れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシールド工法や管推
進工法等に使用される地盤掘削装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド工法や管推進工法等に等
においては、図１１に示すような地盤掘削装置(1) が使
用されている。該地盤掘削装置(1) は先端がガイドパイ
プ(3)となっている筒体(2) と、該ガイドパイプ(3) 前
部をチャンバー(5) として区画する遮水壁(4) と、該チ
ャンバー(5) 前端部に配置される地盤切削用カッタース
ポーク(6) と、該カッタースポーク(6) を駆動せしめる
モーター(7) と、地上から該遮水壁(4) 下部に開口する
排泥管(8) とからなり、該排泥管(8) の開口部には礫排
除用ネット(9) が張設されている。

【０００３】上記地盤掘削装置(1) を例えば管推進工法
に使用する場合には、該地盤掘削装置(1) をヒューム管
(10)先端に取付け、モーター(7) によってカッタースポ
ーク(6) を回転させつゝヒューム管(10)を介して地盤掘
削装置(1) を推進装置によって前方へ推進し、該地盤掘
削装置(1) のチャンバー(5) 内に地盤を導入し、カッタ
ースポーク(6) で該地盤を切削し、発生した泥土は排泥
管(8) から地上に排出する。この際、泥土中に混じって
いる礫はネット(9) によって排除する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成にあって
は、大きな礫がネット(9) に引っ掛かると排泥管(8) の
開口部が閉塞され、排泥に支障をきたすことがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、筒体(2) と、該筒体(2)
前部をチャンバー(5) として区画する遮水壁(4) と、該
チャンバー(5) 前端部に配置される地盤切削用回転体(1
5A,15B) と、該地盤切削用回転体(15A,15B) を駆動せし
める駆動源(17)と、地上から該遮水壁(4) 下部に開口す
る排泥管(33)および礫取り室(37)とからなり、該排泥管
(33)開口部と該礫取り室(37)開口部(38)とは横方向に並
列されかつ該排泥管(33)開口部よりも該礫取り室(37)開
口部(38)の方が若干後方に位置し、該排泥管(33)開口部
から該礫取り室(37)開口部(38)にかけては該排泥管(33)
開口部を被覆してガイドネット(45)が斜設されており、
更に該礫取り室(37)開口部(38)には開閉蓋(40)が取付け
られている地盤掘削装置(1) を提供し、更に該礫取り室
(37)には礫取出し口(42)が設けられている地盤掘削装置
を提供するものである。

【０００６】

【作用】筒体(2) を地中で推進してチャンバー(5) 内に
地盤Ｇを導入しつゝ駆動源(19)によって地盤切削用回転
体(15A,15B) を回転させ、該地盤Ｇを切削する。発生し
た泥土は排泥管(33)から地上に排出するが、該泥土中に
混じっている礫Ｓはガイドネット(45)によって排除し、
礫取り室(37)の開口部(38)側にガイドする。該礫取り室
(37)の開口部(38)の開閉蓋(40)を適宜開き、上記ガイド
ネット(45)によって排除され礫取り室(37)の開口部(38)
側にガイドされた礫Ｓを該礫取り室(37)内に導入する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図１０
に示す。図１に示す管Ｐはヒューム管、ＦＲＰ管、鋼
管、ボックス状のコンクリート管等であり、該管Ｐの先
端には地盤掘削装置(1) が取付けられている。該地盤掘
削装置(1) において、筒体(2) の先端部分は３６０°首
振り可能なガイド筒(3) とされており、該ガイド筒(3)
はリング(11)を介して該筒体(2) の本体(2A)に取付けら
れており、該ガイド筒(3) は該筒体(2) の本体(2A)とガ
イド筒(3) との間に差渡されている油圧ジャッキ(12)お
よび該油圧ジャッキ(12)に当接する押圧板(13)によって
上下左右に首振りせしめられて管Ｐの圧入方向を制御さ
れるが、該方向を制御するために該ガイド筒(3) にはタ
ーゲット(14)が垂設され、該ターゲット(14)に光を照射
してガイド筒(3) の方向を検出する。

【０００８】該ガイド筒(3) 内には遮水壁(4) が設けら
れており、該遮水壁(4) より前部にはチャンバー(5) が
区画されている。そして該遮水壁(4) には地盤切削用回
転体として先端部に二本のスポーク(15A,15B) が放射状
に差出されている回転軸(16)を回転可能に支持している
軸受(17)が着脱可能に取付けられており、該回転軸(16)
の前面には切刃(18)が着脱可能に取付けられており、そ
して該回転軸(16)は遮水壁(4) に支持されている駆動源
としてのモーター(19)によってギヤ(20,21) を介して回
転せしめられる。

【０００９】該回転軸(16)およびスポーク(15A,15B) 内
には図３に示すようにジェット水路(22,23) が形成され
ており、図３および図４に示すように各スポーク(15A,1
5B)の前面にはジェット水路(23)に連絡しているノズル
(24)の複数個が径に沿って所定間隔で配列して取付けら
れており、更に各スポーク(15A,15B) の先端部の後面に
は夫々ノズル(25)が後方へ差出されている。各スポーク
(15A,15B) の先端部は継ぎ足し部分(15C) となってお
り、該継ぎ足し部分(15C) はボルト(26)、ナット(27)に
よってスポーク(15A,15B) の本体に着脱可能に取付けら
れており、該継ぎ足し部分(15C) を種々な長さのものに
取替えることによってスポーク(15A,15B)の長さ、即ち
地盤切削用回転体の直径を調節することが出来る。

【００１０】上記スポーク(15A,15B) のジェット水噴射
方向を図４〜図６によって説明する。図４においてスポ
ーク(15A,15B) の前方向をＡ₁、図５において径直交方
向をＡ₂、放射方向をＡ₃とし、図６に示すノズル(24)
のジェット水噴射方向をＡとすると、該Ａは前方向Ａ₁
の成分ａ₁と、径直交方向Ａ₂の成分ａ₂と、放射方向
Ａ₃の成分ａ₃との和、即ちＡ＝ａ₁＋ａ₂＋ａ₃とな
る。こゝにａ₁，ａ₂，ａ₃は０でない正数である。本
実施例では図２に示すようにスポーク(15A) のノズル(2
4)とスポーク(15B) のノズル(24)の径直交方向成分ａ₂
を夫々逆向きにする。

【００１１】上記回転軸(16)の根端にはスイベル(30)を
介して地上からジェット水パイプ(31)が接続されてお
り、該ジェット水パイプ(31)にはバルブ(32)が介在す
る。更に地上からは排泥管(33)、該排泥管(33)から分岐
する副排泥管(34)およびバイパス管(35)が挿入され、該
排泥管(33)およびバイパス管(35)は遮水壁(4) に開口し
てチャンバー(5) 内に連絡し、該排泥管(33)にはバルブ
(36)が介在している。

【００１２】該副排泥管(34)の前端は図７に示すように
遮水壁(4) に開口する礫取り室(37)に連絡している。該
礫取り室(37)の構造を図８〜図１０に示す。該礫取り室
(37)の前面開口部(38)には左右端縁をガイド溝(39,39)
によってガイドされている開閉蓋(40)が上下開閉可能に
取付けられており、該開閉蓋(40)は油圧シリンダー(41)
によって自動的に上下摺動開閉せしめられる。

【００１３】更に該礫取り室(37)の礫取出し口である上
面開口部(42)には上蓋(43)が被着され、また該礫取り室
(37)と該副排泥管(34)との間には連絡管(44)が介在して
おり、該連絡管(44)は図７実線に示す後端位置と点線に
示す前端位置との間で摺動可能とされている。

【００１４】図８に示すように該礫取り室(37)の前面開
口部(38)は該排泥管(33)の前端よりも若干後側に位置せ
しめられ、該排泥管(33)の前端開口部の前側にはガイド
ネット(45)が被覆されており、該ガイドネット(45)は該
排泥管(33)の前端前側から該礫取り室(37)の前面開口部
(38)の排泥管(33)側端にかけて後方に傾斜している。

【００１５】更に該筒体(2) の根端部にはカットリング
(46)が取付けられ、ガイド筒(3) の先端には超硬チップ
(47)が取付けられている。

【００１６】上記構成において、掘削装置を静止したま
ゝでモーター(19)を駆動してギヤ(20,21) 、回転軸(16)
を介してスポーク(15A,15B) を所定回転で回転させると
共にジェット水パイプ(31)のバルブ(32)を開き、地上か
ら該ジェット水パイプ(31)にジェット水を圧送する。該
ジェット水は該ジェット水パイプ(31)からスイベル(30)
を介して回転軸(16)のジェット水路(22)に流入し、更に
各スポーク(15A,15B) のジェット水路(23)に流入し、図
３矢印に示すようにノズル(24)から噴射される。このよ
うにして各ノズル(24)から噴射されたジェット水は地盤
Ｇに衝突して地盤Ｇを切削する。

【００１７】該スポーク(15A,15B) の回転方向は図２お
よび図６矢印イに示すようにジェット水噴射方向Ａの径
直交方向Ａ₂の成分ａ₂の向きと逆になるようにする。
そうすると該ノズル(24)の先端開口部はスポーク(15A,1
5B) の回転方向とは逆の方向に向くことになり、地盤Ｇ
の切削から生ずる土砂がノズル(24)に詰まることが防止
される。しかし本発明ではスポーク(15A,15B) の回転方
向を成分ａ₂の向きと一致させてもよい。成分ａ₁，ａ
₂，ａ₃の大きさ、即ちＡの向き、ノズル(24)の先端か
ら地山Ｇまでの距離、ノズル(24)から噴射されるジェッ
ト水の圧力あるいは速度、ジェット水の拡がり角度、ノ
ズル(24)の相互間隔は、図５に示すように各ノズル(24)
から噴射されるジェット水が地盤Ｇを切削する範囲（切
削範囲）Ｃが相互に接触または重なり合うように設定す
る。そうすればスポーク(15A,15B) によって切削される
地盤Ｇの所定の切削面の全面を各ノズル(24)から噴射さ
れるジェット水の切削軌跡ＣＴが覆うことになり、地盤
Ｇの切削面は切削残りのないように切削される。

【００１８】このようにして掘削装置を静止したまゝで
地盤Ｇを初期切削し、次いで管Ｐの根端を油圧ジャッキ
等の推進手段によって押して、該管Ｐを筒体(2) を介し
て地盤Ｇ中に圧入しつゝ該スポーク(15A,15B) のノズル
(24)から噴射されるジェット水により該地盤Ｇを切削す
る。そうすると該筒体(2) のガイド筒(3) のチャンバー
(5) 内に地盤Ｇが圧密されて進入するので自立しにくい
軟弱な地盤Ｇであっても該チャンバー(5) 内で自立して
崩壊が防止される。更にチャンバー(5) 内には地上から
パイプ圧入位置における地下水の水頭＋０．２kg／cm²
圧の水圧をバイパス管(35)を介して及ぼすことによって
地盤Ｇの崩壊をより確実に防止する。

【００１９】上記切削によって生じた土砂は噴射された
ジェット水と混合してスラリー状の泥土となり、排泥管
(33)のバルブ(36)を開いて地上から該泥土を吸引して排
除する。該泥土に礫Ｓが混合している場合、該礫Ｓはガ
イドネット(45)によって除去されるが、該礫は該ガイド
ネット(45)によって礫取り室(37)側にガイドされる。そ
こで油圧シリンダー(41)を作動させ、図９点線に示すよ
うに礫取り室(37)の開閉蓋(40)を上方に開き、該礫Ｓを
該礫取り室(37)内へ取込む。この場合礫Ｓと共に泥土も
礫取り室(37)に侵入するが、該泥土は連絡管(44)を介し
て副排泥管(34)から地上へ排出する。そして該礫取り室
(37)内へ取込まれた礫Ｓは礫取り室(37)の上蓋(43)を取
って上面開口部(42)から作業者が手で取除く。

【００２０】該泥土に礫Ｓが殆ど含まれていないか、あ
るいは含まれていても該礫Ｓが小型で排泥管からの排泥
に支障を生じない場合には、該礫取り室(37)の開閉蓋(4
0)は常時開放し、かつ連絡管(44)を副排泥管(34)から引
出し図８および図９の点線に示す状態とし、該排泥管(3
3)からの排泥と共に該連絡管(44)を介して直接副排泥管
(34)にも泥土を導入し排泥を行う。

【００２１】該ノズル(24)に供給されるジェット水やバ
イパス管(35)からチャンバー(5) 内に注入される水は清
水であってもよいし、また上記掘削によって発生した土
砂スラリーを地上で静置して粗な固形分を沈澱させ、そ
の上澄液を使用してもよい。該上澄液には微細な土砂が
分散しているから比重が清水よりも大きいので、チャン
バー(5) 内での地盤Ｇの崩壊を防止する効果が清水より
も大きく、またジェット水として地盤Ｇの切削面に吹付
けると、該上澄液に分散している微細な土砂が該地盤Ｇ
の切削面に付着して緊密化せしめ、地盤Ｇの自立を補助
する。

【００２２】上記掘削工事が中断され、再開される時に
はチャンバー(5) の底部に土砂が沈澱しているので、そ
のまゝでは排泥管(33)からの泥土排出が妨害される。し
たがってその場合にはスポーク(15A,15B) のノズル(25)
からもジェット水を噴射して該土砂を水で希釈して排泥
を円滑に行なう。

【００２３】上記実施例は管推進工法に関するものであ
るが、本発明は隧道掘設の際のシールド工法に適用され
てもよく、また地盤を切削する回転体はジェット水噴射
方式のもの以外、切刃方式のものであってもよい。また
図１１に示すように礫取り室(37)の開閉蓋(40A) の開閉
はエアシリンダー(41A) によってアーム(42A) を介して
点線位置まで９０°回動させることによって行ってもよ
いし、開閉蓋の開閉はモーター等によって行ってもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】したがって本発明では排泥管が礫で塞が
れないので地盤掘削中の排泥が円滑に行なわれる。

【図面の簡単な説明】

図１〜図１０は本発明の一実施例を示すものである。

【図１】地盤掘削装置側断面図（排泥管を示す）

【図２】スポーク（回転体）正面図

【図３】スポーク上半部縦断面図

【図４】図２のＳ−Ｓ断面図

【図５】ジェット水噴射状態説明図

【図６】ジェット水噴射方向立体説明図

【図７】地盤掘削装置側断面図（副排泥管を示す）

【図８】排泥管と礫取り室の平断面図

【図９】礫取り室の側断面図

【図１０】排泥管と礫取り室の正面図

【図１１】他の実施例を示す礫取り室正面図

【図１２】従来例の地盤掘削装置側断面図

【符号の説明】

1 地盤掘削装置 2 先導筒 3 筒体 4 遮水壁 5 チャンバー 15A,15B スポーク（地盤切削用回転体） 19 モーター（駆動源） 33 排泥管 37 礫取り室 40 開閉蓋 45 ガイドネットＰ管Ｓ礫

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594084354 株式会社ヤマダ工業名古屋市緑区大高町東千正坊11番地 (72)発明者那須進愛知県名古屋市熱田区旗屋２丁目15番７号 (72)発明者城戸英夫愛知県名古屋市守山区菱池町８番20号南野建設株式会社名古屋支店内 (72)発明者浦矢昭夫東京都練馬区羽沢３丁目39番１号サンエー工業株式会社内 (72)発明者山田久雄愛知県名古屋市緑区大高町東千正坊11番地株式会社ヤマダ工業内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒体と、該筒体前部をチャンバーとして区
画する遮水壁と、該チャンバー前端部に配置される地盤
切削用回転体と、該地盤切削用回転体を駆動せしめる駆
動源と、地上から該遮水壁下部に開口する排泥管および
礫取り室とからなり、該排泥管開口部と該礫取り室開口
部とは横方向に並列されかつ該排泥管開口部よりも該礫
取り室開口部の方が若干後方に位置し、該排泥管開口部
から該礫取り室開口部にかけては該排泥管開口部を被覆
してガイドネットが斜設されており、更に該礫取り室開
口部には開閉蓋が取付けられていることを特徴とする地
盤掘削装置
【請求項２】該礫取り室には礫取出し口が設けられてい
る請求項１に記載の地盤掘削装置