JPS58164897A - 推進掘削機及びそれによる掘削施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は推進掘削機及びそれによる掘削施工法に関する
。

湧水が多く且つＮ値の高い砂或いは砂礫地盤において施
工可能な推進工法として、普通推進工法と機械揖削式推
進工法とがある。

然し、上記地盤に普通推進工法を採用する場合は地下水
位低下工法、圧気工法、薬液注入工法等の補助工法を必
要不可欠とするため、コストがかさむばかりでなく、地
盤沈下、酸欠、地下水汚染等の工事公害が発生するとい
う問題があった。

次に、機械掘削式推進工法の内、泥水で加圧して切羽を
安定させる工法があるが、この場合も時として前記の補
助工法を必要とし、地上での泥水処理に広い敷地と大規
模な設備を要するため、コストがかさむばかりでなく、
交通の頻繁な市街地では広い敷地の確保は離しく、更に
技術的には切羽を安定させるための泥水の圧力管理が難
かしいという問題が残されていた。

又、第１図に示すような水平オーガーを用いた機械掘削
式推進工法の場合は、泥水等を使用することなくオーガ
ーヘッド１及びオーガー２の羽根によって切羽の保持は
可能である。然し、先端にあって地山を掘削するオーガ
ーヘッド１と後部の掘削した土砂を排出するオーガー２
が一体となっており、それを発進坑におかれた駆動装置
により□ 回転させるので、距離が長くなるにつれ回転トルクが非
常に大きくなるという問題がある。更に、オーガー２を
逆転させると排土が出来ないのでオーガー２は常に同一
方向に回転せざるを得す、そのため推進中忙先導管がロ
ーリングし、仮に推進°方向を検知するためのターゲッ
ト６や推進方向を修正するための方向修正ジヤツキ４を
有していても、先導管のローリングにより正確な推進方
向の検知が不可能となり、方向修正が困難となるという
致命的な欠点があり、推進精度も悪く短い距離しか推進
出来ないという問題があった。

本発明は、前記従来の推進掘削機の有する問題点を解決
し、推進精度が良く、長距離推進を可能とする推進掘削
機全提供し、併せてそれによる作業性に優れ月つ経済性
の面でも優れた掘削施工法を提供せんとするものである
。

本発明の推進掘削機は、先導管に方向修正ジヤツキを備
え推進表向修正可能な掘削機において、先導管中に内蔵
された正逆回転可能な駆動装置によって回転される）カ
ッターフェースと、先導管中：、′ にターゲット及びテレビカメラを配置し発進立坑内にレ
ーザートランシットを配置した推進方向検　　　・知機
構と、スクリューを軸方向に前進後退させることが可能
で、スクリューの先端に土砂流入防止板を有する排土ス
クリューコンベアーとを備えたことを特徴とするもので
、それによる掘削工法は、推進中はカッターフェースの
土砂取漫込みスリットの開きと推進スピードの調整によ
シ、推進停止時にハ排土スクリューコンベアーのスクリ
ューを後退させてその入口を土砂流入防止板で塞いだ後
、カッターフェースとその後方に設けられた隔□壁と、
の間に掘削した土砂を充満させて切羽面を支持すること
により、切羽面の崩壊を防止すること′ｆｔ特徴とする
ものである。以下実施例図を用いてその詳ａを説明する
。

第２図〜第４図は本発明の推進掘削機の構成を示す１実
施例図で、第２図は縦断面図、第３図は正面図、牙４図
は発進立坑内の概略断面図である。

図において、１１はカッターフェースで７ランジ、ボル
ト等により回転軸１２に連結されておシ、回転軸１２の
回転トルクはカッターフェース１１に伝達され、カッタ
ーフェース１１に設けた多数の掘１’ｌｌＪピッ）１３
．１３’によって地山を掘削する。

１４は油圧モーター、電動モーター等からなるカッター
フェース回転駆動装置、１５は減速機で、カッターフェ
ース回転駆動装置１４からの回転トルクを掘削地盤の特
性に応じた回転トルクに変換Ｌ［１転軸１２を介してカ
ッターフェース１１に伝達する。

１６はカッ・ターフエースの後方に設けられ先導管Ｐ１
の前部を仕切る隔壁で、前記回転軸１２及び排土用スク
リューコンベアー１７によって貫通されているものであ
る。掘削ビット１３．１３’で掘削された土砂は、カッ
ターフェース１１の土砂取り込みスリット１８．１８／
　よυカッター７エース１１と階壁１６との空間に入る
。

先導管Ｐ１とこれに接続される推進管Ｐ１の下部中央に
は、全線にわたり前記排土用スクリューコンベアー１７
が敷設され、排土管（スクリューコンベアー〇ケ〜シン
グ）１９の内部には取り込まれた土砂を発進立坑罠排土
するコンベアースクリュー２０が挿入されており、コン
ベアースクリュー２０の前端には排土管１９内に土砂が
流入することを防止するための土砂流入防止板２１′ｆ
ｔ設けである。コンベアースクリュー２００後端はこれ
に回転トルクを与える電動モーター等の回転駆動装置２
２に連結され、駆動装置２２の後部にはこれ１ｍ−して
コンベアースクリュー２０を前後にスライドさせる油圧
ジヤツキ２３を設けである。

２４は例えば１ｃＩＩＬ間隔で格子状に目盛が刻まれて
いるターゲットで、先導管Ｐ１の中央部に位置し、発進
立坑に推進計画線上をねらって据え付けられたレーザー
トランシット２５等から発せられるレーザー光を受け、
そのターゲット２４をテレビカメラ２６で撮影し、モニ
ター（図示せず）で見ることにより、先導管Ｐ１が予定
の推進計画位置からどの程度ずれているか確認する。２
７はターゲットの照明ランプである。

２８は先導管２皿の内壁Ｋ・取付けた方向修正ジヤツキ
で、先導管Ｐｉの内周に沿って複数箇設けられており、
予定の推進計画−位置からのずれが確認された場合は、
必要部の方向修正ジヤツキを作動させることにより、推
進用刃口２９（先導管の前部）を任意の方向に偏向させ
ることが出来る。

次に本発明の推進掘削機の作用について説明する。本発
明の掘削機で推進する場合は、先導管Ｐ１に内蔵されて
いるカッターフェース回転駆動装置１４でカッターフェ
ース１１を回転させると同時に、後部推進ジヤツキ６０
で押輪６１を介して先導管Ｐ１或いは推進管Ｐ２の推進
を行なう。カッターフェース１１の回転方向は、正転（
ここでは右回転）或いは逆転（ここでは左回転）可能で
、正転の場合は１３の掘削ビットで、逆転の場合は１３
′の掘削ビットで土砂を掘削し、掘削された土砂は夫々
１８或いは１８′の土砂取り込みスリットから先導管内
部に取り込まれる。この土砂はコンベアースクリュー２
０の回転により排土管１９内を通って発進立坑へ排土さ
れる。この時、回転軸１２に設けて（あるかき上げ＠６
２により掘削土砂が排土管１９うに入シ易いようにする
。又、掘削土砂の排土を□′蓉・を易にするために、発
進立坑より注水ホース（図示せず）を介してカッターフ
ェース１１と隔壁１６間に注水することもあり得る。

カッターフェース１１を正転及び逆転可能としたのは、
先導管Ｐ１のローリングを防止するためである。つまり
、先導管Ｐ１がローリングすると、これに内蔵する方向
修正ジヤツキ２８．ターゲット２４等も同時にローリン
グし、推進方向の検知及び修正が困難となり、更に排土
も不可能となるため、例えばある一定区間を正転で推進
して若干のローリングが生じたら１次は逆転で推進して
先導管Ｐｉを元の位置に戻すというように、正転逆転を
交互に行って推進する。先導管Ｐｌのローリングはロー
リング計（図示せず）により判定出来る。

方向修正は前述のターゲット、テレビカメラ、レーザー
トランシット等推進方向検知機構により先導管Ｐ１が計
ＦｉｉＪｇ上よりどの程度ずれているかを確認した後、
必要があれば方向修正ジヤツキ２８を作動させて、推進
用刃口２９を修正したい方向に偏向させた状態で掘削推
進すれば、容易に方向修正が可能で、長距離でも精度よ
く推進出来る。

次に１推進中及び推進停止時の切羽面Ｆの崩壊防止であ
るが、土質及び湧水量に応じて土砂取り込みスリン）１
８，１８７の開口率を推進開始前に調整するのは当然で
あり、推進中は、主にカッターフェース１１により切羽
面Ｆを支持安定させ、常に排土量をズリパケット等によ
りチェックし、理論掘削出量と排土量がほぼ一致するよ
うな適正スピードで推進することによって切羽の安定を
はかる。

推進停止時の切羽面Ｆの安定は、コンベアースクリュー
２０を後退させることにより、その先端に取付けた土砂
流入防止板２１で排土管１９の先端（入口）を塞ぎ、カ
ッターフェース１１とその後方の隔壁１６間に掘削土砂
を充満させて、切羽面Ｆを支持して崩壊全防止する。

その手順は次の通りである。

カッターフェース１１と隔壁１６との距離ヲｔとすると
、推進停止予定位置よりｔだけ手前までは通常の如く推
進し、その地点で−Ｈカツターフェース１１の回転及び
推進全停止し、コンベアースクリュー２０のみを回転さ
せてカッターフェース１１と隔壁１６間及び排土管１９
内の土砂を搬出する。全部の土砂を搬出後、コンペアー
スクリニー２０の回転全土め、油圧ジヤツキ２６により
コンベアースクリュー２０Ｔｈ（スクリューコンベアー
駆動装置２２と共に）後退させ、その先端の土砂流入防
止板２１で排土管１９の先端（入口）全塞ぐ。この状態
でカッターフェース１１を回転させて、後部推進ジヤツ
キ６０で残りの距離ｔｆ推進すると、カッターフェース
１１と隔壁１６間には掘削土砂が充満し、推進停止時に
カッターフェース１１及び内部に充満した掘削土砂で切
羽面Ｆｋ支持し、崩壊を防止する。

次に、再び推進全開始するときは、コンベアースクリュ
ー２０をスクリューコンベアー回転駆動装置２２で回転
させながら油圧ジヤツキ２６で前進させることにより、
カッター、フェース１１と隔壁１６間に充満していた土
砂″ｆｒ、搬出し、搬出完了後は通常の如く操作する。

　　、。

上述の如き本発明の推進掘削−及びそれによる掘削施工
によって、次のような顕著な効果が得られる。

（１）掘削の駆動装置が先導管内部にあり、また掘削と
排土の駆動機構を分離しているため、長距離推進が可能
となり経済性に優れる。

（２）　　先導管及び推進管のローリングが防止出来る
ので、推進方向の検知及び修正が容易で、推進精度が良
くなる。

（３）　　泥水、泥土等を使用しなくても、切羽面の崩
壊防止が、推進中はカッターフェースと推進スピードの
調整によシ、推進停止時はカッターフェースと隔壁間に
掘削土砂を充満させることにより可能であり、ひいては
推進中及び停止時の地盤沈下が完全に防止される。この
操作は非常に簡単で作業性に優れ、経済性の面でも非常
圧優れている。

【図面の簡単な説明】

牙１図は従来使用された水平オーガーの縦断面図、第２
図は本発廟の推進掘削機の縦断面図、第６図は同じく正
面１図、第４図は本発明の掘削機を□ 使用するときの発“過室坑内の概略断面図である。 １：オーガーヘッド、　　２：オーガー、　　３：　　
　　。 ターゲット、　　４二方向修正ジヤツキ、　　１１：カ
ッターフェース、　　１２：回転軸、　１３，１３：掘
削ビット、　　１４：カッターフェース回転駆動装置、
　１５：減速機、　　１６：隔壁、　　１７：排土用ス
クリューコンベアー、　　１８．１８’：土砂取り込み
スリン）、　　　１９：排土管、　　２０：コンベアー
スクリュー、　　２１：土砂流入防止板、２２：コンベ
アースクリュー回転駆動装置、２３：油圧ジヤツキ、　
　２４：ターゲット、２５ニレ−サートランジット、　
　２６：テレビカメラ、　　２７：照明ランプ、　　２
８二方向修正ジヤツキ、　２９：推進用刃口、　３０：
後部推進ジャツギ、　３１：押輪、　　６２：かき上げ
翼、Ｆ：切羽面、　Ｐｌ：先導管、　　Ｐ２：推進管。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　先導管に方向修正ジヤツキを備え推進方向修
   正可能な掘削機において、先導管中に内蔵された正逆回
   転可能な駆動装置によダ回転されるカッター７エースと
   、先導管中にターゲット及びテレビカメラを配置し発進
   立坑内にレーザートランシラトラ配置した推進方向検知
   機構と、スクリューを軸方向に前進後退させることが可
   能で該スクリューの先端に土砂加入防止板を有する排土
   スクリューコンベアーとを備えたことを特徴とする推進
   掘削機。
2. （２）方向修正ジヤツキを備えた先導管中に内蔵された
   正逆回転可能な駆動装置により回転されるカッターフェ
   ースと、先導管中にターゲット及びテレビカメラを配置
   し発進立坑内にレーザートランシットを配置した推進方
   向検知機構と、スクリューを軸方向に前進後退させるこ
   とが可能で該スクリューの先端に土砂流入防止板を有す
   る排土スクリューコンベアーとを備えた推進方向修正可
   能な推進掘削機を用い、推進中はカッターフェースの土
   砂取り込みスリットの開きと推進スピードの調整により
   、推進停止時には排土スクリューコンベアーのスクリュ
   ーを後退させてその入口全土砂流入防止板で塞いだ後、
   カッターフェースとその後方に設けられた隔壁との間に
   掘削した土砂を充満させて切羽面を支持することにより
   、切羽面の崩壊を防止することを特徴とする掘削施工法
   。