JPS61155596A - 非開削工法における掘削ヘツド - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非開削による管理設工法における掘削ヘッドに
関する。

〔従来の技術〕

交通量の多い道路や市街地などにガス管、水道管等比較
的小口径の管を埋設するにあたり、従来より非開削工法
が知られている。

この工法は一般に発進立坑から到達立坑に向かってパイ
ロット管を布設した後、該パイロット管に沿って掘削ヘ
ッドにより拡孔しつつ本管を順次埋設するものである。

この掘削ヘッドについても従来より種々のタイプのもの
が知られており、本発明者によっても先に特開昭５８−
１１２９８号として新たな掘削ヘッドが提案されている
。

この掘削ヘッドは、到達立坑まで貫通したパイロット管
の先端に接続され、パイロット管を介して発進立坑側に
引き寄せられる過程で拡孔掘削を行うようｊζし喪もの
で、パイロット管接続側の面に掘削ビットを有するとと
もに、該ビット近傍に排土取入口を形成し、後続の埋設
管に対して回転可能に連結されている。−そしてビット
で掘削し九排土を取入口からヘッド内に取り入れ、外部
に送り出すようにしている。

またこの掘削ヘッドは、排土取入口の内側にスプリング
により押圧された排土取り入れ量調整用のバルブを有し
ており、軟弱地盤を掘削するような場合等に、ヘッド本
体゛内に周囲の土を取り入れ過ぎ土壁の崩壊を生じるこ
とがないような配慮がなされている。

〔発明の解決しようとする問題点〕

しかし、このような掘削ヘッドでは、地盤中に含まれる
大小の礫の一部がヘッドの排土取入口に噛み込んでしま
い、以後の排土取入れに支障をきたし、結果的に掘削が
できなくなったり、能率が低下し九すするという問題を
生じてしまう。

このような問題に対し、本発明者等は特開昭５９−１１
８９９５号において、ヘッド本体の前面にフード状のビ
ット保持部材を進退可能に設け、ビット保持部材とヘッ
ド本体前面に排土取入口を設けるとともに、これら排土
取入口に対向するようにして、ヘッド本体前面及びビッ
ト保持部材の裏面に突起部材を設け、排土取入口に礫の
噛み込みが生じた場合、ビット保持部材をヘッド本体方
向に後退せしめることにより、各突起部材を対向する排
土取入口に押し込み、噛み込んだ礫等を押し出すように
した構造の掘削ヘッドを提案したＯ しかしその後の研究により、上記構造では、礫を取り除
くためビット保持部材を動かそうとしても、土圧のため
礫を圧潰し得るような急激な動きをとらせることが難し
く、また、土庄に対抗して動かすために極めて大きな力
が必要であり、さらには構造的に、ビット保持部材とヘ
ッド本体の両方に排土取入口を有する、言わば２重取入
口構造であるため、ビット保持部材とヘッド本体前面間
での土砂の流れが良くなく適切な排土取り入れができな
い等、禮々の問題があることが判った。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、排土取入口への礫等の噛み込みによる詰りを適切に解
消することができる構造の掘削ヘッドを提供せんとする
ものである。

〔問題を解決するための手段〕

このため本発明は、排土取入量調整用のバルブに取り入
れ口に噛み込んだ異物の圧砕機能をもたせるようにした
ものであり、その基本的特徴とするところは第１図に示
すように、前面に掘削ビット（６）及び排土取入口（７
）を有するヘッド本体（１）に、先端にパイロット管と
の接続部（８）が設けられ後端側がヘッド本体内に延出
した筒状部（９ンを形成し、該筒状部（９）内に、中間
部に段部（１１ａ）（１ｘｂ）を介して小径部αＱを有
する進退杆（２ンを軸線方向進退可能に挿通させ、後部
に進退杆（２）の小径部両端の段部ｏｘａＸｕｂ）に係
合すべき係合部（ロ）を有するバルブ保持筒（３ンを、
ヘッド本体内の筒状部（９月こ軸線方向摺動可能に取付
け、先端に排土取入口（力に没入し得るような刃状部（
２）を有する異物圧砕兼用の排土取入調整用バルブ（４
）を、各排土取入口（７）の背方に位置するようバルブ
保煉筒（３）に固定し、バルブ保持筒にヘッド前面方向
への押圧力を付与すべきスプリング（５）を、バルブ保
持筒（３ンとヘッド本体内の固定基部（Ａ）との間に介
在せしめたことにある。

〔作　用〕

このような構造の掘削ヘッドでは、正常な掘削状態にお
いて、スプリング（５）によりその背部を支持されたバ
ルブ（４）がヘッド本体内への土砂の流入を適切に調整
し、バルブは第１図に示す状態に較ベヘッド内に押し込
まれた位置にある。そして掘削中、礫等の異物が排土取
入口（７）に噛み込んだ場合、掘削を中止した状態で進
退杆（２）が発進立坑方向（図中紙面に向って左方向）
に移動させられ、これにより段部（１１ｂ）が係合部■
に突きめってバルブ保持筒（３）をヘッド前面方向に押
し、バルブ（４）先端の刃状部α１が排土取入口（７）
に没入して噛み込んだ異物を圧砕する。このような処理
後、進退杆（２）が反対方向に移動させられ、他方の段
部（ｌｌａ）が保合部（６）に係合して、バルブ保持筒
（３）が元の位置に戻される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図ないし第４図は本発明の一実施例を示すもので、
進退杆をヘッド本体の前面に配設されたシリンダ装置に
より進退させ得るようにした構造を示している。

掘削ヘッドは、ヘッド本体（１ンと該ヘッド本体（１）
の後部に回転可能に接続される管体（Ｚｏｏ）とから構
成されている。そして、ヘッド本体（１）は、異物圧砕
兼用の排土取入口内バルブ（４）、このバルブを保持す
るバルブ保持筒（３）及びこのバルブ保持筒を介してバ
ルブを移動または位置調整させる進退杆（２）、スプリ
ング（５）等を有している。

前記ヘッド本体（１）はその前面に排土取入口（７）と
掘削ビット（６）を有している。すなわちヘッド本体前
面の半径方向には、ヘッド本体（１）の内側に排土を取
込むためのスリット状の排土取入口（７）が設、けられ
ており、また排土取入口（７）に沿った位置及び各排土
取入口（７ン間の位置には複数の掘削ビット（６）が設
けられている。

ヘッド本体（１）の中央部には、先端にパイロット管と
の接続部（８）（雌ネジ部）を有し、後端側がヘッド本
体内に延出した筒状部（９）が設けられている。この筒
状部（９）はその後端側か段部α４により小径に構成さ
れ、この小径部（イ）に下記するバルブ保持筒（３）を
外嵌させるようになっている。また筒状部（９）には、
その内部からヘッド本体前面に掘削水を噴射するための
水噴射孔αＱが設けられている。

前記進退杆（２）は筒状部（９）内に軸線方向進退可能
に挿通され、その先端側及び後端側か筒状部（９）から
突出している。この進退杆（２）は筒状部（９）の先端
側及び後蔦側に設けられた軸受部材ｎｙａ）（１７ｂ）
、筒状部後方に設けられた軸受部材ａ樽により支持され
ている。進退杆（２）はその中間部、より詳側には筒状
部後端と軸受部材α椴との間付近の部分が、段部（１１
ａＸ４１ｂ）により小径部αｑに構成されている。

また、進退杆（２月ま管状に構成されるとともに、先端
が閉塞（至）され、開口した後端側から掘削水が供給さ
れるようになっている。また前記水噴射孔ａＱ付近の進
退杆部分は小径（ハ）に構成されるとともに、この小径
部９１）に複数の水流出孔（２）が形成され、この小径
部（ハ）と筒状部（９）内面間の隙間四を介して前記水
噴射孔αＱから掘削水を噴射し得るようにしている。

前記バルブ保持筒（３）は筒状部後端の前記小径部（至
）にその細心方向摺動可能に外嵌されている。このバル
ブ保持筒（３）はその後部に、進退杆の小径部両端の段
部（ｕａＸｎｂ）に係合すべき係合部（６）を有してい
る。本実施例では、小径部αＱに摺動可能に外嵌するリ
ング部（財）により構成されている。バルブ保持筒（３
）の外周には下記するスプリング（５）８係合させるた
めの保合段四が設けられている。なお、バルブ保持筒（
９）の内側には軸受部材（２６ａＸ２６ｂ）が設けられ
ている。

前記各バルブ（４）は、第４図に示すようにその先端に
排土取入口内に没入し得るような刃状部υを有し、各排
土取入口（７）の背方に位置するようバルブ保持筒（９
ンにアーム勿を介して保持されている。なお、前記刃状
部（２）が排土取入口（７）円に適切に没入し得るよう
にするため、第４図に示すように排土取入口（７）はヘ
ッド本体内方に向って拡幅した構成となっており、これ
によって噛み込んだ礫等を効果的に圧砕できるようにし
ている。

前記スプリング（５）は、その一部がバルブ保持筒（９
）の後端側に外装され、先端がバルブ保持筒（９）に係
合し、一方、後端が固定基部（Ａ）之る前記軸受部材Ｑ
枠の前面に設けられた段部（財）に係合され、バルブ保
持筒（９）にヘッド前面方向への押圧力を付与するよう
になっている。

そして、常態（非使用時）において、その押圧力により
第２図及び第４図缶）に示すようにバルブ（４）を排土
取入口（７）内に没入させている。

本実施例では、進退杆（２）を進退させる九めシリンダ
装置＠（エアシリンダ）が用いられる。このシリンダ装
置−は、その本体（至）がパイロット管（３２〕内に固
定され、ロッド（３１）が進退杆（２）の先端に接続さ
れている。このシリンダ装置−に対しては、発進立坑側
から配管（３３）を通じて駆動エアの給排が行われるよ
うになっている。なお、このシリンダ装を四が固定され
たパイロット管の部分（３２１）は発進立坑側のパイロ
ット管部分（３２０）に対してネジにより取外し可能と
なっており、この管部＆３２１）及びこれと進退杆（２
λ間の管部分（３２２）は、到達立坑側でパイロット管
本体に取付けられる。

なお、その他の構成について説明すると、ヘッド本体（
１）の後部には回転継手（４０）により管体（１ｏＯ）
が連結されている。即ち、ヘッド本体（１）の後部には
両端が開口した中空部（４２〕を有する軸体（４１）が
設けられ、この軸体（４１）を回転継手を構成する軸受
によって管体（Ｚｏｏ）内で軸支することにより、ヘッ
ド本体（１）と管体（Ｚｏｏ）とが相互に回転可能に連
結されている。

一方、管体（１００）方向からは、管体（１００）のブ
ラケツ）　Ｃ５ｘ）に固定された掘削水供給管（３４）
が軸体（４１）の中空部（４２）を通じてヘッド本体（
１）の内方に導かれ、その先端に取付けられた小径管部
（４３）が進退杆（２）の開口した後端に周方向回転可
能且つ長手方向摺動可能に嵌挿されている。進退杆（２
３の後端内周にはベアリング（４４）　（例えば密閉型
ベアリング）とジーハ４５）が設けられている。この掘
削水供給管（３４）はベアリング部材（イ）により軸体
（４１）の中空部に回転可能に支持されている。このよ
うな構造により、ヘッド本体（１）は掘削水供給管（３
４）にかかわらず管体（１００）に対して自在に回転し
得るものである。また掘削水供給管（３４）は管体（１
００）側の端が閉塞されるとともに、該端部に水供給口
（４６）を有し、この水供給口（４６）に配管（４７）
が接続され、水が供給され得るようになっている。また
、ヘッド本体（１）内から掘削水供給管（３４〕の内部
を通じて管体（１００）方向に排土排土管（４８）が導
かれ、水注入管〔４９）から注入される水によって形成
されるポンプによって、ヘッド本体（１］内の排土が後
方に吸引されるようになっている。

なお、その地図面において、（３５）は軸受部材０椴の
保持部である。また（３６〕はスプリング（５）及びバ
ルブ保持筒（９）を覆い、これらをヘッド本体内空間（
Ｓ）内の土砂から遮蔽するためのカバー筒であり、その
一端が筒状部（９）に、他端が軸受部材α峰にそれぞれ
外嵌され、固定されている。なお、このカバー筒（３Ｇ
）には各バルブ（４）のアームに）の移動を可能ならし
めるためのスリン）　（３７）が設けられている。

また、管体（１００）の後端には埋設予定管（ロ）（以
下埋設管と称す）が溶接等により接続されている。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、進退杆（２
］の進退をパイロット管発進立坑側での操作により行う
ようにした構造を示しており、この場合には、掘削水の
供給も発進立坑側から行うようになっている。

掘削ヘッドの主たる構成は上述した実施例と同様である
が、本実施例では、進退杆（２）はその後端が部材（３
８）により閉塞し、−刀先端が開口し、この先端をパイ
ロット管（３２）内を通じて発進立坑側から導かれる中
空状の操作杆（３９）に接続している。そして、掘削水
もこの操作杆（３９）内を通じて進退杆（２）に導かれ
るようになっている。

また、本実施例では管体（１００）側から掘削水を供給
する必要がないため、排土排土管（４８）が軸体（４１
）の中空部（４２）内にベアリング部材−で直接軸支さ
れている。

次に以上のような掘削ヘッド（イ）の使用方法を説明す
る。

本発明の掘削ヘッド（イ）は第６図に示すように発進立
坑（Ｘ）から到達立坑ｒｙ）まで貫通したパイロット管
（３２）の先端に取付けられ、発進立坑（Ｘ）側に引き
寄せられつつ拡孔掘削が行われる−即ち、掘削ヘッド（
イ）は、駆動装置（５０）の駆動力により回転しつつ発
進立坑方向に後退するパイロット管（３２）によって、
ヘッド本体（１）のみが回転せしめられつつ牽引され、
前面の掘削ビット（６）によって地盤を拡孔掘削する。

そして、管体（Ｚｏｏ）はその後部に埋設管（ロ）を連
行し、非回転の状態でヘッド本体（１）に追随する。掘
削ヘッド（へ）に導かれる埋設管（ロ）はヘッドの進行
に伴って到達立坑（Ｙ）側で継ぎ足され、掘削ヘッド（
イ）が発進立坑（Ｘ）側に到することにより、その埋設
が完了する。なお、このような管理設工程では、到達立
坑（Ｙ）側で押圧！！置により埋設管仲）の後端を押圧
し、埋設管（ロ）の推進力を補うようにしてもよく、ま
た、上記押圧装置を用いることなく、埋設管と掘削孔の
土壁との間に間隙に生ずるようにして掘削するとともに
、この間隙内に減摩剤を圧入して土壁との局面抵抗を減
少させつつ掘削を行うようにすることができる。

掘削により生じた排土はヘッド本体（１）前面の排土取
入口（７）から本体内の空間（Ｓ）に導かれる。空間＜
Ｓ）内の排土は排土管（４８ン及びポンプにより、後方
に排土される。

このような掘削の過程で、仮に排土取入口（７ンに礫等
が噛み込んでこｎを詰らせたような場合、掘削を一旦中
止し、進退杆（２）を発進立坑（Ｘ）方向に移動させる
。すなわち第２図ないし第４図に示す５（流側にあって
はシリンダ装置（至）を作動注せることにより、また第
５図に示す実施例にあっては操作杆（３９）を牽引する
ことにより進退杆（２）を移動させる。バルブ（４）及
びバルブ保持筒（３）は、掘削時（掘削中断時も同じ）
の土圧により、第２図や第４■に示す状態に較ベスプリ
ング（５）の弾性力に抗して後方に押し下げられた状態
にあるが、スライド移動する進退杆（２）の段部（ｌｌ
ｂ）が係合部勾に突き轟り、バルブ保持筒（３）をヘッ
ド本体前面方向にスライドさせ、これによりバルブ（４
）を排土取入口（７）内に突込ませ、その刃状部（至）
により噛み込んだ礫等の異物を圧砕若しくは排除するも
のである。その後、進退杆（２）を元の位置（第２図又
は第４図に示す位置）まで後退させ掘削を再開するもの
であり、これによりバルブ（４）は土圧により再び後方
に押し下げられ、排土の取り込みがなされる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、排土取入口への礫等の異物
の詰りを小さい動力で適切且つ簡単に解消することがで
き、円滑な掘削作業を可能ならしめる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図である０第２図ないし第４
図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一莢流側を示すもので
、第２図は縦断面図、第３図は第２図中ｔｒｔ−ｍ線に
沿う断面図である。第４図（ａ）及び（ｂ）は第３図中
ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であって、第４図（ａ）は掘
削中の状態、同図（ｂ）は礫除去処理時の状態を各示し
ている。第５図は本発明の他の実施例を示す縦断面図で
ある。第６図は本発明の掘削ヘッドによる掘削状況を示
す説明図である。 図において、（１）はヘッド本体、（２）は進退杆、（
３）はバルブ保持筒、（４）はバルブ、（５）はスプリ
ング、（６）は掘削ピッ）、（７）は排土取入口、（８
）は接続部、（９）は筒状部、αｑは小径部、（１１ａ
Ｘｕｂ）は段部、（２）は保合部、（至）は刃状部、（
Ａ）は固定基部を各示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　前面に複数の掘削ビット及び排土取入口 を有するヘッド本体に、先端にパイロット 管との接続部が設けられ後端側がヘッド本 体内に延出した筒状部を形成し、該筒状部 内に、中間部に段部を介して小径部を有す る進退杆を軸線方向進退可能に挿通させ、 後部に進退杆の小径部両端の段部に係合す べき係合部を有するバルブ保持筒を、ヘッ ド本体内の筒状部に軸線方向摺動可能に取 付け、先端に排土取入口に没入し得るよう な刃状部を有する異物圧砕兼用の排土取入 調整用バルブを、各排土取入口の背方に位 置するようバルブ保持筒に固定し、バルブ 保持筒にヘッド本体前面方向への押圧力を 付加すべきスプリングを、バルブ保持筒と ヘッド本体内の固定基部との間に介在せし めてなる非開削工法における掘削ヘッド。