TWI597417B - 推進裝置 - Google Patents

Description

推進裝置

本發明係關於一種推進裝置，例如關於一種適用於使用在小口徑管之埋設工事的推進裝置之有效的技術。

推進工法係一種透過配置於推進裝置之後方的推進管而將推進裝置推入於地裡，藉此將推進管埋設於地裡的工法。在此，第18圖係顯示從側面側觀看以往所使用之推進裝置的概略構成圖，第19圖係顯示第18圖之推進裝置之切割頭(cutter head)的前視圖。在此推進裝置50的前表面(相對向於掘進面的面)，以可藉由推進裝置50內之馬達52而旋轉的狀態裝設有切割頭51。在此切割頭51的前表面，係以可旋轉自如的狀態裝設有用以擊碎地裡巨石等的複數個輥式切割器(roller cutter)53等，並且形成有用以將已被擊碎的礫石或土砂等取入至切割頭51之後方的腔室(chamber)54內的複數個開口部55。在推進裝置50的內部係設置有錐形壓碎機(cone crusher)56，該錐形壓碎機56係在使其旋轉軸可與切割頭51的旋轉軸一致旋轉的狀態下設置。被該切割頭51所擊碎的礫石等，係得以在透 過切割頭51的開口部55被取入至腔室54內且被錐形壓碎機56更進一步擊碎後，透過閥(valve)57而被送至排泥管58，再透過該排泥管58而被排出至外部。另外，關於推進裝置，例如專利文獻1、2所記載，已揭示一種將被裝設於挖掘機之前表面之切割器(cutter)擊碎的巨大礫石等，藉由帶式螺旋輸送機(ribbon screw conveyor)搬運至後方的構造。此外，在專利文獻3至6中，係揭示一種藉由潛盾工法所使用之挖掘機的構造。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開昭59-76397號公報

專利文獻2：日本特開平2-23674號公報

專利文獻3：日本特開2012-122257號公報

專利文獻4：日本特開2012-122258號公報

專利文獻5：日本特開2012-122259號公報

專利文獻6：日本特開2012-122260號公報

然而，在上述第18圖等所例示的推進裝置中，由於是以切割頭之前表面的輥式切割器等將掘進面之巨大礫石擊碎，而且還以錐形壓碎機將收容於腔室內之礫石擊碎成可予以排出的礫石直徑，因此推進裝置之推進速度會被顯著地受到限制，結果會有推進裝置之推進效率大 幅降低的問題。此外，當地裡存在著許多礫石的情形下，會有切割頭磨損或破損的問題。

本發明係有鑑於上述的技術背景而研創者，其目的在提供一種可使推進裝置之推進效率提升的技術。

為了解決上述問題，申請專利範圍第1項記載之本發明的推進裝置，係將裝置本體從其後方透過推進管朝向地裡推入，藉此推進前述裝置本體而將前述推進管埋設於地裡者，該推進裝置係包括：切割盤，以可旋轉的狀態裝設於前述裝置本體的前表面，用以挖掘掘進面；收容部，在前述裝置本體內設於前述切割盤的後方，用以收容經由前述切割盤之開口部而被取入的挖掘土砂；第1排出手段，在前述裝置本體內設於前述收容部的後方，用以將前述收容部內的前述挖掘土砂搬運至後方；及旋轉驅動手段，在前述裝置本體內於前述第1排出手段之外周設置2台以上，用以使前述切割盤旋轉；前述第1排出手段係包括：第1排出管，用以形成前述收容部內之前述挖掘土砂之搬運路徑；及無軸螺旋部，係以可旋轉的狀態設於前述第1排出管內，用以搬運前述第1排出管內之前述挖掘土砂；且前述第1排出手段係以使前述第1排出管之徑方向中心位置對準前述裝置本體之徑方向中央部的狀態被設置；前述切割盤之前述開口部的尺寸，係設定為前述第1排出手段之最大可搬運礫石直徑。

此外，申請專利範圍第2項所述之本發明係於申請專利範圍第1項所述之發明中，在連接前述旋轉驅動手段與前述切割盤的連接部，設置有用以將前述收容部內之挖掘土砂刮起的刮起部。

此外，申請專利範圍第3項所述之本發明係於申請專利範圍第1項或第2項所述之發明中，在前述第1排出手段的後段設置有第2排出手段，該第2排出手段係包括：第2排出管，以可旋轉的狀態連接於前述第1排出管；及螺旋翼部，固定於前述第2排出管的內壁。

此外，申請專利範圍第4項所述之本發明係於申請專利範圍第1項或第2項所述之發明中，在前述第1排出手段的後段設置有第3排出手段，該第3排出手段係包括：第2排出管，連接於前述第1排出管；及壓送手段，將前述第2排出管內的挖掘土砂壓送至後方。

此外，申請專利範圍第5項所述之本發明係於申請專利範圍第1項或第2項所述之發明中，在前述第1排出手段的後段設置有第4排出手段，該第4排出手段係包括：第2排出管，以可旋轉的狀態連接於前述第1排出管；螺旋翼部，固定於前述第2排出管的內壁；及壓送手段，將前述第2排出管內的挖掘土砂壓送至後方。

此外，申請專利範圍第6項所述之本發明係於申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之發明中，係包括添加材注入手段，該添加材注入手段係用以將作泥土材及氣泡材的至少一者注入於前述掘進面、前述收容 部內及前述第1排出手段的至少一者。

此外，申請專利範圍第7項所述之本發明係於申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之發明中，係設置有泥水注入手段，該泥水注入手段係在前述裝置本體內設於前述收容部的後方，用以將泥水注入於前述收容部內。

依據申請專利範圍第1項所述的發明，由於可減低擊碎處理，因此可提升推進裝置的推進效率。

依據申請專利範圍第2項所述的發明，由於可將推進裝置之收容部內的泥土等良好地送入至第1排出手段，因此可提升推進裝置的推進效率。

依據申請專利範圍第3項所述的發明，由於可使推進裝置之收容部內的泥土壓穩定，且可減低切割盤的轉矩(torque)或推力，因此可提升推進裝置的推進效率。

依據申請專利範圍第4項所述的發明，可簡化裝置構造。

依據申請專利範圍第5項所述的發明，可提升在推進裝置之後方之泥土的搬運能力。

依據申請專利範圍第6項所述的發明，可提升泥土的搬運能力。

依據申請專利範圍第7項所述的發明，可提升泥水式之推進裝置的推進效率。

1A、1B‧‧‧推進裝置

2‧‧‧裝置本體

3‧‧‧切割頭

3a‧‧‧面板部

3b‧‧‧輥式切割器

3bb‧‧‧鑽頭

3c‧‧‧切刃齒

3d‧‧‧添加材注入部

3e‧‧‧外周環部

3f‧‧‧鑽頭

3g‧‧‧開口部

3h‧‧‧中心鑽頭

3hb‧‧‧鑽頭

5、5a、5b‧‧‧罩面板

6‧‧‧分隔壁

7‧‧‧腔室

8‧‧‧添加材注入部

9‧‧‧切割器驅動部

9a‧‧‧旋轉馬達

9b‧‧‧傳達齒輪

9c‧‧‧支持軸

9d‧‧‧混練翼

10‧‧‧前段輸送機

10a、10a1、10a2‧‧‧排土管

10b、10b1、10b2‧‧‧無軸螺旋部

10c‧‧‧接頭部

10d‧‧‧添加材注入部

11‧‧‧鉸接千金頂

15A、15B、15C‧‧‧後段輸送機

15t‧‧‧排土管

15s‧‧‧螺旋翼部

15p‧‧‧添加材注入部

20‧‧‧推進台

21‧‧‧支壓壁

22‧‧‧推壓千金頂

25‧‧‧送泥管

26‧‧‧排泥管

27‧‧‧開閉部

50‧‧‧推進裝置

51‧‧‧切割頭

52‧‧‧馬達

53‧‧‧輥式切割器

54‧‧‧腔室

55‧‧‧開口部

56‧‧‧錐形壓碎機

57‧‧‧閥

58‧‧‧排泥管

Cx、Cy、Cz‧‧‧中心線

G‧‧‧地基

Gr‧‧‧礫石

Gs‧‧‧土砂

HA‧‧‧到達縱坑

HS‧‧‧起始縱坑

MH‧‧‧人孔

P1、P2‧‧‧箭頭

R1、R2‧‧‧直徑

T‧‧‧推進管

TS‧‧‧小口徑管

第1圖係從側面側觀看本發明之一實施形態之推進裝置之一例的概略構成圖。

第2圖係第1圖之推進裝置之切割頭之一例的前視圖。

第3圖係從側面側觀看第2圖之切割頭之一例的概略構成圖。

第4圖(a)係沿著構成連結於推進裝置之後方之後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，(b)係第4圖(a)之I-I線的剖面圖。

第5圖(a)係推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖，(b)係接續第5圖(a)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖。

第6圖(a)係接續第5圖(b)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖，(b)係接續第6圖(a)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖。

第7圖(a)係接續第6圖(b)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖，(b)係接續第7圖(a)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖。

第8圖(a)係接續第7圖(b)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖，(b)係接續第8圖(a)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖。

第9圖(a)係接續第8圖(b)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖，(b)係接續第9圖(a)之推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖。

第10圖(a)係黏合物(binder)量較少之卵石層挖掘時之沿著後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，(b)係第10圖(a)之I-I線的剖面圖。

第11圖(a)係黏合物量較多之卵石層挖掘時之沿著後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，(b)係第11圖(a)之I-I線的剖面圖。

第12圖係本發明之另一實施形態之推進裝置之切割頭之一例的前視圖。

第13圖係從側面側觀看第12圖之切割頭之一例的概略構成圖。

第14圖(a)係本發明之另一實施形態之沿著構成連結於推進裝置之後方之後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，(b)係第14圖(a)之II-II線的剖面圖。

第15圖(a)係黏合物量非常多之卵石層或黏土層及砂質土層挖掘時之沿著第14圖之後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，(b)係第15圖(a)之II-II線的剖面圖。

第16圖(a)係黏合物量非常多之卵石層或黏土層及砂質土層挖掘時之沿著後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，(b)係第16圖(a)之I-I線的剖面圖。

第17圖係從側面側觀看本發明之另一實施形態之推進裝置之一例的概略構成圖。

第18圖係從側面側觀看以往所使用之推進裝置的概略構成圖。

第19圖係第18圖之推進裝置之切割頭的前視圖。

以下根據圖式來詳細說明作為本發明之一例的實施形態。另外，在用以說明實施形態的圖式中，對於相同的構成要素，原則上賦予相同的符號，而其重複的說明則予省略。

(第1實施形態)

首先，參照第1圖至第3圖來說明本實施形態之推進裝置的構成例。第1圖係從側面側觀看本發明之一實施形態之推進裝置之一例的概略構成圖。第2圖係第1圖之推進裝置之切割頭之一例的前視圖。第3圖係從側面側觀看第2圖之切割頭之一例的概略構成圖。第4圖(a)係沿著構成連結於推進裝置之後方之後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，(b)係第4圖(a)之I-I線的剖面圖。另外，符號Cx、Cy、Cz係表示推進裝置的中心線。

本實施形態之推進裝置1A係一種泥土壓式的推進裝置，其係例如用來將直徑為700mm以下的小口徑管(下水道管、水道管、瓦斯管、電線用的配管或通訊線用的配管等)藉由推進工法而埋設於地裡。該推進裝置1A係可適用於挖掘含有混合有巨大礫石的卵石混合砂礫或卵石的堅硬土層的情形，而且亦可適用於挖掘含有未混合有巨大礫石的卵石混合砂礫或卵石或砂礫的堅硬土層的情形。另外，配置於推進裝置1A之後端的推進管T係為構成小 口徑管的構件。此推進管T係例如由鋼筋水泥製的圓筒管所構成，其外徑例如為540mm，內徑例如為400mm。

推進裝置1A係例如其外形沿著推進方向而形成為細長的圓柱形狀，具備有裝置本體2、及切割頭(切割盤)3。另外，推進裝置1A的全長，係例如為2766mm。此外，裝置本體2的直徑(外徑)係例如為560mm，切割頭3之正面的直徑(齒外徑)係例如為585mm。

形成裝置本體2之外殼的罩面板(skin plate)5，係例如藉由將以中空圓筒狀之鋼製管所形成的2個罩面板5a、5b沿著推進裝置1A的延伸方向串聯並設而構成。在此罩面板5的前端側，係於從該前端後退至裝置本體2之內側的位置，設有將裝置本體2內之中空空間區分為掘進面側與機內側的分隔壁6。

在裝置本體2內的中空空間內，於掘進面側(亦即切割頭3與分隔壁6之間)，係設有用以收容被切割頭3所挖掘之土砂(挖掘土)等的腔室(chamber)(收容部)7。另一方面，在裝置本體2內的中空空間內，於機內側係設有添加材注入部8、切割器驅動部9、前段輸送機(第1排出手段)10、鉸接千金頂11、土壓檢測部(未圖示)以及阻塞監視部(未圖示)等。

添加材注入部8係為了將腔室7內之泥土的狀態最佳化或為了調節腔室7內的泥土壓而將添加材注入於腔室7內的機構部，且具有高壓軟管(hose)與逆止閥。該高壓軟管係為將添加材注入於腔室7內的注入管，且以使 該注入口顯露於腔室7內的狀態設置。逆止閥係用以防止腔室7的泥土等逆流至機內的閥。

以添加材而言，係例如使用皂土(bentonite)溶液等的作泥土材、氣泡材或該兩者。使用皂土溶液作為主加泥材，即可藉此提升腔室7內之泥土的不透水性及塑性流動性(可自由變形及移動的性質)。此外，藉由挖掘土砂中的礫石部分及土砂一起包入，而抑制礫石部分從土砂分離，可提升挖掘土砂中之土砂與礫石部分的一體性。藉此，即可提升泥土等的搬運能力。

此外，藉由加入氣泡材，即可抑制或防止泥土附著於切割頭3或腔室7的壁面。此外，藉由氣泡材的緩衝(cushion)作用，即可提高挖掘土砂或作泥土材的壓縮性，因此可抑制礫石部分在腔室7內或前段輸送機10內滾動移動。此外，縱使礫石部分在腔室7內或前段輸送機10內滾動，也可藉由氣泡材的緩衝作用而抑制泥土壓的急遽的變動。再者，藉由施加氣泡材，可提升止水性。

使用作泥土材與氣泡材兩者時，可在添加材注入部8之高壓軟管的注入口附近混合作泥土材與氣泡材，也可使注入時序(timing)在作泥土材與氣泡材錯開。將作泥土材與氣泡材一併使用時，即可藉此提升泥土壓的穩定性，因此可維持掘進面的穩定性。此外，由於可將藉由前段輸送機10所進行之礫石部分的排土順暢化，因此可防止在前段輸送機10內的阻塞或噴出的產生。再者，亦可抑制會妨礙土砂之粒子彼此之附著結合的氣泡材之分離作 用。

作泥土材的注入量係以設定為從腔室7內藉由前段輸送機10所排出之土砂量之30%以上為佳。藉此，對於包含將巨大礫石擊碎而成的礫石或卵石等的礫石部分的挖掘土砂，可將該礫石部分與挖掘土砂一併包入而抑制該礫石部分從土砂分離，因此可提升該等土砂與礫石部分的一體性。關於作泥土材的注入量上限，係以依據對象堅硬土層的狀況設定為佳。

氣泡材的注入量，以礫石層等為對象時，通常係在氣泡化狀態下相對於單位土量設為40%以上，因此只要預估因作泥土材之注入所導致之細粒量的增加量即可。氣泡材的注入量(更具體而言係發泡前之氣泡材原液的量)，係相對於從腔室7內藉由前段輸送機10所排出的排土量，以設定為3%以上為佳。藉此，即可獲得因為與作泥土材之相互作用所產生的承載(bearing)效果，並且可提升包含將巨大礫石擊碎而成的礫石部分之挖掘土砂的壓縮性，而可防止泥土壓之急遽的變動。關於氣泡材，注入量上限亦以依據對象堅硬土層的狀況設定為佳。

切割器驅動部9係用以使切割頭3旋轉的旋轉驅動手段，且具備有旋轉馬達9a、傳達齒輪9b、及支持軸(連接部)9c。旋轉馬達9a係例如為油壓式或電動式的旋轉驅動源，且沿著前段輸送機10的外周並排設置2台以上(例如2至3台)。傳達齒輪9b係為將旋轉馬達9a之旋轉動作傳遞至支持軸9c的齒輪。支持軸9c係為將切割器驅 動部9與切割頭3機械性地連接且將切割頭3以可旋轉的狀態支持的構件。在該支持軸9c中於腔室7內的外周，係與支持軸9c一體形成有混練翼(刮起部)9d。支持軸9c及混練翼9d係具備藉由將腔室7內的挖掘土砂等與添加材攪拌混和且混練而產生具有不透水性與塑性流動性之泥土的功能。此外，混練翼9d主要具備將囤積於腔室7內之底部的泥土刮起並送入前段輸送機10的功能。藉此，即可將腔室7內的泥土良好地送入前段輸送機10內，因此可提升推進裝置1A的推進效率。

前段輸送機10係用以將腔室7內之泥土等搬運至推進裝置1A之後方的搬運機構部，例如藉由不具直徑為200至250mm左右之旋轉軸的帶式螺旋輸送機所構成。具有旋轉軸的螺旋輸送機的情形下，會因為礫石等而易於阻塞，相對於此，帶式螺旋輸送機的情形下，由於可將可搬運之礫石等的最大徑(最大可搬運礫石直徑)設為搬運路徑的半徑以上，因此亦可搬運具有旋轉軸之螺旋輸送機所無法搬運之大小的礫石等。藉此，在本實施形態的推進裝置1A中，例如，即使是直徑為100至150mm左右之較大直徑的卵石等，亦可不予以擊碎而取入於腔室7內。因此，可減低卵石等的擊碎處理，故可提升推進裝置1A的推進速度。因此，可提升推進裝置1A的效率。

此外，前段輸送機10係以使構成前段輸送機10之排土管(第1排出管)10a之徑方向中心位置對準裝置本體2(罩面板5)之徑方向中央部的狀態設置。再者，前 段輸送機10係以沿著裝置本體2之中心線Cz而延伸的狀態設置。在推進裝置1A中，於前段輸送機10之排土管10a的外周，係配置複數個切割器驅動部9，因此若使排土管10a之徑方向中心位置從裝置本體2的徑方向中央部大幅錯開時，就不得不增大推進裝置1A的直徑，而將無法將推進裝置1A應用於小口徑管的埋設工事。針對此點，在本實施形態的推進裝置1A中，係將前段輸送機10的排土管10a，以其徑方向中心位置對準裝置本體2之徑方向中央部的狀態設置，藉此而可減小推進裝置1A的直徑，因此可將推進裝置1A應用於小口徑管的埋設工事。另外，在此所稱之裝置本體2的徑方向中央部，當然包含裝置本體2的徑方向中心，且在推進裝置1A之直徑可應用於小口徑管的埋設工事的範圍下，亦包含從裝置本體2之徑方向中心偏移若干的位置者。

構成前段輸送機10的排土管10a，係形成用以將腔室7內之泥土等搬運至後方之搬運路徑的管，例如具有2個排土管10a1、10a2。排土管10a1、10a2係例如由圓筒狀鋼材所構成，且沿著推進裝置1A的延伸方向而串聯並設。該排土管10a(10a1)之前端的開口部，係貫通分隔壁6而露出於腔室7內。另外，排土管10a的內徑係例如為200mm左右。

在該排土管10a的內部，係以可沿著排土管10a之內周旋轉的狀態設置有無軸螺旋部10b。無軸螺旋部10b係為藉由其旋轉動作而將排土管10a內的泥土等以壓 出至後方之方式進行搬運的搬運構件，例如具有2個無軸螺旋部10b1、10b2。無軸螺旋部10b1、10b2係沿著推進裝置1A的延伸方向而串聯並設。

無軸螺旋部10b1係以藉由油壓式的旋轉馬達(未圖示)等而可旋轉的狀態設置於排土管10a1內。用以旋轉驅動無軸螺旋部10b1的旋轉馬達，係與切割器驅動部9之旋轉馬達9a比鄰配置。該無軸螺旋部10b1的前端一部分，係突出於腔室7內。另一方面，後方的無軸螺旋部10b2係以藉由油壓式的旋轉馬達(未圖示)等而可旋轉的狀態設置於排土管10a2內。用以旋轉驅動無軸螺旋部10b2的旋轉馬達，係與鉸接千金頂11比鄰配置。

此外，排土管10a1、10a2的連接處係配置於鉸接千金頂11的位置，而在該連接處外周，係設置有接頭部10c。該接頭部10c係例如藉由可撓性構件而形成，且具有與藉由鉸接千金頂11所進行之推進裝置1A的鉸接操作同步變形，並且防止起因於鉸接操作而使排土管10a內之泥土等洩漏於外部的功用。另外，省略無軸螺旋部10b2時(使無軸螺旋部10b由1個構成時)，不需要接頭部10c。

此外，在排土管10a之延伸方向之途中位置的外周，係設置有複數個添加材注入部10d。添加材注入部10d係為了使排土管10a內之泥土的狀態最佳化或為了調節腔室7內的泥土壓而在排土管10a內注入添加材的構成部，與上述添加材注入部8同樣地，具有高壓軟管及逆 止閥。添加材注入部10d之高壓軟管的注入口，係露出於排土管10a(10a1、10a2)內。以添加材而言，係與在添加材注入部8所說明者相同，故說明從略。

再者，在排土管10a(10a2)的後端部，係以沿著推進裝置1A之軸方向延伸的狀態連結有後段輸送機15A(第2排出手段)的排土管(第2排出管)15t。後段輸送機15A係為用以將藉由在前段輸送機10內旋轉之無軸螺旋部10b之壓出作用所輸送的泥土等，朝向起始縱坑進行搬運的搬運機構部，如第1圖及第4圖所示，具有排土管(第2排出管)15t、及設置(固定)於其內壁面的螺旋翼部15s。排土管15t係例如藉由圓筒狀鋼材所形成，且以沿著排土管10a之周方向而可旋轉的狀態的設置。藉此，當使排土管15t旋轉時，螺旋翼部15s亦旋轉，因此排土管15t內的泥土等得以被搬運至機外。另外，排土管15t之直徑係例如為200至250mm。

如第1圖所示，在該排土管10a(10a2)之後端附近的外周，也設置有添加材注入部15p。添加材注入部15p係為了使排土管15t內之泥土的狀態最佳化或為了調節腔室7內的泥土壓而在排土管15t內注入添加材的構成部，與上述添加材注入部8同樣地，具有高壓軟管及逆止閥。添加材注入部15p之高壓軟管的注入口，係露出於排土管10a(10a2)內。以添加材而言，係與在添加材注入部8所說明者相同，故說明從略。

鉸接千金頂11係用以連結罩面板5a、5b， 並且修正推進裝置1A之推進方向的機器，且在罩面板5之內壁中跨越罩面板5a、5b之交界的位置，沿著推進裝置1A的周方向並排設置有複數個。藉由將壓力油供給至該鉸接千金頂11且以將罩面板5a、5b彎曲成預設的方向及角度的狀態將推進裝置1A進行推進，即可藉此控制推進裝置1A的推進方向。

土壓檢測部(未圖示)係為藉由應變儀將腔室7內之泥土所形成的壓力轉換為電信號的感測器(sensor)部分，且以將其土壓檢測面朝向腔室7內的狀態設置。推進裝置1A係以藉由土壓檢測部所檢測之腔室7內之泥土壓成為預設值的範圍之方式進行管理，藉此即可一面維持掘進面的穩定性一面進行挖掘處理。

阻塞監視部(未圖示)係用以監視在從腔室7涵蓋到前段輸送機10之間之土砂之阻塞的構成部。土砂的阻塞傾向，係藉由起因於滯留於被攪拌等之土砂的摩擦熱而使土砂溫度上升來推測。阻塞監視部係具有設於前段輸送機10之外側的溫度感測器、及控制盤。溫度感測器係為從前段輸送機10的外側測量包含被前段輸送機10所搬運之礫石部分之土砂之溫度的感測器。控制盤係為具有顯示被溫度感測器所測量之土砂溫度之功能的構成部。溫度感測器的土砂溫度，係與阻塞推測用的設定溫度進行比較，且被輸入於控制盤以作為防範阻塞於未然之前饋(feed forward)控制用的資料。當土砂溫度朝向設定溫度而被判定有溫度上升傾向時，即藉由操作者所進行的手動控制或藉 由控制盤所進行的自動控制，增加從添加材注入部8等注入於腔室7內的添加材。

另一方面，上述的切割頭3，係用以挖掘堅硬土層之掘進面的構件，且以可沿著罩面板5之外周而旋轉的狀態被支持於裝置本體2的前表面(相對向於掘進面的面)。在該切割頭3的前表面，係例如設有平面十字狀的面板部3a。在該面板部3a中，係例如以旋轉自如的狀態裝設有複數個圓柱形的輥式切割器3b。各輥式切割器3b係為挖掘掘進面的挖掘構件，在其表面係固設有複數個鑽頭(bit)3bb。此外，在面板部3a的外緣，係設置有切刃齒(scraper tooth)3c。另外，亦可設置錐頭(cone head)型的滾齒鑽頭(roller bit)或矩形型的鑽頭等的其他挖掘構件以取代圓柱型輥式切割器3b。

此外，在面板部3a的中央附近，係設置有添加材注入部3d。該添加材注入部3d，係為了使腔室7內之泥土的狀態最佳化或為了調節腔室7內的泥土壓而朝向切割頭3之前表面的掘進面注入添加材的構成部，與上述添加材注入部8同樣地，具有高壓軟管及逆止閥。以添加材而言，係與在添加材注入部8所說明者相同，故說明從略。

此外，在切割頭3的外周，係以聯繫十字狀之面板部3a的延伸端部彼此之方式設有圓環狀的外周環部3e。在該外周環部3e中於掘進面側的前表面，係設置有複數個鑽頭3f。再者，在外周環部3e的內周與面板部 3a的外周之間，係形成有貫通切割頭3之前表面與後表面的開口部3g。該開口部3g係為用以將經由切割頭3所挖掘的挖掘土砂取入於腔室7內的貫通孔，且在切割頭3的前端面(相對向於掘進面的面)內，例如形成於4處位置。在本實施形態中，切割頭3之開口部3g的尺寸(例如第2圖之二點鏈線所示的直徑R1)，係設定為上述之前段輸送機10之最大可搬運礫石直徑。藉此，例如即使直徑為100至150mm之較大的礫石，也可不藉由切割頭3擊碎，即可取入於腔室7內。因此，可減低卵石等的擊碎處理，因此可提升推進裝置1A的推進速度。此外，可減低切割頭3(鑽頭)的磨損或破損，因此可削減切割頭3(鑽頭)的修理等的步驟。藉此，可提升推進裝置1A的推進效率。此外，可減低挖掘工程費用。

接著參照第5圖至第9圖來說明本實施形態之推進方法的一例。第5圖至第9圖係為推進工程中之沿著計劃管渠線之地基的主要部分剖面圖。另外，為易於觀看圖式，乃將前段輸送機10及後段輸送機15省略。

首先，如第5圖(a)所示，挖掘相對於地基G之地面交叉的起始縱坑HS與到達縱坑HA。接著，在起始縱坑HS的底部設置推進台20之後，在其上方設置如支壓壁21及推壓千金頂22等的推壓機器。之後，如第5圖(b)所示，在起始縱坑HS內的推進台20上使用起重機(crane)等搭載推進裝置1A。

接著，如第6圖(a)所示，在使切割頭3旋 轉的狀態下以推壓千金頂22推動推進裝置1A的後端，藉此將推進裝置1A從起始縱坑HS的內壁面推入至地基G。此時，從添加材注入部3d、8等注入上述添加材。因此，包含經由推進裝置1A之切割頭3所擊碎之礫石部分的土砂，係藉由切割頭3的旋轉作用而與從添加材注入部3d朝向掘進面所注入的添加材一面被攪拌混合一面被取入至推進裝置1A的腔室7內。被取入至腔室7內之包含礫石部分的土砂，係與從添加材注入部8被注入至腔室7內的添加材攪拌混合。再者，在腔室7內產生且充滿具有不透水性與塑性流動性的泥土，藉此產生對抗掘進面土壓的泥土壓，且使該泥土壓作用於掘進面整體。此外，將切割頭3的旋轉速度維持一定並且調整推進裝置1A之推進速度或前段輸送機10之無軸螺旋部10b的旋轉速度，藉此將經由設於分隔壁6之土壓計所測量之腔室7內的泥土壓一直保持為一定的壓力。藉此，即可一面謀求掘進面的穩定一面將推進裝置1A推進。

在此，若為地基G含有礫石或卵石的地質的情形下，要將礫石等全都細小地擊碎並予以推進，係屬不具效率且不實際。針對此點，在本實施形態中，例如，即使是直徑為100至150mm之較大的礫石，也無須藉由切割頭3擊碎即可取入至腔室7內。因此，可減低卵石等的擊碎處理，故可提升推進裝置1A的推進速度。此外，可減低切割頭3(鑽頭)的磨損或破損，故可削減切割頭3(鑽頭)之修理等的步驟。藉此，即可提升推進裝置1A的推進 效率。另外，以第18圖所示之推進裝置50的情形而言，日進量在順利時為2.0m/單次輪班，推進速度為2至3mm/分，相對於此，在本實施形態之推進裝置1A中，日進量例如可設為5.0m/單次輪班以上，推進速度例如可設為10mm/分以上。

接下來，如第6圖(b)所示，在將推進裝置1A推入至地基G之後，使用起重機等，例如將鋼筋水泥製之圓筒狀的推進管T搭載於起始縱坑HS內的推進台20上。之後，如第7圖(a)所示，以推壓千金頂22推動推進管T的後端，藉此將推進管T從起始縱坑HS的內壁面推入至地基G並且將推進裝置1A推進。此時亦以與第6圖(a)中所說明者相同之方式，一面謀求掘進面的穩定一面將推進裝置1A推進。此外，此時亦與上述同樣地，例如，即使是直徑為100至150mm之較大的礫石，也無須藉由切割頭3擊碎即可取入至腔室7內，而可減低卵石等的擊碎處理，因此可提升推進裝置1A的推進速度。此外，可減低切割頭3(鑽頭)的磨損或破損，因此可削減切割頭3(鑽頭)之修理等的步驟。藉此，可提升推進裝置1A的推進效率。

接著，如第7圖(b)所示，在將推進管T推入至地基G之後，使用起重機等將新的推進管T搭載於起始縱坑HS內的推進台20上。之後，與上述同樣地，以推壓千金頂22推動新的推進管T的後端，藉此將新的推進管T從起始縱坑HS的內壁面推入至地基G，並且將推進 裝置1A更進一步推進。此時亦以與第6圖(a)中所說明者相同方式，一面謀求掘進面的穩定一面將推進裝置1A推進。此外，此時亦與上述同樣地，例如，即使是直徑為100至150mm之較大的礫石，也無須藉由切割頭3擊碎即可取入至腔室7內，而可減低卵石等的擊碎處理，因此可提升推進裝置1A的推進速度。此外，可減低切割頭3(鑽頭)的磨損或破損，因此可削減切割頭3(鑽頭)之修理等的步驟。藉此，可提升推進裝置1A的推進效率。

如此，每結束1個推進管T的推進步驟就接上推進管T並重複推進步驟，藉此，如第8圖(a)所示，在將推進裝置1A推出於到達縱坑HA內之後，如第8圖(b)所示，使用起重機等撤除到達縱坑HA內的推進裝置1A，並且使用起重機等將新的推進管T搭載於起始縱坑HS內的推進台20上。

接下來，如第9圖(a)所示，以推壓千金頂22推動起始縱坑HS內之推進管T的後端，藉此將連接複數個推進管T所構成的小口徑管TS埋設於地基G。之後，如第9圖(b)所示，將人孔(manhole)MH建構在起始縱坑HS及到達縱坑HA內而完成小口徑管TS的埋設工事。

如此，在本實施形態的推進方法中，可提升小口徑管TS之埋設工事時重複實施之推進步驟中的推進效率。此外，由於可藉由掘進面之擊碎處理的減低而提升挖掘構件的壽命，因此可削減挖掘構件之修理等的步驟。藉此，即可縮短小口徑管TS的埋設工期。此外，可 減低小口徑管TS的埋設工程費用。

接著參照第10圖及第11圖來說明推進步驟中之在後段輸送機15A之排土狀態的一例。另外，箭頭P1係顯示排土管15t的旋轉方向，箭頭P2係顯示排土方向。

第10圖(a)係黏合物量較少之卵石層之挖掘時之沿著後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，第10圖(b)係第10圖(a)之I-I線的剖面圖。此時，在排土管15t內大多為礫石Gr，幾乎無土砂，因此透過上述添加材注入部15p(參照第1圖)而將添加材添加於排土管15t內，即可藉此盡可能地促進排土管15t內的塑性流動化。

接著，第11圖(a)係黏合物量較多之卵石層之挖掘時之沿著後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，第11圖(b)係第11圖(a)之I-I線的剖面圖。此時，排土管15t內的土砂Gs非滿管，而是成為排土管15t之剖面之1/2至1/3左右的土量。此時，亦透過上述添加材注入部15p(參照第1圖)而將添加材添加於排土管15t內，即可藉此盡可能地促進排土管15t內的塑性流動化。此外，泥土藉由其黏性而黏著於排土管15t的周邊時，係在前段輸送機10的後方，加水至卵石與泥土分離的程度為止。

(第2實施形態)

第12圖係本發明之另一實施形態之推進裝置之切割頭之一例的前視圖，第13圖係從側面側觀看第12圖之切割頭之一例的概略構成圖。

本實施形態之推進裝置1A，係為在挖掘對象的地基中，不太有較開口部3g之直徑R2更大直徑的礫石時之裝置的一例，相對於前述第1實施形態，切割頭3的構造不同。在該切割頭3之前表面的十字狀的面板部3a中央，係設置有中心鑽頭(center bit)3h。在該中心鑽頭3h中，係固定有複數個鑽頭3hb。此外，在面板部3a中，係例如以旋轉自如的狀態裝設有2個碟型輥式切割器3b。

在本實施形態中，亦於外周環部3e之內周與面板部3a之外周之間，設有貫通切割頭3之前表面與後表面的4個開口部3g，而該開口部3g的尺寸(例如第12圖之二點鏈線所示的直徑R2)，係設定為上述之前段輸送機10之最大可搬運礫石直徑。藉此，例如，即使是直徑為100至150mm之較大的礫石，也無須藉由切割頭3擊碎即可取入至腔室7內。因此可減低卵石等的擊碎，故可提升推進裝置1A的推進速度。此外，可減低切割頭3(鑽頭)的磨損或破損，因此可削減切割頭3(鑽頭)之修理等的步驟。藉此，可提升推進裝置1A的推進效率。

(第3實施形態)

第14圖(a)係本發明之另一實施形態之沿著構成連結於推進裝置之後方之後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，第14圖(b)係第14圖(a)之II-II線的剖面圖。

在本實施形態中，係針對後段輸送機的變形例進行說明。在本實施形態中，並未於後段輸送機151B (第3排出手段)設置無軸螺旋部，取而代之係於排土管15t之外周設有泥土壓送部15e。泥土壓送部15e係以將壓縮過的氣體或加泥材等注入於排土管15t內之方式將排土管15t內的泥土等朝排土方向P2搬運的構成部，且沿著排土管15t的長度方向而依每一預定的間隔設置。此時的排土管15t係不旋轉而被固定。

在此，第15圖(a)係黏合物量非常多之卵石層或黏土層及砂質土層之挖掘時之沿著第14圖之後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，第15圖(b)係第15圖(a)之II-II線的剖面圖。此時亦以透過上述添加材注入部15p(參照第1圖)而將添加材添加於排土管15t內之方式而盡可能地促進排土管15t內之塑性流動化。再者，透過泥土壓送部15e將壓縮過的氣體或加泥材注入於排土管15t內，即可藉此促進排土管15t內之包含礫石Gr或土砂Gs之泥土等的排出。在此，係在後段輸送機15之排土管15t內充填有土砂等，藉此即可在維持泥土等之塑性流動性為高水準狀態下維持腔室7內之泥土壓的穩定性，因此可減低切割頭3的轉矩或推力。因此，可提升推進裝置1A的推進效率。此外，可將經由推進裝置1A所挖掘的泥土朝向起始縱坑予以良好地排出。

在此種本實施形態中，由於可消除用以使後段輸送機15B之排土管15t旋轉的旋轉機構，因此可推動裝置的小型輕量化及簡單化。因此，可減低裝置的成本。

(第4實施形態)

第16圖(a)係黏合物量非常多之卵石層或黏土層及砂質土層之挖掘時之沿著後段輸送機之排土管之長度方向的主要部分剖面圖，第16圖(b)係第16圖(a)之I-I線的剖面圖。

在本實施形態中，係針對後段輸送機的變形例進行說明。在本實施形態中，係在後段輸送機15C(第4排出手段)之排土管15t的前端面側設置有泥土壓送部15e，該泥土壓送部15e係以將壓縮過的氣體或加泥材等注入於排土管15t內之方式而將排土管15t內的泥土等朝排土方向P2搬運。此外，與前述第1實施形態之第4圖中所說明之後段輸送機15A同樣地，係在構成後段輸送機15C之排土管15t的內壁設有螺旋翼部15s，並且設置成使排土管15t旋轉。

此時亦以透過上述添加材注入部15p(參照第1圖)而將添加材添加於排土管15t內之方式而盡可能地促進排土管15t內之塑性流動化。再者，使排土管15t旋轉，並且透過泥土壓送部15e將壓縮過的氣體或加泥材注入於排土管15t內，即可藉此促進排土管15t內之包含礫石Gr或土砂Gs之泥土等的排出。在此，亦在後段輸送機15之排土管15t內充填有土砂等，藉此即可在維持泥土等之塑性流動性為高水準狀態下維持腔室7內之泥土壓的穩定性，因此可減低切割頭3的轉矩或推力。因此，可提升推進裝置1A的推進效率。此外，可將經由推進裝置1A所挖掘的泥土朝向起始縱坑予以良好地排出。

在此種本實施形態中，係在後段輸送機15C之排土管15t內設置螺旋翼部15s，並且設置泥土壓送部15e，藉此即可提升排土管15t之泥土的排出能力。

(第5實施形態)

第17圖係從側面側觀看本發明之另一實施形態之推進裝置之一例的概略構成圖。

本實施形態之推進裝置1B係泥水式之推進裝置，其係藉由送泥泵將泥水壓送至設於切割頭3之後方之裝置本體2內的腔室7，且將腔室7內之泥水的壓力設為對抗掘進面之土壓及地下水壓的壓力而一面謀求掘進面的穩定一面將切割頭3抵接於掘進面而使之旋轉，藉此而進行挖掘。另外，推進裝置1B之切割頭3的正面，係與第2圖或第12圖中所說明者相同。

在構成推進裝置1B之裝置本體2內的上部側，係設置有送泥管(泥水注入手段)25。此送泥管25係將泥水送至腔室7內的配管。送泥管25之前端部(放泥口)，係貫通分隔壁6之正面內的上部而到達腔室7。亦即，被送泥管25所送來的泥水，係得以從推進裝置1B之正面內的上部側被供給至腔室7內。另一方面，送泥管25的後端側，係從腔室7經由裝置本體2內及挖掘坑而延伸至挖掘坑外，且在挖掘坑外透過送泥泵(未圖示)而機械性地連接於泥水槽(未圖示)。另外，泥水槽係在挖掘坑外被機械性地連接於泥水處理裝置(未圖示)。

另一方面，在構成推進裝置1B之前段輸送 機10之排土管10a的後端部，係透過開閉部27而機械性地連接有較排土管10a更小徑的排泥管26。排泥管26係用以將從前段輸送機10所運送來的泥水(包含腔室7內之挖掘土砂的泥水)排出至挖掘坑外的配管。排泥管26的後端側，係經由挖掘坑內而透過途中的排泥泵(未圖示)而延伸至挖掘坑外，且在挖掘坑外機械性地連接於上述的泥水處理裝置。亦即，腔室7內之包含挖掘土砂的泥水，係得以從前段輸送機10透過排泥管26而被搬運至挖掘坑外，且藉由挖掘坑外的泥水處理裝置而分離為土砂與泥水，在經調整比重或黏性等之後，送至泥水槽，且再度透過送泥管25而被送至腔室7(掘進面)。除此以外，均與前述第1實施形態或第2實施形態中所說明者相同。

在本實施形態的推進裝置1B中，亦將切割頭3的開口部3g(參照第2圖及第12圖)的尺寸設定為前段輸送機10的最大可搬運礫石直徑，藉此，例如，即使是直徑為100至150mm之較大的礫石，也無須藉由切割頭3擊碎即可取入至腔室7內。因此，可減低卵石等的擊碎處理，故可提升推進裝置1B的推進速度。此外，可減低切割頭3(鑽頭)的磨損或破損，因此可削減切割頭3(鑽頭)之修理等的步驟。藉此，可提升推進裝置1B的推進效率。

綜上所述，雖已根據實施形態而具體說明了本發明人所研創的發明，但本說明書中所揭示之實施形態的所有觀點均為例示，並不限定於所揭示的技術。亦即，本發明之技術性範圍，不應根據前述實施形態中的說明而 被限制性地解釋，而均應依據申請專利範圍的記載作解釋，只要不脫離與申請專利範圍之記載技術均等的技術及申請專利範圍的要旨，均包含所有的變更。

[產業上之可利用性]

綜上所述，本發明之推進裝置，在小口徑管之埋設工事的適用上係屬有效。

1A‧‧‧推進裝置

3‧‧‧切割頭

3a‧‧‧面板部

3b‧‧‧輥式切割器

3bb‧‧‧鑽頭

3c‧‧‧切刃齒

3d‧‧‧添加材注入部

3e‧‧‧外周環部

3f‧‧‧鑽頭

3g‧‧‧開口部

Cx、Cy‧‧‧中心線

R1‧‧‧直徑

Claims (7)

1. 一種推進裝置，係將裝置本體從其後方透過推進管朝向地裡推入，藉此推進前述裝置本體而將前述推進管埋設於地裡者，該推進裝置係包括：切割盤，以可旋轉的狀態裝設於前述裝置本體的前表面，用以挖掘掘進面；收容部，在前述裝置本體內設於前述切割盤的後方，用以收容經由前述切割盤之開口部而取入的挖掘土砂；第1排出手段，在前述裝置本體內設於前述收容部的後方，用以將前述收容部內的前述挖掘土砂搬運至後方；及旋轉驅動手段，在前述裝置本體內於前述第1排出手段之外周設置2台以上，用以使前述切割盤旋轉；前述第1排出手段係包括：第1排出管，用以形成前述收容部內之前述挖掘土砂之搬運路徑；及無軸螺旋部，係以可旋轉的狀態設於前述第1排出管內，用以搬運前述第1排出管內之前述挖掘土砂；且前述第1排出手段係以使前述第1排出管之徑方向中心位置對準前述裝置本體之徑方向中央部的狀態被設置；前述切割盤之前述開口部的尺寸，係設定為前述第1排出手段之最大可搬運礫石直徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之推進裝置，其中，在連接前述旋轉驅動手段與前述切割盤的連接部，設置有 用以將前述收容部內之挖掘土砂刮起的刮起部。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之推進裝置，其中，在前述第1排出手段的後段設置有第2排出手段，該第2排出手段係包括：第2排出管，以可旋轉的狀態連接於前述第1排出管；及螺旋翼部，固定於前述第2排出管的內壁。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之推進裝置，其中，在前述第1排出手段的後段設置有第3排出手段，該第3排出手段係包括：第2排出管，連接於前述第1排出管；及壓送手段，將前述第2排出管內的挖掘土砂壓送至後方。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之推進裝置，其中，在前述第1排出手段的後段設置有第4排出手段，該第4排出手段係包括：第2排出管，以可旋轉的狀態連接於前述第1排出管；螺旋翼部，固定於前述第2排出管的內壁；及壓送手段，將前述第2排出管內的挖掘土砂壓送至後方。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之推進裝置，係包括添加材注入手段，該添加材注入手段係用以將作泥土材及氣泡材的至少一者注入於前述掘進面、前述收容部內及前述第1排出手段的至少一者。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之推進裝置，係設置有泥水注入手段，該泥水注入手段係在前述裝置本體內設於前述收容部的後方，用以將泥水注入於前 述收容部內。