JPH03129095A - 小口径圧気シールド掘進機 - 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、軟弱地盤の小口径管推進工法に採用される圧
気シールド掘進機に関する。

〈従来の技術〉 小口径管は、埋設管内に人が入れないため。

発進立坑側より遠隔操作して推進埋設する方法が採用さ
れており、一般によく用いられている工法は、シールド
掘進機の先端に、切羽土砂を掘削し後方へ土砂を取り込
むカッターヘッドを設け、カッターヘッドの後方には、
シールド掘進機内に取り込んだ土砂を後方に搬送するス
クリュウコンベア等を装備する。このようにして切羽掘
削、土砂の取り込み及び搬送とともに１発進立坑側に装
備した推進装置により埋設管後端を押圧して小口径管を
推進埋設する工法や、先端に伸縮可能な貫入シリンダー
を装備し１貫入シリンダー後方には該シリンダーと同径
の接続体を接続する。推進方法は先端貫入シリンダーを
伸長して切羽地盤内に貫入し１貫入が完了すると貫入シ
リンダーの縮少と同調して発進立坑側の推進装置を伸長
して接続体を推進する。接続体の推進が完了すると、接
続体径から埋設管径へと拡径する拡径装置を接続体の後
端に接合し、該拡径装置先端のテーパ一部は。

拡径部の土砂を掘削し、取り込むための取込口を設けて
回転させ、拡径装置内から接続体側へと土砂を搬送する
機構を設け、拡径装置の後方には埋設管を嵌合して発進
立坑側に装備した推進装置により順次埋設管を押圧しな
がら掘進して推進埋設する２工程方式の工法がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来技術である前記の工法は、地下水のない良質な土質
条件下では、容易に施工が可能であるが。

地下水の多い軟弱な土質条件下では、掘削上をスクリュ
ウコンベア等で排土する方式では、カッターヘッドの取
込口やカッターヘッドの外縁部から地下水とともに軟弱
な土砂がシールド掘進機内に流入し、シールド掘進機前
部の地山の崩壊を招来する。このため軟弱な土質の場合
には、シールド掘進機前部に泥漿材を注入し、軟弱な地
山と攪拌することによりシールド掘進機内に取り込まれ
る掘削土に流動性を付与して、地下水とともに流入する
土砂を防止する方法が併用されている。しかし、スクリ
ュウコンベア方式では、一般に掘削土はスクリュウ羽根
内で搬送されていくためにスクリュウ羽根頂部とケーシ
ングの間には空隙が生じ。

掘削土をケーシング内に充満することが出来なく。

確実に地下水等の流入を防止することは困難で。

過剰な地山の取り込みが行なわれ、埋設管路上部の地盤
沈下等を招来しているのが現状である。さらに、搬出さ
れる掘削土は、泥漿材が混合されていて産業廃棄物とし
て取り扱われ、処理等に多大な時間と費用を費やしてい
る。

また、接続体の先端に貫入シリンダーを接合して貫入シ
リンダーの伸縮による圧入によりパイロット孔を形成し
、その後、拡径装置により埋設管径まで掘削径を拡幅し
ながら推進をおこなう２工程方式でも、拡径時には拡幅
装置の先端テーパ一部分においては地山の掘削がおこな
われ、前記と同様に取込口より地下水や土砂の流入があ
り、埋設管路上部の地盤沈下等を招来している。

く問題点を解決するための手段〉 軟弱地盤の小口径管推進における上記問題点を解決する
ために本発明は、筒状よりなる先導体の前面にカッター
ヘッドを回転可能に装備して、先導体前面の切羽地盤を
切削し、カッターヘッドに設けた複数筒の取込口より切
削上を先導体内に取り込む。カッターヘッドの背面には
カッターヘッドに回転力を伝達する回転軸を固着し且つ
後方に延長して接続する。カッターヘッド背面の回転軸
部には一定区間だけ標準ピッチのスクリュウ羽根を装着
し、その後方の一定区間の回転軸部にはスクリュウ羽根
を装備しない圧密ゾーンを形成し。

圧密ゾーン後方の回転軸には一定区間だけ前記スクリュ
ウ羽根ピッチより密となるようにスクリュウ羽根を装着
し、徐々に後方に向かってスクリュウ羽根ピッチを所定
の標準ピッチとなるように装着する。このスクリュウ羽
根及び回転軸を被覆するようにケーシングを後方に延長
して順次接続していく。さらに先端スクリュウ羽根部か
らケーシング及び後続管を貫通してシールド掘進機外殻
に沿って後方へ送気バイブを装備したことを要旨とする
。

く作　用〉 上記構成により、推進時には発進立坑側より送気バイブ
を経て圧縮空気が、切羽部の地下水圧に応じて先導体部
に供給され、切羽部の地下水圧とバランスし安定した切
羽を提供する。シールド掘進機内に取り込まれた掘削土
は、先端のスクリュウ羽根により順次圧密ゾーン側へと
搬送される。

圧密ゾーンに搬送された土砂は、前方より送られてくる
土砂により順次後方へと押されて送り出されていくが、
圧密ゾーン後方のスクリュウ羽根は。

先端のスクリュウ羽根ピッチより密に設けられているた
め搬送能力が少なくなっており、圧密ゾーン内に掘削土
が充満した状態で後方に搬送されて行く。このため、先
導体部に供給された圧縮空気は圧密ゾーン部に充満した
掘削上により遮断され後方へ漏気することが無く、安定
した空気圧を保持することが可能である。このように軟
弱な地盤でも、一定した空気圧を保持することが可能で
あり容易に推進が行なえる。

〈実　施　例〉 以下に本発明の実施例を、第１図、第２図に示し、具体
的に説明する。

筒状の先導体７と後続管８より構成されるシールド掘進
機１の前面に切羽地盤を切削するカッターヘッド１１を
回転可能に装備する。カッターヘッド１１には複数の取
込口■２を設け、切削された土砂をシールド掘進機１内
に取り込む。カッターへラド１１の背面には、カッター
へラド１１に回転力を伝達する回転軸２を固着し、後方
に定尺長ずつ接続して延長していく。該回転軸２先端部
分には一定区間だけ標準ピッチのスクリュウ羽根５を装
着し、その後方の一定区間の回転軸２部にはスクリュウ
羽根を装備しない圧密ゾーン６を形成している。圧密ゾ
ーン６後方の回転軸２には一定区間だけ前記スクリュウ
羽根５ピツチより密となるようにスクリュウ羽根４を装
着し、徐々に後方に向かってスクリュウ羽根４ピツチを
所定の標準ピッチとなるように装着する。このスクリュ
ウ羽根４．５及び回転軸２を被覆するようにケーシング
１３を後方に定尺長ずつ接続して延長していく。

さらに、先端スクリュウ羽根５部からケーシング１３及
び後続管８を貫通してシールド°掘進機１外殻に沿って
後方に送気管３を発進立坑側まで装備する。シールド掘
進機１外殻部に設けた送気バイブ３の前方延長線上には
、送気バイブ３にかかる土圧を解除する拡幅具１０がシ
ールド掘進機１に固着されている。このようにして本発
明のシールド掘進機１は構成されている。

以下に１本発明のシールド掘進機１の推進方法について
説明する。

発進立坑にシールド掘進機１を設置し、その後端に埋設
管９を置台する。立坑側に装備した駆動機（図示省略）
により回転軸２に回転力が伝達され。

シールド掘進ｊｆ１１先端のカッターへラド１１が回転
して切羽地盤を切削し、切削上を取込口１２より取り込
む。シールド掘進機１内に取り込まれた掘削上は、カッ
タ−ヘッド１１背面に装備したスクリュウ羽根５により
後方の圧密ゾーン６側へと搬送されて行く。圧密ゾーン
６に搬送された土砂は、前方から搬送される土砂により
貯留され、除々に後方へと押し出されていく。圧密ゾー
ン６後端まで押し出された土砂は、前記スクリュウ羽根
５ピツチより密にしたスクリュウ羽根４により後方へ搬
送される。圧密ゾーン６後方のスクリュウ羽根４は先端
部スクリュウ羽根５よりも搬送能力が低くなっており、
搬送される掘削土は圧密ゾーン６部に貯留され、充満す
る。

圧密ゾーン６への土砂充満が完了すると、立坑側から圧
縮空気が送気バイブ３を通り先導体７部のスクリュウ羽
根５部に送られ、前方の切羽部に作用する。切羽部の地
下水は、圧縮空気により切羽部から前方の地中に押し戻
される。圧密ゾーン６部ではケーシング１３に充満した
掘削土により後方への圧縮空気の漏気を防止する。この
ように圧密ゾーン６前部に一定した空気圧を保持するこ
とができ、安定した切羽地盤の掘削がおこなえる。

切羽地盤の掘削と並行して１発進立坑内に装備した推進
装置により埋設管９の後端面を押圧して推進がおこなわ
れていく。

なお、圧密ゾーン６での極度の圧密を防止するため１回
転軸２の負荷を常時検出することにより。

過圧密が発生した時には、−旦推進を停止することによ
り、土砂の取り込みはせず圧密ゾーン６部の過圧密を解
除してから、再推進がおこなわれる。

また２本実施例においては、送気バイブ３をシールド掘
進機１外殻上に設けているが、ケーシング１３を貫通し
てシールド掘進機ｌ内殻に設置することも可能である。

〈発明の効果〉 本発明により、軟弱な切羽地盤の地下水は、圧縮空気の
作用により切羽地盤中へ押し戻され、切羽地盤は良質な
ものに改良され、シールド掘進機外径内だけの掘削が確
実に行われ、従来技術のように過剰な土砂の取り込みが
なくなり、地盤の沈下や崩壊を皆無とした。

また、圧密ゾーンと後方の密なスクリュウ機構により、
確実に圧密ゾーン部に掘削上を充満することが可能とな
り、後方への漏気も無くシールド掘進機先端切羽部の空
気圧を常に一定に保つことが容易にでき、安全な推進を
提供する。

さらに、掘削された排土は、圧縮空気により地下水等が
排除されて改良された良質土であり産業廃棄物等の適用
を受けることなく処分ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の実施例を示すシールド掘進機部分の
縦断面図。第２図は、シールド掘進機先端のカッターヘ
ッドを示す正面図。 なお３図中１はシールド掘進機。２は回転軸。３は送気
バイブ。４，５はスクリュウ羽根。６は圧密ゾーン。７
は先導体。８は後続管。９は埋設管。 １０は拡幅具。工１はカッターヘッド。１２は取込口。 １３はケーシング。１４は方向制御ジヤツキを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、筒状よりなる先導体の前面にカッターヘッドを
   回転可能に装備し、カッターヘッド背面には回転軸を固
   着し且つ後方に延長して接続し、該回転軸先端部分には
   一定区間だけ標準ピッチのスクリュウ羽根を装着し、そ
   の後方の一定区間の回転軸部にはスクリュウ羽根のない
   圧密ゾーンを形成し、圧密ゾーン後方の回転軸部には一
   定区間だけ前記スクリュウ羽根ピッチより密となるよう
   にスクリュウ羽根を装着し、除々に後方に向かってスク
   リュウ羽根ピッチを所定の標準ピッチとなるように装着
   し、このスクリュウ羽根及び回転軸を被覆するようにケ
   ーシングを後方に延長して順次接続し、さらに先端スク
   リュウ羽根部からケーシングまたはケーシングと後続管
   を貫通してシールド掘進機内殻または外殻に沿って後方
   へ送気パイプを装備したことを特徴とする小口径圧気シ
   ールド掘進機。