JPH035478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 大型完成筒体を地中に横方向からトンネル式に
地中に掘削前進させて車道、人道等の地下道、水
路、管路、共同溝等を地中に布設する際に筒体前
部の刃口内に於ける切羽の掘削方法及びその方法
に使用する掘削刃口装置に関する発明である。

「従来の技術」 従来大型完成筒体を地中に掘進させる為の筒体
前部の切羽の掘削方法は第５図、第６図に示すよ
うに横と縦方向の格子状の仕切板刃口５₁，６₁に
より分割された多段多列の小さい多くの空間の小
間８を有する刃口を装着し、各小間８内にてフエ
ースジヤツキ１０の山留作業を併用し乍ら全て人
力により掘削していた。

これは大型刃口の切羽部を上記のように小さい
小間８に分割してフエースジヤツキ１０で切羽を
押え乍ら掘進前進し切羽の万一の崩壊の危険度を
多数の小間８に分散させると共に万一の崩壊時の
防護復旧対策を容易に可能にして安全性を高めて
いるためであるが切羽の掘削方法は前記したよう
に切羽をやや垂直に切断しフエースジヤツキの使
用による山留作業の併用により人力のみによつて
行なわれる。

「発明が解決しようとする問題点」 従来技術の大型筒体の刃口が多段、多列の格
子状の多くの小間に分割され各小間別にフエー
スジヤツキによる切羽の山留工を併用し乍ら全
て人力によつて掘削するので多くの作業人員と
手間と工期を要し、かつ各小間が小さいために
機械掘削が不可能であり、１日の掘削量及び日
進量は小さい。（土質と刃口の大小によるが通
常20〜90cm／日にすぎない。） 刃口内は格子状の多数の小間に分割されて小
間の40〜75％は常に切羽をフエースジヤツキで
土留押えをされフエースジヤツキによる山留作
業と掘削作業とを交互にくり返し乍ら掘削を続
け、掘削時の小間面積は全刃口面積の60〜25％
にすぎず、これが１日の掘削量とスピードの低
い理由の一つにもなつている。

しかし、従来技術は数十年にわたり使用され
て来ており、しかも実施例は日本に於いてすで
に数百件にも達しており多くの技術者が切羽の
掘削を機械化したいと試みたが未だに誰も成功
を修めていない困難な問題である。

即ち「本発明が解決しようとする問題点」は
従来の大型完成筒体の地中掘進工法中の切羽の
掘削が全て人力にて行われている分野に新しく
機械掘削の分野を大きく導入附加しようとする
点及び従来のフエースジヤツキによる切羽の山
留作業を全て又は大部分を省略すると共に掘削
時の切羽の開口率を100％又は従来技術の２〜
数倍にも高めて、一日の掘削量と前進量を増大
させようとする等の大きい問題点である。

ロ 発明の構成 「問題点を解決するための手段」 大型完成筒体の前部に設ける刃口装置の１部と
して筒体前部に筒体断面と同じ断面の短かいコン
クリート刃口部を打設し、この上部の側壁体間に
適宜高さの間隙を有してコンクリート刃口部の先
端より後方へ適当長さに水平の仕切部材を設けて
水平小棚を形成させ、筒体前部のコンクリート刃
口部及び水平小棚先端を垂直面に仕上げ、この垂
直面に鋼製刃口を装着し、この鋼製刃口に縦仕切
板付刃口を設けて複数の小間に分割して上部小間
式刃口部を構成させ、前記水平小棚以下底部コン
クリート部迄の筒体側壁間は機械掘削可能の大き
い空間を有する大間部として下部大間式刃口部を
形成するように大間部コンクリートたて壁体前面
には水平小棚部より底部コンクリート刃口部迄、
前端を土の滑り面前後の角度で傾斜させる鋼製刃
口と共に筒体下底板前面にも鋼製刃口を取り付け
て全体の刃口装置を構成させ、水平小棚上部の小
間式刃口部分の切羽土砂は鋼製刃口の小間より人
力により掘削し、下部の大間部分は従来の多段多
列の小間式刃口による人力掘削を廃止して掘削機
械により掘削することを可能にする下部大間式刃
口部として掘削刃口装置を構成する。

かくして上部、小間式刃口部は人力により、又
下部大間式刃口部内の切羽は機械により掘削し、
いずれもフエースジヤツキとこれを使用する従来
技術の山留作業を省略して切羽を滑り面前後の傾
斜に安定させて全て切羽を開口したまま全断面の
土砂を掘削することができるようにしたものであ
る。なお上部小間式刃口部に崩壊性の地層が存在
して滑り面の角度が小さすぎる場合には、本小間
式刃口にフエースジヤツキを装着して切羽の土留
作業を行ないながら、人力作業にて掘削し、上部
小間式刃口の２〜数倍の面積を占める下部大間式
刃口部内の大部分の切羽を前記のように機械化掘
削が行なえるようにしたものである。

「作用」 掘削刃口装置は水平小棚上部の上部小間式刃口
部分は従来のように縦仕切板による多くの小間を
設けて、小間内にて人力にて１小間づつ丁寧に掘
削する。切羽の掘削面は土の滑り面の傾斜角度前
後に斜めに掘削して従来のフエースジヤツキによ
る山留作業を行わない。上部小間式刃口の水平小
棚以下は従来刃口の水平の棚と横仕切板刃口及び
垂直の縦仕切板刃口を設けずシヨベル、ユンボそ
の他等の掘削機が掘削可能の高さと幅を有する大
きい空間の大間に構成させてあるのでこの大間の
大空間内にて掘削機を用いて切羽土砂を滑り面前
後の傾斜面にて掘削させる。この下段大間式刃口
部分の切羽にても従来のフエースジヤツキによる
山留作業を全て省略して掘削を行う。

従来用いられていた刃口の構造を前記のように
発想を大きく改めて新しく創造構成することによ
り大型完成筒体の刃口断面中の大部分の面積をし
める下段大間式刃口部内の切羽土砂を機械にて安
全に早く掘削できる。又、上部小間式刃口部分の
人力掘削部及び下部大間式刃口部分の機械掘削は
従来技術の切羽のフエースジヤツキと山留作業を
省略して掘削できる。従来技術の切羽の押え山留
による開口率（掘削可能面積の％）を通常（25〜
60）％から100％に向上させて切羽を全部開放し
て掘削できるような作用を附加した。

尚、上部小間式刃口部分に崩れやすい地層が存
在し、滑り面の傾斜角度が小さすぎる場合には、
上部小間式刃口部内にフエースジヤツキを装着
し、山留作業を行い乍ら、切羽を人力にて迅速に
掘削し、刃口中大きい面積を占める下部の大間式
刃口部分の切羽は掘削機械にて前述のように掘削
する。

「実施例」 本発明の切羽の掘削方法の一実施例について述
べる。

大型完成筒体１の前部に刃口装置の一部として
筒体１の断面と同一断面の短かいコンクリート刃
口１′部を打設し、この上方の側壁１″，１″間に
適宜高さｈを有して水平に仕切る水平小棚５をコ
ンクリート刃口１′部の先端より後方へ適当長さ
に設けてそれらの前端を垂直面に仕上げるととも
に水平小棚５より筒体下部底板迄に至るコンクリ
ート刃口１′部のたて壁体端面を土の滑り面角度
（45°＋φ/2）前後の傾斜に仕上げコンクリート刃
口１′部の側面形状を〓状に打設し下部大間９を
形成する。（φは土の安息角） 水平小棚５上部の高さｈを有するコンクリート
刃口１′部前面には上部小間式刃口３を取付ける。
この上部小間式刃口３は第１図第２図に示すよう
に多くの縦仕切板６とその前部の縦仕切板刃口６
_１を有する多くの小間８に分割して上部小間式刃
口３部を形成したものである。また水平小棚５以
下の下部大間式刃口３′部は従来工法の多列多段
式刃口に必要としていた第５図第６図に示す水平
棚５、補強棚５′、横仕切板刃口５₁、横仕切板７
等とともに縦仕切板６、縦仕切板刃口６₁をも全
て削除し、筒体壁体前端面だけに土砂の滑り面前
後に傾斜させた刃口２を取り付けてシヨベル、ユ
ンボその他の掘削機Ａが作業可能な幅Ｂと高さＨ
を有する大きい空間の大間９の少数の大作業空間
（図示のものは二作業空間）を有する下部大間式
刃口３′として構成する。又従来刃口の各小間８
に装着させていたフエースジヤツキ１０を除去す
る。刃口２の形状構造をこのように新しく創造構
成し、上部小間式刃口３部の切羽面１２はフエー
スジヤツキ１０による土留作業を行なわず開放し
滑り面角度前後の傾斜面αを維持しながら人力に
て安全に掘削し、その下方の下部大間式刃口３′
部内の切羽１２もユンボシヨベルその他の掘削機
械Ａにて滑り面の角度（45゜＋φ/2）前後の傾斜面
に掘削して排土する。勿論この切羽の斜面もフエ
ースジヤツキ１０及び山留作業を省略して掘削を
行う。なお上部小間式刃口３部に崩れやすい地層
がある場合は第３図第４図に示すように上部小間
式刃口部の各小間８にフエースジヤツキ１０を装
着して切羽の山留作業を併行して行羽を人力にて
掘削する。本工法の掘削方法は前記のように新発
想による新しい技術により行なわれるが掘削土砂
の運搬及び大型地下筒体の前進方法は在来工法の
筒体前進工法により行われる。大間式刃口部のコ
ンクリート側壁体と鋼製刃口３′の接合面は鋼製
刃口３′の先端の傾斜角αに合せて傾斜させた場
合を示したものであるが、勿論場合によつてはこ
の接合面を前記傾斜角αより大きい角度で設ける
場合も生じる。

なお刃口及びその後部の大型完成筒体前部のコ
ンクリート刃口部としての側面形状は上段をとび
ださない〓の形状又は上段を大きく突出させ下部
を保護する〓型の形状その他が考えられる。又水
平小棚５は工事完了後鋼製刃口２とともに取外
す。コンクリート刃口１′部は取外すかあるいは
水平小棚５以下の壁体部のコンクリートを打足し
て筒体１の一部として利用する。

特許請求の範囲の項中第３項及び第４項の発明
の掘削刃口装置の構成は上記第１項及び第２項の
方法の発明の説明にて理解できるものと思われる
ので省略する。

ハ 発明の効果 本発明の大型筒体の切羽の掘削方法の効果は次
のように多大なものがある。

従来の大型完成筒体の地中掘進時における切
羽の掘削は格子状に多段多列に分割された多くの
狭い小間（小室）の中で各小間別にフエースジヤ
ツキによる山留作業と人力による掘削作業を交互
に順次繰返して行なわれて来ているが、本発明
は、刃口先端部の形状を切羽土砂の滑り面前後に
傾斜させるとともに、切羽の掘削角度αは土砂の
滑り面前後の角度に傾斜させて切羽掘削面を安定
させて掘削させるので、縦来必要としていたフエ
ースジヤツキ設備と、これを使用して行う山留作
業が全て省略され、それによる設備費と作業費及
びその為の作業工期を全て削除して大きく節約さ
せるばかりでなく、全切羽を山留なしに開放して
掘削できるので掘削可能時間を掘削作業量と掘進
スピードを増進して更に工費工期の節減に役立
つ。さらに、刃口上段部は従来の小間式刃口に
より、土留作業無しに人力にて切羽を掘削する
が、その下段の大間式刃口部の中では切羽を全て
機械にて掘削するので上部小間式刃口部の人力掘
削部の面積の２〜数倍（刃口の大きさによる）に
及ぶ下部大間式刃口部分の切羽面積が機械掘削が
可能となり、１日の掘削量と日進量が増大され
る。よつて機械損料工期工費上何れも節約され、
大きいメリツトを発生させ、経済的効果は大き
い。また、筒体内に既設障害物や大石が存在し
ても大間式刃口内での取出し撤去は容易に行なう
ことができる。更に多数の人力を短期間に集め
て使用する作業の大部分を機械掘削による安全作
業に代え切羽の崩壊事故を防ぎかつ、大部分の作
業を機械化したので人力作業に伴う人身事故、労
働災害等を殆んど防止することができて、その効
果は多くかつ大きい。又、上部小間式刃口部に
崩落性の地層が存在する場合は、先記したように
各小間内にフエースジヤツキを取付けて切羽の押
え山留作業を併行しながら安全に切羽を掘削する
ことができるので切羽の崩落事故を発生させな
い。かつこの場合でも小間式刃口面積の２〜数倍
の大間式刃口の切羽が機械掘削可能となり従来技
術に比べて能率を増大させる。

本出願中の大型筒体の刃口装置の発明は、特許
請求の範囲の項第１項及び第２項の方法の発明を
実現させる為の刃口装置であり、前記のように多
大の効果を有する方法の発明を成功させる為に必
要不可欠な刃口装置で、その効果も前述のように
大であるとともに、従来のこの種刃口に比べて構
造は簡単で使用鋼材も1/2前後に少なくて済み、
製作取付費の節約となり、かつ、筒体壁体部前部
に装着する刃口は標準化して繰返し使用が可能で
ある。又上部小間式刃口部だけに、フエースジヤ
ツキを設けて崩落性の切羽を安全に押え乍ら掘削
する刃口は、この場合の切羽の滑り面利用のフエ
ースジヤツキを使用しない刃口に比べて、その長
さが短くてすみ、刃口の強度上と経済性に優れ
る。

更に、従来の刃口の取出しは刃口を切断してス
クラツプ化しており、刃口埋殺しの場合は、外周
刃口のみを残して、その内方の縦、横の格子状の
仕切板刃口も切断スクラツプ化しているが、本発
明の刃口装置の下部大間式刃口部の空間部はその
まま使用できる等、在来の刃口に比べても多大の
経済的効果を有している。

以上により、本発明は、従来技術に比べて土砂
の滑り面角度の原理を採用して切羽を全部又は大
部分の面積の切羽部を滑り面前後の斜面に掘削す
ることにより、従来必要としていた切羽山留用の
フエースジヤツキ及び山留工を全部又は一部を残
して廃止し、刃口部の切羽面積の100〜80％の部
分を従来の人力掘削より機械掘削にて施工可能に
した。また、従来の刃口の材料も大きく節約しか
つ工事完了後もスクラツプ化せずに使用し又刃口
の大部分を標準化して、繰り返し使用可能にし経
済的には、40〜50％の節約の効果、工期的には50
％前後の短縮と共に安全性の向上にも大いに高い
効果を発揮し、その総合的効果には革命的に多大
なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す正
面図及び側面図。第３図及び第４図は本発明の他
の実施例を示す正面図及び側面図。第５図及び第
６図は従来技術の刃口を示す正面図及び側面図。 １……筒体、１′……コンクリート刃口、２…
…鋼製刃口、２₁……刃口先端、３……上部小間
式刃口、３′……下部大間式刃口、４……端面、
５……水平小棚、５₁……横仕切板刃口、６……
縦仕切板、６₁……縦仕切板刃口、７……横仕切
板、８……小間、９……大間、１０……フエース
ジヤツキ、１１……底板、１２……切羽、Ａ……
掘削機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大型完成筒体を地中に掘進させる場合の切羽
   の掘削方法に関し、大型完成筒体の前部に設ける
   刃口装置において、この刃口装置の１部として筒
   体前部に筒体と同じ形状断面の短かいコンクリー
   ト刃口部を打設し、この上方の側壁体間に適宜高
   さの間隙を有して、コンクリート刃口部の先端よ
   り後方へ適当長さに水平の仕切部材を設けて水平
   小棚を形成させ、これらの筒体前部のコンクリー
   ト刃口部及び水平小棚先端を垂直面に仕上げ、こ
   の垂直面に鋼製刃口を装着し、この鋼製刃口に継
   仕切板付刃口を設けて複数の小間に分割して上部
   小間式刃口部を構成させ前記水平小棚以下底部コ
   ンクリート部迄の筒体側壁間は機械掘削可能の大
   きい空間を有する大間部として下部大間式刃口部
   を形成するようにし、コンクリートたて壁体前面
   には前端を土の滑り面前後の角度で傾斜させる鋼
   製刃口と共に筒体下底板前面にも鋼製刃口を取り
   付けて全体の刃口装置を構成させ、水平小棚上部
   の小間式刃口部分の切羽土砂は鋼製刃口の小間よ
   り人力により掘削し、下部の大間式刃口部分の切
   羽土砂は掘削機械により土の滑り面前後の斜面に
   して掘削を行なうことを特徴とする大型筒体の切
   羽の掘削方法。 ２ 上部小間式刃口部は各小間にフエースジヤツ
   キを装着し崩落性切羽の山留作業を併行させ乍
   ら、切羽を掘削してゆく特許請求の範囲第１項記
   載の大型筒体の切羽の掘削方法。 ３ 大型筒体の前部に設ける掘削刃口装置に関
   し、刃口装置の１部として筒体前部に筒体と同じ
   断面形状の短かいコンクリート刃口部を打設し、
   この上方の側壁体間に適宜高さの間隙を有して、
   コンクリート刃口部の先端より後方へ適当長さに
   水平の仕切部材を設けて水平小棚を形成させ、こ
   れらの筒体前部のコンクリート刃口部及び水平小
   棚先端を垂直面に仕上げ、この垂直面に鋼製刃口
   を装着しこの鋼製刃口に縦仕切板付刃口を設けて
   鋼製刃口を複数の小間に分割して上部小間式刃口
   部を構成させ、前記水平小棚以下底部コンクリー
   ト部迄の下方の筒体空間は機械掘削可能の大きい
   空間を有する大間部として下部大間式刃口部を形
   成させるように、大間部のコンクリート部のたて
   壁体前面には水平小棚より底部コンクリート部
   迄、前端を土の滑り面前後の角度で傾斜させる鋼
   製刃口を取りつけるとともに底部コンクリート刃
   口部の先端にも鋼製刃口を取りつけて構成してな
   ることを特徴とする大型筒体の切羽の掘削刃口装
   置。 ４ 上部小間式刃口部は崩落性切羽の土留用フエ
   ースジヤツキを装着する特許請求の範囲第３項記
   載の大型筒体の掘削刃口装置。