JPH035479B2 - - 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」 土被り浅い地中にプレハブ式の幅員大なる完成
筒体を上部の交通を中断しないで通しながら横方
向から地中に掘削前進させて布設して車道、歩
道、共同溝、水路その他の地下トンネルとして利
用する分野に属する。

「従来の技術」 従来土被り浅い地中に幅員大なる完成筒体を地
中に掘進させる場合には上部荷重による切羽の崩
壊防護及び筒体上部の土砂の横移動による上部構
造物の変移を防止するために補助工法としてパイ
プルーフ工が用いられている。しかもパイプルー
フ工による補助工法は必要不可欠なものとして使
用されて来ている。

しかし、パイプルーフ工は工費が甚だ大でかつ
工程と工期を要し、かつその他の欠点を有するも
のであるが、他によりよい工法がない為に止むを
えず長年用いられて来ているのが現状である。ま
たプレハブ式の幅員大なる大型完成筒体の前面に
は、第５図に示すようにたて横の格子状に小さく
仕切られた多列多段の多数の小間（小室）１４よ
りなる大型刃口を取付けて切羽を防護し、かつ各
小間毎に４ケのフエースジヤツキ１３を取り付け
て交代で切羽の土留工を行い刃口全面積に対する
掘削する小間面積の比率である開口率を（25−
75）％前後に決めて小間別に人力にて代る代る切
羽を順次掘削して全切羽の掘削が完了すると全小
間の切羽をフエースジヤツキで土留工を施してか
ら完成筒体をけん引又は推進或いはけん引推進等
の前進設備によりパイプルーフ工の下で一掘進長
地中に前進させることをくり返して行い、土被り
浅い地中に大型完成筒体を前進させて布設してい
た。

「発明が解決しようとする問題点」 上記のパイプルーフ工には次のような欠点があ
る。

パイプルーフ施工の工期は長期間を要する。

パイプルーフ工の工費は非常に高くて完成筒
体の大小によつては全工事費の25〜50％にも達
し、筒体の布設費と相等しいか或いは場合によ
つては夫を上廻ることさえある。

パイプルーフ施工の為に必要な上部の土被り
とパイプルーフ下の筒体との間隙は施工中にパ
イプルーフの沈下を発生し上部地盤高を補充し
たり、パイプルーフと筒体背面とのセリ合い、
ヒツカカリによるパイプの持上げ、上部地盤の
隆起移動等を生じ技術的にも不都合なトラブル
を発生させることが多い。

完成筒体の上部にパイプルーフ工が施工され
るので筒体の土被りは大となり、アプローチも
大となり工事費及び用地費等の工費の増大と工
期の延長を生じる。

筒体前進中にパイプルーフ工も横移動する為
に横移動防止工を必要とする。

又従来の多列多段式の多数の小間を有する格
子状刃口による掘削方法は小間別にフエースジ
ヤツキで切羽の土留作業を行いつつ開口率を決
めて全て人力掘削により土砂を掘削するので１
日の掘進量は刃口の大小土砂の種類により20〜
80cm／日位で進行スピードが遅くて工期も延長
し、使用機械器具材料費等はじめ工費が大とな
る。

従来の技術は以上のように工期、工費ともに大
となる問題点と共に、パイプルーフの沈下、上部
セリ上げ上部地盤のもり上げ等に伴う質的不安全
の欠点、刃口内の切羽が機械掘削ができない点等
の多くの問題点が存在していた。

ロ 発明の構成 「問題点を解決する手段」 本発明ではパイプルーフを除去して筒体上面に 小幅員の細長いフリクシヨンカツター片を筒
体全幅にわたり適宜間隔にて装着してその１枚
づつを筒体上部で各個別々に前進させ全フリク
シヨンカツター片を前進させ終り、かつフリク
シヨンカツター片を後部たて坑内で係止した後
にその下部の筒体を前進させるようにして筒体
の地中前進に伴う上載土砂及び上部構造物の横
移動をフリクシヨンカツターの介在係止により
防止させる。

また上載各種荷重による刃口前方切羽の崩壊
防止に対しては頑丈な刃口の上部に各フリクシ
ヨンカツターの前方に剛強な圧入刃先を固結し
てフリクシヨンカツターと共に各個別に刃口前
方に圧入先行させて刃口上部前方の上部荷重を
圧入刃先で防護すると共に刃口の形状を土の滑
り面（角度）に等しいか又はそれより小さい角
度に傾斜させて切羽を滑り面前後に傾斜させて
掘削させ刃先内部にての切羽の安定を計り滑り
崩壊現象が発生せぬように構成した。

また従来多段多列の格子状に多数の小間を有
する従来の刃口の形状の為に切羽を垂直前後に
切落しフエースジヤツキによる山留を併用し乍
ら全て人力掘削しかできなかつたのであるがこ
こに新しく提供する刃口は上部１〜２段目まで
は従来の小間式刃口を用い人力掘削にて土の崩
壊面以下の傾斜面状にフエースジヤツキを使用
せずに掘削すると共に２〜３段以下の刃口は各
段の棚及びたて横の仕切板及びその刃口並びに
小間を全て削除しユンボ又はシヨベル等の掘削
機が掘削可能の大きい高さと幅の空間部を有す
る一段式の大間を設け、この大間にて掘削機が
滑り面前後の傾斜面にて切羽を安定させつつ掘
削できるように構成させて切羽の滑り崩壊も皆
無にすると共に刃口断面積内の大部分の土砂を
機械掘削を可能にした。

「作用」 第１〜第３図に示すように幅員大なる完成筒体
の上部全面にわたり先頭部に細長い頑丈な圧入刃
先を固結した細長いフリクシヨンカツター片を適
宜間隔に並べて装着し圧入刃先の下方に固着して
突出させたブラケツトが刃口内面に突出しかつ前
後に移動できる長さのスリツトを刃口上面に設け
て、刃口上面のスリツトから下方へ突出するブラ
ケツトを刃口内に設けた推進ジヤツキにて推進可
能にして圧入刃先付フリクシヨンカツター片を一
枚づつ筒体上面で前進させ圧入刃先を筒体刃口の
先端より前方へ適宜地中に圧入突出させるので１
枚の小幅の細長い圧入刃先付フリクシヨンカツタ
ー片の前進に伴う上部土砂の横移動はなく、圧入
刃先は刃口先端より前方へ突出して刃先前方上部
の土砂を支持して上部荷重を保持して切羽上部を
より安全に支持防護する。

また、全フリクシヨンカツター片が一掘進長前
進完了したらその後部をたて坑内で各種方法にて
係止（引き止め）してから下方の筒体を前進させ
るので筒体の前進につれてフリクシヨンカツター
及び上部土砂の前方への横移動及び上部の変移は
発生しない。かつ刃口は図示のように上段１〜２
段には従来のように小間刃口による多くの小間を
設けると共に前部を土砂の滑り面前後の角度に
し、切羽面も土砂の滑り面前後にして人力にて丁
寧に１小間づつ掘削し切羽の安定を維持させる。
小間刃口部以下は水平の棚と垂直の小間の仕切板
を全て除去しシヨベル、ユンボ等の掘削機が掘削
可能の高さと幅を有する大きい空間の一段式の大
間を構成させる。滑り面以下の傾斜面に沿わせて
斜めに傾斜する大間の刃先の内部で土砂の滑り面
前後の傾斜面で機械により掘削させて、下段大間
の切羽の安定を計り、従来使用不可欠のフエース
ジヤツキ装置と山留作業を省略するものである。

「実施例」 以下本発明の方法及び装置について１実施例を
あげ、図面により説明する。

第１図〜第３図は本実施例を示したもので、第
１図は側面図、第２図は正面図、第３図は１部平
面図である。

地中に前進させようとする幅員の大きい完成筒
体１の前部に設けた刃口及び筒体前部の上面全幅
にわたり、前記刃口の先端より数10cm前進できる
ようにして頑丈な細長い圧入刃口２片を配設し、
更にこの各圧入刃口２片の後端に剛結して、筒体
１の全上面にフリクシヨンカツター３片を配設
し、このフリクシヨンカツター３片の後端は、図
示してはないが、発進基地に設けた型鋼にピン構
造により着脱できるようにし、刃口は上部の小間
刃口５₁と大間刃口５₂に分け、圧入刃口２片の下
面に取付けたブラケツト４を小間刃口５₁の上板
に設けた各スリツト６を通して内方に突出させ、
ブラケツト４と筒体１の前部間に固定又は移動可
能に推進ジヤツキ７を装着し、小間刃口５₁の前
部下端より後方へ、人力掘削に都合の良い長さ
丈、かつ小間刃口５₁の両側板間にわたり人力掘
削作業用の水平棚板８を設け１段の作業空間を設
ける。又場合によつてはその中間に別の水平棚板
を設けて２段の作業空間にすることもある。次に
この作業空間において小間刃口５₁と水平棚板８
間に複数の縦仕切材９を設けて、複数の小間１０
に分割し、小間刃口５₁の上板及び縦仕切材９並
びに水平棚板８により各ケの小間刃口５₁を形成
させ、次に水平棚板８及び大間刃口５₂の両側板
並びに底板間の空間を機械掘削の作業用の大間１
１とする。本例では水平棚板８と底板間に縦仕切
材１２を設け２ケの大間に分割した場合を示した
ものであり、勿論各大間の高さ及び幅は掘削機Ａ
による掘削作業が充分安全にできる寸法にしてあ
る。このようにして水平棚板８及び底板並びに両
側板（又は片側板と縦仕切板）によつて大間刃口
５₂を形成させたものである。又刃口５₁及び５₂
の刃先と水平線とのなす角αは切羽土砂の滑り面
の角度（45゜＋φ／２）前後の角度になるようにして ある。次に上記の装置を用いて、刃口及び筒体を
地中に掘進させるには、先づ推進ジヤツキ７を作
動してブラケツト４を介して圧入圧口２の各片を
順次地中に数10cm圧入貫入した後、圧入刃口２と
共に前進したフリクシヨンカツター３片の後端を
発進基地に設けた型鋼にピンで固定し、次に小間
刃口５₁の部分の切羽土砂の掘削は滑り面前後の
傾斜で人力により行ない、大間刃口５₂の部分は
掘削機Ａによりやはり滑り面前後の斜面に機械掘
削を行なつて約数10cm掘削したならば在来の方法
により小間刃口５₁、大間刃口５₂及び筒体を同時
に１掘削長前進させる。以上の方法を繰りかえす
ことによつて刃口及び筒体を所定位置迄安全にか
つ能率良く前進させることができる。

勿論本発明では以上のような装置及び方法によ
つているので、第４図〜第６図の概要図に示すよ
うな在来工法において用いている、土留作業用の
フエースジヤツキ装置１３もなく、又刃口全面に
わたり数多くの小間１４に区切り、数多くの小間
刃口１５を設けて切羽土砂の崩壊を防ぎ乍ら掘進
し、或いは筒体上部地中にパイプルーフ１６を設
ける等のことが一切不必要となり、最も安全にか
つ能率良く掘進できるところに大きな特徴を有す
るものである。

ハ 発明の効果 本発明は従来この種技術に必要としていたパイ
プルーフ工及びフエースジヤツキによる山留工を
廃止し、かつ、機械掘削の思想を新しく導入した
ので次のように大きい効果がある。

従来全工事費の30〜60％にも達していた補助
工法である従来のパイプルーフ工を削除し、か
つ、その代わりにパイプルーフ工のおよそ約1/
２前後の工費である圧入刃口付フリクシヨンカ
ツター工を採用するので、パイプルーフ工の省
略に伴い、差引全工事費の15〜30％を節約す
る。

第６図に示すようにパイプルーフの介在に伴
う地下筒体の土被りｈはパイプルーフ１６の上
下の間隙h₁とh₃にパイプの径h₂の合計となる
（ｈ＝h₁＋h₂＋h₃）が本発明による土被りは、
これよりもパイプの径h₂とパイプ下の間隙h₃の
和だけ少なくて良く、殆んどパイプ上部の土被
りh₁に等しくて良いために、土被り少なく、取
付道路も短かくて良く用地費、工期、工費を節
約させる。

その他「発明が解決しようとする問題点」中
にあるパイプルーフの工程の省略による工期の
短縮、パイプと地盤の沈下、パイプと地下筒体
とのセリ、ヒツカカリとそれに伴うパイプの持
ち上げと上部地盤の持ち上げ隆起、パイプルー
フの横移動とその防止等の欠点が全部省かれ
る。

刃口の先端は、切羽土砂の滑り面の傾斜角度
前後にして、フエースジヤツキ設備と夫を使用
する土留工を全て省略して切羽を掘削するので
工期、工費を大きく節約し、しかも、切羽を常
に安全に維持することができる。

刃口の上部１〜２段は従来の多くの小間に仕
切られた小間刃口を用い、それ以下の刃口は幅
の広い無段の高い高さの大間の一段式空間を有
する大間刃口とし、その内で機械掘削を行うの
で１日の掘削前進スピードを従来よりも２倍以
上に早めることができる。従つて工期の短縮に
伴う工費の利益の他に使用機械器材の使用料損
料の節約も大となり併せて大なる工費の節約と
なる。また、本発明に使用する刃口は従来の刃
口に比べて下段は大間式で鋼材が少なく、かつ
刃口周辺部の刃口は、標準化して繰返し使用が
できて刃口費を従来の刃口の製作取付撤去費に
比べて1/2前後節約する他、先記のような効果
を発揮させる利点がある。

以上のように本発明は、従来の技術に比べてパ
イプルーフ工とフエースジヤツキによる切羽の山
留工を削除して工期、工費とも大いに（おおよそ
30〜50％）節約するとともに、土の滑り面の原理
を利用した鋼材の少ない刃口の形状及び、切羽の
安定掘削方法ならびに大部分を機械掘削可能にし
て効果能率を相乗的に増進し工費を大いに節約す
るとともに工期を1/2前後に短縮し人力を機械に
代える事により、人身事故を少なくする等の技術
上安全上の大きい利点を附加して、技術的かつ経
済的に優れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の方法及び装置に関す
る１実施例の図で、第１図は側面図、第２図は正
面図、第３図は１部平面図であり、第４図、第５
図、第６図は在来工法における夫々の概要図であ
る。 符号、１……筒体、２……圧入刃口、３……フ
リクシヨンカツター、４……ブラケツト、５₁…
…小間刃口、５₂……大間刃口、６……スリツト、
７……推進ジヤツキ、８……水平棚板、９……縦
仕切材、１０……小間、１１……大間、１２……
縦仕切材、１３……フエースジヤツキ装置、１４
……小間、１５……小間刃口、１６……パイプル
ーフ、α……刃口刃先の傾斜角、Ａ……掘削機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前部に頑丈な細長い圧入刃先を固着した小巾
   員の細長いフリクシヨンカツター片を地中に掘進
   させようとする大型筒体の上部に並列に全巾にわ
   たり適宜間隔に布設し、圧入刃先の下方に突出さ
   せるブラケツトを大型筒体前方の刃口の上面に開
   口させた細長いスリツトを通じて刃口内部に突出
   させ、このブラケツトを刃口内面の推進ジヤツキ
   により推進させ、刃口の先端より前方の地中に圧
   入貫入させることを繰りかえして全フリクシヨン
   カツターが刃口の刃先前方へ前進完了したなら
   ば、フリクシヨンカツター片の後部を発進基地前
   部に設けた型鋼に脱着可能に係止するとともに、
   １方刃口の構造は上部を多く縦仕切板刃口を有す
   る多数の小間に分割し、それより以下の部分は掘
   削機が作業できるような巾と高さを有する空間の
   大間の少数の作業空間に分割し、刃口先端の形状
   を土砂の滑り面の角度前後の傾斜角度になるよう
   にして掘進装置を構成させて、上段の小間刃口部
   は人力により、切羽面は滑り面の角度前後の傾斜
   面を保持し乍ら掘削し、下段の大間刃口部は掘削
   機により、滑り面の角度前後の傾斜面にて切羽を
   安定させて掘削を行なうことをくりかえして圧入
   刃口、フリクシヨンカツター、小間刃口、大間刃
   口及び筒体を地中に掘進させることを特徴とする
   大型筒体の掘進方法。 ２ 地中に前進させようとする大型筒体の前部に
   刃口を装着し、筒体前部上面及び刃口上面の全面
   に複数の頑丈な細長い圧入刃口を刃口先端より前
   方へ数10cm前後に、かつ各個に可動できるように
   して配設し、各圧入刃口後端に剛結して細長いフ
   リクシヨンカツター片を、筒体上面全面にわた
   り、並列にかつ適宜間隔に配設し、各圧入刃口よ
   り下方にブラケツトを突出させ、大型筒体前方の
   刃口上面には各ブラケツトを挿通するための細長
   いスリツトを設け、ブラケツトと筒体前部間に圧
   入刃口推進用の推進ジヤツキを装着し、本推進ジ
   ヤツキを使用して全フリクシヨンカツターがブラ
   ケツトを介して１工程長前進した時以降刃口が次
   の１工程長前進する迄の間移動しないように各フ
   リクシヨンカツター片の後部と発進基地に設けた
   型鋼と着脱自在に係止できるようにし、次に刃口
   の構造は、上部の小間刃口と下部の大間刃口に分
   け、小間刃口は、刃口上板より下方に、人力掘削
   に支障のない高さ空間をおいて、刃口前部から後
   方へ、かつ刃口両側板間に水平棚板を設け、刃口
   上板と水平棚板間に複数の縦仕切材を設け、この
   空間を複数の小間に分割して、刃口上板、縦仕切
   材（又は１部刃口側縁）及び水平棚材により各小
   間刃口を形成させ、更に大間刃口は水平棚材から
   下方刃口底板に至る間に高さ、巾共機械掘削に支
   障のない大きい空間を有する１〜複数の大間と
   し、この各大間の周板により大間刃口を形成さ
   せ、更に上下部の刃口の側板先端と水平線とのな
   す傾斜角は土砂の滑り面の角度前後になるように
   して構成してなることを特徴とする大型筒体の掘
   進装置。