JPH0366900A - 撹拌式先受工法用機械 - 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、土砂トンネル用攪拌式先受工法用機械に関す
る。

［従来の技術］ 山岳トンネルにおいては、その周壁部の支保か施工され
る短い時間の間、切羽（新しく掘り進んだ部分）が自立
していなければならない。もし、自立しない場合、それ
が軽度の崩壊性の場合にあっては、通常の先受上（４な
いし２ｍ）が用いられる。しかし、粘着力がほとんどな
い崩壊性の砂質土や砂礫、あるいは破砕帯（岩石）など
となると、長尺の先受上が必要となる。

この先受上は、従来、第１０図に示すように削岩機等に
より１つおきに削孔して定着材を注入し、鉄筋・パイプ
または鋼矢板を挿入している。これらのフォアパイルＰ
１Ｓにより天端防護の梁として作用させ切羽安定用アー
チＴを築造としているのである。

しかし、穿孔に当って穿孔水が切羽周辺地山を緩め、劣
化を助長したり、フォアパイルの間から、天端土砂の抜
落ちが見られたりする。また、フォアパイルを打設する
ことにより、地山とフォアパイル下面土砂と縁が切られ
るため下面土砂が剥離して落下することが多いという問
題がある。

また、上記従来のパイルは、当然のことながら長尺大径
である程、圧縮強度が大きい。しかし、長尺大径の削孔
を水平オーガで掘削することは困難で、更に、掘削と固
化材の注入を別工程で行うので作業性が悪い。

そこで本出願人は特願昭６３−２３００８３号において
、長尺大径の切羽安定用アーチのパイルを作業性よく形
成できる拡翼ビットを備えた水平オーガを提案した。

本提案によれば、相互に摺接して軸方向に相対移動可能
な内筒および外周にスクリュー翼が設けられた外筒と、
前端部が前記内筒端部の一枢軸に枢着され相互に鈍角お
よび平行な掘削部が連続して形成された一対の第１のビ
ットと、前端部が前記第１のビットの後端部に枢着され
後端部が前記外筒の前端部に枢着され外側に掘削部が形
成された一対の第２のビットと、前記内筒に隙間を設け
て挿通された注入筒と、該注入筒の内孔と前記隙間を経
た固化材が所定圧のときに開弁じて該両回化材を混合し
て噴出するチエツク弁とを設けている。

上記のように構成された拡翼ビットを備えた水平オーガ
において、第１のビットを原位置のままパイロット孔を
掘削し、所定深さ掘削後に内筒を所定ストローク後退し
、第１のビットを介して第２のビットを拡開し、オーガ
を引き抜いてパイロット孔より大径のパイル孔を掘削す
るとともに、所定圧の固化材をチエツク弁を介し注入し
て両ビットにより固化材と掘削土とを撹拌し、入口部か
ら所定深さの所で、ビットを閉じて原位置に戻し、パイ
ルを形成し、これらパイルにより切羽安定用のアーチを
築造する。

施工に際し例えば第１１図に示すように、施工線に沿い
位ｆｆｉ＃Ｌ＃２・・・と１つおきに所定ピッチで例え
ば位置＃１０までパイルＸを形成し、次に位置＃１１、
＃１２・・・＃１９と前に形成したパイルＸにオーバラ
ップするようにパイルＹを形成し、これらパイルＸ、Ｙ
により切羽安定用のアーチＺを築造する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記提案自体は有効なものであるが、しかし、固化材の
注入時に固化材が切羽側に逆流することがある。この固
化材はゲルタイムを持っているものの、水平坑（実際は
上向き）のために起こる現象で、施工時の支障になる。

また、１本のパイルの形成には、通常、位置決めに約１
分、ビットのセット、掘削に約３分、攪拌、注入、混合
に約６分の合計約１０分のサイクルタイムを要する。こ
のため、第１１図に示す施工態様では１アーチの施ニス
ピードは、だいぶ遅くなる。

本発明は、固化材の逆流を防止すると共に、切羽安定用
アーチ築造の施ニスピードを速める土砂トンネル先受工
法用機械を提供することを目的としている。

［課題］ 本発明によれば、自走車の術仰旋回自在な架台の長平方
向にスライド自在に設けられ相互に逆方向に回転する回
転軸ユニットを設け、それぞれのユニットに、相互に隣
接して軸方向に相対移動可能な内筒及び外筒と、前端部
が前記内筒端部の一枢軸に枢着され相互に鈍角及び平行
な掘削部が連続して形成された一対の第１のビットと、
前端部が前記第１のビットの後端に枢着され後端部が前
記外筒の前端部に枢着され外側に掘削部が形成された第
２のビットと、前記内筒に隙間を設けて挿通された注入
筒と、該注入筒の内孔及び前記隙間を経た両回化材が所
定圧のときに開弁じて該両回化材を噴出する弁体と、前
記外筒の前部を隙間を設けて覆い後端部が核外筒にスラ
イド自在な筒体とを設けている。

［作用］ 上記のように構成された土砂トンネル先受工法用機械に
おいては、筒体を切羽壁に所定深さ圧入し、第１のビッ
トを原位置のままパイロット孔を掘削し、所定深さ掘削
後に内筒を所定ストローク後退し、第１のビットを介し
て第２のビットを拡開し、回転軸ユニットを引き抜いて
パイロット孔より大径のパイル孔を掘削すると共に、所
定圧の両回化材を噴出して掘削土と攪拌し、筒体の端部
で第１のビットを閉じて原位置に戻してパイルを形成し
、これらパイルにより切羽安定用のパイルを築造する。

この際、攪拌された掘削土は筒体内に滞留し、固化材の
切羽側への逆流を防止する。

また、２連の回転軸ユニットにより、２個のパイルを隣
接して従来の１サイクルタイムで形成する。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図において、全体を符号Ａで示す自走
車の水平軸１には、プーム３が左右一対のスイングシリ
ンダ２．２により例えば１６０゜の角度範囲θ１で旋回
自在に支持されている。このプーム３には、リフトシリ
ンダ４が内蔵され、そのシリンダ４の作動ロッドの上部
には、ヨーク５が固設されている。そのヨーク５には、
ガイドブラケット６が両者５．６の間に介装されたチル
トシリンダ７により例えば水平から上向きに２００の角
度範囲θ２で俯仰自在に支持され、このブラケット７に
は、架台である長尺のチルトシェル８が両者７．８の間
に介装されたスライドシリンダ９により例えば８００ｍ
ｍのストロークＳ１でスライド自在に支持されている。

そして、このガイドシェル８上には、一対の全体を符号
Ｂで示す回転軸ユニットの長手方向にスライド自在に間
隔Ｗ（例えば３５０ｍｍ）で設けられている。

このユニットＢの軸体２０の一端は、フィードモータ１
０及びフィードチェーン１１により例えば３５００ｍｍ
のストロークＳ２でスライドされるパワースイベル１２
に並列に連結され、他端は軸体２０の後記する外筒２１
を隙間を設けて覆い、スイベル１２側が外筒２１に摺接
し、対向する側が開いている筒体である口元パッカー１
５を介してガイドシェル８に支持され、相互に逆方向に
回転されるようになっている。そして、そのパワースイ
ベル１２には、ウォータスイベル１３（第４図）がビッ
ト拡開シリンダ１４により取付けられている。なお、図
中の符号１６はパッカー圧入シリンダ、１７は後記する
ホースガイドローラ、１８は配電盤、１９は操作盤、２
２は油圧ユニットである。

第４図において、回転軸ユニットＢの軸体２０の外筒２
工には内筒２４が摺動自在に挿通され、その内筒２４に
は隙間Ｃを設けて注入筒２８が挿通されている。

前記内筒２４の前端部に形成された延設部２４ａにはピ
ン２５が軸直に設けられ、このピン２５には一対の第１
のビット２６．２６の前端部が枢着されている。このビ
ット２６．２６には図示の原位置において、相互に鈍角
な掘削部２６ａと、平行な掘削部２６ｂとが連続して形
成されている。

そのビット２６．２６の後端部には、外側に掘削部２７
ａが形成された一対の第２のビット２７．２７がピン２
５ａ、２５Ｈにより枢着され、この第２のビット２７．
２７の後端部は、それぞれ外筒２１の前端部に設けられ
たヨーク状のブラケット２３にピン２５ｂ、２５））に
より枢着されており、これら両ビット２６．２７により
拡開ビットＤが構成されている。なお、ピン２５ｂ、２
５ｂの間隔は、ピン２５　ａ　Ｎ　２５　ａの間隔より
若干小さく形成されている。したがって、ビット拡開シ
リンダ１４により所定ストロークだけ内筒２４を外筒２
１に対し後退（図面で右行）させると、第５図に示すよ
うに第２のビット２７．２７は第１のビット２６．２６
により拡開されるようになっている。

第６図において、内筒２４の前端部には、弁体であるチ
エツク弁２９が設けられている。そして弁ボデー３０の
前後部には、対向する一対の注入口３１ａ、３１ｂが設
けられ、それらの軸線は、ピン５の軸線側で相互に交差
するようになっている。そして、注入口３１ａは注入筒
２８の内孔２８ａに連通され、注入口３１ｂは隙間Ｃに
連通されている。そして、第４図に示すように、内孔２
８ａと隙間Ｃとは、ウォータスイベル１３において第１
の固化付人口１３ａと第２の固化材入口１３ｂとに連通
されている。これら人口１．３ａ、１３ｂには、それぞ
れ図示しない固化材供給ホースが接続され、それらホー
スはホースガイドローラ１７（第１図）にガイドされ、
それぞれ図示しない第１固化材供給ポンプと第２固化材
供給ポンプとに接続されている。そして、チエツク弁２
９は、両回化材の所定圧（例えば１．　５ｋｇｆ／ｃ＆
）時に開弁じ、注入口３１ａ、３１ｂから噴出するよう
になっている。

掘削に際し第１図に示すように、吹付天盤Ｅを形成した
トンネルＦ内の切羽Ｇの手前の、吹付板Ｈ上に形成した
盛土１部分に自走車Ａを位置させる。

次いで、第７図に示すように、ガイドシェル８を上傾し
、第７図に示すように、ガイドシェル８を上傾し、拡開
ピッ）Ｄを吹付天盤Ｅと切羽Ｇとの接合部にセットする
。

次いで、第８図に示すように、パッカー圧入シリンダ１
６を伸作動して口元パッカー１５を所定深さに、だけ圧
入する。そして、拡開ビットＤを縮閉したまま回転し、
フィードモータ１０を作動しパワースイベル１２を介し
て拡開ビットＤを前進し、所定深さＫまでパイロット孔
りを掘削する。

この際、掘削土は後方に搬出しないで、拡開ビットＤに
より攪拌する。

次いで、第１図右部に示すように、ビット拡開シリンダ
１４を伸作動して内筒２４を所定ストローク後退し、拡
開ビットＤを拡開する。そして、第２のビット２７．２
７の掘削部２７ａ、２７ａ（第５図）でパイロット孔り
より大径のパイル孔Ｍを掘削し、所定圧の第１、第２の
固化材をチエツク弁２９の注入孔３１ａ、３１ｂから矢
印のように噴出しながらフィードモータ１０を逆転して
軸体２０を引き抜く。この際掘削土は口元パッカー１５
内に滞留され、固化材の逆流の切羽Ｇ側への逆流を防止
する役割りを果す。

次いで、第１図右部及び第３図に示すように、外筒２１
のブラケット２３がロ元パッカーエ５に達した時点でビ
ット拡開シリンダ１４を縮作動し、内筒２４を所定スト
ローク前進して拡開ビットＤを縮閉し、パイロット孔り
と同径のパイル孔を造成し、パイルＰ、　Ｐ　（第９図
）を形成して、次の位置の掘削に移る。

施工に際し第９図に示すように、例えば外径３００ｍｍ
のパイルＰを２６本形成して半径４２００順で角度１２
０°のアーチＱを築造する際、＃１及び＃２のパイルＰ
、Ｐは、前記したように約１０分のサイクルタイムで同
時に形成され、全体として、１０分×２６本／２＝１３
０分と従来の約２倍の施ニスピードが得られる。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、口
元パッカーと掘削土とにより、固化付切羽側への逆流を
防止することができる。

また、２連装の拡開ビットにより、同時に２本のパイル
を形成し、１つのアーチ築造の施ニスピードを従来の約
２倍にし、工期を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す側面図、第
２図は正面図、第３図は要部の上面図、第４図は要部の
側断面図、第５図は拡開ビットの拡開時の側面図、第６
図は第４図のＩ−Ｉ線矢視断面図、第７図及び第８図は
それぞれビットセット時及びパッカー圧入、パイロット
孔掘削時の状態を説明する側断面図、第９図は施工状態
を説明する切羽の断面図、第１０図及び第１１図はそれ
ぞれ従来の施工状態を説明する切羽の断面図である。 Ａ・・・自走車　　Ｂ・・・回転軸ユニットＤ・・・拡
開ビット　　８・・・チルトシェル１４・・・ビット拡
開シリンダ　　１５・・・口元パッカー　　１６・・・
パッカー圧入シリンダ　　２０・・・軸体　　２１・・
・外筒２４・・・内筒　　２６・・・第１のビット２７
・・・第２のビット　　２８・・・注入筒２９・・・チ
エツク弁 第５ 図 第６ 図 第７図 第９ 図 第１０図 社！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自走車の俯仰旋回自在な架台の長手方向にスライド自在
   に設けられ相互に逆方向に回転する回転軸ユニットを設
   け、それぞれのユニットに、相互に隣接して軸方向に相
   対移動可能な内筒及び外筒と、前端部が前記内筒端部の
   一枢軸に枢着され相互に鈍角及び平行な掘削部が連続し
   て形成された一対の第１のビットと、前端部が前記第１
   のビットの後端に枢着され後端部が前記外筒の前端部に
   枢着され外側に掘削部が形成された第２のビットと、前
   記内筒に隙間を設けて挿通された注入筒と、該注入筒の
   内孔及び前記隙間を経た両固化材が所定圧のときに開弁
   して該両固化材を噴出する弁体と、前記外筒の前部を隙
   間を設けて覆い後端部が該外筒にスライド自在な筒体と
   を設けたことを特徴とする土砂トンネル用攪拌式先受工
   法用機械。