JPH0444599A - 小口径掘進機 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、地下ケーブルなどの埋設管を地中に埋設する
小口径管理設装置に使用して好適な小口径掘進機に関す
る。

Ｂ、従来の技術 第８図〜第１１図は特開平１−２６３３８６号公報に開
示された小口径掘進機の従来例である。

第８図において、掘進機１０は、前部に反力板１１Ａを
備えた後部掘進機本体１１と、この後部掘進機本体１１
の前端に修正ジヤツキ１２により首振り可能に連結され
た前部掘進機本体１３とからなる。後部掘進機本体ｌｌ
内には泥土を圧送する圧送ポンプ１４が設けられている
。前部掘進機本体１３の内部には掘削刃駆動装置１５が
設けられ、前端部にはこの駆動装置１１５で回転駆動さ
れる掘削具１６が設けられている。

このような小口径掘進機により例えば地下ケープル用小
口径管を埋設する動作を次に説明する。

掘削具１６の中心に設けた液注入口１６Ａから注入液を
注入しながら、かつ不図示の推進ジヤツキで掘進機１０
に後方から推進力を与えながら掘削具１６を回転すると
、地山２１が掘削刃１６Ｂで掘削され、注入液と掘削土
砂が混ざりあって泥土となる。掘削具１６および反力板
１１Ａは前方から見て第９図および第１０図のように形
成されており、泥土は、掘進機１０と周囲の地山２１と
の間の隙間２２．２３を通り、圧送ポンプ１４で排出管
１７を介して掘進機１０の後部に排出される。所定長だ
け掘削が進むと掘進機１０の後端において推進ジヤツキ
と掘進機１０との間に埋設管２４を介設させる。このよ
うな動作を繰り返すことにより、埋設管２４が順次に地
中に埋設される。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 このような小口径掘進機においては、安定した掘削を行
うために、 ■掘削、排土のバランスがとれていること、■計画路線
に対して正確な方向制御が可能なこと、が要求されてい
る。特に下水道用管理設工事では、計画路線に対する許
容精度は±２０ｍ＋程度であり、一般には、発進立坑側
から投射されるレーザビームなどの基準線から掘進軌跡
がずれないように微妙な方向修正を繰返しながら推進し
ている。上述の従来装置では、修正ジヤツキ１２により
前部掘進機本体１３の向きを修正して掘進軌跡の方向修
正が行われる。

しかしながら、上述した従来の小口径掘進機においては
、上記■の条件は満足されるが、■の条件を満足するの
が難しかった。

すなわち、従来の小口径掘進機はその上下方向方向修正
が難しく、特にＮ値が１以下の超軟弱地盤（自沈層）で
の埋設作業に際して、計画路線に対して下り気味に管が
埋設されるという問題がある。これは、 ０口径の小さい掘進機１０内に掘削具駆動装置１５や、
圧送ポンプ１４などの重量物が設置されるので小口径掘
進機全体としての比重が１以上になることと。

■修正ジヤツキ１２を操作して前部掘進機本体１３を上
向きに傾斜させて推進しても１反力板１１Ａの地山反力
が小さいことに起因して、掘進機１０自身の自重により
、あるいは推進ジヤツキの推力により下向きの成分が働
くときには、計画路線に対して掘進軌跡が下向きになる
。

そのため、このような超軟弱地盤での管理設作業に当た
っては、計画路線上に予め連続的または断続的に薬液注
入などを施して地盤を改良し、しかる後に掘進を行って
いる。したがって、施工効率が悪く、施工費用がかさむ
といった問題がある。

本発明の技術的課題は、比重が１を越えるような小口径
掘進機の掘進方向の修正を確実に行い得るようにするこ
とにある。

９０課題を解決するための手段 一実施例である第１図に対応して本発明を説明すると、
請求項１の発明は、先端に回転式掘削具１６を有し後方
からの推進力により地山を掘進する掘進機１０に適用さ
れ、上記技術的課題は次のような構成で達成される。

流体圧が導かれると膨張して掘進機外周面から径方向に
膨出して掘進機１０に掘進抵抗を与え。

流体圧が排出されると収縮して掘進機外周面から退避す
る中空弾性体１１１を掘進機１０の外周部に設ける。

請求項２の発明は、後方から推進力を受ける後部掘進機
本体１１と、この後部掘進機本体１１の前端部に首振り
可能に連結されるとともに先端に回転式掘削具１６を備
えた前部掘進機本体１３とから成り、推進力により地山
を掘進する掘進機１０に適用される。そして、上記技術
的課題は次のような構成で達成される。

流体圧が導かれると膨張して後部掘進機本体１１の外周
面から径方向に膨出して掘進機１０に掘進抵抗を与え、
流体圧が排出されると収縮して掘進機１１の外周面から
退避する中空弾性体１１１を後部掘進機本体１１の外周
部に設ける。

Ｅ０作用 中空弾性体１１１を膨張させて掘進機外周面から外方に
膨出させると、掘進機自身の比重が低下するとともに、
掘進機１０に掘進抵抗が付与され。

掘進機１０の掘進方向は、中空弾性体１１１が膨出した
のとは反対側に修正される。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
１本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 第１図〜第７図に基づいて本発明の一実施例について説
明する。なお、第８図〜第１１図と同様な箇所には同一
の符号を付して説明する。

第１図において、反力板１１０は、第３図に示すように
４方向に突出する部材１１０ａ〜１１０ｄから成り、各
部材１１０８〜１１０ｄ内には第５図に詳細を示す中空
弾性体１１１ａ〜１１１ｄがそれぞれ設けられている。

この中空弾性体１１１ａ〜１ｌｌｄのそれぞれは耐摩耗
性の高い例えばゴム材など（ゴム材以外で膨張、収縮す
る耐摩耗性の高い材料）からなり、中空弾性体１１１ａ
〜１１１ｄ内は反力板１１０に穿設した空気導入口１１
２を介して不図示のニアコンプレッサと接続され、圧縮
空気が導入されると中空弾性体１１１ａは第５図（ｂ）
のように膨張して反力板１１０の外方に膨出し、圧縮空
気が大気に開放されると中空弾性体１１１ａは第５図（
ａ）のように収縮して反力板１１０の外周面から退避す
る。ここで、第５図（ａ）に示すように、例えば収縮時
の中空弾性体１１１ａの外周面は反力板部材１１０ａの
外周面よりも内側に位置し、掘進時に地山２１と摩擦接
触しないようにされている。その他は第８図に示したも
のと同様に構成される。

このような小口径掘進機の動作を以下に説明する。

周知のように掘進機本体は不図示の発進立坑に搬入され
１発進立坑の軸芯と直交する方向し；発進する。すなわ
ち、従来と同様に液注入をしつつ回転掘削刃１６Ｂを駆
動装置１５で回転しながら後方から推進力を与え、発進
立坑の側壁で推進反力をとりながら掘進する。掘進軌跡
は周知のレーザビームなどで計測され、計画路線からず
れてくるとそれを修正しつつ掘進を行う。

例えば、掘進時に掘進軌跡が計画路線に対して下向きに
ずれてきた場合、下側の修正ジヤツキ１２を伸長させて
前部掘進機本体１３を上向きに首振る。この首振り角度
は約１．５°〜３°であり、超軟弱地盤を除いては、こ
の首振り角度範囲で方向修正が可能である。

掘進機１０の自重を支えられないようなＮ値１以下の超
軟弱地盤においては、修正ジヤツキ１２で前部掘進機本
体１３を上向きに振っても、掘進機１０を上向きに推進
するだけの地山反力が反力板１１０で得られず、掘進軌
跡が計画路線に対して下り気味になる惧れがある。

そこでこのような場合には、ニアコンプレッサから例え
ば下側の３つの中空弾性体１１１ｂ〜１１ｉｄ　（ｌｌ
ｌｃだけでもよい）に圧縮空気を導入して中空弾性体１
１１ｂ〜１１１ｄを膨張させて掘進機外周面の外方に膨
出させる。中空弾性体１１１の膨張により掘進機］Ｏ全
全体比重が小さくなるとともに、反力板１１０のいわゆ
るソリ効果が得られ、方向修正が可能と成る。すなわち
、掘進機１０の比重低下により掘進機１０が自重で沈下
しにくくなり、また、膨出した下側の中空弾性体１１１
ｂ〜１１１ｄにより掘進機１０の推進抵抗が増加し、後
方からの推進力で掘進機１０は上向きに推進されて、掘
進方向が修正される。

また、第５図（ａ）から明らかなように、中空弾性体１
１１は収縮時に反力板１１０の外周面から後退している
から、推進時に地山と摩擦接触せず耐久性の向上が図ら
れている。

なお、上向きの方向修正に限らず、下向きおよび左右の
方向修正時にも同様にして前部掘進機本体１３を首振り
、あるいは中空弾性体１１１を膨出させて方向修正する
ことができる。

さらに、中空弾性体１１１を修正ジヤツキ１２の補助と
して使用せず、次のように使用して微妙な方向修正が可
能である。

修正ジヤツキ１２の全てを全縮み状態にして掘造機１０
を中立状態にし、中空弾性体１１１のいずれかを膨出さ
せる。例えば、マシンのくせや地山の状態で掘進機１０
が若干左方に曲がるような場合には、中空弾性体１１１
ｄのみを膨出させ、掘進機１０の右側の推進抵抗を大き
くする。これにより、掘進機左右の推進抵抗がアンバラ
ンスして左方への曲がりが修正される。

さらにまた、以上では掘進機１０を後部掘進機本体１１
と前部掘進機本体１３とに２分割して前部掘進機本体１
３を修正ジヤツキ１２で首振り可能としたが、構造的に
修正ジヤツキ１２の収納が難しい直径２００ｎｎ以下の
超小口径掘進機においては、分割構造を採用せずに掘進
機本体の外周壁の例えば４方向に上述したような中空弾
性体を設け、必要に応じてその外周面から膨出させても
良い。この場合にも、方向修正したい方向とは反対側の
中空弾性体を膨出させて掘進軌跡の方向を修正する。

なお以上の実施例では、反力板１１０および中空弾性体
１１１の断面形状を左右、上下対称にしたが、必要に応
じて上下を非対称にしてもよい。

この場合、下側断面を大きくするのが一般的である。ま
た、下側の中空弾性体だけを長手方向に長くしても良い
。

Ｇ１発明の効果 本発明によれば、例えばＮ値が１以下の超軟弱地盤など
で小口径管を埋設する場合、掘進軌跡が計画路線に対し
てずれても中空弾性体を掘進機外周の外方に膨出させる
ことにより確実に推進方向の修正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第１図は小
口径掘進機の縦断面図、第２図、第３図および第４図は
それぞれ第１図の■−■線、ｍ−■線、■−ＩＶ線断面
図、第５図は中空弾性体の詳細拡大図、第６図は前部掘
進機本体を上向きにした第１図に相当する図、第７図は
その■−■線断面図である。 第８図〜第１１図は従来例を示し、第８図は小口径掘進
機の縦断面図、第９図、第１０図および第１１図はそれ
ぞれ第８図のａ−Ｉｘｍ、ｘ−ｘｉ、■−Ｉ線断面図で
ある。 １０：掘進Ｉａ　　　　１１：後部＊進機本体１２：修
正ジヤツキ　１３：前部掘進機本体１４：圧送ポンプ　
　１５：掘削具駆動装置１６：掘削具　　　１６Ｂ：掘
削刃 ２１：地山　　２２，２３：隙間 １１０．１１０ａ〜１ｌｏｄ：反力板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）先端に回転式掘削具を有し後方からの推進力により
   地山を掘進する掘進機において、 流体圧が導かれると膨張して掘進機の外周面から径方向
   に膨出して掘進機に掘進抵抗を与え、流体圧が排出され
   ると収縮して掘進機外周面から退避する中空弾性体を前
   記掘進機の外周部に設けて成る小口径掘進機。 ２）後方から推進力を受ける後部掘進機本体と、この後
   部掘進機本体の前端部に首振り可能に連結されるととも
   に先端に回転式掘削具を備えた前部掘進機本体とから成
   り、前記推進力により地山を掘進する掘進機において、 前記後部掘進機本体の外周部に設けられ、流体圧が導か
   れると膨張して後部掘進機本体の外周面から径方向に膨
   出して掘進機に掘進抵抗を与え、流体圧が排出されると
   収縮して掘進機外周面から退避する中空弾性体を具備し
   て成る小口径掘進機。