JPH1122356A - 立坑掘削ケーシング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉厚の立坑ケーシングの鋼材量を減少させる
ため薄肉のケーシングを補強して使用する。 【解決手段】 ケーシングの外面から内部に向けてくぼ
みをプレスし、ケーシング全体を補強する。くぼみの形
状は半球形のものを千鳥足状に分布させたもの、部分円
形断面を持つ水平溝型のもの、部分円形断面を持つ螺旋
状の溝型のもの、部分円形断面を持つ左右傾斜の螺旋状
の溝型のものがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】土木建設機械の立坑掘削機で
駆動される円形ケーシングの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に示すように円形ケーシングによる
立坑掘削は立坑掘削機１の揺動圧入機２で円形ケーシン
グ３をクランプバンド７で掴み、下向きの圧力を加えて
小刻みな回転往復運動を該円形ケーシング３に与えて、
地山に押し込みながら内部を立坑掘削機付属のグラブバ
ケットで掘削、排土することで行われている。従来の円
形ケーシングは図９に示すような形状でであり、立坑の
直径が１メートル乃至２メートルのものは肉厚が１２ミ
リメートル乃至１６ミリメートルの鋼管で作られてい
る。ケーシングの先端には掘削刃４を取り付けて使用し
ている。ケーシングを継ぎ足す必要がある場合は元のケ
ーシング３に次のケーシング１３を突き合わせ、溶接５
で接続している。このケーシングは立坑掘削作業中は掘
削装置の一部として回転トルクと圧入力を立坑掘削機よ
り掘削刃に伝達する役目を持ち、立坑が完成した後は仮
設の土留として使用され、最終的には埋め殺しされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このケーシングを埋め
殺して仮設の土留とすることは結果的に大量の鋼材を土
中に無駄に埋設することになり、工事費の面、資源消費
の面、地球環境の面からも考え直さなければならない問
題である。そこで鋼材量を出来るだけ少なくし、掘削装
置としては必要な掘削抵抗に耐え、土留構造物としては
ケーシングの外面からかかる土圧に耐えて作業者の安全
が確保できるケーシングを開発することが課題である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従来の直径１メートル乃
至２メートルの円形ケーシングの肉厚１２ミリメートル
乃至１６ミリメーを４．５ミリメートル乃至６ミリメー
トルの厚さに薄くして強度を持たせるために、図２に示
すよう鋼管の外面から内部に向けてプレスでくぼみ６を
付けてケーシングに強度を持たせようとするものであ
る。このくぼみ６を滑らかに成形すれば応力の集中が防
止でき、内部はグラブバッケトがくぼみ６に引っかかる
ことなしに通過でき、またケーシングの外面は出っ張り
がないのでクランプバンド７が図９に示すような従来の
平滑なケーシング３または１３と同様にケーシングのど
の位置でも使用できる。但しくぼみ６のサイズはクラン
プバンド７の幅の半分以下とする必要がある。

【０００５】

【実施例】図３に円形のくぼみ６を千鳥足形に配置した
例を示す。図３にはくぼみ６の配置の一部を示し、その
他の部分は省略してある。円形のくぼみ６は縦叉は横に
未加工の平面が直線状にに連ならないようにその直径と
ピッチを決める必要がある。図３のＡ−Ａ断面は図７に
示すようになり、この断面の断面２次モーメントは同じ
厚さの平板に比べ２桁以上の大きな値がえられ、地山の
土圧によく耐える構造とする事が可能である。図３のＢ
−Ｂ断面は図８のようになり、断面極二次モーメントは
平滑な円形のケーシングと比べると一般に数１０％の減
少があるが、ケーシングがプレス加工により捻り挫屈し
にくくなるため結果的には回転トルクによる捻り強度は
大きくなる。又立坑掘削機からかかる圧入推力について
は力に平行な断面面積が減少するが、ケーシングの中心
軸方向の強度はもともとその他の外力に対する強度に比
し充分な強度を持っている上に、プレス加工により円筒
面が挫屈しにくくなるので結果的に圧縮耐力も増す。

【０００６】図３についてケーシング３の下端にケーシ
ング３とともに埋め殺しする簡単な掘削刃４を溶接５で
取り付け、地山の掘削を容易にするとともにケーシング
端の補強にも役立てる。又立坑が深い場合はケーシング
３を延長をする必要があるが、図９に示す従来のケーシ
ング３及び１３は肉厚が厚いので突き合わせ接続ができ
るが、図３に示すような薄いケーシングの場合は接続リ
ング８を使い、ケーシング３の上に次のケーシング１３
を乗せて、隅肉溶接５で接続をする。接続リングの幅は
できるだけ狭くし、クランプバンド７でケーシングを掴
む場合はこの部分を避けてクランプする。

【０００７】図４はくぼみ６を部分円形の断面を持つ水
平な溝としたものである。Ａ−Ａ断面は図７と同じ形状
に現れ、この断面の断面２次モーメントは図３のケーシ
ングと同様に、プレス未加工の平滑なケーシングに比べ
大きな値がえられるので、円筒の半径方向にかかる土圧
の耐力は大きくなるが、円筒の軸方向の推力に対する剛
性と耐力はは大幅な減少が見られる。また回転トルクに
対する剛性と耐力は図３の場合と同様にほぼ同じにな
る。従って圧入力が余り必要のない、軟らかいシルトや
微細な砂質層の地山の掘削に適用できる。掘削刃４と接
続リング８については図３に示すものと同様である。

【０００８】図５はくぼみ６を部分円形の断面を持つ、
円筒の中心軸に対する螺旋形の溝とした場合である。こ
の溝は螺旋の角度を小さくした場合には図４と同様にな
り、円筒の半径方向の圧力に対する剛性は最大となり、
軸方向の推力に対する剛性は最小となる。又螺旋の角度
を大きくすると円筒の軸方向の剛性は最大となり代わり
に半径方向の圧力に対する剛性は最小となる。従ってこ
の溝の角度に推力とトルクの剛性が丁度よい角度を選ぶ
ことができる。回転トルクに対する剛性は図３の千鳥型
の場合のように多少の減少がみられる。掘削刃４と接続
リング８については図３と同様である。ただ接続リング
８とくぼみ６が交叉する部分はケーシングの水密が保た
れるように溶接で盲をする必要がある。

【０００９】図６は図５のケーシングが回転方向によっ
て剛性及び強度の特性に差がでるのでこれを防ぐため
に、もう１本反対の螺旋を入れたものである。地山の土
圧による半径方向の圧力に対する剛性は図５の場合より
も大きくなり、圧入力に対する強度もやや大きくなる。
回転トルクの剛性は殆ど同じかやや減少する。掘削刃４
と接続リング８は図５の場合と同じである。

【００１０】

【発明の効果】仮設構造物として用済後は埋め殺される
立坑ケーシングの鋼材使用量が半分以下に減少する。

【００１１】鋼材量の減少に伴い材料費が節減でき、運
搬費も安くなり、結果的に工事費が節減できる。

【００１２】近来やかましく言われている環境に対する
負荷が減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】立坑掘削機による掘削作業の図である。

【図２】くぼみで補強したケーシングとクランプバンド
の関係位置を示す断面図である。

【図３】半球形のくぼみで補強したケーシングの断面図
である。

【図４】水平の部分円形断面の溝で補強したケーシング
の断面図である。

【図５】螺旋状の部分円形断面の溝で補強したケーシン
グの断面図である。

【図６】左右の傾斜をもつ螺旋状の部分円形断面の溝で
補強したケーシングの断面図である。

【図７】図３及び図４のＡ−Ａ断面の図である。

【図８】図３のＢ−Ｂ断面の図である。

【図９】従来の円形ケーシングの断面図である。

【符号の説明】

１ 立坑掘削機 ２ 揺動圧入機 ３ ケーシング ４ 掘削刃 ５ 溶接 ６ くぼみ ７ クランプバンド ８ 接続リング １３ 次のケーシング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒の外面より内面に向けてくぼみをプレ
   スし、外面に出っ張る部分のない円形の立坑掘削用ケー
   シング。
2. 【請求項２】円筒の外面より内面に向けてプレスしたく
   ぼみが部分球形で、該くぼみを円筒面に千鳥足形に分布
   させた請求項１に記載の立坑掘削用ケーシング。
3. 【請求項３】円筒の外面より内面に向けてプレスしたく
   ぼみが円筒の軸線に対して直角な部分円形の断面をもつ
   溝を形成する請求項１に記載の立坑掘削用ケーシング。
4. 【請求項４】円筒の外面より内面に向けてプレスしたく
   ぼみが円筒の軸線に対して螺旋状に連続した部分円形の
   断面をもつ溝を形成する請求項１に記載の立坑掘削用ケ
   ーシング。
5. 【請求項５】円筒の外面より内面に向けてプレスしたく
   ぼみが円筒の軸線に対し互いに逆の傾斜をなす２本の螺
   旋状に連続した部分円形の断面をもつ溝を形成する請求
   項１に記載の立坑掘削用ケーシング