JPS5948598A - 掘進方法及び装置 - 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】 この発明は、掘進方法及び装置、とくに軟弱地盤から比
較的硬い地盤まで、広い範囲にわたって変化する地盤を
掘進することのできる方法、及び装置に関するものであ
る。

軟弱地盤を掘進するに適した方法としては、圧密コーン
刃口と呼ばれている刃口を用いる方法がある。この方法
は、刃口の後方に欠先円鍾形の土砂誘導面を付設し、刃
先で切削した前面地盤の土砂を誘導面内で圧密し、固め
て後方に送り、全面土砂の崩壊を防ぎつつ掘進する方法
である。この方法において用いられる欠先円鍾形の土砂
誘導面をコーンと呼び、この方法では、コーンは回転し
ないものとされた。

上述の方法は、圧密脱水性の軟弱地盤に用いて効果があ
る。しかし、その方法を実施するには、前面地盤の性質
に応じてコーンの開口比を変えなければならい。なぜな
らば、或る軟弱な粘土に対して手頃に圧密できるコーン
であっても、これよりも硬い土質に対してはコーン内で
土砂がアーチアクションを形成して、動かなくなるから
である。ここで開口比とは、コーンにおける上底と下底
との面積比である。

コーンの開口比を変えるために、上底の開口内に円鍾状
の栓を挿入して、上底の開口部分を適当に狭めたり、コ
ーンを初めから複数個の円鍾台部分の接続により作って
おき、上底がわの円鍾台部分を取り除き又は付加したり
すことが行われた。しかし、こうして開口比を変えるに
も限度があり、広い範囲の地盤に対してこの方法を適用
することはできなった。例えば、Ｎ値が３以下の軟弱な
粘性十に対して上述のような方法で掘進することができ
るが、Ｎ値が５状の粘性土や砂質土ではコーン内は土砂
がコーンを回転させることとし、またコーンの内がわに
コーンの下底付近から上底付近に向って螺旋状に延びる
突起を付設し、突起によりコーン内における土砂の流れ
を誘導又は制御させることとした、このような考え方に
即して生まれのが、この発明である。

この発明は、前面土砂を後方に向って次第に狭まる欠先
円鍾形の土砂誘導面内に導き、誘導面上に前端付近から
後方に向って螺旋状に延びる突起を付設し、前面土砂の
Ｎ値が大きいときには、土砂誘導面及び突起を比較的早
く回転させて、突起により土砂が後方へ移動するのを助
長し、Ｎ値が小さいときには、土砂誘導面及び突起を比
較的遅く回転させ、又は回転を止め、又は反対方向に回
転させて、突起により土砂が後方へ移動するのを遅らせ
又は抑制することを特徴とする、掘進方法に関するもの
である。

また、この発明は、上述の方法において使用圧密され過
ぎて流れなくなり、コーンから排出できなくなった。

アーチアクションを起して粘性土がコーン内を流れなく
なったとき、スクリューオーガーで芯抜きする方法も試
みられた。その方法は前面地盤が全体にわたって自立性
のある均質な地盤の場合には役立つが、上半部が自立性
のない地盤であり、下半部が固い地盤であるような場合
には、上半部に地盤の崩落を生じて、地表沈下を来たし
た。従って、このような地盤に対しては、上述のコーン
を用いる方法によって能率よく掘進することができなか
った。

我国の地盤は、土質変化が激しい。１つのスパン中でも
土質が変わることが多い。従って、上述のような地盤の
変化に対しても適用できる掘進方法を開発する必要があ
った。この発明は、このような必要に応じて生れたもの
である。

この発明者は、上述の必要に応じるために、する装置を
含んでいる。装置に関する発明は、掘進装置の前面に後
方に向って次第に狭まる欠先円鍾状の土砂誘導面を付設
し、土砂誘導面上に前端付近から後方に向って螺旋状に
延びる突起を付設し、突起を土砂誘導面とともに回転可
能としてなる掘進装置を要旨とするものである。

この発明方法の理解には、そこで用いられる装置の一例
の理解が助けとなると考えられるので、以下にまず、装
置の発明から説明する。

第１図は、この発明に係る掘進装置の縦断面図である。

第１図において、１は円筒状の掘進機本体、２は刃口部
、３は方向制御ジャッキ、４はベアリング、５はガーダ
ーリング、６は次先円鍾形の土砂誘導面（コーン）、７
は螺旋状に延びる突起、８はカッティングビット、９は
刃先、１０は原動板、１１は減速機、１２はコンロッド
、１３はピニオン軸受、１４はスタビライザー、１５は
操作盤、１６はコーン２の開口部、１７はヒューム管で
ある。

刃口部２は、方向制御ジャッキ３によって掘進機本体に
対する方向を変えることができるようになっている。刃
口部２の前方部分には、ベアリング４によって回転自在
で支持されたガーダーリング５が取り付けられおりガー
ダーリング５に欠先円鍾形（又は円鍾台形と云ってもよ
い）の土砂誘導面（（コーン）６が取り付けられている
。コーン６の内壁には、螺旋状に延びる突起７が収り付
けられている。突起７は、同転力のバランスを取るため
、通常２部分で構成される。そのうちの１部分７１は、
刃先９付近からコーン２の内面に沿い、螺旋を描いて後
方に延びている。他の１部分７２は、中心軸に対して前
記部分７１と対称の位置から同じ方向に廻る螺旋を描い
て後方に延びるが、さきの突起７１ほどに延びないで、
途中で切れている。

する場合には、コーンの回転を止めた状態で掘進する。

従来の装置では、コーン内に何等突起を付設していなか
ったので、コーンによる絞りの不足のために圧密不足と
なり、軟弱な土砂がコーン開口部から流出しやすかった
が、第１図の装置ではコーン６の内部に突起７が付設さ
れているので、突起７が軟弱土砂の流入に抵抗を与え、
流入を防げるので圧縮効果を促進することとなり、従っ
て圧密不足を避けることができる。また、コーンの回転
を止めた状態でも、圧密不足を生ずる場合には、コーン
を逆回転することにより、突起７によって土砂を刃先の
方へ押し戻し、こうして圧密不足を避けることができる
。

次に、地盤がやや固くなり、例えばＮ値が５以上の地盤
の場合には、コーンを正転することによって加圧密を防
ぐことができる。正転とは、コーン内の突起７がコーン
内の土を開口部１６これらの突起７１及び７２はコーン
６の内がわに固定されていて、コーン６とともに回転す
る。

固い地盤が予想される場合には、突起７の先端にカッテ
ィングビット８が取付けられる。礫混りの地盤を掘削す
る場合には、刃先９の先にもカッティングビットを付設
するのがよい。

第１図の装置では、原動機１０が回転されると、減速機
１１、コンロッド１２、ピニオン軸受１３を介して、ビ
ニオン及びこれと咬み合う大歯車（何れも図示せず）が
回転され、これによってガーダーリング５とコーン２と
かベアリング４によって支持されながら回転する。その
ため突起７も回転する。コーン６が回転することにより
、掘進機本体１がローリングすることを防ぐために、本
体１にはスタビライザー１４を付設している。

第１図に示した装置は、次のように使用される。まず、
Ｎ値が零に近い軟弱粘性地盤を掘進へ送るように、コー
ンを回転させることを意味する。Ｎ値が５以上の地盤に
対して、コーン６を静止したままで掘進を続けると、削
られた土砂がコーン６内でアーチアクションを起して、
開口部１６から流出しなくなるが、コーン６を正転させ
ると、土砂が突起７によって開口部１６の方へ移動せし
められるので、開口部１６からの流出が促進される。し
かも、コーン６が回転するので、互層のため上下の地盤
が異なっても、削られた土がコーン６内で攪拌混合され
るから、互層の影響を受けることがない。

さらに地盤が固くなり、切羽が自立するような地盤に対
しても、第１図の装置は、掘進を続けることができる。

すなわち、固い地盤の場合には、突起７の先端に取付け
たカッティングビット８により、切羽面の外周を切削す
ることができる。そのあとには中心に円柱状の芯が残る
が、芯は突起７に衝突して砕け、又は自重で折れ、何れ
にしても突起７の回転とともに開口部１６へ移送され、
排出される。

このように、第１図の装置によれば、同じ１つの装置で
、超軟弱地盤から自立性のある固い地盤まで、大きく変
化する地盤を掘進することができる。この点で、土質変
化の激しい日本の土地を掘削するに極めて利用価値が高
い。

第１図の装置には、軟弱地盤から多少自立性のある地盤
までの、広い範囲にわたる地盤に通用することを目的と
したので、コーン６と突起２のほかにガーダーリング５
までも回転させることとしたが、自立性のある地盤に対
して適用するのでなく、ただ軟弱地盤に対して適用する
だけであれば、コーン６と突起７とを同転させるだけで
よい。まだ、開口部１６には、必要に応じてゲートや２
段絞りを設けてもよい。また、第１図の装置は小径の装
置を例示したので、ガーダーリング５に付設されている
大歯車（図示せず）を駆動させることとしたが、大径の
装置では、コーンの外周に大歯車を取付けて駆動するこ
ととし、コンロッド１２を省略してもよい。

また、上述の装置を用いて掘進する方法は、端的に云え
ば、コーン６内に突起７を付設し、突起７をコーン６と
一体に回転させることとし、その回転を前面地盤の性質
に応じて、変えるようにしたことを特徴としている。

なお、第１図の装置で前面にカッターを設けない例を示
したが、前面地盤が固くて、突紀７の先端に取付けたカ
ッティングビット８で切削しただけでは、中心部の地盤
が容易に崩れない場合には、突起の前面にカッターを付
設するのがよい。すなわち、第２図に示すように、突起
７の前面にカッタービーム１８を取付け、ビーム１８に
カッティングビット１９を付設し、切羽全面を切削する
のがよい。この発明は、このような場合も含むものとす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る装置の縦断面図である。第２
図は、この発明に係る他の装置の後部切欠縦断面図であ
る。 特ｒ［出願人川端昭幸 代理人弁理士酒井■；．美盟

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、全面土砂を公報に向かって次第に狭まる欠先円鍾形
   の土砂誘導面内に導き、誘導面上に全端付近から後方に
   向つて螺旋状に延びる突起を付設し、全面土砂のＮ値が
   大きいときは、土砂誘導面及び突起を比較的早く回転さ
   せて、突起により土砂が後方へ移動するのを助長し、Ｎ
   値が小さいときには土砂誘導面及び突起を比較的おそく
   回転させ、又は回転を止め、又は反対方向に回転させて
   、突起により土砂が後方へ移動するのを遅らせ又は抑制
   することを特徴とする掘進方法。 ２、掘進装置の前面に、後方に向って次第に狭まる欠先
   円鍾形の土砂誘導面を付設し、土砂誘導向上に前端付近
   から後方に向って螺旋状に延びる突起を付設し、突起を
   土砂誘導面とともに回点可能としてなる掘進装置。