JP4471829B2 - Drilling rig - Google Patents
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Description
本発明は、管体内部に装着しているスクリューオーガにより前方の地盤を掘削しながら該管体を地中に推進させる掘削装置の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of an excavating apparatus for propelling a pipe body into the ground while excavating the ground in front by a screw auger mounted inside the pipe body.
従来から、この種の掘削装置としては、例えば、特許文献1に記載しているように、地中に埋設すべき管体内にスクリューオーガを装着し、このスクリューオーガを発進立坑側に配設している前後移動台車上に設置した回転駆動手段によって回転させながら、前後移動台車をジャッキによって前進させて管体の前方地盤を掘削する装置が知られている。
Conventionally, as this type of excavator, for example, as described in
また、このような掘削装置の使用例としては、特許文献2に記載しているように、軌道下や道路下の地盤中に地下道となる地下構造物を埋設する場合、予め、地下構造物の上床部を埋設すべき位置に断面矩形状の鋼管からなる管体列を埋設しておき、しかるのち、この管体列と上床部とを置換するように地下構造物を発進立坑側から推進、埋設させることが行われている。
In addition, as an example of using such an excavator, as described in
具体的には、まず、地下構造物埋設計画域の両側に発進坑と到達坑とを掘削したのち、上面に縁切板を配設し且つ内部に前方の地盤を掘削するスクリューオーガを設けている断面矩形状の管体を発進坑と到達坑間の地盤中における地下構造物の上床部の位置に複数本、並列状態に発進立坑側から推進、埋設してパイプルーフを形成し、しかるのち、地下構造物を発進坑内に設置してその上床部の前端面をパイプルーフの後端に当接させ、地下構造物の前方地盤を掘削しながら該地下構造物を推進して上記縁切板を不動状態で残したまま、この縁切板の下面に沿ってパイプルーフを到達坑側に押し出し、地下構造物を埋設計画域に埋設することが行われている。 Specifically, first, after excavating the start pit and the arrival mine on both sides of the underground structure buried design area, a screw auger is provided with an edge cutting plate on the upper surface and excavating the front ground inside A plurality of pipes with a rectangular cross section are placed on the upper floor of the underground structure in the ground between the start pit and the arrival pit, and are pushed and buried from the start pit side in parallel to form a pipe roof. The above-mentioned edge cutting plate is constructed by installing the underground structure in the starting pit, bringing the front end surface of the upper floor portion into contact with the rear end of the pipe roof, and propelling the underground structure while excavating the front ground of the underground structure. The pipe roof is pushed out along the lower surface of the edge cutting plate to the arrival pit side, and the underground structure is buried in the buried design area.
一方、上記地下構造物の別な埋設方法として、特許文献3に記載されているように、前端に刃口を装着している地下構造物の上床部の前方側に上記管体よりも短尺の複数本の管体を並設すると共に各管体の後端面と地下構造物の上床部の前端面との間に推進ジャッキを介在させて、これらの推進ジャッキのロッドを伸長させることにより、地下構造物の上床部に推進反力を受止させながら管体を一定長、掘進させ、しかるのち、地下構造物を牽引手段或いは推進ジャッキ等の推進手段によって前進させ且つその前進に従って上記推進ジャッキのロッドを収縮させることにより一定長、地中に埋入する。そして、このように管体の推進と地下構造物の前進とを交互に繰り返すことによって地下構造物を埋設計画域に埋設することが行われている。
しかしながら、内部にスクリューオーガを装着している管体を地中に推進させてスクリューオーガにより前方の地盤を掘削しながら埋設していく時に、大径の礫が管体の開口端部内に侵入した場合、該礫が管体の内周面とスクリューオーガのオーガ軸との間の隙間に詰まってオーガ軸の外周面に装着している螺旋羽根により後方に搬送することができなくなり、管体内が該大径の礫によって閉塞してそれ以上の掘進が困難となる。 However, when a pipe body with a screw auger inside is propelled into the ground and buried in the ground while excavating the front ground with the screw auger, large-diameter gravel entered the open end of the pipe body. In this case, the gravel becomes clogged in the gap between the inner peripheral surface of the tube and the auger shaft of the screw auger, and cannot be conveyed backward by the spiral blade attached to the outer surface of the auger shaft. It becomes blocked by the large-diameter gravel, and further excavation becomes difficult.
このように、管体の推進、埋設中に該管体の開口端に礫が詰まると、上記特許文献1、2に記載している掘削装置によれば、スクリューオーガを発進立坑側に引き抜いたのち、作業員が管体内に入って礫等の破砕、撤去処理を行い、しかるのち、再び、スクリューオーガを該管体内に挿入、装着して該管体の推進、埋設作業が可能となるが、作業のロス時間が長くなって工期が長期化するといった問題点がある。
In this way, when the gravel is clogged at the open end of the tube during the propulsion and embedment of the tube, according to the excavator described in
一方、後者のように地下構造物の上床部の前方に推進ジャッキを介して管体を配設している場合には、管体の後方側に該管体内のスクリューオーガを後方に引き出し可能な空間部が存在しないために、管体内にスクリューオーガを装着することができず、そのため、管体内に作業員が入って前方の地盤を手掘りしているのが現状であり、工期が長期化すると共に、多数本の管体を並設状態に地中に掘進させなければならない場合には一層、作業能率が低下するといった問題点があった。 On the other hand, when the tubular body is disposed in front of the upper floor portion of the underground structure via a propulsion jack as in the latter case, the screw auger in the tubular body can be pulled out rearward of the tubular body. Since there is no space, it is impossible to install a screw auger in the pipe body. For this reason, workers are entering the pipe body and excavating the ground in front of it, and the construction period is prolonged. In addition, when a large number of pipe bodies must be dug into the ground in a side-by-side state, there is a problem that work efficiency is further reduced.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、前方の地盤を掘進中の管体の前端部内に大径の礫等が詰まった場合に、該管体内からスクリューオーガを引き抜くことなく、簡単且つ確実に礫の排除作業が行うことができ、また、軌道下や道路下を横断して地下構造物を埋設、構築する場合においては、この地下構造物の推進、埋設のガイド部材となる上記管体を能率よく掘進させることができる掘削装置を提供するにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to provide a large diameter gravel or the like in the front end of a tubular body that is excavating the front ground. Gravel removal work can be performed easily and reliably without pulling out the screw auger from the bottom, and when the underground structure is buried and constructed under the track or under the road, An object of the present invention is to provide an excavating apparatus capable of efficiently excavating the above-mentioned tubular body serving as a guide member for propulsion and burial.
上記目的を達成するために、本発明の掘削装置は、請求項1に記載したように、オーガ軸の外周面に螺旋羽根を装着してなるスクリューオーガを管体内に配設し、このスクリューオーガを回転させながら管体を地中に推進させることによって管体の前方地盤を掘進し、掘削した土砂を上記螺旋羽根により後方に搬出するように構成した掘削装置において、上記オーガ軸を作業員が出入り可能な径の中空管より形成していると共に、オーガ軸前端をオーガ軸内から開閉可能に構成している。
In order to achieve the above object, according to the excavator of the present invention, as described in
このように構成した掘削装置において、請求項2に係る発明は、管体の管壁後端部とオーガ軸の周壁後端部とに作業員の出入口を互いに連通状態で設けていることを特徴としている。
In the excavating apparatus configured as described above, the invention according to
また、上記スクリューオーガの回転駆動手段は、請求項3に記載したように、駆動モータの回転軸の前端をスクリューオーガの後端中心軸に着脱自在に連結するように構成してなり、管体の推進手段は、該管体の後端部を押し進める推進ジャッキからなることを特徴とする。
Further, the screw auger rotational drive means is configured to detachably connect the front end of the rotational axis of the drive motor to the rear end central axis of the screw auger as described in
請求項4に係る発明は、上記のように構成した掘削装置を軌道下や道路下に推進、埋設する地下構造物に採用していることを特徴とするものであって、地下構造物の前端開口部に刃口を装着すると共に、該地下構造物の上床部の前方における刃口の上面前部に掘削装置を構成したスクリューオーガを内装している管体を複数本、並設する一方、この管体列の後端と上記地下構造物の上床部との間の刃口上に地下構造物の幅方向に往復移動可能な左右移動台車を配設し、この左右移動台車上に管体内のスクリューオーガの回転駆動手段と地下構造物の上床部前面側の反力壁に推進反力を受止させて管体を推進させる推進手段とを備えた前後移動台車を配設している。 The invention according to claim 4 is characterized in that the excavator constructed as described above is employed in an underground structure that is propelled and buried under a track or under a road, and the front end of the underground structure While installing a blade edge in the opening, and arranging a plurality of pipe bodies that are internally arranged with a screw auger that constitutes a drilling device in front of the upper surface of the blade edge in front of the upper floor portion of the underground structure, A left and right movable carriage capable of reciprocating in the width direction of the underground structure is disposed on the blade edge between the rear end of the tubular body row and the upper floor of the underground structure, and the tubular body is disposed on the left and right movable carriage. A forward / backward moving carriage provided with a rotational driving means of the screw auger and a propelling means for propelling the tubular body by receiving the propulsive reaction force on the reaction wall on the front side of the upper floor portion of the underground structure is disposed.
請求項1に係る発明によれば、管体の内部に配設したスクリューオーガを回転させながら該管体を地中に推進させることによって、スクリューオーガにより掘削した土砂をオーガ軸の外周面と管体の内周面間の空隙部に取り込んでオーガ軸外周に突設している螺旋羽根により円滑に後方に搬出させることができるのは勿論、管体内に配設している上記スクリューオーガのオーガ軸を作業員が出入り可能な径の中空管より形成していると共に、該スクリューオーガのオーガ軸前端をオーガ軸内から開閉可能に構成しているので、前方の地盤を掘削中に、該管体の前端部内に大径の礫等が詰まった場合、スクリューオーガを引き抜くことなく作業員がオーガ軸の中空内部に入って該オーガ軸の前端部内まで進入し、オーガ軸前端を開放させることによって容易に上記礫等の除去、破砕作業を行うことができる。従って、管体の推進、埋設作業の中断が短時間で解消され、地下構造物の推進埋設作業等が確実且つ能率良く行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, by rotating the screw auger disposed inside the tube body and propelling the tube body into the ground, the earth and sand excavated by the screw auger and the outer peripheral surface of the auger shaft and the tube Of course, the auger of the screw auger disposed in the pipe body can be smoothly taken out backward by the spiral blades which are taken into the gap between the inner peripheral surfaces of the body and project from the outer periphery of the auger shaft. The shaft is formed of a hollow tube having a diameter that allows an operator to enter and exit, and the auger shaft front end of the screw auger is configured to be openable and closable from within the auger shaft. When a large-diameter gravel or the like is clogged in the front end of the tube body, the operator enters the hollow interior of the auger shaft and enters the front end of the auger shaft without pulling out the screw auger to open the front end of the auger shaft. Accordingly easily removed, such as the gravel, it is possible to perform a crushing operation. Therefore, the interruption of the tube propulsion and the burying work can be eliminated in a short time, and the propulsion burying work of the underground structure can be performed reliably and efficiently.
請求項2に係る発明によれば、上記管体の管壁後端部とオーガ軸の周壁後端部とに作業員の出入口を互いに連通状態で設けているので、スクリューオーガの回転駆動手段や管体の推進手段が該管体の後方の発進側に配設しているにもかかわらず、これらの回転駆動手段や推進ジャッキに何等邪魔されることなく、従って、これらの回転駆動手段や推進ジャッキを一時的に撤去する必要もなく、管体の推進、埋設作業を行う発進側から推進、埋設中の該管体の後端部に設けている上記出入口とこの出入口に連通させてオーガ軸の後端部に設けている上記出入口を通じて作業員が簡単にオーガ軸内に進入することができ、また、管体の前端開口部を閉塞している礫等の除去作業後には発進側へ容易に退出することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the worker entrances and exits are provided in communication with each other at the tube wall rear end portion of the tubular body and the peripheral wall rear end portion of the auger shaft, Despite the fact that the tube propulsion means is disposed on the starting side behind the tube body, the rotation drive means and the propulsion jack are not obstructed at all, and therefore the rotation drive means and the propulsion are not disturbed. There is no need to remove the jack temporarily, and the auger shaft is connected to the inlet / outlet provided at the rear end of the pipe that is propelled and buried from the start side where the pipe is propelled / embedded. An operator can easily enter the auger shaft through the above-mentioned entrance / exit provided at the rear end of the tube, and can be easily moved to the start side after removing the gravel blocking the front end opening of the tube. You can leave.
上記スクリューオーガの回転駆動手段は、請求項3に記載したように、駆動モータの回転軸の前端をスクリューオーガの後端中心軸に着脱自在に連結するように構成してなり、管体の推進手段は該管体の後端部を押し進める推進ジャッキからなるので、構造が簡単で掘削準備作業が迅速に行え、駆動モータの回転軸をカップリング等を介してスクリューオーガの回転中心軸に直列状に連結すると共に、推進ジャッキの推進力を管体に伝達して管体を円滑に掘進させることができる。 According to a third aspect of the present invention, the rotational drive means of the screw auger is constructed such that the front end of the rotational shaft of the drive motor is detachably connected to the central axis of the rear end of the screw auger. Since the means consists of a propulsion jack that pushes the rear end of the tube, the structure is simple and the excavation preparation work can be performed quickly, and the rotation axis of the drive motor is connected in series to the rotation center axis of the screw auger via a coupling or the like. And the propulsive force of the propulsion jack can be transmitted to the pipe body to smoothly dig the pipe body.
また、請求項4に係る発明によれば、軌道下又は道路下に推進、埋設する地下構造物の前端開口部に刃口を装着し、この地下構造物の上床部の前方における刃口の上面前部に上記掘削装置を構成するスクリューオーガを内装した管体を複数本、並設する一方、この管体列の後端と上記地下構造物の上床部との間の刃口上に地下構造物の幅方向に往復移動可能な左右移動台車を配設し、この左右移動台車上に管体内のスクリューオーガの回転駆動手段と地下構造物の上床部前面側の反力壁に推進反力を受止させて管体を推進させる推進手段とを備えた前後移動台車を配設しているので、各管体に対応させて回転駆動手段と推進手段とを刃口上に設置しておく必要はなく、一台の左右移動台車を刃口上で横移動させて所定の管体後方側で停止し、この左右移動台車上の回転駆動手段を該管体内のスクリューオーガの後端に連結したのち、推進手段である推進ジャッキを伸長させることにより、管体を順次、能率よく掘進させることができる。 According to the invention of claim 4, a blade is attached to the front end opening of the underground structure to be propelled and buried under the track or the road, and the blade is positioned in front of the upper floor of the underground structure. A plurality of pipes with screw augers constituting the excavator are arranged in front of the surface, and the underground structure is placed on the blade edge between the rear end of the pipe row and the upper floor of the underground structure. A left and right movable carriage that can reciprocate in the width direction is arranged, and a propulsion reaction force is received on the left and right movable carriage by the screw auger rotational drive means in the pipe and the reaction wall on the front side of the upper floor of the underground structure. Since there is a forward and backward moving carriage provided with propulsion means for stopping and propelling the pipe body, there is no need to install rotation driving means and propulsion means on the blade edge corresponding to each pipe body , one single horizontal movement carriage by horizontal moving blade Prompt stopped at a predetermined tube rear, After a rotation driving means on the right and left movable carrier and connected to the rear end of the tube body of the screw auger, by extending the propulsion jacks is propulsion means, the tube sequentially, it is possible to efficiently excavation.
この際、推進ジャッキの推進反力を地下構造物の上床部の前端面に確実且つ強固に受止させた状態にして回転駆動手段によりスクリューオーガを回転させながら各管体を推進させることができる。さらに、スクリューオーガのオーガ軸を上述したように作業員が出入り可能な中空管から形成しているので、管体の前端開口部に大径の礫が詰まった時には、管体の後端部側からオーガ軸内に入って礫の除去や破砕作業を行うことができるから、管体内からスクリューオーガを撤去することができない上記地下構造物の推進、埋設工法において最適に使用でき、地下構造物の推進、埋設作業が円滑かつ能率よく行うことができる。 At this time, each tube body can be propelled while rotating the screw auger by the rotation driving means in a state where the propulsion reaction force of the propulsion jack is reliably and firmly received by the front end surface of the upper floor portion of the underground structure. . Furthermore, since the auger shaft of the screw auger is formed from a hollow tube through which workers can enter and exit as described above, when the front end opening of the tube is clogged with large gravel, the rear end of the tube Since it can enter the auger shaft from the side and remove gravel and crushing work, the screw auger cannot be removed from the pipe body. It can be optimally used in the above-mentioned underground structure propulsion and burial methods. Can be carried out smoothly and efficiently.
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図1、図2において、掘削装置Aは一定長さを有する断面矩形状の鋼管からなる管体1内にスクリューオーガ2を回転自在に配設し、このスクリューオーガ2を後述する回転駆動手段3によって回転させながら管体1を後述する推進ジャッキ4aからなる推進手段4によって推進させることにより、地中に掘進させるように構成している。管体1は一例として管壁の厚さが19mmで外径が900mm ×900mm 角の大きさに形成されてあり、この管体1内に配設された上記スクリューオーガ2としてはその中心軸であるオーガ軸2aを作業員が腹這い状態で出入り可能な内径、例えば、50mm程度の内径を有する中空管から形成している。
A specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIGS. 1 and 2, an excavator A can freely rotate a
スクリューオーガ2は、上記オーガ軸2aの外周面に掘削土砂を後方に搬出するための螺旋羽根2bを一体に装着してこの螺旋羽根2bを上記管体1の内周面とオーガ軸2aの外周面間の空隙部によって形成されている掘削土砂搬出通路5内に突出させた状態で管体1内に回転自在に支持されていると共にオーガ軸2aの前端開口部にカッタヘッド2cを装着してなるものである。
The
このカッタヘッド2cは先鋭な先端側を前方に向けている円錐形状の全面閉鎖型のヘッドに形成されてあり、従って、オーガ軸2aの中空内部に土砂が侵入するのを阻止している。なお、このヘッタヘッド2cの円錐形状の外周面には上記螺旋羽根2bに連続した螺旋羽根部2b' を突設しているが、この螺旋羽根部2b' に代えて複数本の掘削ビットを突設しておいてもよく、また、その先鋭な先端部で切り開くことができる土質地盤の場合には掘削ビットを設けておく必要はない。
This
さらに、このカッタヘッド2cはその後端面の径をオーガ軸2aの開口前端面と同径に形成していると共に該後端部の適所をオーガ軸2aの開口端部にヒンジ6によって開閉自在に枢着してあり、このヒンジ6に対して直径方向に対向するカッタヘッド2cの後端部分とオーガ軸2aの開口端部とに互いに係合金具(図示せず)によって係脱自在に連結し、通常はシール材を介して閉止していると共に、オーガ軸2a内からこの係合金具の連結を解くことによって上記ヒンジ6を支点としてカッタヘッド2cを図3の仮想線で示すように前方に開放させるように構成している。なお、カッタヘッド2cはこのような前方に向けた円錐形状に形成することなく、垂直な円板形状に形成し、且つ、ヒンジ6による開閉手段ではなくその円板部分を開閉可能としておいてもよく、要するにオーガ軸前端を開閉可能な構造としておけばよい。
Further, the
また、管体1の後端部における側壁部と回転停止状態でのオーガ軸2aの後端部における側壁部とに作業員が出入可能な出入口8A、8Bとを互いに連通状態で設けている。なお、これらの出入口8A、8Bに扉(図示せず)を開閉自在に設けている。
In addition,
オーガ軸2aの後端開口部は、該開口端面に外周縁を一体に固着している円形端面板2a1 によって閉止されていると共にこの円形端面板2a1 の中心部に回転中心軸10を後方に向かって突設してあり、この回転中心軸10の後端と回転駆動手段3の回転軸の前端とをカップリング9を介して着脱自在に連結している。即ち、カップリング9における凹条部を設けた一半部9aとこの凹条部に係脱自在な凸条部を設けた他半部9bとを回転中心軸10の後端と回転駆動手段3の回転軸の前端とにそれぞれ固着している。なお、回転駆動手段3は回転駆動モータ3aと減速機3bとからなり、該回転駆動モータ3aの回転を減速機3bに伝達し、この減速機3bを介して回転中心軸10を回転駆動するように構成している。
The rear end opening of the
上記オーガ軸2aを回転自在に内装している上記管体1は、その開口前端縁を上端から下端に向かって斜め後方に傾斜した刃先部1aに形成して該刃先部1a内にオーガ軸2aの上記カッタヘッド2cを前方に向かって臨ませてあり、さらに、この管体1の管壁後端下部に下方に向かって開口している土砂排出口11を設けている。また、管体1の後端開口部は上記オーガ軸2aと同様に、その開口端面に外周縁を一体に固着している円形端面板1bによって閉止されていると共にこの円形端面板1bの中心部に軸受12を固着し、この軸受12に上記オーガ軸2aの回転中心軸10を回転自在に支持している。
The
回転駆動手段3は管体1の後方に配設された前後移動台車17上にその回転駆動モータ3aの回転軸を前方に向けた状態で設置されてあり、さらに、この前後移動台車17の両側部上に推進手段4である推進ジャッキ4a、4aを前後方向に向けて設置し、これらの推進ジャッキ4a、4aの前端部を、前後移動台車17の前端部上に立設、固着している固定壁板18の両側端部に連結していると共に、推進ジャッキ4a、4aの後端側において、これらの推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドの先端間に推進力伝達部材となるスプレッダ19を一体に連結し、ピストンロッドを伸長させることによってこのスプレッダ19を後方の反力壁7に当接させ、前後移動台車17を前進させるように構成している。
The rotation drive means 3 is installed on a front /
このように構成した掘削装置Aによって発進立坑C側から地盤中に管体1を推進させ、該管体1に内装しているスクリューオーガ2によって前方の地盤を掘削するには、管体1の後方に前後移動台車17を配設したのち、推進手段4の推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドを伸長させることによりその後端のスプレッダ19を発進立坑Cの後壁面に接して設けている反力壁7に当接させ、この状態から更にピストンロッドを伸長させると、前後移動台車17が前進してこの前後移動台車17上に設置している回転駆動手段3の回転軸がカップリング9を介してスクリューオーガ2の後端回転中心軸10に直結する。
In order to excavate the front ground by the
この状態にして回転駆動手段3の回転駆動モータ3aを作動させてスクリューオーガ2を回転させると共に推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドをさらに伸長させると、上記反力壁7に推進反力を支持させながらその推進力がスクリューオーガ2の回転中心軸10を支持している管体1に伝達されて前後移動台車17を前進させながら該管体1を推進させ、この管体1の刃先部1aとスクリューオーガ2の前端を構成しているカッタヘッド2cとにより前方の地盤を掘進する。掘削された土砂は、管体1の内周面とオーガ軸2aの外周面間の土砂搬送通路5を通じてスクリューオーガ2の螺旋羽根2bの回転により後方に搬送され、管体1の後端部に下方に向かって開口している土砂搬出口11から発進立坑C内に排出される。
In this state, when the rotation drive
こうして、管体1が一定長、掘進すると、推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドを収縮させたのち、これらのピストンロッドと反力壁7との間に管体1の掘進長に相当した厚みの反力受け部材7aを介在させて再びピストンロッドを伸長することにより上記管体1をさらに一定長、掘進させ、これを繰り返すことによって管体1を全長に亘って地盤中に推進、埋設するものであるが、該管体1の掘進中に、管体1内の掘削土砂搬送通路5の開口端が大径の礫によって閉塞された場合、或いは、礫が該開口端に詰まった場合、一旦、スクリューオーガ2による掘削を停止してその礫の破砕、除去作業を行う。
Thus, when the
この作業は、発進立坑C側側からこの管体1の管壁後端部における側壁部に設けている出入口8Aとオーガ軸2aの周壁後端部に設けている出入口8Bとを通じて作業員が該オーガ軸2a内に入って図3に示すようにオーガ軸2aの前端部にまで移動し、内側からカッタヘッド2cをヒンジ6を支点として前方に開放する。なお、このカッタヘッド2cは全面閉鎖型であるので、掘削時にもオーガ軸2a内には掘削土砂は取り込まれず、従って、作業員はオーガ軸2a内を容易にカッタヘッド2cまで進入することができる。
This work is performed by the worker through the
上記カッタヘッド2cを開放させて管体1と該オーガ軸2aとの前端間の掘削土砂搬送通路5の開口端に詰まっている大径の礫を破砕して掘削土砂搬送通路5内の螺旋羽根2bにより後方に搬送可能にし、また、破砕できない石等が存在している場合にはオーガ軸2a内に取り込み、このオーガ軸2a内を通じて後方に排除する。大径の礫等の破砕、排除作業が終了すると、カッタヘッド2cを閉じたのち作業員はオーガ軸2aと管体1との上記出入口8A、8Bを通じて発進立坑C側に退出し、再び、この管体1を推進させながらスクリューオーガ2を駆動して前方の地盤の掘削を行うものである。なお、地盤中に埋設すべき管体1による管路の長さが長い場合には、オーガ軸2aを内装している定尺の管体1を順次、継ぎ足しながら推進、埋設すればよい。
The
図4〜図9は上記構成の掘削装置Aを使用して軌道下や道路下の地盤中に地下道となる地下構造物Bを埋設、構築する場合を示すもので、地下構造物Bは図4に示すように、その前端開口部に刃口13を装着している。この刃口13は上面台枠部13a と両側壁板部13b 、13b と下面壁面部13c とからなる正面矩形枠状に形成されていると共に両側壁板部13b 、13b の前端に形成している刃先を上端から下端に向かって斜め後方に傾斜した傾斜刃先に形成してあり、この刃口13の後端面に一体に設けている支持枠14を地下構造物Bの開口前端に固定してなるものである。なお、刃口13の上記上面台枠部13a は、地下構造物Bの上床部B1の厚みに相当する寸法だけその上面を下方に位置させた状態で地下構造物Bの上床部B1の下面の高さ位置から前方に水平に突出していると共に、該上面台枠部13a の両側壁板部13b 、13b 間の幅を地下構造物Bの幅に等しくしてこれらの両側壁板部13b 、13b の外側面を地下構造物Bの両側外面に面一状に連設させている。
4 to 9 show a case where an underground structure B that becomes an underground passage is buried and constructed in the ground under the track or under the road using the excavation apparatus A having the above-described configuration. As shown in FIG. 2, a
そして、この刃口13の上記上面台枠部13a の前部上に上記掘削装置Aにおける断面矩形状の鋼管からなる管体1の後端部下面を載置し、これらの管体1を複数本、図7、図8に示すように上面台枠部13a の全幅に亘って左右方向に並列していると共に、この管体列の後端面と地下構造物Bの上床部B1の前端面との間の刃口13の上面台枠部13a 上に地下構造物Bの幅方向にレール15を敷設し、このレール15上に左右移動台車16を往復移動可能に配設し、この左右移動台車16上に上記前後移動台車17を配設している。
Then, the lower surface of the rear end portion of the
また、上記全ての管体1の上壁面部1cの後端には図4〜図6に示すように、該後端から後方に向かって一定長さのテールルーフ板1c' を突設している。このテールルーフ板1c' は、その後端部下面を上記支持枠14の上端面からこの上端面に対して面一に形成している地下構造物Bの上床部B1の前端部上面に亘って前後摺動自在に支持させてあり、このテールルーフ板1c' によって上方の地盤の土砂が管体1と地下構造物Bの上床部B1との間の左右移動台車16の移動空間部23内に崩落するのを阻止している。このテールルーフ板1c' の横幅は、管体1の上壁面部1cの横幅に等しいかやや幅広く形成されていて、隣接する管体1、1のテールルーフ板1c' 、1c' の対向側端面同士を互いに近接若しくは摺動自在に接合させている。
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, a
なお、テールルーフ板1c' の上面と地下構造物Bの上床部B1の上面とが面一となるように、該上床部B1の前端部上面にテールルーフ板1c' の厚みに相当する段部24を形成し、この段部24に前後摺動自在に支持させている。この段部24の長さは推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドの伸長によって前進する管体1の一回当たりの前進長さよりも長く形成されている。また、テールルーフ板1c' の後端部を除く下面には該テールルーフ板1c' よりも狭幅の補強板25が一体に固定されてあり、この補強板25の後部下面を上記支持枠14から前方に向かって突設している支持片26に前後摺動自在に支持させ、テールルーフ板1c' が下方に撓むのを防止している。
A step portion corresponding to the thickness of the
上記前後移動台車17には上述したように、その中央前部に上記管体1内に装着したスクリューオーガ2の回転駆動手段3を設置していると共に両側部上に推進手段4である推進ジャッキ4a、4aを前後方向に向けて設置してこの推進ジャッキ4a、4aの前端を前後移動台車17の前端部上に立設している固定壁板18の両側部に連結している一方、これらの推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドの後端間にスプレッダ19を連結している。
As described above, the forward / backward moving
さらに、図9に示すように、左右移動台車16の後端部上面にストッパ22を立設、固定している一方、上記スプレッダ19の下面に水平軸27の前後両端部を支持している前後ブラケット28、28を下方に向けて突設して、水平軸27を上記ストッパ22の上端部に前後方向に貫通している支持孔29に前後摺動移動可能に挿通させてあり、推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドを伸長させた時には前側のブラケット28がストッパ22の前端面に当接する前にスプレッダ19が支持枠14(反力壁7)に当接する一方、推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドを収縮させた際には、後側のブラケット28がストッパ22の後端面に当接してそれ以上、ピストンロッドの前方への移動を阻止し、ストッパ22を支点としてピストンロッドを収縮させて前後移動台車17を後退させるように構成している。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the front and rear end portions of the
また、上記左右移動台車16の左右移動機構21は図5に示すように、該左右移動台車16の後端中央部に装着されている駆動モータ21a と、この駆動モータ21a の回転軸に固着しているピニオン21b と、上記地下構造物Bの上床部B1の前端面に当接している刃口13の支持枠14における上端部前面に地下構造物Bの横幅方向に水平に装着されたラック21c とからなり、上記ピニオン21b をこのラック21c に噛合させて駆動モータ21a の回転により左右移動台車16を地下構造物Bの上床部B1の前端面に沿って左右方向に移動させるように構成している。
Further, as shown in FIG. 5, the left / right moving mechanism 21 of the left /
このように構成したので、発進立坑C側に設置した上記地下構造物Bを到達立坑側に貫通するように推進、埋設するには、まず、この地下構造物Bの前端開口部に装着した刃口13の上面台枠部13a の前部上に並設している管体1を順次、推進させ、スクリューオーガ2を回転駆動させて前方の地盤を掘削しながら地中に埋入する。具体的には、左右移動機構21を作動させることによって左右移動台車16を所望の管体1の後方まで移動させてその位置で停止させ、次いで、推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドを伸長させることによってその後端のスプレッダ19を地下構造物Bの上床部B1の前端面に重ね合わせている支持枠14の上端部前面に当接させ、この支持枠14を反力壁7としてさらにピストンロッドを伸長させると、左右移動台車16上の前後移動台車17が前進し、この前後移動台車17上に設置している回転駆動手段3の回転軸がカップリング9を介して上記スクリューオーガ2の回転中心軸10に連結する。
Since it was constituted in this way, in order to propel and embed the underground structure B installed on the start shaft C side so as to penetrate the reaching shaft side, first, a blade attached to the front end opening of the underground structure B The
この状態にして回転駆動手段3の回転駆動モータ3aを作動させることによりスクリューオーガ2を回転させると共に推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドをさらに伸長させると、上記地下構造物Bの上床部B1に反力壁7である支持枠14を介してその推進反力を支持させながら推進力がスクリューオーガ2の回転中心軸10を支持している管体1に伝達されて該管体1を推進させ、スクリューオーガ2の前端カッタヘッド2cにより前方の地盤を掘進する。掘削された土砂は、管体1の内周面とオーガ軸2aの外周面間の土砂搬送通路5を通じてスクリューオーガ2の螺旋羽根2bの回転により後方に搬送され、管体1の後端部に下方に向かって開口している土砂搬出口11から刃口13内に落下する。
When the
こうして、一本の管体1が一定長、掘進すると、推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドを収縮させることにより、前後移動台車17を後退させてスクリューオーガ2と回転駆動手段3との連結を解く。即ち、ピストンロッドが収縮してその先端スプレッダ19が支持枠14から小間隔だけ離間すると、スプレッダ19の後端から垂下しているブラケット28が左右移動台車16の後端に突設しているストッパ22に当接してそれ以上の離間が阻止され、ストッパ22を支点として推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドの収縮により前後移動台車17が後退して、この前後移動台車17上の回転駆動手段3の回転軸とスクリューオーガ2の回転中心軸10とのカップリング9による連結を解く。
Thus, when one
しかるのち、左右移動台車16を次の管体1の後方にまで移動させ、再び、上記同様にして推進ジャッキ4a、4aのピストンロッドを伸長させてスプレッダ19を地下構造物Bの上床部B1の前端面に支持枠14を介して受止させ、さらに、該ピストンロッドを伸長させて前後移動台車17を前進させることにより回転駆動手段3をスクリューオーガ2の回転中心軸10にカップリング9を介して連結し、この状態にしてスクリューオーガ2を回転させると共に管体1を推進させて該管体1を一定長、掘進させる。
After that, the left and right
以下、同様にして並列している全ての管体1を前後移動台車17上の回転駆動手段3と推進ジャッキ4a、4aとの作動によって一定長、掘進させたのち、地下構造物Bの後端面と発進立坑Cの後壁面間に介在させている複数本の地下構造物推進ジャッキ30のピストンロッドを伸長させることにより、地下構造物Bの前端面に装着した刃口13と共に地下構造物Bの前方の地盤を掘削しながら上記管体列の掘進長に等しい長さだけ地下構造物Bを地中に推進させる。掘削土砂は地下構造物B内を通じて発進立坑C側に排出する。
In the same manner, all the
地下構造物Bの埋設施工時において、上記管体1の掘進中に管体1内の掘削土砂搬送通路5の開口端が大径の礫によって閉塞された場合、或いは、礫等が該開口端に詰まった場合、一旦、スクリューオーガ2による掘削を停止して作業員が地下構造物B側から管体1のテールルーフ板1c' によって被覆されている刃口13上の空間部23内を入り、さらに、この空間部23から管体1とスクリューオーガ2の中空のオーガ軸2aの管壁後端部に設けている出入口8A、8Bを通じて該オーガ軸2a内に入ってオーガ軸2aの前端部にまで移動し、上記実施の形態で述べたように、カッタヘッド2cを開放して礫の破砕、除去を行う。しかるのち、カッタヘッド2cを閉じて管体外に退出し、再び、この管体1を推進させながらスクリューオーガ2を駆動して前方の地盤の掘削を行う。
When the underground structure B is buried, when the open end of the excavation earth and
上記のように、前後移動台車17上の回転駆動手段3と推進手段4の推進ジャッキ4a、4aとの作動による全ての管体1を順次、一定長、掘進させる作業と、この管体列に後続する地下構造物Bを管体列の掘進長に等しい長さだけ推進させる作業とを繰り返し行うことにより、地下構造物Bを軌道下や道路下に該軌道や道路を横断するように埋設し、その両端開口部を発進側と到達側、即ち、軌道や道路の両側面間に貫通させた地下道を築造する。なお、地下構造物Bによって築造すべき地下道の長さが長い場合には、地下道の長さを複数分割した長さを有する地下構造物Cを順次、継ぎ足すように接続させながら推進、埋設させればよい。
As described above, all the
1 管体
2 スクリューオーガ
2a オーガ軸
2b 螺旋羽根
2c カッタヘッド(オーガ軸前端)
3 回転駆動手段
3a 駆動モータ
4 推進手段
4a 推進ジャッキ
5 掘削土砂搬送通路
8A、8B 出入口
9 カップリング
11 土砂排出口
1
2a auger shaft
2b Spiral feather
2c Cutter head (Auger shaft front end)
3 Rotation drive means
3a Drive motor 4 Propulsion means
8A,
11 Sediment outlet
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