(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に対して圧入するための刃口を先端部に備えた外筒の内部で前記刃口の後側に、先端側の断面積よりも後部側の断面積が小さくなる錐形本体を備え、前記錐形本体は前記外筒に対して弾性部材を介して支持されており、かつ前記錐形本体に対して振動を付与するための振動付与装置を設けたことを特徴とする刃口装置。
【請求項２】
請求項１に記載の刃口装置において、前記錐形本体の後部に、開閉自在の扉を備えたことを特徴とする刃口装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の刃口装置において、前記外筒の内面と前記錐形本体との間の空間内に複数の推進装置を備えたことを特徴とする刃口装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的小径のトンネルを掘削する刃口装置に係り、さらに詳細には、崩落し易い軟弱地盤の場合であっても、地盤の崩落を規制又は制限することのできる刃口装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、比較的小径のトンネルを掘削する場合は、作業者による手掘りで行われることがある。より詳細には、図３に示すように、地盤１０１に埋設したヒューム管１０３の先端側に位置する刃口１０５を、刃口１０５の周囲の複数箇所に備えた油圧ジャッキ等の推進装置１０７によって推進し、切羽面１０９の土を作業者が除去することによってトンネルの掘削を行っているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のごとき従来の構成においては、刃口１０５は単に円筒形状に形成してあるのみであるから、地盤１０１が軟弱で前記切羽面１０９が崩落すると、崩落した大量の土が前記刃口１０５内に入り込み、危険であると共に刃口１０５の前面で作業することができない上に、前面の土圧が刃口１０５にかかり、前記推進装置１０７を使用しての方向の修正が難しいという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、地盤に対して圧入するための刃口を先端部に備えた外筒の内部で前記刃口の後側に、先端側の断面積よりも後部側の断面積が小さくなる錐形本体を備え、前記錐形本体は前記外筒に対して弾性部材を介して支持されており、かつ前記錐形本体に対して振動を付与するための振動付与装置を設けた構成である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の刃口装置において、前記錐形本体の後部に、開閉自在の扉を備えた構成である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の刃口装置において、前記外筒の内面と前記錐形本体との間の空間内に複数の推進装置を備えた構成である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１，図２を参照するに、本発明の実施の形態に係る刃口装置１は、地盤３に対して圧入するための刃口５を先端部に備えた円筒形状の外筒７を備えており、この外筒７内には、先端側（図１において左側）の断面積よりも後部側の断面積が次第に小さくなるテーパ状（円錐形状）の錐形本体９が備えられている。この錐形本体９の断面積は、前記刃口５の先端部の断面積をＳとすると、錐形本体９の後部側の最小断面積が約Ｓ／４となるように構成してある。
【００１０】
より詳細には、前記刃口５は前記外筒７の先端部内周面に複数のボルト等によって一体的に固定してあり、かつ刃口５の内周面１１は、後部側が小径となるテーパ状に形成してあり、上記内周面１１の後側にはカバーリング１３が一体に設けてある。
【００１１】
前記錐形本体９は、前記外筒７に対して振動可能に設けられている。すなわち、前記外筒７の内周面に設けた複数のブラケット１５には傾斜部材１７が設けてあり、この傾斜部材１７に取付けたゴム，スプリング等のごとき適宜の弾性部材１９によって前記錐形本体９が支持されている。前記複数の弾性部材１９は、前記錐形本体９の外周面を支持するように、全体として円錐形の集合体を呈するように配置してある。
【００１２】
そして、前記錐形本体９の前端部は、前記カバーリング１３の外側に配置したゴム等のごときシール部材２１に当接してあって、水や土等が前記錐形本体９の外周面と前記外筒７の内周面との間の空間内へ侵入するのを防止してある。また、前記錐形本体９の後部には開閉自在の扉２３が設けてあると共に、上記扉２３を閉じた状態にロック自在のロックハンドル２５が設けられている。
【００１３】
さらに前記錐形本体９には、当該錐形本体９に対して振動を付与するための振動付与装置２７が設けられている。より詳細には、前記錐形本体９の後部外周面の上部にはモータブラケット２９が取付けてあり、このモータブラケット２９には回転軸に振動用重垂を備えた振動モータ３１が装着してある。
【００１４】
またさらに、地盤３に埋設したヒューム管３３に対して前記刃口装置１を前進せしめるために、前記錐形本体９には複数の推進装置３５が設けられている。より詳細には、上記推進装置３５は油圧ジャッキ等よりなるものであり、前記外筒７の内周面と前記錐形本体９の外周面との間の空間内に配置してあって、進退自在に備えたピストンロッドの先端部は前記ヒューム管３３の端面に当接自在に設けられている。
【００１５】
以上のごとき構成において、複数の推進装置３５を作動して、ヒューム管３３に対して刃口装置１全体を、図１において左方向へ前進せしめ、刃口５の先端部を地盤３に対して圧入すること、及び地盤３の切羽面３７を掘削し錐形本体９内から土を除去することによってトンネルが掘削されるものである。
【００１６】
ところで、地盤３が軟弱地盤で切羽面３７が崩落し易い場合、刃口装置１を推進すると、切羽面３７の崩落により多量の土が錐形本体９内に堆積することになる。
【００１７】
この際、錐形本体９は後部側ほど小径の断面積に形成してあるから、刃口５の先端部分において切羽面３７から崩落した多量の土は、錐形本体９の内部へ移動するほど圧縮される態様となり、崩落が規制されるものである。換言すれば、錐形本体９が錐形であることにより、崩落した土が次第に絞られる態様となり、崩落後の土の移動が規制される。したがって、継続して崩落する傾向にある切羽面３７の崩落が規制，制限されるものであり、切羽面３７の必要以上に大きな崩落が抑制されるものであって、安全性が向上するものである。
【００１８】
前述のごとく切羽面３７の崩落によって錐形本体９内に堆積した土を後部へ排出し、再び刃口装置１を推進することを繰り返すことにより、トンネルの掘削を行うことができるものである。
【００１９】
ところで、地盤３が軟弱であって切羽面３７に大きな崩落が生じる傾向にあるようなときには、扉２３を閉じた状態に保持して刃口装置１を推進することにより、崩落した土は扉２３によって移動を規制されるので、切羽面３７の継続してのより大きな崩落が規制されることになる。その後、扉２３を開いて錐形本体９内の適宜量の土を除去することを繰り返すことにより、軟弱地盤であっても容易にかつ安全にトンネル掘削することができるものである。
【００２０】
前述のごとく錐形本体９内に崩落した土が堆積した状態にあるような場合であっても、推進装置３５は崩落土内に埋設するようなことがないので、また振動モータ３１を駆動して錐形本体９に振動を付与することにより、崩落土との摩擦を軽減でき、刃口装置１の推進や方向性の修正等を継続して容易に行い得るものである。
【００２１】
既に理解されるように、本実施の形態によれば、トンネルを掘削しようとする地盤３が軟弱地盤であって切羽面３７が崩落し易い場合であっても、上記切羽面３７のより大きな崩落を抑制することができ、トンネル掘削をより安全に行うことができると共に、錐形本体９内に大量の土が存在するような場合であっても、錐形本体９に振動を付与することによって刃口装置１全体の推進及び方向修正を容易に行い得るものである。
【００２２】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、軟弱地盤であって切羽面が崩落し易い場合であっても、安全にトンネルの掘削を行うことができると共に、崩落した大量の土が刃口装置内に存在するような場合であっても、刃口装置の推進及び方向修正を容易に行うことができ、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る刃口装置の断面説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る刃口装置の右側面説明図である。
【図３】従来の刃口装置を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  刃口装置
３  地盤
５  刃口
７  外筒
９  錐形本体
１９  弾性部材
２１  シール部材
２３  扉
２７  振動付与装置
３１  振動モータ
３３  ヒューム管
３５  推進装置
３７  切羽面
【図１】
0003670239.tif 000002
【図２】
0003670239.tif 000003
【図３】
0003670239.tif 000004