(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に掘削機を置き、その後方に推進管を継ぎ足し、掘削機で掘削し、推進管の最尾端を押圧して全体を推進させる推進工法における掘削機であって、
掘削機のケーシングの外周に環状の固結剤注出溝を設け、注出後急速に固結する固結剤を送り出す開閉バルブ付パイプをケーシング内部から固結剤注出溝に接続し、更に環状の注出溝の溝開口上に同溝開口を閉鎖できる薄板状の弾性ある弁体を配置するとともに、同弁体の先端をケーシングに固着し、その反対端を自由端とし、しかも前記注出溝の推進方向側の隣接したケーシングを薄く削って推進方向側が深くなる傾斜した陥凹部を設け、同陥凹部の深くなった推進方向側に弁体の先端部を配置し、弁体が小巾の弾性ある羽根板を一部が重なるように環状に多数連接させたもので形成させ、同弁体を固結剤の注出溝からの注出圧と注出した固結剤が固結した固結物でもって押し拡げてケーシング外周面と削孔の孔壁の間に反った弁体と固結物による遮断壁を形成して止水できるようにしたことを特徴とする、推進工法の掘削機。
【請求項２】
羽根板の先端部分の巾を短くして、羽根板が反るように弾性変形し易くした、請求項１記載の推進工法の掘削機。
【請求項３】
弁体が薄いバネ鋼製である、請求項１又は２いずれか記載の推進工法の掘削機。
【請求項４】
固結剤が２液混合の固結剤である、請求項１〜３いずれかに記載の推進工法の掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
トンネルを構築する推進工法で用いる掘削機であって、削孔中の掘削機の機体ケーシング外周と削孔との間の間隙を介して地下水が移動して工事の支障となるのを防止する止水機構を備えた掘削機に関する。特に到達構造物に到達してから到達構造物の壁体を除去作業する場合に、地下水の到達構造物内への進入を防止できる止水機能付の掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、推進工法を用い地中に推進管のトンネルを構築するため、掘削機と複数の推進管とからなる掘削装置の推進管の最尾端を押圧して装置全体を推進させながら先端の掘削機で地盤を掘削してトンネルを形成している。掘削して到達構造物に掘削機が到達するとその到達構造物の内側に止水坑口を取付け、その後到達構造物の壁を一部除去して掘削機を止水坑口へ押し出していた。この場合、壁の一部の除去作業中に削孔した地盤からの地下水・土砂流・河川からの流入水又は削孔に用いた泥水が推進管・掘削機の外周と削孔の孔内面との間隙を介して到達構造物内に流入して、一部の壁の除去作業及び掘削機の押し出し作業を困難にすることが発生していた。又水・泥水の流出で地山の崩壊も発生していた。
【０００３】
従来、この問題点を解消すべく、この押し出し作業前に薬剤注入し、止水効果を確認して止水坑口へ掘削機を押し出していた。しかしながら、この止水方法では、やはり到達構造物に到達坑口を設置せねばならないので到達構造物内の空間が狭くなり押し出し作業を難しくしていたとともに、到達坑口の装置費用と作業コストがかかっていた。
【０００４】
又、これとは別方法として、掘削機のケーシング外周に環状のゴム板を周設し、同ゴム板の内側から高圧空気を送り出して膨張させて止水壁となすゴム板膨張型止水機能付き掘削機が特開２００１−２８８９８２号公報で知られているが、このゴム板膨張型のものではゴム板が推進時に削孔の孔内面（地山）との摩擦により破損し、到達時に使用できない状況となっていた。
【特許文献１】特開２００１−２８８９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、従来の問題点を解消し、到達構造物内に止水坑口を取り付けることを必要とせず、掘削機自体に止水機構を備えるとともに、その止水機構は推進によって削孔壁との接触で損傷して使用不能となることがほとんどないという推進工法に用いる掘削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  先端に掘削機を置き、その後方に推進管を継ぎ足し、掘削機で掘削し、推進管の最尾端を押圧して全体を推進させる推進工法における掘削機であって、
掘削機のケーシングの外周に環状の固結剤注出溝を設け、注出後急速に固結する固結剤を送り出す開閉バルブ付パイプをケーシング内部から固結剤注出溝に接続し、更に環状の注出溝の溝開口上に同溝開口を閉鎖できる薄板状の弾性ある弁体を配置するとともに、同弁体の先端をケーシングに固着し、その反対端を自由端とし、しかも前記注出溝の推進方向側の隣接したケーシングを薄く削って推進方向側が深くなる傾斜した陥凹部を設け、同陥凹部の深くなった推進方向側に弁体の先端部を配置し、弁体が小巾の弾性ある羽根板を一部が重なるように環状に多数連接させたもので形成させ、同弁体を固結剤の注出溝からの注出圧と注出した固結剤が固結した固結物でもって押し拡げてケーシング外周面と削孔の孔壁の間に反った弁体と固結物による遮断壁を形成して止水できるようにしたことを特徴とする、推進工法の掘削機
２）  羽根板の先端部分の巾を短くして、羽根板が反るように弾性変形し易くした、前記１）記載の推進工法の掘削機
３）  弁体が薄いバネ鋼製である、前記１）又は２）いずれか記載の推進工法の掘削機
４）  固結剤が２液混合の固結剤である、前記１）〜３）いずれかに記載の推進工法の掘削機
にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、固結剤を注出させた環状の注出溝の溝開口上方には推進側の先端で固着した弁体があり、掘削中・推進中において、削孔からの力又は地下水の水圧の力は、同弁体をケーシング外周面に押し付ける方向に作用し、弁体はその弾性でケーシング外周面に密着するように弾性変形し、外部力、水圧で弁体自体が損傷することが少ない。よって長く掘削して推進されても弁体は大きな損傷をまぬがれる。到達構造物の直前等の止水の必要な個所で、パイプから固結剤を注出すると、その注出圧力と注出溝から吐出されて急速に固結した固結物により弁体が持ち上げられ、弁体の自由端は削孔の孔壁面まで弾性変形し、弁体と固結物とからなる遮断壁を形成して止水できるものである。
特に、弁体が多数の羽根板で形成させているので、削孔壁と接触した羽根板のみが弾性変形するので変形が容易であり、確実に損傷を少なくできる。又掘削機のケーシング外径が異なる場合でも同一の羽根板の枚数を変えることで所要の外径の環状の弁体を形成でき、ケーシング径対応性もよい。
更に、弁体を取付ける推進側ケーシングを傾斜状に陥凹させ、同陥凹部の深くなった推進方向側に弁体の先端を固着しているので、先端の固着金具等のケーシング外周面からの突出量が小さくなり、この部分の破損することを少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の弁体・羽根板の材料として、錆びにくい弾性ある金属製のもの（例えばバネ鋼）、あるいは耐水、耐圧性があるプラスチックでもよい。
本発明の注出溝の溝巾は５ｍｍ程度である。
本発明の急速固結の固結剤は２液性のもの又は１液性のものいずれでもよい。
【実施例１】
【０００９】
以下、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
本実施例１は、弁体を多数のバネ鋼製羽根板でもって形成し、注出溝の推進方向側に傾斜した陥凹部を設け、同陥凹部に羽根板の先端をボルトで固着し、固結剤としては２液混合型のものを使用した例である。
【００１０】
図１は、マンホールに到達する直前の掘削機の状態を示す説明図である。
図２は、実施例１の掘削機の一部切欠側面図である。
図３は、実施例１の注出溝の断面を示す断面図である。
図４は、実施例１の羽根体の取付状態を示す説明図である。
図５は、掘削中の羽根板の状態を示す説明図である。
図６は、固結剤を注出している状態を示す説明図である。
【００１１】
図中、１は推進工法に用いる掘削機、２は推進管、３は到達構造物であるマンホール、４は削孔、５は弁体等で形成された止水壁である。又、図中１０は掘削機１の先端の回転掘削盤、１０ａは同回転掘削盤の掘削刃、１１ａは掘削機１の前部のケーシング、１１ｂは掘削機１の後部のケーシング、１１ｃはケーシングの接続部、１２はケーシング１１ａの中間に設けた巾５ｍｍ，深さ５ｍｍの環状の固結剤注出溝、１３は同固結剤注出溝に２液混合型固結剤を送り込むＹ字状混合管、１４ａ，１４ｂは同混合管の２管に接続する固結剤の２液を独立して送る送給パイプ、１５ａ，１５ｂは同送給パイプに取り付けた開閉バルブ、１６は長さが２００ｍｍ，自由端側の巾が６０ｍｍで先端部１６ａの巾は３０ｍｍの１ｍｍ厚みのバネ鋼製羽根板であり、隣接する羽根板１６とは１０ｍｍの重なりを有して弁体Ｂを形成している。１６ｂは羽根板１６の先端部１６ａをケーシング１１ａに固着するボルト、１７はケーシング１１ａの傾斜した陥凹部、１８は固結剤の固結物である。
【００１２】
この実施例１では、掘削前では、図３の状態にあって羽根板１６は注出溝１２の溝開口から少し離れている。
次に、掘削中は、ケーシング１１ａと削孔４との間には、滑材，泥水・地下水が存在して、０．１ＭＰａ以下の圧力により羽根板１６はケーシング１１ａの表面に密着するように変形する。羽根板１６はバネ鋼製であり、しかもケーシング１１ａに密着するように変形し、羽根板の厚みも１ｍｍと薄いことで、羽根板１６が破損することはほとんどない。
【００１３】
次に、到達構造物であるマンホール３に到達すると、掘削機１をマンホール３に突入する前に、送給パイプ１４ａには固結剤の２液の一つのケイ酸ソーダを送給する。又送給パイプ１４ｂには他液の固結液（商標：アロンＳＲ−ＵＳ）を０．２〜０．３ＭＰａの圧力で送給する。バルブ１５ａ，１５ｂを開けることで、両者はＹ字状の混合管１３で混合されながら注出溝１２に送られる。同注出溝１２は環状であるのでその混合された固結剤は注出溝１２に沿ってケーシング１１ａの外周に移動しながら注出溝１２の溝開口から混合した固結剤を削孔方向に注出する。ケイ酸ソーダとアロンＳＲ−ＵＳの固結液とは化学反応し、十数秒から数十秒以内に固結し固結物１８となってくる。この固結剤の注出圧と固結物１８の存在によって羽根板１６は持ち上げられる。羽根板１６の先端巾は略半分となっていて曲り易くなっていて、これらの圧力と固結物１８によって羽根板１６は立ち上がっていき、これに地下水圧が加わるとますます羽根板１６は立ち上がって削孔４とケーシング１１ａとの間の遮断壁の止水壁５となる。この状態を図６に示している。
【００１４】
図６の止水状態で、マンホール３の壁をマンホール３の内部から人手作業で除去する。その後掘削機１をマンホール３内に突入させる。羽根板１６による止水壁５で地下水がマンホール３に流入することを防ぐ。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、推進工法を用いた大・中径及び小径のトンネルの構築の掘削機に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】マンホールに到達する直前の掘削機の状態を示す説明図である。
【図２】実施例１の掘削機の一部切欠側面図である。
【図３】実施例１の注出溝の断面を示す断面図である。
【図４】実施例１の羽根体の取付状態を示す説明図である。
【図５】掘削中の羽根板の状態を示す説明図である。
【図６】固結剤を注出している状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  掘削機
２  推進管
３  マンホール
４  削孔
５  止水壁
１０  回転掘削盤
１０ａ  掘削刃
１１ａ，１１ｂ  ケーシング
１１ｃ  接続部
１２  固結剤注出溝
１３  混合管
１４ａ，１４ｂ  送給パイプ
１５ａ，１５ｂ  開閉バルブ
１６  羽根板
１６ａ  先端部
１６ｂ  ボルト
１７  陥凹部
１８  固結物
【図１】
0005156404.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005156404.tif 000006
【図６】
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