(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進用外筒に回転駆動自在なるよう内装されたロータの先頭には、切羽を掘削する回転カッタが設けられ、当該回転カッタによる掘削土砂と、送泥管により別途圧送された高濃度泥水との撹拌混合による掘削土砂泥濃が収得される前記回転カッタ後側の前面側チャンバを備え、この前面側チャンバと前記掘進用外筒に設けたステータにより形成の排出チャンバとの間に、上記前面側チャンバ内における掘削土砂泥濃の内圧を所定圧以上に保有させるための開閉機構部を介設し、上記排出チャンバへ流入の掘削土砂泥濃が真空力により排泥管を介して排出されるようにした小口径管推進工法用の先導掘進機にあって、上記した開閉機構部は、前記のロータに形成された回転隔壁板に、掘進用外筒の軸心から偏心して前面側チャンバに開口する排土流入口が穿設されていると共に、上記回転隔壁板に添設された前記ステータに形成の固定隔壁板には、ロータの回転駆動によって周期的に上記排土流入口と連通状態となるよう開口の排土流出口が穿設されていることを特徴とする小口径管推進工法用の先導掘進機における掘削土砂の自動調圧排泥機構。
【請求項２】
前面側チャンバは回転カッタ近傍のカッタチャンバと、回転カッタ取着用隔板に開設の第１連通口を介して掘進用外筒とロータとの間に形成された中間チャンバと、この中間チャンバとロータに開設された第２連通口を介してロータの回転隔壁板に臨装された圧力チャンバとにより形成されている請求項１に記載された小口径管推進工法用の先導掘進機における掘削土砂の自動調圧排泥機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は適用管径が呼び径７００ｍｍ〜２００ｍｍといった小口径の先導掘削機を用いて、発進立坑内に設置の制御装置により掘削穿孔しながら管を連装付設して行くに際し、上記した先導掘削機によって切羽を掘削して取り込まれた掘削土砂と、別途送泥管により圧送した高濃度泥水とを撹拌混合することで流動性の付与された掘削土砂泥濃を得、これを外部へ搬出して行く既知の泥濃式推進手段を採択する小口径管推進工法に関し、当該方法にあって上記した掘削土砂泥濃の内圧を所定圧に保持させることで切羽の崩壊を阻止するため、当該掘削土砂泥濃を間欠的に搬出するよう制御し得る開閉バルブ的作用を発揮可能とした掘削土砂泥濃の自動調圧排泥機構に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
既知の如く従来における小口径推進工法用の先導掘削推進機Ａによって泥濃式推進手段を実施するのには、図４に例示されているように掘進用外筒ａの先頭に設けられたカッタｂをカッタモータにより回転して切羽を掘削し、これにより得られた掘削土砂Ｅ１を前面カッタチャンバＣ内へ導入する。さらに別途設けられた高濃度泥水ホースｄを介して高濃度泥水Ｅ２を圧送して前面カッタチャンバＣに充填することで切羽面に対する圧力を保持することにより、当該切羽の崩壊を防ぎながら、上記の掘削土砂Ｅ１と高濃度泥水Ｅ２とを撹拌混合し、これにより流動化された掘削土砂泥濃ｅを得ることになるのである。ここで図示例では高濃度泥水ホースｄを介して前記の高濃度泥水Ｅ２が、カッタｂの先端吐出口ｆから吐出されると共に、これまた既知の如くホースｇ１、ｇ２から供与される滑材Ｓが、掘進用外筒ａの外周におけるテールボイドに充填される。
【０００３】
そして上記した前面カッタチャンバＣ内で得られた掘削土砂泥濃ｅにつき、その内圧が低下してしまうとカッタｂにより掘削している切羽が安定せず崩壊してしまう危険を回避するため、当該内圧を所定圧以上に保持する目的で、前面カッタチャンバＣと連通する排土路ｈに介設されている排土バルブｉを、エアホースｊを介して連結されているコンプレッサｋの稼動により間欠的に開閉作動させ、これにより断続的に排出された掘削土砂泥濃ｅを、排土管ｍを介してエアホースｊによる真空力により搬出できるようにしている。ここで図４にあってｎは発進立坑、ｐは支圧壁でｑが元押しジャッキ、ｒはストラットを示している。
【０００４】
ところが上記の排土バルブｉは、既知の如くゴム製のバルブｔを前記したエアホースｊにより供与される空気圧により開閉自在なるよう構成されたもので、このことにより高濃度泥水Ｅ２を通常地下水圧＋０．０２ＭＰａを下限とし、０．０５ＭＰａ程度を上限として管理するようにしている。
従って上記の如き構成の排土バルブｉなるものは、どうしても可成りの外径と全長とを有したものとなり、このため呼び径φ７００ｍｍ程度位までの先導掘削推進機には内設装備できるものの、それ以下の小口径推進工法に採択しようとしても、大き過ぎて収納不能となるだけでなく、当該排土バルブｉに空気圧を付与するためのエアタンクをも、当該掘進用外筒ａに収納しなければならない場合には、さらに収納ペース上からの制約が加重されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の従来の小口径管推進工法用である先導掘削機の抱えている問題点につき検討されたもので、請求項１に係る掘削土砂泥濃の自動調圧排泥機構に関し、これまでのような真空力による排土バルブを採択することなく、前記従来例に説示した如く掘削土砂と高濃度泥水とを撹拌混合して得た掘削土砂泥濃を間接的に搬出するため、掘進用外筒に回転自在なるよう内装のロータにあって、その偏心位置に排土流入口を開設すると共に、同じく掘進用外筒に内装添設されたステータには、ロータの回転駆動によって周期的に上記の排土流入口と連通状態となるよう排土流出口を穿設しておくことで、ロータの回転速度に応じた間欠的な周期によって掘削土砂泥濃の内圧が不本意に低下しすぎてしまい切羽が崩壊するといった支障を、どのような小口径推進工法による場合にも完全に絶滅し得るようにしようとするのが、その目的である。
【０００６】
そして請求項２にあっては、上記の請求項１における自動調圧排泥機構において、上記した請求項１の構成における前面側チャンバについて、カッタチャンバと中間チャンバそして圧力チャンバとが、夫々回転カッタ取着用隔板の第１連通口と、ロータの第２連通口を介して連通されるようにすると共に、上記圧力チャンバにあって前記したロータの回転隔壁板が臨装されるようにし、これにより先導掘進機の先頭側における構成を強固に製作できるようにし、かつ前面側チャンバにおける連装されたカッタチャンバと中間チャンバさらに圧力チャンバにあって順次掘削土砂と高濃度泥水を充分に混和させ、理想的に流動化された掘削土砂泥濃を円滑に流送搬出できるようにしている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、請求項１にあっては掘進用外筒に回転駆動自在なるよう内装されたロータの先頭には、切羽を掘削する回転カッタが設けられ、当該回転カッタによる掘削土砂と、送泥管により別途圧送された高濃度泥水との撹拌混合による掘削土砂泥濃が収得される前記回転カッタ後側の前面側チャンバを備え、この前面側チャンバと前記掘進用外筒に設けたステータにより形成の排出チャンバとの間に、上記前面側チャンバ内における掘削土砂泥濃の内圧を所定圧以上に保有させるための開閉機構部を介設し、上記排出チャンバへ流入の掘削土砂泥濃が真空力により排泥管を介して排出されるようにした小口径管推進工法用の先導掘進機にあって、上記した開閉機構部は、前記のロータに形成された回転隔壁板に、掘進用外筒の軸心から偏心して前面側チャンバに開口する排土流入口が穿設されていると共に、上記回転隔壁板に添設された前記ステータに形成の固定隔壁板には、ロータの回転駆動によって周期的に上記排土流入口と連通状態となるよう開口の排土流出口が穿設されていることを特徴とする小口径管推進工法用の先導掘進機における掘削土砂の自動調圧排泥機構を提供しようとしている。
【０００８】
そして請求項２にあっては、上記した請求項１の構成において前面側チャンバは回転カッタ近傍のカッタチャンバと、回転カッタ取着用隔板に開設の第１連通口を介して掘進用外筒とロータとの間に形成された中間チャンバと、この中間チャンバとロータに開設された第２連通口を介してロータの回転隔壁板に臨装された圧力チャンバとにより形成されていることをその内容としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明につき図１ないし図３を参照して以下請求項１につき詳記すると、図４によって既説の小口径管推進工法用の先導掘進機と同様にして、当該先導掘削機１は特に図１によって理解される通り、掘進用外筒２に回転駆動自在なるよう内装されたロータ３には、図示されていない切羽を掘削するための回転カッタ４が設けられている。そして当該回転カッタ４の回転により掘削された掘削土砂Ｅ１と、図示例では掘進用外筒２に内装した送泥管５により別途圧送されて吐出口５ａから放流された高濃度泥水Ｅ２とは、この回転カッタ４により撹拌混合されて流動化された掘削土砂泥濃Ｅとなり、これが上記した回転カッタ４後側に装備された前面側チャンバ６内に収得されることになる。同図に開示の先導掘削機１にあっては、掘進用外筒２に固設のステータ７における後側隔壁７ａにあって取着されたカッタモータ４ａの駆動により、掘進用外筒２の軸心Ｘ−Ｘにあって回転自在に軸承された前記のロータ３が、掘進用外筒２とステータ７とにより軸承内装されており、このロータ３の前面側に形成された回転カッタ取着用隔板３ａにあって、一対の回転カッタ４が既知の如く斜交軸線Ｌ１、Ｌ２を軸心として回転自在なるよう装設されている。
【００１０】
さて請求項１にあっては、さらに上記した前面側チャンバ６と、既説の掘進用外筒２に設けたステータ７とによって形成されている排出チャンバ８との間にあって、前面側チャンバ６における掘削土砂泥濃Ｅの内圧につき、これが常に所定圧以上に保持され得るようにした開閉機構部９を介設するのである。
この開閉機構部９は、従来における排土バルブｉと同様の作用を発揮し得ることになるが、排土バルブｉの如く一部材を別個に製作しておき、これを所定排土路ｈに介装設置するものではなく、以下詳記するように上記したロータ３の適所とステータ７の適所とに夫々排土流入口３ｂと排土流出口７ｂとを介設することにより、掘削土砂泥濃Ｅをロータ３の回転駆動によって間欠的に搬出可能にしようとしている。
【００１１】
すなわち開閉機構部９は図１と図３とによって理解される通り、前説のロータ３に形成した回転隔壁板３ｃにあって、掘進用外筒２の軸心Ｘ−Ｘから偏心して、前面側チャンバ６に開口の排土流入口３ｂが穿設されていると共に、上記したロータ３の回転隔壁板３ｃに添設されている前記ステータ７における固定壁壁板７ｃにあって、ロータ３の回転駆動によって周期的に上記した排土流入口３ｂに対し、これと連通状態となる位置に開口された排土流出口７ｂを穿設するのである。
従って上記の構成によるときは、ロータ３の回転数すなわち回転カッタ４の回転数を特定することによって、これに応じた間欠的経時毎に、ロータ３の回転隔壁板３ｃに開口の排土流入口３ｂからステータ７における排土流出口７ｂを介して、前記した掘削土砂泥濃Ｅが、前面側チャンバ６からステータ７内の排土チャンバ８内に排出され、排出チャンバ８に連設の排泥管１０を介して、既知の如く真空力により搬出されることになり、従って前面側チャンバ６における掘削土砂泥濃Ｅの内圧が、その過多な排出によって所望の圧力値より降下してしまうといったことなく、この結果切羽の崩壊を阻止し得ることになる。
【００１２】
次に請求項２について説示すると、ここでは上記請求項１における前面側チャンバ６が以下のようにして構成されている。
すなわち、当該前面側チャンバ６は、前説の回転カッタ４近傍におけるカッタチャンバ６ａから後側へ向け順次中間チャンバ６ｂ、さらに圧力チャンバ６ｃを連装することにより形成されており、さらに詳しくはカッタチャンバ６ａが前記した回転カッタ取着用隔板３ａと、その先端側から突設した周壁３ｄとにより形成された空間であり、ここに前記の回転カッタ４、４が内装されており、前記の中間チャンバ６ｂは回転カッタ取着用隔板３ａに開設された第１連通口６ｄを介してカッタチャンバ６ａと連通している。
そして上記の中間チャンバ６ｂは掘進用外筒２とロータ３との間に離間形成され、当該中間チャンバ６ｂはロータ３に開設された第２連通口６ｅを介して、前記のロータ３における圧力チャンバ６ｃと連通されている。
【００１３】
従って請求項２による前面側チャンバ６を採択するときは、掘進用外筒２にステータ７そしてロータ３さらに回転カッタ４を内装固設することで組立作業が容易となり、また掘削土砂泥濃Ｅは、カッタチャンバ６ａ−第１連通口６ｄ−中間チャンバ６ｂ−第２連通口６ｅ−圧力チャンバ６ｃを通過して行くことから、掘削土砂Ｅ１と高濃度泥水Ｅ２との混合による流動化が充分に行われることとなり、掘削土砂泥濃Ｅの搬出も円滑に行うことができる。なお１１は既知の通り先導掘削機１の掘進方向を是正するための方向修正ジャッキを示している。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は以上のようにして構成されているから、請求項１によるときは従来の如く別体に構成された排土バルブを先導掘進機に内設しようとする発想にとらわれることなしに、ロータにおける排土流入口を、ステータに開口の排土流出口に対して、一回転毎に連通状態となるように開設したので、別体に形成の排土バルブを装設することなしに内装部材に対する開口によって、掘削土砂泥濃を間欠的に搬出することが可能となり、この結果先導掘進機による掘進作業中にあって、回転カッタによる掘削中の切羽が、掘削土砂泥濃による内圧の低下により崩壊してしまうといった危険を確実に防止することが可能となり、このため先導掘進機の掘進用外筒に可成り細いものを使用しても、極めて安全で効率的な小口径管推進工法を効率的に実施することが可能となる。
【００１５】
次に請求項２にあっては、上記の請求項１においてその前面側チャンバに関し、これをロータとステータおよび掘進用外筒により、第１、第２連通口により連通させたカッタチャンバ、中間チャンバそして圧力チャンバにより構成するようにしたので、製作を簡易に行うことができ、前面側チャンバ内における掘削土砂と高濃度泥水との混合を充分に行うことができ、満足すべき流動化状態の掘削土砂泥濃を得ることができるので、請求項１による自動調圧排泥機構による前記の効果を、高い信頼性をもって達成し得ることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願請求項１および請求項２に係る小口径管推進工法用の先導掘削機を示す要部縦断正面図である。
【図２】図１におけるII−II線矢視拡大側面図である。
【図３】図１におけるIII−III線矢視拡大横断側面図である。
【図４】従来の小口径管推進工法用の先導掘削機を示す要部縦断正面略示図である。
【符号の説明】
１    先導掘削機
２    掘進用外筒
３    ロータ
３ａ  回転カッタ取着用隔板
３ｂ  排土流入口
３ｃ  回転隔壁板
４    回転カッタ
５    送泥管
６    前面側チャンバ
６ａ  カッタチャンバ
６ｂ  中間チャンバ
６ｃ  圧力チャンバ
６ｄ  第１連通口
６ｅ  第２連通口
７    ステータ
７ａ  排土流出口
７ｃ  固定隔壁板
８    排出チャンバ
９    開閉機構部
１０    排泥管
Ｅ    掘削土砂泥濃
Ｅ１  掘削土砂
Ｅ２  高濃度泥水
Ｘ−Ｘ  掘進用外筒の軸心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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