(57)【要約】【課題】  推進管の継ぎ手の脱落等を防止して確実な接続・嵌合が行え、しかも現場での連結に伴う作業時間を節減できる低コストのパイプルーフ工法に用いる地中掘進機を提供する。【解決手段】  断面円形の２体の外殻２を並列して外殻２同士を所定間隔おいて連結部材４で連結し、前方には４体の小掘削刃３ａ，３ｂを自転及び排土管７を中心に公転するように取り付ける。小掘削刃３ａ，３ｂは対向する部分で互いが干渉しないように交互に且つ逆方向に駆動し、しかも小掘削刃３ａは一辺を長く形成した側の掘削ビット３ｃで外殻２の両側方を余掘りできるようにする。外殻２の側面には小掘削刃３ａで掘削した余掘り部分の掘削後の崩落を防止する突起５を突設する。【選択図】図２
2007162269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接させた複数の掘削装置を所定間隔をおいて連結し、各掘削装置の後方に複数体を継ぎ手で連結した推進管をそれぞれ接続し、各推進管を後方から押して前方の掘削装置で地盤を掘削しながら連結した推進管を地中に埋入するパイプルーフ工法に用いる地中掘進機であって、各掘削装置の前部に継ぎ手及び同継ぎ手で連結した連結部の空間を確保するように余掘りできる回転掘削刃を設け、余掘り部分に推進管の継ぎ手及び連結部を挿入して推進管を複数連接させて地中に円滑に埋入できるようにしたことを特徴とする、パイプルーフ工法に用いる地中掘進機。
【請求項２】
隣接する掘削装置の回転掘削刃が、互いが干渉しないように自転公転する複数の小掘削刃で構成し、対向する小掘削刃の一辺を長く形成し、自転公転駆動してその刃先で掘削装置の両側のみを余掘りできるようにしたものである、請求項１記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機。
【請求項３】
隣接する掘削装置の回転掘削刃がそれぞれ逆方向に回転するものである、請求項１又は２記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機。
【請求項４】
掘削装置の外殻の側面に余掘り箇所の崩落を防止する突起を設けた、請求項１〜３いずれか記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプルーフ工法に用いる地中掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、都市部において既設地下構造物やパイプラインの直下に地下空間やトンネルを構築する場合において、パイプルーフ工法による先受け工や水平土留工および周辺地盤や周辺構造物への影響を防止するために対策工・補強工の補助工法が採用される場合が多い。そのような場合に、先ず推進管列を推進工法やオーガ式削進工法で施工するが、隣接の鋼管を接続するために継ぎ手が必要となる。それらの隣接する鋼管継ぎ手の目的は、地下空間を構築する場合にパイプルーフ鋼管の連接・嵌合箇所の地下水の流入を防止し、地山土粒子の崩落を抑止する事にある。そのためには、鋼管の両側に必ず接続を行う継ぎ手が必要となり、経済的にも施工的にも検討課題となっている。
【０００３】
このように、パイプルーフ工法を採用する場合は施工期間の長期化や鋼管継ぎ手部のコストにより経済性が問題となる。また、鋼管挿入中に継ぎ手部の脱落や隣接鋼管と確実な接続・嵌合ができず、推進不能の事態を招きやすい状況が過去に見られた。その他、パイプルーフ工法終了時に内部の地下空間の掘削を行うが、継ぎ手部の接続不良のために地山の土粒子や地下水が掘削トンネル内に流入する事態も想定され、地下トンネル頂部に埋設されている生活関連のパイプラインや地下構造物への影響が大きかった。
【０００４】
そこで、削孔外周地盤に推進方向へ延びる溝を切削する溝切削装置を掘削装置の後部に設けた地中掘進機が特許文献１で提案されている。この技術によれば、溝切削装置で切削した溝に継ぎ手が挿入することで推進管を負荷なく円滑に埋入できる。しかしながら、この技術では継ぎ手の脱落等は抑制できるが、掘削装置の構造が複雑でコストがかかり、現場での連結に伴う作業時間の節減はできず工期を要していた。
【特許文献１】特開２００１−１２３７９１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、従来のこれらの問題点を解消し、推進管の継ぎ手の脱落等を防止して確実な接続・嵌合が行え、しかも簡易な構造で現場での連結に伴う作業時間を節減できる低コストのパイプルーフ工法に用いる地中掘進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）隣接させた複数の掘削装置を所定間隔をおいて連結し、各掘削装置の後方に複数体を継ぎ手で連結した推進管をそれぞれ接続し、各推進管を後方から押して前方の掘削装置で地盤を掘削しながら連結した推進管を地中に埋入するパイプルーフ工法に用いる地中掘進機であって、各掘削装置の前部に継ぎ手及び同継ぎ手で連結した連結部の空間を確保するように余掘りできる回転掘削刃を設け、余掘り部分に推進管の継ぎ手及び連結部を挿入して推進管を複数連接させて地中に円滑に埋入できるようにしたことを特徴とする、パイプルーフ工法に用いる地中掘進機
２）隣接する掘削装置の回転掘削刃が、互いが干渉しないように自転公転する複数の小掘削刃で構成し、対向する小掘削刃の一辺を長く形成し、自転公転駆動してその刃先で掘削装置の両側のみを余掘りできるようにしたものである、前記１）記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機
３）  隣接する掘削装置の回転掘削刃がそれぞれ逆方向に回転するものである、前記１）又は２）記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機
４）  掘削装置の外殻の側面に余掘り箇所の崩落を防止する突起を設けた、前記１）〜３）いずれか記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機
にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、余掘りした箇所に継ぎ手及び連結部を挿入するから、継ぎ手の脱落を防止して推進管を円滑に地中に埋入できる。また、溝切削装置を設ける必要がなく、前部の回転掘削刃で削孔を形成しながら継ぎ手及び連結部のための余掘りまで同時に行うから、掘削装置の構造を簡易にして低コスト化を図ることができる。さらに、地中掘進機は複数の掘削装置を予め連結した構造であるから、現場での連結工程を削減するとともに複数体を同時に操作できるようになるため工期短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、隣接する掘削装置の回転掘削刃は、互いが干渉しないように自転公転する複数の小掘削刃で構成し、対向する小掘削刃の一辺を長く形成してその刃先で菱形に余掘りできるようにしたものが実用的である。隣接する掘削装置の回転掘削刃はそれぞれ逆方向に回転させるようにして直進性を高め、ローリングを防止する。掘削装置の外殻の側面には突起を設けて掘削装置の振動等による余掘り箇所の崩落を防止する。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は実施例の掘削装置の説明図、図２は実施例の掘削装置の正面図、図３は実施例の回転掘削刃の軌跡を示す説明図、図４，５は実施例の回転掘削刃の回転の様々な例を示す説明図、図６は実施例の推進管の説明図、図７は実施例のパイプルーフ工法により施工した状態を示す説明図である。図中、１は掘削装置、２は外殻、３は回転掘削刃、３ａ，３ｂは小掘削刃、３ｃは掘削ビット、４は連結部材、５は突起、６は排土口、７は排土管、７ａはゲート、８は方向修正ジャッキ、９は減速機付きモータ、１０は推進管、１１は連結部、１１ａは継ぎ手、１２は固定連結部、Ｃは覆工コンクリート、Ｆは鋼製支保工、Ｇは地盤、Ｔはトンネルである。
【００１０】
本実施例の掘削装置１は、図１，２に示すように断面円形の２体の外殻２を並列して外殻２同士を推進管１０の連結部１１と同じ間隔となるように連結部材４で連結し、前方には４体の小掘削刃３ａ，３ｂを自転及び排土管７を中心に公転するように取り付けている。小掘削刃３ａは一辺を長く形成し、図３（ｂ）に示す短辺側の小掘削刃３ｂの掘削軌跡と比較して図３（ａ）に示すように長辺側の小掘削刃３ａで外殻２の両側方を余掘り（オーバーカット）できるようにしている。なお、小掘削刃３ａ，３ｂは互いが干渉しないように自転し且つ隣接する掘削装置１の回転掘削刃の回転が逆となるように公転させる。図４，５に回転の様々な例を示す。外殻２の側面には小掘削刃３ａで掘削した余掘り部分の掘削後の崩落を防止する突起５を突設している。この突起５は掘削装置１同士の継ぎ手を兼ねる。推進管１０は、図６に示すように掘削装置１の外殻２と同径の鋼管で構成され、２体は固定的に連結され、その両側面に隣接する他の推進管１０と連結する継ぎ手１１ａが形成されている。
【００１１】
本実施例では、トンネルＴの始端位置の発進基地にジャッキを用いた推進装置（図示せず）を設置し、掘削装置１を地盤Ｇに向けて水平に配置して回転掘削刃３を駆動させ、推進装置で後端を押して地盤Ｇを掘進する。掘削土砂は排土口６から取り込まれて排土管７で外部へ運搬される。このとき、小掘削刃３ａで削孔が断面菱形状に掘削されるように外殻２の両側を余掘りし、外殻２同士を連結している連結部材４・推進管１０の継ぎ手１１ａ・連結部１１の挿入を円滑にする。しかも余掘りした部分が掘削装置１の振動等により崩落しようとしても外殻２の突起５により抑止され、負荷や抵抗なく埋入できるように削孔の形状を保持する。
【００１２】
次に、掘削装置１の後端部に継ぎ手１１ａで連結した推進管１０を接続して推進装置で押して推進させる。継ぎ手１１ａ及び連結部１１は前記のように小掘削刃３ａの余掘り部分や突起５により円滑に地盤Ｇに挿入され、推進途中に脱落を防止する。その後、推進管１０を後続させて順に推進させ、図７（ａ），（ｂ）に示すようにアーチ状，コ字状又はロ字状のパイプルーフを形成して地盤Ｇが安定する。その結果、特殊な継ぎ手を従来の５０％としてコスト縮減を図り、施工期間も複数連接した推進管１０が挿入できるため６０％程度短縮できる。
【００１３】
このように、本実施例によれば余掘りした部分に継ぎ手１１ａ及び連結部１１を挿入するから、継ぎ手１１ａの脱落を防止して推進管１０を円滑に地中に埋入できる。また、溝切削装置を設ける必要がなく、前部の回転掘削刃３で削孔を形成しながら継ぎ手１１ａ及び連結部１１のための余掘りまで同時に行うから、掘削装置１の構造を簡易にして低コスト化を図ることができる。さらに、地中掘進機は複数の掘削装置１を予め連結した構造であるから、現場での連結工程を削減するとともに複数体を同時に操作できるようになり、従来と比較して短い工期で施工できる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、トンネルの防護工，地盤の崩落防止等の工事，地中に管を連結して打設する工事に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例の掘削装置の説明図である。
【図２】実施例の掘削装置の正面図である。
【図３】実施例の回転掘削刃の軌跡を示す説明図である。
【図４】実施例の回転掘削刃の回転の様々な例を示す説明図である。
【図５】実施例の回転掘削刃の回転の様々な例を示す説明図である。
【図６】実施例の推進管の説明図である。
【図７】実施例のパイプルーフ工法により施工した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  掘削装置
２  外殻
３  回転掘削刃
３ａ，３ｂ  小掘削刃
３ｃ  掘削ビット
４  連結部材
５  突起
６  排土口
７  排土管
７ａ  ゲート
８  方向修正ジャッキ
９  減速機付きモータ
１０  推進管
１１  連結部
１１ａ  継ぎ手
１２  固定連結部
Ｃ  覆工コンクリート
Ｆ  鋼製支保工
Ｇ  地盤
Ｔ  トンネル
【図１】
2007162269.tif 000003
【図２】
2007162269.tif 000004
【図３】
2007162269.tif 000005
【図４】
2007162269.tif 000006
【図５】
2007162269.tif 000007
【図６】
2007162269.tif 000008
【図７】
2007162269.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月22日(2006.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
隣接させた複数の掘削装置を所定間隔をおいて連結し、各掘削装置の後方に複数体連結した推進管をそれぞれ接続し、各推進管を後方から押して前方の掘削装置で地盤を掘削しながら連結した推進管を地中に埋入するパイプルーフ工法に用いる地中掘進機であって、複数体連結した推進管の両側面それぞれに隣接する他の推進管と連接するための継ぎ手を設けるとともに、各掘削装置の前部に推進管の継ぎ手及び推進管同士を連結した連結部の空間を確保するように余掘りできる回転掘削刃を設け、余掘り部分に推進管の継ぎ手又は連結部を挿入して推進管を継ぎ手と連結部で複数連接させて地中に円滑に埋入できるようにしたことを特徴とする、パイプルーフ工法に用いる地中掘進機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプルーフ工法に用いる地中掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、都市部において既設地下構造物やパイプラインの直下に地下空間やトンネルを構築する場合において、パイプルーフ工法による先受け工や水平土留工および周辺地盤や周辺構造物への影響を防止するために対策工・補強工の補助工法が採用される場合が多い。そのような場合に、先ず推進管列を推進工法やオーガ式削進工法で施工するが、隣接の鋼管を接続するために継ぎ手が必要となる。それらの隣接する鋼管継ぎ手の目的は、地下空間を構築する場合にパイプルーフ鋼管の連接・嵌合箇所の地下水の流入を防止し、地山土粒子の崩落を抑止する事にある。そのためには、鋼管の両側に必ず接続を行う継ぎ手が必要となり、経済的にも施工的にも検討課題となっている。
【０００３】
このように、パイプルーフ工法を採用する場合は施工期間の長期化や鋼管継ぎ手部のコストにより経済性が問題となる。また、鋼管挿入中に継ぎ手部の脱落や隣接鋼管と確実な接続・嵌合ができず、推進不能の事態を招きやすい状況が過去に見られた。その他、パイプルーフ工法終了時に内部の地下空間の掘削を行うが、継ぎ手部の接続不良のために地山の土粒子や地下水が掘削トンネル内に流入する事態も想定され、地下トンネル頂部に埋設されている生活関連のパイプラインや地下構造物への影響が大きかった。
【０００４】
そこで、削孔外周地盤に推進方向へ延びる溝を切削する溝切削装置を掘削装置の後部に設けた地中掘進機が特許文献１で提案されている。この技術によれば、溝切削装置で切削した溝に継ぎ手が挿入することで推進管を負荷なく円滑に埋入できる。しかしながら、この技術では継ぎ手の脱落等は抑制できるが、掘削装置の構造が複雑でコストがかかり、現場での連結に伴う作業時間の節減はできず工期を要していた。
【特許文献１】特開２００１−１２３７９１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、従来のこれらの問題点を解消し、推進管の継ぎ手の脱落等を防止して確実な接続・嵌合が行え、しかも簡易な構造で現場での連結に伴う作業時間を節減できる低コストのパイプルーフ工法に用いる地中掘進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）  隣接させた複数の掘削装置を所定間隔をおいて連結し、各掘削装置の後方に複数体連結した推進管をそれぞれ接続し、各推進管を後方から押して前方の掘削装置で地盤を掘削しながら連結した推進管を地中に埋入するパイプルーフ工法に用いる地中掘進機であって、複数体連結した推進管の両側面それぞれに隣接する他の推進管と連接するための継ぎ手を設けるとともに、各掘削装置の前部に推進管の継ぎ手及び推進管同士を連結した連結部の空間を確保するように余掘りできる回転掘削刃を設け、余掘り部分に推進管の継ぎ手又は連結部を挿入して推進管を継ぎ手と連結部で複数連接させて地中に円滑に埋入できるようにしたことを特徴とする、パイプルーフ工法に用いる地中掘進機
２）隣接する掘削装置の回転掘削刃が、互いが干渉しないように自転公転する複数の小掘削刃で構成し、対向する小掘削刃の一辺を長く形成し、自転公転駆動してその刃先で掘削装置の両側のみを余掘りできるようにしたものである、前記１）記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機
３）  隣接する掘削装置の回転掘削刃がそれぞれ逆方向に回転するものである、前記１）又は２）記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機
４）  掘削装置の外殻の側面に余掘り箇所の崩落を防止する突起を設けた、前記１）〜３）いずれか記載のパイプルーフ工法に用いる地中掘進機
にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、余掘りした箇所に継ぎ手及び連結部を挿入するから、継ぎ手の脱落を防止して推進管を円滑に地中に埋入できる。また、溝切削装置を設ける必要がなく、前部の回転掘削刃で削孔を形成しながら継ぎ手及び連結部のための余掘りまで同時に行うから、掘削装置の構造を簡易にして低コスト化を図ることができる。さらに、地中掘進機は複数の掘削装置を予め連結した構造であるから、現場での連結工程を削減するとともに複数体を同時に操作できるようになるため工期短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、隣接する掘削装置の回転掘削刃は、互いが干渉しないように自転公転する複数の小掘削刃で構成し、対向する小掘削刃の一辺を長く形成してその刃先で菱形に余掘りできるようにしたものが実用的である。隣接する掘削装置の回転掘削刃はそれぞれ逆方向に回転させるようにして直進性を高め、ローリングを防止する。掘削装置の外殻の側面には突起を設けて掘削装置の振動等による余掘り箇所の崩落を防止する。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は実施例の掘削装置の説明図、図２は実施例の掘削装置の正面図、図３は実施例の回転掘削刃の軌跡を示す説明図、図４，５は実施例の回転掘削刃の回転の様々な例を示す説明図、図６は実施例の推進管の説明図、図７は実施例のパイプルーフ工法により施工した状態を示す説明図である。図中、１は掘削装置、２は外殻、３は回転掘削刃、３ａ，３ｂは小掘削刃、３ｃは掘削ビット、４は連結部材、５は突起、６は排土口、７は排土管、７ａはゲート、８は方向修正ジャッキ、９は減速機付きモータ、１０は推進管、１１は継ぎ手部、１１ａは継ぎ手、１２は推進管１０同士を連結する固定連結部、Ｃは覆工コンクリート、Ｆは鋼製支保工、Ｇは地盤、Ｔはトンネルである。
【００１０】
本実施例の掘削装置１は、図１，２に示すように断面円形の２体の外殻２を並列して外殻２同士を推進管１０の固定連結部１２と同じ間隔となるように連結部材４で連結し、前方には４体の小掘削刃３ａ，３ｂを自転及び排土管７を中心に公転するように取り付けている。小掘削刃３ａは一辺を長く形成し、図３（ｂ）に示す短辺側の小掘削刃３ｂの掘削軌跡と比較して図３（ａ）に示すように長辺側の小掘削刃３ａで外殻２の両側方を余掘り（オーバーカット）できるようにしている。なお、小掘削刃３ａ，３ｂは互いが干渉しないように自転し且つ隣接する掘削装置１の回転掘削刃の回転が逆となるように公転させる。図４，５に回転の様々な例を示す。外殻２の側面には小掘削刃３ａで掘削した余掘り部分の掘削後の崩落を防止する突起５を突設している。この突起５は掘削装置１同士の継ぎ手を兼ねる。推進管１０は、図６に示すように掘削装置１の外殻２と同径の鋼管で構成され、２体は固定連結部１２で固定的に連結され、その両側面に隣接する他の推進管１０と連結する継ぎ手１１ａが形成されている。
【００１１】
本実施例では、トンネルＴの始端位置の発進基地にジャッキを用いた推進装置（図示せず）を設置し、掘削装置１を地盤Ｇに向けて水平に配置して回転掘削刃３を駆動させ、推進装置で後端を押して地盤Ｇを掘進する。掘削土砂は排土口６から取り込まれて排土管７で外部へ運搬される。このとき、小掘削刃３ａで削孔が断面菱形状に掘削されるように外殻２の両側を余掘りし、外殻２同士を連結している連結部材４・突起５及び推進管１０の継ぎ手１１ａ・固定連結部１２の挿入を円滑にする。しかも余掘りした部分が掘削装置１の振動等により崩落しようとしても外殻２の突起５により抑止され、負荷や抵抗なく埋入できるように削孔の形状を保持する。
【００１２】
次に、掘削装置１の後端部に固定連結部１２で連結した推進管１０をその両側面に設けた継ぎ手１１ａでもって隣接した他の推進管１０と連接させた状態で接続して推進装置で押して推進させる。継ぎ手１１ａ及び固定連結部１２は前記のように小掘削刃３ａの余掘り部分や突起５により円滑に地盤Ｇに挿入され、推進途中に脱落を防止する。その後、推進管１０を後続させて順に推進させ、図７（ａ），（ｂ）に示すように推進管１０を継ぎ手１１ａで隣接した他の推進管１０と連接していき、アーチ状，コ字状又はロ字状のパイプルーフを形成して地盤Ｇが安定する。その結果、特殊な継ぎ手を従来の５０％としてコスト縮減を図り、施工期間も複数連接した推進管１０が挿入できるため６０％程度短縮できる。
【００１３】
このように、本実施例によれば余掘りした部分に継ぎ手１１ａ及び固定連結部１２を挿入するから、継ぎ手１１ａの脱落を防止して推進管１０を円滑に地中に埋入できる。また、溝切削装置を設ける必要がなく、前部の回転掘削刃３で削孔を形成しながら継ぎ手１１ａ及び固定連結部１２のための余掘りまで同時に行うから、掘削装置１の構造を簡易にして低コスト化を図ることができる。さらに、地中掘進機は複数の掘削装置１を予め連結した構造であるから、現場での連結工程を削減するとともに複数体を同時に操作できるようになり、従来と比較して短い工期で施工できる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、トンネルの防護工，地盤の崩落防止等の工事，地中に管を連結して打設する工事に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例の掘削装置の説明図である。
【図２】実施例の掘削装置の正面図である。
【図３】実施例の回転掘削刃の軌跡を示す説明図である。
【図４】実施例の回転掘削刃の回転の様々な例を示す説明図である。
【図５】実施例の回転掘削刃の回転の様々な例を示す説明図である。
【図６】実施例の推進管の説明図である。
【図７】実施例のパイプルーフ工法により施工した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  掘削装置
２  外殻
３  回転掘削刃
３ａ，３ｂ  小掘削刃
３ｃ  掘削ビット
４  連結部材
５  突起
６  排土口
７  排土管
７ａ  ゲート
８  方向修正ジャッキ
９  減速機付きモータ
１０  推進管
１１  継ぎ手部
１１ａ  継ぎ手
１２  固定連結部
Ｃ  覆工コンクリート
Ｆ  鋼製支保工
Ｇ  地盤
Ｔ  トンネル