シールド掘進機
【目的】本発明は、推進施工中の推進管の据え付け時に、シールド掘進機先端の面板にかかるバッキング力を防止するシールド掘進機を提供するものである。
【構成】本発明は、推進施工中の推進管の据え付け時に、掘進機先端の面板に大きな水圧や土圧が作用し、推進管列が発進立坑内に押し戻されるバッキングを防止する装置を備えたシールド掘進機であって、シールド掘進機の外殻外周に、円周方向の複数個所に伸縮手段によって貫入ピンまたは摩擦板が放射方向に突出可能に配置したシールド掘進機である。
【構成】本発明は、推進施工中の推進管の据え付け時に、掘進機先端の面板に大きな水圧や土圧が作用し、推進管列が発進立坑内に押し戻されるバッキングを防止する装置を備えたシールド掘進機であって、シールド掘進機の外殻外周に、円周方向の複数個所に伸縮手段によって貫入ピンまたは摩擦板が放射方向に突出可能に配置したシールド掘進機である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、推進施工中の推進管の据え付け時に、推進管列を発進立坑側に押し戻そうとするバッキング力を防止するシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来技術】推進工法は、推進管の先頭に設置したシールド掘進機によって、発進立坑側から地山を掘削しながら推進管の後端を発進立坑内に設置した元押しジャッキで押圧することにより地中にシールド掘進機および推進管を推進埋設していく方法である。推進管１本分の推進施工が完了すると元押しジャッキが縮小され、推進管の後端と元押しジャッキの頭部との間に次の推進管１本分のスペースが確保でき、次の推進管が地上から吊り降ろされ設置される。この工程を繰り返すことによって、シールド掘進機を到達立坑内に取り込むことによって回収される。土質条件が地下水の多い軟弱な地盤や土被りが大きい推進施工では、シールド掘進機先端の面板に常にシールド掘進機や推進管を後方に押し戻すバッキング力である大きな水圧や土圧が作用する。このため、推進管１本分の推進施工が完了し元押しジャッキを縮小すると、シールド掘進機と推進管が後方に押し戻されて発進立坑内にできた次の推進管を据え付けるスペースがなくなってしまうこととなる。そこで、発進立坑内で推進管の外周を合成樹脂製のバンドやワイヤーロープで締め付けて、端部を下方の床面や前部の土留壁に固定することによって、バッキング力を防止する方法が用いられている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】前記したバンドやワイヤーロープで推進管体を締め付ける方法により、比較的土被りの浅い、良質の土質条件下では、バンドやワイヤーロープの締め付けによってバッキングが防止されて、効率よく推進施工が行える。しかし、シールド掘進機や推進管を後方に押し戻そうとするバッキング力が大きくなると、バンドやワイヤーロープの締め付け力では対応ができなく、推進管が発進立坑内に抜けて次の推進管の設置ができなくなり、推進施工の継続が困難となる。
【０００４】このため、本発明は、バッキング力が大きい土質条件の推進施工でも、効率よく確実にバッキング防止が行えるシールド発進を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、推進施工中の推進管の据え付け時に、掘進機先端の面板に大きな水圧や土圧が作用し、推進管列が発進立坑内に押し戻されるバッキングを防止する装置を備えたシールド掘進機であって、シールド掘進機の外殻外周に、円周方向の複数個所に伸縮手段によって貫入ピンまたは摩擦板が放射方向に突出可能に配置したシールド掘進機である。
【０００６】シールド掘進機の外殻に設けられる貫入ピンや摩擦板は、推進施工時に突出して支障とならないように、通常は外殻面と同一となるように内蔵されている。具体的な構造としては、貫入ピンはジャッキ機構とすることによって、ピストンを伸長させて外殻から突出する方法を用いればよい。摩擦板は推進方向に所定の幅を持った箱材内にジャッキ機構を装備し、ジャッキ機構のピストンを伸長することによって箱材を外殻から突出させる方法が用いられる。
【０００７】貫入ピンや摩擦板の設置数は、推進管径や土質条件によって変化するバッキング力に合わせて決められる。貫入ピンによる方式は一般に軟弱土や普通土に用いられ、摩擦板による方式は硬質土や岩盤に用いられる。
【０００８】ジャッキのピストンを外殻外に突出させるには大きな力が必要となるために、油圧や空気圧が利用される。推進施工時には、貫入ピンや摩擦板を外殻内に収納させなればならないため、ピストンの縮小をスムーズに行うために電磁弁を使用すると有効である。
【０００９】本シールド掘進機を用いたバッキング防止の作業手順としては、推進管１本分の推進施工が完了すると、元押しジャッキを停止する。そして、シールド掘進機の外殻に装備した複数本の貫入ピンまたは摩擦板を外殻から突出させて地盤内に貫入する。次に、元押しジャッキを縮小して推進管の後端部と元押しジャッキの頭部の間にスペースを確保する。そのスペースに次の推進管を吊り降ろし、前の推進管の後端面に接続する。推進管の接続が完了すると、元押しジャッキを推進管の端面に当接させて停止する。そしてシールド掘進機外殻の貫入ピンまたは摩擦板を縮小させて外殻内に収納して、推進施工を再開する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を基に説明する。図１は、本発明の貫入ピンを装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。シールド掘進機１の機構としては、通常使用されている掘進機構や方向制御機構が採用される。シールド掘進機１の外殻９には、上下および左右の４カ所に油圧ジャッキよりなる貫入ピン２が収納孔３に納められている。収納孔３の深さは、貫入ピン２の頭部が外殻９より出ない深さとなっている。シールド掘進機１の外殻９より突出させる貫入ピン２は、シールド掘進機１を後方に押し出そうとするバッキング力に対抗できる反力が得られるように、地中に所定の長さだけ貫入する必要がある。土質条件等により、バッキング力が不足する場合は、貫入ピン２の設置数を増加させればよい。
【００１１】各貫入ピン２の加圧口と戻り口は、加圧配管４と戻り配管５で連通されており、各配管４、５の端部は電磁弁６に接続され、電磁弁６を介して圧力油が加圧配管４または戻り配管５に切り替え供給されて、貫入ピン２である油圧ジャッキのピストン７を伸縮させる。加圧配管４や戻り配管５材としては、比較的高圧力の油圧に対して破損しないように、鋼材や合成ゴム材等が用いられる。
【００１２】図２は、貫入ピンを詳細に説明する断面図である。通常、貫入ピン２である油圧ジャッキは収納孔３内に納められている。収納孔３の上部にはシール材１３が設置され、貫入ピン２のピストン７部との密封が行われている。貫入ピン２の加圧口１１には加圧配管４が接続され、戻り口１２には戻り配管５が接続されている。加圧配管４より油が供給されると、貫入ピン２のピストン７が伸長して地中に貫入されていく。電磁弁６が切り替えられると、戻り配管５に油が供給され、貫入ピン２のピストン７が縮小されて貫入ピン２のピストン７を収納孔３に納める。この時、加圧配管４の油はフリーとなって電磁弁６を通って油圧ポンプ側へと戻される。
【００１３】図３は、本発明の摩擦板を装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。シールド掘進機１の外殻１０には、上下および左右の４カ所には箱形状の摩擦板８が収納孔１５に納められている。収納孔１５の深さは、摩擦板８の頂部が外殻１０より出ない深さとなっている。摩擦板８の外殻１０外への突出は、箱形状の摩擦板８内に装備した油圧ジャッキ等により行われる。油圧ジャッキのストローク長は、摩擦板８が十分に地盤に加圧して大きな摩擦力が得れる長さに設定される。
【００１４】各油圧ジャッキの加圧口は、加圧配管４で連通されて端部は電磁弁６に接続されている。戻り口は、戻り配管で連通されて端部が電磁弁６に接続されている。
【００１５】図４は、摩擦板を詳細に説明する断面図である。通常、摩擦板８は収納孔１５に納められている。収納孔１５の上部にはシール材１４が設置され、摩擦板８の側面と密封が行われている。摩擦板８内には一対の油圧ジャッキ９が装備されている。各油圧ジャッキ９の加圧口１６には圧力配管４が接続され、戻り口１７には戻り配管５が接続されている。加圧配管４より油が供給されると、油圧ジャッキ９のピストン７が伸長されて摩擦板８を地盤に押し付けていく。電磁弁６が切り替えられると、戻り配管５に油が供給され、油圧ジャッキ９のピストン７が縮小されて摩擦板８を収納孔１５内に納める。この時、加圧配管４の油はフリーとなって電磁弁６を通って油圧ポンプ側へと戻される。
【００１６】上記実施形態では、摩擦板８を稼働させる油圧ジャッキ９を２台づつで例示したが、推進管径や土質条件によって増減させることができる。
【００１７】以下に、上記シールド掘進機１を用いた推進作業手順を説明する。シールド掘進機１先端の掘削機構により地盤を掘削しながら推進管の後端面を、元押しジャッキで押圧して推進施工が行われる。この時、シールド掘進機１の外殻１０に装備された貫入ピン２または摩擦板８は、外殻１０から突出することなく収納孔３、１５に納められている。推進管１本分の推進施工が完了すると、元押しジャッキを停止し、外殻１０に装備した貫入ピン２または摩擦板８を外殻１０から突出させて、地盤に貫入または加圧させてシールド掘進機１を支持させる。次に、元押しジャッキを縮小して推進管の後端面と元押しジャッキの頭部の間にスペースを確保する。そのスペースに次の推進管を吊り降ろし、前の推進管の後端部に接続する。推進管の接続が完了すると、元押しジャッキを推進管の端面に当接させて停止する。そしてシールド掘進機１の外殻１０の貫入ピン２または摩擦板８を縮小させて外殻１０内に収納する。収納が完了すると、推進施工が再開される。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明のシールド掘進機により、シールド掘進機の外殻に装備された複数個の貫入ピンまたは摩擦板の突出により、シールド掘進機本体は周辺地盤に強固に支持し、シールド掘進機を後方に押し戻そうとするバッキング力に対して確実に対抗する。また、バッキング防止の作業は、油圧ポンプを作動させ、電磁弁を切り替えるだけの作業で、貫入ピンや摩擦板を突出させたり、縮小させるだけでよく、非常に短期間で行えるようになった。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の貫入ピンを装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。
【図２】貫入ピンを詳細に説明する断面図である。
【図３】本発明の摩擦板を装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。
【図４】摩擦板を詳細に説明する断面図である。
【符号の説明】
１ シールド掘進機
２ 貫入ピン
３ 収納孔
４ 加圧配管
５ 戻り配管
６ 電磁弁
７ ピストン
８ 摩擦板
９ 油圧ジャッキ
１０ 外殻
１１ 加圧口
１２ 戻り口
１３ シール材
１４ シール材
１５ 収納孔
１６ 加圧口
１７ 戻り口
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、推進施工中の推進管の据え付け時に、推進管列を発進立坑側に押し戻そうとするバッキング力を防止するシールド掘進機に関するものである。
【０００２】
【従来技術】推進工法は、推進管の先頭に設置したシールド掘進機によって、発進立坑側から地山を掘削しながら推進管の後端を発進立坑内に設置した元押しジャッキで押圧することにより地中にシールド掘進機および推進管を推進埋設していく方法である。推進管１本分の推進施工が完了すると元押しジャッキが縮小され、推進管の後端と元押しジャッキの頭部との間に次の推進管１本分のスペースが確保でき、次の推進管が地上から吊り降ろされ設置される。この工程を繰り返すことによって、シールド掘進機を到達立坑内に取り込むことによって回収される。土質条件が地下水の多い軟弱な地盤や土被りが大きい推進施工では、シールド掘進機先端の面板に常にシールド掘進機や推進管を後方に押し戻すバッキング力である大きな水圧や土圧が作用する。このため、推進管１本分の推進施工が完了し元押しジャッキを縮小すると、シールド掘進機と推進管が後方に押し戻されて発進立坑内にできた次の推進管を据え付けるスペースがなくなってしまうこととなる。そこで、発進立坑内で推進管の外周を合成樹脂製のバンドやワイヤーロープで締め付けて、端部を下方の床面や前部の土留壁に固定することによって、バッキング力を防止する方法が用いられている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】前記したバンドやワイヤーロープで推進管体を締め付ける方法により、比較的土被りの浅い、良質の土質条件下では、バンドやワイヤーロープの締め付けによってバッキングが防止されて、効率よく推進施工が行える。しかし、シールド掘進機や推進管を後方に押し戻そうとするバッキング力が大きくなると、バンドやワイヤーロープの締め付け力では対応ができなく、推進管が発進立坑内に抜けて次の推進管の設置ができなくなり、推進施工の継続が困難となる。
【０００４】このため、本発明は、バッキング力が大きい土質条件の推進施工でも、効率よく確実にバッキング防止が行えるシールド発進を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、推進施工中の推進管の据え付け時に、掘進機先端の面板に大きな水圧や土圧が作用し、推進管列が発進立坑内に押し戻されるバッキングを防止する装置を備えたシールド掘進機であって、シールド掘進機の外殻外周に、円周方向の複数個所に伸縮手段によって貫入ピンまたは摩擦板が放射方向に突出可能に配置したシールド掘進機である。
【０００６】シールド掘進機の外殻に設けられる貫入ピンや摩擦板は、推進施工時に突出して支障とならないように、通常は外殻面と同一となるように内蔵されている。具体的な構造としては、貫入ピンはジャッキ機構とすることによって、ピストンを伸長させて外殻から突出する方法を用いればよい。摩擦板は推進方向に所定の幅を持った箱材内にジャッキ機構を装備し、ジャッキ機構のピストンを伸長することによって箱材を外殻から突出させる方法が用いられる。
【０００７】貫入ピンや摩擦板の設置数は、推進管径や土質条件によって変化するバッキング力に合わせて決められる。貫入ピンによる方式は一般に軟弱土や普通土に用いられ、摩擦板による方式は硬質土や岩盤に用いられる。
【０００８】ジャッキのピストンを外殻外に突出させるには大きな力が必要となるために、油圧や空気圧が利用される。推進施工時には、貫入ピンや摩擦板を外殻内に収納させなればならないため、ピストンの縮小をスムーズに行うために電磁弁を使用すると有効である。
【０００９】本シールド掘進機を用いたバッキング防止の作業手順としては、推進管１本分の推進施工が完了すると、元押しジャッキを停止する。そして、シールド掘進機の外殻に装備した複数本の貫入ピンまたは摩擦板を外殻から突出させて地盤内に貫入する。次に、元押しジャッキを縮小して推進管の後端部と元押しジャッキの頭部の間にスペースを確保する。そのスペースに次の推進管を吊り降ろし、前の推進管の後端面に接続する。推進管の接続が完了すると、元押しジャッキを推進管の端面に当接させて停止する。そしてシールド掘進機外殻の貫入ピンまたは摩擦板を縮小させて外殻内に収納して、推進施工を再開する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を基に説明する。図１は、本発明の貫入ピンを装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。シールド掘進機１の機構としては、通常使用されている掘進機構や方向制御機構が採用される。シールド掘進機１の外殻９には、上下および左右の４カ所に油圧ジャッキよりなる貫入ピン２が収納孔３に納められている。収納孔３の深さは、貫入ピン２の頭部が外殻９より出ない深さとなっている。シールド掘進機１の外殻９より突出させる貫入ピン２は、シールド掘進機１を後方に押し出そうとするバッキング力に対抗できる反力が得られるように、地中に所定の長さだけ貫入する必要がある。土質条件等により、バッキング力が不足する場合は、貫入ピン２の設置数を増加させればよい。
【００１１】各貫入ピン２の加圧口と戻り口は、加圧配管４と戻り配管５で連通されており、各配管４、５の端部は電磁弁６に接続され、電磁弁６を介して圧力油が加圧配管４または戻り配管５に切り替え供給されて、貫入ピン２である油圧ジャッキのピストン７を伸縮させる。加圧配管４や戻り配管５材としては、比較的高圧力の油圧に対して破損しないように、鋼材や合成ゴム材等が用いられる。
【００１２】図２は、貫入ピンを詳細に説明する断面図である。通常、貫入ピン２である油圧ジャッキは収納孔３内に納められている。収納孔３の上部にはシール材１３が設置され、貫入ピン２のピストン７部との密封が行われている。貫入ピン２の加圧口１１には加圧配管４が接続され、戻り口１２には戻り配管５が接続されている。加圧配管４より油が供給されると、貫入ピン２のピストン７が伸長して地中に貫入されていく。電磁弁６が切り替えられると、戻り配管５に油が供給され、貫入ピン２のピストン７が縮小されて貫入ピン２のピストン７を収納孔３に納める。この時、加圧配管４の油はフリーとなって電磁弁６を通って油圧ポンプ側へと戻される。
【００１３】図３は、本発明の摩擦板を装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。シールド掘進機１の外殻１０には、上下および左右の４カ所には箱形状の摩擦板８が収納孔１５に納められている。収納孔１５の深さは、摩擦板８の頂部が外殻１０より出ない深さとなっている。摩擦板８の外殻１０外への突出は、箱形状の摩擦板８内に装備した油圧ジャッキ等により行われる。油圧ジャッキのストローク長は、摩擦板８が十分に地盤に加圧して大きな摩擦力が得れる長さに設定される。
【００１４】各油圧ジャッキの加圧口は、加圧配管４で連通されて端部は電磁弁６に接続されている。戻り口は、戻り配管で連通されて端部が電磁弁６に接続されている。
【００１５】図４は、摩擦板を詳細に説明する断面図である。通常、摩擦板８は収納孔１５に納められている。収納孔１５の上部にはシール材１４が設置され、摩擦板８の側面と密封が行われている。摩擦板８内には一対の油圧ジャッキ９が装備されている。各油圧ジャッキ９の加圧口１６には圧力配管４が接続され、戻り口１７には戻り配管５が接続されている。加圧配管４より油が供給されると、油圧ジャッキ９のピストン７が伸長されて摩擦板８を地盤に押し付けていく。電磁弁６が切り替えられると、戻り配管５に油が供給され、油圧ジャッキ９のピストン７が縮小されて摩擦板８を収納孔１５内に納める。この時、加圧配管４の油はフリーとなって電磁弁６を通って油圧ポンプ側へと戻される。
【００１６】上記実施形態では、摩擦板８を稼働させる油圧ジャッキ９を２台づつで例示したが、推進管径や土質条件によって増減させることができる。
【００１７】以下に、上記シールド掘進機１を用いた推進作業手順を説明する。シールド掘進機１先端の掘削機構により地盤を掘削しながら推進管の後端面を、元押しジャッキで押圧して推進施工が行われる。この時、シールド掘進機１の外殻１０に装備された貫入ピン２または摩擦板８は、外殻１０から突出することなく収納孔３、１５に納められている。推進管１本分の推進施工が完了すると、元押しジャッキを停止し、外殻１０に装備した貫入ピン２または摩擦板８を外殻１０から突出させて、地盤に貫入または加圧させてシールド掘進機１を支持させる。次に、元押しジャッキを縮小して推進管の後端面と元押しジャッキの頭部の間にスペースを確保する。そのスペースに次の推進管を吊り降ろし、前の推進管の後端部に接続する。推進管の接続が完了すると、元押しジャッキを推進管の端面に当接させて停止する。そしてシールド掘進機１の外殻１０の貫入ピン２または摩擦板８を縮小させて外殻１０内に収納する。収納が完了すると、推進施工が再開される。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明のシールド掘進機により、シールド掘進機の外殻に装備された複数個の貫入ピンまたは摩擦板の突出により、シールド掘進機本体は周辺地盤に強固に支持し、シールド掘進機を後方に押し戻そうとするバッキング力に対して確実に対抗する。また、バッキング防止の作業は、油圧ポンプを作動させ、電磁弁を切り替えるだけの作業で、貫入ピンや摩擦板を突出させたり、縮小させるだけでよく、非常に短期間で行えるようになった。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の貫入ピンを装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。
【図２】貫入ピンを詳細に説明する断面図である。
【図３】本発明の摩擦板を装備したシールド掘進機を説明する横断面図である。
【図４】摩擦板を詳細に説明する断面図である。
【符号の説明】
１ シールド掘進機
２ 貫入ピン
３ 収納孔
４ 加圧配管
５ 戻り配管
６ 電磁弁
７ ピストン
８ 摩擦板
９ 油圧ジャッキ
１０ 外殻
１１ 加圧口
１２ 戻り口
１３ シール材
１４ シール材
１５ 収納孔
１６ 加圧口
１７ 戻り口
【特許請求の範囲】
【請求項１】推進施工中の推進管の据え付け時に、掘進機先端の面板に大きな水圧や土圧が作用し、推進管列が発進立坑内に押し戻されるバッキングを防止する装置を備えたシールド掘進機であって、シールド掘進機の外殻外周に、円周方向の複数個所に伸縮手段によって貫入ピンまたは摩擦板が放射方向に突出可能に配置したことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項１】推進施工中の推進管の据え付け時に、掘進機先端の面板に大きな水圧や土圧が作用し、推進管列が発進立坑内に押し戻されるバッキングを防止する装置を備えたシールド掘進機であって、シールド掘進機の外殻外周に、円周方向の複数個所に伸縮手段によって貫入ピンまたは摩擦板が放射方向に突出可能に配置したことを特徴とするシールド掘進機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００３−１９３７９２（Ｐ２００３−１９３７９２Ａ）
【公開日】平成１５年７月９日（２００３．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３９８７９０（Ｐ２００１−３９８７９０）
【出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（０００１５８７６９）機動建設工業株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年７月９日（２００３．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（０００１５８７６９）機動建設工業株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
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