地中掘削装置
【課題】 管体の前方に位置する掘削位置に作業員が容易に侵入可能であるとともに、作業員に掛かる負担を軽減することができる地中掘削装置を提供する。
【解決手段】 パイプＰの内側に設けられた掘削部材１０におけるカッタビット１１は、パイプＰの管体軸心から偏心した位置に配置されている。また、カッタビット１１は、管体軸心に直交する軸周りに上下左右に揺動可能とされている。さらに、掘削部材１０はロータリーリング２３を備える旋回装置２０に取り付けられている。ロータリーリング２３を旋回させることにより、カッタビット１１が管体軸心周りに旋回する。
【解決手段】 パイプＰの内側に設けられた掘削部材１０におけるカッタビット１１は、パイプＰの管体軸心から偏心した位置に配置されている。また、カッタビット１１は、管体軸心に直交する軸周りに上下左右に揺動可能とされている。さらに、掘削部材１０はロータリーリング２３を備える旋回装置２０に取り付けられている。ロータリーリング２３を旋回させることにより、カッタビット１１が管体軸心周りに旋回する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプルーフ工法など、地中に管体を埋設する工法を施工する際に用いられる地中掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に大規模構造物を埋設するにあたり、この大規模構造物の周囲に複数のパイプを埋設するいわゆるパイプルーフ工法が知られている。このパイプルール工法は、鋼管などのパイプを大規模構造物の外周に等間隔にアーチ状または柱列状に水平に打設し、ルーフや壁を作るものである。このルーフや壁により、大規模構造物の掘削作業を行うため、作業の安全性が確保するというものである。
【０００３】
このパイプルーフ工法において、パイプを地中に打設する方法として、従来、パイプの内部に作業員が入り、この作業員が電動ドリルなどによってパイプの先端から地中を掘削し、さらに後方からジャッキによってパイプを押し込むようにしていた。ところが、この方法では、作業員に掛かる負担が大きいという問題があり、特にパイプの全長が長い場合にこの問題が顕著であった。このため、作業員に掛かる負担を軽減することが望まれるものである。
【０００４】
その一方、複数の矩形シールドでトンネルとその外郭を先行構築する場合に発生するライナー間の隙間を掘削する隙間シールド機がある（たとえば、特許文献１）。この隙間シールド機は、前部に上下左右に移動自在な掘削機が設けられた架台を有し、この掘削機によって掘削を行うものである。
【特許文献１】特許第３７４９５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパイプルーフ工法において、作業員の負担を軽減するために、上記特許文献１に記載された掘削機をパイプ内に配設し、この掘削機でパイプの前方を掘削することが考えられる。この場合、掘削機によって掘削を行うことから作業員の負担を軽減することができる。
【０００６】
ところが、パイプ内に上記特許文献１に記載された掘削機を配設すると、掘削機が取り付けられた架台によってパイプ内が塞がれてしまうので、パイプの後方に位置する作業員が架台よりも前方にある掘削部に侵入することが困難となってしまう。このため、たとえば障害物が出現した場合におけるその障害物の撤去作業や掘削部の確認等のために掘削部への侵入が必要となった場合に、作業効率を低下させてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、管体の前方に位置する掘削位置に作業員が容易に侵入可能であるとともに、作業員に掛かる負担を軽減することができる地中掘削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る地中掘削装置は、地中に埋設される管体内に配置され、管体の前方における地中を掘削する地中掘削装置であって、掘削軸心から偏心させた位置に配置され、管体の前方から突出して地中を掘削する掘削部材と、掘削部材を掘削軸心周りに回転させる旋回手段と、掘削部材を揺動操作する揺動操作機構と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る地中掘削装置においては、管体の前方から突出して地中を掘削する掘削部材が設けられており、この掘削部材によって地中を掘削する。ここで、この掘削部材が障害となって作業員が管体の前方における掘削位置に侵入できないことが懸念される。この点、本発明に係る地中掘削装置では、掘削部材は掘削軸心から偏心させた位置に配置されている。このため、管体における掘削部材が設けられている位置に作業員が通過する空間を形成することができるので、作業員が管体の前方における掘削位置に容易に侵入することができる。また、掘削部材は掘削軸心から偏心させた位置に配置されていると、掘削部材によって掘削される範囲が制限されるおそれがある。この点、本発明に係る地中掘削装置では、掘削部材を掘削軸心周りに回転させる旋回手段が設けられている。この旋回手段によって、掘削部材を管体の前方位置の全域にわたって行き届かせることができる。したがって、掘削部材によって掘削される範囲が制限されることなく、管体の前方位置の全域を掘削することができる。
【００１０】
ここで、掘削部材によって掘削された土砂を後方に移送する掘削オーガが設けられている態様とすることができる。
【００１１】
このような掘削オーガが設けられていることにより、掘削部材によって掘削した土砂を容易に管体の後方に移送することができる。したがって、掘削によって生じた土砂を容易に処理することができる。
【００１２】
また、旋回手段は、管体の内側に配設されたロータリーリングと、ロータリーリングを管体に対して相対的に回転させるギア機構とを備えており、掘削部材は、回転ブラケットを介してロータリーリングに取り付けられている態様とすることができる。
【００１３】
このように、掘削部材が回転ブラケットを介してロータリーリングに取り付けられていることにより、掘削部材を確実に掘削軸心周りに回転させることができる。
【００１４】
さらに、旋回手段を管体に対して、管体の軸方向に沿ってスライドさせるスライド機構を備える態様とすることができる。
【００１５】
掘削部材は、掘削の進行に伴って管体の軸心方向に沿って移動させることが必要となる。ここで、旋回手段に前記管体に対して前記管体の軸方向に沿ってスライドさせるスライド機構が設けられていることにより、旋回手段を介して掘削部材をスムースに移動させることができる。
【００１６】
また、スライド機構と管体との間、およびスライド機構と旋回手段との間に、それぞれローラが設けられている態様とすることができる。
【００１７】
このように、スライド機構と管体との間、およびスライド機構と旋回手段との間に、それぞれローラが設けられていることにより、旋回手段を管体に対してスムースに回転させることができる。
【００１８】
さらに、管体に対する掘削軸心に直交する方向における旋回手段の位置を調整する位置調整手段が設けられている態様とすることができる。
【００１９】
このような位置調整手段を設けることにより、掘削の進行が進むに連れて旋回手段が管体に対してずれた場合でも、そのずれを容易に修正することができる。
【００２０】
また、揺動操作機構に手動ハンドルが設けられており、掘削部材と手動ハンドルとの間に減速機構が設けられている態様とすることができる。
【００２１】
このように、揺動操作機構が手動ハンドルとされていることにより、作業員が容易に掘削部材を操作することができる。また、手動ハンドルと揺動操作機構との間に減速機構が設けられていることにより、小さな力で手動ハンドルを操作することによって揺動操作起動を駆動させることができる。したがって、揺動操作機構を駆動させるために作業員に対して大きな力を要求しないようにすることができる。
【００２２】
さらに、掘削部材における掘削を中断する際、管体の前方における地山と旋回手段との間に、地山の旋回手段側における露出面を覆う板状部材を配置が配設され、板状部材に対して掘削部材を押し当てることによって、露出面における地山の崩落を防止する態様とすることもできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る地中掘削装置によれば、管体の前方に位置する掘削位置に作業員が容易に侵入可能であるとともに、作業員に掛かる負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。図１は本実施形態に係る地中掘削装置の側断面図、図２は本実施形態に係る地中掘削装置の平断面図、図３は本実施形態に係る地中掘削装置の正面図、図４は本実施形態に係る地中掘削装置の背面図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る地中掘削装置１は、パイプルーフ工法におけるパイプを埋設する際に用いられるものであり、パイプＰの中に配設されている。地中掘削装置１は、掘削部材１０および旋回装置２０を有している。また、掘削部材１０はカッタヘッド１１を備えている。パイプＰは、図５に示すように、パイプルーフＰＦとして地下構造物本体Ｃの上方に複数本埋設される。
【００２６】
カッタヘッド１１は、アーム１２の先端部に取り付けられており、アーム１２の後端部にはドライブヘッド１３が取り付けられている。ドライブヘッド１３は、モータおよび減速機を備えており、モータを駆動することによってアーム１２とカッタヘッド１１とを一体的にアーム１２の軸周りに回転させる。また、モータの回転は、減速機によってアーム１２に伝達される。さらに、カッタヘッド１１の先端部には複数のビット１１Ａが設けられており、このビット１１Ａによって地山の掘削を行う。
【００２７】
また、アーム１２の外周部には、その軸方向に沿って螺旋状に配設されたオーガ１４が設けられている。オーガ１４は、アーム１２の回転に伴って回転し、カッタヘッド１１の掘削によって発生した土砂Ｄを後方に移送する。さらに、ドライブヘッド１３は、掘削軸心から偏心した位置に配置されている。
【００２８】
旋回装置２０は、スライドリング２１およびロータリーリング２２を備えている。スライドリング２１の正面形状は、パイプＰの正面形状よりも一回り小さい円形をなしており、ロータリーリング２２の正面形状は、スライドリング２１の正面形状よりもさらに一回り小さい円形をなしている。これらのスライドリング２１およびロータリーリング２２は、いずれもその周方向に分割可能とされている。
【００２９】
また、スライドリング２１の外側面には、外側ローラ２３が設けられており、ロータリーリング２２における外側面には、内側ローラ２４が設けられている。外側ローラ２３は、パイプＰの内側面をパイプＰの掘削軸心に平行する方向に沿って走行可能とされている。この外側ローラ２３によって、スライドリング２１がパイプＰに対してスムースに移動可能とされている。また、内側ローラ２４は、スライドリング２１における内側面を周方向に走行可能に取り付けられている。この内側ローラ２４によって、ロータリーリング２２がスライドリング２１に対してスムースに回転可能とされている。
【００３０】
さらに、外側ローラ２３には、位置調整機構であるアジャスタ２５が設けられている。アジャスタ２５は、複数枚の薄いリング部材を重ねて外側ローラ２３の車輪部分とスライドリング２１の外側面との間に配置されている。このリング部材の枚数を調整することにより、スライドリング２１に対する外側ローラ２３の高さが調整され、パイプＰに対する掘削軸心に直交する方向におけるスライドリング２１およびロータリーリング２２の位置を調整することができる。
【００３１】
また、図４に示すように、ロータリーリング２２の上端部には、回り止め用突起２７が設けられており、パイプＰの内側面上部には、回り止め用ガイド２８が設けられている。これらの回り止め用突起２７および回り止め用ガイド２８により、パイプＰに対するロータリーリング２２の掘削軸心周りの回転を抑止している。
【００３２】
掘削部材１０におけるドライブヘッド１３は、回転ブラケット３０を介して旋回装置２０におけるロータリーリング２２に取り付けられている。回転ブラケット３０は、図３に示すように、左右方向に延在する横ロッド３１と上下方向に延在する縦ロッド３２とを備え、正面視して略Ｌ字形状をなしている。横ロッド３１の一端部と縦ロッド３２の下端部とが接続されるとともに、横ロッド３１の他端部と縦ロッド３２の上端部がそれぞれロータリーリング２２に固定されている。
【００３３】
また、縦ロッド３２には、ドライブヘッド１３が取り付けられている。ドライブヘッド１３は、縦ロッド３２の中心軸に平行する軸周りに回転可能となるように縦ロッド３２に取り付けられている。
【００３４】
回転ブラケット３０における背面側には、左右動作操作ハンドル４０が設けられている。左右動作操作ハンドル４０は、縦ロッド３２における下端部に取り付けられており、掘削軸心に平行する軸周りに回転可能とされている。縦ロッド３２の内部には、左右動作操作ハンドル４０の回転力をドライブヘッド１３に伝達する回転伝達機構が設けられている。回転伝達機構は、ベベルギアおよびピニオンギアを備えており、左右動作操作ハンドル４０を回転させることにより、ベベルギアおよびピニオンギアを介してドライブヘッド１３に回転力を伝達する。この回転伝達機構を介して伝達された左右動作操作ハンドル４０の回転力によって、ドライブヘッド１３は、回転ブラケット３０に対して、掘削軸心に対して上下方向に直交する軸周りに回転可能とされている。こうして、ドライブヘッド１３が、管体軸心を通過するように左右方向に揺動可能とされている。
【００３５】
さらに、左右動作操作ハンドル４０と回転伝達機構との間には減速機４１が介在されている。減速機４１は、左右動作操作ハンドル４０のトルクを増加させる。このため、左右動作操作ハンドル４０を小さい力で操作するだけでドライブヘッド１３を回転させることができる。
【００３６】
また、ドライブヘッド１３の背面側には、上下動作操作ハンドル４２が設けられている。上下動作操作ハンドル４２は、左右動作操作ハンドル４０同様、掘削軸心に平行する軸周りに回転可能とされている。さらに、上下動作操作ハンドル４２と回転ブラケット３０における縦ロッド３２との間にはベベルギアおよびピニオンギアを備える回転伝達機構が設けられており、上下動作操作ハンドル４２の回転力を回転ブラケット３０に伝達する。この回転伝達機構を介して伝達された上下動作操作ハンドル４２の回転力によって、ドライブヘッド１３は、回転ブラケット３０に対して、掘削軸心に対して左右方向に直交する軸周りに回転可能とされている。こうして、ドライブヘッド１３が、管体軸心を通過するように上下方向に揺動可能とされている。
【００３７】
さらに、上下動作操作ハンドル４２と回転伝達機構との間には減速機４３が介在されている。減速機４３は、上下動作操作ハンドル４２のトルクを増加させる。このため、上下動作操作ハンドル４２を小さい力で操作するだけでドライブヘッド１３を回転させることができる。
【００３８】
さらに、スライドリング２１の背面側には回転操作ハンドル４５が設けられている。回転操作ハンドル４５はピニオンギア４６に接続されており、回転操作ハンドル４５を回転させることによってピニオンギア４６が掘削軸心に平行する軸周りに同軸状に回転する。また、ロータリーリング２２の内側下方位置には、ピニオンギア４６とかみ合うラック４７が設けられている。ピニオンギア４６が回転すると、このピニオンギア４６とかみ合うラック４７が移動し、ラック４７の移動に伴ってロータリーリング２２がスライドリング２１に対して掘削軸心周りに回転する。また、スライドリング２１はパイプＰに対して掘削軸心周りの回転が抑制されていることから、回転操作ハンドル４５を操作することにより、ロータリーリング２２がパイプＰに対して掘削軸心周りに回転する。
【００３９】
また、スライドリング２１の背面側には、スライドジャッキ５０が接続されている。スライドジャッキ５０は、シリンダ本体５１およびシリンダロッド５２を備えている。シリンダ本体５１の後端部は、ブラケット５３を介してパイプＰに固定されている。また、シリンダロッド５２の先端部は、スライドリング２１に取り付けられている。シリンダロッド５２がシリンダ本体５１に対して移動し、スライドジャッキ５０が伸縮することにより、スライドリング２１がパイプＰに対して相対的に前後方向に移動する。
【００４０】
さらに、ドライブヘッド１３には、操作レバー５４が取り付けられている。操作レバー５４には、ジャッキ操作ボタンが設けられており、ジャッキ操作ボタンを操作することにより、スライドジャッキが駆動する。
【００４１】
また、パイプＰの内部には、図示しないバキューム装置に接続されたバキュームホース６０が設けられている。バキュームホース６０は、カッタヘッド１１によって地中を掘削し、オーガ１４によって後方に移送された土砂Ｄを吸引する。
【００４２】
以上の構成を有する本実施形態に係る地中掘削装置における掘削の手順について説明する。パイプＰを埋設するにあたり、パイプＰ内に地中掘削装置１を設置し、ドライブヘッド１３によってカッタヘッド１１を駆動させてパイプＰの前方における地山を掘削する。地山の掘削によって生じた土砂Ｄは、オーガ１４によって後方に移送させる。後方に移送された土砂Ｄは、バキュームホース６０によって吸引され、パイプＰの外に排出される。パイプＰの前方の地山をある程度掘削したら、パイプＰの後方に設置された推進ジャッキによってパイプＰを全体的に押し出して前進させる。このとき、パイプＰを前進させるとともに、旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に後退させて、カッタヘッド１１がパイプＰの前進の邪魔とならないようにしている。こうして、パイプＰの前方を掘進しながらパイプＰを地中に埋設していく。
【００４３】
ここで、パイプＰの前方を掘削する際には、カッタヘッド１１を駆動させて地山の掘削を行うが、たとえば切羽近傍における作業の必要性が生じた場合、図１に仮想線で示す作業員Ｈは、旋回装置２０超えて切羽近傍へ侵入することになる。旋回装置２０を超える際に、旋回装置２０にはカッタヘッド１１やドライブヘッド１３などを備える掘削部材１０が取り付けられていることから、カッタヘッド１１やドライブヘッド１３が邪魔となって切羽近傍への侵入が妨げられることが懸念される。この点、本実施形態に係る地中掘削装置１では、カッタヘッド１１やドライブヘッド１３は、掘削軸心から偏心した位置に配置されている。このため、パイプＰの前方に位置する切羽に作業員Ｈが容易に侵入可能となる。
【００４４】
また、カッタヘッド１１によってパイプＰの前方の地山を掘削するにあたり、作業員Ｈがスライドリング２１の後方に位置取り、左右動作操作ハンドル４０および上下動作操作ハンドル４２の操作を行って、掘削を行う。ここで、左右動作操作ハンドル４０を操作すると、左右動作操作ハンドル４０の回転力は回転伝達機構を介して掘削部材１０におけるドライブヘッド１３に伝達され、ドライブヘッド１３に取り付けられたカッタヘッド１１は、掘削軸心に対して上下方向に直交する軸周りに回転する。また、上下動作操作ハンドル４２を操作すると、上下動作操作ハンドル４２の回転力は回転伝達機構を介して掘削部材１０におけるドライブヘッド１３に伝達され、ドライブヘッド１３に取り付けられたカッタヘッド１１は、掘削軸心に対して左右方向に直交する軸周りに回転する。このように、動作操作ハンドル４０，４２を操作して、地山の掘削を行う。
【００４５】
動作操作ハンドル４０，４２を操作して地山の掘削を行う際、カッタヘッド１１を含む掘削部材１０は掘削軸心から偏心した位置に配置されていることから、このままではパイプＰの前方位置を万遍なく掘削を行うことが困難となる。この点、本実施形態に係る地中掘削装置１では、掘削部材１０は旋回装置２０におけるロータリーリング２２に取り付けられており、ロータリーリング２２は、パイプＰに対して掘削軸心周りに回転可能とされている。このため、ロータリーリング２２を回転させて掘削部材１０を回転移動させることにより、パイプＰの前方位置を万遍なく掘削することができる。
【００４６】
カッタヘッド１１による掘削範囲は、図６に示すようになる。図６は、掘削領域を平面視した模式図であり、具体的に、カッタヘッド１１がもっとも高い位置に配置されている状態でカッタヘッド１１を上下動させると、掘削範囲ＥＣＵの土砂が掘削される。また、このときにカッタヘッド１１を左右動させると、ラインＬＲＬまでの範囲の土砂が掘削される。さらに、旋回装置２０を背面側から見て右回り（時計回り）に９０度回転させた状態でカッタヘッド１１を上下動させると、ラインＬＲ９０の範囲までの土砂が掘削される。逆に、旋回装置２０を背面側から見て左回り（反時計回り）に９０度回転させた状態でカッタヘッド１１を上下動させると、ラインＬＬ９０の範囲までの土砂が掘削される。
【００４７】
また、ロータリーリング２２における外側面には、スライドリング２１における内側面を周方向に走行可能な内側ローラ２４が設けられている。このため、ロータリーリング２２がスライドリング２１に対してスムースに回転可能とされている。
【００４８】
ロータリーリング２２を回転させる際には、回転操作ハンドル４５を操作すればよい。このように、回転操作ハンドル４５を操作することのみでロータリーリング２２を回転させて掘削部材１０を移動させることができるので、その作業は容易なものとなる。また、左右動作操作ハンドル４０、上下動作操作ハンドル４２、および回転操作ハンドル４５にはいずれも減速機が接続されている。このため、各ハンドルを操作する力が小さくてもそれぞれの操作を確実に行うことができる。
【００４９】
また、掘削部材１０による掘削が進行すると、切羽はパイプＰの先端から徐々に遠ざかっていく。このとき、旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に前進させることにより、掘削部材１０を切羽に近づけていく。ここで、旋回装置２０には、スライドジャッキ５０が設けられている。このスライドジャッキ５０を伸長させることによって、旋回装置２０を容易にパイプＰに対して前進させることができる。また、旋回装置２０には、スライドジャッキ５０を駆動させるための操作レバー５４が設けられている。作業員Ｈは、この操作レバー５４を操作することによってスライドジャッキ５０を駆動させることができるので、スライドジャッキ５０を駆動させて旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に前進させる操作を容易に行うことができる。さらに、スライドリング２１の外側面にはパイプＰの内側面をパイプＰの掘削軸心に平行する方向に沿って走行可能な外側ローラ２３が設けられている。この外側ローラ２３によって、スライドリング２１がパイプＰに対してスムースに移動する。
【００５０】
こうして、掘削部材１０による地山の掘削がある程度の長さ位置まで進行したら、スライドジャッキ５０を収縮させて旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に後退させ、切羽からカッタヘッド１１を引き離す。この状態で推進ジャッキを用いてパイプＰを地山に対して相対的に前進させる。その後、掘削部材１０を駆動させることによって地山の掘削を再開する。そして、所定の掘削位置に到達するまで、この作業を繰り返す。
【００５１】
また、掘削を進行すると、パイプＰにわずかな歪み等が生じて、旋回装置２０との間の離間距離が長くなったり短くなったりすることがある。この場合、アジャスタ２５のリング部材の枚数を変更することによって、旋回装置２０との間の離間距離を調整することができる。
【００５２】
また、掘削作業を中断する際には、地山における旋回装置２０側の露出面における崩落を防止することが好適である。ここで、本実施形態に係る地中掘削装置１では、掘削作業を中断する間、図７に示すように、板状部材である鉄板７０をパイプＰの前方における地山と旋回装置２０との間における露出面を覆って配置しておく。この鉄板７０を配置することにより、地山の崩落を好適に防止することができる。
【００５３】
鉄板７０を配置する手順は次の通りである。まず、掘削作業が中断する際、スライドジャッキ５０を収縮させることによって旋回装置２０および掘削部材１０を後方に移動させる。次に、切羽部分まで鉄板７０を搬入する。このとき、掘削部材１０は掘削軸心から偏心した位置に設けられていることから、鉄板７０を容易に搬入することができる。
【００５４】
鉄板７０を搬入したら、切羽面（露出面）を覆うように鉄板７０を載置する。その後、スライドジャッキ５０を伸長させることによって、旋回装置２０および掘削部材１０を前進させる。旋回装置２０および掘削部材１０の前進に伴い、掘削部材１０におけるカッタヘッド１１が鉄板７０に押し付けられ、カッタヘッド１１が鉄板７０を保持する。こうして、カッタヘッド１１を鉄板７０に押し付けて鉄板７０を保持することにより、掘削作業の中断時における地山の崩落を好適に防止することができる。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、管体として断面円形のパイプＰを用いているが、断面矩形など他の断面形状のものを用いることもできる。また、上記実施形態では動作操作ハンドル４０，４２や回転操作ハンドル４５を手動のものとしているが、自動のものとすることもできる。さらに、上記実施形態では、いわゆるパイプルーフ工法を対象として説明しているが、たとえばアール・アンド・シー工法など、他の工法を対象とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態に係る地中掘削装置の側断面図である。
【図２】本実施形態に係る地中掘削装置の平断面図である。
【図３】本実施形態に係る地中掘削装置の正面図である。
【図４】本実施形態に係る地中掘削装置の背面図である。
【図５】パイプルーフ工法を施工している状態の外観を示す図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】カッタヘッドの掘削領域を示す説明図である。
【図７】鉄板を載置した状態の地中掘削装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…地中掘削装置
１０…掘削部材
１１…カッタヘッド
１１Ａ…ビット
１２…アーム
１３…ドライブヘッド
１４…オーガ
２０…旋回装置
２１…スライドリング
２２…ロータリーリング
２３…外側ローラ
２４…内側ローラ
２５…アジャスタ
２７…回り止め用突起
２８…回り止め用ガイド
３０…回転ブラケット
３１…横ロッド
３２…縦ロッド
４０…左右動作操作ハンドル
４１…減速機
４２…上下動作操作ハンドル
４５…回転操作ハンドル
４６…ピニオンギア
４７…ラック
５０…スライドジャッキ
５１…シリンダ本体
５２…シリンダロッド
５３…ブラケット
５４…操作レバー
６０…バキュームホース
７０…鉄板
Ｃ…地下構造物本体
Ｄ…土砂
Ｈ…作業員
Ｐ…パイプ
ＰＦ…パイプルーフ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプルーフ工法など、地中に管体を埋設する工法を施工する際に用いられる地中掘削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に大規模構造物を埋設するにあたり、この大規模構造物の周囲に複数のパイプを埋設するいわゆるパイプルーフ工法が知られている。このパイプルール工法は、鋼管などのパイプを大規模構造物の外周に等間隔にアーチ状または柱列状に水平に打設し、ルーフや壁を作るものである。このルーフや壁により、大規模構造物の掘削作業を行うため、作業の安全性が確保するというものである。
【０００３】
このパイプルーフ工法において、パイプを地中に打設する方法として、従来、パイプの内部に作業員が入り、この作業員が電動ドリルなどによってパイプの先端から地中を掘削し、さらに後方からジャッキによってパイプを押し込むようにしていた。ところが、この方法では、作業員に掛かる負担が大きいという問題があり、特にパイプの全長が長い場合にこの問題が顕著であった。このため、作業員に掛かる負担を軽減することが望まれるものである。
【０００４】
その一方、複数の矩形シールドでトンネルとその外郭を先行構築する場合に発生するライナー間の隙間を掘削する隙間シールド機がある（たとえば、特許文献１）。この隙間シールド機は、前部に上下左右に移動自在な掘削機が設けられた架台を有し、この掘削機によって掘削を行うものである。
【特許文献１】特許第３７４９５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパイプルーフ工法において、作業員の負担を軽減するために、上記特許文献１に記載された掘削機をパイプ内に配設し、この掘削機でパイプの前方を掘削することが考えられる。この場合、掘削機によって掘削を行うことから作業員の負担を軽減することができる。
【０００６】
ところが、パイプ内に上記特許文献１に記載された掘削機を配設すると、掘削機が取り付けられた架台によってパイプ内が塞がれてしまうので、パイプの後方に位置する作業員が架台よりも前方にある掘削部に侵入することが困難となってしまう。このため、たとえば障害物が出現した場合におけるその障害物の撤去作業や掘削部の確認等のために掘削部への侵入が必要となった場合に、作業効率を低下させてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、管体の前方に位置する掘削位置に作業員が容易に侵入可能であるとともに、作業員に掛かる負担を軽減することができる地中掘削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る地中掘削装置は、地中に埋設される管体内に配置され、管体の前方における地中を掘削する地中掘削装置であって、掘削軸心から偏心させた位置に配置され、管体の前方から突出して地中を掘削する掘削部材と、掘削部材を掘削軸心周りに回転させる旋回手段と、掘削部材を揺動操作する揺動操作機構と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る地中掘削装置においては、管体の前方から突出して地中を掘削する掘削部材が設けられており、この掘削部材によって地中を掘削する。ここで、この掘削部材が障害となって作業員が管体の前方における掘削位置に侵入できないことが懸念される。この点、本発明に係る地中掘削装置では、掘削部材は掘削軸心から偏心させた位置に配置されている。このため、管体における掘削部材が設けられている位置に作業員が通過する空間を形成することができるので、作業員が管体の前方における掘削位置に容易に侵入することができる。また、掘削部材は掘削軸心から偏心させた位置に配置されていると、掘削部材によって掘削される範囲が制限されるおそれがある。この点、本発明に係る地中掘削装置では、掘削部材を掘削軸心周りに回転させる旋回手段が設けられている。この旋回手段によって、掘削部材を管体の前方位置の全域にわたって行き届かせることができる。したがって、掘削部材によって掘削される範囲が制限されることなく、管体の前方位置の全域を掘削することができる。
【００１０】
ここで、掘削部材によって掘削された土砂を後方に移送する掘削オーガが設けられている態様とすることができる。
【００１１】
このような掘削オーガが設けられていることにより、掘削部材によって掘削した土砂を容易に管体の後方に移送することができる。したがって、掘削によって生じた土砂を容易に処理することができる。
【００１２】
また、旋回手段は、管体の内側に配設されたロータリーリングと、ロータリーリングを管体に対して相対的に回転させるギア機構とを備えており、掘削部材は、回転ブラケットを介してロータリーリングに取り付けられている態様とすることができる。
【００１３】
このように、掘削部材が回転ブラケットを介してロータリーリングに取り付けられていることにより、掘削部材を確実に掘削軸心周りに回転させることができる。
【００１４】
さらに、旋回手段を管体に対して、管体の軸方向に沿ってスライドさせるスライド機構を備える態様とすることができる。
【００１５】
掘削部材は、掘削の進行に伴って管体の軸心方向に沿って移動させることが必要となる。ここで、旋回手段に前記管体に対して前記管体の軸方向に沿ってスライドさせるスライド機構が設けられていることにより、旋回手段を介して掘削部材をスムースに移動させることができる。
【００１６】
また、スライド機構と管体との間、およびスライド機構と旋回手段との間に、それぞれローラが設けられている態様とすることができる。
【００１７】
このように、スライド機構と管体との間、およびスライド機構と旋回手段との間に、それぞれローラが設けられていることにより、旋回手段を管体に対してスムースに回転させることができる。
【００１８】
さらに、管体に対する掘削軸心に直交する方向における旋回手段の位置を調整する位置調整手段が設けられている態様とすることができる。
【００１９】
このような位置調整手段を設けることにより、掘削の進行が進むに連れて旋回手段が管体に対してずれた場合でも、そのずれを容易に修正することができる。
【００２０】
また、揺動操作機構に手動ハンドルが設けられており、掘削部材と手動ハンドルとの間に減速機構が設けられている態様とすることができる。
【００２１】
このように、揺動操作機構が手動ハンドルとされていることにより、作業員が容易に掘削部材を操作することができる。また、手動ハンドルと揺動操作機構との間に減速機構が設けられていることにより、小さな力で手動ハンドルを操作することによって揺動操作起動を駆動させることができる。したがって、揺動操作機構を駆動させるために作業員に対して大きな力を要求しないようにすることができる。
【００２２】
さらに、掘削部材における掘削を中断する際、管体の前方における地山と旋回手段との間に、地山の旋回手段側における露出面を覆う板状部材を配置が配設され、板状部材に対して掘削部材を押し当てることによって、露出面における地山の崩落を防止する態様とすることもできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る地中掘削装置によれば、管体の前方に位置する掘削位置に作業員が容易に侵入可能であるとともに、作業員に掛かる負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。図１は本実施形態に係る地中掘削装置の側断面図、図２は本実施形態に係る地中掘削装置の平断面図、図３は本実施形態に係る地中掘削装置の正面図、図４は本実施形態に係る地中掘削装置の背面図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る地中掘削装置１は、パイプルーフ工法におけるパイプを埋設する際に用いられるものであり、パイプＰの中に配設されている。地中掘削装置１は、掘削部材１０および旋回装置２０を有している。また、掘削部材１０はカッタヘッド１１を備えている。パイプＰは、図５に示すように、パイプルーフＰＦとして地下構造物本体Ｃの上方に複数本埋設される。
【００２６】
カッタヘッド１１は、アーム１２の先端部に取り付けられており、アーム１２の後端部にはドライブヘッド１３が取り付けられている。ドライブヘッド１３は、モータおよび減速機を備えており、モータを駆動することによってアーム１２とカッタヘッド１１とを一体的にアーム１２の軸周りに回転させる。また、モータの回転は、減速機によってアーム１２に伝達される。さらに、カッタヘッド１１の先端部には複数のビット１１Ａが設けられており、このビット１１Ａによって地山の掘削を行う。
【００２７】
また、アーム１２の外周部には、その軸方向に沿って螺旋状に配設されたオーガ１４が設けられている。オーガ１４は、アーム１２の回転に伴って回転し、カッタヘッド１１の掘削によって発生した土砂Ｄを後方に移送する。さらに、ドライブヘッド１３は、掘削軸心から偏心した位置に配置されている。
【００２８】
旋回装置２０は、スライドリング２１およびロータリーリング２２を備えている。スライドリング２１の正面形状は、パイプＰの正面形状よりも一回り小さい円形をなしており、ロータリーリング２２の正面形状は、スライドリング２１の正面形状よりもさらに一回り小さい円形をなしている。これらのスライドリング２１およびロータリーリング２２は、いずれもその周方向に分割可能とされている。
【００２９】
また、スライドリング２１の外側面には、外側ローラ２３が設けられており、ロータリーリング２２における外側面には、内側ローラ２４が設けられている。外側ローラ２３は、パイプＰの内側面をパイプＰの掘削軸心に平行する方向に沿って走行可能とされている。この外側ローラ２３によって、スライドリング２１がパイプＰに対してスムースに移動可能とされている。また、内側ローラ２４は、スライドリング２１における内側面を周方向に走行可能に取り付けられている。この内側ローラ２４によって、ロータリーリング２２がスライドリング２１に対してスムースに回転可能とされている。
【００３０】
さらに、外側ローラ２３には、位置調整機構であるアジャスタ２５が設けられている。アジャスタ２５は、複数枚の薄いリング部材を重ねて外側ローラ２３の車輪部分とスライドリング２１の外側面との間に配置されている。このリング部材の枚数を調整することにより、スライドリング２１に対する外側ローラ２３の高さが調整され、パイプＰに対する掘削軸心に直交する方向におけるスライドリング２１およびロータリーリング２２の位置を調整することができる。
【００３１】
また、図４に示すように、ロータリーリング２２の上端部には、回り止め用突起２７が設けられており、パイプＰの内側面上部には、回り止め用ガイド２８が設けられている。これらの回り止め用突起２７および回り止め用ガイド２８により、パイプＰに対するロータリーリング２２の掘削軸心周りの回転を抑止している。
【００３２】
掘削部材１０におけるドライブヘッド１３は、回転ブラケット３０を介して旋回装置２０におけるロータリーリング２２に取り付けられている。回転ブラケット３０は、図３に示すように、左右方向に延在する横ロッド３１と上下方向に延在する縦ロッド３２とを備え、正面視して略Ｌ字形状をなしている。横ロッド３１の一端部と縦ロッド３２の下端部とが接続されるとともに、横ロッド３１の他端部と縦ロッド３２の上端部がそれぞれロータリーリング２２に固定されている。
【００３３】
また、縦ロッド３２には、ドライブヘッド１３が取り付けられている。ドライブヘッド１３は、縦ロッド３２の中心軸に平行する軸周りに回転可能となるように縦ロッド３２に取り付けられている。
【００３４】
回転ブラケット３０における背面側には、左右動作操作ハンドル４０が設けられている。左右動作操作ハンドル４０は、縦ロッド３２における下端部に取り付けられており、掘削軸心に平行する軸周りに回転可能とされている。縦ロッド３２の内部には、左右動作操作ハンドル４０の回転力をドライブヘッド１３に伝達する回転伝達機構が設けられている。回転伝達機構は、ベベルギアおよびピニオンギアを備えており、左右動作操作ハンドル４０を回転させることにより、ベベルギアおよびピニオンギアを介してドライブヘッド１３に回転力を伝達する。この回転伝達機構を介して伝達された左右動作操作ハンドル４０の回転力によって、ドライブヘッド１３は、回転ブラケット３０に対して、掘削軸心に対して上下方向に直交する軸周りに回転可能とされている。こうして、ドライブヘッド１３が、管体軸心を通過するように左右方向に揺動可能とされている。
【００３５】
さらに、左右動作操作ハンドル４０と回転伝達機構との間には減速機４１が介在されている。減速機４１は、左右動作操作ハンドル４０のトルクを増加させる。このため、左右動作操作ハンドル４０を小さい力で操作するだけでドライブヘッド１３を回転させることができる。
【００３６】
また、ドライブヘッド１３の背面側には、上下動作操作ハンドル４２が設けられている。上下動作操作ハンドル４２は、左右動作操作ハンドル４０同様、掘削軸心に平行する軸周りに回転可能とされている。さらに、上下動作操作ハンドル４２と回転ブラケット３０における縦ロッド３２との間にはベベルギアおよびピニオンギアを備える回転伝達機構が設けられており、上下動作操作ハンドル４２の回転力を回転ブラケット３０に伝達する。この回転伝達機構を介して伝達された上下動作操作ハンドル４２の回転力によって、ドライブヘッド１３は、回転ブラケット３０に対して、掘削軸心に対して左右方向に直交する軸周りに回転可能とされている。こうして、ドライブヘッド１３が、管体軸心を通過するように上下方向に揺動可能とされている。
【００３７】
さらに、上下動作操作ハンドル４２と回転伝達機構との間には減速機４３が介在されている。減速機４３は、上下動作操作ハンドル４２のトルクを増加させる。このため、上下動作操作ハンドル４２を小さい力で操作するだけでドライブヘッド１３を回転させることができる。
【００３８】
さらに、スライドリング２１の背面側には回転操作ハンドル４５が設けられている。回転操作ハンドル４５はピニオンギア４６に接続されており、回転操作ハンドル４５を回転させることによってピニオンギア４６が掘削軸心に平行する軸周りに同軸状に回転する。また、ロータリーリング２２の内側下方位置には、ピニオンギア４６とかみ合うラック４７が設けられている。ピニオンギア４６が回転すると、このピニオンギア４６とかみ合うラック４７が移動し、ラック４７の移動に伴ってロータリーリング２２がスライドリング２１に対して掘削軸心周りに回転する。また、スライドリング２１はパイプＰに対して掘削軸心周りの回転が抑制されていることから、回転操作ハンドル４５を操作することにより、ロータリーリング２２がパイプＰに対して掘削軸心周りに回転する。
【００３９】
また、スライドリング２１の背面側には、スライドジャッキ５０が接続されている。スライドジャッキ５０は、シリンダ本体５１およびシリンダロッド５２を備えている。シリンダ本体５１の後端部は、ブラケット５３を介してパイプＰに固定されている。また、シリンダロッド５２の先端部は、スライドリング２１に取り付けられている。シリンダロッド５２がシリンダ本体５１に対して移動し、スライドジャッキ５０が伸縮することにより、スライドリング２１がパイプＰに対して相対的に前後方向に移動する。
【００４０】
さらに、ドライブヘッド１３には、操作レバー５４が取り付けられている。操作レバー５４には、ジャッキ操作ボタンが設けられており、ジャッキ操作ボタンを操作することにより、スライドジャッキが駆動する。
【００４１】
また、パイプＰの内部には、図示しないバキューム装置に接続されたバキュームホース６０が設けられている。バキュームホース６０は、カッタヘッド１１によって地中を掘削し、オーガ１４によって後方に移送された土砂Ｄを吸引する。
【００４２】
以上の構成を有する本実施形態に係る地中掘削装置における掘削の手順について説明する。パイプＰを埋設するにあたり、パイプＰ内に地中掘削装置１を設置し、ドライブヘッド１３によってカッタヘッド１１を駆動させてパイプＰの前方における地山を掘削する。地山の掘削によって生じた土砂Ｄは、オーガ１４によって後方に移送させる。後方に移送された土砂Ｄは、バキュームホース６０によって吸引され、パイプＰの外に排出される。パイプＰの前方の地山をある程度掘削したら、パイプＰの後方に設置された推進ジャッキによってパイプＰを全体的に押し出して前進させる。このとき、パイプＰを前進させるとともに、旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に後退させて、カッタヘッド１１がパイプＰの前進の邪魔とならないようにしている。こうして、パイプＰの前方を掘進しながらパイプＰを地中に埋設していく。
【００４３】
ここで、パイプＰの前方を掘削する際には、カッタヘッド１１を駆動させて地山の掘削を行うが、たとえば切羽近傍における作業の必要性が生じた場合、図１に仮想線で示す作業員Ｈは、旋回装置２０超えて切羽近傍へ侵入することになる。旋回装置２０を超える際に、旋回装置２０にはカッタヘッド１１やドライブヘッド１３などを備える掘削部材１０が取り付けられていることから、カッタヘッド１１やドライブヘッド１３が邪魔となって切羽近傍への侵入が妨げられることが懸念される。この点、本実施形態に係る地中掘削装置１では、カッタヘッド１１やドライブヘッド１３は、掘削軸心から偏心した位置に配置されている。このため、パイプＰの前方に位置する切羽に作業員Ｈが容易に侵入可能となる。
【００４４】
また、カッタヘッド１１によってパイプＰの前方の地山を掘削するにあたり、作業員Ｈがスライドリング２１の後方に位置取り、左右動作操作ハンドル４０および上下動作操作ハンドル４２の操作を行って、掘削を行う。ここで、左右動作操作ハンドル４０を操作すると、左右動作操作ハンドル４０の回転力は回転伝達機構を介して掘削部材１０におけるドライブヘッド１３に伝達され、ドライブヘッド１３に取り付けられたカッタヘッド１１は、掘削軸心に対して上下方向に直交する軸周りに回転する。また、上下動作操作ハンドル４２を操作すると、上下動作操作ハンドル４２の回転力は回転伝達機構を介して掘削部材１０におけるドライブヘッド１３に伝達され、ドライブヘッド１３に取り付けられたカッタヘッド１１は、掘削軸心に対して左右方向に直交する軸周りに回転する。このように、動作操作ハンドル４０，４２を操作して、地山の掘削を行う。
【００４５】
動作操作ハンドル４０，４２を操作して地山の掘削を行う際、カッタヘッド１１を含む掘削部材１０は掘削軸心から偏心した位置に配置されていることから、このままではパイプＰの前方位置を万遍なく掘削を行うことが困難となる。この点、本実施形態に係る地中掘削装置１では、掘削部材１０は旋回装置２０におけるロータリーリング２２に取り付けられており、ロータリーリング２２は、パイプＰに対して掘削軸心周りに回転可能とされている。このため、ロータリーリング２２を回転させて掘削部材１０を回転移動させることにより、パイプＰの前方位置を万遍なく掘削することができる。
【００４６】
カッタヘッド１１による掘削範囲は、図６に示すようになる。図６は、掘削領域を平面視した模式図であり、具体的に、カッタヘッド１１がもっとも高い位置に配置されている状態でカッタヘッド１１を上下動させると、掘削範囲ＥＣＵの土砂が掘削される。また、このときにカッタヘッド１１を左右動させると、ラインＬＲＬまでの範囲の土砂が掘削される。さらに、旋回装置２０を背面側から見て右回り（時計回り）に９０度回転させた状態でカッタヘッド１１を上下動させると、ラインＬＲ９０の範囲までの土砂が掘削される。逆に、旋回装置２０を背面側から見て左回り（反時計回り）に９０度回転させた状態でカッタヘッド１１を上下動させると、ラインＬＬ９０の範囲までの土砂が掘削される。
【００４７】
また、ロータリーリング２２における外側面には、スライドリング２１における内側面を周方向に走行可能な内側ローラ２４が設けられている。このため、ロータリーリング２２がスライドリング２１に対してスムースに回転可能とされている。
【００４８】
ロータリーリング２２を回転させる際には、回転操作ハンドル４５を操作すればよい。このように、回転操作ハンドル４５を操作することのみでロータリーリング２２を回転させて掘削部材１０を移動させることができるので、その作業は容易なものとなる。また、左右動作操作ハンドル４０、上下動作操作ハンドル４２、および回転操作ハンドル４５にはいずれも減速機が接続されている。このため、各ハンドルを操作する力が小さくてもそれぞれの操作を確実に行うことができる。
【００４９】
また、掘削部材１０による掘削が進行すると、切羽はパイプＰの先端から徐々に遠ざかっていく。このとき、旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に前進させることにより、掘削部材１０を切羽に近づけていく。ここで、旋回装置２０には、スライドジャッキ５０が設けられている。このスライドジャッキ５０を伸長させることによって、旋回装置２０を容易にパイプＰに対して前進させることができる。また、旋回装置２０には、スライドジャッキ５０を駆動させるための操作レバー５４が設けられている。作業員Ｈは、この操作レバー５４を操作することによってスライドジャッキ５０を駆動させることができるので、スライドジャッキ５０を駆動させて旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に前進させる操作を容易に行うことができる。さらに、スライドリング２１の外側面にはパイプＰの内側面をパイプＰの掘削軸心に平行する方向に沿って走行可能な外側ローラ２３が設けられている。この外側ローラ２３によって、スライドリング２１がパイプＰに対してスムースに移動する。
【００５０】
こうして、掘削部材１０による地山の掘削がある程度の長さ位置まで進行したら、スライドジャッキ５０を収縮させて旋回装置２０をパイプＰに対して相対的に後退させ、切羽からカッタヘッド１１を引き離す。この状態で推進ジャッキを用いてパイプＰを地山に対して相対的に前進させる。その後、掘削部材１０を駆動させることによって地山の掘削を再開する。そして、所定の掘削位置に到達するまで、この作業を繰り返す。
【００５１】
また、掘削を進行すると、パイプＰにわずかな歪み等が生じて、旋回装置２０との間の離間距離が長くなったり短くなったりすることがある。この場合、アジャスタ２５のリング部材の枚数を変更することによって、旋回装置２０との間の離間距離を調整することができる。
【００５２】
また、掘削作業を中断する際には、地山における旋回装置２０側の露出面における崩落を防止することが好適である。ここで、本実施形態に係る地中掘削装置１では、掘削作業を中断する間、図７に示すように、板状部材である鉄板７０をパイプＰの前方における地山と旋回装置２０との間における露出面を覆って配置しておく。この鉄板７０を配置することにより、地山の崩落を好適に防止することができる。
【００５３】
鉄板７０を配置する手順は次の通りである。まず、掘削作業が中断する際、スライドジャッキ５０を収縮させることによって旋回装置２０および掘削部材１０を後方に移動させる。次に、切羽部分まで鉄板７０を搬入する。このとき、掘削部材１０は掘削軸心から偏心した位置に設けられていることから、鉄板７０を容易に搬入することができる。
【００５４】
鉄板７０を搬入したら、切羽面（露出面）を覆うように鉄板７０を載置する。その後、スライドジャッキ５０を伸長させることによって、旋回装置２０および掘削部材１０を前進させる。旋回装置２０および掘削部材１０の前進に伴い、掘削部材１０におけるカッタヘッド１１が鉄板７０に押し付けられ、カッタヘッド１１が鉄板７０を保持する。こうして、カッタヘッド１１を鉄板７０に押し付けて鉄板７０を保持することにより、掘削作業の中断時における地山の崩落を好適に防止することができる。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、管体として断面円形のパイプＰを用いているが、断面矩形など他の断面形状のものを用いることもできる。また、上記実施形態では動作操作ハンドル４０，４２や回転操作ハンドル４５を手動のものとしているが、自動のものとすることもできる。さらに、上記実施形態では、いわゆるパイプルーフ工法を対象として説明しているが、たとえばアール・アンド・シー工法など、他の工法を対象とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態に係る地中掘削装置の側断面図である。
【図２】本実施形態に係る地中掘削装置の平断面図である。
【図３】本実施形態に係る地中掘削装置の正面図である。
【図４】本実施形態に係る地中掘削装置の背面図である。
【図５】パイプルーフ工法を施工している状態の外観を示す図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】カッタヘッドの掘削領域を示す説明図である。
【図７】鉄板を載置した状態の地中掘削装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…地中掘削装置
１０…掘削部材
１１…カッタヘッド
１１Ａ…ビット
１２…アーム
１３…ドライブヘッド
１４…オーガ
２０…旋回装置
２１…スライドリング
２２…ロータリーリング
２３…外側ローラ
２４…内側ローラ
２５…アジャスタ
２７…回り止め用突起
２８…回り止め用ガイド
３０…回転ブラケット
３１…横ロッド
３２…縦ロッド
４０…左右動作操作ハンドル
４１…減速機
４２…上下動作操作ハンドル
４５…回転操作ハンドル
４６…ピニオンギア
４７…ラック
５０…スライドジャッキ
５１…シリンダ本体
５２…シリンダロッド
５３…ブラケット
５４…操作レバー
６０…バキュームホース
７０…鉄板
Ｃ…地下構造物本体
Ｄ…土砂
Ｈ…作業員
Ｐ…パイプ
ＰＦ…パイプルーフ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設される管体内に配置され、前記管体の前方における地中を掘削する地中掘削装置であって、
掘削軸心から偏心させた位置に配置され、前記管体の前方から突出して地中を掘削する掘削部材と、
前記掘削部材を前記掘削軸心周りに回転させる旋回手段と、
前記掘削部材を揺動操作する揺動操作機構と、
を備えることを特徴とする地中掘削装置。
【請求項２】
前記掘削部材によって掘削された土砂を後方に移送する掘削オーガが設けられている請求項１に記載の地中掘削装置。
【請求項３】
前記旋回手段は、前記管体の内側に配設されたロータリーリングと、前記ロータリーリングを前記管体に対して相対的に回転させるギア機構とを備えており、
前記掘削部材は、回転ブラケットを介して前記ロータリーリングに取り付けられている請求項１または請求項２に記載の地中掘削装置。
【請求項４】
前記旋回手段を、前記管体に対して前記管体の軸方向に沿ってスライドさせるスライド機構を備える請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の地中掘削装置。
【請求項５】
前記スライド機構と前記管体との間、および前記スライド機構と前記旋回手段との間に、それぞれローラが設けられている請求項４に記載の地中掘削装置。
【請求項６】
前記管体に対する前記掘削軸心に直交する方向における前記旋回手段の位置を調整する位置調整手段が設けられている請求項５に記載の地中掘削装置。
【請求項７】
前記揺動操作機構に手動ハンドルが設けられており、
前記掘削部材と前記手動ハンドルとの間に減速機構が設けられている請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の地中掘削装置。
【請求項８】
前記掘削部材における掘削を中断する際、前記管体の前方における地山と前記旋回手段との間に、前記地山の前記旋回手段側における露出面を覆う板状部材を配置が配設され、
前記板状部材に対して前記掘削部材を押し当てることによって、前記露出面における地山の崩落を防止する請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載の地中掘削装置。
【請求項１】
地中に埋設される管体内に配置され、前記管体の前方における地中を掘削する地中掘削装置であって、
掘削軸心から偏心させた位置に配置され、前記管体の前方から突出して地中を掘削する掘削部材と、
前記掘削部材を前記掘削軸心周りに回転させる旋回手段と、
前記掘削部材を揺動操作する揺動操作機構と、
を備えることを特徴とする地中掘削装置。
【請求項２】
前記掘削部材によって掘削された土砂を後方に移送する掘削オーガが設けられている請求項１に記載の地中掘削装置。
【請求項３】
前記旋回手段は、前記管体の内側に配設されたロータリーリングと、前記ロータリーリングを前記管体に対して相対的に回転させるギア機構とを備えており、
前記掘削部材は、回転ブラケットを介して前記ロータリーリングに取り付けられている請求項１または請求項２に記載の地中掘削装置。
【請求項４】
前記旋回手段を、前記管体に対して前記管体の軸方向に沿ってスライドさせるスライド機構を備える請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の地中掘削装置。
【請求項５】
前記スライド機構と前記管体との間、および前記スライド機構と前記旋回手段との間に、それぞれローラが設けられている請求項４に記載の地中掘削装置。
【請求項６】
前記管体に対する前記掘削軸心に直交する方向における前記旋回手段の位置を調整する位置調整手段が設けられている請求項５に記載の地中掘削装置。
【請求項７】
前記揺動操作機構に手動ハンドルが設けられており、
前記掘削部材と前記手動ハンドルとの間に減速機構が設けられている請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の地中掘削装置。
【請求項８】
前記掘削部材における掘削を中断する際、前記管体の前方における地山と前記旋回手段との間に、前記地山の前記旋回手段側における露出面を覆う板状部材を配置が配設され、
前記板状部材に対して前記掘削部材を押し当てることによって、前記露出面における地山の崩落を防止する請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載の地中掘削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１３７１３（Ｐ２００９−１３７１３Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７８７０４（Ｐ２００７−１７８７０４）
【出願日】平成１９年７月６日（２００７．７．６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９１００４７９１）カジマメカトロエンジニアリング株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月６日（２００７．７．６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９１００４７９１）カジマメカトロエンジニアリング株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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