管体の埋設施工装置
【課題】 地盤が粘土質層であっても砂礫層であっても管体を確実に掘進、埋設することができると共に、砂礫層の地盤内に埋設時には、礫と土砂とをふるい分けて後方に排除しながら推進、施工することができる管体の埋設施工装置を提供する。
【解決手段】 埋設すべき管体内に、外周面に螺旋羽根を突設している筒体を回転自在に配設すると共にこの筒体の前端開口部に管体内を通じて撤去可能な扉体を設け、さらに、筒体の前端部に周方向に並設した複数本の桟部材を介してカッタヘッドを装着して、粘土質層の地盤中に管体を推進、埋設する際には上記扉体を設けた状態にして粘土質の掘削土を螺旋羽根により管体と筒体との間の土砂搬出通路を通じて後方に排出し、砂礫層の地盤中に管体を推進する際には、桟部材で囲まれた空間部に取り込まれた土砂を桟部材間の隙間を通じて土砂搬出通路側に排出し、礫を筒体内を通じて排出する。
【解決手段】 埋設すべき管体内に、外周面に螺旋羽根を突設している筒体を回転自在に配設すると共にこの筒体の前端開口部に管体内を通じて撤去可能な扉体を設け、さらに、筒体の前端部に周方向に並設した複数本の桟部材を介してカッタヘッドを装着して、粘土質層の地盤中に管体を推進、埋設する際には上記扉体を設けた状態にして粘土質の掘削土を螺旋羽根により管体と筒体との間の土砂搬出通路を通じて後方に排出し、砂礫層の地盤中に管体を推進する際には、桟部材で囲まれた空間部に取り込まれた土砂を桟部材間の隙間を通じて土砂搬出通路側に排出し、礫を筒体内を通じて排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管体の前方地盤を掘削しながら該管体を地中に推進、埋設させる管体の埋設施工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の管体埋設施工装置としては、例えば、特許文献１に記載しているように、地中に埋設すべき管体内にスクリューオーガを回転自在に挿入し、このスクリューオーガを発進立坑側に配設している前後移動台車上に設置した回転駆動手段によって回転させて前方の地盤を掘削し、掘削土砂をスクリューオーガの螺旋羽根によって管体の内周面とスクリューオーガのオーガ軸の外周面間の隙間を通じて後方に搬出しながら上記前後移動台車を推進ジャッキによって前進させて管体を地中に埋設施工する装置が知られている。
【特許文献１】特公平３−１４９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記装置によれば、内部にスクリューオーガを装着している管体を地中に推進させて該スクリューオーガにより前方の地盤を掘削しながら埋設していく時に、掘削地盤が粘土質層である場合には、掘削物をオーガ軸の外周面に一体に設けている螺旋羽根によって後方に送り出しながら管体を埋設していくことができるが、砂礫層の掘削地盤である場合には、大径の礫が管体の開口端部内に侵入すると、該礫が管体の内周面とスクリューオーガのオーガ軸との間の隙間に詰まって螺旋羽根により後方に搬送することができなくなり、管体内が該大径の礫によって閉塞してそれ以上の掘進が困難となる。
【０００４】
このため、管体の推進、埋設中に該管体の開口端に礫が詰まると、スクリューオーガを発進立坑側に引き抜いたのち、作業員が管体内に入って礫等の破砕、撤去処理を行い、しかるのち、再び、スクリューオーガを該管体内に挿入、装着して該管体の推進、埋設作業を行っているのが現状であり、作業のロス時間が長くなって工期が長期化するといった問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、管体を埋設すべき地盤が粘土質層であっても或いは砂礫層であっても、埋設中にその地質に応じて円滑且つ確実に前方の地盤を掘削しながら管体を埋設していくことができ、さらに、砂礫層の地盤を掘削中において礫が存在した場合には、掘削手段等を撤去することなくその礫を内部に取り込んで土砂と分別しながら後方に排出可能にし、管体を能率よく埋設施工することができる管体の埋設施工装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の管体の埋設施工装置は、請求項１に記載したように、地中に埋設すべき管体と、この管体内に回転自在に配設されていると共に前端にカッタヘッドを装着し且つ外周面に螺旋羽根を一体に設けている筒体と、この筒体の回転駆動手段と、上記管体の推進手段とからなる管体の埋設施工装置であって、上記筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成していると共にこの筒体の前端開口部に内部から人手によって開閉可能な扉体を設けていることを特徴とする。
【０００７】
このように構成した管体の埋設施工装置において、請求項２に係る発明は、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に配設していると共に各アーム部材の外端をリング状の枠に一体に固着することによって上記カッタヘッドの構成し、このカッタヘッドを筒体の前方における管体の開口端側に配設して該カッタヘッドのリング状の枠と筒体の前端開口部間を周方向に所定間隔毎に複数本の桟部材によって一体に連結し、さらに、隣接する桟部材間を土砂通過用空隙部に形成してこの土砂通過用空隙部を筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に連通させていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の埋設施工装置において、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に突設することによってカッタヘッドを形成し、このカッタヘッドにおける上記アーム部材を筒体の開口端面に固着して隣接するアーム部材間の空間部によって形成している土砂取込口を筒体の開口端に連通させていると共に、筒体の少なくとも前部側の周壁部に掘削土砂を筒体内から該筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に排出するための土砂通過孔を設けてなる構造としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、地中に埋設すべき管体と、この管体内に回転自在に配設されていると共に前端にカッタヘッドを装着し且つ外周面に螺旋羽根を一体に設けている筒体と、この筒体の回転駆動手段と、上記管体の推進手段とからなる管体の埋設施工装置であって、上記筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成していると共にこの筒体の前端開口部に内部から人手によって開閉可能な扉体を設けているので、管体の前方地盤が砂礫層である場合にはこの扉体を撤去して筒体の前端開口部を解放させておき、この状態で管体を地中に推進、埋設させる。この際、前方の掘削地盤中に礫が存在した場合、管体内に回転自在に配設している上記筒体の内径を作業員等が出入り可能な大径に形成しているので、筒体を管体内から引き抜きことなく上記礫を該筒体の開口前端から内部に確実に取り込んで後方に排出することができる。従って、螺旋羽根を設けている該筒体の外周面と管体の内周面間の狭い土砂搬出通路を礫によって詰まらすことなく円滑に管体を埋設施工していくことができる。
【００１０】
また、管体の前方地盤が粘土質層である場合には、筒体の前端開口部を扉体によって閉止しておく。この際、上述したように、筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成しているので、作業員等が筒体内に入ってその前端開口部に対する扉体の閉止作業を容易に行うことができる。こうして、粘土質層の地盤中に管体を掘進させる場合には、筒体の前端開口部を扉体によって閉止しておくので、粘土質の掘削土によって筒体内を詰まらすことなく、該掘削土を管体の内周面と筒体の外周面間の土砂搬出通路内を通じて螺旋羽根により後方に排出することができる。
【００１１】
上記管体の埋設施工装置において請求項２に係る発明によれば、上記カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に配設していると共に各アーム部材の外端をリング状の枠に一体に固着してなり、このカッタヘッドを筒体の前方における管体の開口端側に配設して該カッタヘッドのリング状の枠と筒体の前端開口部間を周方向に所定間隔毎に複数本の桟部材によって一体に連結してあり、さらに、隣接する桟部材間を土砂通過用空隙部に形成してこの土砂通過用空隙部を筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に連通させているので、砂礫層の地盤を掘削した場合、カッタヘッドによって掘削された土砂を桟部材によって囲まれている筒状の空間部内に受け入れたのち、隣接する桟部材間の土砂通過用空隙部を通じて筒体の外周面と管体の内周面間の空間部により形成されている土砂搬出通路に落下させ、筒体の回転に従って螺旋羽根により該土砂搬出通路を通じて後方に搬出することができる一方、土砂通過用空隙部の開口幅よりも大径の礫は、ふるい落とされることなく筒体内に進入させ、筒体内を通じて後方に排出することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明によれば、カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に突設してなり、これらのアーム部材を筒体の開口端面に固着して隣接するアーム部材間の空間部によって形成している土砂取込口を筒体の開口端に連通させていると共に、筒体の少なくとも前部側の周壁部に掘削土砂を筒体内から該筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に排出するための土砂通過孔を設けているので、カッタビットの土砂取込口を通じて礫と共に筒体の開口端部内に取り込まれた掘削土砂を筒体に設けている土砂通過孔を通じて土砂搬出通路内に排出して礫と簡単且つ確実にふるい分けすることができ、土砂搬出通路内に排出された土砂を螺旋羽根によって後方に確実に搬出することができる一方、筒体内に残存した礫を該筒体内を通じて後方に排除することができ、従って、管体の推進、埋設作業を中断することなく、管体を能率よく埋設、施工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１、図２において、管体１を地中に推進埋設するための埋設施工装置は、管体１内に筒体２を回転自在に配設すると共にこの筒体２の前端に前方の地盤を掘削するカッタヘッド３を装着し、且つ、筒体２の外周面に掘削土砂を後方に搬出するための螺旋羽根４を一体に突設していると共に内周面に礫を後方に搬出するための螺旋羽根14を突設してあり、さらに、筒体２の後端側に該筒体２の回転駆動手段５と筒体２を管体１と共に推進させる推進手段６とを配設してなる構造を有している。
【００１４】
上記管体１としては、一定長さを有する断面円形状の鋼管であってもよいが、本発明の実施の形態においては一定長さを有する断面矩形状の角鋼管からなり、一例として長さが5250mm、管壁の厚みが19mm、外径が900mm ×900mm 角の大きさに形成されている。一方、この管体１内に回転自在に挿入、支持されている上記筒体２としては、その内径を作業員が腹這い状態で出入り可能な600mm 程度の内径に形成している断面円形の鋼管からなる。そして、この筒体２の外周面に突設している上記螺旋羽根４を管体１の内周面と筒体２の外周面間の空隙部によって形成している土砂搬出通路７内に介在させた状態にして上記カッタヘッド３により掘削された土砂を筒体２の回転によって一体に回転する螺旋羽根で土砂搬出通路７内を後方に搬出するように構成している。
【００１５】
さらに、筒体２の前端開口部には内部から人手によって開閉可能な扉体８を配設してあり、掘削地盤が粘土質である場合には図２、図３に示すように、この扉体８によって筒体２の前端開口部を閉止しておき、砂礫質の地盤の場合には図４に示すように扉体８を取り外して撤去して筒体２の前端を全面的に開口させておくようにしている。このような扉体８の具体的な構造としては、扉体８を図３に示すように複数の扉片8a、8b、8c・・・8nに分割する一方、筒体２の開口端部内周面に周溝９を設けると共に該周溝９を形成している前後溝壁における後側の溝壁の一部を切除して扉片8a〜8nの両端部を順次、周溝９内に嵌め込むことができ、且つ、周溝９内から取り出すことができる挿脱口9aを設けている。なお、このような扉体８に代えて、半円形状の一対の扉体を筒体２の開口端部に開閉自在に枢着し、粘土質の地盤を掘削する際には、扉体を閉止しておく一方、砂礫質の地盤を掘削する場合には、該枢着部からこれらの扉体を取り外して筒体２内を通じて後方に搬出、撤去可能に構成しておいてもよい。
【００１６】
管体１の前方地盤を掘削するための上記カッタヘッド３は、筒体２の中心線の延長上において内端が一体に連設し且つ該内端から外径方向、即ち、管体１の前端部内周面に向かって放射状に突設している複数本（図においては３本）のアーム部材3a、3a、3aと、これらのアーム部材3aの外端を周方向に所定間隔毎に固着させているリング状の枠3bと、アーム部材3aとリング状枠3bの前面に突設している複数個のカッタビット3cとからなり、隣接するアーム部材3a、3a間の空間部を礫が通過可能な大きさを有する土砂取込口10に形成している。
【００１７】
管体１内に回転自在に配設している上記筒体２の前端開口部は、管体１の前端開口部から後方に小間隔を存した位置にあり、上記カッタヘッド３は筒体２の前方における管体１の前端開口部の内周面にそのリング状枠3bの外周面を近接させた状態で配設していると共に各アーム部材3a、3a、3aの外端から後方に向かって棒状の支持フレーム11を突設してこれらの支持フレーム11の後端部を筒体２の前端開口部における外周面に固着し、支持フレーム11を介してカッタヘッド３を筒体２の前端開口部に装着している。
【００１８】
さらに、隣接する支持フレーム11、11間に複数本の桟部材12を周方向に小間隔毎に配設してこれらの桟部材12の前後端部を上記リング状枠3bの内周面と筒体２の外周面とにそれぞれ固着し、隣接する桟部材12、12間の隙間を土砂のみを通過させ、礫を通過させない幅を有する土砂通過用空隙部13に形成してこの土砂通過用空隙部13を管体１の前端部内周面上を通じて上記土砂搬出通路７の前端に連通させている。なお、支持フレーム11や桟部材12は管軸方向に向けているが、図５に示すように、リング状枠3bから筒体２の前端外周部に向かって上記螺旋羽根４の傾斜方向に傾斜させた状態に並設、固着しておくことが望ましく、このように構成し且つ支持フレーム11や桟部材12の高さを高くしておくことによって土砂通過用空隙部13から管体１の前端部内周面に落下した土砂をこれらの支持フレーム11や桟部材12の傾斜面で後方に積極的に送り込むことができる。
【００１９】
また、上記断面矩形状の角鋼管からなる管体１の前端開口部において、この管体１の前端内周面における四方隅角部に内端が上記カッタヘッド３におけるリング状枠3bの円形外周面に沿って円弧状に形成されている遮蔽板15（図２に示す）を固着して該遮蔽板15により土砂中の礫が土砂搬出通路７内に入るのを阻止している。
【００２０】
上記筒体２の後端開口部は、図１に示すように該開口端面に外周縁を一体に固着している円形端面板2aによって閉止されていると共にこの円形端面板2aの中心部に回転中心軸16を後方に向かって突設してあり、この回転中心軸16の後端と回転駆動手段５の回転軸の前端とをカップリング17を介して着脱自在に連結している。なお、このカップリング17は、凹条部を設けた一半部17a とこの凹条部に係脱自在な凸条部を設けた他半部17b とを回転中心軸16の後端と回転駆動手段５の回転軸の前端とにそれぞれ固着している。また、管体１の後端部は筒体２の後端部よりも僅かに後方に配設されていてその後端開口部を上記筒体２と同様に、円形端面板1aによって閉止されていると共にこの円形端面板1aの中心部に軸受18を固着し、この軸受18に上記筒体２の回転中心軸16を回転自在に支持している。
【００２１】
上記回転駆動手段５は図１、図６に示すように、管体１の後方に配設された前後移動台車21上に設置されている回転駆動モータ5aと減速機5bとからなり、その回転軸を前方に向けて上述したようにカップリング17を介して筒体２の回転中心軸16に着脱自在に連結させるように構成している。前後移動台車21の両側部上には、推進手段６である推進ジャッキ6a、6aを前後方向に向けて設置してあり、これらの推進ジャッキ6a、6aの前端部を、前後移動台車21の前端部上に立設、固着している固定壁板19の両側端部に連結していると共に、推進ジャッキ6a、6aの後端側において、これらの推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドの先端間に推進力伝達部材となるスプレッダ20を一体に連結し、ピストンロッドを伸長させることによってこのスプレッダ20を後方の反力壁22に当接させ、前後移動台車21を前進させるように構成している。
【００２２】
また、管体１の後端一側部には作業員の出入口23を設けていると共に、後端下周部には礫が通過可能な開口面積を有する土砂排出口24を下方に向けて設けている一方、筒体２の後端周壁部には、上記管体１に設けている出入口23と対向状態で連通可能な作業員の出入口兼礫排出口25を設けている。
【００２３】
このように構成した管体の埋設施工装置によって発進立坑Ａ側から地盤中に管体１を推進、埋設するには、この管体１の後方に前後移動台車21を配設したのち、推進手段６の推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを伸長させることによりその後端のスプレッダ20を発進立坑Ａの後壁面に接して設けている反力壁22に当接させ、この状態から更にピストンロッドを伸長させると、前後移動台車21が前進してこの前後移動台車21上に設置している回転駆動手段５の回転軸がカップリング17を介して筒体２の回転中心軸16に直結する。
【００２４】
この状態にして回転駆動手段５の回転駆動モータ5aを作動させて筒体２を回転させると共に推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドをさらに伸長させると、上記反力壁22に推進反力を支持させながらその推進力が筒体２の回転中心軸16を支持している管体１に伝達されて前後移動台車21を前進させながら筒体２と一体的に該管体１を推進させ、筒体２の前端に設けているカッタヘッド３により前方の地盤を掘進する。この際、掘削地盤が砂礫層である場合には、予め、作業員が出入口23及び出入口兼排出口25から筒体２内に入ってこの筒体２の前端開口部に設けている扉体８を筒体２外に撤去し、図４に示すように筒体２の前端を全面的に開口しておく。
【００２５】
前後移動台車21を前進させることによって前方の地盤を掘削しながら管体１を推進させていくと、カッタヘッド３によって掘削された土砂は、該カッタヘッド３に設けている土砂取込口10を通じて複数本の桟部材12によって囲まれているカッタヘッド３の後方部の円筒状空間部内に入る。この際、地盤中に礫が存在した場合には、該礫は土砂と共に取込口10を通過して上記円筒状空間部内に受け入れられる。こうして、カッタヘッド３の土砂取込口10を通過した土砂は、円筒状空間部内から隣接する桟部材12、12間の空隙部13を通じてふるい落とされ、管体１の前端部内周面上に排出されると共に、筒体２の回転に従って該筒体２の外周面に突設している螺旋羽根４により土砂搬出通路７内を後方に搬出され、管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出、処理される。
【００２６】
一方、桟部材12、12間の空隙部13の開口幅よりも大きい礫は、この空隙部13によってふるい落とされることなく桟部材12上から筒体２の前端開口部内に押し入って筒体２の回転に従い、内周面に突設している螺旋羽根14によって後方に搬送され、出入口兼礫排出口25から管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24を通じて発進立坑Ａ内に排出される。なお、筒体２の内周面に礫を後方に搬出するための上記螺旋羽根14を設けておくことなく礫を筒体２内に残置させておき、掘削を中断して出入口23と出入口兼礫排出口25を通じて作業員が筒体２内に入り、礫を排出してもよい。
【００２７】
次に、管体１の推進、埋設中に前方の地盤が砂礫層から粘土質層に変わった場合、或いは、発進立坑Ａ側から管体１を推進、埋設すべき地盤が粘土質層である場合には、出入口23と出入口兼礫排出口25を通じて扉片8a〜8nを筒体２内に搬入すると共に作業員が筒体２内に入って扉片8a〜8nを順次、筒体２の前端開口部内にまで送り込み、開口端部の内周面に設けている周溝９に、該周溝９の溝壁の一部を切除してなる挿脱口9aを通じて扉体8a〜8nを順次、嵌め込むことにより扉体８を組み立ててこの扉体８により筒体２の前端開口部を図１〜図３に示すように全面的に閉止させておく。なお、筒体２内に露出している扉片8a〜8nの後面間を取り外し可能な適宜な連結金具によって一体に接続しておいてもよい。
【００２８】
このように、筒体２の前端開口部を扉体８によって閉止したのち、上記同様に前後移動台車21上の回転駆動手段５によって筒体２を回転させることによりカッタヘッド３によって前方の地盤を掘削すると共に推進手段６である推進ジャッキ6a、6aを伸長させることによって管体１を推進させる。掘削された粘土質層の掘削物はカッタヘッド３の土砂取込口10を通じて桟部材12で囲まれた空間部内に入ったのち、隣接する桟部材12、12間の空隙部13を通じて管体１の前端部内周面上に送り出され、この内周面上と連通している土砂搬出通路７内に入って螺旋羽根４により後方に搬出され、土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出される。
【００２９】
筒体２を回転させてカッタヘッド３により前方の地盤を掘削しながら推進ジャッキ6a、6aを伸長させることによって管体１が一定長、推進すると、これらの推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを収縮させたのち、ピストンロッドと反力壁22との間に管体１の掘進長に相当した厚みの反力受け部材22a を介在させて再び筒体２を回転させると共に推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを伸長することにより上記管体１をさらに一定長、掘進させ、これを繰り返すことによって管体１を略全長に亘って地盤中に推進、埋設する。なお、地盤中に埋設すべき管体１による管路の長さが長い場合には、最初に埋設する上記管体１を先導管としてこの管体１に遮断壁15が設けられていない定尺の管体と該管体内に配設した外周面に螺旋羽根を有する筒体とを順次、継ぎ足しながら推進、埋設すればよい。そして、一連に連結した多数本の管体からなる所定長の管路を形成した後、筒体を引き抜いて撤去する。
【００３０】
上記実施の形態においては、カッタヘッド３の土砂取込口10を通じてカッタヘッド３の後方側に取り込まれた礫を含む土砂を、礫と土砂とに分別する構造として、管体１の前端部内において筒体２の前端外周面とカッタヘッド３のリング状枠3b間に複数本の桟部材12を周方向に小間隔毎に取り付け、隣接する桟部材12、12間の隙間を土砂のみを通過させる空隙部13に形成しているが、図７、８に示すように、カッタヘッド３を筒体２の前端開口部における前端面に直接一体に装着すると共に、筒体２の少なくとも前部側の周壁部に土砂のみを筒体２内から該筒体２の外周面と管体１の内周面間の空間部によって形成されている上記土砂搬出通路７に排出するための土砂通過孔13' を周方向及び長さ方向に小間隔毎に複数個設けた構造としておいてもよい。
【００３１】
この場合、カッタヘッド３の構造としては、上記実施の形態と同様に、前面に複数のカッタビット3cを突設している数本（図においては３本）のアーム部材3aを筒体２の前端開口部の中心から径方向に放射状に突設してこれらのアーム部材3aの外端を筒体２の開口端面に一体に固着し、隣接するアーム部材3a、3a間に礫と共に掘削土砂を取り込み可能な土砂取込口10を形成した構造としている。なお、アーム部材3aの長さ方向を管軸に対して直角な方向に向けてカッタヘッド３の前面を垂直な面に形成しておいてもよいが、図に示すように、各アーム部材3aをカッタヘッド３の開口端前方中心部から後方に向かって傾斜させてその後端を筒体２の開口端に固着することによりカッタヘッド３を前端を先鋭端に形成した側面円錐形状に形成しておくことが好ましい。
【００３２】
さらに、管体１と筒体２との間の上記土砂搬出通路７の前端開口部に、前面に複数のカッタビット3cを突設している複数本のアーム片3a' を周方向に所定間隔毎に配設してこれらのアーム片3a' の内端を筒体２の開口端面に一体に固着し、これらのアーム片3a' を筒体２の開口端から管体１の内周面に向かって突設している。
【００３３】
なお、筒体２の内外周面に螺旋羽根４、14を突設している点や筒体２の前端開口部の内周面に複数の扉片8a〜8nからなる扉体８を撤去可能に配設した周溝９や挿脱口9a、出入口や土砂排出口23、24、25、前後移動台車21上に設けている回転駆動手段５や推進手段６等は上記実施の形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３４】
このように構成したので、掘削地盤が砂礫層である場合には、扉体８を撤去して筒体２の前端開口部を解放しておく。この状態にして回転駆動手段５によりカップリング17を介して筒体２を回転させながら推進装置６である推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを伸長させて管体１を掘進させていくと、カッタヘッド３によって掘削された土砂は、該カッタヘッド３に設けている土砂取込口10を通じて筒体２の前端開口部内に入る。この際、地盤中に礫が存在した場合には、該礫は土砂と共に取込口10を通過して上記円筒状空間部内に入る。
【００３５】
こうして、筒体２の前端開口部内に受け入れられた土砂は、筒体２の回転に従って筒体２の内周面に突設している螺旋羽根14により後方に搬出されるが、その搬出途上における筒体２の前部周壁に設けられている土砂通過孔13' から管体１と筒体２間の土砂排出通路７内にふるい落とされ、筒体２の外周面に突設している螺旋羽根４によって土砂排出通路７内を後方に搬出されて管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出、処理される。
【００３６】
一方、土砂通過孔13' よりも大きい礫は、この土砂通過孔13' によってふるい落とされることなく筒体２の回転に従い、内周面に突設している螺旋羽根14によって後方に搬送され、出入口兼礫排出口25から管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24を通じて発進立坑Ａ内に排出される。
【００３７】
次に、掘削地盤が粘土質層である場合には、上記実施の形態と同様に、管体１及び筒体２に設けている出入口23と出入口兼礫排出口25を通じて扉片8a〜8nを筒体２内に搬入すると共に作業員が筒体２内に入って扉片8a〜8nを順次、筒体２の前端開口部内にまで送り込み、開口端部の内周面に設けている周溝９に、該周溝９の溝壁の一部を切除してなる挿脱口9aを通じて扉体8a〜8nを順次、嵌め込むことにより扉体８を組み立ててこの扉体８により筒体２の前端開口部を全面的に閉止させておく。
【００３８】
このように、筒体２の前端開口部を扉体８によって閉止したのち、上記同様に前後移動台車21上の回転駆動手段５によって筒体２を回転させることによりカッタヘッド３によって前方の地盤を掘削すると共に推進手段６である推進ジャッキ6a、6aを伸長させることによって管体１を推進させる。掘削された粘土質層の掘削物は扉体８によって筒体２内に入るのを阻止され、筒体２の開口端から管体１の内周面に向かって突設しているカッタヘッド３のアーム片3a' 、3a' 間の隙間を通じて土砂搬出通路７内に入り、筒体２の回転に従って土砂搬出通路７内を螺旋羽根４により後方に搬出され、土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】前方地盤を掘削しながら管体を地中に埋設している状態の簡略縦断側面図。
【図２】その正面図。
【図３】管体前半部分の縦断側面図。
【図４】扉体を撤去した状態の簡略縦断側面図。
【図５】本発明の変形例を示すカッタヘッド部分の簡略縦断側面図。
【図６】前後移動台車部分の一部を横断した簡略平面図。
【図７】本発明の別な実施形態を示す簡略縦断側面図。
【図８】その正面図。
【符号の説明】
【００４０】
１ 管体
２ 筒体
３ カッタヘッド
４ 螺旋羽根
５ 回転駆動手段
６ 推進手段
７ 土砂搬出通路
８ 扉体
９ 周溝
10 土砂取込口
12 桟部材
13 土砂通過用空隙部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管体の前方地盤を掘削しながら該管体を地中に推進、埋設させる管体の埋設施工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の管体埋設施工装置としては、例えば、特許文献１に記載しているように、地中に埋設すべき管体内にスクリューオーガを回転自在に挿入し、このスクリューオーガを発進立坑側に配設している前後移動台車上に設置した回転駆動手段によって回転させて前方の地盤を掘削し、掘削土砂をスクリューオーガの螺旋羽根によって管体の内周面とスクリューオーガのオーガ軸の外周面間の隙間を通じて後方に搬出しながら上記前後移動台車を推進ジャッキによって前進させて管体を地中に埋設施工する装置が知られている。
【特許文献１】特公平３−１４９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記装置によれば、内部にスクリューオーガを装着している管体を地中に推進させて該スクリューオーガにより前方の地盤を掘削しながら埋設していく時に、掘削地盤が粘土質層である場合には、掘削物をオーガ軸の外周面に一体に設けている螺旋羽根によって後方に送り出しながら管体を埋設していくことができるが、砂礫層の掘削地盤である場合には、大径の礫が管体の開口端部内に侵入すると、該礫が管体の内周面とスクリューオーガのオーガ軸との間の隙間に詰まって螺旋羽根により後方に搬送することができなくなり、管体内が該大径の礫によって閉塞してそれ以上の掘進が困難となる。
【０００４】
このため、管体の推進、埋設中に該管体の開口端に礫が詰まると、スクリューオーガを発進立坑側に引き抜いたのち、作業員が管体内に入って礫等の破砕、撤去処理を行い、しかるのち、再び、スクリューオーガを該管体内に挿入、装着して該管体の推進、埋設作業を行っているのが現状であり、作業のロス時間が長くなって工期が長期化するといった問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、管体を埋設すべき地盤が粘土質層であっても或いは砂礫層であっても、埋設中にその地質に応じて円滑且つ確実に前方の地盤を掘削しながら管体を埋設していくことができ、さらに、砂礫層の地盤を掘削中において礫が存在した場合には、掘削手段等を撤去することなくその礫を内部に取り込んで土砂と分別しながら後方に排出可能にし、管体を能率よく埋設施工することができる管体の埋設施工装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の管体の埋設施工装置は、請求項１に記載したように、地中に埋設すべき管体と、この管体内に回転自在に配設されていると共に前端にカッタヘッドを装着し且つ外周面に螺旋羽根を一体に設けている筒体と、この筒体の回転駆動手段と、上記管体の推進手段とからなる管体の埋設施工装置であって、上記筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成していると共にこの筒体の前端開口部に内部から人手によって開閉可能な扉体を設けていることを特徴とする。
【０００７】
このように構成した管体の埋設施工装置において、請求項２に係る発明は、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に配設していると共に各アーム部材の外端をリング状の枠に一体に固着することによって上記カッタヘッドの構成し、このカッタヘッドを筒体の前方における管体の開口端側に配設して該カッタヘッドのリング状の枠と筒体の前端開口部間を周方向に所定間隔毎に複数本の桟部材によって一体に連結し、さらに、隣接する桟部材間を土砂通過用空隙部に形成してこの土砂通過用空隙部を筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に連通させていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の埋設施工装置において、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に突設することによってカッタヘッドを形成し、このカッタヘッドにおける上記アーム部材を筒体の開口端面に固着して隣接するアーム部材間の空間部によって形成している土砂取込口を筒体の開口端に連通させていると共に、筒体の少なくとも前部側の周壁部に掘削土砂を筒体内から該筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に排出するための土砂通過孔を設けてなる構造としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、地中に埋設すべき管体と、この管体内に回転自在に配設されていると共に前端にカッタヘッドを装着し且つ外周面に螺旋羽根を一体に設けている筒体と、この筒体の回転駆動手段と、上記管体の推進手段とからなる管体の埋設施工装置であって、上記筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成していると共にこの筒体の前端開口部に内部から人手によって開閉可能な扉体を設けているので、管体の前方地盤が砂礫層である場合にはこの扉体を撤去して筒体の前端開口部を解放させておき、この状態で管体を地中に推進、埋設させる。この際、前方の掘削地盤中に礫が存在した場合、管体内に回転自在に配設している上記筒体の内径を作業員等が出入り可能な大径に形成しているので、筒体を管体内から引き抜きことなく上記礫を該筒体の開口前端から内部に確実に取り込んで後方に排出することができる。従って、螺旋羽根を設けている該筒体の外周面と管体の内周面間の狭い土砂搬出通路を礫によって詰まらすことなく円滑に管体を埋設施工していくことができる。
【００１０】
また、管体の前方地盤が粘土質層である場合には、筒体の前端開口部を扉体によって閉止しておく。この際、上述したように、筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成しているので、作業員等が筒体内に入ってその前端開口部に対する扉体の閉止作業を容易に行うことができる。こうして、粘土質層の地盤中に管体を掘進させる場合には、筒体の前端開口部を扉体によって閉止しておくので、粘土質の掘削土によって筒体内を詰まらすことなく、該掘削土を管体の内周面と筒体の外周面間の土砂搬出通路内を通じて螺旋羽根により後方に排出することができる。
【００１１】
上記管体の埋設施工装置において請求項２に係る発明によれば、上記カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に配設していると共に各アーム部材の外端をリング状の枠に一体に固着してなり、このカッタヘッドを筒体の前方における管体の開口端側に配設して該カッタヘッドのリング状の枠と筒体の前端開口部間を周方向に所定間隔毎に複数本の桟部材によって一体に連結してあり、さらに、隣接する桟部材間を土砂通過用空隙部に形成してこの土砂通過用空隙部を筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に連通させているので、砂礫層の地盤を掘削した場合、カッタヘッドによって掘削された土砂を桟部材によって囲まれている筒状の空間部内に受け入れたのち、隣接する桟部材間の土砂通過用空隙部を通じて筒体の外周面と管体の内周面間の空間部により形成されている土砂搬出通路に落下させ、筒体の回転に従って螺旋羽根により該土砂搬出通路を通じて後方に搬出することができる一方、土砂通過用空隙部の開口幅よりも大径の礫は、ふるい落とされることなく筒体内に進入させ、筒体内を通じて後方に排出することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明によれば、カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に突設してなり、これらのアーム部材を筒体の開口端面に固着して隣接するアーム部材間の空間部によって形成している土砂取込口を筒体の開口端に連通させていると共に、筒体の少なくとも前部側の周壁部に掘削土砂を筒体内から該筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に排出するための土砂通過孔を設けているので、カッタビットの土砂取込口を通じて礫と共に筒体の開口端部内に取り込まれた掘削土砂を筒体に設けている土砂通過孔を通じて土砂搬出通路内に排出して礫と簡単且つ確実にふるい分けすることができ、土砂搬出通路内に排出された土砂を螺旋羽根によって後方に確実に搬出することができる一方、筒体内に残存した礫を該筒体内を通じて後方に排除することができ、従って、管体の推進、埋設作業を中断することなく、管体を能率よく埋設、施工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１、図２において、管体１を地中に推進埋設するための埋設施工装置は、管体１内に筒体２を回転自在に配設すると共にこの筒体２の前端に前方の地盤を掘削するカッタヘッド３を装着し、且つ、筒体２の外周面に掘削土砂を後方に搬出するための螺旋羽根４を一体に突設していると共に内周面に礫を後方に搬出するための螺旋羽根14を突設してあり、さらに、筒体２の後端側に該筒体２の回転駆動手段５と筒体２を管体１と共に推進させる推進手段６とを配設してなる構造を有している。
【００１４】
上記管体１としては、一定長さを有する断面円形状の鋼管であってもよいが、本発明の実施の形態においては一定長さを有する断面矩形状の角鋼管からなり、一例として長さが5250mm、管壁の厚みが19mm、外径が900mm ×900mm 角の大きさに形成されている。一方、この管体１内に回転自在に挿入、支持されている上記筒体２としては、その内径を作業員が腹這い状態で出入り可能な600mm 程度の内径に形成している断面円形の鋼管からなる。そして、この筒体２の外周面に突設している上記螺旋羽根４を管体１の内周面と筒体２の外周面間の空隙部によって形成している土砂搬出通路７内に介在させた状態にして上記カッタヘッド３により掘削された土砂を筒体２の回転によって一体に回転する螺旋羽根で土砂搬出通路７内を後方に搬出するように構成している。
【００１５】
さらに、筒体２の前端開口部には内部から人手によって開閉可能な扉体８を配設してあり、掘削地盤が粘土質である場合には図２、図３に示すように、この扉体８によって筒体２の前端開口部を閉止しておき、砂礫質の地盤の場合には図４に示すように扉体８を取り外して撤去して筒体２の前端を全面的に開口させておくようにしている。このような扉体８の具体的な構造としては、扉体８を図３に示すように複数の扉片8a、8b、8c・・・8nに分割する一方、筒体２の開口端部内周面に周溝９を設けると共に該周溝９を形成している前後溝壁における後側の溝壁の一部を切除して扉片8a〜8nの両端部を順次、周溝９内に嵌め込むことができ、且つ、周溝９内から取り出すことができる挿脱口9aを設けている。なお、このような扉体８に代えて、半円形状の一対の扉体を筒体２の開口端部に開閉自在に枢着し、粘土質の地盤を掘削する際には、扉体を閉止しておく一方、砂礫質の地盤を掘削する場合には、該枢着部からこれらの扉体を取り外して筒体２内を通じて後方に搬出、撤去可能に構成しておいてもよい。
【００１６】
管体１の前方地盤を掘削するための上記カッタヘッド３は、筒体２の中心線の延長上において内端が一体に連設し且つ該内端から外径方向、即ち、管体１の前端部内周面に向かって放射状に突設している複数本（図においては３本）のアーム部材3a、3a、3aと、これらのアーム部材3aの外端を周方向に所定間隔毎に固着させているリング状の枠3bと、アーム部材3aとリング状枠3bの前面に突設している複数個のカッタビット3cとからなり、隣接するアーム部材3a、3a間の空間部を礫が通過可能な大きさを有する土砂取込口10に形成している。
【００１７】
管体１内に回転自在に配設している上記筒体２の前端開口部は、管体１の前端開口部から後方に小間隔を存した位置にあり、上記カッタヘッド３は筒体２の前方における管体１の前端開口部の内周面にそのリング状枠3bの外周面を近接させた状態で配設していると共に各アーム部材3a、3a、3aの外端から後方に向かって棒状の支持フレーム11を突設してこれらの支持フレーム11の後端部を筒体２の前端開口部における外周面に固着し、支持フレーム11を介してカッタヘッド３を筒体２の前端開口部に装着している。
【００１８】
さらに、隣接する支持フレーム11、11間に複数本の桟部材12を周方向に小間隔毎に配設してこれらの桟部材12の前後端部を上記リング状枠3bの内周面と筒体２の外周面とにそれぞれ固着し、隣接する桟部材12、12間の隙間を土砂のみを通過させ、礫を通過させない幅を有する土砂通過用空隙部13に形成してこの土砂通過用空隙部13を管体１の前端部内周面上を通じて上記土砂搬出通路７の前端に連通させている。なお、支持フレーム11や桟部材12は管軸方向に向けているが、図５に示すように、リング状枠3bから筒体２の前端外周部に向かって上記螺旋羽根４の傾斜方向に傾斜させた状態に並設、固着しておくことが望ましく、このように構成し且つ支持フレーム11や桟部材12の高さを高くしておくことによって土砂通過用空隙部13から管体１の前端部内周面に落下した土砂をこれらの支持フレーム11や桟部材12の傾斜面で後方に積極的に送り込むことができる。
【００１９】
また、上記断面矩形状の角鋼管からなる管体１の前端開口部において、この管体１の前端内周面における四方隅角部に内端が上記カッタヘッド３におけるリング状枠3bの円形外周面に沿って円弧状に形成されている遮蔽板15（図２に示す）を固着して該遮蔽板15により土砂中の礫が土砂搬出通路７内に入るのを阻止している。
【００２０】
上記筒体２の後端開口部は、図１に示すように該開口端面に外周縁を一体に固着している円形端面板2aによって閉止されていると共にこの円形端面板2aの中心部に回転中心軸16を後方に向かって突設してあり、この回転中心軸16の後端と回転駆動手段５の回転軸の前端とをカップリング17を介して着脱自在に連結している。なお、このカップリング17は、凹条部を設けた一半部17a とこの凹条部に係脱自在な凸条部を設けた他半部17b とを回転中心軸16の後端と回転駆動手段５の回転軸の前端とにそれぞれ固着している。また、管体１の後端部は筒体２の後端部よりも僅かに後方に配設されていてその後端開口部を上記筒体２と同様に、円形端面板1aによって閉止されていると共にこの円形端面板1aの中心部に軸受18を固着し、この軸受18に上記筒体２の回転中心軸16を回転自在に支持している。
【００２１】
上記回転駆動手段５は図１、図６に示すように、管体１の後方に配設された前後移動台車21上に設置されている回転駆動モータ5aと減速機5bとからなり、その回転軸を前方に向けて上述したようにカップリング17を介して筒体２の回転中心軸16に着脱自在に連結させるように構成している。前後移動台車21の両側部上には、推進手段６である推進ジャッキ6a、6aを前後方向に向けて設置してあり、これらの推進ジャッキ6a、6aの前端部を、前後移動台車21の前端部上に立設、固着している固定壁板19の両側端部に連結していると共に、推進ジャッキ6a、6aの後端側において、これらの推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドの先端間に推進力伝達部材となるスプレッダ20を一体に連結し、ピストンロッドを伸長させることによってこのスプレッダ20を後方の反力壁22に当接させ、前後移動台車21を前進させるように構成している。
【００２２】
また、管体１の後端一側部には作業員の出入口23を設けていると共に、後端下周部には礫が通過可能な開口面積を有する土砂排出口24を下方に向けて設けている一方、筒体２の後端周壁部には、上記管体１に設けている出入口23と対向状態で連通可能な作業員の出入口兼礫排出口25を設けている。
【００２３】
このように構成した管体の埋設施工装置によって発進立坑Ａ側から地盤中に管体１を推進、埋設するには、この管体１の後方に前後移動台車21を配設したのち、推進手段６の推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを伸長させることによりその後端のスプレッダ20を発進立坑Ａの後壁面に接して設けている反力壁22に当接させ、この状態から更にピストンロッドを伸長させると、前後移動台車21が前進してこの前後移動台車21上に設置している回転駆動手段５の回転軸がカップリング17を介して筒体２の回転中心軸16に直結する。
【００２４】
この状態にして回転駆動手段５の回転駆動モータ5aを作動させて筒体２を回転させると共に推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドをさらに伸長させると、上記反力壁22に推進反力を支持させながらその推進力が筒体２の回転中心軸16を支持している管体１に伝達されて前後移動台車21を前進させながら筒体２と一体的に該管体１を推進させ、筒体２の前端に設けているカッタヘッド３により前方の地盤を掘進する。この際、掘削地盤が砂礫層である場合には、予め、作業員が出入口23及び出入口兼排出口25から筒体２内に入ってこの筒体２の前端開口部に設けている扉体８を筒体２外に撤去し、図４に示すように筒体２の前端を全面的に開口しておく。
【００２５】
前後移動台車21を前進させることによって前方の地盤を掘削しながら管体１を推進させていくと、カッタヘッド３によって掘削された土砂は、該カッタヘッド３に設けている土砂取込口10を通じて複数本の桟部材12によって囲まれているカッタヘッド３の後方部の円筒状空間部内に入る。この際、地盤中に礫が存在した場合には、該礫は土砂と共に取込口10を通過して上記円筒状空間部内に受け入れられる。こうして、カッタヘッド３の土砂取込口10を通過した土砂は、円筒状空間部内から隣接する桟部材12、12間の空隙部13を通じてふるい落とされ、管体１の前端部内周面上に排出されると共に、筒体２の回転に従って該筒体２の外周面に突設している螺旋羽根４により土砂搬出通路７内を後方に搬出され、管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出、処理される。
【００２６】
一方、桟部材12、12間の空隙部13の開口幅よりも大きい礫は、この空隙部13によってふるい落とされることなく桟部材12上から筒体２の前端開口部内に押し入って筒体２の回転に従い、内周面に突設している螺旋羽根14によって後方に搬送され、出入口兼礫排出口25から管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24を通じて発進立坑Ａ内に排出される。なお、筒体２の内周面に礫を後方に搬出するための上記螺旋羽根14を設けておくことなく礫を筒体２内に残置させておき、掘削を中断して出入口23と出入口兼礫排出口25を通じて作業員が筒体２内に入り、礫を排出してもよい。
【００２７】
次に、管体１の推進、埋設中に前方の地盤が砂礫層から粘土質層に変わった場合、或いは、発進立坑Ａ側から管体１を推進、埋設すべき地盤が粘土質層である場合には、出入口23と出入口兼礫排出口25を通じて扉片8a〜8nを筒体２内に搬入すると共に作業員が筒体２内に入って扉片8a〜8nを順次、筒体２の前端開口部内にまで送り込み、開口端部の内周面に設けている周溝９に、該周溝９の溝壁の一部を切除してなる挿脱口9aを通じて扉体8a〜8nを順次、嵌め込むことにより扉体８を組み立ててこの扉体８により筒体２の前端開口部を図１〜図３に示すように全面的に閉止させておく。なお、筒体２内に露出している扉片8a〜8nの後面間を取り外し可能な適宜な連結金具によって一体に接続しておいてもよい。
【００２８】
このように、筒体２の前端開口部を扉体８によって閉止したのち、上記同様に前後移動台車21上の回転駆動手段５によって筒体２を回転させることによりカッタヘッド３によって前方の地盤を掘削すると共に推進手段６である推進ジャッキ6a、6aを伸長させることによって管体１を推進させる。掘削された粘土質層の掘削物はカッタヘッド３の土砂取込口10を通じて桟部材12で囲まれた空間部内に入ったのち、隣接する桟部材12、12間の空隙部13を通じて管体１の前端部内周面上に送り出され、この内周面上と連通している土砂搬出通路７内に入って螺旋羽根４により後方に搬出され、土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出される。
【００２９】
筒体２を回転させてカッタヘッド３により前方の地盤を掘削しながら推進ジャッキ6a、6aを伸長させることによって管体１が一定長、推進すると、これらの推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを収縮させたのち、ピストンロッドと反力壁22との間に管体１の掘進長に相当した厚みの反力受け部材22a を介在させて再び筒体２を回転させると共に推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを伸長することにより上記管体１をさらに一定長、掘進させ、これを繰り返すことによって管体１を略全長に亘って地盤中に推進、埋設する。なお、地盤中に埋設すべき管体１による管路の長さが長い場合には、最初に埋設する上記管体１を先導管としてこの管体１に遮断壁15が設けられていない定尺の管体と該管体内に配設した外周面に螺旋羽根を有する筒体とを順次、継ぎ足しながら推進、埋設すればよい。そして、一連に連結した多数本の管体からなる所定長の管路を形成した後、筒体を引き抜いて撤去する。
【００３０】
上記実施の形態においては、カッタヘッド３の土砂取込口10を通じてカッタヘッド３の後方側に取り込まれた礫を含む土砂を、礫と土砂とに分別する構造として、管体１の前端部内において筒体２の前端外周面とカッタヘッド３のリング状枠3b間に複数本の桟部材12を周方向に小間隔毎に取り付け、隣接する桟部材12、12間の隙間を土砂のみを通過させる空隙部13に形成しているが、図７、８に示すように、カッタヘッド３を筒体２の前端開口部における前端面に直接一体に装着すると共に、筒体２の少なくとも前部側の周壁部に土砂のみを筒体２内から該筒体２の外周面と管体１の内周面間の空間部によって形成されている上記土砂搬出通路７に排出するための土砂通過孔13' を周方向及び長さ方向に小間隔毎に複数個設けた構造としておいてもよい。
【００３１】
この場合、カッタヘッド３の構造としては、上記実施の形態と同様に、前面に複数のカッタビット3cを突設している数本（図においては３本）のアーム部材3aを筒体２の前端開口部の中心から径方向に放射状に突設してこれらのアーム部材3aの外端を筒体２の開口端面に一体に固着し、隣接するアーム部材3a、3a間に礫と共に掘削土砂を取り込み可能な土砂取込口10を形成した構造としている。なお、アーム部材3aの長さ方向を管軸に対して直角な方向に向けてカッタヘッド３の前面を垂直な面に形成しておいてもよいが、図に示すように、各アーム部材3aをカッタヘッド３の開口端前方中心部から後方に向かって傾斜させてその後端を筒体２の開口端に固着することによりカッタヘッド３を前端を先鋭端に形成した側面円錐形状に形成しておくことが好ましい。
【００３２】
さらに、管体１と筒体２との間の上記土砂搬出通路７の前端開口部に、前面に複数のカッタビット3cを突設している複数本のアーム片3a' を周方向に所定間隔毎に配設してこれらのアーム片3a' の内端を筒体２の開口端面に一体に固着し、これらのアーム片3a' を筒体２の開口端から管体１の内周面に向かって突設している。
【００３３】
なお、筒体２の内外周面に螺旋羽根４、14を突設している点や筒体２の前端開口部の内周面に複数の扉片8a〜8nからなる扉体８を撤去可能に配設した周溝９や挿脱口9a、出入口や土砂排出口23、24、25、前後移動台車21上に設けている回転駆動手段５や推進手段６等は上記実施の形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３４】
このように構成したので、掘削地盤が砂礫層である場合には、扉体８を撤去して筒体２の前端開口部を解放しておく。この状態にして回転駆動手段５によりカップリング17を介して筒体２を回転させながら推進装置６である推進ジャッキ6a、6aのピストンロッドを伸長させて管体１を掘進させていくと、カッタヘッド３によって掘削された土砂は、該カッタヘッド３に設けている土砂取込口10を通じて筒体２の前端開口部内に入る。この際、地盤中に礫が存在した場合には、該礫は土砂と共に取込口10を通過して上記円筒状空間部内に入る。
【００３５】
こうして、筒体２の前端開口部内に受け入れられた土砂は、筒体２の回転に従って筒体２の内周面に突設している螺旋羽根14により後方に搬出されるが、その搬出途上における筒体２の前部周壁に設けられている土砂通過孔13' から管体１と筒体２間の土砂排出通路７内にふるい落とされ、筒体２の外周面に突設している螺旋羽根４によって土砂排出通路７内を後方に搬出されて管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出、処理される。
【００３６】
一方、土砂通過孔13' よりも大きい礫は、この土砂通過孔13' によってふるい落とされることなく筒体２の回転に従い、内周面に突設している螺旋羽根14によって後方に搬送され、出入口兼礫排出口25から管体１の後端下周部に設けている土砂排出口24を通じて発進立坑Ａ内に排出される。
【００３７】
次に、掘削地盤が粘土質層である場合には、上記実施の形態と同様に、管体１及び筒体２に設けている出入口23と出入口兼礫排出口25を通じて扉片8a〜8nを筒体２内に搬入すると共に作業員が筒体２内に入って扉片8a〜8nを順次、筒体２の前端開口部内にまで送り込み、開口端部の内周面に設けている周溝９に、該周溝９の溝壁の一部を切除してなる挿脱口9aを通じて扉体8a〜8nを順次、嵌め込むことにより扉体８を組み立ててこの扉体８により筒体２の前端開口部を全面的に閉止させておく。
【００３８】
このように、筒体２の前端開口部を扉体８によって閉止したのち、上記同様に前後移動台車21上の回転駆動手段５によって筒体２を回転させることによりカッタヘッド３によって前方の地盤を掘削すると共に推進手段６である推進ジャッキ6a、6aを伸長させることによって管体１を推進させる。掘削された粘土質層の掘削物は扉体８によって筒体２内に入るのを阻止され、筒体２の開口端から管体１の内周面に向かって突設しているカッタヘッド３のアーム片3a' 、3a' 間の隙間を通じて土砂搬出通路７内に入り、筒体２の回転に従って土砂搬出通路７内を螺旋羽根４により後方に搬出され、土砂排出口24から発進立坑Ａ内に排出されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】前方地盤を掘削しながら管体を地中に埋設している状態の簡略縦断側面図。
【図２】その正面図。
【図３】管体前半部分の縦断側面図。
【図４】扉体を撤去した状態の簡略縦断側面図。
【図５】本発明の変形例を示すカッタヘッド部分の簡略縦断側面図。
【図６】前後移動台車部分の一部を横断した簡略平面図。
【図７】本発明の別な実施形態を示す簡略縦断側面図。
【図８】その正面図。
【符号の説明】
【００４０】
１ 管体
２ 筒体
３ カッタヘッド
４ 螺旋羽根
５ 回転駆動手段
６ 推進手段
７ 土砂搬出通路
８ 扉体
９ 周溝
10 土砂取込口
12 桟部材
13 土砂通過用空隙部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設すべき管体と、この管体内に回転自在に配設されていると共に前端にカッタヘッドを装着し且つ外周面に螺旋羽根を一体に設けている筒体と、この筒体の回転駆動手段と、上記管体の推進手段とからなる管体の埋設施工装置であって、上記筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成していると共にこの筒体の前端開口部に内部から人手によって開閉可能な扉体を設けていることを特徴とする管体の埋設施工装置。
【請求項２】
カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に配設していると共に各アーム部材の外端をリング状の枠に一体に固着してなり、このカッタヘッドを筒体の前方における管体の開口端側に配設して該カッタヘッドのリング状の枠と筒体の前端開口部間を周方向に所定間隔毎に複数本の桟部材によって一体に連結してあり、さらに、隣接する桟部材間を土砂通過用空隙部に形成してこの土砂通過用空隙部を筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に連通させていることを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設施工装置。
【請求項３】
カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に突設してなり、これらのアーム部材を筒体の開口端面に固着して隣接するアーム部材間の空間部によって形成している土砂取込口を筒体の開口端に連通させていると共に、筒体の少なくとも前部側の周壁部に掘削土砂を筒体内から該筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に排出するための土砂通過孔を設けていることを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設施工装置。
【請求項１】
地中に埋設すべき管体と、この管体内に回転自在に配設されていると共に前端にカッタヘッドを装着し且つ外周面に螺旋羽根を一体に設けている筒体と、この筒体の回転駆動手段と、上記管体の推進手段とからなる管体の埋設施工装置であって、上記筒体内を作業員が出入り可能な空間部に形成していると共にこの筒体の前端開口部に内部から人手によって開閉可能な扉体を設けていることを特徴とする管体の埋設施工装置。
【請求項２】
カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に配設していると共に各アーム部材の外端をリング状の枠に一体に固着してなり、このカッタヘッドを筒体の前方における管体の開口端側に配設して該カッタヘッドのリング状の枠と筒体の前端開口部間を周方向に所定間隔毎に複数本の桟部材によって一体に連結してあり、さらに、隣接する桟部材間を土砂通過用空隙部に形成してこの土砂通過用空隙部を筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に連通させていることを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設施工装置。
【請求項３】
カッタヘッドは、前面に複数個のカッタビットを突設している数本のアーム部材を筒体の中心線上から外径方向に向かって放射状に突設してなり、これらのアーム部材を筒体の開口端面に固着して隣接するアーム部材間の空間部によって形成している土砂取込口を筒体の開口端に連通させていると共に、筒体の少なくとも前部側の周壁部に掘削土砂を筒体内から該筒体の外周面と管体の内周面間の空間部によって形成されている土砂搬出通路に排出するための土砂通過孔を設けていることを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設施工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２４９７６１（Ｐ２００６−２４９７６１Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６７１０９（Ｐ２００５−６７１０９）
【出願日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
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