JPS5826193A - 管体推進埋設用掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、道路下等の地盤中に管体を圧入式で押し込ん
１敷設する場合に利用される管体推進装置に関し、特に
先導管の推進に伴い先導管内に押し込まれる土を高圧細
噴流水によって切削し、これによって生じる掘削土の搬
出処理を圧縮空気を利用して行なうとともに、先導管の
推進方向修正全可能にした管体推進装置に関するもので
ある。

道路下等の地盤中に管路を敷設する工法には。

圧入式推進工法なるものがある。これは先端に刃口含有
する推進管を推進ジヤツキを用いて立坑より横方向に向
は地盤中に圧入し敷設するものであるが、推進管の地盤
中への圧入に伴い刃口から推進管内に押し込まれる掘削
土の地上への搬出処理機構が面倒ｆ管路敷設作業に時間
がかかる欠点があり、さらに推進管の推進方向の修正も
困難１あるという欠点があった。

本発明は新規な方式の管体推進装置を提供することによ
り、従来の欠点を克服し、先導管の推進に伴い先導管内
に押し込まれる掘削土の搬出処理を高能率にかつ容易に
行なわせるとともに、先導管の推進方向の修正を容易に
ｆきることを目的とする。

このために本発明の管体推進装置においては。

押管による先導管の推進に伴いその先端刃口から先導管
内に押し込まれてくる掘削土を旋回運動するノズルから
の高圧細噴流水により破砕し、この破砕された土を圧縮
空気により排土管を通して搬出するとともに、前記ノズ
ルを進退可能にし、このノズルの前進端位置１ノズルか
らの噴流水により先導管の推進修正方向に対する方位の
先導管刃口前部の地盤を破砕して推進修正方位の先導管
に対する地盤貫入抵抗を減少させるようにしたものであ
る。

以下１本発明の具体的実施例を第１図および第２図に基
いて説明する。

第１図および第２図において、１は所望径の鋼管からな
る先導管フ、その先端開口縁には地盤２中への先導管ｌ
の貫入を容易にする刃口３が形成され、他端にはフレキ
シブルジヨイント機構４ｔ−介して鋼製の押管５が連結
されており、この押管５を図示しない推進ジヤツキ装置
〒押圧することにより先導管１を地盤２中に推進させる
ようになっている。このようにした先導管１内の刃口３
側には案内筒６が先導管１の長さ方向に沿って気密にか
つ一体に固着され、この案内筒６内には、少なくとも前
面をカバー板７により密閉した筒状の筐体８が案内筒６
の軸線方向に通抜可能にかつ気密に嵌合されているとと
もに、空気圧シリンダ９により前後進可能になっており
、そしてこの筐体８により先導管１内を前後部に分離し
て、筐体８より前部側の先導管１内を圧力室１０とし、
この圧力室１０内には先導管１を地盤に推進させること
により生じる掘削±２αが押し込まれるようになってい
る。また、前記筐体８のカバー板７には。

先導管１の軸線上に位置して高圧水管１１を回転可能に
かつ気密に貫通支持し、この高圧水管１１の圧力室１０
側突出先端には、高圧の細い噴流水を噴射するノズル１
２が取９付けられている。該ノズル１２は先導管１の推
進に伴い先導管１内に押し込まれる掘削±２ａおよび刃
口前部の地盤２の破砕に供されるもの１．その噴流水１
２ａの方向は高圧水管１１の軸線に対し角度θｆ斜め前
方に噴射されるようになっている。前記高圧水管１１の
筐体内突出端にはスイベル管継手１３を介して高圧送水
管１埼が接続され、この高圧送水管１４は押管５全通し
て地上環に延長されそして地上環に設置した高圧給水ポ
ンプ（図示せず）に接続することで地盤及び掘削土の破
砕に必要な圧力と水をノズル１２に供給フきるようにな
っている。また。

高圧水管１１の筐体内突出部には歯車１５が取り付けら
れており、この歯車１５は筐体８内に設置したモータ１
６の回転軸１６Ｚに取り付けた歯車１７に噛合され、モ
ータ１６を回転駆動することｔ高圧水管１１を所定の回
転数１回転させると同時に。

ノズル１２を旋回運動させるようになっており。

さらにモータ１６は外部からの操作によって一定の回転
角度マ正逆回転制御されるようになっている。これは先
導管１の推進方向修正時に、その修正方位の刃口前部の
地盤２を所定範囲に亘って破砕するためフある。

また、前記先導管１内には圧縮空気供給管１８が配置さ
れ、その一端１８ａは圧力室１０内の上部刃口３側に開
口されているとともに、他端に連結したホース１９は押
管５全通して地上環に引き出され、地上環に設置したコ
ンプレッサ等の圧縮空気供給装置（図示せず）に連結す
ることで圧縮空気全圧力室１０内に供給するようにしで
ある。さらに前記先導管１および押管５内の下部側には
その長さ方向に沿って排土管２０が配置され、この排土
管２０はノズル１２からの噴流水１２ａ″？％破砕され
た掘削土を圧力室１０内に加えられる圧縮空気により輸
送搬出するためのもので、その一端は圧力室１０内に開
口され、他端は地上環の掘削土排出位置に開口されてい
る。また、前記筐体８内にはノズル１２の方向検知器？
１が設けられており、この方向検知器２１は１例えば高
圧水管１１にノズル１２の向きに一致させて取り付けた
磁石片２１ａと、高圧水管１１の囲りにリング状に配列
され磁石片２１αによりオン動作されるリードスイッチ
２１４とから構成されている。

次に、上記のような構成された本発明に係る装置の動作
について説明する。

まず、先導管１がその刃口３側から地盤２中に水平に圧
入された状態において、押管５に推進ジヤツキによる押
圧力が作用すると、先導管１は地盤２中を第１図の矢印
Ｘ方向に圧入推進される。

また、地上等に設置した高圧給水ポンプおよび圧を通し
て高圧水管１１に圧送され、ノズル１２より高圧の細い
噴流水１２αとなって圧力室１ｏ内に噴射されるととも
に、モータ１６の駆動によりノズル１２を高圧水管１１
を中心に旋回回転させる。

そして、圧縮空気供給装置からの圧縮空気はポース１９
および供給管１８全通して圧カ、室ｌｏ内に圧送される
。

かかる状態フ、先導管１が地盤中を推進されるに伴い先
導管１の圧力室１ｏ内に掘削土２ａが押し込まれると、
先導管１の内径に応じた柱状の掘削±２αは、旋回運動
するノズル１２からの高圧線噴流水１２αによって進入
先端から第１図に示す円錐形状に順次切削破砕される。

このとき１例えばノズル１２の回転数ｉ６０ＲＰＭ、先
導管１の推進速度を６０Ｃ″！／ｍｉｎとした場合、高
圧線噴流水１２ａにより切削される掘削±２ａのピッチ
幅け１ｃｍとなり、先導管１の圧力室１ｏ内に進入して
くる掘削土２ａを十分に破砕し得る。また、ノズル１２
から噴射される噴流水１２ｔＺの圧力を１００〜２００
Ｋｇ々ミ噴流水径（ノズル開口径）を１〜１．５ｍｍと
した場合、該噴流水１２αによる一般の地盤土質に対す
る切削有効射程距離は２０Ｃｍ以上である。そして。

ノズルからの噴流水１２αによる破砕排土の含水比は、
推進される天然地盤の含水比に対し数１０％増加するの
みマあり、したがって破砕された排土が圧力室１０内に
噴射される水によって泥状に変質されることがない。こ
のことは後述する破砕土の搬出および地上に搬出された
後の処理を容易にする。さらにまた、先導管１の推進に
伴う掘削±２ａの噴流水１２αによる破砕時は、ノズル
１２を含め筐体８はシリンダ９によって後退端に位置さ
れ。

これによりノズル１２からの噴流水１２αが先導管１の
刃口３より５ＣＷＬ程度内側に入った管内壁に射突され
るようにノズル１２の位置と取付角度θを設定している
が、これは噴流水１２ｆＺが先導管刃口３の前部の地盤
２を破砕するのを防止するためフある。また、軟弱地盤
ｆは噴流水１２αの管内壁に対する噴射到達点を第１図
の場合よりさらに内側にすることが望ましい。

一方、ホース１９および供給管１８を通して圧力室１０
に吹き込まれる圧縮空気は排土管２０全通して先導管１
外に排出されるが、これと同時に破砕された土は排土管
２０内に押し込まれ、そして排土管２０内を流れる圧縮
空気により破砕土を排土管２０の出口方向に連結して空
気輸送し搬出する。このとき、土質によっては、その粘
性のために破砕土が排土管２００Å口部、排土管内部に
付着して排土管２０を閉塞する状態にするが、かかる状
態では圧力室１０内の空気圧力が上昇するため、この圧
力によって排土管２０に詰った土は突出的゛輸送状況を
呈すことになり、その結果、排土管２０内の土は詰るこ
となく排土管２０の出口側に確実に押し出されることに
なる。したがって。

先導管１の推進に伴い噴流水１２ｔＬにより順次破砕さ
れる土は圧縮空気によって順調にかつ連続して搬出でき
ることになる。

次に、先導管１の推進方向を修正する場合の動作を第２
図について説明する。

第２図は先導管１が下に向って地盤２中を推進されつつ
あるものを上方向に向きを修正する場合のものであって
、この場合は、まず、先導管１の推進を停止させ、ノズ
ル方向検知器２１に動作状態に保持し、こ、の方向検知
器２１によりノズル１２の向きを検知しなからモータ１
６をステップ駆動などして高圧水管１１を回転させ、ノ
ズル１２の向きを先導管ｌの修正方向１例えば第１２図
に示すように斜め上方を向くよう位置決めする。この状
態フ筐体８全体をシリンダ９により第２図の如く前進端
ま１移動させてノズル１２の噴流水１２αが先導管刃口
３の前方に位置する地盤部分に向は噴射されるようにセ
ットする。そして、高圧給水ポンプから送水管１４．ス
イベル管継手１３を通して高圧水管１１に水を送り込み
、ノズル１２から噴流水１２αを刃口前部の地盤２に噴
射すると同時に、ノズル４向検知器２１からの信号によ
りモータ１６を制御してノズル１２’に４５°程度の範
囲を正逆方向に首振り運動させつつ、先導管１を若干前
進させる。これに伴い貫入刃口３の前部に位置する先導
管１上部の地盤がノズル１２から噴流水１２Ｑにより第
２図に示す如く先導管径より大きい弧状に破砕すること
になる。即ち１貫入刃口３の前部に先導りの推進方位に
対向して空所２２が形成されることになる。このとき、
ホース１９゜供給管１８を通して圧力室１０内に圧縮空
気を吹き込み、噴流水１２αにより破砕された土を排土
管２０を通して空気圧送し搬出する。

このようにして先導管推進方位の地盤２が所定の状態に
破砕された々らば、ノズル方向検知器２１によるモータ
１６の制御を停止し、シリンダ９によりノズル１２を含
めた筐体８全体ＦｉＥ２図に示す後退端ま１移動させ、
ノズル１２からの噴流水１２αが刃口後部の管内壁に射
突される゛ようにセットする。かかる状態１再びモータ
１６を通常に回転駆動してノズル１２を旋回運動させな
がら先導管１を押管５により推進すると、先導管１は空
所２２による貫入抵抗差によって第２図に示すように地
盤２に対し上方に向きを変ることになる。

なお、上記操作方式による先導管１の推進方向の修正は
、第２図に示す場合に限らず、３６０°いずれの方向に
も方向修正し得ることは勿論である。

また、ノズル１２の旋回手段およびノズル１２の進退機
構は実施例の構造のものに限定されない。

以上のように本発明によれば、先導管の推進に伴いその
刃口から先導管の圧力室内に押し込まれる掘削土を旋回
運動するノズルからの高圧細噴流水により破砕するとと
もに、こめ破砕土を圧力室内に供給される圧縮空気によ
り排土管を通して搬出マきるようにしたものｆあるから
、先導管の推進により生じる掘削土の搬出を人手を用い
ることなく自動的にかつ高能率に行なうことができ、し
かも先導管の圧力室内に押し込まれる掘削土を高圧細噴
流水により破砕するため、先導管に対しこれに押し込ま
れる掘削土の摩擦抵抗がなくなシ。

その分だけ先導舎に対する推進押圧力を小さくできると
ともに、排土能率の向上に伴い先導管の推進速度も早く
できる効果がある。

また、ノズルは進退可能にし、このノズルの前進端位［
ｒノズルから噴射される噴流水により先導管の刃口前部
に位置する地盤を破砕ｆきるようしであるため、先導管
の推進方向の修正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる管体推進装置の一例を示すもの１
．第１図は通常の管体推進状態を示す断面図、第２図は
先導管推進方向の修正状態を示す断面図１ある。 １・・・先導管、２・・・地盤、３・・・刃口、５・・
・押管。 ６・・・案内管、７・・・カバー板、８・・・筐体、９
・・・シリンダ、１０・・・圧力室、１１・・・高圧水
管、１２・・・ノズル、１３・・・スイベル管継手、１
４・・・送水管。 １５、１７・・・歯車、１６・・・モータ、１８・・・
圧縮空気供給９．１９・・・ホース、２０・・・排土管
、２１・・・ノズル方向検知器。 特許出願人　　新技術開発株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端に刃口を有する先導管と、この先導管の後部
   に連結され先導管を地盤中に圧入推進させる押管と、前
   記先導管内の前部に形成され先導管の推進に伴い掘削土
   が押し込まれる圧力室と、この圧力室内の軸線上に旋回
   運動可能にかつ進退可能に設けられ、後退端１圧力室内
   に押し込まれる掘削土を破砕するとともに前進端で先導
   管刃口前部の地盤を破砕する高圧細噴流水を噴射するノ
   ズルと、前記圧力室内に破砕土搬出のための圧縮空気を
   供給する供給管と、前記圧力室に連通され破砕された土
   を空気輸送するための排土管と、前記ノズルの噴射向き
   を検知するノズル方向検知器とからなる管体推進装置。
2. （２）　　ノズルからの噴流水が胴め前方に向は噴射さ
   れるようになっていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の管体推進装置。
3. （３）　　ノズルが、シリンダにより進退操作されるよ
   うになっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の管体推進装置。
4. （４）　　ノズルが、モータにより旋回運動されるよう
   になっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の管体推進装置。