CN102770622B - 顶管用缓冲材料及顶管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种顶管用缓冲材料及顶管。能够获得一种既定位容易、也能够达到较高的应力分散效果的顶管用缓冲材料。该顶管用缓冲材料（20）（缓冲材料片（20a））是至少具有隔开规定距离（S）且实质上平行配置的第1侧面（21）和第2侧面（22）及位于两侧面的外周缘侧的外周面（25）的板构件，并且整体形成为环状，其中，当将从环的中心（L）到第1侧面（21）的外周缘（23）之间的半径（曲率半径）设为A、将从环的中心到上述第2侧面（22）的外周缘（24）之间的半径（曲率半径）设为B、将从环的中心到上述外周面（25）的轴向的任意位置之间的半径（曲率半径）设为C时，满足A≥B且A＞C的条件。

Description

顶管用缓冲材料及顶管

技术领域

本发明涉及一种在顶管工法中用于顶管（顶进管）的接头的顶管用缓冲材料及具有该缓冲材料的顶管。

背景技术

作为公共下水道工程等在地下埋设管的工程的施工方法，广泛采用有顶管工法。顶管工法是不开凿埋设管的整体范围，而是例如通过依次向地下推出混凝土制的管来将管埋设在地下的施工方法。以下，在本说明书中，将上述埋设在地下的管称作“顶管”。

在上述顶管工法中使用的顶管中，作为材质，多使用混凝土制、树脂混凝土制、陶制、铁制的顶管。因此，当推出顶管时，若顶管彼此相接触，则该接触的部分易于产生破损。为了防止顶管破损、并且传递用于推进顶管的推进力，在顶管的端部安装有发挥作为推力传递材料的功能的顶管用缓冲材料。

作为顶管用缓冲材料，利用有发泡聚苯乙烯制、胶合板制、木屑板制的顶管用缓冲材料，但是这些之中，多使用具有能够通过改变发泡倍率来实现任意的压溃特性这样的特殊特征的发泡聚苯乙烯制的缓冲材料。专利文献1中记载有这种推力传递材料的一个优选例子，该推力传递材料是发泡聚苯乙烯制且具有0.3～0.8的比重的低倍率发泡成形品，是整体形成为环状的板构件。

另一方面，作为弹性材料的缓冲材料因推进时作用于其上的压力而产生径向的鼓出变形。因此，存在有若未适当地调节径向的宽度及安装位置则比顶管向径向外侧露出这样的问题。顶管外周部处的缓冲材料的露出有可能使设置在顶管外周上的套圈（collar）变形，因此一直以来使缓冲材料的径向的宽度小于顶管的管壁厚度，以推进时不会从管剖面露出的方式进行定位，设置了缓冲材料。

在顶管的外径超过1m那样的较大的顶管的情况下，一般是将环状的缓冲材料分割成形为多个，在使用其时一般一边利用粘合剂等定位在管剖面上一边进行粘合，但是定位需要非常熟练，而且为了防止偏移而需要必须进行按压直至粘合剂干燥等的劳力，存在有作业效率较差这样的问题。专利文献2中记载有解决了该问题的混凝土顶管用缓冲材料。

在此，如图7所示，在形成多个环的发泡聚苯乙烯制缓冲材料1中，在外周部设有突起2。该混凝土顶管用缓冲材料1通过使外周部的突起2与设置在顶管外周部上的套圈相接触而能够容易地进行定位，而且，由于仅突起2的顶端与套圈相接触，因此能够将推进时产生的、按照缓冲材料的泊松比的压溃引起的鼓出的影响仅限制在作为该突起2的顶端的较窄的区域中，由此，也防止了套圈变形。

专利文献1：日本特公昭61-8320号公报

专利文献2：日本特开平8-82192号公报

如上所述，图7所示的形状的混凝土顶管用缓冲材料能够有效地阻止在推进时安装在推进管上的套圈变形。但是，由于在外周部上形成突起，所以在与套圈之间形成没有缓冲材料的区域，对于与顶管的端面面接触的区域而言，与没有突起的缓冲材料相比，该形成有突起的缓冲材料要有相应于没有缓冲材料的区域的程度的变窄。因此，应力的分散受到抑制，与缓冲材料和整个端面面接触的情况相比，经由缓冲材料作用在顶管的端面上的应力集中。其结果，与和顶管的整个端面面接触并发挥较高的应力分散性的缓冲材料相比，缓冲性能降低。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种既定位容易、也能够达到较高的应力分散效果的顶管用缓冲材料及将该顶管用缓冲材料固定在了安装了套圈侧的端面上的顶管。

本发明的顶管用缓冲材料是至少具有隔开规定距离且实质上平行配置的第1侧面和第2侧面及位于两侧面的外周缘侧的外周面的板构件，并且整体形成为环状，其特征在于，当将从环的中心到上述第1侧面的外周缘之间的半径设为A、将从环的中心到上述第2侧面的外周缘之间的半径设为B、将从环的中心到上述外周面的轴向的任意位置之间的半径设为C时，满足A≥B且A＞C。

根据优选的技术方案，本发明的顶管用缓冲材料的特征在于，该顶管用缓冲材料满足A＞B，上述外周面成为从第1侧面的外周缘朝向第2侧面的外周缘连续的倾斜面。

在上述顶管用缓冲材料中，外周面位于比第1侧面与第2侧面的外周缘的位置靠径向内侧。因而，即使第1侧面与第2侧面的外周缘两者或任意一者成为与安装在顶管的一端侧的圆筒状的套圈相接触的状态，外周面也不会与该套圈相接触，在套圈的内周面与顶管用缓冲材料的外周面之间形成有空间。

因而，在本发明的顶管用缓冲材料中，通过将第1侧面与第2侧面的外周缘两者或任意一者设为与安装在顶管的一端侧的圆筒状的套圈相接触的状态，从而相对于顶管的定位变容易，并且能够将缓冲材料向径向的鼓出吸收在上述空间中，也能够防止套圈因鼓出而变形。

而且，本发明的顶管用缓冲材料整体呈环状，没有突起等。因此，通过预先设为利用上述第1侧面覆盖安装套圈侧的顶管的整个端面，从而能够使在施工时经由缓冲材料作用在顶管的端面上的应力分散遍及顶管的整个端面。由此，顶管用缓冲材料的缓冲效果提高，并且能够有效地避免顶管因应力集中而产生破损。

本发明的顶管用缓冲材料在所应用的顶管是外径较小的顶管的情况下，能够整体作为一体成形品来获得。但是，在用于顶管的外径超过1m那样的较大的顶管的情况下，优选的是，顶管用缓冲材料由在周向上分割出的实质上相同形状的两个以上的缓冲材料片构成。即使在该情况下，各个缓冲材料片也设计得满足上述A≥B且A＞C的条件。

在利用上述多个缓冲材料片构成本发明的顶管用缓冲材料的情况下，能够将各个缓冲材料片的左右的侧端面设为倾斜的端面。在该技术方案中，当由多个缓冲材料片构成的环状的顶管用缓冲材料在推进时被压缩时，能够将缓冲材料片向周向的鼓出吸收在形成于相邻的缓冲材料片的倾斜的侧端面之间的V字状的空间内，能够抑制通过缓冲材料片因鼓出而彼此推挤产生的褶皱、剥离。

本发明进一步也公开了一种顶管，其特征在于，在顶管的一端侧安装有圆筒状的套圈，上述第1侧面与安装该套圈侧的端面相接触并固定有上述任意的顶管用缓冲材料。

在该顶管中，由于能够有效地使经由顶管用缓冲材料作用在端面上的应力分散，因此能够避免在施工时端面侧因集中应力而破损。另外，也能够避免在推进时套圈变形。

根据本发明，能够获得一种既定位容易、也能够期待较高的应力分散效果、进一步也能够防止安装在顶管上的套圈变形的顶管用缓冲材料。另外，能够获得一种能够避免端面因集中应力而破损的顶管。

附图说明

图1是使用了本发明的顶管用缓冲材料的顶管连接部的沿着长度方向的剖视图。

图2是说明本发明的顶管中的顶管用缓冲材料片的配置状况的图。

图3是表示本发明的顶管用缓冲材料中的缓冲材料片的一个例子的立体图（图3的（a））与沿着图3的（a）的b-b线的剖视图（图3的（b））。

图4是表示本发明的顶管用缓冲材料中的缓冲材料片的其他例子的相当于图3的（b）的图。

图5是表示本发明的顶管用缓冲材料中的缓冲材料片的另一其他例子的立体图（图5的（a））与沿着图5的（a）的b-b线的剖视图（图5的（b））。

图6是表示呈环状连接了图5所示的缓冲材料片时的一部分的主视图。

图7是表示以往的顶管用缓冲材料的一个例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

在图1中，10例如是混凝土造的圆筒状的顶管，L是中心轴线。在推进前方侧的顶管10A的后端部（接收口侧）安装有由钢板等构成的圆筒形的套圈11，推进后方侧的顶管10B的稍微缩径了的前端部（插入口侧）进入上述套圈11内。在前方的顶管10A的后端面12上，以中心轴线成为上述中心轴线L的方式使用粘合剂等粘帖有形成为环状的顶管用缓冲材料20，在推进时，后方的顶管10B的前端部如上所述进入套圈11内，其前端面13与顶管用缓冲材料20相抵接。另外，顶管用缓冲材料20的材质只要与以往使用的顶管用缓冲材料相同即可，例如是发泡聚苯乙烯制且具有0.3～0.8的比重的低倍率发泡成形品。另外，在图1中，14是适当的密封材料，15是形成在顶管10A的后端面的内径侧的胶泥等填埋原料。

图2是沿着图1的a-a线的剖视图，在图示的例子中，顶管用缓冲材料20由沿周向分割出的实质上相同的扇形形状的多个（在图示的例子中为16个）缓冲材料片20a构成。以下，以缓冲材料片20a为例说明本发明的顶管用缓冲材料20。

如图3所示，扇形的缓冲材料片20a是具有隔开规定距离S且实质上平行配置的第1侧面21和第2侧面22、外周面25、左右的侧端面26、27及内周面28的、厚度S的板构件。

第1侧面21的外周缘23与第2侧面22的外周缘24均形成为弧，从弧的弧心、即如图2所示圆筒状的顶管10的中心轴线L到上述第1侧面21的外周缘23之间的距离（曲率半径）A比从该中心轴线L到上述第2侧面22的外周缘24之间的距离（曲率半径）B大。

另外，在图示的例子中，存在于上述外周缘23与外周缘24之间的上述外周面25成为从外周缘23朝向外周缘24侧连续倾斜的斜面。即，当将上述中心轴线L到上述外周面25的中心轴线L方向的任意位置之间的距离（曲率半径）设为C时，满足A＞C的关系。在图示的例子中，上述内周面28形成为圆筒面，但并不是必须的。

在缓冲材料片20a中，优选的是，从上述第1侧面21的上述外周缘23到上述内周面28之间的距离与顶管10A的后端面的径向的长度大致相同（另外，在图1所示的例子中，在顶管10A的后端面的内径侧形成有填埋原料15，从第1侧面21的上述外周缘23到上述内周面28之间的缩短了与该填埋原料15对应的部分，但这并不是必须的）。而且，从上述中心轴线L到第1侧面21的外周缘23之间的距离（曲率半径）A形成为与从顶管10A的后端面12的中心轴线L到上述套圈11之间的距离（曲率半径）D（参照图1）相等。

当开始进行顶管工法时，跨越顶管10A的后端面12的整周以该第1侧面21侧成为后端面12侧的方式使用粘合剂粘帖上述缓冲材料片20a。由于第1侧面21的外周缘23的曲率半径A和顶管10A的后端面12的与套圈11相接触的外周缘的曲率半径D相等，因此操作者一边将外周缘23定位为与套圈11相接触的状态，一边粘帖所有的缓冲材料片20a，从而如图2所示，能够容易地形成由16个缓冲材料片20a构成的环状的顶管用缓冲材料20。而且，所形成的顶管用缓冲材料20成为覆盖顶管10A的整个后端面12的状态。

将该顶管10A埋设在地下，向其后端部的套圈11内插入顶管10B，继续进行顶管工法。如图1所示，后方的顶管10B的前端面13与顶管用缓冲材料20（缓冲材料片20a）的第2侧面22相抵接，缓冲材料片20a被压缩并且传递推进力。缓冲材料片20a因压缩而沿径向鼓出，该鼓出表现为将上述缓冲材料片20a的倾斜的外周面25向外侧推出。但是，由于外周面25如上所述成为倾斜面，因此如图1所示，在外周面25与套圈11的内周面之间形成有空间p，上述鼓出即向外侧推出的部分被吸收到该空间p内，在套圈11上不会作用有较大的力。因此，套圈11不会变形。第1侧面21的外周缘23与套圈11的内周面相接触，该部分向外侧的鼓出作为力作用在套圈11上，但是接触面积只有些许，不会成为在套圈11上引起变形那样的力。

另外，推进力经由缓冲材料片20a的第1侧面21传递到前方的顶管10A，但是如上所述，缓冲材料片20a的第1侧面21能够与顶管10A的整个后端面12面接触，在施工时，能够使经由缓冲材料片20a作用在顶管10A的后端面12上的应力分散于顶管10A的整个后端面12。由此，顶管用缓冲材料20（缓冲材料片20a）的缓冲效果提高，并且也能够有效地避免顶管10A因应力集中而产生破损。

缓冲材料片20a的第2侧面22的面积与顶管10B的前端面13的面积之间的大小关系可以是任意的，但是两者的面积相等或第2侧面22的面积稍微大的方案是优选的方案。

图4用剖面表示缓冲材料片20a的其他方案，对与图3所示的缓冲材料片20a对应的部分标注相同的附图标记。在图4的（a）中，上述距离（曲率半径）A与距离（曲率半径）B相等。而且，存在于外周缘23与外周缘24之间的上述外周面25由两个向相反方向倾斜的倾斜面25a、25b构成，宽度方向的大致中央部达到最低，倾斜面25a、25b相连接。在图4的（b）所示的缓冲材料片20a中，上述外周面25在剖面形状下形成为朝向中心呈弧状弯曲的形状。

图5用剖面表示缓冲材料片20a的另一其他方案。图5的（a）是立体图，图5的（b）是沿着图5的（a）的b-b线的剖视图。图5所示的缓冲材料片20a在左右的侧端面26a、27a如图5所示成为使第2侧面22侧变窄那样的倾斜面，这一点上与图3所示的缓冲材料片20a不同。其他结构相同，对相同的构件标注相同的附图标记。

图6表示将多张图5所示的缓冲材料片20a如图2所示呈环状粘合在顶管10A的后端面12上时的状态。如图所示，各个缓冲材料片20a由于左右的侧端面26a、27a向第2侧面22比第1侧面21变窄的方向倾斜，因此在相邻的缓冲材料片20a的一个侧端面26a与另一个侧端面27a之间形成有V字状的空间p1。当环状的顶管用缓冲材料20在推进时被压缩时，缓冲材料片20a还向周向鼓出，但是由于上述V字状的空间p1能够吸收该向周向的鼓出，因此在该方案的缓冲材料片20a中，能够抑制通过缓冲材料片因鼓出而彼此推挤产生的褶皱、剥离。

附图标记说明

L顶管的中心轴线；10、10A、10B顶管；11套圈；12顶管的后端面；13顶管的前端面；20环状的顶管用缓冲材料；20a构成顶管用缓冲材料的缓冲材料片；21第1侧面；22第2侧面；23第1侧面的外周缘；24第2侧面的外周缘；25外周面；26、27左右的侧端面；28内周面；L顶管的中心轴线；A从圆筒状的顶管的中心轴线L到第1侧面外周缘之间的距离（曲率半径）；B从圆筒状的顶管的中心轴线L到第2侧面的外周缘之间的距离（曲率半径）；C从圆筒状的顶管的中心轴线L到外周面的中心轴线L方向的任意位置之间的距离；D从顶管的后端面的中心轴线L到套圈之间的距离（曲率半径）。

Claims (3)

1.一种顶管用缓冲材料，其是具有隔开规定距离且平行配置的第1侧面和第2侧面及位于两侧面的外周缘侧的外周面的板构件，并且整体形成为环状，

当将从环的中心到上述第1侧面的外周缘之间的半径设为A、将从环的中心到上述第2侧面的外周缘之间的半径设为B、将从环的中心到上述外周面的轴向的任意位置之间的半径设为C时，满足A≥B且A＞C，

上述顶管用缓冲材料由在周向上分割出的相同形状的多个缓冲材料片构成，

各个缓冲材料片满足上述A≥B且A＞C的条件，

该顶管用缓冲材料的特征在于，

各个缓冲材料片的两侧端面成为倾斜面，由此，在将各个缓冲材料片配置在推进管的端面而整体形成为环状时，在相邻的缓冲材料片之间形成有V字状的空间(p1)。

2.根据权利要求1所述的顶管用缓冲材料，其特征在于，

该顶管用缓冲材料满足A＞B，上述外周面成为从第1侧面的外周缘朝向第2侧面的外周缘连续的倾斜面。

3.一种顶管，其特征在于，

在顶管的一端侧安装有圆筒状的套圈，上述第1侧面与安装该套圈侧的端面相接触并固定有权利要求1或2所述的顶管用缓冲材料。