JP2001065287A - 曲線推進工法及び推進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】曲線用のジャッキを埋設管体に取り付けずに曲
線的に推進埋設できるようにし、工期の短縮と工費の低
減を図る。 【解決手段】掘進機に中間部が曲線造成ジャッキで屈曲
可能な屈曲ユニット１を計画曲線区間の長さに対応する
個数連結し、屈曲ユニット１に管体を後続させて地中に
推進し、曲線区間において掘進機と曲線造成ジャッキ２
１を操作して管体を曲線的に推進し、埋設管体にジャッ
キを設けることなく曲線的に埋設する。また、曲線造成
ジャッキ２１のストローク長、屈曲ユニット１の曲線区
間における内周と外周の長さ、及び掘進機の位置を検知
し、管体が計画曲線上に推進埋設されるように曲線造成
ジャッキ２１を制御し、計画の曲線経路に埋設するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管体を曲線状に自
動的に推進する推進工法と工法に使用する推進装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】管体を曲線状に自動的に推進する推進工
法として、特許第２５８２７２０号、特許第２６３０５
５７号、特許第２７８９０７７号などがある。

【０００３】これらの推進工法は、図３に示すように、
発進立坑５０の反力壁５１に反力をとって元押しジャッ
キ５２で管体５３を地中に推進し、曲線部において、管
体５３の間に設けた中押しジャッキ５４を操作して管体
５３の外周側に隙間（以下開口差）を形成して曲線状に
推進していた。

【０００４】開口差は、直線から曲線に移行する始曲
点、曲率半径が変更される変曲点、及び曲線から直線に
移行する終曲点の曲率変化点において、先行の管体と後
続の管体との間に管体の径と曲率半径に応じて設けてい
る。曲線状に推進する場合、人間が管体内にはいり計画
通りの曲線に推進されているかを測量するのであるが、
測量機器の設置に時間が掛り過ぎるという問題がある。

【０００５】特に小口径管の推進埋設の場合、人間が管
体内に入って測量することができないため、測量をせず
に推進方向の修正制御を行う必要があり、そのため、管
体間に配置した中押しジャッキのストローク長、先頭管
体の移動距離と位置から管体の方位を演算し、演算値と
測定値の差をゼロにするように、元押しジャッキ及び中
押しジャッキを制御して管体が計画曲線通りに推進され
るようにしている。

【０００６】図４は、内周側の曲率半径がＲの曲線区間
に管体を配設した場合を示している。ここで、直径を
Ｄ、長さＬの管体を曲線区間に配列するには、管体の外
周側に幾何学的に下記の開口差を設ければよい。直線か
ら曲線に移行する始曲点（ＢＣ）及び曲線から直線に移
行する終曲点（ＥＣ）における開口差Ｂ₁は次のように
なる。 Ｂ₁＝Ｄ（２−２ｃｏｓ（ａｒｃｓｉｎ（Ｌ／２Ｒ））
^1/2 曲線区間における開口差Ｂ₂はＢ₂＝ＤＬ／Ｒとなる。 Ｒ：管路の内周側の曲率半径 Ｄ：管体の直径 Ｌ：管体の長さ この開口差が、前記の式で求めた値に合致するように、
管体の位置及び方向を検知し、所定の位置において管体
の間に設けたジャッキを操作して開口差を設定してい
る。

【０００７】前記の推進工法は、埋設する管体自体を推
進して、曲線区間における管体の外周側の開口差を調整
して曲線とするものであり、埋設する管体へジャッキを
取り付け、また、埋設終了後に取り外さなければなら
ず、面倒であった。本発明は、曲線造成用ジャッキを管
体に取り付ける必要がない推進工法及び推進装置を提供
するものであり、測量することなく埋設管体を計画曲線
通りに自動的に推進埋設できるようにし、工期の短縮と
工費の低減を図るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】掘進機に中間部が曲線造
成ジャッキで屈曲可能な屈曲ユニットを計画曲線区間の
長さに対応する個数連結し、さらに屈曲ユニットに管体
を後続させて地中に推進し、曲線区間において掘進機と
曲線造成ジャッキを操作して管体を曲線的に推進し、管
体にジャッキを取り付けることなく曲線的に埋設できる
ようにした。また、曲線造成ジャッキのストローク長、
屈曲ユニットの曲線区間における内周と外周の長さ、及
び掘進機位置を検知し、管体が計画曲線上に推進埋設さ
れるように曲線造成ジャッキを制御し、計画の曲線経路
に埋設するようにした。

【０００９】

【実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて説明す
る。図１に示すように、本発明の推進工法の曲線造成装
置は、先頭の掘進機（図示しない）とそれに続く屈曲ユ
ニット１からなり、屈曲ユニット１には埋設すべき管体
が接続される。屈曲ユニット１は、曲線区間の長さに対
応する個数が連結される。掘進機は、推進工法に従来か
ら使用されているシールド掘進機などであり、曲線掘進
のためのオーバーカッターや抵抗装置を備えている。

【００１０】屈曲ユニット１は、図２に示すように、二
つの円筒部材２０、２０が屈曲可能に接続されており、
曲線造成ジャッキ２１を作動させて屈曲させる。曲線造
成ジャッキ２１は、円筒部材２０の端部の内周部に等間
隔に４個配置されており、２個をペアで制御して左右、
上下に屈曲ユニットを屈曲させて曲線的に推進する。円
筒部材２０の接続部は合成ゴムなどの弾力性があり変形
を吸収することができるシール材２２で覆ってあり、内
部に地下水等が浸入するのを防止している。屈曲ユニッ
ト１の両端部には接続フランジ２３が設けてあり、ボル
ト２４で屈曲ユニットを接続し、必要長さにする。

【００１１】曲線造成ジャッキ２１には、ピストンのス
トローク量を検知するセンサが設けてあり、曲線造成ジ
ャッキ２１のピストンの伸び、即ち、屈曲ユニット１の
円筒部材２０の中間接続部の屈曲度を検知することがで
きる。

【００１２】掘進機には、掘進機の位置を検出するため
のローリング角度計とピッチング角度計が配設されてい
る。ローリング角度計は、水平方向の方位を、ピッチン
グ角度計は、鉛直方向の角度を検知するもので、ジャイ
ロコンパス等を利用する。

【００１３】掘進機が計画曲線の通りに推進されている
かを確認するために、屈曲ユニットの外周と内周の距離
を測定する測距装置が装備されている。測距装置は、ワ
イヤが巻き戻し可能に収納されており、屈曲ユニットの
内周面に設けたガイド内に配設される。測距装置は掘進
機に設置され、ワイヤ先端を最後尾の屈曲ユニットに取
り付けることにより、屈曲ユニットを増結する毎に、
又、掘進機の推進とともに屈曲ユニットの内周と外周の
長さに応じてワイヤは繰り出され、繰り出し長さが測定
される。屈曲ユニットを増結する場合は、新たな増結屈
曲ユニットを立坑内にセットした後、前方の屈曲ユニッ
トからワイヤを取りはずし新たに増結屈曲ユニットに取
り付ける。

【００１４】掘進機と屈曲ユニット１を発進立坑から元
押しジャッキを使用して推進する。各検知装置から得ら
れたデータはコンピュータに入力される。予め、計画経
路の位置データは入力しておき、ローリング角、ピッチ
ング角及び推進距離から、先頭の掘進機の位置を求め、
計画経路からの誤差を求め、誤差をゼロにして計画経路
にのるように、掘進装置及び曲線造成ジャッキを制御す
る。計画経路と現在位置及び誤差はディスプレイに表示
されるようにする。誤差を解消するために作動している
ジャッキの圧力やストロークなどの動作状態をモニタ上
に表示してオペレータが制御し易くするとともに、誤操
作を防止する。掘進機の位置データはメモリに記憶さ
せ、推進経路を必要に応じてモニタに表示し、推進経路
の確認をおこなう。

【００１５】屈曲ユニット１を曲線区間の長さに対応す
るところまで連結して推進したら、埋設すべき管体を屈
曲ユニットに連結して推進する。この間も屈曲ユニット
１は所定の開口差が得られるように曲線造成ジャッキを
制御する。到達立坑に達した掘進機を屈曲ユニット１と
の連結を解除して取り出す。後続の屈曲ユニット１も管
体を推進する毎に到達立坑より撤去する。

【００１６】この一連の操作を続けることにより、屈曲
ユニット１に連結されて推進された管体は、曲線状に埋
設されるのである。

【００１７】

【発明の効果】屈曲可能な屈曲ユニットを計画曲線区間
の長さに対応する個数連結し、屈曲ユニットに管体を後
続させて地中に推進埋設することで、曲線造成用ジャッ
キを埋設管体に取り付ける必要がなくなり、また、屈曲
ユニットの曲線区間における開口差を検知・制御するこ
とによって、工期の短縮と工費の低減及び施工精度の向
上を達成した。また、曲線造成ジャッキのストローク
長、屈曲ユニットの曲線区間における内周と外周の長
さ、及び掘進機位置を検知して推進を制御したので、管
体内に入って位置を測量する必要がなく、管体の自動推
進埋設が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】屈曲ユニットの断面図。

【図２】曲線造成ジャッキの配列図。

【図３】曲線区間における推進管体平面図。

【図４】開口差の説明図。

【符号の説明】

１…屈曲ユニット ２０…円筒部材 ２１…曲線造成ジャッキ ２２…シール材 ２３…フランジ ５０…発進立坑

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘進機に中間部が曲線造成ジャッキで屈曲
   可能な屈曲ユニットを計画曲線区間の長さに対応する個
   数連結し、屈曲ユニットに管体を後続させて地中に推進
   し、曲線区間において掘進機と曲線造成ジャッキを操作
   して管体を曲線的に推進する曲線推進工法。
2. 【請求項２】請求項１において、曲線造成ジャッキのス
   トローク長、屈曲ユニットの曲線区間における内周と外
   周の長さ、及び掘進機位置を検知し、管体が計画曲線上
   に推進埋設されるように曲線造成ジャッキを制御する曲
   線推進工法。
3. 【請求項３】掘進機、掘進機に連結された中間部が曲線
   造成ジャッキで連結された屈曲可能な屈曲ユニット、曲
   線造成ジャッキのストローク測定器、屈曲ユニットの内
   周と外周の長さの測定器、先導掘進機の角度検出センサ
   と制御装置からなる曲線推進装置。