JP2001214690A - 地中推進装置及び地中推進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】推進抵抗が小さく推進精度が高い２工程式の地
中推進装置を提供する。 【解決手段】地中推進装置１は、推進機４と、予め推進
設置される誘導管２と、誘導管を内部に挿入して回転推
進されるスクリュ７と、スクリュを内部に挿入して推進
されるケーシング５と、ケーシングに連結された先導体
６と、スクリュの先端に連結されたオーガヘッド８と、
先導体の後方に配置された推進管３とを有する。オーガ
ヘッドで地盤を掘削しながら誘導管に沿って推進管を推
進する際、スクリュと誘導管の間隙に流体供給手段１９
が流体を供給する。流体は、オーガヘッド８の前面に開
口しているスクリュ７の前端から地山に注入される。前
記間隙への土砂流入が防止され、スクリュ７と誘導管２
の摩擦抵抗が上昇しにくい。掘削土砂は、流体とともに
ケーシング５内に流入するので、スクリュ７による排土
が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、埋設管を地中に推進
して設置する地中推進装置と地中推進方法に係り、例え
ば上水道、下水道、ガス、電気、通信ケーブルなどの地
中パイプラインを敷設する工事において用いられる非開
削工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発進位置（例えば発進立坑）から到達位
置（例えば到達立坑）に向けて埋設管を推進し、該埋設
管を地中に設置する地中推進方法が知られている。この
種の工法の一つとして、まず比較的小径の誘導管を推進
しておき、この誘導管を案内として埋設管を推進する二
工程式の地中推進装置及び工法を本出願人は提案してい
る。

【０００３】図６に、本出願人の提案になる地中推進装
置１００の断面図を示す。この装置を用いた工法におい
ては、まず、発進立坑から到達立坑に向けて誘導管２を
推進機４で推進する。推進管３は、誘導管２を内部に挿
入した状態で発進立坑から推進機４で地中に圧入され
る。

【０００４】推進管３の内部には、管状のケーシング５
が推進管３と同軸に設けられる。推進管３の先端の前方
には先導体６が配置される。ケーシング５の先端は先導
体６に結合されている。ケーシング５の内部には、中空
管状のスクリュ７が設けられる。このスクリュ７の内部
に前記誘導管２が挿入される。先導体６の前端部の内部
にはオーガヘッド８が設けられ、スクリュ７の先端がオ
ーガヘッド８の後端の中央に同軸に連結されている。ス
クリュ７の先端はオーガヘッド８の前端に開口してお
り、先導管２はここから挿入されている。

【０００５】推進機４により、ケーシング５と先導体６
が推進され、スクリュ７とオーガヘッド８が回転しなが
ら推進され、地山が掘削される。オーガヘッド８が掘削
した土砂は、先導体６からケーシング５の内部に入り、
スクリュ７の回転に伴ってケーシング５内を発進立坑内
に向けて搬送されていく。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した地中推進装置
及び方法によれば、誘導管２をスクリュ７内に挿入する
際に、誘導管２とスクリュ７の間隙に土砂が流入するた
め、推進管３の推進距離に比例して誘導管２とスクリュ
７の摩擦抵抗が増大していくという問題があった。

【０００７】推進管３を推進する際、スクリュ７とスク
リュ７に挿入した誘導管２との摩擦抵抗が、まだスクリ
ュ７に挿入されていない誘導管２と地山との摩擦抵抗を
上回ると、回転するスクリュ７が誘導管２を共に連れて
推進してしまい、誘導管２が到達立坑に押し出されてし
まう。これによって推進管３の到達精度が低下するとと
もに、誘導管２を回収する作業が必要になるなど、不経
済である。

【０００８】また、前記摩擦抵抗が加わることにより、
必要以上の推進力が必要になり、大規模な推進装置を設
置しなくてはならず不経済である。

【０００９】また、図６中には詳細は図示しないが、前
記地中推進装置では、スクリュ７による排土を促すなど
の目的で、先導体６内で回転するオーガヘッド８付近に
流体を注入するため、推進管３の内部に高圧ホースや鋼
管などを配し、これを地上のポンプに接続する必要があ
った。

【００１０】本発明は、推進距離に係わらず推進抵抗が
小さいため推進精度が高い２工程式の地中推進装置及び
地中推進方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された地
中推進装置（１）は、発進位置に設置された推進機
（４）と、前記推進機によって発進位置（発進立坑２
０）から到達位置（到達立坑３０）に向けて地中に推進
され、先端が到達位置に固定される誘導管（２）と、前
記誘導管を内部に挿入した状態で前記推進機によって回
転しながら推進される外周に螺旋構造を備えたスクリュ
（７）と、前記スクリュを内部に挿入した状態で前記推
進機によって推進されるケーシング（５）と、前記ケー
シングの先端に取り付けられて前後両端部に開口を備え
た先導体（６）と、前記スクリュの先端に設けられて前
記先導体の前端部の開口に位置し、前記推進機によって
回転しながら推進して地盤を掘削するオーガヘッド
（８）と、前記推進機によって推進され、その先端部が
前記先導体の後端部の開口に挿入された推進管（３）と
を有し、オーガヘッドによって地盤を掘削しながら誘導
管に沿って推進管を推進し、掘削された土砂を先導体か
らケーシング内に取りこんでスクリュの回転により発進
位置に搬送して排出する地中推進装置において、誘導管
に沿って推進する際にスクリュと誘導管の間隙に流体を
供給する流体供給手段（１９）を備えたことを特徴とし
ている。

【００１２】請求項２に記載された地中推進装置は、請
求項１記載の地中掘削装置（１）において、スクリュ
（７）の内部が前記オーガヘッド（８）の前面側に開口
しており、前記オーガヘッドで掘削されている地山に前
記流体が供給される構成とされたことを特徴としてい
る。

【００１３】請求項３に記載された地中掘削方法は、発
進位置（発進立坑２０）に設置された推進機（４）と、
前記推進機によって発進位置から到達位置（到達立坑３
０）に向けて地中に推進され、先端が到達位置に固定さ
れる誘導管（２）と、前記誘導管を内部に挿入した状態
で前記推進機によって回転しながら推進される外周に螺
旋構造を備えたスクリュ（７）と、前記スクリュを内部
に挿入した状態で前記推進機によって推進されるケーシ
ング（５）と、前記ケーシングの先端に取り付けられて
前後両端部に開口を備えた先導体（６）と、前記スクリ
ュの先端に設けられて前記先導体の前端部の開口に位置
し、前記推進機によって回転しながら推進して地盤を掘
削するオーガヘッド（８）と、前記推進機によって推進
され、その先端部が前記先導体の後端部の開口に挿入さ
れた推進管（３）とを有し、オーガヘッドによって地盤
を掘削しながら誘導管に沿って推進管を推進し、掘削さ
れた土砂を先導体からケーシング内に取りこんでスクリ
ュの回転により発進位置に搬送して排出する地中推進装
置を用いて行なう。その特徴は、誘導管に沿って推進す
る際にスクリュと誘導管の間隙に流体を供給して該流体
を掘削面に供給することにより、土砂の掘削及びスクリ
ュによる排土を促し、スクリュと誘導管の間に土砂が流
入することを防止することによりスクリュと誘導管の摩
擦を低減するところにある。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１〜図５を参照して実施の形態
の地中推進装置１と、この地中推進装置１を利用した地
中推進方法を説明する。まず図１を参照して、本例の地
中推進装置１の構造を説明する。この地中推進装置１
は、発進位置としての発進立坑から、到達位置としての
到達立坑に向け、誘導管２と呼ばれる案内用の管を推進
して固定する。そして、固定された誘導管２を案内とし
て推進管３を推進し、発進立坑と到達立坑の間の地中に
推進管３を埋設する。

【００１５】即ち、誘導管２は発進立坑から到達立坑に
向けて推進管推進される案内用の管である。誘導管２
は、発進立坑に設置される推進機４によって推進され
る。誘導管２は、到達立坑に到達した後に、その先端部
が到達立坑に固定され、その後端部は推進機４から切り
離される。

【００１６】この装置を用いた工法においては、まず、
発進立坑から到達立坑に向けて、比較的小径の誘導管２
を推進機で推進する。推進機４は推進力と回転力を装置
に与えることができる。最終的に地中に敷設される推進
管３は、この誘導管２よりも径が大きく、順次継ぎ足さ
れながら、この誘導管２を内部に挿入した状態で発進立
坑から推進機４で地中に圧入される。

【００１７】推進管３の内部には、ケーシング５とよば
れる順次継ぎ足しされる管が推進管３と同軸に設けられ
る。推進管３の先端の前方には、推進管３よりも外形が
やや大きい、先導体６とよばれる両端が開口した筒体が
配置される。推進管３の先端は、この先導体６の後端に
挿入される。前記ケーシング５の先端は、この先導体６
に結合されており、両者は一体になって推進される。

【００１８】前記ケーシング５の内部には、順次継ぎ足
しされるスクリュ７が挿入される。スクリュ７はケーシ
ング５よりも小径の中空管状で、外周面には螺旋状の羽
根７ａが設けられている。このスクリュ７の内部に前記
誘導管２が挿入される。

【００１９】前記先導体６の開口した前端部の内部、即
ち推進管３の前方には、地山を掘削するオーガヘッド８
が誘導管２に中央を貫通された状態で設けられている。
オーガヘッド８は先導体６の内部で回転可能である。

【００２０】そして、前記スクリュ７の先端が、このオ
ーガヘッド８の後端の中央に同軸に連結されており、両
者は一体になって推進機４により回転しながら推進され
る。スクリュ７の先端はオーガヘッド８の前端に開口し
ており、誘導管２はここから挿入されている。

【００２１】推進機４は発進立坑の底部に設置される。
推進機４は、直線的な推進機能と回転駆動機能を有して
いる。この推進機４により、連結されたケーシング５と
先導体６が推進され、これと同時に、連結されたスクリ
ュ７とオーガヘッド８が回転しながら推進されて地山を
掘削する。

【００２２】推進管３は、その先端を先導体６に覆わ
れ、先導体６に追従して推進されるので、地山の大きな
抵抗は受けにくい。オーガヘッド８が掘削した土砂は、
先導体６の内部に入り、さらにケーシング５の内部に入
り、スクリュ７の回転に伴ってケーシング５内を後方に
搬送されていく。この土砂は、発進立坑内に開口したケ
ーシング５の後端から排出されて処分される。

【００２３】図１に示すように、本装置１において、ス
クリュ７は推進機４の回転駆動機構に連結手段９を介し
て連結されているが、この連結手段９の内部は空洞であ
りスクリュ７の内部空間に連通している。そして、この
連結手段９の後方には回転機構と同軸に設けられたスイ
ベル装置１０を介して、流体供給手段１９に接続された
配管１１が接続されている。流体供給手段１９として
は、地上に設置したポンプなどが使える。

【００２４】流体供給手段から供給された流体（例えば
水）は、スイベル装置１０、連結手段９を経てスクリュ
７の内部に所定の圧力で供給される。水は、スクリュ７
内に挿入されている誘導管２の外周面と、スクリュ７の
内周面との間を通過して前方に運ばれ、オーガヘッド８
の前面に開口しているスクリュ７の前端から地山に供給
される。

【００２５】次に、図２〜図５を参照して本例の地中推
進装置１を利用した地中推進方法を説明する。図２に示
すように、発進立坑２０の内部に推進機４を設置する。
誘導管２を推進機４によって推進する。誘導管２は必要
に応じて継ぎ足す。誘導管２の先端には斜切り管状の先
導ヘッド１２を設け、推進方向に対して傾斜した前面の
向きを適宜に設定することによって推進方向を適宜修正
しながら推進する。

【００２６】図３に示すように、誘導管２が到達立坑３
０に到達したら、到達立坑３０で先導ヘッド１２を先端
の誘導管２から外して回収する。先端の誘導管２の先端
部を、到達立坑３０の側壁に固定金具１３で固定する。
後端の誘導管２を推進機４から外す。

【００２７】図３に示すように、発進立坑２０におい
て、オーガヘッド８と先導体６を推進機４に取り付けて
推進する。なお、オーガヘッド８の後面側には短いスク
リュ７がはじめから固定状態で取り付けられており、前
記スクリュ７は、このオーガヘッド８の短いスクリュ７
の後端に継ぎ足されていく。先導体６は、誘導管２に中
心部を同軸に貫通されており、誘導管２に沿って摺動可
能な状態にある。

【００２８】スクリュ７をケーシング５内に所定の状態
で挿入し、これを推進管３の内部に予め設けた接続ユニ
ットを用意しておき、推進工事の進捗に伴って接続ユニ
ットを発進立坑２０内に搬入する。図４に示すように、
接続ユニットのケーシング５とスクリュ７を、先導管と
オーガヘッド８のスクリュ７に、それぞれ接続する。推
進管３の先端は、先導体６の開口した後端に挿入される
が、固定はしない。この状態で推進機４を駆動し、オー
ガヘッド８で地山を掘削しながら推進し、推進管３を地
中に推進させていく。掘削された土砂は、ケーシング５
内をスクリュ７の回転によって発進立坑２０側に搬送・
排土されていく。前記接続ユニットを必要に応じて搬入
し、発進立坑２０内で継ぎ足しながら掘削を進め、推進
管３を地中に埋設していく。

【００２９】本例の地中推進装置では、推進管３の推進
中、流体供給手段から送られた流体が、推進機４のスイ
ベル装置を経てスクリュ７と誘導管２の間隙に注入され
る。この流体は、オーガヘッド８の前面に開口している
スクリュ７の前端から地山に注入される。これによっ
て、スクリュ７の内部に土砂等が流入するのが防止さ
れ、スクリュ７と誘導管２の摩擦抵抗が上昇しにくくな
る。また、オーガヘッド８が掘削した土砂は、この流体
とともに先導管からケーシング５内に流入するので、ス
クリュ７による排土が促進される。

【００３０】このように、本例では、流体がスクリュ７
と誘導管２の隙間に注入されるので、流体を注入するた
めの高圧ホースや鋼管などを推進管３の内部に配管する
必要がない。

【００３１】図５に示すように、推進管３が目標の到達
立坑３０に到達したら、到達立坑３０において先導体６
とオーガヘッド８を外して回収する。発進立坑２０で
は、推進機４を反対方向に駆動し、ケーシング５とスク
リュ７を発進立坑２０側に引き抜き、順次分解して搬出
する。そして、推進機４を発進立坑２０から撤去して作
業が完了する。

【００３２】本例においては、スクリュ７と誘導管２の
間に注入される流体の種類を特に限定しなかったが、工
事の条件等に応じて種々の流体を採用し得る。例えば、
掘削地山が砂質土であり、地下水で被圧されている場合
は、前記流体として圧縮空気を用い、地下水圧に対抗す
ることができる。また、泥漿材を用いて塑性流動化をは
かり、掘削土砂の噴発を抑制することができる。

【００３３】さらに粘性の低い粘性土あるいは砂質土で
地下水のない場合は、清水を注入し、粘性の高い粘性土
では凝集剤を注入するなどスクリュによる排土を促すよ
うにしても良い。

【００３４】さらに、滑材などを使用し、スクリュ７、
誘導管２、ケーシング５などの摩耗を抑制しても良い。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、オーガヘッドに連結さ
れた管状のスクリュを誘導管に外挿して回転しながら掘
削・推進し、スクリュとこれが挿入されたケーシングに
よって土砂を後方に搬送し、ケーシングに連結されると
ともにオーガヘッドを収納する先導管の後方から推進管
を推進していく地中推進装置において、推進時にスクリ
ュと誘導管の間隙に流体を供給するように構成したの
で、推進距離に係わらず推進抵抗が小さく、推進精度が
高くなるという効果がある。このため、誘導管を回収す
る作業や、流体を掘削位置に供給するための複雑な装置
構成や大規模な推進装置が不用となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の地中推進装置の断面図である。

【図２】実施形態の地中推進方法の一工程を示す断面図
である。

【図３】実施形態の地中推進方法の一工程を示す断面図
である。

【図４】実施形態の地中推進方法の一工程を示す断面図
である。

【図５】実施形態の地中推進方法の一工程を示す断面図
である。

【図６】本発明者が提案している地中推進装置の断面図
である。

【符号の説明】

１…地中推進装置、２…誘導管、３…推進管、４…推進
機、５…ケーシング、６…先導体、７…スクリュ、８…
オーガヘッド、１９…流体供給手段、２０…発進位置と
しての発進立坑、３０…到達位置としての到達立坑。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発進位置に設置された推進機と、 前記推進機によって発進位置から到達位置に向けて地中
   に推進され、先端が到達位置に固定される誘導管と、 前記誘導管を内部に挿入した状態で前記推進機によって
   回転しながら推進される外周に螺旋構造を備えたスクリ
   ュと、 前記スクリュを内部に挿入した状態で前記推進機によっ
   て推進されるケーシングと、 前記ケーシングの先端に取り付けられて前後両端部に開
   口を備えた先導体と、 前記スクリュの先端に設けられて前記先導体の前端部の
   開口に位置し、前記推進機によって回転しながら推進し
   て地盤を掘削するオーガヘッドと、 前記推進機によって推進され、その先端部が前記先導体
   の後端部の開口に挿入された推進管とを有し、 オーガヘッドによって地盤を掘削しながら誘導管に沿っ
   て推進管を推進し、掘削された土砂を先導体からケーシ
   ング内に取りこんでスクリュの回転により発進位置に搬
   送して排出する地中推進装置において、 誘導管に沿って推進する際にスクリュと誘導管の間隙に
   流体を供給する流体供給手段を備えた地中推進装置。
2. 【請求項２】 スクリュの内部が前記オーガヘッドの前
   面側に開口しており、前記オーガヘッドで掘削されてい
   る地山に前記流体が供給される構成とされた請求項１記
   載の地中掘削装置。
3. 【請求項３】 発進位置に設置された推進機と、 前記推進機によって発進位置から到達位置に向けて地中
   に推進され、先端が到達位置に固定される誘導管と、 前記誘導管を内部に挿入した状態で前記推進機によって
   回転しながら推進される外周に螺旋構造を備えたスクリ
   ュと、 前記スクリュを内部に挿入した状態で前記推進機によっ
   て推進されるケーシングと、 前記ケーシングの先端に取り付けられて前後両端部に開
   口を備えた先導体と、 前記スクリュの先端に設けられて前記先導体の前端部の
   開口に位置し、前記推進機によって回転しながら推進し
   て地盤を掘削するオーガヘッドと、 前記推進機によって推進され、その先端部が前記先導体
   の後端部の開口に挿入された推進管とを有し、 オーガヘッドによって地盤を掘削しながら誘導管に沿っ
   て推進管を推進し、掘削された土砂を先導体からケーシ
   ング内に取りこんでスクリュの回転により発進位置に搬
   送して排出する地中推進装置を用いた地中推進方法にお
   いて、 誘導管に沿って推進する際にスクリュと誘導管の間隙に
   流体を供給して該流体を掘削面に供給することにより、
   土砂の掘削及びスクリュによる排土を促し、スクリュと
   誘導管の間に土砂が流入することを防止することにより
   スクリュと誘導管の摩擦を低減することを特徴とする地
   中掘削方法。