JP2002364290A - パイロット管を備えた推進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削が困難である土質を有する地山において
も、精度よく掘進することができる推進機を提供する。 【解決手段】 推進装置２からの推力を受けて掘進方向
に推進されると共に、掘進方向修正機構３を内蔵した先
導管５を備えた推進機において、先導管５の先端部に
は、掘進方向を、精度よく修正することができる修正機
構６及び現在における掘削位置を確認することができる
位置確認手段４を備えた先導管５より小径のパイロット
管７、７ａの基部を着脱可能な接続部８が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば下水道管渠
や地中電線管等の推進工法に用いられる推進装置に係
り、特にパイロット管の掘進方向と推進管の進行方向を
一致させるための掘進方向修正機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】管渠等の施工においては、予め構築した
立坑の中に推進用のジャッキ装置を配置しておき、立坑
に開けた発進坑口から掘削管を掘削方向に推力を与えな
がら移動させて掘削していく。多用されている推進工法
として、掘削管による掘削前に小径のパイロット管を用
いる二行程推進方法と、パイロット管を使用しない一工
程推進方法がある。

【０００３】パイロット管方式は、図６（Ａ）に示すよ
うに、推進管より小径の管（パイロット管７０）で無排
土で推進し、パイロット管７０が到達坑に到達した後
に、同軸上に接続した先導管７２を使って推進管を前進
させる方法である。パイロット管７０は小径であるの
で、土質が多少悪い条件でも貫通することができ、ま
た、パイロット管７０には通常方向修正機構７１が設け
られているので、ほぼ真っ直ぐに穿孔を行うことができ
る。

【０００４】一方、一工程推進方法の場合は、図６
（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、パイロット管は使用しな
いが、推進管とほぼ同径の先導管７３を用いている。そ
して、先導管７３には、特開２００１−０３２６８６号
公報に本願発明者が開示したテーパブロック７４を用い
た方向修正機構７５及び位置検出機能（レーザ位置検出
装置、傾斜計）が備えられた一工程推進機を用いるの
で、先導管で位置を確認しながら方向修正を行い、先導
管の後に推進管を接続し推進することができる。パイロ
ット管を使用しないので、作業を簡略化して工期を短縮
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記パ
イロット管方式においては、砂レキ、玉石層等の土質の
悪い条件になると、パイロット管が精度良く貫通しても
推進管に方向修正装置が設けられていないので、推進管
の進行方向がずれることがあり、また、ずれた場合の修
正方法がないので、作業が中断することがある。

【０００６】また、一工程推進機を用いた場合でも、砂
レキや玉石層内を掘削するときには、排土されないレキ
や玉石が先導管の下に入り込み、方向修正に対する地山
の反力以上にレキ、玉石の抵抗が大きいときに方向修正
が困難である場合が多い。そこで本発明が解決しようと
する課題は、掘削困難な土質を有する地山でも精度よく
掘進できる推進機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のパイロット管方式の推進機は、推進装置か
ら推力を受けて掘進方向に推進され、掘進方向修正機構
を内蔵した先導管を備えた推進機において、前記先導管
の先端部には、掘進方向を修正する修正機構を備えた小
径のパイロット管の基部を着脱可能な接続部が設けられ
ている。本発明では、一般的に砂レキ、玉石層でも精度
を保ち推進可能なパイロット管の特色と、方向修正機能
をもった一工程方式の特色を生かし、パイロット管を推
進管推進に先立って発進側立坑から到達側立坑へ推進
し、その後方向修正機能をもった先導管を発進側立坑内
でパイロット管の基部に接続し、方向修正を行いなが
ら、推進管を推進する。

【０００８】掘進方向修正機構には、特開２００１−０
３２６８６号公報に本願発明者が開示した先導管先部に
扇形のテーパブロック付カッターを設けたものを用いる
ことができる。この方式は、方向修正が必要でないとき
はテーパブロック付カッターを全周回転させながら地山
を掘削し推進するが、方向修正が必要になったときにテ
ーパブロック付カッターを規定の位置で４５度ないし９
０度の角度で正転、逆転の反転運動を繰り返す。この反
転運動により、テーパブロックの反対側の土砂取り込み
が多くなり、また反対にテーパブロック側の土砂取り込
みが少なくなるため、テーパブロック側の地山の抵抗が
大きくなり、テーパブロックの反対側への方向修正が可
能になる。

【０００９】かかる構成によって、推進管の径より小径
のパイロット管での掘進方向を矯正した後にさらに推進
管とほぼ同径の先導管の推進方向を矯正しながら推進す
ることにより先導管の方向修正時の地山の抵抗にパイロ
ット管の抵抗を加算することができ、掘削困難な土質を
有する地山でも精度良く掘進することができる。

【００１０】また、前記先導管に位置確認手段を内蔵す
ることも可能である。位置確認手段は、例えば、先導管
の後側から照射されるレーザ光を受けて現在位置を検知
する受光器や、先導管の傾斜状態を検知する傾斜計を用
いることができる。かかる構成によって、掘削方向の矯
正を確実に行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明のパイロット管を備えた推進
機の先部の部分側断面図、図２（Ａ）は同推進機の先導
管カッター部の正面図、図２（Ｂ）は同先導管カッター
部の部分側断面図、図３はパイロット管の推進状態を示
す説明図、図４（Ａ）はパイロット管の先部の側面図、
図４（Ｂ）〜（Ｄ）は位置検出装置のランプ位置を示す
説明図、図５は推進機の使用状態を示す説明図である。
推進機１は、図５に示すように発進側の立坑９内の底部
に設置された推進装置の一例である推進ジャッキ２から
推力を受けて掘進方向に推進され、掘進方向修正機構３
及び位置確認手段４を内蔵した先導管５と、先導管５の
後側に連続して接続される複数の推進管２０を備えてい
る。この先導管５の先端部には、掘進方向を修正する修
正機構６を備えた小径のパイロット管７の基部が着脱可
能に取り付けられる接続部８が設けられている。

【００１２】先導管５の掘進方向修正機構３は、図１に
示すように先導管５の先部に配置され回転駆動されるカ
ッタヘッド１４に設けられ、先細り状であって、基端側
にかけて扇状に周面を展開したテーパブロック１０と、
テーパブロック１０の周面に配置した掘削用のビット１
１〜１３（図２参照）を備えている。カッタヘッド１４
を回転させながら前進させると、掘進方向を変更せずに
掘削することができ、カッタヘッド１４を規定の位置で
４５度ないし９０度の角度で正転、逆転の反転運動を繰
り返す。この反転運動により、テーパブロックの反対側
の土砂取り込みが多くなり、また反対にテーパブロック
側の土砂取り込みが少なくなるため、テーパブロック側
の地山の抵抗が大きくなり、テーパブロックの反対側へ
の方向修正が可能になる。

【００１３】位置確認手段４としては、図５に示すよう
に、発進側の立坑９に備えた推進方向監視用のレーザ投
光器２５からのレーザを受けて先導管５の位置ずれを計
測するためのテレビカメラを使用する。また、先導管５
には、先導管５の傾斜を計測する遠隔傾斜計が配置され
ており、これを位置確認手段として使用することもでき
る。

【００１４】図３、図４に示すように、先導管５の先部
に接続される小径のパイロット管７は、多数の直管部材
を接続したもので、修正機構６は、その先端のパイロッ
ト管ヘッド部２１に設けられている。修正機構６は、直
管を斜めに切断し、切断部を楕円状の傾斜板１５で塞い
だ形状で、傾斜板１５の外周部には多数の切削ビット１
６が取り付けられている。また、パイロット管ヘッド部
２１の内部には位置確認手段２６として位置ずれ計測用
の複数のＬＥＤランプ２７〜２９が設けられている。

【００１５】ＬＥＤランプ２７は、位置確認手段２６の
後端部中央に配置され、ＬＥＤランプ２８、２９は、Ｌ
ＥＤランプ２７の半径方向外側に一列に並置され、その
列の向きは、パイロット管７を後側から見たときの傾斜
板１５の中心方向（法線方向）に一致している。ＬＥＤ
ランプ２７〜２９は、発進側の立坑９内に配置したトラ
ンジット３０により常時観測することができ、中央のＬ
ＥＤランプ２７の位置により位置ずれ量を計測でき、Ｌ
ＥＤ２７〜２９の方向により傾斜板１５の向きを特定す
ることができる。傾斜板１５の法線方向は、例えば、図
４（Ｂ）では上側、（Ｃ）では左上側、（Ｄ）では下側
になっている。

【００１６】パイロット管推進機構３１は、パイロット
管７を回転させるためのモータ３２、チェーンスプロケ
ット３３、３４、チェーン３５、パイロット管連結軸３
６、ケーシング３７によって構成されており、モータ３
２によってパイロット管７を回転させることができる。

【００１７】修正機構６を回転させると掘進方向を変え
ずに切削ビット１６により掘削することができ、修正機
構６を停止させてパイロット管７を前進させると、傾斜
板１５の半径方向の向きとは逆側に進行方向を変えるこ
とができる。例えば図３に示すように、傾斜板１５が上
向きに配置されている状態でパイロット管７を前進させ
ると、パイロット管７の進行方向を下側に変えることが
できる。

【００１８】先導管５の接続部８は円筒状に形成されて
外周の２カ所にキー１７が配置され、また、接続部８の
半径方向には貫通孔１８が形成されている。最後尾のパ
イロット管７ａの後端部２２と接続部８とは、ピン１９
によって揺動可能なスイベル継手構造で接続されてお
り、パイロット管７を回転させずにカッタヘッド１４の
みを回転させることができる。

【００１９】次に、図３、図５を参照してパイロット管
方式の推進機１の使用手順について説明する。まず、作
業に先立って発進側の立坑９及び到達側の立坑２３を設
置する。次いで、発進側の立坑９内に発進台２４、推進
ジャッキ２を設置する。また、推進ジャッキ２にパイロ
ット管推進機構３１を取り付け、トランジット３０を推
進計画線上に配置する。次にパイロット管ヘッド部２１
をパイロット管推進機構３１にネジによって取り付け、
モータ３２でパイロット管ヘッド部２１を回転させなが
ら推進し、次に順次パイロット管７をネジにより接続し
パイロット管ヘッド部２１と同様に推進していく。方向
修正が必要になったときはトランジット３０で傾斜板１
５の向きを確認し、回転を止めて推進し方向修正を行
う。

【００２０】次に、パイロット管ヘッド部２１が到達側
の立坑２３に到達したら、最後部のパイロット管７に先
導管５を接続し、さらに先導管５の後側に複数の推進管
２０を接続しながら所定の直径の孔部を形成していく。
このとき、例えば、先導管５の下側に玉石等が入った場
合には、先導管５は上向きに力を受けるが、先導管５に
設けられた位置確認手段４によって、位置ずれを検知
し、さらにテーパブロック１０を、上側を中心にして４
５度ないし９０度の角度で正転、逆転の反転運動を繰り
返し、先導管５を前進させて、パイロット管７に沿って
真っ直ぐな貫通孔を形成することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば次の効果を奏する。 （１）掘進方向修正機構を内蔵した先導管の先端部に修
正機構を備えた推進管より小径のパイロット管の基部が
取り付けられるので、小径のパイロット管での掘進方向
を矯正した後に、さらに推進管とほぼ同径の先導管の推
進方向を矯正することができ、掘削困難な土質を有する
地山でも精度良く掘進することができる。 （２）また、先導管に位置確認手段を内蔵するので、掘
削方向の矯正を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のパイロット管を備えた推進機の先部
の部分側断面図である。

【図２】 （Ａ）は同推進機の先導管カッター部の正面
図、（Ｂ）は同先導管カッター部の部分側断面図であ
る。

【図３】 パイロット管の推進状態を示す説明図であ
る。

【図４】 （Ａ）は、パイロット管の先部の側面図、
（Ｂ）〜（Ｄ）は、位置検出装置のランプ位置を示す説
明図である。

【図５】 パイロット管を備えた推進機の使用状態を示
す説明図である。

【図６】 （Ａ）は従来例に係る二行程推進機の説明
図、（Ｂ）、（Ｃ）は他の従来例に係る一行程推進機の
説明図である。

【符号の説明】

１ 推進機 ２ 推進ジャッキ（推進装置） ３ 掘進方向修正機構 ４ 位置確認手段 ５ 先導管 ６ 修正機構 ７，７ａ パイロット管 ８ 接続部 ９ 立坑（発進側） １０ テーパブロック １１〜１３ ビット １４ カッタヘッド １５ 傾斜板 １６ 切削ビット １７ キー １８ 貫通孔 １９ ピン ２０ 推進管 ２１ ヘッド部 ２２ 後端部 ２３ 立坑（到達側） ２４ 発進台 ２５ レーザ投光器 ２６ 位置確認手段 ２７〜２９ ＬＥＤランプ ３０ トランジット ３１ パイロット管推進機構 ３２ モータ ３３，３４ チェーンスプロケット ３５ チェーン ３６ パイロット管連結軸 ３７ ケーシング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進装置から推力を受けて掘進方向に推
   進され、掘進方向修正機構を内蔵した先導管を備えた推
   進機において、 前記先導管の先端部には、掘進方向を修正する修正機構
   を備えた小径のパイロット管の基部を着脱可能な接続部
   が設けられていることを特徴とするパイロット管を備え
   た推進機。
2. 【請求項２】 前記先導管には、位置確認手段が内蔵さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のパイロット管
   を備えた推進機。