JP2003082984A - 管推進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先導体が円筒状支持部材を有する管推進機に
おいて、発進時、到達時に立坑内に大量の地下水や泥土
が浸入するのを防止できる管推進機を提供する。 【解決手段】 内管１，２と、泥土通路５を形成するよ
うに内管１，２の外周に間隔を置いて固定され外管３，
４とで構成された先導体を備え、先導体を推進しつつ地
山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して
塑性流動性のある泥土６を生成し、その泥土６を泥土通
路５により後方へ送って泥土６の一部を土砂取り込み口
１５に取り込んで地上に排出するとともに残りを埋設管
７の外周に導くようにした管推進機において、流体封入
室２４ｄへの圧力流体の供給により弾性体２４ｅを膨張
させて泥土通路５を閉鎖し流体封入室２４ｄ内の圧力流
体の排出により泥土通路５を開放する泥土通路の閉鎖装
置２４ａ及び閉鎖装置２４ｂを、それぞれ前内管１の前
端部付近及び後内管２の後端部付近に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前方にカッタヘッ
ドを有し後端部に埋設管が取り付けられる先導体を備
え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削する
とともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性の
ある泥土を生成し、その泥土を後方へ送って泥土の一部
を先導体後部から取り込んで地上に排出するとともに残
りを埋設管の外周に導くようにした管推進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】管を地中に埋設する工法として、管推進
工法と称する工法が従来から知られている。この管推進
工法では、カッタヘッドを有する先導体の後方にヒュー
ム管等で形成した埋設管を順次連結し、推進用のシリン
ダと押し台を有し発進立坑に設置される元押し装置によ
りそれらの埋設管を推進しながら前方の地山をカッタヘ
ッドで掘削して、各埋設管を順次地中に押し込んで埋設
して行く方法が一般に用いられている。管推進機は、こ
うした管推進工法を実施するため、先導体と元押し装置
とで構成された装置である。

【０００３】出願人が従来開発したこの種の管推進機で
は、カッタヘッドで掘削した掘削土砂に、粘性付与液と
しての添加剤を掘削土砂に注入、撹拌混合することによ
り塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を後方へ送
ってその泥土の一部を先導体後部から取り込んで土砂圧
送装置で地上に排出するとともに残りを先導体の後端部
に取り付けられた埋設管の外周に導くようにしている。
その場合、カッタヘッドの掘削外径を先導体胴部外径よ
りも十分大きくするとともに、地山に当接して支持され
る支持部材を先導体胴部の外周に設けることにより、泥
土を通過させるための十分大きな間隙を先導体胴部の外
周に確保し、ひいては埋設管の外周に十分な量の泥土を
導けるようにしている。そのため、埋設管を推進する
際、埋設管と周辺地山との摩擦抵抗を低減して埋設管の
貫入抵抗を軽減できるとともに、土砂圧送装置での掘削
土砂の排出を容易に行うことができる。

【０００４】このような管推進機として、最近、出願人
は、地山で支持するための円筒状の支持部材を設けて先
導体を構成した管推進機を開発した。この管推進機は、
姿勢の安定性が良く、軟弱地盤帯で使用するときでも、
姿勢支持反力が十分に得られる等、多くの利点を備えて
いる。この管推進機に関する発明は、すでに特許出願を
して特開平１１ー２０９４号公報に出願公開されてい
る。この出願の発明は、この公開特許公報に記載された
管推進機を更に改良しようとするものである。

【０００５】そこで、後の説明の便のため、この公開特
許公報に記載の管推進機の概要を、図７を用いて説明す
る。図７は、先導体側の部分を示す従来例の管推進機の
縦断面図である。

【０００６】図７において、１は前方にカッタヘッド１
４を有し先導体の前胴を構成する密封円筒状の前内管、
２は後端部に埋設管７が取り付けられ先導体の後胴を構
成する密封円筒状の後内管、３は前内管１の周囲に間隔
を置いて取り付けられ先導体の前胴を構成する円筒状の
前外管、４は後内管２の周囲に間隔を置いて取り付けら
れ先導体の後胴を構成する円筒状の後外管、５は内管
１，２の外周と外管３，４との間に形成された、泥土６
を通過させるための泥土通路、７はヒューム管等で単位
長さに製作された埋設管、１０は先導体を中折れさせる
ための中折れジャッキ、１２は土砂取り込み口１５から
取り込まれた泥土６を圧送するための土砂圧送ポンプ、
１３は埋設管７の内部に設置され土砂圧送ポンプ１２で
圧送される泥土６を地上に導く排土管、１４はカッタ駆
動装置１１により回転駆動され前方の地山を掘削するカ
ッタヘッドである。

【０００７】前内管１と後内管２とは、これらの管１，
２の外径ｄ₁ がカッタヘッド１４の掘削外径Ｄよりも小
さくなるように形成している。また、これら前内管１と
後内管２とは、隣接端部を揺動可能に中折れシールを介
して嵌合するとともに少なくとも３基の中折れジャッキ
１０で接続して、これらの中折れジャッキ１０のストロ
ーク差により管１，２を上下左右に中折れできるように
している。先導体の後側部分に相当する後内管２には、
泥土通路５の泥土６を取り込むための泥土取り込み口１
５を下部周壁に設け、土砂圧送ポンプ１２を内部に設置
している。泥土取り込み口１５から取り込まれた泥土６
は、土砂圧送ポンプ１２で圧送される。

【０００８】前外管３及び後外管４は、それぞれ、前内
管１及び後内管２との間に環状の泥土通路５を形成する
ように、前内管１及び後内管２の外周に間隔を置いてス
ペーサ３ａ，４ａで固定的に取り付けている。これらの
前外管３及び後外管４は、こうした泥土通路５を形成す
る働きのほか、地山で支持されて先導体を支持する支持
部材としての働きもする。この筒状の支持部材としての
前外管３及び後外管４は、ここでは、カッタヘッド１４
の掘削外径Ｄと実質上同径に形成しているが、前内管１
及び後内管２との間に、必要量の泥土６を通過させるに
足るだけの間隔の泥土通路５を形成し、かつ、カッタヘ
ッド１４の掘削外径Ｄを実質上超えない外径にするので
あれば、必ずしも、掘削外径Ｄと同径に形成する必要は
ない。

【０００９】前外管３と後外管４とは、前内管１と後内
管２とを中折れ動作させた際にこの動作に追従して中折
れ動作できるようにするため、隣接端部を互いに干渉し
ないように、図示のごとく若干の間隔を設けて引き離し
ているが、前内管１及び後内管２と同様、隣接端部を互
いに揺動可能に嵌合するように形成してもよい。このよ
うに、この従来例の管推進機は、前内管１と前外管３と
で先導体の前胴を形成し、後内管２と後外管４とで先導
体の後胴を形成して、これら前胴と後胴とで中折れ可能
な先導体を構成している。

【００１０】埋設管７は、管埋設の出発点となる図示し
ていない発進立坑内で後内管２の後端部に接続され、順
次継ぎ足されながら発進立坑内の元押しジャッキで推進
される。カッタヘッド１４には、その前端中心部分に、
粘性付与液としての添加剤を放射状に注入するように、
図示していない添加剤注入孔が設けられており、この添
加剤注入孔から注入した添加剤を掘削土砂に撹拌混合し
て塑性流動性のある泥土６を生成できるようにしてい
る。

【００１１】この従来例の管推進機は、以上のような構
造を備えているので、図示していない元押しジャッキで
先導体を推進しつつカッタヘッド１４を回転駆動する
と、地山を掘削して掘削穴を形成する。また、こうして
掘削穴を掘削する過程で、粘性付与液を掘削土砂へ注入
しカッタヘッド１４で撹拌混合して塑性流動性のある泥
土６を生成し、泥土６を後方へ送る。そうすると、泥土
６は、前外管３及び後外管４で形成された環状の泥土通
路５に圧入、充填されて同通路５を通過し、一部は、後
内管２に設けた泥土取り込み口１５に取り込まれて土砂
圧送ポンプ１２により地上に圧送、排出されるととも
に、残りは、後内管２の後端部に取り付けた埋設管７の
外周に導かれて泥土層を形成する。この管推進機は、こ
うして埋設管７の外周に形成された泥土層で埋設管７の
貫入抵抗を軽減しながら先導体を前外管３及び後外管４
で地山に支持して掘進する。

【００１２】その場合、先導体を地山で支持するための
支持部材としての前外管３及び後外管４は、円筒状をな
していて支持面積が大きいため、姿勢の安定性が良く、
施工する地山が軟弱土であてっも、姿勢支持反力が十分
に得られる。また、こうした先導体の姿勢安定性は、泥
土通路５の間隙の大小にかかわりなく保たれるため、泥
土通路５の間隙を十分大きくとることが可能になって、
泥土６が泥土通路５の後側まで十分に行き渡ることとな
る。その結果、埋設管７の外周に良好な泥土層を形成す
ることができて、埋設管７と周辺地山間の管推進時の摩
擦抵抗を確実に低減することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この従来例の管推進機
は、通常掘進時にこうした優れた効果を発揮する反面、
発進時に地山の湧水や泥土６が発進立坑内に浸入すると
いう問題が発生する。また、到達立坑への到達時にも、
地山の湧水や泥土６が到達立坑内に浸入するという問題
が生じる。以下、この点について言及する。

【００１４】管推進工法では、発進時に先導体が発進立
坑内から地山に突入する際に、発進過程で生成された泥
土６や地山の湧水等が先導体の外周面と地山との隙間か
ら発進立坑内に浸入するのを防止するため、その間隙を
シールするエントランスパッキング（後述する図４の符
号２６参照）を発進立坑の発進口周辺の壁面にリング状
に設けている。そのため、この従来例の管推進機の発進
時においても、先導体の外周面となる円筒状の支持部材
（外管３，４）の外周面と地山との間は、こうしたエン
トランスパッキングで適切にシールされる。

【００１５】しかしながら、この従来例の管推進機で
は、管体（内管１，２）の外周と円筒状の支持部材との
間に泥土通路５が形成されており、発進時には、この泥
土通路５の後端開口が発進立坑内に通じているため、湧
水の多い地山や地下水位の高い地山で発進する場合に
は、地下水が泥土通路５を通じて大量に発進立坑内に流
れ込んで地山の崩落を招くことになる。また、掘削土砂
は、発進時でも排土管１３で排出しなければならず、塑
性流動性のある泥土６を生成することが必要であるた
め、地山の状態が良好な場合でも、その泥土６が泥土通
路５を通じてその後端開口から発進立坑内に大量に発進
立坑内に浸入することは避けられない。

【００１６】一方、到達立坑には、発進立坑と同様、先
導体の外周面と地山の外周との間隙をシールするための
エントランスパッキング（後述する図５の符号２６参
照）を到達口周辺に設けているため、先導体が到達立坑
の到達口に到達したときには、円筒状の支持部材の外周
面と地山との間は、エントランスパッキングでシールさ
れる。しかしながら、到達立坑の到達口への先導体の到
達時には、今度は、泥土通路５の前端開口が到達立坑内
に通じているため、泥土通路５の後端開口から流入した
地下水が泥土通路５を通じて大量に到達立坑内に流れ込
んで地山の崩落を招く危険性がある。また、その先導体
の到達時には、掘削土砂への粘性付与液の注入を停止す
るが、円筒状の支持部材との間の泥土通路５の前端開口
からは、土砂取り込み口１５の内側周辺の泥土６や泥土
通路５により後方に送られた泥土６が逆流して到達立坑
内に大量に浸入することは避けられない。

【００１７】本発明は、従来の技術にみられるこうした
問題を解決するために創作されたものであって、その技
術課題は、円筒状の支持部材を設けて先導体を構成した
管推進機において、発進時乃至は到達時に立坑内に大量
の地下水や泥土が浸入するのを防止することができる管
推進機を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】大量の地下水や泥土が発
進時に立坑内に浸入するのは、次の１）の手段により防
止することができ、到達時に立坑内に浸入するのは、次
の２）の手段により防止することができ、発進時及び到
達時に立坑内に浸入するのは、次の３）の手段により防
止することができる。

【００１９】１）前方にカッタヘッドを有し後端部に埋
設管が取り付けられる管体と、泥土を通過させるための
泥土通路を形成するようにその管体の外周に間隔を置い
て固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成
された先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッド
で地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入
して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、管体
と支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送
ってその泥土の一部を管体の土砂取り込み口に取り込ん
で地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くよ
うにした管推進機において、管体の外周と円筒状の支持
部材との間に形成された前記泥土通路を閉鎖するための
泥土通路の閉鎖装置を、泥土通路の閉鎖及び開放を選択
的に行い得るように、管体における土砂取り込み口の後
方個所に設ける。

【００２０】２）前記１）に記載の管推進機において、
管体の外周と円筒状の支持部材との間に形成された前記
泥土通路を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置を、泥土
通路の閉鎖及び開放を選択的に行い得るように、管体に
おける土砂取り込み口の前方個所に設ける。

【００２１】３）前記１）に記載の管推進機において、
管体の外周と円筒状の支持部材との間に形成された前記
泥土通路を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置を、泥土
通路の閉鎖及び開放を選択的に行い得るように、管体に
おける土砂取り込み口の前方個所及び後方個所の双方の
個所に設ける。

【００２２】前記１）の手段を採用したこの出願の第１
番目の発明の管推進機にあっては、発進する際、管体の
外周と円筒状の支持部材との間に形成された泥土通路
を、土砂取り込み口の後方個所に設けた泥土通路の閉鎖
装置により閉鎖する。そうすると、発進過程で生成され
た泥土を土砂取り込み口に取り込んで地上に排出するこ
とが可能になるとともに、地下水や泥土が泥土通路を通
じてその後端開口から発進立坑内に大量に浸入するのを
防止することもできる。こうして先導体が発進立坑の発
進口を通過した後は、泥土通路の後端開口が発進立坑と
隔離されるので、泥土通路の閉鎖装置を開放して通常時
の掘進を行うことができる。

【００２３】前記２）の手段を採用したこの出願の第２
番目の発明の管推進機にあっては、先導体が到達立坑の
到達口に到達したときに、管体の外周と円筒状の支持部
材との間に形成された泥土通路を、土砂取り込み口の前
方個所に設けた泥土通路の閉鎖装置により閉鎖する。そ
うすると、泥土通路の後端開口から泥土通路に流入する
地下水を泥土通路の閉鎖装置で遮断して、大量の地下水
が到達立坑内に浸入するのを防止することができる。ま
た、泥土通路の閉鎖装置よりも後方における土砂取り込
み口の内側周辺の泥土や泥土通路により送られた泥土が
逆流して泥土通路の前端開口から到達立坑内に大量に浸
入するのを防止することもできる。

【００２４】前記３）の手段を採用したこの出願の第３
番目の発明の管推進機にあっては、前記１）の手段と前
記２）の手段とを兼備しているので、以上述べた各手段
が奏する作用を奏することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明が実際上どのように
具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図５に基づ
いて説明することにより、本発明の実施の形態を明らか
にする。図１は、先導体側の部分を示す本発明の具体化
例の管推進機の縦断面図、図２は、図１のア部の拡大
図、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図、図４は、発進時に
おける図１の管推進機の全体像を示す縦断面図、図５
は、図１の管推進機における先導体の到達立坑への到達
時の状態を示す縦断面図である。これらの図において図
７と同一符号を付けた部分は、同図と同等の部分を表す
ので、詳述しない。

【００２６】本発明の具体化例の管推進機は、図１に示
した従来例の管推進機と同様、前方にカッタヘッド１４
を有する前内管１及び後端部に埋設管７が取り付けられ
る後内管２からなる管体と、泥土６を通過させるための
泥土通路５を形成するように前内管１及び後内管２の外
周に間隔を置いてスペーサ３ａ，４ａで固定され地山で
支持される円筒状の支持部材としての前外管３及び後外
管４とで構成された先導体を備えている。そして、この
先導体を推進しつつカッタヘッド１４で地山を掘削する
とともに、カッタヘッド１４から掘削土砂へ粘性付与液
を注入して塑性流動性のある泥土６を生成し、その泥土
６を泥土通路５により後方へ送ってその泥土６の一部を
後内管２の土砂取り込み口１５に取り込んで、土砂圧送
ポンプ１２により排土管１３を通じて地上に排出すると
ともに、残りを埋設管７の外周に導くようにしており、
基本的な構造は、従来例の管推進機と変わらない。

【００２７】また、前内管１及び後内管２は、これらの
外径ｄ₁ がカッタヘッド１４の掘削外径Ｄよりも小さく
なるように形成し、前外管３及び後外管４は、カッタヘ
ッド１４の掘削外径Ｄと実質上同径に形成している。そ
して、前内管１と前外管３とで先導体の前胴を形成する
とともに後内管２と後外管４とで先導体の後胴を形成
し、これら前胴と後胴とで中折れ可能な先導体を構成し
て、複数の中折れジャッキ１０により先導体を中折れさ
せることができるようにしており、これらの点でも従来
例の管推進機と変わらない。

【００２８】以下、本発明に関する特徴的な技術内容や
従来の技術の項で詳述しなかった事項について説明す
る。

【００２９】まず、従来の技術の項で詳述しなかった発
進立坑２８側や到達立坑２９側の状況につき、図４及び
図５に基づいて説明すると、２５はエントランスパッキ
ング２６を取り付けるためのエントランスパッキング取
付部材（「止水器」と通称する。）、２６はこのエント
ランスパッキング取付部材２５に取り付けられ発進時に
先導体の外周面と地山との隙間をシールして発進立坑２
８への地下水や土砂等の浸入を防止するエントランスパ
ッキング、２７は推進用のシリンダや押し台等からなり
発進立坑２８の坑壁で反力を取って先導体や埋設管７を
推進する元押し装置である。

【００３０】エントランスパッキング取付部材２５及び
エントランスパッキング２６は、発進立坑２８の発進口
周囲に設けられてリング状をなす。発進立坑２８の坑壁
は、鋼製の矢板で覆工していて凹凸があり、エントラン
スパッキング２６を確りと取り付けることができない
が、エントランスパッキング取付部材２５は、その矢板
に溶接してエントランスパッキング２６を確りと取り付
け得るようにするための取付面を形成する働きをする。
こうしたエントランスパッキング取付部材２５やエント
ランスパッキング２６は、到達立坑２９側にも配備さ
れ、発進立坑２８側と同様の態様で到達立坑２９の到達
口に取り付けられている。

【００３１】次に、従来例の管推進機にはみられない事
項について説明すると、２４ａは前内管１の前端部付近
に設けられた、泥土通路５を閉鎖するための泥土通路の
閉鎖装置、２４ｂは後内管２の後端部付近に設けられ
た、泥土通路５を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置、
２４ｃは流体封入室２４ｄに圧力流体を供給するための
流体供給路、２４ｄは圧力流体を封入できる半球状の流
体封入室、２４ｅは内側に流体封入室２４ｄが設けられ
膨張収縮することにより泥土通路の閉鎖及び開放を選択
的に行うことができるパッキングとしての椀形の弾性
体、２４ｆはこの弾性体２４ｅを前内管１や後内管２に
取り付けるための弾性体取付部材である。

【００３２】泥土通路の閉鎖装置２４ａ，２４ｂは、何
れも、流体供給路２４ｃと弾性体２４ｅと弾性体取付部
材２４ｆを設けて構成されている。流体封入室２４ｄ
は、弾性体２４ｅの縁部を弾性体取付部材２４ｆの環状
溝に嵌着することにより弾性体２４ｅの内側に形成され
る。弾性体２４ｅは、流体供給路２４ｃを通じて図示し
ないポンプから流体封入室２４ｄに圧力流体を供給する
ことにより膨張して泥土通路５を閉鎖する。また、その
流体封入室２４ｄ内の圧力流体を流体供給路２４ｃを通
じて排出することにより収縮して泥土通路５を開放する
ことができる。圧力流体としては、空気、作動油等、所
望の流体を使用することができる。

【００３３】後内管２の後端部付近に設けられる泥土通
路の閉鎖装置２４ｂは、例えば図３に示す態様で取り付
けられる。すなわち、後内管２の上下左右に弾性体取付
部材２４ｆの挿入孔を設け、各挿入孔に弾性体取付部材
２４ｆを挿入して後内管２の壁部に溶接することによ
り、上下左右に閉鎖装置２４ｂを取り付ける。また、こ
れら上下左右の閉鎖装置２４ｂの間の各領域は、その直
ぐ後方をそれぞれ円弧状のスペーサ４ａで塞いでいるた
め、各閉鎖装置２４ｂの弾性体２４ｅを膨脹させれば、
泥土６が泥土通路５の後端側から実質上漏出することは
ない。前内管１の前端部付近に設けられる泥土通路の閉
鎖装置２４ａやその直ぐ後方のスペーサ３ａも、図３と
同様の態様で取り付けられる。

【００３４】以上のような構造を備えた管推進機にあっ
ては、発進する際、内管１，２の外周と外管３，４との
間に形成された泥土通路５を、後内管２の後端部付近に
設けた泥土通路の閉鎖装置２４ｂにより閉鎖する。そう
すると、発進過程で生成された泥土６を土砂取り込み口
１５に取り込んで土砂圧送ポンプ１２で地上に排出する
ことが可能になるとともに、泥土通路５の前端開口から
泥土通路５に流入する地下水や泥土６が泥土通路５の後
端開口から発進立坑２８内に大量に浸入するのを防止す
ることもできる。

【００３５】このように、泥土通路５内の泥土６が発進
立坑２８内に流出することなく土砂圧送ポンプ１２で地
上に排出できるため、発進の初期段階から土砂圧送ポン
プ１２で泥土６の排出量を制御して適切な値の泥土圧を
立てることができ、切羽を適切な泥土圧で支持すること
ができる。その結果、発進時において、掘削穴周辺の地
山の崩壊を防止して安全な施工を行うことができるとと
もに、湧水の多い地山や地下水位の高い地山で発進する
ときでも、切羽周辺からの地下水の湧出を泥土圧で抑止
し、発進立坑２８内への地下水の流出を防止したことと
相俟って地下水の湧出による地山の崩壊も防止すること
ができる。一方、多量の泥土６が発進立坑２８内に浸入
しないため、これまで必要としていた、発進立坑２８内
の泥土６を回収するためのバキューム車等の配備も必要
なくなり、施工経費の節減や作業能率の向上にも資す
る。

【００３６】先導体が発進立坑２８の発進口を通過した
後は、泥土通路５の後端開口が発進立坑２８と隔離され
るので、泥土通路の閉鎖装置２４ｂを開放して通常時の
掘進を行うことができる。こうして掘進を進めて先導体
が到達立坑２９の到達口に到達したときには、カッタヘ
ッド１４を停止し、カッタヘッド１４からの粘性付与液
の注入も停止するとともに、今度は、泥土通路５を、前
内管１の前端部付近に設けた泥土通路の閉鎖装置２４ａ
により閉鎖する。

【００３７】そうすると、泥土通路５の後端開口から泥
土通路５に流入する地下水を閉鎖装置２４ａで遮断して
到達立坑２９内への大量の地下水の流出を防止すること
ができ、ひいては、地下水の湧出による地山の崩壊も防
止することができる。また、この閉鎖装置２４ａよりも
後方に溜っている泥土通路５内や埋設管７の外周部の泥
土６及び土砂取り込み口１５の内側周辺の泥土６が逆流
して泥土通路５の前端開口から到達立坑２９内に大量に
浸入するのを防止することもできる。なお、先導体が到
達立坑２９の到達口に到達したときに、前内管１の前端
部側の閉鎖装置２４ａだけでなく後内管２の後端部側の
閉鎖装置２４ｂも閉じれば、先導体を到達立坑２９内に
取り出すときに、泥土通路５に溜っている泥土６をそれ
らの閉鎖装置２４ａ，２４ｂにより泥土通路５内に閉じ
込めて漏出させる危惧がない。

【００３８】以上述べた例では、泥土通路の閉鎖装置２
４ａ及び閉鎖装置２４ｂをそれぞれ前内管１の前端部付
近及び後内管２の後端部付近に設けているが、閉鎖装置
２４ｂは、要は、先導体の発進時に地下水や泥土通路５
内の泥土６を土砂取り込み口１５に取り込んで地上に排
出することを可能にしつつ泥土通路５の後端開口から発
進立坑２８内に流出できないようにすればよいので、土
砂取り込み口１５の後方個所に設ければよい。また、閉
鎖装置２４ａは、要は、到達立坑２９への先導体の到達
時に、泥土通路５の後端開口から流入して到達立坑２９
内に流出しようとする地下水を遮断してその湧出を抑止
したり、土砂取り込み口１５の内側周辺や埋設管７の外
周部等、土砂取り込み口１５から後に溜っている大量の
泥土６が到達立坑２９内に流出できないようにすればよ
いので、土砂取り込み口１５の前方個所に設ければよ
い。

【００３９】特許請求の範囲の請求項１に係るこの出願
の第１番目の発明は、内管１，２のような管体と外管
３，４のような円筒状の支持部材とを設けて構成した管
推進機において閉鎖装置２４ｂに係る装置を設けたこと
に対応し、請求項２に係るこの出願の第２番目の発明
は、こうした管推進機において閉鎖装置２４ａに係る装
置を設けたことに対応し、請求項３に係るこの出願の第
３番目の発明は、こうした管推進機において閉鎖装置２
４ａ及び閉鎖装置２４ｂに係る装置を設けたことに対応
する。

【００４０】次に、本発明を具体化した他の例を図６に
基づいて説明する。図６は、本発明を具体化した他の例
の管推進機における先導体の到達立坑への到達時の状態
を示す縦断面図である。図６においてすでに説明した図
と同一符号を付けた部分は、これらの図と同等の部分を
表すので、詳述しない。

【００４１】この図６の管推進機が図１乃至図５に図示
の前述の管推進機と異なる点は、前述の管推進機におい
て、手狭な到達立坑２９でも先導体を無理なく回収でき
るように先導体を中折れ部で分割可能にするとともに、
泥土通路の閉鎖装置として、閉鎖装置２４ａ，２４ｂの
ほかに閉鎖装置２４ａ’，２４ｂ’を付加した点にあ
る。すなわち、前内管１及び前外管３からなる前胴と後
内管２及び後外管４からなる後胴とを、中折れジャッキ
１０による両胴の連結を解除して分割できるようにし
た。そして、前内管１の前端部付近に閉鎖装置２４ａを
設けるほか、前内管１の後端部付近に閉鎖装置２４ｂ’
を新設し、後内管２の後端部付近に閉鎖装置２４ｂを設
けるほか、後内管２の前端部付近に閉鎖装置２４ａ’を
新設した。これらの新設した閉鎖装置２４ａ’，２４
ｂ’は、図２に図示の閉鎖装置２４ａと同様の構造を備
え、図３に図示の閉鎖装置２４ｂと同様の態様で配置す
る。

【００４２】以上のような構造を備えた管推進機にあっ
ては、発進する際、泥土通路の閉鎖装置２４ａ，２４
ｂ’，２４ａ’を開いた状態にして、泥土通路５を、後
内管２の後端部付近に設けた泥土通路の閉鎖装置２４ｂ
により閉鎖する。そうすると、発進過程で生成された泥
土６を土砂取り込み口１５に取り込んで土砂圧送ポンプ
１２で地上に排出することが可能になるとともに、泥土
通路５の前端開口から泥土通路５に流入する地下水や泥
土６が泥土通路５の後端開口から発進立坑２８内に大量
に浸入するのを防止することもできる。そのため、前述
した管推進機と同様の作用効果を奏することができる。

【００４３】先導体が発進立坑２８の発進口を通過した
後は、前述した例と同様、泥土通路の閉鎖装置２４ｂを
開いて通常時の掘進を行う。こうして掘進を進めて先導
体の前端部が到達立坑２９の到達口に到達したときに
は、まず、カッタヘッド１４の駆動や粘性付与液の注入
を停止するとともに、泥土通路５を、前内管１の前端部
側の閉鎖装置２４ａにより閉鎖する。次いで、前胴の後
端部が到達立坑２９の到達口を通過する前に前内管１の
後端部側の閉鎖装置２４ｂ’を閉じるとともに後内管２
の前端部側の閉鎖装置２４ａ’を閉じる。こうして先導
体を推進して前胴の後端部が到達立坑２９の到達口を通
過したときに、前胴を後胴から分離して到達立坑２９内
で回収する。

【００４４】この間、泥土通路５の後端開口から泥土通
路５に流入する地下水を閉鎖装置２４ａで遮断して到達
立坑２９内への大量の地下水の流出を防止することがで
き、地下水の湧出による地山の崩壊も防止することがで
きる。また、泥土通路５内や埋設管７の外周部の泥土６
及び土砂取り込み口１５の内側周辺の泥土６が逆流して
泥土通路５の前端開口から到達立坑２９内に大量に浸入
するのを防止することもできる。さらに、前胴の後端部
が到達口を通過する前に前内管１の前端部側の閉鎖装置
２４ａだけでなく後端部側の閉鎖装置２４ｂ’も閉じて
いるので、前胴を到達立坑２９内で回収するときに、前
胴側の泥土通路５に溜っている泥土６を両閉鎖装置２４
ａ，２４ｂ’により泥土通路５内に閉じ込めて漏出させ
る危惧がない。

【００４５】前胴を回収した後、後胴を推進し続け、後
胴の後端部が到達立坑２９の到達口を通過する前に後内
管２の後端部側の閉鎖装置２４ｂを閉じて、今度は、後
胴を到達立坑２９内で回収する。この間、前胴と同様、
泥土通路５に流入する地下水を後内管２の前端部側の閉
鎖装置２４ａ’で遮断して到達立坑２９内への大量の地
下水の流出を防止することができ、地下水の湧出による
地山の崩壊も防止することができる。また、泥土通路５
内や埋設管７の外周部の泥土６及び土砂取り込み口１５
の内側周辺の泥土６が逆流して到達立坑２９内に大量に
浸入するのを防止することができるとともに、後胴を回
収するときに、後胴側の泥土通路５に溜っている泥土６
を後内管２の前端部側及び後端部側の両閉鎖装置２４
ａ’，２４ｂにより泥土通路５内に閉じ込めて漏出させ
る危惧がない。

【００４６】この図６の例では、泥土通路の閉鎖装置２
４ａ’及び閉鎖装置２４ｂをそれぞれ後内管２の前端部
付近及び後端部付近に設けているが、閉鎖装置２４ｂ
は、前述したように、先導体の発進時に地下水や泥土通
路５内の泥土６を土砂取り込み口１５に取り込んで地上
に排出することを可能にしつつ泥土通路５の後端開口か
ら発進立坑２８内に流出できないようにすればよいの
で、土砂取り込み口１５の後方個所に設ければよい。ま
た、閉鎖装置２４ａ’は、要は、到達立坑２９への先導
体の到達時に、泥土通路５の後端開口から到達立坑２９
内に流出しようとする地下水を遮断したり、土砂取り込
み口１５の内側周辺や埋設管７の外周部等、土砂取り込
み口１５から後に溜っている大量の泥土６が到達立坑２
９内に流出できないようにすればよいので、土砂取り込
み口１５の前方個所に設ければよい。

【００４７】また、前内管１の泥土通路５それ自体に
は、それほど大量の泥土を溜めることはできず、しか
も、先導体が到達立坑２９に到達して粘性付与液の注入
を停止したときには、その泥土自体も、土砂圧送ポンプ
１２で後内管２側に少なからず移送されているので、後
内管２の前端側の閉鎖装置２４ａ’を閉じさえすれば、
大量の泥土が前内管１を通じて到達立坑２９内に浸入す
る事態は生じない。したがって、前内管１に閉鎖装置２
４ａ，２４ｂ’を設けることは、有用ではあっても不可
欠のことではない。したがって、閉鎖装置２４ｂは、特
許請求の範囲の請求項１に記載の泥土通路の閉鎖装置に
対応し、閉鎖装置２４ａ’は、請求項２に記載の泥土通
路の閉鎖装置に対応する。

【００４８】以上述べた例では、泥土通路の閉鎖装置２
４ａ及び閉鎖装置２４ｂを、流体封入室２４ｄを有し流
体封入室２４ｄに対する圧力流体の供給、排出により膨
張、収縮して泥土通路５を閉鎖、開放する弾性体２４ｅ
を設けて構成しているが、前内管１や後内管２に対して
出没して泥土通路５を閉鎖、開放する遮蔽板と、この遮
蔽板を出没させるように駆動する油圧ジャッキ等のアク
チュエータとを設けて閉鎖装置２４ａ，２４ｂを構成し
てもよい。しかしながら、閉鎖装置２４ａ，２４ｂを前
記のような弾性体２４ｅを設けて構成すれば、閉鎖装置
２４ａ，２４ｂにアクチュエータを設けなくても済むの
で、閉鎖装置２４ａ，２４ｂを内管１，２に対して場所
を取らないコンパクトな形態で設置することができる。
また、閉鎖装置２４ａ，２４ｂを内管１，２に、パッキ
ングを取り付けるようにして取り付ければよいので、閉
鎖装置２４ａ，２４ｂと内管１，２との間のシールも容
易に行うことができる。

【００４９】以上、本発明の技術内容を中折れ式の管推
進機を例にして説明したが、管体の外周に泥土通路５を
形成するように円筒状の支持部材を固定することにより
先導体を構成し、塑性流動性のある泥土を、その泥土通
路５を通じて埋設管７の外周に導くようにした管推進機
であれば、本発明は、先導体を中折れさせない通常の管
推進機にも適用することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この出
願の第１番目の発明では、「課題を解決するための手
段」の項に示した１）の手段を採用しているので、円筒
状の支持部材を設けて先導体を構成した管推進機におい
て、発進時に発進立坑内に大量の地下水や泥土が浸入す
るのを防止することができる。また、先導体の発進時に
泥土通路内の泥土が発進立坑内に流出することなく土砂
圧送ポンプで地上に排出できるため、発進の初期段階か
ら切羽を適切な泥土圧で支持することができる。その結
果、発進時において、掘削穴周辺の地山の崩壊を防止し
て安全な施工を行うことができるとともに、湧水の多い
地山や地下水位の高い地山で発進するときでも、切羽周
辺からの地下水の湧出を泥土圧で抑止して、地下水の湧
出による地山の崩壊も防止することができる。さらに、
発進立坑内に大量の泥土が排出されないため、これまで
必要としていた発進立坑側へのバキューム車等の配備も
必要なくなって、施工経費の節減や作業能率の向上にも
資する。

【００５１】この出願の第２番目発明では、「課題を解
決するための手段」の項に示した２）の手段を採用して
いるので、円筒状の支持部材を設けて先導体を構成した
管推進機において、到達時に到達立坑内に大量の地下水
や泥土が浸入するのを防止することができる。その結
果、到達立坑周辺の地山からの地下水の湧出による地山
の崩壊も防止することができるとともに、到達立坑側へ
のバキューム車等の配備も必要なくなって、施工経費の
節減や作業能率の向上にも資する。この出願の第３番目
発明では、「課題を解決するための手段」の項に示した
３）の手段を採用しているので、この出願の第１番目の
発明及び第２番目の発明がそれぞれ奏する前記の効果を
併せて奏することができる。以上の各発明を具体化する
場合、特に、特許請求の範囲の請求項４に記載されてい
るように具体化すれば、泥土通路の閉鎖装置を管体に対
して場所を取らないコンパクトな形態で設置することが
できるとともに、その閉鎖装置と管体との間のシールも
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先導体側の部分を示す本発明の具体化例の管推
進機の縦断面図である。

【図２】図１のア部の拡大図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】発進時における図１の管推進機の全体像を示す
縦断面図である。

【図５】図１の管推進機における先導体の到達立坑への
到達時の状態を示す縦断面図である。

【図６】本発明を具体化した他の例の管推進機における
先導体の到達立坑への到達時の状態を示す縦断面図であ
る。

【図７】先導体側の部分を示す従来例の管推進機の縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 前内管 ２ 後内管 ３ 前外管 ４ 後外管 ５ 泥土通路 ６ 泥土 ７ 埋設管 １０ 中折れジャッキ １１ カッタ駆動装置 １２ 土砂圧送ポンプ １３ 排土管 １４ カッタヘッド １５ 土砂取り込み口 ２４ａ，２４ｂ 泥土通路の閉鎖装置 ２４ｃ 流体供給路 ２４ｄ 流体封入室 ２４ｅ 弾性体 ２４ｆ 弾性体取付部材 ２６ エントランスパッキング ２７ 元押し装置 ２８ 発進立坑 ２９ 到達立坑 Ｄ カッタヘッド１４の掘削外径 ｄ₁ 内管１，２の外径

フロントページの続き (72)発明者 森谷 秀樹 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D054 AA10 AC18 CA03 DA15 DA33 FA12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設
   管が取り付けられる管体と、泥土を通過させるための泥
   土通路を形成するようにその管体の外周に間隔を置いて
   固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成さ
   れた先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで
   地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入し
   て塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、管体と
   支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送っ
   てその泥土の一部を管体の土砂取り込み口に取り込んで
   地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くよう
   にした管推進機において、管体の外周と円筒状の支持部
   材との間に形成された前記泥土通路を閉鎖するための泥
   土通路の閉鎖装置を、泥土通路の閉鎖及び開放を選択的
   に行い得るように、管体における土砂取り込み口の後方
   個所に設けたことを特徴とする管推進機。
2. 【請求項２】 前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設
   管が取り付けられる管体と、泥土を通過させるための泥
   土通路を形成するようにその管体の外周に間隔を置いて
   固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成さ
   れた先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで
   地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入し
   て塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、管体と
   支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送っ
   てその泥土の一部を管体の土砂取り込み口に取り込んで
   地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くよう
   にした管推進機において、管体の外周と円筒状の支持部
   材との間に形成された前記泥土通路を閉鎖するための泥
   土通路の閉鎖装置を、泥土通路の閉鎖及び開放を選択的
   に行い得るように、管体における土砂取り込み口の前方
   個所に設けたことを特徴とする管推進機。
3. 【請求項３】 前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設
   管が取り付けられる管体と、泥土を通過させるための泥
   土通路を形成するようにその管体の外周に間隔を置いて
   固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成さ
   れた先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで
   地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入し
   て塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、管体と
   支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送っ
   てその泥土の一部を管体の土砂取り込み口に取り込んで
   地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くよう
   にした管推進機において、管体の外周と円筒状の支持部
   材との間に形成された前記泥土通路を閉鎖するための泥
   土通路の閉鎖装置を、泥土通路の閉鎖及び開放を選択的
   に行い得るように、管体における土砂取り込み口の前方
   個所及び後方個所の双方の個所に設けたことを特徴とす
   る管推進機。
4. 【請求項４】 泥土通路の閉鎖装置を、流体封入室が設
   けられこの流体封入室への圧力流体の供給により膨張し
   て泥土通路を閉鎖する弾性体とこの弾性体の流体封入室
   に圧力流体を供給する流体供給路とを設けて構成したこ
   とを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載
   の管推進機。