JP2005220704A - 矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで容易に製作でき、屈曲角度を大きく取ることができる矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置を提供する。
【解決手段】 所定長さの胴管２を複数に分割し、同分割した各小胴管３同士を垂直のピン４で軸支して左右方向へ屈曲自在に連結し、各分割箇所に小胴管３同士の屈曲角度を変えるジャッキを設け、これを矩形掘進機１と推進管Ｈとの間に介装し、ジャッキの作動で胴管２の各分割箇所を中折れすることで矩形掘進機１を急曲線状に掘進させて急曲線の孔道Ｓを造成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、推進工法において急曲線の管路構築に使用する急曲線トンネル造成装置に関する。

従来、非開削により地下構造物を構築する場合、道路の交差点等の線形により急曲線施工を余儀なくされることがある。掘進機はジャッキ等による中折れ装置で方向を変化させながら計画線に沿って掘進するが、屈曲可能な角度を超えるような急曲線施工では中折れした胴管同士が接触して印篭部分が変形する問題があった。特に近年増加している矩形断面形状の地下構造物の構築に応用した場合は大きく変形して破損する事が推測され、矩形断面状の急曲線掘進機及び装置は構造上の多くの問題をかかえて急曲線施工が難しく、中折れ部分が破損した場合は土砂や地下水が管内に侵入して地表面の陥没を招く恐れがあった。

そこで、円形等の掘進機では急曲線施工に対応可能な掘進機として球面フランジ等による中折れ装置を備えた構造のものが開発されているが、フランジの曲面加工に高精度が要求されてコストがかかる問題があり、矩形用は製作が困難で屈曲角度にも限度があった。
特開平７−１８９５８４号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、製作が容易で屈曲角度を大きく取れ、矩形断面の急曲線施工に好ましく使用できる矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置を提供することにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 矩形掘進機と推進管との間に介装して急曲線の管路を構築するための孔道を造成する急曲線トンネル造成装置であって、所定長さの胴管を複数に分割し、同分割した各小胴管同士を垂直のピンで軸支して左右方向へ屈曲自在に連結し、各分割箇所に小胴管同士の屈曲角度を変えるジャッキを設け、同ジャッキの作動で胴管の各分割箇所を中折れすることで矩形掘進機を急曲線状に掘進させて急曲線の孔道を造成できるようにしたことを特徴とする矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置
２） 小胴管間の間隔部に可撓性を有するシール部材を外周に渡って設け、胴管内への地山の侵入を防止できるようにした前記１）記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置
３） シール部材が内側へ屈曲した断面Ｕ字型で、同Ｕ字型内の空間にエアーパックを外周に渡って配設し、曲線半径の変化に追従可能にするとともに小胴管間の間隔部への地山の侵入を防止できるようにした前記２）記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置
４） 隣接する各小胴管の一方の外面に横方向の強固な鋼線又は棒材を小胴管間の間隔を橋架するように外周に渡って複数本取り付け、エアーパックを小胴管間に保持できるようにした前記３）記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置
５） ジャッキをピンと直交方向に且つ左右方向に配設し、隣接する各小胴管の左右部とジャッキのシリンダロッドの両端部とをリンク部材で回動可能に連結し、シリンダロッドの進退で左右の各リンク部材を押引することで小胴管間の左右の間隔が離接して屈曲角度が変わるようにした前記１）〜４）いずれか記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置
にある。

本発明によれば、小胴管同士をピンでヒンジ構造に連結する構造としたから、従来と比較して高精度な加工を求められず低コストで容易に製造でき、屈曲角度を大きく取れて急曲線施工が円滑に行える。また、小胴管間の間隔を大きく取ればより急な角度に屈曲させることも可能になる。

本発明では、胴管内への地山の侵入を防止するシール部材として、耐摩耗性等に優れる厚めのゴムシートが望ましい。このシール部材は胴管を屈曲させる場合に内側へアコーディオン状に変形させて地山と接触しないようにする。この際、変形させた断面Ｕ字型内の空間にエアーパックを外周に渡って配設すると、小胴管間の間隔部への地山の侵入を防止して屈曲を阻害しない。なお、エアーパックの脱落を防止する鋼線又は棒材は、他方を係止具で小胴管に係止して屈曲時に外方へ突出しないようにする。ジャッキとしては油圧・空圧・電動その他公知のものが用いられ、胴管の断面寸法に応じて１本又は複数本取り付けられる。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は実施例の急曲線の掘進を示す説明図、図２は実施例の矩形掘進機の中折れ部分の側面図、図３は実施例の矩形掘進機の中折れ部分の縦断面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は実施例の矩形掘進機の中折れを示す説明図である。

本実施例の矩形掘進機１は、後方の断面矩形状の胴管２を４箇所に等長分割し、分割した各小胴管３の対向面上下にピン穴を有する横方向のフランジ３ａを形成して重合し、各ピン穴に垂直のピン４を挿通してヒンジ構造に軸支することで左右方向へ屈曲自在に連結している。４ａはストッパーである。

隣接する各小胴管３の内側左右にはフランジ３ｂを形成し、左右に突出したシリンダロッド５ａを横方向へ往復動可能に構成したジャッキ５をピン４の中央部に穿孔して挿通し、シリンダロッド５ａの両端部と前記各フランジ３ｂとをリンク部材６で回動可能に連結し、シリンダロッド５ａの進退で各リンク部材６を左右方向に押引することで小胴管３間の左右間隔が離接して屈曲角度が変わるようにしている。

各小胴管３間の間隔部には中折れに追従可能な耐摩耗性を有するゴムシート等のシール部材７を内側へ断面Ｕ字型に屈曲させて外周に渡って被覆し、Ｕ字型内の空間に空気を袋体に充填した環状のエアーパック８を外周に渡って配設し、掘進方向側の各小胴管３の外面にＰＣ鋼線からなる横方向の棒材９を小胴管３の間隔を橋架するように外周に渡って多数本取り付け、橋架された棒材９の後方側端部を係止具１０で取り付け側と反対側の小胴管３の外面に保持している。１ａはカッター、Ｇは地山、Ｈは推進管、Ｔはテールボイド層、Ｓは孔道である。

本実施例では、直線状の掘進時では各ジャッキ５のシリンダロッド５ａの左右突出量を均一にして中立の位置にすることで各小胴管３間が等間隔になって直進する。

急曲線状の掘進時では、図５に示すようにジャッキ５のシリンダロッド５ａを掘進すべきカーブの方向と逆方向に作動させ、掘進方向に向かって左側のリンク部材６が引張されるとともに右側のリンク部材６が押付され、小胴管３間の左側の間隔が接近するとともに右側の間隔が離間して所定の角度に屈曲する。

この作動を前方のジャッキ５から掘進速度に応じて順に行ない、所定の曲率半径に掘進して計画された管路が構築されていく。シール部材７及びエアーパック８は屈曲に柔軟に変形して追従することで地山Ｇの侵入を防止し、ＰＣ鋼線である棒材９は係止具１０で係止されながらエアーパック８を保持して脱落や飛出しを防止する。

本発明の急曲線トンネル造成装置は、雨水路，地下人道，地下自転車道，地下小型車両道路，配管等の構築に好ましく使用できる。

実施例の急曲線の掘進を示す説明図である。 実施例の矩形掘進機の中折れ部分の側面図である。 実施例の矩形掘進機の中折れ部分の縦断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 実施例の矩形掘進機の中折れを示す説明図である。

符号の説明

１ 矩形掘進機
１ａ カッター
２ 胴管
３ 小胴管
３ａ，３ｂ フランジ
４ ピン
４ａ ストッパー
５ ジャッキ
５ａ シリンダロッド
６ リンク部材
７ シール部材
８ エアーパック
９ 棒材
１０ 係止具
Ｇ 地山
Ｈ 推進管
Ｔ テールボイド層
Ｓ 孔道

Claims (5)

1. 矩形掘進機と推進管との間に介装して急曲線の管路を構築するための孔道を造成する急曲線トンネル造成装置であって、所定長さの胴管を複数に分割し、同分割した各小胴管同士を垂直のピンで軸支して左右方向へ屈曲自在に連結し、各分割箇所に小胴管同士の屈曲角度を変えるジャッキを設け、同ジャッキの作動で胴管の各分割箇所を中折れすることで矩形掘進機を急曲線状に掘進させて急曲線の孔道を造成できるようにしたことを特徴とする矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置。
2. 小胴管間の間隔部に可撓性を有するシール部材を外周に渡って設け、胴管内への地山の侵入を防止できるようにした請求項１記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置。
3. シール部材が内側へ屈曲した断面Ｕ字型で、同Ｕ字型内の空間にエアーパックを外周に渡って配設し、曲線半径の変化に追従可能にするとともに小胴管間の間隔部への地山の侵入を防止できるようにした請求項２記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置。
4. 隣接する各小胴管の一方の外面に横方向の強固な鋼線又は棒材を小胴管間の間隔を橋架するように外周に渡って複数本取り付け、エアーパックを小胴管間に保持できるようにした請求項３記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置。
5. ジャッキをピンと直交方向に且つ左右方向に配設し、隣接する各小胴管の左右部とジャッキのシリンダロッドの両端部とをリンク部材で回動可能に連結し、シリンダロッドの進退で左右の各リンク部材を押引することで小胴管間の左右の間隔が離接して屈曲角度が変わるようにした請求項１〜４いずれか記載の矩形構造の急曲線推進工法に対応した急曲線トンネル造成装置。

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