JP2005320805A - トンネル地山先行補強工法及び回転力伝達治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 先行パイプに接続されるパイプを簡単で安価に製作でき、また油圧ドリフタの駆動力を利用するだけで先行パイプにパイプを簡単に接続すること。
【解決手段】 回転力伝達治具は、接続すべきパイプＰ２がガイドセル上にセットされたとき、そのパイプＰ２内を挿通する削孔ロッド８を油圧ドリフタに連結するアダプタ１０と、パイプＰ２の後端部に装着されるキャップ１４と、アダプタ１０及びキャップ１４と嵌合し、油圧ドリフタによりアダプタ１０に対して打撃力と回転力とを付与したとき、パイプＰ２を回転させて、その先端部を、先行して打設されたパイプＰ１の後端部に螺合させて、パイプＰ１にガイドセル上のパイプＰ２を接続するキャップ回転用アダプタ１６とを備えて構成される。
【選択図】 図６

Description

この発明は、パイプ接続方法及び回転力伝達治具に係り、さらに詳しくは、鋼管を地山に打設して地山を補強するのに好適な技術に関する。

一般に、地質の悪い条件下ではトンネル掘削に採用される地山先行補強工法として、鋼管先受け工法が利用されている。
近年のトンネル工事にあっては、立地条件や地山条件が悪い環境下にあっても、高速施工化及び大断面化される傾向にあるため、これらに拘わることなく、トンネル工事を施工するため、トンネル切羽の前方の地山を、予め、所定の強度まで補強する地山先行補強工法が採用されることがある。このような地山先行補強工法は、切羽の前方の地山の緩みを抑制することを目的とするため、従来のフォアバイリング工法に比べ、使用されるパイプの長さが長いのが特徴である。このため、長尺状のパイプを所定本数効率よく打設する工夫がなされた地山先行補強工法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

即ち、特許文献１に記載のもの（以下、従来技術という）は、先行パイプとしての先受け鋼管を地山に打設したとき、その先受け鋼管の最後端に樹脂製若しくは鋼管製からなるパイプとしての埋設管を接続し、その状態で埋設管を地山内に押圧して推進させ、鋼管を、その最後端がトンネル断面外周線位置とほぼ一致する地山深さに位置するように埋設させるようになっている。

つまり、従来技術では、ガイドセルに搭載された油圧ドリフタの先端に、鋼管パイプ打設アダプタが装備され、この鋼管パイプ打設アダプタを介して削孔ロッドに油圧ドリフタからの打撃、回転力が伝達されることで、地山掘削が行われると同時に、油圧ドリフタのフィード機構によってガイドセル上を先行パイプがスライドして地山中に押圧埋設されると、次に、油圧ドリフタをガイドセルに沿って後退させ、次の接続すべきパイプをパイプ打設アダプタにセットすると共に、そのパイプ内に削孔ロッドを入れて先行パイプ内の削孔ロッドに継ぎ足したところで、先行パイプの場合のときと同様にして油圧ドリフタからの打撃、回転力がガイドセル上のパイプ内の削孔ロッドに伝達されることで、ガイドセル上のパイプを押圧すると共に、該パイプによって先行パイプが更に地山内に押圧埋設され、以下接続すべきパイプを順次継ぎ足して同様の作業を繰り返すようになっている。これにより、トンネル断面を拡幅することなく支保工建て込みのスペースを確保できると共に、人力を介さずに重量の大きな先行パイプをセットしたり、パイプの接続作業等を行えるようになっている。
特開平８−１２１０７３号公報（第４−９頁、図１−図１２）

上述したように、従来技術においては、トンネル断面を拡幅することなく効率的なトンネルの地山先行補強を行えるようにするため、先行パイプを打設したとき、その先行パイプに複数のパイプが自動的に順次接続されるようにしている。
しかしながら、従来技術において、先行パイプに接続されるパイプとしては、本体管の先端部に先行パイプに嵌合し得る形状に形成された先端管が設けられると共に、本体管の後端部に口元管が設けられているので、接続しようとしているパイプにいちいち部品を装着する必要があり、従って、それだけ部品点数の増加を招き、接続すべきパイプを製作するのに手間がかかるという問題があった。
また、上記従来技術では、パイプを順次接続するため、ストックラック上に仮置きされたパイプを、ガイドセル上に搭載するためのパイプ・ロッド供給装置を要する他、パイプ及び削孔ロッドの接続のためにクランプスタンド及びバイプクランプ機構などからなる油圧クランプ装置、更にはパイプを埋設するためのパイプ打設管及び鋼管パイプ打設アダプタなどを要するので付帯設備が多くなってしまうという不具合があった。
そのため、ガイドセルへの搭載重量が大きくなるばかりでなく、装置全体がはるかに高価になってしまい、簡単に接続できて安価に施工することができるものが望まれていた。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、トンネルの地山先行補強に際し、先行パイプに対して接続されるパイプを簡単でかつ安価に製作することができ、また油圧ドリフタの駆動力を利用するだけで先行パイプにパイプを簡単に接続することができる管の接続方法を提供することにあり、他の目的は、上記接続方法に使用される回転力伝達治具を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、トンネル内に配置されるガイドセル上に、パイプと該パイプの内部を挿通するロッドとを搭載し、ガイドセル上のドリフタによって、前記ロッドに打撃と回転力とを伝えながら、ロッド先端に装着された掘削ビットによりトンネル前方の地山を斜め外向きに削孔するとともに、先行パイプの先端に固定されたケーシングトップに推力と打撃力とを伝達して、削孔した前記孔内に先行パイプを打設し、該先行パイプの後端部に、後続パイプを接続させてなるトンネル地山先行補強工法において、予め、パイプ及びロッドの両端部にパイプ同士、ロッド同士を相互に接続するためのネジ部を形成したものを用意しておき、その後、前記ドリフタの回転力によって、後続ロッドを回転させて先行ロッドと後続ロッドとのネジ部を接続すると同時に、前記ドリフタの回転力により回転部材を介して後続パイプを回転させ、該後続パイプと先行パイプとのネジ部とを接続した後、後続パイプを地山に打設することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のトンネル地山先行補強工法において、前記回転部材は、前記ドリフタに装着され前記後続ロッドが装着されるアダプタと、該アダプタの外周面に装着され、前記後続パイプの後端部に設けられるキャップに装着される回転用アダプタとから構成されており、前記後続パイプの後端部に、前記ロッドを挿通させて前記キャップの先端部を螺合するとともに、前記アダプタの後端部を前記ドリフタに装着して、該アダプタの先端部に前記後続ロッドを装着し、 該アダプタの外周面に前記回転用アダプタを装着すると共に、該回転用アダプタの先端部を前記キャップの後端部に形成された穴部に装着し、その後、前記ドリフタの回転力によって、前記後続パイプが前記アダプタと前記回転用アダプタとを介して回転して、前記後続パイプと前記先行パイプとを接続すると共に、 前記後続ロッドが前記アダプタを介して回転することにより該後続ロッドと前記先行ロッドとが接続して、後続パイプを地山に打設することを特徴とする。
請求項３に係る発明は 請求項１又は２に記載のトンネル地山先行補強工法において、前記ドリフタの回転力を回転部材及びキャップとから構成される接合部材を介して前記後続パイプに伝達し、先行パイプと後続パイプとのネジ部を接合することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、予め、パイプ及びロッドの両端部にパイプ同士、ロッド同士を相互に螺合するネジ部を形成したものを用意しておき、トンネル内に配設されるガイドセル上に、パイプと該パイプの内部を挿通するロッドとを搭載し、ガイドセル上のドリフタによって前記ロッド及びパイプの後端から打撃と回転力とを伝えながら、ロッド先端に装着された掘削ビットによりトンネル前方の地山を斜め外向きに削孔するとともに、その削孔した孔内に先行パイプを打設し、該先行パイプの後端部に、後続パイプを接続させてなるトンネル地山先行補強工法に使用され、パイプ及びロッドの接続時に着脱される回転力伝達用治具であって、パイプのネジ部に螺合可能なキャップと、該キャップの穴内に着脱可能に装着されると共に内部にロッドを挿通可能な回転部材とからなり、前記キャップの穴は非真円に形成され、前記回転部材は、その断面外周がキャップの穴に係合する非真円外周面に形成されるとともに、内周面がロッドの外周面に対して周方向の移動が拘束された状態に係合する前記外周面に形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、先行パイプが地中に打設されたとき、油圧ドリフタをガイドセル上で後退させると共に、先行パイプ内の削孔ロッドを油圧ドリフタから取り外し、その後、接続すべきパイプをガイドセル上にセットすると共に、回転部材とキャップとを備える回転力伝達治具を用いることで、回転部材とキャップとの両者を一体的に回転可能に連結しておき、その状態で油圧ドリフタを駆動することで先行パイプにパイプを順次接続できるように構成したので、先行パイプも含め、それぞれのパイプの先端部の内周に雌ネジを、かつ後端部の外周に雄ネジをそれぞれ設けるだけで、パイプを接続させることができる。
これにより、先行パイプに対し、回転力伝達治具を用いることでパイプを順次容易に接続することができるので、それぞれのパイプに部品を何等装着することが不要になり、先行パイプに対して接続されるパイプを簡単でかつ安価に製作することができ、また回転力伝達治具の取り付けを手作業にて行うものの、油圧ドリフタの駆動力を利用するだけで先行パイプにパイプを簡単に継ぎ足し接続することができる効果が得られ、しかもガイドセルに対する搭載重量が大きくなるのを防ぐことができるばかりでなく、装置全体が高価になるのを防ぐという効果も得られる。
さらに、ドリフタの回転力が、先行パイプと後続パイプとの接合及び、先行ロッドと後続ロッドとの接続とを行うので、パイプ同士、ロッド同士の接合をまとめて行うことができるため、パイプ及びロッドの接続を短時間に行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、回転部材は、ドリフタに接続され後続ロッドが装着されるアダプタと、アダプタの外周面に装着されキャップを回転させる回転用アダプタとから構成されているため、ドリフタの回転力及び推力を、後続ロッド及び後続パイプにそれぞれ伝達することができ、ドリフタの回転力及び推力により、後続ロッドと先行ロッドとの接続、先行パイプと後続ロッドとの接続を同時に行うことができる。
すなわち、アダプタと回転用アダプタとにより、後続ロッド及び後続パイプに回転力と推力を別々に伝達することができ、先行ロッドと後続ロッドの接合と先行パイプと後続パイプとの接合を確実に行うことができ、さらに、同時に各接合を行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、後続パイプに回転力と打撃力を伝達する際には、回転部材は後続パイプに螺合されたキャップの穴内において拘束されているため、回転部材の回転力は、回転部材を介して後続パイプに伝達され、後続パイプが回転することにより後続パイプと先行パイプとが接合し、後続パイプと先行パイプとがともに回転、前進することになり、先行パイプと後続パイプとの打ちこみを良好に行うことができる。
また、後続パイプの打ち込みが終了した際には、ドリフタを逆回転させることにより、回転部材がキャップを回転させ、キャップが後続パイプから外れることになり、後続パイプを打ち込んだ状態で、ドリフタを後退させることができ、さらに、新たなパイプを容易に接続することができる。

請求項４に係る発明によれば、回転部材とロッドが連結されたとき、その回転部材及びキャップに回転部材を嵌合させることで両者を一体的に回転可能に連結し、ガイドセル上のパイプを順次前進しながら回転させることでパイプを互いに接続できるように構成したので、パイプを簡単に接続できて安価に施工することができる効果が得られる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１から図９はこの発明の一実施の形態に係る管の接続方法を適用したＡＧＦ（Ａｌｌ Ｇｒｏｕｎｄ Ｆａｓｔｅｎ）工法を示す図であって、図１は管の接続方法を示す全体説明図、図２はパイプが油圧ドリルジャンボの油圧ドリフタにセットされた状態を示す説明図、図３はアダプタを示す説明図、図４はキャップを示す説明図、図５はキャップ回転用アダプタを示す説明用斜視図、図６はパイプ及びアダプタにキャップ回転用アダプタを嵌合した状態を示す説明図、図７はパイプを順次打設するときの説明図、図８は図６のＸ−Ｘ線の拡大図、図９はビット連結アダプタと掘削ビットとの関係を示す説明図である。
図１に示すように、油圧ドリルジャンボ１がトンネル切羽２の近傍に配置されている。油圧ドリルジャンボ１のブーム上のガイドセル３の先端は、既に建て込まれた鋼支保鋼４のうち、最も切羽２に近い鋼支保鋼４の下端位置に沿うよう傾斜してセットされている。

なお、図１において、地山は一次吹き付けコンクリート５で被覆され、その内側にＨ形鋼などからなる鋼支保鋼４がトンネル掘削方向に所定のピッチで建て込まれ、その鋼支保鋼４を被覆するように二次吹き付けコンクリート６が施工されている。
一次吹き付けコンクリート５の施工に際しては、地山を補強するための長尺状のパイプが既に何本か接続されかつ打設されている。図１の符号Ｐ１〜Ｐ４は、互いに接続されかつ打設されるパイプを示し、符号Ｐは所定本数で接続されたパイプ全体を示している。

パイプＰ１〜Ｐ４の打設に際しては、まず、図７（ａ）に示すように、ガイドセル３上に先受け鋼管としてのパイプ（以下、先行パイプという）Ｐ１と、該先行パイプＰ１の内部を挿通する削孔ロッド８とを搭載し、ガイドセル３上の油圧ドリフタ７の駆動により、トンネル切羽２の前方のトンネル断面外周線の近傍に沿い削孔ロッド８の先端に装着された拡縮径可能な削孔ビット（図示せず）で削孔されたとき、その削孔された孔内にガイドセル３上の先行パイプＰ１が油圧ドリフタ７の打撃力及び回転力で打設される。
この際、油圧ドリフタ７は、先行パイプＰ１の先端に固定されたケーシングトップに推力と打撃力とを伝達することにより、先行パイプＰ１を打設する。
先行パイプＰ１が打設された時点で、その先行パイプの後端部に、所定本数のパイプＰ２〜Ｐ４を順次接続するようになっている。

この実施形態においては、以下のようにしてガイドセル上３のパイプＰ２〜Ｐ４を順次接続するようになっている。以下の説明では、先行パイプＰ１に三本のパイプＰ２〜Ｐ４を接続する場合について述べてある。
まず、先行パイプＰ１を地山に打設する場合、図７（ａ）に示すように、油圧ドリルジャンボ１のガイドセル３上で油圧ドリフタ（削岩機ともいう）７を後退させ、そのガイドセル３上に削孔ロッド８を挿通させた状態で先行パイプＰ１をセットすると共に、該削孔ロッド８の後端を油圧ドリフタ７に連結し、この状態で油圧ドリフタ７を駆動して打撃力及び回転力を先行パイプＰ１に付与し、これによって、先行パイプＰ１を前進（打撃）させながら回転させることで、図７（ｂ）に示すように、先行パイプＰ１を次第に地山に打ち込んで打設させる。

そして、先行パイプＰ１が打設された後、次いで、図３〜図５に示すアダプタ１０とキャップ１４とキャップ回転用アダプタ１６とからなる回転力伝達治具を用いることで、先行パイプＰ１にパイプＰ２、Ｐ３、Ｐ４を順次接続するようになっている。
アダプタ１０と、キャップ回転用アダプタ（回転用アダプタ）１６とは、ドリフタ７の回転力及び推力を削孔ロッド８と、パイプＰ２とに伝達する回転部材を構成している。

即ち、アダプタ１０は、図３（ａ）に示すように、その一端部１１が油圧ドリフタ７の駆動部に連結されるものであって、その他端部１２の外周が同図（ｂ）に示すように六角形状をなすと共に、その中心部に軸方向に沿う雌ネジ１３が設けられている。この雌ネジ１３は、削孔ロッド８の後端部の外周に設けられた雄ネジ８ａ（図９参照）と対応しており、雄ネジ８ａと螺合することで削孔ロッド８を連結するようになっている。

一方、キャップ１４は、上記各パイプＰ２〜Ｐ４の後端部に着脱自在に装着される。即ち、キャップ１４は、各々のパイプＰ２〜Ｐ４の後端部に装着できるようにするため、図４（ａ）に断面にて示すように、軸方向の一端が開口されると共に、各パイプと略同径のコ字状をなしており、軸方向の後部中央部に挿通孔１５が穿設されている。挿通孔１５は、後述するキャップ回転用アダプタ１６を嵌合する大きさをなしており、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、対向する部位が直線形状をなしている。キャップ１４の先端側である開口部の内周には、各パイプＰ２〜Ｐ４の後端部の外周に設けられた雄ネジＳと螺合する雌ネジ１４ａが設けられている。
雄ネジＳは、図６に示すように、パイプＰ２（〜Ｐ４）の先端部の内周に設けられた雌ネジ１４ａと対応すると共に、先行パイプＰ１の後端部の外周にも設けられている。

キャップ回転用アダプタ１６は、図５に示すように、両対向壁１６ａ、１６ｂ間にアダプタ１０の他端部１２と嵌合できる大きさのコ字状に形成されており、両対向壁１６ａ、１６ｂ間に架設された架設板１６ｃの一端側が切り除かれることで、その一端側に上記アダプタ１０を嵌合できる挿通空間部１７を有すると共に（図８参照）、その他端側に架設板１６ｃが存在するコ字形空間部１８を有している。

このキャップ回転用アダプタ１６は、図２では鎖線にて示されており、ガイドセル３上にパイプＰ２〜Ｐ４のいずれかがその都度セットされた状態にあって、また、該セットされたパイプＰ２〜Ｐ４内を挿通している削孔ロッド８が、アダプタ１０を介して油圧ドリフタ７の駆動部に連結された状態にあるとき、その連結されたままで、一端側の挿通空間部１７にアダプタ１０を嵌め込む一方、他端側のコ字形空間部１８内に削孔ロッド８を挿通させた状態で、キャップ１４の挿通孔１５に挿入することで嵌合できるようになっている。

即ち、この回転力伝達治具おいては、接続すべきパイプＰ２〜Ｐ４がガイドセル３上にその都度セットされたとき、該ガイドセル３上のパイプＰ２〜Ｐ４内を挿通する削孔ロッド８を油圧ドリフタ７に連結するアダプタ１０と、ガイドセル３上のパイプＰ２〜Ｐ４の後端部に装着されるキャップ１４と、アダプタ１０及びキャップ１４と嵌合し、油圧ドリフタ７によってアダプタ１０に対して打撃力と回転力とを付与したとき、ガイドセル３上のパイプＰ２〜Ｐ４を回転させて、該パイプの先端部を、先行して打設されたパイプＰ１〜Ｐ３の後端部に螺合させ、打設されたパイプにガイドセル３上のパイプを接続するキャップ回転用アダプタ１６とを備えて構成されている。この場合、パイプＰ２〜Ｐ４のそれぞれの接続に際しては、図８に示す矢印Ｆのように軸回りに回転されることで、互いに螺合して接続される。

次に、この実施形態の管の接続方法、及び上記回転力伝達治具の取り扱いについて、図１、図２、図６〜図９を用いて以下に詳細に説明する。なお、実際には図１及び図７に示すようにガイドセル３が傾斜しているが、図２及び図６では便宜上水平に作図している。
まず、地山の切羽２に先受け鋼管としての先行パイプＰ１を打設する場合には、図７（ａ）に示すように、予めガイドセル３上で油圧ドリフタ７を後退させておき、そのガイドセル３上に先行パイプＰ１をセットすると共に、その位置において図２に示すように、先行パイプＰ１の内部を挿通している削孔ロッド８の後端を、油圧ドリフタ７に連結する。

その後、油圧ドリフタ７を駆動することで、その打撃力と回転力とを先行パイプＰ１に付与すると、先行パイプＰ１が前進しながら回転するので、地山に打設されこととなる。図７（ｂ）は、先行パイプＰ１が打設された状態を示している。

このようにして先行パイプＰ１が地山に対し図７（ｂ）に示すように打設されると、次に、油圧ドリフタ７をガイドセル３上で元の位置まで後退させると共に、該後退に伴って先行パイプＰ１内の削孔ロッド８も後退させる。この場合、削孔ロッド８の後退は、油圧ドリフタ７を打設時の場合と逆方向に回転することで、削孔ロッド８が先行パイプＰ１内を後退する。またこのとき、削孔ロット８の先端に装着された削孔ビットが縮径することで、削孔ロッド８がスムースに後退する。

この油圧ドリフタ７の後退によって先行パイプＰ１内の削孔ロッド８が後退した後、この削孔ロッド８を、油圧ドリフタ７から取り外すと、次に回転力伝達治具を用いることにより、以下のようにして先行パイプＰ１に、パイプＰ２〜Ｐ４を順次接続していく。

まず、油圧ドリフタ７をガイドセル３上で図７（ｃ）に示すように元の位置まで後退させて削孔ロッド８を後退させると、この後退位置において、削孔ロッド８を油圧ドリフタ７から取り外した後、先行パイプＰ１に接続しようとする次のパイプＰ２を、先行パイプＰ１の場合と同様にしてガイドセル３にセットする。

このパイプＰ２のセットに際しては、先行パイプＰ１内を挿通する削孔ロッド８に、図９に示すビット連結アダプタ１９を介し、パイプＰ２内を挿通している削孔ロッド８の先端と連結する。そのため、ビット連結アダプタ１９は、図９に示すように、削孔ロッド８の連結ネジ８ａ（左側）、及びこれと連結される次の削孔ロッド８の連結ネジ８ａ（右側）と螺合できるように雌ネジ１９ａが設けられており、両端側の雌ネジ１９ａに削孔ロッド８と次の削孔ロッド８とが螺合することで、打設された先行パイプＰ１内の削孔ロッド８（左側）と、接続すべきパイプＰ２内を挿通している削孔ロッド８（右側）とが互いに連結される。

そして、アダプタ１０を用意し、該アダプタ１０の先端部の雌ネジ１３に、上記パイプＰ２内を挿通している次の削孔ロッド８の雄ネジ８ａを螺合させることで、アダプタ１０とパイプＰ２内の削孔ロッド８とを連結する一方、アダプタ１０の後端部を油圧ドリフタ７の駆動部に連結する。
これにより、ガイドセル３上のパイプＰ２内を挿通している削孔ロッド８が、図２に示すように、アダプタ１０を介して油圧ドリフタ７に連結されることとなる。

このようにして、パイプＰ２内の削孔ロッド８が接続された後、そのアダプタ１０及び削孔ロッド８１に図２に示す鎖線にて示すようにキャップ回転用アダプタ１６を被せ、該キャップ回転用アダプタ１６の一端部の挿通空間部１７内にアダプタ１０を嵌合すると共に、他端部のコ字形空間部１８内に次の削孔ロッド８を挿通させる。
またこのとき、ガイドセル３上のパイプＰ２の後端部にキャップ１４を螺合させることで、キャップ１４を装着する。

上記の状態にあるとき、図２に示す矢印ａのようにガイドセル３上のパイプＰ２を後退させ、該パイプＰ２に装着されたキャップ１４の挿通孔１５に、キャップ回転用アダプタ１６を嵌め込むことで、図６に示すように、キャップ１４とアダプタ１０との両者を一体的に回転可能に連結する。

その後、その状態で油圧ドリフタ７を駆動してパイプＰ２内の削孔ロッド８に打撃力と回転力とを付与すると、削孔ロッド８が前進しながら回転すると共に、該削孔ロッド８に伴ってパイプＰ２が図６に示す矢印ｂ方向に前進しながら回転すると、パイプＰ２の先端部の雌ネジが、先行パイプＰ１の後端部の雄ネジＳと螺合することで、図２に示すように、先行パイプＰ１に次パイプＰ２が接続されながら先行パイプＰ１とパイプＰ２とが打ち込まれていくことになる。

この場合、先行パイプＰ１には地中の摺動抵抗が発生していて安易に回転することがないので、パイプＰ２が前進しながら回転すると、殆ど固定された状態の先行パイプＰ１の後端部に、パイプＰ２が押し付けられながら回転する形態となり、打設された先行パイプＰ１の後端部の雄ネジＳと、ガイドセル３上のパイプＰ２の先端部の雌ネジ１４ａとを確実に螺合させることができるので、パイプＰ１に対してパイプＰ２を良好に接続することができる上、パイプＰ２の前進力（打撃力）で先行パイプＰ１をさらにパイプ２と共に埋設させていくことができ、図７（ｄ）に示すように、パイプＰ２も先行パイプＰ１に追従して打設されることなる。

パイプＰ２の接続及び打設が終了されると、油圧ドリフタ７の逆駆動によって油圧ドリフタ７をガイドセル３上で元の位置まで後退させて、先行パイプＰ１及びパイプＰ２内の削孔ロッド８も後退させる。この場合、油圧ドリフタ７の後退に伴ってアダプタ１０が後退すると、アダプタ１０及びパイプＰ２間に嵌合しているキャップ回転用アダプタ１６も同様に後退することで、キャップ回転用アダプタ１６がパイプＰ２から外れることとなる。
これにより、先行パイプＰ１及びパイプＰ２内が開放されるので、先行パイプ及びパイプＰ２に入り込んでいる地中の水分や土砂が導かれて排出される結果、パイプＰ１、パイプＰ２内が詰まることがない。

その後、パイプＰ２内の削孔ロッド８とアダプタ１０からキャップ回転用アダプタ１６を取り外し、また、パイプＰ２内の削孔ロッド８とアダプタ１０の先端部との螺合を解除することで削孔ロッド８をアダプタ１０から切り離すと共に、パイプＰ２とキャップ１４との螺合を解除してパイプＰ２の後端部からキャップ１４を取り外す。

このようにしてパイプＰ２内の削孔ロッド８の切り離し、及びパイプＰ２からのキャップ１４の取り外しが行われると、ガイドセル３上で、上述したパイプＰ２の場合と同様にしてパイプＰ３を取り扱う。

即ち、ガイドセル３上に次のパイプＰ３をセットすること、パイプＰ３に対してキャップ１４を装着すること、パイプＰ２内の削孔ロッド８及びパイプ３内を挿通している削孔ロッド８を連結すること、そのパイプＰ３内の削孔ロッド８をアダプタ１０に連結すること、アダプタ１０にキャップ回転用アダプタ１６を嵌合すると共に該キャップ回転用アダプタ１６をパイプＰ３に嵌合することをそれぞれ行った後、油圧ドリフタ７を駆動してパイプＰ３に打撃力と回転力とを付与し、パイプＰ３を前進させながら回転させることで、パイプＰ２にパイプＰ３が接続されながら先行パイプＰ１とパイプＰ２とパイプＰ３とが更に打ち込まれることとなる。

そして、パイプＰ３が地中に打設されると、パイプＰ２及びＰ３の場合と同様にしてパイプＰ４が取り扱われることで、先行パイプＰ１に対してパイプＰ２、Ｐ３、Ｐ４が順次継ぎ足して接続され、これによって所定本数のパイプＰ１〜Ｐ４が継ぎ足した状態で打設されることで、地山を補強することとなる。
なお、各パイプＰ２〜Ｐ４が打設かつ接続されると、削孔ビット径をパイプ内に収納可能な直径まで縮径して削孔ロッド８と共に引き抜いた後、図１に示すように、パイプＰ２〜Ｐ４とその周囲に生じた地山との空隙にセメント系、ウレタン系等の固定材Ｋが注入されることとなる。

この実施形態の管の接続方法によれば、先行パイプＰ１が地中に打設されたとき、油圧ドリフタ７をガイドセル３上で後退させると共に、パイプＰ１内の削孔ロッド８を油圧ドリフタ７から取り外し、その後、ガイドセル３上に接続すぺきパイプをセットすると共に、上述したようにアダプタ１０とキャップ１４とキャップ回転用アダプタ１６とを備えた回転力伝達治具を用いることで、アダプタ１０とキャップ１４両者１０、１４を一体的に回転可能に連結しておき、その状態で油圧ドリフタ７を駆動することで先行パイプＰ１にパイプＰ２〜Ｐ４を順次接続できるように構成したので、先行パイプＰ１も含め、それぞれのパイプＰ２〜Ｐ４の先端の内周に雌ネジを、かつ後端の外周に雄ネジＳをそれぞれ設けるだけで、パイプを順次継ぎ足して接続させることができる。

従って、先行パイプＰ１に対し、回転力伝達治具を用いることでパイプＰ２〜Ｐ４を容易に接続することができるので、従来技術に比較すると、それぞれのパイプに部品を何等装着することが不要になり、先行パイプＰ１に対して接続されるパイプＰ２〜Ｐ４を簡単でかつ安価に製作することができ、また、回転力伝達治具の取り付けを手作業にて行うものの、油圧ドリフタ７の駆動力を利用するだけで先行パイプにパイプを簡単に継ぎ足し接続することができる。

しかも、従来技術のようにガイドセル上にパイプ・ロッド供給装置及び油圧クランプ装置、パイプ打設管及び鋼管パイプ打設アダプタなどの付帯設備を設けることが不要となり、それだけガイドセル３に対する搭載重量が大きくなるのを防ぐことができるばかりでなく、装置全体が高価になるのを防ぐこともできる。

また、各パイプＰ２〜Ｐ４の先端部の内周に雌ネジが設けられると共に、後端部の外周に雄ネジＳが設けられているので、ガイドセル３上のパイプが前進しながら回転されるだけで、パイプを先行パイプＰ１に接続できるばかりでなく、それより先行しているパイプと確実に螺合させることができ、従って、管の継ぎ足し接続を的確に行うことができる。

なお、図示実施形態においては、各パイプが鋼管によって形成された例を示したが、これに限らず、合成樹脂製のものを用いることもできる。また、回転力伝達治具として、アダプタ１０の他端側が六角形状をなした例を示したが、それ以外の多角形状であってもよいのは勿論である。

この発明の一実施の形態に係る管の接続方法を適用したＡＧＦ工法を示す全体説明図である。 先行パイプに接続すべきパイプが油圧ドリルジャンボの油圧ドリフタにセットされた状態を示す説明図である。 アダプタを示す説明図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。 キャップを示す説明図であって、（ａ）は径方向の断面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。 キャップ回転用アダプタを示す説明用斜視図である。 パイプ及びアダプタにキャップ回転用アダプタを嵌合した状態を示す説明図である。 先行パイプとこれにパイプを接続するときの説明図である。 図６のＸ−Ｘ線の拡大図である。 先行ロッド内の削孔ロッドにビット連結アダプタ介してパイプ内の削孔ロッドを接続するときの説明図である。

符号の説明

２ トンネルの切羽
３ ガイドセル
７ 油圧ドリフタ（削岩機）
１０ アダプタ
１４ キャップ
１４ａ 雌ネジ
１５ キャップの雌ネジ
１６ キャップ回転用アダプタ
Ｐ１ 先受け鋼管（先行パイプ）
Ｐ２〜Ｐ４ パイプ
Ｓ 雄ネジ

Claims (4)

1. トンネル内に配置されるガイドセル上に、パイプと該パイプの内部を挿通するロッドとを搭載し、ガイドセル上のドリフタによって、前記ロッドに打撃と回転力とを伝えながら、ロッド先端に装着された掘削ビットによりトンネル前方の地山を斜め外向きに削孔するとともに、先行パイプの先端に固定されたケーシングトップに推力と打撃力とを伝達して、削孔した前記孔内に先行パイプを打設し、該先行パイプの後端部に、後続パイプを接続させてなるトンネル地山先行補強工法において、
   予め、パイプ及びロッドの両端部にパイプ同士、ロッド同士を相互に接続するためのネジ部を形成したものを用意しておき、
   その後、前記ドリフタの回転力によって、後続ロッドを回転させて先行ロッドと後続ロッドとのネジ部を接続すると同時に、前記ドリフタの回転力により回転部材を介して後続パイプを回転させ、該後続パイプと先行パイプとのネジ部とを接続した後、後続パイプを地山に打設することを特徴とするトンネル地山先行補強工法。
2. 請求項１に記載のトンネル地山先行補強工法において、
   前記回転部材は、前記ドリフタに装着され前記後続ロッドが装着されるアダプタと、該アダプタの外周面に装着され、前記後続パイプの後端部に設けられるキャップに装着される回転用アダプタとから構成されており、
   前記後続パイプの後端部に、前記ロッドを挿通させて前記キャップの先端部を螺合するとともに、前記アダプタの後端部を前記ドリフタに装着して、該アダプタの先端部に前記後続ロッドを装着し、
   該アダプタの外周面に前記回転用アダプタを装着すると共に、該回転用アダプタの先端部を前記キャップの後端部に形成された穴部に装着し、
   その後、前記ドリフタの回転力によって、前記後続パイプが前記アダプタと前記回転用アダプタとを介して回転して、前記後続パイプと前記先行パイプとを接続すると共に、
   前記後続ロッドが前記アダプタを介して回転することにより、該後続ロッドと前記先行ロッドとが接続して、後続パイプを地山に打設することを特徴とするトンネル地山先行補強工法。
3. 請求項１又は２に記載のトンネル地山先行補強工法において、
   前記ドリフタの回転力を回転部材及びキャップとから構成される接合部材を介して前記後続パイプに伝達し、先行パイプと後続パイプとのネジ部を接合することを特徴とするトンネル地山先行補強工法。
4. 予め、パイプ及びロッドの両端部にパイプ同士、ロッド同士を相互に螺合するネジ部を形成したものを用意しておき、トンネル内に配設されるガイドセル上に、パイプと該パイプの内部を挿通するロッドとを搭載し、ガイドセル上のドリフタによって前記ロッド及びパイプの後端から打撃と回転力とを伝えながら、ロッド先端に装着された掘削ビットによりトンネル前方の地山を斜め外向きに削孔するとともに、その削孔した孔内に先行パイプを打設し、該先行パイプの後端部に、後続パイプを接続させてなるトンネル地山先行補強工法に使用され、パイプ及びロッドの接続時に着脱される回転力伝達用治具であって、
   パイプのネジ部に螺合可能なキャップと、
   該キャップの穴内に着脱可能に装着されると共に内部にロッドを挿通可能な回転部材とからなり、
   前記キャップの穴は非真円に形成され、
   前記回転部材は、その断面外周がキャップの穴に係合する非真円外周面に形成されるとともに、内周面がロッドの外周面に対して周方向の移動が拘束された状態に係合する前記外周面に形成されていることを特徴とする回転力伝達治具。
   

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