JP2005325618A - 小口径管推進工法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置検出手段・方向修正機能を持ち、小口径の推進管を高トルクで推進できかつ安価に構成できる小口径管推進工法および装置を提供する。
【解決手段】一工程目で小口径の方向修正機能をもったパイロット管２０を発進立坑１から無排土で推進し、パイロット管２０が到達立抗２に到達後、二工程目で拡孔ヘッド３０を発進立抗１でパイロット管２０に接続し、拡孔ヘッド３０に推進管４０を接続して推進する小口径管推進工法において、拡孔ヘッド３０で掘削した土砂を、パイロット管２０の内部を通して流体搬送にて到達立抗２側に排出する。一工程目で推進したパイロット管２０を、拡孔ヘッド３０で掘削した土砂の排出に使うことにより、推進管４０内のスペースを有効に使うことができる。
【選択図】 図１

Description

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、パイロット管を使用した二工程方式小口径管推進工法および装置に関する。

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。このとき、砂れき、玉石層等の土質の悪い条件になると、掘削方向がずれることがあるため、精度よく掘進できる推進機が要請される。

例えば特許文献１には、パイロット管を推進した後に、二工程目で方向修正機能、位置検出手段をもった先導管をパイロット管に接続し、二工程目でも方向修正および位置検出を行いながら推進管を推進する推進機が開示されている。

この方式は、二工程目で掘削した土砂を発進装置側に流体搬送で排出する方式であり、かつ、位置検出を発進装置側より行っている。また、二工程目のカッターの駆動を先導管内の油圧モータで行うため、推進管内に、油圧・水・空気等の供給管、掘削土砂排土管、および位置検出用の空隙を備えた連結管を入れて、先導管に接続し推進するようにしている。

また、特許文献２に開示された地中配管装置では、方向修正機能および位置検出手段は無いが、二工程目でパイロット管にオーガーを接続し、掘削した土砂をオーガーにより、発進装置側に排出するようにしている。

特開２００２−３６４２９０号公報 特開平０９−０５３３８９号公報

特許文献１のように、掘削した土砂を流体搬送で発進装置側に排出し、かつ位置検出も発進装置側で行う方式は、推進管径が小さくなると、排土管径や、位置検出用の空隙が小さくなり、推進可能な管径に限界がある。

また、二工程目でパイロット管にオーガーを接続する方式は、推進管内を排出スペースとして使えるため、排土に支障はないものの、方向修正機能・位置検出手段がないため、推進精度の問題が発生する。

また、この両方の方式も、一工程目で使用するパイロット管の他に、連結管やオーガーが必要であり、機械の価格が高い。

そこで本発明は、位置検出手段・方向修正機能を持ち、小口径の推進管を高トルクで推進できかつ安価に構成できる小口径管推進工法および装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の第１の構成は、一工程目で小口径の方向修正機能をもったパイロット管を発進立坑から無排土で推進し、前記パイロット管が到達立抗に到達後、二工程目で拡孔ヘッドを発進立抗で前記パイロット管に接続し、前記拡孔ヘッドに推進管を接続して推進する小口径管推進工法において、前記拡孔ヘッドで掘削した土砂を、前記パイロット管の内部を通して流体搬送にて前記到達立抗側に排出することを特徴とする。

この第１の構成においては、拡孔ヘッドで掘削した土砂を、パイロット管の内部を流体搬送にて到達立坑側に排土することにより、推進管内部に発進装置側への排土管を設置する必要がなくなり、推進管内部のスペースを有効に使うことができる。

本発明の第２の構成は、前記拡孔ヘッドの回転を、発進立抗側から、前記パイロット管を使って行うようにしたものであり、これにより、パイロット管をパイロット管推進と拡孔ヘッド推進に兼用して使うことができる。このため連結管やオーガーが不要となり、推進機が安価にできる。また、拡孔ヘッドの駆動装置を発進装置側に置けるため、先導管内に駆動装置を設置する場合に比べて、比較的大型でトルクの大きな駆動装置にすることができるので、拡孔ヘッドに充分な掘削トルクを供給できる。

本発明の第３の構成は、パイロット管を、内管と外管とからなる多重管にしたものであり、これにより、一工程目のパイロット管では、内管を拡孔ヘッドで掘削した土砂の排土に使用し、外管を排土のための流体の搬送路とすることができる。

本発明の第４の構成は、流体搬送の手段は、空気または水、およびその混合流体としたものであり、これにより排土を効率的に行うことができる。

本発明の第５の構成は、前記パイロット管の外管と内管との間の空隙を流体の通路として使い、空気または水およびその混合流体を拡孔ヘッドに供給するようにしたものであり、流体を拡孔ヘッドに供給することによりパイロット管の内管を用いて排土を行うことができる。

本発明の第６の構成は、前記パイロット管の内管を二工程目で、測量用の空間として使用するものであり、二工程目のパイロット管の内管を位置検出のための測量用スペースとして使用し、外管はエアー又は水およびその混合流体の搬送路とし、拡孔ヘッドに供給することができる。

本発明の第７の構成は、小口径の方向修正機能をもったパイロット管と、前記パイロット管が到達立抗に到達後、発進立坑にて前記パイロット管に接続される拡孔ヘッドと、前記拡孔ヘッドに接続されて管推進を行う推進管とを備えた管推進装置において、前記パイロット管の内部に、前記拡孔ヘッドで掘削した土砂を流体搬送にて到達立抗側に排出する排土流路を設けたものである。

この第７の構成においては、拡孔ヘッドで掘削した土砂を、パイロット管の内部を流体搬送にて到達立坑側に排土することにより、推進管内部に発進装置側への排土管を設置する必要がなくなり、推進管内部のスペースを有効に使うことができる。

本発明の第８の構成は、パイロット管を、内管と外管とからなる多重管にしたものであり、これにより、一工程目のパイロット管では、内管を拡孔ヘッドで掘削した土砂の排土に使用し、外管を排土のための流体の搬送路とすることができる。

本発明によれば、二工程目の拡孔ヘッド推進時に、一工程目で推進したパイロット管を、拡孔ヘッドで掘削した土砂の排出に使うことにより、推進管内のスペースを有効に使うことができる。また二工程目の拡孔ヘッドの回転を、パイロット管を使って行うことにより、連絡管やオーガーが不要となる。さらにパイロット管を多重管にすることにより内管を拡孔ヘッドで掘削した土砂の排土や、位置検出用の測量スペースとして使い、外管を水またはエアーおよびその混合流体を拡孔ヘッドに供給するための搬送路として使うことができる。このことにより、位置検出手段・方向修正機能を持ち、小口径の推進管を高トルクで推進できかつ安価に構成できる小口径管推進工法および装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図８を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る小口径管推進装置の構成を示す分解断面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線における断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線における断面図、図５は図１のＤ−Ｄ線における断面図、図６は図３の流体出口の詳細図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図、図７は拡孔ヘッドの位置検出器の構成を示す図、図８は小口径管推進工法の工程を示す説明図である。

この実施の形態において、小口径管推進装置は、発進立坑に設置される発進装置１０と、一工程目で発進装置１０に接続されるパイロット管２０と、二工程目でパイロット管２０に接続される拡孔ヘッド３０と、発進装置１０と拡孔ヘッド３０との間に接続される推進管４０と、推進管４０の内部で発進装置１０に接続される第２のパイロット管５０と、位置検出のための測量器６０を有している。なお、パイロット管２０とパイロット管５０はもちろん同一のパイロット管を使用できる。

発進装置１０は、発進台８（図８参照）と、推進ジャッキ９（図８参照）と、油圧モータ１１と、減速機１２と、出力軸１３と、流体供給ポート１４を有している。パイロット管２０は、内管２１と外管２２との二重管構造であり、内管２１と外管２２との空隙が流体の通路となっている。また、パイロット管２０は、長手方向にネジ２３およびパッキン２４により継ぎ足し可能になっている。パイロット管２０の先端には、流体供給ポート２６を備えた先端アダプター２５が接続され、またパイロット管２０の基端部には流体出口２７が設けられている。

二工程目で発進装置１０に接続される推進管４０の先端の拡孔ヘッド３０には、カッター３２が設けられ、そのカッター３２は、先端部が斜板３１となっており、そこに掘削ビット３３を有している。拡孔ヘッド３０には流体通路３４と流体出口３５が設けられている。また、拡孔ヘッド３０の正面には、図２に示すように、土砂取り込み用孔３６が多数設けられている。拡孔ヘッド３０の先端部の流体出口３５には、図３および図６に示すように、ゴム板からなる逆止弁３７が押さえ金具３８により設けられており、また土砂の付着を防止するためのスクレーパ３９が内部空洞部に設けられている。この空洞部の土砂搬送用孔２８において、パイロット管２０の基端部が連通する。

推進管４０の内部には、ガイドローラ４１によって第２のパイロット管５０が同軸状に収納されており、第２のパイロット管５０も内管５１と外管５２の二重管構造であり、内管５１と外管５２との空隙が流体の通路となっている。ガイドローラ４１は、図５に示すように２つの半円板状の分割体を締め付けボルト４２でリング状に第２のパイロット管５０に装着したものであり、ピン４３によりローラ４４が回転自在に取り付けられている。第２のパイロット管５０の先端部近傍には、図７に示すようにＬＥＤターゲット５３が設けられており、斜板３１の短辺の位置を示すように、３個のＬＥＤが直線上に配列されている。このＬＥＤターゲット５３の位置を測量器６０により検出することで、パイロット管５０の位置修正を行うようにしている。

次に、図８に基づいて本実施の形態の小口径管推進工法について説明する。
まず、１工程目として、発進立坑１において、発進装置１０にパイロット管２０を接続し、先端にパイロット管ヘッド２９を取り付けてパイロット管２０を無排土で推進する（図８（ａ）参照）。推進が進むに連れて、パイロット管２０を継ぎ足しながら推進を行う。

パイロット管２０が到達立坑２に到着したら（図８（ｂ）参照）、到着立坑２内でパイロット管ヘッド２９を回収し、パイロット管２０の先端に先端アダプター２５（図１参照）を取り付ける。発進立坑１では推進済みのパイロット管２０に拡孔ヘッド３０を接続し、推進する（図８（ｃ）参照）。

このとき、発進立坑１の発進装置１０の流体供給ポート１４から流体（空気または水、およびその混合流体）をパイロット管５０の内管５１と外管５２との間の空隙を介して拡孔ヘッド３０の流体通路３４に送り、さらに拡孔ヘッド３０の空洞部を経由してパイロット管２０の基端の土砂搬送用孔２８からパイロット管２０の内部に送ってパイロット管２０の先端部から到達立坑２側に排出する。一方、流体は、パイロット管２０先端の先端アダプター２５の流体供給ポート２６からも内管２１と外管２２との間の空隙に送り、拡孔ヘッド３０の斜板３１前方の流体出口２７から排出する。拡孔ヘッド３０によって掘削された土砂は、流体出口２７から排出された流体と一緒に土砂取り込み用孔３６（図２参照）から拡孔ヘッド３０の空洞部に取り込まれ、パイロット管２０の基端の土砂搬送用孔２８からパイロット管２０の先端部に搬送される。搬送された土砂は、到達立坑２側で外部に排出される。

到達立坑２ではパイロット管２０を順次回収しながら、発進立坑１では拡孔ヘッド３０に第２のパイロット管５０と推進管４０を接続して推進する（図８（ｄ）参照）。

推進の途中で、拡孔ヘッド３０が、砂れき、玉石層等の土質の悪い箇所を掘削すると、掘削方向がずれることがある。測量器６０は、第２のパイロット管５０の内管５１の先端の内部に設置されているＬＥＤターゲット５３の位置と方向を監視しており、予定位置がずれたことを検出したら、斜板３１の位置を、修正すべき方向で止めて推進する。そうすると、土圧と斜板３１の分力の作用により、拡孔ヘッド３０が修正すべき方向に動き、方向修正を行うことができる。

到達立坑２に拡孔ヘッド３０が到達したら、拡孔ヘッド３０を回収する（図８（ｅ）参照）。次いで、推進管４０の内部の第２のパイロット管５０を発進立坑１側から回収する（図８（ｆ）参照）。これにより、発進立坑１と到達立坑２との間に、推進管４０が敷設されることになる（図８（ｇ）参照）。

本発明は、位置検出手段・方向修正機能を持ち、小口径の推進管を高トルクで推進できかつ安価に構成できる小口径管推進工法および装置として、下水道管渠や地中電線管等の敷設に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る小口径管推進装置の構成を示す分解断面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 図１のＢ−Ｂ線における断面図である。 図１のＣ−Ｃ線における断面図である。 図１のＤ−Ｄ線における断面である。 図３の流体出口の詳細図である。 拡孔ヘッドの位置検出器の構成を示す図である。 小口径管推進工法の工程を示す説明図である。

符号の説明

１ 発進立坑
２ 到達立坑
８ 発進台
９ 推進ジャッキ
１０ 発進装置
１１ 油圧モータ
１２ 減速機
１３ 出力軸
１４ 流体供給ポート
２０ パイロット管
２１ 内管
２２ 外管
２３ ネジ
２４ パッキン
２５ 先端アダプター
２６ 流体供給ポート
２７ 流体出口
２８ 土砂搬送用孔
２９ パイロット管ヘッド
３０ 拡孔ヘッド
３１ 斜板
３２ カッター
３３ 掘削ビット
３４ 流体通路
３５ 流体出口
３６ 土砂取り込み用孔
３７ 逆止弁
３８ 押さえ金具
３９ スクレーパ
４０ 推進管
４１ ガイドローラ
４２ 締め付けボルト
４３ ピン
４４ ローラ
５０ 第２のパイロット管
５１ 内管
５２ 外管
５３ ＬＥＤターゲット
６０ 測量器

Claims (8)

1. 一工程目で小口径の方向修正機能をもったパイロット管を発進立坑から無排土で推進し、前記パイロット管が到達立抗に到達後、二工程目で拡孔ヘッドを発進立抗で前記パイロット管に接続し、前記拡孔ヘッドに推進管を接続して推進する小口径管推進工法において、
   前記拡孔ヘッドで掘削した土砂を、前記パイロット管の内部を通して流体搬送にて前記到達立抗側に排出することを特徴とする小口径管推進工法。
2. 前記拡孔ヘッドの回転を、発進立抗側から、前記パイロット管を使って行うことを特徴とする請求項１記載の小口径管推進工法。
3. 前記パイロット管は、内管と外管とからなる多重管であることを特徴とする請求項１または２に記載の小口径管推進工法。
4. 前記流体搬送の手段は、空気または水、およびその混合流体であることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の小口径管推進工法。
5. 前記パイロット管の外管と内管との間の空隙を流体の通路として使い、空気または水およびその混合流体を拡孔ヘッドに供給することを特徴とする請求項３または４に記載の小口径管推進工法。
6. 前記パイロット管の内管を二工程目で、測量用の空間として使用することを特徴とする請求項３から５のいずれかの項に記載の小口径管推進工法。
7. 小口径の方向修正機能をもったパイロット管と、前記パイロット管が到達立抗に到達後、発進立坑にて前記パイロット管に接続される拡孔ヘッドと、前記拡孔ヘッドに接続されて管推進を行う推進管とを備えた管推進装置において、前記パイロット管の内部に、前記拡孔ヘッドで掘削した土砂を流体搬送にて到達立抗側に排出する排土流路を設けたことを特徴とする小口径管推進装置。
8. 前記パイロット管は、内管と外管とからなる多重管であることを特徴とする請求項７に記載の小口径管推進装置。

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