JP2013167073A

JP2013167073A - 後部筒切離装置

Info

Publication number: JP2013167073A
Application number: JP2012030054A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamamoto; 浩二山本
Original assignee: Kidoh Construction Co Ltd
Current assignee: Kidoh Construction Co Ltd
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-08-29

Abstract

【課題】水底推進施工において、掘進機回収後の分離筒後方の後部筒を、推進管列から安全で効率良く回収できる後部筒切離装置を提供する。
【解決手段】水底推進工法において、推進管１１列の前端側に残された分離筒を構成する後部筒４を、推進管列から取り外し回収するための後部筒切離装置であって、前記推進管列の前端壁面から後部筒の先端まで延長した伸縮手段１０を、推進管列の前端壁面に対向する円周方向に所定の間隔をおいて複数本を後部筒内に配設して構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、川底や海底を掘進して水中の到達立坑等に到達した掘進機後方の分離筒を、水中で安全に効率良く取り外し回収するための後部筒切離装置に関するものである。

近年、川底や海底に取水管路や電力管路等を構築するために水底に推進管を敷設する水底推進工法が開発されている。掘進機は、水底に設置された到達立坑や取水桝内に押し出すようにして水中から回収される。

回収技術としては、掘進機の後端側と推進管列の前端側との間に軸方向に前部筒と後部筒を嵌設自在に連結した分離筒を設置し、軸方向に所定の間隔を隔てて前方隔壁と後方隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、これらの前方隔壁と後方隔壁との間で分離筒を軸方向に離脱させることで、掘進機を回収するようにした技術が開発されている（特許文献１参照）。

回収手段として、掘進機が到達立坑等の所定の位置に到達すると、掘進機の後端側の分離筒の前後の隔壁に装備した水密扉を閉めた後、分離筒に設置した油圧ジャッキを伸長させることにより、前部筒を前進させて前部筒と後部筒とを離脱させ、掘進機と推進管列を分離させる。掘進機の後端側は、前部筒の前方隔壁によって仕切られた状態で密閉されており、推進管列の前端側は後部筒の後方隔壁によって仕切られた状態で密閉されている。

前記した掘進機の回収方法により、分離筒の分離や切断によって密閉空間には川水や海水が入ってくるが、掘進機の後端側は、前方隔壁の水密扉によって密閉されており、掘進機内に海水等が浸水することはない。推進管列の前端側は、後方隔壁の水密扉によって密閉されており、推進管内に海水等が浸水することはない。掘進機は、前部筒と接続した状態で水中から陸上へと回収される。後部筒は、推進管列内の推進設備の撤去や管内への本管配置等が完了した後、後方隔壁の水密扉を開けて管内に海水等を流入させる。その後、後部筒内に人が入って後部筒後端側と推進管列前端側の接続部の隙間に長棒を差し込んで梃子の原理で推進管列の前端側から後部筒を引き抜く作業が行われるが、後部筒と推進管列の接続は水密性を保つために密接した状態で嵌合されおり、長期間水中に放置されていることから硬く密着した状態になり、非常に大きな引抜力を必要とする。また、狭い後部筒内での水中作業となり、非常に作業環境が悪化するという問題も発生していた。
特開２００７−１４６５４２号公報

このため、発明が解決しようとする課題は、水底推進施工において、掘進機回収後の後部筒の回収を、安全で効率良く回収できる後部筒切離装置を提供するものである。

本発明は、掘進機の後端側と推進管列の前端側との間に軸方向に前部筒と後部筒とに分離される分離筒の内部を、軸方向に所定の間隔を隔てて前方隔壁と後方隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、これらの前方隔壁と後方隔壁との間の前記分離筒を周方向に水中で切断または分離し、その切断または分離ケ所よりも前方の掘進機を、前部筒の前方隔壁によって仕切った状態で水中から回収し、推進管列の前端側に残された後部筒を推進管列から取り外し回収するための後部筒切離装置であって、
前記推進管列の前端壁面から後部筒の先端まで延長した伸縮手段を、推進管列の前端壁面に対向する円周方向に所定の間隔をおいて複数本を後部筒内に配設して構成される後部筒切離装置である。

掘進機は、切羽と作業空間が隔壁で仕切られた密閉型推進工法が採用され、地下水等に耐える水密構造や耐水構造を備えており、水中に推進させても特に問題はない。密閉型推進工法には、泥水式、土圧式、泥濃式があるが、水底推進工法には掘削した土砂の排出がチャンバ内から泥水とともに送排泥設備によって坑外へと連続搬出できる泥水式推進工法が、最も適している。

掘進機と推進管列、掘進機と分離筒の連結は、一般に端部同士を嵌合させて連結する方法が用いられる。そのため、両端部には嵌合用の段差や凹凸構造が設けられている。

分離筒の内部に所定の間隔を隔てて設けられる前方隔壁と後方隔壁は、分離筒内壁との水密性を確保するとともに、切断・分離後にも水圧によって変形しないように、溶接等によって強固に固設されている。前後の隔壁には、通行可能な開口を設け、この開口を開閉自在に閉鎖する水密扉を設けておくことにより、前後の空間が確実に水密隔離された状態と、互いに行き来が自由な状態とを、必要に応じて設定することが可能となる。

伸縮手段としては、推進方向に伸縮可能な機能を有していれば良く、全長をネジ切りした長尺のボルト・ナット材より成るネジ式ジャッキが用いられる。ネジ式ジャッキの推進管列側のボルト先端には、ボルト端面によって推進管壁面が痛まないように、角形または円形の分布板が取り付けられている。ボルトの他端は、前部筒と後部筒の分離が確実に行える長さに余裕をもって、ナット材の端面より突出した状態で設置されている。さらに、前記ボルトの他端は、角型に成型されてボックスレンチ等により回転力が与えられ、ネジ式ジャッキの伸縮が可能となっている。

本発明の後部筒切離装置は、水中到達した掘進機の後端側に設置した分離筒を、前部筒と後部筒で軸方向に離脱させ、前部筒とともに掘進機を回収した後、推進管列の先端の段差部に密接して嵌合されている後部筒を、後部筒の前面の広い水中でネジ式ジャッキのボルトを回転させることによって、後部筒を軸方向に前進させ、効率良く推進管列との分離を行うことができる。また、管径が大きな場合は、複数ケ所に設けたネジ式ジャッキを複数人の潜水夫によって同時に回転させれば、小さな回転力で効率の良い後部筒の回収が行える。

川底や海底を掘進して水中の到達立坑等に到達した掘進機後方の分離筒を、水中で効率良く前部筒と後部筒に分離させ、前部筒を掘進機とともに回収後、後部筒を推進管列の先端側から安全で効率良く切り離すための切離装置を実現した。

図１は、本発明の後部筒分離装置を用いた水底推進工法を説明する縦断面図である。川底や海底に取水管路や電力管路等を構築するために水底に推進管１１を敷設する水底推進工法により、先端の掘進機１と後続する分離筒２は、到達立坑壁12の坑口を貫通して到達立坑内に押し出される。分離筒２は、軸方向に前部筒３と後部筒４を嵌設自在に連結して構成されている。分離筒２内の前部筒3と後部筒４の接続部には、円周方向に複数本の分離ジャッキ５が装備されている。また、後部筒４の内周面には、推進管列の前端壁面から後部筒４の先端まで延長した伸縮手段１０が、推進管列の前端壁面に対向するように、円周方向に所定の間隔をおいて複数本配設されている。掘進機1と分離筒２の到達立坑内への取り込みが完了すると、掘進機１に接続されているケーブル線や配管材等の取外し・撤去がされ、前部筒３に装備した前方隔壁６の前方水密扉７と後部筒４に装備した後方隔壁８の後方水密扉９が閉められる。その後、前方隔壁と後方隔壁によって形成された密閉空間内に海水等が入れられ、分離筒２内に設置した分離ジャッキ５を稼働して伸長することによって、前部筒3が前方へと押し出され、前部筒３と後部筒４の嵌合が外れて分離される。この時、掘進機１の後端と前部筒３の先端の接続部は水密性を保持した嵌設状態にあるとともに、前部筒３の前方隔壁６の前方水密扉７は密閉されており、掘進機内に川水や海水が入ることはない。また、後部筒４の後端と推進管１１の先端の接続部は水密性を保持した嵌設状態にあるとともに、後部筒４の後方隔壁８の後方水密扉９は密閉されており、推進管列に川水や海水が入ることはない。

到達立坑は、取水管路に使用の場合は、掘進機１や分離筒２を撤去後、取水口として躯体を利用するために、海水等の影響を受けないコンクリ−ト躯体が一般に用いられる。到達立坑の築造は、海や河川の汚染を極力抑えるために、現地近くの陸上で底版と躯体を製作し、起重機船で現場まで運び、水中沈設する方法を用いると効果的である。到達立坑を構築しない場合は、到達時に浮力によって掘進機や推進管列の浮き上がりが発生しないかを事前に検討する必要がある。

分離筒２は、後部筒4の先端を縮径した段差部を設け、前部筒３の後端の外殻に前記段差部を嵌設することによって構成されている。嵌設部の水密性を確保するために、段差部の外周には止水ゴムを環設して外部からの浸水を防止する。前部筒３や後部筒４は、土圧や水圧に対しても十分に対抗できるように、強固な鋼材によって製作されている。

伸縮手段１０としては、推進方向に伸縮可能な機能を有していれば良く、全長をネジ切りした長尺のボルト・ナット材より成るネジ式ジャッキ等が用いられる。ネジ式ジャッキの推進管列側のボルト先端には、ボルト端面によって推進管壁面が痛まないように、角形または円形の分布板が取り付けられている。ボルトの他端は、後部筒４と推進管列先端の分離が確実に行える長さに余裕をもって、ナット材の端面より突出した状態で設置されている。さらに、前記ボルトの他端は、角型に成型されてボックスレンチ等により回転力が与えられ、ネジ式ジャッキの伸縮が可能となっている。

図２は、本発明の後部筒分離装置を設置した後部筒を示す断面図である。分離筒２の前部筒3と後部筒４の分離が完了すると、分離ジャッキ５が取り外される。掘進機１と嵌設した前部筒３は、起重機船等によって吊り上げられ、水中から地上へと回収される。掘進機１の回収が完了すると、推進管列内のケーブル線や配管材等の推進設備が撤去される。推進管列内に本管１４の設置を行う場合は、後部筒４の後方隔壁８の後方水密扉９は閉じたままで、発進立坑側から順次本管１４の挿入・設置作業が行われる。

図３は、本発明の後部筒分離装置を用いた後部筒の取外しを説明する断面図である。推進管１の推進設備撤去や本管１４の配置が完了すると、水中側から後部筒４の後方隔壁８に設けた開閉バルブ（図示省略）を開けて、推進管列内に川水や海水を取り入れる。川水や海水が、推進管列内に満水状態になると、後部筒4の後方隔壁８の前後にかかる水圧は同じとなる。その後、後部筒４の前方より、潜水夫がボックスレンチによって伸縮手段１０でネジ式ジャッキを伸縮させることによって、後部筒4を前方へと押し出し、推進管列先端との嵌合を取り外し、分離させる。後部筒４の分離が完了すると、後部筒４は起重機船等によって吊り上げられ、水中から地上へと回収される。

後部筒４と推進管列の嵌合解除をスムーズに行うには、一部だけが出すぎないように、上下、左右に同じ長さづつ押し出していくことが重要であり、図示するように、左右に２人の潜水夫によって同時に回転力を与えて押し出していく方法が効率的である。管径が小さい場合や潜水夫が１人しかいない場合は、順次円周方向に少しづつ回転力を与えることによって、均等な押し出しができる。

本実施例では、推進管列内への注水を水中側の前方隔壁６からを例示したが、発進立坑側で容易に海水が取り込める場合には、発進立坑側からの注水を行うことも可能である。

以上のように、本発明の後部筒切離装置により、推進管列の先端に嵌合された後部筒の切り離しを狭い後部筒内に入ることなく、前方の広い水中で伸縮手段で効率的に回収が行え、川底や海底に到達する水底推進施工に適用できる。

本発明の後部筒分離装置を用いた水底推進工法を説明する縦断面図である。本発明の後部筒分離装置を設置した後部筒を示す断面図である。本発明の後部筒分離装置を用いた後部筒の取外しを説明する断面図である。

１掘進機
２分離筒
３前部筒
４後部筒
５分離ジャッキ
６前方隔壁
７前方水密扉
８後方隔壁
９後方水密扉
１０伸縮手段
１１推進管
１２到達立坑壁
１３潜水夫
１４本管

Claims

掘進機の後端側と推進管列の前端側との間に軸方向に前部筒と後部筒とに分離される分離筒の内部を、軸方向に所定の間隔を隔てて前方隔壁と後方隔壁とで仕切った密閉空間を形成し、これらの前方隔壁と後方隔壁との間の前記分離筒を周方向に水中で切断または分離し、その切断または分離ケ所よりも前方の掘進機を、前部筒の前方隔壁によって仕切った状態で水中から回収し、推進管列の前端側に残された後部筒を推進管列から取り外し回収するための後部筒切離装置であって、
前記推進管列の前端壁面から後部筒の先端まで延長した伸縮手段を、推進管列の前端壁面に対向する円周方向に所定の間隔をおいて複数本を後部筒内に配設して構成されることを特徴とする後部筒切離装置。