JP2013170356A

JP2013170356A - 急曲線施工可能な小口径推進工法における位置計測法及びその装置

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Publication number: JP2013170356A
Application number: JP2012033421A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Misumi; 久三角; Hideo Sudo; 秀雄須藤
Original assignee: TSUYUZAKI KOGYO KK; Kandenko Co Ltd
Current assignee: TSUYUZAKI KOGYO KK; Kandenko Co Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-09-02
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: JP6081706B2

Abstract

【課題】例えば、内径１５０ｍｍの小口径の急曲線推進工法においても先導体及びその後方の推進管等の各位置の検出が容易で、かつ、計測精度の高い測定が可能な位置測定方法。
【解決手段】先導体の後方に、継手４を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進工法において、前記各継手４は、一方の継手部材４ａと他方の継手部材４ｂが鉛直ピン７で水平回転自在に接続され、前記一方の継手部材４ａと一体な鉛直ピン７の、他方の継手部材４ｂに対する回転を、回転増幅して他方の継手部材４ｂに設けたロータリーエンコーダー１５で検出し、これらの複数の各継手４の水平回転角度を検出して、これらと前後の継手間の距離を集計演算し、各推進管の基点から前記先導体までの位置を測定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電線防護管やケーブル布設管等の埋設管を非開削で布設する推進工法における位置計測方法に係り、特に小口径管を急曲線で推進するに際して、先導体やこれに続く推進管の位置を計測する方法及びその装置に関するものである。

小口径管における推進工法は、開削工法と比べ、地上の交通の妨げとならず、極めて効率の良い工法である。特に街中では、交通渋滞緩和のため交差点付近での交通規制の縮小が要求されている。そのため、道路に沿って電線防護管やケーブル布設管を布設する際は、交差点等での９０度の曲りに合わせての急曲線の小口径推進が望まれている。これは、小規模な非開削工法により道路に沿って電線防護管等を布設施工すれば、交通の妨げとなる道路規制を最小限に抑制できると共に、立坑の建設や推進工事の際、民間の土地を使用せずに施工できるためである。

この様な小口径管の急曲線推進そのものは可能であるが、小口径管を同じ場所に複数本推進する推進工法においては、随時、施工における基点からトンネル先端までの位置計測をしながら計画位置に方向修正等を施して推進しなければならない。

従来の小口径推進工法では、曲線部の線形計測方法としては次の方法が用いられている。一つ目は推進管内にジャイロ台車を走行させ、基点となる立坑からトンネル先端までの線形を把握し、これにより推進管の位置を計測する。また、二つ目は推進管内の見通せる範囲に、光波トランシット又は同様な装置を設置し、基点からトンネル先端までの区間を自動的に開トラバース測量して先端位置を把握する。この方法では、推進管内の複数個所に設置した計測機器（ＣＣＤカメラセンサー）を使い、掘進機や推進管内にあるターゲットを計測することによって、これらから送られる情報を地上のＰＣにおいて計算処理を行い、計画推進方向と施工方向との誤差を迅速に算出する。

また、上記に加えて、小口径推進工法とは異なるが、ＨＤＤ−ｓｙｓｔｅｍと称される工法では、パイロット先頭管内に収納された発信器の電磁波を地上の受信機でキャッチしてトンネル先端の位置を把握する方法もある。

しかしながら、これらの従来の位置計測方法を、例えば、内径１５０ｍｍの小口径推進工法における位置計測に使用するには以下の問題がある。

ジャイロ台車による計測の場合、既往のジャイロ台車は推進管内を自走するタイプであるため、ジャイロ台車本体のサイズと走行路を考慮すると、推進管路の内径が２５０ｍｍ以上必要である。つまり、これより内径の小さい、例えば、内径１５０ｍｍの小口径管路では使用できない。

また、光波トランシット又はこれと同様な装置による開トラバース測量の場合、当該装置は前後の各装置を視準することで立坑内の基点からトンネル先端の位置を計測するため、計測のためには装置同士が見通せる直線上の位置になくてはならない。従って、カーブが急であればあるほど計測のための装置が多数必要となる。なお、現状では外形が２５０ｍｍ以上の装置が最小である。それ故、現状の装置では、内径１５０ｍｍの小口径管路には使用できない。

また、ＨＤＤ−ｓｙｓｔｅｍの電磁波方式の場合、先端位置の測定のためには発信器の真上の地上に受信機を持っていかなければならず、地上部の状況が河川を横断していたり、交通の激しい道路横断や交差点部の場合など、場合によっては施工不能となる。また、電磁波方式のため、地中の発信器と地上の受信機との間に、他の埋設管や地下構造物などの遮蔽物がある場合や、電磁波を発信する電力管などが付近にある場合も、影響を受け、計測が困難であったり、精度が低下する。

そこで、特許文献１に示すように、先導体で曲線状の埋設孔を形成しながら埋設管を前記曲線に沿って埋設する曲線推進工法において、推進される埋設管列の屈曲箇所毎に、その箇所における前方部と後方部との相対的な屈曲角度を検知できる屈曲角度検知手段を備えておき、この屈曲角度検知手段で検出された個々の屈曲箇所における屈曲角度を集計演算することにより、先導体及び各埋設管の位置を知る位置測定方法が開発され、前記屈曲角度検知手段として、ロータリーエンコーダー等の通常の角度検出用センサ装置が用いられている。
特開平５−５２０９３号公報

しかしながら、前記屈曲角度検知手段で用いられているロータリーエンコーダーは、通常、距離測定用に使用されており、微小な屈曲角度の変化を捉えるには不向きであり、これを曲線推進の回転角度の測定に使用しても測定精度に問題がある。従って、例えば、内径１５０ｍｍ以下の小口径の急曲線推進工法においては立坑等の基点からトンネル先端まで精度のよい位置測定が不可能であるのが現状であった。

そこで、この発明は、これらの従来技術を踏まえ、例えば、内径１５０ｍｍの小口径の急曲線推進工法においても、先導体及びその後方の推進管等の各位置の検出が容易で、かつ、計測精度の高い測定が可能な位置測定方法及びその装置を提供することを目的としたものである。

請求項１の発明は、先導体の後方に、継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進工法において、前記各継手は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで水平回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、これらの複数の各継手の水平回転角度を検出して、これらと前後の継手間の距離を集計演算し、各推進管の基点から前記先導体までの位置を測定する、位置測定方法とした。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記各継手の回転角度の集計に加え、さらに、鉛直方向の位置計測を既存の水盛り式で行い、前記推進管の基点から先導体先端までの位置を三次元座標で求める位置測定方法とした。

また、請求項３の発明は、先導体の後方に、継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進工法において、前記継手は水平方向に回転自在、又は／及び鉛直方向に回転自在とし、前記継手の水平方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、また、前記継手の鉛直方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が水平ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な水平ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、これらの複数の継手の水平方向及び鉛直方向の検出した各回転角度と前後の継手間の距離を集計演算し、前記推進管の基点から先導体先端までの位置を三次元座標で求める、位置測定方法とした。

また、請求項４の発明は、前記回転増幅する手段は、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピン又は水平ピンと、前記他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーとに、相互に径の異なるプーリー又は歯車を夫々設け、これらのプーリー又は歯車を回転接続したことにより行う、請求項１〜３のいずれかに記載の位置測定方法とした。

また、請求項５の発明は、先導体の後方に、水平方向に回転自在な継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進装置において、前記各継手は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで水平回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を増幅する手段を設け、当該回転増幅手段を介して前記鉛直ピンの回転を検出するロータリーエンコーダーを他方の継手部材に設け、前記各継手のロータリーエンコーダーによる回転角度と前後の継手間の距離を集計し、これらを基に、前記推進管の基点から前記先導体までの位置を演算測定する手段を有する、位置測定装置とした。

また、請求項６の発明は、先導体の後方に、継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進装置において、前記継手は水平方向に回転自在、又は／及び鉛直方向に回転自在とし、前記継手の水平方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を増幅する手段を設け、当該回転増幅手段を介して前記鉛直ピンの回転を検出するロータリーエンコーダーを他方の継手部材に設け、また、前記継手の鉛直方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が水平ピンにより回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な水平ピンの、他方の継手部材に対する回転を増幅する手段を設け、当該回転増幅手段を介して前記水平ピンの回転を検出するロータリーエンコーダーを他方の部材に設け、前記各継手のロータリーエンコーダーによる水平方向及び鉛直方向の各回転角度と前後の継手間の距離を集計し、これらを基に、前記推進管の基点から前記先導体までの位置を演算測定して三次元座標で求める手段を有する、位置測定装置とした。

また、請求項７の発明は、前記回転増幅手段は、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピン又は水平ピンと、前記他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーとに、相互に径の異なるプーリー又は歯車を夫々設け、これらのプーリー又は歯車を回転接続した、請求項５又は６に記載の位置測定装置とした。

また、請求項８の発明は、前記一方の継手部材の鉛直ピン又は水平ピンの回転が、一定幅しか回転できないストッパー構造を前記継手部材に設けた、請求項５〜７のいずれかに記載の位置測定装置とした。

また、請求項９の発明は、前記各継手の一方の継手部材と他方の継手部材の外周に、伸縮自在な部材から成るリングを渡して被せ、当該リングの内周に補強スプリングを設けた、請求項５〜８のいずれかの位置測定装置とした。

また、請求項１０の発明は、前記継手箇所を通る配線・配管類を、当該継手の外周で１周又は複数周螺旋状に巻いた、請求項９に記載の位置測定装置とした。

請求項１及び５の発明によれば、急曲線推進工法において、各継手の鉛直ピンの水平回転を回転増幅させ、その後に当該回転増幅した回転をロータリーエンコーダーで検出するため、水平方向の回転角度の検出が確実かつ精度よく行える。従って、従来法では不可能であった、例えば、内径１５０ｍｍの小口径推進においても、先導体及びこれに続く推進管の位置の測定が掘削と同時に容易かつ精度よく測定できる。

また、請求項２の発明によれば、前記請求項１の効果を有するとともに、さらに、水平方向の曲線の角度検出に加えて従来使用されている水盛り式の計測を採用することにより鉛直方向の位置検出が行える。これにより先導体の位置を三次元で計測可能であり、さらに、前記先導体に続く推進管の位置も、各継手が水平方向にしか曲がらないため先導体の軌跡をたどる。その結果、三次元計測が可能となり、より測定精度が高いものが得られる。

また、請求項３及び６の発明によれば、継手は水平方向の回転と鉛直方向の回転が可能であり、これらの各回転を、請求項１又は５と同様に、回転増幅してロータリーエンコーダーで検出するため、水平方向及び鉛直方向の回転角度の検出が確実かつ精度よく行える。従って、従来法では不可能であった、例えば、内径１５０ｍｍの小口径推進においても、先導体及びこれに続く推進管の三次元座標による位置測定が掘削と同時に容易かつ精度よく測定できる。そのため、同じ場所に複数条施工する場合、２本目以降の施工が容易となる。

また、請求項４及び７の発明によれば、回転増幅手段を、一方の継手部材と一体な鉛直ピン又は水平ピンと、前記他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーとに、相互に径の異なるプーリー又は歯車を夫々設け、これらのプーリー又は歯車を回転接続しているため、確実に回転増幅が行える。

また、請求項８の発明によれば、各継手の回転角度を一定角度に制限できるため、推進管を接続する継手が必要以上に曲がらない。このため、直線推進中の過度な蛇行防止や、軟弱地盤曲線推進における継手部の過度な折れ曲りに起因するトンネル孔壁の損傷を防止し、推進が容易となる。

また、請求項９の発明によれば、各継手の外周が伸縮自在な部材から成るリングで被われているため、外部から土砂が流入せず、また、前記リングの内周には補強スプリングを有するため、外部の圧力にも耐えられ各継手の回転スペースを確実に確保でき、推進管の折曲動作や位置測定を妨げることがなく、測定精度を確保することができる。

また、請求項１０の発明によれば、継手箇所を通る配線・配管類を、継手箇所で螺旋状に巻いているため遊びを有し、当該継手箇所が折曲してもこれを吸収して継手の折れ曲りに対処できる。しかも各継手の回転スペースを確実に確保でき、推進管の折曲動作や位置測定を妨げることがなく、測定精度を確保することができる。

この発明は、先導体の後方に、継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進工法において、前記継手は水平方向に回転自在、又は／及び鉛直方向に回転自在とし、前記継手の水平方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、また、前記継手の鉛直方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が水平ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な水平ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、これらの複数の継手の水平方向及び鉛直方向の検出した各回転角度と前後の継手間の距離を集計演算し、前記推進管の基点から先導体先端までの位置を掘削と同時に三次元座標で求める、位置測定方法とした。

これにより、従来法では不可能であった、例えば、内径１５０ｍｍの小口径推進においても、先導体及びこれに続く推進管の三次元座標による位置測定が掘削と同時に容易かつ精度よく測定できる。

以下、この発明の実施例１を図に基づいて説明する。図１はこの発明の継手の側面断面図、図２はこの発明の継手の平面図、図３はこの発明の継手の回転増幅手段の説明平面図、図４はこの発明の継手の回転増幅手段の説明側面図、図５はこの発明の継手の回転幅規制の構造を示す説明図で、（ａ）図は継手が直線上に接続されている状態を示す図、（ｂ）図は継手が回転規制幅まで曲がった状態を示す図、図６はこの発明の継手と推進管とを１ユニットとして接続した状態を示す説明図、図７はこの発明の小口径推進装置の使用状態を示す平面図である。

まず、この発明の小口径推進工法及びその装置を図７に基づいて説明する。図７に示すように、立坑１から、先導体２及びこれに続き多数の推進管３を接続しながら土中に順次推進させる。その際、前記先導体２とそれに続く推進管３及び各推進管３相互は、継手４により接続する。

当該推進は、前記先導体２の後部に設けたジャッキ（図示省略）により先導体２を土中に押し出すとともに、立坑１に設けた元押し装置５により、先導体２の後方の推進管３を押し出す。

曲線部の方向修正は、前記先導体２の先端閉塞の斜め切りヘッド２ａを修正したい方向に向け、先導体２内の油圧ジャッキ（図示省略）で圧入することで行う。斜め切りヘッド２ａの向きは回転位置をセンサで計測することで把握する。また、曲率半径１５ｍＲを含む曲線施工は、斜め切りヘッド２ａの回転を止めて圧入による曲線施工と、斜め切りヘッド２ａを回転させて圧入する直線施工を組み合わせることで行う。

次に、前記継手４について説明する。継手４は、図１〜図４に示すように、一方の継手部材４ａの先端中央部から板状の舌片６を、長手方向に水平に突出させ、当該舌片６の先端箇所に、当該舌片６の中央部を貫通させて、鉛直ピン７が舌片６と一体に固定されている。

また、前記継手部材４ａに対向して他方の継手部材４ｂが設けられている。この他方の継手部材４ｂには、その先端部の中ほどを水平に切り欠いた、前記舌片６が挿入される開口溝８が設けられ、また、この開口溝８の上下に、前記鉛直ピン７の上下部が回転自在に嵌合される孔９、９が設けられている。

そして、前記一方の継手部材４ａの舌片６が他方の継手部材４ｂの開口溝８に挿入され、さらに、前記舌片６の鉛直ピン７の上下部が開口溝８の上下の孔９，９に嵌合されている。これにより、前記鉛直ピン７と一体な一方の継手部材４ａと、開口溝８を有する他方の継手部材４ｂとは、前記鉛直ピン７により水平方向に回転自在に接続されている。

また、前記鉛直ピン７の下端には、当該鉛直ピン７と一体に回転する第１の大径プーリー１０が設けられ、また、他方の継手部材４ｂの下端面には第１の小径プーリー１１が設けられている。そして、前記第１の大径プーリー１０と第１の小径プーリー１１とは歯付きベルト１２でつながっている。

また、前記第１の小径プーリー１１の回転軸１３は、前記他方の継手部材４ｂの上下を貫通し、その上端面に突出した回転軸１３の上端に第２の大径プーリー１４が設けられている。この回転軸１３と第１の小径プーリー１１及び第２の大径プーリー１４とは一体となっている。

また、前記他方の継手部材４ｂには、ロータリーエンコーダー１５が設けられ、当該ロータリーエンコーダー１５の回転軸１５ａに第２の小径プーリー１６が設けられ、当該第２の小径プーリー１６と前記第２の大径プーリー１５とは歯付きベルト１７でつながっている。

これにより、一方の継手部材４ａが他方の継手部材４ｂに対して角度をつけて曲がると、鉛直ピン７が他方の継手部材４ｂに対して回転し、この回転が第１の大径プーリー１０、歯付きベルト１2、第１の小径プーリー１１、回転軸１３、第２の大径プーリー１４、歯付きベルト１７、第２の小径プーリー１６へと伝達され、これと一体なロータリーエンコーダー１５の回転軸１５ａが回転する。

その際、前記第１の大径プーリー１０から第１の小径プーリー１１及び第２の大径プーリー１４から第２の小径プーリー１６に二段階で回転増幅され、回転数が増す。従って、前記鉛直ピン７の回転がわずかであっても、ロータリーエンコーダー１５の回転軸１５ａは大きく回転し、当該回転角度を検知しやすい。

また、前記他方の継手部材４ｂの開口溝８内の、前記一方の継手部材４ａの前記舌片６の先端両側縁６ａが、鉛直ピン７の外周径に沿って湾曲しておらず、図５（ａ）に示すように中央部がほぼ直線状でその両側縁が僅かに湾曲しており、他方の継手部材４ｂの開口溝８の奥部端面８ａが直線状となっているため、一方の継手部材４ａが回転すると、図５（ｂ）に示すように、舌片６の先端一側縁６ａが開口溝8の奥部端面８ａに当たり、それ以上回転できない構成となっている。つまり、継手４の回転を規制するストッパー構造を有している。

また、前記継手４の外周には、一方の継手部材４ａと他方の継手部材４ｂとの外周を結ぶようにリング１８が設けられ、継手４を被っている。このリング１８は、伸縮自在なゴム製のリングであり、当該リング１８の内周に補強スプリング１９が設けられている。これにより外部土砂の継手部材４ａ又は４ｂ内への侵入を防止し、かつ外部からの圧力にも耐えられ、継手部材４ａ又は４ｂのスムーズな動きを確保している。そして、リング１８が伸縮自在のため、一方の継手部材４ａと他方の継手部材４ｂの折曲に対しても対応できる。

また、前記継手４の各継手部材４ａ及び４ｂには、図６に示すように、夫々前記推進管３、３が接続される。これは工場等で各継手４の両端に推進管３、３を接続して置き、これらを１ユニットとして多数用意して、推進施工現場に搬入し、現場の立坑１内で、前記先導体２の後方に推進管３を順次接続する際、各推進管３相互をボルト等により直線接続する。この様に継手４の両端に推進管３、３を予め接続したものを１ユニットとしておけば、現場での推進管３相互の直線接続が容易に行える。

以上のようにして、図７に示すように、立坑１から先導体１及びこれに続く推進管の継手４を介して接続しながら土中を推進する。その際随時、各継手４の折り曲げ角度を各ロータリーエンコーダー１５で検出し、これを集計し、先導体２、推進管３及び継手４の長さは予め分かっているので、これらを基に土中の先導体２及びこれに続く推進管３の位置を演算、計測する。

実際には、前記各継手４のロータリーエンコーダー１５の角度検出データを、多重電送によって立坑1内に設けた集中制御装置に集積し、立坑１の最後尾の推進管３の計測基点から先導体２の先端までの位置又は軌跡を求めることができる。

その際、図８に示すように、鉛直方向の位置検出には、従来から行われている水盛り方式を採用する。この位置検出は、先導体２の付近に液差圧式センサである水盛り計測計２１を設け、立坑１に設けた水盛り基準装置２２との間を導水管２３で接続し、水盛り基準装置２２の基準点に対する先導体２の位置を前記水盛り計測計２１により計測し、前記水平方向の回転角度と前後の継手間の距離の集積データに加えて、鉛直方向の位置検出値を合わせ、前記位置又は軌跡を三次元座標で求めることができる。また、同じ場所に複数条施工する場合、２本目以降の施工が事前検討も含め容易となる。

この様にして、土中を推進させ、到達立坑（図示省略）に先導体２が到達することによりトンネルが完成し、その後各推進管３を当該トンネルから撤去すると同時にケーブル布設管と入れ替える。

図９はこの発明の実施例２の継手２４を示す。この実施例２は継手２４のみが実施例１と異なり、他の構成は同一である。

この継手２４は水平方向の回転と鉛直方向の回転が自在であり、また、これらの回転角度を検出する構成となっている。継手２４は、一方の継手部材２４ａと他方の継手部材２４ｂとの間に中間継手部材２４ｃが設けられている。

中間継手部材２４ｃの一端には前記実施例1の継手部材４ａの舌片６及び鉛直ピン７と同様な舌片２５及び鉛直ピン２６が設けられ、一方の継手部材２４ａには、これを回転自在に受ける開口溝（図示省略）及び孔２７が、実施例１の開口溝８及び孔９と同様に設けられている。そして、前記舌片２５が開口溝に、鉛直ピン２６が前記孔２７に夫々嵌合し、一方の継手部材２４ａと中間継手部材２４ｃとは鉛直ピン２６を中心に水平方向に回転自在に接続されている。

また、中間継手部材２４ｃの他端には、前記舌片２５を９０度ずらした板状の舌片２８が設けられ、当該舌片２８の先端を水平ピン２９が貫通して固定されている。また、他方の継手部材２４ｂの先端には、前記舌片２８を挿入自在な開口溝３０が設けられ、当該開口溝３０の前後に孔３１、３１が設けられている。そして、当該開口溝３０に前記舌片２８が、また、前記孔３１、３１に水平ピン２９前後部が夫々挿入され、中間継手部材２４ｃと他方の継手部材２４ｂとは水平ピン２９を中心に鉛直方向に回転自在に接続されている。

前記一方の継手部材２４ａと中間継手部材２４ｃの一端、当該中間継手部材２４ｃの他端と他方の継手部材２４ｂとは、９０度ずれた構成で、水平方向及び鉛直方向に回転自在となっており、これらの回転角度を夫々、実施例１と同様回転増幅し、各ロータリーエンコーダー３２で、増幅された回転を検出する構成となっている。これらの回転増幅手段及びロータリーエンコーダー３２の構成は実施例１の水平方向に回転自在な継手４のものと同じ構成である。

これにより、各継手２４箇所の水平方向の回転角度及び垂直方向の回転角度を各ロータリーエンコーダー３２で検出し、当該角度検出データは、多重電送によって立坑1内に設けた集中制御装置に集積され、立坑１の最後尾の推進管３の計測基点から先導体２の先端までの位置又は軌跡を三次元座標で求めることができる。

また、施工する急曲線に合わせて推進管３を長くすることで、全体の継手箇所を少なくすることができ、計測精度も上げることができる。

図１０の継手４´は、前記継手４及び継手２４に比べ、回転増幅装置が、省スペースタイプのものである。

図１０において、継手４´自体の構造は、前記継手４と同じ構成であり、水平方向に回転自在である。そして、鉛直ピン７の下端に第１の大径プーリー３４を鉛直ピン７と一体に設け、また、他方の継手部材４ｂの下端面には第１の小径プーリー３５が設けられている。そして、前記第１の大径プーリー３４と第１の小径プーリー３５とは歯付きベルト３６でつながっている。

また、この第１の小径プーリー３５の回転軸３７を共通にした第２の大径プーリー３８が前記第１の小径プーリー３５の下に設けられ、これらの第１の小径プーリー３５と第２の大径プーリー３８とは、回転軸３７を中心に一体に回転自在である。

また、前記鉛直ピン７の中心位置に、当該鉛直ピン７の上下及び前記第１の大径プーリー３４を貫通する回転軸３９が設けられ、当該回転軸３９は、鉛直ピン７及び第１の大径プーリー３４とは独立して回転自在となっている。この回転軸３９の下端に第２の小径プーリー４０が固定され、前記第２の大径プーリー３８と歯付きベルト４１でつながっている。

また、前記回転軸３９の上端に第３の大径プーリー４２が固定され、他方の継手部材４ｂの前記回転軸３７の上部に設けられたロータリーエンコーダー１５の回転軸１５ａに一体に設けた第３の小径プーリー４３と前記第３の大径プーリー４２とが歯付きベルト４４でつながっている。

この場合、鉛直ピン７の回転が、三段階で増幅され、ロータリーエンコーダー１５に伝達される。また、他の継手部材４ｂの回転軸３７が短くて済み、その上部にロータリーエンコーダー１５を設けることが出来、その分省スペースとなっている。また、図１０では水平方向に回転自在な継手４を示したが、この様な構成は、前記継手２４、その他、鉛直方向に回転自在な継手にも適用できる。この様にして前後の継手間隔を狭めることでどのような急曲線にも対応できるようになる。

また、図１１及び図１２は、前記継手４の箇所の送水ホース、油圧ホース、電源ケーブル等の配線・配管類４５を折り曲げ自在に配管した構成を示す。

図示する様に、配線・配管類４５を継手４の外周で１周螺旋状に配管、配線している。これにより、継手４が折れ曲がっても、継手４の折れ曲がりの外側の伸張による長さＬ１と内側の収縮による長さＬ２の相違に配線・配管類４５が対応できる。この様に配線・配管類４５を螺旋配管することで、曲線外側の配管長に余裕があるため、継手４の内側へのズレは最小限に抑えられ、継手部材４a、４ｂ等の各部材の設置及び可動スペースを確保することが出来る。

この様な配線・配管類４５を螺旋状に巻くのは、１周でも、数周でも良い。さらに、図示のものは継手４に適用しているが、前記継手２４、その他、鉛直方向に回転自在な継手にも適用できる。

なお、上記実施例では、回転増幅手段として、プーリーと歯付きベルトを適用したが、歯車を噛み合わせる等、他の適宜の手段が可能である。

この施工方法は電気用の小口径配管のような複数条施工する場合に位置が正確に判ることから容易に施工が可能である。また、電気用の配管以外に小口径のガス管、水道管、通信線管等にも対応することが可能である。

この発明の実施例１の継手の側面断面図ある。この発明の実施例１の継手の平面図である。この発明の実施例１の継手の回転増幅手段の説明平面図である。この発明の実施例１の継手の回転増幅手段の説明側面図である。この発明の実施例１の継手の回転幅規制の構造を示す説明平面図で、（ａ）図は継手が直線上に接続されている状態を示す図、（ｂ）図は継手が回転規制幅まで曲がった状態を示す図である。この発明の実施例１の継手と推進管とを１ユニットとして接続した状態を示す説明図である。この発明の実施例１の小口径推進装置の使用状態を示す平面図である。この発明の実施例１の小口径推進装置に従来の水盛り式の鉛直方向位置検出装置を設けた側面図である。この発明の実施例２の水平方向及び鉛直方向に回転自在な継手の平面図である。この発明の他の実施例における水平方向に回転自在な継手の側面図である。この発明のさらに他の実施例の継手箇所の側面図である。この発明のさらに他の実施例の継手箇所の断面図で、図１１のＡ−Ａ線断面図である。

１立坑２先導体
２ａ斜め切りヘッド３推進管
４継手４ａ継手部材
４ｂ継手部材４´ 継手
５元押し装置６舌片
６ａ先端両側縁７鉛直ピン
８開口溝８ａ開口奥端面
９孔１０第１の大径プーリー
１１第１の小径プーリー１２歯付きベルト
１３回転軸１４第２の大径プーリー
１５ロータリーエンコーダー１５ａ回転軸
１６第２の小径プーリー１７歯付きベルト
１８リング１９補強スプリング
２１水盛り計測計２２水盛り基準装置
２３導水管２４継手
２４ａ継手部材２４ｂ継手部材
２４ｃ中間継手部材２５舌片
２６鉛直ピン２７孔
２８舌片２９水平ピン
３０開口溝３１孔
３２ロータリーエンコーダー３４第１の大径プーリー
３５第１の小径プーリー３６歯付きベルト
３７回転軸３８第２の大径プーリー
３９回転軸４０第２の小径プーリー
４１歯付きベルト４２第３の大径プーリー
４３第３の小径プーリー４４歯付きベルト
４５配線・配管類

Claims

先導体の後方に、継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進工法において、
前記各継手は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで水平回転自在に接続され、
前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、
これらの複数の各継手の水平回転角度を検出して、これらと前後の継手間の距離を集計演算し、各推進管の基点から前記先導体までの位置を測定することを特徴とする、位置測定方法。
前記各継手の回転角度の集計に加え、さらに、鉛直方向の位置計測を既存の水盛り式で行い、
前記推進管の基点から先導体先端までの位置を三次元座標で求めることを特徴とする、請求項１に記載の位置測定方法。
先導体の後方に、継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進工法において、
前記継手は水平方向に回転自在、又は／及び鉛直方向に回転自在とし、
前記継手の水平方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、
前記継手の鉛直方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が水平ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な水平ピンの、他方の継手部材に対する回転を、回転増幅して他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーで検出し、
これらの複数の継手の水平方向及び鉛直方向の検出した各回転角度と前後の継手間の距離を集計演算し、前記推進管の基点から先導体先端までの位置を三次元座標で求めることを特徴とする、位置測定方法。
前記回転増幅する手段は、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピン又は水平ピンと、前記他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーとに、相互に径の異なるプーリー又は歯車を夫々設け、これらのプーリー又は歯車を回転接続したことにより行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の位置測定方法。
先導体の後方に、水平方向に回転自在な継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進装置において、
前記各継手は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで水平回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を増幅する手段を設け、
当該回転増幅手段を介して前記鉛直ピンの回転を検出するロータリーエンコーダーを他方の継手部材に設け、
前記各継手のロータリーエンコーダーによる回転角度と前後の継手間の距離を集計し、これらを基に、前記推進管の基点から前記先導体までの位置を演算測定する手段を有することを特徴とする、位置測定装置。
先導体の後方に、継手を介して複数の推進管を順次接続し、当該先導体及び複数の推進管を土中に推進させる小口径推進装置において、
前記継手は水平方向に回転自在、又は／及び鉛直方向に回転自在とし、
前記継手の水平方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が鉛直ピンで回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピンの、他方の継手部材に対する回転を増幅する手段を設け、当該回転増幅手段を介して前記鉛直ピンの回転を検出するロータリーエンコーダーを他方の継手部材に設け、
前記継手の鉛直方向に回転自在な構成は、一方の継手部材と他方の継手部材が水平ピンにより回転自在に接続され、前記一方の継手部材と一体な水平ピンの、他方の継手部材に対する回転を増幅する手段を設け、当該回転増幅手段を介して前記水平ピンの回転を検出するロータリーエンコーダーを他方の部材に設け、
前記各継手のロータリーエンコーダーによる水平方向及び鉛直方向の各回転角度と前後の継手間の距離を集計し、これらを基に、前記推進管の基点から前記先導体までの位置を演算測定して三次元座標で求める手段を有することを特徴とする、位置測定装置。
前記回転増幅手段は、前記一方の継手部材と一体な鉛直ピン又は水平ピンと、前記他方の継手部材に設けたロータリーエンコーダーとに、相互に径の異なるプーリー又は歯車を夫々設け、これらのプーリー又は歯車を回転接続したことを特徴とする、請求項５又は６に記載の位置測定装置。
前記一方の継手部材の鉛直ピン又は水平ピンの回転が、一定幅しか回転できないストッパー構造を前記継手部材に設けたことを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の位置測定装置。
前記各継手の一方の継手部材と他方の継手部材の外周に、伸縮自在な部材から成るリングを渡して被せ、当該リングの内周に補強スプリングを設けたことを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載の位置測定装置。
前記継手箇所を通る配線・配管類を、当該継手の外周で１周又は複数周螺旋状に巻いたことを特徴とする、請求項９に記載の位置測定装置。