JP2014025229A - 管設置方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】掘削機械揺動駆動装置を備えた管設置装置を用いた管設置方法において、管2を地中10に設置した後、当該地中に設置された先の管2に並ぶように次の管2を地中に設置する場合に、先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面2a、又は、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面2bに、次の管の先頭開口の前方に位置された回転掘削体が揺動して当該次の管の一対の外側面よりも外側に移動した場合に当該回転掘削体が既に地中に設置されている先の管の一方の外側面2aと衝突することを防止するための衝突防止手段100を設けた。
【選択図】図1
Description
また、管の先端が硬質地盤に衝突して進行しなくなることを防止するために、管の先頭開口の前方に上記回転掘削体を設置するとともに、当該回転掘削体の回転中心線を、管の互いに平行に対向する一方の一対の外側面と平行でかつ管の推進方向と直交する面と直交以外の状態で交差する状態に設定して、回転掘削体を管の互いに平行に対向する他方の一対の外側面よりも外側に移動させることが可能な掘削機械揺動駆動装置を備え、管の進行に先立って管の前方において回転掘削体を揺動させて管の断面積よりも幅の広い断面積を掘削できるようにして、地山が硬質地盤である場合でも管を地中においてスムーズに推進させることができるようにした管設置装置が本出願人により出願されている(特願2011−244272号)。
本発明は、揺動可能な回転掘削体を有した管設置装置を用いて管を地中に設置する方法において、先に地中に設置された管に並ぶように次の管を地中に設置する際に当該次の管の前方に位置されて揺動する回転掘削体と既に先に地中に設置されている管の外側面との衝突を防止できる管設置方法を提供する。
また、衝突防止手段は、管の外側面に間隔を隔てて設けられた一対の突起により構成されたので、次の管を地中に設置する際の次の管の中心線を回転中心として次の管が回転しにくくなり、次の管を地中の設置予定位置に正確に設置できるようになる。
また、衝突防止手段は、先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面、又は、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面のうち、一の外側面に設けられたガイド手段と他の外側面に設けられてガイド手段によりガイドされる突起とにより構成されたので、地中に設置しようとする管の地中での推進方向が突起及びガイド手段によって的確にガイドされる。
また、一対のガイド手段が前記一の外側面に設けられ、突起が一対のガイド手段の間に位置されるように前記他の外側面に設けられたので、地中に設置しようとする管の地中での推進方向が突起及びガイド手段によってより的確にガイドされる。
先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面にガイド手段を設けるとともに、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面に衝突防止手段を設けるか、あるいは、先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に衝突防止手段を設けるとともに、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面にガイド手段を設けることによって、地中に設置された先の管に並ぶように地中に設置される次の管の地中での進行方向を衝突防止手段とガイド手段とでガイドするようにしたので、地中での次の
管の推進方向が衝突防止手段及びガイド手段によって的確にガイドされる。
実施形態1では、断面四角状の管2を地中10に設置するために後述する揺動可能な回転掘削体46を有した管設置装置1(図6乃至図10参照)を用い、図1乃至図4に示すように、管2を地中10に設置した後、当該地中10に設置された先の管2の横に並ぶように次の管2を地中10に設置する場合において、先に地中10に設置された管2の互いに対向する一対の外側面2a;2bのうちの一方の外側面2aの横に並ぶように地中10に設置される次の管2の他方の外側面2bに、当該次の管2の先頭開口(先頭管6の先頭開口6t)の前方に位置された回転掘削体46(図6参照)が揺動して当該回転掘削体46が当該次の管2の一対の外側面2a;2bの進行予定面よりも管2の外側に移動した場合に当該回転掘削体46が先に地中10に設置されている管2の一方の外側面2aと衝突することを防止するための衝突防止手段100を設けた。
さらに、先に地中10に設置される管2の一方の外側面2aには、先に地中10に設置される管2の横に並ぶように地中10に設置される次の管2の他方の外側面2aに設けられた前記衝突防止手段100をガイドして次の管2の地中10での進行方向をガイドするためにガイド手段120を設けるようにした。
管2としては例えば鋼製の管が用いられる。管2の大きさは、例えば、管2が断面形状長方形の管である場合、管の長さ(管の中心軸に沿った方向の長さ)が1500mm、管の左右幅(断面長方形の長辺の長さ)が1240mm、管の上下幅(断面長方形の短辺の長さ)が690mm、管の肉厚が16mmである。
当該長尺部材121の長辺縁側の面122;123の短手方向の長さは、管路形成体としての中空管101の外径寸法と同じ寸法か、あるいは、中空管101の外径寸法よりも短い寸法に形成される。
各長尺部材121は、例えば、各長尺部材121の他方の長辺側の面123;123同士が互いに一定の間隔H1を隔てて向かい合い、各長尺部材121の一方の長辺側の面122;122が互いに離れるように管2の一方の外側面2aの各長辺縁2f;2f側に延長する状態に、当該一方の長辺側の面122;122が管2の一方の外側面2aに固定されている。
各中空管101は、例えば、各中空管101における管2の他方の外側面2bの長辺縁2g;2gに近い位置の外側面103;103同士が一定の間隔H2を隔てて対向し、かつ、各中空管101における管2の他方の外側面2bの長辺縁2gと長辺縁2gとの間の中心に近い位置の外側面104;104同士が一定の間隔H3を隔てて対向するように、一の外側面102が管2の他方の外側面2bに固定されている。
管2の他方の外側面2bに固定された各中空管101;101の互いに向かい合って対向する前記外側面104;104を形成する各管壁には、当該管壁を貫通して中空管101の内外に連通する孔部に中空管101の外部から中空管101の内部への物の流入を防止する逆止弁が取付けられて構成された逆止弁付きの注入口105を備え、当該逆止弁付きの注入口105を介して中空管101の内側から地中10に後述する止水処理のための薬液やセメント系注入材を注入することが可能な構成となっている。
尚、逆止弁付きの注入口105は、1つの管2に設けられる中空管101に1つ、又は、1つの管2に設けられる中空管101の管の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けられている。
また、各中空管101における管2の他方の外側面2bの長辺縁2g;2gに近い位置の外側面103;103を形成する各管壁に上述した逆止弁付きの注入口を設ければ、管2の外周囲の地中10に薬液やセメント系注入材を注入する裏込処理が可能となる。
具体的には、H2はH1よりも数cm程度小さく設定され、各中空管101における管2の他方の外側面2bの長辺縁2g;2gに近い位置の外側面103;103が、それぞれ、各長尺部材121の他方の長辺側の面123;123に接触可能に構成されることで、地中10での次の管2の推進方向が衝突防止手段100及びガイド手段120によって的確にガイドされることになる。
従って、衝突防止手段100によって先に地中10に設置した管2の一方の外側面2aと当該管2の横に並ぶように地中10に設置される管2の他方の外側面2bとの間に形成される間隔の最小寸法が、回転掘削体46の最大揺動時の最外端と管2における回転掘削体揺動方向側の外側面2a;2bと同一の仮想平面との最短距離よりも長い距離に設定されることで、先に地中10に設置した管2の一方の外側面2aと当該管2の横に並ぶように管2を地中10に設置する際の回転掘削体46との衝突を確実に防止できる。
支保工11としては、複数の曲管が順次連結されて地中10に設置されることによって円弧を描くように曲がって延長する支保工11が地中10に構築されたり、複数の直管が順次連結されて地中10に設置されることによって真っ直ぐに延長する支保工11が地中10に構築される。
支保工11としては、地中10に形成された図外の一方の空洞部と他方の空洞部との間に跨るように複数の管2を連続させて構築される支保工11や、地中10に形成された図外の空洞部から出発して当該空洞部に戻るように複数の管2を連続させて構築される支保工11、地中10に形成された図外の空洞部から出発して地中10で止まるように構築される支保工11等がある。
第2の支保工11Bを構築する際、既に地中10に構築されている第1の支保工11の管2の一方の外側面2aに設けられたガイド手段120を形成する断面L字状の各長尺部材121;121の間に、1つの空洞部から地中10に入れようとする第2の支保工11を構築するための先頭管6の他方の外側面2bに設けられた衝突防止手段100としての各中空管101;101が入り込むように、当該先頭管6の位置決めを行ってから当該管2を地中10に設置し、さらに、当該先頭管6の内部空間と後続管7の内部空間とが連通するように当該先頭管6に後方に後続管7を順次継ぎ足すとともに前記各中空管101;101の内部空間と後続の各中空管101;101の内部空間とが連通するように前記各中空管101;101の後方に後続の各中空管101;101を継ぎ足していって上記と同様に地中10に設置して、地中に第2の支保工11Bを構築する。
同様に、図2(c)に示すように、第2の支保工11Bを形成した管2(先頭管6及び複数の後続管7)の横に並ぶように次の管2(先頭管6及び複数の後続管7)を地中10に設置して第3の支保工11Cを構築する。
尚、実施形態1では、最初に地中に構築される支保工11Aを形成する管2としては、管2の一方の外側面2aにガイド手段120を備えるが、管2の他方の外側面2bには衝突防止手段100を備えない構成のものを用いた。
実施形態1では、衝突防止手段100とガイド手段120とを設けたことにより、地中10において互いに隣り合う一方の支保工11と他方の支保工11との間に、一方の支保工11を構成する一方の各管2の一方の外側面2aと他方の支保工11を構成する他方の管2の他方の外側面2bと各中空管101;101とで囲まれた密閉性の高い注入領域150が形成され、中空管101及び中空管101に設けられた逆止弁付きの注入口105を介して注入領域150に薬液やセメント系注入材等の注入材200(図11参照)を注入することによって、一方の支保工11と他方の支保工11との間に止水性能の高い止水処理部を形成することが可能となる。
図6に示すように、管設置装置1は、管2と、掘削装置3と、制御装置65とを備える。尚、以下、図6における上側を管2や管設置装置1の先頭あるいは前側と定義し、図6における下側を管2や管設置装置1の後側と定義し、図6における左右側を管2や管設置装置1の左右側と定義し、図6の紙面と直交する方向の上下側を管2や管設置装置1の上下側と定義して説明する。
掘削機械揺動駆動装置25は、揺動基板30と、揺動基板30の案内部材31と、揺動基板駆動手段32とを備える。
即ち、管設置装置1は、先頭管6の前方において回転掘削体46を先頭管6の左右方向に揺動させるための掘削機械揺動駆動装置25を備えるので、先頭管6の前方の地山99を回転掘削体46で掘削する際に揺動基板駆動手段32により揺動基板30を駆動して回転掘削体46を左右方向に揺動させることができ、回転掘削体46が左右方向に揺動しない場合と比べて、掘削可能な左右幅を大きくできる。即ち、先頭管6の進行に先立って先頭管6の前方において先頭管6の左右幅間隔(先頭管6の他方の一対の壁面と直交する方向である管の幅間隔)よりも幅の広い左右幅間隔で地山99を掘削でき、先頭管6の前方において先頭管6の左右幅方向での余堀が可能となるので、先頭管6が推進する際に先頭管6の先頭開口6tが地山99の硬質層に衝突する可能性が少なくなり、先頭管6をスムーズに推進させることができるようになる。
案内部材31は、断面四角形状の筒により形成され、当該案内部材31の筒の中心線と先頭管6の管の中心線とが同じとなるように先頭管6の先端側の内側に設置される。案内部材31は、案内部材31の筒体の中心線と直交する面で案内部材31を切断した場合の断面の外周形状が先頭管6の中心線と直交する面で先頭管6を切断した場合の断面の内周形状と同じで、かつ、揺動案内部材31の断面の外周寸法が先頭管6の断面の内周寸法とほぼ同じ寸法に形成される。
案内部材31の筒の外周面33には外周面33を一周するようにゴムパッキン等の水密性能維持部材34が設けられており、案内部材31の筒体の外周面33と先頭管6の内周面6xとが数mm程度(例えば5mm)の僅かな隙間を介して対向した状態で、かつ、水密性能維持部材34と先頭管6の内周面6xとが接触して、案内部材31の筒の外周面33と先頭管6の内周面6xとの間の水密性が維持されるように、案内部材31が先頭管6の先頭開口6t側の内側に設置される。
案内部材31の内周面35の左右の側壁面35a;35bは、先頭管6の前後方向に沿って前後の中間部が凹状に一定の曲率で湾曲する湾曲面に形成される。
揺動基板30の平板の外周面39には外周面39を一周するようにゴムパッキン等の水密性能維持部材12が設けられ、揺動基板30の平板の外周面39と案内部材31の内周面35とが数mm程度(例えば5mm)の僅かな隙間を介して対向した状態で、かつ、水密性能維持部材12と案内部材31の内周面35とが接触することにより、揺動基板30の平板の外周面39と案内部材31の筒体の内周面35との間の水密性が維持される。水密性能維持部材12は、揺動基板30の平板の外周面39を一周するように外周面39には形成された溝39h内に収容されて外周面39より突出するように設けられることにより、水密性能を十分に発揮できるよう揺動基板30の平板の外周面39に安定に設置できる。また、水密性能維持部材12は、揺動基板30の平板の外周面39の前後側の両方に設けることが好ましい。
揺動基板駆動用ジャッキ16は、例えば、油圧ジャッキにより構成される。
揺動基板駆動用ジャッキ16は、2個設けられ、揺動基板30の後方における左右側にそれぞれ1つずつ配置される。
左側の揺動基板駆動用ジャッキ16Aは、シリンダ16aがジャッキ載置台17上に載置されてジャッキ載置台17に固定され、シリンダ16aの後端面がジャッキ反力受部材18の前面の左部に固定され、揺動基板30の後面30xにおける左端側の上下中央側を押圧かつ引き戻すことが可能なようにピストンロッド16bの先端と揺動基板30の後面30xとがピン接合のような接続手段22により接続されている。
右側の揺動基板駆動用ジャッキ16Bは、シリンダ16aがジャッキ載置台17上に載置されてジャッキ載置台17に固定され、シリンダ16aの後端面がジャッキ反力受部材18の前面に右部に固定され、揺動基板30の後面30xにおける右端側の上下中央側を押圧かつ引き戻すことが可能なようにピストンロッド16bの先端と揺動基板30の後面30xとがピン接合のような接続手段22により接続されている。
支持部40は、1つの支柱42と2つの分岐支柱43とが組合されたT字状の中空支柱により形成される。2つの分岐支柱43は、支柱42の先端部より支柱42の延長方向と直交する一直線上において互いに離れる方向に延長する。
回転部41は、回転機構部45と、回転掘削体46とを備える。回転機構部45は、例えばモータ47により構成される。分岐支柱43の両方の先端には、それぞれモータマウント44が設けられ、各モータマウント44;44には、モータ47のケーシング48が固定される。2つのモータ47;47の回転軸49;49は、支柱42の先端部より支柱の延長方向と直交する一直線上(即ち、分岐支柱43の中心線線上)において互いに離れる方向に延長する。
回転掘削体46は、例えば円筒部50aと円筒部50aの他端を閉塞する底板50bとを有した一端開口他端閉塞の円形箱状の回転体50と、回転体50の円筒部50aの外周面51に設けられた複数の掘削ビット52とを備えた構成である。
例えば、回転掘削体46の回転体50の底板50bの内面53の円中心と回転軸49の回転中心とが一致するように、回転体50の底板50bの内面53と油圧モータ47により回転する回転軸49の先端に設けられた連結板54とがねじ等の連結具57により連結される。即ち、2つの回転掘削体46;46が先頭管6の先頭開口6tよりも前方に位置され、2つの回転掘削体46;46が2つの回転軸49;49に共通の1つの回転中心線Lを回転中心として回転するように構成される。このような2つの回転掘削体46;46を備えた構成は、ツインヘッダと呼ばれる。
実施形態1では、上述したように、2つの回転掘削体46;46の回転中心線Lが先頭管6の推進方向と直交する面と平行な状態及び先頭管6の上下の内壁面と平行な第1の状態で地山99を掘削した場合、推進方向と直交する面内における回転掘削体46の掘削幅を大きくでき、さらに、断面四角形状に掘削できるので、掘削幅に応じた四角幅の管2を容易に地中10に設置できるようになる。
さらに、実施形態1では、掘削機械揺動駆動装置25を作動させ、図10に示すように、2つの回転掘削体46;46の回転中心線Lが先頭管6の推進方向と直交する面と交差しかつ先頭管6の上下の内壁面と平行な第2の状態で地山99を掘削した場合、先頭管6の前方において先頭管6の左右幅間隔よりも広い左右幅間隔で地山99を掘削できるので、先頭管6が推進する際に先頭管6の先頭開口6tが地山99の硬質層に衝突する可能性が少なくなり、先頭管6をスムーズに推進させることができるようになる。
推進力受け部63は、先頭管6の先頭開口6t側の内側に設置された案内部材31の筒の前端面31aに接触して案内部材31の前方への移動を規制するとともに案内部材31に伝達された推進力を先頭管6に伝達することができるように、先頭管6の先頭開口6t側の内面に溶接、ボルト・ナット等の固定手段で固定されている。
推進力伝達手段62は、推進力伝達構成部64と、推進力伝達棒状体71と、推進力伝達用の当て材72とを備える。
推進力伝達構成部64は、例えば、H形鋼を組み合わせて形成される。例えば、案内部材31の筒の左端後端面と連結されて上下に延長するよう設けられた前左側上下延長柱部64aと、案内部材31の筒の右端後端面と連結されて上下に延長するよう設けられた前右側上下延長柱部64bと、ジャッキ反力受部材18の左端部と連結されて上下に延長するよう設けられた後左側上下延長柱部64cと、ジャッキ反力受部材18の右端部と連結されて上下に延長するよう設けられた後右側上下延長柱部64dと、前後方向に延長して先端と前左側上下延長柱部64aとが連結され後端と後左側上下延長柱部64cとが連結された左連結部64eと、前後方向に延長して先端と前右側上下延長柱部64bとが連結され後端と後右側上下延長柱部64dとが連結された右連結部64fとを備える。
推進力伝達棒状体71は、中心線が先頭管6の中心線と同一方向を向くように設置される。左側の推進力伝達棒状体71Aの先端面と後左側上下延長柱部64cの後面における上下の中央位置とが連結され、右側の推進力伝達棒状体71Bの先端面と後右側上下延長柱部64dの後面における上下の中央位置とが連結される。
この場合、後右側上下延長柱部64dの後面における上下の中央位置に連結された右側の推進力伝達棒状体71Bと後左側上下延長柱部64cの後面における上下の中央位置に連結された左側の推進力伝達棒状体71Aとを介して推進力伝達構成部64に伝達された推進力が案内部材31の後端面31xの四隅部に伝達される構成としたので(図6参照)、案内部材31に推進力を均等に伝達でき、案内部材31の姿勢を安定に維持することができ、しかも、掘削機械揺動駆動装置25の揺動動作の安定化が図れる。
水供給管75cは、水供給管保持貫通孔15に保持される前側部分75xと当該前側部分75xの後端に連結されて先頭管6の後端開口より外部に延長する主部分75yとを備える。例えば、前側部分75xは鋼管により形成され、主部分75yは硬質ビニル製の蛇腹管により形成される。揺動基板30の前面30fの前方の地山99に水を放出することが可能なように前側部分75xの前端開口側が揺動基板30の水供給管保持貫通孔15に固定され、前側部分75xの後端開口側が揺動基板30の後面30xより後方に突出するように設けられる。前側部分75xの後端開口と主部分75yの前端開口とが連通可能に連結され、主部分75yの後端開口と送水用のポンプ75bの吐出口とが連通可能に連結される。そして、送水用のポンプ75bの吸込口と水貯留タンク75aとが図外の連結管により連通可能に連結される。水供給装置75は、先頭管6の上部内側の左右側に2系統設けられる。尚、揺動基板30が揺動した場合に水供給管75cが先頭管6の左右の内側面に接触しないように、前側部分75xは、前端開口が先頭管6の内側面側に位置されて後端開口が先頭管6の中央側に位置するように設けられる。換言すれば、前側部分75xは、管の中心線が先頭管6の内側面6a;6b側から先頭管6の中央側に傾斜して延長するように設けられる。
排泥管76cは、排泥管保持貫通孔14に保持される前側部分76xと当該前側部分76xの後端に連結されて先頭管6の後端開口より外部に延長する主部分76yとを備える。例えば、前側部分76xは鋼管により形成され、主部分76yは硬質ビニル製の蛇腹管により形成される。揺動基板30の前面30fより前方に集まった掘削土を前端開口を介して取り込むことが可能なように前側部分76xの前端開口側が揺動基板30の排泥管保持貫通孔14に固定され、前側部分76xの後端開口側が揺動基板30の後面30xより後方に突出するように設けられる。前側部分76xの後端開口と主部分76yの前端開口とが連通可能に連結され、主部分76yの後端開口と排泥用のポンプ76bの吸込口とが連通可能に連結される。そして、排泥用のポンプ76bの吐出口と排泥タンク76aとが図外の連結管により連通可能に連結される。排泥装置76は、先頭管6の下部内側の左右側に2系統設けられる。尚、揺動基板30が揺動した場合に排泥管76cが先頭管6の左右の内側面に接触しないように、前側部分76xは、前端開口が先頭管6の内側面側に位置されて後端開口が先頭管6の中央側に位置するように設けられる。換言すれば、前側部分76xは、管の中心線が先頭管6の内側面6a;6b側から先頭管6の中央側に傾斜して延長するように設けられる。
つまり、最初に一定量の水を集合タンク75X内に満たしておき、送水用のポンプ75bを駆動して揺動基板30の前方に水を圧送すると、揺動基板30の前方に圧送された水と回転掘削体46;46により掘削された土砂とが混ざって泥水となる。そして、排泥用のポンプ76bを駆動することにより、揺動基板30の前方の泥水が排泥タンク76aに排出される。排泥タンク76aに排出された泥水中の泥が排泥タンク76aの底に沈殿するとともに、仕切体75wを越えて水貯留タンク75aに入り込んだ泥水が再び送水用のポンプ75bによって揺動基板30の前方に圧送される。即ち、泥水を循環させて揺動基板30の前方に供給できるようになるので、水の使用量を減らすことができる。また、水よりも比重が大きい泥水を揺動基板30の前方に供給できるので、地盤及び地下水の圧力に抵抗できて、地盤及び地下水の圧力と揺動基板30の前方に供給した圧力とを均等にしやすくなるので、地盤沈下等、地中10に与える影響を少なくすることができる。また、揺動基板30の前方が泥水化するので、排泥をスムーズに行えるようになり、掘削しやすくなる。
尚、最初から泥水を集合タンク75X内に満たしておき、送水用のポンプ75bを駆動して揺動基板30の前方と集合タンク75X内との間で泥水を循環させてもよい。
掘削機械26と、掘削機械揺動駆動装置25と、当て材72を除いた推進装置70と、水供給管75cと、排泥管76cとが組立てられた組立体を、回転掘削体46側から先頭管6の後端開口を介して先頭管6内に入れていき、案内部材31の前端面31aと先頭管の内側に固定された推進力受け部63とを接触させる。そして、先頭管6の後端面102eより後方に突出する左右の推進力伝達棒状体71A;71Bの他端間に跨るように当て材72を設置して当て材72を左右の推進力伝達棒状体71A;71Bの他端に図外のボルトや万力装置などで連結する。そして、送水用のポンプ75bを駆動して揺動基板30の前方に泥水を供給し、揺動基板30の前方と集合タンク75X内との間で泥水を循環させるとともに、制御装置65による制御によって、油圧源55から油圧モータ47に圧油を供給して回転掘削体46を回転させながら、推進駆動源61を作動させて当て材72に推進力を加えることで、推進力が、推進力伝達棒状体71、推進力伝達構成部64、案内部材31、推進力受け部63を介して先頭管6及び回転掘削体46;46に伝達され、先頭管6が前方に推進するとともに回転掘削体46;46が前方に推進する。この際、揺動基板駆動用ジャッキ16を作動させて揺動基板30の左右壁30a;30b側を前後に揺動させることで、回転掘削体46が先頭管6の左右方向に首振りのように揺動して地山99を掘削する。これにより、先頭管6の前方において先頭管6の左右幅間隔よりも広い左右間隔幅で地山99が掘削されるので、先頭管6が推進する際に先頭管6の先端が硬質地盤の地山99に衝突する可能性が少なくなり、先頭管6をスムーズに推進させることができる。
先頭管6の後端面102eを残して先頭管6が地中10に設置された後、先頭管6の後端面102eに後続管7を溶接、又は、ボルト等の固定具により接続し、さらに、先頭の推進力伝達棒状体71の他端と後続の推進力伝達棒状体71の一端とをボルト、又は、溶接により結合することにより、先頭の推進力伝達棒状体71の後ろに後続の推進力伝達棒状体71を継ぎ足すとともに、また、耐圧ホース56の他端に図外の延長耐圧ホースを継ぎ足し、水供給管75cの他端に図外の延長水供給管を継ぎ足し、排泥管76cの他端に図外の延長排泥管を継ぎ足していく。そして、当て材72を、後続管7の後端縁より後方に突出する左右の推進力伝達棒状体71A;71Bの他端間に跨るように設置して、当て材72を油圧ジャッキ61Aのピストンロッド61aで押圧しながら、回転掘削体46;46を回転駆動させることにより、回転掘削体46が掘削を行いながら先頭管6が推進し、後続管7が地中に設置される。
以後、同様に、前の後続管7の後端縁に後の後続管7を順次連結して地中10に設置していくことで、支保工11を構築できる。
尚、到達側の空洞部内に掘削機械26等を押し出して回収するようにしてもよい。
例えば、先頭管6を到達側の空洞部に押し出して推進力受け部63を除去してから、到達側の空洞部内に掘削機械26等を押し出して回収する。この場合、掘削機械26等を掘削始点となった空洞部内に引き戻す作業よりも掘削機械26等を到達側の空洞部内に押し出す作業の方が容易となるので、掘削機械26等の回収作業が容易となる。
地中10に形成された1つの空洞部から出発して当該空洞部に戻るように支保工11を構築する場合には、掘削機械26等が1つの空洞部の到達口に到達したならば掘削機械26等を到達口から当該空洞部内に押し出すようにして回収すれば、掘削機械26等の回収作業が容易となるとともに、油圧ジャッキ61Aを当該1つの空洞部内にのみ設置すればよいので装置コストも低減できる。
尚、必要に応じて、支保工11の管2内に、コンクリート300を充填したり、鉄筋を配置してコンクリート300を充填することによって、管2の強度を上げた支保工11を構築する(図11参照)。
尚、本発明のように掘削機械26で地中10を掘削推進しながら後方に管2を順次継ぎ足していく推進工法の場合、管2の外側面に衝突防止手段100やガイド手段120等の突起物を設けることは、推進の際の抵抗になるので本来好ましくないが、本発明では、管設置装置1で地中に設置される管2の外側面2a;2bに設けられている衝突防止手段100及びガイド手段120の推進方向前方の地中10が揺動する回転掘削体46によって余掘りされるので、管2の外側面2a;2bに衝突防止手段100及びガイド手段120が設けられていても、推進の際の抵抗は、ほとんど無くなる。
この場合、前記注入領域150は、密閉性が高く、かつ、余掘りされた空隙の多い領域となるので、注入材200が空隙に充填されるとともに、注入領域150に注入された注入材が注入領域150の外側に流出する可能性が低くなる。従って、止水処理を確実に行えるとともに、注入材の注入量を少なくできて、施工コストを低減できるようになる。
尚、注入処理は、例えば図外のパッカーと呼ばれる注入装置を用いて逆止弁付きの注入口105と連通する注入口付近の中空管101の管内空間を密閉し、当該密閉空間内に注入材200を供給すればよい。
よって、実施形態1によれば、先に地中10に設置した管2の一方の外側面2aと当該管2の横に並ぶように管2を地中10に設置する際の回転掘削体46との衝突を確実に防止できるとともに、地中10に設置しようとする管2の地中10での推進方向が衝突防止手段100及びガイド手段120によって的確にガイドされ、隣り合う支保工11同士がずれなくなる。
特に、衝突防止手段100は、管2の他方の外側面2aに設けられた一対の突起としての一対の中空管101;101により構成されたので、一対の中空管101;101によって、先に地中10に設置された管2の一方の外側面2aと当該一方の外側面2aの横に並ぶように地中10に設置される次の管2の他方の外側面2bとの間に必要な間隔Xを設定できて、先に地中10に設置した管2の一方の外側面2aと当該管2の横に並ぶように管2を地中10に設置する際の回転掘削体46との衝突を確実に防止できるとともに、次の管2を地中10に設置する際の次の管2の中心線を回転中心として次の管2が回転しにくくなり、次の管2を地中10の設置予定位置に正確に設置できるようになる。特に、管2の他方の外側面2aに設けられた一対の突起としての一対の中空管101;101が間隔を隔てて設けられたことにより、次の管2を地中10に設置する際の次の管2の中心線を回転中心として次の管2がさらに回転しにくくなり、次の管2を地中10の設置予定位置により正確に設置できるようになる。
また、衝突防止手段100は、先に地中10に設置される管2の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面2a、又は、先に地中10に設置された管2の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面2aに並ぶように地中10に設置される次の管2の外側面2bのうち、一の外側面に設けられたガイド手段120としての長尺部材121と他の外側面に設けられて長尺部材121によりガイドされる突起としての中空管101とにより構成されたので、地中10に設置しようとする管2の地中10での推進方向が突起としての中空管101及び長尺部材121によって的確にガイドされ、また、隣り合う支保工11同士がずれなくなる。
さらに、一対のガイド手段120;120としての長尺部材121;121が前記一の外側面に設けられ、突起としての中空管101;101が一対の長尺部材121;121の間に位置されるように前記他の外側面に設けられたので、地中10に設置しようとする管2の地中10での推進方向が一対の長尺部材121;121及び突起としての中空管101によってより的確にガイドされ、また、隣り合う支保工11同士のずれ防止効果が向上する。特に、一対の長尺部材121;121が各中空管101;101の外側面103;103に接触して各中空管101;101を挟むようにして各中空管101;101をガイドするので、次の管2が地中10に設置される際に当該次の管2の進行方向をより的確にガイドすることができる。
また、実施形態1によれば、衝突防止手段100として逆止弁付きの注入口105を有した中空管101を用いるとともにガイド手段120を設けたことにより、地中10において互いに隣り合う一方の支保工11と他方の支保工11との間に、一方の支保工11を構成する一方の各管2の一方の外側面2aと他方の支保工11を構成する他方の管2の他方の外側面2bと各中空管101;101とで囲まれた密閉性の高い注入領域150を形成できるとともに、中空管101の中空空間及び逆止弁付きの注入口105を介して中空管101の内側から注入領域150に注入材200を注入することができ、一方の支保工11と他方の支保工11との間に止水性能の高い止水処理部を形成することができる。また、注入領域150に注入された注入材200が注入領域150の外側に流出する可能性が低くなるので、注入材200の注入量を少なくできて、施工コストを低減できる。
また、衝突防止手段100として逆止弁付きの注入口105を有した中空管101を用いたので、後述するように、管2内にコンクリート300を埋めた後においても、中空管101の中空空間及び逆止弁付きの注入口105を介して中空管101の内側から注入領域150に注入材200を注入することができるようになる。
尚、衝突防止手段100は、管設置装置1を用いて回転掘削体46を揺動させ当該回転掘削体46が管2の前方において当該管2の一対の外側面2a;2bより外側に移動した場合に当該回転掘削体46が先に地中に設置した管2の一方の外側面2aに衝突しないように、先に地中10に設置した管2の一方の外側面2aと次に地中10に設置する管2の他方の外側面2bとの間に必要な間隔Xを設定するための手段であるから、衝突防止手段100としては、必ずしも中空管101を用いる必要は無く、次の管2の他方の外側面2bより突出するように設けられて、次の管2を地中10に設置する場合に先に地中10に設置した管2の一方の外側面2aに接触して前記必要な間隔Xを維持する構成のものであればよい。
実施形態2の場合でも、一方の支保工11と他方の支保工11との間に、一方の支保工11を構成する一方の各管2の一方の外側面2aと他方の支保工11を構成する他方の管2の他方の外側面2bと衝突防止手段100を構成する図外の各突出物とで囲まれた密閉性の高い注入領域を形成することができるようになる。この場合、次の管2の他方の外側面2bを貫通する孔部に取付けられた図外の逆止弁付きの注入口を介して、当該注入領域に注入材を注入することによって、一方の支保工11と他方の支保工11との間に止水性能の高い止水処理部を形成することが可能となる。止水処理部を形成した後、必要に応じて、管2内に、図11に示すように、コンクリート300を充填したり、鉄筋を配置してコンクリート300を充填することによって、管2の強度を上げた支保工11を構築すればよい。
一方、実施形態1のように、衝突防止手段100として、注入管として利用可能な中空管101を用いた場合には、上述のように管2内にコンクリート300が埋められた後であっても、当該中空管101を注入管として利用して前記注入領域に薬液やセメント系注入材を注入することが可能となる。
従って、上述のように、管2の到達側の空洞部が無い場合で掘削機械26等を引き戻して回収する際に管2内にコンクリートを埋める必要がある場合においては、実施形態1のような中空管101を用いた方法で管2を設置することが有効である。
先に地中10に設置される管2の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に衝突防止手段100を設け、当該管2の一方の外側面の横に並ぶように地中10に設置される次の管2の他方の外側面にガイド手段120を設けるようにしてもよい。
さらに、ガイド手段120は無くてもよい。即ち、管2の互いに対向する一対の外側面のうちの一の外側面に衝突防止手段100のみを備えた構成の管を用いてもよい。
回転体50の外周面51より突出するように設けられた掘削刃としての掘削ビットによる掘削半径が、先頭管6の一対の内壁面間(例えば先頭管6の上下の内壁面間)の寸法よりも大きく設定され、かつ、回収時には、先頭管6の内側空間を通過させることが可能に構成された図外の回転掘削体を用い、先頭管6の前方において先頭管6の一方の一対の壁面(例えば上下の内壁面6c;6d)と直交する方向である先頭管6の幅間隔(例えば先頭管6の上下幅間隔)よりも広い幅間隔で地中10を掘削できるように構成された管設置装置を用いてもよい。
実施形態5の回転掘削体と実施形態1の掘削機械揺動駆動装置25とを備えた管設置装置を用いれば、先頭管6の前方の地中10において先頭管6の上下左右側の地中10の余堀が可能となることから、先頭管6の先頭開口縁が硬質の地盤に衝突して先頭管6を推進できなくなるような事態を防止でき、地山が硬質地盤である場合でも、地中10において管2をよりスムーズに推進させることができる。
また、本発明でいう断面形状が四角形状とは、四角の角部が面取りされた形状のものも含む。
6 先頭管(管)、6t 先頭開口、7 後続管(管)、
10 地中、25 掘削機械揺動駆動装置、46 回転掘削体、100 衝突防止手段、
101 中空管(突起)、105 逆止弁付きの注入口、120 ガイド手段。
Claims (5)
- 断面四角形状の管を地中に設置する場合に、管の先頭開口の前方に管の推進方向と直交する面と平行な回転中心線を回転中心として回転する回転掘削体を設置し、管を進行させるとともに回転掘削体で地中を掘削することにより、管を推進させて地中に設置する管設置装置であって、回転掘削体の回転中心線を、管の互いに平行に対向する一方の一対の外側面と平行でかつ管の推進方向と直交する面と直交以外の状態で交差する状態に設定して、回転掘削体を管の互いに平行に対向する他方の一対の外側面よりも外側に移動させることが可能な掘削機械揺動駆動装置を備えた管設置装置を用いた管設置方法において、
管を地中に設置した後、当該地中に設置された先の管に並ぶように次の管を地中に設置する場合に、先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面、又は、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面に、次の管の先頭開口の前方に位置された回転掘削体が揺動して当該次の管の一対の外側面よりも外側に移動した場合に当該回転掘削体が既に地中に設置されている先の管の一方の外側面と衝突することを防止するための衝突防止手段を設けたことを特徴とする管設置方法。 - 衝突防止手段は、管の外側面に間隔を隔てて設けられた一対の突起により構成されたことを特徴とする請求項1に記載の管設置方法。
- 衝突防止手段は、先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面、又は、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面のうち、一の外側面に設けられたガイド手段と他の外側面に設けられてガイド手段によりガイドされる突起とにより構成されたことを特徴とする請求項1に記載の管設置方法。
- 一対のガイド手段が前記一の外側面に設けられ、突起が一対のガイド手段の間に位置されるように前記他の外側面に設けられたことを特徴とする請求項3に記載の管設置方法。
- 先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面にガイド手段を設けるとともに、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面に衝突防止手段を設けるか、あるいは、先に地中に設置される管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に衝突防止手段を設けるとともに、先に地中に設置された管の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面にガイド手段を設けることによって、地中に設置された先の管に並ぶように地中に設置される次の管の地中での進行方向を衝突防止手段とガイド手段とでガイドするようにしたことを特徴とする請求項1に記載の管設置方法。
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JPH08326471A (ja) * | 1995-05-31 | 1996-12-10 | Tekken Constr Co Ltd | 地下埋設体の敷設方法およびその先導孔掘削装置 |
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