JP2014051839A - Propulsive force transmission mechanism and conduit construction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、推進力伝達機構、詳しくは、推進工法とシールド工法とを併用したハイブリッド推進工法に適した推進力伝達機構に関する。また、本発明は、この推進力伝達機構を用いた管路構築方法に関する。 The present invention relates to a propulsion force transmission mechanism, and more particularly to a propulsion force transmission mechanism suitable for a hybrid propulsion method using both a propulsion method and a shield method. The present invention also relates to a pipeline construction method using this propulsive force transmission mechanism.
現在、トンネルを形成するために、土砂を掘削し地中に管路をする構築方法として、推進工法とシールド工法とが知られている。 Currently, in order to form a tunnel, a propulsion method and a shield method are known as construction methods for excavating earth and sand to form a conduit in the ground.
推進工法は、発進立坑に推進ジャッキ(元押しジャッキ)を設置し、推進ジャッキで管体(推進管)を前進させ、管体の後端に新たな管体を設置する工法である。 The propulsion construction method is a construction method in which a propulsion jack (protruding jack) is installed in a start shaft, a pipe (propulsion pipe) is advanced by the propulsion jack, and a new pipe is installed at the rear end of the pipe.
シールド工法は、掘削機本体に推進ジャッキ(シールドジャッキ)を設置し、推進ジャッキで掘削機本体を前進させ、シールドジャッキの後方と管体(セグメント管)先端の間に新たな管体を設置する工法である。掘削機内に管体を複数のセグメントに分解して搬入し、掘削機内部の組み立て装置(エレクタ)で管体を組み立てる。 In the shield method, a propulsion jack (shield jack) is installed in the main body of the excavator, the main body of the excavator is advanced by the propulsion jack, and a new pipe is installed between the rear of the shield jack and the tip of the pipe (segment pipe). It is a construction method. The pipe body is disassembled into a plurality of segments and carried into the excavator, and the pipe body is assembled by an assembly device (elector) inside the excavator.
シールド工法においては、推進ジャッキは掘削機本体だけを前進させる。一方、推進工法においては、推進ジャッキは、掘削機本体、及び推進ジャッキから掘削機本体にまで至る全ての推進管を前進させる必要がある。よって、推進工法は、シールド工法と比較して、大口径や長距離の管路を構築するには不適である。そして、推進工法は、シールド工法と比較して、急曲線の管路を構築することが困難である。 In the shield method, the propulsion jack advances only the excavator body. On the other hand, in the propulsion method, the propulsion jack needs to advance the excavator body and all the propulsion pipes from the propulsion jack to the excavator body. Therefore, the propulsion method is not suitable for constructing a large-diameter or long-distance pipe line as compared with the shield method. And it is difficult for the propulsion method to construct a sharply curved pipe compared to the shield method.
しかし、推進工法は、推進管が最初から筒状であり、推進管同士の接続も容易である。シールド工法は、掘削機本体の内部でセグメントからセグメント管を組み立てる必要がある。また、セグメント管は推進管に比較して短いので、セグメント管は推進管よりも多くの個数を必要とする。よって、シールド工法は、推進工法と比較して、工期が長く、コストが高くなる。 However, in the propulsion method, the propulsion pipe is cylindrical from the beginning, and the propulsion pipes can be easily connected. In the shield method, it is necessary to assemble the segment pipe from the segment inside the excavator body. In addition, since the segment pipe is shorter than the propulsion pipe, the segment pipe requires a larger number than the propulsion pipe. Therefore, the shield method has a longer construction period and higher costs than the propulsion method.
このように、推進工法は、シールド工法と比較して工期及び費用の点で優れている。そのため、大口径、長距離、急曲線など、もともとシールド工法によって管路を構築することが適当である考えられる施行案件においても、推進工法の適用が検討されることがある。推進工法の改良によって推進工法にとって不利とされたきた条件はある程度まで解消できるようになったが、それでも、推進工法では掘進不能に陥るおそれがある。 Thus, the propulsion method is superior in terms of construction period and cost compared to the shield method. For this reason, the application of the propulsion method may be considered even in implementation projects where it is appropriate to construct a pipeline by the shield method, such as large diameters, long distances, and sharp curves. Although the conditions that have been detrimental to the propulsion method can be solved to some extent by the improvement of the propulsion method, there is still a possibility that the propulsion method cannot be excavated.
そのため、発進立坑から推進工法で所定の距離までは掘削し、その後の掘削はシールド工法に変更する「ハイブリッド推進工法」が考案されている。 Therefore, a “hybrid propulsion method” has been devised in which excavation is performed from the starting shaft to a predetermined distance by a propulsion method, and the excavation thereafter is changed to a shield method.
ハイブリッド推進工法では、発進立坑内の反力設備と推進ジャッキは推進工法のものを使用し、掘削機本体はシールド工法で使用する掘削機を使用する。推進工法中の推進力は掘削機内部の推進ジャッキ(シールドジャッキ)で受け、シールド工法に移行した後は通常のシールド工法と同様にして施工する。 In the hybrid propulsion method, the reaction force equipment and the propulsion jack in the start shaft use the propulsion method, and the excavator body uses the excavator used in the shield method. The propulsive force during the propulsion method is received by the propulsion jack (shield jack) inside the excavator, and after shifting to the shield method, construction is performed in the same way as the normal shield method.
推進管は、掘削機の後方に位置し、その外径は掘削機本体と略同一である。これに対し、セグメント管は、掘削機本体の内部で組み立てるため、その外径は掘削機本体および推進管の外径よりも小さい。また、推進工法とシールド工法とでは、掘削機の推進時に管体にかかる反力とその制御方法に大きな違いがある。ハイブリッド推進工法ではこれら後方による差異を解消する必要がある。 The propulsion pipe is located behind the excavator and has an outer diameter substantially the same as that of the excavator body. On the other hand, since the segment pipe is assembled inside the excavator body, the outer diameter thereof is smaller than the outer diameters of the excavator body and the propulsion pipe. Further, the propulsion method and the shield method differ greatly in the reaction force applied to the pipe body during the excavator propulsion and the control method. In the hybrid propulsion method, it is necessary to eliminate these differences.
そこで、例えば、特許文献1に記載の技術では、推進管の先端部を補強リングで補強し、補強リングとセグメント管(内リング)の後端との間に接続リングを設けている。また、セグメント管は、掘削機の内部で組み立てられ、推進ジャッキ(シールドジャッキ)に当接させている。 Therefore, for example, in the technique described in Patent Document 1, the tip of the propulsion pipe is reinforced with a reinforcing ring, and a connection ring is provided between the reinforcing ring and the rear end of the segment pipe (inner ring). The segment pipe is assembled inside the excavator and is brought into contact with a propulsion jack (shield jack).
特許文献2に記載の技術では、推進管とセグメント管の外径差を解消するためにアダプタリングを設置し、これとシールドジャッキとの間にセグメント管と推力伝達リングを設置している。また、推力伝達リングは推進管のスキンプレートとの間にスペーサを設置している。 In the technique described in Patent Document 2, an adapter ring is installed to eliminate a difference in outer diameter between the propulsion pipe and the segment pipe, and a segment pipe and a thrust transmission ring are installed between the adapter ring and the shield jack. Further, a spacer is provided between the thrust transmission ring and the skin plate of the propulsion pipe.
推進工法における推進力は、推進管とその周囲の地盤との摩擦状態によって変化するので、微細な制御が不可能である。よって、設計値に比較して大きな推進力が推進管にかかることがある。そのため、特許文献1に記載の内リングや特許文献2に記載のアダプタリング及び推力伝達リングに、推進工法における推進力によって、それら自体又はそれらの接合部に歪み、撓み、割れ、欠けなどが生じるおそれがある。 Since the propulsive force in the propulsion method changes depending on the frictional state between the propulsion pipe and the surrounding ground, fine control is impossible. Therefore, a large propulsive force may be applied to the propulsion pipe compared to the design value. Therefore, the inner ring described in Patent Document 1 and the adapter ring and the thrust transmission ring described in Patent Document 2 are distorted, bent, cracked, chipped or the like in themselves or their joints by the propulsive force in the propulsion method. There is a fear.
これらのリングに歪みなどが生じた場合、シールド工法に移行した後、これらの前側に接続されるセグメント管を真円に組み立てることができない。特にRCセグメント管の場合は、真円に組み立てられ拘束が十分な状態で本来の性能を発揮するため、歪みや撓みが生じたリングに接続した状態で大きな力が作用すると、割れや欠けが生じるおそれがある。 When these rings are distorted, the segment pipes connected to these front sides cannot be assembled into a perfect circle after the transition to the shield method. In particular, in the case of RC segment pipes, they are assembled in a perfect circle and exhibit their original performance in a sufficiently restrained state. Therefore, if a large force is applied while connected to a ring that is distorted or bent, cracks and chips will occur. There is a fear.
本発明は、以上の点に鑑み、推進工法からシールド工法に移行したときに、セグメント管を真円に組み立てることが可能な既存建物と耐震用の補強フレームとを確実且つ安定的に連結することが可能な管路構築方法、及びこの方法に好適に用いられる推進力伝達機構を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention reliably and stably connects an existing building capable of assembling a segment pipe into a perfect circle and a seismic reinforcing frame when the propulsion method is shifted to the shield method. It is an object of the present invention to provide a method for constructing a pipeline and a propulsive force transmission mechanism suitably used in this method.
本発明の推進力伝達機構は、発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法において、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を掘削機内部のシールドジャッキに伝達するための推進力伝達機構であって、後側面の外形が前記推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、先頭に位置する前記推進管の前側面と後側面が当接して当該推進管と接続されるアダプタ管と、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記アダプタ管の前側面と後側面が当接して当該アダプタ管に接続され、複数に分割可能な調整管と、一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、後側面が前記調整管の前側面に当接して当該調整管に接続される定規リングと、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記定規リングの前側面と後側面が当接して当該定規リングに接続され、前記シールドジャッキの後端部と前側面が当接して、複数に分割可能な接続管とから構成されることを特徴とする。 The propulsive force transmission mechanism of the present invention constructs a pipeline using a propulsion pipe in the propulsion method section starting from the starting shaft, and uses a shield pipe method in the shield method section from the propulsion method section to the reaching shaft. In the pipeline construction method for constructing a pipeline using a propulsion force transmission mechanism for transmitting the propulsion force of the main jack installed in the start shaft to the shield jack inside the excavator, the outer shape of the rear side is The front and rear side contours of the propulsion tube substantially coincide with each other, the front side contour substantially coincides with the front and rear side contours of the segment tube, and the front and rear side surfaces of the propulsion tube positioned at the head come into contact with each other. And the adapter pipe connected to the front and rear side faces of the segment pipe are substantially the same as the front and rear side faces of the segment pipe, and the adapter pipe is connected to the adapter pipe by contacting the front side face and the rear side face. An adjustment pipe that can be divided into a plurality of parts, and a ring-shaped flat plate made of a single member, the outer shapes of the front and rear side faces substantially coincide with the outer shapes of the front and rear side faces of the segment pipe, and the rear side face is the front side face of the adjustment pipe The ruler ring that is in contact with the adjustment tube and the outer shape of both the front and rear side surfaces substantially match the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the front side surface and the rear side surface of the ruler ring are in contact with each other. It is comprised from the connection pipe which can be divided | segmented into plurality, and the rear-end part and front side surface of the said shield jack contact | abutted.
本発明の推進力伝達機構によれば、定規リングは一部材からなるので推進工法時に歪みや変形がほぼ生じない。そのため、接続管を除去して定規リングの前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、歪みなどの無い正規の形状にセグメント管に組み立てることが可能となる。また、接続管は、一部材からなる定規リングの前側面に後側面が当接して当該定規リングに接続されるので、推進工法時に生じる歪みや変形が抑制される。そのため、接続管の前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、歪みなどの無い正規の形状にセグメント管に組み立てることが可能となる。 According to the propulsive force transmission mechanism of the present invention, the ruler ring is composed of a single member, so that almost no distortion or deformation occurs during the propulsion method. Therefore, when the segment tube is assembled by removing the connection tube and connecting it to the front side surface of the ruler ring, it becomes possible to assemble the segment tube into a regular shape without any distortion. Further, since the connection pipe is connected to the ruler ring with the rear side abutting against the front side of the ruler ring made of one member, distortion and deformation that occur during the propulsion method are suppressed. Therefore, when the segment tube is assembled by connecting to the front side surface of the connection tube, it becomes possible to assemble the segment tube into a regular shape without any distortion.
なお、本発明において、外形が略一致するとは、外形が完全に一致する他に、機能面を考慮して近似しているとみなせる場合を含む。具体的には、推進管の前後側面の外形とセグメント管の前後側面の外形との段差、即ち、これら推進管及びセグメント管の外形が円形である場合の外径段差の半分以下、好ましくは3分の1以下の範囲で近似する場合、本発明では略一致しているとみなす。 In the present invention, the case where the outlines are substantially the same includes the case where the outlines are considered to be approximated in consideration of the functional aspect in addition to being completely matched. Specifically, the step between the outer shape of the front and rear side surfaces of the propulsion tube and the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, that is, less than half of the outer diameter step when the outer shape of the propulsion tube and segment tube is circular, preferably 3 In the case of approximating within a range of 1 / min or less, it is regarded as substantially coincident in the present invention.
本発明の推進力伝達機構において、前記調整管を構成する各ピースに、当該各ピースと前記掘削機のスキンプレートとの間隔を調整可能な間隔調整手段が設けられることが好ましい。この場合、間隔調整手段で前記間隔を調整することによって、複数のピースで構成される調整管を正規の形状に保持することが容易になる。 In the propulsive force transmission mechanism of the present invention, it is preferable that each piece constituting the adjusting pipe is provided with a distance adjusting means capable of adjusting a distance between the piece and the skin plate of the excavator. In this case, by adjusting the interval by the interval adjusting means, it becomes easy to hold the adjusting tube formed of a plurality of pieces in a regular shape.
本発明の第1の管路構築方法は、発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法であって、前記推進工法区間では、後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、且つ、前記掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、前記推進工法を完了した後、前記接続管を除去し、前記定規リングの前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築し、前記シールド工法区間では、前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記セグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする。 The first pipeline construction method of the present invention is to construct a pipeline using a propulsion pipe by a propulsion method in a propulsion method section starting from a starting vertical shaft, and by a shield method in a shield construction method section from the propulsion method section to a reaching shaft. A pipe construction method for constructing a pipe using a segment pipe, wherein in the propulsion method section, the outer shape of the rear side is substantially the same as the front and rear side outlines of the propulsion pipe, and the outer shape of the front side is the front and rear of the segment pipe. The adapter tube and the propelling tube are connected by bringing the rear side surface of the adapter tube substantially coincident with the outer shape of the side surface into contact with the front side surface of the propelling tube located at the head, and the outer shapes of both front and rear sides are the segment tube The adjustment pipe and the adapter pipe are connected to each other by bringing the rear side face of the adjustment pipe substantially coincident with the front and rear side shapes of the adapter pipe into contact with the front side face of the adapter pipe. Shaped flat plate The ruler ring is formed so that the outer sides of the front and rear side surfaces substantially coincide with the front and rear side surfaces of the segment tube, and the ruler ring and the adjustment tube are connected by bringing the rear side of the ruler ring into contact with the front side of the adjustment tube. The outer shapes of the front and rear side surfaces substantially coincide with the outer shapes of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the rear side surface of the connection pipe that can be divided into a plurality is brought into contact with the front side surface of the ruler ring, The adapter pipe, the adjustment pipe, the ruler ring, and the connection pipe in a state where the ring is connected and the rear end portion of the shield jack inside the excavator is in contact with the front side surface of the connection pipe The propulsion force of the main jack installed in the starting shaft is transmitted to the shield jack via the propulsion force transmission mechanism consisting of the following, after the propulsion method is completed, the connecting pipe is removed, and the front of the ruler ring Multiple segments on the side The segment pipe is constructed, and in the shield construction method section, while the propulsion reaction force of the shield jack is received by the leading segment pipe, the shield jack is extended to advance the excavator, Thereafter, the shield jack is shortened, and a plurality of segments are connected to the front side surface of the leading segment tube to construct a new segment tube.
本発明の第1の管路構築方法によれば、定規リングは一部材からなるので推進工法時に歪みや変形がほぼ生じない。そのため、接続管を除去して定規リングの前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、歪みなどの無い正規の形状にセグメント管に組み立てることが可能となる。 According to the first pipeline construction method of the present invention, the ruler ring is composed of a single member, so that almost no distortion or deformation occurs during the propulsion method. Therefore, when the segment tube is assembled by removing the connection tube and connecting it to the front side surface of the ruler ring, it becomes possible to assemble the segment tube into a regular shape without any distortion.
本発明の第1の管路構築方法においては、接続管を除去したことにより生じたスペースにセグメント管を構築している。そのため、定規リングに接続されるセグメント管の前後方向の長さは、接続管の前後方向の長さ以下となる。そこで、施工効率を考慮すると、前記接続管の前後方向の長さが、前記定規リングに接続される前記セグメント管の前後方向の長さと略同一であることが好ましい。 In the first pipeline construction method of the present invention, the segment pipe is constructed in the space generated by removing the connection pipe. Therefore, the length in the front-rear direction of the segment pipe connected to the ruler ring is equal to or shorter than the length in the front-rear direction of the connection pipe. Therefore, in consideration of construction efficiency, it is preferable that the length in the front-rear direction of the connection pipe is substantially the same as the length in the front-rear direction of the segment pipe connected to the ruler ring.
本発明の第2の管路構築方法は、発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法であって、前記推進工法区間では、後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、且つ、前記掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、前記推進工法を完了した後、前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記接続管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記接続管の前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築しシールド工法区間では、前記シールドジャッキの推進反力を前記先頭のセグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする。 The second pipeline construction method of the present invention is to construct a pipeline using a propulsion pipe by a propulsion method in the propulsion method section starting from the start shaft, and by a shield method in the shield method section from the propulsion method section to the reaching shaft A pipe construction method for constructing a pipe using a segment pipe, wherein in the propulsion method section, the outer shape of the rear side is substantially the same as the front and rear side outlines of the propulsion pipe, and the outer shape of the front side is the front and rear of the segment pipe. The adapter tube and the propelling tube are connected by bringing the rear side surface of the adapter tube substantially coincident with the outer shape of the side surface into contact with the front side surface of the propelling tube located at the head, and the outer shapes of both front and rear sides are the segment tube The adjustment pipe and the adapter pipe are connected to each other by bringing the rear side face of the adjustment pipe substantially coincident with the front and rear side shapes of the adapter pipe into contact with the front side face of the adapter pipe. Shaped flat plate The ruler ring is formed so that the outer sides of the front and rear side surfaces substantially coincide with the front and rear side surfaces of the segment tube, and the ruler ring and the adjustment tube are connected by bringing the rear side of the ruler ring into contact with the front side of the adjustment tube. The outer shapes of the front and rear side surfaces substantially coincide with the outer shapes of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the rear side surface of the connection pipe that can be divided into a plurality is brought into contact with the front side surface of the ruler ring, The adapter pipe, the adjustment pipe, the ruler ring, and the connection pipe in a state where the ring is connected and the rear end portion of the shield jack inside the excavator is in contact with the front side surface of the connection pipe The propulsion force of the main jack installed in the start shaft is transmitted to the shield jack via the propulsion force transmission mechanism, and after the propulsion method is completed, the propulsion reaction force of the shield jack is connected to the head of the connection. Received in a tube Therefore, the shield jack is extended to advance the excavator, and then the shield jack is shortened to connect a plurality of segments to the front side surface of the connection pipe, thereby constructing the segment pipe and shielding method section. Then, while receiving the propulsion reaction force of the shield jack at the head segment pipe, the shield jack is extended to advance the excavator, and then the shield jack is shortened to move the front of the head segment pipe. A new segment tube is constructed by connecting a plurality of segments to the side surface.
本発明の第1の管路構築方法によれば、定規リングは一部材からなるので推進工法時に歪みや変形がほぼ生じない。そして、接続管はこの定規リングの前側面に後側面が、調整管はこの定規リングの後側面に前側面がそれぞれ当接して当該定規リングに接続されるので、推進工法時に生じる歪みや変形が抑制される。そのため、定規リングの前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、調整管の歪みや変形が少なく、さらに定規リングに接続することで歪みなどの無いセグメント管に正規の形状に組み立てることが可能となる。 According to the first pipeline construction method of the present invention, the ruler ring is composed of a single member, so that almost no distortion or deformation occurs during the propulsion method. The connecting pipe is connected to the ruler ring with its rear side abutting on the front side of this ruler ring, and the adjustment pipe is connected to the ruler ring with its front side abutting against the rear side of this ruler ring. It is suppressed. Therefore, when the segment tube is assembled by connecting to the front side of the ruler ring, there is little distortion and deformation of the adjustment tube, and it can be assembled into a regular shape into a segment tube without distortion by connecting to the ruler ring It becomes.
本発明の第2の管路構築方法においては、接続管を除去せずに、シールドジャッキを伸長させて掘削機を前進させたことにより生じたスペースにセグメント管を構築している。そこで、施工効率を考慮すると、前記調整管の前後方向の長さが、前記接続管に接続される前記セグメント管の前後方向の長さよりも長いことが好ましい。 In the second pipeline construction method of the present invention, the segment pipe is constructed in the space generated by extending the shield jack and advancing the excavator without removing the connection pipe. Therefore, in consideration of construction efficiency, it is preferable that the length in the front-rear direction of the adjustment pipe is longer than the length in the front-rear direction of the segment pipe connected to the connection pipe.
本発明の実施形態に係る推進力伝達機構10について図面を参照して説明する。
A propulsive
推進力伝達機構10は、図1に示すように、推進工法とシールド工法を併用したハイブリッド推進工法で用いられ、推進工法中において推進管20から掘削機40に推進力を伝える機能を有する。ハイブリッド推進工法において使用される推進力伝達機構10は、推進管20とセグメント管30との外形段差を解消して、推進工法における推進力を掘削機40に伝達する必要がある。
As shown in FIG. 1, the propulsive
図2に示すように、推進力伝達機構10は、先頭に位置する推進管20先端部と掘削機40内部のシールドジャッキ41とをつなぐ。推進力伝達機構10は、推進管20の先端から掘削機40に向って順に、アダプタ管11、調整管12、定規リング13、及び接続管14が互いに接続されて構成されている。
As shown in FIG. 2, the propulsive
アダプタ管11は、鋼構造の短い略円管状の部材であり、後側面の外径が推進管20の外径と略一致し、前側面の外径がセグメント管30の外径と略一致するように、その外側面が前側から後側に向って外側に広がるようにテーパ状に形成されている。アダプタ管11を介在させることによって、推進管20とセグメント管30との外径段差を解消することができる。アダプタ管11は、周方向に分割されておらず、一部材で構成されており、常に掘削機40の外側に位置する。
The adapter tube 11 is a short substantially tubular member having a steel structure, the outer diameter of the rear side surface substantially matches the outer diameter of the
アダプタ管11には、推進工法中に掘削坑と推進管20との間に滑材を注入させるための滑材注入孔11aが設けられている。滑材を注入させることにより、推進時の摩擦が減少して、推進が容易になる。また、アダプタ管11の外側面はテーパ状に形成されているので、推進時の摩擦抵抗は少ない。なお、シールド工法時には推進管20を推進させないので、滑材を注入する必要はなく、アダプタ管11は地中に存置される。
The adapter pipe 11 is provided with a lubricant injection hole 11a for injecting a lubricant between the excavation mine and the
調整管12は、鋼構造の略円管状の部材であり、その外径はセグメント管30の外径と略一致する。すなわち、調整管12の外径は、アダプタ管11の前側面の外径と略一致する。調整管12は、その後側面がアダプタ管11の前側面に当接し、アダプタ管11と図示しないボルトを用いて固定されている。調整管12は、掘削機40の外部に位置するアダプタ管11と掘削機40の内部の定規リング13及び接続管14とをつなぐ機能を有し、その外周部は掘削機40の後端に位置するテールシール42に接している。
The adjusting
調整管12は、周方向に分割可能に構成されており、掘削機40の内部で組み立てられる。これは、テールシール42を破損させることなく、円筒状態の調整管12を外部から掘削機40の内部に搬入することができないためである。
The
定規リング13は、鋼構造のリング状(中空円盤状)の平板部材であり、その外径はセグメント管30の外径と略一致する。すなわち、定規リング13の外径は、調整管12の外径と略一致する。定規リング13は、その後側面が調整管12の前側面に当接し、調整管12に図示しないボルトを用いて固定されている。定規リング13は、平板であるため、予め掘削機40の内部に搬入しておけば分割する必要はない。なお、定規リング13を分割して搬入した場合には、掘削機40内で溶接などによって一部材にする。定規リング13には、メッキが防錆のために施されている。
The
接続管14は、鋼構造の略円管状の部材であり、その外径はセグメント管30の外径と略一致する。すなわち、接続管14の外径は、定規リング13の外径と略一致する。接続管14は、その後側面が定規リング13の前側面に当接し、定規リング13に図示しないボルトを用いて固定されている。そして、接続管14は、その前側面が掘削機40内部のシールドジャッキ41に接続されており、推進工法時での推進力を掘削機40に伝達する。
The
接続管14は、調整管12と同様に、周方向に分割可能に構成されている。さらに、接続管14には、接続管14と掘削機40のスキンプレート43との間隔を調整可能な芯出しボルト15が設けられている。芯出しボルト15は、本発明の間隔調整手段に相当する。芯出しボルト15は、接続管14を構成する各ピースに設けられており、これら各ピースとスキンプレート43との間隔を調整することによって、推進中の接続管14の真円を維持することができる。
The
図示しないが、アダプタ管11と調整管12、調整管12と定規リング13の間には止水シールが設置されている。なお、接続管14を除去してセグメント管30を設置する場合には、定規リング13とセグメント管30の間に、接続管14を残置する場合には、定規リング13と接続管14との間に止水シールを設置する。
Although not shown, a water stop seal is provided between the adapter pipe 11 and the
次に、掘削機40について説明する。この掘削機40は、泥水式のシールド掘削機であり、スキンプレート(シールド筒)43と、スキンプレート43に組付けた掘削ユニット44とを備えている。スキンプレート43は、前スキンプレート(前筒)43aと後スキンプレート(後筒)43bとから構成されている。後スキンプレート43bの前端には、前スキンプレート43aの後端部に内嵌する球面ジョイント部45が設けられており、前スキンプレート43aは後スキンプレート43bに対し任意の方向に屈曲自在になる。そして、前スキンプレート43aと後スキンプレート43bとを連結する中折れジャッキ46を周方向の間隔を存して複数設け、これら中折れジャッキ46により前スキンプレート43aの方向、即ち、掘削機40の掘進方向を調節することができる。
Next, the
後スキンプレート43bには、掘削済みのトンネル内壁面にセグメント31をリング状に組付けるエレクタ47が内装されると共に、設置済みのセグメント31を反力受けにしてスキンプレート43を前進させる複数のシールドジャッキ41が周方向の間隔を存して取付けられている。また、後スキンプレート43bの後端には、セグメント31との間の隙間をシールするテールシール42が取付けられている。さらに、図示しないが、外周部分の地山に裏込め材を注入充填する裏込注入装置が設けられている。
The
掘削ユニット44は、隔壁48と、スキンプレート43の前端より前方で切羽を掘削する、隔壁48に支持されるカッタヘッド49とを有している。
The excavation unit 44 includes a
隔壁48の背面には、カッタヘッド49を回転駆動させる駆動ユニット51が設けられている。駆動ユニット51は駆動モータ、減速機、ギヤ等から構成され、駆動ユニット51の駆動力によって、駆動軸52を介してカッタヘッド49を高トルクで回転駆動することができる。
A
カッタヘッド49は、カッタビット49aを取付けた放射状の複数のカッタスポーク49bと、各カッタスポーク49bに内蔵した図示しない伸縮ジャッキにより各カッタスポーク49bの外端部から径方向外方に出没するオーバーカッタ49cとを備えている。
The
カッタヘッド49と隔壁48との間の空間が隔室53となっている。隔室53は、掘削土砂を泥水と共に充填して切羽面からの土圧に対抗させるためのものである。隔壁48の後側には、隔室53と連通する土砂搬出装置54が設けられている。この土砂搬出装置54は、送泥管54a、排泥管54b、及びこれら送泥管54a、排泥管54bと接続され、後方の発進立坑にまで到る送排出泥管54cなどから構成されている。
A space between the
以下、本発明の実施形態に係る管体構築方法について図1を参照して説明する。 Hereinafter, a tube construction method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
発進立坑Aから所定の距離までの推進工法区間Cでは、推進工法で推進管20を接続することによって管体を構築する。
In the propulsion method section C from the start shaft A to a predetermined distance, a pipe body is constructed by connecting the
まず、図1(a)に示すように、地盤を掘削して発進立坑Aを形成し、発進立坑Aに反力受部61、元押しジャッキ62などを設置する。そして、反力受部61に作用する元押しジャッキ62の反力によって、掘削機40を前進させる。このとき、前記裏込め注入装置によって掘削機40のテール外周部分の地山に裏込め材71を注入充填する(図3(b)参照)。
First, as shown in FIG. 1A, the start shaft A is formed by excavating the ground, and the reaction
その後、図1(b)に示すように、アダプタ管11、調整管12、定規リング13及び接続管14から構成される推進力伝達機構10を、掘削機40内部のシールドジャッキ41と元押しジャッキ62との間に設置する。そして、元押しジャッキ62の推進力をシールドジャッキ41に伝達し、掘削機40を推進力伝達機構10と一体的に推進させる。そして、発進立坑A内においてアダプタ管11の後側面に推進管20を接続させる。なお、推進管20は、周方向に分割可能に構成してもよい。また、推進管20はヒューム管であってもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, the propulsive
この後、推進管20、推進力伝達機構10及び掘削機40を全体として一体的に推進させる。この推進により発進立坑A内に生じたスペースに新たな推進管20を位置させて、既設の後端の推進管20と接続させる。そして、推進管20の長さが所定の距離になるまで、このような工程を繰り返す。
Thereafter, the
推進工法時、調整管12は、共に一部材から形成されるアダプタ管11と定規リング13によって前後を固定されており、その形状が真円に保持される。そして、接続管14は、一部材から形成される定規リング13によって後方を固定され、且つ、芯出しボルト15を用いて歪みが生じないように調整されており、その形状が真円に保持される。また、調整管12や接続管14の定規リング13との接続面に予めボルト穴を形成せずに、定規リング13のボルト穴に合わせて調整管12や接続管14にボルト穴を形成することで、さらに形状を真円にすることができる。
At the time of the propulsion method, the
推進工法における推進力は、推進管20とその周囲地盤との摩擦状態によって変化する。そして、推進力を微細に調整することは困難であり、設計値と比較して大きな推進力がかかることがある。大きな推進力がかかっても、周方向に分割されたピースから構成される調整管12及び接続管14に歪みや変形などが生じることが抑制され、推進力伝達機構10が常に真円状態に保持されるため、偏った応力が掘削機40に作用しない。
The propulsive force in the propulsion method changes depending on the friction state between the
図1(c)に示すように、所定の距離まで推進工法で管路を構築した後、シールド工法に移行する。シールド工法に移行後のシールド工法区間Dは、通常のシールド工法と同様に施工する。 As shown in FIG.1 (c), after constructing a pipe line by a propulsion method to a predetermined distance, it transfers to a shield method. The shield construction method section D after shifting to the shield construction method is constructed in the same manner as the normal shield construction method.
シールド工法に移行するとき、アダプタ管11、調整管12及び定規リング13を存置させる。接続管14は、取り除いても、存置させてもよい。
When shifting to the shield method, the adapter pipe 11, the
接続管14を取り除く場合は、図3(a)及び図3(b)に示すように、定規リング13がセグメント31の位置決め部材として機能する。この場合、詳細は図示しないが、定規リング13に形成されたボルト穴を、各セグメント31に形成されたボルト穴と合わせてボルトを用いて各セグメント31を定規リング13に固定することによって、複数のセグメント31から構成させるセグメント管30を真円に組み立てることができる。接続管14を取り除く場合、接続管14の長さはセグメント管1個分の長さと同程度である。
When removing the connecting
接続管14を存置する場合は、図1(d)に示すように、シールドジャッキ41を伸長して掘削機40を前進させた後、シールドジャッキ41を縮退させてセグメント管30を設置するためのスペースを確保する。そして、このスペースにセグメント31を配置し、各セグメント31をボルトで接続管14に固定することによってセグメント管30を組み立てる。このとき、接続管14の前側面の外形が真円であるので、セグメント管30を真円に組み立てることができる。接続管14を存置する場合、調整管12の長さはセグメント管1個の長さ以上であることが好ましい。これは、セグメント31を接続する前に調整管12がテールシール42の外側に押し出された場合、周囲から土圧を受けて変形することを防ぐためである。なお、この場合、接続管14の前側面に、前記とは別の定規リングを接続してもよい。
When the
このように、シールド工法に移行する際に、セグメント31と接合される定規リング13又は接続管14はその形状が真円であるので、セグメント管30を真円に組み立てることができる。特に、RC(鉄筋コンクリート)セグメント管は、真円に組み上げられた状態で本来の構造性能を発揮するので、真円に組み立てることができ、好ましい。ただし、セグメント管30は、鋼製セグメント管、鋳鉄(ダクタイル)セグメント管、合成セグメント管などであってもよい。また、調整管12や接続管14は、RCセグメント管以外の鋼製セグメント管、鋳鉄セグメント管、合成セグメント管などで代用してもよい。
Thus, when shifting to the shield method, the shape of the
なお、接続管14を取り除く場合は、接続管14を構成する複数のピースをまとめて取り除くのではなく、ピース毎にセグメント31と入れ替えるほうが好ましい。具体的には、取り除くピースに当接するシールドジャッキ41を短縮させ、このピースと隣接するピース、及びこのピースと定規リング13とを結合するボルトを取外して、当該ピースを除去する。そして、ピースを除去して空いた空間にセグメント31を設置した後、対応するシールドジャッキ41を伸長させてセグメント31を押さえる。
In addition, when removing the connecting
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アダプタ管11、調整管12、定規リング13、接続管14、推進管20及びセグメント管30の前後側面の外形が円形状である場合について説明した。しかし、これら前後側面の外形は、楕円形状であってもよい。また、セグメント31の平面形状は、長方形や六角形などの多角形状であってもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to this. For example, the case where the outer shapes of the front and rear sides of the adapter pipe 11, the
10…推進力伝達機構、 11…アダプタ管、 12…調整管、 13…定規リング、 14…接続管、 15…芯出しボルト(間隔調整手段)、 20…推進管、 30…セグメント管、 31…セグメント、 40…掘削機、 41…シールドジャッキ、 43…スキンプレート、 A…発進立坑、 B…到達立坑、 C…推進工法区間、 D…シールド工法区間。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
後側面の外形が前記推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、先頭に位置する前記推進管の前側面と後側面が当接して当該推進管と接続されるアダプタ管と、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記アダプタ管の前側面と後側面が当接して当該アダプタ管に接続され、複数に分割可能な調整管と、
一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、後側面が前記調整管の前側面に当接して当該調整管に接続される定規リングと、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記定規リングの前側面と後側面が当接して当該定規リングに接続され、前記シールドジャッキの後端部と前側面が当接して、複数に分割可能な接続管とから構成されることを特徴とする推進力伝達機構。 In the propulsion method section starting from the starting shaft, a pipeline is constructed using a propulsion pipe by the propulsion method. In the construction method, a propulsive force transmission mechanism for transmitting the propulsive force of the main jack installed in the start shaft to the shield jack inside the excavator,
The outer shape of the rear side substantially matches the outer shape of the front and rear sides of the propulsion tube, the outer shape of the front side substantially matches the outer shape of the front and rear sides of the segment tube, and the front side and the rear side of the propulsion tube located at the front are in contact. An adapter pipe that is in contact with and connected to the propulsion pipe;
The outer shape of the front and rear side surfaces substantially coincides with the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, the front side surface and the rear side surface of the adapter tube are in contact with each other and connected to the adapter tube, and can be divided into a plurality of adjustment tubes,
It is formed from a ring-shaped flat plate made of one member, and the outer shape of both front and rear side surfaces substantially coincides with the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the rear side surface is in contact with the front side surface of the adjusting tube and connected to the adjusting tube. Ruler ring and
The outer shapes of the front and rear side surfaces substantially coincide with the outer shapes of the front and rear side surfaces of the segment tube, the front side surface and the rear side surface of the ruler ring are in contact with each other and connected to the ruler ring, and the rear end portion and the front side surface of the shield jack are A propulsive force transmission mechanism comprising a connecting pipe that abuts and can be divided into a plurality of parts.
前記推進工法区間では、
後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、
一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、
且つ、前記掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、
前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、
前記推進工法を完了した後、前記接続管を除去し、
前記定規リングの前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築し、
前記シールド工法区間では、
前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記セグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする管路構築方法。 In the propulsion method section starting from the starting shaft, a pipeline is constructed using a propulsion pipe by the propulsion method. A construction method,
In the propulsion method section,
The front side of the propulsion tube is located at the front of the rear side of the adapter tube whose outer shape of the rear side substantially matches the outer shape of the front and rear side of the propulsion tube and whose outer shape of the front side substantially matches the outer shape of the front and rear side of the segment tube; Abut the adapter tube and the propulsion tube,
The outer shape of the front and rear side surfaces is substantially the same as the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the rear surface of the adjustment tube that can be divided into a plurality is brought into contact with the front side surface of the adapter tube, Connect
A ruler ring formed from a ring-shaped flat plate made of a single member and having an outer shape on both front and rear sides substantially matching the outer shape on the front and rear sides of the segment tube is brought into contact with the front side surface of the adjustment tube, thereby Connect the ring and the adjustment pipe,
The outer shape of both front and rear side surfaces substantially coincides with the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the rear side surface of the connection pipe that can be divided into a plurality is brought into contact with the front side surface of the ruler ring, And connect
And in a state where the rear end portion of the shield jack inside the excavator and the front side surface of the connection pipe are in contact with each other,
Through the propulsive force transmission mechanism consisting of the adapter pipe, the adjustment pipe, the ruler ring and the connection pipe, the propulsive force of the main jack installed in the start shaft is transmitted to the shield jack,
After completing the propulsion method, the connecting pipe is removed,
Connecting a plurality of segments to the front side of the ruler ring to construct the segment tube;
In the shield method section,
While receiving the propulsion reaction force of the shield jack by the leading segment pipe, the shield jack is extended to advance the excavator, and then the shield jack is shortened to the front side of the leading segment pipe. A pipe construction method characterized by connecting a plurality of segments to construct a new segment pipe.
前記推進工法区間では、
後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、
一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、
且つ、前記掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、
前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、
前記推進工法を完了した後、前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記接続管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記接続管の前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築し、
シールド工法区間では、
前記シールドジャッキの推進反力を前記先頭のセグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする管路構築方法。 In the propulsion method section starting from the starting shaft, a pipeline is constructed using a propulsion pipe by the propulsion method. A construction method,
In the propulsion method section,
The front side of the propulsion tube is located at the front of the rear side of the adapter tube whose outer shape of the rear side substantially matches the outer shape of the front and rear side of the propulsion tube and whose outer shape of the front side substantially matches the outer shape of the front and rear side of the segment tube; Abut the adapter tube and the propulsion tube,
The outer shape of the front and rear side surfaces is substantially the same as the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the rear surface of the adjustment tube that can be divided into a plurality is brought into contact with the front side surface of the adapter tube, Connect
A ruler ring formed from a ring-shaped flat plate made of a single member and having an outer shape on both front and rear sides substantially matching the outer shape on the front and rear sides of the segment tube is brought into contact with the front side surface of the adjustment tube, thereby Connect the ring and the adjustment pipe,
The outer shape of both front and rear side surfaces substantially coincides with the outer shape of the front and rear side surfaces of the segment tube, and the rear side surface of the connection pipe that can be divided into a plurality is brought into contact with the front side surface of the ruler ring, And connect
And in a state where the rear end portion of the shield jack inside the excavator and the front side surface of the connection pipe are in contact with each other,
Through the propulsive force transmission mechanism consisting of the adapter pipe, the adjustment pipe, the ruler ring and the connection pipe, the propulsive force of the main jack installed in the start shaft is transmitted to the shield jack,
After completing the propulsion method, while receiving the propulsion reaction force of the shield jack at the leading connecting pipe, extend the shield jack to advance the excavator, and then shorten the shield jack, Connecting a plurality of segments to the front side of the connecting pipe to construct the segment pipe;
In the shield method section,
While receiving the propulsion reaction force of the shield jack at the head segment tube, the shield jack is extended to advance the excavator, and then the shield jack is shortened to the front side of the head segment tube. A pipe construction method characterized by connecting a plurality of segments to construct a new segment pipe.
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