JP2015166531A - 推進工法における発進坑壁及び到達坑壁の坑口構造 - Google Patents
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Abstract
Description
この推進工法は、発進坑から到達坑に向かい、掘削機(シールドマシン)によって地盤を掘削しながら前記掘削機及びヒューム管等の推進管を地中に圧入して発進坑から到達坑に至る推進管を連結した管路を構成する(特許文献1段落0002、特許文献2段落0002、同0009〜同0011、図1参照)。
このため、発進坑又は到達坑の内周面の掘削機が開口させる部分(同周壁の坑口部分)に、ゴムシール材を設けたり(特許文献3請求項1、図3参照)、ブラシシール材を設けたりして(特許文献2請求項1、図1参照)、そのシール材で上記土砂や地下水の流出を防止する止水技術がある。
例えば、推進方向に長いリング状のシール材取付用壁を発進坑の内周面に形成し、その壁の孔を掘削機が通り抜けるようにした場合(特許文献1図1参照)、前記掘削刃による損傷を防止するには、前記壁の孔(坑口)をその軸方向に長いものとする必要がある。すなわち、その壁の筒状部が長いものとなる。従来では、発進坑の壁掘削面(鏡面)からシール材までの長さは、掘削刃の厚さ(掘削機の長さ方向の刃厚)とシール材の返り代により決定され、その刃厚と返り代を加えた長さ以上としていた。
この構成であると、坑口の円孔内周面にシール材を嵌め込み得る限度において、シール材を坑口の円孔から引き出すことができ、その状態で、シール材及び坑口円孔内に掘削機を装填し、掘削作用に連れてシール材が坑口円孔内に移動すれば、シール材によって止水は行われる。このため、前記掘削機の装填状態において、掘削刃にシール材が触れなければ良いことから、その点を考慮して、シール材及び坑口を形成する周壁の円孔の軸方向の長さを決定すれば良いこととなるため、そのシール材の移動長さ分、坑口を形成する周壁の円孔の長さを短くすることができる。
発進坑の周壁に掘削機の掘削口径より大内径の坑口を形成し、その坑口の全周囲の周壁内面に、掘削機の掘削口径より大内径の円孔を有する壁を発進坑周壁に連続して形成し、その壁の円孔内に、その円孔と同一心の円筒状筒体をその一端を前記円孔から突出可能にその軸方向に移動可能に嵌め込み、その筒体の内面全周に掘削機の外筒外周面全周に接するシール材を設け、前記筒体の一端が突出した状態において、掘削機を前記円孔に挿入した際、掘削機の掘削刃より進行方向後側にシール材が位置する構成を採用したり、
上記発進坑の周壁に掘削機の掘削口径より大内径円孔の坑口を前記周壁外表面に開口しないように形成するとともに、その坑口の前記周壁外表面に開口しない部分を掘削機の掘削刃で切削できるとともに掘削機の閉塞を起こすようなブロック破壊をしない壁とし、坑口の円孔内に、その円孔と同一心の円筒状筒体をその一端を前記円孔から突出可能にその軸方向に移動可能に嵌め込み、その筒体の内面全周に前記掘削機の外筒外周面全周に接するシール材を設け、前記筒体の一端が突出した状態において、掘削機を前記円孔に挿入した際、掘削機の掘削刃より進行方向後側に前記シール材が位置する構成を採用したりすることができる。
この構成であると、掘削機の掘削刃が押え板に至る際、到達坑外周の地盤からの水等は、押え板及びシール材によって到達坑内への流入が阻止される。このため、掘削機を止めて進行しても、その流入阻止状態が維持された状態で、掘削刃は筒体内を移動し、シール材が掘削刃によって損傷することなく、その掘削機を到達坑内に導き入れる(押し出す)ことができる。
到達坑の周壁に掘削機の掘削口径より大内径の坑口を形成し、その坑口の全周囲の前記周壁内面に、掘削機の掘削口径より大内径の円孔を有する壁を到達坑周壁に連続して形成し、その壁の円孔内にその円孔と同一心の回収筒体をその軸方向に移動可能に設けるとともに、前記円孔の内周面に前記回収筒体の外周面全周及び掘削機の外筒外周面全周に接するシール材を設け,前記回収筒体内周面には外周縁が移動可能にシールされた押え板を設けたり、
到達坑の周壁に掘削機の掘削口径より大内径円孔の坑口を前記周壁外表面に開口しないように形成するとともに、その坑口の前記周壁外表面に開口しない部分を掘削機の掘削刃で切削できるとともに掘削機の閉塞を起こすようなブロック破壊をしない壁とし、前記坑口の円孔内に、その円孔と同一心の回収筒体をその軸方向に移動可能に設けるとともに、前記円孔の内周面に前記回収筒体の外周面全周及び掘削機の外筒外周面全周に接するシール材を設け、前記回収筒体内周面には外周縁が移動可能にシールされた押え板を設けた構成を採用したりすることができる。
このため、上記発進坑及び到達坑の坑口において、周壁外表面に開口しない部分を掘削機の掘削刃で切削できるとともに掘削機の閉塞を起こすようなブロック破壊をしない壁で形成して、その恐れをなくすことが安全面上好ましい。その壁としては、例えば、FFU(Fiber reinforced Foamed Urethane)製とすることができる。FFUは、硬質発泡ウレタン樹脂をガラス長繊維で強化したものであり、その板状物をエポキシ系接着剤で圧着接合して壁を形成する。この壁は、水圧・土圧に十分に耐え得るとともに掘削刃が摩耗することなく、かつ掘削機の閉塞を起こすようなブロック破壊をすることなく穿孔(掘削)することができる。
筒体は、金属製や樹脂製等を採用できる。シール材はゴム等のシール性を担保できる弾性材を適宜に選択する。
掘削機1は、従来周知の構造であって、外筒(ケーシング)2内に、モータ3、排泥管4、送水管(送泥管、加泥管)等を設け、外筒2の前面には掘削刃5を有する回転板6を設け、前記モータ3によってその回転板6を回転するとともに、外筒2の後端をヒューム管等の推進管Tを介してジャッキ等によって押すことによって掘削機1を前進(進行)させて、周壁7に坑口を形成し、地盤Gを掘削しつつ推進管Tを圧入する。
また、移動筒体13の上記パッキング15の後側(図1aにおいて左側)にその内側に向く円環状シール材12がボルト止めによって取り付けてある。このシール材12の数及び位置はシール性を考慮して適宜に決定すればよい。この実施形態では2枚とした。
その掘削機1が進行すると、その前部(掘削刃5付回転板6)が移動筒体13内に入り込む(図1b)。このとき、移動筒体13の内径は掘削機1(回転板6、外筒2)の外径より大きく、一方、シール材12の内周径はその掘削機1の外径より小さく設定されているため、掘削機1はその移動筒体13内にシール材12を撓ませながら(シール材12の内周径を縮めながら)進行する。また、掘削機1の回転板6(掘削刃5)がシール材12を通り抜けるまで、その回転は停止しておく。このため、シール材12が掘削刃5によって損傷することはない。
この移動筒体13の何れの位置においても、シール材12は掘削機1の外周面に圧接しているため、地盤Gからの土砂や地下水の発進坑A内への流入を有効に防止する。
さらに、掘削機1を進行させると、回収筒体23も到達坑B内に移動する。このとき、シール材22は回収筒体23の外周面から掘削機1の外周面にその圧接状態を連続的に移行し、地盤Gからの土砂や地下水の到達坑B内への流入を有効に防止する。
なお、上記掘削機1の進行に従って、その掘削機1が押え板8aに至るまで、上記支保工9(押え板8a)にサポートジャッキ等によって適宜な支保力を付与して地盤Gを支えるととともに、図3dに示す、掘削機1と押え板8a及び回収筒体23の一体化を維持する。
続いて、掘削機1を進行させると、回収筒体23も発進坑B内に移動する。このとき、シール材22は回収筒体23の外周面から掘削機1の外周面にその圧接状態を連続的に移行し、地盤Gからの土砂や地下水の到達坑B内への流入を有効に防止する。
また、コンクリート製周壁7bにおいても、図1a〜図1d、図3a〜図3dで示す円孔を有する壁10からなる坑口a、bの構造を採用できる。
また、下水道管路の構築に関するものであったが、上水道管路、電力線管路、電信線管路やガス管路の構築は勿論のこと、防波堤などの水中構造物として使用され、あるいは地下構造物を構築する際に用いられるコンクリート製又は鋼製の大型の箱(ケーソン: caisson)、さらに、連続地下壁から管を導いたり、ケーソン又は連続地下壁に管を導いたりする場合等においても、この発明は採用し得ることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2 掘削機の外筒
3 掘削機のモータ
4 排泥管
5 掘削刃
6 回転板
7 発進坑(到達坑)の周壁
7a 周壁7をなす矢板
7b 周壁7をなすコンクリート壁
8 FFU壁
8a 押え板
10 コンクリート壁
11 坑周壁の円孔をなす筒体
12 シール材
13 移動筒体
14 止水片
15 パッキング
21 坑周壁の円孔をなす筒体
22 シール材
23 回収筒体
24 シール材
A 発進坑
B 到達坑
T 推進管
a 発進坑口
b 到達坑口
Claims (6)
- 発進坑(A)から到達坑(B)に向かい、掘削機(1)によって地盤(G)を掘削しながら前記掘削機(1)及び推進管(T)を地中に圧入して前記発進坑(A)から到達坑(B)に至る前記推進管(T)を連結した管路を構成する推進工法における、前記発進坑壁の坑口構造であって、
上記発進坑(A)の周壁(7、7a、7b)に上記掘削機(1)の掘削口径より大内径の坑口(a)を形成し、その坑口(a)の全周囲の前記周壁(7、7a、7b)内面に、上記掘削機(1)の掘削口径より大内径の円孔(11)を有する壁(10)を発進坑周壁に連続して形成し、その壁(10)の円孔(11)内に、その円孔(11)と同一心の円筒状筒体(13)をその一端を前記円孔(11)から突出可能にその軸方向に移動可能に嵌め込み、その筒体(13)の内面全周に前記掘削機(1)の外筒外周面全周に接するシール材(12)を設け、前記筒体(13)の一端が突出した状態において、前記掘削機(1)を前記円孔(11)に挿入した際、掘削機(1)の掘削刃(5)より進行方向後側に前記シール材(12)が位置することを特徴とする発進坑壁の坑口構造。 - 発進坑(A)から到達坑(B)に向かい、掘削機(1)によって地盤(G)を掘削しながら前記掘削機(1)及び推進管(T)を地中に圧入して前記発進坑(A)から到達坑(B)に至る前記推進管(T)を連結した管路を構成する推進工法における、前記発進坑壁の坑口構造であって、
上記発進坑(A)の周壁(7、7b)に上記掘削機(1)の掘削口径より大内径円孔(11)の坑口(a)を前記周壁外表面に開口しないように形成するとともに、その坑口(a)の前記周壁外表面に開口しない部分を前記掘削機(1)の掘削刃(5)で切削できるとともに掘削機(1)の閉塞を起こすようなブロック破壊をしない壁(8)とし、前記坑口(a)の円孔(11)内に、その円孔(11)と同一心の円筒状筒体(13)をその一端を前記円孔(11)から突出可能にその軸方向に移動可能に嵌め込み、その筒体(13)の内面全周に前記掘削機(1)の外筒外周面全周に接するシール材(12)を設け、前記筒体(13)の一端が突出した状態において、前記掘削機(1)を前記円孔(11)に挿入した際、掘削機(1)の掘削刃(5)より進行方向後側に前記シール材(12)が位置することを特徴とする発進坑壁の坑口構造。 - 発進坑(A)から到達坑(B)に向かい、掘削機(1)によって地盤(G)を掘削しながら前記掘削機(1)及び推進管(T)を地中に圧入して前記発進坑(A)から到達坑(B)に至る前記推進管(T)を連結した管路を構成する推進工法における、前記到達坑壁の坑口構造であって、
上記到達坑(B)の周壁(7、7a、7b)に上記掘削機(1)の掘削口径より大内径の坑口(b)を形成し、その坑口(b)の全周囲の前記周壁(7、7a、7b)内面に、上記掘削機(1)の掘削口径より大内径の円孔(21)を有する壁(10)を到達坑周壁に連続して形成し、その壁(10)の円孔(21)内にその円孔(21)と同一心の回収筒体(23)をその軸方向に移動可能に設けるとともに、前記円孔(21)の内周面に前記回収筒体(23)の外周面全周及び前記掘削機(1)の外筒外周面全周に接するシール材(22)を設け、前記回収筒体(23)内周面には外周縁が移動可能にシールされた押え板(8a)を設けたことを特徴とする到達坑壁の坑口構造。 - 発進坑(A)から到達坑(B)に向かい、掘削機(1)によって地盤(G)を掘削しながら前記掘削機(1)及び推進管(T)を地中に圧入して前記発進坑(A)から到達坑(B)に至る前記推進管(T)を連結した管路を構成する推進工法における、前記到達坑壁の坑口構造であって、
上記到達坑(B)の周壁(7、7b)に上記掘削機(1)の掘削口径より大内径円孔(21)の坑口(b)を前記周壁外表面に開口しないように形成するとともに、その坑口(b)の前記周壁外表面に開口しない部分を前記掘削機(1)の掘削刃(5)で切削できるとともに掘削機(1)の閉塞を起こすようなブロック破壊をしない壁(8)とし、前記坑口(b)の円孔(21)内に、その円孔(21)と同一心の回収筒体(23)をその軸方向に移動可能に設けるとともに、前記円孔(21)の内周面に前記回収筒体(23)の外周面全周及び前記掘削機(1)の外筒外周面全周に接するシール材(22)を設け、前記回収筒体(23)内周面には外周縁が移動可能にシールされた押え板(8a)を設けたことを特徴とする到達坑壁の坑口構造。 - 請求項1又は2に記載の発進坑壁の坑口構造において、その発進坑(A)の坑口(a)から地中に掘削機(1)によって推進管(T)の挿通孔を形成する方法であって、上記筒体(13)の一端を突出させた状態において、前記掘削機(1)の掘削刃(5)を上記シール材(12)を通り過ぎて上記円孔(11)内に位置させるとともに、そのシール材(12)を掘削機(1)の外筒外周面全周に圧接した後、掘削機(1)を駆動し進行させるとともに上記筒体(13)も進行させて、前記掘削刃(5)によって前記坑口(a)から地盤(G)又は上記ブロック破壊をしない壁(8)及び地盤(G)を掘削して前記坑口(a)に推進管(T)の挿通孔を形成し、前記筒体(13)は前記円孔(11)から離脱しないようにしたことを特徴とする発進坑壁の推進管挿通孔形成方法。
- 請求項3又は4に記載の到達坑壁の坑口構造において、地盤(G)からその到達坑(B)の坑口(b)に掘削機(1)によって推進管(T)の挿通孔を形成する方法であって、前記掘削機(1)によって地盤(G)又は地盤(G)及び上記ブロック破壊をしない壁(8)を掘削してその掘削刃(5)が上記押え板(8a)に至ると、その掘削機(1)の駆動を停止し、その後、掘削機(1)をさらに進行させて前記押え板(8a)及び回収筒体(23)を到達坑(B)内に押し出して前記坑口(b)に推進管(T)の挿通孔を形成することを特徴とする到達坑壁の推進管挿通孔形成方法。
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