JP2686107B2

JP2686107B2 - 小口径管埋設方法及び小口径管埋設装置

Info

Publication number: JP2686107B2
Application number: JP63249925A
Authority: JP
Inventors: 康次笠井; 芳雄橋本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Airec Engineering Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Airec Engineering Corp
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: JPH02101292A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、二工程方式による小口径管埋設方法及び
小口径管埋設装置に関するものである。

（従来の技術）近年、環境保全等の観点から道路を開削することなく
各種の公共設備用小口径（100mm〜800mm程度の外径を有
する管）を埋設する推進工法によって多くの小口径管埋
設工事が行われている。この推進工法は、先端推進装置
の後に設備本管を直接推進して行く一工程方式と、先端
推進装置の後に先ずパイロット管を推進し、これをガイ
ドとして設備本管を推進する二工程方式とに大別するこ
とが出来る。これら推進工法のうち、後者の二工程方式
では、パイロット管の径より大きい設備本管を埋設する
場合、本管先端に掘削・排土機構を具備した管埋設装置
を接続して、地中を拡孔掘削、排土しつつ推進するのが
一般的である。

従来、この二工法方式により設備本管を埋設する際に
生じた掘削土砂を排出するため幾つかの方式があり、そ
の代表的な方式として、例えば泥水排土方式とスクリー
ンコンベア排出方式が知られている。

第４図は泥水排土方式を示している。これによれば、
パイロット管120内に二本のパイプ（送水管121と排泥管
122）を挿入しておき、到達坑110側から送水管121を通
して水を供給して掘削ヘッド140内で掘削土砂と混合撹
拌し、泥水状になった排土を送水管121から送られる水
の圧力により排泥管122を通して到達坑110側に排出す
る。

また、第５図はスクリューコンベア排出方式を示して
いる。これによれば、パイロット管120内にスクリュー
コンベアによる土砂搬送装置123を挿入しておき、管埋
設装置130内に設けられた駆動源により掘削ヘッド140と
土砂搬送装置123とを回転駆動し、掘削ヘッド140内に取
り込まれた排土を土砂搬送装置123によりパイロット管1
20を通して到達坑110側に排出する。

なお、第４図および第５図中符号160は後部推進ジャ
ッキで発進坑100側に装備され、掘削土砂を到達坑110側
に排出する際、管埋設装置側130と埋設管170を到達坑11
0側に推進する。

（発明が解決しようとする課題）前記二工程方式による推進工法は道路を開削しないで
小口径管を埋設するもので、環境保全等の点で好ましい
ものであるが、近年、交通対策、地元住民への配慮等か
ら更に厳しい条件が課されるようになっており、排土設
備の簡素化により交通障害などを可及的に少なくし、ま
た排土効率の向上、土砂搬送距離の拡大により工事期間
の短縮を図る等が要求されている。

しかしながら、二工程方式による推進工法で採用され
ている前記泥水排土方式では、到達坑110側に大規模な
送排泥設備180が必要であり、また掘削土砂と水を分離
する処理装置が必要であり、排土設備が大型化する問題
があった。また、掘削土砂と水とを分離する分離処理作
業が必要なため、排土作業が煩雑となり、工事期間の短
縮が難しい問題があった。

また、前記スクリューコンベア排出方式では、土砂搬
送距離が長くなるにつれてスクリューコンベアの回転負
荷が増大し、搬送距離に制限があり、排土効率が悪く、
比較的短い距離間隔でしか設備本管を埋設することが出
来ず、工事期間の短縮を図ることが困難であった。ま
た、搬送距離に比例して大型、高出力の駆動源が要求さ
れ、さらに曲線状に敷設されたパイロット管の場合、パ
イロット管内にスクリューコンベアを挿入して土砂を搬
送することが非常に困難である等の問題があった。

この発明は上記従来技術の問題点を解消するもので、
その目的とするところは、排土設備の簡素化、排土効率
の向上、土砂搬送距離の拡大等を図ることが出来、また
カーブ部分でも排土可能な小口径管埋設方法および小口
径管埋設装置を提供することである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためにこの発明の小口径管埋設方
法では、先導パイロット管を到達坑側に推進した後、こ
の先導パイロット管をガイドとして埋設管を埋設する小
口径埋設方法において、先導パイロット管の後端に、掘
削ヘッドとピストンの往復運動により土砂を圧送する土
砂圧送装置とを設けた管埋設装置を接続し、またこの管
埋設装置に埋設管を接続して、管埋設装置と埋設管を後
部推進ジャッキで到達坑側に推進しながら掘削ヘッドで
掘削した土砂を、先導パイロット管の後端に接続された
円筒部内に外筒ピストンと内筒ピストンを往復運動可能
に装備し、外筒ピストンにより該円筒部の土砂取込用孔
を開いて円筒部内に取り込み、内筒ピストンを前進させ
て土砂を前記先導パイロット管から到達坑側に排出する
ことにより埋設管を埋設することを特徴としている。

また、この発明の小口径管埋設装置では、先導パイロ
ット管と、この先導パイロット管の後端に接続される管
埋設装置と、この管埋設装置を埋設管と共に到達坑側に
推進する後部推進ジャッキとを具備し、前記管末節装置
に、カッタヘッドにより掘削された土砂をチャンバ内に
取り込む掘削ヘッドと、先導パイロット管の後端に接続
された円筒部内に外筒ピストンと内筒ピストンを往復運
動可能に装備し、外筒ピストンにより該円筒部の土砂取
込用孔を開いて前記チャンバから土砂を円筒部内に取り
込み、内筒ピストンを前進させて土砂を前記先導パイロ
ット管から到達坑側に排出する土砂圧送装置とを設けて
構成したことを特徴としている。

（作用）先ず発進坑から到達坑にかけてパイロット管を貫通さ
せた後、発進坑側で先導パイロット管の後端に管埋設装
置を接続し、またこの管埋設装置に埋設管を接続しつつ
後部推進ジャッキで管埋設装置と埋設管を到達坑側に推
進する。そして、この推進と同時に管埋設装置に設けた
掘削ヘッドで土砂を掘削しつつ掘削された土砂を土砂圧
送装置のピストンの往復運動で先導パイロット管を通し
て到達坑側に排出し、この作業を埋設管が到達坑に達す
るまで続ける。

そして、掘削ヘッドで掘削された土砂を土砂圧送装置
のピストンの往復運動で先導パイロット管を通して排出
する際、まず後部推進ジャッキの推進力により掘削土砂
をチャンバ内に取り入れ、次いで該筒ピストンを後退さ
せて土砂取込用孔を開き、この土砂取込用孔を通してチ
ャンバから円筒部内に土砂を取り込み、外筒ピストンを
前進させて土砂取込孔を閉じてから内筒ピストンを前進
させて土砂を先導パイロット管内に圧送排出する。

請求項（２）記載の小口径管埋設装置においても、上
記請求項（１）記載の小口径管埋設方法と同様の作用を
奏し、土砂を先導パイロット管内に圧送排出することが
できる。

（実施例）以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

先ず、この発明の小口径埋設装置の一実施例を第１図
及び第２図（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図中符
号10は発進坑、11は到達坑である。また20は先導パイロ
ット管で、複数本の管に分割可能になっている。また、
30は先導パイロット管20の後端に接続される管埋設装置
で、掘削ヘッド40と土砂圧送装置50とが装備されてい
る。また、60は後部推進ジャッキで、管埋設装置30と、
この管埋設装置30に接続された埋設管（先導パイロット
管20の外径よりも大きい外径を有する設備本管）70を到
達坑11側に推進する。

前記管埋設装置30は、第２図（ａ），（ｂ）に詳細に
示すように、円筒状のハウジング31の後端部側31a（図
面の左側）内に掘削ヘッド40の駆動用電動機35を装備
し、またハウジング31の前端部側31b（図面の右側）内
に軸受32を介して掘削ヘッド40の後端部分41を回転可能
にすると共に、土砂圧送装置50を構成する外筒ピストン
51と内筒ピストン52（二重管式シリンダ機構）を往復運
動可能に収容した円筒部33を装備して構成されている。

ここで、前記掘削ヘッド40は、その先端側に設けたカ
ッタヘッド42がハウジング31の前端部側31bから外に突
出しており、そしてこのカッタヘッド42の前端面42a
に、カッタビット43が放射状に配置されていると共に、
カッタヘッド42のチャンバ42b内に連通する取込口42cが
設けられている。また、前記掘削ヘッド40の画端部分41
には内設歯車41aが設けられ、この内設歯車41aには前記
駆動用電動機35の減速機構35aに装備した駆動軸35bの小
歯車35cが噛合している。

また、前記円筒部33の先端部33aは、ハウジング31及
びカッタヘッド42から突出して、前記先導パイロット管
20の後端部21内に嵌合した状態で接続されており、そし
てこの接続部33aの端面に、ゴム製の土砂逆流防止板34
が取付けられている。また、前記円筒部33の中間部分
は、カッタヘッド42の内に位置し、そしてこの中間部分
の外周面上方位置にカッタヘッド42のチャンバ42b内と
連通する土砂取込用孔33bが設けられている。さらに、
前記円筒部33の外周面下方位置には、軸方向に延びて先
端部33aの外周面で開口する通路33cか設けられていて、
この通路33cから土砂に流動性を付与する作泥材がカッ
タヘッド42の前面側に吐出されるようになっている。

なお、図示しないが、管埋設装置30内には、外筒ピス
トン51と内筒ピストン52（二重管式シリンダ機構）を往
復運動させる駆動装置が設けられている。

次に、上記小口径管埋設装置を使用してこの発明の小
口径埋設方法の一実施例を説明する。

まず、発進坑10から到達坑11にかけて小口径推進機
（図示せず）により先導パイロット管20を推進して貫通
させ、その先端部22を到達坑11内に突出させる。この
後、発進坑10側において先導パイロット管20の後端部21
に円筒部33の先端部33aを嵌合して接続し、次いでハウ
ジング31の後端部側31aに埋設管70を接続しつつ後部推
進ジャッキ60により管埋設装置30と埋設管70を到達坑11
側に推進する。

この推進と同時に、第３図（ａ）に示すように、駆動
用電動機35を動作させてカッタヘッド42を回転し、カッ
タビット43により先導パイロット管20と埋設管70との外
径の左に相当する部分の土砂を掘削して先導パイロット
管20が貫通した孔を拡げつつ通路33cからカッタヘッド4
2の前面側に作泥材を吐出する。そして、掘削した土砂
Ａを後部推進ジャッキ60の推進力で取込口42cからチャ
ンバ42b内に取り込み、カッタヘッド42の回転によりチ
ャンバ42b内で作泥材と混合撹拌して流動性を付与し、
土砂取込用孔33bから円筒部33内に圧入する。

円筒部33内に土砂Ａが適当圧入量されると、同図
（ｂ）に示すように、円筒部33内を外筒ピストン51が前
進して土砂取込用孔33bを閉じて、内筒ピストン52が前
進する際に土砂Ａがチャンバ42b内に逆流するのを防止
する。次いで、同図（ｃ）に示すように、外筒ピストン
51がストロークエンドまで前進した時点で内筒ピストン
52が外筒ピストン51内で前進を開始して土砂逆流防止板
34を押し拡げて開き、円筒部33内（外筒ピストン51内）
の土砂Ａを先導パイロット管20に圧送排出する。

内筒ピストン52が外筒ピストン51内をストロークエン
ドまで前進して外筒ピストン51内の土砂Ａを排出した
後、内筒ピストン52が後退する。このとき、同図（ｄ）
に示すように、外筒ピストン51は負圧になるため先導パ
イロット管20の後端部21側に押し拡げられた土砂逆流防
止板34が復帰して閉じ状態になり、先導パイロット管20
から円筒部33内に土砂Ａが逆流するのを防止する。内筒
ピストン52が円筒部33の後端側に戻った時点で、外筒ピ
ストン51が同様に円筒部33の後端側に戻り、同図（ａ）
に示す状態に復帰する。そして、再び同様の動作を繰り
返して、土砂Ａを先導パイロット管20を通して土砂を到
達孔11側に排出する。

この動作を繰り返して、埋設管70が推進されるにした
がって、先導パイロット管20が到達坑11に突出してくる
が、突出した先導パイロット管20は順次到達坑11内で分
解されて坑外に搬出される。これにより埋設管70が発進
坑10と到達坑11間の地中に埋設される。

このように、管埋設装置30に、掘削ヘッド40と、外筒
ピストン51と内筒ピストン52からなる土砂圧送装置50と
を装備して、掘削ヘッド30で掘削した土砂Ａを外筒ピス
トン51、内管ピストン52の往復運動により先導パイロッ
ト管20内に圧送排出して到達坑11側に排土すると、先導
パイロット管20の空間を最大限に有効活用することが出
来る。また、排土を泥水状態にしないため、大規模な送
排泥設備や掘削土砂と水とを分離する処理装置が不要と
なり、排土設備が大型化する等の問題を解決することが
出来る。また、掘削土砂と水とを分離する処理作業がな
いため、排土処理作業が容易となる。

また、ピストン方式により土砂Ａを圧送排出するた
め、排取機構（土砂圧送装置50）が小型でシンプルとな
り、土砂Ａの搬送能力がスクリューコンベアの場合より
も優れ、排土効率が良く、長距離排土が可能で、工事期
間の短縮化を図ることが出来る。また、先導パイロット
管20がカーブしていても何ら支障なく土砂Ａを搬送して
排出することが出来る。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明の小口径管埋設方法及び
小口径埋設装置によれば、掘削ヘッドで掘削された土砂
をピストンの往復運動を利用した土砂圧送装置で先導パ
イロット管を通して到達坑側に排出するようにしている
ので、排土設備の簡素化、排土効率の向上、土砂搬送距
離の拡大、工期の短縮等を図ることが出来、また、カー
ブ部分でも排土が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（ａ），（ｂ）はこの発明に係る小口
径管埋設装置の一実施例を示すもので、第１図は一部省
略した縦断面図、第２図（ａ）は管埋設装置部分の拡大
縦断面図、同図（ｂ）は同じ拡大横断面図であり、また
第３図（ａ）〜（ｄ）は、管埋設装置部分での掘削土砂
の排出作業を示す部分拡大説明断面図であり、また第４
図及び第５図は従来の技術を示す概略図である。 10……発進坑 11……到達坑 20……先導パイロット管 30……管埋設装置 40……掘削ヘッド 50……土砂圧送装置 60……後部推進ジャッキ 70……埋設管 42b……チャンバ 51……外筒ピストン 52……内筒ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−276132（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−8698（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−193790（ＪＰ，Ｕ) 実開昭51−5811（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】先導パイロット管を到達坑側に推進した
後、この先導パイロット管をガイドとして埋設管を埋設
する小口径管埋設方法において、先導パイロット管の後端に、掘削ヘッドとピストンの往
復運動により土砂を圧送する土砂圧送装置とを設けた管
埋設装置を接続し、またこの管埋設装置に埋設管を接続
して、管埋設装置と埋設管を後部推進ジャッキで到達坑
側に推進しながら掘削ヘッドで掘削した土砂を、先導パ
イロット管の後端に接続された円筒部内に外筒ピストン
と内筒ピストンを往復運動可能に装備し、外筒ピストン
により該円筒部の土砂取込用孔を開いて円筒部内に取り
込み、内筒ピストンを前進させて土砂を前記先導パイロ
ット管から到達坑側に排出することにより埋設管を埋設
することを特徴とする小口径管埋設方法。
【請求項２】先導パイロット管と、この先導パイロット
管の後端に接続される管埋設装置と、この管埋設装置を
埋設管と共に到達坑側に推進する後部推進ジャッキとを
具備し、前記管埋設装置に、カッタヘッドにより掘削さ
れた土砂をチャンバ内に取り込む掘削ヘッドと、先導パ
イロット管の後端に接続された円筒部内に外筒ピストン
と内筒ピストンを往復運動可能に装備し、外筒ピストン
により該円筒部の土砂取込用孔を開いて前記チャンバか
ら土砂を円筒部内に取り込み、内筒ピストンを前進させ
て土砂を前記先導パイロット管から到達坑側に排出する
土砂圧送装置とを設けて構成したことを特徴とする小口
径管埋設装置。