JP2801081B2 - 管路の敷設方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、地中に管路を敷設する方法に関する。さら
に詳述すれば、合成樹脂製の帯状体を螺旋状に巻回して
製造される螺旋管により内周面がライニングされた管路
を敷設する方法に関する。

（従来の技術） 地中に管路を敷設する方法の一つにシールド工程が知
られている。該シールド工法では、地中に形成されたト
ンネルの内壁を、シールドにより被覆し（一次覆工）、
そのシールド内周面をさらに管材により被覆される（二
次覆工）。二次覆工としては、例えば、特開平１−2633
95号公報に開示されているように、シールド内に、該シ
ールド内壁とは適当な間隔をあけて型枠を形成し、該型
枠とシールドとの間にモルタルを注入して硬化させた後
に、該型枠を撤去する方法、あるいは、特開昭59−1853
00号公報に開示されているように、シールド内に、推進
管を挿入して、該推進管とシールド内周面との間にモル
タルを注入する方法等が知られている。

（発明が解決しようとする課題） 特開平１−263395号公報に開示された方法では、シー
ルドと型枠との間にモルタルを注入して硬化させた後
に、この型枠を撤去する必要があり、作業が煩雑になる
という問題がある。また、特開昭59−185300号公報に開
示された方法では、シールド内に推進管の推進を容易に
するために、シールドの内径に対して、十分に外径の小
さい推進管を使用する必要がある。しかし、推進管の外
径が小さくなると、シールド内周面と推進管外周面との
間隙が大きくなり、その間隙内に充填されるモルタル等
の裏込め剤量が多くなるという問題がある。また、トン
ネルの口径が大きい場合や長い場合には、推進管をシー
ルド内に推進させることは容易ではなく、大型の機械等
が必要になる。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、大口径のシールドの全長にわたってライニング
管にてライニング管にてライニングされた管路の敷設方
法を提供することにある。本発明の他の目的は、該ライ
ニング管をシールド内に容易に挿入することができ、し
かもシールド内面にほぼ密着した状態とされるために、
シールドとライニング管との間隙に充填される裏込め剤
量を著しく低減できる管路の敷設方法を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明の管路の敷設方法は、 各側縁部が相互に係合し得る帯状体を、製管機により
螺旋状に巻回して、帯状体の相互に隣接する各側縁部同
士を係合させた螺旋管を製造し、製造された螺旋管を、
トンネル内壁を覆う管状のシールド内に挿入し、該シー
ルドの全長にわたって挿通させる工程と、 該螺旋管の先端部をシールドの端部に固定する工程
と、 螺旋管をクランプして該螺旋管に回転力を付与しつつ
シールドないを移動し得る回転駆動機により螺旋管をク
ランプした状態で、前記製管機により螺旋管を製造しつ
つ、該回転駆動機にて、該製管機に同調させて該螺旋管
に回転力を付与することにより、該螺旋管における先端
側部分を所定長さにわたって拡径してシールド内周面に
密着させる拡径工程と、 拡径された部分から所定の長さだけ離れた螺旋管の拡
径されていない部分を前記回転駆動機によりクランプす
るクランプ工程と、該拡径工程とを繰り返してシールド
の内周面を全長にわたって螺旋管にてライニングする工
程と、 該螺旋管とシールドとの管に裏込め剤を充填する工程
と、を包含してなり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。

（作用） 本発明の管路の敷設方法では、螺旋状に巻回された場
合に相互に隣接する側縁部同士が係合状態とされる帯状
体と、該帯状体を螺旋管とする製管機と、該製管機によ
り製造される螺旋管をクランプして、該螺旋管に回転力
を付与する回転駆動機と、が使用される。該製管機は、
トンネル内壁を被覆する管状のシールド内に、製造され
る螺旋管が挿入されるように配置される。そして、シー
ルド内に所定の小口径の螺旋管が全長にわたって挿入さ
れる。このような状態で、螺旋管の先端部をシールドに
固定して、製管機を駆動するとともに、回転駆動機によ
り、螺旋管に製管機に同調して回転力を付与する。これ
により、螺旋管を構成する帯状体に推進力が付与され
て、該螺旋管は先端部側から順次拡径される。このよう
な動作が繰り返されることにより、螺旋管が拡径されて
シールドの内周面にほぼ密着される。そして、螺旋管外
周面とシールド内周面との間隙内に裏込め剤が充填され
て、該螺旋管が固定される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明の管路の敷設方法では、第１図に示すように、
まず、地中に形成されたトンネル内の内壁が、全体にわ
たって管状のシールド81により被覆される。その後、該
シールド内周面が、さらに螺旋管によりライニングされ
る。シールド81の一方の端部が接続されている立坑82内
には、製管機20が、シールド81の開口部に対向して配置
される。そして、該製管機20に、地上に配置された帯状
体ロール83から繰り出される状体10が、立坑82を介し
て、順次、製管機20に送給される。製管機20は、内部に
順次導入される帯状体10を、所定の螺旋角を有して円筒
周面上に配設された製管ローラにより強制的に屈曲し
て、該帯状体10を螺旋状に巻回する。

製管機20に導入される帯状体10は、第２図に示すよう
な断面形状をしている。該帯状体10は、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネー
ト、ポリエステル、あるいはこれらの樹脂をガラス繊維
で補強した樹脂等の材料により成形される。

該帯状体10は、帯状板の基板12の背面に多数の断面Ｔ
字状の補強リブ19が設けられている。該基板12の一方の
側縁部の背面には、嵌合突条13が立設されている。基板
12の他方の側縁部は、嵌合突条13が設けられた基板12の
側縁部が係合し得るように基板12の厚みだけ背面側に段
落ちした段落ち部14になっており、その段落ち部14に
は、嵌合突条13が若干の間隙を有した状態で嵌入し得る
嵌合凹溝15が設けられている。

このような帯状体10は、前記製管機20により、嵌合突
条13、補強リブ19、嵌合凹溝15が立設された基板12背面
側が外周側になるように、螺旋状に巻回され、嵌合突条
13が嵌合凹溝15内の空間に嵌合されることにより所定径
の螺旋管とされる。このとき、段落ち部14における側縁
部16が、隣接する補強リブ19に係合される。これによ
り、螺旋状に巻回された帯状体10の側縁部同士は強固に
係止され、所定の径を保持する。

製管機20により製造された螺旋管10′は、第１図
（ｂ）に示すように、順次、シールド81内へ挿入され
る。

シールド81内には、回転駆動機30が予め配置されてお
り、該回転駆動機30内をシールド81内に挿入された螺旋
管10′が挿通する。回転駆動機30は、螺旋管10′をクラ
ンプして、該螺旋管10′に回転力を付与するようになっ
ている。該回駆動機構30は、第３図および第４図に示す
ように、シールド81内を軸心方向に移動し得る自走式の
台車31と、該台車31上に配設されて螺旋管10′をクラン
プするクランプ機構32とを有している。

台車31は、一対の車輪31aおよび31aが、移動方向の各
側部にそれぞれ設けられており、一方の側部における一
対の車輪31aが走行用モーター31bにより回転駆動され
る。

該台車31上に配設されたクランプ機構32は、台車31に
おける走行方向の各側部に、シールド81内に挿入された
螺旋管10′の下部を取り囲むように設けられたブラケッ
ト32bおよび32bを有している。両ブラケット32bの下部
の間には、駆動プーリ32cが水平状態で回転可能に支持
されており、該駆動プーリ32cが、台車31上に配設され
た駆動モーター32bによって回転駆動される。また、螺
旋管10′の各側部の外方に位置する各ブラケット32bの
それぞれの上部間には、支持ローラ32eおよび32eが水平
状態で回転可能に支持されている。両支持ローラ32eお
よび32eは、シールド81内に挿入される螺旋管10′の外
径よりも若干小さい間隔をあけた状態になっている。そ
して、下側の駆動プーリ32cに、無端状のクランプベル
ト32aが巻き掛けられた状態になっており、該クランプ
ベルト32a内に螺旋管10′が挿入される。クランプベル
ト32a内に螺旋管10′が挿入されると、下側の駆動プー
リ32cおよび該螺旋管10′にクランプベルト32aが緩やか
な状態で巻き掛けられる。上側の各支持ローラ32eは、
このような状態で螺旋管10′をクランプベルト32aを介
して支持する。

台車31上の幅方向の一方の側部にはテンションローラ
32fが回転可能に配設されており、下側の駆動プーリ32c
および螺旋管10′に巻き掛けられたクランプベルト32a
の外周面が、該テンションローラ32fにより押圧され
る。また、台車31における該テンションプーリ32fに対
向する位置には、油圧シリンダー32gが配設されてい
る。この油圧シリンダー32gのピストンロッド32hは、ク
ランプベルト32aに向かって斜め上方へ進出するように
なっており、該ピストンロッド32hの先端に、テンショ
ンプーリ32kが回転可能に支持されている。そして、油
圧シリンダー32gのピストンロッド32hが進出すると、該
ピストンロッド32g先端に支持されたテンションローラ3
2kが、クランプベルト32aの外周面に圧接され、該クラ
ンプベルト32aにテンションを付与する。

このような構成の回転駆動機30は、シールド81をライ
ニングする際には、第１図（ａ）に示すように、予め、
シールド81内に位置される。そして、製管機20により製
造される螺旋管10′が、シールド81内に挿入されると、
回転駆動機30のクランプベルト32aにテンションが付与
されないように、油圧シリンダー32gのピストンロッド3
2hを退入させておいて、該クランプベルト32a内に螺旋
管10′の先端部を挿入する。このような状態で、さら
に、製管機20により螺旋管10′を製造して、第１図
（ｂ）に示すように、該螺旋管10′をシールド81内へ所
定の長さだけ推進させる。

このようにして、回転駆動機30から螺旋管10′が所定
の長さＳ（例えば4m程度）だけ延出した状態になると、
該回転駆動機30におけるクランプ機構32の油圧シリンダ
ー32gが駆動され、そのピストンロッド32hが進出する。
これにより、該ピストンロッド32h先端に取り付けられ
たテンションローラ32kが、螺旋管10′が内部を挿通す
るクランプベルト32aの外周面を押圧し、該クランプベ
ルト32aにテンションが付与される。そして、クランプ
ベルト32aは、螺旋管10′先端部に強く巻き付いたクラ
ンプ状態になる。

回転駆動機構30のクランプ機構32により螺旋管10′が
クランプされた状態になると、製管機20が駆動されて、
再度、螺旋管10′が、順次、製造される。同時に、回転
駆動機構30におけるクランプ機構32の駆動モーター32d
が、製管機20に同調して駆動され、螺旋管10′の回転速
度と同様の速度で、螺旋管10′をクランプするクランプ
ベルト32aが周回移動される。その結果、クランプベル
ト32aは、クランプした螺旋管10′に回転力を付与す
る。しかも、台車31の走行モーター32bが駆動されて、
螺旋管10′の推進に同調して台車31がシールド81内を走
行される。このようにして、製管機20が駆動されると、
該製管機20により製造される螺旋管10′は、その先端部
を回転駆動機30により回転力を付与されつつシールド81
内に推進されるために、製造される螺旋管10′が長くな
っても、支障なく製造し得る。このようにして、第１図
（ｃ）に示すように、シールド81の全長にわたって螺旋
管10′が製造される。

シールド81の端部まで螺旋管10′が製造されると、製
管機20による螺旋管10′の製造が、一旦、停止されると
ともに、回転駆動機30の走行およびクランプベルト32a
の周回移動が停止される。そして、螺旋管10′の先端部
がシールド81に固定される。その後に、回転駆動機構30
におけるクランプ機構32による螺旋管10′のクランプを
保持した状態で、製管機20を再度、駆動するとともに、
回転駆動機30のクランプベルト32を、製管機20に同調さ
せて周回移動させる。従って、螺旋管10′には、帯状体
10が順次送給され、その送り込み速度と同様の速度で螺
旋管10′は、クランプベルト32aにより回転される。こ
れにより、螺旋管10′の回転駆動機30から延出した先端
側部分を構成する帯状体10に推進力が付与される。この
とき、螺旋管10′の先端部はシールド81に固定された状
態になっているために、螺旋管10′の先端部分における
帯状体10に推進力が付与され、第１図（ｄ）に示すよう
に、螺旋管10′は、その先端から順次拡径される。この
場合、回転駆動機30は、螺旋管10′の先端側部分が拡径
することにともなって、螺旋管10′先端側部分の軸方向
長さが短くなることを補正するために、製管機20から離
れる方向へと移動される。螺旋管10′が拡径されると、
その拡径部分は、シールド81内周面にほぼ密着した状態
になる。

このようにして、回転駆動機30から延出した先端側部
分が順次拡径され、その拡径部と拡径されていない部分
とを連続するテーパー状部分が該回転駆動機30の近傍に
まで達すると、螺旋管10′の拡径に要する力が増加し、
回転駆動機30におけるクランプ部32aを駆動する駆動モ
ーター32dの負荷、および製管機20における帯状体10に
推進力を付与するモーターの負荷が増大する。両モータ
ーの負荷が増大した状態になると、両モーターの駆動が
停止されるとともに、回転駆動機30におけるクランプベ
ルト32による螺旋管10′のクランプを解除するべく、油
圧シリンダー32gが駆動される。そして、該回転駆動機3
0の台車31が、第１図（ｅ）に示すように、製管機20に
接近する方向へ所定距離Ｓだけ移動される。回転駆動機
30が所定距離Ｓだけ移動されると、クランプ機構32のク
ランプベルト32により螺旋管10′をクランプするべく、
油圧シリンダー32gが駆動される。そして、該クランプ
ベルト32aにより螺旋管10′がクランプされた状態にな
ると、該回転駆動機30から延出した螺旋管10′の先端側
部分における拡径されていない部分を拡径するべく、前
述の動作と同様に、製管機20のモーターと回転駆動機30
の駆動モーター32gを同調させて駆動させるとともに、
回転駆動機30の走行モーター32dを駆動し、第１図
（ｆ）に示すように、螺旋管10′における先端側部分の
帯状体10に推進力を付与する。これにより、螺旋管10′
は、拡径されてシールド81内周面にほぼ密着した状態に
なる。

このような動作を順次繰り復すことにより、螺旋管1
0′は、先端側部分から順次拡径され、第１図（ｇ）に
示すように、拡径部が立坑82近傍にまで達する。このよ
うな状態になると、回転駆動機30がシールド81内から撤
去される。回転駆動機30のシールド81内からの撤去は、
例えば、クランプベルト32aを分離および結合可能に構
成しておくことにより、容易にできる。

回転駆動機30をシールド81内から撤去した後は、製管
機20によってのみ帯状体10を螺旋管10′に供給すること
により、該螺旋管10′を拡径させる。この場合は、螺旋
管10′における拡径すべき部分の軸方向長さが短いため
に、製管機20により帯状体10を供給することによって、
螺旋管10′の帯状体10に推進力が付与され、該螺旋管1
0′は確実に拡径される。このようにしてシールド81の
全長にわたって、螺旋管10′がその内周面にほぼ密着し
た状態になると、螺旋管10′に連続する帯状体10が切断
される。これにより、シールド81内周面にその全長にわ
たってほぼ密着したライニング管が形成される。

このようにして、シールド81の内周面がその全長にわ
たって螺旋管10′によりライニングされると、該螺旋管
10′の上部に、第５図に示すように、軸方向に所定の間
隔をあけて、多数の貫通孔10aが形成される。そして、
軸方向の一方の端部に位置する貫通孔10aから、裏込め
剤としてモルタルが注入されて、螺旋管10′とシールド
81との間に充填される。貫通孔10aから注入されたモル
タルは、螺旋管10′におけるリブ19の間を通流して、該
螺旋管10′の全周に行き渡るとともに、螺旋管10′の軸
方向へも通流する。そして、モルタルが注入されている
貫通孔に隣接する貫通孔10aからモルタルが流出した状
態になると、その貫通孔10aからのモルタルの注入が終
了され、モルタルが流出した貫通孔10aから、再度、モ
ルタルが注入される。

このような作業が順次繰り返されることにより、螺旋
管10′とシールド81との間隙内にモルタルが充填され
る。そして、充填されたモルタルが硬化することによ
り、シールド81内に螺旋管10′が固定され、管路が敷設
される。

上述した実施例では、ライニングすべき管内に所定の
小口径の螺旋管を全長にわたって挿通させる際に、その
挿通を補助する回転進行補助手段として、回転駆動機が
使用されているが、本発明ではこのような回転駆動機を
常に使用する必要はない。つまり、使用される製管機が
ライニングすべき管の全長にわたって所定の小口径の螺
旋管を挿通させることができる製管力を有している場合
には、回転進行補助手段としての回転起動機を使用する
必要は必ずしもなく、かかる小口径の螺旋管がライニン
グすべき管内を進行する際に管内壁面から抵抗を受ける
ような状況下では、上述した回転駆動機構以外の任意の
回転進行補助手段を用いればよい。このように、回転駆
動機は、小口径の螺旋管をライニングすべき管の全長に
わたって挿通させる際には必須の装置ではなく、この場
合、該回転駆動機は、例えば、下水管81内における螺旋
管の到達端部近傍に予め設置しておけばよい。

（発明の効果） 本発明の管路の敷設方法は、このように、シールド内
の螺旋管は、製管機および回転駆動機により回転力を付
与されて拡径されるために、該シールドが大口径であっ
ても、その内周面にほぼ密着し得るように確実に拡径す
ることのができる。従って、螺旋管とシールドとの間隙
に充填される裏込め剤の量を著しく低減させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ本発明の管路の敷設
方法の一例を示す工程図、第２図は本発明の管路の敷設
方法の実施に使用される帯状体の断面図、第３図は回路
駆動機の側面図、第４図は第３図のIV−IV線における断
面図、第５図はシールドと螺旋管との間隙内への裏込め
剤の充填方法の説明のための要部断面図である。 10……帯状体、10′……螺旋管、12……基板、13……嵌
合突条、15……嵌合凹条、20……製管機、30……回転駆
動機、31……台車、31b……走行モーター、32……クラ
ンプ機構、32a……クランプベルト、32c……駆動プー
リ、32g……油圧シリンダー、32k……テンションロー
ラ、81……シールド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各側縁部が相互に係合し得る帯状体を、製
   管機により螺旋状に巻回して、帯状体の相互に隣接する
   各側縁部同士を係合させた螺旋管を製造し、製造された
   螺旋管を、トンネル内壁を覆う管状のシールド内に挿入
   し、該シールドの全長にわたって挿通させる工程と、 該螺旋管の先端部をシールドの端部に固定する工程と、 螺旋管をクランプして該螺旋管に回転力を付与しつつシ
   ールドないを移動し得る回転駆動機により螺旋管をクラ
   ンプした状態で、前記製管機により螺旋管を製造しつ
   つ、該回転駆動機にて、該製管機に同調させて該螺旋管
   に回転力を付与することにより、該螺旋管における先端
   側部分を所定長さにわたって拡径してシールド内周面に
   密着させる拡径工程と、 拡径された部分から所定の長さだけ離れた螺旋管の拡径
   されていない部分を前記回転駆動機によりクランプする
   クランプ工程と、該拡径工程とを繰り返してシールドの
   内周面を全長にわたって螺旋管にてライニングする工程
   と、 該螺旋管とシールドとの管に裏込め剤を充填する工程
   と、 を包含する管路の敷設方法。