JP2991819B2 - 地中推進装置及び地中推進方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地表を開削することな
く地中に埋設管を精度良く推進し、上下水道管またはガ
ス管などの管路を築造する方法と、このような方法に有
用な地中推進装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、埋設管を地中に推進して管路を構
築していく推進工法としては、例えば埋設管の推進に先
立って先導管を推進する２工程からなる工法が知られて
いる。この方法によれば、まず第１工程で発進立坑から
到達立坑へ先導管を推進する。次に第２工程で先導管の
後端に埋設管を接続して両者が連動するようにし、発進
立坑から埋設管を推進して先導管を到達立坑側に押し出
して撤去していく。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した方法によれ
ば、第１工程で推進した先導管を到達立坑で回収するた
め、到達立坑を開放しなければならず、交通規制の必要
がある。さらに、埋設管推進中は到達立坑内に人員を配
置しなければならず不経済である。

【０００４】本考案は、推進の精度が高く、第１工程で
推進した先導管を発進側から回収・撤去することのでき
る地中推進方法及び装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の地中推進
装置は、順次継ぎ足されて目的位置まであらかじめ推進
される先導管と、前記先導管を外挿する圧密ヘッドと、
前記先導管を外挿した状態で前記圧密ヘッドの後端側に
順次継ぎ足されて推進されるケーシングと、前記ケーシ
ングを外挿した状態で前記圧密ヘッドの後方に配置さ
れ、順次継ぎ足されて推進される埋設管とを具備してい
る。

【０００６】請求項２記載の地中推進装置は、順次継ぎ
足されてあらかじめ目的位置まで推進される先導管と、
前記先導管を外挿するカッタヘッドと、前記先導管を外
挿した状態で前記カッタヘッドの後端に接続され、順次
継ぎ足されて回転しながら推進されるスクリュと、前記
スクリュを外挿して前記カッタヘッドの後方に配置され
る刃先と、前記スクリュを外挿した状態で前記刃先の後
端に接続され、順次継ぎ足されて推進されるケーシング
と、前記ケーシングを外挿した状態で前記刃先の後方に
配置され、順次継ぎ足されて推進される埋設管とを具備
している。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【作用】先導管をあらかじめ目的位置まで到達させ、後
続の埋設管が支障なく、推進されるであろうことを確認
する。次に、請求項１記載の装置においては、前記先導
管に圧密ヘッド及びケーシングを移動自在に外挿し、さ
らにケーシングに埋設管を移動自在に外挿する。そし
て、ケーシングを継ぎ足しながら先導管に沿って圧密ヘ
ッドを推進し、これにあわせて埋設管も継ぎ足しながら
推進していく。

【００１０】次に、請求項２記載の装置においては、前
記先導管にカッタヘッド及び管状のスクリュを摺動自在
に外挿し、さらに該スクリュに刃先及びケーシングを外
挿する。また、このケーシングに埋設管を外挿する。そ
して、スクリュ及びカッタヘッドを回転させ、スクリ
ュ、ケーシング及び埋設管を継ぎ足しながら前記先導管
に沿って推進していく。

【００１１】

【００１２】そして、前記各装置において、埋設管の推
進が完了した後、埋設管の内部に残された先導管は、発
進側から引き抜いて撤去することができる。

【００１３】

【実施例】図１は第１実施例の地中推進装置１の断面図
であり、図２〜図５はその作用を示している。先導管２
は、埋設管３の推進に先立って順次継ぎ足されながら土
中に推進され、あらかじめ目的位置まで到達させておく
比較的小径の管である。図２に示すように、その先導ヘ
ッド４の先端面は斜面になっているので、回転しながら
推進すれば直進でき、斜面を必要な方向に向けて回転を
停止して推進すれば、斜面に加わる反力によって推進方
向を修正できる。

【００１４】前記先導管２には、略円錐筒形のヘッド部
である圧密ヘッド５が摺動自在に外挿されている。この
圧密ヘッド５の後端には、内筒６及び接続筒７を介して
ケーシング８が固定されている。ケーシング８は前記先
導管２を外挿しており、推進の進捗に応じて継ぎ足して
いける。

【００１５】前記圧密ヘッド５の後端には、前記内筒６
と所定の間隔をおいて外筒９が固設されており、内筒６
と外筒９の間に埋設管３の先端を挿入できるようになっ
ている。また、接続筒７の外周面にはシール部材１０が
設けられ、前記ケーシング８を外挿する埋設管３との間
で水密性を保持できるようになっている。そして、前記
接続筒７に形成された供給孔１１には、ケーシング８に
沿って延設された供給管１２が接続連通されており、前
記内筒６と外筒９の間に滑材を注入できるようになって
いる。

【００１６】前記ケーシング８は、埋設管３によって外
挿されている。埋設管３の先端は、前記接続筒７のシー
ル部材１０に当接して前記内筒６と外筒９の間に挿入さ
れ、圧密ヘッド５の後方に位置している。この埋設管３
は、推進の進捗に伴って順次継ぎ足していける。

【００１７】次に、以上の構成における作用を図２〜図
５により説明する。本実施例には、到達立坑を長時間開
放することができない場合に、先導管２を埋設管３内に
回収して発進立坑側から撤去するようにし、到達立坑内
での作業を簡素化したものである。また本実施例は、土
砂を取り込まずに推進することができるから、軟弱な地
盤に適用することができる。

【００１８】図２に示すように、発進立坑１３内に回転
装置１４、および摺動装置１５を有する推進機１６を設
置し、修正能力を有する先導ヘッド４を先頭として先導
管２を順次継ぎ足し、到達立坑１７の直前あるいは到達
立坑１７内に到達させる。

【００１９】図３に示すように、発進立坑１３から、図
２で推進した先導管２を摺動自在に外挿するように圧密
ヘッド５を設け、圧密ヘッド５の後端にケーシング８を
接続する。埋設管３は、ケーシング８を外挿して推進機
１６の摺動装置１５により推進する。推進する埋設管３
が鋼管、鉄筋コンクリート管など高耐荷力の場合、ある
いは推進距離が短く、土質がごく軟弱な場合には、ケー
シング８を省略し、埋設管３で圧密ヘッド５を直接押圧
して推進することもできる。

【００２０】図４に示すように、さらに、埋設管３およ
びケーシング８を順次継ぎ足しながら推進する。先導管
２はケーシング８内に回収されていく。また、ケーシン
グ８を必要としない場合は埋設管３内に回収されてい
く。

【００２１】図５に示すように、推進終了後、到達立坑
１７において圧密ヘッド５および先導ヘッド４を回収
し、発進立坑１３では推進機１６を撤去した後、ケーシ
ング８および先導管２を埋設管３から引き抜いて回収す
る。なお、圧密ヘッド５以外の先導ヘッド４、先導管
２、ケーシング８は、発進立坑１３、到達立坑１７のど
ちらから回収してもよい。

【００２２】次に、第２実施例を説明する。図６は第２
実施例の地中推進装置２０の断面図であり、図７及び図
８はその作用を示している。

【００２３】本実施例は、前述した第１実施例の場合よ
りも硬質な地盤を推進する場合を示したもので、土砂を
掘削することが必要なためカッタヘッドおよびスクリュ
を配したものである。先導管２をスクリュ内に回収して
発進立坑側から撤去できるようにし、到達立坑内での作
業を簡素化したものである。

【００２４】図６において、先導管２の構成は第１実施
例と同じである。この先導管２には、カッタビット２１
を有するヘッド部としてのカッタヘッド２２が摺動自在
に外挿されている。カッタヘッド２２の後端にはスクリ
ュ２３が固設されている。スクリュ２３は中空筒状であ
り、前記先導管２を摺動自在に外挿している。このスク
リュ２３は、推進の進捗に合せて継ぎ足していくことが
できる。

【００２５】前記カッタヘッド２２の後方には、前記ス
クリュ２３を外挿して略円筒形の刃先２４が配設されて
いる。刃先２４の前端面は先方に拡径した開口部２４ａ
になっており、カッタヘッド２２が掘削した土砂等はこ
の開口部２４ａから前記スクリュ２３に導かれるように
なっている。

【００２６】前記刃先２４の後端には、ケーシング８が
固設されており、該ケーシング８は前記スクリュ２３を
摺動自在に外挿している。このケーシング８は、必要に
応じて継ぎ足していくことができる。このケーシング８
には埋設管３が外挿されており、この埋設管３も必要に
応じて継ぎ足していくことができる。前記刃先２４の後
端に固設された内筒６、外筒９、接続筒７、シール部材
１０及び供給管１２等の構成は前述した第１実施例と同
じであり、図１と同一の符号を付して説明を省略する。

【００２７】次に、以上の構成における作用を図７及び
図８を用いて説明する。図７に示すように、発進立坑１
３内に回転装置１４、および摺動装置１５を有する推進
機１６を設置し、修正能力を有する先導ヘッド４を先頭
として先導管２を順次継ぎ足し、到達立坑１７の直前あ
るいは到達立坑１７内に到達させる。

【００２８】図８に示すように、前工程で推進した先導
管２の後端にカッタヘッド２２を接続し、スクリュ２３
を接続する。カッタヘッド２２を覆うように刃先２４を
カッタヘッド２２の後方に設け、スクリュ２３を覆うよ
うにケーシング８を設ける。ケーシング８と刃先２４は
ボルト、溶接、接着等で固定する。埋設管３はケーシン
グ８を被覆する。埋設管３の先端は、刃先２４に接続し
てもよいし、間隔をおいてもよいし、接触していてもよ
い。ケーシング８は推進機１６の摺動装置１５に接続あ
るいは接し、スクリュ２３は推進機１６の回転装置１４
に接続される。推進機１６によりスクリュ２３を回転し
ケーシング８および埋設管３を推進する。推進の進捗に
伴い、先導管２はスクリュ２３内に回収されていく。土
砂はカッタヘッド２２により切り崩されてスクリュ２３
によって発進立坑１３へ搬送される。

【００２９】次に、第３実施例を説明する。図９及び図
１０は第３実施例の地中推進装置３０の断面図であり、
図１１〜図１４はその作用を示している。

【００３０】本実施例は、あらかじめ推進させておいた
先導管２に沿い、鋼管等の埋設管３を推進させて既設管
路やマンホール等の地下構造物に到達させる例を示して
いる。

【００３１】図９及び図１０において、先導管２の構成
は第１実施例と同じである。この先導管２には、ヘッド
部として円筒形の鋼管ヘッド３１が外挿されている。鋼
管ヘッド３１の開口した先端部にはカッタビット３２が
設けられ、地山を掘削して掘削した土砂等を鋼管ヘッド
３１内に取り込めるようになっている。また、この鋼管
ヘッド３１の内周面には、ガイドスペーサ３３が設けら
れて前記先導管２を摺動自在に案内している。このガイ
ドスペーサ３３は、円筒状のガイド部３４と、ガイド部
３４を鋼管ヘッド３１の内周面に固定する４枚の板状の
スペーサ３５とから構成される。また、この鋼管ヘッド
３１の周壁には排出口３６が形成されており、推進時に
発進側から鋼管ヘッド３１内に水を供給することによ
り、鋼管ヘッド３１内に取り込んだ掘削土砂をこの排出
口３６から外へ排出し、鋼管ヘッド３１及び埋設管３の
回転力を低減させられるようになっている。

【００３２】前記鋼管ヘッド３１の後端には、鋼管であ
る埋設管３が接続されている。埋設管３は前記先導管２
を外挿し、回転しながら推進される。この埋設管３は、
推進の進捗に応じて継ぎ足していくことができる。

【００３３】次に、以上の構成における作用を図１１〜
図１４を用いて説明する。図１１に示すように、発進立
坑あるいは地表３７に回転装置および摺動装置を有する
推進機３８を設置し、修正能力を有する先導ヘッド４を
先頭として先導管２を順次継ぎ足し、既設管３９に到達
させて先導管２が正確に到達したことを確認する。

【００３４】図１２に示すように、あらかじめ推進した
先導管２の後端側に鋼管ヘッド３１を外挿するように配
置し、鋼管ヘッド３１に埋設管３となる鋼管を溶接、ね
じ、接着あるいはボルト等で固定し、推進機３８で回転
しながら推進する。この時、矢印にて示すように、送水
ポンプ４０より埋設管３内に水あるいは泥水を送水し、
鋼管ヘッド３１内に取り込んだ掘削土砂を埋設管３の外
周から排出口３６を介して排出する。これにより埋設管
３の回転力を低減することができる。

【００３５】図１３に示すように、鋼管ヘッド３１の回
転により既設管３９を切削する。鋼管ヘッド３１を既設
管３９内に回収し、埋設管３内にある先導管２および先
導ヘッド４を発進立坑側から回収する。

【００３６】図１４は鋼管ヘッド３１付近の拡大図で、
先導管２を被覆している鋼管ヘッド３１およびそれに接
続される埋設管３を示しており、矢印で埋設管３の回転
と水流を表わしている。鋼管ヘッド３１のカッタビット
３２により土砂あるいは既設管など地下構造物を切削す
る。ガイドスペーサ３３により先導管２と接し、先導管
２を中心として鋼管ヘッド３１が回転する。埋設管３の
外径よりも僅かに突出したカッタビット３２によって切
削された土砂は、ガイドスペーサ３３により攪拌され、
発進立坑側から供給される水流によって排出口３６から
管外周に排出される。

【００３７】本実施例では、掘削土砂を水流によって排
出する方法を説明したが、土砂の搬送方法はこれに限ら
ず、他の実施例で示したようにスクリュの回転によって
もよいし、また真空ポンプ等を用いることもできる。ま
た、本実施例では、斜めの先端面を有する先導ヘッド４
で先導管の推進方向の修正を行っていたが、先導管の方
向修正の手段はこれに限定されるものではない。例え
ば、先導ヘッドを油圧ジャッキで所望の方向に駆動して
推進方向を修正する構造でもよい。また、先端に設けた
スコップ状の部分に土砂を充満させ、斜めの先端面を有
する先導ヘッドと同様の効果を得るようにしてもよい。
また短距離の場合は方向修正用の先導ヘッドを設けなく
てもよい。その場合は先導管が所望の位置に到達するま
で何度も推進すればよい。また、前記第１実施例では滑
材注入設備を設けたが、土質や推進距離によっては必ず
しも必要ではない。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、目標位置まで先導管を
推進しておき、この先導管を外挿するように設けられた
ヘッド部及び埋設管を先導管をガイドにして推進してい
くようになっている。

【００３９】従って、先導管を押し出していく場合に比
べて推進力が小さくて済むと同時に、高い精度で埋設管
を推進することができる。また、先導管は埋設管内に残
るので、発進側からでも到達側からでも都合のよい方か
らこれを撤去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る装置の部分断面図である。

【図２】第１実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図３】第１実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図４】第１実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図５】第１実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図６】第２実施例に係る装置の部分断面図である。

【図７】第２実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図８】第２実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図９】第３実施例に係る装置の部分断面図である。

【図１０】図９のＡ−Ａ切断線における断面図である。

【図１１】第３実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図１２】第３実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図１３】第３実施例に係る方法の一工程を示す図であ
る。

【図１４】第３実施例に係る方法の一工程を示す要部拡
大断面図である。

【符号の説明】

１，２０，３０…地中推進装置、２…先導管、３…埋設
管、５…ヘッド部としての圧密ヘッド、８…ケーシン
グ、２２…ヘッド部としてのカッタヘッド、２３…スク
リュ、２４…刃先、３１…ヘッド部としての鋼管ヘッ
ド。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次継ぎ足されて目的位置まであらかじ
   め推進される先導管と、 前記先導管を外挿する圧密ヘッドと、 前記先導管を外挿した状態で前記圧密ヘッドの後端側に
   順次継ぎ足されて推進されるケーシングと、 前記ケーシングを外挿した状態で前記圧密ヘッドの後方
   に配置され、順次継ぎ足されて推進される埋設管とを具
   備する地中推進装置。
2. 【請求項２】 順次継ぎ足されてあらかじめ目的位置ま
   で推進される先導管と、 前記先導管を外挿するカッタヘッドと、 前記先導管を外挿した状態で前記カッタヘッドの後端に
   接続され、順次継ぎ足されて回転しながら推進されるス
   クリュと、 前記スクリュを外挿して前記カッタヘッドの後方に配置
   される刃先と、 前記スクリュを外挿した状態で前記刃先の後端に接続さ
   れ、順次継ぎ足されて推進されるケーシングと、 前記ケーシングを外挿した状態で前記刃先の後方に配置
   され、順次継ぎ足されて推進される埋設管とを具備する
   地中推進装置。