JP3181242B2 - 中押工法用設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、中押工法によっ
て地中にヒューム管等の埋設用管を地中に埋設する工法
設備に関し、更に詳しくは、推進時における埋設用管と
土壁との間での摩擦抵抗の発生を軽減し、長距離推進を
可能にした工法設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下に下水道施設やケーブル埋設管等を
構築する方法として、推進工法が知られている。推進工
法とは、発進立坑より、シールド掘進機によって地中を
横方向へ掘削していくと共に、発進立坑内に設けられた
推進用の元押ジャッキにより、掘進機の後方に埋設管を
接続して推進させる工法をいう。

【０００３】近年においては、住宅の密集化、立坑の築
造にともなう地上交通の渋滞などにより、立坑数が少な
くて済む長距離施工の需要が増加している。このような
長距離施工に対しては、推進工法のうちの泥濃式工法が
一般に用いられている。泥濃式工法とは、シールド掘進
機によって、埋設管よりも十分に大きな径の孔を掘り、
埋設管と土壁との間に十分な隙間（テールボイド）を形
成し、掘削面より、このテールボイドに目詰効果を持つ
高濃度の充填剤（安定剤）を加圧注入する工法をいう。
泥濃式工法では、テールボイド中に十分な量の安定剤を
注入することによって、管外周面抵抗値を減少させ、低
推力で埋設管を推進させることができる。よって、長距
離推進が可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この泥
濃式工法においては、広いテールボイドに高濃度の充填
剤を多量に注入しながら埋設管の推進を行うため、掘削
面で生じる土等は、充填剤を含んだ泥土となり、地上へ
排泥された泥土は、産業廃棄物として処理しなければな
らない。

【０００５】また、泥濃式工法においては、テールボイ
ドを大きくとらなければならないため、埋設管の径より
も大きな径を掘削するシールド機を用いなければならな
い。このことは、施工のコスト高につながる。そこで本
発明の目的は、テールボイドが小さくてよい土圧式シー
ルドまたは泥水式シールドを用い、推進工法のうちの中
押工法を採用しつつ、長距離施工への適用を可能にした
設備を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る中押工法用設備は、所定本数の埋設
用管ごとに中押ジャッキを配置し、推進立坑内に配置さ
れた元押ジャッキおよび中押ジャッキの推力によって土
中に埋設用管を圧入する中押工法用設備において、各中
押ジャッキに関連して、土中に圧入された埋設用管と土
壁との間に滑材を注入するための注入機構が設けられ、
中押ジャッキは中押管に備えられており、注入機構は、
中押管に形成され、管内から管の外周面へ通じ、滑材を
管の外周面と土壁との間に注入するための注入孔を含ん
でおり、前記中押管には、中押ジャッキの後方に配置さ
れた受管と、中押ジャッキの前方に配置された押管と、
押管の周面から中押ジャッキの外側を覆いながら後方へ
延び、受管の周面に達する円筒状の外管とを有し、中押
ジャッキの伸縮によって、外管の後端が受管の周面沿い
に前後方向にスライドする機構を備え、前記注入孔は、
外管後端が達する位置よりも後方に位置する受管上に形
成されていることを特徴とするものである。

【０００７】請求項１記載の構成によれば、所定本数の
埋設用管ごとに配置された中押ジャッキに関連して、注
入機構が設けられているので、一定間隔ごとに、注入機
構から滑材が管と土壁との間に注入される。よって、滑
材の劣化しやすい中押ジャッキから後方には、中押ジャ
ッキに関連して設けられた注入機構より新たに滑材が注
入されるから、長距離推進が可能となる。

【０００８】より具体的には、中押ジャッキの後方に備
えられた中押管の注入孔から滑材が注入され、注入され
た滑材は中押管に続く埋設管の周囲に良好に分布されて
いく。

【０００９】

【００１０】そして中押管において、外管が前後にスラ
イドし、外管のスライドにより滑材が劣化されることが
多いが、請求項１記載の構成によれば、外管のスライド
の影響を受けない位置に注入孔が形成されているので、
注入された滑材は外管のスライドで劣化されることがな
い。請求項２に係る中押工法用設備は、請求項１記載の
中押工法用設備において、受管上に形成されている注入
孔は、中押ジャッキが伸びたときに受管上に現れ、中押
ジャッキが縮んだときに外管によって覆われる位置に形
成されていることを特徴とするものである。

【００１１】請求項２記載の構成によれば、中押ジャッ
キが縮み、受管上の注入孔が外管で覆われた状態で、注
入孔から滑材を送出するようにすれば、送出された滑材
は、受管周面に万遍なくいきわたり、その後、中押ジャ
ッキが伸びることにより、送り出された滑材は受管の後
方に送り出される。したがって滑材を管の全周にわたっ
て良好に注入できる。

【００１２】請求項３に係る中押工法用設備は、請求項
１または２記載の中押工法用設備において、注入孔は、
受管の周方向に放射状に複数個形成されていることを特
徴とするものである。請求項３記載の構成によれば、放
射状の注入孔から、滑材が全周にわたって良好に注入で
きる。

【００１３】請求項４に係る中押工法用設備は、請求項
３記載の推進工法において、中押管内には、任意の注入
孔から独立的に滑材を送り出すための滑材供給パイプ装
置が配置されていることを特徴とするものである。請求
項４記載の構成によれば、必要な注入孔から、必要な量
の滑材を適宜供給することができ、滑材の供給管理が容
易となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を、添
付図面を参照して詳細に説明する。説明は、一例とし
て、土圧式シールドによって、ヒューム管３を埋設する
場合を説明するが、泥水式シールドや、他の埋設管に対
しても同様に適用できる。図１は、本発明に係る中押工
法設備を用いて土中に埋設管を埋設していく様子（推進
工法の様子）を示す図である。推進工法では、発進立坑
１６内から、横方向に、土中に管を圧入していく。先頭
には、土中を掘り進むための土圧式のシールド掘進機１
が配置され、それに続いてアダプタ管１０、複数（例え
ば１５〜２０本）のヒューム管３、中押管５、複数のヒ
ューム管３、中押管５、複数のヒューム管３という順序
で圧入されていく。中押管５には中押ジャッキ４が備え
られている。

【００１５】管を推進させる推力が元押ジャッキ１７の
みでは不足するときに、所定の本数のヒューム管３ごと
に配置された中押ジャッキ４を活用し、元押ジャッキ１
７、中押ジャッキ４の両方の推力によりヒューム管３を
推進させる。つまり、推進させるヒューム管３を一度に
推進させようとすると、管の本数が増すほど、推進時に
おける管外抵抗が増大し、推進させることが困難にな
る。そこで、元押ジャッキ１７を伸ばして推力を生じさ
せるとき、その伸ばす動作に同期させて一番後方にある
中押ジャッキ４ａを縮める。すると、元押ジャッキ１７
から一番後方にある中押ジャッキ４ａまでの間の管群
だけをまず推進させることができ、その推力は元押ジャ
ッキ１７の推力だけで十分である。次に、縮めた一番後
方の中押ジャッキ４ａを伸ばし、同時にその１つ前方の
中押ジャッキ４ｂを縮めれば、次の管群を推進させる
ことができる。このようにして、複数（たとえば２０
本）のヒューム管３を１つの移動単位として次々に推進
させることができるため、一度の推進時に生ずる摩擦抵
抗を軽減させることができる。

【００１６】さらに、土中に圧入した管と土壁との摩擦
抵抗を軽減させるために、この実施形態では、滑材を管
の外周面と土壁との間に注入する。滑材は、地上設備２
０から第１ホースおよび第２ホースを通って供給され、
注入孔３１および注入孔３２から管の周面と土壁間に注
入される。この実施形態の特徴は、滑材を注入する注入
孔３２を各中押管５に設けたことである。これにより、
各中押管５の推力によって、所定本数のヒューム管３を
１つの移動単位として推進させる際に、推進させるヒュ
ーム管３群の周面と土壁との間に良好に滑材を注入で
き、摩擦抵抗の軽減が実現できる。

【００１７】アダプタ管１０に形成された注入孔３１
は、先頭のヒューム管３群の周面と土壁との間に、滑材
を注入するのに用いられる。なお、アダプタ管１０は、
その内周面上に、推進方向に並列に、複数個の方向修正
ジャッキ９を備えている。この方向修正ジャッキ９のう
ち、シールド掘進機１を曲げようとする方向の方向修正
ジャッキ９を縮小状態とし、反対側の方向修正ジャッキ
９を伸長状態とすることにより、アダプタ管１０の前方
に配置されたシールド掘進機１の推進方向を変化させる
ことができる。

【００１８】この実施形態では、アダプタ管１０に修正
ジャッキ９が備えられた例を示したが、シールド掘進機
１自体に方向修正ジャッキが備えられているものもあ
り、かかる場合は、アダプタ管１０における方向修正ジ
ャッキ９を省略することもできる。また、アダプタ管１
０に代えて、後方筒または作業管と呼ばれる管が配置さ
れていてもよい。

【００１９】この実施形態では、アダプタ管１０に備え
られた注入孔３１から注入される滑材は、第１ホースに
より供給され、各中押管５の注入孔３２から注入される
滑材は第２ホースにより供給される構成とした。このよ
うに構成すれば、各中押管５から滑材が注入されている
ときに、アダプタ管１０の注入孔３１からの滑材の注入
を停止する必要がなく、注入孔３１から注入する滑材
と、注入孔３２から注入する滑材との制御が独立してで
きて便利である。

【００２０】しかし、場合によっては、アダプタ管１０
に形成された注入孔３１への滑材の供給と、各中押管５
の注入孔３２への滑材の供給とが、共通のホースを通し
て行われてもよい。また、シールド掘進機１によって切
削された泥、土は、ここでは図示していないが、スクリ
ューコンベア等の取り出し経路を通り地上に強制的に取
り出され、通常の土として回収される。

【００２１】図２は、中押管付近の縦断面図である。中
押管５は前述したように、所定本数のヒューム管３ごと
に配置される。よって、中押管５の前方にはヒューム管
３が接続されており、また、その後方にもヒューム管３
が接続されている。中押管５には、複数の中押ジャッキ
４と受管８と押管７とが含まれている。受管８は、複数
の中押ジャッキ４の後方に配置されており、中押ジャッ
キ４が伸びて前方のヒューム管３ａを推進させる時に、
中押ジャッキ４からの反力を受け止める役目をする。ま
た、押管７は中押ジャッキ４の前方に配置され、中押ジ
ャッキ４が伸びるとき、その前方にあるヒューム管３ａ
を押圧して推進させる役目をする。押管７の周面から
は、円筒状の外管２６が中押ジャッキ４の外側を覆いな
がら後方へ延びていて、その後端は、受管８の周面に達
している。この外管２６の外径はヒューム管３の外径と
等しくされている。

【００２２】中押ジャッキ４を伸縮させると、外管２６
は受管８の周面に沿って前後方向にスライドする。この
とき、スライドする外管２６の後端が、受管８の周面か
ら外れないように外管２６の長さや受管８の長さが設計
されている。ところで、外管２６が受管８の周面沿いに
スライドすると、この付近に存在する滑材は擦りあわさ
れ、劣化し、その結果、この周囲における摩擦抵抗が高
くなる。

【００２３】そこで、この実施形態では、受管８に滑材
注入用の注入孔３２が形成されている。注入孔３２は中
押ジャッキ４が縮んで、外管２６の後端が達する位置よ
りも後方に設けられている。よって、注入孔３２から管
の外周と土壁の間に注入される滑材は、上記中押ジャッ
キ４の伸長、収縮にともなう、上記外管２６のスライド
の影響によって劣化することはない。

【００２４】さらに、注入孔３２は、図３に示すよう
に、受管８のほぼ全周にわたって、放射状に複数個形成
されている。これにより、滑材が、受管８の全周にわた
って形成された注入孔３２より、管と土壁との間に良好
に注入される。なお、この実施形態においては、受管８
の下部付近には、排土設備（図示せず）が配置されるた
め、この部分に注入孔３２は形成されない。しかし、他
の位置に形成された注入孔３２から注入される滑材が、
管の下部にも十分に回り込み、全く問題はない。

【００２５】上記の結果、注入孔３２より管の外周と土
壁との間に注入された滑材は、管の周囲にまんべんなく
回り込みながら後方へ流れていき、後方に接続されてい
るヒューム管３群の周囲に良好に分布されるようにな
る。よって、中押管５から次の中押管５までの管群の周
面に生ずる摩擦抵抗を軽減させることができる。また、
土圧式シールドでは、テールボイドが小さいので、注入
する滑材の量は少なくてよい。

【００２６】図４は、中押管付近の要部の縦断面図であ
る。図４を参照して、押管７と前方のヒューム管３ａと
は外周に存在するリング体２１により接続されている。
このリング体２１は、その内周面でヒューム管３ａ、お
よび押管の先端に設けられた凹部１８の外周面と当接し
ている。また、受管８の後端部にはその外周面より後方
に延びた接合部１９が、後方より圧入されるヒューム管
３ｂと接続するため、設けられている。なお、土中から
の土砂等の中押管５内への流入を防ぐため、また、外管
２６のスライドによる損傷を防ぐため、外管２６の内周
と受管８の外周との間にはゴム輪２７が備えられてい
る。滑材は、図４に示すように管に沿って、後方へと流
れる。

【００２７】上述の説明では、中押管５における注入孔
３２の形成位置が、受管８の上にあって、中押ジャッキ
４が縮んで、外管２６の後端が達する位置よりも後方で
ある旨説明した。しかし、この位置に限らず、たとえ
ば、注入孔３２は、受管８の上にあって、中押ジャッキ
４が縮んだとき、外管２６の後端部分で覆われるが、中
押ジャッキ４が伸びたときには、外管２６の後端部位に
より覆われず、土壁に対して露出する位置であってもよ
い。つまり後述する図４を参照すれば、一番右端のゴム
輪２７よりも右側の位置であればよい。

【００２８】かかる位置に設けた場合、外管２６が注入
孔３２を覆っているときに、注入孔３２から滑材を送り
出せば、送り出された滑材は、受管８周面と外管２６の
内周面との間にまず分布し、受管８の周面にくまなくい
きわたる。そしてその後、中押ジャッキ４が伸びると、
いきわたった滑材は受管８の後方へ流れ、滑材は管と土
壁との間に良好に注入される。

【００２９】図２および図３を参照して、各中押管５の
内部には、各注入孔３２と第２ホースとを接続する滑材
供給パイプとなる複数の枝管１４が備えられている。ま
た各枝管１４には、その枝管１４を開閉するための電動
弁１１が挿入されている。ある中押管５において、所望
の注入孔３２から滑材を土壁との間へ注入したいときに
は、その注入孔３２に接続されている枝管１４の電動弁
１１が開かれる。これにより、第２ホース内の滑材は、
電動弁１１が開かれた枝管１４を通って注入孔３２から
送り出される。

【００３０】さらに、第２ホースまたは各枝管１４に関
連して圧力センサ２４が備えられている。この圧力セン
サ２４により、第２ホース内の滑材１４の圧力または枝
管１４内の滑材の圧力が検出され、その検出結果に基づ
いて、開成すべき電動弁１１が判別される。各電動弁１
１の開閉は、地上設備２０からの指令により行われ、そ
の指令は制御盤２５を介して各電動弁１１へ与えられ
る。この結果、必要な中押管５の任意の注入孔３２より
必要な量の滑材を適宜供給することができる。

【００３１】以上の結果、図１を再び参照して、管群
を動かすとき、元押ジャッキ１７を伸ばし、一番後方に
ある中押ジャッキ４ａを縮めながら、中押ジャッキ４ａ
に関連している注入孔３２より、滑材を管群の周面と
土壁との間に注入する。こうすると、滑材の注入と移動
される管群とを関連付けることができ、低推力で管を
長距離推進させることが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、長距離施工が可能な
中押工法設備を実現できる。また、長距離施工が廉価に
行える設備とすることができる。さらに、掘り出した残
土が産業廃棄物とはならないため、その点でもコストメ
リットが高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中押工法設備を用いて土中に埋設
管を埋設していく様子を示す図である。

【図２】中押管付近の縦断面図である。

【図３】図２のＩ−Ｉ断面における円周断面図である。

【図４】中押管付近の要部の縦断面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ３ 埋設用管（ヒューム管） ４ 中押ジャッキ ５ 中押管 １０ アダプタ管 １６ 発進立坑 １７ 元押ジャッキ ３１，３２ 注入孔

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 311 E21D 9/06 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定本数の埋設用管ごとに中押ジャッキを
   配置し、推進立坑内に配置された元押ジャッキおよび中
   押ジャッキの推力によって土中に埋設用管を圧入する中
   押工法用設備において、 各中押ジャッキに関連して、土中に圧入された埋設用管
   と土壁との間に滑材を注入するための注入機構が設けら
   れ、 中押ジャッキは中押管に備えられており、 注入機構は、中押管に形成され、管内から管の外周面へ
   通じ、滑材を管の外周面と土壁との間に注入するための
   注入孔を含んでおり、 前記中押管には、中押ジャッキの後方に配置された受管
   と、中押ジャッキの前方に配置された押管と、押管の周
   面から中押ジャッキの外側を覆いながら後方へ延び、受
   管の周面に達する円筒状の外管とを有し、中押ジャッキ
   の伸縮によって、外管の後端が受管の周面沿いに前後方
   向にスライドする機構を備え、 前記注入孔は、外管後端が達する位置よりも後方に位置
   する受管上に形成されていることを特徴とする中押工法
   用設備。
2. 【請求項２】請求項１記載の中押工法用設備において、 受管上に形成されている注入孔は 、中押ジャッキが伸び
   たときに受管上に現れ、中押ジャッキが縮んだときに外
   管によって覆われる位置に形成されていることを特徴と
   する中押工法用設備。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の中押工法用設備に
   おいて、 注入孔は、受管の周方向に放射状に複数個形成されてい
   ることを特徴とする中押工法用設備。
4. 【請求項４】請求項３記載の中押工法用設備において、 中押管内には、任意の注入孔から独立的に送り出すため
   の滑材供給パイプ装置が配置されていることを特徴とす
   る中押工法用設備。