JP3393545B2 - 掘削推進装置における埋設管の接続方法および推進装置 - Google Patents
掘削推進装置における埋設管の接続方法および推進装置Info
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Description
かつ速やかに接続でき、その円滑かつ正確な推進と接続
強度の向上を図れるとともに、推進装置の小形軽量化と
その設置スペースのコンパクト化を図れるようにした掘
削推進装置における埋設管の接続方法および推進装置に
関する。
して、例えば特開平4ー281990号公報では、地下
構造物であるシールドトンネルに曲線ボーリング装置を
搬入し、該装置より複数の曲管を地山に推進し、これを
拡幅部に円弧状に布設後、曲管内に凍結剤またはセメン
トミルク等の改良剤を注入して、拡幅部の地盤を改良
し、拡幅作業を行なうようにしている。
て、先後の曲管の接続手段は、現場での溶接法を採用し
ていたため、作業が面倒で手間が掛かり、また溶接設備
によって作業スペースが制約される等の問題があった。
この場合、曲管をピンで屈曲可能に接続する方法は、曲
線ボーリング装置の推力を曲管の推進方向に確実に伝達
し難く、また推進中の姿勢が不安定になって、曲管を正
確かつ安定して布設することが難く、しかも布設後のピ
ン連結部の強度に不安があって、実用に供し得ない。
を架台の後方に突出して配置していたため、架台が長尺
かつ大形化し、設置スペースの確保が困難になる等の問
題があった。
管の接合部をネジ加工し、これをねじ込んだり、ボルト
・ナットでねじ止めする方法が考えられるが、何れもね
じ込みやねじ止め作業が煩雑で相当な労力を要し、特に
大径の埋設管や曲管の場合は、上記作業が大掛かりにな
って実用に供し得ない。
杭の接続方法として、例えば特開平6ー108776号
公報では、先行鋼管杭と後行鋼管杭の端部に補助短管を
溶接し、鋼管杭を接続する際は、先行鋼管杭の補助短管
の外周にカプラーを嵌合し、該短管の端部に後行鋼管杭
の補助短管を押し当て、カプラーの小孔からエポキシグ
ラウト等の充填固化材を注入充填して、これらを一体に
接続するようにしている。
作業を要する上に、充填固化材の固化に時間が掛かっ
て、鋼管杭の接続に手間が掛かり、しかも充填固化材で
は鋼管杭布設後の強度に不安があって、接続の信頼性を
得難い。
題を解決し、先後の埋設管を強固かつ速やかに接続で
き、その円滑かつ正確な推進と接続強度の向上を図れる
とともに、推進装置の小形軽量化とその設置スペースの
コンパクト化を図れるようにした掘削推進装置における
埋設管の接続方法および推進装置を提供することを目的
とする。
明は、先行の埋設管と後行の埋設管の対向端部に継手管
を固定し、該継手管の外面に接続リングを嵌装し、前記
継手管の端部を押し当て後、前記接続リングを前記両継
手管の端部に亙って位置付け、接続リングと両継手管と
を一体に接続する掘削推進装置における埋設管の接続方
法において、接続リングを両継手管周面に圧接してかし
め連結し、従来の溶接法やねじ込み法、およびボルト・
ナット等によるネジ止め法、充填固化材の充填法に比べ
て、先後の埋設管を強固かつ速やかに接続でき、その円
滑かつ正確な推進と接続強度の向上を図れるようにして
いる。
置に複数の成形型を半径内方向へ移動可能に設けた管接
続装置を装備し、該成形型を介して接続リングを両継手
管にかしめ、管接続装置を推進装置と別設した場合の不
合理を解消し、埋設管の接続を円滑かつ合理的に行なえ
るようにしている。
状溝を設けるとともに、接続リングの内面に前記環状溝
に係合可能な複数の凸部を設け、かしめ連結を確実かつ
強固に行なえるようにしている。請求項4の発明は、両
継手管の端部に互いに係合可能な切欠溝と突片とを設
け、特に埋設管が曲管である場合の位置合わせを至便に
している。請求項5の発明は、埋設管が同様な曲率の曲
管である場合の接続に好適にしている。
イドベースに沿って移動し埋設管を保持可能なチャッキ
ング装置と、該チャッキング装置を推進方向へ移動可能
な推進シリンダと、該シリンダの反力を支持可能な反力
受とを備えた掘削推進装置における推進装置において、
複数の成形型を半径内方向へ移動可能に設けた管接続装
置を推進装置に装備して、管接続装置を別設した場合の
不合理を解消し、かつ埋設管の接続を円滑かつ合理的に
行なえるようにしている。
ースに沿って移動可能に設け、種々の位置における管接
続に対応させるとともに、埋設管の長さ寸法の誤差を許
容し、その寸法管理を緩和し得るようにしている。請求
項8の発明は、埋設管を曲管で構成するとともに、ガイ
ドベースのガイド部を前記曲管と同様な曲率に形成し、
該ガイド部に沿って埋設管を推進可能にして、埋設管の
推進を円滑かつ正確に行なえるようにしている。
ンロッドの先端部を反力受に揺動自在に支持し、ガイド
部の曲率に基づくチャッキング装置の変位を許容し、該
装置の変位に追随可能にしている。
推進シリンダを揺動、かつ軸方向へ移動可能に支持し、
該シリンダのストロークとして、ピストンロッドのスト
ロークに、推進シリンダの移動ストロークを相加した長
尺なストロークを得られ、それだけチャッキング装置を
広域に移動し得るようにしている。請求項11の発明
は、チャッキング装置に埋設管の後端部を保持させ、埋
設管のガイドベース後方への突出を防止して、推進装置
の実質的な小形軽量化を図り、その設置スペースのコン
パクト化を図るようにしている。
に適用した実施の形態について説明すると、図1乃至図
14において1は掘削推進装置に装備した推進装置で、
立坑2内に不動に据え付けられ、その下部に地面に設置
可能な架台3を備え、該架台3上に一対のガイドベース
4,4を離間して平行に立設している。
る湾曲線状のガイド部5が設けられ、該ガイド部5は後
述の曲管状の埋設管と同様な曲率に形成され、該ガイド
部5に沿ってチャッキング装置6と管接続装置7とが移
動可能に設けられている。
は、一対の第1チャック爪8,8が対向して配置され、
これらはピン9,9を介して内外方向、つまり埋設管の
推進方向と直交方向に回動可能に連結されていて、その
両側にチャック駆動シリンダ10,10が配置されてい
る。
る際に作動して、第1チャック爪8,8を互いに近接回
動させ、それらの内側に形成した凹状湾曲面の把持部8
a,8aを、埋設管11(外管)の周面に圧接可能にし
ている。
ク爪12,12が対向して配置され、その先端に凹状円
弧面の把持部12a,12aが設けられていて、そのチ
ャック駆動シリンダ(図示略)を介し、埋設管11の移
動域に出没可能にされている上記チャック爪12,12
は、常時は埋設管11の移動域から後退して配置され、
埋設管11の埋設後、内管13を引き抜く際に前記駆動
シリンダを介して、上記チャック爪12,12を埋設管
11の移動域に突出し、その把持部12a,12aを内
管13の周面に係合可能にしている。
これは埋設管11と同様な曲率の曲管で構成されてい
て、その内部に泥水と掘削土砂とを移動可能にしてお
り、該管13と埋設管11との間に、油圧ホースや送水
用ホース、排泥用バキュームホース(何れも図示略)等
を収容し、これらを最先の埋設管11に装着する先端ビ
ット等を備えた先端装置(図示略)に連係している。
両側に突設したシリンダガイドで、該ガイド14,14
に推進シリンダ15,15が揺動かつ摺動可能に嵌合さ
れ、常時はその他端部が推進装置1の前方、つまり推進
方向に突出している。推進シリンダ15のピストンロッ
ド16は後方へ伸縮可能に配置され、その先端部が、ガ
イドベース4の一端に不動に設けた反力受17の上端部
に揺動自在に支持されている。
にピストンロッド16を伸長し、かつ上記シリンダ15
をチャッキング装置6の後方へ伸長させて、チャッキン
グ装置6を前方へ移動させ、実施形態では段階的に移動
させ、該装置6に保持した埋設管11を内管13と共に
前方へ推進可能にしている。また、推進シリンダ15
は、埋設管11の接続時にチャッキング装置6の前方へ
突出し、実施形態では段階的に突出させて、チャッキン
グ装置6を原位置に復帰可能にしている。
的に移動する手段として、推進シリンダ15の周面に一
定の間隔、例えばピストンロッド16の最大ストローク
相当に複数のキー溝45を形成し、該溝にストッパーキ
ー46を抜き差し可能に装着して、チャッキング装置6
と推進シリンダ15とを掛け止め可能にしている。
合、かしめ装置として構成され、これは図4および図5
のように略横長矩形の型枠18を有し、該枠18の両側
に押圧シリンダ19,20が設けられ、それらのピスト
ンロッド21,22を前記枠18内に突出可能にしてい
る。
成形型23,24が取付けられ、これらの内側に同様な
湾曲面状の押圧面23a,24aが設けられ、該押圧面
23a,24aを金属製の接続リング25の外周面に押
圧可能にしている。押圧シリンダ19,20は、常時は
ピストンロッド21,22を縮小させて、押圧面23
a,24aを埋設管11の移動域から後退し、該管11
の接続時に突出作動可能にされている。
成され、該溝26の両側に係合凸部27,28が形成さ
れ、これらの凸部27,28を第1および第2継手管2
9,30の環状溝31,32に係合可能にしている。第
1および第2継手管29,30は、肉厚の鋼板をプレス
加工して埋設管11と同様な内外径の短小な金属管に構
成され、これらを埋設管11の両端部に溶接している。
33,34はその溶接部である。
には外側へ拡径するテーパ面35が形成され、該面35
の直径方向に外側に拡径する略台形の切欠溝36,36
が形成されている。
は、外側へ縮径するテーパ面37が形成され、該面37
は前記テーパ面35と係合可能にされ、該面37の直径
方向に前記切欠溝36と係合可能な一対の突片38が溶
着されている。第1および第2継手管29,30のかし
め後の幅Wは、管接続装置7の幅よりも若干幅狭に形成
され、その中央部に接続リング25を配置している。
摺動ガイドで、前記ガイド部5に摺動可能に嵌合してい
る。40はガイドベース4の内側に配置した牽引シリン
ダで、そのピストンロッド41を管接続装置7に向けて
伸縮可能にしており、該ロッド41の先端にチェーン4
2の一端を接続し、この他端を管接続装置7の下部に接
続している。
端部に隣接して設けた埋設管ホルダで、これらは下端の
枢着部を支点に左右に二つ割可能な一対のホルダピース
で構成され、該ピースの上端をボルト締めすることで、
内側に挿通した埋設管11を保持可能にしている。
うに、その長さを規定するガイドベース4内で後行の埋
設管11をセットし、かつ該管11のガイドベース4後
方への突出を防止して、推進装置1を実質的に小形軽量
化し、その設置スペースのコンパクト化を図っている。
ピストンロッド16のストロークに、上記シリンダ15
のストローク長を相加したストロークを得られるから、
単一の推進シリンダ15の割に大きな推進量を得られ、
前記推進装置1の小形軽量化を増進する。
1を推進する場合は、該装置1を工事現場に搬送し、各
種のジャッキを介して不動に据え付ける。この場合、推
進装置1は前述のように小形軽量であるから、搬送に至
便で設置スペースの確保も容易になる。また、前記据え
付けに立坑2の掘削を要する場合でも、立坑2の小形化
を図れ、その掘削作業の負担を軽減できる。
先端装置(図示略)と、これに接続する油圧ホースや送
水用ホース、排泥用バキュームホース(何れも図示略)
と、両端部に第1および第2継手管29,30を溶接し
た埋設管11と、内管13と、接続リング25等を工事
現場に搬送する。
油圧ホースや送水用ホースおよび排泥用バキュームホー
スと、埋設管11とを接続して、該管11の後端部をチ
ャッキング装置6に保持させる。
ス4の後端部で静止し、各チャック駆動シリンダの作動
を停止して、第1チャック爪8,8を外側へ倒し、第2
チャック爪12,12を外側へ引き込ませて、それらを
埋設管11の移動域から後退させている。
装置を用いて、先端装置と一体の埋設11を推進装置1
の直上に移動し、かつこれをガイド部5に沿わせて、そ
の後端部を第1チャック爪8,8の把持部12a,12
aの間に位置付け、チャック駆動シリンダ10を作動し
て、埋設管11を把持する。また、先端装置を管接続装
置7の成形型23,24の間と、埋設管ホルダ43,4
4の間を貫挿させて、その先端部を地山の掘削位置に予
め設置した口元管(図示略)に挿入する。
たキー溝45のうち、最後端側のキー溝45にストッパ
ーキー46を先ず差し込み、チャッキング装置6と推進
シリンダ15とを掛け止める。
地山を掘削するとともに、推進シリンダ15,15を駆
動して、そのピストンロッド16,16を伸長し、推進
シリンダ15,15と一体のチャッキング装置6をガイ
ド部5に沿わせて前方へ移動し、その移動分埋設管11
と先端装置とを推進する。この状況は図9のようであ
る。
17で支持され、またガイド部5の曲率に基づくチャッ
キング装置6の上下変位は、ピストンロッド16,16
の先端部が反力受17で揺動自在に支持されて許容され
る。
ッド16の伸長分移動したところで、ガイド部5にロッ
クピン(図示略)を差し込み、チャッキング装置6をガ
イド部5に係止し、該装置6の移動位置を保持する。次
に、推進シリンダ15の圧油の流れを切り換えると、ピ
ストンロッド16の最大伸長状態を維持したまま、推進
シリンダ15自体が後方へ移動し、その内部にピストン
ロッド16が相対的に移動して、図1のような原状を回
復する。
トッパーキー46を差し込み、チャッキング装置6と推
進シリンダ15とを掛け止める一方、前記ロックピンを
ガイド部5から引き抜き、チャッキング装置6の前記ロ
ック状態を解除する。そこで、先端装置の駆動を再開
し、地山を掘削するとともに、推進シリンダ15,15
を駆動する。
5が最大伸長下のピストンロッド16,16に沿って前
方へ移動し、これに前記シリンダ15,15と一体のチ
ャッキング装置6が同動して、その移動分埋設管11と
先端装置とを推進する。
ピン(図示略)を差し込み、チャッキング装置6をガイ
ド部5に係止し、また推進シリンダ15の圧油を切り換
えて、推進シリンダ15自体を後方へ移動させ、その移
動終了後に隣接のキー溝45にストッパーキー46を差
し込み、前記ピンを引き抜き後、推進シリンダ15,1
5を前方へ移動する。
装置6を段階的に移動して、先端装置と埋設管11とを
段階的に推進させ、チャッキング装置6が管接続装置7
に近接したところで、1本目の埋設管11の推進が終了
し、先端装置の駆動を停止する。この状況は図10のよ
うで、ピストンロッド16が最大伸長状態を維持し、チ
ャッキング装置6に推進シリンダ15の後端部が位置し
ている。
し、第1チャック爪8,8を離反させて、埋設管11の
チャッキングを解除する。そして、前述の作業と同様な
要領でストッパーキー46を後方のキー溝45に順次差
し込み、かつロックピン(図示略)をガイド部5に抜き
差しながら、推進シリンダ15,15の圧油の流れを切
り換え、該シリンダ15,15を段階的に後方へ移動
し、これにチャッキング装置6を同動させて、該装置6
を埋設管11の後端部から離反させる。この状況は図1
1のようである。
ース4の後端部、つまり原位置に移動したところで、前
記シリンダ15の作動を停止する。この状況は図12の
ようで、推進シリンダ15とチャッキング装置6とが原
状を回復し、また埋設管11の後端部と推進シリンダ1
5の前端部との間に、十分な広さの作業スペースが確保
される。
油圧ホースや送水用ホースおよび排泥用バキュームホー
ス等を用意し、このうち内管13の先端部を先行の埋設
管11の後端部から突出した内管13に接続し、また前
記油圧ホース等を先行の埋設管11の後端部から突出し
た先行の油圧ホース等に接続する。この後、新たな埋設
管11を用意し、該管11をチェーンブロック等で搬送
してガイドベース4上に移動し、該管11内に前記接続
した油圧ホース等を収容する。この状況は図13のよう
である。
5を先後何れか一方の埋設管11の端部に挿入し、後行
の埋設管11に溶着した第2継手管30を、先行の埋設
管11の後端部に溶着した第1継手管29に押し入れ、
それらのテーパ面37,35を係合する。その際、第2
継手管30に設けた突片38,38を、第1継手管29
に設けた切欠溝36,36に係合し、先後の埋設管1
1,11の位置合わせする。
継手管29,30側へ移動し、その内面の凸部27,2
8を前記継手管29,30の環状溝31,32に位置付
け、当該状態を保持する。これと前後してチャック駆動
シリンダ10を作動し、第1チャック爪8,8を近接移
動させて、後行の埋設管11をチャッキングする。
駆動し、そのピストンロッド41を引き寄せて、チェー
ン42を介し管接続装置7を後方へ移動し、これを接続
リング25と同位置に位置付ける。この状況は図14の
ようである。この場合、ガイド部5の曲率に基づく管接
続装置7の上下動は、チェーン42の自在な変位で許容
され、上記装置7の移動を円滑かつ正確にする。また、
管接続装置7を埋設管11の接続位置に応じて自由に移
動できるから、埋設管11の長さ寸法の誤差を許容で
き、その寸法管理を緩和できる。
し、そのピストンロッド21,22を伸長させて、該ロ
ッド21,22に接続した成形枠23,24を互いに近
接移動させ、それらの押圧面23a,24aを接続リン
グ25の外周面に押し付ける。
1,32に押し込まれ、かつ環状溝26が継手管26,
30の端部周面に圧接されて、先後の埋設管11が一体
に接続される。
接続リング25で機械的に一体に接続しているから、こ
れらをねじ込み、またはボルト・ナット等でねじ止め、
若しくは固化剤を充填する方法に比べて、簡便かつ速や
かに接続でき、接続後は接続リング25によって強力な
接続強度を得られる。
滑かつ安定して推進でき、埋設管11を正確かつ安定し
て布設できる。こうして、1本の埋設管11を略その長
さ分推進し、これに後行の埋設管11を接続したところ
で、1ストローク分の布設作業が終了する。
し、そのピストンロッド21,22を縮小させて、成形
枠23,24を互いに離反動させ、それらの押圧面23
a,24aを埋設管11の移動域から後退させる。ま
た、牽引シリンダ40を伸長作動し、管接続装置7を前
方へ押し送り、これを原位置に移動したところで、前述
と同様に先端装置と推進シリンダ15とを駆動し、地山
を掘削するとともに、チャッキング装置6を段階的に前
進させて、埋設管11を推進する。
ングを両継手管周面に圧接してかしめ連結したから、従
来の溶接法やねじ込み法、およびボルト・ナット等のね
じ止め法、充填固化材の充填法に比べて、先後の埋設管
を強固かつ速やかに接続でき、しかもその円滑かつ正確
な推進と接続強度の向上を図ることができる。
置に複数の成形型を半径内方向へ移動可能に設けた管接
続装置を装備し、該成形型を介して接続リングを継手管
にかしめたから、管接続装置を推進装置と別設した場合
の不合理を解消し、埋設管の接続を円滑かつ合理的に行
なうことができる。
状溝を設けるとともに、接続リングの内面に前記環状溝
に係合可能な複数の凸部を設けたから、かしめ連結を確
実かつ強固に行なうことができる。請求項4の発明は、
両継手管の端部に互いに係合可能な切欠溝と突片とを設
けたから、特に埋設管が曲管である場合の位置合わせに
至便な効果がある。請求項5の発明は、埋設管が同様な
曲率の曲管である場合の接続に好適な効果がある。
方向へ移動可能に設けた管接続装置を推進装置に装備し
たから、管接続装置を別設した場合の不合理を解消し、
かつ埋設管の接続を円滑かつ合理的に行なうことができ
る。請求項7の発明は、管接続装置をガイドベースに沿
って移動可能に設けたから、種々の位置における管接続
に対応できるとともに、埋設管の長さ寸法の誤差を許容
し、その寸法管理を緩和することができる。
るとともに、ガイドベースのガイド部を前記曲管と同様
な曲率に形成し、該ガイド部に沿って埋設管を推進可能
にしたから、埋設管の推進を円滑かつ正確に行なうこと
ができる。請求項9の発明は、推進シリンダのピストン
ロッドの先端部を反力受に揺動自在に支持したから、ガ
イド部の曲率に基づくチャッキング装置の変位を許容
し、該装置の変位に追随させることができる。
推進シリンダを揺動、かつ軸方向へ移動可能に支持した
から、該シリンダのストロークとして、ピストンロッド
のストロークに、推進シリンダの移動ストロークを相加
した長尺なストロークを得られ、それだけチャッキング
装置を広域に移動させることができる。請求項11の発
明は、チャッキング装置に埋設管の後端部を保持させた
から、埋設管のガイドベース後方への突出を防止し、推
進装置の実質的な小形軽量化を図って、その設置スペー
スのコンパクト化を図ることができる。
ッキング装置を示している。
断面図で、接続リングのかしめ前後の状況を併記してい
る。
図である。
である。
である。
で、推進装置のセット状況を示している。
面図で、埋設管を最終段階まで推進した状況を示してい
る。
面図で、埋設管を最終段階推進後、チャッキング装置の
戻し中途状況を示している。
面図で、埋設管を最終段階推進後、チャッキング装置の
戻し終了後の状況を示している。
面図で、内管の接続状況と後行の埋設管のチャッキング
状況を示している。
面図で、先後の埋設管を管接続装置で接続している状況
を示している。
Claims (11)
- 【請求項1】 先行の埋設管と後行の埋設管の対向端部
に継手管を固定し、該継手管の外面に接続リングを嵌装
し、前記継手管の端部を押し当て後、前記接続リングを
前記両継手管の端部に亙って位置付け、接続リングと両
継手管とを一体に接続する掘削推進装置における埋設管
の接続方法において、接続リングを両継手管周面に圧接
して、かしめ連結したことを特徴とする掘削推進装置に
おける埋設管の接続方法。 - 【請求項2】 掘削推進装置の推進装置に複数の成形型
を半径内方向へ移動可能に設けた管接続装置を装備し、
該成形型を介して接続リングを両継手管にかしめた請求
項1記載の掘削推進装置における埋設管の接続方法。 - 【請求項3】 両継手管の各外面に環状溝を設けるとと
もに、接続リングの内面に前記環状溝に係合可能な複数
の凸部を設けた請求項1記載の掘削推進装置における埋
設管の接続方法。 - 【請求項4】 両継手管の端部に互いに係合可能な切欠
溝と突片とを設けた請求項1記載の掘削推進装置におけ
る埋設管の接続方法。 - 【請求項5】 前記埋設管が同様な曲率の曲管である請
求項1記載の掘削推進装置における埋設管の接続方法。 - 【請求項6】 ガイドベースと、該ガイドベースに沿っ
て移動し埋設管を保持可能なチャッキング装置と、該チ
ャッキング装置を推進方向へ移動可能な推進シリンダ
と、該シリンダの反力を支持可能な反力受とを備えた掘
削推進装置における推進装置において、複数の成形型を
半径内方向へ移動可能に設けた管接続装置を有する掘削
推進装置における推進装置。 - 【請求項7】 管接続装置をガイドベースに沿って移動
可能に設けた請求項6記載の掘削推進装置における推進
装置。 - 【請求項8】 埋設管を曲管で構成するとともに、ガイ
ドベースのガイド部を前記曲管と同様な曲率に形成し、
該ガイド部に沿って埋設管を推進可能にした請求項7記
載の掘削推進装置における推進装置。 - 【請求項9】 推進シリンダのピストンロッドの先端部
を反力受に揺動自在に支持した請求項8記載の掘削推進
装置における推進装置。 - 【請求項10】 チャッキング装置に推進シリンダを揺
動、かつ軸方向へ移動可能に支持した請求項8記載の掘
削推進装置における推進装置。 - 【請求項11】 チャッキング装置に埋設管の後端部を
保持させた請求項6記載の掘削推進装置における推進装
置。
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JP11669397A JP3393545B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 掘削推進装置における埋設管の接続方法および推進装置 |
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