JP3422557B2 - 地中推進方法 - Google Patents

地中推進方法

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JP3422557B2
JP3422557B2 JP8665094A JP8665094A JP3422557B2 JP 3422557 B2 JP3422557 B2 JP 3422557B2 JP 8665094 A JP8665094 A JP 8665094A JP 8665094 A JP8665094 A JP 8665094A JP 3422557 B2 JP3422557 B2 JP 3422557B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、地中に圧入される推進
管と、推進管内に挿入されて回転する内管と、内管の先
端に取り付けられて推進管の前方で地盤を掘削する掘削
ビットとを備えた地中推進装置の改良に係り、さらに該
地中推進装置を用いた地中推進方法に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】地中に推進管を推進して管路を構築して
いく推進工法は、元押し機構や掘削方式や排土方式の違
いによって多種多様に分類されている。図5は、係る推
進工法の一種である従来の2重管構造の推進装置による
推進工法を例示する断面図である。 【0003】発進立坑100の内部には地中推進装置1
01の推進機102が設置されている。推進機102の
推進手段には推進管103の基端部が接続されている。
推進機102の回動手段には、推進管103の内部に挿
入された内管104の基端部が接続されている。内管1
04の先端部には掘削ビット105が設けられており、
該掘削ビット105は推進管103の先端部の前方に配
置されている。内管104を推進管103の内部で回転
させると共に該推進管103を地中に推進し、掘削ビッ
ト105を地中に切り込ませて掘削を行う。 【0004】上記推進工法においては、推進途中で掘削
ビット105が磨耗乃至破損した場合に掘削ビット10
5を交換する必要が生じる。しかしながら、地下水があ
り崩壊しやすい地盤を上記2重管構造の地中推進装置1
01を用いて推進している場合に掘削ビット105を交
換するには、掘削ビット105と内管104を推進管1
03から引き抜いても切羽が崩壊しないようにしなけれ
ばならない。 【0005】従来は、掘削ビット105の交換のために
掘削ビット105の前方の地盤を改良していた。即ち、
地表面106からボーリングマシンで地盤に孔107を
形成し、図中に示すようにこの孔107から推進管10
3の前方部に地盤改良材を注入して地盤を広い範囲10
8にわたって固化させ、掘削ビット105を引き抜いた
際の切羽の崩壊を防止していた。 【0006】推進工法においては、掘削対象地盤に応じ
て掘削ビットを選定するが、対象地盤に大きな礫が含ま
れている場合は掘削ビットが磨耗したり欠損したりして
掘削ビットの耐用距離が短くなり、その都度交換を必要
とする。交換を必要とした場合は掘削ビットを発進立坑
側に引き戻すが、切羽に水圧が掛かっていたり崩壊性の
著しい地盤であると、掘削ビットを引き戻すと同時に推
進管内に土砂が流入し、陥没事故が発生する恐れがあ
る。このため切羽部分を地表面からボーリングをして地
盤改良材を注入して固化させ、切羽の崩壊を抑止して掘
削ビットを引き戻してビットの交換を行っていた。この
方法は、掘削ビットの交換が必要になった時点で地盤改
良の準備に掛かり作業を行うことになるので、推進作業
を一時中断し、作業の待機が必要であった。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】前述した地盤改良には
準備と作業に所要の日数と膨大な費用がかかる。地盤改
良の作業中、推進作業は中断せざるを得ず、工事用の機
器や人員の待機によって工事費用はさらに嵩む。 【0008】また、地盤改良の効果が不十分であると、
掘削ビットを推進管内に引き戻した時に切羽が崩壊し、
地表面陥没事故が発生するおそれがある。逆に、地盤改
良の効果が高すぎると、推進管の周囲が固められて推進
ができなくなる等の問題が発生する。 【0009】本発明は、2重管構造の推進装置を用いた
推進工法において、少量の地盤改良材で効果の高い地盤
改良を行い、短い時間で掘削ビットを交換できるように
することを目的としている。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明に係る地中推進
は、地中に圧入される推進管と、推進管内に挿入され
て回転する内管と、内管の先端に取り付けられて推進管
の前方で回転する掘削ビットと、内管の内部に設けられ
た内管の閉止手段と、内管の内部に配設されて閉止され
た閉止手段よりも前方に地盤改良材を注入して推進管内
の土砂を固化させる地盤改良材注入手段を備えた地中推
進装置を用いた地中推進方法において、推進途中で推進
を一旦停止して閉止手段を閉止し、内管を引いて掘削ビ
ットを推進管内に引き込むと共に閉止手段の前方に地盤
改良材を注入して推進管内の土砂を固化させ、さらに掘
削ビットを引き込みながら地盤改良材を注入し、推進管
内を固化した地盤改良材で充満させて切羽圧力に対応さ
せ、推進管内に流入する土砂等を抑止して掘削ビットを
推進管の発進側において回収し、掘削ビットを交換した
後に再び該掘削ビット及び内管を推進管の内部に挿入し
て掘削を再開することを特徴としている。 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【作用】閉止手段によって内管の内部を閉止する。掘削
ビットが推進管内に引き込まれるまで内管を発進立坑に
向けて引きながら地盤改良材供給手段によって地盤改良
材を閉止手段の前方に供給する。推進管の先端部の内部
に充満した土砂は地盤改良材によって固化し、崩壊しな
くなる。しかし切羽には水圧等が掛かっている場合が殆
どで、これだけの範囲の固化だけでは不充分の事が多
く、さらに掘削ビットを引き込みながら地盤改良材を注
入して推進管内の所定範囲を固化した地盤改良材で充満
させ、切羽圧力に対応して崩壊を防止する。掘削ビット
を推進管から引き抜き、交換して再び推進管内に挿入
し、掘削を再開する。 【0015】 【実施例】図1から図4を参照して本発明の一実施例を
説明する。まず、本実施例で使用する地中推進装置1の
構成を説明する。発進立坑2の内部には地中推進装置1
の推進機3が設置されている。推進機3は油圧シリンダ
4等を備えた推進手段を有している。この推進手段には
推進管5の基端部が接続されている。推進機3は油圧モ
ータ6等を備えた回動手段を有している。この回動手段
には、推進管5の内部に挿入された内管7の基端部が接
続されている。 【0016】前記推進管5及び内管7は、所定長さの推
進管及び内管を、推進工程の進展に伴ってそれぞれ複数
本ずつ順次接続したものである。 【0017】前記内管7の先端部には掘削ビット8が取
り付けられている。掘削ビット8は、推進管5の外周面
よりも外側の掘削位置と内側の収納位置との間で揺動自
在である。掘削ビット8の交換時等に、内管7を発進立
坑2側に引けば掘削ビット8は収納位置に退いて推進管
5内に引き込まれる。掘削時に、掘削ビット8は内管7
に押されて掘削位置に設定される。発進立坑2側での操
作により、内管7を推進管5の内部で回転させると共に
推進管5に推進力を加えれば、掘削ビット8が切羽を掘
削して推進管5が推進する。 【0018】内管7の前方の内面には、掘削した土砂の
排出を閉止する閉止手段としてのシャッター9が設けら
れている。シャッター9は、2枚の開口部閉止板10,
10と、開口部閉止板10を開閉動作させる駆動手段と
しての油圧ジャッキ11とを備えている。シャッター9
の操作は発進立坑2側において行うことができる。 【0019】本地中推進装置1は地盤改良材注入手段1
2を有している。地盤改良材注入手段12は、発進立坑
2内または地上に設けられた地盤改良材供給手段と、内
管7の内部に配設された地盤改良材の供給管13とを有
している。地盤改良材供給手段は、地盤改良材の貯槽
と、該貯槽内の地盤改良材を推進機3を介して切羽に向
け送出する供給ポンプ及び配管13a等を有している。 【0020】地盤改良材の供給管13は、内管7の中央
に中心軸線に沿って配設されている。供給管13は、閉
止された前記開口部閉止板10の隙間から前方に延びて
おり、シャッター9の閉止によって供給管13が潰れて
地盤改良材の供給に支障が生じることはない。供給管1
3の先端部は、内管7及び推進管5の前端から前方に突
出して掘削ビット8の近傍に位置している。 【0021】本実施例の地盤改良材には、土砂をほぼ瞬
間的に固化させる瞬間固結剤等を利用することができ
る。 【0022】次に、前記地中推進装置1を用いて行う地
中推進工法において、掘削ビット8を交換する場合の手
順について説明する。図1に示すように推進途中で掘削
ビット8の交換が必要になった時には、一旦掘削を停止
する。 【0023】図2に示すように、シャッター9を閉じて
内管7を閉止する。閉止されたシャッター9の前方は掘
削された土砂で滞留している。掘削ビット8が推進管5
内の収納位置に収まるまで内管7を回転させながら発進
立坑2側に引き戻し、同時に供給管13を介して地盤改
良材を切羽に供給する。 【0024】供給管13から供給された地盤改良材は、
シャッター9よりも前方の内管7の内部と、掘削ビット
8よりも前方にある推進管5の内部を充填する。地盤改
良材を充填する推進管5の範囲をどの位にするか、即ち
掘削ビット8を推進管5内にどの程度引き込んだ状態ま
で地盤改良材の注入を行うかは、切羽における水圧等を
考慮し、適当に加減する。 【0025】なお図3に示すように、推進管5の先端部
の土砂20のみならず、内管7の先端部即ち掘削ビット
8の先端からシャッター9までの間の空間にある土砂2
1も地盤改良材で固化されるが、内管7の内部は発進立
坑2側に引き戻した時に除去できるので問題ない。 【0026】図3に示すように、推進管5の先端部の内
部にある土砂20が地盤改良材によって固化したら、内
管7を発進立坑2側に順次引き出して回収していく。 【0027】掘削ビット8を回収する。図4に示すよう
に、地中に埋設された推進管5の内部からは全ての内管
7が引き抜かれる。推進管5の先端部の内部は共に地盤
改良材によって固化されているので切羽の圧力によって
崩壊することはない。回収された掘削ビット8は発進立
坑2外に搬出されて交換される。掘削ビット8及び内管
7は、これらを引き抜いたのと逆の工程で推進管5内に
挿入され、交換された掘削ビット8は推進管5内で固化
した土砂の近傍に設定される。 【0028】地盤改良材が充填されて固化した推進管5
の内部の土砂20等は、内管7の回転挿入に伴って回転
駆動される掘削ビット8で破壊しながら挿入させ、引き
抜き前の位置に設定し、その後通常の推進が再開され
る。 【0029】以上説明した一実施例では、推進管5の先
端部の内部にある土砂20のみを地盤改良材で固結させ
ていたが、地盤の強度等に応じ、推進管5の内部だけで
なく、推進管5の先端部に近接した推進管5の外部の地
盤を同時に改良してもよい。 【0030】本実施例で説明した地中推進装置1は、本
実施例のような掘削ビット8の交換方法が適用される地
中推進装置の一例に過ぎないことは言うまでもない。例
えば、内管7の閉止手段であるシャッター9が開口部閉
止板10を有する構造でなく、推進管内に設けられて掘
削土砂の排土に供されるオーガーとオーガーの先端に設
定した掘削ビットにより掘削し、推進管を推進する機構
でも採用でき、地盤改良材の供給管13をオーガーのシ
ャフト内に配して掘削ビット部で注入する構造でもよ
く、あるいはオーガーのシャフト内を供給管とした構造
でもよい。さらに推進管の先端を閉止する手段として、
必要に応じて供給される気体によって膨張して内管7の
内部を塞ぐ袋体を用いてもよい。さらに、前記実施例で
は1本の供給管13によって開口部閉止板10の前方に
地盤改良材を注入していたが、このような構成は一例で
あり、要するに閉止した閉止手段の前方に地盤改良材を
注入して少なくとも推進管の内部の滞留土砂を固化させ
られる構造であればよい。 【0031】 【発明の効果】本発明の地中推進方法によれば、推進中
に推進管の先端部の内部を少量の地盤改良材で固化させ
ることができる。 【0032】従って本発明の方法によれば、切羽を崩壊
させることなく、ごく短時間で余分な費用をかけずに掘
削ビットを引き抜いて交換することができるという効果
が得られる。従って推進管切羽部の地盤改良のための準
備と作業に要する日数と該作業の為に推進作業を待機さ
せるむだが省ける。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。 【図2】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。 【図3】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。 【図4】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。 【図5】従来の地中推進装置及び地中推進方法を示す断
面図である。 【符号の説明】 1 地中推進装置 3 推進機 5 推進管 7 内管 8 掘削ビット 9 閉止手段としてのシャッター 12 地盤改良材注入手段 13 地盤改良材注入手段の一部である供給管
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−250297(JP,A) 特開 昭56−81795(JP,A) 特開 平3−202592(JP,A) 特開 平6−66085(JP,A) 特開 平4−34280(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 311 E21D 9/06 301 E21D 9/08 E21D 9/04

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 地中に圧入される推進管と、推進管内に
    挿入されて回転する内管と、内管の先端に取り付けられ
    て推進管の前方で回転する掘削ビットと、内管の内部に
    設けられた内管の閉止手段と、内管の内部に配設されて
    閉止された閉止手段よりも前方に地盤改良材を注入して
    推進管内の土砂を固化させる地盤改良材注入手段を備え
    た地中推進装置を用いた地中推進方法において、 推進途中で推進を一旦停止して閉止手段を閉止し、内管
    を引いて掘削ビットを推進管内に引き込むと共に閉止手
    段の前方に地盤改良材を注入して推進管内の土砂を固化
    させ、さらに掘削ビットを引き込みながら地盤改良材を
    注入し、推進管内を固化した地盤改良材で充満させて切
    羽圧力に対応させ、推進管内に流入する土砂等を抑止し
    て掘削ビットを推進管の発進側において回収し、掘削ビ
    ットを交換した後に再び該掘削ビット及び内管を推進管
    の内部に挿入して掘削を再開することを特徴とする地中
    推進方法。
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