JP3516261B2 - オープンシールド工法による大口径管の敷設方法とその装置 - 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、オープンシール
ド工法により、管内で作業が可能な大口径管を連結して
用排水、ガス、油のパイプラインを地中に敷設する方法
と、これに用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、オープンシールド工法による大口
径管の敷設方法には、大別して次の三つがある。その一
は、オープンシールド機内の埋戻し土の端部処理とし
て、土のう積み、或いは盛りこぼしで施工する方法であ
る。この方法の問題点は、端部の締め固めが十分できな
いことである。土のう積みの場合は、大口径管では埋戻
し高が非常に高くなるため、多数の土のうが必要とな
り、土のうの作成に多大の労力を要し、又、その積み上
げにも多くの時間を要する。盛りこぼしの場合は、のり
勾配が必要となるため、オープンシールド機の機長を長
くする必要があり、コスト高となる。

【０００３】その二は、敷設管渠の最後方へＨ鋼打設に
より、オープンシールド機の前進時の管引き抜け防止の
ため、ＰＣ鋼棒などの高張力鋼棒の緊張支持を行う方法
である。しかしこの方法には、次の問題点がある。即
ち、高張力鋼棒を順次接続するため全体の長さが長くな
って、コスト高になるうえ、緊張力による伸びも長くな
って、管の出来形に支障をきたし、又、取扱いや接続作
業が容易でなくなる。さらに、測量などの管内作業が困
難、かつ危険である。そのため、管外に高張力鋼棒を接
続することもできるが、高張力鋼棒の回収が不可能であ
るため、コスト高となる。

【０００４】その三は、管支持装置（パイプサポート）
により管口部の真円を保持する方法である。しかしこの
方法は、点支持となるため、特にＦＲＰＭ管では支持点
以外の管の変形が大きくなり、管に構造的な障害を与え
る、取付け、取り外しに多くの時間を要し、特に左右の
管支持装置の位置決めに時間を要する、その移動は人力
による持ち運びとなるため、苦渋作業となるなどの問題
点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、次の点にある。即ち、従来方法のその一
に対しては、オープンシールド機内の埋戻し端部の十分
な締め固めを可能とし、機内埋戻し端部処理装置の設
置、撤去を容易にする、機内埋戻し端部は安全にできる
だけ鉛直に近い状態で施工できるようにすることにあ
る。

【０００６】従来方法のその二に対して、管引き抜け防
止用高張力鋼棒の長さをできるだけ短くし、かつ一定に
するとともに、高張力鋼棒の工事完了後の回収可能に
し、引き抜け防止を確実に行い、しかも、引き抜け防止
装置の設置、撤去、移動を容易にすることにある。

【０００７】従来方法のその三に対しては、管断面方向
に対する支持延長を長くして真円の保持を確実にし、し
かも、支持装置の設置、撤去、移動を容易にすることに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の特徴は、以下
の点にある。まず、従来方法のその一に対し、埋戻し端
部の十分な締固めを行い、埋戻し長さをできるだけ短く
するため、オープンシールド機内に設置された管の管口
付近に土留め板を支保し、土留め板に着脱自在に取付け
た帯布状のアンカーシートを、埋戻し土中に埋め込む。
この土留め板は、帯布状のアンカーシートに固着したア
ンカーベルトを係止する後方へ斜降するフックが下端
に、又、アンカーベルトを通す孔が前記フックの上方に
設けられている。

【０００９】従来方法のその二に対しては、管の引き抜
け防止のため、オープンシールド機内に設置した管の管
口付近に土留め板を支保する受け枠と、既に敷設した管
内の管接合部に設置して、管接合部の先行する管の後端
に係止する緊張支持装置とを、高張力鋼棒で接続する。
そしてこの緊張支持装置は、管内を移動可能に車輪と、
左右一対の横当て部材と上下一対の縦当て部材と、伸長
することにより両当て部材を管内壁に密着させる油圧ジ
ャッキとを備えるとともに、両当て部材は、管接合部の
隙間から突出して、先行する管の後端に係止する突起プ
レートを備えている。

【００１０】従来方法のその三に対して、埋戻し前に、
管内の管口付近に左右一対の横当て部材と上下一対の縦
当て部材とを、管の内壁に密着させて、管の真円を保持
する。このための真円保持装置は、管内を移動可能に車
輪と、左右一対の横当て部材と上下一対の縦当て部材
と、伸長することにより両当て部材を管内壁に密着させ
る油圧ジャッキとを備えている。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、図１及び図２に於いて、１
は公知のオープンシールド機、２はそのフレーム、３は
土留め板である。Ｐ１は管で、オープンシールド機１内
に設置される。この土留め板３は、図３で詳細に示すよ
うに、管Ｐ１の管口部を挿入するための逆Ｕ字状の開口
部４と、後述するアンカーシートのアンカーベルトを通
すための孔５が、上部左右と、開口部４を挟んで中央部
左右とに貫設されている。又、図４で示すように、下端
裏面の左右には開口部４を挟んで、後方へ斜降するフッ
ク６が固定されている。土留め板３は、土留め板３の受
け枠７を介してフレーム２に支持される。

【００１２】この発明で使用されるアンカーシート８
は、図５で詳細に示すように、不織布、織布などで帯布
状に形成されており、先端部には逆Ｕ字状のアンカーベ
ルト９が固着されている。そして、図４で示すように、
下段のアンカーシート８ａは、前記のフック６にアンカ
ーベルト９を引っかけて、又、図５で示すように、中段
及び上段のアンカーシート８ｂ、８ｃは、アンカーベル
ト９を孔５に通したのち、固定ピン１０によりそれぞれ
土留め板３に着脱自在に取付けられる。

【００１３】次に、真円保持装置１１と緊張支持装置１
９とについて説明する。図６で示すように、真円保持装
置１１と緊張支持装置１９とは、殆ど同じ構造を有する
ものである。まず、真円保持装置１１について説明する
と、１２は左右一対の横当て部材、１３は上下一対の縦
当て部材で、管Ｐの内壁に面で密着するよういずれも円
弧状に形成され、それぞれ基部が突設されている。１４
は基枠で、前後に左右一対の車輪１５を備えている。図
８ないし図１０で詳細に示すように、１６は左右一対の
横筒で、管Ｐの水平方向の中心線上に対向して基枠１４
に固定されている。１７は上下一対の縦筒であって、管
Ｐの上下方向の中心線上に対向して基枠１４に固定され
ている。そして、横当て部材１２の基部は横筒１６に、
縦当て部材１３の基部は縦筒１７に、それぞれ摺動自在
に嵌入されている。１８は油圧ジャッキで、横向きの油
圧ジャッキは対向する横当て部材１２の基部を、縦向き
の油圧ジャッキは対向する縦当て部材１３の基部を、そ
れぞれ連結している。そこで、油圧ジャッキ１８を作動
させると、横当て部材１２と縦当て部材１３はそれぞれ
外側に移動して、管Ｐ１の内壁に密着するように構成さ
れている。

【００１４】緊張支持装置１９は、前述のように真円保
持装置１１とほぼ同じ構成であるが、図１１で示すよう
に、横当て部材１２及び縦当て部材１３の外周面には、
同一円周上に突起プレート２０が設けられている点で真
円保持装置１１と異なっている。なお、各当て部材１
２、１３の外周面、及び突起プレート２０の前面には、
図１２で示すように、管の保護のためゴム板２１が貼り
付けられている。

【００１５】アンカーシート８ａ、８ｂ、８ｃ、真円保
持装置１１、緊張支持装置１９を用いた大口径管の埋設
方法について説明する。まず、オープンシールド機１内
で基礎を施工したのち、図１及び図２のように、後方管
Ｐ２と接続して管Ｐ１を設置し、管口に土留め板３及び
受け枠７を設置する。次いで、後方管Ｐ２より真円保持
装置１１を移動させ、設置した管Ｐ１の管口付近に設置
する。オープンシールド機１の推進に伴う、既に設置し
ている管Ｐ２の引抜き力に抵抗できる位置に設置してお
いた管内後方の緊張支持装置１９を、１管分前方に移動
させて設置する。

【００１６】即ち、図１２で詳細に示すように、緊張支
持装置の横当て部材１２と縦当て部材１３の突起２０プ
レートを、先行する管Ｐと後続する管Ｐ′との隙間に差
し込み、横当て部材１２、縦当て部材１３に高張力鋼棒
２２の後端を、それぞれナットを螺着して固定する。な
お、同図中２３は接続カラー、２４は止水ゴムパッキン
である。そして、高張力鋼棒２２を真円保持装置１１の
横当て部材１２、縦当て部材１３に貫設した孔に通し、
その先端を、図１３で詳細に示すように、受け枠７にナ
ットを螺着して固定することにより、真円保持装置１１
と緊張支持装置１９とを、高張力鋼棒２２で接続固定す
る。

【００１７】図１及び図２で示すように、まず、下段の
アンカーシート８ａを敷設し、中段のアンカーシート８
ｂの敷設予定位置まで管Ｐ１の周辺を埋戻し、中段のア
ンカーシート８ｂを敷設したのち、後続する管Ｐ２の土
留め板３′中段のアンカーベルトを切断したうえ、固定
ピンを取り除き、上段のアンカーシート８ｃの敷設予定
位置まで管Ｐ１の周辺を埋め戻す。上段のアンカーシー
ト８ｃを敷設し、管Ｐ２のアンカーベルトを切断して固
定ピンを取り除く。そして、オープンシールド機１内の
予定埋戻し位置まで管Ｐ１の周辺を埋め戻す。

【００１８】オープンシールド機１内の埋戻し予定の最
上部まで埋戻すと、後続する管Ｐ２の土留め板３′を引
抜く。そして、設置済みの土留め板３の引抜きが可能
で、次に設置する管の設置スペースができるまで、オー
プンシールド機１を掘進する。次いで高張力鋼棒２２の
緊張を緩めて受け枠７を撤去する。以下、上記手順を繰
り返す。

【００１９】なお、中段のアンカーシート８ｂの敷設予
定位置まで埋戻したときには、埋戻し土の土圧が土留め
板３に作用する。その作用力は、アンカーシート８ａの
埋戻し土との摩擦抵抗で受け持つ。さらに上段のアンカ
ーシート８の敷設予定位置まで埋め戻したときには、土
留め板３にかかる土圧の作用力はアンカーシート８ａ、
８ｂが負担する。最上段まで埋め戻したときの土留め板
３にかかる土圧の作用力は、アンカーシート８ａ、８
ｂ、８ｃが負担する。従って、アンカーシートはこの作
用力に抵抗できる幅と長さのものを敷設する必要があ
る。

【００２０】又、オープンシールド機１のテールフレー
ム引き寄せ時に、オープンシールド機１内の管Ｐ１周辺
の埋戻し土と前記フレーム内面との摩擦力が、埋戻し土
を介して管Ｐ１の周辺に伝達されて管の引抜きが発生す
る。これを防止するため、その作用力を土留め板３に作
用させ、受け枠７から高張力鋼棒２２を介して緊張支持
装置１９に伝達する。管接合部の隙間に差し込まれた突
起プレート２０から作用力が管に伝達され、作用力は管
周辺の摩擦で抵抗する。従って、管周辺摩擦力が作用力
に抵抗できる位置に、緊張支持装置１９を設置する。

【００２１】さらに、オープンシールド機１内で管Ｐ１
の周辺の埋戻しを行う際、管Ｐ１の側方部に側方土圧が
作用し、又、前記オープンシールド機の推進とともに、
後方埋戻しによる上載圧及び底面反力が、前記管の上面
及び底面に作用する。それに伴う管Ｐ１の変形を防止す
るため、埋め戻す前の管内に於いて、左右上下の支保を
横当て部材１２、縦当て部材１３で行って作用力を受け
持つ。その場合、支持点の長さが短いと管Ｐ１自体の剛
性が小さいため、支持点以外が大きく変形し、前記管に
構造的障害を与えかねない。そこで、本発明では、支持
点の長さを長くして前記管への負担を抑えている。

【００２２】

【発明の効果】アンカーシートを着脱可能な土留め板を
採用することにより、安定した土留めが確保できるた
め、埋戻しの端部まで十分な締固めが行える。又、大型
機械の使用により、土留め板の設置、撤去が容易であ
る。さらに、埋戻し端部を鉛直の状態で施工できるた
め、オープンシールド機の機長を短くでき、コストの低
減が図られる。

【００２３】移動可能な緊張支持装置を用いることによ
って、高張力鋼棒の長さを必要最小限に、かつ一定の長
さにできるため、コストの低減が図られ、しかも取扱い
が容易で管内作業も安全に行える。又、管の伸びが最小
限に抑えられるため、パイプラインの品質が高まる。さ
らに、高張力鋼棒を回収できるためコストの低減が図ら
れる。前記装置の取扱いが簡単であり、従って、作業を
早く安全に行える。

【００２４】真円保持装置を使用することで管への構造
障害がなくなるため、パイプラインの品質向上が期待で
きるうえ、前記装置の取扱いが簡単なため、作業を早く
安全に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】土留め板にアンカーシートを取付けた状態のオ
ープンシールド機の平面図である。

【図２】図１の側面略図である。

【図３】土留め板の正面図である。

【図４】フックを用いてアンカーシートを土留め板に取
付けた状態を示す側面図である。

【図５】固定ピンを用いて、アンカーシートを土留め板
に取付けた状態の平面図である。

【図６】真円保持装置と緊張支持装置を管内に設置した
状態の断面図である。

【図７】真円保持装置を管内に設置した状態の正面図で
ある。

【図８】基枠の側面図である。

【図９】基枠の正面図である。

【図１０】基枠の平面図である。

【図１１】緊張支持装置の横当て部材と縦当て部材との
正面図である。

【図１２】高張力鋼棒の後端を、緊張支持装置の横当て
部材と縦当て部材に固定した状態を示す側面図である。

【図１３】高張力鋼棒の前端を受け枠に固定した状態を
示す側面図である。

【符号の説明】

１ オープンシールド機 ３ 土留め板 ７ 受け枠 ８ａ、８ｂ、８ｃ アンカーシート １１ 真円保持装置 １２ 横当て部材 １３ 縦当て部材 １８ 油圧ジャッキ １９ 緊張支持装置 ２０ 突起プレート ２２ 高張力鋼棒 Ｐ１、Ｐ２管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 茂 岡山県赤磐郡山陽町桜ケ丘西６丁目10番 20号 (56)参考文献 特開 平８−109796（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−247797（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 331

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オープンシールド機内に設置された管の管
   口付近に土留め板を支保し、土留め板に着脱自在に取付
   けた帯布状のアンカーシートを、埋戻し土中に埋め込む
   オープンシールド工法による大口径管の敷設方法。
2. 【請求項２】オープンシールド工法による大口径管の敷
   設に用いるものであって、オープンシールド機内に設置
   された管の管口付近に支保される土留め板には、帯布状
   のアンカーシートに固着したアンカーベルトを係止する
   後方へ斜降するフックが下端に、アンカーベルトを通す
   孔が前記フックの上方に設けられている土留め板。
3. 【請求項３】オープンシールド機内に設置した管の管口
   付近に土留め板を支保する受け枠と、既に敷設した管内
   の管接合部に設置して、管接合部の先行する管の後端に
   係止する緊張支持装置とを、高張力鋼棒で接続するオー
   プンシールド工法による大口径管の敷設方法。
4. 【請求項４】オープンシールド工法による大口径管の敷
   設に用いるものであって、管内を移動可能に車輪と、左
   右一対の横当て部材と上下一対の縦当て部材と、伸長す
   ることにより両当て部材を管内壁に密着させる油圧ジャ
   ッキとを備えるとともに、両当て部材は、管接合部の隙
   間から突出して、先行する管の後端に係止する突起プレ
   ートを備えた緊張支持装置。