JP3753555B2 - 小口径推進機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋設管の敷設に用いられる小口径推進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小口径推進機としては、埋設管外径と略同一外径を有する胴部の前端部にカッタヘッドが回転可能に装着されてなる先導管を備えるものが用いられている。この小口径推進機により埋設管を敷設する際には、前記カッタヘッドを回転させるとともに、発進立坑内に予め設置された推進装置を先導管の後端部に押付けて伸長させることにより先導管に推進力を伝達し、先導管を地山に貫入する。次いで、推進装置を収縮させて先導管の後端部に埋設管を連結し、その埋設管の後端部に前記推進装置を押付けて伸長させることにより埋設管を介して先導管に推進力を伝達する。これを繰り返して順次埋設管を連結して埋設管の敷設作業を行う。こうして埋設管の敷設作業が終了すると、到達立坑に露呈する先導管のみをその到達立坑から回収する。なお、推進中に先導管の方向が敷設予定線からはずれた場合には、先導管の揺動操作により方向修正を行うのが一般的である。
【０００３】
しかし、このような小口径推進機においては、先導管は到達立坑に到達するまでは回収することができないため、埋設管の敷設場所周辺の事情により到達立坑が構築できない場合には埋設管の敷設ができないという問題点を生じる。
【０００４】
このような問題点を解決する方法として、実用新案登録第２５３７７５３号公報および実用新案登録第２５５９２６１号公報において、先導管の外径を埋設管の内径より小さくし、この先導管を埋設管内を通して発進立坑に回収するように構成された小口径推進機が提案されている。
【０００５】
しかし、これら実用新案登録第２５３７７５３号公報および実用新案登録第２５５９２６１号公報に開示されている小口径推進機では、先導管の外径が埋設管の内径より小さくされているために、埋設管の内径より外側の部分は掘削されずに埋設管が推進されることとなり、埋設管の内径より外側の地山が圧密となって推進抵抗が大きくなり施工効率が低下してしまうという問題点がある。
【０００６】
このような問題点に対処したものとして、特開平７−２６９２８４号公報，特開平８−２８４１４０号公報および特開平９−１４４４８５号公報には、先導管による掘削径が埋設管の外径と略同一で、かつ前記先導管が埋設管との干渉を回避しつつその埋設管内を通して発進立坑側に回収可能に構成された小口径推進機が提案されている。
【０００７】
前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００においては、図１０に示されるように圧裂型ビット１０１が保持部材１０２に保持されて外筒管１０３にヒンジ１０４で揺動自在に取り付けられるとともに、内筒１０５を前方に移動させることにより前記圧裂型ビット１０１の保持部材１０２の後端部と外筒管１０３との間に挿入されるくさび状スライダ１０６が内筒管１０７の先端に設けられている。前記圧裂型ビット１０１は、前記くさび状スライダ１０６が完全に挿入されて外側に開いた状態で支持され、前記内筒１０５が後方に移動されることにより圧裂型ビット１０１の支持が解かれる。この小口径推進機１００は、圧裂型ビット１０１の支持が解かれた状態で発進立坑側に引き戻すように構成されている。また、この小口径推進機１００は、内筒１０５全体が回転して掘削物が前面の開口部１０８から取り込まれるようにされている。
【０００８】
前記特開平８−２８４１４０号公報に記載の小口径推進機１１０は、図１１にその正面図が示されるように、前面にカッタヘッド１１１が備えられる先導管１１２の外周に外筒１１３が配設され、この先導管１１２と外筒１１３とは所定値以上の剪断力が作用したときに剪断されるシャーピンによって接続されて構成される。前記カッタヘッド１１１の外径は外筒１１３の内径より小さくされており、外筒１１３前方の土砂はカッタヘッド１１１により掘削されないが、外筒１１３の先端内周面が先端に向けて径を拡大させるテーパ面とされており、推進力が付与されたときに地中に刺し込まれ土砂を先導管１１２内に導入するようにされている。また、この小口径推進機１１０による掘進終了後は、前記先導管１１２に付与される引抜力によってシャーピンが剪断されて外筒１１３と先導管１１２との連結が解除され、その先導管１１２が外筒１１３内を通って引き戻される。
【０００９】
前記特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１２０は、図１２に示されるように先端に外周ビット１２１が取り付けられ、掘削面に向けて屈折可能な複数のスポーク１２２が半径方向に配置されているカッタヘッド１２３と、このカッタヘッド１２３を前面に回転自在に装着する先導管１２４と、この先導管１２４の外周に配置されている外筒１２５とからなり、前記カッタヘッド１２３を回転させたときの外周ビット１２１の軌跡が外筒１２５の外径と略等しくなるようにされ、前記先導管１２４と外筒１２５とは所定値以上の剪断力が作用したときに剪断されるシャーピン（図示省略）を介して接続されている。
【００１０】
この小口径推進機１２０においては、掘進終了後先導管１２４に引抜力が伝達され、前記シャーピンに作用する剪断力が増大し、所定値に達したときシャーピンが剪断されて外筒１２５と先導管１２４との接続が解除される。その後、スポーク１２２の先端が外筒１２５の端部と接触し、引き続く先導管１２４の引き戻しによってスポーク１２２が掘削面側に屈折し、外筒１２５との干渉を回避して外筒１２５内を通って引き戻される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００においては、内筒１０５の全体が回転し屈曲不可能であるため、方向修正が行なえず、精度の良い施工は困難であるという問題点がある。また、掘削された土砂が開口部１０８より直接取り込まれるため、内筒内に土砂が貯留している状態では発進立坑内への引き戻しは不可能であるという問題点がある。また、カッタ前方の土圧を支える手段を備えておらず、滞水層や崩壊性の高い土質での施工には対応することができない。
【００１２】
また、特開平８−２８４１４０号公報に記載の小口径推進機１１０では、外筒１１３の先端部を地山に刺し込むようにして外筒１１３の推進が行われているが、例えば岩盤や礫質層等の頑強な地層に対しては外筒１１３の推進が困難であるという問題点がある。また、先導管１１２と外筒１１３とを接続するシャーピンを剪断して先導管１１２が引き戻されるため、この先導管１１２を再び外筒１１３内に内挿して掘進させることができないという問題点がある。
【００１３】
一方、特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１２０では、前記スポーク１２２に取りつけられた外周ビット１２１により土砂の掘削を行うようにされているため、礫質層の掘削が困難であるという問題点がある。また、前記先導管１２４と外筒１２５とを連結させるシャーピンを剪断して先導管１２４と外筒１２５とを分離させて先導管１２４が引き戻すようにされているため、一度引き戻した先導管１２４を再び外筒１２５に内挿させて連結できず、また屈折されたスポーク１２２を切羽面に対して拡径させることができないため、先導管１２４の再投入・再掘進が不可能であるという問題点がある。
【００１４】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、砂礫層から岩盤層等の広範囲の土質に対して推進抵抗を少なくかつ精度良く先導管を推進させることができるとともに、先導管を敷設された埋設管内を通して発進立坑側へ容易に回収することができる小口径推進機を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、第１発明による小口径推進機は、
埋設管の先端に連結され、その埋設管の外径と略同一の外径を有する外筒と、前記埋設管を敷設する際には後部が前記外筒に内挿される先導管とを備える小口径推進機において、
（ａ）前記先導管の前部に回転自在に設けられ、複数のディスクカッタを有してその外径を拡縮可能なカッタヘッドと、
（ｂ）前記カッタヘッドの後部に配されるチャンバ内に取り込まれた土砂を排出するスクリューコンベアよりなる排土装置と、
（ｃ）前記埋設管を敷設する際には前記カッタヘッドの外径を埋設管外径と略同一となるように拡大させるとともに、前記先導管を外筒内および埋設管内を通す際には前記カッタヘッドの外径を埋設管内径より小さくなるように縮小させる拡縮手段と、
（ｄ）前記埋設管を敷設する際には前記先導管と前記外筒とを連結させ、前記先導管を前記外筒内および埋設管内を通す際には前記連結を解除して先導管と外筒とを分離させる連結手段と
を備え、前記拡縮手段は、前記スクリューコンベアのスクリュー軸に連結されて前後方向に摺動されるスライドケースと、このスライドケースと前記ディスクカッタとを結合するリンク部材とを有し、前記スクリュー軸を前後方向に摺動させることで前記ディスクカッタにカッタヘッドの半径方向外側へ向う押付け力および半径方向内側へ向う引込み力を付与するように構成される
ことを特徴とするものである。
【００１６】
また、第２発明による小口径掘進機は、
埋設管の先端に連結され、その埋設管の外径と略同一の外径を有する外筒と、前記埋設管を敷設する際には後部が前記外筒に内挿される先導管とを備える小口径推進機において、
（ａ）前記先導管の前部に回転自在に設けられ、複数のディスクカッタを有してその外径を拡縮可能なカッタヘッドと、
（ｂ）前記カッタヘッドの後部に配されるチャンバ内に取り込まれた土砂を排出するバキューム式もしくは泥水式排土装置と、
（ｃ）前記埋設管を敷設する際には前記カッタヘッドの外径を埋設管外径と略同一となるように拡大させるとともに、前記先導管を外筒内および埋設管内を通す際には前記カッタヘッドの外径を埋設管内径より小さくなるように縮小させる拡縮手段と、
（ｄ）前記埋設管を敷設する際には前記先導管と前記外筒とを連結させ、前記先導管を前記外筒内および埋設管内を通す際には前記連結を解除して先導管と外筒とを分離させる連結手段と
を備え、前記拡縮手段は、前記排土装置に付設される摺動用シャフトに連結されて前後方向に摺動されるスライドケースと、このスライドケースと前記ディスクカッタとを結合するリンク部材とを有し、前記摺動用シャフトを前後方向に摺動させることで前記ディスクカッタにカッタヘッドの半径方向外側へ向う押付け力および半径方向内側へ向う引込み力を付与するように構成される
ことを特徴とするものである。
【００１７】
これら第１発明および第２発明においては、前記連結手段により先導管と外筒とを連結させるとともに、拡縮手段によりカッタヘッドの外径を埋設管（外筒）外径と略同一となるように拡大させて外筒に推進力を付与することにより先導管に推進力が伝達され、前記外筒の後方に埋設管が順次継ぎ足され、こうして埋設管の敷設作業が行われる。一方、この埋設管の敷設作業を終了後もしくは埋設管の敷設作業を中断して前記先導管を引き戻す場合には、前記連結手段により先導管と外筒との連結が解除されるとともに、拡縮手段によりカッタヘッドの外径を埋設管（外筒）内径より小さくなるように縮小させた後、先導管に引き戻し力が付与されると、この先導管が前記外筒および埋設管に干渉することなくそれら外筒および埋設管内を通って後方に引き戻される。また、地中の埋設管内および外筒内に前記先導管を投入して、すなわち前記カッタヘッドが縮径状態の先導管を前記埋設管内を通して外筒に内挿し前記連結手段によってその先導管と外筒とを連結するとともに、拡縮手段によりカッタヘッドの拡径を行った後、前記先導管に推進力を付与させると再び埋設管の敷設作業を行うことができる。
【００１８】
これら第１発明および第２発明によれば、カッタヘッドによって前記外筒の外径と略同一径の掘削が行われるため、外筒および埋設管をスムーズに推進させることができ、従来外筒および埋設管の推進が困難とされていた例えば岩盤や礫質層等の頑強な地層に無理無く埋設管を敷設することができるという効果を奏する。また、前記埋設管の敷設終了後には、前記先導管を引き戻して回収することができ、従来先導管の回収に必要とされていた到達立坑が不要となりコスト低減および工期の短縮を図ることができる。前記先導管は、引き戻しが可能であるとともに、地中の外筒に内挿されて埋設管の敷設作業を再開できるため、例えば埋設管の敷設途中に先導管の補修や地中障害物が生じた場合であっても、中間立坑等を構築する必要がなく、先導管の補修作業および地中障害物の撤去作業を行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による小口径推進機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１には、本発明の第１実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図が示されている。図２には、図１のＰ−Ｐ線断面図が示されている。
【００３２】
第１実施例の小口径推進機１は、埋設管２の外径と略同一外径を有してその埋設管２の先端に接続される外筒Ａと、前記外筒Ａに連結・分離可能な先導管Ｃと、図示されない発進立坑内に配設され、埋設管２の後端面を押圧して前記先導管Ｃに推進力を付与する推進装置（図示省略）とにより構成されている。
【００３３】
前記先導管Ｃには、埋設管２および外筒Ａの内径より小さい外径を有する胴部３が設けられており、この胴部３は前胴３ａと後胴３ｂとに分割され、これら前胴３ａおよび後胴３ｂは図示されない揺動ジャッキにより揺動部４にて揺動自在に連結されており、推進方向を修正可能な構造とされている。この前胴３ａの推進方向前方には、前面に複数のディスクカッタ５を有するカッタヘッド６が設けられ、このカッタヘッド６後部のバルクヘッド７と前記ディスクカッタ５との間に外部から土砂等を取り込むチャンバ８が設けられている。また、前記カッタヘッド６は前胴３ａ内に設けられるカッタヘッド駆動部６ａにより前記前胴３ａに対して回転自在に支承されている。なお、図１において、小口径推進機１の先導管Ｃは前後２分割されて記載されている。
【００３４】
前記胴部３内には、その中心軸線に沿って後胴３ｂのやや後方まで、前記チャンバ８内に取り込まれた土砂を排出する排土装置９が貫通して設けられている。この排土装置９は、スクリューコンベア１０とそのケーシング１１とからなり、前記スクリューコンベア１０のスクリュー軸１２は、その後端に取り付けられる駆動モータ１３により軸心周りに正逆回転自在とされている。
【００３５】
前記カッタヘッド６の外周部に配設されるディスクカッタ５は、前記バルクヘッド７に前方に向けて突設されているブラケット１５に枢支される断面略Ｌ字形の支持部材１４先端部に支持されており、外筒Ａの外径と略同一位置から外筒Ａの内径よりやや中心側位置まで揺動可能にされている。前記バルクヘッド７の前面には、カッタヘッド６の拡径時すなわち前記ディスクカッタ５を外筒Ａの外径と略同一位置まで揺動させたときに支持部材１４のコーナ部より基端部側背面を接当させてディスクカッタ５の位置を保持させるストッパ１６が付設されている。このストッパ１６前面の最外部には、前記支持部材１４がストッパ１６に接当されていない状態のときに、この支持部材１４の基端部側背面とバルクヘッド７との間にトンネル坑壁から砂礫が入り込まないように礫噛み込み防止ゴム１７が突設されている。
【００３６】
前記カッタヘッド６の前面には、前記ディスクカッタ５の揺動を操作してカッタヘッド６の外径を拡縮させる拡縮機構Ｄが設けられている。この拡縮機構Ｄは、前記ディスクカッタ５がカッタヘッド６の前面中心に配置されるシャフト１９の外周に沿って前後方向に揺動可能なスライドケース２０から半径方向でかつ放射線状に突設されるブラケット２１に枢支されたリンク部材２２を介してリンク結合されて構成されている。すなわち、前記スライドケース２０を前方へ摺動させると、リンク部材２２を介してディスクカッタ５にカッタヘッド６の半径方向外側に向けて押付け力が付与されてカッタヘッド６の外径が拡大される（図１中実線で示す。）。一方、前記スライドケース２０を後方へ摺動させると、リンク部材２２を介してディスクカッタ５にカッタヘッド６の半径方向内側に向けて引込み力が付与されてカッタヘッド６の外径が縮小される（図１中二点鎖線で示す）。
【００３７】
前記スライドケース２０は、ボールジョイント２０ａを介して前記スクリュー軸１２の前端に連結されており、このボールジョイント２０ａによって前記スライドケース２０にスクリュー軸１２の前後方向の動きのみが伝達され、カッタヘッド６の回転とスクリュー軸１２の回転との回転数差を許容するようにされている。
【００３８】
前記排土装置９のケーシング１１後端部は前後に分割され、その後方側のケーシング部分は前方側のケーシング部分に前後に摺動自在に嵌合されており、それら前後に分割されたケーシング部分にはその分割部分を跨いでスライドケース摺動ジャッキ２３が装着されている。したがって、このスライドケース摺動ジャッキ２３の伸長によりスクリュー軸１２が後方に引き戻され、スライドケース摺動ジャッキ２３の収縮によりスクリュー軸１２が前方へ押し出される。
【００３９】
前記ケーシング１１の後部には、スクリュー軸１２とケーシング１１との間の掘削土砂搬出空間に連結される排土管２４が接続されており、この排土管２４には切替弁２５を介して、掘削土砂を後方に排出するバキュームポンプＰ１を備える吸い込み側配管２６と、前記掘削土砂空間を通してカッタヘッド６の前面に充填材を送出する圧送ポンプＰ２を備える送出側配管２７とが接続されている。なお、この充填材は、前記掘削土砂空間を経てカッタヘッド６前方に到達した後に硬化するように硬化時間が調整されている１液タイプの固化剤である。
【００４０】
前記後胴３ｂの後端には、略円弧状板材からなる上下一対の推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが設けられている。図２に示されるように、これら推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの一端同士は互いに回動可能にピン結合されており、他端同士はジャッキ３１を介して連結され、このジャッキ３１の伸縮により前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが径方向に拡縮するようにされている。
【００４１】
また、外筒Ａの後部内周で、かつ前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの対応位置には、推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを拡径させた際にそれら推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの外周部を係合する係合溝３２を備える係合部材３３が固設されている。このように前記ジャッキ３１を伸長させて推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを拡径させてその外周部を係合溝３２に係合させることにより、外筒Ａと後胴３ｂとが連結され、埋設管２の後端面を押圧して推進力を付与することにより、先導管Ｃに推進力が付与される。また、前記ジャッキ３１を収縮させて推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径させた際には、それら推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの外周部が係合溝３２から外れ、外筒Ａと後胴３ｂとの連結が解除される。
【００４２】
このように構成される小口径推進機１を用いて埋設管２を敷設するには、まず外筒Ａ内に先導管Ｃを嵌挿し、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を収縮させてスクリュー軸１２を前方に押し付けてスライドケース２０を前方に移動させることにより、ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向に押し出してカッタヘッド６を拡径させる。次いで、前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの拡径により係合部材３３の係合溝３２に係合され、前記外筒Ａと先導管Ｃとが一体化される。こうして、前面のカッタヘッド６を回転させた状態で、前記発進立坑内に設置された推進装置により外筒Ａの後端面が押圧されて先導管Ｃに推進力が付与され、外筒Ａの外径と略同一径で掘削が行われて、外筒Ａが地中に貫入される。
【００４３】
次いで、外筒Ａの後端面に埋設管２が接続され、前記推進装置によりその埋設管２の後端面を押圧すれば、埋設管２および外筒Ａを介して先導管Ｃに推進力が伝達され、掘進作業が行われる。こうして埋設管２の後端面に順次新たな埋設管２が継ぎ足されて前記掘進作業を繰り返して前記埋設管２が敷設される。なお、掘進作業中は、前記排土管２４が切替弁２５により吸い込み側配管２６に連結され、前記チャンバ８内に取り込まれた土砂がスクリューコンベア１０の正回転により排土装置９の掘削土砂排出空間を経て排土管２４に供給され、バキュームポンプＰ１の作動により吸い込み側配管２６に吸引される。
【００４４】
図３には、第１実施例の先導管Ｃを発進立坑に回収する手順を説明する説明図が示されている。
【００４５】
第１実施例においては、前記小口径推進機１による掘進作業（埋設管２の敷設作業）が終了して先導管Ｃを発進立坑に回収する際、もしくは中断して先導管Ｃを発進立坑に回収する際には（図３（ａ））、まず前記スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させることにより前記スライドケース２０を後方へ移動させ、前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向中心側へ引込ませてカッタヘッド６の外径が前記外筒Ａの内径より小さくなるように縮小する（図３（ｂ））。この後、前記ジャッキ３１を収縮させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径し、外筒Ａと先導管Ｃとの連結を解除して外筒Ａの先端面が先導管２の先端面と略同位置になるまで、前記推進装置によって埋設管２の後端面を押圧して外筒Ａおよび埋設管２を前方に推進させる（図３（ｃ））。続いて、先導管Ｃを後方へ引き戻し（図３（ｄ）（ｅ））、発進立坑内に回収する。
【００４６】
このように外筒Ａおよび埋設管２とを前方に推進させることにより、掘進作業中に外筒Ａで覆われていない先導管Ｃのカッタヘッド６部分および前胴３ａ部分に先導管Ｃを引き戻すことにより生じる空洞部上方を覆うことができる。したがって、地山が崩落する危険を回避することができ、安全に先導管を回収できるという効果を奏する。なお、第１実施例の引き戻し手順は、地山強度が高いもしくは、予め薬液注入等が施され、水が無くすぐに崩落しない地山に対して有効である。
【００４７】
第１実施例によれば、カッタヘッド６前面に配設されるディスクカッタ５により掘進作業が行われるため、礫質，岩盤などの広範囲の土質に対応可能であり、そのカッタヘッド６により外筒Ａの外径と略同一径の掘進が行われるため、外筒Ａおよび埋設管２をスムーズに推進させることができるという効果を奏する。
【００４８】
また、第１実施例によれば、先導管Ｃを再使用可能な状態で発進立坑内に回収することができる。このため、例えば掘進作業途中にディスクカッタ５を交換する場合や、掘進途中に掘削不能な障害物が現れた場合に、先導管Ｃを一旦発進立坑内に回収し、カッタ鋼管作業や障害物除去作業の終了後に再び先導管Ｃを投入して再掘進させることができるという効果を奏する。
【００４９】
第１実施例においては、掘進作業する際にカッタヘッド６の拡径が行われた後に先導管Ｃと外筒Ａとの連結が行われているが、これに限らず、先導管Ｃと外筒Ａとが連結された後にカッタヘッド６の拡径が行われても良く、また先導管Ｃと外筒Ａとの連結とカッタヘッド６の拡径とが同時に行われても良い。
【００５０】
また、第１実施例においては、推進装置によって先導管Ｃとの連結が解除された外筒Ａおよび埋設管２が前方へ推進するようにされているが、これに限らず、図４（ａ）に概略構成図が示されるように、外筒Ａを二重筒構造とし、内側の筒Ａ１を外側の筒Ａ２内に設けたスライドジャッキ３５で前方に押し出すようにして、内側の筒Ａ１の先端部が先導管Ｃの先端部と同位置になるようにしてもよい。この場合、スライドジャッキ３５のストロークは必要スライド量とせずに、短いストロークでスペーサ３６を順次継ぎ足すことにより押し出される。
【００５１】
次に、第２実施例に係る先導管の回収方法について説明する。第２実施例において、先導管Ｃを発進立坑に回収する手順のみが異なる以外は、第１実施例と異なるところがない。以下、第１実施例と共通する構成について、同一の符号を用いて説明する。
【００５２】
図５には、第２実施例の先導管Ｃを回収する手順を説明する説明図が示されている。
【００５３】
第２実施例においては、前記小口径推進機１による掘進作業が終了して先導管Ｃを発進立坑に回収する際、もしくは中断して先導管Ｃを発進立坑側に回収する際には（図５（ａ））、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させることにより前記スライドケース２０を後方へ移動させ、前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向中心側へ引込ませてカッタヘッド６の外径を前記外筒Ａの内径より小さくなるように縮小させる（図５（ｂ））。
【００５４】
次に、前記ジャッキ３１を収縮させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径し、外筒Ａと先導管Ｃとの連結を解除した後、先導管Ｃを発進立坑側に引き戻す。この先導管Ｃの引き戻しとともに、前記切替弁２５を送出側配管に連結してスクリューコンベア１０を逆回転させて充填材をカッタヘッド６の前方に送出する（図５（ｃ））。
【００５５】
この充填材により、前記先導管Ｃの後退により形成される空洞部および前記外筒Ａ内の先端部を固化した後（図５（ｄ））、前記圧送ポンプを停止して充填材の注入を終了し、先導管Ｃを引き戻して発進立坑内に回収する（図５（ｅ））。
【００５６】
第２実施例によれば、先導管Ｃの後退により形成される空洞部および外筒Ａの先端部が充填材によって塞がれるため、湧水地盤や崩落性の強い地盤であっても確実に施工することができ、より広範囲の土質に対応させることができるという効果を奏する。
【００５７】
また、第２実施例によれば、第１実施例と同様に外筒Ａおよび埋設管２を小さい推進抵抗で、かつ精度良く推進可能であるという効果を奏する。また、先導管Ｃが再使用可能状態で回収されるため、一旦回収された先導管Ｃを外筒Ａ内に再投入して再掘進させることができるという効果を奏する。
【００５８】
第２実施例においては、充填材として１液タイプの固化剤が用いられているが、これに限らず、例えば２液混合タイプの固化剤を用いることも可能である。この場合には、例えばスクリュー軸１２を中空とし、このスクリュー軸１２内を通して２液混合タイプの一方の薬液をカッタヘッド６の前方に供給するとともに、前記掘削土砂排出空間を通して他方の薬液をカッタヘッド６の前方に供給して、カッタヘッド６の前方で２種の薬液を混合させて硬化させればよい。
【００５９】
次に、第３実施例に係る先導管の回収方法について図６を参照しつつ説明する。第３実施例において、充填材をカッタヘッド６に注入する構成および外筒Ａ’の構成が異なる以外は、第１実施例と基本的に異なるところがない。したがって、第１実施例と共通する構成については、同一符号を用いて説明する。
【００６０】
第３実施例の小口径推進機１’においては、外筒Ａ’の外周の一部（本実施例では下部）で、かつ先端部から後端部に渡って充填材流路配管４０が付設されており、充填材がこの充填材流路配管４０内を通ってカッタヘッド６前方に注入されるように構成されている。この充填材流路配管４０の後部は埋設管２内に配設されており、その充填材流路配管４０の先端は外筒Ａ’内の先端部に連通されている。なお、前記排土管２４の下流側に切替弁２５を設ける必要がなく、この排土管２４はバキュームポンプＰ１を備える吸い込み側配管２６に連結されていればよい。
【００６１】
また、前記外筒Ａ’は、充填材流路配管４０から充填材を注入しつつ先導管Ｃを引き戻す長さを確保するため、第１実施例で用いられる小口径推進機１の外筒Ａに比べて長く設定されている。
【００６２】
図６には、第３実施例の先導管Ｃを回収する手順を説明する説明図が示されている。
【００６３】
第３実施例においては、第１実施例と同様の手順で小口径推進機１’による掘削作業が終了した際、もしくは中断して先導管Ｃを発進立坑側へ引き戻す際には（図６（ａ））、まず前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向中心側へ引込ませてカッタヘッド６の外径を外筒Ａ’の内径より小さく縮小させる（図６（ｂ））。次に、ジャッキ３１を収縮させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径し、外筒Ａと先導管Ｃとの連結を解除して外筒Ａの先端面が先導管２の先端面と略同位置になるまで外筒Ａおよび埋設管２を前方に推進させる（図６（ｃ））。
【００６４】
次いで、先導管Ｃを後方に移動させつつ、充填材を前記充填材流路配管４０内を通して外筒Ａの先端部からカッタヘッド６の前方に送出させ、トンネル切羽面から前記外筒Ａ内の先端部空間に前記充填材を注入して防護壁を形成した後（図６（ｄ））、その充填材の注入を終了して先導管Ｃを引き戻して発進立坑内に回収する（図６（ｅ））。
【００６５】
第３実施例によれば、第２実施例と略同等の効果を得ることができる。また、充填材の注入量を少なくすることができるため、コストダウンおよび工期の短縮を図ることができる。また、前記充填材流路配管４０が外筒Ａ’の外周部に備えられ、先導管Ｃの小型化が可能となるため、さらに径の小さい埋設管の敷設に適用することができる。
【００６６】
第３実施例においては、充填材流路配管４０よりカッタヘッド６の前方に充填材を注入しながら先導管Ｃが引き戻されているが、これに限らず、第１実施例と同一の小口径推進機１を用いてスクリュー軸１２の逆回転により充填材を注入しつつ、前記手順で先導管Ｃを引き戻すことも可能である。
【００６７】
前記各実施例においては、カッタヘッド６を縮径させた後に先導管Ｃと外筒Ａとの連結が解除されているが、これに限らず、先導管Ｃと外筒Ａとの連結が解除された後にカッタヘッド６を縮径させてもよく、先導管Ｃと外筒Ａとの連結とカッタヘッド６の縮径とを同時に行っても良い。
【００６８】
次に、第４実施例に係る先導管Ｃの投入方法について説明する。第４実施例においては、第１実施例および第２実施例で用いられている小口径推進機１と同一のものが用いられており、地中に敷設されている埋設管２内を通してその埋設管２の先端に連結されている外筒Ａ内に先導管Ｃが投入される。なお、第１および第２実施例と共通する構成について、同一の符号を用いて説明する。
【００６９】
図７には、第４実施例の先導管Ｃを外筒Ａ内に投入する手順を説明する説明図が示されている。
【００７０】
第４実施例においては、前面にカッタヘッド６を備える先導管Ｃを、スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させてそのカッタヘッド６の外径を縮小させた状態で、地中に敷設されている埋設管２内および外筒Ａ内を通してカッタヘッド６の前面がトンネル切羽に当接するまで貫入する（図７（ａ）（ｂ））。
【００７１】
次いで、前記外筒Ａの係合溝３２が先導管Ｃの推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの対向位置となるように、外筒Ａおよび埋設管２とを後方に引き寄せる（図７（ｃ））。この後、前記ジャッキ３１を伸長させて推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを係合溝３２に係合させて、先導管Ｃと外筒Ａとを一体化させるとともに、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を収縮させてスクリュー軸１２を前方へ摺動させてカッタヘッド６の外径が前記外筒Ａと略同一径となるように拡径させる（図７（ｄ））。こうして、カッタヘッド６を回転させつつ埋設管２の後端面を推進装置に押圧させて、先導管Ｃに推進力を伝達して再掘進作業および埋設管２の敷設作業が行われる。
【００７２】
このように先導管Ｃを地中の埋設管２内を通して外筒Ａに連結し、さらに前面のカッタヘッド６を拡径した状態で先導管Ｃを再掘進させることができ、例えば先導管Ｃによる掘進途中に先導管Ｃの補修や地中障害物の撤去を行なう際に、従来構築されていた中間立坑が不要となるため、施工コストを低減させることができ、工期を短縮することができるという効果を奏する。
【００７３】
第４実施例においては、引き戻された外筒Ａと先導管Ｃとの連結後にカッタヘッド６の拡径が行われているが、これに限らず、連結前もしくは連結と同時にカッタヘッドの拡径が行われてもよく、前記外筒Ａが引き戻されると同時にカッタヘッドの拡径が行われても良い。
【００７４】
続いて、第５実施例に係る先導管Ｃの投入方法について説明する。第５実施例においては、第１および第２実施例で用いられている小口径推進機１と同一のものが用いられており、地中に敷設されている埋設管２内を通してその埋設管２の先端に連結されている外筒Ａ内に先導管Ｃが投入される。なお、第１および第２実施例と共通する構成について、同一の符号を用いて説明する。
【００７５】
図８には、第５実施例に係る先導管Ｃを外筒Ａ内に投入する手順を説明する説明図が示されている。
【００７６】
第５実施例においては、前記地中に敷設されている埋設管２の先端に連結されている外筒Ａの先端部より前方に前記カッタヘッド６を挿入可能な奥行で、外筒Ａの外径と略同一径の空間が予め形成されており（図８（ａ））、前記カッタヘッド６を前面に備える先導管Ｃを、スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させてそのカッタヘッド６の外径を縮小させた状態で、前記埋設管２および外筒Ａ内を通して前記カッタヘッド６が前記空間内に配置させるように貫入する（図８（ｂ））。
【００７７】
続いて、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を収縮させてカッタヘッド６をその外径が外筒Ａの外径と略同一径となるように拡径させる（図８（ｃ））。この後、前記カッタヘッド６を回転させつつ掘削を行い、前記先導管Ｃの推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが前記外筒Ａの係合溝３２の対向位置に達した時点で前記ジャッキ３１を伸長させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを係合溝３２に係合させて先導管Ｃと外筒Ａとを一体化させる。こうして、前述のように埋設管２の後端面を推進装置に押圧させて、先導管Ｃに推進力を伝達して再掘進作業および埋設管の敷設作業を行う（図８（ｄ））。
【００７８】
第５実施例においては、カッタヘッド６が空間部内に配置された後、外筒Ａの係合溝３２に推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが結合されるまで、前記先導管Ｃの後方に推進用管（図示省略）が順次継ぎ足され、その推進用管の後端面が推進装置に押圧されて推進力が伝達されるように構成されている。また、前記先導管Ｃに推進力を伝達する別方法としては、図４（ｂ）にその概略構成図が示されるように、埋設管２の内周にスライドジャッキ４１を取り付け、このスライドジャッキ４１と先導管Ｃとの間にスペーサ４２を継ぎ足すようにして前記先導管２に推進力を伝達するようにしても良い。また、スライドジャッキ４１のストローク量が大きい場合は、スペーサ４２を介して推進力を伝達する必要はない。
【００７９】
第５実施例によれば、第４実施例と略同等の効果を得ることができる。また、前記外筒の先端部などに充填材が注入されていた場合にも、先導管Ｃを投入して掘進作業ができ、埋設管の敷設作業を再開することができるという効果を奏する。
【００８０】
続いて、第６実施例に係る先導管Ｃの投入方法について説明する。また、第６実施例においては、第１および第２実施例で用いられている小口径推進機１と同一のものが用いられている。図９には、第６実施例の先導管Ｃを投入する手順を説明する説明図が示されている。なお、第１および第２実施例と共通する構成について、同一符号を用いて説明する。
【００８１】
第６実施例においては、前面にカッタヘッド６を備える先導管Ｃを、スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させてそのカッタヘッド６の外径を縮小させた状態で、地中に敷設された埋設管２および外筒Ａ内を通してカッタヘッド６の前面が外筒Ａの先端面と同位置のトンネル切羽に当接するまで貫入する（図９（ａ）（ｂ））。なお、前記外筒Ａ内に充填材が注入されている場合は、前記カッタヘッド６を回転させつつ先導管Ｃを推進させて外筒Ａの先端面と同位置まで掘進する。また、この先導管Ｃには、前記第５実施例と同様の方法で推進力が伝達される。
【００８２】
次いで、前記先導管Ｃに推進力を伝達させて、カッタヘッド６を回転させるとともに、スライドケース摺動ジャッキ２３を徐々に収縮させてカッタヘッド６の外径を徐々に外筒Ａの外径に近づけるように拡大させる（図９（ｃ）（ｄ））。前記カッタヘッド６が拡径された状態のまま掘進させて（図９（ｅ））、前記先導管Ｃの推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが前記外筒Ａの係合溝３２の対向位置に達した時点で前記ジャッキ３１を伸長させて、前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを係合溝３２に係合させて、先導管Ｃと外筒Ａとを一体にする。こうして先導管Ｃと外筒Ａとが一体にされた後、前記推進装置により埋設管２の後端面が押圧されて、再び推進作業および埋設管の敷設作業が行われる。こうして、前記第５実施例と同等の効果を得ることができる。
【００８３】
また、第４，５および６実施例においては、前記第１および第２実施例と同様の小口径推進機１を用いて説明しているが、前記第３実施例の小口径推進機１’を用いても同様の手順でその先導管Ｃを地中の埋設管内および外筒内に投入でき、同様の効果を得ることができる。
【００８４】
前記各実施例においては、排土装置と９としてスクリューコンベア１０が用いられているが、これに限らず、バキューム式の排土装置や泥水排土装置が用いられていてもよい。このような場合は、充填材流路配管を先導管Ｃ内部もしくは外筒Ａの外周部に備えても良く、またそれら各排土装置を充填材流路配管として用いるようにしてもよい。また、前記バキューム式の排土装置や泥水排土装置を用いる場合は、例えば先端部が球状の摺動用シャフト（図示省略）を備え、この摺動用シャフトの先端部を前記スライドケース２０に連結して、そのスライドケース２０を前後方向に摺動可能にする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＰ−Ｐ線断面図である。
【図３】図３は、第１実施例の先導管の回収手順を説明する説明図である。
【図４】図４は、外筒を前方へ推進させる別方法を説明する説明図（ａ）および先導管を前方へ推進させる別方法を説明する説明図（ｂ）である。
【図５】図５は、第２実施例の先導管の回収手順を説明する説明図である。
【図６】図６は、第３実施例の先導管の回収手順を説明する説明図である。
【図７】図７は、第４実施例の先導管の投入手順を説明する説明図である。
【図８】図８は、第５実施例の先導管の投入手順を説明する説明図である。
【図９】図９は、第６実施例の先導管の投入手順を説明する説明図である。
【図１０】図１０は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図１１】図１１は、従来の小口径推進機の先導管の平面図である。
【図１２】図１２は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 小口径推進機
２ 埋設管
３ 胴部
３ａ 前胴
３ｂ 後胴
４ 揺動部
５ ディスクカッタ
６ カッタヘッド
６ａ カッタヘッド駆動部
７ バルクヘッド
８ チャンバ
９ 排土装置
１０ スクリューコンベア
１１ ケーシング
１２ スクリュー軸
１３ 駆動モータ
１４ 支持部材
１５ ブラケット
１６ ストッパ
１７ 礫噛み込み防止ゴム
１９ シャフト
２０ スライドケース
２１ ブラケット
２２ リンク部材
２３ スライドケース摺動ジャッキ
２４ 排土管
２５ 切替弁
２６ 吸い込み側配管
２７ 送出側配管
３０ａ，３０ｂ 推力伝達部材（連結手段）
３１ ジャッキ
３２ 係合溝
３３ 係合部材
３５，４１ スライドジャッキ
３６，４２ スペーサ
４０ 充填材流路配管
Ａ 外筒
Ｃ 先導管
Ｄ 拡縮機構（拡縮手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋設管の敷設に用いられる小口径推進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小口径推進機としては、埋設管外径と略同一外径を有する胴部の前端部にカッタヘッドが回転可能に装着されてなる先導管を備えるものが用いられている。この小口径推進機により埋設管を敷設する際には、前記カッタヘッドを回転させるとともに、発進立坑内に予め設置された推進装置を先導管の後端部に押付けて伸長させることにより先導管に推進力を伝達し、先導管を地山に貫入する。次いで、推進装置を収縮させて先導管の後端部に埋設管を連結し、その埋設管の後端部に前記推進装置を押付けて伸長させることにより埋設管を介して先導管に推進力を伝達する。これを繰り返して順次埋設管を連結して埋設管の敷設作業を行う。こうして埋設管の敷設作業が終了すると、到達立坑に露呈する先導管のみをその到達立坑から回収する。なお、推進中に先導管の方向が敷設予定線からはずれた場合には、先導管の揺動操作により方向修正を行うのが一般的である。
【０００３】
しかし、このような小口径推進機においては、先導管は到達立坑に到達するまでは回収することができないため、埋設管の敷設場所周辺の事情により到達立坑が構築できない場合には埋設管の敷設ができないという問題点を生じる。
【０００４】
このような問題点を解決する方法として、実用新案登録第２５３７７５３号公報および実用新案登録第２５５９２６１号公報において、先導管の外径を埋設管の内径より小さくし、この先導管を埋設管内を通して発進立坑に回収するように構成された小口径推進機が提案されている。
【０００５】
しかし、これら実用新案登録第２５３７７５３号公報および実用新案登録第２５５９２６１号公報に開示されている小口径推進機では、先導管の外径が埋設管の内径より小さくされているために、埋設管の内径より外側の部分は掘削されずに埋設管が推進されることとなり、埋設管の内径より外側の地山が圧密となって推進抵抗が大きくなり施工効率が低下してしまうという問題点がある。
【０００６】
このような問題点に対処したものとして、特開平７−２６９２８４号公報，特開平８−２８４１４０号公報および特開平９−１４４４８５号公報には、先導管による掘削径が埋設管の外径と略同一で、かつ前記先導管が埋設管との干渉を回避しつつその埋設管内を通して発進立坑側に回収可能に構成された小口径推進機が提案されている。
【０００７】
前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００においては、図１０に示されるように圧裂型ビット１０１が保持部材１０２に保持されて外筒管１０３にヒンジ１０４で揺動自在に取り付けられるとともに、内筒１０５を前方に移動させることにより前記圧裂型ビット１０１の保持部材１０２の後端部と外筒管１０３との間に挿入されるくさび状スライダ１０６が内筒管１０７の先端に設けられている。前記圧裂型ビット１０１は、前記くさび状スライダ１０６が完全に挿入されて外側に開いた状態で支持され、前記内筒１０５が後方に移動されることにより圧裂型ビット１０１の支持が解かれる。この小口径推進機１００は、圧裂型ビット１０１の支持が解かれた状態で発進立坑側に引き戻すように構成されている。また、この小口径推進機１００は、内筒１０５全体が回転して掘削物が前面の開口部１０８から取り込まれるようにされている。
【０００８】
前記特開平８−２８４１４０号公報に記載の小口径推進機１１０は、図１１にその正面図が示されるように、前面にカッタヘッド１１１が備えられる先導管１１２の外周に外筒１１３が配設され、この先導管１１２と外筒１１３とは所定値以上の剪断力が作用したときに剪断されるシャーピンによって接続されて構成される。前記カッタヘッド１１１の外径は外筒１１３の内径より小さくされており、外筒１１３前方の土砂はカッタヘッド１１１により掘削されないが、外筒１１３の先端内周面が先端に向けて径を拡大させるテーパ面とされており、推進力が付与されたときに地中に刺し込まれ土砂を先導管１１２内に導入するようにされている。また、この小口径推進機１１０による掘進終了後は、前記先導管１１２に付与される引抜力によってシャーピンが剪断されて外筒１１３と先導管１１２との連結が解除され、その先導管１１２が外筒１１３内を通って引き戻される。
【０００９】
前記特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１２０は、図１２に示されるように先端に外周ビット１２１が取り付けられ、掘削面に向けて屈折可能な複数のスポーク１２２が半径方向に配置されているカッタヘッド１２３と、このカッタヘッド１２３を前面に回転自在に装着する先導管１２４と、この先導管１２４の外周に配置されている外筒１２５とからなり、前記カッタヘッド１２３を回転させたときの外周ビット１２１の軌跡が外筒１２５の外径と略等しくなるようにされ、前記先導管１２４と外筒１２５とは所定値以上の剪断力が作用したときに剪断されるシャーピン（図示省略）を介して接続されている。
【００１０】
この小口径推進機１２０においては、掘進終了後先導管１２４に引抜力が伝達され、前記シャーピンに作用する剪断力が増大し、所定値に達したときシャーピンが剪断されて外筒１２５と先導管１２４との接続が解除される。その後、スポーク１２２の先端が外筒１２５の端部と接触し、引き続く先導管１２４の引き戻しによってスポーク１２２が掘削面側に屈折し、外筒１２５との干渉を回避して外筒１２５内を通って引き戻される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００においては、内筒１０５の全体が回転し屈曲不可能であるため、方向修正が行なえず、精度の良い施工は困難であるという問題点がある。また、掘削された土砂が開口部１０８より直接取り込まれるため、内筒内に土砂が貯留している状態では発進立坑内への引き戻しは不可能であるという問題点がある。また、カッタ前方の土圧を支える手段を備えておらず、滞水層や崩壊性の高い土質での施工には対応することができない。
【００１２】
また、特開平８−２８４１４０号公報に記載の小口径推進機１１０では、外筒１１３の先端部を地山に刺し込むようにして外筒１１３の推進が行われているが、例えば岩盤や礫質層等の頑強な地層に対しては外筒１１３の推進が困難であるという問題点がある。また、先導管１１２と外筒１１３とを接続するシャーピンを剪断して先導管１１２が引き戻されるため、この先導管１１２を再び外筒１１３内に内挿して掘進させることができないという問題点がある。
【００１３】
一方、特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１２０では、前記スポーク１２２に取りつけられた外周ビット１２１により土砂の掘削を行うようにされているため、礫質層の掘削が困難であるという問題点がある。また、前記先導管１２４と外筒１２５とを連結させるシャーピンを剪断して先導管１２４と外筒１２５とを分離させて先導管１２４が引き戻すようにされているため、一度引き戻した先導管１２４を再び外筒１２５に内挿させて連結できず、また屈折されたスポーク１２２を切羽面に対して拡径させることができないため、先導管１２４の再投入・再掘進が不可能であるという問題点がある。
【００１４】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、砂礫層から岩盤層等の広範囲の土質に対して推進抵抗を少なくかつ精度良く先導管を推進させることができるとともに、先導管を敷設された埋設管内を通して発進立坑側へ容易に回収することができる小口径推進機を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、第１発明による小口径推進機は、
埋設管の先端に連結され、その埋設管の外径と略同一の外径を有する外筒と、前記埋設管を敷設する際には後部が前記外筒に内挿される先導管とを備える小口径推進機において、
（ａ）前記先導管の前部に回転自在に設けられ、複数のディスクカッタを有してその外径を拡縮可能なカッタヘッドと、
（ｂ）前記カッタヘッドの後部に配されるチャンバ内に取り込まれた土砂を排出するスクリューコンベアよりなる排土装置と、
（ｃ）前記埋設管を敷設する際には前記カッタヘッドの外径を埋設管外径と略同一となるように拡大させるとともに、前記先導管を外筒内および埋設管内を通す際には前記カッタヘッドの外径を埋設管内径より小さくなるように縮小させる拡縮手段と、
（ｄ）前記埋設管を敷設する際には前記先導管と前記外筒とを連結させ、前記先導管を前記外筒内および埋設管内を通す際には前記連結を解除して先導管と外筒とを分離させる連結手段と
を備え、前記拡縮手段は、前記スクリューコンベアのスクリュー軸に連結されて前後方向に摺動されるスライドケースと、このスライドケースと前記ディスクカッタとを結合するリンク部材とを有し、前記スクリュー軸を前後方向に摺動させることで前記ディスクカッタにカッタヘッドの半径方向外側へ向う押付け力および半径方向内側へ向う引込み力を付与するように構成される
ことを特徴とするものである。
【００１６】
また、第２発明による小口径掘進機は、
埋設管の先端に連結され、その埋設管の外径と略同一の外径を有する外筒と、前記埋設管を敷設する際には後部が前記外筒に内挿される先導管とを備える小口径推進機において、
（ａ）前記先導管の前部に回転自在に設けられ、複数のディスクカッタを有してその外径を拡縮可能なカッタヘッドと、
（ｂ）前記カッタヘッドの後部に配されるチャンバ内に取り込まれた土砂を排出するバキューム式もしくは泥水式排土装置と、
（ｃ）前記埋設管を敷設する際には前記カッタヘッドの外径を埋設管外径と略同一となるように拡大させるとともに、前記先導管を外筒内および埋設管内を通す際には前記カッタヘッドの外径を埋設管内径より小さくなるように縮小させる拡縮手段と、
（ｄ）前記埋設管を敷設する際には前記先導管と前記外筒とを連結させ、前記先導管を前記外筒内および埋設管内を通す際には前記連結を解除して先導管と外筒とを分離させる連結手段と
を備え、前記拡縮手段は、前記排土装置に付設される摺動用シャフトに連結されて前後方向に摺動されるスライドケースと、このスライドケースと前記ディスクカッタとを結合するリンク部材とを有し、前記摺動用シャフトを前後方向に摺動させることで前記ディスクカッタにカッタヘッドの半径方向外側へ向う押付け力および半径方向内側へ向う引込み力を付与するように構成される
ことを特徴とするものである。
【００１７】
これら第１発明および第２発明においては、前記連結手段により先導管と外筒とを連結させるとともに、拡縮手段によりカッタヘッドの外径を埋設管（外筒）外径と略同一となるように拡大させて外筒に推進力を付与することにより先導管に推進力が伝達され、前記外筒の後方に埋設管が順次継ぎ足され、こうして埋設管の敷設作業が行われる。一方、この埋設管の敷設作業を終了後もしくは埋設管の敷設作業を中断して前記先導管を引き戻す場合には、前記連結手段により先導管と外筒との連結が解除されるとともに、拡縮手段によりカッタヘッドの外径を埋設管（外筒）内径より小さくなるように縮小させた後、先導管に引き戻し力が付与されると、この先導管が前記外筒および埋設管に干渉することなくそれら外筒および埋設管内を通って後方に引き戻される。また、地中の埋設管内および外筒内に前記先導管を投入して、すなわち前記カッタヘッドが縮径状態の先導管を前記埋設管内を通して外筒に内挿し前記連結手段によってその先導管と外筒とを連結するとともに、拡縮手段によりカッタヘッドの拡径を行った後、前記先導管に推進力を付与させると再び埋設管の敷設作業を行うことができる。
【００１８】
これら第１発明および第２発明によれば、カッタヘッドによって前記外筒の外径と略同一径の掘削が行われるため、外筒および埋設管をスムーズに推進させることができ、従来外筒および埋設管の推進が困難とされていた例えば岩盤や礫質層等の頑強な地層に無理無く埋設管を敷設することができるという効果を奏する。また、前記埋設管の敷設終了後には、前記先導管を引き戻して回収することができ、従来先導管の回収に必要とされていた到達立坑が不要となりコスト低減および工期の短縮を図ることができる。前記先導管は、引き戻しが可能であるとともに、地中の外筒に内挿されて埋設管の敷設作業を再開できるため、例えば埋設管の敷設途中に先導管の補修や地中障害物が生じた場合であっても、中間立坑等を構築する必要がなく、先導管の補修作業および地中障害物の撤去作業を行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による小口径推進機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１には、本発明の第１実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図が示されている。図２には、図１のＰ−Ｐ線断面図が示されている。
【００３２】
第１実施例の小口径推進機１は、埋設管２の外径と略同一外径を有してその埋設管２の先端に接続される外筒Ａと、前記外筒Ａに連結・分離可能な先導管Ｃと、図示されない発進立坑内に配設され、埋設管２の後端面を押圧して前記先導管Ｃに推進力を付与する推進装置（図示省略）とにより構成されている。
【００３３】
前記先導管Ｃには、埋設管２および外筒Ａの内径より小さい外径を有する胴部３が設けられており、この胴部３は前胴３ａと後胴３ｂとに分割され、これら前胴３ａおよび後胴３ｂは図示されない揺動ジャッキにより揺動部４にて揺動自在に連結されており、推進方向を修正可能な構造とされている。この前胴３ａの推進方向前方には、前面に複数のディスクカッタ５を有するカッタヘッド６が設けられ、このカッタヘッド６後部のバルクヘッド７と前記ディスクカッタ５との間に外部から土砂等を取り込むチャンバ８が設けられている。また、前記カッタヘッド６は前胴３ａ内に設けられるカッタヘッド駆動部６ａにより前記前胴３ａに対して回転自在に支承されている。なお、図１において、小口径推進機１の先導管Ｃは前後２分割されて記載されている。
【００３４】
前記胴部３内には、その中心軸線に沿って後胴３ｂのやや後方まで、前記チャンバ８内に取り込まれた土砂を排出する排土装置９が貫通して設けられている。この排土装置９は、スクリューコンベア１０とそのケーシング１１とからなり、前記スクリューコンベア１０のスクリュー軸１２は、その後端に取り付けられる駆動モータ１３により軸心周りに正逆回転自在とされている。
【００３５】
前記カッタヘッド６の外周部に配設されるディスクカッタ５は、前記バルクヘッド７に前方に向けて突設されているブラケット１５に枢支される断面略Ｌ字形の支持部材１４先端部に支持されており、外筒Ａの外径と略同一位置から外筒Ａの内径よりやや中心側位置まで揺動可能にされている。前記バルクヘッド７の前面には、カッタヘッド６の拡径時すなわち前記ディスクカッタ５を外筒Ａの外径と略同一位置まで揺動させたときに支持部材１４のコーナ部より基端部側背面を接当させてディスクカッタ５の位置を保持させるストッパ１６が付設されている。このストッパ１６前面の最外部には、前記支持部材１４がストッパ１６に接当されていない状態のときに、この支持部材１４の基端部側背面とバルクヘッド７との間にトンネル坑壁から砂礫が入り込まないように礫噛み込み防止ゴム１７が突設されている。
【００３６】
前記カッタヘッド６の前面には、前記ディスクカッタ５の揺動を操作してカッタヘッド６の外径を拡縮させる拡縮機構Ｄが設けられている。この拡縮機構Ｄは、前記ディスクカッタ５がカッタヘッド６の前面中心に配置されるシャフト１９の外周に沿って前後方向に揺動可能なスライドケース２０から半径方向でかつ放射線状に突設されるブラケット２１に枢支されたリンク部材２２を介してリンク結合されて構成されている。すなわち、前記スライドケース２０を前方へ摺動させると、リンク部材２２を介してディスクカッタ５にカッタヘッド６の半径方向外側に向けて押付け力が付与されてカッタヘッド６の外径が拡大される（図１中実線で示す。）。一方、前記スライドケース２０を後方へ摺動させると、リンク部材２２を介してディスクカッタ５にカッタヘッド６の半径方向内側に向けて引込み力が付与されてカッタヘッド６の外径が縮小される（図１中二点鎖線で示す）。
【００３７】
前記スライドケース２０は、ボールジョイント２０ａを介して前記スクリュー軸１２の前端に連結されており、このボールジョイント２０ａによって前記スライドケース２０にスクリュー軸１２の前後方向の動きのみが伝達され、カッタヘッド６の回転とスクリュー軸１２の回転との回転数差を許容するようにされている。
【００３８】
前記排土装置９のケーシング１１後端部は前後に分割され、その後方側のケーシング部分は前方側のケーシング部分に前後に摺動自在に嵌合されており、それら前後に分割されたケーシング部分にはその分割部分を跨いでスライドケース摺動ジャッキ２３が装着されている。したがって、このスライドケース摺動ジャッキ２３の伸長によりスクリュー軸１２が後方に引き戻され、スライドケース摺動ジャッキ２３の収縮によりスクリュー軸１２が前方へ押し出される。
【００３９】
前記ケーシング１１の後部には、スクリュー軸１２とケーシング１１との間の掘削土砂搬出空間に連結される排土管２４が接続されており、この排土管２４には切替弁２５を介して、掘削土砂を後方に排出するバキュームポンプＰ１を備える吸い込み側配管２６と、前記掘削土砂空間を通してカッタヘッド６の前面に充填材を送出する圧送ポンプＰ２を備える送出側配管２７とが接続されている。なお、この充填材は、前記掘削土砂空間を経てカッタヘッド６前方に到達した後に硬化するように硬化時間が調整されている１液タイプの固化剤である。
【００４０】
前記後胴３ｂの後端には、略円弧状板材からなる上下一対の推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが設けられている。図２に示されるように、これら推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの一端同士は互いに回動可能にピン結合されており、他端同士はジャッキ３１を介して連結され、このジャッキ３１の伸縮により前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが径方向に拡縮するようにされている。
【００４１】
また、外筒Ａの後部内周で、かつ前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの対応位置には、推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを拡径させた際にそれら推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの外周部を係合する係合溝３２を備える係合部材３３が固設されている。このように前記ジャッキ３１を伸長させて推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを拡径させてその外周部を係合溝３２に係合させることにより、外筒Ａと後胴３ｂとが連結され、埋設管２の後端面を押圧して推進力を付与することにより、先導管Ｃに推進力が付与される。また、前記ジャッキ３１を収縮させて推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径させた際には、それら推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの外周部が係合溝３２から外れ、外筒Ａと後胴３ｂとの連結が解除される。
【００４２】
このように構成される小口径推進機１を用いて埋設管２を敷設するには、まず外筒Ａ内に先導管Ｃを嵌挿し、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を収縮させてスクリュー軸１２を前方に押し付けてスライドケース２０を前方に移動させることにより、ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向に押し出してカッタヘッド６を拡径させる。次いで、前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの拡径により係合部材３３の係合溝３２に係合され、前記外筒Ａと先導管Ｃとが一体化される。こうして、前面のカッタヘッド６を回転させた状態で、前記発進立坑内に設置された推進装置により外筒Ａの後端面が押圧されて先導管Ｃに推進力が付与され、外筒Ａの外径と略同一径で掘削が行われて、外筒Ａが地中に貫入される。
【００４３】
次いで、外筒Ａの後端面に埋設管２が接続され、前記推進装置によりその埋設管２の後端面を押圧すれば、埋設管２および外筒Ａを介して先導管Ｃに推進力が伝達され、掘進作業が行われる。こうして埋設管２の後端面に順次新たな埋設管２が継ぎ足されて前記掘進作業を繰り返して前記埋設管２が敷設される。なお、掘進作業中は、前記排土管２４が切替弁２５により吸い込み側配管２６に連結され、前記チャンバ８内に取り込まれた土砂がスクリューコンベア１０の正回転により排土装置９の掘削土砂排出空間を経て排土管２４に供給され、バキュームポンプＰ１の作動により吸い込み側配管２６に吸引される。
【００４４】
図３には、第１実施例の先導管Ｃを発進立坑に回収する手順を説明する説明図が示されている。
【００４５】
第１実施例においては、前記小口径推進機１による掘進作業（埋設管２の敷設作業）が終了して先導管Ｃを発進立坑に回収する際、もしくは中断して先導管Ｃを発進立坑に回収する際には（図３（ａ））、まず前記スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させることにより前記スライドケース２０を後方へ移動させ、前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向中心側へ引込ませてカッタヘッド６の外径が前記外筒Ａの内径より小さくなるように縮小する（図３（ｂ））。この後、前記ジャッキ３１を収縮させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径し、外筒Ａと先導管Ｃとの連結を解除して外筒Ａの先端面が先導管２の先端面と略同位置になるまで、前記推進装置によって埋設管２の後端面を押圧して外筒Ａおよび埋設管２を前方に推進させる（図３（ｃ））。続いて、先導管Ｃを後方へ引き戻し（図３（ｄ）（ｅ））、発進立坑内に回収する。
【００４６】
このように外筒Ａおよび埋設管２とを前方に推進させることにより、掘進作業中に外筒Ａで覆われていない先導管Ｃのカッタヘッド６部分および前胴３ａ部分に先導管Ｃを引き戻すことにより生じる空洞部上方を覆うことができる。したがって、地山が崩落する危険を回避することができ、安全に先導管を回収できるという効果を奏する。なお、第１実施例の引き戻し手順は、地山強度が高いもしくは、予め薬液注入等が施され、水が無くすぐに崩落しない地山に対して有効である。
【００４７】
第１実施例によれば、カッタヘッド６前面に配設されるディスクカッタ５により掘進作業が行われるため、礫質，岩盤などの広範囲の土質に対応可能であり、そのカッタヘッド６により外筒Ａの外径と略同一径の掘進が行われるため、外筒Ａおよび埋設管２をスムーズに推進させることができるという効果を奏する。
【００４８】
また、第１実施例によれば、先導管Ｃを再使用可能な状態で発進立坑内に回収することができる。このため、例えば掘進作業途中にディスクカッタ５を交換する場合や、掘進途中に掘削不能な障害物が現れた場合に、先導管Ｃを一旦発進立坑内に回収し、カッタ鋼管作業や障害物除去作業の終了後に再び先導管Ｃを投入して再掘進させることができるという効果を奏する。
【００４９】
第１実施例においては、掘進作業する際にカッタヘッド６の拡径が行われた後に先導管Ｃと外筒Ａとの連結が行われているが、これに限らず、先導管Ｃと外筒Ａとが連結された後にカッタヘッド６の拡径が行われても良く、また先導管Ｃと外筒Ａとの連結とカッタヘッド６の拡径とが同時に行われても良い。
【００５０】
また、第１実施例においては、推進装置によって先導管Ｃとの連結が解除された外筒Ａおよび埋設管２が前方へ推進するようにされているが、これに限らず、図４（ａ）に概略構成図が示されるように、外筒Ａを二重筒構造とし、内側の筒Ａ１を外側の筒Ａ２内に設けたスライドジャッキ３５で前方に押し出すようにして、内側の筒Ａ１の先端部が先導管Ｃの先端部と同位置になるようにしてもよい。この場合、スライドジャッキ３５のストロークは必要スライド量とせずに、短いストロークでスペーサ３６を順次継ぎ足すことにより押し出される。
【００５１】
次に、第２実施例に係る先導管の回収方法について説明する。第２実施例において、先導管Ｃを発進立坑に回収する手順のみが異なる以外は、第１実施例と異なるところがない。以下、第１実施例と共通する構成について、同一の符号を用いて説明する。
【００５２】
図５には、第２実施例の先導管Ｃを回収する手順を説明する説明図が示されている。
【００５３】
第２実施例においては、前記小口径推進機１による掘進作業が終了して先導管Ｃを発進立坑に回収する際、もしくは中断して先導管Ｃを発進立坑側に回収する際には（図５（ａ））、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させることにより前記スライドケース２０を後方へ移動させ、前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向中心側へ引込ませてカッタヘッド６の外径を前記外筒Ａの内径より小さくなるように縮小させる（図５（ｂ））。
【００５４】
次に、前記ジャッキ３１を収縮させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径し、外筒Ａと先導管Ｃとの連結を解除した後、先導管Ｃを発進立坑側に引き戻す。この先導管Ｃの引き戻しとともに、前記切替弁２５を送出側配管に連結してスクリューコンベア１０を逆回転させて充填材をカッタヘッド６の前方に送出する（図５（ｃ））。
【００５５】
この充填材により、前記先導管Ｃの後退により形成される空洞部および前記外筒Ａ内の先端部を固化した後（図５（ｄ））、前記圧送ポンプを停止して充填材の注入を終了し、先導管Ｃを引き戻して発進立坑内に回収する（図５（ｅ））。
【００５６】
第２実施例によれば、先導管Ｃの後退により形成される空洞部および外筒Ａの先端部が充填材によって塞がれるため、湧水地盤や崩落性の強い地盤であっても確実に施工することができ、より広範囲の土質に対応させることができるという効果を奏する。
【００５７】
また、第２実施例によれば、第１実施例と同様に外筒Ａおよび埋設管２を小さい推進抵抗で、かつ精度良く推進可能であるという効果を奏する。また、先導管Ｃが再使用可能状態で回収されるため、一旦回収された先導管Ｃを外筒Ａ内に再投入して再掘進させることができるという効果を奏する。
【００５８】
第２実施例においては、充填材として１液タイプの固化剤が用いられているが、これに限らず、例えば２液混合タイプの固化剤を用いることも可能である。この場合には、例えばスクリュー軸１２を中空とし、このスクリュー軸１２内を通して２液混合タイプの一方の薬液をカッタヘッド６の前方に供給するとともに、前記掘削土砂排出空間を通して他方の薬液をカッタヘッド６の前方に供給して、カッタヘッド６の前方で２種の薬液を混合させて硬化させればよい。
【００５９】
次に、第３実施例に係る先導管の回収方法について図６を参照しつつ説明する。第３実施例において、充填材をカッタヘッド６に注入する構成および外筒Ａ’の構成が異なる以外は、第１実施例と基本的に異なるところがない。したがって、第１実施例と共通する構成については、同一符号を用いて説明する。
【００６０】
第３実施例の小口径推進機１’においては、外筒Ａ’の外周の一部（本実施例では下部）で、かつ先端部から後端部に渡って充填材流路配管４０が付設されており、充填材がこの充填材流路配管４０内を通ってカッタヘッド６前方に注入されるように構成されている。この充填材流路配管４０の後部は埋設管２内に配設されており、その充填材流路配管４０の先端は外筒Ａ’内の先端部に連通されている。なお、前記排土管２４の下流側に切替弁２５を設ける必要がなく、この排土管２４はバキュームポンプＰ１を備える吸い込み側配管２６に連結されていればよい。
【００６１】
また、前記外筒Ａ’は、充填材流路配管４０から充填材を注入しつつ先導管Ｃを引き戻す長さを確保するため、第１実施例で用いられる小口径推進機１の外筒Ａに比べて長く設定されている。
【００６２】
図６には、第３実施例の先導管Ｃを回収する手順を説明する説明図が示されている。
【００６３】
第３実施例においては、第１実施例と同様の手順で小口径推進機１’による掘削作業が終了した際、もしくは中断して先導管Ｃを発進立坑側へ引き戻す際には（図６（ａ））、まず前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６の半径方向中心側へ引込ませてカッタヘッド６の外径を外筒Ａ’の内径より小さく縮小させる（図６（ｂ））。次に、ジャッキ３１を収縮させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを縮径し、外筒Ａと先導管Ｃとの連結を解除して外筒Ａの先端面が先導管２の先端面と略同位置になるまで外筒Ａおよび埋設管２を前方に推進させる（図６（ｃ））。
【００６４】
次いで、先導管Ｃを後方に移動させつつ、充填材を前記充填材流路配管４０内を通して外筒Ａの先端部からカッタヘッド６の前方に送出させ、トンネル切羽面から前記外筒Ａ内の先端部空間に前記充填材を注入して防護壁を形成した後（図６（ｄ））、その充填材の注入を終了して先導管Ｃを引き戻して発進立坑内に回収する（図６（ｅ））。
【００６５】
第３実施例によれば、第２実施例と略同等の効果を得ることができる。また、充填材の注入量を少なくすることができるため、コストダウンおよび工期の短縮を図ることができる。また、前記充填材流路配管４０が外筒Ａ’の外周部に備えられ、先導管Ｃの小型化が可能となるため、さらに径の小さい埋設管の敷設に適用することができる。
【００６６】
第３実施例においては、充填材流路配管４０よりカッタヘッド６の前方に充填材を注入しながら先導管Ｃが引き戻されているが、これに限らず、第１実施例と同一の小口径推進機１を用いてスクリュー軸１２の逆回転により充填材を注入しつつ、前記手順で先導管Ｃを引き戻すことも可能である。
【００６７】
前記各実施例においては、カッタヘッド６を縮径させた後に先導管Ｃと外筒Ａとの連結が解除されているが、これに限らず、先導管Ｃと外筒Ａとの連結が解除された後にカッタヘッド６を縮径させてもよく、先導管Ｃと外筒Ａとの連結とカッタヘッド６の縮径とを同時に行っても良い。
【００６８】
次に、第４実施例に係る先導管Ｃの投入方法について説明する。第４実施例においては、第１実施例および第２実施例で用いられている小口径推進機１と同一のものが用いられており、地中に敷設されている埋設管２内を通してその埋設管２の先端に連結されている外筒Ａ内に先導管Ｃが投入される。なお、第１および第２実施例と共通する構成について、同一の符号を用いて説明する。
【００６９】
図７には、第４実施例の先導管Ｃを外筒Ａ内に投入する手順を説明する説明図が示されている。
【００７０】
第４実施例においては、前面にカッタヘッド６を備える先導管Ｃを、スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させてそのカッタヘッド６の外径を縮小させた状態で、地中に敷設されている埋設管２内および外筒Ａ内を通してカッタヘッド６の前面がトンネル切羽に当接するまで貫入する（図７（ａ）（ｂ））。
【００７１】
次いで、前記外筒Ａの係合溝３２が先導管Ｃの推進力伝達部材３０ａ，３０ｂの対向位置となるように、外筒Ａおよび埋設管２とを後方に引き寄せる（図７（ｃ））。この後、前記ジャッキ３１を伸長させて推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを係合溝３２に係合させて、先導管Ｃと外筒Ａとを一体化させるとともに、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を収縮させてスクリュー軸１２を前方へ摺動させてカッタヘッド６の外径が前記外筒Ａと略同一径となるように拡径させる（図７（ｄ））。こうして、カッタヘッド６を回転させつつ埋設管２の後端面を推進装置に押圧させて、先導管Ｃに推進力を伝達して再掘進作業および埋設管２の敷設作業が行われる。
【００７２】
このように先導管Ｃを地中の埋設管２内を通して外筒Ａに連結し、さらに前面のカッタヘッド６を拡径した状態で先導管Ｃを再掘進させることができ、例えば先導管Ｃによる掘進途中に先導管Ｃの補修や地中障害物の撤去を行なう際に、従来構築されていた中間立坑が不要となるため、施工コストを低減させることができ、工期を短縮することができるという効果を奏する。
【００７３】
第４実施例においては、引き戻された外筒Ａと先導管Ｃとの連結後にカッタヘッド６の拡径が行われているが、これに限らず、連結前もしくは連結と同時にカッタヘッドの拡径が行われてもよく、前記外筒Ａが引き戻されると同時にカッタヘッドの拡径が行われても良い。
【００７４】
続いて、第５実施例に係る先導管Ｃの投入方法について説明する。第５実施例においては、第１および第２実施例で用いられている小口径推進機１と同一のものが用いられており、地中に敷設されている埋設管２内を通してその埋設管２の先端に連結されている外筒Ａ内に先導管Ｃが投入される。なお、第１および第２実施例と共通する構成について、同一の符号を用いて説明する。
【００７５】
図８には、第５実施例に係る先導管Ｃを外筒Ａ内に投入する手順を説明する説明図が示されている。
【００７６】
第５実施例においては、前記地中に敷設されている埋設管２の先端に連結されている外筒Ａの先端部より前方に前記カッタヘッド６を挿入可能な奥行で、外筒Ａの外径と略同一径の空間が予め形成されており（図８（ａ））、前記カッタヘッド６を前面に備える先導管Ｃを、スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させてそのカッタヘッド６の外径を縮小させた状態で、前記埋設管２および外筒Ａ内を通して前記カッタヘッド６が前記空間内に配置させるように貫入する（図８（ｂ））。
【００７７】
続いて、前記スライドケース摺動ジャッキ２３を収縮させてカッタヘッド６をその外径が外筒Ａの外径と略同一径となるように拡径させる（図８（ｃ））。この後、前記カッタヘッド６を回転させつつ掘削を行い、前記先導管Ｃの推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが前記外筒Ａの係合溝３２の対向位置に達した時点で前記ジャッキ３１を伸長させて前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを係合溝３２に係合させて先導管Ｃと外筒Ａとを一体化させる。こうして、前述のように埋設管２の後端面を推進装置に押圧させて、先導管Ｃに推進力を伝達して再掘進作業および埋設管の敷設作業を行う（図８（ｄ））。
【００７８】
第５実施例においては、カッタヘッド６が空間部内に配置された後、外筒Ａの係合溝３２に推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが結合されるまで、前記先導管Ｃの後方に推進用管（図示省略）が順次継ぎ足され、その推進用管の後端面が推進装置に押圧されて推進力が伝達されるように構成されている。また、前記先導管Ｃに推進力を伝達する別方法としては、図４（ｂ）にその概略構成図が示されるように、埋設管２の内周にスライドジャッキ４１を取り付け、このスライドジャッキ４１と先導管Ｃとの間にスペーサ４２を継ぎ足すようにして前記先導管２に推進力を伝達するようにしても良い。また、スライドジャッキ４１のストローク量が大きい場合は、スペーサ４２を介して推進力を伝達する必要はない。
【００７９】
第５実施例によれば、第４実施例と略同等の効果を得ることができる。また、前記外筒の先端部などに充填材が注入されていた場合にも、先導管Ｃを投入して掘進作業ができ、埋設管の敷設作業を再開することができるという効果を奏する。
【００８０】
続いて、第６実施例に係る先導管Ｃの投入方法について説明する。また、第６実施例においては、第１および第２実施例で用いられている小口径推進機１と同一のものが用いられている。図９には、第６実施例の先導管Ｃを投入する手順を説明する説明図が示されている。なお、第１および第２実施例と共通する構成について、同一符号を用いて説明する。
【００８１】
第６実施例においては、前面にカッタヘッド６を備える先導管Ｃを、スライドケース摺動ジャッキ２３を伸長させてスクリュー軸１２を後方へ摺動させてそのカッタヘッド６の外径を縮小させた状態で、地中に敷設された埋設管２および外筒Ａ内を通してカッタヘッド６の前面が外筒Ａの先端面と同位置のトンネル切羽に当接するまで貫入する（図９（ａ）（ｂ））。なお、前記外筒Ａ内に充填材が注入されている場合は、前記カッタヘッド６を回転させつつ先導管Ｃを推進させて外筒Ａの先端面と同位置まで掘進する。また、この先導管Ｃには、前記第５実施例と同様の方法で推進力が伝達される。
【００８２】
次いで、前記先導管Ｃに推進力を伝達させて、カッタヘッド６を回転させるとともに、スライドケース摺動ジャッキ２３を徐々に収縮させてカッタヘッド６の外径を徐々に外筒Ａの外径に近づけるように拡大させる（図９（ｃ）（ｄ））。前記カッタヘッド６が拡径された状態のまま掘進させて（図９（ｅ））、前記先導管Ｃの推進力伝達部材３０ａ，３０ｂが前記外筒Ａの係合溝３２の対向位置に達した時点で前記ジャッキ３１を伸長させて、前記推進力伝達部材３０ａ，３０ｂを係合溝３２に係合させて、先導管Ｃと外筒Ａとを一体にする。こうして先導管Ｃと外筒Ａとが一体にされた後、前記推進装置により埋設管２の後端面が押圧されて、再び推進作業および埋設管の敷設作業が行われる。こうして、前記第５実施例と同等の効果を得ることができる。
【００８３】
また、第４，５および６実施例においては、前記第１および第２実施例と同様の小口径推進機１を用いて説明しているが、前記第３実施例の小口径推進機１’を用いても同様の手順でその先導管Ｃを地中の埋設管内および外筒内に投入でき、同様の効果を得ることができる。
【００８４】
前記各実施例においては、排土装置と９としてスクリューコンベア１０が用いられているが、これに限らず、バキューム式の排土装置や泥水排土装置が用いられていてもよい。このような場合は、充填材流路配管を先導管Ｃ内部もしくは外筒Ａの外周部に備えても良く、またそれら各排土装置を充填材流路配管として用いるようにしてもよい。また、前記バキューム式の排土装置や泥水排土装置を用いる場合は、例えば先端部が球状の摺動用シャフト（図示省略）を備え、この摺動用シャフトの先端部を前記スライドケース２０に連結して、そのスライドケース２０を前後方向に摺動可能にする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＰ−Ｐ線断面図である。
【図３】図３は、第１実施例の先導管の回収手順を説明する説明図である。
【図４】図４は、外筒を前方へ推進させる別方法を説明する説明図（ａ）および先導管を前方へ推進させる別方法を説明する説明図（ｂ）である。
【図５】図５は、第２実施例の先導管の回収手順を説明する説明図である。
【図６】図６は、第３実施例の先導管の回収手順を説明する説明図である。
【図７】図７は、第４実施例の先導管の投入手順を説明する説明図である。
【図８】図８は、第５実施例の先導管の投入手順を説明する説明図である。
【図９】図９は、第６実施例の先導管の投入手順を説明する説明図である。
【図１０】図１０は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図１１】図１１は、従来の小口径推進機の先導管の平面図である。
【図１２】図１２は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 小口径推進機
２ 埋設管
３ 胴部
３ａ 前胴
３ｂ 後胴
４ 揺動部
５ ディスクカッタ
６ カッタヘッド
６ａ カッタヘッド駆動部
７ バルクヘッド
８ チャンバ
９ 排土装置
１０ スクリューコンベア
１１ ケーシング
１２ スクリュー軸
１３ 駆動モータ
１４ 支持部材
１５ ブラケット
１６ ストッパ
１７ 礫噛み込み防止ゴム
１９ シャフト
２０ スライドケース
２１ ブラケット
２２ リンク部材
２３ スライドケース摺動ジャッキ
２４ 排土管
２５ 切替弁
２６ 吸い込み側配管
２７ 送出側配管
３０ａ，３０ｂ 推力伝達部材（連結手段）
３１ ジャッキ
３２ 係合溝
３３ 係合部材
３５，４１ スライドジャッキ
３６，４２ スペーサ
４０ 充填材流路配管
Ａ 外筒
Ｃ 先導管
Ｄ 拡縮機構（拡縮手段）
Claims (2)
- 埋設管の先端に連結され、その埋設管の外径と略同一の外径を有する外筒と、前記埋設管を敷設する際には後部が前記外筒に内挿される先導管とを備える小口径推進機において、
（ａ）前記先導管の前部に回転自在に設けられ、複数のディスクカッタを有してその外径を拡縮可能なカッタヘッドと、
（ｂ）前記カッタヘッドの後部に配されるチャンバ内に取り込まれた土砂を排出するスクリューコンベアよりなる排土装置と、
（ｃ）前記埋設管を敷設する際には前記カッタヘッドの外径を埋設管外径と略同一となるように拡大させるとともに、前記先導管を外筒内および埋設管内を通す際には前記カッタヘッドの外径を埋設管内径より小さくなるように縮小させる拡縮手段と、
（ｄ）前記埋設管を敷設する際には前記先導管と前記外筒とを連結させ、前記先導管を前記外筒内および埋設管内を通す際には前記連結を解除して先導管と外筒とを分離させる連結手段と
を備え、前記拡縮手段は、前記スクリューコンベアのスクリュー軸に連結されて前後方向に摺動されるスライドケースと、このスライドケースと前記ディスクカッタとを結合するリンク部材とを有し、前記スクリュー軸を前後方向に摺動させることで前記ディスクカッタにカッタヘッドの半径方向外側へ向う押付け力および半径方向内側へ向う引込み力を付与するように構成される
ことを特徴とする小口径推進機。 - 埋設管の先端に連結され、その埋設管の外径と略同一の外径を有する外筒と、前記埋設管を敷設する際には後部が前記外筒に内挿される先導管とを備える小口径推進機において、
（ａ）前記先導管の前部に回転自在に設けられ、複数のディスクカッタを有してその外径を拡縮可能なカッタヘッドと、
（ｂ）前記カッタヘッドの後部に配されるチャンバ内に取り込まれた土砂を排出するバキューム式もしくは泥水式排土装置と、
（ｃ）前記埋設管を敷設する際には前記カッタヘッドの外径を埋設管外径と略同一となるように拡大させるとともに、前記先導管を外筒内および埋設管内を通す際には前記カッタヘッドの外径を埋設管内径より小さくなるように縮小させる拡縮手段と、
（ｄ）前記埋設管を敷設する際には前記先導管と前記外筒とを連結させ、前記先導管を前記外筒内および埋設管内を通す際には前記連結を解除して先導管と外筒とを分離させる連結手段と
を備え、前記拡縮手段は、前記排土装置に付設される摺動用シャフトに連結されて前後方向に摺動されるスライドケースと、このスライドケースと前記ディスクカッタとを結合するリンク部材とを有し、前記摺動用シャフトを前後方向に摺動させることで前記ディスクカッタにカッタヘッドの半径方向外側へ向う押付け力および半径方向内側へ向う引込み力を付与するように構成される
ことを特徴とする小口径推進機。
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