JP3790526B2 - 元押装置の運転方法及び装置 - Google Patents

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本発明は、挿入管を圧入により地中に進入させて、地中に下水道管路や他の配管を敷設する推進装置に用いられる元押装置の運転方法及び装置に関するものである。
図14、図15は、従来の圧入推進工法を実施する装置の一例を示している。図14、図15の推進装置を構成している元押装置1は、地中に開作した発進立坑2の底部に、押し込み方向前後に延びるガイドレール3を左右に平行に備えた固定架台4を設け、該固定架台4の反力受フレーム4aに、所要の伸縮ストロークを有する推進ジャッキ5のロッド6の先端をピン7により取付けている。また、走行輪8によりガイドレール3に沿って移動可能な押圧板9を設け、該押圧板9に前記推進ジャッキ5が嵌合する嵌合孔10を備えており、押圧板9にて推進ジャッキ5を水平に保持した状態で、推進ジャッキ5と押圧板9とが相対的に移動できるようにしている。
推進ジャッキ5のロッド6側端部(右側端部)の外周には、押圧板9の後面(右側面)に当接する凸部11が形成されており、また推進ジャッキ5の先端部(左側端部)には鉛直なピン孔12が設けられており、更に、前記押圧板9にも前記ピン孔12に合致するピン孔13が設けてあり、押圧板9のピン孔13と推進ジャッキ5のピン孔12とを一致させた状態で係合ピン14を挿入することにより、推進ジャッキ5の前端部に押圧板9を連結できるようにしている。図中15は挿入管であり、挿入管15はクレーンなどの吊装置16により、前記押圧板9の前側(左側)と、既に地中に押し込んだ先端装置(図示せず)或いは他の挿入管15の後端との間に吊降ろすようにしている。
上記推進装置では、先ず、推進ジャッキ5を縮小して押圧板9を最後部まで後退させた初期位置A(図14、図15の実線で示す縮小待機位置)において、押圧板9の前側に先端装置(図示せず)或いは挿入管15を吊降ろして設置する。続いて、推進ジャッキ5を最大伸長位置(ストロークエンド)まで伸長すると、推進ジャッキ5の凸部11によって押圧板9は盛替位置Bまで押され、挿入管15の先端は地中に圧入される。
次に、推進ジャッキ5を縮小し、推進ジャッキ先端部のピン孔12が盛替位置Bの押圧板9のピン孔13に一致したら、ピン孔13,12に係合ピン14を挿入して推進ジャッキ5と押圧板9とを連結する(盛替作業)。続いて、推進ジャッキ5を最大伸長位置(ストロークエンド)まで再び伸長すると、係合ピン14にて連結された押圧板9はCの位置まで押され、よって押圧板9は推進ジャッキ5のストロークの約2倍の距離だけ移動し、挿入管15はその略全長を地中に圧入され、これにより1本の挿入管15の圧入が終了する。
つぎに、推進ジャッキ5をストロークエンドまで縮小することにより、押圧板9をCの位置から盛替位置Bに移動し、その後係合ピン14を抜き取って推進ジャッキ5と押圧板9の連結を解除する。続いて、作業者は人力によって盛替位置Bの押圧板9を実線で示す初期位置Aまで移動させた後、前記と同様にして次の挿入管15の圧入を行い、上記操作を繰返すことにより、地中に管路を形成する。
しかし、図14、図15に示した従来の元押装置1では、発進立坑2に挿入管15を吊降ろして該挿入管15を前側の先端装置や挿入管15に継ぎ足す作業、推進ジャッキ5を伸縮させ押圧板9を盛替えて移動するための係合ピン14の抜き差し操作、係合ピン14の抜き差しのためにピン孔12,13が一致するように推進ジャッキ5の伸縮を調節する操作などの作業を、すべて作業員が発進立坑2内に入って目で確認しながら手作業で行う必要があり、このために作業能率が悪いという問題があると共に、環境条件が悪い発進立坑2内での作業を余儀なくされるという問題を有していた。
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、元押装置による挿入管の押し込み操作を自動で行えるようにした元押装置の運転方法及び装置を提供することを目的としている。
請求項1に記載の発明は、固定架台と、該固定架台にロッド端が固定されて推進方向前後に伸縮移動し且つ外周面の前後位置に前部凹部と後部凹部が形成されたシリンダ筒と、固定架台に沿って前後に移動し且つ係合ピンを前部凹部又は後部凹部に挿脱して前記シリンダ筒との係合離脱が可能な押圧板と、からなる元押装置を発進立坑内に設け、シリンダ筒の伸縮作動と係合ピンの挿脱により押圧板を縮小待機位置と最大伸長位置との間で盛替えて移動させ、挿入管を介し先端装置を地盤中に進入させるようにしている元押装置の運転方法であって、発進立坑に搬入する挿入管を、元押装置に対する上下左右位置を規定し且つ固定架台に対して起伏又は昇降可能に設けた位置決め装置により支持し、シリンダ筒の伸縮移動位置を検出すると共に、押圧板の移動位置を検出し、前部凹部と後部凹部の間の距離と同じストロークでのシリンダ筒の伸縮作動と、前部凹部又は後部凹部の位置が係合ピンに一致したことによる係合ピンの挿入と、前部凹部又は後部凹部からの係合ピンの離脱とをプログラム制御することにより、位置決め装置に支持された挿入管を押圧板の盛替え移動によって自動で地盤中に押し込むことを特徴とする元押装置の運転方法、に係るものである。
請求項2に記載の発明は、固定架台と、該固定架台にロッド端が固定されて推進方向前後に伸縮移動し且つ外周面の前後位置に前部凹部と後部凹部が形成されたシリンダ筒と、固定架台に沿って前後に移動し且つ係合ピンを前部凹部又は後部凹部に挿脱して前記シリンダ筒との係合離脱が可能な押圧板と、からなる元押装置を発進立坑内に設け、シリンダ筒の伸縮作動と係合ピン挿脱により押圧板を縮小待機位置と最大伸長位置との間で盛替えて移動させ、挿入管を介し先端装置を地盤中に進入させるようにしている元押装置の運転装置であって、元押装置に対する上下左右位置を規定して挿入管を支持でき且つ固定架台に対して起伏又は昇降可能に設けた位置決め装置と、シリンダ筒の伸縮移動位置を検出するシリンダ筒位置センサと、押圧板の移動位置を検出する押圧板位置センサと、前部凹部と後部凹部の間の距離と同じストロークでのシリンダ筒の伸縮、前部凹部又は後部凹部の位置が係合ピンに一致したことによる係合ピンの挿入、前部凹部又は後部凹部に挿入した係合ピンの離脱をプログラム制御する運転制御器と、を備えことを特徴とする元押装置の運転装置、に係るものである。
上記手段によれば、次のように作用する。
シリンダ筒の伸縮移動位置と押圧板の移動位置を検出していることにより、前部凹部又は後部凹部の位置が係合ピンに一致したことを検出することができ、よって前部凹部と後部凹部の間の距離と同じストロークでシリンダ筒を伸縮させる作動と、前部凹部又は後部凹部に対して係合ピンを挿脱する操作とをプログラム制御することができ、これによって位置決め装置に支持された挿入管を、押圧板の盛替え移動によって自動で地盤中に押し込むことができる。
本発明によれば、元押装置に対する上下左右位置を規定して挿入管を支持でき且つ固定架台に対して起伏又は昇降可能に設けた位置決め装置と、シリンダ筒の伸縮移動位置を検出するシリンダ筒位置センサと、押圧板の移動位置を検出する押圧板位置センサと、前部凹部と後部凹部の間の距離と同じストロークでのシリンダ筒の伸縮、前部凹部又は後部凹部の位置が係合ピンに一致したことによる係合ピンの挿入、前部凹部又は後部凹部に挿入した係合ピンの離脱をプログラム制御する運転制御器とを備えたので、前部凹部又は後部凹部の位置が係合ピンに一致したことを検出して、前部凹部と後部凹部の間の距離と同じストロークでシリンダ筒を伸縮させる作動と、前部凹部又は後部凹部に対する係合ピンの挿脱をプログラム制御することができ、よって位置決め装置にて位置決めされた挿入管を、押圧板を盛替え移動させて自動で地盤中に押し込むことにより、挿入管の押し込み作業の能率を高めることができ、発進立坑内での作業員による挿入管押し込みのための作業をなくすことにより作業員の削減が図れると共に、作業の安全性が高められる効果がある。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図5、図6は、発進立坑に備えられて本発明を適用する元押装置59の一例を示している。図5、図6において、24は元押装置59を設置するべくコンクリート躯体25にて地盤中に形成した発進立坑であり、該発進立坑24の内底部には、フレームにて箱形に形成された固定架台26が設置されている。該固定架台26の底部には、滑り易くして位置決めを容易にするための合成樹脂等による滑り板27が備えてあり、更に固定架台26は、左右前後に備えたアウトリガー構造の張出し脚28によってコンクリート躯体25に対して位置決め固定されている。
固定架台26の下部フレーム26a上には、発進立坑24内を前後方向に水平に延びる2本のガイドレール29,29が左右に平行に設けられている。
ガイドレール29,29の夫々の上部には、推進ジャッキ30が配置されており、該推進ジャッキ30のロッド31の後端は、固定架台26の後部フレーム26bに連結部32を介して連結されている。推進ジャッキ30の各シリンダ筒33の外面の上下には、図7、図8に示すように、所要幅を有する厚肉のフィン34がシリンダ筒33の略全長に亘って一体に形成されており、且つ上下のフィン34における前端部と後端部には前部凹部34aと後部凹部34bが形成されている。この前部凹部34aと後部凹部34bとの間隔は、前記シリンダ筒33の伸縮ストロークと略一致している。更に、シリンダ筒33の前端部下側には、前記ガイドレール29上を走行する走行輪35が設けられている。
また、前記連結部32は、図5、図7に示すように、ロッド31の後端にリング溝36を介して半球部37が形成されており、前記リング溝36に嵌合する二つ割れの固定プレート38が固定架台26の後部フレーム26bに固定された構成を有している。この構造により、推進ジャッキ30の前後長さを無駄に長くすることなしに推進ジャッキ30を固定架台26に連結することができる。
更に、前記ガイドレール29上には、図5、図6、図9に示すように、前記フィン34を備えた左右のシリンダ筒33が直角に貫通できる開口39を備えた厚肉の押圧板40が配置されており、該押圧板40は、車輪41により前記ガイドレール29上を走行できるように支持されている。
更に、押圧板40の開口39位置には、押圧板40に内蔵されて開口39に対して張出しと没入ができる係合ピン42が備えられており、シリンダ筒33のフィン34の前部凹部34a又は後部凹部34bが開口39位置に来たときに、開口39部に係合ピン42を張出して前部凹部34a又は後部凹部34bに係合させることにより、シリンダ筒33と押圧板40とを一体に連結できるようにしている。
上記係合ピン42は、前部凹部34a又は後部凹部34bに嵌合している状態では案内溝43に隠れており、前部凹部34a又は後部凹部34bとの嵌合を解除して押圧板40の左右方向内側に移動した時には案内溝43が露出している部分に移動できるようになっており、案内溝43の露出部には前記係合ピン42に固定したピンアーム44が設けてあり、前記案内溝43と平行に押圧板40の後面に設けたシリンダからなる駆動装置45により前記ピンアーム44を押し引きして、前記係合ピン42をフィン34の前部凹部34a又は後部凹部34bに嵌合する位置と、嵌合を解除する位置とに移動できるようにしている。図9中46は、上下のピンアーム44を連結して上下の係合ピン42が同時に移動するようにした連結材である。
更に、固定架台26の下部フレーム26a上には、図10、図11にその一例を示すように、挿入管15を支持して、元押装置59に対する挿入管15の上下、左右位置を規定するようにした位置決め装置50が備えられている。
この位置決め装置50は、固定架台26の下部フレーム26aに、図示しない駆動装置によって起伏を行うようにした下部受台51が前後に所要の間隔を有して設けられており、各下部受台51には、V字状に傾斜した案内ローラ52が取付けられている。そして、下部受台51を起立した状態として、種々の吊装置16により吊り下げた挿入管15を案内ローラ52上に載置すると、挿入管15の左右方向と上下方向の位置が元押装置59に対して自動的に位置決めされるようになっている。位置決め装置50は、図10に二点鎖線で示す如く下部受台51を倒伏させると、固定架台26側に退避して固定架台26上を移動する押圧板40と干渉しなくなる。また、図10、図11においては、位置決め装置50の下部受台51が起伏する場合について図示したが、上部に案内ローラ52を備えた下部受台51を昇降させるように構成してもよい。また、案内ローラ52が備えられている位置の発進立坑24の前壁には、図5に示すように先端装置や挿入管15を地盤中に押し込むための挿入口Sが形成されている。
図12、図13は、前記吊装置16の一例を示したものである。図示するように、左右に2つ割れ構造を有し、駆動モータ53により近接、離反を行って挿入管15のクランプ、アンクランプを行うようにしたクランプブロック54,55を備えており、挿入管15の長手方向中間部をクランプした吊装置16を、吊ワイヤ56によって前記案内ローラ52上に吊降ろすようにしている。
前記した駆動装置45による係合ピン42の出没、推進ジャッキ30の伸縮、位置決め装置50の下部受台51の起伏は、制御ケーブル58(図5)を介して発進立坑24外部の地上側から制御できるようにしている。
上記した元押装置59では、シリンダ筒33を図5のように縮小して押圧板40を縮小待機位置にした状態において、図10、図11に実線で示す如く下部受台51を起立させた位置決め装置50の案内ローラ52上に、吊装置16によって吊降ろした挿入管15を載置することにより挿入管の上下、左右位置を位置決めし、係合ピン42を後部凹部34bに挿入してシリンダ筒33と押圧板40とを固定する。この状態でシリンダ筒33を全ストローク分だけ伸長させると、押圧板40は左方向に移動して挿入管15の長さの約半分を地盤中に押し込む(最大伸長位置)。このとき、挿入管15は押し込みが開始されると地盤によって支持されるようになるので、押し込みの初期に、位置決め装置50の下部受台51を図10の二点鎖線で示す如く倒伏させて位置決め装置50を下方に退避させる。これにより以後、押圧板40は位置決め装置50と干渉することなく移動できる。次に、係合ピン42を後部凹部34bから抜いて、シリンダ筒33と押圧板40との固定を解き、続いて、シリンダ筒33を全ストローク分だけ縮小する(縮小待機位置)。すると、係合ピン42と前部凹部34aの位置が一致するので、係合ピン42を前部凹部34aに挿入することによりシリンダ筒33と押圧板40とを固定する(盛替操作)。この状態でシリンダ筒33を再び全ストローク分だけ伸長させると押圧板40は最大伸長位置となり、挿入管15はその全長が地盤中に挿入されるようになる。
また、次の挿入管15の挿入のために、押圧板40を図5の縮小待機位置に戻す際には、前記と逆の手順で盛替えを行いながら後退させる。
このように、係合ピン42の挿脱とシリンダ筒33の伸縮とによって、押圧板40を縮小待機位置と最大伸長位置との間で盛替えて移動させることによって、挿入管15を介し先端装置を地盤中に進入させることができる。
図1は上記図5〜図11に示した元押装置59を自動で運転するための本発明の運転装置の形態例を示している。
図1の運転装置は、図5〜図11に示した元押装置59において、シリンダ筒33の移動位置を検出するシリンダ筒位置センサ74と、押圧板40の移動位置を検出する押圧板位置センサ64とを設けている。
シリンダ筒位置センサ74は、図2に示すように、ロッド31のピストン31a側に軸方向に延びる長孔75を設け、該長孔75のピストン31a側端部に磁石76を設け、この磁石76の位置を検出センサ77にて検出するようになっている。
又、押圧板位置センサ64は固定架台26に取付けた磁気スケール64aと押圧板40に取付けた検出ヘッダ64bから構成されている。磁気スケール64aは、N極とS極の磁石が密に交互に配置されていて検出ヘッダ64bは移動によるNとSの切換数をカウントすることにより押圧板40の移動位置(距離)を計測するようになっている。なお、押圧板位置センサ64としては、例えば押圧板40と固定架台26の間をワイヤリールの巻き出し長さを計測するようにした計測器にて接続するようにしてもよい。
また、前記シリンダ筒位置センサ74は、図3に示すように、シリンダ筒33の先端部に、前記押圧板位置センサ64の磁気スケール64aに沿って移動することにより磁気スケール64aの位置を検出するようにした検出ヘッダ78を備えたものとしてもよい。
また、図4に示すように、押圧板40と固定架台26との間、シリンダ筒33と固定架台26との間を、夫々ワイヤリールの巻き出し長さを計測するようにした押圧板位置センサ79とシリンダ筒位置センサ80で接続した構成としてもよい。
図1の発進立坑24の外部には、前記押圧板位置センサ64,79及びシリンダ筒位置センサ74,80が接続された運転制御器81が設けられている。更に、図1、図5に示す如く係合ピン42の駆動装置45の伸縮を検出するように押圧板40に設けた挿脱センサ72,73からの挿脱信号が前記運転制御器81に入力されている。
運転制御器81と元押装置59との間は、係合ピン42の挿脱とシリンダ筒33の伸縮作動とを制御するための制御ケーブル或いは作動チューブ等により接続されている。
図1〜図4に示した運転装置においては、押圧板位置センサ64,79、及びシリンダ筒位置センサ74,80の検出によって、押圧板40の移動位置とシリンダ筒33の伸縮位置とが常に把握されており、従って、係合ピン42と凹部34a,34bが一致したことが検出できるので、運転制御器81に入力されたプログラムに基づいて、前記図5で説明した場合と同様の手順によって挿入管15を自動で押し込むことができる。
即ち、図1に示した元押装置59では、係合ピン42を後部凹部34bに挿入して押圧板40に固定したシリンダ筒33を縮小することにより押圧板40を縮小待機位置とした状態において、図10、図11に実線で示す如く下部受台51を起立させた位置決め装置50の案内ローラ52上に、吊装置16により発進立坑24内に吊降ろした挿入管15を載置して挿入管15の上下、左右位置を位置決めする。この状態でシリンダ筒33を全ストローク分だけ伸長させると、押圧板40は左方向に移動して挿入管15の長さの約半分を地盤中に押し込む(最大伸長位置)。このとき、挿入管15は押し込みが開始されると地盤によって支持されるようになるので、挿入管15の押し込みの初期に、位置決め装置50の下部受台51を図10の二点鎖線で示す如く倒伏させて位置決め装置50を下方に退避させる。これにより以後、押圧板40は位置決め装置50と干渉することなく移動できる。次に、係合ピン42を後部凹部34bから抜いて、シリンダ筒33と押圧板40との固定を解き、続いて、シリンダ筒33を全ストローク分だけ縮小する(縮小待機位置)。すると、係合ピン42と前部凹部34aの位置が一致するので、係合ピン42を前部凹部34aに挿入することによりシリンダ筒33と押圧板40とを固定する(盛替操作)。この状態でシリンダ筒33を再び全ストローク分だけ伸長させると押圧板40は最大伸長位置となり、挿入管15はその全長が地盤中に挿入されるようになる。このように、押圧板40の盛替えて移動させることにより、短いシリンダ筒33においても長い挿入管15を押し込むことができる。
また、次の挿入管15の挿入のために、押圧板40を図5の縮小待機位置に戻す際には、前記と逆の手順で盛替えを行いながら後退させる。
上記したように、シリンダ筒33の移動位置を検出するシリンダ筒位置センサ74と、押圧板40の移動位置を検出する押圧板位置センサ64とを設けたことによって、凹部34a,34bの位置が係合ピン42に一致したことを検出することができ、よって運転制御器81に入力されたプログラムに基づいて挿入管15の押し込みを自動で制御することが可能になる。従って、挿入管の押し込み作業の能率が高められ、発進立坑内での作業員による挿入管押し込みのための作業をなくすことにより作業の安全性が高められる。
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明の元押装置の運転装置の形態例を示す側面図である。 シリンダ筒位置センサの一例を示す断面図である。 シリンダ筒位置センサの他の例を示す側面図である。 押圧板位置センサ、及びシリンダ筒位置センサの他の例を示す側面図である。 本発明の運転装置を適用する元押装置の形態例を示す側面図である。 図5のVI−VI方向矢視図である。 推進ジャッキの側面図である。 図7のVIII−VIII方向矢視図である。 図5のIX−IX方向拡大矢視図である。 位置決め装置の一例示す側面図である。 図10の正面図である。 吊装置の一例を示す側面図である。 図12の正面図である。 推進工法に用いられている従来の推進装置の一例を示す側面図である。 図14の正面図である。
符号の説明
15 挿入管
24 発進立坑
26 固定架台
31 ロッド
33 シリンダ筒
34a 前部凹部
34b 後部凹部
40 押圧板
42 係合ピン
50 位置決め装置
59 元押装置
64 押圧板位置センサ
74 シリンダ筒位置センサ
79 押圧板位置センサ
80 シリンダ筒位置センサ
81 運転制御器

Claims (2)

  1. 固定架台と、該固定架台にロッド端が固定されて推進方向前後に伸縮移動し且つ外周面の前後位置に前部凹部と後部凹部が形成されたシリンダ筒と、固定架台に沿って前後に移動し且つ係合ピンを前部凹部又は後部凹部に挿脱して前記シリンダ筒との係合離脱が可能な押圧板と、からなる元押装置を発進立坑内に設け、シリンダ筒の伸縮作動と係合ピンの挿脱により押圧板を縮小待機位置と最大伸長位置との間で盛替えて移動させ、挿入管を介し先端装置を地盤中に進入させるようにしている元押装置の運転方法であって、発進立坑に搬入する挿入管を、元押装置に対する上下左右位置を規定し且つ固定架台に対して起伏又は昇降可能に設けた位置決め装置により支持し、シリンダ筒の伸縮移動位置を検出すると共に、押圧板の移動位置を検出し、前部凹部と後部凹部の間の距離と同じストロークでのシリンダ筒の伸縮作動と、前部凹部又は後部凹部の位置が係合ピンに一致したことによる係合ピンの挿入と、前部凹部又は後部凹部からの係合ピンの離脱とをプログラム制御することにより、位置決め装置に支持された挿入管を押圧板の盛替え移動によって自動で地盤中に押し込むことを特徴とする元押装置の運転方法。
  2. 固定架台と、該固定架台にロッド端が固定されて推進方向前後に伸縮移動し且つ外周面の前後位置に前部凹部と後部凹部が形成されたシリンダ筒と、固定架台に沿って前後に移動し且つ係合ピンを前部凹部又は後部凹部に挿脱して前記シリンダ筒との係合離脱が可能な押圧板と、からなる元押装置を発進立坑内に設け、シリンダ筒の伸縮作動と係合ピン挿脱により押圧板を縮小待機位置と最大伸長位置との間で盛替えて移動させ、挿入管を介し先端装置を地盤中に進入させるようにしている元押装置の運転装置であって、元押装置に対する上下左右位置を規定して挿入管を支持でき且つ固定架台に対して起伏又は昇降可能に設けた位置決め装置と、シリンダ筒の伸縮移動位置を検出するシリンダ筒位置センサと、押圧板の移動位置を検出する押圧板位置センサと、前部凹部と後部凹部の間の距離と同じストロークでのシリンダ筒の伸縮、前部凹部又は後部凹部の位置が係合ピンに一致したことによる係合ピンの挿入、前部凹部又は後部凹部に挿入した係合ピンの離脱をプログラム制御する運転制御器と、を備えことを特徴とする元押装置の運転装置。
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