JP3803094B2 - 長距離推進方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、二重管を用いて低推進力で長距離を掘進する長距離推進方法に関し、詳しくは鉄道や道路の横断時における影響を低減し、また急曲推進も円滑に行えるようにする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、推進管をガイド管内へスライド自在に嵌装し、同ガイド管及び推進管をガイド管と略同径の掘削径を有する掘削機の後方に連結し、ガイド管及び推進管の後端を元押装置で押圧して掘削機で地中を掘削しながら推進し、ガイド管及び推進管の後端に別のガイド管及び推進管を次々と連結して所定位置まで掘進し、その後地中に挿入されたガイド管内の推進管後端に別の推進管を次々と連結し、推進管のみをガイド管内でスライドさせながら目標位置まで長距離を掘進する二重管推進工法が知られている(例えば特許文献1,2,3参照)
【0003】
ところで、前記工法では、例えば鉄道や道路のある箇所の地中を横断する場合、地盤の崩壊による影響を考慮し、管路の構築が完了するまで列車の運休や車両の通行規制を長期間行う必要があった。また、推進路が急曲線状の場合、地山との抵抗が増大して推力の上昇やガイド管の損傷を招く等の問題があった。
【0004】
【特許文献1】
特開昭59−15191号公報
【特許文献2】
特開平6−248874号公報
【特許文献3】
特公平7−119553号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、脆い地盤でも地山の崩壊を防止でき、しかも急曲線でも低推進力で円滑に掘進できる長距離推進方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
1) 推進管をガイド管内へスライド自在に嵌装し、同ガイド管及び推進管をガイド管と略同径の掘削径を有する掘削機の後方に連結し、ガイド管及び推進管の後端を元押装置で同時に押圧して掘削機で地中を掘削しながら推進し、ガイド管及び推進管の後端に別のガイド管及び推進管を次々と連結して所定位置まで掘進し、その後地中に挿入されたガイド管内の推進管後端に別の推進管を次々と連結し、推進管のみをガイド管内でスライドさせながら目標位置まで掘進する長距離推進方法であって、ガイド管の周面に注出孔を穿設し、又推進管の管周面にグラウトホールを設け、前記地中に挿入されたガイド管と地盤との間に推進管のグラウトホールとガイド管の注出孔とを一致させて推進管内部からグラウトホールと注出孔を介して硬化する裏込材を注入充填し、同裏込材が硬化状態又は半硬化状態となって地盤を安定させた後、ガイド管と推進管との間に推進管のグラウトホールを介して滑材又は減摩剤を注入充填し、推進管がガイド管内で円滑にスライドしながら推進管のみの推進を継続させることを特徴とする長距離推進工法
2) 地盤を安定させる必要のある箇所のみに裏込材を注入充填する前記1)記載の長距離推進方法
3) 鉄道又は道路を横断する推進進路の掘削に用いられるものである前記1)又は2)記載の長距離推進方法
にある。
【0007】
【作用】
本発明によれば、ガイド管内を推進する推進管は地山との抵抗を受けないから、従来の低推進力でガイド管の長さ分さらに長距離を推進することが可能となる。また、推進管が受ける元押装置の推進力を小さくできるから、従来の長距離推進時の高推進力に耐え得る高強度が求められず強度に余裕が生じる。
【0008】
また、地中に挿入されたガイド管と地盤との間に裏込材を注入充填するから、ガイド管外周部の地盤を強固に安定させながら推進でき、鉄道線路や道路を横断する際も運休や通行規制を短縮して影響を低減できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明において、初期の掘進はガイド管と同ガイド管内にスライド自在に嵌装される推進管の二重管状態で行なわれ、ガイド管としては地山との抵抗に耐え得る高強度の鋼管が用いられ、推進管としては従来のヒューム管が用いられる。
【0010】
裏込材としては、セメントミルク等の公知のグラウトが用いられ、注入ホースで外部から供給し、推進管に形成したグラウトホールとガイド管に形成した注出孔を通じて地中へ注入充填する。グラウトは注入後硬化又は半硬化の状態となって掘進を継続させるようにする。
【0011】
減摩剤としては、二酸化珪素ナトリウム・鉄・水を主成分とする液状のA剤と重炭酸ナトリウム・無機珪酸塩・ポリアクリル酸複合物を主成分とする粉末状のB剤を所定割合で混合させてゲル化させたものなどが用いられ、地質に影響の少ないものが望ましく、前記裏込材と同様の方法で注入充填される。
【0012】
なお、ガイド管と推進管との間には若干の隙間を形成し、推進管がガイド管内を円滑にスライドしながら推進できるように滑材又は減摩剤を注入充填する。滑材としては例えば代表的なものとしてポリアクリル酸系複合物植物性高分子があり、鋼製のガイド管を冒さないようにpH7程度のアルカリ性のものが良い。この滑材にはより円滑にスライドできるように前記減摩剤を適量混合してもよいし、滑材に代えて減摩剤そのものを用いてもよい。滑材又は減摩剤は推進管のグラウトホールを通じて外部から注入ホースで所要量注入充填する。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【0013】
【実施例】
実施例1(図1〜5参照):図1〜5に示す実施例1は、鉄道を横断する管路の構築に本発明を適用した例である。図1は実施例1の発進立坑の説明図、図2は実施例1の二重管の断面図、図3は実施例1の裏込材注入の説明図、図4は実施例1の滑材注入の説明図、図5は実施例1の鉄道横断を示す説明図である。
【0014】
図中、1は受圧板、2はシリンダロッド、3はシリンダチューブ、4は推進架台、4aは支持脚、5は押輪、5aはアダプタリング、6は支持片、10はガイド管、10aは注出孔、10bはパッキン、11は推進管、11aはグラウトホール、12は隙間、13は注入バルブ、13aは圧力計、14は注入ホース、15は注入バルブ、15aは圧力計、16は注入ホース、Cは裏込材、Eは列車、Gは地盤、Mは掘削機、Rは滑材、T1は発進立坑、T2は到達立坑である。
【0015】
実施例1では、地盤Gに構築した発進立坑T1内の掘進方向と相対する内壁に推進時の反力を受ける受圧板1を立設し、同受圧板1の所定間隔おいた左右に油圧式のシリンダチューブ3を突設し、同各シリンダチューブ3の油圧で掘進方向へ進退するシリンダロッド2を取り付けている。
【0016】
各シリンダチューブ3の下方には推進架台4を複数の支持脚4aで推進方向に沿って敷設し、同推進架台4上にガイド管10及び推進管11へシリンダロッド2の推進力を伝達するアダプタリング5aを備えた押輪5を移動自在に載置している。
【0017】
ガイド管10は外面が平滑な高強度の鋼板で構成され、裏込材Cを注出する注出孔10aを穿設している。また、推進管11は公知のヒューム管が用いられ、ガイド管10内に推進管11を嵌装した際滑材Rが充填される2〜5mm程度の隙間12が形成される寸法とし、滑材Rを注入するグラウトホール11aをガイド管10の注出孔10aと連通するように穿設する。
【0018】
実施例1では、図1に示すように発進立坑T1の推進側壁面にガイド管10を支持する支持片6を取り付け、押輪5の前方に推進管11を嵌装したガイド管10を配置してその後端に押輪5のアダプタリング5aを当接し、図示しない油圧機構を作動させて各シリンダロッド2を油圧で押し出し、その力で押輪5がガイド管10及び推進管11を地盤G内に同時に推進させる。この二重管推進工程を図5に示すように鉄道線路の部分を横断するまで繰り返す。
【0019】
次に、図3に示すように各ガイド管10の注出孔10aに圧力計13aを備えた注入バルブ13をそれぞれ装着し、各注入バルブ13間を注入ホース14で直列的に接続して発進立坑T1内又は地上に設けた図示しない圧送装置でセメントミルクからなる裏込材Cを各注入バルブ13へ圧送し、裏込材Cはグラウトホール11aから注出孔10aを通じてガイド管10と地盤Gとの間の隙間に注入充填される。
【0020】
裏込材Cが硬化又は半硬化状態となると、図4に示すように各推進管11のグラウトホール11aに圧力計15aを備えた注入バルブ15をそれぞれ装着し、各注入バルブ15間を注入ホース16で直列的に接続して発進立坑T1内又は地上に設けた図示しない圧送装置でポリアクリル酸系複合物植物性高分子からなる滑材Rを各注入バルブ15へ圧送し、滑材Rはグラウトホール11aから隙間12に注入されて二重管部分の隙間全域に充填される。
【0021】
その後、地盤Gに押入したガイド管10内の推進管11後端に次の推進管11を配置して推進させ、二重管部分はガイド管10内で滑材Rにより円滑にスライドさせて前記滑材Rの注入充填作業を並行して行いながら各推進管11のみを推進させる。この工程を繰り返し、図5に示すように目標位置の到達立坑T2まで掘進して地盤G内に求める管路が構築される。
【0022】
実施例1はこのように構成したから、二重管部分を推進する推進管11は地盤Gとの抵抗を受けないから、従来の低推進力でガイド管10の長さ分さらに長距離を推進することが可能となった。また、推進管11が受ける元押装置の推進力を小さくできるから、従来の長距離推進時の高推進力に耐え得る高強度が求められず強度に余裕が生じ、通常の強度に耐え得る推進管を使用してコストも低減できた。
【0023】
また、地中に挿入されたガイド管10と地盤Gとの間に裏込材Cを注入充填したから、ガイド管10外周部の地盤Gが強固に安定され、鉄道線路を横断する際管路の構築が完了する前に二重管を埋入して地盤Gの強化を行った時点で列車Eの走行を再開でき、鉄道の運行に影響を与えないで掘進が可能となった。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば脆い地盤でも地山の崩壊を防止し、しかも急曲線でも低推進力で円滑に掘進し得る長距離推進方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の発進立坑の説明図である。
【図2】 実施例1の二重管の断面図である。
【図3】 実施例1の裏込材注入の説明図である。
【図4】 実施例1の滑材注入の説明図である。
【図5】 実施例1の鉄道横断を示す説明図である。
【符号の説明】
1 受圧板
2 シリンダロッド
3 シリンダチューブ
4 推進架台
4a 支持脚
5 押輪
5a アダプタリング
6 支持片
10 ガイド管
10a 注出孔
10b パッキン
11 推進管
11a グラウトホール
12 隙間
13 注入バルブ
13a 圧力計
14 注入ホース
15 注入バルブ
15a 圧力計
16 注入ホース
C 裏込材
E 列車
G 地盤
M 掘進機
R 滑材
T1 発進立坑
T2 到達立坑
Claims (3)
- 推進管をガイド管内へスライド自在に嵌装し、同ガイド管及び推進管をガイド管と略同径の掘削径を有する掘削機の後方に連結し、ガイド管及び推進管の後端を元押装置で同時に押圧して掘削機で地中を掘削しながら推進し、ガイド管及び推進管の後端に別のガイド管及び推進管を次々と連結して所定位置まで掘進し、その後地中に挿入されたガイド管内の推進管後端に別の推進管を次々と連結し、推進管のみをガイド管内でスライドさせながら目標位置まで掘進する長距離推進方法であって、ガイド管の周面に注出孔を穿設し、又推進管の管周面にグラウトホールを設け、前記地中に挿入されたガイド管と地盤との間に推進管のグラウトホールとガイド管の注出孔とを一致させて推進管内部からグラウトホールと注出孔を介して硬化する裏込材を注入充填し、同裏込材が硬化状態又は半硬化状態となって地盤を安定させた後、ガイド管と推進管との間に推進管のグラウトホールを介して滑材又は減摩剤を注入充填し、推進管がガイド管内で円滑にスライドしながら推進管のみの推進を継続させることを特徴とする長距離推進工法。
- 地盤を安定させる必要のある箇所のみに裏込材を注入充填する請求項1記載の長距離推進方法。
- 鉄道又は道路を横断する推進進路の掘削に用いられるものである請求項1又は2記載の長距離推進方法。
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