JP3845743B2 - Preventing face collapse - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小口径の鋼管を推進埋設する推進工法において、先導体先端の切羽の崩壊を防止する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来の小口径の管渠を推進埋設する推進工法は、比較的推進延長が短いことから方向修正装置等を必要とせずに、コンパクトな掘進機とすることで小さいな発進立坑からの推進施工を可能としている。管材としては、発進立坑内に据え付け可能な長さに製作した鋼管が主に用いられる。発進立坑内に設置した掘進機は、ガイドフレームに搭載した駆動装置がシリンダー装置により前後進可能な構造となっている。駆動装置の鋼管チャック部で鋼管の後端外周を把握し、掘進装置を駆動させて鋼管チャック部を介して鋼管に回転が伝達させる。鋼管の先端には、外周に掘削チップを装備した先導体が設置され、駆動装置の鋼管チャック部により鋼管に回転力を与えながら鋼管を前進させて、先端の掘削チップにより地山を切削し、鋼管内に掘削土砂を取り込みながら鋼管を埋設していく方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記した小口径の鋼管を推進埋設する推進工法により、小径の発進立坑内から鋼管の推進埋設を効率良く施工することが可能となった。しかし、土質条件が軟弱な地盤や地下水の多い地盤の場合には、図4に示すように先端の先導体14が開放されているために、切羽部の地盤が自立できずに崩壊したり、地下水と共に先導体14内に流れ込み、鋼管11の外部に空洞16ができて地盤の沈下を招来することとなる。
【0004】
そこで、軟弱な地盤や地下水の多い地盤の場合は、鋼管の埋設個所に薬液注入による地盤改良を行って、切羽部の地盤を自立させる補助工法が採用されている。しかし、上記した薬液注入による補助工法は、軟弱な地盤では薬液が土粒子間に浸透しにくく、地下水の多い地盤では硬化前に薬液が流されたり希釈されたりして、その効果が期待しにくいう問題があった。
【0005】
このため、本発明は、小口径の鋼管を推進埋設する推進工法で、開放された先導体先端の切羽地盤の崩壊を防止する方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、先端の先導体外周に切削具を装備し、地山を切削しながら小口径の鋼管を推進埋設するために、推進施工中に先導体先端の切羽が崩壊するのを防止する方法において、
鋼管の内径よりも小さい筒体の外殻に鋼管の内面に当接するように止水リングを装備し、前記筒体を閉塞するように固設したプレートより構成される止水装置を、鋼管の後端の内面に設置し、止水装置から鋼管内に泥水を注入して充填させることによって、鋼管内に泥土圧を発生させて切羽土圧や水圧に抵抗させながら小口径の鋼管を発進立坑内に設置した掘進機により推進施工を行う切羽崩壊防止方法である。
【0007】
止水装置は、鋼管の内径より小さくした筒体を推進方向に所定の長さに製作されている。筒体の外殻には、鋼管の内面に当接するように所定の高さをもったゴム材よりなる止水リングが鋼管の外周に沿って装着されている。止水リングは、リング内を空洞にして圧縮空気等を送り込むことによって、鋼管の内面に当接させる方法を用いることもできる。筒体の前後の一方には、筒体内を閉塞するようにプレートが溶接等によって固設されている。プレートには泥水を鋼管内に注入する注入孔と、泥水及び掘削土を排出する排出孔が設けられている。
【0008】
掘進機は、ガイドフレームに搭載した駆動装置をシリンダー装置により前後進させる機構となっている。駆動装置の鋼管チャック部により鋼管の外周を把握する。駆動装置を駆動させることによって鋼管チャック部が回転し、鋼管に回転力が伝達される。駆動装置は、ガイドフレームに搭載され、ガイドフレームに装備したシリンダー装置により前後進可能となっている。
【0009】
先導体は、鋼管の外径と略同径で筒体を形成し、鋼管の先頭部に溶接等により取り付けられている。硬質の掘削チップが埋め込まれており、先導体先端の切羽地盤を切削する。
【0010】
鋼管後端の内周面に止水装置を設置し、プレートに設けた注入孔より泥水を注入して鋼管内に泥水を充満させる。泥水は、止水装置の止水リングにより密封されて後方に漏れることがなく、前方の鋼管内に泥水圧を保持し切羽地盤の崩壊を防止する。駆動装置を駆動して鋼管チャック部を回転させることによって、先端の先導体の掘削チップにより地盤を切削しながら鋼管の推進施工が行われる。この時、泥水を注入孔から送泥し、排出孔から排泥して循環させることによって効率の良い推進施工が行える。1本分の鋼管の推進施工が完了すると、掘進機の駆動装置を後退させ、そのスペースに次の鋼管を据え付け、前の鋼管の後端面と接合する。接合が完了すると、前の鋼管後端の内側に設置した止水装置を新たに接続した鋼管の後端まで、引戻し手段により引き戻す。止水装置の設置が完了すると、駆動装置が駆動されて推進施工が再開される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を基に説明する。図1は、本発明の切羽崩壊防止方法を説明する平面図である。円形の発進立坑12内には、掘進機1が据え付けられている。掘進機1の構造としては、推進埋設する鋼管11が計画する埋設位置にくるように、ガイドフレーム4が組み立てられ、ガイドフレーム4上には、鋼管チャック部3を備えた駆動装置2が搭載され、駆動装置2にはシリンダー装置(図示省略)が連結されて、駆動装置2がガイドフレーム4上を前後に移動可能となっており、駆動装置2の前部には、鋼管11端部の外周を把握する鋼管チャック部3を装備して、駆動装置2による回転を鋼管11に伝達する機構となっている。
【0012】
鋼管11の後端の内側には、止水装置5が設置されている。止水装置5の構成は、鋼管11の内径よりも小さい筒体6の外周に鋼管11の内面に当接するように止水リング7を装備し、前記筒体6を閉塞するために前後のどちらか一方にプレート8を固設している。
プレート8には、泥水を送泥する注入孔9と泥水と掘削土を排出する排出孔10が設けられている。注入孔9及び排出孔10部には、仕切弁が設けられている。止水装置5の後端には、掘進機1に装備した引戻し手段13である伸縮ジャッキが連結されて、鋼管11内を前後進可能としている。
【0013】
止水リング7は、鋼管11の内面に当接するように所定の高さをもったゴム材によるリング形状でもよいし、リング内を空洞にして圧縮空気を送り込むことによって、鋼管11の内面に当接させる方法を用いることもできる。引戻し手段13として、伸縮ジャッキを開示したが、従来技術による他の引戻し技術を使用することも可能である。
【0014】
図2は、1本分の鋼管推進が完了した時の鋼管の据付方法を説明する平面図である。1本分の鋼管11の推進施工が完了すると、止水装置5と伸縮ジャッキの連結を外し、伸縮ジャッキを縮小させる。また、鋼管チャック部3の鋼管11も開放されて、駆動装置2と共にシリンダー装置により後方へと戻される。前の鋼管11の後端と駆動装置2の間にできたスペースに、次の鋼管11が吊り降ろされ、ガイドフレーム4上に据え付けられる。据え付けが完了すると、鋼管チャック部3で鋼管11の後端を把握し、駆動装置2により鋼管11を前進させ、前の鋼管11に突き合わせ継手部を溶接により接合する。
【0015】
引戻し手段13である伸縮ジャッキを縮小するときには、止水装置5に泥水による引戻力が作用しているために、事前に鋼管11の端面等にストッパーを取り付けて止水装置の戻りを防止する。
【0016】
図3は、本発明の止水装置の移動方法を説明する平面図である。鋼管11の接合が終わると、伸縮ジャッキを伸長して止水装置5の後端に伸縮ジャッキの頭部を連結する。連結が完了すると、伸縮ジャッキを縮小して止水装置5を鋼管11内を摺動させながら後方に移動させていく。この時、止水装置5前方の鋼管11内の体積が変化していくため、注入孔9より泥水を注入して鋼管11内に泥水が充満された状態にして移動が行われる。止水装置5が最後部の鋼管11の後方まで移動すると、鋼管11の推進施工が再開される。
【0017】
【発明の効果】
以上のように、本発明の切羽崩壊防止方法により、鋼管内に泥水が充満された状態となっており、先導体先端の切羽部には常に泥水圧が作用しており、軟弱な地盤や地下水の多い地盤でも泥水圧によって地山や地下水を押さえ込み、切羽の崩壊を確実に防止でき、安全な小口径の鋼管推進施工が行える。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の切羽崩壊防止方法を説明する平面図である。
【図2】1本分の鋼管推進が完了した時の鋼管の据付方法を説明する平面図である。
【図3】本発明の止水装置の移動方法を説明する平面図である。
【図4】従来の小口径の鋼管推進施工における切羽状況を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
1 掘進機
2 駆動装置
3 鋼管チャック部
4 ガイドフレーム
5 止水装置
6 筒体
7 止水リング
8 プレート
9 注入孔
10 排出孔
11 鋼管
12 発進立坑
13 引戻し手段
14 先導体
15 掘削チップ
16 空洞
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for preventing collapse of a face of a tip of a leading conductor in a propulsion method for propulsion embedding a small diameter steel pipe.
[0002]
[Prior art]
The conventional method of propelling and embedding small-diameter pipes has a relatively short propulsion extension, so it does not require a direction correction device, etc., and a compact excavator makes it possible to carry out propulsion from a small start shaft. It is possible. As the pipe material, a steel pipe manufactured to a length that can be installed in the start shaft is mainly used. The excavator installed in the start shaft has a structure in which a drive device mounted on a guide frame can be moved forward and backward by a cylinder device. The steel pipe chuck portion of the drive device grasps the outer periphery of the rear end of the steel pipe, drives the excavation device, and transmits the rotation to the steel pipe via the steel pipe chuck portion. At the tip of the steel pipe, a tip conductor equipped with a drilling tip is installed on the outer periphery, the steel pipe is advanced while applying a rotational force to the steel pipe by the steel pipe chuck part of the driving device, and the ground is cut by the drilling tip at the tip, In this method, steel pipes are buried while taking excavated earth and sand into the steel pipes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The propulsion method for propelling and embedding a small-diameter steel pipe enables efficient construction of the propulsion embedding of the steel pipe from the small-diameter start shaft. However, in the case of ground with soft soil conditions or ground with a lot of groundwater, the tip end conductor 14 is open as shown in FIG. It flows into the leading conductor 14 together with the groundwater, and a cavity 16 is formed outside the steel pipe 11, causing ground subsidence.
[0004]
Therefore, in the case of soft ground or ground with a lot of groundwater, an auxiliary construction method has been adopted in which the ground is improved by injecting a chemical solution into the place where the steel pipe is buried, so that the ground at the face part becomes independent. However, the above-mentioned auxiliary method by injecting chemicals makes it difficult for the chemicals to penetrate between the soil particles in soft ground, and in the ground with a lot of groundwater, the chemicals are flowed or diluted before hardening, so it is difficult to expect the effect. There was a problem.
[0005]
For this reason, the present invention provides a method for preventing collapse of the face ground at the tip of the opened leading conductor in a propulsion method for propelling and embedding a small-diameter steel pipe.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is equipped with a cutting tool on the outer periphery of the leading conductor of the tip, and prevents the face of the tip of the leading conductor from collapsing during the propulsion work in order to propel and embed a small diameter steel pipe while cutting the ground. In the method
A water-stop device comprising a water-stop ring attached to the outer shell of a cylindrical body smaller than the inner diameter of the steel pipe so as to abut the inner surface of the steel pipe, and a plate fixed so as to close the cylindrical body, Installed on the inner surface of the rear end and injected muddy water into the steel pipe from the water stop device to fill the steel pipe with mud pressure to create a small diameter steel pipe while resisting face pressure and water pressure. This is a method to prevent the face from collapsing by carrying out propulsion work with the excavator installed inside.
[0007]
The water stop device is manufactured to a predetermined length in the propulsion direction with a cylindrical body smaller than the inner diameter of the steel pipe. A water stop ring made of a rubber material having a predetermined height is attached to the outer shell of the cylindrical body along the outer periphery of the steel pipe so as to contact the inner surface of the steel pipe. The water-stop ring can be made to contact the inner surface of the steel pipe by sending compressed air or the like with the inside of the ring as a cavity. A plate is fixed to one of the front and rear of the cylinder by welding or the like so as to close the cylinder. The plate is provided with an injection hole for injecting muddy water into the steel pipe and a discharge hole for discharging muddy water and excavated soil.
[0008]
The digging machine has a mechanism in which a drive device mounted on a guide frame is moved forward and backward by a cylinder device. The outer periphery of the steel pipe is grasped by the steel pipe chuck portion of the driving device. By driving the drive device, the steel pipe chuck portion rotates, and the rotational force is transmitted to the steel pipe. The drive device is mounted on the guide frame and can be moved forward and backward by a cylinder device mounted on the guide frame.
[0009]
The leading conductor forms a cylindrical body having the same diameter as the outer diameter of the steel pipe, and is attached to the leading portion of the steel pipe by welding or the like. A hard excavation tip is embedded to cut the face ground at the tip of the leading conductor.
[0010]
A water stop device is installed on the inner peripheral surface of the rear end of the steel pipe, and muddy water is injected from an injection hole provided in the plate to fill the steel pipe with muddy water. The muddy water is sealed by the water-stop ring of the water-stop device and does not leak backward, and the muddy water pressure is maintained in the front steel pipe to prevent the face ground from collapsing. By driving the driving device to rotate the steel pipe chuck portion, the steel pipe is propelled while cutting the ground with the excavation tip of the tip conductor. At this time, efficient propulsion work can be performed by sending mud from the injection hole and discharging it from the discharge hole for circulation. When the propulsion construction of one steel pipe is completed, the drive device of the excavator is moved backward, the next steel pipe is installed in the space, and the rear end face of the previous steel pipe is joined. When the joining is completed, the water stop device installed inside the rear end of the previous steel pipe is pulled back by the pulling means to the rear end of the newly connected steel pipe. When the installation of the water stop device is completed, the drive device is driven and the propulsion work is resumed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view for explaining a method for preventing face collapse according to the present invention. The excavator 1 is installed in the circular start shaft 12. The structure of the excavator 1 is such that the guide frame 4 is assembled so that the steel pipe 11 to be propelled and buried is in the planned embedding position, and the drive device 2 including the steel pipe chuck portion 3 is mounted on the guide frame 4. The drive device 2 is connected to a cylinder device (not shown) so that the drive device 2 can move back and forth on the guide frame 4. The front of the drive device 2 has an outer periphery of the end of the steel pipe 11. It is equipped with a steel pipe chuck portion 3 for grasping the above, and has a mechanism for transmitting the rotation by the driving device 2 to the steel pipe 11.
[0012]
A water stop device 5 is installed inside the rear end of the steel pipe 11. The structure of the water stop device 5 is such that a water stop ring 7 is provided on the outer periphery of the cylindrical body 6 smaller than the inner diameter of the steel pipe 11 so as to abut on the inner surface of the steel pipe 11, A plate 8 is fixed on either side.
The plate 8 is provided with an injection hole 9 for sending mud and a discharge hole 10 for discharging mud and excavated soil. A gate valve is provided in the injection hole 9 and the discharge hole 10. At the rear end of the water stop device 5, an expansion / contraction jack which is a pull-back means 13 provided in the excavator 1 is connected so that the steel pipe 11 can be moved forward and backward.
[0013]
The water-stop ring 7 may have a ring shape made of a rubber material having a predetermined height so as to abut against the inner surface of the steel pipe 11. A contact method can also be used. Although a telescopic jack has been disclosed as the pullback means 13, other pullback techniques according to the prior art can also be used.
[0014]
FIG. 2 is a plan view for explaining a method of installing a steel pipe when one steel pipe propulsion is completed. When the propulsion construction of one steel pipe 11 is completed, the water stop device 5 and the extension jack are disconnected, and the extension jack is reduced. Moreover, the steel pipe 11 of the steel pipe chuck part 3 is also opened and returned to the rear together with the driving device 2 by the cylinder device. The next steel pipe 11 is suspended in the space formed between the rear end of the previous steel pipe 11 and the driving device 2 and installed on the guide frame 4. When the installation is completed, the rear end of the steel pipe 11 is grasped by the steel pipe chuck portion 3, the steel pipe 11 is advanced by the driving device 2, and the butt joint portion is joined to the front steel pipe 11 by welding.
[0015]
When contracting the telescopic jack as the pull-back means 13, since the pull-back force by the muddy water is acting on the water stop device 5, a stopper is attached to the end surface of the steel pipe 11 in advance to prevent the water stop device from returning. .
[0016]
FIG. 3 is a plan view for explaining the moving method of the water stop device of the present invention. When the joining of the steel pipe 11 is finished, the extension jack is extended to connect the head of the extension jack to the rear end of the water stop device 5. When the connection is completed, the telescopic jack is reduced and the water stop device 5 is moved backward while sliding in the steel pipe 11. At this time, since the volume in the steel pipe 11 in front of the water stop device 5 changes, the muddy water is injected from the injection hole 9 and the steel pipe 11 is filled with the muddy water and moved. When the water stop device 5 moves to the rear of the last steel pipe 11, the propulsion construction of the steel pipe 11 is resumed.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, the method for preventing face collapse according to the present invention is such that the steel pipe is filled with muddy water, and the muddy water pressure is constantly acting on the face of the tip of the leading conductor, so that soft ground and groundwater Even in a lot of ground, mud pressure suppresses natural ground and groundwater, so that the collapse of the face can be surely prevented, and the steel pipe can be propelled safely with a small diameter.
[0018]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view for explaining a method for preventing face collapse according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view for explaining a method of installing a steel pipe when one steel pipe propulsion is completed.
FIG. 3 is a plan view for explaining a moving method of the water stop device of the present invention.
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view for explaining a face situation in conventional small diameter steel pipe propulsion construction.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator 2 Drive apparatus 3 Steel pipe chuck part 4 Guide frame 5 Water stop apparatus 6 Cylindrical body 7 Water stop ring 8 Plate 9 Injection hole 10 Discharge hole 11 Steel pipe 12 Starting shaft 13 Pull back means 14 Lead conductor 15 Excavation tip 16 Cavity

Claims (1)

先端の先導体外周に切削具を装備し、地山を切削しながら小口径の鋼管を推進埋設するために、推進施工中に先導体先端の切羽が崩壊するのを防止する方法において、
鋼管の内径よりも小さい筒体の外殻に鋼管の内面に当接するように止水リングを装備し、前記筒体を閉塞するように固設したプレートより構成される止水装置を、鋼管の後端の内面に設置し、止水装置から鋼管内に泥水を注入して充填させることによって、鋼管内に泥土圧を発生させて切羽土圧や水圧に抵抗させながら小口径の鋼管を発進立坑内に設置した掘進機により推進施工を行うことを特徴とする切羽崩壊防止方法。
In the method of preventing the tip of the tip of the leading conductor from collapsing during propulsion work, in order to embed a cutting tool around the tip of the leading conductor and embed a small diameter steel pipe while cutting the ground,
A water-stop device comprising a water-stop ring attached to the outer shell of a cylindrical body smaller than the inner diameter of the steel pipe so as to abut the inner surface of the steel pipe, and a plate fixed so as to close the cylindrical body, Installed on the inner surface of the rear end and injected muddy water into the steel pipe from the water stop device to fill the steel pipe with mud pressure to create a small diameter steel pipe while resisting face pressure and water pressure. A face collapsing prevention method characterized in that propulsion work is performed by an excavator installed inside.
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