JP3868417B2 - 管路構築方法及び管路構築装置 - Google Patents

Description

本発明は、管路構築方法及び管路構築装置に関するものである。

立坑を穿設し、この立坑の周壁から推進ジャッキにより掘削体及び管部材を導入して横坑の穿設及び該横坑への管部材の配設を行う工法について、本出願人は特願２００２−２２６２５９号（発明の名称：管体設置方法及び管体設置装置。以下、従来例という。）を出願している。

この従来例は、掘削体によって穿設した横坑内にヒューム管等の管部材を順次配設して前方部を推進配設し、続いて、該前方部の後部にシールドジャッキ及びエレクター機構を収納した作業筒を配設し、該作業筒内でセグメントを連結して管部材を順次連設して後方部を配設するもので、推進工法により前記前方部を配設した後、シールド工法により前記後方部を配設するものである。

特願２００２−２２６２５９号

ところで、セグメントを連結して形成される管部材は、前方部に用いられる一体構造のヒューム管，鋼管，ダクタイル管等に比べると高価である。

また、横坑内に配設された作業筒内で複数のセグメントを組み立てて管部材を順次連設していくシールド工法は、一体構造のヒューム管等を推進ジャッキ（元押しジャッキ）により押圧して推進させる推進工法に比べ、厄介である。

また、推進工法による管部材の配設には、摩擦抵抗の関係から長さに限界があり、よって、長距離に亙って推進工法により管部材を配設することはできない。

本発明は、横坑内に安価な一体構造のヒューム管等を多用し推進工法を行うことでコスト安且つ作業性が良好となり、更に、セグメントを連結して管部材を順次連設していくシールド工法も併用することで、長い距離に亙る管路の構築を実現できる方法及び装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

立坑１を穿設し、この立坑１の周壁から第一推進ジャッキ２により掘削体３を導入して横坑５を穿設し該横坑５へ複数の管部材４・11を配設することで管路を構築する方法であって、前記横坑５内に前記掘削体３及び複数の管部材４を連設して成る前方部６を推進配設し、続いて、第二推進ジャッキ８及びエレクター機構が収納された作業筒９を推進配設し、続いて、複数の管部材４を連設して成る後方部７を推進配設し、続いて、前記作業筒９内でセグメント10を連結することで形成される管部材11を順次後方に連設して成る中間部12を配設することを特徴とする管路構築方法に係るものである。

また、請求項１記載の管路構築方法において、前記作業筒９と前記前方部６との間若しくは前記作業筒９と前記後方部７との間には、前記第二推進ジャッキ８による押圧を受ける受管13が配設されていることを特徴とする管路構築方法に係るものである。

また、請求項２記載の管路構築方法において、前記受管13と前記作業筒９とは互いに摺動可能に配設されていることを特徴とする管路構築方法に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の管路構築方法において、前記前方部６には前記掘削体３を作動させる為の設備や前記セグメント10を連結するための設備等の管内設備が設けられていることを特徴とする管路構築方法に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の管路構築方法において、前記管部材４・11の内径は８００ｍｍ乃至１２００ｍｍに設定されていることを特徴とする管路構築方法に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載の管路構築方法において、前記前方部６及び後方部７を構成する管部材４として、ヒューム管，鋼管，ダクタイル管等の一体構造の管部材が採用されていることを特徴とする管路構築方法に係るものである。

また、立坑１を穿設し、この立坑１の周壁から第一推進ジャッキ２により掘削体３を導入して横坑５を穿設し該横坑５へ複数の管部材４・11を前方部６，中間部12及び後方部７の三区分で構成されるように配設することで管路を構築する管路構築装置であって、前記前方部６及び前記後方部７の管部材４は推進配設されるものであり、また、前記前方部６と前記後方部７との間の前記中間部12の管部材11は、セグメント10を連結することで形成されて配設されるものであることを特徴とする管路構築装置に係るものである。

また、請求項７記載の管路構築装置において、前記中間部12には、作業筒９が設けられ、この作業筒９内には前記セグメント10を連結するエレクター機構及び前記セグメント10を連結することで形成される前記管部材11を押圧する第二推進ジャッキ８が収納されていることを特徴とする管路構築装置に係るものである。

また、請求項７，８いずれか１項に記載の管路構築装置において、前記作業筒９と前記前方部６との間若しくは前記作業筒９と前記後方部７との間には、前記第二推進ジャッキ８の押圧を受ける受管13が設けられていることを特徴とする管路構築装置に係るものである。

また、請求項７〜９いずれか１項に記載の管路構築装置において、前記前方部６及び後方部７を構成する管部材４として、ヒューム管，鋼管，ダクタイル管等の一体構造の管部材が採用されていることを特徴とする管路構築装置に係るものである。

本発明は上述のようにするから、コスト安且つ作業性が良好となり、更に、長距離に亙って管路を構築することが可能な画期的な管路構築方法及び管路構築装置となる。

好適と考える本発明の実施の形態を、図面に基づいてその作用効果を示して簡単に説明する。

本発明は、横坑５内に配設される前方部６及び後方部７を構成する管部材４として、例えばセグメント10を連結して形成される管部材11よりも安価なヒューム管等の一体構造の管部材４を採用するから、それだけコスト安に管路を構築できることになる。

また、本発明は、前方部６及び後方部７を構成する管部材４として、セグメント10を連結することで形成される管部材11を採用せずに、ヒューム管等の一体構造の管部材４を採用するから、それだけ簡易に管部材を複数配設できることになり、作業性が向上する。

また、本発明は、推進距離に制限がある（長距離に亙って推進できない）推進工法のみとせず、セグメントの組み立てを行うシールド工法を併用するから、可及的に長距離に亙って管部材を配設することが可能となる。

図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

本実施例は、立坑１を穿設し、この立坑１の周壁から推進ジャッキ２（以下、第一推進ジャッキ２という。）により掘削体３を導入して横坑５を穿設し該横坑５へ複数の管部材４・11を配設することで管路を構築する方法に関するもので、前記横坑５内に掘削体３及び複数の管部材４を連設して成る前方部６を配設し、続いて、複数の管部材４を連設して成る後方部７を配設し、続いて、この後方部７と前記前方部６との間においてセグメント10を連結することで形成される管部材11を順次後方に連設して成る中間部12を配設する管路構築方法に係るものである。

尚、推進工法とは複数の管部材を基端部から先端側へジャッキにより押圧して推進させ、横坑内に複数の管部材を配設する方法であり、また、シールド工法とはセグメントを連結して管部材を後方に順次連設することで横坑内に複数の管部材を配設する方法である。

以下に各部の説明をする。

前方部６及び後方部７を構成する管部材４としては、ヒューム管，鋼管，ダクタイル管等の一体構造の管部材４が採用されている。尚、管部材４として、セグメントを連結して形成される管部材を採用することもできるが、この場合にはセグメントの連結は立坑１内において予め行う。

また、前方部６内には、掘削体３を作動させる為の設備やセグメント10を連結する為の設備等の管内設備、即ち、パワーユニット，排泥ポンプ，伸縮管及びトランス等（図示省略）が配設されている。

前方部６及び後方部７の間には、推進ジャッキ８（以下、第二推進ジャッキ８という。）及びエレクター機構（図示省略）を収納した作業筒９が配設されている。

ここで、エレクター機構とは、セグメントを支持して作業筒の内面に沿って所定移動させることで該セグメントを順次連結し、該作業筒内で管部材を形成する為の機構をいう。即ち、このエレクター機構は、セグメントを支持する支持部と、該支持部を作業筒の内面に沿って回動自在に支承する支承部とが設けられた構成としている。

この作業筒９は、前方部６及び後方部７を構成する管部材４の外径と略同径を有している。

作業筒９と後方部７との間には、作業筒９内に収納された第二推進ジャッキ８による押圧を受ける受管13が配設されている。

この受管13は、図２に示すように、後方部７を構成する管部材４の先端に後端部が連設され、先端部は、作業筒９内に収納された第二推進ジャッキ８を受けるように構成されている。

また、受管13は、後端部側が、後方部７を構成する管部材４の外径に略合致する外径に設定され、先端側が、セグメント10を連結して形成される管部材11の外径よりもやや径大となる外径に設定されている。

また、受管13は、図２に示すように、後端側に径大部14を有した形状に形成されている。

前方部６及び後方部７の間にセグメント10を連結して形成される管部材11が配設された状態において、第二推進ジャッキ８が伸長することで該管部材11の先端部を押圧するよう構成され、前方部６及び後方部７の間に前記管部材11が配設されない状態では、前記第二推進ジャッキ８が伸長することで受管13の先端面を押圧するように構成されている。

また、前方部６及び後方部７の間に管部材11が配設されない状態においては、作業筒９の後端部が、受管13の先端部の外側において摺動自在に被嵌されている。

即ち、前方部６及び後方部７の間に管部材11が配設されない状態において、第二推進ジャッキ８を伸長することで反力により前方部６及び作業筒９を推進させた際、該推進に伴い作業筒９の後端部は受管13の先端側に摺動し、一方、作業筒９の後端部が受管13の先端部に位置した状態において、第一推進ジャッキ２を伸長することで後方部７を推進させた際、該推進に伴い受管13は作業筒９の先端側へ摺動するよう構成されている。

また、受管13と作業筒９との間には、外部から水や土壌が管内に侵入することを防止する為の止水体となるパッキン15が設けられている。

本実施例では、受管13の先端側外周面に合成樹脂製のパッキン15が長さ方向に二重に配設されている。

また、パッキン15としては、中空状態に形成し、該パッキン15内に空気を出し入れすることで、該パッキン15の突出度合いを調整できるものを採用している。

尚、本実施例では、受管13の先端側外周面にパッキン15が設けられた構成としたが、受管13には設けず、作業筒９の後端部内周面にパッキン15が設けられた構成としてもよい。この際、パッキン15は、長さ方向に複数並設することが望ましい。

また、セグメント10を連結する際には、作業筒９の後端部内周面に、外部から土壌が管内に侵入することを防止する為のテールシールが設けられる。

このテールシールは、ワイヤー若しくはウレタンゴム等を突設して構成されている。

また、このテールシールの配設は、セグメント10を連結して形成された管部材11と作業筒９との間隙に、後端部にテールシール及び止水パッキンを設けた環状鋼板を挿入し、続いて、推進ジャッキ８により作業筒９を該鋼板に対して所定長さ推進させ、鋼板の後端部が作業筒９の後端部に位置したところで該鋼板を作業筒９に対して溶接して固定することで行う。

尚、テールシールは、セグメント10の連結作業を行う前に予め作業筒９の後端部内周面に付設させておいても良い。

本実施例の前方部６及び後方部７、並びに、セグメント10を連結することで形成される管部材11の内径は８００ｍｍ乃至１２００ｍｍに設定されている。

尚、符号17は第二推進ジャッキ８の押圧による前方部６への衝撃を緩和するクッション材である。

本実施例では、受管13が作業筒９の後方に配設される構成としたが、作業筒９の前方に配設される構成としても良い。

この場合には、前方部６の後端部に受管13の径大部14を被嵌し、該受管13の先端（径大部14の反対側）に推進ジャッキ８を後方部７に向けて連設し、後方部７の先端に作業筒９を連設する構成とする。

以下、本実施例の具体的な手順を図２，図３に基づいて説明する。

先ず、立坑１を穿設し、該立坑１内に第一推進ジャッキ２を配設する。尚、符号16は、第一推進ジャッキ２が伸長し後方部７の管部材４を押圧することで生じる反力を受ける支圧壁である。

続いて、第一推進ジャッキ２を収縮し、該収縮によって形成された空間部に掘削体３を配設し、該掘削体３を第一推進ジャッキ２で押圧することで推進させ立坑１の周壁から導入して横坑５を穿設する。

続いて、第一推進ジャッキ２を収縮し、掘削体３と第一推進ジャッキ２との間に形成された空間部に前方部６を構成する管部材４を導入し、該管部材４を第一推進ジャッキ２により押圧することで、前記掘削体３及び管部材４を推進させる。

続いて、第一推進ジャッキ２の収縮と、管部材４の導入と、第一推進ジャッキ２による管部材４の押圧を繰り返すことにより、該管部材４を複数連設して成る前方部６の配設を完了する（図３（ａ）参照）。

続いて、前方部６の後部に前記同様にして作業筒９を推進導入する（図３（ｂ）参照）。

続いて、先端に受管13を有した管部材４を前記同様にして推進導入する。

続いて、前方部６の形成と同様、第一推進ジャッキ２の収縮と、管部材４の導入と、第一推進ジャッキ２による押圧を繰り返すことにより、該管部材４を複数連設して成る後方部７を配設する（図３（ｃ）参照）。

この後方部７の配設の際、作業筒９内の第二推進ジャッキ８により受管13を押圧して反力により前方部６及び作業筒９を所定距離推進させて（図２（ａ），（ｂ）参照）後方部７の前方に空間部を形成し、その後、第一推進ジャッキ２により後方部７を前記空間部の分だけ推進させる（図２（ｃ）参照）。

即ち、前方部６と後方部７とを所謂シャクトリ虫状態で推進させていく。

このようにすることで、第一推進ジャッキ２が実質的に押動するのは後方部７のみとなり、第二推進ジャッキ８が実質的に押動するのは前方部６のみとなる為、前方部６及び後方部７を夫々長い距離に設定することが可能となる。

以上のようにして後方部７の配設を完了させる。

続いて、作業筒９内において、第二推進ジャッキ８を収縮して空間部を形成し、該空間部でエレクター機構を用いてセグメント10を連結することで管部材11を形成し、該管部材11を第二推進ジャッキ８により押圧することで反力により前方部６及び作業筒９を推進させ、これを繰り返すことで、管部材11を順次後方に連設して成る中間部12が配設される（図３（ｄ）参照）。

尚、セグメント10を連結して管部材11を後方に順次連設していく際、第二推進ジャッキ８による管部材11の押圧を後方部７が十分に受けることができれば、第一推進ジャッキ２は撤去することができる。

本実施例は上述のようにするから、横坑内に安価のヒューム管等の一体構造の管部材を多用し推進工法を行うことでコスト安且つ作業性が良好にして、更に、セグメントを連結して管部材を順次連設していくシールド工法も併用することで、長い距離に亙る管路の構築を実現できる画期的な方法となる。

即ち、前方部６及び後方部７を安価なヒューム管等の管部材４で構成する為、該前方部６及び後方部７を配設した分、それだけコスト安とすることができる。

また、例えば、前方部６及び後方部７を第一推進ジャッキ２若しくは第二推進ジャッキ８で可能な限り長い距離配設してから、該前方部６及び後方部７の間に、セグメント10を連結して形成される管部材11をシールド工法により複数後方に連設して中間部12を配設することができる為、推進工法で配設可能な限界距離を超えて更に長い距離に亙って管部材４・11を配設することができる。

しかも、セグメント10を連結して形成される管部材11が配設される前における前方部６及び後方部７の推進は、前方部６及び後方部７の間に配設された作業筒９の第二推進ジャッキ８及び第一推進ジャッキ２を用いて所謂シャクトリ虫状態で行える為、例えば前方部６，作業筒９及び後方部７を一つの推進ジャッキで押圧して推進させる場合に比してより一層長い距離に亙って配設することができる。

即ち、作業筒９を配設することで、前方部６を中押しできる上に該作業筒９内でセグメント10を連結して管部材11を後方に複数配設することもでき、これにより、効率良く管路の構築が実現できる。

従って、本実施例は、長い距離に亙って管部材４・11を配設することができる構成でありながら、それをコスト安で実現することができる画期的な管路構築方法となる。

また、後方部７を設けたことで、セグメント10を連結して形成した管部材11を第二推進ジャッキ８で押圧した際、該押圧力を該後方部７で確実に受け止めて作業筒９及び前方部６を良好に推進させることができる。

また、前方部６内に前記管内設備を配設した為、作業筒９及び後方部７の管路内を整然とでき、これにより、セグメント10の連結を作業性良く行うことができる。このため、小口径管、特に８００ｍｍ〜１２００ｍｍの管路を施工することも可能となる。

また、シールド工法にあっては作業筒９の後端部内周面にはテールシールが設けられ、また、推進工法にあっては受管13の先端部の外側にはパッキン15が設けられている為、前方部６，作業筒９及び後方部７を推進させる際や、前方部６及び後方部７の間でセグメント10を連結して形成した管部材11を後方に順次連設していく際に、管内に水や土壌が侵入することを良好に防止することができる。

また、本実施例では、作業筒９の後方に受管13を配設した為、セグメント10を連結して形成される管部材11を該受管13により反力受けすることが可能となり、これにより、前方部６及び後方部７の間で前記管部材11を順次複数連設できることになる。

また、本実施例を実施するにあたり、管部材４間に配設される作業筒９内にエレクター機構及び推進ジャッキ８が収納され、該推進ジャッキ８の押圧を受ける受管13が後方に備えられているため、一体構造の管部材４を長距離に亙って配設することが可能となる。また、同一作業筒９内でセグメント10を組み立てることができ、作業筒９が有効活用できる。特に、推進ジャッキ８は中押し時には中押し用のジャッキとして使用でき、セグメント10連結時には該セグメント10を連結して形成される管部材11を後方へ順次連設していくシールドジャッキとして使用できる。

以上、本実施例は秀れた作用効果を有する。

尚、セグメント10を連結して成る管部材11を配設する前における、前方部６及び後方部７の推進は、シャクトリ虫状態で行わなくとも、前方部６，作業筒９及び後方部７を第一推進ジャッキ２のみにより推進して行っても良い。

本実施例では、横坑５内に前方部６，作業筒９及び後方部７を配設した後、該作業筒９内でセグメント10を連結して形成される管部材11を順次後方に連設して中間部12を配設する方法を採用したが、後方部７を配設する工程と、中間部12を配設する工程とを並行して行っても良い。

また、横坑５内に前方部６及び作業筒９を配設した後、作業筒９内でセグメント10を連結して形成した管部材11を後方に複数連設して中間部12を配設し、続いて、後方部７を構成する管部材４を複数導入して該後方部７を配設しても良い。この場合には、後方部７を配設する前にセグメント10を連結して形成される管部材11を後方に順次連設していく為、第二推進ジャッキ８により押圧される管部材11が後方にずれ動しないように、該管部材11を第一推進ジャッキ２で受ける必要がある。

本実施例の管部材の配設状態を示す説明図である。 本実施例の第二推進ジャッキを用いた前方部及び後方部の推進状態を示す要部の拡大説明図である。 本実施例の管部材の配設手順を示す説明図である。

符号の説明

１ 立坑
２ 推進ジャッキ
３ 掘削体
４ 管部材
５ 横坑
６ 前方部
７ 後方部
８ 推進ジャッキ
９ 作業筒
10 セグメント
11 管部材
13 受管

Claims (10)

1. 立坑を穿設し、この立坑の周壁から第一推進ジャッキにより掘削体を導入して横坑を穿設し該横坑へ複数の管部材を配設することで管路を構築する方法であって、前記横坑内に前記掘削体及び複数の管部材を連設して成る前方部を推進配設し、続いて、第二推進ジャッキ及びエレクター機構が収納された作業筒を推進配設し、続いて、複数の管部材を連設して成る後方部を推進配設し、続いて、前記作業筒内でセグメントを連結することで形成される管部材を順次後方に連設して成る中間部を配設することを特徴とする管路構築方法。
2. 請求項１記載の管路構築方法において、前記作業筒と前記前方部との間若しくは前記作業筒と前記後方部との間には、前記第二推進ジャッキによる押圧を受ける受管が配設されていることを特徴とする管路構築方法。
3. 請求項２記載の管路構築方法において、前記受管と前記作業筒とは互いに摺動可能に配設されていることを特徴とする管路構築方法。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載の管路構築方法において、前記前方部には前記掘削体を作動させる為の設備や前記セグメントを連結するための設備等の管内設備が設けられていることを特徴とする管路構築方法。
5. 請求項１〜４いずれか１項に記載の管路構築方法において、前記管部材の内径は８００ｍｍ乃至１２００ｍｍに設定されていることを特徴とする管路構築方法。
6. 請求項１〜５いずれか１項に記載の管路構築方法において、前記前方部及び後方部を構成する管部材として、ヒューム管，鋼管，ダクタイル管等の一体構造の管部材が採用されていることを特徴とする管路構築方法。
7. 立坑を穿設し、この立坑の周壁から第一推進ジャッキにより掘削体を導入して横坑を穿設し該横坑へ複数の管部材を前方部，中間部及び後方部の三区分で構成されるように配設することで管路を構築する管路構築装置であって、前記前方部及び前記後方部の管部材は推進配設されるものであり、また、前記前方部と前記後方部との間の前記中間部の管部材は、セグメントを連結することで形成されて配設されるものであることを特徴とする管路構築装置。
8. 請求項７記載の管路構築装置において、前記中間部には、作業筒が設けられ、この作業筒内には前記セグメントを連結するエレクター機構及び前記セグメントを連結することで形成される前記管部材を押圧する第二推進ジャッキが収納されていることを特徴とする管路構築装置。
9. 請求項７，８いずれか１項に記載の管路構築装置において、前記作業筒と前記前方部との間若しくは前記作業筒と前記後方部との間には、前記第二推進ジャッキの押圧を受ける受管が設けられていることを特徴とする管路構築装置。
10. 請求項７〜９いずれか１項に記載の管路構築装置において、前記前方部及び後方部を構成する管部材として、ヒューム管，鋼管，ダクタイル管等の一体構造の管部材が採用されていることを特徴とする管路構築装置。

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