JP3950108B2 - 小口径推進工法用推進体およびこの推進体を用いた小口径推進工法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、通信用管路、下水道、ガス管などの地中への埋設を、地面を掘削しない非開削工法にて施工する際のトンネル築造を行う小口径推進用工法およびこの工法で使用する推進体に関するものである。

従来、通信用管路の地下設備の供給部あるいは地上への立ち上がり部の施工においては、図１０に示すように急曲線部以外の一般区間Ａの管路１は発進立坑２からの推進により施工を行い、急曲線区間Ｂの管路３はこれを推進により施工できないので到達立坑４を開削により構築し、この開削部分での施工としていた。

また、他の方法として図１１に示すように、発進立坑２から到達立坑４までの一般区間Ａの管路１は発進立坑２からの推進により行い、到達立坑４から到達目的地までの急曲線区間Ｂの管路３は到達立坑４からの急曲線推進により行っていた。しかしながら、この場合にも、一般区間Ａと急曲線区間Ｂを連続で施工することはできず、到達立坑４を必要としていた。

このようなものに対して、到達立坑を必要とせず、直線推進の一般区間と急曲線区間を連続で施工できる小口径推進工法用推進体が提案されている（例えば特許文献１参照）。

これは、推進体を図７、図８に示す外管５と、この外管５に対してスライド自在な図５、図６に示す内管６の二重管構造とし、内管６は、多数の単位推進体１４を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体１６とするもので、最前部に掘削ヘッド１５を接続した。

前記単位推進体１４は、内部に前後方向に抜ける貫通穴１７を形成した中空の円筒管であり、その一端（後端）は凹所１９により抉るようにしてこの凹所１９を間に設けて左右に連結片１８を突出形成した。凹所１９の奥の垂直壁面は当たり面２６として形成する。

一方、他端（前端）には前記連結片１８間の凹所１９に挿入可能な物として凹所１９の幅とほぼ同幅の凸部２０を形成した。この凸部２０は先端は垂直な当たり面２５であるが、先端の上面角部をテーパーに切り欠いたテーパー面部２１ａとした。このテーパー面部２１ａは角度可変に連結する単位推進体１４の屈曲を許容する欠落部となるものである。

さらに凸部２０の先端下面角部をテーパー面部２１ｂとして形成し、単位推進体１４の屈曲時に凸部２０の先端下面角部がはみ出して掘進の抵抗とならない欠落部として形成した。

前記連結片１８にネジ孔２２を形成し、また、凸部２０で貫通孔１７へ抜ける孔２３を形成するが、これらネジ孔２２、孔２３は合致して半ネジピン２４が挿通する孔となる。

単位推進体１４の相互を連結するに際し、連結片１８間の凹所１９の他に単位推進体１４の凸部２０を嵌め、合致するネジ孔２２、孔２３に半ネジピン２４を挿通して結合する。なお、半ネジピン２４の先端の非ネジピン部は孔２３に挿通する場合に貫通孔１７に抜け出ないほうが望ましい。

前記半ネジピン２４での結合は、単位推進体１４の相互が屈曲せず直線状に並ぶ場合には凸部２０の先端の垂直な当たり面２５と凹所１９の奥の垂直な当たり面２６との間には平行する隙間ができるように位置決めしてある。

さらに単位推進体１４相互の当たり面として、一方の当たり面は左右の連結片１８端の垂直壁面の当たり面２８であり、他方の当たり面は凸部２０の奥の左右で、下半部を垂直面とした当たり面２９ａに、上半部を凸部２０の先端上面のテーパー面部２１ａよりも傾斜の少ない（垂直状態に近い）角度のテーパー面とした当たり面２９ｂに形成した。

掘削ヘッド１５は、ヘッド軸心に対して傾斜した下向きの受圧面部２７を形成して先端先細り状とし、後端には前記単位推進体１４と同じく凹所１９により抉るようにしてこの凹所１９を間に設けて左右に連結片１８を突出形成した。凹所１９の奥の垂直壁面は当たり面２６として形成する。連結片１８にネジ孔２２を形成した。

相互に連結する単位推進体１４の最前部に掘削ヘッド１５を接続するには、掘削ヘッド１５の連結片１８間の凹所１９に、単位推進体１４の凸部２０を嵌入し、半ネジピン２４で結合する。

次に使用法について説明する。単位推進体１４は後方からの押圧力を受けて推進されるものであり、複数の単位推進体１４の連結片１８間の凹所１９に他の単位推進体１４の凸部２０を嵌め、合致するネジ孔２２、孔２３に半ネジピン２４を挿通して結合するという連結部を介して直列に連結し、それら単位推進体１４の最先端部に、土砂を掘削するための掘削ヘッド１５を同様にして連結する。

そして、図９の工程図に示すように例えば、道路などの下に配管されている電話線配管などの本管から各家庭用配管設備までの引き込み管を分岐する場合、第１工程として、前記引き込み管の基端側に位置する箇所に発進立坑２を築造して、基礎工事完了後、推進機本体７を発進立坑２内に据え付ける（図９（ａ））。

次に、外管５と、複数の単位推進体１４が連結される屈曲可能な連続推進体１６で構成される内管６とを、接続しながら推進機で押すことで圧密推進する。水平部の推進工は図９（ｂ）に示すよう内管６と外管５とを同時に推進する。

所定位置まで推進し、立ち上げ地点に到達したならば、図９（ｃ）に示すように外管５を坑口で仮止め固定し、内管６のみを押し曲線推進を行って掘削ヘッド１５を垂直に立ち上げて路上に到達させる。

ここで図９（ｄ）に示すように掘削ヘッド１５を外し、引き込み用の冶具３０を内管６の先端に装着してこの冶具３０に固定したワイヤーグリップ３１に引き込み管３２である合成樹脂性可撓管を接続し、内管６および外管５を引戻すことにより引き込み管３２を布設する。

図９（ｄ）に示すように引き込み管３２が発進立坑２まで到達して管布設が終了したならば、引き込み管３２と地山との間隙にモルタルなどを充填し、管端処理を行い、推進機を発進立坑２から搬出する。
特開２００２−３３９６８６

外管は鋼管で構成されているため、推進機で元押しされた場合に推進方向がぶれることはなく直線推進の工程では方向性がよいが、内管である連続推進体は、曲線推進が可能なように複数の単位推進低体を連結片の部分で角度可変に連結するものであり、さらに先端の掘削ヘッドに受圧面部が設けられて側面三角形状に形成されているため、内管のみを推進する曲線推進において特に左右にふれやすく、推進方向がずれるおそれがある。特に、推進箇所が地上に近くなってくると、地中に存在するガラが多くなり、これにぶつかったりすると容易に振れ、また、連結片の部分に生じるガタなどが原因でも簡単に振れてしまう。

また、到達地点に達した後、可撓性の引き込み管を引き込む際、掘削ヘッドを引き込み冶具と交換する必要があり、引き込み冶具を別途必要とするだけでなく、交換の手間を要して施工性がよくなかった。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、多数の単位推進体相互を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体を構成する小口径推進工法用推進体において、屈曲可能な内管のみを曲線推進する工程において、先端の掘削ヘッドが振れることを防止して方向性が悪くなることを防止し、所定の到達地点に正確に到達できるようにし、また、引き込み管を引き込む際に、掘削ヘッドの交換を必要とせず、掘削ヘッドをそのまま使用して引き込み管の布設ができ施工性も向上できる小口径推進工法用推進体およびこの推進体を用いた小口径推進工法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、小口径推進工法用推進体として、多数の単位推進体相互を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体を構成する小口径推進工法用推進体において、前記単位推進体の最前部に掘削ヘッドを屈曲可能に接続し、該掘削ヘッドの前面に形成した下向きの受圧面部に縦方向の溝条を設けたことを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、掘削ヘッドの前面に形成した受圧面部に縦方向の溝条を設けることで、掘削ヘッドの推進方向に対してこの溝条が案内となるため、溝条の方向すなわち推進方向に掘削ヘッドが導かれ、推進の方向性の精度が向上する。すなわち、溝条を設けないで掘削ヘッドの前面を平面であると、その面全体で土からの抵抗を受け、掘削ヘッド全体が方向制御不能となるが、溝条を設けることでこのような不都合はなくなる。

請求項２記載の発明は、前記溝条に引き込み管の引き込み用の部材を取り付けるためのボルト取付用の孔を穿設し、該孔を穴埋めボルトなどの部材で閉塞しておくことを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、引き込み管を布設する際には、穴埋めボルトを外して、ボルト取付用の孔に引き込み管の引き込み用の部材を取り付ければ、この部材に引き込み管の先端を固定するだけで、連続推進体を引き戻すことにより引き込み管を布設できる。よって、掘削ヘッドを引き込み冶具と交換する必要がない。

請求項３記載の発明は、小口径推進工法として、多数の単位推進体相互を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体を構成し、該連続推進体が到達目的地点に到達後、連続推進体の最前部に取り付けてある掘削ヘッドにワイヤーグリップなどの引き込み用の部材を介して可撓性引き込み管を接続し、この引き込み管の内部に複数に分割した変形防止用アダプターを挿入することを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、可撓性の引き込み管を布設する際に、その内部に挿入する変形防止用アダプターを複数の分割体で構成したから、曲線施工した個所に布設する引き込み管を、施工曲線にそってカーブさせることができ、曲線箇所への引き込み管の布設が容易に行える。

本発明の小口径推進工法用推進体およびこの発明の推進体を用いた小口径推進工法は、多数の単位推進体相互を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体を構成する小口径推進工法用推進体において、屈曲可能な内管のみを曲線推進する工程において、先端の掘削ヘッドに推進方向を規制する案内となる溝条を形成したから、掘削ヘッドが推進方向に対して振れることが防止され方向性が悪くなることが防止され、所定の到達地点に正確に到達できるようになる。

また、引き込み管を引き込む際に、掘削ヘッドに引き込み管を接続できるから掘削ヘッドの交換を必要とせず、掘削ヘッドをそのまま使用して引き込み管の布設ができ施工性も向上できるものである。

以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の小口径推進工法用推進体の要部である掘削ヘッドの側面図、図２は同上正面図、図３は同上要部である溝条の部分の縦断面図で、推進体の全体構成は図５〜図８について既に説明した従来例と同様であるから、ここでの詳細な説明は省略する。

本発明の小口径推進工法用推進体も、従来と同様に、図５、図６に示す内管６と図７、図８に示す外管５との二重管で構成し、外管５は鋼管などで構成する。内管６は、多数の単位推進体１４を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体１６とするもので、最前部に掘削ヘッド１５を接続した。前記外管５は、図７に示すものは先端部であり、図８に示すものは標準部である。

掘削ヘッド１５は、基本構造としては従来と同様にヘッド軸心に対して傾斜した下向きの受圧面部２７を形成して先端先細り状とし、後端には前記単位推進体１４と同じく凹所１９により抉るようにしてこの凹所１９を間に設けて左右に連結片１８を突出形成した。凹所１９の奥の垂直壁面は当たり面２６として形成する。連結片１８にネジ孔２２を形成した。

かかる構成の掘削ヘッド１５において、本発明ではさらに先端の傾斜面である受圧面部２７の中央に、掘削ヘッド１５の推進方向を規制するための案内となる縦方向の溝条８を形成し、この溝条８には掘進の際にここに土が溜まることを防止するために側壁を上方に向かって開くように傾斜するテーパー部８ａに形成した。この傾斜角は土が最も溜まりにくい４５度程度が望ましい。

前記溝条８の中央に、引き込み管３２の引き込み用の部材であるワイヤーグリップ１２（図４に示す）を取り付けるためのボルト取付用の孔９を穿設し、該孔９を図４に示す穴埋めボルト１０などの部材で閉塞しておく。

また、掘削ヘッド５の内部には直線部推進施工の際の直進精度を確認して方向修正のための部材として例えば高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）３３を配設した。この高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）３３は電源には電池を使用し、発進部側の専用ターゲットスコープで目視による確認で直進性を確保するものである。

かかる掘削ヘッド１５を使用する連続推進体１６を従来と同様にして推進機で元押しして推進させれば、掘削ヘッド１５はその受圧面部２７に形成してある溝条８が推進方向を規制し、これが案内となるので曲線推進の施工箇所で掘削ヘッド１５は溝条８の方向すなわち左右に振れることなく縦方向に前進する。

また、溝条８は左右の側壁部分をテーパー部８ａに形成してあるから、推進工程でこの溝条８の角部に土が溜まることを阻止でき、溝条８の機能が損なわれることはない。

さらに、ボルト取付用の孔９は穴埋めボルト１０で塞いであるから、推進工程でこの孔９に土が詰まることもない。

この曲線推進は、水平から縦方向に移行する立ち上がり箇所に限定されるものではなく、水平方向への推進箇所において同じ水平方向に曲線施工する場合も含まれるものであり、かかる場合の不必要な振れが防止される。

そして、掘削ヘッド１５が地上の到達地点に達したならば、次に引き込み管３２を布設する工程に移行する。この場合、図４に示すように掘削ヘッド１５はそのまま連続推進体１６の先端に取り付けたままの状態としておき、ボルト取付用の孔９から穴埋めボルト１０を除いてここにアイボルト１１を取付け、このアイボルト１１にシャックル３４および寄り戻し３５を介してワイヤーグリップ１２を取付け、このワイヤーグリップ１２に可撓性の引き込み管３２を接続する。

これにより、掘削ヘッド１５を取り付けたままの状態で、掘削ヘッド１５を引き込み冶具と交換することなく、掘削ヘッド１５にそのまま引き込み管３２を接続でき、施工性が向上する。

そして、引き込み管３２はこれが可撓性であることからその内部にはマンドレルまたは棒ビンと称せられている変形（つぶれ）防止用アダプターを挿入するが、引き込み管３２が曲線部に布設されることを考慮して、変形防止用アダプターは、図４に示すようにシャックル３４で連結される分割体１３ａ、１３ｂで構成した。よって、分割体１３ａ、１３ｂの接続箇所が節となって屈曲するから、変形防止用アダプターは引き込み管３２の曲がりに追随して曲がる。

本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である掘削ヘッドの側面図である。 本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である掘削ヘッドの正面図である。 本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である掘削ヘッドの溝条部の縦断正面図である。 本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である推進体の先端部と引き込み管の部分の分解斜視図である。 本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である内管および掘削ヘッドの側面図である。 本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である内管の分解斜視図である。 本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である外管の先端部の側面図である。 本発明の小口径推進工法用推進体の実施形態を示す要部である外管の標準部の側面図である。 小口径推進工法を示す工程図である。 従来の小口径推進工法の一例を示す断面図である。 従来の小口径推進工法の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１、３ 管路 ２ 発進立坑
４ 到達立坑 ５ 外管
６ 内管 ７ 推進機本体
８ 溝条 ８ａ テーパー部
９ 孔 １０ 穴埋めボルト
１１ アイボルト １２ ワイヤーグリップ
１３ａ，１３ｂ 分割体 １４ 単位推進体
１５ 掘削ヘッド １６ 連続推進体
１７ 貫通孔 １８ 連結片
１９ 凹所 ２０ 凸部
２１ａ，２１ｂ テーパー面部 ２２ ネジ孔
２３ 孔 ２４ 半ネジピン
２５，２６ 当たり面 ２７ 受圧面部
２８，２９ａ，２９ｂ 当たり面 ３０ 冶具
３１ ワイヤーグリップ ３２ 引き込み管
３３ 高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）
３４ シャックル ３５ 寄り戻し

Claims (3)

1. 多数の単位推進体相互を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体を構成する小口径推進工法用推進体において、前記単位推進体の最前部に掘削ヘッドを屈曲可能に接続し、該掘削ヘッドの前面に形成した下向きの受圧面部に縦方向の溝条を設けたことを特徴とする小口径推進工法用推進体。
2. 前記溝条に引き込み管の引き込み用の部材を取り付けるためのボルト取付用の孔を穿設し、該孔を穴埋めボルトなどの部材で閉塞しておくことを特徴とする請求項１記載の小口径推進工法用推進体。
3. 多数の単位推進体相互を角度可変に連結して屈曲可能な連続推進体を構成し、該連続推進体が到達目的地点に到達後、連続推進体の最前部に取り付けてある掘削ヘッドにワイヤーグリップなどの引き込み用の部材を介して可撓性引き込み管を接続し、この引き込み管の内部に複数に分割した変形防止用アダプターを挿入することを特徴とする小口径推進工法。

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