JP4414585B2 - Promotion method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に先導体を配置した推進管を地山に推進した後、推進管の内部を通して先導体を引き戻すようにした推進工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地中に下水道管路や他の管路を敷設する場合、掘進機等の先導体に後続させて推進すべき管を推進する推進工法を採用するのが一般的である。この工法は、敷設すべき管路の予定敷設線上に発進立坑と到着立坑を構築し、発進立坑に設置した元押装置によって管に付与した推力を、該管を介して掘進機に伝達して推進するものである。そして掘進機が到着立坑に到着したとき、発進立坑と到着立坑の間に連続した管からなる管路が敷設される。
【0003】
一方、最近では、推進すべき管の内部に先導体を配置して発進立坑から推進し、推進すべき管の敷設長さが目的の長さに達したとき、先導体を管の内部を通して発進立坑に引き戻すことで、管を地中に残置して敷設する工法が採用されることがある。この工法では、管を敷設するに当たり到着立坑が不要となるため、交通事情に大きな影響を与える虞のある管路の敷設や、土手にトンネルを構築する際に利用するパイプルーフを構成する際に利用されている。
【0004】
先導体を引き戻す工法では、先導体は管の内部を容易に通過し得るように、該管の内径よりも小さい径を持って構成されている。管と先導体は機械的な継手を介して一体的に接続しており、管の後端に推力を付与したとき、この推力が継手から先導体に伝達されることによって、先導体と管を同時に推進している。また先導体を引き戻す際には、推進された管の内部に作業員が入って継手を切断することで、先導体と管との接続を解除した後、先導体の後端に取り付けたワイヤやPC棒鋼等を利用して発進立坑に引き戻している。
【0005】
上記の如き先導体を発進立坑に引き戻す工法では、到着立坑が不要であり、該到着立坑の構築等に要する工期を短縮することが出来、鑿井作業のように到着立坑を必要としない管路を敷設する際に有利である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、地中に管路を敷設した後、管の内部を通して先導体を引き戻す工法は種々の利点があって今後ますます普及することが考えられる。しかし、全く問題がないわけではない。
【0007】
例えば、先導体を引き戻す際に、先導体と管との接続を解除することが必須であり、敷設された管の内部に作業員が入ることが必要となる。しかし、管の内部に作業員が入るには、目的の管路の仕様に関わらず、該管の径は800mm以上必要となる。即ち、径が800mm未満の管の場合、法令によって作業員が中に入ることを禁止されており、前記作業を行なうには800mm以上の管径が必要となる。このため、場合によっては、必要以上に太い管を敷設せざるを得ず、コストが上昇することになるという問題が発生している。
【0008】
上記問題を解決するためには、遠隔制御される機械的な係合手段によって先導体と管との接続,解除を行なえるように構成することが可能であるが、この場合、両者の接続を解除したとき、先導体の引き戻しの邪魔をするような突起物等が存在してはならず、機構的に複雑になってコストが増大するという問題が発生する。
【0009】
またパイプルーフを構築するような場合、推進管として鋼管を用いたとき推進管の接続は溶接によって行なわれるため、連続した鋼管が互いに一体化して剛体として機能し可撓性を発揮し得なくなる。このため、推進中に地山とのセリが生じ易くなり、推進抵抗が増大することが多くなる。このような場合、推進時にセリが解除された瞬間、推進速度が急激に速くなり、掘進機が切羽に対し過大な推力が作用し、カッターヘッドの回転能力を越える負荷が作用するという問題が生じ、これにより、切羽圧力が大幅に上昇して円滑な掘削が出来なくなるという問題が生じる。更に、前記現象は断続的に発生するため、円滑な推進が不可能になるという問題を派生する。このような現象は特に地山が岩盤層である場合に顕著である。
【0010】
本発明の目的は、特別にコストを上昇させることなく、簡単な構造で先導体に推力を伝達することが出来、且つ容易に引き戻すことを可能とした推進工法と、この推進工法を実現する推進装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る推進工法は、推進管の内部に先導体を配置して推進管及び先導体を地山に推進した後、推進された推進管に新たな推進管を後続させると共に該推進管の長さと対応する長さと先導体に付与する推力を伝達し得る強度を持った伝達部材を先導体に後続させ、次いで、新たな推進管と伝達部材に推力を付与して推進管及び先導体と伝達部材とを推進し、前記推進を繰り返して推進管の推進長さが所定の値になったとき、推進された推進管の内部を通して伝達部材及び先導体を引き戻して推進管を地山に埋設することを特徴とするものである。
【0012】
上記推進工法では、推進管と先導体を一体化させることなく推進すると共に推進管の内部を通して先導体を引き戻すことが出来る。即ち、推進管の内部に先導体を配置し、これらを推進した後は、推進管には新たな推進管を後続させ、先導体には、新たな推進管に対応する長さと推力を伝達し得る強度を持った伝達部材を接続しつつ後続させることで、先導体に付与する推力を伝達部材から伝達し、推進管に付与する推力を後続させた推進管から付与することが出来る。
【0013】
従って、先頭に配置された推進管及び該推進管の内部に配置された先導体に対し、夫々独立した推進管及び伝達部材を後続させてこれらの推進管及び伝達部材を介して推力を付与することで、推進管と先導体を同時に推進することが出来る。そして目的の推進が終了した後は、伝達部材を発進立坑に引き戻すと、これに伴って先導体を引き戻すことが出来る。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、上記推進工法の好ましい実施形態について図を用いて説明する。
【0015】
本発明に係る推進工法は、先頭に位置する推進管の内部に該推進管との一体化をはかることなく先導体となる掘進機を配置し、これらの推進管と掘進機の後端側に推力を付与して発進坑から目的の方向に向けて推進した後、推進管の後端に新たな推進管を接続すると共に掘進機の後端に推力を伝える伝達部材を接続し、新たな推進管と伝達部材に対し同時に推力を付与することで、推進管と掘進機及び伝達部材とを互いに独立させた状態で推進するものであり、推進管の推進長が目的の長さに到達したとき、伝達部材を発進坑に引き戻すことによって、掘進機と該掘進機に後続させた伝達部材を引き戻すと共に推進管を地中に残置して管路を敷設するものである。
【0016】
先導体としては、地山を掘削する掘進機に限定するものではなく、伝達部材を介して付与された推力に応じて地山を圧密して推進管を推進し得るように構成したもの、先端から噴射する高圧水によって地山を掘削し得るように構成したもの等を選択的に用いることが可能である。
【0017】
先頭に位置する推進管と、該推進管の内部に配置される掘進機は、互いに力を伝達し得るように一体化されず、推進に際しては、連続した推進管,掘進機に接続した伝達部材からなる互いに独立した経路から同時に推力が付与される。このため、掘進機を引き戻す際には、伝達部材に引き戻し力を作用させることによって、推進管の内部を通して伝達部材及び掘進機を発進坑側に引き戻すことが可能である。
【0018】
推進管に後続させた新たな推進管を推進すると同時に掘進機に後続させた伝達部材を推進する場合、発進坑に設置した元押装置に取り付けた押し輪を新たな推進管の後端と伝達部材の後端に同時に当接させて推力を付与し得るように構成することが好ましい。このため、推進管の長さと伝達部材の長さが互いに等しく形成されている。
【0019】
従って、1本の推進管を推進する毎に、1本の伝達部材も推進され、夫々の後端に新たな推進管及び新たな伝達部材を接続しつつ繰り返し推進することで、推進管を目的の長さに推進することが可能である。
【0020】
推進管としては、ヒューム管や鋼管等の管を選択的に使用することが出来る。例えば、発進立坑のみを構築して下水道管路を敷設する場合、推進管としてヒューム管を利用して所定長推進した後、内部に配置した掘進機を引き戻すことで、地上の交通に大きな影響を与えることなく下水道管路を敷設することが出来る。また推進管として鋼管を使用してパイプルーフを構築することが出来る。
【0021】
掘進機は、伝達部材を介して伝達された推力に応じて地山に圧接して切羽を掘削する。このため、伝達部材は伝達すべき推力に対し充分に高い強度を有することが必要である。このような伝達部材としては、鋼管、或いは鋼管を加工して円弧状に形成すると共に該円弧の中心側にキャップタイヤや油圧ホース等の配線及び配管類を載置し得るように構成したもの等を用いることが可能である。
【0022】
また切羽で掘削された土砂は、掘進機の内部を通して地上に排出される。このような機構としては、掘進機の先端部分から機内部分にかけてオーガを有するコンベアを配置したものがあり、コンベアの代わりに内部にオーガを設けた鋼管を配置したものもある。この掘進機では、オーガを駆動することで掘削された土砂を掘進機内に取り込むと共に、掘進機及び推進管を貫通して設けたコンベア又はオーガを設けた鋼管によって排出し得るように構成されている。また泥水工法では、切羽に泥水を供給し、泥水と共に掘削土砂を排出し得るように構成されている。
【0023】
上記の如く構成された掘進機では、掘削土砂を排出するためのコンベア或いは排出管は鋼管を利用して構成されるのが一般的であり、且つこれらの鋼管は1本の推進管を推進毎に新たな鋼管を接続している。従って、前記掘削土砂を排出するための鋼管を伝達部材として利用することも可能である。
【0024】
以下、具体的に実施例について図を用いて説明する。図1は先導体となる掘進機を先頭の推進管の内部に配置した状態を説明する図である。図2は掘進機に伝達部材を後続させた状態を説明する図である。図3は伝達部材の構成を説明する図である。図4は伝達部材の構成を説明する図であり図3のIV−IV断面図である。図5は伝達部材の構成を説明する図であり図3のV−V断面図である。図6は推進工法を実施する際の構成と手順を説明する図であり発進立坑の説明図である。
【0025】
図に示す推進装置は、先頭の推進管Aの内部に泥水工法を採用した掘進機Bを配置して構成されており、先頭の推進管Aの後端に新たな推進管1を後続させると共に掘進機Bの後端に伝達部材Cを後続させ、新たな推進管1及び伝達部材Cに対し同時に推力を付与することで、先頭の推進管A,推進管1及び掘進機B,伝達部材Cを推進することが可能である。
【0026】
先頭の推進管A,推進管1(以下、煩雑さを避けるために、特に説明しないがAは先頭に配置された推進管をいい、1は推進管Aに後続する推進管をいうものとする)は、鋼管やヒューム管或いは合成樹脂管等の管の中から目的の管路に最適な材質と長さ及び太さを持った管を選択している。推進管A,1を推進する場合、推進方向が予定敷設線からズレることがあり、推進中に推進方向がズレたことが判明したとき、掘進機Bを後述するように屈折させて予定敷設線に復帰するように方向を制御することが行なわれる。
【0027】
このため、推進管Aは掘進機Bの屈折に応じて屈折し得るように構成されている。即ち、先頭の推進管Aは先頭パイプ1aと本体パイプ1bとからなり、掘進機Bの屈曲部と対向する位置に設けた嵌合部1cに置いて互いに嵌合して屈曲し得るように構成されている。
【0028】
先頭パイプ1aの内面には掘進機Bのシールド本体3の外周部と接触する支持部1dが設けられ、本体パイプ1bの内面にはテールシールド4の外周部と接触する支持部1dが設けられている。従って、推進管Aの先頭パイプ1a,本体パイプ1bと掘進機Bのシールド本体3,テールシールド4は互いに支持部材1dを介して接触し、掘進機Bを屈折させる際の力が夫々の接触部を介して推進管Aに伝えられる。
【0029】
本実施例に示す掘進機Bは、主として岩盤層からなる地山を掘削し得るように構成されており、カッターヘッド2に設けた複数のローラカッターのうち、最外周部に設けたローラカッターは推進管Aの外径よりも大きな径で地山を掘削し得るように構成されている。
【0030】
掘進機Bは、先頭に配置されたカッターヘッド2と、カッターヘッド2を回転可能に支持するシールド本体3と、ジャッキ5を介してシールド本体3を屈折可能に接続されたテールシールド4とを有して構成されている。そしてカッターヘッド2の先端面が推進管Aの先端部位から突出して配置されると共にシールド本体3,テールシールド4の外周面が推進管Aの内面に設けた支持部1dに接触して支持されている。
【0031】
従って、シールド本体3,テールシールド4の外径は、推進管A,1の内径よりも充分に小さい寸法を持って形成され、且つ掘進機Bが推進管Aの支持部1dによって支持されたとき、シールド本体3の軸心3a,テールシールド4の軸心4aが推進管Aの軸心と一致し得るように構成されている。
【0032】
シールド本体3は、隔壁3bによって削土室3cと機内室3dに分割されている。隔壁3bにはカッターヘッド2の軸が支持されると共に、機内室3d側にカッターヘッド2を駆動する電動モータ,減速機,変速機を含む駆動装置3eが取り付けられている。また隔壁3bの機内室3d側であって所定距離離隔した位置には支持壁3fが設けられており、該支持壁3fにジャッキ5の一方の端部が固定されている。
【0033】
シールド本体3の隔壁3bよりも先端側に削土室3cが形成されている。この削土室3cは、シールド本体3の先端側の周壁と、推進管Aの先頭パイプ1aに設けた支持部材1dの内周面とによって形成され、隔壁3bに接近した側の径が小さく、カッターヘッド2に接近するに従って径が大きくなるテーパ状に形成されている。
【0034】
テールシールド4は内部に機内室3dが形成されている。この機内室3dには、削土室3cに対し、予め地下水圧に対応した圧力を有し且つ掘削土砂を混合して搬送し得る比重に調整された泥水を供給する送泥管4b,排泥管4cが配置され、止水バイパス弁4dを介して接続されている。止水バイパス弁4dを介して接続することによって、1本の推進管1を推進した後、新たな推進管1,伝達部材Cを接続する際に、送泥管4b,排泥管4cを接続するとき切羽にある泥水が逆流することを防止し得るように構成している。
【0035】
更に、機内室3dには、推進管A,掘進機Bを推進する際に、推進方向を検出する光学系4eが設けられている。
【0036】
カッターヘッド2は、駆動装置3eに駆動されて同心回転或いは偏心回転し、この回転と同時に、付与される推力によって地山を掘削するものである。カッターヘッド2が同心回転するか、偏心回転するかは限定するものではなく、本実施例では、シールド本体3の軸心3aに対し所定の偏心量を持って偏心回転し得るように構成されている。
【0037】
カッターヘッド2には、複数のローラカッター2aと、スクレーパー2bを有しており、且つ掘削された礫を破砕するコーンロータ2cが設けられている。コーンロータ2cは、シールド本体3の隔壁3bに接近した側の径が大きく先端側に接近するに従って径が小さくなるテーパ状に形成されている。またコーンロータ2cはカッターヘッド2の軸に対し自由に回転し得るように装着され、シールド本体3の内周面との間に礫を挟んだとき、カッターヘッド2の回転と無関係に回転して礫を破砕し得るように構成されている。
【0038】
上記の如くして推進管Aの内部に掘進機Bを配置したとき、推進管Aに推力を付与すると該推進管Aは掘進機Bと共に前進する。また掘進機Bに推力を付与すると(推進管Aに構成した支持部1dと掘進機Bの外周面との摩擦を無視した場合)該掘進機Bは単独で前進し、且つ掘進機Bに引き戻し力を付与すると該掘進機Bは単独で引き戻される。
【0039】
伝達部材Cは、掘進機Bの後端に接続されて該掘進機Bに対して推力を伝達するものであり、推進管Aに後続する推進管1の内径よりも充分に小さく且つ伝達すべき推力に対して充分に高い強度を発揮し得るように構成されている。この伝達部材Cは、長手方向に形成した開放部10aを有するC字状の本体10と、本体10の開放部10aと対応して設けた棚11と、本体10の両端に固着した端板12,13と、を有して構成されている。
【0040】
本体10は鋼管を用いており、該鋼管の周壁の一部を開放部10aの寸法に対応させて長手に切断することでC字状に形成されている。しかし、材料として鋼管を用いることを限定するものではなく、鋼板をC字状或いはU字状に折り曲げても良い、また本体10は、端板12,13を固着した後の長さが推進管1の長さと略等しくなるように構成されている。
【0041】
棚11は、本体10の長手方向に設けた溝形状の部材によって構成されており、本体10の開放部10aの縁に沿って設けた支持片11aにネジ11bによって取り付けられている。棚11はキャップタイヤコード等の電線類や油圧ホース等のホース或いは管類を支持し得るものであれば良い。また棚11の段数については限定するものではなく、1段,2段等適宜形成することが可能である。
【0042】
端板12,13は同一の形状を持った鋼板によって形成されている。この端板12,13には、本体10の開放部10aに対応し且つ棚11と略等しい幅寸法と、棚11の位置よりも深い寸法を持ったU字状の溝13aが形成されており、更に、互いに対向する位置に接続部14が形成されている。
【0043】
接続部14は、一方の端板12に形成されたボルト穴(バカ穴、図示せず)と、他方の端板13に形成されたネジ14a或いは図示しないボルト穴とによって構成されている。そして、端板12のボルト穴にはカラーが間に遊びを持って嵌合されており、このカラーにボルト14bを挿通して端板13に形成したネジ14aに螺合させることで、ボルト14bを介して伝達部材Cを互いに接続することが可能である。
【0044】
特に、ボルト穴に対しボルト14bが遊びを持って挿通されるため、推進管1の推進方向が屈曲しているような場合、接続された複数の伝達部材Cがこの屈曲に従って屈曲することが可能である。
【0045】
また本体10の外周面には、長手方向及び周方向に所定の間隔で複数の摺動板15が取り付けられており、この摺動板15が推進管1の内面に接触して摺動することで、推進管1の内部を通して伝達部材C及び掘進機Bを引き戻す際に、摩擦を軽減して円滑に摺動させることが可能である。
【0046】
次に、上記の如く構成された推進装置を用いて推進管A,1を推進すると共に推進管1の内部を通して伝達部材C,掘進機Bを引き戻す際の手順について図6により説明する。図に示す例は発進坑Eに設置した元押装置Dによって推進管A,1及び掘進機B,伝達部材Cを推進して地山にパイプルーフを構築することを目的としたものである。
【0047】
図に於いて、発進坑Eには元押装置Dが設置されており、該元押装置Dのガイドレール21に内部に掘進機Bを配置した推進管Aを載置してジャッキ22を駆動し、これにより押し輪23を推進管Aの後端、及び掘進機Bの後端に同時に当接させて前進させることで、推進管A,掘進機Bに押し輪23から推力を付与し得るように構成されている。
【0048】
発進坑Eの所定位置には、送泥管4bを介して泥水を供給すると共に排泥管4cを介して排出された泥水を受け入れ、泥水に混合した掘削土砂を分離し、且つ比重や粘度を調整する泥水供給装置24、及び掘進機Bの制御装置と電気的に接続され、掘進機Bの内部に配置された機器類や光学系4eによる掘進機Bの推進方向を監視し、推進方向が予定敷設線からズレたとき、ジャッキ5を駆動して推進方向を制御し、或いは泥水供給装置24の駆動を制御するための操作盤25が設置されている。
【0049】
先ず、ガイドレール21に内部に掘進機Bを配置した推進管Aを載置し、ジャッキ22を駆動して押し輪を前進させ、掘進機Bのカッターヘッド2を掘削すべき地山に押し当てる。そしてカッターヘッドを回転させると、掘進機Bを介してカッターヘッド2に伝えられた推力によって地山が掘削され、掘進機B及び推進管Aが推進される。
【0050】
推進管A及び掘進機Bの推進が終了したとき、元押装置Dを操作して押し輪23を引き戻し、ガイドレール21に内部に伝達部材C及び送泥管4b,排泥管4cを挿入した推進管1を載置する。このとき、推進管1,伝達部材C,各管4b,4cは何れも略等しい長さを有している。推進管1,伝達部材C,各管4b,4cをガイドレール21に載置した状態で、既に推進した推進管A,掘進機B,各管4b,4cに接続する。
【0051】
推進管Aと推進管1の接続は、用いる管の仕様に応じて予め設定されている。例えば、ヒューム管を用いる場合、予め推進管Aの後端にカラーリングを取り付け、このカラーリングに推進管1の前端を嵌合することで接続される。また鋼管を用いる場合、前記の如きカラーリングを用いて接続したり、推進管Aの後端と推進管1の前端を溶接することで接続される。
【0052】
掘進機Bに伝達部材Cを接続する場合、掘進機Bのテールシールド4の後端部位に伝達部材Cの端板12,13と同様の端板6を固着しておき、この端板6に伝達部材Cの端板12を当接させてボルト14bを用いて接続することが可能である。
【0053】
送泥管4b,排泥管4cを掘進機Bに配置した送泥管4b,排泥管4cに接続する場合、一般的にはフランジ継手を介して接続するが、本実施例では、各管4b,4cの端部をソケット式の嵌合方式とし、新たな管4b,4cを既に推進されている管4b,4cの端部に差し込むことで、接続し得るように構成している。
【0054】
上記の如くして既に推進された推進管Aに推進管1を接続すると共に掘進機Bに伝達部材Cを接続し、且つ各管4b,4cに新たな管4b,4cを接続し、更に、電線類や管類を接続した後、ジャッキ22を駆動して押し輪23を前進させることで、推進管A,1及び掘進機B,伝達部材Cを推進する。
【0055】
上記操作を繰り返して順次推進管A,1の推進長を延長してゆき、予め設定された推進長になったとき(パイプルーフの場合は、推進管Aが反対側の斜面に到達したとき)、推進管1の推進を停止する。
【0056】
その後、元押装置Dの押し輪23と、最も後方にある伝達部材Cを接続し、ジャッキ22を縮小して押し輪23を後退させると、この後退に伴って互いに接続された複数の伝達部材Cと掘進機Bが発進坑Eに引き戻される。このとき、推進管A,1には引き戻し力が作用することがなく、従って、地中に残置される。
【0057】
1本の伝達部材Cの引き戻しが終了すると、ガイドレール21に載置された伝達部材Cと、地中にある伝達部材Cとの接続を解除してガイドレール21上の伝達部材Cを発進坑Eから排除し、更に、各管4b,4cも接続を解除して発進坑Eから排除する。
【0058】
上記引き戻し操作を繰り返すことで、最終的に掘進機Bがガイドレール21まで引き戻される。そして引き戻された掘進機Bを発進坑Eから排除することで、地中には連続した推進管A,1からなる管路が敷設される。従って、推進管A,1の推進、及び伝達部材C,掘進機Bの引き戻しからなる一連の作業が終了する。
【0059】
推進管A,1が鋼管で且つ地山が岩盤層であるような場合、推進管A,1と地山との間にセリが生じ、且つこのセリが瞬間的に解除されて急速に前進するような場合であっても、掘進機Bは推進管Aに対し摺動可能であるので、推進管A,1の不連続な動きに関わらず、略定常的な動作を継続することが可能となり、掘進機Bの前面の切羽に対して予想される急激な接近や、切羽圧力の上昇を回避することが可能である。
【0060】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る推進工法では、地中に敷設する推進管と先頭に配置された推進管の内部に配置された先導体とを一体化させることなく、両者に同時に推力を付与することで、同時に推進することが出来る。このため、掘進機を引き戻す際には、推進された推進管とは無関係に伝達部材を引き戻すことで、該伝達部材と掘進機を引き戻すことが出来る。
【0061】
このように、掘進機を引き戻す際に、推進管と掘進機を一体化させている部材を切断するような作業を必要としない。即ち、推進管の内部に作業員が入る必要がない。このため、推進管の径が小さくて作業員が入ることを禁止されているような場合であっても、簡単に対応することが可能となり、必要以上に太い径を持った推進管を利用することがなく、コストを低減することが出来る。
【0062】
特に、推進管が鋼管であり、この鋼管を溶接して推進するような場合、更に地山が岩盤層であるような場合、推進管と地山との間に生じたセリの発生及びセリの解除に伴う速度の変化を推進管にのみ作用させることが出来る。即ち、掘進機が推進管の内部に摺動することが出来るため、推進管に作用するセリ,セリの解除の影響を受けることなく、円滑に推進することが出来る。
【0063】
また伝達部材に棚を設けることによって、先導体に接続される電線類やホース或いは配管等の配管類を整頓しておくことが出来る。このため、整然とした作業環境を実現することが出来る。
【0064】
また先導体が泥水による掘削土砂の排出を行なうようにした掘進機、掘削土砂をオーガによって機内に取り込むと共にコンベアによって排出するようにした掘進機である場合、又は取込みと排出を共にオーガによって烏滸な掘進機である場合、掘削土砂を排出する排出管を伝達部材として利用することによって、合理的に推進作業を進行することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】先導体となる掘進機を先頭の推進管の内部に配置した状態を説明する図である。
【図2】掘進機に伝達部材を後続させた状態を説明する図である。
【図3】伝達部材の構成を説明する図である。
【図4】伝達部材の構成を説明する図であり図3のIV−IV断面図である。
【図5】伝達部材の構成を説明する図であり図3のV−V断面図である。
【図6】推進工法を実施する際の構成と手順を説明する図であり発進立坑の説明図である。
【符号の説明】
A 推進管
B 掘進機
C 伝達部材
D 元押装置
E 発進坑
1 推進管
1a 先頭パイプ
1b 本体パイプ
1c 嵌合部
1d 支持部材
2 カッターヘッド
2a ローラカッター
2b スクレーパー
2c コーンロータ
3 シールド本体
3a,4a 軸心
3b 隔壁
3c 削土室
3d 機内室
3e 駆動装置
3f 支持壁
4 テールシールド
4b 送泥管
4c 排泥管
4d 止水バイパス弁
4e 光学系
5 ジャッキ
6 端板
10 本体
10a 開放部
11 棚
12,13 端板
11a 支持片
11b ネジ
13a 溝
14 接続部
14a ネジ
14b ボルト
15 摺動板
21 ガイドレール
22 ジャッキ
23 押し輪
24 泥水供給装置
25 操作盤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a propulsion construction in which a propelling pipe having a leading conductor disposed inside is propelled to a natural ground and then the leading conductor is pulled back through the propulsion pipe. To the law It is related.
[0002]
[Prior art]
When laying sewer pipes and other pipes in the ground, it is common to employ a propulsion method that propels the pipes to be propelled following the leading conductor of an excavator or the like. In this method, a start shaft and an arrival shaft are constructed on the planned laying line of the pipeline to be laid, and the thrust applied to the pipe by the main pushing device installed in the start shaft is transmitted to the excavator through the pipe. To promote. Then, when the excavator arrives at the arrival shaft, a pipeline composed of continuous pipes is laid between the departure shaft and the arrival shaft.
[0003]
On the other hand, recently, a leading conductor is arranged inside the pipe to be propelled and propelled from the start shaft, and when the laying length of the pipe to be propelled reaches a target length, the leading conductor is started through the pipe. By pulling back to the vertical shaft, a construction method may be employed in which the pipe is left in the ground and laid. This construction method eliminates the need for an arrival shaft when laying pipes, so when constructing pipe roofs that are used to lay pipes that may have a significant impact on traffic conditions or to construct tunnels on the bank, It's being used.
[0004]
In the method of pulling back the tip conductor, the tip conductor is configured to have a diameter smaller than the inner diameter of the tube so that it can easily pass through the inside of the tube. The pipe and the tip conductor are integrally connected via a mechanical joint. When thrust is applied to the rear end of the pipe, the thrust is transmitted from the joint to the tip conductor, thereby connecting the tip conductor and the pipe. Promoting at the same time. Also, when pulling back the leading conductor, an operator enters the propelled pipe and cuts the joint so that the connection between the leading conductor and the pipe is released, and then the wire attached to the trailing end of the leading conductor It is pulled back to the starting shaft using PC bar.
[0005]
In the method of pulling the leading conductor back to the starting shaft as described above, an arrival shaft is unnecessary, the construction period required for construction of the arrival shaft, etc. can be shortened, and a pipe line that does not require an arrival shaft like the well operation It is advantageous when laying.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, after laying a pipe line in the ground, the method of pulling the leading conductor through the inside of the pipe has various advantages, and it is considered that it will become increasingly popular in the future. However, it is not without problems.
[0007]
For example, when pulling back the leading conductor, it is essential to release the connection between the leading conductor and the pipe, and an operator needs to enter the laid pipe. However, in order for a worker to enter the inside of the pipe, the diameter of the pipe needs to be 800 mm or more regardless of the specification of the target pipe line. That is, in the case of a pipe having a diameter of less than 800 mm, a worker is prohibited from entering by a law, and a pipe diameter of 800 mm or more is required to perform the above-described work. For this reason, depending on the case, there is a problem that a pipe that is thicker than necessary has to be laid and the cost increases.
[0008]
In order to solve the above problem, it is possible to connect and release the leading conductor and the tube by a mechanically controlled means that is remotely controlled. When released, there must be no protrusions or the like that obstruct the pulling back of the leading conductor, which causes a problem that the mechanism becomes complicated and the cost increases.
[0009]
In the case of constructing a pipe roof, when a steel pipe is used as the propulsion pipe, the connection of the propulsion pipe is performed by welding, so that the continuous steel pipes are integrated with each other to function as a rigid body and cannot exhibit flexibility. For this reason, it becomes easy to generate | occur | produce with a natural mountain during propulsion, and propulsion resistance increases in many cases. In such a case, the moment the scouring is released during propulsion, the propulsion speed increases rapidly, and the excavator exerts excessive thrust on the face, causing a problem that a load exceeding the rotational capacity of the cutter head acts. As a result, a problem arises that the face pressure is significantly increased and smooth excavation cannot be performed. Furthermore, since the phenomenon occurs intermittently, a problem arises that smooth propulsion becomes impossible. Such a phenomenon is particularly remarkable when the natural ground is a rock formation.
[0010]
An object of the present invention is to provide a propulsion method capable of transmitting a thrust to a leading conductor with a simple structure without any particular increase in cost, and capable of being easily pulled back, and a propulsion for realizing the propulsion method. To provide an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the propulsion method according to the present invention is to place a new conductor in the propelled pipe after arranging the leading conductor inside the propelling pipe and propelling the propelling pipe and the leading conductor to the ground. Next, a transmission member having a strength capable of transmitting a thrust corresponding to the length of the propulsion pipe and the thrust applied to the leading conductor is made to follow the leading conductor, and then thrust is applied to the new propelling pipe and the transmission member. When the propulsion length of the propulsion pipe reaches a predetermined value by repeating the propulsion, pull the transmission member and the lead conductor back through the propelled propulsion pipe. The propulsion pipe is buried in the natural ground.
[0012]
In the above propulsion method, the propelling pipe and the leading conductor can be propelled without being integrated, and the leading conductor can be pulled back through the propulsion pipe. That is, after arranging the leading conductor inside the propelling pipe and propelling them, the propulsion pipe is followed by a new propelling pipe, and the length and thrust corresponding to the new propelling pipe are transmitted to the leading conductor. By connecting the transmission member having the strength to be obtained, the thrust applied to the leading conductor can be transmitted from the transmission member, and the thrust applied to the propulsion tube can be applied from the subsequent propulsion tube.
[0013]
Accordingly, the propulsion pipe disposed at the head and the leading conductor disposed inside the propulsion pipe are each followed by an independent propulsion pipe and a transmission member, and thrust is applied through the propulsion pipe and the transmission member. Thus, the propelling pipe and the leading conductor can be simultaneously propelled. After the target propulsion is completed, when the transmission member is pulled back to the start shaft, the leading conductor can be pulled back accordingly.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The above Promotion method The preferred embodiment will be described with reference to the drawings.
[0015]
In the propulsion method according to the present invention, an excavator as a leading conductor is arranged inside the propulsion pipe located at the head without being integrated with the propulsion pipe, and these propulsion pipes and the rear end side of the excavator are arranged. After propulsion and propulsion from the starting pit toward the target direction, a new propulsion pipe is connected to the rear end of the propulsion pipe, and a transmission member that transmits the thrust is connected to the rear end of the excavator and new propulsion is performed. When the thrust is applied to the pipe and the transmission member at the same time, the propulsion pipe, the excavator and the transmission member are propelled independently from each other. When the propulsion length of the propulsion pipe reaches the target length By pulling the transmission member back to the starting pit, the excavator and the transmission member following the excavator are pulled back, and the propelling pipe is left in the ground to lay the pipeline.
[0016]
The leading conductor is not limited to the excavator for excavating the natural ground, but is configured to be able to propel the propelling pipe by consolidating the natural ground according to the thrust applied through the transmission member, It is possible to selectively use a structure that can excavate a natural ground with high-pressure water jetted from the ground.
[0017]
The propulsion pipe located at the head and the excavator disposed inside the propulsion pipe are not integrated so as to be able to transmit force to each other. For propulsion, a continuous propulsion pipe and a transmission member connected to the excavator Thrust is simultaneously applied from mutually independent paths. For this reason, when pulling back the excavator, it is possible to pull the transmission member and the excavator back to the start shaft through the inside of the propulsion pipe by applying a pulling force to the transmission member.
[0018]
When propelling a new propulsion pipe following the propulsion pipe and at the same time propelling a transmission member following the excavator, the push ring attached to the main pusher installed at the starting pit is transmitted to the rear end of the new propulsion pipe. It is preferable that the configuration is such that thrust can be applied by simultaneously abutting against the rear end of the member. For this reason, the length of the propulsion tube and the length of the transmission member are formed to be equal to each other.
[0019]
Therefore, every time one propulsion pipe is propelled, one transmission member is also propelled, and a new propulsion pipe and a new transmission member are connected to the rear ends of the propulsion pipes for repeated propulsion. Can be promoted to a length of
[0020]
As the propulsion pipe, a pipe such as a fume pipe or a steel pipe can be selectively used. For example, when constructing only a start shaft and laying a sewer pipe, after a certain length of propulsion using a fume pipe as a propulsion pipe, pulling back the excavator placed inside will have a significant impact on ground traffic. Sewer pipes can be laid without giving. Moreover, a pipe roof can be constructed using a steel pipe as a propulsion pipe.
[0021]
The excavator excavates the face in pressure contact with the natural ground according to the thrust transmitted through the transmission member. For this reason, the transmission member needs to have a sufficiently high strength with respect to the thrust to be transmitted. As such a transmission member, a steel pipe or a steel pipe formed by processing a steel pipe into an arc shape and mounting a wiring such as a cap tire or a hydraulic hose and piping on the center side of the arc, etc. Can be used.
[0022]
The earth and sand excavated by the face is discharged to the ground through the inside of the excavator. As such a mechanism, there is a mechanism in which a conveyor having an auger is arranged from a tip portion of the excavator to an in-machine portion, and there is also a mechanism in which a steel pipe provided with an auger is arranged instead of the conveyor. In this excavator, the earth and sand excavated by driving the auger is taken into the excavator and can be discharged by a steel pipe provided with a conveyor or auger provided through the excavator and the propelling pipe. . In the muddy water method, muddy water is supplied to the face, and the excavated sediment is discharged together with the muddy water.
[0023]
In the excavator configured as described above, a conveyor or a discharge pipe for discharging excavated sediment is generally configured using a steel pipe, and each of these steel pipes is provided with one propulsion pipe. A new steel pipe is connected. Therefore, it is possible to use a steel pipe for discharging the excavated earth and sand as a transmission member.
[0024]
Hereinafter, specific examples will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a state in which an excavator serving as a leading conductor is disposed inside a leading propulsion pipe. FIG. 2 is a diagram illustrating a state where the transmission member is made to follow the excavator. FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the transmission member. 4 is a view for explaining the configuration of the transmission member, and is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the transmission member, and is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration and procedure for carrying out the propulsion method, and is a diagram for explaining the start shaft.
[0025]
The propulsion device shown in the figure is configured by arranging a digging machine B adopting a muddy construction method inside a leading propulsion pipe A, and with a new propulsion pipe 1 following the rear end of the leading propulsion pipe A. The transmission member C is made to follow the rear end of the excavator B, and thrust is simultaneously applied to the new propulsion pipe 1 and the transmission member C, so that the leading propulsion pipe A, the propulsion pipe 1 and the excavator B, the transmission member C Can be promoted.
[0026]
Leading propulsion pipe A, propulsion pipe 1 (Hereinafter, for the sake of simplicity, A is a propulsion pipe disposed at the head, and 1 is a propulsion pipe following the propulsion pipe A. ) Selects a pipe having the optimum material, length and thickness for a target pipe line from pipes such as a steel pipe, a fume pipe or a synthetic resin pipe. When propelling the propulsion pipes A and 1, the propulsion direction may deviate from the planned laying line. When it is determined that the propulsion direction has deviated during propulsion, the excavator B is refracted as described later and the planned laying line The direction is controlled so as to return to.
[0027]
For this reason, the propulsion pipe A is configured to be able to be refracted according to the refraction of the excavator B. That is, the leading propulsion pipe A is composed of the leading pipe 1a and the main body pipe 1b, and is configured so that it can be bent by being fitted to each other in the fitting portion 1c provided at a position facing the bending portion of the excavator B. Has been.
[0028]
A support portion 1d that contacts the outer periphery of the
[0029]
The excavator B shown in the present embodiment is configured to be able to excavate a natural ground mainly composed of a rock layer, and among the plurality of roller cutters provided in the cutter head 2, the roller cutter provided in the outermost peripheral portion is It is configured so that a natural ground can be excavated with a diameter larger than the outer diameter of the propelling pipe A.
[0030]
The excavator B has a cutter head 2 disposed at the head, a
[0031]
Therefore, when the outer diameter of the
[0032]
The
[0033]
A cutting
[0034]
The
[0035]
Further, in the
[0036]
The cutter head 2 is driven concentrically or eccentrically by being driven by the
[0037]
The cutter head 2 includes a plurality of roller cutters 2a and a
[0038]
When the excavator B is arranged inside the propulsion pipe A as described above, when the thrust is applied to the propulsion pipe A, the propulsion pipe A moves forward together with the excavator B. Further, when thrust is applied to the excavator B (when the friction between the support portion 1d formed on the propulsion pipe A and the outer peripheral surface of the excavator B is ignored), the excavator B advances alone and is pulled back to the excavator B. When force is applied, the excavator B is pulled back alone.
[0039]
The transmission member C is connected to the rear end of the excavator B and transmits thrust to the excavator B, and is sufficiently smaller than the inner diameter of the propulsion pipe 1 following the propulsion pipe A and should be transmitted. It is comprised so that sufficiently high intensity | strength can be exhibited with respect to thrust. The transmission member C includes a C-shaped
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The connecting
[0044]
In particular, since the
[0045]
A plurality of sliding
[0046]
Next, a procedure for propelling the propulsion pipes A and 1 using the propulsion apparatus configured as described above and pulling back the transmission member C and the excavator B through the propulsion pipe 1 will be described with reference to FIG. The example shown in the figure is for the purpose of constructing a pipe roof in the natural ground by propelling the propulsion pipes A, 1 and the excavator B, the transmission member C by the main pushing device D installed in the start pit E.
[0047]
In the figure, a starting pusher D is installed in the starting pit E, and a
[0048]
At a predetermined position of the starting pit E, mud is supplied through the
[0049]
First, the propulsion pipe A having the excavator B disposed therein is placed on the
[0050]
When the propulsion of the propulsion pipe A and the excavator B is completed, the main pusher D is operated to pull the
[0051]
The connection between the propelling pipe A and the propelling pipe 1 is set in advance according to the specifications of the pipe to be used. For example, when a fume pipe is used, a color ring is previously attached to the rear end of the propulsion pipe A, and the front end of the propulsion pipe 1 is fitted to the color ring. In the case of using a steel pipe, it is connected by using the coloring as described above, or by welding the rear end of the propulsion pipe A and the front end of the propulsion pipe 1.
[0052]
When connecting the transmission member C to the excavator B, an
[0053]
When the
[0054]
The propulsion pipe 1 is connected to the propulsion pipe A already propelled as described above, the transmission member C is connected to the excavator B, and
[0055]
When the propulsion length of the propulsion pipes A and 1 is extended by repeating the above operation until the preset propulsion length is reached (in the case of a pipe roof, when the propulsion pipe A reaches the slope on the opposite side) The propulsion of the propulsion pipe 1 is stopped.
[0056]
After that, when the
[0057]
When pulling back of one transmission member C is completed, the connection between the transmission member C placed on the
[0058]
The excavator B is finally pulled back to the
[0059]
When the propulsion pipe A, 1 is a steel pipe and the natural ground is a rock layer, seri is formed between the propulsion pipe A, 1 and the natural ground, and this seri is released instantaneously and advances rapidly. Even in such a case, since the excavator B is slidable with respect to the propulsion pipe A, it is possible to continue a substantially steady operation regardless of the discontinuous movement of the propulsion pipes A and 1. It is possible to avoid the sudden approach expected to the front face of the excavator B and the increase of the face pressure.
[0060]
【The invention's effect】
As explained in detail above, in the propulsion method according to the present invention, thrust is simultaneously applied to both the propulsion pipe laid in the ground and the leading conductor arranged inside the propulsion pipe arranged at the head. Can be promoted at the same time. For this reason, when pulling back the excavator, the transmission member and the excavator can be pulled back by pulling back the transmission member regardless of the propelled propulsion pipe.
[0061]
Thus, when pulling back the excavator, an operation for cutting the member integrating the propelling pipe and the excavator is not required. That is, it is not necessary for an operator to enter the propulsion pipe. For this reason, even if the diameter of the propulsion pipe is small and workers are prohibited from entering, it is possible to easily cope with it, and use a propulsion pipe with a diameter larger than necessary. The cost can be reduced.
[0062]
In particular, when the propulsion pipe is a steel pipe and this steel pipe is welded and propelled, and when the ground is a rock layer, the occurrence of seri and the occurrence of seri between the propulsion pipe and the ground The speed change accompanying the release can be applied only to the propulsion pipe. In other words, since the excavator can slide inside the propulsion pipe, the excavator can be smoothly propelled without being affected by the seri acting on the propulsion pipe and the release of the seri.
[0063]
In addition, by providing a shelf on the transmission member, it is possible to keep the wires such as the wires, hoses, and piping connected to the leading conductors in order. For this reason, an orderly work environment can be realized.
[0064]
In addition, when the leading conductor is an excavator that discharges excavated sediment by muddy water, an excavator that takes excavated sediment into the machine by an auger and discharges it by a conveyor, or both the intake and discharge by an auger. In the case of a simple excavator, the propulsion work can be rationally advanced by using the discharge pipe for discharging the excavated earth and sand as a transmission member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which an excavator serving as a leading conductor is disposed inside a leading propulsion pipe.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a transmission member is made to follow an excavator.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a transmission member.
4 is a diagram for explaining a configuration of a transmission member, and is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;
5 is a diagram for explaining a configuration of a transmission member, and is a VV cross-sectional view of FIG. 3; FIG.
FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration and procedure when carrying out the propulsion method, and is an explanatory diagram of a start shaft.
[Explanation of symbols]
A propulsion pipe
B digging machine
C Transmission member
D original pusher
E Starting pit
1 Promotion pipe
1a Top pipe
1b Body pipe
1c Fitting part
1d Support member
2 Cutter head
2a Roller cutter
2b scraper
2c cone rotor
3 Shield body
3a, 4a axis
3b Bulkhead
3c cutting room
3d cabin
3e Drive unit
3f Support wall
4 Tail shield
4b Mud pipe
4c Mud pipe
4d Water stop valve
4e optical system
5 Jack
6 End plate
10 Body
10a Open part
11 shelves
12, 13 end plate
11a Support piece
11b screw
13a groove
14 Connection
14a screw
14b bolt
15 Sliding plate
21 Guide rail
22 Jack
23 Press wheel
24 Mud supply device
25 Operation panel
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