JP4804677B2

JP4804677B2 - 管推進機

Info

Publication number: JP4804677B2
Application number: JP2001276770A
Authority: JP
Inventors: 正巳大木; 茂呂　　隆; 秀樹森谷
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: JP2003082984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取り付けられる先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を後方へ送って泥土の一部を先導体後部から取り込んで地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くようにした管推進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管を地中に埋設する工法として、管推進工法と称する工法が従来から知られている。この管推進工法では、カッタヘッドを有する先導体の後方にヒューム管等で形成した埋設管を順次連結し、推進用のシリンダと押し台を有し発進立坑に設置される元押し装置によりそれらの埋設管を推進しながら前方の地山をカッタヘッドで掘削して、各埋設管を順次地中に押し込んで埋設して行く方法が一般に用いられている。管推進機は、こうした管推進工法を実施するため、先導体と元押し装置とで構成された装置である。
【０００３】
出願人が従来開発したこの種の管推進機では、カッタヘッドで掘削した掘削土砂に、粘性付与液としての添加剤を掘削土砂に注入、撹拌混合することにより塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を後方へ送ってその泥土の一部を先導体後部から取り込んで土砂圧送装置で地上に排出するとともに残りを先導体の後端部に取り付けられた埋設管の外周に導くようにしている。その場合、カッタヘッドの掘削外径を先導体胴部外径よりも十分大きくするとともに、地山に当接して支持される支持部材を先導体胴部の外周に設けることにより、泥土を通過させるための十分大きな間隙を先導体胴部の外周に確保し、ひいては埋設管の外周に十分な量の泥土を導けるようにしている。そのため、埋設管を推進する際、埋設管と周辺地山との摩擦抵抗を低減して埋設管の貫入抵抗を軽減できるとともに、土砂圧送装置での掘削土砂の排出を容易に行うことができる。
【０００４】
このような管推進機として、最近、出願人は、地山で支持するための円筒状の支持部材を設けて先導体を構成した管推進機を開発した。この管推進機は、姿勢の安定性が良く、軟弱地盤帯で使用するときでも、姿勢支持反力が十分に得られる等、多くの利点を備えている。この管推進機に関する発明は、すでに特許出願をして特開平１１ー２０９４号公報に出願公開されている。この出願の発明は、この公開特許公報に記載された管推進機を更に改良しようとするものである。
【０００５】
そこで、後の説明の便のため、この公開特許公報に記載の管推進機の概要を、図７を用いて説明する。図７は、先導体側の部分を示す従来例の管推進機の縦断面図である。
【０００６】
図７において、１は前方にカッタヘッド１４を有し先導体の前胴を構成する密封円筒状の前内管、２は後端部に埋設管７が取り付けられ先導体の後胴を構成する密封円筒状の後内管、３は前内管１の周囲に間隔を置いて取り付けられ先導体の前胴を構成する円筒状の前外管、４は後内管２の周囲に間隔を置いて取り付けられ先導体の後胴を構成する円筒状の後外管、５は内管１，２の外周と外管３，４との間に形成された、泥土６を通過させるための泥土通路、７はヒューム管等で単位長さに製作された埋設管、１０は先導体を中折れさせるための中折れジャッキ、１２は土砂取り込み口１５から取り込まれた泥土６を圧送するための土砂圧送ポンプ、１３は埋設管７の内部に設置され土砂圧送ポンプ１２で圧送される泥土６を地上に導く排土管、１４はカッタ駆動装置１１により回転駆動され前方の地山を掘削するカッタヘッドである。
【０００７】
前内管１と後内管２とは、これらの管１，２の外径ｄ₁がカッタヘッド１４の掘削外径Ｄよりも小さくなるように形成している。また、これら前内管１と後内管２とは、隣接端部を揺動可能に中折れシールを介して嵌合するとともに少なくとも３基の中折れジャッキ１０で接続して、これらの中折れジャッキ１０のストローク差により管１，２を上下左右に中折れできるようにしている。先導体の後側部分に相当する後内管２には、泥土通路５の泥土６を取り込むための泥土取り込み口１５を下部周壁に設け、土砂圧送ポンプ１２を内部に設置している。泥土取り込み口１５から取り込まれた泥土６は、土砂圧送ポンプ１２で圧送される。
【０００８】
前外管３及び後外管４は、それぞれ、前内管１及び後内管２との間に環状の泥土通路５を形成するように、前内管１及び後内管２の外周に間隔を置いてスペーサ３ａ，４ａで固定的に取り付けている。これらの前外管３及び後外管４は、こうした泥土通路５を形成する働きのほか、地山で支持されて先導体を支持する支持部材としての働きもする。この筒状の支持部材としての前外管３及び後外管４は、ここでは、カッタヘッド１４の掘削外径Ｄと実質上同径に形成しているが、前内管１及び後内管２との間に、必要量の泥土６を通過させるに足るだけの間隔の泥土通路５を形成し、かつ、カッタヘッド１４の掘削外径Ｄを実質上超えない外径にするのであれば、必ずしも、掘削外径Ｄと同径に形成する必要はない。
【０００９】
前外管３と後外管４とは、前内管１と後内管２とを中折れ動作させた際にこの動作に追従して中折れ動作できるようにするため、隣接端部を互いに干渉しないように、図示のごとく若干の間隔を設けて引き離しているが、前内管１及び後内管２と同様、隣接端部を互いに揺動可能に嵌合するように形成してもよい。このように、この従来例の管推進機は、前内管１と前外管３とで先導体の前胴を形成し、後内管２と後外管４とで先導体の後胴を形成して、これら前胴と後胴とで中折れ可能な先導体を構成している。
【００１０】
埋設管７は、管埋設の出発点となる図示していない発進立坑内で後内管２の後端部に接続され、順次継ぎ足されながら発進立坑内の元押しジャッキで推進される。カッタヘッド１４には、その前端中心部分に、粘性付与液としての添加剤を放射状に注入するように、図示していない添加剤注入孔が設けられており、この添加剤注入孔から注入した添加剤を掘削土砂に撹拌混合して塑性流動性のある泥土６を生成できるようにしている。
【００１１】
この従来例の管推進機は、以上のような構造を備えているので、図示していない元押しジャッキで先導体を推進しつつカッタヘッド１４を回転駆動すると、地山を掘削して掘削穴を形成する。また、こうして掘削穴を掘削する過程で、粘性付与液を掘削土砂へ注入しカッタヘッド１４で撹拌混合して塑性流動性のある泥土６を生成し、泥土６を後方へ送る。そうすると、泥土６は、前外管３及び後外管４で形成された環状の泥土通路５に圧入、充填されて同通路５を通過し、一部は、後内管２に設けた泥土取り込み口１５に取り込まれて土砂圧送ポンプ１２により地上に圧送、排出されるとともに、残りは、後内管２の後端部に取り付けた埋設管７の外周に導かれて泥土層を形成する。この管推進機は、こうして埋設管７の外周に形成された泥土層で埋設管７の貫入抵抗を軽減しながら先導体を前外管３及び後外管４で地山に支持して掘進する。
【００１２】
その場合、先導体を地山で支持するための支持部材としての前外管３及び後外管４は、円筒状をなしていて支持面積が大きいため、姿勢の安定性が良く、施工する地山が軟弱土であっても、姿勢支持反力が十分に得られる。また、こうした先導体の姿勢安定性は、泥土通路５の間隙の大小にかかわりなく保たれるため、泥土通路５の間隙を十分大きくとることが可能になって、泥土６が泥土通路５の後側まで十分に行き渡ることとなる。その結果、埋設管７の外周に良好な泥土層を形成することができて、埋設管７と周辺地山間の管推進時の摩擦抵抗を確実に低減することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例の管推進機は、通常掘進時にこうした優れた効果を発揮する反面、発進時に地山の湧水や泥土６が発進立坑内に浸入するという問題が発生する。また、到達立坑への到達時にも、地山の湧水や泥土６が到達立坑内に浸入するという問題が生じる。以下、この点について言及する。
【００１４】
管推進工法では、発進時に先導体が発進立坑内から地山に突入する際に、発進過程で生成された泥土６や地山の湧水等が先導体の外周面と地山との隙間から発進立坑内に浸入するのを防止するため、その間隙をシールするエントランスパッキング（後述する図４の符号２６参照）を発進立坑の発進口周辺の壁面にリング状に設けている。そのため、この従来例の管推進機の発進時においても、先導体の外周面となる円筒状の支持部材（外管３，４）の外周面と地山との間は、こうしたエントランスパッキングで適切にシールされる。
【００１５】
しかしながら、この従来例の管推進機では、管体（内管１，２）の外周と円筒状の支持部材との間に泥土通路５が形成されており、発進時には、この泥土通路５の後端開口が発進立坑内に通じているため、湧水の多い地山や地下水位の高い地山で発進する場合には、地下水が泥土通路５を通じて大量に発進立坑内に流れ込んで地山の崩落を招くことになる。また、掘削土砂は、発進時でも排土管１３で排出しなければならず、塑性流動性のある泥土６を生成することが必要であるため、地山の状態が良好な場合でも、その泥土６が泥土通路５を通じてその後端開口から発進立坑内に大量に発進立坑内に浸入することは避けられない。
【００１６】
一方、到達立坑には、発進立坑と同様、先導体の外周面と地山の外周との間隙をシールするためのエントランスパッキング（後述する図５の符号２６参照）を到達口周辺に設けているため、先導体が到達立坑の到達口に到達したときには、円筒状の支持部材の外周面と地山との間は、エントランスパッキングでシールされる。しかしながら、到達立坑の到達口への先導体の到達時には、今度は、泥土通路５の前端開口が到達立坑内に通じているため、泥土通路５の後端開口から流入した地下水が泥土通路５を通じて大量に到達立坑内に流れ込んで地山の崩落を招く危険性がある。また、その先導体の到達時には、掘削土砂への粘性付与液の注入を停止するが、円筒状の支持部材との間の泥土通路５の前端開口からは、土砂取り込み口１５の内側周辺の泥土６や泥土通路５により後方に送られた泥土６が逆流して到達立坑内に大量に浸入することは避けられない。
【００１７】
本発明は、従来の技術にみられるこうした問題を解決するために創作されたものであって、その技術課題は、円筒状の支持部材を設けて先導体を構成した管推進機において、発進時乃至は到達時に立坑内に大量の地下水や泥土が浸入するのを防止することができる管推進機を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
大量の地下水や泥土が発進時に立坑内に浸入する場合、到達時に立坑内に浸入する場合、及び発進時及び到達時に立坑内に浸入する場合のそれぞれについて、次の手段により防止することができる。
【００１９】
前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取り付けられる管体と、泥土を通過させるための泥土通路を形成するようにその管体の外周を成す内管に間隔を置いて固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成された先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、管体と支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送ってその泥土の一部を管体の土砂取り込み口に取り込んで地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くようにした管推進機において、
管体の内管と円筒状の支持部材との間に形成された前記泥土通路を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置を、泥土通路の閉鎖及び開放を選択的に行い得るように、管体における土砂取り込み口の後方個所及び前方個所の少なくとも一方に設け、
泥土通路の閉鎖装置を、流体封入室が設けられこの流体封入室への圧力流体の供給により膨張して泥土通路を実質的に閉鎖し、この泥土通路からの泥土の漏出を阻止する弾性体と、この弾性体を内管に取り付ける弾性体取付部材と、この弾性体の流体封入室に圧力流体を供給する流体供給路とを設けて構成し、
管体の内管と円筒状の支持部材との間には周方向に間隔をおいてスペーサを設けると共に、スペーサとスペーサの間に形成される泥土通路近傍の内管に挿入孔を設け、前記弾性体取付部材を前記挿入孔に挿入して閉鎖装置を取り付ける。
【００２２】
前記手段を採用したこの出願の発明の管推進機にあっては、発進する際、管体の外周と円筒状の支持部材との間に形成された泥土通路を、土砂取り込み口の後方個所に設けた泥土通路の閉鎖装置により閉鎖する。そうすると、発進過程で生成された泥土を土砂取り込み口に取り込んで地上に排出することが可能になるとともに、地下水や泥土が泥土通路を通じてその後端開口から発進立坑内に大量に浸入するのを防止することもできる。こうして先導体が発進立坑の発進口を通過した後は、泥土通路の後端開口が発進立坑と隔離されるので、泥土通路の閉鎖装置を開放して通常時の掘進を行うことができる。あるいは、先導体が到達立坑の到達口に到達したときに、管体の外周と円筒状の支持部材との間に形成された泥土通路を、土砂取り込み口の前方個所に設けた泥土通路の閉鎖装置により閉鎖する。そうすると、泥土通路の後端開口から泥土通路に流入する地下水を泥土通路の閉鎖装置で遮断して、大量の地下水が到達立坑内に浸入するのを防止することができる。また、泥土通路の閉鎖装置よりも後方における土砂取り込み口の内側周辺の泥土や泥土通路により送られた泥土が逆流して泥土通路の前端開口から到達立坑内に大量に浸入するのを防止することもできる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が実際上どのように具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図５に基づいて説明することにより、本発明の実施の形態を明らかにする。図１は、先導体側の部分を示す本発明の具体化例の管推進機の縦断面図、図２は、図１のア部の拡大図、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図、図４は、発進時における図１の管推進機の全体像を示す縦断面図、図５は、図１の管推進機における先導体の到達立坑への到達時の状態を示す縦断面図である。これらの図において図７と同一符号を付けた部分は、同図と同等の部分を表すので、詳述しない。
【００２６】
本発明の具体化例の管推進機は、図１に示した従来例の管推進機と同様、前方にカッタヘッド１４を有する前内管１及び後端部に埋設管７が取り付けられる後内管２からなる管体と、泥土６を通過させるための泥土通路５を形成するように前内管１及び後内管２の外周に間隔を置いてスペーサ３ａ，４ａで固定され地山で支持される円筒状の支持部材としての前外管３及び後外管４とで構成された先導体を備えている。そして、この先導体を推進しつつカッタヘッド１４で地山を掘削するとともに、カッタヘッド１４から掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土６を生成し、その泥土６を泥土通路５により後方へ送ってその泥土６の一部を後内管２の土砂取り込み口１５に取り込んで、土砂圧送ポンプ１２により排土管１３を通じて地上に排出するとともに、残りを埋設管７の外周に導くようにしており、基本的な構造は、従来例の管推進機と変わらない。
【００２７】
また、前内管１及び後内管２は、これらの外径ｄ₁がカッタヘッド１４の掘削外径Ｄよりも小さくなるように形成し、前外管３及び後外管４は、カッタヘッド１４の掘削外径Ｄと実質上同径に形成している。そして、前内管１と前外管３とで先導体の前胴を形成するとともに後内管２と後外管４とで先導体の後胴を形成し、これら前胴と後胴とで中折れ可能な先導体を構成して、複数の中折れジャッキ１０により先導体を中折れさせることができるようにしており、これらの点でも従来例の管推進機と変わらない。
【００２８】
以下、本発明に関する特徴的な技術内容や従来の技術の項で詳述しなかった事項について説明する。
【００２９】
まず、従来の技術の項で詳述しなかった発進立坑２８側や到達立坑２９側の状況につき、図４及び図５に基づいて説明すると、２５はエントランスパッキング２６を取り付けるためのエントランスパッキング取付部材（「止水器」と通称する。）、２６はこのエントランスパッキング取付部材２５に取り付けられ発進時に先導体の外周面と地山との隙間をシールして発進立坑２８への地下水や土砂等の浸入を防止するエントランスパッキング、２７は推進用のシリンダや押し台等からなり発進立坑２８の坑壁で反力を取って先導体や埋設管７を推進する元押し装置である。
【００３０】
エントランスパッキング取付部材２５及びエントランスパッキング２６は、発進立坑２８の発進口周囲に設けられてリング状をなす。発進立坑２８の坑壁は、鋼製の矢板で覆工していて凹凸があり、エントランスパッキング２６を確りと取り付けることができないが、エントランスパッキング取付部材２５は、その矢板に溶接してエントランスパッキング２６を確りと取り付け得るようにするための取付面を形成する働きをする。こうしたエントランスパッキング取付部材２５やエントランスパッキング２６は、到達立坑２９側にも配備され、発進立坑２８側と同様の態様で到達立坑２９の到達口に取り付けられている。
【００３１】
次に、従来例の管推進機にはみられない事項について説明すると、２４ａは前内管１の前端部付近に設けられた、泥土通路５を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置、２４ｂは後内管２の後端部付近に設けられた、泥土通路５を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置、２４ｃは流体封入室２４ｄに圧力流体を供給するための流体供給路、２４ｄは圧力流体を封入できる半球状の流体封入室、２４ｅは内側に流体封入室２４ｄが設けられ膨張収縮することにより泥土通路の閉鎖及び開放を選択的に行うことができるパッキングとしての椀形の弾性体、２４ｆはこの弾性体２４ｅを前内管１や後内管２に取り付けるための弾性体取付部材である。
【００３２】
泥土通路の閉鎖装置２４ａ，２４ｂは、何れも、流体供給路２４ｃと弾性体２４ｅと弾性体取付部材２４ｆを設けて構成されている。流体封入室２４ｄは、弾性体２４ｅの縁部を弾性体取付部材２４ｆの環状溝に嵌着することにより弾性体２４ｅの内側に形成される。弾性体２４ｅは、流体供給路２４ｃを通じて図示しないポンプから流体封入室２４ｄに圧力流体を供給することにより膨張して泥土通路５を閉鎖する。また、その流体封入室２４ｄ内の圧力流体を流体供給路２４ｃを通じて排出することにより収縮して泥土通路５を開放することができる。圧力流体としては、空気、作動油等、所望の流体を使用することができる。
【００３３】
後内管２の後端部付近に設けられる泥土通路の閉鎖装置２４ｂは、例えば図３に示す態様で取り付けられる。すなわち、後内管２の上下左右に弾性体取付部材２４ｆの挿入孔を設け、各挿入孔に弾性体取付部材２４ｆを挿入して後内管２の壁部に溶接することにより、上下左右に閉鎖装置２４ｂを取り付ける。また、これら上下左右の閉鎖装置２４ｂの間の各領域は、その直ぐ後方をそれぞれ円弧状のスペーサ４ａで塞いでいるため、各閉鎖装置２４ｂの弾性体２４ｅを膨脹させれば、泥土６が泥土通路５の後端側から実質上漏出することはない。前内管１の前端部付近に設けられる泥土通路の閉鎖装置２４ａやその直ぐ後方のスペーサ３ａも、図３と同様の態様で取り付けられる。
【００３４】
以上のような構造を備えた管推進機にあっては、発進する際、内管１，２の外周と外管３，４との間に形成された泥土通路５を、後内管２の後端部付近に設けた泥土通路の閉鎖装置２４ｂにより閉鎖する。そうすると、発進過程で生成された泥土６を土砂取り込み口１５に取り込んで土砂圧送ポンプ１２で地上に排出することが可能になるとともに、泥土通路５の前端開口から泥土通路５に流入する地下水や泥土６が泥土通路５の後端開口から発進立坑２８内に大量に浸入するのを防止することもできる。
【００３５】
このように、泥土通路５内の泥土６が発進立坑２８内に流出することなく土砂圧送ポンプ１２で地上に排出できるため、発進の初期段階から土砂圧送ポンプ１２で泥土６の排出量を制御して適切な値の泥土圧を立てることができ、切羽を適切な泥土圧で支持することができる。その結果、発進時において、掘削穴周辺の地山の崩壊を防止して安全な施工を行うことができるとともに、湧水の多い地山や地下水位の高い地山で発進するときでも、切羽周辺からの地下水の湧出を泥土圧で抑止し、発進立坑２８内への地下水の流出を防止したことと相俟って地下水の湧出による地山の崩壊も防止することができる。一方、多量の泥土６が発進立坑２８内に浸入しないため、これまで必要としていた、発進立坑２８内の泥土６を回収するためのバキューム車等の配備も必要なくなり、施工経費の節減や作業能率の向上にも資する。
【００３６】
先導体が発進立坑２８の発進口を通過した後は、泥土通路５の後端開口が発進立坑２８と隔離されるので、泥土通路の閉鎖装置２４ｂを開放して通常時の掘進を行うことができる。こうして掘進を進めて先導体が到達立坑２９の到達口に到達したときには、カッタヘッド１４を停止し、カッタヘッド１４からの粘性付与液の注入も停止するとともに、今度は、泥土通路５を、前内管１の前端部付近に設けた泥土通路の閉鎖装置２４ａにより閉鎖する。
【００３７】
そうすると、泥土通路５の後端開口から泥土通路５に流入する地下水を閉鎖装置２４ａで遮断して到達立坑２９内への大量の地下水の流出を防止することができ、ひいては、地下水の湧出による地山の崩壊も防止することができる。また、この閉鎖装置２４ａよりも後方に溜っている泥土通路５内や埋設管７の外周部の泥土６及び土砂取り込み口１５の内側周辺の泥土６が逆流して泥土通路５の前端開口から到達立坑２９内に大量に浸入するのを防止することもできる。なお、先導体が到達立坑２９の到達口に到達したときに、前内管１の前端部側の閉鎖装置２４ａだけでなく後内管２の後端部側の閉鎖装置２４ｂも閉じれば、先導体を到達立坑２９内に取り出すときに、泥土通路５に溜っている泥土６をそれらの閉鎖装置２４ａ，２４ｂにより泥土通路５内に閉じ込めて漏出させる危惧がない。
【００３８】
以上述べた例では、泥土通路の閉鎖装置２４ａ及び閉鎖装置２４ｂをそれぞれ前内管１の前端部付近及び後内管２の後端部付近に設けているが、閉鎖装置２４ｂは、要は、先導体の発進時に地下水や泥土通路５内の泥土６を土砂取り込み口１５に取り込んで地上に排出することを可能にしつつ泥土通路５の後端開口から発進立坑２８内に流出できないようにすればよいので、土砂取り込み口１５の後方個所に設ければよい。また、閉鎖装置２４ａは、要は、到達立坑２９への先導体の到達時に、泥土通路５の後端開口から流入して到達立坑２９内に流出しようとする地下水を遮断してその湧出を抑止したり、土砂取り込み口１５の内側周辺や埋設管７の外周部等、土砂取り込み口１５から後に溜っている大量の泥土６が到達立坑２９内に流出できないようにすればよいので、土砂取り込み口１５の前方個所に設ければよい。
【００４０】
次に、本発明を具体化した他の例を図６に基づいて説明する。図６は、本発明を具体化した他の例の管推進機における先導体の到達立坑への到達時の状態を示す縦断面図である。図６においてすでに説明した図と同一符号を付けた部分は、これらの図と同等の部分を表すので、詳述しない。
【００４１】
この図６の管推進機が図１乃至図５に図示の前述の管推進機と異なる点は、前述の管推進機において、手狭な到達立坑２９でも先導体を無理なく回収できるように先導体を中折れ部で分割可能にするとともに、泥土通路の閉鎖装置として、閉鎖装置２４ａ，２４ｂのほかに閉鎖装置２４ａ’，２４ｂ’を付加した点にある。すなわち、前内管１及び前外管３からなる前胴と後内管２及び後外管４からなる後胴とを、中折れジャッキ１０による両胴の連結を解除して分割できるようにした。そして、前内管１の前端部付近に閉鎖装置２４ａを設けるほか、前内管１の後端部付近に閉鎖装置２４ｂ’を新設し、後内管２の後端部付近に閉鎖装置２４ｂを設けるほか、後内管２の前端部付近に閉鎖装置２４ａ’を新設した。これらの新設した閉鎖装置２４ａ’，２４ｂ’は、図２に図示の閉鎖装置２４ａと同様の構造を備え、図３に図示の閉鎖装置２４ｂと同様の態様で配置する。
【００４２】
以上のような構造を備えた管推進機にあっては、発進する際、泥土通路の閉鎖装置２４ａ，２４ｂ’，２４ａ’を開いた状態にして、泥土通路５を、後内管２の後端部付近に設けた泥土通路の閉鎖装置２４ｂにより閉鎖する。そうすると、発進過程で生成された泥土６を土砂取り込み口１５に取り込んで土砂圧送ポンプ１２で地上に排出することが可能になるとともに、泥土通路５の前端開口から泥土通路５に流入する地下水や泥土６が泥土通路５の後端開口から発進立坑２８内に大量に浸入するのを防止することもできる。そのため、前述した管推進機と同様の作用効果を奏することができる。
【００４３】
先導体が発進立坑２８の発進口を通過した後は、前述した例と同様、泥土通路の閉鎖装置２４ｂを開いて通常時の掘進を行う。こうして掘進を進めて先導体の前端部が到達立坑２９の到達口に到達したときには、まず、カッタヘッド１４の駆動や粘性付与液の注入を停止するとともに、泥土通路５を、前内管１の前端部側の閉鎖装置２４ａにより閉鎖する。次いで、前胴の後端部が到達立坑２９の到達口を通過する前に前内管１の後端部側の閉鎖装置２４ｂ’を閉じるとともに後内管２の前端部側の閉鎖装置２４ａ’を閉じる。こうして先導体を推進して前胴の後端部が到達立坑２９の到達口を通過したときに、前胴を後胴から分離して到達立坑２９内で回収する。
【００４４】
この間、泥土通路５の後端開口から泥土通路５に流入する地下水を閉鎖装置２４ａで遮断して到達立坑２９内への大量の地下水の流出を防止することができ、地下水の湧出による地山の崩壊も防止することができる。また、泥土通路５内や埋設管７の外周部の泥土６及び土砂取り込み口１５の内側周辺の泥土６が逆流して泥土通路５の前端開口から到達立坑２９内に大量に浸入するのを防止することもできる。さらに、前胴の後端部が到達口を通過する前に前内管１の前端部側の閉鎖装置２４ａだけでなく後端部側の閉鎖装置２４ｂ’も閉じているので、前胴を到達立坑２９内で回収するときに、前胴側の泥土通路５に溜っている泥土６を両閉鎖装置２４ａ，２４ｂ’により泥土通路５内に閉じ込めて漏出させる危惧がない。
【００４５】
前胴を回収した後、後胴を推進し続け、後胴の後端部が到達立坑２９の到達口を通過する前に後内管２の後端部側の閉鎖装置２４ｂを閉じて、今度は、後胴を到達立坑２９内で回収する。この間、前胴と同様、泥土通路５に流入する地下水を後内管２の前端部側の閉鎖装置２４ａ’で遮断して到達立坑２９内への大量の地下水の流出を防止することができ、地下水の湧出による地山の崩壊も防止することができる。また、泥土通路５内や埋設管７の外周部の泥土６及び土砂取り込み口１５の内側周辺の泥土６が逆流して到達立坑２９内に大量に浸入するのを防止することができるとともに、後胴を回収するときに、後胴側の泥土通路５に溜っている泥土６を後内管２の前端部側及び後端部側の両閉鎖装置２４ａ’，２４ｂにより泥土通路５内に閉じ込めて漏出させる危惧がない。
【００４６】
この図６の例では、泥土通路の閉鎖装置２４ａ’及び閉鎖装置２４ｂをそれぞれ後内管２の前端部付近及び後端部付近に設けているが、閉鎖装置２４ｂは、前述したように、先導体の発進時に地下水や泥土通路５内の泥土６を土砂取り込み口１５に取り込んで地上に排出することを可能にしつつ泥土通路５の後端開口から発進立坑２８内に流出できないようにすればよいので、土砂取り込み口１５の後方個所に設ければよい。また、閉鎖装置２４ａ’は、要は、到達立坑２９への先導体の到達時に、泥土通路５の後端開口から到達立坑２９内に流出しようとする地下水を遮断したり、土砂取り込み口１５の内側周辺や埋設管７の外周部等、土砂取り込み口１５から後に溜っている大量の泥土６が到達立坑２９内に流出できないようにすればよいので、土砂取り込み口１５の前方個所に設ければよい。
【００４７】
また、前内管１の泥土通路５それ自体には、それほど大量の泥土を溜めることはできず、しかも、先導体が到達立坑２９に到達して粘性付与液の注入を停止したときには、その泥土自体も、土砂圧送ポンプ１２で後内管２側に少なからず移送されているので、後内管２の前端側の閉鎖装置２４ａ’を閉じさえすれば、大量の泥土が前内管１を通じて到達立坑２９内に浸入する事態は生じない。したがって、前内管１に閉鎖装置２４ａ，２４ｂ’を設けることは、有用ではあっても不可欠のことではない。したがって、閉鎖装置２４ｂは、特許請求の範囲の請求項１に記載の泥土通路の閉鎖装置に対応し、閉鎖装置２４ａ’は、請求項２に記載の泥土通路の閉鎖装置に対応する。
【００４８】
以上述べた例では、泥土通路の閉鎖装置２４ａ及び閉鎖装置２４ｂを、流体封入室２４ｄを有し流体封入室２４ｄに対する圧力流体の供給、排出により膨張、収縮して泥土通路５を閉鎖、開放する弾性体２４ｅを設けて構成している。閉鎖装置２４ａ，２４ｂを前記のような弾性体２４ｅを設けて構成すれば、閉鎖装置２４ａ，２４ｂにアクチュエータを設けなくても済むので、閉鎖装置２４ａ，２４ｂを内管１，２に対して場所を取らないコンパクトな形態で設置することができる。また、閉鎖装置２４ａ，２４ｂを内管１，２に、パッキングを取り付けるようにして取り付ければよいので、閉鎖装置２４ａ，２４ｂと内管１，２との間のシールも容易に行うことができる。
【００４９】
以上、本発明の技術内容を中折れ式の管推進機を例にして説明したが、管体の外周に泥土通路５を形成するように円筒状の支持部材を固定することにより先導体を構成し、塑性流動性のある泥土を、その泥土通路５を通じて埋設管７の外周に導くようにした管推進機であれば、本発明は、先導体を中折れさせない通常の管推進機にも適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この出願の発明では、円筒状の支持部材を設けて先導体を構成した管推進機において、発進時に発進立坑内に大量の地下水や泥土が浸入するのを防止することができる。また、先導体の発進時に泥土通路内の泥土が発進立坑内に流出することなく土砂圧送ポンプで地上に排出できるため、発進の初期段階から切羽を適切な泥土圧で支持することができる。その結果、発進時において、掘削穴周辺の地山の崩壊を防止して安全な施工を行うことができるとともに、湧水の多い地山や地下水位の高い地山で発進するときでも、切羽周辺からの地下水の湧出を泥土圧で抑止して、地下水の湧出による地山の崩壊も防止することができる。さらに、発進立坑内に大量の泥土が排出されないため、これまで必要としていた発進立坑側へのバキューム車等の配備も必要なくなって、施工経費の節減や作業能率の向上にも資する。あるいは、この出願の発明では、円筒状の支持部材を設けて先導体を構成した管推進機において、到達時に到達立坑内に大量の地下水や泥土が浸入するのを防止することができる。その結果、到達立坑周辺の地山からの地下水の湧出による地山の崩壊も防止することができるとともに、到達立坑側へのバキューム車等の配備も必要なくなって、施工経費の節減や作業能率の向上にも資する。
【図面の簡単な説明】
【図１】先導体側の部分を示す本発明の具体化例の管推進機の縦断面図である。
【図２】図１のア部の拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】発進時における図１の管推進機の全体像を示す縦断面図である。
【図５】図１の管推進機における先導体の到達立坑への到達時の状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明を具体化した他の例の管推進機における先導体の到達立坑への到達時の状態を示す縦断面図である。
【図７】先導体側の部分を示す従来例の管推進機の縦断面図である。
【符号の説明】
１前内管
２後内管
３前外管
４後外管
５泥土通路
６泥土
７埋設管
１０中折れジャッキ
１１カッタ駆動装置
１２土砂圧送ポンプ
１３排土管
１４カッタヘッド
１５土砂取り込み口
２４ａ，２４ｂ泥土通路の閉鎖装置
２４ｃ流体供給路
２４ｄ流体封入室
２４ｅ弾性体
２４ｆ弾性体取付部材
２６エントランスパッキング
２７元押し装置
２８発進立坑
２９到達立坑
Ｄカッタヘッド１４の掘削外径
ｄ₁ 内管１，２の外径

Claims

前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取り付けられる管体と、泥土を通過させるための泥土通路を形成するようにその管体の外周を成す内管に間隔を置いて固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成された先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、管体と支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送ってその泥土の一部を管体の土砂取り込み口に取り込んで地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くようにした管推進機において、
管体の内管と円筒状の支持部材との間に形成された前記泥土通路を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置を、泥土通路の閉鎖及び開放を選択的に行い得るように、管体における土砂取り込み口の後方個所及び前方個所の少なくとも一方に設け、
泥土通路の閉鎖装置を、流体封入室が設けられこの流体封入室への圧力流体の供給により膨張して泥土通路を実質的に閉鎖し、この泥土通路からの泥土の漏出を阻止する弾性体と、この弾性体を内管に取り付ける弾性体取付部材と、この弾性体の流体封入室に圧力流体を供給する流体供給路とを設けて構成し、
管体の内管と円筒状の支持部材との間には周方向に間隔をおいてスペーサを設けると共に、スペーサとスペーサの間に形成される泥土通路近傍の内管に挿入孔を設け、前記弾性体取付部材を前記挿入孔に挿入して閉鎖装置を取り付けることを特徴とする管推進機。