JP4847264B2

JP4847264B2 - バッキング防止装置

Info

Publication number: JP4847264B2
Application number: JP2006264812A
Authority: JP
Inventors: 悟吉岡
Original assignee: 機動建設工業株式会社
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: JP2008082068A

Description

本発明は、推進工法において、推進施工中の管接続時に推進管列が発進立坑側に押し戻されるバッキングを防止する装置に関するものである。

推進工法は、推進管列の先端に装備した掘進機先端の面板で前方の地盤を切削しながら、発進立坑内に設置した元押しジャッキで推進管列の最後端を押圧することによって、掘進機及び推進管列を所定の位置に埋設していく方法である。推進施工中における推進管の接続は、１本分の推進管の埋設が完了すると、発進立坑内において元押しジャッキが縮小され、推進管と元押しジャッキの間にできたスペースに次の推進管を吊り降ろして設置し、設置した推進管の後端を元押しジャッキで押圧することによって、前の推進管と接続する方法用いられている。しかし、地下水圧や土圧の大きい土質条件下では、掘進機先端の面板に大きな水圧や土圧が作用しているため、推進管の接続時の元押しジャッキを縮小した時に、掘進機とともに後続する推進管列は後方へ押し戻されるバッキングを発生する。このため、次の推進管を据付けるスペースがなくなったり、発進坑口壁の止水ゴムが推進管の抜けによって反転し、止水性を無くして地下水や土砂が立て坑内に噴発するという問題が発生していた。

このため、推進管の外周面に鋼製のワイヤーを廻して締付け、摩擦力で推進管の後退を防止する方法が一般に用いられていたが、鋼製のワイヤーと推進管外周面の摩擦力だけでは大きなバッキング防止力は得られず、水圧等の小さい土質条件や管径の小さい施工条件だけに使用されていた。

そこで、近年は大きなバッキング防止力が得られるように、インサートアンカー方法が多く採用されている。その方法は、推進管外部の両側面に複数本のインサートアンカーを設置し、そのインサートアンカー部に複数枚の支持プレートを複数本のボルトで固定する。支持プレートは、推進管の両側に設置された推進台上の受プレートに当接させて支持される方法である。支持プレートは複数本のボルトで固定されており、比較的大きなバッキング反力を得ることができる。また、他のバッキング防止方法としては、推進管の両側面に設置した一対の支持材と、前記支持材の内側に装備し、推進管の外周に沿って湾曲させた押さえ金具と、一対の支持材を複数ヶ所で締付ける緊張材と、一対の支持材が推進方向の後方に移動しないように固定する固定材とにより構成される装置により、推進管の外周面を大きな力で締付けるバッキング防止方法が開発されている。

特許第３７５１２２２号

前記したインサートアンカー方法は、バッキング力の大きさに合わせてインサートアンカーの本数を増減することが可能であるが、大きなバッキング力の場合には支持プレートを固定するインサートアンカーの本数が非常に多くなり、インサートアンカーに設置するボルトの取付け、撤去に多くの時間を必要とし、推進施工にかけられる時間が著しく減少するという問題がある。また、インサートアンカー部の穴埋め処理も必要となり、設置本数が多くなるとより多くの労力と費用を必要とする。さらに、一対の支持材で推進管外周を締付ける方法は、大きなバッキング防止力を得るためには強い締付け力が必要となることから、推進管を破損させないために推進管の外周面に鋼材等を巻き付けて管材を補強し、大きな強度にする必要があり、管材費用が非常に高価になるという問題がある。このため本発明は、大きなバッキング力でも、簡単で確実に防止できるバッキング防止装置を提供することである。

本発明は、推進中の推進管接続時に、先端の掘進機面板に作用する水圧や土圧によって、推進管列が発進立坑側に押し戻されるバッキングを防止する装置において、
前記推進管の両側面に設けられたグラウト孔に、推進管壁を貫通して所定の長さだけ外側に突出させる棒状の突出桿と、推進管内側には、前記突出桿位置に嵌挿孔を設け管内壁面に当接するように設置した内側分布板と、前記内側分布板を介して突出桿を固定する内側固定金具と、推進管外側には、前記突出桿位置に嵌挿孔を設け管外壁面に当接するように設置した外側分布板に、前記嵌設孔を覆うように筒状の挿通筒を前記外側分布板に固設し、前記挿通筒の前方側面を前記外側分布板から補強材で補強固定して一体化したバッキング力支持金具と、前記バッキング力支持金具の挿通筒からでた突出桿の端部を固定する外側固定金具と、により構成されることを特徴とするバッキング防止装置。

グラウト孔に嵌挿される突出桿は、想定されるバッキング力に対して変形や破損が発生しないように、予め強度検討等を行って突出桿の材質や外径が決定される。

内側固定金具は、突出桿が抜け出せないものであれば良く、通常使われているナット等が用いられる。内側分布板は、突出桿の抜出力を推進管体に広く伝達できるように方形または円形の形状で管壁面に当接させる。内側分布板の材質としては、引抜力に対して変形や破損を生じないように比較的強度の大きい鋼材が用いられる。

バッキング力支持金具の挿通筒は、突出桿がスムーズに挿通できるように突出桿外径に余裕をもった内径を有している。外側分布板は、挿通筒の前方側面を補強材で補強するため、前方に所定の長さだけ延長した方形または円形の形状で管壁面に当接させる。

バッキング力支持金具の固定は、挿入筒を挿通して突出した突出桿に外側固定金具であるナット等を取付け、挿通筒の頭部を締付けることによって固定が行われる。

バッキング力支持金具の挿通筒の後方側面には、後方移動阻止金具が当接してバッキング力支持金具の後方移動を阻止する。後方移動阻止金具は、推進管の両サイドに鉛直に設置され、その位置より後方に移動できないように、発進立坑壁の前方または後方から支持された構造となっている。後方移動阻止金具の材質は、バッキング力支持金具から比較的大きなバッキング力を受けるため、Ｈ型鋼材等の材料で強固に製作される。

本発明のバッキング防止装置は、推進管の両側面に予め設置したグラウト孔を利用するため、比較的断面の大きな突出桿が採用でき、一ヶ所で大きなバッキング防止力を得ることができる。そして、バッキング防止装置の設置、撤去も両側面の２ヶ所だけであり効率良く行なえる。

推進工法の施工中において、水圧や土圧によって掘進機や推進管列が後方に押し戻されるバッキングを、両側面に設置したグラウト孔を利用することによって、簡単で確実に防止できる技術を実現した。

図１は、本発明のバッキング防止装置を説明する平面図である。推進管１の両側面には所定の内径を有するグラウト孔２が設置されている。グラウト孔２には、推進管１の壁を貫通して所定の長さだけに外側に突出した棒状の突出桿３が設置される。推進管１の内壁面には、突出桿３を通すための嵌設孔を設けた方形状の内側分布板４を当接させ、嵌設孔から出た突出桿３の端部は、内側分布板４を介して内側固定金具５であるナット等により固定される。推進管１の外側に突出した突出桿３には、突出桿３位置に嵌設孔を設け推進管１の外壁面に当接するように設けた方形の外側分布板６に、前記嵌設孔を覆うように筒状の挿通筒７を外側分布板６に固定し、挿通筒７の前方側面を前記外側分布板６から補強材９で補強固定して一体化したバッキング支持金具を、外側分布板６の嵌設孔から突出桿３に挿通し設置する。バッキング支持金具の挿通筒７からでた突出桿３の端部は、外側固定金具８であるナット等により固定される。

バッキング支持金具の挿通筒７の後方側面には、Ｈ型鋼材等よりなる後方移動阻止金具１０が当接して、バッキング力支持金具の後方移動を阻止する。後方移動阻止金具１０は、推進管の両サイドに鉛直に設置され、その位置より後方に移動できないように、発進立坑壁の前方または後方から強固に支持された構造となっている。

グラウト孔２に嵌挿する突出桿３は、想定されるバッキング力に対して変形や破損が生じないように、予め強度検討等を行って突出桿３の材質や外径を変化させる。

推進管１の内外で突出桿３を固定する内側固定金具５と外側固定金具８は、突出桿３が抜け出したり移動しないものであればよく、従来技術として通常使用されているナット等が用いられる。

図２は、本発明のバッキング防止装置を説明する横断面図である。内側分布板４と外側分布板６は、突出桿３が受けるバッキング力を広い範囲に均等に分布させるために、湾曲させて推進管１の内外壁面に当接させると良い。突出桿３の両端には、内側分布板４とバッキング支持金具を内側固定金具５と外側固定金具８で支持固定するために、ネジ加工が施されている。

次に、本発明のバッキング防止装置の使用状況について説明する。１本分の推進管１の推進施工が完了すると、推進管１の両側面のグラウト孔２に外側から突出桿３を貫通し、内側分布板４の嵌設孔を通して内側固定金具５で突出桿を固定する。そして、外側からは突出桿３にバッキング支持金具の挿通筒７を貫通し、突出桿３の先端部から外側固定金具８でバッキング支持金具を固設する。

バッキング支持金具の挿通筒７の後方には、Ｈ鋼材等よりなる後方移動阻止金具１０が鉛直に設置され、その位置より後方に移動できないように、発進立坑壁の前方または後方より強固に支持固定されている。

バッキング防止装置の取付けが完了すると、元押しジャッキ（図示省略）が縮小され、推進管１の最後端は開放され、掘進機の先端にかかる地下水圧や土圧によるバッキング力により推進管１列が後方へと押し出されようとする。しかし、最後部の推進管１の両側面に設置したバッキング支持金具が後方移動阻止金具１０に当接して後方への移動を防止する。このため、元押しジャッキの縮小によって元押しジャッキの前方と最後部の推進管１の後方に、次の推進管１を設置するためのスペースを確保することができる。

次の推進管１の設置が完了すると、元押しジャッキを伸長させて次の推進管１の前端を前方の推進管１の後端に嵌設して接続させる。推進管１の接続が完了すると、元押しジャッキの押圧をかけたままの状態でバッキング防止装置を撤去し、グラウト孔２には逆止弁やメクラ蓋が取付られて推進施工が再開される。

地下水圧の高い土質条件や土被りが深い施工条件下での推進工事に適用できる。

本発明のバッキング防止装置を説明する平面図である。本発明のバッキング防止装置を説明する横断面図である。

符号の説明

１推進管
２グラウト孔
３突出桿
４内側分布板
５内側固定金具
６外側分布板
７挿通筒
８外側固定金具
９補強材
１０後方移動阻止金具

Claims

推進中の推進管接続時に、先端の掘進機面板に作用する水圧や土圧によって、推進管列が発進立坑側に押し戻されるバッキングを防止する装置において、
前記推進管の両側面に設けられたグラウト孔に、推進管壁を貫通して所定の長さだけ外側に突出させる棒状の突出桿と、推進管内側には、前記突出桿位置に嵌挿孔を設け管内壁面に当接するように設置した内側分布板と、前記内側分布板を介して突出桿を固定する内側固定金具と、推進管外側には、前記突出桿位置に嵌挿孔を設け管外壁面に当接するように設置した外側分布板に、前記嵌設孔を覆うように筒状の挿通筒を前記外側分布板に固設し、前記挿通筒の前方側面を前記外側分布板から補強材で補強固定して一体化したバッキング力支持金具と、前記バッキング力支持金具の挿通筒からでた突出桿の端部を固定する外側固定金具と、により構成されることを特徴とするバッキング防止装置。