JP5149114B2 - 長距離推進工法 - Google Patents

Description

本発明は、上下水道管、ガス管や電線管のさや管等を地中に推進埋設ための長距離推進工法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先導体で前方の地盤を掘削しながら、発進立坑内の後方に設置した元押装置で推進管列の最後端を押圧することによって、先導体及び推進管列を所定の位置まで推進埋設していく方法である。先導体及び推進管列を地中に押圧する力である推進力は、先導体先端部の地山への貫入あるいは掘削による抵抗力と、推進管の外周面が地山と接触する際の摩擦や付着力等で構成され、摩擦や付着力は推進延長に比例して増大していく。

このため、推進延長が長くなると推進力が増大し、推進管の軸方向の許容耐荷力よりも大きくなって、管端部の破損等を招来し推進施工が困難となる。そこで、推進管列の最後端部に集中する推進力を分散するために、推進管列の中間に複数本のジャッキを装備した中押装置を設置し、中押装置より前方の推進力を中押装置で負担する方法が採用されてきた。しかし、推進延長がさらに長くなると、推進力はより増大して１ケ所の中押装置では対応ができなく、複数段に中押装置を配置して推進力をより分散させる方法がとられた。

複数段に配置した中押装置の推進作業は、前方の中押装置から後方の中押装置と順次中押ジャッキを伸長させて、ジャッキのストロ−ク長づつ分割された推進管列を前方へと前進させていくものである。複数段に配置した中押装置により、超長距離の推進施工も可能となったが、前記したように複数段に中押装置を配置すると、ジャッキの設置本数が数十本〜数百本と非常に多くなり、設備に莫大な費用を必要とする。また、推進作業が、比較的短いジャッキの１ストロ−クづつの繰り返しという操作から、非常に複雑かつ繁雑な作業となり推進速度の遅延や作業環境の悪化が問題となっていた。

このため、先導体の後方に、先導体外径と略同径を有する仮管を順次連結していくとともに、前記仮管の内側にも推進管を順次連結して挿入し、仮管の後端に装備した元押装置で仮管に推進力を加えることにより仮管を推進させていく工程と、前記仮管を所定の延長まで推進埋設した後、仮管内に挿入した推進管の後端に装備した元押装置で推進管に推進力を加えることにより推進管のみを推進させていく工程と、推進管の推進とともに推進管外周部に滑材を注入して充填していく工程とにより構成される長距離推進工法が開発されている。

特開平８−１８９２９３号

本工法の開発により、超長距離推進施工も複雑かつ繁雑な推進作業もなく、効率良く施工可能となった。推進埋設される仮管と内管の内径が異なることから、下水道等のように流体輸送を用途とする管渠では必要流量を確保するために内管の内径が基準となって、仮管は不必要に大きな管径となり無駄となる。また、管路の中間で内径が変化するため、流速の遅延や停滞が発生するという問題もある。このため本発明は、超長距離推進施工の作業効率がよく、推進管列の内径が変化することのない長距離推進工法を提供するものである。

本発明は、先導体の後方に先導体外径と略同じ外径を有する推進管を連結し、前記先導体で掘削孔を造成しながら掘削孔に沿って推進管を順次推進埋設していく長距離推進工法において、前記推進管を複数に連結して構成される推進管列の所定の位置に、推進管と略同じ外径を有し前後の推進管壁面位置に対向するように複数本のセグメントジャッキを内装した筒状のセグメント体を設置し、発進立坑内の後方に装備した元押ジャッキで前記推進管及びセグメント体を順次推進埋設していく第１工程と、前記セグメント体より前方の推進管列をセグメントジャッキのストロ−ク長だけ前進させ、次にセグメント体より後方の推進管列を元押ジャッキにより前記ストロ−ク長だけ前進させる作業を順次繰返して推進管１本分のスペ−スが確保できると、推進管列の最後端に次の推進管をつぎ足しながら、前記推進管及びセグメント体を順次推進埋設していく第２工程と、前記セグメント体より前方の推進管列をセグメントジャッキのストロ−ク長だけ前進させ、前記セグメントジャッキのストロ−ク長よりもやや短く形成したセグメントを、セグメントジャッキ後方と先頭の推進管列の間に設置し、再度セグメント体より前方の推進管列をセグメントジャッキのストロ−ク長だけ前進させる作業を順次繰返しながら、前方の推進管列、セグメント体及びセグメントを順次推進埋設していく第３工程と、により構成される長距離推進工法である。

先導体は、土質条件や施工条件に応じて、切羽部が解放された刃口式推進工法や切羽部が密閉された密閉式推進工法が選定される。切羽の掘削は、刃口式推進工法では一般に人力によって行われ、掘削土はトロ台車やコンベアによって搬出される。密閉式推進工法では先端の面板に装着した複数の切削具によって行われ、掘削土は泥水による流体輸送や土砂圧送機による搬出方法が一般的に用いられている。

推進延長は、推進管の軸方向の許容耐荷力、元押ジャッキ力を支える支圧壁の反力等を考慮して、セグメントジャッキ能力や元押ジャッキ能力が決定され、その能力等より逆算して各工程における推進可能な延長が決定される。

セグメント体は、推進管と略同じ外径を有した筒体で、推進方向に所定の長さを有している。筒体の長さは、筒体内の円周方向に内装されたセグメントジャッキが伸長した時、筒体後方の外殻が後方の推進管列先端より外れない余裕をもった長さで製作されている。

セグメントは、後方の発進立坑を経て推進管列内から搬入されるため、搬入や組立の容易性から分割構造が有効である。セグメント材としては、工場等で製作されたコンクリ−ト製品を用いてもよいし、鋼材等により外殻とフランジで構成された仮管を採用し、推進施工完了後に仮管内部にモルタルや樹脂材を充填して仕上げる方法を用いることも可能である。

本発明の長距離推進工法は、推進施工が１工程づつの作業となり、効率の良い超長距離推進施工が行える。また、埋設された推進管列の内径は、変化することなく同一であり、下水道等のように流体の輸送を目的とした管路にも適用が可能となる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の長距離推進工法の全体を説明する縦断面図である。先導体１は、土質条件や施工条件に応じて、切羽部が解放された刃口や切羽部が密閉された泥水式や土圧式の掘進機が選定される。先導体１の後方には、先導体１の外径と略同じ外径を有する複数個の推進管を連結した前方推進管列２が配置されている。推進管材としては、後方からの大きな元押ジャッキ推進力を伝達するために、一般に比較的強度のあるコンクリ−ト製や鋼製の材料から製作されている。

前方推進管列２の後端には、推進管と略同じ外径を有し推進管壁面の円周方向に複数本のセグメントジャッキを内装した筒状のセグメント体３が設置されている。セグメント体３は、筒体内に複数本のセグメントジャッキを保持し、周辺土圧にも耐える強固なものとするために、一般には鋼材がよく用いられる。

セグメント体３の後方には、先導体１の外径と略同じ外径を有する複数個の推進管を発進立坑８内まで連結した後方推進管列４が配置されている。推進管材は、前方推進管列２と同様に、一般に強度のあるコンクリ−ト製や鋼製の材料から製作されている。

発進立坑８内には、先導体１や推進管列２、４を地中に押込むための複数本の元押ジャッキ６が設置されている。発進立坑８内の後方には、元押ジャッキ６の推進力を支持するための支圧壁７が後方土留壁に当接するように設置されている。

次に、本発明の長距離推進工法の施工工程について説明する。第１工程は、先導体１の後方に推進管を連結し、先導体１で地山を掘削しながら前方推進管列２、セグメント体３及び後方推進管列４を順次推進埋設していく工程である。第２工程は、セグメント体３より前方の前方推進管列２をセグメントジャッキによってストロ−ク長だけ前進させ、次にセグメント体３より後方の後方推進管列４を元押ジャッキ６により前記ストロ−ク長だけ前進させる作業を順次繰り返し、推進管１本分のスペ−スが確保できると、後方推進管列４の最後端に次の推進管をつぎ足しながら、前方推進管列２、セグメント体３及び後方推進管列４を順次推進埋設していく工程である。第３工程は、セグメント体３より前方の前方推進管列２をセグメントジャッキによってストロ−ク長だけ前進させ、前記セグメントジャッキのストロ−ク長よりもやや短く形成したセグメントをセグメントジャッキの後方と後方推進管列４の間に設置し、再度セグメント体３より前方の前方推進管列２をセグメントジャッキのストロ−ク長だけ前進させる作業を順次繰り返しながら、前方推進管列２、セグメント体３及びセグメントとを順次推進埋設していく工程よりなる。

図２は、セグメント体３を説明する断面図である。セグメント体３は、推進管と略同じ外径を有した筒状の外殻１０先端部に、推進管の後端外周に埋め込まれた円筒状の鋼製カラ−内に嵌挿できるように、推進管外径よりもやや縮径した構造となっている。また、前記外殻１０の内周面には、円周方向に均等に複数本のセグメントジャッキ９が装備されている。さらに、セグメントジャッキ９の後方には、前端に止水リングを装備し、後端には推進管の先頭部を受け入れるための筒状の受口カラーを有したアダプタ−１１が配置されている。

図２のセグメント体３は、前記した施工工程のうちの第３工程の実施を説明するもので、セグメントジャッキ９の後方にはセグメント５が組み立てられている。セグメント５の組み立てが完了すると、セグメント５を介して後方推進管列４を反力受けとして、セグメントジャッキ９を伸長して前方の前方推進管列２を前進させる。セグメントジャッキ９の１ストロ−クだけの伸長が完了すると、セグメントジャッキ９のシリンダ−を縮小してセグメントジャッキ９とセグメント５の間に空間を設け、次のセグメントが組み立てられる。セグメント５の組み立てが完了すると、前記した作業を順次繰り返すことによって前方推進管列２とセグメント５の推進埋設が行われる。

図3は、セグメント５の１実施例を説明する正面図である。セグメント５は、坑外から発進立坑内を経て後方推進管列４内を通して運搬、組立が行われるため、推進管径や搬送及び組立効率を考慮して、複数個に分割されている。本実施例では、５分割による方法が用いられ、最後に頂部の軽量なセグメント片を差し込む効率の良い組み立て方法である。また、本実施例は、外殻とフランジ構造による仮管方式が採用されており、推進完了後には仮管内周面に型枠材を設置してモルタルや樹脂材を充填して仕上げが実施される。

他のセグメント５材としては、コンクリ−ト製品をあらかじめ工場等で分割製作したものを使用することも可能である。

上下水道、ガス、電気等の管路布設における長距離推進工事に適用できる。

本発明の長距離推進工法の全体を説明する縦断面図である。 本発明のセグメント体を説明する断面図である。 本発明のセグメントの１実施例を説明する正面図である。

符号の説明

１ 先導体
２ 前方推進管列
３ セグメント体
４ 後方推進管列
５ セグメント
６ 元押ジャッキ
７ 支圧壁
８ 発進立坑
９ セグメントジャッキ
１０ 外殻
１１ アダプタ−

Claims (1)

1. 先導体の後方に先導体外径と略同じ外径を有する推進管を連結し、前記先導体で掘削孔を造成しながら掘削孔に沿って推進管を順次推進埋設していく長距離推進工法において、前記推進管を複数に連結して構成される推進管列の所定の位置に、推進管と略同じ外径を有し前後の推進管壁面位置に対向するように複数本のセグメントジャッキを内装した筒状のセグメント体を設置し、発進立坑内の後方に装備した元押ジャッキで前記推進管及びセグメント体を順次推進埋設していく第１工程と、前記セグメント体より前方の推進管列をセグメントジャッキのストロ−ク長だけ前進させ、次にセグメント体より後方の推進管列を元押ジャッキにより前記ストロ−ク長だけ前進させる作業を順次繰返して推進管１本分のスペ−スが確保できると、推進管列の最後端に次の推進管をつぎ足しながら、前記推進管及びセグメント体を順次推進埋設していく第２工程と、前記セグメント体より前方の推進管列をセグメントジャッキのストロ−ク長だけ前進させ、前記セグメントジャッキのストロ−ク長よりもやや短く形成したセグメントを、セグメントジャッキ後方と先頭の推進管列の間に設置し、再度セグメント体より前方の推進管列をセグメントジャッキのストロ−ク長だけ前進させる作業を順次繰返しながら前方の推進管列、セグメント体及びセグメントを順次推進埋設していく第３工程と、により構成されることを特徴とする長距離推進工法。

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