JP6161370B2 - バッキング防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、推進工法において、推進管列の先端の掘削機に作用する水圧や土圧によって、推進管列が発進立坑に押し戻されるバッキングを防止するバッキング防止装置に関するものである。

推進工法は、推進管列の先端に設けられた掘進機で前方の地盤を掘削しつつ、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の推進管を押圧することによって、掘進機および推進管列を所定の位置に埋設していく方法である。
推進施工中においては、発進立坑において最後尾の推進管を元押ジャッキによって押し込むと、当該元押しジャッキが縮小され、前記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、先行の推進管と接続するとともに、当該推進管を押し込むようになっている。
ところが、地下水圧や土圧の大きい土質条件下では、掘進機（の面板）に大きな水圧や土圧が作用しているため、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が後方へ押し戻されるバッキングが発生する場合がある。このため、次の推進管を設置するスペースがなくなったりする等の問題が発生する。
特に、初期推進施工時には、推進延長が短く推進管外周と周辺地盤の摩擦抵抗力に比べ、掘進機や推進管を後方に押し戻そうとするバッキング力の方が大きく、掘進機や推進管を後方に押し戻そうとするため、前記のようなバッキングが発生し易い。

このようなバッキングを防止する方法の一例として、特許文献１に記載の技術が知られている。このバッキング防止方法は、推進管の後方の両側壁面の対称位置に、予め複数本のインサートアンカーを埋め込んでおき、１本分の推進管の推進が完了すると、前記インサートアンカーに側壁面より所定の長さだけ突出するようにボルトをねじ込み、側方に突出する支持腕を有したプレートとよりなるバッキング防止金具を前記ボルトによって固設し、前記支持腕に当接するように設けた固定枠によって推進管の押し戻しを防止するものである。

特開２００１−３６８４号公報

ところで、前記バッキング防止方法は、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る。
このため、推進管の製造時にインサートアンカーを設置するのに非常に手間がかかるうえ、推進施工時に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するという問題がある。また、インサートアンカー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。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、インサートアンカーの設置の必要がないバッキング防止装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明のバッキング防止装置は、推進管を発進立坑で順次接続しつつ、当該推進管が接続されてなる推進管列を推進させる推進工法において、前記推進管列の先端の掘削機に作用する水圧や土圧によって、前記推進管列が前記発進立坑に押し戻されるバッキングを防止するバッキング防止装置であって、
前記推進管に設けられて、地山側に裏込め材を注入する複数の注入孔のうちの少なくとも一部の注入孔に、前記推進管の内部から挿通され、かつ先端部が前記推進管の外側に突出する支持部材と、
前記発進立坑に、当該発進立坑に位置する推進管の周囲に固定されて、当該推進管の外側に突出している前記支持部材の先端部が当接されることで、当該推進管の後方への移動を阻止する固定部材とを備え、
前記固定部材は、前記推進管を支持する架台が設けられた基台と、この基台に固定された門形のフレームとを備え、
前記固定部材の内側に、前記推進管が前記架台によって支持されて配置されていることを特徴とする。

本発明においては、発進立坑において、１本分の推進管の推進が完了した後、当該推進管の内部から少なくとも一部の注入孔に支持部材を挿通し、その先端部を推進管の外側に突出させるとともに、当該先端部を固定部材に当接させることによって、推進管の後方への移動を阻止することができる。このように、本発明では、推進管に設けられている注入孔を利用するため、比較的断面の大きな支持部材を使用して、バッキングを確実に防止できるとともに、従来のようなインサートアンカーの設置の必要がない。
また、推進管への支持部材の着脱も容易であるとともに、推進管には注入孔が予め形成されているので、従来に比して労力と費用を大幅に低減できる。
さらに、支持部材を推進管の内部から注入孔に挿通しているので、従来のように、推進管の外周面に埋設されたインサートアンカーに、推進管の外部からバッキング防止金具を固定するためのボルトをねじ込む場合に比して、作業を安全かつ容易に行える。

本発明の前記構成において、前記注入孔の内周面に雌ねじが形成され、前記支持部材の外周面に前記雌ねじに螺合する雄ねじが形成され、
前記支持部材は、前記注入孔に挿通されるとともに、前記雄ねじを前記雌ねじに螺合して締め付けることによって、前記注入孔に固定されているのが好ましい。

このような構成によれば、注入孔への支持部材の着脱を容易かつ確実に行えるとともに、支持部材を注入孔に強固に固定できる。

また、本発明の前記構成において、前記推進管は、一対の半割状の半割セグメントを管状に接合することによって構成され、
前記注入孔は、前記推進管の周方向に間隔をあけて複数設けられ、
前記半割セグメントの接合位置が前記推進管の中心を前記接合位置以外で通る中心線に対して対称位置となるように、前記推進管をそれぞれ配置した場合に、それぞれの推進管における前記支持部材を挿通すべき前記注入孔が周方向において等しい位置に配置されるのが好ましい。

このような構成によれば、内径が３ｍ超の推進管を施工現場で一対の半割状の半割セグメントを管状に接合することによって容易に組み立てることができる。
また、一対の半割セグメントによって構成された推進管を使用して推進工法を施工する場合、推進管の軸方向において、隣り合う推進管どうしの半割セグメントの接合位置が重ならないようにして、推進管を配置する。この場合、前記半割セグメントの接合位置が前記推進管の中心を前記接合位置以外で通る中心線に対して対称位置となるように、前記推進管をそれぞれ配置した場合に、それぞれの推進管における前記支持部材を挿通すべき前記注入孔が周方向において等しい位置に配置される。したがって、この等しい位置に配置された注入孔に支持部材を挿通することによって、隣り合う推進管の周方向における等しい位置で、支持部材を固定部材に当接させることができるので、確実かつ安定的にバッキングを防止できる。

本発明によれば、推進管に設けられている注入孔を利用して支持部材を挿通するため、比較的断面の大きな支持部材を使用して、バッキングを確実に防止できるとともに、従来のようなインサートアンカーの設置の必要がない。また、推進管への支持部材の着脱も容易であるとともに、推進管には注入孔が予め形成されているので、従来に比して労力と費用を大幅に低減できる。

本発明の実施の形態に係るバッキング装置を説明するためのもので、推進管の断面図である。 同、推進管の断面図である。 同、接合位置が左上に位置するようにして推進管を発進立坑に設置した状態を示す断面図である。 同、接合位置が右上に位置するようにして推進管を発進立坑に設置した状態を示す断面図である。 同、支持部材の正面図である。 同、注入孔に支持部材を挿通した状態を示す要部の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施の形態におけるバッキング防止装置は、推進管を発進立坑で順次接続しつつ、当該推進管が接続されてなる推進管列を推進させる推進工法において、前記推進管列の先端の掘削機に作用する水圧や土圧によって、前記推進管列が前記発進立坑に押し戻されるバッキングを防止するものである。

まず、バッキング装置を説明する前に、推進管１０について説明する。
図１は本実施の形態における推進管１０の断面図、図２は推進管１０の側面図である。
推進管１０は、標準管１０Ａと、この標準管１０Ａの後端部外周面に設けられた筒状の鋼製カラー１０Ｃとを備えている。
標準管１０Ａの内径（口径）は例えば３ｍ超の３．５ｍ程度となっており、外径は４ｍ程度となっている。

標準管１０Ａは、一対の半割状の鉄筋コンクリート製の半割セグメント１０ａ，１０ａを管状に接合することによって、円筒状に形成されている。なお、図１において、標準管１０Ａの中心Ｏを通る中心線Ｘと標準管１０Ａとの交わる部分が接合位置（分割位置）Ｓである。
標準管１０Ａの前端部外周面には、図２に示すように、当該外周面に対して所定の段差を有して設けられた環状の嵌合面が形成されており、この嵌合面に環状のシール部材１０ｂが設けられている。

前記鋼製カラー１０Ｃは、図２に示すように、標準管１０Ａの後端部外周面に、当該標準管１０Ａの後端から所定長さだけ突出して設けられており、当該鋼製カラー１０Ｃの外周面は標準管１０Ａの外周面と面一となっている。また、鋼製カラー１０Ｃは、一対の半割状の半割鋼製カラー１０ｃ，１０ｃを管状に接合することによって、円筒状に形成されている。

前記のような半割セグメント１０ａおよび半割鋼製カラー１０ｃは工場で製造されるとともに、これらが一体化されて半割状の半割推進管１０ｈとなり、当該半割推進管１０ｈをトレーラー等によって現場に輸送した後、当該現場で一対の半割推進管１０ｈ，１０ｈを管状に接合することによって、推進管１０が組立てられる。

図１に示すように、半割推進管１０ｈの半割セグメント１０ａの内部には、周方向に沿ってシース管１４が挿入されており、当該シース管１４は軸方向に所定間隔で複数（例えば５つ）配置されている。また、一対の半割セグメント１０ａ，１０ａのうち、一方の半割セグメント１０ａの内周面の所定位置には、シース管１４に挿通するＰＣ鋼線に緊張力を導入するための凹所（図示略）が形成されている。
また、半割セグメント１０ａには、地山側に裏込材を注入するための注入孔１５が周方向に所定間隔で複数設けられるとともに、インサートねじ（図示略）が周方向に所定間隔で複数設けられている。図１において、下側の半割セグメント１０ａに設けられたインサートねじは、当該半割セグメント１０ａの内周面に開口しており、上側の半割セグメント１０ａに設けられたインサートねじは、当該半割セグメント１０ａの外周面に開口しており、これらインサートねじには、吊込み用のフック等がねじ込まれるようになっている。さらに、半割セグメント１０ａの接合面には、キー孔が軸方向に所定間隔で、かつ、隣り合うシース管１４，１４の開口間において設けられている。

このような構成の半割推進管１０ｈ，１０ｈは、半割セグメント１０ａ，１０ａを、その接合面に必要に応じて接着剤を塗布したうえで接合するとともに、接合面に形成されたシール溝にシール部材を挿入し、さらに、前記キー孔にせん断キー１０ｐを挿入することによって接合されている。接合された半割セグメント１０ａ，１０ａのシース管１４，１４に挿通されたＰＣ鋼線には、前記凹所にて緊張力が導入され、これによって、半割セグメント１０ａ，１０ａは、締め付けられて強固に接合されている。
半割セグメント１０ａ，１０ａが接合された状態において、半割鋼製カラー１０ｃ，１０ｃの端部どうしが突き合わされて溶接によって接合されている。

このようにして組み立てられた推進管１０は、発進立坑で順次接続されたうえで、元押ジャッキによって前方へ押し込まれ、地山（地盤）に推進管列が構築される。なお、先行の推進管１０の後端部に設けられた鋼製カラー１１Ｃに、後行の推進管１０の前端部が嵌合されるとともに、当該推進管１０の前端部に設けられたシール部材１０ｂが鋼製カラー１１Ｃの内周面に密接される。

次に、本実施の形態にかかるバッキング防止装置について説明する。
バッキング防止装置は、前記推進管１０に設けられた注入孔１５に、推進管１０の内部から挿通され、かつ先端部が推進管１０の径方向外側に突出する支持部材２０と、当該推進管１０の外側に突出している支持部材２０の先端部が当接されることで、当該推進管１０の後方への移動を阻止する固定部材２１とを備えている。

前記注入孔１５は、従来の推進管にも設けられている４つの注入孔１６と、推進管１０の中心Ｏを通る一の中心線Ｌ１上に中心Ｏに対して対称に配置された２つの注入孔１７と、他の中心線Ｌ２上に中心Ｏに対して対称に配置された２つの注入孔１８との合計８個で構成されている。
このような注入孔１５（１６，１７，１８）は、以下のように配置されている。
すなわち、図１、図３および図４に示すように、半割セグメント１０ａ，１０ａの接合位置Ｓが推進管１０の中心Ｏを接合位置Ｓ以外で通る中心線Ｙに対して対称位置となるように、推進管１０をそれぞれ配置した場合に、それぞれの推進管１０における支持部材２０を挿通すべき注入孔１５が周方向において等しい位置に配置される。

具体的には注入孔１５（１６，１７，１８）は、以下のように配置されている。
すなわち、図１に示すように、注入孔１６は、半割セグメント１０ａ，１０ａの接合位置Ｓを、中心線Ｘ上に設定した場合に、当該接合位置Ｓから中心Ｏ回りに時計方向および反時計方向にそれぞれ３７度回転した位置に設定されている。つまり、一対の注入孔１６，１６は中心Ｏを通る中心線Ｌ３上に中心Ｏに対して対称に配置され、もう一対の注入孔１６，１６は中心Ｏを通る中心線Ｌ４上に中心Ｏに対して対称に配置されている。

また、一対の注入孔１７，１７は、前記一対の注入孔１６，１６から中心Ｏ回りに時計方向にそれぞれ３２度回転した位置に設定されている。つまり、一対の注入孔１７，１７は中心Ｏを通る中心線Ｌ１上に中心Ｏに対して対称に配置されている。
また、一対の注入孔１８，１８は、もう一方の一対の注入孔１６，１６から中心Ｏ回りに反時計方向にそれぞれ３２度回転した位置に設定されている。つまり、一対の注入孔１８，１８は中心Ｏを通る中心線Ｌ２上に中心Ｏに対して対称に配置されている。

したがって、図３に示す推進管１０の半割セグメント１０ａ，１０ａの接合位置Ｓと、図４に示す推進管１０の半割セグメント１０ａ，１０ａの接合位置Ｓとが、推進管１０の中心Ｏを接合位置Ｓ以外で通る中心線Ｙに対して対称位置となるように、推進管１０をそれぞれ配置した場合に、それぞれの推進管１０における支持部材２０を挿通すべき注入孔１５は周方向において等しい位置に配置される。
よって、この等しい位置に配置された注入孔１５に支持部材２０を挿通することによって、隣り合う推進管１０の周方向における等しい位置で、支持部材２０を固定部材２１に当接させることができる。

なお、注入孔１５は上述したような配置に限ることはない。要は、図３および図４に示すように、半割セグメント１０ａ，１０ａの接合位置Ｓが異なるように、軸方向に隣り合う推進管１０，１０を配置した場合に、それぞれの推進管１０における支持部材２０を挿通すべき注入孔１５が周方向において等しい位置に配置されるように、注入孔１５の配置を決定すればよい。

前記支持部材２０は、図５に示すように、円柱状の支持部材本体２０ａと、この支持部材本体２０ａの一端部に設けられた頭部２０ｂと、支持部材本体２０ａの首部の外周面に形成された雄ねじ２０ｃとで構成されている。支持部材本体２０ａは前記注入孔１５に挿通可能な径に形成されるとともに、推進管１０の周壁（注入孔１５）を貫通可能でかつ先端部が推進管１０の径方向外側に突出可能な長さに形成されている。また、頭部２０ｂには円状の孔２０ｄが形成されている。この孔２０ｄは支持部材２０を運んだり、注入孔１５に挿通する際に利用される。

一方、注入孔１５（１６，１７，１８）は、図６に示すように、推進管１０の内周面から所定の深さまで、先細りする形状のテーパ孔部１５ａと、このテーパ孔部１５ａの先端から所定長さだけストレートに延びるストレート孔部１５ｂと、このストレート孔部１５ｂの先端から推進管１０の外周面に向けて先太りする形状のテーパ孔部１５ｃとから構成されており、ストレート孔部１５ｂにインサートねじ（雌ねじ）１５ｄが設けられている。

そして、支持部材２０は、注入孔１５に挿通されるとともに、雄ねじ２０ｃをインサートねじ１５ｄに螺合して締め付けることによって、注入孔１５に固定されている。
この状態において、支持部材２０の先端部は推進管１０の径方向外側に突出して、固定部材２１に当接可能となっている。

固定部材２１は、図３および図４に示すように、発進立坑Ｋに設けられた基台２２と、この基台２２に固定された門形のフレーム２３とを備えている。このフレーム２３は、Ｈ形鋼等の鋼材２３ａを門形に組み立て、両側の鉛直な鋼材２３ａ，２３ａの下端部を基台２２にアンカー等によって強固に固定したものである。なお、固定部材２１の内側において、基台２５に推進管１０を支持する架台２６が設けられている。
このような固定部材２１の内側に推進管１０が配置されており、この推進管１０の所定の注入孔１５に挿通固定された支持部材２０の先端部が固定部材２１に当接されることで、当該推進管１０の後方への移動が阻止されている。
支持部材２０は合計６本挿通されるが、図３および図４にそれぞれ示す推進管１０において、支持部材２０は、上下にそれぞれ１本ずつ、左右にそれぞれ２本ずつ推進管１０の周方向において等しい位置に挿通され、これら６本の支持部材２０が固定部材２１に当接されるので、確実かつ安定的にバッキングを防止できる。

本実施の形態では、発進立坑において、１本分の推進管１０の推進が完了した後、当該推進管１０の内部から所定の注入孔１５に支持部材２０を挿通し、その先端部を推進管１０の外側に突出させるとともに、当該先端部を固定部材２１に当接させることによって、推進管１０の後方への移動を阻止することができる。このように、推進管１０に設けられている注入孔１５を利用して支持部材２０を挿通するため、比較的断面の大きな支持部材２０を使用して、バッキングを確実に防止できるとともに、従来のようなインサートアンカーの設置の必要がない。

また、推進管１０への支持部材２０の着脱も容易であるとともに、推進管１０には注入孔１５が予め形成されているので、従来に比して労力と費用を大幅に低減できる。
さらに、支持部材２０を推進管１０の内部から注入孔１５に挿通しているので、従来のように、推進管１０の外周面に埋設されたインサートアンカーに、推進管１０の外部からバッキング防止金具を固定するためのボルトをねじ込む場合に比して、作業を安全かつ容易に行える。

また、支持部材２０を、注入孔１５に挿通するとともに、当該支持部材２０に形成された雄ねじ２０ｃを注入孔１５に設けられたインサートねじ１５ｄに螺合して締め付けることによって、注入孔１５に固定したので、注入孔１５への支持部材２０の着脱を容易かつ確実に行えるとともに、支持部材２０を注入孔１５に強固に固定できる。

また、半割セグメント１０ａ，１０ａの接合位置Ｓが推進管１０の中心を接合位置Ｓ以外で通る中心線Ｙに対して対称位置となるように、推進管１０をそれぞれ配置した場合に、それぞれの推進管１０における支持部材２０を挿通すべき注入孔１５が周方向において等しい位置に配置されるので、この等しい位置にある注入孔１５に支持部材２０を挿通固定して、固定部材２１に当接させることによって、確実かつ安定的にバッキングを防止できる。
加えて、従来に比して注入孔１５の個数が多いので、地山への裏込め材の注入を所望の位置から行えるとともに、裏込め作業を短縮することも可能である。

なお、本実施の形態では、推進管１０に周方向において、合計８個の注入孔１５を設けたが、注入孔１５の個数はこれに限ることはなく、適宜調整してもよい。
また、本実施の形態では、従来、推進管１０に周方向に４個あった注入孔１６に加えて、注入孔１７，１８を追加したが、バッキングを確実に防止できるのであれば、注入孔１７，１８を追加することなく、従来の注入孔１６のみを利用して支持部材２０を挿通して、固定部材２１に当接させるようにしてもよい。

１０ 中押管
１０ａ 半割セグメント
１５，１６，１７，１８ 注入孔
１５ｄ インサートねじ（雌ねじ）
２０ 支持部材
２０ｃ 雄ねじ
２１ 固定部材

Claims (3)

1. 推進管を発進立坑で順次接続しつつ、当該推進管が接続されてなる推進管列を推進させる推進工法において、前記推進管列の先端の掘削機に作用する水圧や土圧によって、前記推進管列が前記発進立坑に押し戻されるバッキングを防止するバッキング防止装置であって、
   前記推進管に設けられて、地山側に裏込め材を注入する複数の注入孔のうちの少なくとも一部の注入孔に、前記推進管の内部から挿通され、かつ先端部が前記推進管の外側に突出する支持部材と、
   前記発進立坑に、当該発進立坑に位置する推進管の周囲に固定されて、当該推進管の外側に突出している前記支持部材の先端部が当接されることで、当該推進管の後方への移動を阻止する固定部材とを備え、
   前記固定部材は、前記推進管を支持する架台が設けられた基台と、この基台に固定された門形のフレームとを備え、
   前記固定部材の内側に、前記推進管が前記架台によって支持されて配置されていることを特徴とするバッキング防止装置。
2. 前記注入孔の内周面に雌ねじが形成され、前記支持部材の外周面に前記雌ねじに螺合する雄ねじが形成され、
   前記支持部材は、前記注入孔に挿通されるとともに、前記雄ねじを前記雌ねじに螺合して締め付けることによって、前記注入孔に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のバッキング防止装置。
3. 前記推進管は、一対の半割状の半割セグメントを管状に接合することによって構成され、
   前記注入孔は、前記推進管の周方向に間隔をあけて複数設けられ、
   前記半割セグメントの接合位置が前記推進管の中心を前記接合位置以外で通る中心線に対して対称位置となるように、前記推進管をそれぞれ配置した場合に、それぞれの推進管における前記支持部材を挿通すべき前記注入孔が周方向において等しい位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のバッキング防止装置。

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