JP6975426B2 - パイプルーフの施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、推進工法によるパイプルーフの施工方法に関する。

パイプルーフは、鋼管などのパイプを本体構造物の外周側に沿って所定の間隔を空けてアーチ状又は直線状の水平に並列させるなどして配置し、ルーフや壁を設ける補助工法である。パイプルーフは、地下に設置する本体構造物の掘削及び構築作業を安全確実に行うためや、本体構造物の構築に際して既存の地上構造物及び地下埋設物などの防護のために用いられる。
土被りが小さい箇所でのパイプルーフには、隣設されるパイプとパイプとの間からの崩落などを防止するために、継手部が設けられたパイプが使用され、隣設されるパイプとパイプが接合される場合が多い。

パイプルーフは、設置するパイプの先端に掘削機を配置しパイプの後端を押圧する推進工法で施工されることが多い。推進工法で設けられ、継手部により隣設されるパイプとパイプが接合されるパイプルーフには、特許文献１に記載のようなものがある。
特許文献１では、掘削機の後部に設けられた溝切削装置によって、継手部が通過することができる溝を切削し、当該溝内を継手部が通過する。

特開２００１−１２３７９１号公報

特許文献１に記載のようなパイプルーフの施工方法では、継手部を通過させる溝を切削するための溝切削装置を別途設ける必要があり、掘削機の構造が複雑なものになってしまう。
また、地山が比較的軟弱な場合などには、掘削機に継手部を通過させる溝を切削するための溝切削装置を別途設けないで、すなわち、継手部が通過する箇所を掘削装置によって掘削しないで、パイプの継手部を地山に貫入させる場合もあるが、砂礫層の場合などでは、大きな推進抵抗が生じて、推進精度の低下や推進不能となってしまう。さらに、継手部が変形したり破損してしまい、パイプとパイプが接合できなくなってしまうおそれも生じる。

そこで、本発明の目的は、パイプルーフに用いるパイプに継手部を設けず掘削機を複雑な構造とせずに、隣設されるパイプとパイプとの間からの崩落などを防止する推進工法によるパイプルーフの施工方法を提供することである。

本願請求項１に係る発明は、推進工法でパイプルーフを施工する方法であって、地中に設置された先行推進管の外周に裏込め材を充填して先行裏込め部とし、前記先行裏込め部を後行推進管の先端に設けられた後行掘削機で掘削して先行裏込め除去部を設け、前記先行裏込め除去部と前記後行掘削機及び／又は前記後行推進管との間に滑材を配置して地中に前記後行推進管を設置し、設置された前記後行推進管の外周に裏込め材を充填して後行裏込め部とし、前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とを接続させることを特徴とするパイプルーフの施工方法である。

本願請求項２に係る発明は、前記先行推進管から滑材を注入して、前記先行裏込め除去部と前記後行掘削機及び／又は前記後行推進管との間に滑材が配置されることを特徴とする請求項１に記載のパイプルーフの施工方法である。

本願請求項３に係る発明は、前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とを接続させる際に、前記先行推進管から裏込め材を前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とが接続する部分に注入することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパイプルーフの施工方法である。

本願請求項４に係る発明は、前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とを接続させた部分の外側に地盤改良部を形成することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のパイプルーフの施工方法である。

本願請求項５に係る発明は、前記地盤改良部は、前記先行推進管から地盤改良材が注入されて形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法である。

本願請求項６に係る発明は、前記地盤改良部は、前記後行推進管から地盤改良材が注入されて形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法である。

本願請求項７に係る発明は、前記地盤改良部は、前記先行推進管から凍結管が挿入され凍土として形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法である。

本願請求項８に係る発明は、前記地盤改良部は、前記後行推進管から凍結管が挿入され凍土として形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法である。

請求項１乃至８に係る構成により、パイプルーフに用いるパイプに継手部を設けず掘削機を複雑な構造とせずに、隣設されるパイプとパイプとの間からの崩落などを防止する推進工法によるパイプルーフの施工方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における施工順序を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態における施工順序を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態における施工順序を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態における施工順序を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態における施工順序を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態における施工順序を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態におけるパイプルーフ施工方法実施後の断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明に係る第１の実施形態について、図面の図１及び図２と共に説明する。
図１及び図２は、本発明に係る第１の実施形態の施工順序を示した断面図である。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の順で施工される。
図１（Ａ）は、地中に設置されるパイプルーフ１であって、２本の先行掘削孔２内にパイプである先行推進管３が設置され、先行推進管３の外周に裏込め材が充填され先行裏込め部４が形成された状態のものを示している。図において右側に後行のパイプである推進管が設置される。

先行掘削孔２は、図示しない先行掘削機で掘削されたものである。先行掘削孔２の内部に先行推進管３を設ける必要があるため、先行掘削孔２の内径は先行推進管３より大きく掘削される。先行掘削機の外胴体の前方に備えたカッタで、先行掘削孔２は掘削される。当該カッタは回転式などの通常のものである。先行掘削孔２の内径は、先行掘削機の側面を構成する外胴体の外径よりオーバーカットの分だけ若干大きくなっている。先行掘削機の外胴体の外径は、先行推進管３の外径より先行裏込め部４を形成可能な程度に十分に大きなものとなっている。先行推進管３は断面が円形の鋼管であって、継手部は設けられていない。

図１（Ｂ）は、先行掘削孔２の右側に後行掘削孔１２を設けた状態を示したものである。
後行掘削孔１２は、後行推進管１３の先端に設けられた後行掘削機で掘削される。後行掘削孔１２の内部に後行推進管１３を設ける必要があるため、後行掘削孔１２の内径は後行推進管１３より大きく掘削される。後行掘削機の外胴体１１の前方に備えたカッタ（図示しない）で、後行掘削孔１２は掘削される。当該カッタは回転式などの通常のものである。後行掘削孔１２の内径は、後行掘削機の側面を構成する外胴体１１の外径よりオーバーカットの分だけ若干大きくなっている。後行掘削機の外胴体１１の外径は、後行推進管１３の外径より後行裏込め部１４を形成可能な程度に十分に大きなものとなっている。

先行推進管３の外周の先行裏込め部４の一部を後行掘削機が掘削して、裏込め材が除去された面である先行裏込め除去部４ａが形成される。
後行掘削機は、先行裏込め除去部４ａを形成しながら進行するので、先行裏込め除去部４ａと後行掘削機の外胴体１１と境界部には摩擦抵抗が発生する。特に裏込め材は地山より粒子が細かく後行掘削機の外胴体１１の表面と貼り付きやすい。これを防止するために、後行掘削機から滑材を注入して当該境界部に滑材が配置されるようにする。滑材注入を行うために、後行掘削機の外胴体１１の先行裏込め除去部４ａに相対する箇所に注入孔を設けて対応する。（図示せず）

図２（Ａ）は、先行裏込め除去部４ａを後行掘削機の外胴体１１が通過し、後行推進管１３が設置される状態を示したものである。
後行推進管１３は後行掘削機と共に移動するため、後行推進管１３の外周には、滑材Ｋが充填されている。後行掘削孔１２と後行推進管１３との間隔は通常の推進工法のものよりも広く取られるため、滑材Ｋは地山の崩壊が生じづらい固形型を使用することが望ましい。また、礫層の場合、固形型の滑材であれば、礫の巻き込みを防止することもできる。

先行裏込め除去部４ａと後行推進管１３との間にも滑材Ｋが充填されている。これは先行裏込め除去部４ａは、後行掘削機で掘削されているので、崩壊が生じる場合があること、また、裏込め材は地山より粒子が細かく後行推進管１３の表面と貼り付きやすい場合があるので、これを防止するためである。
滑材Ｋは、後行掘削機から後方に向けて充填しても良いし、後行推進管１３に注入孔を設けて充填しても良い。（図示せず）

図２（Ｂ）は、後行掘削機の掘削が終了し、後行推進管１３が配置された状態を示したものである。後行推進管１３の外周には裏込め材が充填され後行裏込め部１４が形成されている。後行裏込め部１４を形成する裏込め材は、滑材Ｋと置換して充填されたものである。
後行裏込め部１４は、先行裏込め除去部４ａを介して先行裏込め部４と接続される。
この後、同様の工程が繰り返されパイプルーフ１が設けられる。

先行裏込め除去部４ａは、後行掘削機による掘削によって崩壊される場合や崩壊しやすい場合があるが、後行裏込め部１４が形成される過程において、充填された裏込め材が当該部分で固結するので、崩壊を防止することができる。
そして、先行推進管３と後行推進管１３との間には、固結した先行裏込め部４と後行裏込め部１４とが接続して存在するので、先行推進管３と後行推進管１３との間からの崩落などを防止することができる。
また、パイプルーフの用いるパイプの推進管に継手部を設けないとともに、掘削機を複雑な構造にする必要もない。さらに、パイプルーフの用いるパイプの推進管に継手部を設けず、先行裏込め部４と後行裏込め部１４とを接続して重複させるだけで良いので、継手部がある場合に要求されるような施工精度は要求されず、効率性が高くなる。

〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態について図面の図３及び図４と共に説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、後行推進管１３を設ける際に充填する滑材を先行推進管３から充填するものである。

図３（Ａ）において右側に後行のパイプである推進管が設置される。
図３（Ｂ）は、先行掘削孔２の右側に後行掘削孔１２を設ける状態を示したものである。図３（Ｂ）に示すように、先行裏込め除去部４ａと後行掘削機の外胴体１１と境界部に滑材（図示せず）を注入するために、先行推進管３の先行裏込め除去部４ａに相対する箇所に第一注入孔２０を設けている。
第１の実施形態では、進行する後行推進管１３から滑材を注入するので、滑材を供給するスペースを狭い後行推進管１３内部に確保する必要があったが、本実施形態では、進行しない先行推進管３から滑材を注入するので、滑材を供給するスペースを確保しやすく確実で安全に滑材を注入することができる。

図４（Ａ）は、先行裏込め除去部４ａを後行掘削機が通過し、後行推進管１３が設置される状態を示したものである。後行推進管１３は後行掘削機と共に移動するため後行推進管１３の外周には、滑材Ｋが充填されている。また、先行裏込め除去部４ａと後行推進管１３との間にも滑材Ｋが充填されている。図４（Ａ）に示すように、この滑材Ｋは、第一注入孔２０から注入される。
進行の停止した先行推進管３から滑材を注入することができるので、後行推進管１３が進行する際に後行推進管１３の延長方向に沿って自由な位置で滑材を注入でき、例えば、後行推進管１３の摩擦抵抗の大きい場所を選択して滑材を注入することができる。

図４（Ｂ）は、後行掘削機の掘削が終了し、後行推進管１３が配置された状態を示したものである。後行推進管１３の外周には裏込め材が充填され後行裏込め部１４が形成されている。後行裏込め部１４を形成する裏込め材は、滑材Ｋと置換して充填されたものである。後行裏込め部１４は、先行裏込め除去部４ａを介して先行裏込め部４と接続される。
図４（Ｂ）に示すように、後行裏込め部を形成する裏込め材の充填は、第一注入孔２０から行われる。なお、後行裏込め部を形成する裏込め材の充填を第一注入孔２０からだけでなく、併せて後行推進管１３や後行掘削機から充填しても良い。

先行裏込め部４は、後行掘削機によって掘削されるため、先行裏込め除去部４ａ付近は崩壊している場合や、崩壊し易い状態となっている場合があるが、先行推進管３から裏込め材を充填できるため、このような場合であっても先行裏込め除去部４ａ付近に裏込め材を確実に再注入でき、適切な強度とすることができる。
また、先行裏込め除去部４ａは、後行推進管１３よりも先行推進管３に近い距離に位置する場合もあるので、このような場合、先行推進管３に設けられた第一注入孔２０からであれば、より確実に先行裏込め部４と後行裏込め部１４との接続する箇所に裏込め材を注入することができる。

〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る第３の実施形態について図面の図５及び図６と共に説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第３実施形態では、先行推進管３が間隔を空けて配置されており、当該間隔に後行推進管１３が設けられるものである。

図５（Ａ）は、パイプルーフ１であって、間隔を空けて２本の先行掘削孔２内にパイプである先行推進管３が設置され、先行推進管３の外周に裏込め材が充填され先行裏込め部４が形成された状態のものを示している。図において当該間隔に後行推進管が設置される。

図５（Ｂ）は、先行掘削孔２の間に後行掘削孔１２を設ける状態を示したものである。
両側の先行推進管３の外周の先行裏込め部４の一部を後行掘削機が掘削して、裏込め材が除去された面である先行裏込め除去部４ａが形成される。
後行掘削機は、先行裏込め除去部４ａを形成しながら進行するので、先行裏込め除去部４ａと後行掘削機の外胴体１１と境界部には摩擦抵抗が発生する。特に裏込め材は地山より粒子が細かく後行掘削機の外胴体１１の表面と貼り付きやすい。これを防止するために、両側の先行推進管３から滑材を注入して当該境界部に滑材が配置されるようにする。図５（Ｂ）に示すように、滑材注入を行うために、先行推進管３の先行裏込め除去部４ａに相対する箇所に第一注入孔２０を設けて対応する。

図６（Ａ）は、両側の先行裏込め除去部４ａの間を後行掘削機が通過し、後行推進管１３が設置される状態を示したものである。
後行推進管１３が後行掘削機と共に移動するため後行推進管１３の外周には、滑材Ｋが充填されている。また、先行裏込め除去部４ａと後行推進管１３との間にも滑材Ｋが充填されている。この滑材Ｋを充填するための第一注入孔２０が、両側の先行推進管３に設けられている。

図６（Ｂ）は、後行掘削機の掘削が終了し、後行推進管１３が配置された状態を示したものである。後行推進管１３の外周には裏込め材が充填され後行裏込め部１４が形成されている。後行裏込め部１４を形成する裏込め材は、滑材Ｋと置換して充填されたものである。この裏込め材を充填するために第一注入孔２０が、両側の先行推進管３に設けられている。

〔第４の実施形態〕
以下、本発明に係る第４の実施形態について図面の図７と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第３の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第４実施形態では、先行裏込め部４と後行裏込め部１４との接続部の外側である上方に地盤改良部２２を形成したものである。

図７に示すように、先行裏込め部４と後行裏込め部１４との接続部の上方には地盤改良部２２が配置されている。地盤改良部２２は、先行推進管３に設けられた第二注入孔２１から地盤改良材を注入することで設けられる。
この地盤改良部２２を設けることで、さらに接続部が強化され、先行推進管３と後行推進管１３との間からの崩落をより防止できる。また、止水性も向上する。

〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。

本実施形態では、掘削機の外胴体の外径を推進管の外径より十分大きくして、外胴体の外径とほぼ等しい前方に設けたカッタによって掘削孔を形成し、掘削孔と推進管との間に裏込め部を形成するものであったが、これに限定されるものではなく、掘削機の外胴体の外径を推進管の外径にほぼ等しくして、外胴体の前方のカッタを外胴体の外径より十分大きくし、オーバーカットさせることによって掘削孔を形成し、掘削孔と推進管との間に裏込め部を形成するようにしても良い。前者の掘削孔の形成方式は、地山の礫径が比較的大きくてオーバーカットを大きくするとカッタが破損するなどオーバーカットが大きくとれない場合に採用し、後者の掘削孔の形成方式は、地山の礫径が比較的小さい場合に採用する。

本実施形態において、滑材を配置するために、第１の実施形態では後行掘削機又は後行推進管１３から注入し、第２の実施形態では先行推進管３から注入していた。しかしながら、本発明はこれらに限定されず、先行側及び後行側の双方から滑材を注入するようにしても良い。

本実施形態において、第４の実施形態では、地盤改良部２２は、先行推進管３に設けられた第二注入孔２１から地盤改良材を注入することで設けられていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第二注入孔２１から凍結管を挿入して、凍土を形成して地盤改良部を形成しても良い。
また、第４の実施形態では、地盤改良部２２は先行推進管３から形成されたが、本発明はこれに限定されず、後行推進管１３から形成されるようにしても良い。

本実施形態において、第４の実施形態では、地盤改良部２２は、先行裏込め部４と後行裏込め部１４との接続部の上方に形成したが、これに限定されるものではなく、先行裏込め部４と後行裏込め部１４との接続部の下方に形成するようにしても良い。

本実施形態では、第一注入孔２０は、滑材及び裏込め材を注入するために兼用されたが、これに限定されるものではなく、滑材を注入するものと裏込め材を注入するものに分けて設けても良い。

本実施形態では、並設される推進管は円形であったが、これに限定されるものではなく、矩形としても良い。また、矩形と円形を並設するものでも良い。

いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。

１ パイプルーフ
２ 先行掘削孔
３ 先行推進管
４ 先行裏込め部
４ａ 先行裏込め除去部
１１ 後行掘削機の外胴体
１２ 後行掘削孔
１３ 後行推進管
１４ 後行裏込め部
２０ 第一注入孔
２１ 第二注入孔
２２ 地盤改良部

Claims (8)

1. 推進工法でパイプルーフを施工する方法であって、
   地中に設置された先行推進管の外周に裏込め材を充填して先行裏込め部とし、
   前記先行裏込め部を後行推進管の先端に設けられた後行掘削機で掘削して先行裏込め除去部を設け、
   前記先行裏込め除去部と前記後行掘削機及び／又は前記後行推進管との間に滑材を配置して地中に前記後行推進管を設置し、
   設置された前記後行推進管の外周に裏込め材を充填して後行裏込め部とし、前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とを接続させることを特徴とするパイプルーフの施工方法。
2. 前記先行推進管から滑材を注入して、前記先行裏込め除去部と前記後行掘削機及び／又は前記後行推進管との間に滑材が配置されることを特徴とする請求項１に記載のパイプルーフの施工方法。
3. 前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とを接続させる際に、前記先行推進管から裏込め材を前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とが接続する部分に注入することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパイプルーフの施工方法。
4. 前記先行裏込め部と前記後行裏込め部とを接続させた部分の外側に地盤改良部を形成することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のパイプルーフの施工方法。
5. 前記地盤改良部は、前記先行推進管から地盤改良材が注入されて形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法。
6. 前記地盤改良部は、前記後行推進管から地盤改良材が注入されて形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法。
7. 前記地盤改良部は、前記先行推進管から凍結管が挿入され凍土として形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法。
8. 前記地盤改良部は、前記後行推進管から凍結管が挿入され凍土として形成されることを特徴とする請求項４に記載のパイプルーフの施工方法。

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