JPH02229393A - 小口径管埋設装置及び小口径管埋設方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は二工程方式による小口径管埋設工法において、
埋設管を先導するパイロット管に、布設誤差が生じた場
合の軌道修正機構を備えた小口径管埋設装置及び小口径
管埋設方法に関するものである． （従来技術及び発明が解決しようとする課題）近年、環
境保全等の観点から道路を開削することなく、各種公共
設備用小口径管（　１　００ｍ一〜８００１程度の外径
を有する管）を埋設する推進工法によって、多くの小口
径管埋設工事が行われている．この小口径管埋設におけ
る推進工法は、先端推進装置の後に設備本管を直接推進
していく一工程方式と、先端推進装置の後に先ずパイロ
ット管を推進し、これをガイドとして設備本管を推進す
る二工程方式とに大別することができる．これら推進工
法にとって一般的に共通していえる課題は、設備本管の
布設精度確保であり、この布設精度確保にあたっては、
位置検知．方向修正機構を搭載した先端装置により目標
とする計画線に追従すべく推進方向を制御しながら推進
することが最も肝要である．しかし、推進途上において
、推進土質の変化、その他人為的．外部的要因により、
布設精度が１１保できず所期の目標精度から逸脱する場
合があり、その対処方法として従来、幾つかの方法があ
り、二工程方式が前提となる場合の代表的な方式として
再推進方式と先導パイロット管布設替方式とがある． 第８図及び第９図は再推進方式を示している。

図に示した再推進方式は、発進坑１０より先端准進装置
２０とその後に先導パイロット管２１を接続し、計画線
０に這従すべく到達坑ｌ１まで推進するうえで、計画線
０と推進軌道Ｏ゜　とにΔの誤差が生じた場合、管相互
が索引可能に接続された先導パイロット管２１を発進坑
内の後部推進ジャッキ２２で、計画線０に追従していた
地点Ａまで引戻すとともに、先端推進装置２０並びに先
導パイロット管２１が引抜かれるにしたがって形成され
る地盤内の空洞２３に地表の注入機２４により土砂ある
いは薬液２５等を注入して、この空洞を充填することに
よって、先端推進装宜が前記の引抜かれた軌道に戻らな
いようにし、本来の計ｉｉｉａｏに沿うべく再推進する
方法である． しかし、この方法によれば、先導パイロット管２ｌが引
抜かれた軌道及びその周辺地盤の引抜き長！にわたり、
土砂並びに薬液２５を注入し、充填施工していたので注
入機２４の移動及び設置等地上において広い作業範囲を
要するため、交通支障を招き、また、多量の薬液使用に
よる費用の増大等の不都合があった．また一方、第１回
目の先導パイロット管引抜き作業、第２回目の再准進作
業の２重工程が必要で、工期が自ずと長期化する欠点が
あった． 第１０図（ａ）ないし（ｄ）は、先導パイロット管布設
替方式を示している．これによれば、発進坑１０より到
達坑１ｌに最初の主パイロット管２Ｐ　を貫通し、その
時に到達坑側で生じたΔの軌道誤差を主パイロット管２
１゛　の先端に軌道調整用の調整具２６を装着するとと
もに、その接続具２７を介して、副パイロット管２８を
連結せしめ、主パイロット管２１゜　をガイドとして、
今度は、発進坑側に向け、後部推進ジャッキ２２で牽引
して、この牽引の時に、順次副パイロット管２８を調整
具２６を以って軌道修正し、正常な軌道位置に主パイロ
ット管２１・を布役替えし再度布設替えされた副パイロ
ット管２８を先導管として設備本管を精度良く布設する
方法である．しかしこの方法によれば、主パイロット管
２１゜を到違坑ｌｌ側まで貫通しなければ、軌道調整用
の調整具２６を装着することが不可能であり、推進スパ
ン全長に渡りこの調整具２６を以って、主パイロット管
２１・を布役替えすることから、工期の長期化、それに
伴う推進工事費用の増大を招《欠点がある． 本発明の目的は、このような問題に鑑み創案されたもの
で、従来技術の欠点を解決することができ、道路交通に
支障を与える地上作業の撤廃．推進工事費用の削減，引
戻し再推進作業並びに、布、設替え作業を不要とするこ
とによる推進工期の短縮化が可能となる小口径管埋設装
置及び小口径管埋設方法を提供せんとするものである．
（課題を解決するための手段） 本発明は従来技術の問題点に着目し、地上作業の撤廃，
工事費用の削減，推進工期の短縮を図ったもので、その
目的達成のため、 先導パイロットの後端に接続される軌道修正装置と、こ
の軌道修正装置の後端に連接される管埋設装置と、この
管埋設装置を埋設管と共に到達坑側に推進する後部推進
ジャッキとを具傭した小口径管埋設装置において、前記
軌道修正装置は、その前端部に球軸受を有し、中間部に
内壁から突設した球面壁を有し、かつ後端部が前記管埋
設装置に可動支承された円筒状の本体と、この本体内に
配設され、前記球軸受を支点として内部が排土通路とな
ったロットが傾動自在に支持され、前記球面壁により推
進力のスラストを受けられるようにし、かつ前記球面壁
に沿って傾動し、後端部は前記管埋設装置とヒンジ結合
され、中央外周上に上下２面の楔面からなる受動楔を有
する推力伝達ロットと本体内壁と推進伝達ロットとの間
に前記推力伝達ロットの受動楔の各校面に圧接し得る主
動楔を先端に取り付けて伸縮操作を行わせることにより
、受動楔の楔面への主動楔の圧入位置を調節して前記本
体に対する推力伝達ロットの角度ならびに管埋設装置と
の相対位置を任意に選定，固定するための修正ジャッキ
とを具備したことを特徴とする小口径管埋設装置を第１
の発明の要旨とし、先導パイロット管を到達坑側に推進
した後、この先導パイロット管をガイドとして埋設管を
埋設する小口径管埋設方法において、後端の先導パイロ
ット管と管埋設装置との間に軌道修正装置を装着し、さ
らに管埋設装置に埋設管を接続して管埋設装置と埋設管
を後部推進ジャッキで到達側に推進する際、先導パイロ
ット管軌道と計画線に誤差が生じている場合、誤差量に
応じて軌道修正装置により先導パイロット管と管埋設装
置との相対位置を変化させながら推進することにより、
先導パイロット管軌道に制約されることなく管埋設装置
を推進して埋設管を計画線に順次埋設することを特徴と
する小口径管埋設方法を第２の発明の要旨とする． すなわち、第１の発明は先導パイロット管の軌道と計画
線とに誤差があっても軌道修正装置により推力伝達ロッ
トの軌道を修正可能としたことに特徴を有する． また、第２の発明は第１の発明の装置を用いて一工程で
軌道を修正しながら小口径管を埋設することに特徴を有
する． （実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例について説明する．
なお、実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸
脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうること
は言うまでもない．まず、本発明の小口径管埋設装置の
一実施例を第１図ないし第３図を用いて説明する．第１
図は小口径管埋設装置の縦断面図、第２図及び第３図は
それぞれ第１図のＡ−Ａ及びＢ−Ｂの横断面図である． これらの図において、３０は軌道修正装置、３ｌは円筒
状の本体であって、その前端部には、内壁から突設した
円環壁３２と内周と推力伝達ロット３３に挿嵌された球
軸３４とで球軸受３５を形成し、この球軸受３５を支点
として、推力伝達ロット３３を任意の方向に傾斜運動さ
せることができる．３６は零体３１の中央部の内壁から
突設され、前後面共球面を成し、かつ、上下方向のみ摺
動し得る形状の球面壁であって、この前面の凹球面３６
ａには推力伝達ロット３３の後部外周上に配設した上下
２面を楔面３７ａとする円錐状の受動楔３７の段部に形
成した凸球面３７ｂと密接して、摺動接触し得るように
なっており、また、後面の凸球面３６ｂは、推力伝達ロ
ット３３に嵌合固着された段付筒３８の前端面の凹球面
３８ａと密接に摺動接触し得るようになっており、推力
伝達ロット３３の方向を任意の方向に変え得るとともに
、この球面壁３６は推進力のスラストを受ける．球面壁
３６．段付筒３８及び受動楔３７とで球面座を形成して
いる．推力伝達ロッド３３に嵌合固着された段付筒３８
の後端部は、管埋設装置６０よりの推進力を伝達する円
筒６ｌの前端部と突合せ、円環継手３９によりヒンジ接
続されている．前記円筒６１．段付筒３８及び、推力伝
達ロッド３３には管埋設装置６０により拡孔掘削された
土砂を前方の先導パイロント管２１（第４図参照）へ排
出するため、内部に排土通路６２が設けられている，　
４０．　４１は修正ジャッキであって、零体３１内で推
力伝達ロッド３３の受動楔３７前部に配設され、これら
各修正ジャッキ４０，４Ｉのスピンドル先端部には受動
楔３７の上下の２つの楔面３７ａにそれぞれ対応し、楔
面４２ａ，４３ａが曲面をなす主動楔４２．　４３が固
定されている。この主動１ｕ４２．　４３はそれぞれ修
正ジャッキ４０．　４１により案内座４４．　４５に案
内されて移動する．修正ジャッキ４０．　４１はその端
部が本体３ｌ前面の円環壁３２にビン結合されており、
トンネル外から操作されるようになっている，　４６．
　４７は修正ジャソキ４０．　４１の側部に取付けられ
、これら修正ジャッキ４０．　４１のストロークを検知
するストロークセンサであって、ストローク量をトンネ
ル外で計測し得るようになっている．また、零体３ｌの
後端は管埋設装置６０の円筒６ｌと嵌合接続されておら
ず、ビニル製の土砂流入防止シール４８で可動支承され
ている．さらに、図示してないが、管埋設装置の後端に
は埋設管を介して後部推進ジャッキが配設されている． 次に、上記小口径管埋設装置を使用して、本発明の小口
径管埋設方法の一実施例を第４図ないし第７図を用いて
説明する．第４図は小口径管埋設を説明する断面図、第
５図は軌道修正を説明する図で管埋設装置先端の推進状
態を示し、第６図は第５図のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃ
の断面を示している．また、第７図は軌道修正装置の修
正ジャッキを駆動した状態を示している． まず、発進坑ＩＯから到達坑ｌ１にかけて、小口径推進
機（図示せず）により、推進に応じて連結した複数本の
先導パイロット管２１を准進して貫通させ、その先端部
２１ａを到達坑ｌｌ内に突出させる．その後、発進坑ｌ
Ｏ側において、先導パイロット管２ｌの後端部２ｌｂに
軌道修正装置３０の先端部３０ａ嵌合して接続し、次い
で、軌道修正装置３０の推力伝達ロッド３３後端部に嵌
合固着された段付筒３８後部に、管埋設装置６０の円筒
６１の先端部を円環継手３９によりヒンジ結合し、さら
に、後端部側６２に埋設管６３を接続しつつ、後部推進
ジャッキ２２により軌道修正装直３０，管埋設装１６０
ならびに埋設管６３を到達坑１１側に推進する． ここで、管埋設装置６０は、駆動用電動機６４により掘
削ヘッド６５を回転し、先導パイロット管２ｌと埋設管
６３との外径の差に相当する部分の土砂を掘削して、チ
ャンバ６６内に取り込み、土砂圧送装置６７で先導パイ
ロット管２Ｉ内に布設された排土管６Ｂにより到達坑１
１側に土砂を排出する装置である．この小口径管埋設方
法において、先導パイロット管２ｌは計画線Ｏに対して
ずれを生じている．このずれはすでに測量されていて、
その修正を行いながら埋設管を埋設する． 第５図及び第６図において、先導パイロット管２Ｉの軌
這０゜　と計画１ｌＡＯにΔの娯差が生じている場合、
この推進によって布設される埋設管６３の軌道は、軌道
修正装置３０の本体３１の中心軸と、推力伝達ロッド３
３の外周上に配設された受動楔３７と主動楔４２．　４
３どの楔面３７ａと４２ａ．４３ａとが圧接状態で、か
つ各修正ジャッキ４０．　４１のジャッキストローク量
を同一とすると推力伝達ロッド３３の中立軸とが一敗し
て、先導パイロット管２ｌの軌道Ｏ″に追従し、埋設管
６３の布設軌道にも計画線とΔの誤差を生じる．次に、
第５図ないし第７図によって軌道修正について説明する
． そこで、計画線Ｏに対して、先導パイロット管２ｌの軌
道Ｏ・が下方にわん曲している場合、後部推進ジャッキ
２２により押し込まれる管埋設装置６０の先端地点ａに
おける計画線０と先導パイロット管２１の軌道Ｏ・　と
の誤差量Δに対応した変位量δに応じて第７図に示すよ
うに軌道修正装置３０内の推力伝達ロッド３３後方の段
付筒３８と管埋設装置６０の円筒６１との接合中心位置
７０と軌道修正装置３０の本体３１の中心軸（先導パイ
ロシト管２１の軌道０＝　＞位置との差に対して修正ジ
ャッキ４０のストロークより修正ジャッキ４１のストロ
ークを大とし、受動楔３７と主動楔４２．　４３のそれ
ぞれとの位置を変えることにより、管埋設装Ｗｌ６０に
続く埋設管６３の布設軌道を先導パイロット管軌道Ｏ・
に追従させることな《、計画線０に順次修正することが
できる．この誤差量Δは、推進の進行に従って変化する
ものであり、これに対応した変位置δも連続的に変化さ
せていくものである． つぎに、上記の推力伝達ロツド３３後方の段付筒３８と
管埋設装置６０の円筒６１との接合中心７０を、軌道修
正装置３０の零体３１の中心軸位置に対して変位させる
動作を第７図によってさらに説明する。このようなとき
は、前記の受動楔３７と主動ｇ！４２．　４３との楔面
３７ａと４２ａ，４３ａとが圧接し、かつ、各修正ジャ
ッキ４０．　４１のジャッキストローク量が同一の変位
量零の状態から誤差量Δに対応した変位量δを得るため
、球軸受３５を支点に振子運動をする推力伝達ロツド３
３の中心軸と零体３１の中心軸とに交角（傾動角）θを
発生させることによって修正する．これには先ず、上部
の修正ジャッキ４０を縮み作動させ、受動楔３７の上部
楔面３７ａ上に圧接している主動ｅ！！４２を後方に後
退させると同時に、下部の修正ジャッキ４１を作動させ
、そのときのストロークをストロークセンサ４６で（第
１図参照）で監視しつつ、主動楔４３を受動楔３７の下
部楔面３７ａ上に圧入して、推力伝達ロツド３３を球軸
受３５を介して傾け、傾動角θに対応するストロークま
で圧入された時に停止する．この傾動角θは、推進に従
って先導パイロット管２ｌの推進軌道０゜に応じ変化し
ていくものであり、管埋設装置６０の進行に対応して変
化させる必要がある． したがって、誤差が発生した段階から最大誤差量Δ■ａ
ｘに達するまでは、上記の修正ジャッキ４０４１の作動
を継続し傾動角θを漸増させ、最大誤差量Δ一ａｘから
徐々に、誤差が収束してくる状態においては、上記の修
正ジャッキ４０．　４１の作動は逆に下部の修正ジャッ
キ４ｌを縮み作動させ、上部の修正ジャッキ４０を伸び
作動し、傾動角θを連続的に漸少させ、誤差が零の地点
で修正を終了する。

このように、先導パイロット管軌道に誤差が生じた場合
でも、二工程目の埋設管推進と併行して、埋設管６３を
本来の計画線に順次埋設することができる． （発明の効果） 以上説明したように、第１の発明は先導パイロットの後
端に接続される軌道修正装置と、この軌道修正装置の後
端に連接される管埋設装置と、この管埋設装置を埋設管
と共に到達坑側に推進する後部推進ジャッキとを具備し
た小口径管埋設装置において、前記軌道修正装置は、そ
の前端部に球軸受を有し、中間部に内壁から突設した球
面壁を有し、かつ後端部が前記管埋設装置に可動支承さ
れた円筒状の本体と、この本体内に配設され、前記球軸
受を支点として内部が排土通路となったロットが傾動自
在に支持され、前記球面壁により推進力のスラストを受
けられるようにし、かつ前記球面壁に沿って傾動し、後
端部は前記管埋設装置とヒンジ結合され、中央外周上に
上下２面の楔面からなる受動楔を有する推進伝達ロット
と本体内壁と推力伝達ロットとの間に前記推力伝達ロッ
トの受動楔の各楔面に圧接し得る主動楔を先端に取り付
けて伸縮操作を行わせることにより、受動楔の楔面への
主動楔の圧入位！を！ｌＩｉｌｆｆＬで前記本体に対す
る推力伝達ロソトの角度ならびに管埋設装置との相対位
置を任意に選定，固定するための修正ジャッキとを具備
したことをにより、軌道修正のための推力伝達ロッドの
方向修正を、本体内に設けた修正ジャッキにより極めて
容易に操作することを可能とし、それに続く埋設管．管
埋設装置の方向を修正し、地上作業の撤廃による作業性
の改善が可能となる効果が得られる． また、第２の発明は先導パイロット管を到達坑側に推進
した後、この先導パイロット管をガイドとして埋設管を
埋設する小口径管埋設方法において、後端の先導パイロ
ット管と管埋設装置との間に軌道修正装置を装着し、さ
らに管埋設装置に埋設管を接続して管埋設装置と埋設管
を後部推進ジャッキで到達側に推進する際、先導パイロ
ット管軌道と計百線に誤差が生じている場合、誤差量に
応じて軌道修正装置により先導パイロット管と管埋設装
置との相対位置を変化させながら准進することにより、
先導パイロット管軌道に制約されることなく管埋設装置
を准進して埋設管を計画線に順次埋設することにより、
推力伝達ロンドを任意の角度に傾動し得る機構、かつ、
それにより先導パイロット管軌道と管埋設装置、さらに
後続する埋設管との相対位置を順次変更でき、二工程目
の埋設管推進と併行して、一工程で軌道の修正ができる
ようにしているので、地上作業の撤廃による道路占有の
解消、推進工事費用の削減ならびに工期の短縮が可能と
なる効果が得られる．

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は縦断面図、第２図及び第３図はそれぞれ第１図の
Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図、第４図ないし第７図は本発明
の小口径管埋設方法を説明する図で、第４図は埋設方法
を説明する断面図、第５図及び第６図は軌道修正を説明
する図、第７図は軌道修正装置の動作を説明する断面図
、第８図及び第９図は従来の管埋設方法を説明する図、
第１０図は従来の他の管埋設方法を説明する図である． ｌＯ・・・・推進坑 １１・・・・到達坑 ２ｌ・・・・先導パイロット管 ３０・　・　・ ３ｌ・　・　・ ３２・　・　・ ３３・　・　・ ３４・　・　・ ３５・　・　・ ３６・　・　・ ３７・　・　・ ３８・　・　・ ３９・　・　・ ４０．４１・ ４２．４３・ ４４．４５・ ４６．４７・ ４８・　・　・ ６０・　・　・ ６ｌ・　・　・ ６２・　・　・ ６３・　・　・ ６４・　・　・ 軌道修正装置 円筒状の本体 円環壁 推力伝達ロンド 球軸 球軸受 球面壁 円錐状の受動楔 段付筒 円環継手 修正ジャッキ 主動楔 案内座 ストロークセンサ 土砂流入防止シール 管埋設装置 円筒 排土通路 埋設管 駆動用電動機 掘削ヘッド チャンバ 土砂圧送装置 排土管 接合中心位置 計画線 先導パイロット管軌道 誤差 誤差Δに対する変化量 傾動角 手ｖＥ補正書（自発） ２。発明の名称． 小口径管埋設装置及び小口径管埋設方法３．補正をする
者 事件との関係　特許出願人 ４．代理人〒１６０ ５．補正の対象 願書及び明細書の「特許請求の範囲」の欄６．補正の内
容 （１）ａ書の請求項の数を別紙の通り補正する．別紙 寺許請求の範囲 １）先導パイロットの後端に接続される軌道修正１置と
、この軌道修正装置の後端に連接される管１設装置と、
この管埋設装置を埋設管と共に到達坑側に推進する後部
推進ジャッキとを具備した小口径管埋設装置において、
前記軌道修正装置は、その前端部に球軸受を有し、中間
部に内壁から突設した球面壁を有し、かつ後端部が前記
管埋設装！に可動支承された円筒状の本体と、この本体
内に配設され、前記球軸受を支点として内部が排土１路
となったロットが傾動自在に支持され、前記球面壁によ
り推進力のスラストを受けられるようこし、かつ前記球
面壁に沿って傾動し、後端部は前記管埋設装置とヒンジ
結合され、中央外周上に上下２面の楔面からなる受動楔
を有する推力伝達ロットと本体内壁と推力伝達ロットと
の間に前記准力伝達ロットの受動楔の各楔面に圧接し得
る主動楔を先端に取り付けて伸縮操作を行わせることに
より、受勤模の楔面への主動楔の圧入位置を調節して前
記本体に対する推力伝達ロットの角度ならびに管埋設装
置との相対位置を任意に選定，固定するための修正ジャ
ッキとを具備したことを特徴とする小口径管埋設装置． （２）先導パイロット管を到達坑側に推進した後、この
先導パイロット管をガイドとして埋設管を埋設する小口
径管埋設方法において、後端の先導パイロット管と管埋
設装置との間に軌道修正装置を装着し、さらに管埋設装
置に埋設管を接続して管埋設装置と埋設管を後部推進ジ
ャッキで到達側に推進する際、先導パイロット管軌道と
計画線に誤差が生じている場合、誤差量に応じて軌道修
正装置により先導パイロット管と管埋設装置との相対位
置を変化させながら推進することにより、先導パイロッ
ト管軌道に制約されることなく管埋設装置を推進して埋
設管を計画線に順次埋設することを特徴とする小口径管
埋設方法．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先導パイロットの後端に接続される軌道修正装置と、こ
   の軌道修正装置の後端に連接される管埋設装置と、この
   管埋設装置を埋設管と共に到達坑側に推進する後部推進
   ジャッキとを具備した小口径管埋設装置において、前記
   軌道修正装置は、その前端部に球軸受を有し、中間部に
   内壁から突設した球面壁を有し、かつ後端部が前記管埋
   設装置に可動支承された円筒状の本体と、この本体内に
   配設され、前記球軸受を支点として内部が排土通路とな
   ったロットが傾動自在に支持され、前記球面壁により推
   進力のスラストを受けられるようにし、かつ前記球面壁
   に沿って傾動し、後端部は前記管埋設装置とヒンジ結合
   され、中央外周上に上下２面の楔面からなる受動楔を有
   する推力伝達ロットと本体内壁と推力伝達ロットとの間
   に前記推力伝達ロットの受動楔の各楔面に圧接し得る主
   動楔を先端に取り付けて伸縮操作を行わせることにより
   、受動楔の楔面への主動楔の圧入位置を調節して前記本
   体に対する推力伝達ロットの角度ならびに管埋設装置と
   の相対位置を任意に選定、固定するための修正ジャッキ
   とを具備したことを特徴とする小口径管埋設装置。 （２）先導パイロット管を到達坑側に推進した後、この
   先導パイロット管をガイドとして埋設管を埋設する小口
   径管埋設方法において、後端の先導パイロット管と管埋
   設装置との間に軌道修正装置を装着し、さらに管埋設装
   置に埋設管を接続して管埋設装置と埋設管を後部推進ジ
   ャッキで到達側に推進する際、先導パイロット管軌道と
   計画線に誤差が生じている場合、誤差量に応じて軌道修
   正装置により先導パイロット管と管埋設装置との相対位
   置を変化させながら推進することにより、先導パイロッ
   ト管軌道に制約されることなく管埋設装置を推進して埋
   設管を計画線に順次埋設することを特徴とする小口径管
   埋設方法。