JPH03267494A - パイプルーフ工法 - 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、地下空間の切拡げに当たりその上の地山荷重
を支えるために、複数本のパイプ（例えば鋼管）を地中
に並列貫入して地盤内に支持ルーフを構築するパイプル
ーフ工法と、単一のパイプを圧入しルーフを形成させる
パイプルーフ機に関するものである。

【従来の技術】

第１９図は従来のパイプルーフ工法の施工例を示す、立
坑ｌを掘削してそのなかに水平ポーリングマシン２、圧
入ジヤツキ３及びパイプ受台４等を設置する。各鋼管５
内にオーガ６を挿入して吊り降ろし、立坑１内で鋼管５
及びオーガ６を継ぎ足しながら、水平ボーリングマシン
２によりオーガ６を駆動してパイプ（連結した鋼管）先
端の地山を掘削し、圧入抵抗を減らしながらパイプを圧
入ジヤツキ３により地山に圧入して１本のパイプを貫入
した後、同様の作業を繰り返して複数本のパイプによる
支持ルーフを構築していた。

【発明が解決しようする課題】

しかし、かかる従来の工法では、水平ボーリングマシン
による施工は８０〜９０ｍが限度であり、それより長い
距離を施工するには大規模な立坑などのパイプ圧入基地
を新たに設ける必要がある。また、鋼管を継ぎ足しなが
らそのパイプ後端を圧入ジヤツキで圧入するため、手間
と時間がかかるばかりでなく、パイプ延長が長くなるに
従って次のような問題が生ずる。 ■　パイプ外周面の摩擦延抗が増大し、過大な圧入力が
必要になる。 ■　パイプ先端の垂れ下がり等により圧入精度の確保が
難しくなる。 ■　■及び■の結果、施工延長は１００ｍ程度が限界で
ある。 本発明の目的は従来のこのような問題点を解決すること
にある。

【課題を解決するための手段】

本発明によるパイプルーフ工法では、各パイプを、その
内部に装備された掘削機構で地山を掘削して掘進させつ
つしかもその掘進跡を掘削土砂等で埋め戻しながら貫入
させる。 本発明によるパイプルーフ機は、パイプルーフとなるパ
イプ本体内に、掘削土砂を該パイプ本体に導入しながら
掘削する掘削機構と、該パイプ本体を推進させる推進機
構とを装備したものである。 このパイプルーフ機には、掘削機構でパイプ本体に導入
された掘削土砂をパイプ本体の後端から強制排出する排
出機構をパイプ本体内に装備することができる。その場
合、推進機構及び排土機構が、推進ジヤツキと、該推進
ジヤツキに連結されその伸長によりパイプ本体に推力を
生じさせ収縮により掘削土砂を圧縮しながら排出するピ
ストンとで構成されていることが好ましい。 さらに、パイプ本体に、他のパイプルーフ機と係合して
推力を生じさせる補助推進機構を設けることもできる。

【作　　用】

本発明のパイプルーフ工法によれば、パイプルーフとな
るパイプ本体を自走式に掘進させるので、パイプルーフ
延長を長くできる。パイプ本体の掘進跡を掘削土砂等で
埋め戻すので、残土処理量が少なくて済む、ルーフに使
用されたパイプを容易に回収することができる。 本発明のパイプルーフ機では、パイプ本体１本ずつに掘
削機構の他に推進機構を装備しているため、掘進方向制
御が容易で曲線施工も行うことができる。排土機構によ
り掘削土砂を強制的に排出しながら掘進跡を効率的に埋
め戻すことができる。 推進ジヤツキの伸長によりピストンで埋め戻し部に反力
をとってパイプ本体を推進させ、推進ジヤツキの収縮に
よりピストンで掘削土砂を圧縮しながら強制的に排出で
きる。

【実　施　例】

次に、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。 第１図は本発明によるパイプルーフ８１１０の縦断面図
、第２図はその正面図、第３図は第１図の１−１線横断
面図、第４図は同■−■線横断面図、第５図は同■−■
線横断面図である。このパイプルーフ機１０は、それ自
体がパイプルーフとなる例えば円形鋼管型の１本のパイ
プ本体１１内に次のような掘削機構と推進・排土機構と
を装備している。 亙叢員盈 パイプ本体１１の前面は漏斗状をなしていてその中央に
土砂取込口１２が設けられ、該土砂取込口１２からパイ
プ本体ｌｌ内の前側隔壁１３までの間に土砂導入管１４
が固定配置され、この前側隔壁１３と後側隔壁１５との
間には土砂導入管１４に連続する土砂搬送パイプ１６が
固定配置されている。そしてこれら土砂導入管１４及び
土砂搬送パイプ１６中にスクリュ−オーガ１７が装着さ
れている。該スクリューオーガ１７の先端部は土砂取込
口１２から突出し、その先端に回転ビット１８が取り付
けられている。パイプ本体１１の前端縁は刃ロビフト１
９となっている。さらに、パイプ本体ｌｌ内には流動化
材供給パイプ２０が配管され、このパイプから、土砂取
込口１２内またはその付近に泥漿材や気泡材等の流動化
材を注入でき、また固化材供給パイプ２１を通じてパイ
プ本体１１の外部から土砂搬送パイプ１６中にセメント
ミルク等の固化材を供給できるようになっている。 なお、図示していないがスクリューオーガ１７を駆動す
るオーガ駆動装置もパイプ本体１１内に設置されている
。 皿」ヨｍ導 前側隔壁１３と後側隔壁１５との間に複数台の推進ジヤ
ツキ（油圧シリンダ）２２がパイプ本体１１０円周方向
に一定の間隔で配置され、これら推進ジヤツキ２２のピ
ストンロッド２３の先端にピストン２４が固着されてい
る。推進ジヤツキ２２は後側隔壁１５を貫通して基端を
前側隔壁１３に固定されている。ピストン２４はパイプ
本体１１内に摺動自在に嵌装され、推進ジヤツキ２２に
より前後摺動されて後便隔壁１５との間に伸縮する泥土
室２５を形成する。ピストン２４には、その中央の排土
口を開閉するゲートまたは逆止弁２６が設けられている
。 パイプ本体１１の外周面には、軸線方向に長い凹形シラ
インド２７と凸形シラインド２８とが互いに反対位置に
設けられている。 次に、このパイプルーフ１！ｉ１０の地山貫入動作につ
いて説明する。 スクリューオーガ１７を駆動すると、回転ビット１８及
び刃ロビッ）１９で掘削された土砂が土砂取込口１２か
ら土砂導入管１４内に導入されてスクリューオーガ１７
により搬送される。このとき、流動化材供給パイプ２０
から、土砂取込口１２内またはその付近に泥漿材や気泡
材等の流動化材を注入すれば、掘削土砂の導入及び搬送
が容易になる。 このように地山を掘削しながら、第６図に示すようにピ
ストン２４のゲートまたは逆止弁２６を閉じたまま推進
ジヤツキ２２を伸長させると、その推力はピストン２４
によりパイプ本体１１の後端の地山、つまり埋め戻し部
２９に伝達し、該埋め戻し部２９が締め固められるとと
もに、その反力でパイプ本体１１が前方へ掘進する。こ
れに伴い第７図に示すようにピストン２４と後側隔壁１
５とが離間して泥土室２５が拡がり（容積が増大する）
、スクリューオーガ１７により搬送されてきた掘削土砂
が該泥土室２５内に収容される。このとき、掘削土砂が
泥土室２５内に入る前に、固化材供給パイプ２１を通じ
てセメントミルク等の固化材を掘削土砂に添加する。 所定のストローク掘進したら、第８図に示すようにゲー
トまたは逆止弁２６を開いて推進ジヤツキ２２を収縮さ
せる。これによりピストン２４が後側隔壁１５に向かっ
て前進して泥土室２５が縮み（容積が減少する）、固化
材を添加された掘削土砂（泥土）が圧縮されてピストン
２４の開放した排土口から強制的に排出され（絞り出さ
れ）、その泥土によってパイプ本体１１の掘進跡が埋め
戻される。 以下、同様の動作を繰り返すことによって、各パイプル
ーフ１１１０、つまり各パイプ本体１１を自ら掘進させ
つつしかもその掘進跡を埋め戻しながら貫入できるもの
で、パイプ本体１１内体がパイプルーフの１本のパイプ
を構成することになる。 パイプルーフ機１０は目標地点まで個々に掘進させるこ
とができるのは勿論であるが、第９図に示すようにパイ
プルーフ［１１０相互の凹凸のジシイント２７．２８を
互いに嵌合させれば、複数台のパイブルーフ機１０を連
結し並進させて施工能率及び施工精度を向上できるとと
もに、複数本のパイプ本体１１で全体として一つの支持
ルーフを完成するに当たり、パイプ本体１１相互を新た
に結合する必要がない。 なお、隣接させる２台のパイプルーフ１１１０において
、第１０図に示すように一方のパイプ本体１１には両側
とも凹形ジヨイント２７、他方のパイプ本体には両側と
も凸形ジツイント２８を設けても、同様に連結できる。 パイプルーフ機１０相互を連結して並進させる場合、そ
の推進を補助する補助推進機構を設けることができる。 第１１図ないし第１３図はその一例で、凹形シラインド
２７を有する一方のパイプルーフ機１０のパイプ本体１
１の内部には、ピニオン３０及び該ピニオン３０を両方
向に回転できるモータ（図示せず）が設けられ、該ピニ
オン３０の一部は窓孔３１より凹形ジヨイント２フ内に
突出している。凸形ジツイント２８を有する他方のパイ
プルーフｌ１ＩＯのパイプ本体１１の外周面には、凸形
ジツィント２８と一連に連続するラック３２が設けられ
ている。 両パイプルーフ機１０相互において、第１２図及び第１
３図に示すように凹形ジゴイント２７と凸形ジヨイント
２８とを嵌合させるとともに、ビニオン３０トラツク３
２とを噛み合わせ、第１２図に示すようにピニオン３０
を時計方向に回転させると、ラック３２を有するパイプ
本体１１がピニオン３０を有するパイプ本体１１で反力
を得て前方へ推進され、また第１３図に示すように反時
計方向に回転させると、ピニオン３０を有するパイプ本
体１１がラック３２を有するパイプ本体１１で反力を得
て前方へ推進される。 さらに、ピニオン３０の回転を規制すれば、上記のよう
な埋め戻し時におけるパイプルーフ機１ｏの後退を防止
できる。すなわち、埋め戻しは、推進ジヤツキ２２を収
縮させてピストン２４を強制的に引き寄せ、該ピストン
２４の排土口から泥土室２５内の泥土を強制排出するた
め、推進ジヤツキ２２の収縮に伴いパイプ本体１１に後
進力が作用することが起こり得るが、その際にピニオン
３０の回転を規制すれば、該ピニオン３０は別のパイプ
本体１１のラック３２に噛み合っているため、埋め戻し
を行うパイプルーフ１１１０の後退を防止できる。 次に施工例について説明する。第１４図ないし第１８図
は地下鉄駅部の切払げに適用した例で、第１４図は縦断
面図、第１５図ないし第１８図はそれぞれ第１４図のＡ
−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線の横断面図であ
る。複数台のパイプルーフＷ１１０を２本のトンネル３
３の切払げ領域の上方のやや前方まで（第１５図）並進
させて支持ルーフを構築し、切払げ領域の上方の地山荷
重を支持する。この場合、各トンネル３３の内部には補
強のための支保工３４を設置しておく、切払げ領域につ
いては、第１６図に示すように支持ルーフの下方、つま
り並列連結されているパイプルーフ機１０の下方を掘削
し、床付は完了後、２本のトンネル３３の側部を解体し
て切払げ空間３５を形成する。その後、第１７図に示す
ように切払げ空間３５にコンクリート覆工３６を施工し
、またその覆工完了後、第１８図に示すようにパイプル
ーフ１１１０が通過した後の埋め戻し部２９との間に裏
込め材３７を注入する。 このように本工法によれば、パイプルーフ［１１０の掘
進と併行して切払げ、覆工、埋め戻しの作業を順次繰り
返すことにより、安全に地中切拡げ作業を行うことがで
きる。 上記の実施例では、円形のパイプ本体１１を示したが、
その断面形状は矩形、楕円形等の様々な形状にすること
ができる。また、掘削機構としては、従来の土圧式また
は泥土式のセミシールド機をパイプ本体１１の先端部に
装着しても良い、さらに、上記の例では推進機構で排土
機構も兼用できる構造としたが、排土機構としては別途
排土ポンプ等を取り付けて推進機構と独立させても良い
、一方、推進機構としては、地中切拡げ部の空間を利用
してパイプ本体１１の外面に推進ジヤツキを取り付けて
も良い、また、パイプ本体１１を中折れ機構で屈曲でき
る構造にすれば、パイプルーフ１１１０を曲進させるこ
とも可能である。 【発明の効果］ 本発明の工法によれば次のような効果がある。 ■　パイプルーフとなるパイプ本体を自走式に掘進させ
るため、推力の増大や推進方向の精度の低下といった問
題がなく、１１１以上の長距離の切払げ工事も可能であ
る。 ■　パイプ本体の掘進跡は掘削土砂等で埋め戻すため、
残土処理量が少なくて済む。 ■　複数本のパイプ本体の組み合わせ方により、様々な
断面形状の切払げを行うことが可能である。 ■　従来は施工したパイプルーフは地中に埋め殺すこと
が多かったが、本発明によればパイプ本体が自走式でそ
の１本当たりの長さを短くできるため、容易に回収する
ことが可能であり、再利用することにより経済性を高め
ることができ本発明のパイプルーフ機によれば次のよう
な効果がある。 （１）各パイプ本体内に掘削機構と推進機構とを装備し
ているため、推進方向制御が容易であり、曲線施工も行
うことができる。 （２）パイプ本体内にさらに排土機構を設けることによ
り、掘削土砂を強制排出して埋め戻しを能率的に行える
。 （３）推進ジヤツキの伸長によりピストンで埋め戻し部
に反力をとってパイプ本体を推進させ、推進ジヤツキの
収縮によりピストンで掘削土砂を圧縮しながら強制的に
排出する構造とすれば、推進機構で排土機構も兼ねるこ
とができ、内部構造を単純化できるとともに、推進と排
土とを能率的に行える。 （４）パイプ本体に、他のパイプルーフ機と係合して推
力を生じさせる補助推進機構を設ければ、大きな推力が
得られるとともに、埋め戻し時における後退を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパイプルーフ機の縦断面図、第２
図はその正面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ線種断面図、
第４図は同■−■線横断面図、第５図は同■−■線横断
面図、第６図ないし第８図はこのパイプルーフ機の地山
貫入動作を説明する説明図、第９図は複数台のパイプル
ーフ機により施工される支持ルーフの斜視図、第１０図
はパイプルーフ機相互の連結部の他の例を示す正面図、
第１１図は補助推進機構の分解斜視図、第１２図及び第
１３図はその動作説明図である。 第１４図ないし第１８図は本発明の工法を地下鉄駅部の
切払げに通用した例を示し、第１４図は縦断面図、第１
５図ないし第１８図はそれぞれ第１４図のＡ−Ａｌ１、
Ｂ−Ｂ線、Ｃ−（Ｊｌ、Ｄ　−Ｄ、１）横断面図である
。 第１９図は従来工法の説明図である。 １０・・・・・・パイプルーフ機、１１・・・・・・パ
イプ本体、１７・・・・・・スクリューオーガ、１８・
・・・・・回転ビット、２２・・・・・・推進ジヤツキ
、２４・・・・・・ピストン、３０・・・・・・ピニオ
ン、３２・・・・・・ラック。 −５・ 第 ７ 図 第２ 図 第３ 図 第 図 第 区 第 図 第 図 第 図 ）　　八 ６２４ 第７２ 図 第１３図 第７５図 第７６図 ３４ 第７７図 第７８図 第７４ 図 第７９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数本のパイプを地中に並列貫入して地盤内に支持
   ルーフを構築するパイプルーフ工法において、前記パイ
   プを、その内部に装備された掘削機構で地山を掘削して
   掘進させつつしかもその掘進跡を掘削土砂等で埋め戻し
   ながら貫入させることを特徴とするパイプルーフ工法。 ２、パイプルーフとなるパイプ本体内に、掘削土砂を該
   パイプ本体に導入しながら掘削する掘削機構と、該パイ
   プ本体を推進させる推進機構とを装備したことを特徴と
   するパイプルーフ機。 ３、前記掘削機構でパイプ本体に導入された掘削土砂を
   パイプ本体の後端から強制排出する排土機構をパイプ本
   体内に装備したことを特徴とする請求項２記載のパイプ
   ルーフ機。 ４、前記推進機構及び排土機構が、推進ジャッキと、該
   推進ジャッキに連結されその伸長によりパイプ本体に推
   力を生じさせ収縮により掘削土砂を圧縮しながら排出す
   るピストンとで構成されていることを特徴とする請求項
   ３記載のパイプルーフ機。 ５、パイプ本体に、他のパイプルーフ機と係合して推力
   を生じさせる補助推進機構を設けたことを特徴とする請
   求項２ないし４のいずれかに記載のパイプルーフ機。