JPH037797B2 - - Google Patents

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JPH037797B2
JPH037797B2 JP57226796A JP22679682A JPH037797B2 JP H037797 B2 JPH037797 B2 JP H037797B2 JP 57226796 A JP57226796 A JP 57226796A JP 22679682 A JP22679682 A JP 22679682A JP H037797 B2 JPH037797 B2 JP H037797B2
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JP
Japan
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pipe
head
excavation
buried
pilot
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JP57226796A
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Inventor
Koichi Mori
Hajime Eto
Kyoshi Kodama
Tomoji Fujisawa
Masanori Hanada
Haruo Miura
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JFE Engineering Corp
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59122698A publication Critical patent/JPS59122698A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非開削工法による管理設方法及びその
装置に関するものである。
交通量の多い道路や市街地などにガス管、水道
管等比較的小口径(1000A以下)を埋設するにあ
たり、従来より非開削埋設工法が知られている。
この工法は一般に発進立坑から到達立坑に向かつ
てパイロツト管を埋設した後、このパイロツト管
に沿つて埋設管を推進せしめるようにしたもので
ある。この埋設管の推進方法にも従来から幾つか
知られているが、その代表的なものに掘削式と多
段密式がある。
掘削式は埋設管の先端にカツタヘツドを装着
し、該カツタヘツドを回転せしめると共に、埋設
管を発進立坑側から推進ジヤツキで順次圧入する
ようにしたもので、比較的堅い土質に向いた方法
である。しかし、この方法によれば、掘削距離が
長くなると、推進ジヤツキ等の設備が大型化し、
またパイロツト管内に挿入されたスクリユーコン
ベアによる排土の排出も難しくなる等、その掘削
距離には限度がある。
多段圧密式方法は、埋設管の先端に多段圧密へ
ツドをセツトし、発進立坑のジヤツキとあわせて
パイロツト管を案内に圧入していく方法であり、
軟弱地盤に対して有効な手段である。しかし、こ
の方法であつても掘削距離が長くなると地中抵抗
が増大することも加わつてジヤツキ能力を大きく
せざるを得ず、いずれにしても長距離掘削は困難
である。
本発明はこのような現状に鑑みて検討の結果提
案されたものであり、特にパイロツト管を埋設し
た後、パイロツト管に沿つて管体を埋設するにあ
たり、土質にかかわりなく、しかも推進ジヤツキ
を用いることなく管体を長距離にわたつて埋設し
得る新たな方法及びその装置を提供しようとする
ものであり、その特徴とするところは、発進立坑
から到達立坑まで貫通したパイロツト管の先端
に、到達立坑において、前面に掘削ビツトと排土
取入口とを有する掘削ヘツドを接続するととも
に、この掘削ヘツドに埋設予定管を接続し、前記
パイロツト管を介して掘削ヘツドだけを回転させ
ながら発進坑側に引き寄せることにより掘削ヘツ
ドに続く埋設予定管と土壁との間に間〓が形成さ
れるようにして拡孔掘削するとともに、掘削によ
る排土を排土取入口から掘削ヘツド内に取り込
み、これを掘削ヘツドに連行される埋設予定管内
の排土排出管を通じて到達立坑側に排出し、かか
る拡孔掘削中、前記間〓内に該間〓の到達立坑側
端部をシールしつつ減摩剤を圧入し、到達立坑側
で推進ジヤツキを用いることなく埋設予定管を推
進させ得るようにしたことにある。
また、他の特徴とするところは、上記方法の実
施に好適な装置に関し、前端部にパイロツト管と
の接続部と掘削ビツトとを有するヘツド本体と、
後端部に埋設予定管径と略同径の小径部を有する
とともに、該小径部に減摩剤の吐出口を有し、ヘ
ツド本体の後部に回転自在に接続される管体とか
らなる掘削ヘツド、該掘削ヘツド内から掘削ヘツ
ド後方に延出する排土排出管、掘削ヘツド内側か
ら前記吐出口に減摩剤を供給するための減摩剤供
給管、及び前記管体又は該管体の後端に接続され
る埋設予定管と土壁との間に形成される間〓のパ
イロツト管の到達立坑側端部をシールするための
口元シール部材から構成したものである。
以下本発明を添付図面に基づいて説明する。
第1図イないしハは本発明の基本原理を示すも
ので、発進立坑1から到達立坑2まで貫通したパ
イロツト管3の先端部に、第1図イに示すように
到達立坑内で掘削ヘツド4を取付ける。前記パイ
ロツト管3の埋設は本発明者等が先に提案した特
願昭56−106289号等適宜な方法で行うことができ
る。
掘削ヘツド4はパイロツト管3により発進立坑
側に引き寄せるが、第1図ロに示すように掘削ヘ
ツド4の後部には埋設予定管7(以下埋設管と称
す)が次々と接続され、掘削ヘツド4に連行せし
められる。即ち、パイロツト管3は発進立坑1に
据え付けられた掘削機8によつて回転せしめられ
つつ発進立坑1側に引き寄せられる。掘削ヘツド
4は互いに回転可能なヘツド本体5とその後部に
接続される管体6とからなり、該管体6に埋設管
7が接続される。パイロツト管3の回転により掘
削ヘツドのヘツド本体5だけが回転し、拡孔掘削
が行われ、管体6及びその後部に次々連結される
埋設管7は非回転の状態で連行される。
このような構成自体は、本発明者等が先に提案
した特願昭56−106290号(特開昭58−11298号公
報)と共通するものであるが、この特願昭56−
106290号の工法が掘削ヘツド及び埋設管の推進力
として、パイロツト管による牽引力と到達立坑2
側におけるジヤツキによる押圧力とを利用してい
るのに対し、本発明ではパイロツト管3による牽
引力にのみによつて上記推浸力を得るようにして
いる。即ち、ジヤツキの押圧力を利用する工法
は、拡孔掘削という面で何ら支障はないが、パイ
ロツト管による牽引とジヤツキによる押圧との同
調が難しく、またジヤツキを配置する立坑側で
は、押圧による圧力を受けるための頑強な構造を
必要とするという難点があつた。このため本発明
者等が検討を重ねた結果減摩剤を利用した特定条
件の工法を採ることにより、ジヤツキによる押圧
力を要することなく、長距離の水平掘削が可能な
ことが判明した。
即ち、本発明では、埋設管7を連行して掘削ヘ
ツド4による拡孔掘進を行うに当り、第1図ハに
示すように掘削ヘツド4に続く埋設管7と土壁と
の間に間隙Sが生ずるようにして拡孔掘削を行
い、且つ、この掘削中前記間隙S内に間隙Sの到
達立坑側端部をシールAしつつ減摩剤を圧入する
ようにしたものである。このように間隙内に減摩
剤を入れることにより、掘削孔の土壁の崩壊が防
止されるとともに、埋設管7は間隙S内の減摩剤
に保持され、減摩剤中に浮いた状態で進行するこ
とができ、これにより、土壁との周面抵抗を著し
く減ぜしめることになる。この結果、掘削ヘツド
4及び埋設管7の水平方向に推進力は、パイロツ
ト管3を介した牽引力だけで十分足りることにな
る。
なお、掘削ヘツド4による拡大掘削が進むにつ
れ、第1図イ及びハに示すようにパイロツト管3
は短縮せしめられ、掘削ヘツド4が発進立坑1に
到達すると、掘削ヘツド4の管体6と埋設管7と
切り離し、その埋設を完了する。埋設管7はその
まま本管として用いられるか、或いは内部に別途
本管を通す鞘管として用いられる。
第2図イ及びロは、本発明のより具体的な実施
例を示すもので、掘削ヘツド4はヘツド本体5と
その後部に回転継手9を介して回転自在に連結さ
れた管体6とから構成されている。この回転継手
9はヘツド本体5側に固定された回転軸と、管体
6側に固定されて前記回転軸を保持する軸受とか
ら構成されている。
ヘツド本体5はその内部が中空状に構成される
とともに、前面に掘削ビツド10と排土取入口1
1とを有し、また同じくヘツド本体前面中央には
パイロツト管の接続部12が設けられている。
管体6はその前部がヘツド本体5と略同径であ
るのに対し、後部が埋設管7と略同径の小径部6
1に構成され、該小径部61には減摩剤は吐出口
13が形成されている。
ヘツド本体5から管体6さらにその後方へと排
土排出管14が延び、ヘツド本体5内に取に込ま
れた排土を到達立坑2側に排出するようになつて
いる。また前記吐出口13には到達立坑2側から
減摩剤供給管15が接続されている。
また、管体6又は埋設管7と土壁間に生じた間
隙Sの到達立坑側壁部をシールするため、到達立
坑2側の坑壁201には口元のシール部材16が
取付けられる。この口元シール部材16はリング
状をなし、その内部を管体6又は埋設管7が摺動
する。第3図は口元シール部材16の構造を示す
ものでシール部材は管体6又は埋設管7に外挿さ
れた状態で坑壁201の内方に埋入固定される口
元管17と内側にシールを備え、前記口元管17
に連結される本体18とから構成される。本体1
8を構成するリング状のシールハウジング19
は、口元管17にフランジ171,191を介し
て連結されている。ハウジング19内には、バツ
キングランド20を介してバツキン21が配設さ
れ、該バツキン21が管体6又は埋設管7の外周
に密着当接することによりシールが構成される。
なお、パツキン21は本体後端部に取付けられた
バツキンリテーナ22によりハウジング内に保持
されている。その他図面において、23,23は
Uパツキン、24,24はブツシユ、25はプラ
グ、26はOリングである。
また、第4図及び第5図は、減摩剤供給部の一
例を詳細に示すものであり、吐出口13位置の管
体6外面には、吐出口13と対向するようにして
噴流衝突板27が設けられ、吐出口13から吐出
される減摩剤の噴流が土壁に直接衝突してこれを
崩壊させることがないようにするとともに、減摩
剤が管体周方向に回り込むようにしている。な
お、この噴流衝突板は必要に応じて設けられる。
このような装置によるときは、第2図イに示す
ようにパイロツト管3に掘削ヘツド4を接続しパ
イロツト管3を回転せしめつつ発進立坑側に引き
寄せることにより掘削ヘツド4による拡孔掘削が
行われる。
坑壁201には予め口元シール部材16を構成
する口元管17が取付けられており、掘削ヘツド
4はこの口元管17を通じて坑壁内に埋入される
とともに、掘削ヘツド4が坑壁201内に所定長
埋入した状態、即ち管体の小径部61の一部が坑
壁201内に埋入した状態において、前記口元管
17にパツキン21を備えた本体18が装着さ
れ、間隙七の端部がシールされる。このようにシ
ールされた状態で、前記吐出口13から減摩剤を
間隙S内に圧入し、拡孔掘削が行われる。管体6
のの後端部には第2図ロに示すように埋設管7が
溶接等により次々接続されるが、埋設管7と掘削
による内部土壁間には常に間隙Sが生じ、この間
隙に減摩剤が圧入された状態となる。そしてこの
減摩剤の前述した如き作用により、水平方向の長
距離削進が極めて円滑に行われる。
なお、以上の掘削中ヘツド本体5の前面及び内
部には水が噴射され、ヘツド本体5内に取り込ま
れた排土は、排土排出管14に吹込管28を通じ
て水を吹き込むことによつて生ずるポンプの作用
により排土排出管14に吸引され、到達立坑2側
に排出される。この排土排出管14及び前記減摩
剤供給管15は埋設管7の継ぎ足しに伴つて順次
継ぎ足されることは言うまでもない。
またヘツド本体6内への水の供給はパイロツト
管3を通じて発進立坑1側から行つているが、埋
設管7を通じて到達立坑2側から行い得ることは
言うまでもない。
以上のような工法を具体的に実現するに当り必
要とされる条件としては、減摩剤の上記周面抵抗
低減効果の他に、減摩剤を間隙S内に圧入した場
合、これが周囲の土壁に略一定深さ以上浸透しな
いことがあげられる。このような透水防止効果
は、掘削する地盤の土質によつて大幅に異り、例
えば、非帯水性の硬質地盤では上記効果は高く、
逆に帯水砂層のような軟質地盤ではその効果は極
めて低い。このようなことから、本発明では、軟
質地盤等の透水防止効果の低い土質の地盤を掘削
する場合には、減摩剤として骨材入り減摩剤を用
いることが好しく、この混入された骨材による土
壁の目詰り防止効果により、減摩剤の土壁への浸
透を抑制するものである。
以上の減摩剤としては、例えば有機ポリマーと
脂肪酸石けんとの混合物等、適宜なものが用いら
れ、また骨材も、例えば樹脂繊維、樹脂製粒状体
等、土壁に上記目詰り効果を生じさるるようなも
のであれば、その種類を問わない。また、工期は
通常数十日間に及ぶため、減摩剤は長期間固化し
ないものを用いる必要があることは言うまでもな
い。
減摩剤の間隙内への圧入圧力としては、地下水
圧に打ち勝つ程度に高めること、つまり掘削位置
の地下水圧以上の圧入圧力とすることが好まし
い。但し、圧力があまりに高いと減摩剤が地表に
漏れ出してしまうおそれがあり好しくない。この
ため圧入圧力の好しい範囲としては、地下水圧の
圧力を下限とし、(地下水圧)+(地下水圧)×2/3
程度の圧力を上限とすることが好しい。通常は地
下水圧プラス0.2〜0.3Kg/cm2程度以内の圧力が採
用される。例えば、地下5mの工事では通常地下
水圧は0.5Kg/cm2程度であるから、0.5〜0.8Kg/cm2
程度、また地下3mの工事の地下水圧は0.3Kg/
cm2程度であるから0.3〜0.5Kg/cm2程度の圧力が採
られる。
なお本発明によれば、推進ジヤツキを用いるこ
となく、長距離の拡孔削進が可能であるが、場合
によつては、推進ジヤツキを兼用し、該ジヤツキ
により埋設管の後部を押圧しつつ削進を行うよう
にすることが可能である。
次に本発明の前段階で行われるパイロツト管に
よるパイロツト孔の掘削工法について、好しい一
例を第6図に示すものについて説明する。この工
法は、言わば本発明法と対をなすもので、パイロ
ツト管の周囲に間隙が生じるようにして掘削し、
この間隙に本発明と同様の減摩剤を圧入して周面
抵抗を減じつつ削進を行うようにしたものであ
る。
パイロツト管3は外管29と内壁30とから構
成されている。外管29は二重管構造のケーシン
グロツド31とこのケーシングロツド先端に接続
されるパイロツトケーシング32とから構成され
ている。このパイロツトケーシング32はケーシ
ングロツド31よりも大径に構成されるとともに
その先端に同径のケーシングビツト33が取付け
られており、掘削によりケーシングロツド31と
土壁間に間隙が生ずるように構成されている。ま
たケーシングロツド31の二重管構造の内部は、
減摩剤の送給流路として構成せしめられるととも
に、ケーシングロツド31の先端側には減摩剤の
吐出口34が設けられ、ケーシングロツド31と
土壁との間隙に減摩剤を吐出し得るようになつて
いる。
内管30はケーシングロツド31の後端部に取
付けられたスタフイングボツクス35を貫通する
ようにして外管29内に挿入され、その先端側に
ホガー状のスパイラルオーガ36が取付けられて
いる。内管30の先端にはホガービツト37とイ
ンナービツト38がそれぞれ取付けられている。
また、ケーシングロツド31の一部が坑壁内に
埋入した状態において、発進立坑側1の坑壁10
1には、坑壁101とケーシングロツド31間を
シールすべき口元シール部材39が取付けられ、
ケーシングロツド31と土壁間に生じた間隙の発
進立坑側端部をシールするものである。この口元
シール部材39の構成は第3図に示すものと同様
である。
以上のようなパイロツト管3によれば、外管2
9と内管30と掘削機8のそれぞれの駆動装置4
0,41によつて回転させ、これら先端の各ビツ
トにより掘削が行われる。この掘削により、ケー
シングロツド31と土壁との間に間隙S′が生じ、
掘削中二重管構造の外管29を通じて吐出口34
から前記間隙S′内に減摩剤が圧入される。この減
摩剤は、本発明と同様のものが用いられる。これ
によりケーシングロツド31と土壁との周面抵抗
が著しく減少し、パイロツト管による長距離の削
進が可能となる。
掘削中内管30内には水が供給され、内管先端
から切羽に噴射されるとともに、スパイラルオー
ガ36の後端位置付近に設けられた噴射ノズル4
2からも外管29の後部方向に向けて噴射され
る。そして、先端の各ビツトにより掘削された排
土は内管30と外管29の間に取り込まれ、スパ
イラルオーガ36により後方に送られ、さらに、
スパイラルオーガ36の途切れる位置からは、噴
射ノズル42から噴射される水により後方に圧送
され、スタフイングボツクス35の排出口43を
通じて外部に排出される。掘削が進行するにした
がい、内管30及び外管29は発進立坑1側で適
宜継ぎ足される。
そして、パイロツト管3の先端が到達立坑2側
に達し、パイロツト孔の掘削が完了したならが、
パイロツト管3先端の各ビツトが取外され、これ
に第2図に示すような掘削ヘツド4が連結され、
本発明法が実施される。
以上述べたように本発明によれば、パイロツト
管埋設後の拡孔削進及び管体の埋設を推進ジヤツ
キ等を用いることなく長距離に亘つて円滑に行う
ことができ、またこのような工法を容易に実施し
得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図イないしハは本発明の基本原理を段階的
に示す説明図である。第2図イ及びロは本発明装
置の一実施例及びこれによる段階的な実施状況を
示す説明図である。第3図は第2図中の口元シー
ル部材の縦断面図である。第4図及び第5図は第
2図中の減摩剤供給部の詳細を示すもので、第4
図は縦断面図、第5図は第4図中−線に沿う
断面図である。第6図はパイロツト孔掘進工法の
一例を示す説明図である。 図において、1は発進立坑、2は到達立坑、3
はパイロツト管、4は掘削ヘツド、5はヘツド本
体、6は管体、7は埋設管、10は掘削ビツト、
12は接続部、13は吐出口、14は排土排出
管、15は減摩剤供給管、16は口元シール部
材、61は小径部、Aはシール、Sは間隙を各示
す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 発進立坑から到達立坑まで貫通したパイロツ
    ト管の先端に、到達立坑において、前面に掘削ビ
    ツトと排土取入口とを有する掘削ヘツドを接続す
    るとともに、この掘削ヘツドに埋設予定管を接続
    し、前記パイロツト管を介して掘削ヘツドだけを
    回転させながら発進立坑側に引き寄せることによ
    り掘削ヘツドに続く埋設予定管と土壁との間に間
    〓が形成されるようにして拡孔掘削するととも
    に、掘削による排土を排土取入口から掘削ヘツド
    内に取り込み、これを掘削ヘツドに連行される埋
    設予定管内の排土排出管を通じて到達立坑側に排
    出し、かかる拡孔掘削中、前記間〓内に該間〓の
    到達立坑側端部をシールしつつ減摩剤を圧入し、
    到達立坑側で推進ジヤツキを用いることなく埋設
    予定管を推進させ得るようにしたことを特徴とす
    る非開削工法による管埋設方法。 2 間〓内に骨材入り減摩剤を圧入することを特
    徴とする特許請求の範囲1記載の非開削工法によ
    る管埋設方法。 3 前端部にパイロツト管との接続部と掘削ビツ
    トとを有するヘツド本体と、後端部に埋設予定管
    径と略同径の小径部を有するとともに、該小径部
    に減摩剤の吐出口を有し、ヘツド本体の後部に回
    転自在に接続される管体とからなる掘削ヘツド、
    該掘削ヘツド内から掘削ヘツド後方に延出する排
    土排出管、掘削ヘツド内側から前記吐出口に減摩
    剤を供給するための減摩剤供給管、及び前記管体
    又は該管体の後端に接続される埋設予定管と土壁
    との間に形成される間〓のパイロツト管の到達立
    坑側端部をシールするための口元シール部材から
    なる非開削工法による管埋設装置。
JP22679682A 1982-12-27 1982-12-27 非開削工法による管埋設方法及び装置 Granted JPS59122698A (ja)

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