JPH04244688A - 管路の敷設方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中に管路を敷設する
方法に関する。さらに詳述すれば、地中に形成されたト
ンネルの内壁をシールドにて覆って、該シールドの内周
面を、合成樹脂製の帯状体を螺旋状に巻回して製造され
る螺旋管によりライニングすることにより管路を敷設す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に管路を敷設する方法の一つにシー
ルド工法が知られている。該シールド工法では、地中に
形成されたトンネルの内壁を、シールドにより被覆し（
一次覆工）、そのシールド内周面をさらに管材により被
覆する（二次覆工）。二次覆工としては、例えば、特開
平１−２６３３９５号公報に開示されているように、シ
ールド内に、該シールド内壁とは適当な間隔をあけて型
枠を形成し、該型枠とシールドとの間にモルタルを注入
して硬化させた後に、該型枠を撤去する方法、あるいは
、特開昭５９−１８５３００号公報に開示されているよ
うに、シールド内に、推進管を挿入して、該推進管とシ
ールド内周面との間にモルタルを注入する方法等が知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平１−２６３３９
５号公報に開示された方法では、シールドと型枠との間
にモルタルを注入して硬化させた後に、この型枠を撤去
する必要があり、作業が煩雑になるという問題がある。 また、特開昭５９−１８５３００号公報に開示された方
法では、シールド内に推進管の推進を容易にするために
、シールドの内径に対して、十分に外径の小さい推進管
を使用する必要がある。しかし、推進管の外径が小さく
なると、シールド内周面と推進管外周面との間隙が大き
くなり、その間隙内に充填されるモルタル等の裏込め剤
量が多くなるという問題がある。また、トンネルの口径
が大きい場合や長い場合には、長尺の推進管をシールド
内に推進させることは容易ではなく、大型の機械等が必
要になる。

【０００４】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あり、その目的は、大口径のシールドの内周面を全長に
わたってライニング管にてライニングした管路を容易に
敷設し得る管路の敷設方法を提供することにある。本発
明の他の目的は、該ライニング管をシールド内に容易に
挿入することができ、しかもシールド内面にほぼ密着し
た状態とされるために、シールドとライニング管との間
隙に充填される裏込め剤量を著しく低減できる管路の敷
設方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の管路の敷設方法
は、各側縁部が相互に係合し得る帯状体を、トンネル内
壁を覆う管状のシールド内に固定された製管機により、
該シールドの端部内を螺旋状に推進させて帯状体の相互
に隣接する各側縁部同士が係合された小径の螺旋管を製
造しつつ、該シールドの端部に所定の長さだけ螺旋管を
挿通する初期製管工程と、該螺旋管における帯状体の先
端部をシールドに固定する固定工程と、前記製管機によ
り該帯状体に推進力を付与し、該螺旋管の相互に係合さ
れた帯状体側縁部同士を滑動させ、該螺旋管を該製管機
の近傍部分を残して順次拡径することにより、シールド
内周面に密着させる拡径工程と、前記製管機を拡径され
た螺旋管から離れる方向へ移動させつつ、該製管機によ
り前記螺旋管に連続する帯状体を該螺旋管に沿って周回
移動させることにより、相互に隣接する帯状体の側縁部
同士を順次係合させて所定長にわたって小径の螺旋管を
製造する製管工程と、該製管機をシールドに固定して、
該製管機により、前記拡径工程と同様にして、該螺旋管
をシールド内周面に密着させる拡径工程と、該螺旋管と
シールドとの間に裏込め剤を充填する裏込め工程と、を
包含してなり、そのことにより上記目的が達成される。

【０００６】

【作用】本発明の管路の敷設方法では、螺旋状に巻回さ
れた場合に相互に隣接する側縁部同士が係合状態とされ
る帯状体と、該帯状体を螺旋管とする製管機とが使用さ
れる。該製管機は、帯状体を螺旋状に巻回する製管部が
、フレームに対して固定されて帯状体を螺旋状に推進さ
せる状態と、製管部がフレームに対して回転して帯状体
を螺旋状に周回移動させる状態とに設定される。

【０００７】本発明の管路の敷設方法では、まず、製管
機によりシールドの口径に対して小径の螺旋管が製造さ
れ、トンネル内壁を覆うシールド内にその螺旋管が所定
の長さにわたって挿通される。該螺旋管はシールドに対
して小径であり、また、比較的短いために、該シールド
内に確実に推進される。シールド内を推進された螺旋管
は、シールドの端部に帯状体が固定された後に、シール
ド内に固定された製管機により、帯状体に推進力が付与
されてシールド内周面に密着されるように拡径される拡
径工程と、螺旋管の周囲に帯状体を周回移動させて小径
の螺旋管を拡径された部分に連続して所定の長さにわた
って製造する製管工程とが、順次繰り返される。これに
より、シールドの全長にわたって、該シールドの内周面
が、該内周面にほぼ密着した螺旋管によりライニングさ
れる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明を実施例について説明する。

【０００９】本発明の管路の敷設方法は、例えば、図１
に示すように、まず、地中に形成されたトンネルの内壁
が、全体にわたって管状のシールド８１により被覆され
る。そして、その後に、該シールド８１内周面が螺旋管
によりライニングされる。

【００１０】本発明の管路の敷設方法では、図２に示す
製管機２０がシールド８１内に配置されて使用される。 該製管機２０は、台車２３上に設けられたフレーム２１
と、該フレーム２１に回転可能に支持された製管部２２
とを有する。台車２３は、各隅部に、車輪２３ａがそれ
ぞれ取り付けられており、各車輪２３ａがシールド８１
の底部を転接する。

【００１１】該台車２３には、牽引ワイヤー３１の一端
が取り付けられており、該牽引ワイヤー３１の他端部が
ウィンチ３２により、巻取られるようになっている。ウ
ィンチ３２による牽引ワイヤーの巻き取りにより、台車
２３は、シールド８１内を軸方向に移動される。

【００１２】フレーム２１は、台車２３に立設された一
対のリング状フレーム部材２１ａと、各リング状フレー
ム部材２１ａの上部間を連結する上部フレーム部材２１
ｂとを有している。各リング状フレーム部材２１ａは、
台車２３の移動方向に適当な間隔をあけて、鉛直状態に
なっている。

【００１３】フレーム２１の上部フレーム部材２１ｂに
は、該フレーム２１全体および台車２３をシールド８１
に対して固定するためのクランプ部材２４が取り付けら
れている。該クランプ部材２４は、例えば、ピストンロ
ッドが上方へ進出するように配設されたエアーシリンダ
ー２４ａと、該エアーシリンダー２４ａのピストンロッ
ド上端部に取り付けられた押圧部材２４ｂとを有してい
る。

【００１４】製管部２２は、フレーム２１における牽引
ワイヤー３１による牽引方向側のリング状フレーム部材
２１ａ内に、ベアリング２１ｃにより回転可能に支持さ
れた支持板２２ａと、フレーム２１における他方のリン
グ状フレーム部材２１ａ内に、ベアリング２１ｄにより
基端部が支持された円筒状のガイド部材２２ｂとを有し
ている。該ガイド部材２２ｂは、先端部が牽引ワイヤー
３１の牽引方向とは反対方向へ、フレーム２１から突出
している。該ガイド部材２２ｂの先端部は、若干拡径し
た状態になっている。

【００１５】該製管部２２における支持板２２ａの外周
部とガイド部材２２ｂの基端部における外周部との間に
は、例えば６本の製管ローラー２２ｇが、周方向に適当
な間隔をあけて、円筒状態に配置された状態で架設され
ている。 各製管ローラー２２ｇは、内部の円柱空間に対して、そ
れぞれ所定の螺旋角を有した状態になっている。

【００１６】製管部２２における支持板２２ａには、駆
動ローラー２２ｃが支持されている。該駆動ローラー２
２ｃは、相互に隣接する製管ローラー２２ｇの間に位置
されて、支持板２２ａの外周部に水平状態に支持されて
いる。該駆動ローラー２２ｃは、該駆動ローラー２２ｃ
の内周側にて支持板２２ａに支持された駆動モーター２
２ｄの動力が、チェーン２２ｅを介して伝達されている
。支持板２２ａには、該駆動ローラー２２ｃの外周側に
適当な間隔をあけて対向した従動ローラー２２ｆが支持
されている。

【００１７】該支持板２２ａにおける外側面の軸心部に
は、スプール２２ｈが支持されている。該スプール２２
ｈは、該製管機２０により螺旋管とされる帯状体１０が
、巻き掛けられる。帯状体１０は、地上に配置された帯
状体ドラムから繰り出され、図示しない捻れ修正装置に
より捻れないようにして、該スプール２２ｈに巻き掛け
られている。該支持板２２ａにおける駆動モーター２２
ｄ等が支持された側部とは反対側の側部には、開口部２
２ｋが設けられており、該開口部２２ｋ内を、スプール
２２ｈに巻き掛けられた帯状体１０が挿通して（矢印Ａ
参照）、駆動ローラー２２ｃと従動ローラー２２ｆとの
間に導入される。そして、該帯状体１０が、各製管ロー
ラー２２ｇに螺旋状に巻き掛けられる。

【００１８】フレーム２１における他方のリング状フレ
ーム部材２１ａ内に基端部が回転可能に支持されたガイ
ド部材２２ｂの基端部近傍には、ブレーキ部材２５が配
設されている。該ブレーキ部材２５は、円筒状のガイド
部材の基端部に巻回されたブレーキベルト２５ａと、該
ブレーキベルト２５ａに、巻き付けられた金属製帯材で
ある調整具２５ｂと、該調整具２５ｂの各端部を接離す
るべく台車２３に取り付けられたブレーキ駆動具２５ｃ
と、を有している。

【００１９】製管機２０に導入される帯状体１０は、図
３に示すような断面形状をしている。該帯状体１０は、
ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート、ポリエステル、あるいはこれらの樹脂を
ガラス繊維で補強した樹脂等の材料により成形される。

【００２０】該帯状体１０は、帯板状の基板１２の背面
に多数の断面Ｔ字状の補強リブ１９が設けられている。 該基板１２の一方の側縁部の背面には、嵌合突条１３が
立設されている。基板１２の他方の側縁部は、嵌合突条
１３が設けられた基板１２の側縁部が係合し得るように
基板１２の厚みだけ背面側に段落ちした段落ち部１４に
なっており、その段落ち部１４には、嵌合突条１３が若
干の間隙を有した状態で嵌入し得る嵌合凹溝１５が設け
られている。

【００２１】このような帯状体１０は、前記製管機２０
により、嵌合突条１３、補強リブ１９、嵌合凹溝１５が
立設された基板１２背面側が外周側になるように、螺旋
状に巻回され、嵌合突条１３が嵌合凹溝１５内の空間に
嵌合されることにより所定径の螺旋管とされる。このと
き、段落ち部１４における側縁部１６が、隣接する補強
リブ１９に係止される。これにより、螺旋状に巻回され
た帯状体１０の側縁部同士は強固に係止され、所定の径
を保持する。

【００２２】前記製管機２０および該帯状体１０を使用
して、本発明の管路の敷設方法は、次のように実施され
る。この管路の敷設方法では、ライニングされるシール
ド８１の一方の端部から所定距離だけ離れた位置に製管
機２０が配置される。そして、製管機２０のクランプ部
材２４におけるエアーシリンダー２４ａが駆動されて、
押圧部材２４ｂが、シールド８１の上部に押し付けられ
る。これにより、該製管機２０は、シールド８１の端部
から所定の距離だけ離れた位置に固定される。また、製
管機２０のブレーキ部材２５におけるブレーキ駆動具２
５ｃが駆動され、調整具２５ｂがガイド部材２２ｂに巻
回されたブレーキベルト２５ａを介して、強く該ガイド
部材２２ｂの周面に圧接される。これにより、ガイド部
材２２ｂがフレーム２１に対して固定された状態になり
、従って、製管部２２全体が、フレーム２１に対して固
定された状態になる。

【００２３】このような状態で、地上に配置された帯状
体ドラムから繰り出される帯状体１０が、図示しない捻
れ修正装置により捻れないように、順次、シールド８１
の製管機２０の配置側とは反対側から該シールド８１内
に導入される。そして、帯状体１０は、該シールド８１
内を挿通された後に、製管機２０のスプール２２ｈに巻
き掛けられて、該製管機２０の駆動ローラー２２ｃと従
動ローラー２２ｆとの間に導入される。駆動ローラー２
２ｃと従動ローラー２２ｆとの間に導入された帯状体１
０は、各製管ローラー２２ｇに転接することにより螺旋
状に巻回される。帯状体１０が、このようにして、各製
管ローラー２２ｇに転接されると、再度、駆動ローラー
２２ｃと従動ローラー２２ｆとの間に導入される。そし
て、製管ローラー２２ｇにて螺旋状に巻回された帯状体
１０の嵌合凹溝１５の空間内へ、新たに製管機２０内へ
導入される帯状体１０における嵌合突条１３が嵌合され
る。 これにより、螺旋状に巻回された帯状体１０の側縁部同
士は強固に係止される。

【００２４】このような状態になると、駆動モーター２
２ｄが駆動されて、図４の（ａ）に示すように、駆動ロ
ーラー２２ｃと従動ローラー２２ｆとの間の帯状体１０
に両ローラー２２ｃおよび２２ｆにより推進力が付与さ
れて、帯状体１０は順次各製管ローラー２２ｇに転接さ
れて、螺旋状に巻回される。螺旋状に巻回された帯状体
１０は、相互に隣接する側縁部同士が係合されることに
より、所定径の螺旋管１０’が、ガイド部材２２ｂ内か
ら、回転しつつ、順次、延出される。そして、製管機２
０にて製造される螺旋管１０’は拡径することなく、所
定の径に維持されて、シールド８１内を推進する。この
とき、螺旋管１０’は、シールド８１に対して小径であ
り、また、その推進距離も比較的短いために、該螺旋管
１０’は円滑にシールド８１内を推進する。

【００２５】図１の（ａ）に示すように、螺旋管１０’
の先端がシールド８１の端部に達すると、製管機２０の
駆動モーター２２ｄが停止される。そして、螺旋管１０
’の先端部を、製管時における螺旋管１０’の回転方向
とは反対方向に回転させることにより拡径して、シール
ド８１の内周面に密着させる。そして、該螺旋管１０’
における帯状体１０先端部をシールド８１の端部に固定
する。

【００２６】このような状態で、製管機２０における駆
動モーター２２ｄは再び駆動され、該製管機２０に帯状
体１０が供給されて、螺旋管１０’を構成する帯状体１
０に推進力が付与される。このとき、螺旋管１０’にお
ける帯状体１０先端部がシールド８１に固定されている
ために、帯状体１０に推進力が付与されると、嵌合凹溝
１５内に挿入されている嵌合突条１３は、該嵌合凹溝１
５内を滑動する。嵌合凹溝１５と該嵌合凹溝１５内に嵌
合された嵌合突条１３とが相互に滑動すると、図１の（
ｂ）に示すように、螺旋管１０’は先端側から順に拡径
される。拡径された螺旋管１０’は、シールド８１内周
面にほぼ密着した状態になる。

【００２７】このようにして、製管機２０の近傍まで、
螺旋管１０’が拡径され、該螺旋管１０’を構成する製
管機２０近傍の帯状体１０が滑動し始めると、製管機２
０における駆動モーター２２ｄが停止される。そして、
製管機２０のクランプ部材２４におけるエアーシリンダ
ー２４ａが駆動されて、押圧部材２４ｂがシールド８１
の上面から離される。また、ブレーキ部材２５における
ブレーキ駆動具２５ｃが駆動されて、ガイド部材２２ｂ
のフレーム２１に対する固定が解除され、製管部２２が
、フレーム２１に対して自由に回転する状態になる。こ
のような状態で、製管機２０の駆動モーター２２ｄが駆
動されるとともに、製管機２０全体が、ウィンチ３２に
より、所定の速度で、牽引される。このとき、該駆動モ
ーター２２ｄにて駆動される駆動ローラー２２ｃおよび
従動ローラー２２ｆが取り付けられた製管部２２全体は
、フレーム２１に対して自由に回転し得る状態になって
おり、また、該製管機２０によりすでに製造された螺旋
管１０’が固定状態になっているために、図４の（ｂ）
に示すように、駆動ローラー２２ｃおよび従動ローラー
２２ｆは、すでに形成された固定状態の螺旋管１０’の
周囲を周回移動する。これにより、帯状体１０は螺旋管
１０’に沿って周回移動して、該螺旋管１０’の側縁部
に帯状体１０の側縁部とが、嵌合凹溝１５および嵌合突
条１３により係合される。そして、製管機２０全体がウ
ィンチ３２の駆動によりワイヤー３１にて牽引されて、
シールド８１内を移動されることにより、図１の（ｃ）
に示すように、拡径された状態の螺旋管１０’に連続し
て、新たに小径の螺旋管１０’が製造される。このとき
、製管機２０には、地上の帯状体ドラムから繰り出され
る帯状体１０が、捻れ修正装置により捻れない状態にさ
れて、順次、製管機２０に供給されている。所定の長さ
にわたって、螺旋管１０’が形成されると、ウィンチ３
２の駆動が停止されるとともに、製管機２０の駆動モー
ター２２ｄの駆動が停止される。このような状態になる
と、製管機２０のクランプ部材２４により製管機２０が
シールド８１内に固定されるとともに、製管機２０のブ
レーキ部材２５により、製管部２２がフレーム２１に対
して固定される。 このような状態で、製管機２０の駆動モーター２２ｄが
駆動され、図４の（ａ）に示す前記拡径工程と同様に、
周回移動しない状態の駆動ローラー２２ｃおよび従動ロ
ーラー２２ｆにより、帯状体１０に推進力が付与されて
、該帯状体１０が螺旋管１０’に順次送給される。これ
により、螺旋管１０’の小径部分が、すでに拡径された
先端部側から順次拡径され、図１の（ｄ）に示すように
、螺旋管１０’がシールド８１内周面に密着する。

【００２８】以下、同様に、製管機２０における製管部
２２がフレームに対して自由回転する状態で、製管機２
０をシールド８１内を移動させることによる小径の螺旋
管１０’を製造する製管工程（図１（ｅ）参照）と、製
管機２０をシールド８１に固定し、かつ製管機２０の製
管部２２をフレーム２１に固定した状態で螺旋管１０’
を拡径する拡径工程（図１（ｆ）参照）とを、所定の長
さにわたって、順次、繰り返すことにより、シールド８
１の全長にわたって、螺旋管１０’が該シールド８１内
周面に密着した状態になり、従って、該螺旋管１０’に
よりシールド８１がライニングされる。このような状態
になると、シールド８１をライニングする螺旋管１０’
から帯状体１０が切断される。

【００２９】このようにして、シールド８１の内周面が
その全長にわたって螺旋管１０’によりライニングされ
ると、該螺旋管１０’の上部に、図５に示すように、軸
方向に所定の間隔をあけて、多数の貫通孔１０ａが形成
される。そして、軸方向の一方の端部に位置する貫通孔
１０ａから、裏込め剤としてモルタルが注入されて、螺
旋管１０’とシールド８１との間に充填される。貫通孔
１０ａから注入されたモルタルは、螺旋管１０’におけ
るリブ１９の間を通流して、該螺旋管１０’の全周に行
き渡るとともに、螺旋管１０’の軸方向へも通流する。 そして、モルタルが注入されている貫通孔に隣接する貫
通孔１０ａからモルタルが流出した状態になると、その
貫通孔１０ａからのモルタルの注入が終了され、モルタ
ルが流出した貫通孔１０ａから、再度、モルタルが注入
される。

【００３０】このような作業が順次繰り返されることに
より、螺旋管１０’とシールド８１との間隙内にモルタ
ルが充填される。そして、充填されたモルタルが硬化す
ることにより、シールド８１内に螺旋管１０’が固定さ
れ、管路が敷設される。

【００３１】なお、上記実施例では、製管機２０全体を
シールド８１の軸方向に移動させるために、牽引ワイヤ
ー３１およびウィンチ３２を使用するようにしたが、螺
旋管１０’の帯状体１０に推進力を付与する際の反力を
利用して移動させるようにしてもよい。ただし、螺旋管
１０’における嵌合凹溝１５と嵌合突条１３とによる係
合部の負荷等を考慮すると、上記実施例のように、牽引
ワイヤー３１およびウィンチ３２、あるいは、他の駆動
牽引手段により移動させることが好ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明の管路の敷設方法は、このように
、小径の螺旋管を製造する製管工程と、製造された小径
の螺旋管を拡径させてシールド内周面にほぼ密着させる
拡径工程とを、順次、繰り返すことにより、トンネル内
壁を覆うシールドをライニングしているために、シール
ドが長い場合や大径の場合にも、確実に該シールドをラ
イニングし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ本発明の管路の敷
設方法の一例を示す工程図。

【図２】本発明の管路の敷設方法の実施に使用される製
管機の一部破断側面図。

【図３】本発明の管路の敷設方法の実施に使用される帯
状体の断面図。

【図４】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ製管機の動作を
説明するためのその要部の斜視図。

【図５】シールドと螺旋管との間隙内への裏込め剤の充
填方法の説明のための要部断面図。

【符号の説明】

１０　　　帯状体 １０’　　螺旋管 １２　　　基板 １３　　　嵌合突条 １５　　　嵌合凹条 ２０　　　製管機 ２１　　　フレーム ２２　　　製管部 ２２ｂ　　ガイド部材 ２２ｃ　　駆動ローラー ２２ｇ　　製管ローラー ２３　　　台車 ２４　　　クランプ部材 ２５　　　ブレーキ部材 ８１　　　シールド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　各側縁部が相互に係合し得る帯状体を
   、トンネル内壁を覆う管状のシールド内に固定された製
   管機により、該シールドの端部内を螺旋状に推進させて
   帯状体の相互に隣接する各側縁部同士が係合された小径
   の螺旋管を製造しつつ、該シールドの端部に所定の長さ
   だけ螺旋管を挿通する初期製管工程と、該螺旋管におけ
   る帯状体の先端部をシールドに固定する固定工程と、前
   記製管機により該帯状体に推進力を付与し、該螺旋管の
   相互に係合された帯状体側縁部同士を滑動させ、該螺旋
   管を該製管機の近傍部分を残して順次拡径することによ
   り、シールド内周面に密着させる拡径工程と、前記製管
   機を拡径された螺旋管から離れる方向へ移動させつつ、
   該製管機により前記螺旋管に連続する帯状体を該螺旋管
   に沿って周回移動させることにより、相互に隣接する帯
   状体の側縁部同士を順次係合させて所定長にわたって小
   径の螺旋管を製造する製管工程と、該製管機をシールド
   に固定して、該製管機により、前記拡径工程と同様にし
   て、該螺旋管をシールド内周面に密着させる拡径工程と
   、該螺旋管とシールドとの間に裏込め剤を充填する裏込
   め工程と、を包含する管路の敷設方法。