JPH04312699A - 管推進方法および装置 - Google Patents

管推進方法および装置

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JPH04312699A
JPH04312699A JP10513191A JP10513191A JPH04312699A JP H04312699 A JPH04312699 A JP H04312699A JP 10513191 A JP10513191 A JP 10513191A JP 10513191 A JP10513191 A JP 10513191A JP H04312699 A JPH04312699 A JP H04312699A
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tube
thrust
relay means
pushing
pipe
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Tokio Nishida
西田 時朗
Hiroshi Ishii
博 石井
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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、地中への管路の構築に
好適な管推進方法および装置に関し、特に管路を規定す
べく推進方向に順次配置された複数の管を元押し装置か
ら発生される推力により推進させる方法および装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】地中に管路を構築するための管推進工法
は、一般に、土砂を掘削するシールド型のトンネル掘削
機と、該掘削機により掘削跡に管を配置すべく複数の管
を掘削機とともに前進させる元押し装置とを用い、元押
し装置の推力を最後部に配置された管に与えることによ
り、掘削機および全ての管を前進させる。しかし、この
公知の管推進工法では、必要な推力が推進させるべき管
の総長さすなわち立坑間の距離に比例して大きくなり、
その結果管に大きな力が作用する。このように管に大き
な力が作用すると、その管が破損するおそれがあるから
、塩化ビニルのような合成樹脂製の管等、圧縮応力特に
軸方向圧縮耐荷力の小さい管の推進工法に適用すること
ができない。これを解決すべく管の軸方向圧縮耐荷力を
高めるために管の肉厚を大きくすると、管が高価になる
【0003】上記の問題を解決すべく、元押し装置の推
力を最後部の管以外の1つの管に与える中押し装置をさ
らに用いた管推進工法が提案されている。この他の管推
進工法は、元押し装置の推力を最後部の管に与えるのみ
ならず、中押し装置により中間の1つの管に与え、それ
により最後部の管に与えられた推力により前記中間の1
つの管より後方の管を推進させるとともに、前記中間の
1つの管に与えられた推力により前方の管と掘削機とを
推進させる。しかし、この他の管推進工法では、掘削機
を推進させるために大きな力が必要であるにもかかわら
ず、掘削機を推進させるための推力を前記前方の管を介
して伝達するから、前記前方の管、特に前記中間の管に
大きな力が作用する。また、中押し装置を介することな
く推力を伝達される前記後方の管の総長さまたは中押し
装置を介して推進を伝達される前記前方の管の総長さが
大きくなると、前記前方の管のうちの最後部の管または
前記後方の管のうちの最後部の管に大きな力が作用する
。このため、この他の管推進工法では、やはり軸方向圧
縮耐荷力の小さい管を推進させることができない。
【0004】軸方向圧縮耐荷力の小さい管を推進させる
方法の1つとして、推進させるべき管内に配置されかつ
該管とほぼ同じ長さを有するケーシングと、該ケーシン
グの周りに配置された推力伝達部材とを用いる管推進工
法が提案されている(実開平2−26696号公報)。 このさらに他の管推進工法は、推力伝達部材を管の内面
に摩擦接触させた状態で、ケーシングを元押し装置によ
り前進させることにより、ケーシングの推力を推力伝達
部材を介して管に伝達し、管を前進させる。しかし、こ
のさらに他の管推進工法では、管へ伝達される推力が伝
達部材と管との間の摩擦力に依存するから、管を前進さ
せるに充分な推力を管に伝達することは難しい。
【0005】
【解決しようとする課題】本発明の目的は、各管に作用
させる推力を小さくし、もって各管を破損することなく
、複数の管を推進させるようにすることにある。
【0006】
【解決手段、作用、効果】本発明の管推進方法は、元押
し装置の推力を中継すべく複数の中継手段を管により規
定される管路内に配置するとともに、中押し手段を、隣
り合う任意な2つの中継手段のうち後方の中継手段から
推力を受けるように配置し、任意な中間の管の後端部と
前記両中継手段のうち前方の中継手段の後端部とを前記
中押し手段で押すことを含む。本発明の管推進装置は、
前記管のうち中間の管を押す中押し装置を含む。該中押
し装置は、元押し装置の推力を中継すべく、管により規
定される管路内に推進方向へ順次配置された複数の中継
手段と、隣り合う任意な2つの中継手段のうち後方の中
継手段から推力を受けかつ任意な中間の管の後端部と前
記両中継手段のうち前方の中継手段の後端部とを押す中
押し手段とを含む。
【0007】元押し装置の推力は、最後部の管と最後部
の中継手段とに伝達される。最後部の管に伝達された推
力は、中間の管より後方の全ての管に次々に伝達される
。これに対し、最後部の中継手段に伝達された推力は、
中押し手段より後方に配置された各中継手段を介して中
押し手段に伝達される。これにより、中押し手段が中間
の管の後端部と前方の中継手段の後端部とを押すから、
推力は、さらに、中押し手段より前方に配置された各管
と中押し手段より前方の中継手段とに分割されて伝達さ
れ、最終的に掘削機に伝達される。このため、複数の中
押し手段を管路の軸線方向に間隔をおいて配置すること
により、各管に作用する力を小さくすることができる。
【0008】本発明によれば、中押し手段により中間の
管の後端部と前方の中継手段の後端部とを押すようにし
たから、各管に作用する推力を小さくすることができ、
したがって管を破損するような大きな推力を各管に作用
させることなく複数の管を推進させることができる。
【0009】さらに、最前部に配置された中継手段で掘
削機を押すようにすることが好ましい。これにより、掘
削機を前進させる推力を最前部の管を介して伝達する場
合に比べ、管に作用する力が小さくなる。さらに、前記
掘削機を前記最前部の中継手段により押す間、前記最前
部の管に伝達された推力が前記掘削機に伝達されること
を防止すべく、前記最前部の管と前記掘削機とを両者が
係合しない状態に維持することを含むことが好ましい。 これにより、掘削機を前進させるための推力が管に作用
することを防止することができる。さらに、前記中押し
手段により前記両後端部を押す間、前記中間の管とこれ
の後に配置された後続の管とを、後続の管に伝達された
推力が前記中間の管に伝達されることを防止すべく、両
者が係合しない状態に維持することを含むことが好まし
い。これにより、後続の管より前方の管を前進させるた
めの推力が後続の管に作用することを防止することがで
きる。
【0010】前記中押し手段は、前記後方の中継手段に
支持されかつ前記前方の中継手段の後端部を押すべく前
記後方の中継手段から前方へ伸びる第1の押圧ヘッドと
、前記中間の管の後端部を押すべく前記後方の中継手段
の前端部に配置された第2の押圧ヘッドとを含むことが
できる。前記第2の押圧ヘッドは前記管路の軸線の周り
に等角度間隔に配置された複数の爪組立体を含むことが
できる。この場合、各爪組立体は、前記中押し手段の前
進時には前記中間の管の後端部と係合する位置にまた該
中押し手段の撤去時には後続の管の前進を妨げない位置
に変位可能とすることができる。前記各中継手段の形状
を円筒状とし、第1の押圧ヘッドを前記後方の中継手段
の前端部から前記爪組立体を前記管路の中心の側に迂回
して前方へ伸ばすことができる。
【0011】
【実施例】図1に示す管推進装置10は、元押し装置1
2と、土砂を掘削する掘削機14と、該掘削機の後方に
順次直列的に配置された複数の管16により規定される
中押し装置18と、元押し装置により発生された推力を
最後部に配置された管16と中押し装置18とに伝達す
る推力伝達装置20とを含む。
【0012】元押し装置12は、同期して作動される複
数の多段ジャッキ21と、各ジャッキ21の作動により
往復移動される押し輪すなわちスライダ22と、該スラ
イダの移動を規制するガイドレール23とを含む。元押
し装置12は、たとえば、特開昭60−219395号
公報等により周知であるから、その詳細な説明は省略す
る。元押し装置12は、発進用立坑24内に配置されて
いる。立坑24内には、反力壁25が構築されている。
【0013】掘削機14は、元押し装置12の推力によ
り到達用立坑に向けて前進されつつ、土砂を掘削する既
知のシールド型トンネル掘削機である。このような掘削
機はたとえば特開昭63−189596号公報等により
周知であるから、その詳細な説明は省略する。掘削機1
4の後端面には緩衝部材26(図1および2参照)が取
り付けられている。
【0014】各管16は、円形の断面形状を呈しており
、また隣り合う管の端部を補強するためのカラー28を
受け入れる段部を両端部外周面に有する。各管16は、
塩化ビニルのような合成樹脂製とすることができる。
【0015】中押し装置20は、管路が延長されること
により順次管路内に配置される筒状の複数の中継体30
と、所定の中継体30に取り付けられ、またその中継体
から推力を受け、さらに中間の1つの管16と中間の1
つの中継体30とを押す複数の中押し機構32と、中押
し装置20を撤去するときに用いる複数のロッド34と
を含む。
【0016】各中継体30は、管16の内径よりやや小
さい外径を有する金属パイプからなる。各中継体30の
両端部外周面には、これが所定の管16内に配置された
とき、当該中継体30を管16と同軸的に維持する複数
の補助部材36が取り付けられている。各補助部材36
は、所定の管16内に配置されたとき、中継体30の内
面に滑動可能に当接される。
【0017】図2および6に示すように、最初に配置さ
れる中継体30の前端部は、内側に取り付けられたリン
グ38により補強されている。リング38は、最初の一
対のロッド34の先端部をナット40により取り付ける
一対の取付部42を有する。
【0018】他の複数の中継体30は、図3にその1つ
を代表して示すように、その前段の中継体の後端部内側
に受け入れられる複数の駒すなわち片44を前端部に有
する。片44は、中継体30の軸線の周りに等角度間隔
に配置されており、また前段の中継体に受け入れられる
ことにより隣り合う中継体がその半径方向へ相対的に変
位することを防止する。
【0019】各中押し機構32は、隣り合う2つの中継
体30のうち、前方の中継体30の後端面を押すべく後
方の中継体30の前端部から前方へ伸びる第1の押圧ヘ
ッド46と、中間の管16の後端面を押すべく後方の中
継体30の前端部に配置された第2の押圧ヘッド48と
を含む。
【0020】図4,7,8および9に示すように、第1
の押圧ヘッド46は、中継体30の内径より小さい外径
を有する筒状部50と、該筒状部の後端部外周に形成さ
れたフランジ状の基部52と、筒状部50の前端部外周
に形成されたフランジ状の押圧部54と、押圧部54に
取り付けられた複数の片56と、ロッド34が滑動可能
に貫通する穴を有する一対のブラケット58と、基部5
2に固定された複数のリブ60とを備える。
【0021】第1の押圧ヘッド46は、基部52および
リブ60において中継体30の先端部内側に固定されて
いる。片56は、片42と同じ作用をするように、押圧
部54から前方へ伸びており、また前段の中継体30の
後端部に受け入れられて片42と同じ作用をする。この
ため、中押し機構32が取り付けられた中継体30は、
前記した片42を有していない。ブラケット58は、筒
状部50の内側に取り付けられている。
【0022】第2の押圧ヘッド48は、図7に示すよう
に、第1の押圧ヘッド46の筒状部50の軸線の周りに
等角度間隔に配置された複数の爪組立体62を含む。各
爪組立体62は、図9に示すように、第1の押圧ヘッド
46の、筒状部50、基部52および押圧部54により
規定される空間内に配置されている。
【0023】各爪組立体62は、図8および9に示すよ
うに、筒状部50の周りに間隔をおいて配置されかつ前
後方向へ伸びる複数の支持部材64と、該支持部材の隣
りを前後方向へ伸びる複数の爪66と、該爪の後端部を
中継体30の接線方向へ伸びる軸線の周りに回転可能に
支持部材64に支持させるシャフト68と、爪66の先
端部を互いに連結する片70と、爪66をシャフト68
の周りに回転させるべく爪66を付勢するばね72とを
備える。
【0024】各支持部材64は、第1の押圧ヘッド46
の、筒状部50、基部52および押圧部54により規定
される空間内を互いに平行に中継体30の軸線方向へ伸
びるように、筒状部50、基部52および押圧部54に
固定されている。このため、第1の押圧ヘッド46は、
これが取り付けられた中継体30の前端部から、第2の
押圧ヘッド48、特に爪組立体62を中継体30の中心
の側に迂回して前方へ伸びるように、基部52において
中継体30の先端部内側に取り付けられている。
【0025】各爪66は、これの後端部にシャフト68
を受け入れるボス部を備える。各ボス部は、各爪66が
開いているときすなわち爪66が図9に実線で示す位置
へ回転されているとき、中継体30の先端面に当接する
ストッパ部74と、各爪66が閉じているときすなわち
図9に2点鎖線で示す位置に回転されているとき、中継
体の先端部内面に当接するストッパ部76とを有する。
【0026】ばね72は、板ばねであり、また支持部材
64の先端と片70の後端との間に配置されている。こ
のため、片70とばね72との係合位置が支持部材74
およびばね72の係合部位と爪66の回転中心とを結ぶ
線の延長線より半径方向外方であると、すなわち爪66
が図9に実線で示す位置の側に回転されていると、ばね
72の力は爪66をさらに開くように爪66に作用する
。これに対し、片70とばね72との係合位置が前記延
長線より内方であると、すなわち爪66が図9に2点鎖
線で示す位置の側に回転されていると、ばね72の力は
爪66を閉じるように爪66に作用する。
【0027】使用時、爪66は図9に実線で示す開いた
状態に配置される。これに対し、中押し装置20を撤去
すべく、中押し装置20が後退されると、爪66の背面
が中継体30の先端部に当接することにより、爪66は
、図9に2点鎖線線で示す位置に回転されて閉じる。
【0028】各支持部材64は、爪66が図9に実線で
示す位置から図9に2点鎖線で示す位置へ回転するとき
に、片70が当接することを防止するすなわち片70の
逃として作用する切欠部64aを有する。
【0029】各カラー28と管16との間には、その一
部を図9に代表して示すように、止水用のシール材78
が配置される。また、隣り合うロッド34は、コネクタ
80により互いに連結される。中押し機構32のブラケ
ット58に挿通された各ロッド34には、一連のロッド
が後方へ引かれたとき、対応するブラケット58に当接
するストッパ82が取り外し可能に取り付けられている
【0030】推力伝達装置20は、元押し装置12から
の推力を受け、これを最後部に配置された管16と最後
部に配置された中継体30とに分割して伝達する。
【0031】推進時、先ず、掘削機14を所定距離前進
させる工程が行われる。このため、元押し装置12の推
力がスライダ20から掘削機14の後端面に推力伝達装
置20および緩衝部材78を介して伝達される。これに
より、掘削機14は、地盤を掘削しつつ前進される。
【0032】掘削機14による所定長さの掘削が終了す
ると、最初のカラー28が掘削機14の後端部に配置さ
れ、最初のロッド34を取付部42に取り付けた最初の
管16と、最初の中継体30とが最初のカラー28の後
に配置された後、元押し装置12の推力が最初の管16
と最初の中継体30とに伝達される。
【0033】掘削機14が前進される間、最初の中継体
30は最初のカラー28の被押圧面に当接されるが、最
初の管16は最初のカラー28の被押圧面から図2に示
す所定の間隔L1 をおくように維持される。これによ
り、掘削機14は最初の中継体30から推力を受けて地
盤を掘削しつつ前進されるが、掘削機14を前進させる
推力は最初の管30に作用しない。間隔L1 はその後
も所定の値に維持される。間隔L1 は、たとえば、適
宜な長さを有する管16および中継体30を選択するこ
とにより、適宜な値に調節することができる。
【0034】次いで、新たな、カラーと管とを最後部の
管の後に、また新たな中継体を最後部の中継体の後にそ
れぞれ配置し、新たなロッドをコネクタ80で最後部の
ロッドの後端部に連結した後、元押し装置12の推力を
新たな管および新たな中継体30に伝達する第1の工程
が所定回繰り返される。これにより、複数の管16が掘
削機14による掘削跡に順次配置される。
【0035】新たな管16と新たな中継体30とは、最
初の管16と最初のカラー28との間すなわち最前部の
管16と最前部のカラー28との間に前記した間隔L1
 を常に維持する長さに選択される。このため、各管1
6は、これを前進させる推力は受けるが、掘削機14を
前進させる推力は受けない。
【0036】所定数の管16が配置されると、ストッパ
82を最後部のロッド34に取り付け、さらに管16と
、中押し機構32を有する中継体30と、カラー28と
を所定の状態に配置し、ロッド34を最後部のロッドに
連結した後、元押し装置12の推力を最新の管と最新の
中継体とに伝達する第2の工程が行われる。
【0037】ストッパ82は、推進装置を撤去するとき
に用いられ、また一連のロッド34を所定距離L3 後
方へ移動させたとき、中押し機構32のブラケット58
に当接する位置に解除可能に固定される。ストッパ82
は、これを取り付けるロッドに予め取り付けておいても
よい。
【0038】図4および9に示すように、中押し機構3
2は、その第1の押圧ヘッド46で前方の中継体の後端
面を押しかつ第2の押圧ヘッド48で前方の管の後端面
をカラー28を介して押すように配置される。これによ
り、元押し装置12の推力が中押し機構32により分割
され、最新の管より前方の管および最新の中継体より前
方の中継体は中押し機構32により中押し機構32とと
もに前進される。
【0039】中押し機構32が前進される間およびこれ
以後、前記した間隔L1 が所定の値に維持されるとと
もに最新の管と最新のカラーとの間の間隔L2 (図4
参照)が所定の値に維持される。このため、掘削機14
は最初の中継体30から推力を受け、掘削機14を前進
させる推力は最初の管30に作用しない。間隔L2 も
、たとえば、適宜な長さを有する管および中継体を選択
することにより、適宜な値に調節することができる。
【0040】また、中押し機構32が前進される間およ
びこれ以後、爪66のストッパ部74は、中継体30の
先端面に当接される。このため、爪66がそれ以上開く
ことはなく、推力は確実に伝達される。
【0041】その後、新たなカラーおよび管を最後部の
管の後に配置し、中押し機構32を取り付けていない中
継体を最後部の中継体の後に配置し、最新のロッドを最
後部のロッドに連結した後、元押し装置の推力を最新の
管および中継体に伝達する工程を所定回繰り返す第1の
工程と、その後、新たなカラーおよび管を最後部の管の
後にまた中押し機構32を備えた中継体を最後部の中継
体の後にそれぞれ配置し、最新のロッドを最後部のロッ
ドに連結した後、元押し装置の推力を最新の管および最
新の中継体に伝達する第2の工程とを所定回繰り返す。
【0042】上記の第1および第2の工程を繰り返す間
、管を前進させる推力は複数の管からなる群に分けられ
て伝達され、また、前記した間隔L1 およびL2 は
所定の値に維持される。このため、各管に大きな推力が
作用することはない。間隔L2 およびL3 は、後述
するように、前方の中押し機構32に対応する間隔ほど
、短い値に選択されている。
【0043】発進用立坑24と到達用立坑との間への管
の敷設が終了すると、最前部の中押し機構の爪が閉じる
まで、一連のロッド34が後退される。これにより、最
前部の中押し機構に対応するストッパ82が対応するブ
ラケット58に当接するから、その最前部の中押し機構
が後退され、その爪が後方の中継体の先端面に当接して
閉じる。このとき、後方の中押し機構に対応するストッ
パは対応するブラケットに当接せず、したがって後方の
中押し機構の爪は開いた状態を維持する。
【0044】その状態で、最前部の距離L2 をゼロに
すべく、元押し装置12がさらに作動される。これによ
り、2番目以降の中押し装置が前進されるとともに、最
前部の中押し機構より後方の管が前進されるから、最前
部の中押し機構より後方の管が前方の管に接続される。
【0045】その後、爪が開いている中押し機構のうち
最前の中押し機構の爪が閉じるまで、一連のロッド34
を後退させた後、その最前の中押し機構に対応する間隔
L2がゼロになるまで、元押し装置12をさらに作動さ
せる工程が繰り返される。これにより、全ての管が接続
される。
【0046】全ての管が接続されると、管推進装置が撤
去される。これに先立って、これと同時に、またはこの
後に、掘削機が到達用立坑の側において撤去される。管
推進装置の撤去作業は、たとえば、中継体およびロッド
を1組ずつ発進用立坑の側に引き出し、それを分解する
ことにより行われる。
【0047】各間隔L2 は、当該間隔L2 より前の
各間隔L2 をゼロにすべく管を前進させたとき、対応
する中押し機構32の爪66に当接しない値に選択され
ている。また、各間隔L3 は、一連のロッドを後方へ
移動させたとき、前段の中押し機構32の爪66が閉じ
ても、対応する中押し機構32の爪66が開いた状態を
維持する値すなわち爪66の後端面が中継体の前端部に
当接しない値に選択されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の管推進装置の一実施例を示す断面図で
ある。
【図2】図1における2の部分の拡大断面図である。
【図3】図1における3の部分の拡大断面図である。
【図4】図1における4の部分の拡大断面図である。
【図5】図1における5の部分の拡大断面図である。
【図6】図2における6−6線に沿って得た断面図であ
る。
【図7】図4における7−7線に沿って得た断面図であ
る。
【図8】図7における8の部分の拡大断面図である。
【図9】図8における9−9線に沿って得た断面図であ
る。
【符号の説明】
10  管推進装置 12  元押し装置 14  掘削機 16  管 18  中押し装置 28  カラー 30  中継体(中継手段) 32  中押し機構(中押し手段) 34  ロッド 46  第1の押圧ヘッド 48  第2の押圧ヘッド 62  爪組立体

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  管路を規定すべく推進方向に順次配置
    された複数の管を元押し装置により発生される推力によ
    り推進させる方法であって、前記元押し装置の推力を中
    継すべく複数の中継手段を前記管路内に配置するととも
    に、中押し手段を隣り合う任意な2つの中継手段のうち
    後方の中継手段から推力を受けるように配置し、任意な
    中間の管の後端部と前記両中継手段のうち前方の中継手
    段の後端部とを前記中押し手段で押すことを含む、管推
    進方法。
  2. 【請求項2】  さらに、最前部に配置された中継手段
    で掘削機を押すことを含む、請求項1に記載の管推進方
    法。
  3. 【請求項3】  さらに、前記掘削機を前記最前部の中
    継手段により押す間、前記最前部の管に伝達された推力
    が前記掘削機に伝達されることを防止すべく、前記最前
    部の管と前記掘削機とを両者が係合しない状態に維持す
    ることを含む、請求項2に記載の管推進方法。
  4. 【請求項4】  さらに、前記中押し手段により前記両
    後端部を押す間、前記中間の管とこれの後に配置された
    後続の管とを、前記後続の管に伝達された推力が前記中
    間の管に伝達されることを防止すべく、両者が係合しな
    い状態に維持することを含む、請求項1〜4のいずれか
    1項に記載の管推進方法。
  5. 【請求項5】  管路を規定すべく推進方向へ順次配置
    された複数の管を元押し装置により発生される推力によ
    り推進させる装置であって、前記管のうち中間の管を押
    す中押し装置を含み、該中押し装置は、前記元押し装置
    の推力を中継すべく前記管路内に前記推進方向へ順次配
    置された複数の中継手段と、隣り合う任意な2つの中継
    手段のうち後方の中継手段から推力を受けかつ任意な中
    間の管の後端部と前記両中継手段のうち前方の中継手段
    の後端部とを押す中押し手段とを含む、管推進装置。
  6. 【請求項6】  最前部の中継手段は掘削機を押すべく
    配置される、請求項5に記載の管推進装置。
  7. 【請求項7】  前記中押し手段は、前記後方の中継手
    段に支持されかつ前記前方の中継手段の後端部を押すべ
    く前記後方の中継手段から前方へ伸びる第1の押圧ヘッ
    ドと、前記中間の管の後端部を押すべく前記後方の中継
    手段の前端部に配置された第2の押圧ヘッドとを含む、
    請求項5または6に記載の管推進装置。
  8. 【請求項8】  前記第2の押圧ヘッドは前記管路の軸
    線の周りに等角度間隔に配置された複数の爪組立体を含
    み、各爪組立体は、前記中押し手段の前進時には前記中
    間の管の後端部と係合する位置にまた該中押し手段の撤
    去時には後続の管の前進を妨げない位置に変位可能であ
    る、請求項7に記載の管推進装置。
  9. 【請求項9】  前記各中継手段は円筒状の形状を有し
    ており、第1の押圧ヘッドは、前記後方の中継手段の前
    端部から、前記爪組立体を前記管路の中心の側に迂回し
    て前方へ伸びる、請求項8に記載の管推進装置。
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