JPH0522036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は掘進機の後端に直列に接続した多数
の推進管の後端を立坑内に設けた元押し装置によ
り押して、これらを土中に推進させる推進工法に
おいて、これらの管路並びに掘進機の位置や方向
を測定する、極めて精度の高い位置測定法に関す
るものである。

（従来の技術） この掘進機の後端に接続した推進管の位置は、
この推進管内で、又はこの推進管内にこの管路と
平行に設けた小径の位置計測管内で、ジヤイロ及
び傾斜計を搭載した自走式の台車を上記管路の軸
方向に沿つて一定速度以上で走らせ、このジヤイ
ロ及び傾斜計により方位角、傾斜角及び台車の走
行距離を計る距離計から得られる走行距離を連続
的に検出し、これらの検出データから演算器を用
いて上記台車の移動軌跡を求め、この移動軌跡か
ら上記推進管の位置を測定しつつ計画線に沿つて
これらの管を埋設していく。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこの方法においては、発進基地と
しての立坑から最前部の推進管内までの間しか台
車は走行できない。この推進管の前部には掘進機
があるが、この内部はカツター装置、掘削土砂搬
送装置等があり、上記位置計測管を入れたり、上
記台車を直に走らせるスペースがない。従つてこ
の計測方法では先端部の掘進機の位置や、前端部
の方向制御部の方向等が正確に測定できないもの
であり、それ故計画線に沿つた精度の高い管埋設
が仲々実現出来なかつた。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明は上記自走式の台車を用いての
推進管の管路位置測定に加え、掘進機の位置方向
及び方向制御部の方向等をも測定できる推進管路
の位置測定方法を提供し、これにより計画線に沿
つた精度の高い管埋設を行えるようにしたもので
ある。即ち、この発明は掘進機を長手方向に複数
分割してこれらの接続部を夫々三個以上のシール
ドジヤツキ及びで接続し、これらの各シールドジ
ヤツキや各目開き固定ジヤツキのピストンのスト
ローク長の差を出すことにより方向制御を行いか
つこれらのピストンのストローク長を測ることに
より掘進機自体の位置、方向角度等を計測し、上
記自走式の台車による推進管路の位置測定と合わ
せて埋設中の管路及び掘進機の位置及び方向を出
すものである。

そしてこの発明の具体的構成は、先端に掘進機
を設けて前方の土を掘削しつつこの掘進機の後端
に直列に接続した複数の推進管の後端を立坑から
押圧する工法において、上記掘進機は管体を長手
方向に複数分割し、これらの各隣接する分割管体
は、管体の内周に沿つて適宜間隔に設けた三個以
上のシールドジヤツキ又は目開き固定ジヤツキに
より接続し、上記各推進管内にこれと平行して設
けた位置測定管内に、ジヤイロ及び傾斜計を搭載
した自走式台車を管の軸方向に走らせ、この台車
の移動軌跡により上記推進管の位置、方向を求
め、これらを基にして上記掘進機の各ジヤツキの
ピストンのストローク長を測ることにより掘進機
先端の方向、位置及び管路全体の位置を測定する
ものであり、より具体的にはこの各ジヤツキのピ
ストンのストローク長は各ジヤツキのシリンダー
から突出したピストンの突出長を適宜の方法で測
り、掘進機の管体内周に沿つて適宜間隔に設けた
各ジヤツキの突出長の差によつて掘進機の各分割
管体の方向を検出し、また予め測定した掘進機の
全長により、上記自走式台車により求めた管路先
端位置を基にして、掘進機の各分割管体の位置及
び先端部の位置を求めるものである。

（作用） 上記掘進機は埋設する推進管の先端につけてこ
れを立坑から元押し装置により押圧し、土中に推
進させていく。そして立坑内で順次推進管を、埋
設した推進管の後端に押し当てて、直列状に推進
管を多数つなげて推進、埋設していく。この際掘
進機先端のカツターにより前方の土砂を削りつつ
前端部の分割管体を後部の分割管体からシールド
ジヤツキで前方に押し出し、その後立坑から元押
し装置により上記後部の分割管体及び直列状に連
らなつた推進管を押し、前端部の分割管体と後部
の分割管体の接続部分を収縮させ、再び前端部を
前方へ押し出す・これを繰り返して掘進機及び推
進管を前進させていく。またこの掘進機が方向変
更又は曲線推進する場合、上記複数個の各シール
ドジヤツキ又は各目開き固定ジヤツキのピストン
のストローク長に差をつけて各分割管体を軸方向
に対して曲げることにより掘進機が折れ曲がり、
曲線推進できる。この曲線推進は上下左右いずれ
の方向にも行える。

（実施例） 以下この発明の実施例を図について説明する。
まずこの発明の測定法に使用する掘進機を第１図
乃至第７図について説明すると、１は略筒体から
成る掘進機本体で、この掘進機本体１は筒体の長
手方向に分割して前端部１ａ、本体部１ｂ、後端
部１ｃから成り、これらの各接続部は一方の端部
が他方の端部外周に重ね合わさるソケツト状にな
つており、これらの接続部は筒体の軸方向に揺動
自在となつている。２はこの前端部１ａと本体部
１ｂとの接合部の重合部箇所に介在されたシール
材であり、本体部１ｂと後端部１ｃとの接合部も
同様の防水材を介在させている。３はこの前端部
１ａと本体部１ｂとを接続するシールドジヤツキ
で、このシールドジヤツキ３は前端部１ａ内周に
設けた軸受３ａと本体部１ｂ内周に設けた軸受３
ｂとに両端を軸支して、筒体の内周に沿つて間隔
をあけて四個設けられている。４は本体部１ｂと
後端部１ｃとを接続する目開き固定ジヤツキで、
この目開き固定ジヤツキ４は本体部１ｂの内周に
設けた軸受４ａと後端部１ｃ内周に設けた軸受４
ｂとに両端を軸支して、これらの筒体の内周に沿
つて間隔をあけて四個設けられている。５は前端
部１ａ内に設けられた、中空部を軸方向に塞ぐ隔
壁、６はこの隔壁５の中央孔５ａを貫通して前端
部１ａに設けたカツター本体、７はこのカツター
本体６の軸先端に固定した回転刃で、この回転刃
７は前端部１ａ先端に突出している。８はこの回
転刃７の中央先端に設けた泥漿材吐出口、９は前
端部１ａ内のカツター本体６両側に設けたカツタ
ーホイール駆動装置、１０は上記隔壁５の下部孔
５ｂに一端を対向させ、他端を本体部１ｂ内、上
部に支持させたスクリユーコンベアー、１１はこ
のスクリユーコンベアー１０の上記他端に設けた
駆動油圧モータ、１２はこのスクリユーコンベア
ー１０の上記他端の下方に設けた土砂タンクで、
この土砂タンク１２は上記スクリユーコンベアー
１０の他端内部と挿通している。１３はこの土砂
タンク１２の後部に設けた土砂圧送ポンプで、こ
の土砂圧送ポンプ１３は、前方へ設けたシリンダ
ー１３ａからピストン１３ｂを上記土砂タンク１
２内に出入りさせるものである。１４は上記土砂
タンク１２の前部、即ち土砂圧送ポンプ１３と反
対側に設けた土砂圧送パイプで、この土砂圧送パ
イプ１４はＵ字状に折曲して本体部１ｂから後端
部１ｃへと伸びている。また上述の掘進機本体１
の後端部１ｃは内部に諸部材を設けており、必要
により長手方向に分割接続され、各接続部は軸方
向に揺動自在となつている。

この実施例の掘進機本体１を用いて管を埋設す
るには、第８図に示す如く地表面２０から垂直に
掘つた立坑２１の一側から上記掘進機本体１を土
中に入れ、この掘進機本体１のカツターホイール
駆動装置９を作動させ、回転刃７を駆動回転させ
て、前方の土を削り進むとともに掘進機本体１の
シールドジヤツキ３のピストンを伸ばして掘進機
本体１の前端部１ａを土中に進ませる。そしてこ
のピストンのストロークがいつぱいに伸びた後、
上記回転刃７の回転を止め、立坑２１に設けた元
押しジヤツキ２２で、上記掘進機本体１に接続し
た推進管２３の後端部を押していく。これにより
掘進機本体１のシールドジヤツキ３のピストンは
収縮し、前端部１ａに本体部１ｂが接近して当接
するまで本体部１ｂ、後端部１ｃ及び推進管２３
が土中に推進する。そしてこの推進管２３が土中
に入ると次の推進管２３をこの推進管２３の後端
部に押し当てて、上記と同様な操作を繰り返す。
またこれらの推進管２３を接続する毎に、上記掘
進機本体１の土砂圧送パイプ１４の後端と接続し
た土砂圧送パイプ１４′を接続していき、先端の
掘進機本体１の回転刃７により掘削された掘削土
は泥漿材吐出口８から吐出された泥漿材が混ざつ
てゲル状となり、隔壁５の下部孔５ｂに達し、こ
こからスクリユーコンベアー１０によつて土砂タ
ンク１２に搬送される。そして土砂圧送ポンプ１
３を作動させることによりピストン１３ｂに押さ
れて土砂圧送パイプ１４に入る。この様にして土
砂圧送パイプ１４及び１４′を通つて立坑２１に
搬出し、この立坑２１から上記土砂圧送パイプ１
４′につづく排出管２４を介して地上に排出する。
この土砂は泥漿材を混ぜてゲル状にして流動性を
良くすることにより、土砂圧送パイプ１４内をつ
まらせずに長い距離でも搬送できるものである。

さらに曲線推進する場合にはまず、前端部１ａ
と本体部１ｂとの接続部分の各シールドジヤツキ
３をストローク差をつけて前方へ押し出し、本体
部１ｂに対し前端部１ａを所望の方向に曲げる。
そして立坑側から元押しジヤツキ２２で推進管２
３の後端を押し、前端部１ａと本体部１ｂとの接
続部分を収縮させて本体部１ｂ以下を推進させ、
本体部１ｂと後端部１ｃとの接続部分が曲線箇所
にくると各目開き固定ジヤツキ４を動作させ、上
記曲線箇所に沿つて各目開き固定ジヤツキ４のス
トローク差を出し、これを維持、固定させて当該
曲線箇所を通過させる。

次にこの推進工法における埋設途中の管路の位
置測定方法を第９図に基づいて説明する。

上記推進管２３内に、これらの推進管２３と平
行に小径の位置計測管２５を設け、この位置計測
管２５内でジヤイロ及び傾斜計を搭載した自走式
台車１９を走らせる。この位置計測管２５の一端
は上記掘進機本体１の後端部１ｃ内まで伸びてお
り他端は立坑２１内に設けた発進ステーシヨン２
６に接続されている。そしてこの自走式台車１９
の後端にケーブル２７の一端を取り付け、このケ
ーブル２７の他端は立坑２１内の適宜のガイドロ
ール２８及び測長器２９に通してケーブル巻取機
３０のドラム３０ａに固定する。そしてこのケー
ブル巻取機３０と接続したコントロールボツクス
３１において、自走式台車１９の駆動モータの始
動ボタンを押すと、上記ケーブル２７を介して自
走式台車１９の駆動モータが駆動し、自走式台車
１９は上記発進ステーシヨン２６から走り出し、
上記位置計測管２５内を走る。この自走式台車１
９の走行によつて上記ケーブル巻取機３０のドラ
ム３０ａからケーブル２７が繰り出され、その繰
り出し長を測長器２９で測る。そしてこの位置計
測管２５内を走る台車１９に搭載したジヤイロが
その場その場の方向を、また傾斜計が傾斜度合を
夫々検出し、上記測長器２９及び台車１９又はコ
ントロールボツクス３１に設けた加速度計及び演
算器（図示省略）により、その場その場の位置を
連続的に計測していく。この計測はコントロール
ボツクス３１内に設けた記録装置に記録され、必
要に応じて、コントロールボツクス１５に接続し
たデイスプレー装置としてのCRT３２に映し出
すことができ、またプリンター３３で印字し、図
表として取り出すものである。この様にして自走
式台車１９が位置計測管２５の一端部に到ると、
該箇所に設けた接触子（図示省略）に自走式台車
１９の反転用スイツチ３４が当り、これにより駆
動モータ及びケーブル２７のケーブル巻取機３０
のドラム３０ａが反転し、ケーブル２７がケーブ
ル巻取機３０に巻き取られつつ自走式台車１９は
立坑２１内の発進ステーシヨン２６まで戻る。こ
の様にして自走式台車１９の走行軌跡を自動的か
つ連続して検出し、これにより推進管２３の管路
及び掘進機本体１の後端部１ｃの位置を測定す
る。そして掘進機本体１の本体部１ｂ及び前端部
１ａは、上記各シールドジヤツキ３及び各目開き
固定ジヤツキ４のピストンのストローク長を測定
し、各シールドジヤツキ３間のストローク長差及
び各目開き固定ジヤツキ４間のストローク長差に
より掘進機本体１の後端部１ｃに対する本体部１
ｂの傾き具合い及び本体部１ｂに対する前端部１
ａの傾き具合いを検出し、掘進機本体１の全長を
これに加えれば、掘進機本体１の前端部１ａの位
置及び方向が分かる。この様にして掘進機及び管
路の位置及び掘進機先端の方位、傾斜角を測定す
るものである。

（発明の効果） この発明は以上の構成であり、従来の埋設途中
の管路内に自走式台車を走らせ、これに搭載した
ジヤイロ及び傾斜計により方位角及び傾斜角、及
び走行距離を連続的に検出し、これらの検出デー
タから演算器を用いて上記台車の移動軌跡を設
け、この移動軌跡から管路の位置を測定する方法
においては、この自走式台車の走行範囲に限度が
あり、埋設管先端の掘進機の位置及び掘進機先端
の方向制御部の方向が的確に測定できなかつた
が、この発明の方法によれば、極めて正確にこの
掘進機の位置及び方向が測定でき、計画線に沿つ
たより精度の高い管埋設が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる掘進機本体の断面側
面図、第２図は同正面図、第３図は第１図のＡ−
Ａ線断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線断面図、
第５図イはこの発明に用いる掘進機本体の前部の
断面平面図、第５図ロはこの発明に用いる掘進機
本体の接続部を示す説明図、第６図はこの発明に
用いる掘進機本体の土砂タンク箇所の詳細断面側
面図、第７図は第６図のＣ−Ｃ線断面図、第８図
はこの発明を使用した推進工法を示す説明断面
図、第９図はこの発明の管路の位置測定方法を示
す説明図である。 なお図中１は掘進機本体、１ａは前端部、１ｂ
は本体部、１ｃは後端部、３はシールドジヤツ
キ、４は目開き固定ジヤツキ、６はカツター本
体、７は回転刃、１９は自走式台車、２１は立
坑、２２は元押しジヤツキ、２３は推進管、２５
は位置計測管、２６は発進ステーシヨン、２７は
ケーブル、２９は測長器、３０はケーブル巻取機
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 先端に掘進機を設けて前方の土を掘削しつつ
   この掘進機の後端に直列に接続した複数の推進管
   の後端を立坑から押圧する工法において、上記掘
   進機は管体を長手方向に複数分割し、これらの各
   隣接する分割管体は、管体の内周に沿つて適宜間
   隔に設けた三個以上のシールドジヤツキ又は目開
   き固定ジヤツキにより接続し、上記各推進管内に
   これと平行して設けた位置測定管内に、ジヤイロ
   及び傾斜計を搭載した自走式台車を管の軸方向に
   走らせ、この台車の移動軌跡により上記推進管の
   位置、方向を求め、また上記掘進機の各ジヤツキ
   のピストンの突出長を測り、掘進機の管体内周に
   沿つて設けた上記各シールドジヤツキ又は各目開
   き固定ジヤツキのピストンの突出長の差によつて
   掘進機の各分割管体の方向を検出し、これと予め
   測定した掘進機の全長により、上記自走式台車に
   より求めた推進管先端の位置を基にして掘進機先
   端部の位置、方向、及び管路全体の位置を測定す
   ることを特徴とする、管埋設工法における位置測
   定法。