JPH0585718B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地中円弧推進工法、特に短スパンの円
弧推進が可能な工法に関する。

〔従来の技術および解決すべき課題〕

ガス管、水道管等を埋設するに当り、非開削法
によつて埋設管を堀削推進させる工法が知られて
いる。

この種の工法では削進方向線上に埋設物や河川
等の障害物がある場合、管をその障害物の下方を
円弧状に削進させる必要があり、このためには管
を曲り掘りさせることが必要となる。

従来、曲り掘りが可能な装置ないしは堀削方式
として、以下のようなものが知られいる。

刃口とケーシングの間に複数の油圧ジヤツキ
を設けて刃口の向きを変えて曲り掘りを行う方
式。

ケーシングの先端に刃口を揺動させるジヤツ
キを組み込んだパイロツトヘツドで曲り掘りを
行う方式。

先端にベンド部が形成されたダイナドリルを
堀削用の内管に挿入して内管先端から先行堀削
し、しかる後このドリルに沿わせて内管および
外管を前進させることにより曲り掘りを行う方
式。

しかし、上記の方式では、長手方向に短い刃
口を油圧シリンダーで修正するため土圧によつて
は修正困難な場合がある。また上記の方式で
は、長いパイロツトヘツドであることから前記
の方式の問題は解決されるが、パイロツト管とパ
イロツトヘツドがヒンジ組手で接続されているた
めに、刃口の受ける土圧により孔曲りを生じやす
く、したがつて頻繁に孔曲り修正を行う必要があ
り、堀削能率を落とすことになる。しかも、この
方式では先端部に油圧シリンダー、曲り検知器、
可動部があり、特に長距離推進の場合、トラブル
を起こし易いという問題がある。さらにまた、上
記，の方式はいずれも油圧シリンダー等を使
用しているため、その駆動用油圧ホースも長距離
推進の場合には長くなり、油圧洩れ等の事故が発
生すると、その復旧に多大の費用と日時を要す
る。

またの方式は修正作業の度にダイナドリル挿
脱等のツールの組み換えを行う必要があり、その
作業が煩雑で、また削進能率も低くならざるを得
ない。

以上のような方式に対し、外管および内管から
なる二重管方式の堀削装置において、内管先端部
を斜状に構成し、方向修正のための曲り掘り時に
は斜状先端を所定の方向に向けた状態で内管を前
方に押し出し、その斜状先端で土壁の反力を受け
させることにより内管を修正方向に変位させ、し
かる後、外管を内管に沿つて前進させることによ
り、方向修正を行うようにした方式の装置が知ら
れている。また、単管方式の堀削装置において
も、前進管の先端を斜状に構成し、方向修正時に
は、その斜状先端を所定の方向に向けて削進管の
押し込みを行い、土壁からの反力により削進管先
端を修正方向に変位させるようにした方式の装置
が知られている。

しかし、これらのうち前者の装置は、内管を非
回転の状態で押し出すだけで方向修正（曲り掘
り）を行うものであるため、比較的短距離の削進
にしか利用できないという難点があり、加えて、
内管を押し出すことによりその方向を修正して
も、剛性の高い外管を内管に沿つて推進させる
と、外管の剛性のために内管先端側の土壁が崩壊
して内管が元の位置に戻され、十分な修正機能を
果し得ないという大きな問題がある。特にこのよ
うな問題は滞水砂層等の崩壊性地盤で著しく、実
際上この方式は自立性の高い硬質の地盤にしか適
用できない。

また、後者の方式も削進管を単に押し込むだけ
で方向修正（曲り掘り）を行うものであるため、
これも長距離削進には不向きである。また、上記
したように方向修正は削進管を単に押し込むだけ
であり加えて、斜状先端で土圧を受けるためには
削進管内の土をいくらか詰らせる必要があること
から、排土を十分取り込むことができず、このた
め修正時に大きな押し込み量を確保することがで
きず、効率的な曲げ作用は期待できない。

このように従来の方式では十分な曲げ作用が得
られず、特に、剛性の高い外径250mmを越えるよ
うな管について効率的な曲げ修正を行えるような
ものはほとんど皆無と言つてよい。また、比較的
小径の管について円弧推進が可能だとしても、効
果的な曲り掘りができないため、円弧のスパンが
長くならざるを得ず、必要以上に長い距離を円弧
削進せざるを得ない。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされ
たもので、比較的大径の管でも短スパンの円弧推
進が可能な工法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段および実施例〕

このため本発明は、内管と、先端部外面に管先
端に向けて管軸線方向に傾斜した傾斜面を有する
外管とからなり、これら外管および内管を回転さ
せながら先端ビツトにより堀削を行う二重管式の
堀削装置を用い、下記）、）の堀削を交互に
繰り返すことにより、管を円弧状に推進させるよ
うにしたものである。

外管および内管を回転させつつ推進し、直線
掘りを行う。

外管の先端部外面の傾斜面を下向きとし、内
管を回転させ且つ外管を非回転として両管を推
進し、上下方向での曲り掘りを行う。

以下、本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は、本発明法に用いられる
堀削装置の一例を示すものである。

この装置は外管１および内管２からなり、これ
ら外管および内管はその発進側の回転・推進装置
により回転（通常、反対方向に回転）せしめられ
つつ推進される。

前記外管の先端側（図中、Ｌの範囲）には曲り
掘り用の傾斜面９が設けられている。

この傾斜面９は、外管先端に向つて外管軸線方
向に傾斜している。この傾斜面の外管軸線に対す
る角度は、通常数度程度の大きさに構成される。
なお、この傾斜面９は必ずしも平面状である必要
はなく、長手方向の全部または一部を曲面状に構
成してもよい。

外管先端周方向の複数箇所にはビツト12が設け
られている。

前記内管２は、その最先端部にビツト４を有す
るとともに、外管から突出すべき先端部の周方向
複数箇所（本実施例では３箇所）に起倒可能なリ
トラクトビツト５を有している。このリトラクト
ビツト５は、スプリング（図示せず）等の作用に
より内管軸線と直交する方向に起立し、且つその
作用に抗して内管先端方向に向つて倒れ、内管の
収納部６内に収納されるようになつている。この
ようにリトラクトビツトを起倒可能とすることに
より、堀削途中においても内管２を外管１から容
易に抜き出すことができる。なお、リトラクトビ
ツト５は、内管の回転によりほぼ外管外径に相当
する堀削孔を形成できるような長さを有してい
る。

また内管２の先端には流体噴射ノズル８が設け
られ、内管内を通じて供給された水等の流体をこ
の噴射ノズル８から堀削部に噴射するようにして
いる。

また、本堀削装置は、上記傾斜面９とは別にも
う１つの曲り掘り用機構を有している。すなわ
ち、外管１は、その先端側（図中、Ｌの範囲）の
管孔部３が外管軸線Ａに対し、外管先端方向に向
つて傾斜状に偏芯している。一方、外管内側に位
置した内管部位の外側周方向複数箇所には、外管
内面に当接すべき当接部７が突設されている。本
堀削装置では、排土が外管１と内管２との間隙Ｓ
を通じて発進側に排出されるものであり、このた
め、前記当接部７は、この排土用の間隙Ｓを塞が
ないよう内管周方向で間隔的に設けられる。以上
の構造において、管孔部３および当接部７が方向
修正機構を構成する。

以下、上記装置を用いた円弧推進の一例を説明
する。

本発明は外管および内管を回転させつつ推進さ
せることにより行う直線掘りと、上記曲り掘り用
の機構を利用した曲り掘りとを交互に繰り返すこ
とにより、管を円弧推進させる。

通常の削進では、まず直線掘りから堀削が開始
される。この直線掘りでは、内管２を外管１に対
し第１図中実線で示す位置、すなわち当接部７が
偏芯した管孔部３内方の非偏芯管孔部１０の内面
に当接するような位置におき、この状態で外管１
および内管２を回転させつつ両管を推進させる。

堀削部には内管２を通じて水等の流体が供給さ
れ、スラリー化した排土は内管２と外管１の間隙
Ｓから取り込まれ、管の発進側に排出される。

以上のような直線掘りを所定の距離行つた後、
曲り掘りを行う。この曲り掘りは、外管先端部外
面の傾斜面９の機能を利用して行う。なお、この
際、偏芯した管孔部３の機能を併用してもよい。

上述した所定距離の直線掘りが完了した段階
で、第４図Ａに示すように、外管１をその先端部
外面の傾斜面９が下向きとなるよう回転させ、周
方向での位置調整を行う。この位置調整は、例え
ば、順次接続する管に先行管のマーク（傾斜面９
の周方向での位置が判るようなマーク）に合せて
マークを付け、このマークから傾斜面の周方向位
置を判断すること等により行われる。そして、こ
の状態で内管２を回転させ、外管１を非回転の状
態として両管を同時に推進させる。この推進によ
り、第４図Ｂに示すように外管の傾斜面９は土壁
の反力を受け、外管１は内管２とともに傾斜面９
と反対方向、すなわち上向きに推進される。

また、第５図Ａ〜Ｄは管孔部３の機能を併用す
る場合の例であり、この場合には、まず、第５図
Ａに示すように、外管１を、その傾斜面９が下向
きとなるよう回転させ、周方向での位置調整を行
う。これにより偏芯した管孔部３は上向きの状態
となる。なお、この際の周方向位置調整も上述し
たと同様の方法で行われる。次いで、同図Ｂに示
すように内管２だけを回転させながら前進させ、
その当接部７を管孔部３の所定箇所に位置させ
る。ここで、当接部７が外管先端に近い程、内管
の変位量が大きく、大きな曲り量が得られるた
め、必要とする曲り量に応じ当接部７の管孔部３
長手方向における位置が選択される。以上により
内管２の先端側は曲り掘りすべき方向に向けられ
ることになる。

そして、このような長手方向における外管１と
内管２との相対的位置関係を維持したまま、第５
図Ｃに示すように内管２だけを回転させながら両
管を同時に推進させる。これにより内管２によつ
て上向きの堀削孔１１が形成されるとともに、外
管１は傾斜面９が土壁の反力を受けることで上向
きに推進され、堀削孔１１に押し込まれていく。
このような曲り掘り後、第５図Ｄに示すように、
外管１を内管２に対して前進させるか、或いは内
管２を外管１に対して後退させ、内管２の当接部
７を管孔部３の内方の管内面１０に当接させるこ
とにより、直線掘りが可能な状態となる。

以上のようにして所定距離だけ曲り掘りした
後、再び上述したような直線掘りを行い、直線掘
り、曲り掘りを繰り返すことにより、管を円弧状
に推進させていく。

また、以上のような削進途中において、随時削
進方位の測定とその修正が行われる。削進方向の
測定にはジヤイロ等が用いられ、ジヤイロを備え
たプローブを内管先端に圧送し、削進方位のずれ
を検出する。また、削進方向の修正を行う場合に
は、上記曲り掘り用の機構が用いられ、ずれた方
向から計画線方向に曲り掘りを行い、削進方向を
修正する。

以上のような本発明の工法によれば、崩壊性地
盤においても短スパンの円弧掘りが可能である。
本出願人等は先に、上記偏芯した管孔部による曲
り掘り機能のみを有する装置および該装置による
削進方向修正方法を、特願昭63−85337号として
提案したが、この方式では崩壊性地盤での曲り掘
りの径は1000mR程度が限界である。これに対
し、本発明工法によれば、5000mR程度の短スパ
ンの円弧掘りが可能である。

本発明者等の実験によれば、崩壊性地盤におい
て、外径285mmのサイズの外管を有し、偏芯した
管孔部の外管軸線に対する角度を7°、上記管孔部
の長さを500mmとした上記特願昭63−85337号の装
置を用いた曲り掘りと、同じく外径285mmのサイ
ズの外管を有し、傾斜面９の外管軸線に対する角
度を7°、傾斜面の長さを500mmとした装置を用い
た本発明工法による曲り掘りとを行い、その曲り
掘り効果を比較したところ、前者の工法では推進
距離３ｍにつき外管が0.5cm上方に持ち上がつた
だけであるのに対し、後者の本発明工法では、同
じ推進距離で外管が４cm上方に持ち上がることが
確認された。

このように本発明工法において効果的な曲り掘
りができるのは、曲り掘りを外管自体を曲げるこ
とにより行うため、曲り掘り時の押込み力（上述
した実験例の場合、7ton前後）を外管全体で受け
ることになり、これによつて押込み時における土
壁の崩壊が防止されることによるためである。こ
れに対し、特願昭63−85337号のように内管を曲
げ、外管をそれに追従させるようにした場合、曲
り掘り時の押込み力のほとんど総てを外管から突
出した内管先端部で受けることになり、このた
め、その部分の土壁に内管から大きな力が作用し
た土壁崩壊が生じ、内管が元の方向（修正前の方
向）に戻されてしまう。

第６図は、本発明工法により滞水砂層を円弧掘
りした際の埋設管の敷設ラインを示したもので、
図中，，の区間が直線掘りのみによる直線
推進区間、，の区間が直線掘りと曲り掘りを
交互に繰り返すことにより堀削した円弧推進区間
であり、この円弧推進区間は500mRの径となつ
ている。

なお、本発明工法は、外管自体を埋設管とする
工法、および外管をパイロツト管として用い、削
進到達側で外管に拡孔ビツトを接続し、拡孔ビツ
トをその後部に埋設管を連行させつつ外管により
発進側に引き寄せるようにする工法のいずれにも
適用することができる。

また、堀削装置も、例えば第７図に示すような
曲り掘り用機構として傾斜面のみを有するものを
用いることができる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、比較的大径の管で
も、削進すべき地盤等の種類に関係なく、短スパ
ンで円弧推進させることができる。具体的には、
先に提案した特願昭63−85337号に示される方式
では、崩壊性地盤での曲り掘り径がせいぜい
1000mR程度であるのに対し、本発明工法では
500mR程度の短スパンの円弧推進が可能である。
また曲り掘り時には、単に管が土壁に押し込まれ
るのではなく、内管による先掘孔に外管が押し込
まれるため、長距離削進においても何ら問題なく
適用することができる。さらに曲り掘り削進中で
も排土の取り込みが十分行われるため、大きな押
し込み量が得られ、この面からも効率的な曲げ修
正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施に供される
堀削装置の一例であり、第１図は、縦断面図、第
２図は第１図中−に沿う断面図、第３図は第
１図中−線に沿う断面図である。第４図Ａお
よびＢは第１図に示す装置を用いた曲り掘りの一
例を段階的に示す説明図である。第５図Ａないし
Ｄは、第１図に示す装置を用いた曲り掘りの他の
例を段階的に示す説明図である。第６図は本発明
工法により滞水砂層を円弧掘りした際の埋設管の
敷設ラインを示した説明図である。第７図は本発
明の実施に供される堀削装置の他の例を示す縦断
面図である。 図において、１は外管、２は内管、９は傾斜面
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内管と、先端部外面に管先端に向けて管軸線
   方向に傾斜した傾斜面を有する外管とからなり、
   これら外管および内管を回転させながら先端ビツ
   トにより堀削を行う二重管式の堀削装置を用い、
   下記）、）の堀削を交互に繰り返すことによ
   り、管を円弧状に推進させることを特徴とする地
   中円弧推進工法。 外管および内管を回転させつつ推進し、直線
   掘りを行う。 外管の先端部外面の傾斜面を下向きとし、内
   管を回転させ且つ外管を非回転として両管を推進
   し、上下方向での曲り掘りを行う。