JPH0633717B2 - 泥水加圧推進工法における長距離推進方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進施工時に於いて推
進管の外周に泥水を注入加圧しながら推進を行う泥水加
圧推進工法に用いる推進方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来推進工法の長距離化を図るため、一
般的に滑材を推進管外周に注入して地山と推進管との摩
擦力を減少させる方法が採用されている。

【０００３】また、特開昭５８−１０１９９８号公報に
記載の方法もある。これは、切羽面に高濃度泥水（減摩
剤でも減摩剤混入泥水でもよい）を注入し、掘削土砂と
混合し、混合物を掘削室に穿孔した透孔より地中埋設管
と地山との間隙に充満させ、掘削室内の圧力を利用させ
ることにより、地山面を安定させ、同泥水に減摩剤とし
ての役割を果たさせ、推進距離の増大を図る方法であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】滑材の注入による摩擦
低減の方法における問題点は、滑材の分散や希釈、また
地山の土粒子との混合により、その効果の持続性が乏し
いことである。従って、滑材効果を保つためには、注入
頻度を高める必要があり、注入量の増大に伴う費用と施
工手間が大きな支障となっている。また、特開昭５８−
１０１９９８号公報の場合は、最前部の掘削室の透孔よ
り充満加圧するので、作業停止時には圧力が低下し、地
下水圧と等圧になったり、推進距離が長くなると、地山
との間隙に充分圧力が行きわたらなくなる現象が起こ
り、そのため、上述した地山面の安定が図れず、結局、
地中埋設管と地山の間隙は、地山の土粒子の崩落により
埋まり、地山が直接管を締めつけ、充満していた泥水も
希釈や分散され、そのため、上述した所期の目的を達成
することができなくなるという問題が生じていた。

【０００５】また、特公昭５４−３９９３５号公報に
は、推進管と地山との間に減摩剤を注入して管推進の摩
擦抵抗を減少させる推進工法が開示されており、同公報
には、加圧減摩剤は地山の沈下を防止しつつ推進管を推
進できるという記載がある。しかし、実際には単にベン
トナイト泥水等の減摩剤を使用しただけでは、以下に説
明するように、十分に地山を安定化することはできな
い。

【０００６】すなわち、たとえば、ベントナイト泥水を
減摩剤として使用した場合、地下水等により泥水が流出
して十分な減摩効果を上げることができなかったり、ま
た、地山の通水性が高い場合、泥水が地山に浸透して却
って地山が緩みやすくなり、崩壊した地山で推進管が押
されてしまうという不都合が生じる。

【０００７】本発明は、上記問題を解決し、全推進作業
を通して、かつ地中埋設管の全長にわたって、同管と地
山との間隙に目詰材高含有泥水を常時充満加圧し、それ
を所定の圧力に保持することにより、地山に泥膜を形成
させ、地山の安定を図り、地山が直接埋設管を締めつけ
ないようにすることができる、泥水加圧推進工法におけ
る長距離推進方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の泥水加圧推進工
法における長距離推進方法は、前記目的を達成するた
め、先端に回転する掘削カッタが配設された埋設管の後
部を竪穴内に配設された埋設管押圧装置により押圧する
ことにより掘削孔を形成し、該掘削孔の地山と前記埋設
管との間に形成された環状の間隙に前記埋設管に設けた
注入口を介して少なくとも繊維性目詰材と細砂を含有す
る目詰材高含有泥水を一定圧に保持した状態で注入加圧
して前記埋設管の外周の地山の表面に泥膜を形成し、前
記加圧された目詰材高含有泥水により前記泥膜を介して
前記埋設管の外周の地山に圧力を加えて前記埋設管の外
周の地山を安定化することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、掘削孔の地山と埋設管との
間に形成された環状の間隙に目詰材高含有泥水が注入加
圧されると、この泥水は最初は地山に浸透する。泥水が
地山に浸透するとき、泥水に含まれている目詰材は地山
の表面に残って目詰めが生じ泥膜を形成する。この泥膜
の形成の際には、目詰材高含有泥水に含まれている細砂
が重要な機能を果たす。掘削用カッタより切羽の掘削を
行いながら、掘削孔と埋設管の間に目詰材高含有泥水を
充満加圧した場合、目詰材高含有泥水は地山の表面に押
し付けられる。地山には亀裂や隙間が存在し目詰材高含
有泥水は流動性を有しているので、最初は加圧された目
詰材高含有泥水は、この亀裂や隙間に滲みこんで地山内
に浸透する。目詰材高含有泥水が亀裂や隙間に滲み込む
流れに伴って、目詰材高含有泥水に含まれている繊維性
目詰材と細砂も亀裂や隙間の中に流入しようとする。こ
のとき細砂は各細砂の間隔が短い状態で、すなわち、密
な状態で亀裂や隙間へ殺到するので細砂がブリッジ状態
になるとともに、このブリッジ状態になった細砂により
繊維性目詰材の通過が阻止される。この繊維性目詰材の
滞留により、これ以降に亀裂や隙間の中に流入しようと
する細砂は一層通過しにくくなる。この繊維性目詰材と
細砂の相乗作用により、泥水が地山に浸透するとき、泥
水に含まれている目詰材は地山の表面に残るため、地山
の通水性が高い場合でも確実に泥膜が形成される。そし
て、この泥膜がそれ以降の泥水の浸透を防止する。これ
により、掘削孔の地山と埋設管間に注入された泥水の圧
力が地山を通って逃げて行くことがなくなり、地山の表
面は一定の圧力で面的に支持されることになる。これに
より地山の緩みが防止され、地山で埋設管が締めつけら
れることがなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【００１１】図１において、７は地中に所定深さまで掘
削した竪穴であり、４０は同竪穴７から水平方向に掘削
された掘削孔である。

【００１２】かかる掘削孔４０の先端には掘削用カッタ
３０が配設されており、またその後部には遮断壁３１を
介して加圧泥水が注入される泥水注入空間３２が形成さ
れる。３３、３４はそれぞれ上記泥水注入空間３２に泥
水を供給する泥水供給管及び掘削土を泥水とともに外部
へ排出する掘削土排出管である。また、３５、３６は遮
断壁３１の前方及び後方に伸延する金属製の環状掘削管
である。なお前方の環状掘削管３５の外径は後方の環状
掘削管３６の外径より若干大きくされる。

【００１３】また、１は後部掘削管３６に連設した地中
埋設管であり、掘削孔４０内に配設される。また、３８
は最後尾の埋設管１の後部に先端を押圧している埋設管
押圧装置であり、同装置は、その後端を竪穴７の後部壁
３９に支持されている。

【００１４】本実施例においては、掘削用カッタ３０の
外径を後部掘削管３６の外径より実質的に大きくして地
山２と埋設管１間に目詰材高含有泥水注入空間をなす間
隙３（テイルボイド）を形成し、及び掘削推進に伴って
できる同間隙３に同時に目詰材高含有の泥水４を圧力を
加えながら圧送配管１２を介して充満させる泥水圧送装
置を地上に配設し、また、同圧送配管１２に、泥水の圧
力を一定に保持するための圧力保持装置を取りつけた構
成としている。なお、８は泥水注入空間内の泥水４の流
出を防止するため、掘削孔４０の開口部に設けた止水パ
ッキンである。

【００１５】泥水圧送装置としては、各種形態のものが
考えられるが、図１に示す実施例では、地上に設置した
泥水貯蔵タンク１０と、同貯蔵タンクに一端を連結する
圧送配管１２の中途に設けた圧送ポンプ１１とから構成
している。

【００１６】また、圧送配管１２は埋設管１内を伸延し
た後、適当な間隔、例えば５ｍ毎に分岐配管１２ａを取
付けており、各分岐配管１２ａは、それぞれその先端を
対応する個所の埋設管１に設けた注入口９と連結してい
る。なお本実施例においては埋設管１の上部に注入口９
を配置しているが、上下方向及び側方に配置してもよ
い。かかる構成によって、埋設管１が長距離になって
も、敷設埋設管１全体にわたって十分な圧力を均等に伝
播することができる。また、圧力保持装置は、本実施例
では、図１に示す如く、圧送配管１２と圧送ポンプ１１
との間に取りつけられる。

【００１７】目詰材高含有泥水の粗成分としては、対象
地山の土質によって異なるが、通常１ｍ^３当たり粉末粘
土５００ｋｇ、繊維性目詰材２０ｋｇ、増粘剤３ｋｇ、
細砂０．００５ｍ^３等と水を混合し泥水となすのが好ま
しい。

【００１８】圧力保持装置の構成を、図２を参照して説
明すれば、５は目詰剤高含有泥水貯蔵タンク１０と圧送
ポンプ１１と連動して作動する調圧タンク、１３ａと１
３ｂは調圧タンク５内の泥水量の上限及び下限を設定す
る液面計、１４は圧搾空気を調圧タンク５内に供給し、
泥水４を加圧するコンプレッサ、１５はアキュムレー
タ、１６は空気調圧弁、１７は調圧タンク５内の空気圧
が設定圧以上になると圧搾空気を逃がす空気排出弁、１
８は開閉弁、１９は圧力計、２０は表示灯である。 ついで、埋設管付設作業における上記目詰材高含有泥水
圧送装置及び圧力保持装置の作動について説明する。泥
水貯蔵タンク１０より圧送ポンプ１１にて調圧タンク５
に泥水を送入し、上限の液面計１３ａ部分迄入れる。そ
の後コンプレッサー１４より送気し、地下水圧＋0.2 kg
／cm²程度に加圧し、注入管１２より埋設管１内に送
り、同埋設管１に穿孔した注入口９を通して間隙３内に
目詰材高含有泥水４を注入する。

【００１９】図３及び図４に、埋設管１と地山２間に形
成した間隙３には目詰材高含有泥水４が充満された状態
を示す。図示する如く、地山２の表面に、目詰材高含有
泥水４を地下水圧＋0.2 kg/cm²程度に加圧することによ
って泥膜６が形成されており、この泥膜６を介して地下
水圧＋0.2 kg／cm²の圧力により、地山２を受圧状態に
し、緩み土圧を発生させず、地山２が埋設管を締めつけ
ない状態にし、推力を埋設管１と地山２の摩擦力ではな
く、液状体である目詰材高含有泥水と埋設管１との摩擦
に変換させることにより、非常に低い推力で推進させる
ことができる。

【００２０】その後、微少な逸泥により泥水位が下限迄
下がると、液面計１３ｂに表示されるので、圧力保持装
置を作動して、又、目詰材高含有泥水を上限迄送入す
る。この時、調圧タンク５内の圧力上昇に伴って圧搾空
気が設定圧以上になると、空気排出弁１７より排出さ
れ、設定圧を保持できる。この間、圧力は圧力計１９を
常に管理することにより確認する。これらの工程は開閉
弁１８、圧送ポンプ１１、コンプレッサ１４を電気的に
制御することによって自動化することが出来る。間隙３
にいったん行きわたれば、目詰材高含有泥水は目詰め効
果が発揮され、一度に目詰材高含有泥水を多量に注入す
る必要はないので手動による管理でも充分である。この
ようにして逸泥が生じたり、圧力の低下が発生しても、
この調圧タンク５と圧力保持装置（図２）により、常に
目詰材高含有泥水４は間隙に充満され、かつ一定の圧力
によって保持されていることになる。これによって地山
２の安定をはかり、埋設管１と地山２との摩擦ではな
く、管と液状体である目詰材高含有泥水との「摩擦力」
が推力として把握されることとなる。

【００２１】すなわち、従来の滑材による減摩効果を期
待するのではなく、地山２と埋設管１との間隙を目詰材
高含有泥水で充満加圧し、かつそれを一定の加圧状態で
保持することにより地山２の安定をはかり、小さな推力
で推進を行うものである。推力が小さいならば埋設管１
は破壊することなく、長距離推進できることになる。

【００２２】なお上述の実施例においては環状掘削管３
５の外径は環状掘削管３６の外径より若干大きくされて
いるが、環状掘削管３５の外径は環状掘削管３６の外径
と同じにしてもよく、この場合は掘削用カッタ３０の外
径と、掘削管３５，３６の外径との差により間隙３を形
成する。

【００２３】

【発明の効果】以上述べて来た如く、本発明にかかる長
距離推進方法は、掘削孔と埋設管の間に埋設管に設けた
注入口を介して少なくとも繊維性目詰材と細砂を含有す
る目詰材高含有泥水を充満加圧することによって管外周
の地山の表面に泥膜を形成し、この泥膜を介して地山に
圧力を加えることにより地山を安定させることができ
る。さらに、同泥水の圧力を常時適正値に保持すること
によって同状態を推進作業の全体にわたって維持するこ
とができ、埋設管の受ける摩擦力を減少させることが可
能となり、長距離推進を容易にできるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる長距離推進方法による掘削作業
の説明図である。

【図２】圧力保持装置の構成説明図である。

【図３】図１のＩ−Ｉ線による断面図である。

【図４】図１の要部拡大説明図である。

【符号の説明】

１ 埋設管 ２ 地山 ３ 間隙（テイルボイド） ４ 目詰材高含有泥水 ５ 調圧タンク ６ 泥膜 ７ 竪穴 ８ 止水パッキン ９ 注入口 １０ 泥水貯蔵タンク １１ 圧送ポンプ １２ 圧送配管 １３ａ，１３ｂ 液面計 １４ コンプレッサ １５ アキュムレータ １６ 調圧弁 １７ 空気排出弁 １８ 開閉弁 １９ 圧力計 ２０ 表示灯 ４０ 掘削孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に回転する掘削カッタが配設された埋
   設管の後部を竪穴内に配設された埋設管押圧装置により
   押圧することにより掘削孔を形成し、該掘削孔の地山と
   前記埋設管との間に形成された環状の間隙に前記埋設管
   に設けた注入口を介して少なくとも繊維性目詰材と細砂
   を含有する目詰材高含有泥水を一定圧に保持した状態で
   注入加圧して前記埋設管の外周の地山の表面に泥膜を形
   成し、前記加圧された目詰材高含有泥水により前記泥膜
   を介して前記埋設管の外周の地山に圧力を加えて前記埋
   設管の外周の地山を安定化することを特徴とする泥水加
   圧推進工法における長距離推進方法。