JPH07119384A - 曲線管路の推進工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来不可能だった溶接鋼管の長距離曲線管路の
推進施工を可能とし、経済的な管路の敷設を行う。 【構成】曲線管路を複数のスパンに分割し、分割スパン
毎に地表から１インチの中空回転ロッドを地中を進行さ
せ、２００ｍｍφのガイドパイプロッドの先端に連結し
て引き戻し、このガイドパイプを接続して曲線管路全体
にガイドパイプストリング２を形成し、発進立坑の推進
機の先端にガイドパイプストリング３を接続し、これを
到達立坑４２側から牽引しながら曲線管路の例えば７５
０ｍｍφの推進管８の鋼管の推進を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は曲線管路の推進工法に関
し、特に溶接鋼管の長距離曲線管路の推進工法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地中に管路を形成する場合、管
路の敷設工事は配管すべき路線に延々と溝を掘って管を
埋めて行くいわゆる開削工事により行われている。しか
し例えば道路交通量が多く、開削工事により長時間に亘
って長延長の作業帯を占有した道路上での作業が不可能
な場合には、布設区間の両端に推進立坑を掘り、一方の
立坑（発進立坑）から他方への立坑（到達立坑）へ向か
って管を順次接続しながら地中に管を押し込む推進工法
によって管路の敷設を行っている。

【０００３】道路がカーブしており、直線区間の延長が
確保できない場合は、従来から曲線推進工法により管路
を施工することが知られている。ヒューム管等のように
継手が剛でない管を用いる曲線管路の推進工法では、推
進する連設管の端面相互間に傾斜部材を挿入して推進す
ることによって、管列の曲がり量を左又は右に一定量に
なるように湾曲させて布設することができ、これによれ
ば、管列は曲線を描き、曲線管路の推進ができることに
なる。

【０００４】実際の問題としては、推進区間に障害物が
あって、それを避けて通らなければならない場合とか、
立坑の設置が現場の事情で困難な場合とか、または地下
埋設物などにより直進が難しい場合等、それぞれの現場
に応じてヒューム管等による曲線管路の推進工法が施工
されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の曲線推進工法は
上述のように、ヒューム管のようにフレキシブルな継手
でつないで行く管の場合は可能であるが、溶接鋼管のよ
うに継手にフレキシビリティがない場合、管の剛性が高
く、方向修正が困難なために曲線管路の推進工法は不可
能であった。従って、従来、曲線道路でガス輸送用鋼管
等を推進工事で施工する場合は、直線区間がとれるよ
う、スパンを短く区切って立坑を設け、直線推進を行わ
ざるを得なかった。

【０００６】推進工法においては、一般に立坑間の施工
管路長が長いほど単位延長当りの工事費を低減すること
ができるが、上記のように多くの立坑を設けなければな
らない場合には、延長あたりの工事単価が高くなってし
まうという問題がある。本発明はこのような問題点を解
決するために開発されたもので、例えば口径７５０ｍｍ
φ以上の溶接鋼管の長距離の曲線管路を推進工法によっ
て敷設する技術を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために開発されたもので、長距離の曲線管路を
複数のスパンに分割し、分割スパン毎にその一端から他
端まで地表から小径管推進工法により地中にガイドパイ
プを布設し、次いで各分割スパンのガイドパイプを接続
して曲線管路全体にガイドパイプストリングを形成し、
この曲線管路の両端に発進立坑及び到達立坑を施工し、
前記ガイドパイプストリングを発進立坑で推進機の先端
に結合し、到達立坑側からこれを牽引しながら溶接鋼管
の推進を行うことを特徴とする曲線管路の推進工法であ
る。

【０００８】小径管推進工法としては、いわゆる小口径
誘導ボーリング、２工程方式圧入管推進工法、１工程方
式オーガー工法、その他の工法があり、条件に応じて適
切な工法を用いることができる。

【０００９】

【作用】本発明では、曲線管路を適当な長さごとに複数
のスパンに分割する。この分割スパンはおおよそ直線で
あることが好ましく、分割スパンの長さはいわゆる小径
管推進工法によってガイドパイプを施工することが可能
な長さに選定する。本発明のもっとも特徴とする技術手
段は、小径管推進工法により地中にガイドパイプを布設
し、次いで各分割スパンのガイドパイプを接続して曲線
管路全体にガイドパイプストリングをまず地中に形成し
ておき、これを牽引しながら、その後端に溶接鋼管から
なる推進管を結合して推進管を推進することである。

【００１０】ここで、本発明において利用する小径管推
進工法の例として小口径誘導ボーリング、２工程式圧入
管推進工法、１工程式オーガー方式等の工法について説
明する。 （ａ）小口径誘導ボーリング 小口径誘導ボーリングとは、小口径のロッドによって地
表から地中にほぼ水平のボーリングを行い、このロッド
の先端に管を取り付けてロッドを引戻し、ロッドに誘導
させてほぼ水平な管を地中に布設する方法である。これ
を図４〜図７を用いて説明する。

【００１１】図４に示すように、地上にボーリング装置
２１をおき、地表２２から斜に小径のロッド２３を地中
を進行させる。ロッド２３は中空になっており、回転可
能である。図７にその先端拡大図を示した。中空ロッド
２３はその先端から偏心してウオータージェット２６を
噴出しながら地中を掘進し進行する。ロッド２３の先端
部に発信器２５を取付けておき、一方、地上を移動し前
記発信器２５の深度を測定する深度検出器２７によって
ロッド２３の先端の地中深さを検出し、深度がほぼ一定
になるようにロッド２３を回転させてウォータジェット
２６の方向を制御し、深度を確認しながら進行させる。
この場合、地中に障害物等があってロッドの進行が困難
なときはこれを避けて進行させることができる。

【００１２】図５に示すように、先方に設けた小さな仮
設立坑３２にロッド２３の先端２４を到着させ、この仮
設立坑３２内で、ロッド２３の後退方向にむけて拡孔す
るように、ロッド２３の先端に拡孔器２８を、取付け
る。図６に示すように、この拡孔器２８にポリエチレン
パイプ２９等を連結し、ついでロッド２３をボーリング
装置２１によって引き戻し、ロッド２３が通った地中に
ポリエチレンパイプ等を布設する。

【００１３】この小口径誘導ボーリングによって施工で
きる長さは管径、地層にもよるが通常１インチ（口径２
５ｍｍφ）の中空ロッドを用い、１００ｍ程度である。
本発明では、この技術を利用する場合、ポリエチレンパ
イプ等に代って、鋼管のガイドパイプを用いる。 （ｂ）２工程方式圧入管推進工法 小口径の先導体及びガイド管を圧入推進した後、これを
ガイドとして推進管を推進する工法である。第１工程で
は先導体として圧密ジャッキヘッド又は斜切りヘッドを
用いてガイド管を施工する。先導体は遠隔方向制御装置
を備え、推進方向の修正が可能である。

【００１４】第２工程では第１工程で施工したガイド管
の後部に拡大カッタと推進管を接続し、排土スクリュウ
ーをセットしたガイド管をガイドとして排土しながら小
口径推進管を推進する。この工法は従来、比較的軟弱な
地盤に適用され、Ｎ値が１５程度までの土質の場合に、
５０〜７０ｍの推進が可能である。 （ｃ）１工程方式オーガー工法 この工法は先導体内にオーガーヘッド及びオーガースク
リューを装着し、その回転により掘削排土を行いなが
ら、これに推進管を直接接続して推進を行う工法であ
る。この工法は、粘土、シルト、砂、小礫層に多く用い
られ、玉石、礫層にはローラービット等の特殊ビットを
装着した装置を用いる。推進延長は一般的な条件の場
合、５０〜７０ｍである。

【００１５】本発明は、以上説明した（ａ）（ｂ）
（ｃ）工法等によって、分割スパンの両端に設けた仮設
立坑３１、３２を通るようにガイドパイプを布設し、こ
れらのガイドパイプの端部をそれぞれ結合することによ
って、曲線管路全体を繋ぐガイドパイプストリングを地
中に形成しておき、これを牽引しながら、その後端に推
進鋼管を溶接結合して推進する。

【００１６】この場合、推進装置の推進力と牽引装置の
牽引力が協同するので、推進が容易で、溶接鋼管の曲線
管路を容易に施工することができ、長距離、例えば５０
０ｍ以上にも及ぶ管路長さの推進が可能となる。ちなみ
に、鋼管を後方からの推進力のみで推進する場合、管
径、管の耐力、地層条件等によるが、一般には延長３０
０ｍ程度が限界である。

【００１７】また本発明では、ガイドパイプストリング
が推進管の進路を予定曲線に沿って案内するので、推進
中に管路の測量を行うことが不要となる。従来、管路の
推進工法では推進立坑内に測量装置を置き、可視光、レ
ーザ光等を用いて管路の曲がりを測定し修正しながら推
進する必要があった。また、曲線管路では、推進管内に
人が入るか管内走行ロボット等によって測量を行う必要
があり、推進作業の円滑な遂行が阻害され、困難性が大
きかった。また、測量結果に基いて管路の曲りを修正す
ることは極めて困難であった。本発明では、ガイドパイ
プストリングが推進管の進行方向を曲線に沿って案内す
るので測量が不要であり、また曲がり修正を推進側から
行う必要がない。

【００１８】本発明は溶接鋼管の推進を対象としている
ので、ヒューム管の端に挿入する傾斜部材の調整、脱着
などの必要がない。本発明を適用することができる曲線
管路の曲線半径は、鋼管の許容曲げ限界内であればよ
く、鋼管の許容歪の範囲内であれば、問題がない。地中
に予測できない障害物がある場合にも、本発明方法では
ガイドパイプ施工工程で管路の修正を予め行っておくこ
とが可能である。

【００１９】本発明方法では、ガイドパイプストリング
で推進管を牽引するので、推進可能長は管径、地質条件
等により異なるが、例えば管路長５００ｍに及ぶ長距離
施工が可能である。従来直線管路でも設計段階で３００
ｍを越える推進は困難であるとされていたのに比べ、は
るかに長距離施工ができることとなった。また、小口径
推進工法によってガイドパイプを施工する段階で実際の
地質条件その他の推定が可能であり、この情報に基づい
て施工管路長を変更することも可能である。

【００２０】本発明によれば、長距離管路の推進が可能
であるので、推進立坑の適地の選定の自由度が格段に向
上した。また、実情に合わせて、小口径推進工法によっ
て施工する適正長さや適正両端位置の選定を行うことが
できる。本発明の曲線推進工法は、一定曲率の管路に限
るものではなく、曲率が変化する曲線管路、直線と曲線
とが連接した管路、Ｓ字曲線管路、あるいは直線に近い
長距離管路等の推進にも応用することができるものであ
る。

【００２１】

【実施例】図１〜図３に本発明の実施例の概略図を示し
た。口径７５０ｍｍの鋼管を用いて、図２に示すような
曲率半径が８００〜１０００ｍの曲線管路１を布設する
必要が生じた。この管路は、交通量の多い道路２に沿っ
て布設するので開削工事によることができず、推進工法
を必要とした。推進立坑（発進立坑４１及び到達立坑４
２）はできるだけ少くなくすることが好ましかった。

【００２２】そこで本発明方法を用いて、約５００ｍを
隔てて推進立坑４１、４２を設けることとし、この区間
を１スパン約１００ｍの５スパンに分割してガイドパイ
プを布設し、これを繋いで推進する方法を採用した。こ
の曲線管路の曲率半径は鋼管の曲げ許容範囲内である。
曲線管路の両端に推進立坑４１、４２を設けると共に、
各分割スパンの端部に直径２ｍの仮設立坑３１、３２、
３３、３４を設けた。図４〜図７で説明したのと同様
に、各分割スパンの一端側例えば仮設立坑３１から約１
０ｍ後退した位置に誘導ボーリング装置２１を設置し、
各分割スパンごとにガイドパイプを布設した。誘導ボー
リング装置２１は、直径１インチ（口径２５ｍｍφ）の
中空ロッド２３を回転させ、その先端からウオータージ
ェット２６を噴出し、中空ロッド２３を分割スパンの他
端の仮設立坑、例えば仮設立坑３２にむけてほぼ水平に
前進させる。

【００２３】中空ロッド２３の先端には発信器２５を備
え、この発信器２５の発進信号を地表から深度検出器２
７で検知し、中空ロッド２３の先端の地中の深度を検出
しながらロッド２３を前進させた。深度検出器２７とし
て、電磁波検出器を用い、発信器２５から発信された電
磁波を捉えて発信器の深度を検出した。具体的には、深
度検出器２７を地上でスキャンして電磁波の最も強度の
高い位置を検出する。この位置が発信器２５の直上であ
る。その時の電磁波の受信強度から発信器２５の地中深
さを算定する。

【００２４】中空ロッド２３は、先端のウオータージェ
ット２６の噴出口が偏心しており、中空ロッド２３の回
転角度を変更することによって、推進方向を任意の方向
に向けて前進することができる。中空ロッド２３が仮設
立坑３２に到着すると、中空ロッド２３の先端に拡孔器
２８を取付け、この拡孔器の後部に口径２００ｍｍφの
鋼管（ボーリング用ケーシングパイプ）を連結し、中空
ロッド２３を引き戻し、仮設立坑３２内で鋼管を順次連
結して中空ロッドのラインに沿って口径２００ｍｍφの
ガイドパイプを布設した。これを順次繰り返し、各分割
スパンのガイドパイプを各仮設立坑３１、３２、３３、
３４内で連結し発進立坑４１から到達立坑４２に至る全
曲線管路に亙るガイドパイプストリング３を形成した。

【００２５】ついで、曲線管路の全長の両端に設けた鋼
管推進用の推進立坑４１、４２を用いて推進工法を実施
した。すなわち、発進立坑４１に推進装置６を設置し、
推進管８の先端にガイドパイプストリング３を結合し、
推進鋼管を溶接しながら、推進装置６を用いて順次鋼管
を推進する。この時、到達立坑４２側からガイドパイプ
ストリング３を牽引し、これと同時に発進立坑側から鋼
管を押し込む。掘削機１０で掘削した排土は発進立坑４
１側から搬出する。到達立坑４２側ではガイドパイプ５
をガイドパイプストリング３から取り外し、順次撤去す
る。

【００２６】推進管８の先端の掘削機１０はガイドパイ
プストリング３に追随して掘進するため、容易に計画し
た曲線管路を推進することができる。以上の方法によ
り、従来不可能だった溶接鋼管の曲線管路の推進施工が
可能となった。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、従来不可能だった溶接
鋼管の長距離曲線管路の推進施工が可能となり、経済的
な管路の敷設を行うことができるようになった。この工
法では推進中の測量、方向修正を簡略化でき、高能率、
高速での推進が可能である。また、従来の元押推進に加
えてガイドパイプストリングによる牽引を併用している
ため、必要推力を低減することができ、管への影響が少
ない。

【００２８】さらに、事前にガイドパイプを貫通させる
ことにより、敷設区間に障害物がないことを確認できる
ため、鋼管推進時に先端掘削機が障害物に当り、推進を
中断するというトラブルも回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を説明するための概略平面図である。

【図２】実施例を説明するための概略平面図である。

【図３】実施例を説明するための概略立面図である。

【図４】ガイドパイプの施工工程を示す説明図である。

【図５】ガイドパイプの施工工程を示す説明図である。

【図６】ガイドパイプの施工工程を示す説明図である。

【図７】中空ロッドの先端部の側面図である。

【符号の説明】

１ 曲線管路 ２ 送路 ３ ガイドパイプストリング ４ 牽引装置 ５ ガイドパイプ ６ 推進装置 ７ 鋼管 ８ 推進管 １０ 掘削機 ２１ ボーリング装置 ２２ 地表 ２３ ロッド ２４ 先端 ２５ 発信器 ２６ ウォータージェット ２７ 深度検出器 ２８ 拡孔器 ２９ ポリエチレンパイプ ３１、３２、３３、３４ 仮設立坑 ４１ 推進立坑（発進立坑） ４２ 推進立坑（到達立坑）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲線管路を複数のスパンに分割し、分割
   スパン毎にその一端から他端まで地表から小径管推進工
   法により地中にガイドパイプを布設し、次いで各分割ス
   パンのガイドパイプを接続して曲線管路全体にガイドパ
   イプストリングを形成し、該曲線管路の両端に発進立坑
   及び到達立坑を施工し、前記ガイドパイプストリングを
   発進立坑で推進機の先端に結合し、到達立坑側から牽引
   しながら鋼管の推進を行うことを特徴とする曲線管路の
   推進工法。