JPH07279586A - 二重管の推進工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内管と外管からなる二重管を推進するに際し、
複数の作業を同時に実施することで工期の短縮化をはか
る。 【構成】先頭に地山を掘削する掘進機11を配設すると共
に発進立坑Ｂ元押装置13を配置する。掘進機11に後続さ
せて先押装置12を配設し、該装置13に内部にガス流体を
流通させる内管１と該内管１との間に所定の間隙を持っ
た外管２からなる二重管Ａを後続させる。既に推進され
た二重管Ａの外管２を発進立坑Ｂの壁面６に接続し、先
押装置12を作動させて掘進機11のみを推進する。この推
進と並行して発進立坑Ｂ内で新たな二重管Ａの内管１を
既に推進された二重管Ａの内管１に溶接する。先押装置
12による掘進機11の推進と内管１の接続が終了した後、
既に推進された二重管Ａの外管２と壁面６との接続を解
除し、元押装置13を作動させて新たな二重管Ａに推力を
付与すると同時に先押装置12を縮小させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内管と外管からなる二重
管を発進立坑から到着立坑に向けて推進する工法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】推進工法を用いて地中に都市ガスや天然
ガス等の燃料用ガスを流通させる管路を敷設することが
ある。一般の推進工法では、予め管の所定位置に穴を形
成しておき、管を推進する際には管と地山との間に穴か
ら滑材を注入して両者の間で発生する摩擦を軽減させる
ようにしている。

【０００３】然し、ガスを流通させる管路では高度な気
密性が要求されるため、管に穴を形成することが出来な
い。また既に推進された管に新たな管を接続する際には
ガスの漏洩が発生することのないように管端を溶接接合
すると共に非破壊検査を実施することが要求される。

【０００４】このため、ガスを流通させる管路は、先ず
推進工法によってヒューム管からなる管路を敷設し、次
に前記管路の内部に鋼管からなる管路を敷設するように
している。この場合、ヒューム管には穴を形成すること
が可能であり、該管を推進する際に前記穴から滑材を注
入することが出来る。然し、この工法では、ヒューム管
からなる管路の敷設と鋼管からなる管路の敷設を工期を
ずらして実施することとなり、工期が長くなるという問
題がある。

【０００５】このため、本件出願人等は、鋼管製の内管
と外管からなる二重管を推進してガスを流通させる管路
を敷設するための二重管の推進工法を開発して既に特許
出願している（特願平５-65949号他）。前記工法では、
外管の管端に元押装置の押し輪を当接させて推力を付与
することで、内管の管端に損傷を与えることなく二重管
を推進している。また既に推進された二重管に新たな二
重管を接続する際には、内管の管端を突き合わせて溶接
し、その後、溶接部位を非破壊検査することで溶接欠陥
の有無が検査される。この工法によれば、一度の推進に
よってガスを流通させる管路を敷設することが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然し、上記二重管の推
進工法であっても全く問題がないわけではなく、内管を
接続する際の溶接作業及び非破壊検査を実施する作業に
多くの時間が必要となり、前記各作業を実施している
間、推進作業を行うことが出来ないという問題がある。
そして前記問題は管路を敷設する際に工期の短縮化をは
かるのに限界が生じるという問題を派生する。

【０００７】本発明の目的は、二重管を推進するに際
し、複数の作業を同時に実施することで工期の短縮化を
はかることが出来る二重管の推進工法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る二重管の推進工法は、地山を掘削する掘
進機と、発進立坑に配設された元押装置とを有し、内管
と該内管との間に所定の間隙を持って外装された外管か
らなる二重管を発進立坑から到着立坑に向けて推進する
二重管の推進工法であって、掘進機に掘進機推進装置を
後続させると共に該掘進機推進装置に二重管を後続させ
て推進し、掘進機推進装置を作動させて掘進機を所定距
離推進すると共に発進立坑に新たな二重管を配設して該
新たな二重管を既に推進された二重管に接続する作業を
実施し、前記掘進機推進装置による掘進機の推進と新た
な二重管と既に推進された二重管の接続作業が終了した
後、元押装置を作動させて新たな二重管の外管に推力を
付与して推進すると共に掘進機推進装置を縮小させて二
重管を推進することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記二重管の推進工法によれば、既に推進され
た二重管の内管と新たな二重管の内管を溶接する作業を
実施すると同時に、掘進機を推進する作業を実施するこ
とが可能となり、工期の短縮化をはかることが出来る。

【００１０】即ち、１本の二重管を推進する毎に該二重
管の外管を発進立坑に接続し、この状態で掘進機推進装
置（以下『先押装置』という）を作動させて掘進機のみ
を推進し、掘進機の推進と並行して、発進立坑に設置し
た元押装置に新たな二重管を配置すると共に該新たな二
重管を既に推進された二重管に溶接する作業を実施する
ことで、同一時間内に掘進機の推進と新たな二重管と既
に推進された二重管を接続する作業を実施することが出
来る。

【００１１】先押装置によって掘進機を推進する際に発
生する反力は、先押装置に後続した既に推進された二重
管の外管を介して発進立坑に伝達されて支持される。こ
のため、先押装置に後続した二重管が発進立坑側に逆推
進されることなく、掘進機のみを推進することが出来
る。

【００１２】発進立坑内では、掘進機を推進している間
に元押装置に新たな二重管を配置して該二重管の内管を
既に推進された二重管の内管に当接させ、当接部位を溶
接すると共に溶接が終了した後、非破壊検査を実施する
ことが出来る。

【００１３】先押装置による掘進機の推進及び既に推進
された二重管の内管と新たな二重管の内管を溶接する作
業が夫々終了した後、新たな二重管の外管に元押装置の
押し輪を当接させて推力を付与すると同時に先押装置を
縮小させて二重管のみを推進する。このとき、地中には
既に掘進機の推進によるトンネルが掘削されており、二
重管の推進時には推進方向下流側に何等抵抗がなく、短
時間で推進することが出来る。

【００１４】

【実施例】以下、上記二重管の推進工法の一実施例につ
いて図を用いて説明する。図１は二重管を推進する過程
を示し、本推進工法の一工程を説明する図、図２は図１
の工程に引き続く二工程を示す図、図３は図２の工程に
引き続く三工程を示す図、図４は二重管の構成を説明す
る図、図５は先押装置の構成を説明する断面図である。

【００１５】本発明に係る二重管の推進工法は、図４に
示すように構成された二重管Ａを掘進機11に後続させた
先押装置12に後続させ、発進立坑Ｂに設置した元押装置
13によって到着立坑Ｃに向けて予定敷設線Ｄに沿って推
進するものであり、特に、既に推進された二重管Ａに新
たな二重管Ａを接続する際の溶接作業を実施している間
に並行して掘進機11のみを推進することで、工期の短縮
化をはかることを可能としたものである。

【００１６】先ず、本発明に用いられる二重管Ａの構成
について図４により説明する。二重管Ａは内管１と外管
２からなり、これ等の管１，２は両者の間に設けたブラ
ケット３に保持されて軸方向及び円周方向に相対的に摺
動及び回転可能に構成されている。

【００１７】内管１は内部に燃料用のガスを流通させる
ものであり、ガスの供給圧や土圧に対応した強度と気密
性が要求される。このため、内管１は予め設定された径
と長さを有する鋼管によって構成され、他の二重管Ａと
接続する際には内管１を突き合わせて全周溶接が施され
る。従って、内管１の管端には肉厚に応じて溶接用の開
先が形成されており、開先部に損傷を与えることのない
よう二重管Ａの推進中には内管１に推力を付与すること
はない。外管２は元押装置13から二重管Ａを推進する際
に必要な推力を伝達される。このため、外管２は予め設
定された径と内管１と等しい長さを有し且つ付与された
推力に対抗し得る強度を有する鋼管によって構成されて
いる。

【００１８】内管１と外管２の間には、滑材や裏込め材
を供給する複数の供給管４（４ａ〜４ｃ）が配置され、
これ等の供給管４はブラケット３に固定されている。ま
た外管２の所定位置には逆止弁５が設けられており、二
重管Ａの管路に於ける位置に応じて供給管４ａ〜４ｃの
何れかと接続される。この逆止弁５は供給された滑材を
二重管Ａと地山との間に吐出する機能、及び二重管Ａの
周囲にある土砂や地下水が外管２の内部に浸入すること
を防止する機能を有している。

【００１９】二重管Ａの推進に先立って先ず掘進機11が
推進される。この推進は、掘進機11を元押装置13上に配
置し、掘進機11の先端に設けたカッターヘッド11ａ，モ
ーター11ｂによって回転させて地山を掘削しつつ、元押
装置13の押輪13ａによって推力を付与することで行われ
る。掘進機11を推進する際に発生する反力は元押装置13
に設けた反力壁13ｂを介して発進立坑Ｂの壁面で支持さ
れる。

【００２０】掘進機11の推進が終了すると、元押装置13
の押輪13ａを推進方向上流側に退避させ、元押装置13の
ベッド13ｃ上に先押装置12を配置する。そして押輪13ａ
によって先押装置12に推力を付与し掘進機11に後続させ
る。引続き先押装置12に推力を付与し、同時に掘進機11
のカッターヘッド11ａを回転させて、該掘進機11，先押
装置12を推進する。

【００２１】先押装置12を推進した後、必要に応じて先
押装置12にダミー管14，ポンプ筒15を後続させて、前記
したと同様にして推進する。然し、本工法を実施するに
当たり、前記ダミー管14，ポンプ筒15は必須のものでは
なく、これ等の機能を掘進機11或いは先押装置12に付与
することも可能である。

【００２２】掘進機11，先押装置12の推進が終了する
と、元押装置13の押輪13ａを推進方向上流側に退避さ
せ、元押装置13のベッド13ｃ上に管路の先頭に位置する
二重管Ａ（最も到着立坑Ｃ側に位置する二重管Ａ）を配
置する。元押装置13の押輪13ａに二重管Ａの内管１を挿
通し得る穴を形成すると共に外管２の管端にのみ当接し
得るように構成されたストラット16を取り付ける。

【００２３】そして押輪13ａからストラット16を介して
二重管Ａの外管２に推力を付与し、該二重管Ａを先押装
置12に後続させ、同時に掘進機11のカッターヘッド11ａ
を回転させて、該掘進機11，先押装置12，二重管Ａを推
進する。管路の先頭に位置する二重管Ａの推進が終了し
たとき、該二重管Ａを構成する内管１，外管２の端部は
図１に示すように発進立坑Ｂにカンチレバー状に突出す
る。

【００２４】上記の如くして管路の先頭に位置する二重
管Ａを推進した後、元押装置13の押輪13ａを推進方向上
流側に退避させ、元押装置13のベッド13ｃ上に管路の２
番目に位置する新たな二重管Ａを配置する。そして既に
推進された二重管Ａの外管２と発進立坑Ｂの壁面６を接
続部材７によって接続する。

【００２５】接続部材７は、後述するように先押装置12
によって掘進機11を推進する際に発生する反力を発進立
坑Ｂに伝達する機能を有する。このため、接続部材７の
構成は特に限定するものではない。例えば、接続部材７
として、発進立坑Ｂの壁面６に回動可能に複数のアーム
を取り付けると共に、個々のアームの先端に二重管Ａの
外管２の円周をアームの数で分割した円弧状の部材を取
り付け、前記円弧状の部材を外管２の管端に当接させて
隣接する部材をボルト等によって互いに固着すること
で、外管２を壁面６に接続することが可能である。また
接続部材７として構造用形鋼を用い、該部材７の一端を
外管２に溶接すると共に他端を壁面６に溶接しても良
い。

【００２６】既に推進された二重管Ａの外管２を発進立
坑Ｂの壁面６に接続した後、上記溶接作業の実施と並行
して先押装置12による掘進機11の推進作業を実施する。
この作業は、図２に示すように、掘進機11のカッターヘ
ッド11ａを回転させつつ先押装置12に設けたジャッキ12
ａ，12ｂを伸長させることで行われる。

【００２７】先押装置12は、図５に示すように、径の異
なる３本の円筒状のケーシング12ｃ〜12ｅを嵌合させて
構成され、内部には予め設定されたストロークを有する
複数のジャッキ12ａ，12ｂが配置されている。ジャッキ
12ａはケーシング12ｃ，12ｄを接続すると共にシリンダ
ー，ロッドが夫々のケーシング12ｃ，12ｄに固定され、
ジャッキ12ｂはケーシング12ｄ，12ｅを接続すると共に
シリンダー，ロッドが夫々のケーシング12ｄ，12ｅに固
定されている。従って、ジャッキ12ａ，12ｂを伸長させ
ることによって、先押装置12の各ケーシング12ｃ〜12ｅ
を同時に伸長させて掘進機11に推力を付与することが可
能である。

【００２８】先押装置12による掘進機11の推進ストロー
クは、二重管Ａの長さと等しいか或いは整数倍の長さに
設定されている。従って、二重管Ａの長さが長くジャッ
キ12ａ，12ｂに座屈が生じる虞のある場合には、本実施
例に示すように複数の先押装置12を配設して掘進機11の
推進ストロークを分担させることが好ましい。

【００２９】先押装置12のジャッキ12ａ，12ｂを伸長さ
せて掘進機11に推力を付与したときに発生する反力は二
重管Ａの外管２，接続部材７を介して発進立坑Ｂの壁面
６に伝達され、該壁面６によって支持される。

【００３０】先押装置12による掘進機11の推進と並行し
て、発進立坑Ｂの内部で既に推進された二重管Ａに後続
させる新たな二重管Ａを推進するための段取作業を実施
する。即ち、発進立坑Ｂに露出した既に推進された二重
管Ａの内管１に新たな二重管Ａの内管１を突き合わせ、
突き合わせ部位を全周にわたって溶接する。また溶接が
終了した後、溶接部位をＸ線検査による非破壊検査を実
施し、溶接欠陥のないことを確認する。

【００３１】例えば内管１が直径 900mm，肉厚12mmの場
合、溶接作業の実施に要する時間は約６時間であり、非
破壊検査に要する時間は約２時間である。従って、１ヵ
所溶接接合する総所要時間は約８時間となる。

【００３２】掘進機11の推進速度は地山を構成する層の
性質に応じて異なるが都市部に於ける平均値は約30mm/m
inである。従って、二重管Ａの長さが６ｍに設定されて
いる場合、１推進ストロークに要する時間は約３時間20
分であり、既に推進された二重管Ａの内管１と新たな二
重管Ａの内管１を溶接する作業時間内で十分に掘進機11
を推進することが可能である。

【００３３】１ヵ所の溶接及び非破壊検査に要する時間
が約８時間であることから、掘進機11を二重管Ａの２本
分のストロークで推進しても、この推進作業を十分に実
施することが可能である。この場合、発進立坑Ｂは一度
に２本の二重管Ａを直列に配置して溶接等の作業を実施
し得る長さが必要である。また元押装置13のベッド13ｃ
も同様に２本の二重管Ａを載置し得る長さが必要であ
る。

【００３４】掘進機11を所定のストロークで推進した
後、先押装置12の駆動を停止させると共に掘進機11のカ
ッターヘッド11ａの回転を停止させる。この状態で、既
に推進された二重管Ａの内管１と新たな二重管Ａの内管
１との溶接作業，非破壊検査作業が終了するまで待機す
る。そして掘進機11の推進，内管１の溶接及び非破壊検
査の全ての作業が終了すると、既に推進された二重管Ａ
の外管２と発進立坑Ｂとを接続した接続部材７を取り外
す。

【００３５】元押装置13の押輪13ａにストラット16を取
り付けた後、元押装置13を駆動して溶接接合された複数
の二重管Ａを推進すると同時に先押装置12のジャッキ12
ｃを縮小する。従って、掘進機11は前進することなく現
在の位置を保持し、この状態で先押装置12の縮小及び直
列に接合された二重管Ａの推進が行われる。

【００３６】二重管Ａの推進に際し、地中には既に掘進
機11によるトンネルが形成されている。このため、二重
管Ａを推進する際の抵抗は該管Ａの外周と地山との摩擦
のみとなる。従って、外管２に付与すべき推力の値は掘
進機11を推進するのに比較して十分に小さく、且つ推進
速度は掘進機11を推進する際の速度に比較して十分に大
きくなる。

【００３７】先頭の二重管Ａに２番目の二重管Ａを溶接
して推進した後、再び前述と同様の作業を実施すること
によって３番目以降の二重管Ａを順次溶接接合しつつ推
進して発進立坑Ｂと到着立坑Ｃの間に二重管Ａからなる
管路を敷設することが可能である。

【００３８】尚、地中に敷設された二重管Ａの本数が増
加するのに伴って二重管Ａと地山との摩擦抵抗が増大
し、先押装置12による掘進機11の推進に伴う反力が前記
摩擦抵抗によって相殺される。このため、二重管Ａの敷
設長が増大したとき、必ずしも外管２を発進立坑の壁面
６に接続しなくとも良い。

【００３９】また二重管を推進する際の工法としては、
泥水工法，泥土工法，泥しょう工法，高濃度超泥水工法
等のセミシールド工法、或いは切刃工法等の工法を選択
的に採用することが可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
二重管の推進工法では、発進立坑内で行う既に推進され
た二重管の内管と新たな二重管の内管を溶接する作業と
並行して先押装置によって掘進機の推進を行うことで、
二重管の推進に要する時間を低減させることが出来る。
このため、工期の短縮化をはかることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】二重管を推進する過程を示し、本推進工法の一
工程を説明する図である。

【図２】図１の工程に引き続く二工程を示す図である。

【図３】図２の工程に引き続く三工程を示す図である。

【図４】二重管の構成を説明する図である。

【図５】先押装置の構成を説明する断面図である。

【符号の説明】

Ａ 二重管 Ｂ 発進立坑 Ｃ 到着立坑 Ｄ 予定敷設線 １ 内管 ２ 外管 ３ ブラケット ４，４ａ〜４ｃ 供給管 ５ 逆止弁 ６ 壁面 ７ 接続部材 11 掘進機 11ａ カッターヘッド 11ｂ モーター 12 先押装置 12ａ，12ｂ ケーシング 12ｃ〜12ｅ ジャッキ 13 元押装置 13ａ 押輪 13ｂ 反力壁 13ｃ ベッド 14 ダミー管 15 ポンプ筒 16 ストラット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楮山 誠 神奈川県座間市相模が丘５−14−10−310 (72)発明者 宇野 秀樹 埼玉県所沢市若松町1118−22 (72)発明者 佐藤 徹 神奈川県川崎市麻生区虹ケ丘２−３−９− 104

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地山を掘削する掘進機と、発進立坑に配
   設された元押装置とを有し、内管と該内管との間に所定
   の間隙を持って外装された外管からなる二重管を発進立
   坑から到着立坑に向けて推進する二重管の推進工法であ
   って、掘進機に掘進機推進装置を後続させると共に該掘
   進機推進装置に二重管を後続させて推進し、掘進機推進
   装置を作動させて掘進機を所定距離推進すると共に発進
   立坑に新たな二重管を配設して該新たな二重管を既に推
   進された二重管に接続する作業を実施し、前記掘進機推
   進装置による掘進機の推進と新たな二重管と既に推進さ
   れた二重管の接続作業が終了した後、元押装置を作動さ
   せて新たな二重管の外管に推力を付与して推進すると共
   に掘進機推進装置を縮小させて二重管を推進することを
   特徴とした二重管の推進工法。
2. 【請求項２】 前記掘進機推進装置として径が互いに異
   なり且つ嵌合し合う複数本のケーシングを嵌合させて伸
   縮自在な円筒体を構成し、隣接する二つのケーシングは
   夫々ジャッキを介して接続された推進装置を用いること
   を特徴とした請求項１記載の二重管の推進工法。
3. 【請求項３】 発進立坑の壁面寄りの外管の後端を接続
   部材を介して発進立坑の壁面に接続し、前記掘進機推進
   装置のジャッキを伸長させて掘進機に推力を付与したと
   きに発生する反力を二重管の外管及び接続部材を介して
   発進立坑の壁面に受けさせることを特徴とした請求項２
   記載の二重管の推進工法。