JPH0796873B2 - パイプルーフ工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、地下空間の切拡げに当たりその上の地山荷重
を支えるために、複数本のパイプ（例えば鋼管）を地中
に並列貫入して地盤内に支持ルーフを構築するパイプル
ーフ工法とに関するものである。

【従来の技術】

第19図は従来のパイプルーフ工法の施工例を示す。立坑
１を掘削してそのなかに水平ボーリングマシン２、圧入
ジャッキ３及びパイプ受台４等を設置する。各鋼管５内
にオーガ６を挿入して吊り降ろし、立坑１内で鋼管５及
びオーガ６を継ぎ足しながら、水平ボーリングマシン２
によりオーガ６を駆動してパイプ（連結した鋼管）先端
の地山を掘削し、圧入抵抗を減らしながらパイプを圧入
ジャッキ３により地山に圧入して１本のパイプを貫入し
た後、同様の作業を繰り返して複数本のパイプによる支
持ルーフを構築していた。

【発明が解決しようする課題】

しかし、かかる従来の工法では、水平ボーリングマシン
による施工は80〜90mが限度であり、それより長い距離
を施工するには大規模な立坑などのパイプ圧入基地を新
たに設ける必要がある。また、鋼管を継ぎ足しながらそ
のパイプ後端を圧入ジャッキで圧入するため、手間と時
間がかかるばかりでなく、パイプ延長が長くなるに従っ
て次のような問題が生ずる。 パイプ外周面の摩擦抵抗が増大し、過大な圧入力が
必要になる。 パイプ先端の垂れ下がり等により圧入精度の確保が
難しくなる。 及びの結果、施工延長は100m程度が限界であ
る。 本発明の目的は従来このような問題点を解決することに
ある。

【課題を解決するための手段】

本発明によるパイプルーフ工法では、各パイプを掘進さ
せつつしかもその掘進後を掘削土砂等で埋め戻しながら
貫入される。

【作用】

本発明のパイプルーフ工法によれば、パイプルーフとな
るパイプ本体を自走式に掘進させるので、パイプルーフ
延長を長くできる。パイプ本体の掘進跡を掘削土砂等で
埋め戻すので、残土処理量が少なくて済む。ルーフに使
用されたパイプを容易に回収することができる。

【実施例】

次に、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。 第１図は本発明において使用するパイプルーフ機10の縦
断面図、第２図はその正面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ
線横断面図、第４図は同II−II線横断面図、第５図は同
III−III線横断面図である。このパイプルーフ機10は、
それ自体がパイプルーフとなる例えば円形鋼管製の１本
のパイプ本体11内に次のような掘削機構と推進・排土機
構とを装備している。 掘削機構 パイプ本体11の全面は漏斗状をなしていてその中央に土
砂取込口12が設けられ、該土砂取込口12からパイプ本体
11内の前側隔壁13までの間に土砂導入管14が固定配置さ
れ、この前側隔壁13と後側隔壁15との間には土砂導入管
14に接続する土砂搬送パイプ16が固定配置されている。
そしてこれら土砂導入管14及び土砂搬送パイプ16中にス
クリューオーガ17が装着されている。該スクリューオー
ガ17の先端部は土砂取込口12から突出し、その先端に回
転ビット18が取り付けられている。パイプ本体11の前端
縁は刃口ビット19となっている。さらに、パイプ本体11
内には流動化材供給パイプ20が配管され、このパイプか
ら、土砂取込口12内またはその付近に泥漿材や気泡材等
の流動化材を注入でき、また固化材供給パイプ21を通じ
てパイプ本体11の外部から土砂搬送パイプ16中にセメン
トミルク等の固化材を供給できるようになっている。な
お、図示していないがスクリューオーガ17を駆動するオ
ーガ駆動装置もパイプ本体11内に設置されている。 推進・排土機構 前側隔壁13と後側隔壁15との間に複数台の推進ジャッキ
（油圧シリンダ）22がパイプ本体11の円周方向に一定の
間隔で配置され、これら推進ジャッキ22のピストンロッ
ド23の先端にピストン24が固着されている。推進ジャッ
キ22は後側隔壁15を貫通して基端を前側隔壁13に固定さ
れている。ピストン24はパイプ本体11内に摺動自在に嵌
装され、推進ジャッキ22により前後摺動されて後側隔壁
15との間に伸縮する泥土室25を形成する。ピストン24に
は、その中央の排土口を開閉するゲートまたは逆止弁26
が設けられている。 パイプ本体11の外周面には、軸線方向に長い凹形ジョイ
ント27と凸形ジョイント28とが互いに反対位置に設けら
れている。 次に、このパイプルーフ機10の地山貫入動作について説
明する。 スクリューオーガ17を駆動すると、回転ビット18及び刃
口ビット19で掘削された土砂が土砂取込口12から土砂導
入管14内に導入されてスクリューオーガ17により搬送さ
れる。このとき、流動化材供給パイプ20から土砂取込口
12内またはその付近に泥漿材や気泡材等の流動化材を注
入すれば、掘削土砂の導入及び搬送が容易になる。 このように地山を掘削しながら、第６図に示すようにピ
ストン24のゲートまたは逆止弁26を閉じたまま推進ジャ
ッキ22を伸長させると、その推力はピストン24によりパ
イプ本体11の後端の地山、つまり埋め戻し部29に伝達
し、該埋め戻し部29が締め固められるとともに、その反
力でパイプ本体11が前方へ掘進する。これに伴い第７図
に示すようにピストン24を後側隔壁15とが離間して泥土
室25が拡がり（容積が増大する）、スクリューオーガ17
により搬送されてきた掘削土砂が該泥土室25内に収容さ
れる。このとき、掘削土砂が泥土室25内に入る前に、固
化材供給パイプ21を通じてセメントミルク等の固化材を
掘削土砂に添加する。 所定のストローク掘進したら、第８図に示すようにゲー
トまたは逆止弁26を開いて推進ジャッキ22を収縮させ
る。これによりピストン24が後側隔壁15に向かって前進
して泥土室25が縮み（容積が減少する）、固化材を添加
された掘削土砂（泥土）が圧縮されてピストン24の開放
した排土口から強制的に排出され（絞り出され）、その
泥土によってパイプ本体11の掘進跡が埋め戻される。 以下、同様の動作を繰り返すことによって、各パイプル
ーフ機10、つまり各パイプ本体11を自ら掘進させつつし
かもその掘進跡を埋め戻しながら貫入できるもので、パ
イプ本体11自体がパイプルーフの１本のパイプを構成す
ることになる。 パイプルーフ機10は目標地点まで個々に掘進させること
ができるのは勿論であるが、第９図に示すようにパイプ
ルーフ機10相互の凹凸のジョイント27、28を互いに嵌合
させれば、複数台のパイプルーフ機10を連結し並進させ
て施工能率及び施工精度を向上できるとともに、複数本
のパイプ本体11で全体として一つの支持ルーフを完成す
るに当たり、パイプ本体11相互を新たに結合する必要が
ない。 なお、隣接させる２台のパイプルーフ機10において、第
10図に示すように一方のパイプ本体11には両側と凹形ジ
ョイント27、他方のパイプ本体には両側とも凸形ジョイ
ント28を設けても、同様に連結できる。 パイプルーフ機10相互を連結して並進させる場合、その
推進を補助する補助推進機構を設けることができる。第
11図ないし第13図はその一例で、凹形ジョイント27を有
する一方のパイプルーフ機10のパイプ本体11の内部に
は、ピニオン30及び該ピニオン30を両方向に回転できる
モータ（図示せず）が設けられ、該ピニオン30の一部は
窓孔31より凹形ジョイント27内に突出している。凸形ジ
ョイント28を有する他方のパイプルーフ機10のパイプ本
体11の外周面には、凸形ジョイント28と一連に連続する
ラック32が設けられている。 両パイプルーフ機10相互において、第12図及び第13図に
示すように凹形ジョイント27と凸形ジョイント28とを嵌
合させるとともに、ピニオン30とラック32とを噛み合わ
せ、第12図に示すようにピニオン30を時計方向に回転さ
せると、ラック32を有するパイプ本体11がピニオン30を
有するパイプ本体11で反力を得て前方へ推進され、また
第13図に示すように反時計方向に回転させると、ピニオ
ン30を有するパイプ本体11がラック32を有するパイプ本
体11で反力を得て前方へ推進される。 さらに、ピニオン30の回転を規制すれば、上記のような
埋め戻し時におけるパイプルーフ機10の後退を防止でき
る。すなわち、埋め戻しは、推進ジャッキ22を収縮させ
てピストン24を強制的に引き寄せ、該ピストン24の排土
口から泥土室25内の泥土を強制排出するため、推進ジャ
ッキ22の収縮に伴いパイプ本体11に後進力が作用するこ
とが起こり得るが、その際にピニオン30の回転を規制す
れば、該ピニオン30は別のパイプ本体11のラック32に噛
み合っているため、埋め戻しを行うパイプルーフ機10の
後退を防止できる。 次に施工例について説明する。第14図ないし第18図は地
下鉄駅部の切拡げに適用した例で、第14図は縦断面図、
第15図ないし第18図はそれぞれ第14図のＡ−Ａ線、Ｂ−
Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線の横断面図である。複数台の
パイプルーフ機10を２本のトンネル33の切拡げ領域の上
方のやや前方まで（第15図）並進させて支持ルーフを構
築し、切拡げ領域の上方の地山荷重を支持する。この場
合、各トンネル33の内部には補強のための支保工34を設
置しておく。切拡げ領域については、第16図に示すよう
に支持ルーフの下方、つまり並列連結されているパイプ
ルーフ機10の下方を掘削し、床付け完了後、２本のトン
ネル３の側部を解体して切拡げ空間35を形成する。その
後、第17図に示すように切拡げ空間35にコンクリート覆
工36を施工し、またその覆工完了後、第18図に示すよう
にパイプルーフ機10が通過した後の埋め戻し部29との間
に裏込め材37を注入する。 このように本工法によれば、パイプルーフ機10の掘進と
併行して切拡げ、覆工、埋め戻しの作業を順次繰り返す
ことにより、安全に地中切拡げ作業を行うことができ
る。 上記の実施例では、円形のパイプ本体11を示したが、そ
の断面形状は矩形、楕円形等の様々な形状にすることが
できる。また、掘削機構としては、従来の土圧式または
泥土式のセミシールド機をパイプ本体11の先端部に装着
しても良い。さらに、上記の例では推進機構で排土機構
も兼用できる構造としたが、排土機構としては別途排土
ポンプ等を取り付けて推進機構と独立させても良い。一
方、推進機構としては、地中切拡げ部の空間を利用して
パイプ本体11の外面に推進ジャッキを取り付けても良
い。また、パイプ本体11を中折れ機構で屈曲できる構造
にすれば、パイプルーフ機10を曲進させることも可能で
ある。

【発明の効果】

本発明の工法によれば次のような効果がある。 パイプルーフとなるパイフ本体を自走式に掘進させ
るため、推力や増大や推進方向の精度の低下といった問
題がなく、1km以上の長距離の切拡げ工事も可能であ
る。 パイプ本体の掘進跡は掘削土砂等で埋め戻すため、
残土処理量が少なくて済む。 複数本のパイプ本体の組み合わせ方により、様々な
断面形状の切拡げを行うことが可能である。 従来は施工したパイプルーフは地中に埋め殺すこと
が多かったが、本発明によればパイプ本体が自走式でそ
の１本当たりの長さを短くできるため、容易に回収する
ことが可能であり、再利用することにより経済性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用するパイプルーフ機の縦断
面図、第２図はその正面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ線
横断面図、第４図は同II−II線横断面図、第５図は同II
I−III線横断面図、第６図ないし第８図はこのパイプル
ーフ機の地山貫入動作を説明する説明図、第９図は複数
台のパイプルーフ機により施工される支持ルーフの斜視
図、第10図はパイプルーフ機相互の連結部の他の例を示
す正面図、第11図は補助推進機構の分解斜視図、第12図
及び第13図はその動作説明図である。 第14図ないし第18図は本発明の工法を地下鉄駅部の切拡
げに適用した例を示し、第14図は縦断面図、第15図ない
し第18図はそれぞれ第14図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−
Ｃ線、Ｄ−Ｄ線の横断面図である。 第19図は従来工法の説明図である。 10……パイプルーフ機、11……パイプ本体、17……スク
リューオーガ、18……回転ビット、22……推進ジャッ
キ、24……ピストン、30……ピニオン、32……ラック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本のパイプを地中に並列貫入して地盤
   内に支持ルーフを構築するパイプルーフ工法において、
   前記パイプを掘進させつつしかもその掘進跡を掘削土砂
   等で埋め戻しながら貫入させることを特徴とするパイプ
   ルーフ工法。