JPH0853992A - カーブ推進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｓカーブや多曲線推進に対応でき、更に、通
常の推進管を使用することができる簡単軽量なカーブ推
進装置を提供すること。 【構成】 シールド筒より径大のカッタ部を有する掘進
機を使用し、掘進機の後方に複数の推進管を順次連結し
ながら推進管の後端から掘進機及び推進管を押圧し、カ
ッタ部で地山を掘削しながらシールド筒と外周地山との
間に形成されるテールボイド部に液状体を加圧状態で注
入することによりカッタ部の前面と切羽との間、シール
ド筒や推進管と外周地山との間に泥膜を形成して地山の
崩壊を防止しながら地中を掘進する泥水加圧式推進工法
において、推進管４と推進管４との間に、変形しにくい
材質からなる第１の板状部材６と、第１の板状部材６に
比べて変形し易く且つ復元性の高い材質からなる第２の
板状部材７とを交互に層状に構成した弾性型推力伝達材
５を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、泥水加圧式推進工法に
おいて使用されるカーブ推進装置に関し、特に、所定の
曲率のカーブで推進管を推進させるカーブ推進装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】泥水加圧式推進工法においては、シール
ド筒より径大のカッタ部を有する掘進機を使用し、掘進
機の後方に複数の推進管を順次連結しながら前記推進管
の後端から掘進機及び推進管を押圧し、カッタ部で地山
を掘削しながらシールド筒と外周地山との間に形成され
るテールボイド部に液状体を加圧状態で注入することに
よりカッタ部の前面と切羽との間、シールド筒と外周地
山との間、推進管と外周地山との間に泥膜を形成して地
山の崩壊を防止しながら地中を掘進している。

【０００３】このような泥水加圧式推進工法を使用して
カーブ施工を行なう場合には、隣接する推進管の端面が
平行にならず、開口差がつき、くさび状となるので、推
進管に後方から推力を加えたときに、この推力が推進管
の端面の一部分に集中するため、推進管の端面が破損す
るという問題がある。

【０００４】そこで、この問題を解決するために、図９
に示すように、推進管４の対向端面４ａにそれぞれ推力
受圧台２１を対向方向に突設し、これらの推力受圧台２
１をその対向突出端部に球又はピン２２を介在させて回
動自在に接続させる点支持型推力伝達材を使用すること
が実公昭６２−１３４６号公報で提案されている。

【０００５】上記実公昭６２−１３４６号公報に記載の
点支持型推力伝達装置によれば、推力は突出端部に設け
られた球又はピン２２を介して伝達されるので、隣接す
る推進管４の対向端面４ａが直接接触することがなく、
推進管４の端面４ａの破損を防止することができる。

【０００６】上記実公昭６２−１３４６号公報に記載の
点支持型推力伝達装置においては、推力受圧台２１を推
進管４の端面４ａから突出させた状態で設ける必要があ
るので、隣接する推進管４の間には、少なくとも二つの
推力受圧台２１の軸方向の長さの間隔が生じる。しかし
ながら、このように隣接する推進管４の間の間隔が広く
なると、通常の標準的な推進管を使用することができな
いという問題が生じる。以下、この問題について説明す
る。

【０００７】図１０，図１１に示すように、推進管４の
一方の端部には、隣接する推進管との接続部の外周を覆
うように埋め込みカラー４ｂが設けられている。この埋
め込みカラー４ｂの管軸方向の長さＬ１は、標準管（Ｊ
ＩＳ ＪＳＷＡＳ Ａ−２）で２５０ｍｍであり、この
うち１３０ｍｍ（Ｌ２）が推進管４の端部から外方に突
出しており、隣接する推進管の端部を覆っている。１３
０ｍｍの突出部分のうち、内側の６０ｍｍ（Ｌ３）はシ
ール材４ｃを配置するために必要であり、摺動可能な長
さＬ４は７０ｍｍしかない。

【０００８】ところが、上記実公昭６２−１３４６号公
報に記載の点支持型推力伝達装置においては、推力受圧
台の一定の支圧面積を確保する必要から、推力受圧台の
管軸方向の厚みが大きくなり、隣接する推進管の間隔が
８０〜１３０ｍｍ程度となるので、埋め込みカラーが隣
接する推進管の端部を覆うことができない。このため、
埋め込みカラーの管軸方向の長さを特別に長くした特注
の推進管を使用しなければならず、施工コストが高くな
るという問題が生じる。

【０００９】また、隣接する推進管の間隔の小さくする
ために、図１２に示すように、推進管４の端部４ａに凹
部４ｄを形成し、この凹部４ｄ内に推力伝達装置を収納
することも行なわれているが、推進管を加工する手間が
かかるという問題がある。

【００１０】更に、点支持型推力伝達装置には充分な強
度を持たせる必要があるので、推力伝達装置一般に鋼鉄
や鋳鉄により製造されており、かなりの重量がある。こ
の点支持型推力伝達装置は、推進管の端部において上端
と下端に取り付ける必要があるが、点支持型推力伝達装
置は重いので、特に上端側の点支持型推力伝達装置の取
り付け作業が困難であるという問題がある。また、取り
付け作業中に点支持型推力伝達装置を誤って取り落とし
た場合、作業員が怪我をする危険性があるという問題も
ある。

【００１１】一方、隣接する推進管の間に配置される推
力伝達材或いはクッション材を材質を選定することによ
りカーブ施工に対応できるようにすることも提案されて
いる。たとえば、特開平４−１３９７号公報に記載され
ているように、推進管の端面に、推力に応じて塑性領域
の異なる推力伝達材を単体又は複数種に組み合わせて推
進管を曲線状に推進させていくことが知られている。ま
た、特公昭６１−８３２０号公報に記載されているよう
に、クッション材として、応力がかかると初めは弾性変
形し、その後の限界圧縮応力以上の力に対しては永久的
な塑性変形をする、０．３〜０．８の比重を持った発泡
スチレン材を使用して、推進施工の場合に生じる集中応
力を分散させることが知られている。

【００１２】しかしながら、特開平４−１３９７号公報
及び特公昭６１−８３２０号公報に記載の装置において
は、推力伝達材或いはクッション材は最終的には塑性変
形するものであるので、単曲線カーブ推進にしか適用で
きないという問題がある。また、推力伝達材或いはクッ
ション材は埋め込み状態で取り付けられており、取り外
しができない。この場合、目地モルタルと推力伝達材或
いはクッション材との接着が難しく、最悪の場合、漏水
のおそれがある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、Ｓカ
ーブや多曲線推進に対応でき、更に、通常の推進管を使
用することができる簡単軽量なカーブ推進装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、シールド筒よ
り径大のカッタ部を有する掘進機を使用し、掘進機の後
方に複数の推進管を順次連結しながら前記推進管の後端
から掘進機及び推進管を押圧し、カッタ部で地山を掘削
しながらシールド筒と外周地山との間に形成されるテー
ルボイド部に液状体を加圧状態で注入することによりカ
ッタ部の前面と切羽との間、シールド筒と外周地山との
間、推進管と外周地山との間に泥膜を形成して地山の崩
壊を防止しながら地中を掘進する泥水加圧式推進工法に
おいて使用するカーブ推進装置であって、前記推進管と
推進管との間に、変形しにくい材質からなる第１の板状
部材と、該第１の板状部材に比べて変形し易く且つ復元
性の高い材質からなる第２の板状部材とを交互に層状に
構成した弾性型推力伝達材を装着することを特徴とす
る。

【００１５】また、本発明は、前記掘進機の直後におけ
る推力伝達材として、前記推進管の対向端面にそれぞれ
推力受圧台を対向方向に突設し、これらの推力受圧台を
その対向突出端部に球又はピンを介在させて回動自在に
接続させる構造を有する点支持型推力伝達材を使用し、
該点支持型推力伝達材により連結された複数の推進管の
後方に、前記弾性型推力伝達材により連結された複数の
推進管を配置することを特徴とする。

【００１６】また、前記第１の板状部材の材質が鉄であ
り、前記前記第２の板状部材の材質がゴムであることを
特徴とする。

【００１７】また、前記第１の板状部材の材質が硬質ポ
リエチレンであり、前記前記第２の板状部材の材質がウ
レタンであることを特徴とする。

【００１８】

【作用】カッタ部で地山を掘削しながら、推進管の後方
から推力が印加されると、推進管が推進すると共に、各
推進管の間に介装された弾性型推力伝達材が圧縮され変
形する。このとき、推力伝達材は、変形しにくい材質か
らなる第１の板状部材と、この第１の板状部材に比べて
変形し易く且つ復元性の高い材質からなる第２の板状部
材との積層構造を有しているので、第２の板状部材は圧
縮により変形するが、第１の板状部材は殆ど変形しな
い。したがって、推力伝達材の最大圧縮側においても、
少なくとも第１の板状部材の厚み分は確保され、隣接す
る推進管の端面同志が点接触する、いわゆるポイントタ
ッチを防止することができる

【００１９】

【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。

【００２０】図１は、本発明のカーブ推進装置が適用さ
れるカーブ施工を説明するための模式図である。但し、
図１は、掘削機及び推進管の位置関係を模式的に示すも
のであって、細部を正確に示すものではなく、また、カ
ーブの曲率は誇張して図示されている。

【００２１】泥水加圧式推進工法においては、シールド
筒１より径大のカッタ部２を有する掘進機３を使用し、
掘進機３の後方に複数の推進管４，４，・・を順次連結
しながら前記推進管４の後端からジャッキ（図示せず）
を使用して矢印Ａ方向に掘進機３及び推進管４を押圧
し、カッタ部２で地山Ｂを掘削しながら、シールド筒１
と外周地山Ｂとの間に形成されるテールボイド部Ｃに液
状体を加圧状態で注入することによりカッタ部２の前面
と切羽との間、シールド筒１と外周地山Ｂとの間、推進
管４と外周地山Ｂとの間に泥膜を形成して地山Ｂの崩壊
を防止しながら地中を掘進する。

【００２２】この泥水加圧式推進工法においてカーブ施
工する場合には、掘進機前部３ａと掘進機後部３ｂとの
間に設けられた舵取りジャッキＤの突出量を制御するこ
とにより推力加圧方向Ａに対して掘進機３の角度を傾斜
させて、掘進機３の掘削方向を制御している。

【００２３】図２は、掘進機３の舵取り機構を示す部分
断面図である。掘進機前部３ａの筒体３ｃの後端と掘進
機後部３ｂの筒体３ｄの前端には、それぞれ管内方向に
突出する支持体３ｅ，３ｆが固定されており、これらの
支持体３ｅ，３ｆの間に舵取りジャッキＤが配置されて
いる。舵取りジャッキＤは、基端が支持体３ｅに固定さ
れたシリンダＤ１と、このシリンダＤ１に対して油圧等
により進退自在に設けられ、その先端が支持体３ｆに当
接するピストンＤ２とから構成されている。また、掘進
機後部３ｂの筒体３ｄの前端は若干径小とされ、掘進機
前部３ａの筒体３ｃの後端の内側に潜り込んだ形態とな
っており、両者の間にはシール部材３ｇが設けられてい
る。舵取りジャッキＤは、管軸に対して左右一対設けら
れており、各舵取りジャッキＤのピストンの突出量を変
えることにより、掘進機３の掘削方向を制御している。

【００２４】各推進管４の間には推力伝達材５がそれぞ
れ介装されており、最後尾の推進管４の加えられた推力
は、各推力伝達材５及び各推進管４を介して前方に伝達
され、最終的に掘進機３に推力を与える。この推力伝達
材５は、隣接する推進管４の端面の間に、推力に より
生じる挟持力を使用して保持される。なお、上側の推力
伝達材５は、帯鉄板等で保持してもよい。

【００２５】図３は、本発明の推力伝達材を使用した各
推進管の連結構造を示す平面模式図である。また、図４
は、推進管の端面に対する推力伝達材の取り付け状態を
説明図である。各推進管４の間においては、推進管４の
端面４ａの上部及び下部にそれぞれ推力伝達材５が介装
されている。なお図示しないが、隣接する推進管４の間
は、図１１に示す埋め込みカラーと同様な埋め込みカラ
ーで覆われている。

【００２６】図５（ａ）は、推力伝達材５を推進管４の
管軸方向に切って見た断面図、図５（ｂ）は、推力伝達
材５を推進管４の管軸方向から見た正面図である。

【００２７】図５（ａ）に示すように、推力伝達材５
は、変形しにくい材質、たとえば、鉄からなる第１の板
状部材６と、この第１の板状部材６に比べて変形し易く
且つ復元性の高い材質、たとえば、ゴムからなる第２の
板状部材７とを、推進管４の管軸方向に交互に層状に積
層することにより構成されている。推力伝達材５の管軸
方向の厚みＴは、たとえば、４０〜６０ｍｍ程度とされ
る。また、推力伝達材５は、図５（ｂ）に示すように、
管軸方向から見て推進管４の壁に沿って円弧状に湾曲し
ており、その幅Ｔは推進管４の壁の厚みとほぼ等しくさ
れている。また、推力伝達材５の円周方向の長さＬは、
推進管の外径の１／４程度とされる。

【００２８】上記例では鉄からなる第１の板状部材とゴ
ムからなる第２の板状部材とを交互に積層して推力伝達
材を構成しているが、これらの材質に限られるものでは
なく、硬質ポリエチレンからなる第１の板状部材とウレ
タンからなる第２の板状部材とを交互に積層して推力伝
達材を構成してもよい。

【００２９】また、図５（ａ）に示す例では、３枚の第
１の板状部材と４枚の第２の板状部材とを交互に積層し
て推力伝達材を構成しているが、これに限らず、図６
（ａ）に示すように、２枚の第１の板状部材と３枚の第
２の板状部材とを交互に積層して推力伝達材を構成して
もよい。なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す推力伝
達材を推進管４の管軸方向から見た正面図である。

【００３０】次に、上述した推力伝達材を使用したカー
ブ施工について説明する。

【００３１】カーブ施工に際しては、図１に示すよう
に、舵取りジャッキＤにより掘進機３の角度が掘削方向
に応じて設定される。次に、最後尾の推進管４に矢印Ａ
方向に推力が加えられると、この推力は、各推力伝達材
５及び各推進管４を介して順次前方に伝達される。

【００３２】ここで、推力伝達材５の円周方向の大きさ
は、推進管の外径の１／４程度とされているので、推力
は推進管４端部の比較的小部分に集中して印加される。
この推力の印加点は、平面で見て管軸上にあるので、推
力は推進管４の中心を通って伝達されることになり、掘
進機３の掘削方向を設計通りに方向付けることができ
る。もし、推力伝達材５の円周方向の大部分にわたって
設けられている場合には、推力が管軸中心よりも曲率中
心側に集中してしまい、推進管４が直線に戻ろうとする
モーメントが発生し、掘進機３迄がカーブの外側に振ら
れ所定の曲線を維持することが困難となるという問題が
生じる。

【００３３】また、推力伝達材５の最両端は、変形し易
く且つ復元性の高い材質からなる第２の板状部材７とさ
れているので、推力伝達材５と推進管４とは弾性的に圧
接することになり、推力が推力伝達材５の全体にわたっ
て分散されるため、推力が過度に集中して応力割れ等の
不都合を生じることがない。

【００３４】また、推力伝達材５の第２の板状部材７
は、カーブの方向及び曲率に従って自動的に弾性変形す
るので、カーブの方向や曲率に拘わらず、常に最適な状
態で推力を伝達することができる。すなわち、推力伝達
材５の第２の板状部材７は、塑性変形ではなく弾性変形
をするので、Ｓカーブや多曲線推進に対しても対応する
ことができる。

【００３５】また、推進工法では、推進管４及び推力伝
達材５に軸方向に圧力が加わるが、推力伝達材５は、変
形しにくい材質からなる第１の板状部材６と、この第１
の板状部材６に比べて変形し易く且つ復元性の高い材質
からなる第２の板状部材７との積層構造を有しているの
で、第２の板状部材７は圧縮により変形するが、第１の
板状部材６は殆ど変形しない。このときの推力伝達材５
の各部における圧縮量、すなわち、変形量はカーブの方
向及び程度によって異なってくる。すなわち、図３に示
すように、推力伝達材５は、曲率中心から見て内側が外
側に比べて大きく変形する。なお、破線は、圧力が印加
されない場合の推力伝達材５の形状を仮想的に示してい
る。

【００３６】上述したように、第１の板状部材６は殆ど
変形しないので、推力伝達材５に最大限の圧力が印加さ
れた場合でも、図７に模式的に示すように、推力伝達材
５の最大圧縮側においても、少なくとも第１の板状部材
６の厚み分は確保される。したがって、本実施例の推力
伝達材５によれば、隣接する推進管４の端面同志の最接
近距離Ｅを一定距離以上とすることができ、隣接する推
進管４の端面同志が点接触する、いわゆるポイントタッ
チを防止することができる。

【００３７】また、推力伝達材５は、合成樹脂同志の組
み合わせ、或いは、鉄板とゴムの組み合わせから構成さ
れるので、重量が軽く、取り付け作業が容易であると共
に取り付け作業時の危険性が少なくなる。

【００３８】また、推力伝達材５が軽量であることか
ら、特別な固定装置を使用することなく、隣接する推進
管４の間に挟持力だけで保持することができる。また、
推力伝達材５の取り外しも容易に行なうことができる。
すなわち、推力伝達材５の円周方向の大きさは、推進管
の外径の１／４程度とされているので、管軸に直交する
方向で見て推力伝達材５の両側において、隣接する推進
管４の間には隙間が存在し、隣接する推進管４の間に小
ジャッキや爪ジャッキを入れて隙間を若干押し広げるこ
とにより、推力伝達材５を取り外すことが出来る。

【００３９】また、推力伝達材５の管軸方向の厚みＴ
は、４０〜６０ｍｍ程度であるので、取り付け余裕が５
０〜６０ｍｍの通常の推進管を使用することができる。

【００４０】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。

【００４１】図８は、掘進機３の直後における推力伝達
材として、実公昭６２−１３４６号公報に記載されてい
るような、推進管４の対向端面４ａにそれぞれ推力受圧
台２１を対向方向に突設し、これらの推力受圧台２１を
その対向突出端部に球又はピン２２を介在させて回動自
在に接続させる構造を有する点支持型推力伝達材２０を
使用し、この点支持型推力伝達材２０により連結された
複数の、たとえば、１０本程度の推進管４の後方に、先
に説明した弾性型推力伝達材５により連結された複数の
推進管４を配置している。

【００４２】このように掘進機３の直後における推力伝
達材として点支持型推力伝達材２０を使用することによ
り、掘進機３近傍においては、推力は平面で見て各推進
管４の管軸中心のみを通って掘進機３まで伝達される。
したがって、掘進機３の掘削方向を設計通りに正確に制
御することができる。また、後方の推進管４において
は、推力が完全な管軸中心を通らない場合でも、掘進機
３の掘削方向に与える影響は少ないので、後方の推進管
４では、作業上の利点を優先して弾性型推力伝達材５を
使用する。このように点支持型推力伝達材２０と弾性型
推力伝達材５を、点支持型推力伝達材２０が前方に位置
するように組み合わせて使用することにより、掘進機３
の操作性を改善しながら、推進工法全体の作業性を高め
ることができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明では、推進管と推進管との間に、
変形しにくい材質からなる第１の板状部材と、この第１
の板状部材に比べて変形し易く且つ復元性の高い材質か
らなる第２の板状部材とを交互に層状に構成した弾性型
推力伝達材を装着したので、以下のような効果を奏す
る。

【００４４】（1) Ｓカーブや多曲線推進の場合の目地
開口の左右変動に対応しながら、推進管間のポイントタ
ッチを防止することができる。

【００４５】（２）重量が軽いため着脱作業が容易であ
り、また、作業時の危険性が少ない。 （３）管軸方向の厚みが薄いため、通常の推進管を使用
できる。

【００４６】（４）また、点支持型推力伝達材を併用し
て掘進機の直後の推進管を連結するようにした場合に
は、掘進機の操作性が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のカーブ推進装置が適用されるカーブ
施工を説明するための模式図である。

【図２】 掘進機の舵取り機構を示す部分断面図であ
る。

【図３】 本発明の推力伝達材を使用した各推進管の連
結構造を示す平面模式図である。

【図４】 推進管の端面に対する推力伝達材の取り付け
状態を説明図である。

【図５】（ａ）は、推力伝達材を推進管の管軸方向に切
って見た断面図、（ｂ）は、推力伝達材を推進管の管軸
方向から見た正面図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は推力伝達材の他の例を示す断
面図及び正面図である。

【図７】 ポイントタッチを防止する原理を示す模式図
である。

【図８】 点支持型推力伝達材と弾性型推力伝達材を併
用したカーブ工法を示す模式図である。

【図９】 従来の点支持型推力伝達装置を示す断面図で
ある。

【図１０】 埋め込みカラーが設けられた推進管を示す
断面図である。

【図１１】 埋め込みカラー部の拡大断面図である。

【図１２】 他の従来の点支持型推力伝達装置を示す断
面図である。

【符号の説明】

１…シールド筒、２…カッタ部、３…掘進機、４…推進
管、５…推力伝達材、６…変形しにくい材質からなる第
１の板状部材、７…第１の板状部材に比べて変形し易く
且つ復元性の高い材質からなる第２の板状部材、２０…
点支持型推力伝達材、２１…推力受圧台、２２…球又は
ピン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド筒より径大のカッタ部を有する
   掘進機を使用し、掘進機の後方に複数の推進管を順次連
   結しながら前記推進管の後端から掘進機及び推進管を押
   圧し、カッタ部で地山を掘削しながらシールド筒と外周
   地山との間に形成されるテールボイド部に液状体を加圧
   状態で注入することによりカッタ部の前面と切羽との
   間、シールド筒と外周地山との間、推進管と外周地山と
   の間に泥膜を形成して地山の崩壊を防止しながら地中を
   掘進する泥水加圧式推進工法において使用するカーブ推
   進装置であって、 前記推進管と推進管との間に、変形しにくい材質からな
   る第１の板状部材と、該第１の板状部材に比べて変形し
   易く且つ復元性の高い材質からなる第２の板状部材とを
   交互に層状に構成した弾性型推力伝達材を装着すること
   を特徴とするカーブ推進装置。
2. 【請求項２】 前記掘進機の直後における推力伝達材と
   して、前記推進管の対向端面にそれぞれ推力受圧台を対
   向方向に突設し、これらの推力受圧台をその対向突出端
   部に球又はピンを介在させて回動自在に接続させる構造
   を有する点支持型推力伝達材を使用し、該点支持型推力
   伝達材により連結された複数の推進管の後方に、前記弾
   性型推力伝達材により連結された複数の推進管を配置す
   ることを特徴とする請求項１記載のカーブ推進装置。
3. 【請求項３】 前記第１の板状部材の材質が鉄であり、
   前記前記第２の板状部材の材質がゴムであることを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載のカーブ推進装置。
4. 【請求項４】 前記第１の板状部材の材質が硬質ポリエ
   チレンであり、前記前記第２の板状部材の材質がウレタ
   ンであることを特徴とする請求項１または請求項２記載
   のカーブ推進装置。