JPH09221988A - パイプ圧入構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は地山Ｇを掘削しつゝパイプを圧入する
工程において、地山Ｇの崩壊を防止すると共に曲線状に
掘削することを容易にし、かつ裏込め剤充填スペースを
確保することを課題とする。 【解決手段】地山Ｇ中に圧入されるパイプ１の先端に先
導パイプ２を取付け、該先導パイプ２の先端部分を３６
０°方向に首振り可能なガイドパイプ３とし、該ガイド
パイプ３内に遮水壁４を設けてその前側にチャンバー５
を区画し、該チャンバー５内に掘削装置を設置し、更に
該ガイドパイプ３の外周には外周カットリング４０，４
１を取付け、該カットリング４０，４１によって地山Ｇ
とガイドパイプ３との間に間隙を切削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えばパイプを地山
中に圧入する際に適用されるパイプ圧入構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えば土留め用パイプルーフ工法やパイ
プ推進工法等においては、パイプが地山中に圧入される
が、この場合には従来図１０に示すようなパイプ圧入構
造が提供されている。図において地山Ｇ中に圧入される
パイプ(1) の先端には先導パイプ(2) が取付けられ、該
先導パイプ(2) の先端部分は３６０°方向に首振り可能
なガイドパイプ(3) とされており、該ガイドパイプ(3)
内には遮水壁(4) が設けられ、該遮水壁(4) より前側に
はチャンバー(5) が区画されている。そして該ガイドパ
イプ(3) の先端から外出してカッタースポーク(6) が差
出されており、該カッタースポーク(6) の径は該ガイド
パイプ(3) の径よりも若干大きく設定されており、該カ
ッタースポーク(6) はモーター(7) によって回転せしめ
られる。更に該チャンバー(5) 内には地上から送泥管(8
A)および排泥管(8B)が連絡している。

【０００３】上記パイプ圧入構造では、送泥管(8A)から
泥水をチャンバー(5) 内に送り、モーター(7) によって
カッタースポーク(6) を回転させて地山Ｇを掘削しつゝ
パイプ(1) の根端を油圧ジャッキ等の推進手段で押して
該パイプ(1) を地山Ｇ中に圧入する。この際該カッター
スポーク(6) の径は該ガイドパイプ(3) の径よりも若干
大きく設定されており、したがって地山Ｇの掘削坑Ｃと
ガイドパイプ(3) との間には間隙Ｓが形成される。パイ
プ圧入経路がカーブする場合、該ガイドパイプ(3) を該
先導パイプ(2) に対して所定方向に所定角度曲げるので
あるが、この場合該間隙Ｓは該ガイドパイプ(3) が曲が
るための曲がり代を確保し、また地山Ｇの掘削部分の裏
込め剤を充填するためのスペースにもなる。そして切削
によって生じた土砂スラリーは排泥管(8B)より地上へ排
出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では地
山Ｇが軟弱な場合、該地山Ｇの掘削面が崩壊して土砂が
チャンバー(5) 、送泥管(8A)あるいは排泥管(8B)内に突
入すると言う問題点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、地山Ｇ中に圧入されるパ
イプ(1) の先端に先導パイプ(2) を取付け、該先導パイ
プ(2) の先端部分を３６０°方向に首振り可能なガイド
パイプ(3) とし、該ガイドパイプ(3) 内に遮水壁(4) を
設けてその前側にチャンバー(5) を区画し、該チャンバ
ー(5) 内に掘削装置Ｄを設置し、更に該ガイドパイプ
(3) の外周所定箇所には外周カットリング(40,41) を取
付けたパイプ圧入構造を提供するものであり、該ガイド
パイプ(3)の内周において掘削装置Ｄより前方の所定箇
所には内周カットリング(42)を取付けたパイプ圧入構造
を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の一具体例を図１〜図５に
示す。図１に示すパイプ(1) はヒューム管、ＦＲＰ管、
鋼管、ボックス状のコンクリート管等であり、該パイプ
(1) の先端には先導パイプ(2) が取付けられ、該先導パ
イプ(2) の先端には３６０°方向に首振り可能なガイド
パイプ(3) が取付けられており、該ガイドパイプ(3) は
リング(11)を介して該先導パイプ(2) の本体(2A)に取付
けられており、該ガイドパイプ(3) は該先導パイプ(2)
の本体(2A)とガイドパイプ(3) との間に差渡されている
油圧ジャッキ(12)および該油圧ジャッキ(12)に当接する
押圧板(13)によって上下左右に首振りせしめられてパイ
プ(1) の圧入方向を制御されるが、該方向を制御するた
めに該ガイドパイプ(3) にはターゲット(14)が垂設さ
れ、該ターゲット(14)に光を照射してガイドパイプ(3)
の方向を検出する。

【０００７】該ガイドパイプ(3) 内には遮水壁(4) が設
けられており、該遮水壁(4) より前部にはチャンバー
(5) が区画されている。そして該遮水壁(4) にはジェッ
ト水噴射式の掘削装置Ｄが支持されている。該掘削装置
Ｄにおいては先端部に回転円盤(15)が取付けられている
回転軸(16)を回転可能に支持している軸受(17)が遮水壁
(4) に着脱可能に取付けられており、該回転軸(16)の前
面には切刃(18)が着脱可能に取付けられており、そして
該回転軸(16)は遮水壁(4) に支持されているモーター(1
9)によってギヤ(20,21) を介して回転せしめられ、該回
転円盤(15)の前面には図２に示すように複数個のジェッ
ト水噴射ノズル(22)がＳ字状に配設されており、該ノズ
ル(22)の近傍において回転円盤(15)の回転方向に対して
後側には土砂排出孔(23)が設けられており、該回転円盤
(15)の背面にはジェット水導入槽(24)が該ノズル(22)配
設箇所に沿って取付けられており、図４に示すように該
ジェット水導入槽(24)は各ノズル(22)に連通し、かつ回
転軸(16)内のジェット水路(25)に連絡している。更に該
ジェット水導入槽(24)の背面にも後方に向けてジェット
水噴射ノズル(26)が差出されている。

【０００８】上記土砂排出孔(23)の総面積は該回転円盤
(15)の面積の４０％以下の範囲に設定されていることが
望ましい。

【０００９】上記回転軸(16)の根端にはスイベル(30)を
介して地上からジェット水パイプ(31)が接続されてお
り、該ジェット水パイプ(31)にはバルブ(32)が介在す
る。更に地上からは排泥管(33)およびバイパス管(35)が
挿入され、該排泥管(33)およびバイパス管(35)は遮水壁
(4) に開口してチャンバー(5) 内に連絡し、該排泥管(3
3)にはバルブ(34)が介在しており、該排泥管(33)の先端
開口部にはストレーナー(36)が取付けられ、該ストレー
ナー(36)に向けて地上から洗浄水が送られる洗浄ノズル
(37)が配置されている。更にガイドパイプ(3) の先端に
は超硬チップ(38)が取付けられている。そして該ガイド
パイプ(3) の外周において後端部および先端部には外周
カットリング(40,41) が取付けられており、更に該ガイ
ドパイプ(3)の内周において先端部には内周カットリン
グ(42)が取付けられており、また先導パイプ(2) の根端
外周にも外周カットリング(43)が取付けられている。

【００１０】上記構成において、パイプ(1) の推進圧入
に先立って掘削装置Ｄのモーター(19)を駆動してギヤ(2
0,21) 、回転軸(16)を介して回転円盤(15)を所定回転で
回転させると共にジェット水パイプ(31)のバルブ(32)を
開き、地上から該ジェット水パイプ(31)にジェット水を
圧送する。該回転円盤(15)の回転数は通常毎分１．５〜
４回とする。該ジェット水は該ジェット水パイプ(31)か
らスイベル(30)を介して回転軸(16)のジェット水路(25)
に流入し、更に回転円盤(15)のジェット水導入槽(24)に
流入し、図４に示すようにノズル(22)から噴射される。

【００１１】次いでパイプ(1) の根端を油圧ジャッキ等
の推進手段によって押して該パイプ圧入構造Ｐを推進
し、該パイプ(1) を先導パイプ(2) およびガイドパイプ
(3) を介して地山Ｇ中に圧入して行くと、該地山Ｇはチ
ャンバー(5) 内に進入する。そこで該チャンバー(5) 内
に進入した地山Ｇを掘削装置Ｄの該回転円盤(15)のノズ
ル(22)から噴射されるジェット水により切削する。この
際、地山Ｇはチャンバー(5) 内に圧密されて進入するの
で自立しにくい軟弱な地山Ｇであっても該チャンバー
(5) 内で自立して崩壊が防止される。更にチャンバー
(5) 内には地上からパイプ圧入位置における地下水の水
頭＋０．２kg／cm² 圧の水圧をバイパス管(35)を介して
及ぼすことによって地山Ｇのチャンバー(5) そして排泥
管(33)内への崩壊をより確実に防止する。

【００１２】上記切削によって生じた土砂は噴射された
ジェット水と混合してスラリーとなり、該回転円盤(15)
の土砂排出孔(23)を図４矢印に示すように通り抜けて該
回転円盤(15)の後側に導入され、排泥管(33)のバルブ(3
4)を開いて地上から該土砂スラリーを該排泥管(33)に吸
引して排除する。この際大きな石等はストレーナー(36)
によって排泥管(33)に入り込まないように阻止される。
このようにしてノズル(22)は回転円盤(15)の回転に伴っ
て回転しつゝ地山Ｇの切羽面を切削して行くので、パイ
プ(1) が大口径であっても切羽面において地山Ｇは少数
のノズル(22)で切削残りがなく均一に切削される。した
がって大口径の坑を切削する場合でも噴射されるジェッ
ト水使用量が少なくなり、それに応じて土砂スラリー発
生量も少なくなって土砂スラリーの地上への排除、後処
理も容易になる。

【００１３】このようにしてパイプ圧入構造Ｐを推進し
つゝチャンバー(5) 内に進入する地山Ｇを掘削装置Ｄに
よって切削して行くが、この際ガイドパイプ(3) の外周
カットリング(40)によって地山Ｇはガイドパイプ(3) の
径よりも若干大きめに切削され、したがってガイドパイ
プ(3) とその周りの地山Ｇとの間には若干の間隙Ｓ₁が
形成され更にガイドパイプ(3) の内周カットリング(42)
によってチャンバー(5) 内に進入する地山Ｇの外周が切
削されて該ガイドパイプ(3) と該チャンバー(5) 内の地
山Ｇとの間にも若干の間隙Ｓ₂ が形成され、それによっ
てガイドパイプ(3) と地山Ｇとの間の摩擦抵抗が大巾に
減少せられパイプ(1) の圧入に要する推進力が大巾に削
減される。また油圧ジャッキ(12)を作動させてガイドパ
イプ(3)を所定方向に首振りさせることによって図５に
示すように曲線状に掘削して行く場合には、外周カット
リング(41)によって切削される間隙Ｓ₃ が該ガイドパイ
プ(3) の曲がり代となる。更に先導パイプ(2) 根端部の
外周カットリング(43)によって切削される間隙Ｓ₄ は裏
込め剤を注入するためのスペースとなる。そして該掘削
装置Ｄの切刃(18)は回転円盤(15)に先行して地山Ｇ中に
圧入され、そのドリル効果により地山Ｇの掘削方向が正
しく維持される。しかし該切刃(18)は本発明にとって必
須のものではなく、不要な時には回転軸(16)前面から取
りはずされてもよく、また切刃(18)が取付けられないよ
うな構造のものでもよい。

【００１４】該ノズル(22)に供給されるジェット水やバ
イパス管(35)からチャンバー(5) 内に注入される水は清
水であってもよいし、また上記掘削によって発生した土
砂スラリーを地上で静置して粗な固形分を沈澱させ、そ
の上澄液を使用してもよい。該上澄液には微細な土砂が
分散しているから比重が清水よりも大きいので、チャン
バー(5) 内での地山Ｇの崩壊を防止する効果が清水より
も大きく、またジェット水として地山Ｇの切削面に吹付
けると、該上澄液に分散している微細な土砂が該地山Ｇ
の切削面に付着して緊密化せしめ、地山Ｇの自立を補助
する。

【００１５】上記掘削工事が中断された場合には回転円
盤(15)の面圧が地山Ｇの切羽面に及ぼされるので地山Ｇ
のチャンバー(5) 内そしてパイプ(1) 内への崩壊は確実
に防止される。この場合回転円盤(15)に設けられている
土砂排出孔(23)の総面積が該回転円盤(15)の面積の４０
％を越えると、該回転円盤(15)の面圧が有効に地山Ｇに
及ぼされなくなり、地山Ｇの崩壊を確実に防止出来なく
なる。そして該掘削工事が再開される時にはチャンバー
(5) の底部に土砂が沈澱し、また排泥管(33)のストレー
ナー(36)にも大きな石等が引掛っているので、そのまゝ
では排泥管(33)からのスラリー排出が妨害される。した
がってその場合には回転円盤(15)の後向きのジェット水
噴射ノズル(26)からもジェット水を噴射して該土砂を水
で希釈して円滑な排泥を確保すると共に、洗浄ノズル(3
7)に地上から洗浄水を送って洗浄ノズル(37)から洗浄水
をストレーナー(36)に向けて噴射して該ストレーナー(3
6)に引掛っている石等を排除する。なお該ジェット水噴
射ノズル(26)および洗浄ノズル(37)は本発明においては
必須のものではない。

【００１６】地山Ｇに圧入するパイプの口径が変る場合
には遮水壁(4) から回転円盤(15)および回転軸(16)と共
に軸受(17)をはずして径の違った回転円盤(15)に取替え
る。

【００１７】本発明の他の具体例を図６〜図９に示す。
本具体例の掘削装置Ｄでは回転軸(16)の先端に二叉スポ
ーク(15A) が取付けられ、該スポーク(15A) の前側には
回転円盤(15B) が取付けられ、該スポーク(15A) には該
回転円盤(15B) を貫通するジェット水噴射ノズル(22A)
が取付けられており、また該ノズル(22A) のスポーク(1
5A) および回転円盤(15B) の回転方向とは反対側には複
数個の土砂排出孔(23A) が列設され、更に該スポーク(1
5A) の両側に直交して複数個の土砂排出孔(23A) が設け
られる。図８に示すように該ノズル(22A) から噴射され
るジェット水のベクトルＡは前向き方向成分Ａ_x と、回
転円盤(15B) 回転逆方向成分（横向き方向成分）Ａ
_y と、径方向成分Ａ_z との和となり、通常上向き角度α
は０〜８７°の範囲に設定され、横向き角度βは０〜８
５°の範囲に設定される。図９に示すように各ノズル(2
2A) の前方にはステー(22B) を介して反射コーン(22C)
が相対せられる。かくして各ノズル(22A) から噴射され
るジェット水は該反射コーン(22C) によって反射されて
後向き円錐状の水カーテンＷＣを形成し、地山Ｇは該水
カーテンＷＣのナイフ効果によって切削される。

【００１８】本発明では上記二つの具体例以外、後者の
具体例の掘削装置Ｄとしてはジェット水噴射ノズルを取
付けたスポークの回転円盤はスポークの側面から両側に
差出されてもよいし、スポークの後側に取付けられても
よい。また該回転円盤は省略されてもよい。また掘削装
置Ｄとしては従来のようなカッタースポーク方式のもの
を使用してもよい。

【００１９】

【発明の効果】したがって本発明ではガイドパイプのチ
ャンバー内に掘削装置を設けることによって該チャンバ
ー内において地山を圧密しつゝ掘削することにより、地
山Ｇの崩壊を防止する構成において、該ガイドパイプ外
周あるいは外周と内周とにカットリングを取付けてガイ
ドパイプと地山Ｇ間に間隙を切削形成するので、パイプ
推進力が大巾に削減され、また曲線状に掘削する場合で
もガイドパイプの曲がり代が確保され、また裏込め剤充
填スペースも確保される。

【図面の簡単な説明】

図１〜図５は本発明の一具体例を示すものである。

【図１】パイプ圧入構造先端部分断面図

【図２】回転円盤正面図

【図３】回転円盤背面図

【図４】図３のＳ−Ｓ断面図

【図５】曲線状に掘削する場合の説明図 図６〜図９は本発明の他の具体例を示すものである。

【図６】回転円盤正面図

【図７】図６のＳ−Ｓ断面図

【図８】ジェット水噴射方向説明図

【図９】ジェット水噴射ノズル部分詳細断面図

【図１０】従来例のパイプ圧入構造先端部分断面図

【符号の説明】

1 パイプ 2 先導パイプ 3 ガイドパイプ 4 遮水壁 5 チャンバー 15,15A 回転円盤（回転盤） 16 回転軸 22,22A ジェット水噴射ノズル 40,41,43 外周カットリング 42 内周カットリング Ｄ 掘削装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地山中に圧入されるパイプの先端に先導パ
   イプを取付け、該先導パイプの先端部分を３６０°方向
   に首振り可能なガイドパイプとし、該ガイドパイプ内に
   遮水壁を設けてその前側にチャンバーを区画し、該チャ
   ンバー内に掘削装置を設置し、更に該ガイドパイプの外
   周所定箇所には外周カットリングを取付けたことを特徴
   とするパイプ圧入構造
2. 【請求項２】該ガイドパイプの内周において掘削装置よ
   り前方の所定箇所には内周カットリングを取付けた請求
   項１に記載のパイプ圧入構造