JPH0960474A - 管埋設装置 - Google Patents

管埋設装置

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JPH0960474A
JPH0960474A JP22011595A JP22011595A JPH0960474A JP H0960474 A JPH0960474 A JP H0960474A JP 22011595 A JP22011595 A JP 22011595A JP 22011595 A JP22011595 A JP 22011595A JP H0960474 A JPH0960474 A JP H0960474A
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cutter
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一人で作業ができる程度に軽量化が可能で、
埋設管の内壁面を傷つけることなく埋設管を埋めること
のできる管埋設装置を提供することにある。 【解決手段】 埋設管14が埋設される進路に沿って、
予め発進部から到達部へ通されるリード管16と、リー
ド管16に対して回動可能に連結され、回転して地中を
トンネル状に掘削するカッター部18と、螺旋状の羽根
が設けられ、カッター部18の後方に前記進路に沿っ
て、カッター部18と一体に回転するように順次連結さ
れるスクリュー20と、スクリュー20に外嵌すると共
に埋設管14に内嵌し、埋設管14と同様に推進駆動機
構10によって発進部から到達部へ順次押し込まれると
共に連結され、土砂を排出する管路になる排出管22
と、埋設管14と排出管22との間隙を閉塞するリング
部材24とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は管埋設装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】下水道等の管路を地中に埋設する場合、
その延長について地表面から所定の深さまでの土砂を掘
り出して掘削溝を形成し、埋設管を配管した後、土砂を
埋め戻す方法がある。この方法によれば、長い埋設管を
容易に配管できるが、全延長に渡って土砂を掘り出し埋
め戻す作業は極めて効率が悪く、作業コストが高くなっ
てしまう。また、地表面から土砂を掘り出せないような
場所、例えば、建造物が地上に建設された場所の下部に
管路を設けなければならない場合がある。このようなケ
ースは、都市部で多い。
【0003】上記の課題を解決するべく、粘土質或い
は、粒径の比較的小さな砂礫土からなる地層において
は、管路の埋設されるべき延長線上の、例えば50m程
度離れた2点に所定の直径の立坑(例えば、発進坑が直
径2mで、到達坑が直径1m)を掘削し、その2つの立
坑の管を通すようにトンネル(横穴)を掘削する。そし
て、この横穴の掘削と共に、1m程度の長さの埋設管を
順次連結して掘削された横穴内に押し込んで通し、2つ
の立坑の間を連通する管路を形成する。横穴を形成する
には、回転するカッター部を先端に備え、そのカッター
部の回転軸に連続して後方に連結されるスクリュー(オ
ーガ)を利用する。カッター部は地層を削りとり、その
削りとられた土砂を、螺旋状の羽根が設けられたオーガ
で排出する。横穴を掘るためにカッター部とオーガを押
し込むことと共に、オーガに外嵌された埋設管を横穴内
に順次押し込むためには、油圧等を利用した強力な推進
駆動装置が利用される。また、横穴を真っ直ぐにあける
ために、カッター部を備える先端部が、その進行方向を
変更できるように屈曲可能に形成されており、カッター
部の裏面側にターゲットを設け、推進駆動装置側から所
定の直線軌道に対するターゲットのずれをモニターしつ
つ直進するように進路を調整している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような直進機能を備える先端部は、構造が複雑になると
共に非常に重い装置になっている。従って、その装置
は、運搬或いは設置しにくく、作業性が悪いという課題
があった。特に都市部で作業の場合、重機を好適に導入
できない等の制約が多いため、非常に扱いにくいという
課題があった。また、掘削された土砂は埋設管の内部を
通って、前記オーガによって排出されるため、大型なコ
ンクリート管のように表面硬度のある埋設管の場合には
比較的問題ないが、塩化ビニール(以下、「塩ビ」とい
う)管の場合は、内壁面を傷つけてしまうという課題が
あった。塩ビ管の内壁面が傷つくと、下水管の場合は、
流体抵抗が上昇してしまうのである。そこで、本発明の
目的は、一人で作業ができる程度に軽量化が可能で、埋
設管の内壁面を傷つけることなく埋設管を埋めることの
できる管埋設装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するに次の構成を備える。すなわち、本発明は、地
中にトンネルを掘削すると共に、所定の区間を往復動す
る押圧部本体を備える推進駆動機構によって地中に埋設
される所定の長さの埋設管を発進部から到達部へ順次押
し込み、発進部から到達部の間の長い管路を形成する管
埋設装置であって、前記埋設管よりも小径に設けられ、
前記埋設管が埋設される進路に沿って、予め発進部から
到達部へ通されるリード管と、該リード管に対して回動
可能に連結され、回転して地中をトンネル状に掘削する
カッター部と、該カッター部によって掘削した土砂を排
出する螺旋状の羽根が設けられ、カッター部の後方に前
記進路に沿って、カッター部と一体に回転するように順
次連結されるスクリューと、該スクリューに外嵌すると
共に前記埋設管に内嵌し、前記埋設管と同様に前記推進
駆動機構によって発進部から到達部へ順次押し込まれる
と共に連結され、土砂を排出する管路になる排出管と、
前記埋設管と前記排出管との間隙を閉塞する閉塞部材と
を具備する。
【0006】また、前記カッター部の後方に隣接すると
共に前記スクリューに外嵌して配設される最先端側の前
記埋設管に相当する管部が、埋設管に連結および離脱可
能に同等の径に設けられ、耐磨耗性のある鋼管等からな
る外管部であり、最先端側の前記排出管に相当する管部
が、排出管に連結および離脱可能に同等の径に設けら
れ、耐磨耗性のある鋼管等からなる内管部であって、前
記閉塞部材が前記外管部と前記内管部との間隙を閉塞す
ると共に、両管部を着脱可能に連結するリング部材であ
り、前記埋設管および排出管が塩化ビニール材からなる
管であることで、軽量であると共に耐久性を向上でき
る。
【0007】また、前記カッター部に連結されるスクリ
ューの長さに対して前記内管部が短く設けられ、該内管
部の長さよりも前記外管部が短く設けられたことで、各
管部材の連結を容易に行うことができる。
【0008】前記推進駆動機構の押圧部本体の押圧面側
に、前記埋設管との間に介在して押圧可能に、且つ埋設
管の後端と前記押圧面との間隔を調整可能に埋設管と当
接するリング状の当接部が螺子等によって所定の範囲で
移動可能に設けられた埋設管の押し輪部材と、前記押圧
面側に、前記排出管との間に介在して押圧可能に、且つ
排出管の後端と前記押圧面との間隔を調整可能に埋設管
と当接するリング状の当接部が螺子等によって所定の範
囲で移動可能に設けられた排出管の押し輪部材とを具備
することで、埋設管と排出管を推進駆動機構によって好
適に押し込むことができる。
【0009】前記スクリューが、径の異なる埋設管にも
対応できるように、前記螺旋状の羽根の幅を可変に設け
たことで、取り込み礫径の変化に対応できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
例を添付図面と共に詳細に説明する。図1は本発明によ
る管埋設装置の一実施例の要部を示す断面図であり、図
2は図1の実施例の推進駆動機構が立坑内に配設された
状態を示す側面図である。10は推進駆動機構であり、
所定の区間を往復動する押圧部本体12を備える。(図
2に示すように基台10a上を押圧部本体12がA方向
に所定の区間で往復動できる。)この推進駆動機構10
は、地中にトンネル(例えば横穴)を掘削する駆動源に
なると共に、地中に埋設される所定の長さの埋設管14
を、発進部である発進坑(例えば、下向きに掘りさげた
坑道である立坑)から到達部である到達坑へ順次押し込
む駆動源になっている。この推進駆動機構10によっ
て、横穴を形成すると同時に、埋設管14を順次挿入
し、その際に埋設管14同士を連結してゆくことで発進
坑から到達坑の間の長い管路が形成される。
【0011】16はリード管であって、埋設管14より
も小径に設けられ、埋設管14が埋設される進路に沿っ
て、予め発進坑から到達坑へ通される。このリード管1
6を通す行程では、土砂は排出されず、リード管16は
圧密状態で地中に押し込まれる。また、このリード管1
6は、基本的に埋設管14の長さと同一の長さに設けら
れた単体が、順次連結して延長できるように設けられて
いる。このリード管16の先端にはヘッド部17が装着
されている。このヘッド部17は図1に示すように先端
が斜面17aに形成されている。リード管16は、基本
的には推進駆動装置10によって直進するように地中に
押し込まれるが、斜面17aにかかる動圧とリード管1
6の自重のバランス、および地層の状況等によっては進
路がずれる。その際には、リード管16を回転すること
によって、斜面17aにかかる動圧の方向性を変えるこ
とによってリード管16の進行方向の調整を行って直進
させる。
【0012】リード管16が直進しているか否かをモニ
ターする方法は、例えば次のような方法がある。先ず、
ヘッド部17の内部に後方に向けて発光する発光体を装
着しておく。リード管16は連結されて長く延びるが、
管であるため直列されていれば前記発光体を推進駆動装
置側から見ることができる。すなわち、前記発光体をタ
ーゲットとして、この発光体が所定の軌道上にあるか否
かを他の受信装置によってモニターすることで、リード
管16の進行方向をチェックできる。
【0013】18はカッター部であり、リード管16が
発進坑から到達坑に通されたリード管16の後端に連結
部19で連結される。カッター部18は、軸線を中心に
リード管16に対して回動可能に連結され、回転するこ
とで地中をトンネル状に掘削する。カッター部18が地
中を掘削するように回転しても、リード管16とは相対
的に回転可能に連結されているので、リード管16は連
れ回りしない。このカッター部18は、土砂を削りと
り、その削りとった土砂を後方へ排出でできるように、
軸18aと外筒部18bの間に複数の掘削刃部18cが
斜めに設けられている。この掘削刃部18cの外端部1
8dは外筒部18bの外面に若干突出しており、好適に
土砂を削りとることができる。
【0014】20はスクリューであり、カッター部18
の後方へ横穴の軸心に沿って、カッター部18と一体に
回転可能するように順次連結される。軸20aの外周に
は掘削した土砂を排出する螺旋状の羽根20bが設けら
れている。
【0015】22は排出管であり、スクリュー20に外
嵌すると共に埋設管14に内嵌し、埋設管14と同様に
推進駆動機構10によって発進坑から到達坑へ順次押し
込まれると共に連結され、土砂を排出する管路になる。
【0016】24はリング部材であり、閉塞部材の一例
である。このリング部材24は、カッター部18の後方
に隣接すると共にしてスクリュー20に外嵌して配設さ
れる最先端側の埋設管14に相当する管部と排出管22
に相当する管部との間隙を閉塞すると共に、両管部を着
脱可能に連結する。本実施例では、両管部の最先端に当
接して覆うように固定されている。これにより、埋設管
14と排出管22との同心円状の間隙に土砂が進入する
ことを防止でき、埋設管14の内壁面が損傷することを
防止できる。なお、図示しないが、リング部材24は、
例えば螺子で埋設管14および排出管22に相当する管
部に固定される。
【0017】また、本実施例では上記のカッター部18
の後方に隣接して配設される最先端部の埋設管14に相
当する部分が実際には埋設されずに、繰り返し埋設管1
4を押し込む先端の管部として設けられている。また、
最先端側の排出管22に相当する管部が、耐久性を向上
させて形成されている。具体的には、埋設管14に連結
および離脱可能に同等の径に設けられ、耐磨耗性のある
金属材(例えば鋼管)で形成された外管部26、および
排出管22に連結および離脱可能に同等の径に設けら
れ、耐磨耗性のある金属材(例えば鋼管)で形成された
内管部28に形成されている。この外管部26および内
管部28と、両管の間隙と閉塞すると共に両管を着脱可
能に連結するリング部材24とから先端二重管部30が
構成されている。なお、他の埋設管14および排出管2
2が塩ビ管である。
【0018】また、上記の外管部26と埋設管14の間
には塩ビ管で設けられた中間外管部26aが介在されて
おり、上記の内管部28を排出管22の間には塩ビ管で
設けられた中間内管部28aが介在されている。中間外
管部26aは、外管部26と同様に埋設されず、先端二
重管部30の一部として繰り返し使用される。このよう
に、先端二重管部30を分割可能に設けたのは、到達坑
内で分解して取り出せるようにするためである。到達坑
は、推進駆動装置10を配置する必要がなく、基本的に
リード管16を取り出すことの可能な大きさでよく、発
進坑の直径の半分程度に設けられる場合が多い。従っ
て、到達坑で取り出される先端二重管部30を分割でき
るように構成したのである。また、中間外管部26aお
よび中間内管部28aを備えることで、埋設管14およ
び排出管22が損傷することを防止している。これは、
掘削が行われる最先端部側が消耗し易く、この部分を消
耗部と考えて交換し易いように、中間外嵌部26aおよ
び中間内管部28aを通常の埋設管14および排出管2
2よりも短くすることが適しているためでもある。
【0019】また、図に明らかなように、カッター部1
8に直に連結されるスクリュー20の長さに対して内管
部28が短く設けられ、その内管部28の長さよりも外
管部26が短く設けられている。そして、中間外嵌部2
6aおよび中間内管部28aは略同じ長さに設けられて
いる。また、スクリュー20の長さに対して、内管部2
8と中間内管部28aの長さの和の方が短く設けられて
いる。スクリュー20、埋設管14および排出管22の
長さは、同一に設定されている。従って、スクリュー2
0、埋設管14および排出管22は、その後端で常に段
差が生じるように連結される。このように各管の間で常
に段差があるため、内側ものから順次連結すれば各連結
部が露出でき、その連結作業が行い易く、作業効率を向
上できる。
【0020】本実施例では、各管は螺子込み式で連結さ
れるように設定してあるが、土砂と接する面の関係で螺
子の切られた側を図1に示すように設けるとよい。すな
わち、埋設管14、中間外管部26aおよび外管部26
においては、後端部を雌ねじに形成し、先端部を雄ねじ
に形成してある。また、排出管22、中間内管部28a
および内管部28においては後端側を雄ねじに形成し、
先端部を雌ねじに形成してある。これにより、土砂との
摩擦によって螺子が傷つけられることを防止できる。ま
た、スクリュー20の回転に伴って、内管部28と中間
内管部28aが連れ回りしないように、この内管部28
と中間内管部28aは、外管部26と中間外管部26a
にそれぞれ設けられた回り止め部29によって係合して
いる。すなわち、外管部26、中間外管部26aおよび
埋設管14は地中に圧入状態に挿入されているので回転
しない。これに内筒部28等が係合していれば、スクリ
ュー20と連れ回りしないのである。
【0021】31は埋設管の押し輪部材であり、推進駆
動機構10の往復動して埋設管14等を押し込む押圧部
本体12の押圧面12a側に、埋設管14との間に介在
して押圧可能に、且つ埋設管14の後端と押圧面との間
隔を調整可能に埋設管14と当接するリング状の当接部
31aが螺子によって所定の範囲で移動可能に設けられ
ている。また、32は排出管の押し輪部材であり、前記
押圧面12a側に、排出管22との間に介在して押圧可
能に、且つ排出管22の後端と押圧面12aとの間隔を
調整可能に埋設管22と当接するリング状の当接部32
aが螺子によって所定の範囲で移動可能に設けられてい
る。
【0022】このように、埋設管の押し輪部材31およ
び排出管の押し輪部材32を設けることによって、埋設
管14および排出管22に寸法誤差等がある場合でも、
前記カッター部18と間に強い力で挟まれてしまうこと
を防止することができる。埋設管14および排出管22
は市販の塩ビ管を使用できるが、寸法誤差があったり、
気温の変化によって伸縮して常に一定の長さのものでは
ない。例えば、約50本もの埋設管14を連結する際に
は、一本当たりの誤差が小さくとも最終的には大きな寸
法誤差になるが、上記の押し輪部材31、32によっ
て、この問題を好適に解消できるのである。なお、上記
のような誤差を考慮して、図1に示すようにカッター部
18と先端二重管部30の先端面(リング部材24の先
端側面)との間は、初期段階で若干の隙間(例えば20
mm)を開ける。
【0023】次に図3〜5に基づいてスクリュー20の
実施例について説明する。スクリュー20が、径の異な
る各埋設管にも対応できるように、螺旋状の羽根20b
の幅を可変に設けた。具体的には、図3に示すようなス
クリュー20の羽根20bに所定の間隔をおいて複数の
取付孔34を形成しておき、図4に示すような複数の取
付孔35が設けられたスペーサ36を、両者の取付孔を
合わせて螺子(図示せず)等で装着することで、スクリ
ュー20の外径を変更する。このようにすれば、図5に
示すように、同一の軸20aに異なる大きさの螺旋状の
羽根を付けることができる。径が大きくなるほど、最大
取り込み礫径を大きくすることができる。従って、大き
な径の礫を含んでいる地層の場合には、掘削作業を好適
に行うように、大きな羽根の付いたスクリューにして大
きな径の埋設管を埋めるように使用でき、別の軸20a
を要しないため、全体装置システムを簡略化することが
できる。また、スクリュー20は、鉄材で形成されてい
るが、スペーサ36を付けて大径にする場合は、軸20
aが同一であって重量変化が小さく、作業者にとって扱
い易い。
【0024】次に本実施例の管埋設装置を使用した施工
方法について図6および7に基づいて説明する。先ず、
図6に示すように、発進坑38からヘッド部17を先頭
してリード管16を順次連結して到達坑40へ貫通する
ように通す。上述したようにヘッド部17の斜面17a
を利用して調整し、直進させる。リード管16を押し込
む駆動力は、発進坑38の底面に固定された推進駆動装
置10によってなされる。また、リード管16の後端は
推進駆動装置10の回転出力軸11に連結部11aで固
定され、直進するように方向を修正する際に回転され
る。
【0025】次に、図7に示すように後端のリード管1
6に連結部19でカッター部18を回動可能に連結し、
そのカッター部18には一体に回転するようにスクリュ
ー20を連結する。その先端のスクリュー20に先端二
重管部30を外嵌させ、そして上述したように、中間内
管部28a、中間外管部26a、排出管22および埋設
管14、さらに次のスクリュー20、次の排出管22お
よび埋設管14を順次連結してゆく。スクリュー20の
後端は推進駆動装置10に回転出力軸11に連結され、
回転駆動される。また、中間外管部26a、中間内管部
28a、埋設管14および排出管22は、それぞれ押し
輪部材31、32に当接され、推進駆動装置10の駆動
力によって、カッター部18とスクリュー20の作用に
よって掘削されたトンネル内へ押し込まれる。到達坑4
0に突き出たリード管16は順次分解して、到達坑40
から取り出す。
【0026】スクリュー20、排出管22および埋設管
14を順次連結して、先端二重管部30が到達坑40に
到達したら、カッター部18、先端二重管部30および
中間外管部26aを、分解して到達坑40から取り出
す。先端二重管部30を分解するには、先ずリング部材
24を取り外し、外管部26のみを推進駆動装置10に
よって押圧して押し出し、内管部28との回り止めの係
合関係を外し、螺子を緩めて行う。中間外管部26aも
同様に取り外す。次にスクリュー20と排出管22は、
発進坑38側へ引き戻して、発進坑38内で順次取り外
してゆく。これにより、埋設管14のみが掘削されたト
ンネル内に残り、所望の管路が好適に形成されるのであ
る。
【0027】なお、上記排出管22に使用される塩ビ管
は、内壁面に耐磨耗のため硬質の塗膜を塗布すればよ
い。回り止め部29は、塩ビ管を傷つけないよう、ポリ
プロピレン樹脂等で形成すればよい。また、排出管22
に塩ビ管を用いることでは、スクリュー20が多少変形
しても、それを吸収するように柔軟に対応できる点でも
好適である。すなわち、鋼管に鋼製のスクリューでは、
相互にかじってしまい作動できなくなる場合もあるのに
対し、塩ビ管では許容できる範囲が大きい。以上、本発
明につき好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、本
発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精
神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論
のことである。
【0028】
【発明の効果】本発明の管埋設装置によれは、先端部の
軽量化が可能であり、排出管にも塩ビ管を利用できるか
ら、軽量化ができ、一人でも全ての作業ができる。ま
た、埋設管の内壁面には排土される土砂およびスクリュ
ーの羽根が接しないから、埋設管の内壁面を傷つけるこ
となく埋設管を好適に地中に埋設することができるとい
う著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部を示す断面図である。
【図2】図1の実施例にかかる推進駆動機構の設置状態
を示す側面図である
【図3】本発明にかかるスクリューの一実施例を示す斜
視図である。
【図4】図3のスクリューに固定するスペーサの一実施
例を示す説明図である。
【図5】図3のスクリューの使用状態を示す断面図であ
る。
【図6】本発明にかかる施工方法を説明する説明図であ
る。
【図7】本発明にかかる施工方法を説明する説明図であ
る。
【符号の説明】
10 推進駆動機構 12 押圧部本体 14 埋設管 16 リード管 18 カッター部 20 スクリュー 22 排出管 24 リング部材 26 外管部 28 内管部 30 先端二重管部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地中にトンネルを掘削すると共に、所定
    の区間を往復動する押圧部本体を備える推進駆動機構に
    よって地中に埋設される所定の長さの埋設管を発進部か
    ら到達部へ順次押し込み、発進部から到達部の間の長い
    管路を形成する管埋設装置であって、 前記埋設管よりも小径に設けられ、前記埋設管が埋設さ
    れる進路に沿って、予め発進部から到達部へ通されるリ
    ード管と、 該リード管に対して回動可能に連結され、回転して地中
    をトンネル状に掘削するカッター部と、 該カッター部によって掘削した土砂を排出する螺旋状の
    羽根が設けられ、カッター部の後方に前記進路に沿っ
    て、カッター部と一体に回転するように順次連結される
    スクリューと、 該スクリューに外嵌すると共に前記埋設管に内嵌し、前
    記埋設管と同様に前記推進駆動機構によって発進部から
    到達部へ順次押し込まれると共に連結され、土砂を排出
    する管路になる排出管と、 前記埋設管と前記排出管との間隙を閉塞する閉塞部材と
    を具備することを特徴とする管埋設装置。
  2. 【請求項2】 前記カッター部の後方に隣接すると共に
    前記スクリューに外嵌して配設される最先端側の前記埋
    設管に相当する管部が、埋設管に連結および離脱可能に
    同等の径に設けられ、耐磨耗性のある鋼管等からなる外
    管部であり、最先端側の前記排出管に相当する管部が、
    排出管に連結および離脱可能に同等の径に設けられ、耐
    磨耗性のある鋼管等からなる内管部であって、 前記閉塞部材が前記外管部と前記内管部との間隙を閉塞
    すると共に、両管部を着脱可能に連結するリング部材で
    あり、 前記埋設管および排出管が塩化ビニール材からなる管で
    あることを特徴とする請求項1記載の管埋設装置。
  3. 【請求項3】 前記カッター部に連結されるスクリュー
    の長さに対して前記内管部が短く設けられ、該内管部の
    長さよりも前記外管部が短く設けられたことを特徴とす
    る請求項2記載の管埋設装置。
  4. 【請求項4】 前記推進駆動機構の押圧部本体の押圧面
    側に、前記埋設管との間に介在して押圧可能に、且つ埋
    設管の後端と前記押圧面との間隔を調整可能に埋設管と
    当接するリング状の当接部が螺子等によって所定の範囲
    で移動可能に設けられた埋設管の押し輪部材と、 前記押圧面側に、前記排出管との間に介在して押圧可能
    に、且つ排出管の後端と前記押圧面との間隔を調整可能
    に埋設管と当接するリング状の当接部が螺子等によって
    所定の範囲で移動可能に設けられた排出管の押し輪部材
    とを具備することを特徴とする請求項1、2または3記
    載の管埋設装置。
  5. 【請求項5】 前記スクリューが、径の異なる埋設管に
    も対応できるように、前記螺旋状の羽根の幅を可変に設
    けたことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の
    管埋設装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016020608A (ja) * 2014-07-15 2016-02-04 アイレック技建株式会社 埋設管の改築推進装置と埋設管の推進装置

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