JPH10220173A - 埋設管敷設用複合泥水加圧推進工法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】埋設管を敷設する地山が比較的安定地盤であっ
ても崩壊しやすい地盤であっても、更には、これら両地
盤が混在していても、一律に円滑で確実な挿管施工を行
なうことができる埋設管敷設用複合泥水加圧推進工法お
よびその装置を提供する。 【解決手段】先頭埋設管ｂの前部に取り付けた掘進体１
の前側部に駆動手段１１により回転自在となる掘削手段
２を設けて、該掘削手段２の前面部に送液口３および排
液口４を穿設してこれらに送液手段５および排液手段６
と接続させると共に、掘進体１か掘削手段２かの地山対
応部に送泥液口７を設けて送泥液手段８を接続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、埋設管を敷設する地山
が、安定地盤および崩壊しやすい不安定地盤に関係なく
掘削推進することができる埋設管敷設用複合泥水加圧推
進工法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現今、地中へ埋設管を敷設するために掘
削推進していく施工の場合、この掘削推進の影響によっ
て地山に崩壊を生じにくい地盤、例えば、岩盤や粘土，
ローム層等においては、その先頭部におけるカッターヘ
ッドに取り付けた掘削ビットの回転数と回転トルクおよ
びその推進力の調整を行ったり、あるいは、カッターヘ
ッド面へ供給される泥水または清水等の送水量や送水圧
の調整によって、切羽（掘削部）の土圧バランスを行な
いつつ掘削することで比較的効率よく管の推進が行なわ
れる。

【０００３】また、該掘削推進によって地山に崩壊を生
じやすい地盤、例えば、砂礫や玉石，転石層等において
は、前記した泥水または清水等の送排水により掘削推進
する工法は、圧送させた泥水等によって地山を崩壊させ
やすい欠点を有しているもので、該掘削推進中は、他の
工法によって、切羽（掘削部）を安定させながら、か
つ、掘削を容易にさせる必要がある。

【０００４】そのため、従来、このような地盤にあって
は、掘削推進を行なう箇所の周囲地山を事前に薬液注入
等の補助工法により固めて地山崩落を防止した後、掘削
するとか、粘度や比重を適度に調整された高粘度、高比
重の液を切羽に圧送して、この液を地山の掘削土砂と混
合させて、かつ、該掘削土砂に溶け込ませて、地山空間
部の目詰効果を発揮させて地山崩落を防止しながら、ま
た、管周囲に泥膜を形成させて推進する工法等がある。

【０００５】しかしながら、前記した薬液注入によって
地盤を固めながら掘削する工法は、この薬液により地盤
を汚染して公害の発生を起こすこともあるので、掘削現
場によっては利用できないものであって、しかも、他の
埋設管や上部に既設の埋設物，構造物等があることの影
響で施工できないところも多くあり、更に、この薬液は
高価であるため工費全体を高騰させる。

【０００６】また、前記した切羽に高濃度、高比重の液
を圧送しながら掘削する工法は、掘削推進工程全てが、
一般的適応土質等においてはきわめて有効であるが、そ
の工程途中に、岩盤，玉石，転石層へ遭遇したときは、
これらを破砕して破砕石を後方搬送することができにく
いので、掘進に時間が掛かったり、あるいは、掘進自体
が不能となることがある。等の様々な問題点を有するも
のであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した問
題点を解決するためになされたもので、先頭埋設管の前
部に取り付けた掘進体の前側部に駆動手段により回転自
在となる掘削手段を設けて、該掘削手段の前面部に送液
口および排液口を穿設してこれらに送液手段および排液
手段と接続させると共に、掘進体か掘削手段かの地山対
応部に送泥液口を設けて送泥液手段を接続させることに
より、埋設管を敷設する地山が安定地盤であっても崩壊
しやすい地盤であっても更にはこれら両地盤が混在して
いても、一律に円滑で確実な挿管施工を行なうことがで
きる埋設管敷設用複合泥水加圧推進工法およびその装置
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、地中に所定長さの埋設管を敷設
する管推進工法にあって、先頭部に掘削手段を有する掘
進体を埋設管を介して推進手段により推進し、地山が崩
落しにくい地盤では、掘削手段により前方の岩盤や土砂
等を掘削しつつ、後方からの加圧した掘削部への送液と
掘削部からの排液との該掘削部の土圧バランスを取りな
がら、排土して掘進する第一工程と、地山が崩壊しやす
い地盤では、掘削手段によって前方の土砂等を掘削しつ
つ、後方から高濃度，高比重の粘性泥液を圧送して、掘
削部および掘削部周辺への浸透と掘削土砂との混合・溶
け込みにより、該掘削部および掘削部周辺の目詰まり効
果による泥膜を形成させ、掘削部および掘削部周辺の土
圧と加圧粘性泥液との圧力差によって、該掘削部および
掘削部周辺を安定させながら、排土して掘進する第二工
程と、地山が崩落しにくい地盤および崩壊しやすい地盤
では、前記第一工程と第二工程とを併用しながら掘進す
る第三工程とを選択的に行なうことを特徴とする埋設管
敷設用複合泥水加圧推進工法。

【０００９】そして、地中に敷設させる先頭埋設管の前
部に取り付けて推進手段により推進される掘進体と、こ
の掘進体の前部において駆動手段により回転自在に設け
てその前面部を地山に対応させた掘削手段と、該掘削手
段の前面部に穿設した送液口および排液口と、これら送
液口および排液口に接続させた送液手段および排液手段
と、前記掘進体か掘削手段かの地山対応部に設けた送泥
液口と、この送泥液口に接続させた送泥液手段と、を備
えさせた埋設管敷設用複合泥水加圧推進装置の構成にあ
る。

【００１０】

【実施例】次に、本発明に関する埋設管敷設用複合泥水
加圧推進工法およびその装置の一実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１１】図１においてＡは埋設管敷設用複合泥水加
圧推進装置で、地中に所定長さの埋設管ｂを敷設する管
推進工法において、埋設管ｂを敷設する地山（掘削部）
が安定地盤および崩壊しやすい不安定な地盤に関係なく
掘削推進することができるものであって、掘進体１と、
掘削手段２と、送液口３および排液口４と、送液手段５
および排液手段６と、送泥液口７と、送泥液手段８とに
より基本的に構成される。

【００１２】そして、前記した掘進体１は、地中に敷設
させる先頭の埋設管ｂの前部に取り付けて、この掘進体
１と後続する埋設管ｂを介して発進坑９に設置した油圧
ジャッキ等の推進手段１０により加圧推進されるもの
で、埋設管ｂと略同径に形成してある。

【００１３】なお、この推進手段１０は、発進坑９上に
設置した油圧ユニット１４からの動力油圧が油圧ホース
を介して伝達される。

【００１４】前記した掘削手段２は、掘進体１の前部に
おいて駆動手段１１により回転自在に設けてあって、そ
の前面部の面板１２に植設した多数のビットからなるカ
ッター部１３を地山Ｓ（掘削部）に対応させてある。

【００１５】この面板１２には、図示してないクラッシ
ャー等の破砕手段を設けることもあるもので、所定粒度
に砕かれた石等は、図３に示すように、面板１２に穿設
した排出口１２ａから後方の発進坑９へ排出される。

【００１６】また、駆動手段１１は、掘進体１の内部に
取り付けた支持板１７に電動モータ１６を取り付け、該
電動モータ１６の出力軸に面板１２を固着してある。

【００１７】前記した送液口３および排液口４は、それ
ぞれ掘進体１の支持板１７に穿設してあって、これら送
液口３および排液口４に、送液手段５および排液手段６
を接続させてあり、地山Ｓへ液を圧送することで、掘削
手段２との協動で地山Ｓの掘削と挿管の潤滑を行なうも
のであって、地山Ｓにおいては常に所定条件の土圧バラ
ンスが取られた状態に維持されており、掘削手段２の適
所に設けた土圧計（図示せず）による情報に基づいて地
上において管理および制御される。

【００１８】このうち、送液手段５は、地上等に設置し
た沈殿槽と調整槽とからなる供給槽１８に清水または泥
水（高濃度のものもある。）等の液を収容して、この蓄
溜槽１８と送液口３とを開閉バルブ１９ａを有する配管
１９により連結してあって、所定量と所定圧に調整され
て圧送ポンプ２０により送られる。

【００１９】また、排液手段６は、排液口４に連結した
開閉バルブ２１ａを有する配管２１の一端部を、地上等
に設置した分別手段２２に接続して、圧送ポンプ２５に
より泥水と共にこの分別手段２２へ送られて、石や土砂
に選別されるものであり、水分は、供給槽１８における
沈殿槽に戻され、澄水が調整槽へ送られるようにし、土
砂は車両等により適宜外部へ搬送される。

【００２０】前記した送泥液口７は、掘進体１か掘削手
段２かの地山Ｓの対応部に設けてあって、送泥液手段８
に接続させてあるもので、この送泥液手段８により高濃
度，高比重，高粘性を有する液体からなる粘性泥液を圧
送して、地山Ｓ（掘削部）および地山Ｓ（掘削部）周辺
へ浸透させて固めるもので、この送泥液口７に開閉バル
ブ２３ａを有する配管２３を介して圧送ポンプ２６によ
り蓄溜槽２７に送られる。

【００２１】なお、この送泥液手段８により圧送される
粘性泥液のうち、掘削対象となる土質に合わせて清水や
泥水等も使用できるもので、この清水や泥水等と前記し
た高濃度，高比重，高粘性を有する液体とを適宜使い分
けるものである。

【００２２】この送泥液口７は、図１〜図３に示すよう
に、掘進体１の前側部において、その周部へ一箇所また
は複数箇所に設けられる。

【００２３】あるいは、他の例として、図４に示すよう
に、掘削手段２における面板１２の適所において一箇所
または複数箇所に設けられる。

【００２４】したがって、前述のように構成される本発
明実施例に係る埋設管敷設用複合泥水加圧推進工法およ
びその装置Ａは以下の作用を奏する。

【００２５】先頭の埋設管ｂの前部に、その前側部に掘
削手段２を取り付けた掘進体１を固着して、発進坑９に
おいて、図１に示すように、推進手段１０により埋設管
ｂを地中へ推進しつつ掘削手段２を駆動すると、該掘削
手段２の前方の地山Ｓにおける岩盤や土砂等は、このカ
ッター部１３により掘削される。

【００２６】このとき、地山Ｓが崩落しにくい比較的安
定地盤、例えば、岩盤や粘土，ローム層等においては、
本発明実施例工法における第一工程により行なわれる。

【００２７】すなわち、前記した掘削手段２による掘削
と共に、送液手段５および排液手段６を作動するもの
で、配管１９を介して掘削手段２の面板１２に穿設した
送液口３へ、後方から清水または濃度の比較的薄い泥水
を送り出し、掘削手段２による削土と相俟って混合・撹
拌され、その掘削を助長させる。

【００２８】この清水または泥水圧により、対掘削部
（地山Ｓ）の土圧バランスを取りながら、この土圧が一
定以上となったとき、排液口４から配管２１のバルブ１
９ａを開いて圧送ポンプ２５により分別手段２２へ圧送
することで、削土および過剰泥水が地山Ｓより排出され
るので、このとき、推進手段１０により埋設管ｂを地中
に押し込めば、その分が挿管されるものであり、配管２
１により送出できない大きな岩や石等は、適宜、破砕手
段により所定粒度に砕いたり、そのまま排出口１２ａか
ら後方の発進坑９へ排出される。

【００２９】また、地山Ｓが崩壊しやすい不安定地盤、
例えば、砂礫や玉石，転石層等においては、本発明実施
例工法における第二工程により行なわれる。

【００３０】まず、掘削手段２により前方の土砂等を掘
削しつつ、後方から送泥液手段８を連続または間欠作動
させて、配管２３を介して掘進体１か掘削手段２かの地
山対応部に設けた送泥液口７へ粘性泥液を圧送する。

【００３１】すると、この粘性泥液が、掘削部（地山
Ｓ）および掘削部（地山Ｓ）周辺へその隙間や空洞部に
浸透して、掘削土砂と混合し溶け込まれるもので、これ
によって目詰め作用を発揮し、かつ泥膜形成されて地盤
の土荷重を保持する。

【００３２】更に、この掘削部（地山Ｓ）の土圧と、加
圧状態で圧送された粘性泥液との圧力差によって掘削部
（地山Ｓ）が崩壊しない安定性を有するもので、このと
き圧送される泥液の濃度と比重は、地盤の状態および土
質に応じてその浸透性と地盤の保持度が良好となるよう
に適宜調整される。

【００３３】この送泥液口７から圧送される泥液は、該
地盤の状態および土質が、例えば、粘土層やローム質層
に当たった時は、清水や濃度の薄い泥水を用いるもの
で、掘削中であっても適宜粘性泥液との使い分けを行な
う。

【００３４】また、圧送された泥液は、その一部が掘進
体１および埋設管ｂの外周部に回って、該外周に泥膜を
作り、泥液の潤滑性と相俟って、埋設管ｂの推進移動の
抵抗を軽減させるので、円滑で軽動力による挿管が行な
える。

【００３５】更に、地山Ｓの削土は、送液手段５による
送液口３からの送液により、掘削手段２の土砂の撹拌に
よって液と混合し、掘削部が過剰土圧となったとき、そ
の一部が排液口４から排液手段６により分別手段２へと
送られるもので、その掘削分が、推進手段１０による埋
設管ｂの推進によって地中に挿管される。

【００３６】次に、地山Ｓが、前記した比較的安定地盤
および崩壊しやすい地盤からなる現場での埋設管ｂの敷
設にあっては、前記した第一工程と第二工程とを併用し
ながら掘進する第三工程とによって行なう。

【００３７】この第三工程にあっては、清水または泥水
の圧送による推進と、高濃度，高比重の粘性泥液の圧送
による推進とを、同時にあるいは前後させて、更には、
一部区間に合わせて併用した挿管を行なうこともできる
もので、掘削現場に合わせて送液手段５および排液手段
６と送泥液手段８とを任意に調整作動させる。

【００３８】また、送泥液手段８によって送泥液口７か
ら圧送される泥液も、該地盤の状態および土質が、例え
ば、粘土層やローム質層に当たった時は、清水や濃度の
薄い泥水を用いるもので、掘削中であっても適宜粘性泥
液との使い分けを行なうと共に、送液手段５との協動し
た平行送液を行なうこともある。

【００３９】

【発明の効果】前述のように構成される本発明は、一台
の推進装置Ａによって地山Ｓの安定地盤、崩壊しやすい
地盤に関係なく前記した第一工程、第二工程、第三工程
を選択的に用いることで一律で確実な地中挿管が行なえ
るもので、工期の短縮と工費の削減が達成される格別の
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する埋設管敷設用複合泥水加圧推進
工法を採用した推進装置を概略的に示す説明図である。

【図２】図１における掘進体の先頭部を拡大して示す断
面図である。

【図３】図２における送泥液口部で切断した側面図であ
る。

【図４】図１における送泥液口の他の設置例を示す要部
の断面図である。

【符号の説明】

Ｓ 地山 ｂ 埋設管 １ 掘進体 ２ 掘削手段 ３ 送液口 ４ 排液口 ５ 送液手段 ６ 排液手段 ７ 送泥液口 ８ 送泥液手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に所定長さの埋設管を敷設する管推
   進工法にあって、先頭部に掘削手段を有する掘進体を埋
   設管を介して推進手段により推進し、 地山が崩落しにくい地盤では、掘削手段により前方の岩
   盤や土砂等を掘削しつつ、後方からの加圧した掘削部へ
   の送液と掘削部からの排液との該掘削部の土圧バランス
   を取りながら、排土して掘進する第一工程と、 地山が崩壊しやすい地盤では、掘削手段によって前方の
   土砂等を掘削しつつ、後方から高濃度，高比重の粘性泥
   液を圧送して、掘削部および掘削部周辺への浸透と掘削
   土砂との混合・溶け込みにより、該掘削部および掘削部
   周辺の目詰まり効果による泥膜を形成させ、掘削部およ
   び掘削部周辺の土圧と加圧粘性泥液との圧力差によっ
   て、該掘削部および掘削部周辺を安定させながら、排土
   して掘進する第二工程と、 地山が崩落しにくい地盤および崩壊しやすい地盤では、
   前記第一工程と第二工程とを併用しながら掘進する第三
   工程とを選択的に行なうことを特徴とする埋設管敷設用
   複合泥水加圧推進工法。
2. 【請求項２】 地中に敷設させる先頭埋設管の前部に取
   り付けて推進手段により推進される掘進体と、この掘進
   体の前部において駆動手段により回転自在に設けてその
   前面部を地山に対応させた掘削手段と、該掘削手段の前
   面部に穿設した送液口および排液口と、これら送液口お
   よび排液口に接続させた送液手段および排液手段と、前
   記掘進体か掘削手段かの地山対応部に設けた送泥液口
   と、この送泥液口に接続させた送泥液手段とを備えさせ
   たことを特徴とする埋設管敷設用複合泥水加圧推進装
   置。