JPH10306689A - 管押し込み用複推進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非開削にてケーブル用管などを土中に布設す
る小口径推進工法の分野において、パイロット管をガイ
ドとする推進工法の２工程目を複推進工法で行うと共
に、パイロット管の布設に曲がりがある場合でも追従し
て進行できる管押し込み用複推進機を提供する。 【解決手段】 予め布設されたパイロット管Ｄとこれか
ら布設する推進菅Ｈとの間に介在させる複推進機１で、
動力源にシリンダ２を具え、このシリンダ２には伸長に
より先掘りを行うためのピストンロッド５が内蔵されて
いる。ピストンロッド５にはスライド筒３が連動され、
このスライド管３は首振り機構を介してパイロット管Ｄ
に接続される。首振り機構は球面軸16と球面軸受け17,1
8 との組み合わせにより構成され、パイロット管Ｄの布
設に曲がりがあっても複推進機を無理なく追従させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非開削にて土中に
ケーブル布設用管、上下水道管、ガス管などを布設する
小口径推進工法に用いられる管押し込み用複推進機に関
する。特に、推進工法の１工程目に布設したパイロット
管をガイドにして、２工程目にこのパイロット管の布設
方向と反対方向からパイロット管より数倍外径の大きい
推進管を土中に押し込む際の複推進機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７（Ａ）〜（Ｄ）は小口径推進工法に
よる管布設の施工手順の内、１工程目の１例の説明図で
ある。先端装置Ｅ、パイロット管Ｄ及びパイロット管推
進用の小型元押装置Ｃの組合せにおける施工手順で、図
７（Ａ）は既に土中に布設しつつあるパイロット管Ｄの
先に先端装置Ｅが位置し、発進立坑Ａ内に小型元押装置
Ｃを設置してある状態を示している。

【０００３】上記先端装置Ｅに内蔵している油圧シリン
ダを伸び動作させて、外筒E1を土中に圧入することによ
り先堀りしてから、図７（Ｂ）に示すように、先端装置
Ｅにて先堀りしたストロークだけ、小型元押装置Ｃに内
蔵した油圧シリンダを伸び動作させることにより、パイ
ロット管Ｄを土中に推進していく。なお、先端装置で先
堀りしたストロークだけ、元押装置で推進していく工法
を一般的には複推進工法と称している。

【０００４】図７（Ｃ）は再度、先端装置Ｅにて先堀り
した状態を示しており、この工程では前述の図７（Ａ）
と（Ｂ）に示す状態を繰り返してパイロット管Ｄを土中
に推進して布設していく。

【０００５】図７（Ｄ）はパイロット管Ｄが発進立坑Ａ
から到達立坑Ｂに到達した状態を示しており、この状態
になると２工程目の工法を進める準備として、到達立坑
Ｂに到達した先端装置Ｅと発進立坑Ａ内に設置していた
小型元押装置Ｃはそれぞれ立坑内から撤去する。

【０００６】次に２工程目の工法に関して図８（Ａ）〜
（Ｄ）を用いて説明する。図８（Ａ）は到達立坑Ｂ内に
推進管Ｈ用の大型元押装置Ｆを設置した後に、大型元押
装置Ｆへ据え付けした推進管Ｈをテーパ管Ｇでパイロッ
ト管Ｄとを接続した状態を示している。

【０００７】図８（Ｂ）は大型元押装置Ｆに内蔵してい
る油圧シリンダの所定量の伸び動作により、元押装置Ｆ
の押台車F1を介して推進管Ｈが押され、これによりテー
パ管Ｇ並びにパイロット管Ｄが土中に押し込まれて、発
進立坑Ａ内へパイロット管Ｄが押し出された状態を示し
ている。この後、発進立坑Ａ内に押し出されたパイロッ
ト管Ｄは接続部分から外し撤去する。

【０００８】図８（Ｃ）は大型元押装置Ｆの押台車F1が
さらに油圧シリンダの伸び動作により、推進管Ｈを土中
へ押し込んだ状態を示している。図示の状態で、推進管
Ｈの１本当りの長さ分だけ、推進管Ｈの押し込みが完了
した。

【０００９】図８（Ｄ）は大型元押装置Ｆに内蔵してい
る油圧シリンダの縮み動作により、押台車F1が推進管Ｈ
の１本分のスペースを確保するために、後方へ移動した
状態を示しており、続いてこのスペースへ新たな推進管
Ｈを装着してから、図８（Ｂ）〜（Ｄ）の動作を繰り返
して、パイロット管Ｄを順次発進立坑Ａ側へ押し出し、
撤去しつつ、推進管Ｈを到達立坑Ｂから発進立坑Ａまで
到達させていく。

【００１０】なお、１工程目の工法との相違点は、先掘
しないで単に元押装置の推力のみで管を押し込み推進し
ていく点であり、この工法は一般的に単推進工法と称し
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術の小口径推
進工法における１工程目の工法の場合での課題は特にな
いが、２工程目の工法に関しては次のような理由による
課題があった。即ち、２工程目の工法は上述のように、
先堀しないで元押装置のみの推力で管を押し込み推進し
ていく単推進工法であるため、外径の異なるパイロット
管と推進管との径の差により生じる段差部での抵抗が非
常に大きくなるという問題がある。例えば、パイロット
管の外径１に対して推進管の外径を２とした場合、外径
比では１：２であるが、断面積比では１：４となり、本
工法のように管を土中に圧入していく工法では管径差が
大きくなるほど段差部での抵抗が飛躍的に増大する。従
って、土質による影響及び土の硬さにより、推進不可能
な領域が多くなり、しかも推進可能距離も軟弱地盤を除
いて短距離となる欠点があった。

【００１２】また、１工程目のパイロット管布設の際
に、先端装置にて方向制御を適宜行っているので、土中
へ布設されたパイロット管が必ずしも直線状ではなく、
曲線状に布設されていることがある。２工程目は、パイ
ロット管をガイドにして元押し装置の推力で推進管を土
中に押し込み推進していくため、ガイドの役目であるパ
イロット管が曲線状態に布設されていると、この曲率に
追従できずに抵抗が増大するかパイロット管自体が推進
管の押し込み推力に耐えられず折れ曲がる恐れがある。

【００１３】従って、本発明の主目的は、小口径推進工
法の２工程目において、推進抵抗が大きく、パイロット
管が曲がって布設されている場合でも推進管の布設がで
きる推進機を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は２工程目におい
ても１工程目と同様に先堀り機能を有する推進機を用
い、この推進機に首振り機能を持たせることで上記の目
的を達成する。すなわち、本発明管押し込み用複推進機
は、予め布設されたパイロット管をガイドとして推進管
を押し込むもので、圧力媒体で前方に押し出されるピス
トンロッドと圧力媒体の供給ホースを接続するためのカ
プラとを具えるシリンダと、このシリンダに外装され、
ピストンロッドに連動するスライド筒と、スライド筒に
外装される拡径管と、シリンダの後方に連結される前記
推進管のアダプタと、スライド筒の前方に固定された球
面軸と、前記パイロット管に接続され、球面軸に対して
首振り自在に装着された球面軸受けとを具えることを特
徴とする。

【００１５】ここで、ピストンロッドの先端とスライド
筒とを球面で当接することが望ましい。これにより、ピ
ストンロッドに曲げ方向の外力が直接作用することを回
避する。

【００１６】また、球面軸受けは球面軸が挿通される軸
孔を具え、この軸孔をテーパ状に形成することで球面軸
受けの首振り角度を規制することができる。

【００１７】さらに、球面軸受けとスライド管との間に
弾性体のダストシールを介在させることで球面軸受け内
に土砂が侵入することを防止できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の管押し込み用複推進機の縦
断面図で、内蔵する単動油圧シリンダを縮めた状態を示
し、図２は同推進機の縦断面図で、単動油圧シリンダを
伸ばした状態を示している。

【００１９】複推進機１は駆動源として単動油圧シリン
ダ２を内蔵し、このシリンダ２で押し出されるスライド
筒３と、スライド筒３に外装される拡径管４およびスラ
イド筒３の前方に設けられた首振り機構とを具えてい
る。この推進機１は、前方（図１の左側）が首振り機構
を介してパイロット管Ｄに接続され、後方（図１の右
側）が推進管Ｈに接続されて、シリンダ２の押圧により
先掘りしながら推進管Ｈを布設していく。

【００２０】駆動源となるシリンダ２は作動油（圧力媒
体）により前方に押し出されるピストンロッド５を内蔵
している。スライド筒３はこのシリンダ２に外嵌されて
おり、ピストンロッド５が押し出されると連動してスラ
イドする。ここではピストンロッド５の先端に球面ヘッ
ド６を固定し、この球面ヘッド６をスライド筒２の前端
面の内側に押し当てる構成とした。スライド筒２の前端
面の内側は球面ヘッド６に対応する内球面に形成されて
いる。

【００２１】このような構成としたのは、スライド筒
２、拡径管４から作用するおそれのある曲げ方向外力を
球面ヘッド６にて逃がし、ピストンロッド５へ曲げ方向
の外力が作用することを回避するためである。シリンダ
２のピストンロッド５の強度は、圧縮方向へ外力が作用
した場合のみの強度に耐えられるように設計されてお
り、曲げ方向の外力が作用すると強度が不足する場合が
ある。例えば、ピストンロッド５がスライド筒２の内側
に直結している構造であれば、スライド筒２と拡径管４
から作用する曲げ方向の外力がピストンロッド５へ直接
作用し、シリンダ２が破損することが考えられる。

【００２２】ピストンロッド５の作動はシリンダ２の後
端面の中心部に設けたカプラ７に油圧ホース８を接続
し、このホース８からシリンダ内に作動油を供給するこ
とで行う。油圧ホース８は推進管Ｈの内部を通って地上
にある油圧ポンプ（図示せず）へ接続される。

【００２３】この推進管Ｈとシリンダ２との接続には推
進管用アダプタ９を用いる。このアダプタ９は一端がシ
リンダ２の後方に外嵌され、他方に推進管Ｈがはめ込ま
れるテーパ状の筒体である。シリンダ後方の外周には環
状突起10が形成されており、この突起10に係合する袋ナ
ット15をアダプタ９にねじ結合して、シリンダ２とアダ
プタ９とを連結する。

【００２４】一方、スライド筒３の前方に設けられた首
振り機構は、球面軸16と球面軸受け17,18 との組み合わ
せにより構成した。スライド筒３の前端面にはテーパ状
のキャップ19がねじ結合されている。このキャップ19は
中心部にネジ孔を有し、そこに球面軸16がねじ込まれて
いる。球面軸受け17,18 は前部受け具17と後部受け具19
とから構成され、前部受け具17が球面軸16における球部
の前半分を覆い、後部受け具18が球面軸16における球部
の残部を覆うと共にこれに続く軸部に外嵌されて、前部
受け具17と後部受け具18とはねじ結合されている。

【００２５】この首振り機構を図３，４に拡大して示
す。後部受け具18の軸孔20は前方が内径の小さいテーパ
状に形成され、球面軸16に対して球面軸受17,18 けを首
振りできるように構成されている。すなわち、球面軸16
の球部を中心としてあらゆる周方向に角度θの範囲で球
面軸受け17,18 の向きを変えることができる。パイロッ
ト管Ｄが直線状に布設されている場合、図３に示すよう
に、球面軸受け17,18 の軸はシリンダ２の軸方向に揃っ
ている。これに対してパイロット管Ｄが曲線状に布設さ
れている場合、図４に示すように、球面軸受け17,18 を
角度θの範囲で傾けることで推進機１をパイロット管Ｄ
に追従させる。

【００２６】また、本例では後部受け具18とキャップ19
との間にダストシール25を介在させた。ダストシール25
は球面軸受け内に土砂が侵入することを防止して首振り
動作を確実に行わせるためのもので、球面軸受け17,18
の首振り動作に追従できるようゴムなどの弾性体で構成
する。

【００２７】上記の球面軸受け17,18 は管接続器26を介
してパイロット管Ｄに接続される。管接続器Ｄは前部受
け具17の先端に固定されており、推進抵抗を低減できる
ように前方がテーパー状に形成されている。

【００２８】なお、スライド筒３に外装されている拡径
管４はピストンロッド５の押し出しによりスライド管３
と共に押し出され、パイロット管Ｄと同等の径であった
進行孔を推進管Ｈの径に対応した大きさに広げる。つま
り、拡径管４の断面積分の先掘りをシリンダ２の押圧力
により行うことができる。拡径管４は推進管Ｈの径に応
じたサイズのものに交換して使用する。拡径管４の形状
は推進抵抗を低減できるように端部をテーパー状にする
ことが望ましい。

【００２９】次に、図５及び図６に基づいて上記推進機
を用いた工法と動作を説明する。この推進機を用いるの
は、前述した小口径推進工法の１工程目によりパイロッ
ト管Ｄが布設された後の２工程目であり、１工程目にお
ける到達立坑Ｂから発進立坑Ａに向かって本複推進機１
を進めてゆく。

【００３０】図５（Ａ）は到達立坑Ｂ内に大型元押装置
Ｆを設置した後、大型元押装置Ｆの上に本複推進機１を
装着して、パイロット管Ｄと本機１とを接続した状態を
示している。このとき、本機１のピストンロッド５は図
１に示すように縮んだ状態にあり、この状態は以下の図
５（Ｄ）における工程まで維持されている。

【００３１】図５（Ｂ）は大型元押装置Ｆに内蔵してい
る油圧シリンダが所定量だけ伸び動作して、押台車F1を
介して本推進機１を土中へ押し込み、これに押されてパ
イロット管Ｄが発進立坑Ａ側へ押し出された状態を示し
ている。

【００３２】図５（Ｃ）は大型元押装置Ｆに内蔵してい
る油圧シリンダが縮み動作することで押台車F1が推進管
Ｈの１本分の長さに相当するスペースを確保した状態を
示している。この際、発進立坑Ａ側へ押し出されたパイ
ロット管Ｄは接続部分から外して撤去する。

【００３３】図５（Ｄ）は大型元押装置Ｆの上に確保し
たスペースへ推進管Ｈを装着して、押台車F1を介して推
進管Ｈを本機１へ嵌入した状態を示している。

【００３４】図６（Ａ）は本機１に内蔵している単動油
圧シリンダ２へ外部の油圧ポンプから油圧ホース８を通
して作動油を供給し、その油圧でピストンロッド５を伸
ばして本機１により先堀りした状態を示している。

【００３５】このとき、図２に示すように、ピストンロ
ッド５が伸び動作することで球面ヘッド６を介してスラ
イド筒３を押す。このため、スライド筒３に被った拡径
管４も共に押されるので、土中においては拡径管４の断
面積分の先堀りを単動油圧シリンダ２の押圧力により行
うことができる。なお、先堀りにより発生する反力は大
型元押装置Ｆにて受ける。

【００３６】このようにパイロット管Ｄと推進管Ｈとの
径の差により生じる段差部の土を本機１により先掘りす
るので、その部分の必要推力を大型元押装置Ｆが負担す
る必要がなく、全体としての推力低減に寄与できる。

【００３７】図６（Ｂ）は本機１で先堀りしたストロー
クだけ大型元押装置Ｆにて推進管Ｈを押し込んだ状態を
示している。このとき、推進管Ｈへ大型元押装置Ｆから
推力が作用すると、拡径管４の断面積へ作用している土
圧が反力となり、単動油圧シリンダ２内の作動油が油圧
ホース８を通して外部の油圧ポンプのタンクへ押し戻さ
れるので、ピストンロッド５は縮み動作する。従って、
拡径管４およびそれと一体のスライド筒はこの位置を保
ち、単動油圧シリンダ２並びに推進管アダプタ９が前方
へ移動する。そして本機１は図１に示す状態と同じ状態
に戻る。

【００３８】図６（Ｃ）は本機１によりさらに先堀りし
た状態を示している。ここでも前述したピストンロッド
の伸び動作により先掘りが行われる。

【００３９】図６（Ｄ）は本機１により先堀りしたスト
ロークだけ大型元押装置Ｆにて推進管Ｈを押し込んだ状
態を示している。このような本機１による先掘りと押し
台車による推進管の押し込みとの繰り返しにより、押台
車F1を後退させたときに新たな推進管Ｈを装着できるス
ペースを確保する。そして、新たな推進管Ｈを継ぎ足し
て同様の複推進工法にて押し込んでいくと共に、発進立
坑Ａに押し出されたパイロット管Ｄの撤去を行い、順次
推進管Ｈを到達立坑Ｂから発進立坑Ａまで到達させてい
く。

【００４０】上記の工程で本機１が先掘りを行う際（ピ
ストンロッド５を伸長する際）、パイロット管Ｄの布設
に曲がりがあってもパイロット管Ｄに接続された球面軸
受け17,18 は球面軸16に対して角度を変えることができ
るため、推進機１をこの曲がりに追従して進行させるこ
とができる（図４参照）。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の管押し込
み用複推進機を用いることにより、小口径推進工法の分
野において、推進工法の２工程目を従来の単推進工法か
ら複推進工法へ変換することができる。これにより、外
径の異なるパイロット管と推進管との径の差により生じ
る段差部での抵抗が著しく低減され、作業効率の著しい
向上がはかれるとともに、推進可能距離も長くできる。

【００４２】また、この推進機はパイロット管との接続
部分が首振り自在に構成されているため、パイロット管
が曲がって布設されている場合でも追従することがで
き、推進抵抗を低減できると共に、パイロット管の折損
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管押し込み用複推進機のピストンロッ
ドを縮めた状態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の管押し込み用複推進機のピストンロッ
ドを伸ばした状態を示す縦断面図である。

【図３】本発明推進機における首振り機構の直線状態を
示す縦断面図である。

【図４】本発明推進機における首振り機構の屈曲状態を
示す縦断面図である。

【図５】本発明の管押し込み複推進機を用いた小口径推
進工法による管布設の施工手順の内、２工程目の前半の
説明図である。

【図６】本発明の管押し込み複推進機を用いた小口径推
進工法による管布設の施工手順の内、２工程目の後半の
説明図である。

【図７】従来の小口径推進工法による管布設の施工手順
の内、１工程目の説明図である。

【図８】従来の小口径推進工法による管布設の施工手順
の内、２工程目の説明図である。

【符号の説明】

１ 複推進機 ２ 単動油圧シリンダ ３ スライド筒
４ 拡径管 ５ ピストンロッド ６ 球面ヘッド ７ カプラ ８
油圧ホース ９ 推進管用アダプタ 10 環状突起 15 袋ナット
16 球面軸 17 前部受け具（球面軸受け） 18 後部受け具（球面
軸受け） 19 キャップ 20 軸孔 25 ダストシール 26 管接
続器 Ａ 発進立坑 Ｂ 到達立坑 Ｃ 小型元押装置 Ｄ パイロット管
Ｅ 先端装置 Ｆ 大型元押装置 Ｇ テーパ管 Ｈ 推進管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 貴志 彰夫 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 入江 浩志 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 澤口 明 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 白川 淳一 東京都台東区元浅草三丁目18番10号 アイ レック技建株式会社内 (72)発明者 桜糀 敏夫 東京都台東区元浅草三丁目18番10号 アイ レック技建株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め布設されたパイロット管をガイドと
   して推進管を押し込む管押し込み用複推進機であって、 圧力媒体で前方に押し出されるピストンロッドと圧力媒
   体の供給ホースを接続するためのカプラとを具えるシリ
   ンダと、 このシリンダに外装され、ピストンロッドに連動するス
   ライド筒と、 スライド筒に外装される拡径管と、 シリンダの後方に連結される前記推進管用のアダプタ
   と、 スライド筒の前方に固定された球面軸と、 前記パイロット管に接続され、球面軸に対して首振り自
   在に装着された球面軸受けとを具えることを特徴とする
   管押し込み用複推進機。
2. 【請求項２】 ピストンロッドの先端とスライド筒とが
   球面で当接されていることを特徴とする請求項１記載の
   管押し込み用複推進機。
3. 【請求項３】 球面軸受けは球面軸が挿通される軸孔を
   具え、この軸孔は球面軸受けの首振り角度を規制するテ
   ーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の管押し込み用複推進機。
4. 【請求項４】 球面軸受けとスライド管との間に弾性体
   のダストシールを具えることを特徴とする請求項１記載
   の管押し込み用複推進機。