JPH11182176A - 管推進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中折れ式の管推進機と同等の方向修正機能を
保持しつつ、方向修正時に先導体内部の機器類が周辺の
物と干渉する恐れのない管推進機を提供する。 【解決手段】 先導体を推進しつつカッタヘッド１２で
地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入し
て塑性流動性のある泥土を生成し、泥土を後方へ送って
泥土の一部を先導体に取り込んで地上に排出するととも
に残りを先導体の後端部に取り付けられた埋設管の外周
に導くようにした管推進機において、前方にカッタヘッ
ド１４を有し後端部に埋設管が取り付けられる内管１と
この内管１の周囲に間隔を置き内管１の径方向に揺動可
能に取り付けられた前内筒２及び前内筒３とで先導体を
構成して、前外筒２を後外筒３に揺動可能に嵌合するこ
とにより、後外筒３を外筒揺動用ジャッキ４で揺動させ
たときに、前外筒２をその後外筒３の揺動に連動して揺
動させるようにして、先導体の推進方向を修正できるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前方にカッタヘッ
ドを有し後端部に埋設管が取り付けられる先導体を備
え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削して
掘削土砂を地上に排出する方向修正機能を有する管推進
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】管を地中に埋設する工法として、管推進
工法と称する工法が従来から知られている。この管推進
工法では、カッタヘッドを有する先導体の後方にヒュー
ム管等で形成した埋設管を順次連結し、これらの埋設管
を発進立坑内に設置した元押しジャッキで推進しながら
前方の地山をカッタヘッドで掘削して、各埋設管を順次
地中に押し込んで埋設して行く方法が一般に用いられて
いる。管推進機は、こうした管推進工法を実施するた
め、先導体と元押しジャッキとで構成された装置であ
る。カッタヘッドで掘削した掘削土砂は、先導体の内部
に取り込んで排土装置で地上に排出するが、この排土装
置での掘削土砂の排出を容易に行えるようにするため、
管推進機では、通常、粘性付与液としての添加剤を掘削
土砂に注入、撹拌混合することにより泥土を生成して、
排土装置で排出する掘削土砂に流動性をもたせるように
している。この管推進機は、人が入れないような小口径
の管を地中に埋設するのに多用されている。

【０００３】こうした管推進機のうち、本発明で改良し
ようとする管推進機は、先導体を中折れさせながら推進
することにより先導体の推進方向を修正して、埋設管
を、通常の管推進機よりも急カーブで埋設することがで
きるようにした中折れ式の管推進機である。そこで、ま
ず、この中折れ式の管推進機により先導体を方向修正す
る原理を図６に基づいて説明する。図６は、中折れ式の
管推進機により先導体を方向修正する原理を説明するた
めの管推進機の側面図である。図６において、１０は先
導体の前部を構成する前胴部、１１は先導体の後部を構
成する後胴部であり、前胴部１０は、前方にカッタヘッ
ド１２を有するとともに、後胴部１１の後端部には、管
推進工法の実施時に、図示していない埋設管が取り付け
られる。前胴部１０と後胴部１１とは、隣接端部を互い
に揺動可能に嵌合するとともに少なくとも３本の中折れ
ジャッキで接続し、これらの中折れジャッキのストロー
ク差により先導体を上下左右に中折れできるようにして
いる。埋設管は、ヒューム管等で単位長さに製作され、
推進工法による管埋設の出発点となる図示していない発
進立坑内で後胴部１１の後端部に接続され、順次継ぎ足
されながら発進立坑内の元押しジャッキで推進される。

【０００４】管推進中、こうした管推進機により先導体
を例えば下方向に方向修正する場合には、図示していな
い中折れジャッキを操作して、図６に示すように、前胴
部１０を後胴部１１に対して揺動角θだけ下方向に揺動
させるが、そうすると、先導体に作用する荷重の分布
は、図６に矢印で図示するようになる。すなわち、図６
に示すように、後胴部１１やその近くの前胴部１０の部
分が地山の上方に強く押し付けられて相対的に大きな荷
重が作用するとともに、カッタヘッド１２の近傍が地山
の下方に押し付けられて相対的に大きな荷重が作用す
る。その結果、地山の上方で反力をとりつつ、特にカッ
タヘッド１２の外周側が荷重Ｐ１で地山の下方に強く押
し付けられるため、地山の下側部分を余掘して、カッタ
ヘッド１２で形成される掘削穴が前胴部１０の揺動方向
に漸次シフトして先導体を下方向に方向修正することが
できる。

【０００５】次に、後述の「発明の実施の形態」の項に
記載の技術内容の理解を容易にするため、従来の中折れ
式の管推進機を、図７を用いて説明する。図７は、従来
型の方向修正機構を備えた中折れ式の管推進機の縦断面
図である。なお、この中折れ式の管推進機は、方向修正
機構それ自体は従来型のものであるが、先導体の構造
は、出願人らがこれまで独自に開発を進めて現在特許出
願しているものである。図７において、図６と同一の符
号を付けた部分は、同図と同等の部分を表すので詳述し
ない。

【０００６】図７において、１０ａは前方にカッタヘッ
ド１２を有し先導体の前胴部１０を構成する密封円筒状
の前内管、１１ａは後端部に埋設管が取り付けられ先導
体の後胴部１１を構成する密封円筒状の後管、１０ｂは
前内管１０ａの周囲に間隔を置いて取り付けられ先導体
の前胴部１０を構成する円筒状の前外筒、１１ｂは後管
１１ａの外周に上下左右等に突設した、先導体の後胴部
１１を構成する複数個の突起状の反力伝達部材である。
前内管１０ａと後管１１ａとは、これらの管１０ａ，１
１ａの外径ｄをカッタヘッド１２の掘削外径Ｄよりも小
さくなるように形成し、隣接端部を互いに揺動可能に嵌
合するとともに複数の中折れジャッキ１４で接続し、こ
れらの中折れジャッキ１４のストローク差により管１０
ａ，１１ａを上下左右に中折れできるようにしている。
前内管１０ａと後管１１ａとの３次元の角度関係は、前
内管１０ａと後管１１ａとの位置関係が少なくとも３個
所で定まらなければ特定されないため、中折れジャッキ
１４は、少なくとも３本設けられる。５はこの中折れジ
ャッキ１４が伸縮した際のストローク量を検出するため
のストローク検出器であって、伸縮により電気抵抗値が
変化する手段で構成され、各中折れジャッキ１４に対応
して設けられている。

【０００７】前外筒１０ｂは、前内管１０ａとの間に環
状の泥土通路６を形成するように、前内管１０ａの周囲
に間隔を置いて取り付けている。この前外筒１０ｂは、
こうした泥土通路６を形成する働きのほか、地山で支持
されて先導体を支持するための支持部材としての働きも
する。この筒状の支持部材としての前外筒１０ｂは、こ
の例ではカッタヘッド１２の掘削外径Ｄと実質上同径の
外径になるように形成している。また、複数個の突起状
の反力伝達部材１１ｂは、カッタヘッド１２の掘削外径
Ｄよりも若干突出するように形成されている。前外筒１
０ｂと反力伝達部材１１ｂとは、前内管１０ａと後管１
１ａとを中折れ動作させた際に隣接端部が互いに干渉し
ないように、図７に図示のごとく若干の間隔を設けて引
き離している。このように、図７の管推進機は、前内管
１０ａと前外筒１０ｂとで先導体の前胴部１０を形成
し、後管１１ａと反力伝達部材１１ｂとで先導体の後胴
部１１を形成して、これら前胴部１０と後胴部１１とで
中折れ可能な先導体を構成している。

【０００８】カッタヘッド１２は、前内管１０ａの内部
に支承した駆動軸１３に取り付けられ、カッタ駆動用油
圧モータ１５の回転を駆動軸１３に減速して伝達するこ
とにより、回転駆動されるようになっている。このカッ
タヘッド１２には、その前端中心部分に、粘性付与液と
しての添加剤を放射状に注入するように、図示していな
い添加剤注入孔が設けられており、この添加剤注入孔か
ら注入した添加剤を掘削土砂に撹拌混合して塑性流動性
のある泥土を生成できるようにしている。この泥土は、
カッタヘッド１２の後方へ送られて、その一部は、後管
１１ａに取り込まれて地上に排出されるとともに、残り
は、後管１１ａの後端部に取り付けられた埋設管の外周
に導かれる。後管１１ａには、カッタヘッド１２の後方
へ送られた泥土の一部を取り込むための泥土取り込み口
（図示せず。）を設けるとともに、この土砂取り込み口
から取り込まれた泥土を地上に圧送するための土砂圧送
ポンプ（図示せず。）を内部に設置している。

【０００９】この図７の管推進機は、以上のような構造
を備えているので、図示していない元押しジャッキで先
導体を推進しつつカッタヘッド１２を回転駆動すると、
地山を掘削して掘削穴を形成する。また、こうして掘削
穴を掘削する過程で、粘性付与液を掘削土砂へ注入しカ
ッタヘッド１２で撹拌混合して塑性流動性のある泥土を
生成し、この泥土をカッタヘッド１２の後方へ送る。そ
うすると、泥土は、前外筒１０ｂで形成された環状の泥
土通路６に圧入、充填されて同通路６を通過し、一部
は、後管１１ａに設けた泥土取り込み口に取り込まれて
土砂圧送ポンプにより地上に圧送、排出されるととも
に、残りは、後管１１ａの後端部に取り付けた埋設管の
外周に導かれて泥土層を形成する。本発明の管推進機
は、こうして埋設管の外周に形成された泥土層により埋
設管と周辺地山との摩擦抵抗を低減して、埋設管の貫入
抵抗を軽減しながら先導体を前外筒１０ｂ及び反力伝達
部材１１ｂで地山に支持して掘進する。こうして掘進す
る過程で、先導体を方向修正するときには、中折れジャ
ッキ１４を操作しストローク差をつけて伸縮させること
により、前胴部１０を後胴部１１に対して揺動角θだけ
揺動させ、図６ですでに説明したような原理により先導
体を所望の方向に方向修正する。その場合、各中折れジ
ャッキ１４のストローク量を各ストローク検出器５で検
出して、それらの検出結果を演算装置に入力して揺動角
θを求めることにより、揺動角θが所望の値に達したか
否かを判断する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした中
折れ式の管推進では、先導体内部の限られた狭い空間内
に、カッタ駆動用油圧モータ１５や多数の中折れジャッ
キ１４を始めとする各種の内部機器を配設する。また、
これらの内部機器に油圧や電気を供給するための油圧ホ
ースや電気ケーブルも発進立て坑側から先導体の内部に
引き込んで配設する。これら先導体の内部に配設される
機器類は、先導体の方向修正時に前胴部１０を揺動させ
ると、その揺動に伴って前胴部１０側に位置するものが
移動し、配置次第では、隣合う機器類や先導体の内壁等
の周辺の物に衝突したり接触したりして、周辺の物に干
渉する恐れがある。中折れ式の管推進では、こうした機
器類の干渉を防ぐため、前胴部１０の揺動に伴う機器類
の移動量を予め算定して、機器類同士のクリアランスを
十分設けるようにその配置を調整する必要があり、機器
類の配置を設計する上で多大の制約となっていた。ま
た、カッタ駆動用油圧モータ１５や中折れジャッキ１４
等の内部機器に接続する油圧ホースや電気ケーブルは、
これらの内部機器の移動に追従できるように予め弛ませ
て長さに余裕をもたせる必要があり、こうした点でも余
分の空間を必要として、先導体の限られた空間を活用す
る上で問題があった。さらに、こうして弛ませた油圧ホ
ースや電気ケーブルは、移動の自由度が大きいため、例
えば、油圧ホースが油圧の上昇時に激しく暴れて周辺機
器に衝突するというように、機器類や先導体の内壁に接
触して破損するという事故がこれまで多発した。ひとた
びこうした事故が発生すると、地中での事故のため、そ
の修復に多大の費用と時間を要した。中折れ式の管推進
機は、埋設管を通常の管推進機よりも急カーブで埋設す
ることができるという利点がある反面、以上のような難
点もあった。

【００１１】本発明は、こうした従来の技術にみられる
問題を解消しようとするものであって、その技術課題
は、中折れ式の管推進機と同等の方向修正機能を保持し
ならがらも、方向修正時に先導体内部に配設している機
器類が周辺の物と干渉する恐れのない管推進機を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のこうした技術課
題は、「前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取
り付けられる先導体を備え、先導体を推進しつつカッタ
ヘッドで地山を掘削して掘削土砂を地上に排出する管推
進機」において、「前方にカッタヘッドを有し後端部に
埋設管が取り付けられる管体と、この管体の周囲に間隔
を置き管体径方向に揺動可能に前後に近接して取り付け
られた複数の円筒状の支持部材とで先導体を構成して、
これら複数の円筒状の支持部材をカッタヘッドの掘削外
径を超えない外径にするように形成するとともに、管体
径方向に駆動力を付与して円筒状の支持部材を管体径方
向に揺動させる支持部材揺動用駆動手段を管体に取り付
け、相近接する少なくとも前方側の一対の支持部材を支
持部材揺動用駆動手段で揺動させることにより先導体の
推進方向を修正できるようにした」ことにより達成され
る。

【００１３】本発明の管推進機は、こうした技術手段を
採用しているので、先導体の推進中に先導体を方向修正
するときには、支持部材揺動用駆動手段を作動させる。
そうすると、揺動可能に取り付けられた相近接する少な
くとも前方側の一対の支持部材が支持部材揺動用駆動手
段で駆動されて揺動し、カッタヘッドは、それらの支持
部材の揺動方向における一方側の地山で反力をとりつ
つ、他方の側の地山に強く押し付けられてその地山を余
掘する。その結果、カッタヘッドで形成される掘削穴が
最前方の支持部材の揺動方向に漸次シフトして先導体の
推進方向を所定の方向に修正することができる。本発明
の管推進機は、こうして、少なくとも前方側の一対の支
持部材を中折れさせて先導体の方向を修正するため、中
折れ式の管推進機と同等の方向修正機能を保持し、埋設
管を通常の管推進機よりも急カーブで埋設することがで
きる。その場合、これらの支持部材を周囲に取り付けた
管体自体は、中折れすることなく形態変化はしないた
め、管体内部に配設している機器類が移動するようなこ
とはなく、その機器類は、配置の態様の如何にかかわり
なく周辺の物と干渉する恐れはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明が実際上どのように
具体化されるのかを示す具体化例を図１乃至図５に基づ
いて説明することにより、本発明の実施の形態を明らか
にする。図１は、本発明の具体化例の管推進機の縦断面
図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、方向修正
時の状態を示す本発明の具体化例の管推進機の縦断面
図、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は、本発明の
具体化例の管推進機の変形例を説明するための図１のＡ
−Ａ線断面図に相当する図である。これらの図におい
て、図６及び図７と同一の符号を付けた部分は、これら
両図と同等の部分を表すので、説明の重複を避けるため
詳述しない。本発明の具体化例の管推進機は、図７に示
した中折れ式の管推進機と同様、前方にカッタヘッド１
２を有し後端部に埋設管が取り付けられる先導体を備
え、先導体を推進しつつカッタヘッド１２で地山を掘削
するとともに、掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流
動性のある泥土を生成し、その泥土を泥土通路６を通じ
てカッタヘッド１２の後方へ送って、その送られた泥土
６の一部を先導体後側の土砂取り込み口から内部に取り
込んで、土砂圧送ポンプで地上に排出するとともに、残
りを埋設管の後端部に取り付けられた埋設管の外周に導
くようにした点で基本的な構成は変わらない。また、図
７の中折れ式の管推進機と同等の方向修正機能をもち、
埋設管を通常の管推進機よりも急カーブで埋設すること
ができるようにしているが、方向修正機能を達成するた
めの機構そのものは、図７のものとは基本的に異なる。

【００１５】そこで、本発明の具体化例の管推進機の特
徴的な技術内容について述べると、図１乃至図５におい
て、１は前方にカッタヘッド１２を有し後端部に埋設管
が取り付けられて先導体の内側を構成する密封円筒状の
内管、２は内管１の周囲に間隔を置いて内管１の前側に
取り付けられて先導体の外側を構成する円筒状の前外
筒、３は内管１の周囲に間隔を置いて内管１の後側に取
り付けられて先導体の外側を構成する円筒状の後外筒で
ある。内管１は、その外径をカッタヘッド１２の掘削外
径Ｄよりも小さくなるように形成している。内管１の内
部空間には、カッタ駆動用油圧モータ１５、後記外筒揺
動用ジャッキ４、油圧ホース、電気ケーブル等の種々の
機器類が配設されている。前外筒２及び後外筒３は、そ
れぞれ、球面軸受のような自在継手７，８を介して内管
１の径方向における所望の方向に揺動できるように、内
管１の前端部及び後端部に取り付けるとともに、近接す
る端部同士を互いに嵌合して嵌合部９を形成している。
その場合、内管１との間に環状の泥土通路６を形成する
ように、内管１の外周に間隔を置いて取り付けている。
内管１と前外筒２及び後外筒３との間にこうした泥土通
路６を形成する場合に、この例では、前外筒２及び後外
筒３同士が近接した領域である嵌合部９の近辺において
泥土通路６の間隙が泥土通路の入口側よりも広くなるよ
うに形成するため、内管１の前側にテーパ１ａを形成し
ている。

【００１６】前外筒２及び後外筒３は、こうした泥土通
路６を形成する働きのほか、地山で支持されて先導体を
支持するための支持部材としての働きもする。この筒状
の支持部材としての前外筒２及び後外筒３は、この例で
はカッタヘッド１２の掘削外径Ｄと実質上同径外径にな
るように形成している。しかしながら、前外筒２及び後
外筒３は、内管１との間に、必要量の泥土を通過させる
に足るだけの間隔の泥土通路６を形成し、かつ、カッタ
ヘッド１２の掘削外径Ｄを実質上超えない外径にするの
であれば、必ずしも、掘削外径Ｄと同径に形成する必要
はない。以上のようにして、本具体化例の管推進機は、
内管１と前外筒２及び後外筒３とで先導体を構成してい
る。

【００１７】４は、内管１の径方向に駆動力を付与して
支持部材である前外筒２及び後外筒３を内管１の径方向
に揺動させる支持部材揺動用駆動手段としての外筒揺動
用ジャッキである。この外筒揺動用ジャッキ４は、シリ
ンダ４ａと、このシリンダ４ａ内に設けられ油圧により
正逆所望の方向（図２の正負の矢印方向）に往復駆動で
きるピストン４ｂと、このピストン４ｂの両側にシリン
ダ４ａ及び内管１から突出するように設けられピストン
４ｂの駆動時に後外筒３の内周面に当接させることので
きるピストンロッド４ｃ，４ｄとで構成されている。こ
れらのピストンロッド４ｃ，４ｄは、各端部にそれぞれ
傾動自在な当接部材４ｅ，４ｆを有し、これらの当接部
材４ｅ，４ｆを介して後外筒３の内周面に当接させるよ
うにしている。外筒揺動用ジャッキ４は、このような構
造を有するため、ピストン４ｂを往復動することによ
り、後外筒３を正逆所望の方向に揺動させることができ
る。こうした外筒揺動用ジャッキ４は、前外筒２及び後
外筒３を上下方向、左右方向の各方向に向けて揺動させ
ることができるようにするため、これらの各方向に向け
て内管１を貫通するようにこれに２本取り付けている。
また、これら２本の外筒揺動用ジャッキ４に対応してこ
れらのストローク量を検出するためのストローク検出器
５を二つ設けている。

【００１８】本具体化例の管推進機は、以上のような構
造を備えているので、図７の管推進機と同様にして、掘
削穴を形成するとともに塑性流動性のある泥土を生成し
て、その泥土をカッタヘッド１２の後方へ送ると、泥土
は、前外筒２及び後外筒３で形成された環状の泥土通路
６に圧入、充填されて同通路６を通過し、一部は、内管
１の後部に設けた泥土取り込み口に取り込まれて土砂圧
送ポンプにより地上に圧送、排出されるとともに、残り
は、内管１の後端部に取り付けた埋設管の外周に導かれ
て泥土層を形成する。本発明の管推進機は、こうして埋
設管の外周に形成された泥土層で埋設管の貫入抵抗を軽
減しながら先導体を前外筒２及び後外筒３で地山に支持
して掘進する。こうして掘進する過程で、先導体を方向
修正するときには、外筒揺動用ジャッキ４を作動させ
る。

【００１９】いま、例えば、図３及び図４に示すよう
に、内管１の上下方向に取り付けた外筒揺動用ジャッキ
４を上方向に作動させたとすると、揺動可能に取り付け
られた後外筒３が外筒揺動用ジャッキ４で駆動されて、
内管１の径方向である上下方向に揺動するとともに、こ
の後外筒３に揺動可能に嵌合した前外筒２もその後外筒
３の揺動に連動して上下方向に揺動して、先導体は、図
３に示すような姿勢をとる。そうすると、先導体に作用
するの荷重の分布は、図３に示すように、図６に示した
荷重の分布とほぼ等しくなるため、カッタヘッド１２
は、それらの前外筒２及び後外筒３の揺動方向の一方の
側である上側の地山で反力をとりつつ、他方の下側の地
山に強く押し付けられてその地山を余掘する。その結
果、カッタヘッド１２で形成される掘削穴が前外筒２の
揺動方向に漸次シフトして先導体の推進方向を下方向に
修正することができる。また、ストローク検出器５で検
出した外筒揺動用ジャッキ４のストローク量に基づき揺
動角θが演算で求められる。

【００２０】本具体化例の管推進機は、こうして、外筒
２，３を中折れさせて先導体の方向を修正するため、中
折れ式の管推進機と同等の方向修正機能を発揮して、埋
設管を通常の管推進機よりも急カーブで埋設することが
できる。その場合、これらの外筒２，３を周囲に取り付
けた内管１自体は、中折れすることなく形態変化はしな
いため、内管１の内部に配設している機器類は、いわゆ
る中折れ式の管推進機とは異なり、先導体の方向修正に
伴って移動せず、その配置の態様の如何にかかわりなく
周辺の物と干渉する恐れがない。したがって、本具体化
例によれば、中折れ式の管推進機と同等の方向修正機能
を保持しならがらも、方向修正時に先導体内部に配設し
ている機器類が周辺の物と干渉する恐れのない管推進機
が得られる。その結果、機器類同士の配置間隔を小さく
することができて、先導体の限られた空間を有効に利用
することができるとともに、機器類のレイアウトの選択
も制約を受けることなく容易に行える。また、油圧ホー
スや電気ケーブルは、中折れ式の管推進機とは異なり、
方向修正時の機器類の移動に追従できるように予め弛ま
せる必要がなくなるため、この点においても先導体の限
られた空間を有効に利用することができるとともに、油
圧ホースや電気ケーブルが機器類や先導体の内壁に接触
して破損するような恐れもない。さらに、機内を形成す
る内管１は、中折れするように分割構成されてはいない
ため、中折れシールのような止水手段は要せず、かつ、
機内の水密性を向上させることができる。

【００２１】本具体化例では、先導体を方向修正するた
めの機構を構成する前外筒２及び後外筒３を泥土通路６
を形成する部材に兼用しているため、こうした優れた効
果を発揮できることに加え、先導体の推進時に、泥土を
泥土通路６により埋設管の外周に導いて埋設管の貫入抵
抗を軽減するという効果も発揮することができ、前外筒
２及び後外筒３を活用して多角的な効果を発揮すること
ができる。泥土を埋設管の外周に導くようにしたこの種
の管推進機として、これまでは、先導体を外筒２，３で
地山へ支持する代わりに、先導体の上下左右に突設した
反力伝達部材で支持して先導体と地山との間に泥土通路
を形成するようにしたものが一般に用いられていたが、
この反力伝達部材は、下端部の支持面が幅狭の弧面であ
って先導体の支持面積が少なく、ローリングやピッチン
グ等によりふらつく恐れがあったため、その下端部を掘
削穴の壁面よりも若干突出させて地山に貫入することに
より、先導体の支持力を増加できるようにしていた。そ
のため、反力伝達部材の地山への貫入部が掘削穴壁を不
必要に乱したり、その貫入部が先導体を推進する際の推
進抵抗となるという問題があった。しかるに、本具体化
例では、円筒状をなす前外筒２及び後外筒３で先導体を
地山に支持するようにしていて支持面積が大きく、従来
の反力伝達部材のように下端部を地山に貫入することは
しなくても、先導体の支持力は不足せず、先導体の姿勢
の安定性は損なわれないため、支持部材としての前外筒
２及び後外筒３が掘削穴壁を乱したり先導体の推進抵抗
を増加させたりするようなことはない。

【００２２】ところで、泥土は、泥土通路６に圧入、充
填されて同通路６を通過する際に土石等の塊が混入して
泥土通路６内に塊状になって詰まることがあり、塊状の
泥土が泥土通路６内に一旦詰まると容易には除去され
ず、泥土通路６内での泥土の流れを阻害することにもな
る。こうした事態の発生を防ぐには、前外筒２及び後外
筒３に、その軸方向に向けて縦断するようにスリットを
形成するとよい。すなわち、こうしたスリットを形成す
ることにより、万一、塊状の泥土が泥土通路６内に詰ま
った場合でも、泥土の塊が先導体の推進過程でスリット
からはみ出して地山に接触すると、泥土の塊が地山に取
り残されつつ前外筒２及び後外筒３だけが前進すること
となるため、泥土の塊が前外筒２及び後外筒３を縦断す
るスリットを経由して後方に抜け出して独りでに除去さ
れることとなる。したがって、支持部材としての前外筒
２及び後外筒３は、軸方向に向けて縦断するようにスリ
ットが形成された円筒状のものであってもよい。

【００２３】本具体化例では、特に前外筒２を後外筒３
に揺動可能に嵌合することにより、後外筒３を外筒揺動
用ジャッキ４で揺動させたときに、前外筒２をその後外
筒３の揺動に連動して揺動させるようにしているため、
近接する支持部材である前外筒２及び後外筒３を外筒揺
動用ジャッキ４で揺動させる場合に、一方の後外筒３だ
けを外筒揺動用ジャッキ４で揺動させれば足り、その結
果、先導体に設ける外筒揺動用ジャッキ４の数を少なく
することができる。この例では、外筒揺動用ジャッキ４
による後外筒３の揺動に連動して前外筒２を揺動させる
ようにしているが、前外筒２及び後外筒３をそれぞれ別
個の外筒揺動用ジャッキ４で個別的に揺動させるように
してもよい。こうした構造を採用した場合には、前外筒
２及び後外筒３のそれぞれを別個の外筒揺動用ジャッキ
４により最適な状態で揺動させることができるため、施
工する地山の条件等周辺条件に応じて、先導体を的確か
つ迅速に方向修正することができる。また、このよう
に、前外筒２及び後外筒３を別個の外筒揺動用ジャッキ
４で揺動させるようにした場合には、前外筒２及び後外
筒３の端部同士は、必ずしも嵌合させる必要はなく、若
干の間隔を設けて引き離すようにしてもよく、こうした
構造を採用した場合には、前外筒２と後外筒３の端部同
士を嵌合させるようにするための加工や組立を要しない
ため、製作費をその分安価にすることができる。

【００２４】本具体化例では、外筒２，３を揺動させる
ための駆動手段であるジャッキを、特に、シリンダ４ａ
と、シリンダ４ａ内に設けられ正逆所望の方向に往復駆
動できるピストン４ｂと、このピストン４ｂの両側に設
けられピストン４ｂの駆動時に後外筒３の内周面に当接
させることのできるピストンロッド４ｃ，４ｄとで構成
したため、外筒２，３の少なくとも一つを所定径方向に
正逆揺動させるのに２本のジャッキを要するところ１本
のジャッキで済み、先導体に設ける方向修正用のジャッ
キの数を相対的に少なくすることができる。さらに、図
１に示すように後外筒３の揺動に連動して前外筒２を揺
動させるようにした上でこうしたジャッキを用いれば、
先導体を方向修正するための方向修正用のジャッキにつ
いて、従来、最低３本の中折れジャッキを必要としてい
たのに対して外筒揺動用ジャッキ４を２本設ければ足り
るため、先導体に設ける方向修正用のジャッキの数を従
来の中折れ式の管推進機に比べて少なくすることができ
る。また、こうしたジャッキのストローク量を検出する
ためのストローク検出器５についても、同様のことがい
える。

【００２５】泥土通路６は、前外筒２及び後外筒３の揺
動時、その揺動に伴い、これらの外筒２、３が近接した
嵌合部９の近辺の領域において、間隙が一部の個所で狭
まって泥土の流れが悪くなるという問題が生じる。本具
体化例では、内管１と前外筒２及び後外筒３との間に泥
土通路６を形成する場合、前外筒２と後外筒３とが近接
した領域において泥土通路６の間隙が泥土通路の入口側
よりも広くなるように内管１の前側にテーパ１ａを形成
しているため、泥土通路６の間隙が外筒２，３の揺動に
伴って嵌合部９の近辺で狭まろうとしても、泥土通路６
の間隙が極端に狭くなるのを防ぐことができて、先導体
の方向修正時でも、泥土を、泥土通路６を通じて円滑に
通過させることができる。こうした問題は、前外筒２と
後外筒３の端部を嵌合させずに間隔を設けて引き離すよ
うにした管推進機であっても、前外筒２と後外筒３とが
近接した泥土通路６の領域で当然生じるから、内管１の
前側にテーパ１ａを形成する構造は、こうした管推進機
にも適用することができ、これにより同様の効果が期待
できる。

【００２６】図１乃至図４に示した例では、前外筒２及
び後外筒３を上下方向へ揺動させる操作と左右方向へ揺
動させる操作とを、上下及び左右方向にそれぞれ配置し
た２本の外筒揺動用ジャッキ４で独立別個に行うように
しているが、図５に示すように、これらの外筒揺動用ジ
ャッキ４を互いに連動させて同時駆動できるようにする
こともできる。こうした方式で外筒揺動用ジャッキ４を
駆動できるようにすることにより、先導体を、一回の操
作で上下左右のほか、右上、右下、左上、左下の合計８
方向に方向修正することが可能となり、先導体の方向修
正を一層確実かつ迅速に達成することができる。

【００２７】以上、泥土をカッタヘッド１２の後方へ送
って埋設管の外周に導くようにした管推進機に本発明を
具体化した例を示し、特にこうした管推進機に本発明を
具体化すれば、多角的な効果を発揮できることを述べた
が、本発明の最大の特徴は、内管１のような管体と、こ
の管体の周囲に間隔を置いて揺動可能に取り付けられた
前外筒２や後外筒３のような複数の円筒状の支持部材と
で先導体を構成して、少なくとも一対の支持部材を外筒
揺動用ジャッキ４のような支持部材揺動用駆動手段で揺
動させることにより、先導体の推進方向を修正できるよ
うにした点にあるから、泥土をカッタヘッド１２の後方
へ送って埋設管の外周に導くようにすることは、本発明
にとって有用ではあっても不可欠の要件ではない。本具
体化例では、先導体を管体と円筒状の支持部材とで構成
するのに、前外筒２と後外筒３を内管１に揺動可能に取
り付けて二つの支持部材で構成する例を示したが、三つ
以上の支持部材を管体に揺動可能に取り付けて構成する
こともできる。その場合、三つ以上の支持部材のうち、
相近接する前方側の少なくとも一対の支持部材を支持部
材揺動用駆動手段で駆動できるようにすればよく、こう
した構造を採用した場合において支持部材揺動用駆動手
段で駆動されない支持部材があるときには、その支持部
材は、その前方に形成された掘削穴に案内されて適宜揺
動しながら、掘削穴の曲進経路をたどるようにして曲進
することとなる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取り付
けられる先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッ
ドで地山を掘削して掘削土砂を地上に排出する管推進機
において、「前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管
が取り付けられる管体と、この管体の周囲に間隔を置き
管体径方向に揺動可能に前後に近接して取り付けられた
複数の円筒状の支持部材とで先導体を構成して、これら
複数の円筒状の支持部材をカッタヘッドの掘削外径を超
えない外径にするように形成するとともに、管体径方向
に駆動力を付与して円筒状の支持部材を管体径方向に揺
動させる支持部材揺動用駆動手段を管体に取り付け、相
近接する少なくとも一対の支持部材を支持部材揺動用駆
動手段で揺動させることにより先導体の推進方向を修正
できるようにした」ので、本発明によれば、中折れ式の
管推進機と同等の方向修正機能を保持しならがらも、方
向修正時に先導体内部に配設している機器類が周辺の物
と干渉する恐れのない管推進機が得られる。その結果、
機器類同士の配置間隔を小さくすることができて、先導
体の限られた空間を有効に利用することができるととも
に、機器類のレイアウトの選択も制約を受けることなく
容易に行える。また、油圧ホースや電気ケーブルは、方
向修正時の機器類の移動に追従できるように予め弛ませ
る必要がなくなるため、この点においても先導体の限ら
れた空間を有効に利用することができるとともに、油圧
ホースや電気ケーブルが機器類や先導体の内壁に接触し
て破損するような恐れもない。さらに、機内を形成する
管体は、中折れするように分割構成されてはいないた
め、中折れシールのような止水手段は要せず、かつ、機
内の水密性を向上させることができる。

【００２９】本発明を具体化する場合、特に、特許請求
の範囲の請求項２に記載の技術手段を採用すれば、こう
した優れた効果を発揮できることに加え、先導体の推進
時、円筒状の支持部材で形成された泥土通路により、泥
土を埋設管の外周に導いて埋設管の貫入抵抗を軽減する
効果も併せ発揮することができ、支持部材を活用して多
角的な効果を発揮することができる。その場合、従来の
反力伝達部材のように下端部を地山に貫入することはし
なくても、先導体の支持力は不足せず、先導体の姿勢の
安定性は損なわれないため、支持部材が掘削穴壁を乱し
たり先導体の推進抵抗を増加させたりするようなことは
ない。本発明を具体化する場合、特に、特許請求の範囲
の請求項３に記載の技術手段を採用すれば、相近接する
一対の支持部材を支持部材揺動用駆動手段で揺動させる
場合に、一対の支持部材の一方だけを支持部材揺動用駆
動手段で揺動させれば足りるため、先導体に設ける支持
部材揺動用駆動手段の数を少なくすることができる。本
発明を具体化する場合、特に、特許請求の範囲の請求項
４に記載の技術手段を採用すれば、各支持部材のそれぞ
れを別個の支持部材揺動用駆動手段により最適な状態で
揺動させることができるため、施工する地山の条件等周
辺条件に応じて、先導体を的確かつ迅速に方向修正する
ことができる。

【００３０】本発明を具体化する場合、特に、特許請求
の範囲の請求項５に記載の技術手段を採用すれば、相近
接する一対の支持部材の少なくとも一つを所定径方向に
正逆揺動させるのに２本のジャッキを要するところ１本
のジャッキだけで済み、先導体に設ける方向修正用のジ
ャッキの数を相対的に少なくすることができる。本発明
を具体化する場合、特に、特許請求の範囲の請求項６に
記載の技術手段を採用すれば、支持部材揺動用駆動手段
の一回の駆動操作により、先導体を、所定の管体径方向
及びこれに直交する管体径方向のほか、これらの中間の
各方向に方向修正することが可能となり、先導体の方向
修正を一層確実かつ迅速に達成することができる。本発
明を具体化する場合、特に、特許請求の範囲の請求項７
に記載の技術手段を採用すれば、支持部材の揺動に伴っ
て支持部材同士が近接した領域で泥土通路の間隙が狭ま
ろうとしても、泥土通路の間隙が極端に狭くなるのを防
ぐことができて、先導体の方向修正時でも、泥土を、泥
土通路を通じて円滑に通過させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体化例の管推進機の縦断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】方向修正時の状態を示す本発明の具体化例の管
推進機の縦断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】本発明の具体化例の管推進機の変形例を説明す
るための図１のＡ−Ａ線断面図に相当する図である。

【図６】中折れ式の管推進機により先導体を方向修正す
る原理を説明するための管推進機の側面図である。

【図７】従来型の方向修正機構を備えた中折れ式の管推
進機の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 内管 １ａ テーパ ２ 前内筒 ３ 後外筒 ４ 外筒揺動用ジャッキ ５ ストローク検出器 ６ 泥土通路 ７，８ 自在継手 ９ 嵌合部 １２ カッタヘッド １３ 駆動軸 １５ カッタ駆動用油圧モータ Ｄ カッタヘッド１２の掘削外径

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設
   管が取り付けられる先導体を備え、先導体を推進しつつ
   カッタヘッドで地山を掘削して掘削土砂を地上に排出す
   る管推進機において、前方にカッタヘッドを有し後端部
   に埋設管が取り付けられる管体と、この管体の周囲に間
   隔を置き管体径方向に揺動可能に前後に近接して取り付
   けられた複数の円筒状の支持部材とで先導体を構成し
   て、これら複数の円筒状の支持部材をカッタヘッドの掘
   削外径を超えない外径にするように形成するとともに、
   管体径方向に駆動力を付与して円筒状の支持部材を管体
   径方向に揺動させる支持部材揺動用駆動手段を管体に取
   り付け、相近接する少なくとも前方側の一対の支持部材
   を支持部材揺動用駆動手段で揺動させることにより先導
   体の推進方向を修正できるようにしたことを特徴とする
   管推進機。
2. 【請求項２】 管推進機が、掘削土砂へ粘性付与液を注
   入して塑性流動性のある泥土を生成し、この泥土をカッ
   タヘッドの後方へ送ってその一部を先導体の後端部に取
   り付けられた埋設管の外周に導くようにした管推進機で
   あり、管体と円筒状の支持部材との間に、そのカッタヘ
   ッドの後方に送られる泥土を通過させるための泥土通路
   を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   管推進機。
3. 【請求項３】 相近接する少なくとも前方側の一対の支
   持部材を支持部材揺動用駆動手段で揺動させる場合に、
   これら一対の支持部材の端部同士を揺動可能に嵌合させ
   ることにより、一対の支持部材の一方の支持部材を支持
   部材揺動用駆動手段で揺動させたとき、その一方の支持
   部材の揺動に連動して他方の支持部材を揺動させること
   ができるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載の管推進機。
4. 【請求項４】 相近接する少なくとも前方側の一対の支
   持部材を支持部材揺動用駆動手段で揺動させる場合に、
   これらの各支持部材を別個の支持部材揺動用駆動手段で
   個別的に揺動させるようにしたことを特徴とする請求項
   １又は請求項２記載の管推進機。
5. 【請求項５】 支持部材揺動用駆動手段が、シリンダと
   このシリンダ内に設けられ油圧により正逆所望の方向に
   往復駆動できるピストンとこのピストンの両側にシリン
   ダ及び管体から突出するように設けられピストンの駆動
   時に支持部材の内周面に当接させることのできるピスト
   ンロッドとで構成されていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項４の何れかに記載の管推進機。
6. 【請求項６】 円筒状の支持部材を管体径方向に揺動さ
   せる支持部材揺動用駆動手段を管体に取り付ける場合
   に、支持部材を所定の管体径方向に揺動させることがき
   る支持部材揺動用駆動手段と、その支持部材をこの所定
   の管体径方向に直交する管体径方向に移動させることが
   できる支持部材揺動用駆動手段とを取り付け、一方の支
   持部材揺動用駆動手段の作動に連動して他方の支持部材
   揺動用駆動手段を作動させることができるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の
   管推進機。
7. 【請求項７】 管体と円筒状の支持部材との間に、その
   カッタヘッドの後方に送られた泥土を通過させるための
   泥土通路を形成する場合に、円筒状の支持部材同士が近
   接した領域において泥土通路の間隙が泥土通路の入口側
   よりも広くなるように形成したことを特徴とする請求項
   ２記載の管推進機。