JPH11324573A - 掘進工法及びこれに用いる掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤沈下を極力少なくし得る掘進工法及びこ
の工法に用いて好適な掘削機を提供すること。 【解決手段】 掘削機１は、機体２と、機体２の前端部
３に設けられた切羽４と、充填材５を後方に注出する充
填材注出手段６とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘進工法、特に泥
水加圧式セミシールド掘進工法及びこの工法に用いて好
適な掘削機に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】都市環境整備のため、
上下水道管、電力線、ガス管、通信ケーブル等を地中に
形成された孔に設置、敷設することが進められている。

【０００３】この設置、敷設工事においては、一般に掘
削機が用いられて、この掘削機により前方の地盤を掘進
して孔を次々に連続して形成し、この掘進により形成さ
れた孔に推進管を挿入している。

【０００４】ところで、上記の工法では、推進管の挿入
を容易にするために、通常、推進管の外径よりも大きな
外径（半径で概略５０ミリメートル程度だけ大きな外
径）を有する孔が掘削機により形成される、即ちオーバ
ーカッターされる結果、そこに空洞が生じて設置、敷設
工事後に地盤低下を惹起し易い状態になる。

【０００５】これを回避するためにオーバーカッター量
を極力少なくすれば、推進管と地盤との間の摩擦抵抗が
増大して、油圧等による大きな推進力を推進管に加える
必要が生じ、また長距離となる多数の直列の推進管又は
湾曲（カーブ）する孔では油圧等による推進にも限界が
生じて、多くの立抗を設けなければならないことがあ
る。

【０００６】また従来の上記の工法では、切羽による掘
削に加えて高濃度工法又は泥濃度工法が併用されるが、
高濃度工法又は泥濃度工法に用いられた液体は、産業廃
棄物としての処理が必要となり、大きな環境問題を惹起
することになる。

【０００７】本発明は、前記諸点に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、地盤沈下を極力少
なくし得る掘進工法及びこの工法に用いて好適な掘削機
を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的とするところは、小さな
推進力であっても、例えば３００メートル以上の長距離
推進が可能であって、湾曲推進も例えば曲率半径が５０
メートルまでのものが可能となり、加えて、立抗の数を
大幅に低減し得る経済的な掘進工法及びこの工法に用い
て好適な掘削機を提供することにある。

【０００９】本発明の更に他の目的とするところは、環
境問題を惹起することのない掘進工法及びこの工法に用
いて好適な掘削機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の掘進工法は、前
方の地盤を掘進して所与の径の孔を次々に連続して形成
し、この掘進により形成された孔に、当該孔よりも小径
の推進管を挿入するようにした掘進工法であって、掘進
と共に、推進管の前進端部の外壁面周りに充填材を次々
に注出して、孔壁面と推進管の前進端部の外壁面との間
の環状隙間に充填材を充填する工程を具備している。

【００１１】上記本発明において、前方の地盤に加圧泥
水を噴出させながら地盤を掘進するようにしてもよく、
また、充填材として滑泥材を用いてもよく、更に、推進
管の前進端部の外壁面周りへの充填材の注出に際して、
推進管の前進端部の外壁面に対面する孔壁面を保持する
工程を具備していてもよく、加えて、充填材の注出を、
推進管の前進端部の外壁面周りの複数の部位から行う工
程を具備していてもよい。

【００１２】上記の掘進工法に用いて好適な本発明の掘
削機は、機体と、この機体の前端部に設けられた切羽
と、充填材を後方に注出する充填材注出手段とを具備し
ている。

【００１３】本発明の掘削機において、充填材注出手段
は、推進管の前進端部の外壁面に対面する孔壁面を保持
する保持手段を具備していてもよく、好ましい例では、
充填材注出手段は、掘進により形成される孔の孔径と実
質的に等しい外径を有した円筒体と、この円筒体の後端
面から所定距離離間して当該円筒体の内面に固着された
環状板体とを具備しており、充填材注出手段において、
環状板体には、充填材注出孔が形成されている。

【００１４】本発明によれば、上記の充填材注出手段に
おいて、充填材注出孔は、等角度間隔に配されて複数個
設けられてもよく、環状板体には、推進管の前進端部を
保持する保持手段が設けられていてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に本発明及びその実施の形態
を、図に示す好ましい実施例を参照して説明する。な
お、本発明はこれら実施例に何等限定されないのであ
る。

【００１６】

【実施例】図１から図３において、本発明方法を実施す
る本例の掘削機１は、機体２と、機体２の前端部３に設
けられた切羽４と、切羽４を回転させる回転手段（図示
せず）と、充填材５を後方に注出する充填材注出手段６
とを具備している。

【００１７】回転により地盤４２を切削する切羽４、切
羽４を回転自在に支持する機体２及び切羽４を回転させ
る回転手段の夫々は、公知のものであって、その詳細な
説明を省略する。

【００１８】充填材注出手段６は、推進管１１の前進端
部１２の外壁面１３に対面する孔１６の孔壁面１４を保
持する保持手段１５を具備している。

【００１９】充填材注出手段６は、掘進により形成され
る孔１６の孔径１７と実質的に等しい外径を有した円筒
体１８と、円筒体１８の後端面１９から所定距離離間し
て当該円筒体１８の内面２０に溶接等により固着された
円環状板体２１と、円筒体１８の前端面２２から所定距
離離間して当該円筒体１８の内面２０に溶接等により固
着された他の円環状板体２３と、円環状板体２１及び２
３間を橋絡して等角度間隔に配された複数の補強リブ２
４とを具備している。

【００２０】保持手段１５は、本例では、円筒体１８に
おいて円環状板体２１より後方の部位からなる円筒部３
１により構成されており、円筒部３１により推進管１１
の前進端部１２の外壁面１３に対面する孔壁面１４を崩
落しないように保持するようになっている。

【００２１】円環状板体２１には、充填材注出孔３３が
形成されていると共に推進管１１の前進端部１２を位置
決め保持すると共に充填材の推進管１１内への侵入を防
止する保持手段３５が設けられている。

【００２２】充填材注出孔３３は、等角度間隔に配され
て複数個設けられており、本例では、各充填材注出孔３
３に、当該孔３３に充填材を供給する可撓性の配管（図
示せず）が接続される短管３６が嵌着、固定されてい
る。

【００２３】保持手段３５は、円環状板体２１に溶接又
は接着材等により固着されたシール部材としての円筒体
３７からなり、好ましくはゴム等の弾性材からなる円筒
体３７の内周面に、前進端部１２の小径部３８が嵌装さ
れて、これにより推進管１１の前進端部１２が位置決め
保持されると共に推進管１１内への充填材の侵入が防止
されるようになっている。

【００２４】以上の掘削機１を用いて孔１６を形成しな
がら推進管１１を次々に当該孔１６に挿入するようにし
た掘進工法を説明すると、まず、地盤４２に予め立抗４
１を公知の方法により形成する。その後、機体２と機体
２の前端部３に設けられた切羽４とからなる掘削機１を
用いて初期の孔１６を形成する。掘削機１の前方である
Ａ方向への推進は、機体２の後端面４３に油圧装置の油
圧等を与える等の公知の手段を用いて行う。

【００２５】所定長の孔１６が形成されると、次に、後
続管でもある充填材注出手段６を孔１６に挿入し、充填
材注出手段６の円環状板体２３を機体２の後端面４３に
当接させ、更に所定長まで孔１６が形成されることによ
り、円筒体３７の内周面に、最初の推進管１１の前進端
部１２の小径部３８を嵌装して、当該最初の推進管１１
を孔１６に挿入する。最初の推進管１１の孔１６への挿
入後の掘削機１のＡ方への推進は、推進管１１の後端面
４４に油圧装置の油圧等を与える等の公知の手段を用い
て行う。

【００２６】以後、前方の地盤４２を掘進して径１７の
孔１６を次々に連続して形成し、この掘進により形成さ
れた孔１６に、当該孔１６よりも小径であって所定長さ
の推進管１１を次々に直列に挿入する。なお、孔１６の
形成にあたっては、前方の地盤４２に加圧泥水を噴射さ
せながら地盤４２を掘進する。この加圧泥水の供給は、
地上に設置されたポンプから配管を介して行い、また噴
射後の砂分を含んだ泥水は、同じく配管及び地上に設置
されたポンプを介して排出する。

【００２７】地盤４２のＡ方向の掘進と共に、推進管１
１の前進端部１２の外壁面１３周りに充填材５を、各短
管３６及び各充填材注出孔３３を介して次々に注出し
て、孔壁面１４と推進管１１の前進端部１２の外壁面１
３との間の環状隙間５１に充填材５を充填する。充填材
５としては、好ましくは摩擦抵抗を減じる機能を有する
滑泥材を用いる。各短管３６への充填材５の供給は、配
管を介して地上に設置されたポンプを用いて行う。環状
隙間５１への充填材５の充填は、複数の充填材注出孔３
３が等角度間隔にもうけられている結果、複数の部位か
ら均等に行われることになる。

【００２８】なお、孔１６から立抗４１に充填材５が溢
流しないように、環状隙間５１への充填材５の充填に先
立って、孔１６の開口端に環状シール５２を取り付けて
おくとよい。

【００２９】以上の掘進工法によれば、推進管１１の前
進端部１２の外壁面１３周りへの充填材５の注出に際し
ては、円筒部３１により孔壁面１４が崩落しないように
保持されているため、環状隙間５１への充填材５の注出
を確実に行うことができ、しかも、掘削が進行して円筒
部３１による孔壁面１４の保持がなくなっても、既に環
状隙間５１に充填材５が充填されているため、孔壁面１
４の崩落は生じなく、而して大幅な地盤沈下も好ましく
防ぎ得る。

【００３０】加えて、上記の掘進工法において、特に摩
擦抵抗を減じる滑泥材を用いると、推進管１１のＡ方向
の推進を、低摩擦抵抗をもって行うことができ、したが
って、長距離推進及び小さな曲率をもった湾曲推進も可
能となり、また、小さな推進力であっても所望に問題な
く推進でき、立抗の数を大幅に低減し得、経済的な工法
となる。

【００３１】また、噴射後の泥水は、単に砂分及び地盤
の泥分を含んだものであるため、その廃棄に当たって
は、環境問題をそれ程生じさせず、一般産業廃棄物とし
て処理が可能となる。

【００３２】本例の掘削機１は、機体２と別体に充填材
注出手段６を設けて構成したが、これに代えて、機体２
自体に一体的に充填材注出手段６を設けて構成してもよ
いのは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、地盤沈下を極力少なく
し得、小さな推進力であっても長距離推進及び小さな曲
率をもった湾曲推進が可能となり、立抗の数を大幅に低
減し得て、しかも、経済的であって、大きな環境問題を
惹起することのない掘進工法及びこの工法に用いて好適
な掘削機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい一実施例の掘削機を用いた掘
進工法の説明図である。

【図２】図１に示す例の充填材注出手段の図３のＩＩ−
ＩＩ線断面図である。

【図３】図１に示す例の充填材注出手段の図２のＩＩＩ
−ＩＩＩ線断面図である。

【符号の説明】

１ 掘削機 ２ 機体 ４ 切羽 ６ 充填材注出手段

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方の地盤を掘進して所与の径の孔を次
   々に連続して形成し、この掘進により形成された孔に、
   当該孔よりも小径の推進管を挿入するようにした掘進工
   法であって、掘進と共に、推進管の前進端部の外壁面周
   りに充填材を次々に注出して、孔壁面と推進管の前進端
   部の外壁面との間の環状隙間に充填材を充填する工程を
   具備している掘進工法。
2. 【請求項２】 前方の地盤に加圧泥水を噴射させながら
   地盤を掘進する請求項１に記載の掘進工法。
3. 【請求項３】 充填材として、滑泥材を用いる請求項１
   又は２に記載の掘進工法。
4. 【請求項４】 推進管の前進端部の外壁面周りへの充填
   材の注出に際して、推進管の前進端部の外壁面に対面す
   る孔壁面を保持する工程を具備している請求項１から３
   のいずれか一項に記載の掘進工法。
5. 【請求項５】 充填材の注出を、推進管の前進端部の外
   壁面周りの複数の部位から行う工程を具備している請求
   項１から４のいずれか一項に記載の掘進工法。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
   掘進工法に用いる掘削機であって、機体と、この機体の
   前端部に設けられた切羽と、充填材を後方に注出する充
   填材注出手段とを具備した掘削機。
7. 【請求項７】 充填材注出手段は、推進管の前進端部の
   外壁面に対面する孔壁面を保持する保持手段を具備して
   いる請求項６に記載の掘削機。
8. 【請求項８】 充填材注出手段は、掘進により形成され
   る孔の孔径と実質的に等しい外径を有した円筒体と、こ
   の円筒体の後端面から所定距離離間して当該円筒体の内
   面に固着された環状板体とを具備しており、環状板体に
   は、充填材注出孔が形成されている請求項６又は７に記
   載の掘削機。
9. 【請求項９】 充填材注出孔は、等角度間隔に配されて
   複数個設けられている請求項８に記載の掘削機。
10. 【請求項１０】 環状板体には、推進管の前進端部を保
    持する保持手段が設けられている請求項６から９のいず
    れか一項に記載の掘削機。