JPS60208596A - 軟弱地盤推進工法及びその推進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の、技術分野〕 この発明は、鋼管等のパイプを、土砂をその内部に取込
みながら軟弱地盤中を推進させて埋設する推進工法およ
びその実施に使用する推進装置に関する。　□ 〔従来技術〕 軟弱地盤中に管体を推進させる工法として従来、■刃口
推進工法、■開放型手掘υシールド式推進工法、■閉そ
く型ブラインドシールド式推進工法、■機械掘シシール
ド式推進工法、■閉そく型泥水加圧型シールド推進工法
等が採用されている。

前記■の工法は先導管の先端に設けた刃口で手掘シした
土砂を搬出するのであるが、軟弱地盤に薬液注入、地下
水低下工法等の 補助工法が必要でアシ、このため、工事費の増加、工期
の遅延さらにトラブル示門発し易く問題でおる。

■の推進工法は、先端部に手掘υシールドを設けたもの
であるが上記■の工法と同様な問題点を有している。

■の推進工法は、同じく先端部にブラインドシールドを
設けた手掘シ式で前方閉そく部位のベルトコンベアを用
いて土砂をず９トロに積載するものであるが、複雑な土
壌構成の中ではどの程度の開口率にするかの決定が非常
に困難で土質の変化に対応できず、土砂取込量が過少の
場合は隆起現象を起し過多の場合は沈下現象が生ずる。

また先端□抵抗の増加に伴って推進精度が悪くなる。さ
らに砂分の含有率が高くなると使用不可となる等の欠点
を有する。

■の推進工法は、先端部のカッターヘッドをカッターモ
ーターで回転させ取込み土砂をベルトコイベアーで発進
立坑に搬送するものであるが、切羽が自立せず土砂崩壊
を起し、管内に土砂が流入ｊるような軟弱土質には不適
であυ、滞水層にも同様で何らかの補助工法が必要とな
る。

■の推進工法は、先、端部のカッターヘッドで取崩した
土砂を泥水として排水用ポンプでノくイブ圧送するもの
で比較的軟弱土に適するが、設備が大掛シとなシまた大
規模な仮設用地を必要とする、工事費が高くなる等の欠
点を有する。

また何れの工法も先導管の重量が大きいため、自沈現象
が生じて方向修正が困難となシ、やがて管体の推進その
ものが不可能となる場合がアリ、何れも解決されていな
い。

〔発明の目的〕

この発明は管体を軟弱地盤中に推進させる場合において
、先導管や沈下を防止し、また推進方向修正を容易にし
て推進方向の精度を上げ、さらに前方−土砂取込みの適
量制御によって土砂崩壊と閉塞を防止し、補助工法を必
要とせず簡単な機構で軟弱土に適用できる推進工法およ
びその装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明の推進工法は、第１先導管、第２先導−゛・　
管、方向修正装置、本管の順に連結しつ＼行うもので、
本管よシロ径の小さい第１先導管の前面開口部から土砂
を取込む。次の第２先導管は本管と同一口径であって、
上端を第１先導管と同一レベルで連結することにより下
部に開いた先端開口部からさらに土砂を取込む。以上取
込み土砂はオー゛ガーまたはトロパケットで本管内へ移
送する。

次に１本管と同一口径の扁平円筒体である方向修正装置
を連結し、これを作動して先導管を揺動させて推進の方
向を任意に修正しながら進み、さらに第２先導管の前記
開口部前面では土砂の゛状況に応じて水を噴射しなから
各管体な前方に推進させ、本管内に移送した前記取込土
砂を発進立坑内に搬　：田七つつ推進を行うものである
。

第２の発明は、前記工法の実施に際して直接使用する装
置であって、前面から土砂を取込むための掘削オーガー
を管内に設けた第１先導管と、下部先□端部から土砂を
取込むためのスリット付き下部土砂取入口と水噴射口を
有しさらに管内に土砂搬出オーガーを備えかつ外周にロ
ーリング防止用のスタビライザーを取付けた第２先導管
と、扁平円筒体でその内部に作動機構を備えた方向修正
装置と、管内下部に後方への土砂搬出オーガーを備えた
本□管とからたる装置で、第１先導管は口径が小さく、
第２先導管、方向修正装置、本管は同一口径＋大きく、
これらを上記順序で連結してなる推進装置である。

第３の発明は、この発明方法の実施に直接使用する別の
装！でｌ）上記第２の発明装置を簡略化したものであっ
て、第１先導管には土砂取入口のみを備え、第２先導管
には下部土砂取入口と水噴射口と土砂集積トロパケット
およびスタビライザーのみを備え、これに方向修正装２
を連結し、次にトロパケットの搬出レールもしくはウィ
ンチによる引張りロープを備えた本管を連結してなる推
進装置である。

〔発明の実施例〕

第１図および第２図は、第２の発明である推進装置の実
施例を示す正面図および縦断側面図であシ便宜上まず装
置の説明を行う。

連結されておシ、第２図において右側が発進立坑、左側
が到達立坑で上記連結管体は図示左方向に推進する。

第１先導管ユはその口径が本管迭よシ小さく通常口径比
で５０チ前后で、その前面は開放されて上部上、砂取入
口５を形成し、管内には掘削オーガー６が設けられオー
ガー回転軸７、減速機８を介して掘削オーガー駆動モー
ター９によシ動力が伝達される。掘削オーガー６の後部
に設けた隔壁１０によって、取込土砂はと＼で遮られ下
方の土砂集口１１に落下する。

第２先導管２は本管４と同一口径を有し、前記１■−ミ
ーーーー■−−−− 第１先導管Ω後方に隔壁１０を介して第１先導管に連結
しである。両者は口径が異るので双方上端を同じレベル
にすれば当然下部に段差が生じ、図示１２に示す如き下
部土砂取入口が形成される。

下部土砂取入口１２は図示のように進行方向に傾斜した
面を形成すれば、推進に伴い前方土砂を下方に圧縮し強
固な下側地盤を形成することができる。またその開口位
置は第１先導管の下方でも第２先導管本体の下部であっ
てもよい。

下部土砂取入口１２には開閉ジヤツキ１６によって開閉
するスリット１４が設けられておシ、遠隔操作で自在に
開閉し土砂の取入れ量をコントロールできるようになっ
ている。取入れ土砂は土砂　゛集積口１１に集積し、土
砂搬出オーガー１５、土砂開閉ゲート１６を経て後方に
移送される。土砂搬出オーガー１５は土砂搬出駆動モー
ター１７に、　よシ動力が伝達される。

第２先導管にはさらにその先端部の上、即ちス□　リッ
ト１４の上部に１箇乃至数個（この実施例では２箇）の
水噴射口１８が設けられておシ、水ホース１９を介して
必要に応じて本を噴射して前方　゛土砂を軟化させる。

また外周には通常上方と左右の３方向にスタビライザー
２０が取付けられておシ、これは管体の沈下・ローリン
グを防止し推進精度を確保する機能を有している。

次に、第２先導管の後方に方向修正装置３が連結されて
おシ、本管４と同一口径の扁平管体で、その内部周面に
電動もしくは油圧で作動するジヤツキ２１を数組備え、
前記各先、導管を任意の方向に揺動させ推進方向を修正
する機能を有する。

方向修正装置３の後方に本管４が連結され、その管内下
側に、土砂開閉ゲー）１６ｄ−ら延びた後方土砂搬出オ
ーガー２２が発進立坑（図示せず）まで本管と共に延長
され、発進立坑内の駆動モーターによって運転され、第
１および第２先導管で取入れられた土砂を発進立坑まで
搬送する構造となっている。

さて、この発明の推進工法は以上説明したような装置に
よって実施するものであって、第２図にもとづいて説明
すると、先ず発進立坑（図示せず）において第１先導管
１と第２先導管２を連結し、土質の状態と所定推進スピ
ードに応じて掘削オーガー６の回転数を減速機８によっ
て調節して作動し推進を開始する。掘削によって取込ま
れた土砂は隔壁１０によって速ぎられ下方の土砂集積口
１１に落下し、土砂搬出オーガー１５によって後方に移
送される。

推進につれて第１先導管の下側の土砂は、第２先導管の
下部土砂取入口１２の先端部傾斜面によって下方に圧縮
されるので後続する本管４の下側　。

の土砂は支持力の高い地盤に形成される。この場合下部
土砂取入口１２のスリット１４は閉の状態にある。

第２先導管が発進立坑を離れるに従い方向修正装置３、
次いで本管４を連結して推進を進める。

この場合、装置の推進力は発進立坑内に設けられた元押
しジヤツキによって与えられる。

推進距離が延びると第２先導管の下部土砂取入口１２の
先端圧密が進み、装置の推力が増大する場合が□ある。

即ち下部上砂取□入口１２の前面の土は、スリット１４
閉の状−では土砂は管内に取込まれないため、管の推進
につれて側方と下方に移動するか、前方での土の密□度
を増しながら管は推進方向に移動する。これによシ密度
を増した土をさらに移動させるため次第に大きな推力が
必要となる。

これらの先端圧縮の状態“を定゛量的に正確に予測する
ことは現在の技術でば困難であるため、先導管がその先
端過圧密のた１め上向きに動き始めた時点をとらえてス
リット１４を開□にして下部土砂取入口１２から土砂を
取込□み、先導管の方向精度が正常に戻った時点で閉□
の状態に戻して推進を進める。

なお下部土砂が強固で取込み難い場合には水噴射口１８
から強圧水を噴射させて土砂を軟くして取込む。

このように土砂の取込みをコントロールすることによっ
て装置の推力の過大なバラツキをなくすと同時に、土砂
の取込み過ぎによる地表面の陥没、反対に取込み量過少
による地表面の隆起を防止することができる。

なお先端圧密の値自体は、土圧計、間隙水圧計等によっ
て表示することができるのでスリット開閉の参考データ
ーとすることができる。

次に下部土砂取入口１２から取入れた土砂は土砂集積口
１１を経て第１先導管の土砂とともに土砂搬出オーガー
１５によって後方に移動する。

管体の土中推進に伴って往々にして発生する先導管のロ
ーリング現象は、第２先導管の外側円周面上６ケ所に取
付けたスタビライザー１０を突出させておくことによっ
て防止できる。スタビライザーは稼動時以外は取外しま
たは°管内に格納しておく。

管体の推進方向を変更するかまたは所定の軌道に方向修
正する必要があるときは、第２先導管の後方に連結した
方向修正装置３内に設けた油圧ジヤツキ２１を作動する
。油圧ジヤツキ２１は第２図に示すように管体の内周面
に４ケ所設けられているのでこれらを選択的に作動させ
ることによって、第１、［２先導管を任意の方向に指向
せしめ推進方向を変更することができる。

方向修正装置臣の後方に連結された本管乙の管内に設け
られた後方・土砂搬出オーガー２２は、取込まれた土砂
を後方の発進立坑まで搬出する。即ち本管４は推進距離
に応じて所要本数が連結されかつ後方土砂搬出オーガー
を発進立坑まで延長さ、　せつ＼推進作業を継続するも
のである。

、推進が進み第１、第２先導管および方向修正装置が到
達立坑に到達すればこれらを取はずしクレーン等で吊シ
上げ搬出することによって、所要本数の本管４が両立杭
間に亘って埋設され１区分の施工を完了する。

次に第３図、第４図は以上説明したこの発明の工法を同
様に実施するに際 推進装置の実施例を示すものであって、第３図は　□正
面図、第４図は縦断側面図である。

この第６の発明装置扛、第２の発明の装置が砂分の多い
土質の推進に適するのに対し、比較□的粘性分の多い軟
弱土用に適した推進装置である。

即ち第１先導管ユ内には掘削オーガーを設けず、上部土
砂取入口５の後方に向けて口径を小さくし内面平滑な截
頭直円錐形の上部開口部２３を形成する。上部開口部２
６の後方は第２先導管２内に設けた上部土砂集積口２４
に開口し、上部土砂取出口２５からの取込土砂をへカで
トロパケット２６゛に積み込む構造となっている。

次に第２先導−？の先端°部にある下部土砂取入口１２
には開閉スリットを設けず、推進に伴って侵入した土砂
は下部土砂集積口２７に取込み、下部土砂取出口２８を
開口してへカで取出しトロパケット２６に積み込むので
ある。下部土砂取入口１２において土砂が取シ込み難い
場合は、水噴射口１８から水を噴射させ土砂を軟くして
取込む。

方向修正装置３は、連結位置、構造、作用井筒２の発明
の装置と同様である。

本管４には土砂搬出オーガーは設けず、トロパケット２
６を搬送するための搬出レール２９が底部に敷いてアシ
、人力またはウィンチ等で動かし発進立坑まで土砂を搬
出する構造となっている。

通力以外は殆んど動力を必要とせず１．簡便外構追従っ
てこの第６の発明の装置は、装置全体の推となっている
。

〔発明の効果〕

この発明の推進工法は、以上説・明したような推進方法
によるので、次の効果を有する。

１）第２先導管の下部先端゛ｉの土砂取入口の傾斜面で
揚力を付与する作用が働くので管体の沈下を防止する。

２）推進に伴い下部土砂取入口が、前面に圧密効果を与
え１）と相まって推進精度が向上し正確な施工ができる
。

３）前項圧密効果に伴い本管下面に支持力の高い地盤が
形成され、施工層の沈下を防止する。

４）スリットの開閉−取込土砂のコントロールができる
ので管体全体の推進力の過大化を防止し長距離の推進が
可能となる。

５）前方への水噴射を適宜行うことによって土砂の取込
みが容易かつ確実となシ、土砂による閉塞を防止できる
。

６）土砂開閉グー）ｔたは上下土砂取出口を閉鎖して、
オーガーと土砂集積口または上部開口部と下部土砂集積
口に土砂を充満すれば、切羽面の土砂崩壊の危険があっ
てもこれを防止することができる。

７）前項に伴い、切羽の土砂崩壊が万−生じても管内へ
の土砂流入という事態は起らず、地表面の地盤沈下等が
完全に防止できる。

８）施工にあたシ補助工法を必要としない。

また、この装置によれば次の効果を有する。

１）方向修正装置およびスタビライザーを備えているの
で所定の針路に正確に本管を埋設し易い。

２）先端部の圧密状態を自由に調節する機構を有するの
で、今まで極めて困難であったブラインド方式の開口比
を自由に変化させることができる′ため、最適出量の取
込み′によって地盤沈長隆起を防止できる。

３）円滑な推進が可能で、工期短縮、工事費の節減に効
果がある。

４）構造が簡便で、また仮設用地も少くてすむ。

５）先端部の重量が少く、自沈現象は殆んど発□ 生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの発明装置の実施例を示すもので
、第１図と第２図はとの第２の発明装置゛　３の発明装
置の正面図および縦断側面図である。 の正面図と縦断側面図、ＩｊＩＥ３図と第４図はとの第
各図において、 １・・・第１先導管、２・・・第２先導管、３・・・方
向修正装置、４・・・本管、５・・・上部土砂取入口、
６・・・掘削オーガー、１１・・・土砂集積口、１２・
・・下部土砂取入口、１６・・・スリット開閉ジヤツキ
、１４・・・ス：、、ｙｌ、゛。二＝：′：τ：痕；■
：ニニ：：：”２２・・・後方土砂搬出オーガー、２６
・・・上部開口部、２４・・・上部土砂集積口、２５・
・・上部土砂取出口、２６・・・トロパケット、２７・
・・下部土砂集積口、２８・・・下部土砂取出口、２９
・・・搬出レール。 代理人　弁理士　木　村　三　朗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軟弱地盤中に管を推進させる方法において、本管よ
   シロ径の小さい第１先導管の先端から土砂を取込み、次
   に本管と同一口径の第２先導管を連結してその下部先端
   に設けた下部土砂取入口からその先端土砂圧密に応じて
   土砂を取込み、かつ推進方向を方向修正装置で修正しな
   がらさらに第２先導管下部先端の土砂の硬軟に応じて水
   を前方に噴射し、取込んだ土砂を本管内を移送して発進
   立坑内に搬出しつ＼推進することを特徴とする軟弱地盤
   推進工法。 ２、本管よシロ径が小さくその前部に上部土砂取入口と
   管内に掘削オーガーを設けた第１先導管と、本管と同一
   口径でその下部先端部に開閉自在なスリットを有する下
   部土砂取入口と水噴射口を備えかつ、管内に土砂搬出オ
   ーガーおよび外周にローリング防止用スタビライザーを
   設けた第２先導管と、前記第１および第２先導管を揺動
   せしめる方向修正装置と、管内下部に後方土砂搬出子−
   ガーを設けた本管とからなシ、前記第１先導管、第２先
   導管、方向修正装置および本管の順に連結してなる軟弱
   土及び砂質土用推進装置。 ６、本管よシロ径が小さくその前部に上部土砂取入口を
   設けた第１先導管と、本管と同一口径でその下部先端部
   に下部土砂取入口と水噴射口を備えかつ管内に前記上部
   および下部土砂取入口から取入れた土砂を取シ出す取出
   口と該土砂を集積するトロパケットを備えさらに外周に
   ローリング防止用スタビライザーを設けた第２先導管と
   、前記第１および第２先導管を揺動せしめる方向修正装
   置と、管内下部に前記トロパケットの搬送φ段を設けた
   本管とからなシ、前記第１先導管、第２先導管、方向修
   正装置および本管の順に連結してなる軟弱土用推進装置
   。