JPS63210389A

JPS63210389A - ロ−タリジエツト推進工法及びその装置

Info

Publication number: JPS63210389A
Application number: JP4460487A
Authority: JP
Inventors: 俊雄今井
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-09-01

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、電気通信ケーブル、光通信ケーブル、ガス
パイプライン、上下水道等のライフライン用地下管きょ
あるいは管路の削進及び築造を行うためのロータリジェ
ット推進工法及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、地下管きょあるいは管路を計画するに際し、管径
が小さい場合、例えば８００１ｍ未満の場合は、切羽に
おいて人力で作業することができず、さらに市街地では
、道路が狭いことや、交通量が多く、騒音や振動に関す
る公害問題等から開削工法を採用することができず、こ
のため、小口径推進工法を用いている。

この小口径推進工法には種々のものがあるが、その殆ど
が１次元（直線）の推進であり、中には方向を制御する
装置を備えているものもあるが、その方向制御は直進の
推進が直線軌道からずれた場合の方向を直進に修正する
ためのものであり、従って、計画線内に障害物のない場
合しか使用できない。

また、障害物を避けて２次元的な推進を行う工法として
は、例えば、「土木技術、　Ｖｏｌ、　３９　、　Ｎｏ
。

１０、第７８〜８３頁、ＷＪ易円弧推進工法」、昭和５
９年１０月１日、土木技術社発行に記載されたものが知
られている。

この従来工法は、管きょを地表面から地表面に一定の曲
率あるいは曲率半径で円弧状に推進していくものである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この従来の推進工法にあっては、管きょ
を地表面から地表面へ一定の曲率で円弧状に推進してい
くものであるため、曲率に制限があって大きな曲率の管
きょを推進することが難しいとともに、推進の途中に障
害物があるような場合にはこれを避けて推進することが
できず、スパンの極く短い、特殊な場合にしか採用でき
ないという問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、極力大きい曲率（すなわち小さい曲率半径）
を持つ３次元的なルートで小口径の地下管きょあるいは
管路を比較的長いスパンで掘削し敷設することのできる
ロータリジェット推進工法及びその装置を提供すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明のロータリジェット推進工法は、先導
管の推進方向後方側を構成する非回転部に対して、その
先導管の前方側を構成する先端に掘削用のビットを固定
した回転部を回転自在に取り付け、その回転部の内部か
らその回転部の側方に推進方向の斜め後方に向けて形成
した噴射口を経てその回転部の外部へ高圧水を噴出させ
ることにより、その回転部を回転させかつ推力を与えて
推進していくものである。

また、この発明のロータリジェット推進装置は、先導管
の推進方向後方側を構成する非回転部に対して、その先
導管の前方側を構成する回転部を回転自在に取り付け、
その回転部の先端には掘削用のビットを固定するととも
に、その回転部の側方に高圧水をその回転部の内部から
推進方向の斜め後方へ向けて外部へ噴出する噴射口を形
成したものである。

〔作用〕

この発明のロータリジェット推進工法及びその装置によ
れば、先導管の前方側を構成する回転部の内部から、高
圧水を回転部の側方に推進方向の斜め後方に向けて形成
した噴射口を経て外部に噴射させると、噴射された高圧
水の推進方向成分の反力として回転部に推力が与えられ
、かつ、噴射された高圧水の推進方向と直角な方向の成
分の反力により回転部に回転力が与えられ、かくして、
非回転部に対して回転部が回転しながら推力が与えられ
て、回転部の先端に固定されたビットにより地盤の掘削
が推進される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず構成を説明する。

第１図において、先導管１は、推進方向（Ａ方向）の前
方側の回転部２と後方側の非回転部３とから構成され、
非回転部３は推進方向前方側の首振り部４と後方側の固
定部５とから構成される。

回転部２の後部には穴部２ａが形成されるとともに、非
回転部３の首振り部４の前部に凸部４ａが形成され、こ
の穴部２ａと凸部４ａとが嵌合され、両者の間にボール
ベアリング６とパツキン７が設けられて、回転部２は首
振り部４に対して水密かつ回転自在に取り付けられる。

回転部２の先端には掘削用のビット８が固定され、また
回転部２の内部には中央水路９が形成され、この中央水
路９はレギュレータ１０を介在させて先端噴射口１１に
連通しているとともに、さらに中央水路９は、分岐路１
２を経て、回転部２の側方に周方向に等角度間隔で推進
方向の斜め後方に向けて開口している複数の側方噴射口
１３に連通している。

非回転部３を構成する首振り部４と固定部５とは、球座
１４により固定部５の軸心に対して所定角度、例えば１
５°程度全ての方向に首振りが可能に連結されており、
首振り部４の中央水路１５と固定部５の中央水路１６と
は球座１４部分においてポールジヨイント１７により連
結され、これにより、固定部５に対して首振り部４が首
振りを行ったときにも、中央水路１５と中央水路１６と
を首振りに追従させながら水路を確保する。

首振り部４の管壁に形成された空間部１８と固定部５の
管壁に形成された空間部１９との間には、シリンダ２１
及びロッド２２を含んで構成される油圧シリンダ２０が
好ましくは９０°の等間隔で４個配置され、この油圧シ
リンダ２０は、上下の対の油圧シリンダ２０を伸縮する
ことにより、固定部５に対して首振り部４を上下方向に
ピッチングさせ、左右の対の油圧シリンダ２０を伸縮す
ることにより、固定部５に対して首振り部４を左右方向
にヨーイングさせることができる。

固定部５の後方側には鋼製かつフレキシブルな誘導管２
３が連結される。

さらに、固定部５の内部には、固定部５に対する首振り
部４の傾斜角度を計測するための電気傾斜計２４と、先
導管１の位置を計測するための発信器２５とが収容され
、その計測信号は外部の地上の制御装置に伝送され、ま
た、発信信号は制御装置の受信器により受信される。

次に上記実施例の動作を説明する。

コンプレッサ（図示しない）により供給される高圧水は
、誘導管２３の内部及び先導管１の非回転部３の固定部
５の中央水路１６及び首振り部４の中央水路１５を経、
回転部２の中央水路９から分岐路１２を経て複数の側方
噴射口１３から、第２図及び第３図に示すように、先導
管１の推進方向（Ａ方向）の斜め後方に噴射される。こ
の噴射力Ｆの推進方向の成分Ｆ、の反力により、先導管
１に推進方向の推力が発生し、また、噴射力Ｆの推進方
向と直角方向の成分Ｆ２の反力により、首振り部４に対
して回転部２にＢ方向の回転力が発生し、これにより、
回転部２はＢ方向に回転しなからＡ方向に推力が作用し
、回転部２の先端のビット８により地盤の掘削が行われ
る。

このとき、噴射力Ｆ（又はＦ、及びＦ２）は掘削孔を拡
げる拡孔力としても作用する。

また、回転部２の中央水路９に供給された高圧水は、レ
ギュレータ１０により減圧されて先端噴射口１１から回
転部２の先端部分に供給され、地盤を軟化させかつビッ
ト８の表面の損耗を防止する役目を果たす。

油圧シリンダ２０への圧油の供給を制御することにより
、上下の対のロッド２２又は左右の対のロッド２２を伸
縮させると、首振り部４及び回転部２が固定部５に対し
てピッチング又はヨーイングし、回転部２先端の方向を
適宜設定することができる。

そして、この首振り部４の固定部５に対する傾斜角度が
電気傾斜計２４により計測されて、その計測信号がロー
タリジェット推進装置の外部、すなわち地上の制御装置
に伝送され、また、固定部５に取り付けられた発信器２
５からの発信信号が同じく制御装置の受信器により受信
されて、発信器２５すなわち先導管１の位置が計測され
る。

側方噴射口１３から噴射され゛た高圧水は、ずりの搬送
流体としても使用され、スラリーとして排出されたすり
は、その高圧水により先導管１及び誘導管２３の外壁に
沿って流れ、図示しない排泥ポンプ−振動篩−１次沈澱
槽−サイクロン−２次沈澱槽−復水ボンブーコンプレソ
サを経て、高圧水として循環し再使用される。

この場合のビットの推力、回転力、水圧破砕による拡孔
力、すりスラリーの輸送力等の多くの運転条件は、高圧
水の流量と圧力を調整することにより制御することがで
きる。

通常、掘削に際しては、掘削の開始位置と終了位置に立
坑を形成し、開始側立坑から掘削孔を形成していき、電
気傾斜計２４により先導管１の傾斜角度を計測し、かつ
発信器２５により先導管１の位置を計測しながら、所定
の３次元の曲線状に、あるいは障害物を避けながら、３
次元の曲がりくねった掘削孔を形成していく。このとき
、その曲がりくねった掘削孔に対応して、フレキシブル
な誘導管２３が追従してい（。そして、先導管１が推進
するに従って、誘導管２３の後方側に次々に誘導管２３
を継ぎ足していき、先導管１が終了側の立坑に出たら、
先導管１を誘導管２３から外して、誘導管２３をそのま
ま掘削孔に残す。

さらに、掘削が終了したら、掘削孔と誘導管２３の隙間
にセメントミルクを注入して、地山の圧力に対抗して一
定断面積の管きよあるいは管路の確保を図る。

なお、誘導管２３は先導管１により引っ張られて推進し
ていくもので、開始位置立坑側から押されることはない
ので、大きな強度や剛性は要求されない。

（発明の効果〕以上説明したように、この発明に係わるロータリジェッ
ト推進工法及びその装置によれば、極力大きい曲率（す
なわち小さい曲率半径）を持つ３次元的なルートで、ま
た、地中の障害物を避け、比較的長いスパンで小口径の
管きよあるいは管路を敷設することができ、ある程度以
下の曲率であればいかなるルートでも一定断面積を持つ
管きょが施工できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるロータリジェット推進工法を
実現する装置の一実施例の構成を示す断面図、第２図は
その実施例の動作を説明するための全体斜視図、第３図
は高圧水の噴射を示す部分拡大正面図である。１・・・先導管、２・・・回転部、３・・・非回転部、
４・・・首振り部、５・・・固定部、８・・・ビット、
９・・・中央水路、１１・・・先端噴射口、１３・・・
側方噴射口、１７・・・ボールジヨイント、２０・・・
油圧シリンダ、２３・・・誘導管、２４・・・電気傾斜
計、２５・・・発信器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）先導管の推進方向後方側を構成する非回転部に対
して、該先導管の前方側を構成する先端に掘削用のビッ
トを固定した回転部を回転自在に取り付け、該回転部の
内部から該回転部の側方に推進方向の斜め後方に向けて
形成した噴射口を経て該回転部の外部へ高圧水を噴出さ
せることにより、該回転部を回転させかつ推力を与えて
推進していくロータリジェット推進工法。
（２）先導管の推進方向後方側を構成する非回転部に対
して、該先導管の前方側を構成する回転部を回転自在に
取り付け、該回転部の先端には掘削用のビットを固定す
るとともに、該回転部の側方に高圧水を該回転部の内部
から推進方向の斜め後方へ向けて外部へ噴出する噴射口
を形成したロータリジェット推進装置。