(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機の外殻の後端に推進管の差込口を差し込むための接続カラーを外殻よりやや小径に設け、その接続カラーと外殻との段差位置に二液性滑材のＡ材とＢ材を別々に吐出する吐出口を設け、その吐出口にＡ材とＢ材を供給するバルブ付きの注入管を外殻内に取り付け、吐出口から吐出したＡ材とＢ材を接続カラー上で接触させてゲル化させ、そのゲル化した滑材を推進管の外周面と地山との間に残置させて推進時の摩擦を低減できるようにする滑材注入装置において、前記接続カラーの上方位置に地山の崩落を遮断する防護カラーを掘進機の外殻と同径になるように外周に渡って設け、その防護カラーと接続カラーとの間に後方が開口する反応室を形成したことを特徴とする、滑材注入装置。
【請求項２】
注入管内に進退自在に差し込んで詰まりを解除する閉塞解除ロッドを設けた、請求項１記載の滑材注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑材を推進管の外周面と地山との間に注入して推進時の摩擦を低減する滑材注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
推進工法では、特に重要とされる推進力管理に関して、推進管の外周部に発生する周辺摩擦力をいかに低減させながら、安定した推進を継続するかが重要な鍵となっている。この施工技術は、推進工法が開発された時点より研究テーマの重要な課題として、数十年の歳月の中から経験的に様々な推進力低減装置が開発されている。
【０００３】
例えば、推進管の外周に滑材を満遍なく注入しながら掘進を行う滑材注入工法が一般的であるが、その方法として、（１）推進管に多くの注入孔を設けた多孔管注入工法、（２）推進管の外周部に機械的な拡幅装置を設置してクリアランスを構築し、その箇所に滑材を注入するテールボイド拡幅再構築工法、（３）掘進機の後方にテールブラシを設置し、注入された滑材をテールブラシで攪拌・混合しながら掘進を行う管周混合工法、その他様々な推進力低減装置がある。
【０００４】
しかし、現状ではこのような推進力低減工法も、以下のような施工条件・地山条件下では効果が明白でない。
ａ）高水圧下の推進工法の場合は、吐出した滑材が地下水で希釈されて地山に分散され、滑材効果が低い。
ｂ）均等係数が小さく、粒径がそろった崩壊性の高い地山の掘進の場合は、掘進時点で地山が崩落することが多く、その結果、土砂が推進管の外周面上に落下して締め付けが発生する。
ｃ）透水係数が高く、空隙が多く存在する地山の掘進の場合は、滑材が管頂部から上方に分散して推進管の外周部に残置しないため、推進管の外周部の摩擦抵抗が上昇しやすい。
ｄ）岩盤等の掘進において、岩盤の節理や亀裂、層理状の破砕が先行される場合、掘削後の推進管通過時の外周部には鋭利状の楔形の破砕岩片が居座り、その締め付け抵抗が増大して推進不能となるケースが発生する。
ｅ）その他、微細粒子分（シルト・粘土・コロイド分）が非常に少ない（概ね１５％以下）地山においては、粗粒子分が多いことで推進管の外周部の摩擦抵抗が増大しやすい。
【０００５】
以上のような諸条件では、推進工法は非常に難易度の高い工事となっている。現状におけるそれらの対策としては、事前に透水性を低下させるための薬液注入を行って地盤を改良する場合も多いが、その結果、路上からの注入時の占用面積確保の問題や、地下水汚染や地下埋設物の損傷、その他、周辺環境へ様々な問題を引き起こす原因となっている。そのような補助工法に頼った施工技術は、推進工法以前に数多くの諸問題を引き起こす結果を招いている。そのためには、先ず、推進管の外周部に安定した固結状の滑材を確実に残置させる施工法が有効であるが、従来の施工技術では滑材の散乱を防止できていない。
【０００６】
ところで、滑材としては、一液性のものと、Ａ材とＢ材の化学反応でゲル化する二液性のものがあり、現在では一液性と比較して摩擦抵抗が低く圧縮強度に優れる二液性固結型滑材が多用されている。この二液性の滑材を注入する滑材注入装置が特許文献１に開示されている。この技術は、Ａ材とＢ材を吐出口近傍まで別々に供給する別系統の配管と、別々に供給したＡ材とＢ材を吐出直前に混合するミキサーと、混合した滑材を吐出口に供給する一系統の配管とで構成したことを特徴としている。
【０００７】
しかしながら、前記技術では、混合した滑材を一系統の配管で吐出口に供給するから、反応が速い場合は吐出前に配管内で固結して閉塞することがあった。また、配管内で固結しないように反応を遅くする（又は速く吐出させる）と、ゲル化が不完全の滑材を吐出することになり、崩落しやすい地山や空隙の多い地山の掘進の場合は、ゲル化が間に合わずに滑材が散乱してしまい、落下した土砂による推進管の締め付けが発生する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３２７５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、二液性の滑材を地山の崩落前にゲル化させて地山の肌落ちを防止し、滑材の散乱を確実に防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  掘進機の外殻の後端に推進管の差込口を差し込むための接続カラーを外殻よりやや小径に設け、その接続カラーと外殻との段差位置に二液性滑材のＡ材とＢ材を別々に吐出する吐出口を設け、その吐出口にＡ材とＢ材を供給するバルブ付きの注入管を外殻内に取り付け、吐出口から吐出したＡ材とＢ材を接続カラー上で接触させてゲル化させ、そのゲル化した滑材を推進管の外周面と地山との間に残置させて推進時の摩擦を低減できるようにする滑材注入装置において、前記接続カラーの上方位置に地山の崩落を遮断する防護カラーを掘進機の外殻と同径になるように外周に渡って設け、その防護カラーと接続カラーとの間に後方が開口する反応室を形成したことを特徴とする、滑材注入装置
２）  注入管内に進退自在に差し込んで詰まりを解除する閉塞解除ロッドを設けた、前記１）記載の滑材注入装置
にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の前記１）記載の構成によれば、吐出口から吐出したＡ材とＢ材が接触して反応する際、地山が崩落しようとしても防護カラーで防護され、滑材は崩落の影響を受けずに防護カラー下の反応室でゲル化が進む。その後、ゲル化した滑材は反応室に充満し、推進及び次のＡ材とＢ材の吐出により防護カラーの外側に押し出され、推進管の外周部と地山との間に滑材層として残置する。その残置した滑材に地山が崩落しようとしても、滑材は既にゲル化して所定の圧縮強度を発現しているから、地山は滑材で支持されて土砂が推進管を締め付けることはない。また、空隙の多い地山でも滑材が空隙に逃げることはない。このように、地山の崩落前にゲル化が完了して残置されるから、地山の肌落ちが防止され、滑材の散乱を確実に防止できる。なお、吐出口は複数設置し、滑材が全方位に満遍なく注入されるようにすることもできる。
【００１２】
本発明の前記２）記載の構成によれば、ゲル化中の滑材が注入管に逆流して注入管内で固結した場合、閉塞解除ロッドを進退させることで詰まり部分が貫通され、安定した注入を継続できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の掘進機と推進管の一部を切り欠いた説明図である。
【図２】実施例の後方から見た掘進機の説明図である。
【図３】実施例の滑材注入装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を実施例と図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は実施例の掘進機と推進管の一部を切り欠いた説明図、図２は実施例の後方から見た掘進機の説明図、図３は実施例の滑材注入装置の説明図である。図中、１は掘進機、１１は外殻、１２は接続カラー、２は推進管、２１は止水パッキン、３は滑材注入装置、３１，３２は吐出口、３３は注入管、３４は閉塞解除ロッド、３５は注入バルブ、３６は注入ホース、３７は防護カラー、３８は反応室、Ａは滑材、Ｇは地山である。
【００１６】
本実施例の滑材注入装置３は、図１〜３に示すように、掘進機１の後端に接続カラー１２を外殻１１よりやや小径に設け、その接続カラー１２と外殻１１との段差位置にＡ材用の吐出口３１とＢ材用の吐出口３２を隣接して上下左右に４箇所開口している。その吐出口３１，３２に注入管３３を外殻１１内で取り付け、その注入管３３の基端部に回転で進退できる閉塞解除ロッド３４を取り付けている。注入管３３は途中位置で分岐させて注入バルブ３５を取り付け、その注入バルブ３５に注入ホース３６を接続している。
【００１７】
接続カラー１２の上方位置には鋼製の防護カラー３７を掘進機１の外殻１１と同径になるように外周に渡って取り付け、その防護カラー３７と接続カラー１２との間にＡ材とＢ材の反応室３８を形成している。なお、注入バルブ３５を電動式にし、各吐出口３１，３２をタイマーによる時間制で自動開閉させ、注入範囲が必然的に全方位となるようにしてもよい。
【００１８】
本実施例では、地上に設置した滑材供給装置（図示せず）に注入ホース３６を接続してＡ材とＢ材を一定圧で別々に供給し、注入バルブ３５を開放してＡ材とＢ材を所定割合で推進に合せて連続的に送り出す。Ａ材とＢ材は注入管３３を通じて吐出口３１，３２から吐出し、反応室３８で互いが接触してゲル化が開始する。その際、地山Ｇが崩落しようとしても防護カラー３７で防護され、滑材Ａは崩落の影響を受けずに防護カラー３７下でゲル化が進む。ゲル化中の滑材Ａが注入管３３に逆流して固結した場合は、閉塞解除ロッド３４を回転操作して進退させることで詰まり部分を貫通させる。
【００１９】
ゲル化した滑材Ａは反応室３８に充満し、推進及び次のＡ材とＢ材の吐出により防護カラー３７の外側に押し出され、推進管２の外周部と地山Ｇとの間に滑材層として残置する。その残置した滑材Ａに地山Ｇが崩落しようとしても、滑材Ａは既にゲル化して所定の圧縮強度を発現しているから、地山Ｇは滑材Ａで支持されて土砂が推進管２を締め付けることはない。また、空隙の多い地山Ｇでも滑材Ａが空隙に逃げることはない。このように、地山Ｇの崩落前にゲル化が完了して残置されるから、散乱を確実に防止して推進管２を円滑に推進させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の技術は、崩落しやすい地山や空隙の多い地山の掘進に有用である。
【符号の説明】
【００２１】
１  掘進機
１１  外殻
１２  接続カラー
２  推進管
２１  止水パッキン
３  滑材注入装置
３１，３２  吐出口
３３  注入管
３４  閉塞解除ロッド
３５  注入バルブ
３６  注入ホース
３７  防護カラー
３８  反応室
Ａ  滑材
Ｇ  地山
【図１】
0005441180.tif 000002
【図２】
0005441180.tif 000003
【図３】
0005441180.tif 000004