(57)【要約】【課題】管の先端を到達坑に到達させる際の止水方法のコスト低減、及び、施工性の向上を図る。【解決手段】推進装置により管２を地中に推進させるとともに掘削装置３で地中を掘削することで、管を地中に形成された発進坑から地中に形成された到達坑２２０に跨るように地中に設置する管設置方法において、管の先端を到達坑２２０の空洞部１００を囲むセグメント２２１の外面２２２に到達させる管推進ステップと、掘削装置３を管内経由で発進坑側に後退させる掘削装置退避ステップと、管の先端近傍の地盤を改良して地山を安定させる地盤改良ステップと、到達坑２２０内と管内とを連通させるための連通孔２３０をセグメント２２１に形成する連通孔形成ステップと、到達坑２２０内から連通孔２３０を経由して管内に搬入された閉塞材２３１を用いて管の先端６ｔとセグメント２２１の外面との間の間隙２４０を塞ぐ間隙閉塞ステップとを備えた。【選択図】図１
2014122512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の先端側に設けられて地中を掘削する掘削装置と管を地中に推進させる推進装置とを備えた管設置装置を用い、推進装置により管を地中に推進させるとともに掘削装置で地中を掘削することで、管を地中に形成された発進坑から地中に形成された到達坑に跨るように地中に設置する管設置方法において、
管の先端を到達坑の空洞部を囲むセグメントの外面に到達させる管推進ステップと、
掘削装置を管内経由で発進坑側に後退させる掘削装置退避ステップと、
管の先端近傍の地盤を改良して地山を安定させる地盤改良ステップと、
到達坑内と管内とを連通させるための連通孔をセグメントに形成する連通孔形成ステップと、
到達坑内から連通孔を経由して管内に搬入された閉塞材を用いて管の先端とセグメントの外面との間の間隙を塞ぐ間隙閉塞ステップとを備えたことを特徴とする管設置方法。
【請求項２】
セグメントが金属性であるとともに閉塞材が複数の金属板であり、間隙閉塞ステップにおいては、複数の金属板を管の先端側の周方向に沿って互いに隣接するように配置して互いに隣り合う金属板同士を溶接により接合するとともに、各金属板の一端と管の先頭側の内面とを溶接により接合し、各金属板の他端とセグメントの外面とを溶接により接合することによって、管の先端とセグメントの外面との間の間隙を塞いだことを特徴とする請求項１に記載の管設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管を地中に形成された発進坑から地中に形成された到達坑に跨るように地中に設置する管設置方法であって、特に、管の先端を到達坑に到達させる際の止水処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管を地中に形成された発進坑から地中に形成された到達坑に跨るように推進させて地中に管による支保工を構築する方法が知られている（例えば特許文献１等参照）。発進坑、及び、到達坑は、例えば、シールド工法により形成されたシールドトンネルによって構築される。
管を地中に形成された発進坑から発進させて管の先端を地中に形成された到達坑内に到達させる際の到達坑口を形成する場合の止水処理としては、例えば以下の（１）；（２）に示すような方法がある。
（１）到達坑を構築するセグメントのセグメントピースとして例えば木質系等の切削可能な材料により形成されたセグメントピースを用いる。そして、管に取付けられた計測システムにより管の先端の到達予想位置を推測し、到達坑に対する管の到達予想位置に予め止水設備を設置した後、管の先端が到達坑のセグメントの外面に到達したならば管の先端が到達した箇所のセグメントピースを切削することによって当該セグメントピースに到達坑口を形成し、管の先端側を当該到達坑口に通して到達坑内に到達させる。
（２）到達坑を構築するセグメントのセグメントピースとして取り外し可能なセグメントピースを用いる。そして、管に取付けられた計測システムにより管の先端の到達予想位置を推測し、到達坑に対する管の到達予想位置に予め止水設備を設置した後、管の先端が到達坑のセグメントの外面に到達したならば、管の先端が到達した位置の近傍の地盤を凍結させて地盤改良した後にセグメントの一部を除去することによってセグメントに到達予想位置に基づいた坑口を形成し、管の先端を坑口に通して到達坑内に到達させる。
このように、従来の止水方法においては、管に取付けられた計測システムにより管の先端の到達予想位置を推測し、到達坑に対する管の到達予想位置に予め止水設備を設置する必要がある。
即ち、どちらの方法においても、管を坑口に通して到達坑内に入れる際に管の外面と地盤との間に地下水の流路が形成されてしまうため、到達坑内に止水設備を設置することが必要になる。
尚、上記止水設備は、到達坑内への地下水の流入を防止する設備であって、例えば特許文献１の補強体１１６に相当する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１７２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の管設置方法における、管の先端を到達坑に到達させる際の止水方法では、止水設備が必要となり、また、止水設備が設置された位置に管の先端を正確に到達させる施工精度が必要となるので、止水方法のコスト、及び、施工性の面で問題があった。
本発明は、管の先端を到達坑に到達させる際の止水方法のコスト低減、及び、施工性の向上を図ることができる管設置方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る管設置方法によれば、管の先端側に設けられて地中を掘削する掘削装置と管を地中に推進させる推進装置とを備えた管設置装置を用い、推進装置により管を地中に推進させるとともに掘削装置で地中を掘削することで、管を地中に形成された発進坑から地中に形成された到達坑に跨るように地中に設置する管設置方法において、管の先端を到達坑の空洞部を囲むセグメントの外面に到達させる管推進ステップと、掘削装置を管内経由で発進坑側に後退させる掘削装置退避ステップと、管の先端近傍の地盤を改良して地山を安定させる地盤改良ステップと、到達坑内と管内とを連通させるための連通孔をセグメントに形成する連通孔形成ステップと、到達坑内から連通孔を経由して管内に搬入された閉塞材を用いて管の先端とセグメントの外面との間の間隙を塞ぐ間隙閉塞ステップとを備えたので、管の先端を到達坑に到達させる際の止水処理を簡単かつ安価に行え、当該止水処理のコスト低減、及び、施工性の向上を図ることができる管設置方法を提供できる。
また、セグメントが金属性であるとともに閉塞材が複数の金属板であり、間隙閉塞ステップにおいては、複数の金属板を管の先端側の周方向に沿って互いに隣接するように配置して互いに隣り合う金属板同士を溶接により接合するとともに、各金属板の一端と管の先頭側の内面とを溶接により接合し、各金属板の他端とセグメントの外面とを溶接により接合することによって、管の先端とセグメントの外面との間の間隙を塞いだので、当該間隙を簡単かつ確実に塞ぐことができるので、当該止水処理のコスト低減、及び、施工性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】先頭管の先端を到達坑に到達させる際の止水手順を示す図（実施形態１）。
【図２】（ａ）は先頭管の先端側に閉塞材が接続された状態を示す斜視図、（ｂ）はセグメントに形成された連通孔を先頭管の内側から見た図（実施形態１）。
【図３】管設置装置の断面図（実施形態１）。
【図４】先頭管の先頭部分を示した斜視図（実施形態１）。
【図５】案内刃管の刃先側から管の内部の掘削機械を見た図（実施形態１）。
【図６】地中への管の設置方法を示す図（実施形態１）。
【図７】連続管を示す斜視図（実施形態１）。
【図８】支保工の例を示す断面図（実施形態１）。
【図９】支保工の例を示す断面図（実施形態１）。
【図１０】側壁台形直管を示す斜視図（実施形態２）。
【図１１】側壁台形直管の設置方法を示す図（実施形態２）。
【図１２】支保工の例を示す断面図（実施形態１）。
【図１３】支保工の例を示す断面図（実施形態１）。
【図１４】掘削機械揺動駆動装置を備えた管設置装置を示す断面図（実施形態２）。
【図１５】（ａ）は先頭管の先頭部分を示した斜視図、（ｂ）一対の第２の掘削ビット群の関係を示す断面図（実施形態３）。
【図１６】（ａ）は回転掘削体の掘削時の状態を示す図、（ｂ）は回転掘削体の回収時の姿勢状態を示す図（実施形態３）。
【図１７】先頭管の先端を到達坑に到達させる際の止水手順を示す図（実施形態２；３；４）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
実施形態１では、例えば図３に示すような、管２の先端側に設けられて地中１０を掘削する掘削装置３と管２を地中に推進させる推進装置４とを備えた管設置装置１を用い、推進装置４により管２を地中１０に推進させるとともに掘削装置３で地中１０を掘削することで、地中１０に管２を進行させて管２を地中１０に設置する。
【０００８】
図７に示すように、管設置装置１及び管設置方法によって地中１０に構築される支保工１１は、先頭に位置される管２（以下、先頭管という）と後続の複数の管２（以下、後続管という）とにより形成される。即ち、支保工１１は、先頭に位置される先頭管６と先頭管６の後に続くように設けられる後続の複数の後続管７とにより形成された構成、即ち、複数の管２が連続するように接続された連続管６７によって構築される。
【０００９】
管２は、例えば、図７；図８に示すような、円弧を描くように曲がって延長するように形成された管（管の中心軸線（中心線）が曲線である管（以下、曲管という））、あるいは、図９に示すような、真っ直ぐに延長する管（管の中心軸線（中心線）が直線である管（以下、直管という））、あるいは、図１０に示すような、管の互いに平行に対向する一方の一対の側壁２ａ；２ａが合同な台形に形成され、当該側壁２ａの台形の互いに平行な辺縁２ｓ；２ｓが管２の中心軸線（中心線）２Ｃと平行である側壁台形状に形成された管（管の中心軸線２Ｃ（中心線）が直線である管（以下、側壁台形直管という））であって、管の中心軸線と直交する面で管を切断した場合の断面形状が例えば四角形状（又は円形形状）の管により形成される。
管２としては例えば鋼製の管が用いられる。
管２の大きさは、例えば、管２が断面形状長方形の管である場合、管の長さ（管の中心軸線に沿った方向の長さ）が１５００ｍｍ、管の左右幅（断面長方形の長辺の長さ）が１２４０ｍｍ、管の上下幅（断面長方形の短辺の長さ）が６９０ｍｍ、管の肉厚が１６ｍｍである。
【００１０】
図１１に示すように、管２として側壁台形直管を使用する場合、地中１０に設置される管２；２…の地中１０での進行軌跡２Ｚが、前の管２の後端開口縁２ｘと後の管２の前端開口縁２ｙとの連結部で折れ曲がる線状（湾曲に近似した線状）になるように複数の管２；２…を地中１０に設置する。つまり、後述する管設置装置１により管２を地中１０に設置する際、前の管２の一対の台形状の側壁２ａの他方の脚２ｔである辺縁で開口する後端開口縁２ｘと後の管２の一対の台形状の側壁２ａの一方の脚２ｔである辺縁で開口する前端開口縁２ｙとを溶接で連結していくことで、管２；２…の地中１０での進行軌跡２Ｚが前の管２の後端開口縁２ｘと後の管２の前端開口縁２ｙとの連結部で折れ曲がる線状になる。言い換えれば、２つ以上の管２が連結されることで、管２の中心軸線２Ｃが連結部で折れ曲がる折曲線を描くように延長する図１１（ｂ）；図１１（ｃ）に示すような折曲管２００が形成され、当該折曲管２００が地中１０に設置されていくことになる。尚、連結部で連結される前の管２の一対の台形状の側壁２ａの他方の脚２ｔ及び後の管２の一対の台形状の側壁２ａの一方の脚２ｔの長さは同じである。
【００１１】
尚、進行軌跡２Ｚの折れ曲がり角度（折曲管２００の管の中心線２Ｃの折曲線の折れ曲がり角度）は、前の管２の後端開口縁２ｘと後の管２の前端開口縁２ｙとの連結部における管２の台形状の側壁２ａの脚２ｔと台形の互いに平行な上底及び下底である辺縁２ｓ；２ｓとのなす角αが直角に近付くほど緩やかになり、前記なす角αが直角から遠くなるほど急になる。言い換えれば、なす角αが直角に近付くほど連結部で折れ曲がる中心線２Ｃと中心線２Ｃとのなす角度が１８０度に近くなり、なす角αが直角から遠くなるほど連結部で折れ曲がる中心線２Ｃと中心線２Ｃとのなす角度が９０度に近くなる。したがって、管２の予定進行軌跡に応じて管２に台形状の側壁２ａの前記なす角αを決めればよい。
【００１２】
管が真っ直ぐに延長する直管の両端開口縁をそれぞれ斜めに切断することにより簡単かつ安価に製作できる側壁台形直管を管２として使用することで、地中１０において曲がって延長するような支保工を安価に構築できるようになる。即ち、前の管２の一対の台形状の側壁２ａの他方の脚２ｔである辺縁で開口する後端開口縁２ｘと後の管２の一対の台形状の側壁２ａの一方の脚２ｔである辺縁で開口する前端開口縁２ｙとを溶接で連結していくことで、管２の中心線２Ｃが連結部で折れ曲がる折曲線を描くように延長する折曲管２００を形成でき、当該折曲管２００が地中１０に設置されることによって、地中１０において折れ曲がって延長するような支保工を安価に構築できる。また、同一の側壁台形状の管２を用いて支保工を構築するので、複数の管２の製作コストを安価にできる。
【００１３】
そして、図８等に示すように、管２を地中１０に形成された発進坑２１０から地中１０に形成された到達坑２２０に跨るように地中１０に設置することにより、支保工１１が地中１０に構築される。１００は発進坑２１０及び到達坑２２０の空洞部である。
例えば、図７；図８に示すように、複数の曲管が順次連結されて地中１０に設置されることによって円弧を描くように曲がって延長する支保工１１が地中１０に構築されたり、図９に示すように、複数の直管が順次連結されて地中１０に設置されることによって真っ直ぐに延長する支保工１１が地中１０に構築されたり、あるいは、複数の側壁台形直管が順次連結されて地中１０に設置されることによってほぼ円弧を描くように曲がって延長する支保工１１が地中１０に構築される。
支保工１１としては、図８；図９に示すように、発進坑２１０から地中１０に形成された到達坑２２０に跨るように地中１０に構築される支保工１１や、図１２に示すように、地中１０に形成された発進坑２１０及び到達坑２２０として機能する兼用の坑から出発して当該兼用の坑に戻るように設置して構築される支保工１１などがある。
また、図１３に示すように、地上から地中１０に向けて形成された立坑により形成された発進坑２１０とセグメント２２１で囲まれたシールドトンネルにより形成された到達坑２２０とを連通させる地下空間としての連通路１４３を形成する場合の支保工として機能する円筒状の壁１４４を構築する場合もある。
そして、支保工で囲まれた内側を掘削することで、地下鉄ホームを形成する空間、トンネルの道路や線路における往路空間及び復路空間、トンネルの道路や線路における合流部又は分岐部、トンネルの道路や線路における拡幅部、上述した連通路１４３等の地下空間を形成できる。
【００１４】
図３乃至図６に基づいて、管設置装置１の一例を説明する。
図３に示すように、管設置装置１は、管２と、掘削装置３と、推進装置４と、推進力伝達装置７０とを備える。尚、以下、図３における上側を管２や管設置装置１の先頭あるいは前側と定義し、図３における下側を管２や管設置装置１の後側と定義し、図３における左右側を管２や管設置装置１の左右側と定義し、図３の紙面と直交する方向の上下側を管２や管設置装置１の上下側と定義して説明する。図４に管２や管設置装置１の前側、後側、左側、右側、上側、下側を明記した。
【００１５】
以下、図３及び図４を参照して管設置装置１の構成について説明する。
先頭管６は、管の先端側に案内刃部を備えた構成であり、例えば、図３に示すように、管６ｘと、管６ｘの先端に設けられた案内刃部として機能する案内刃管９とで形成される。案内刃管９は、管の一方の開口端縁１３が鋭利に形成された刃部１４を備えた管である。
先頭管６は、案内刃管９の他方の開口端部と管６ｘの先端の開口端部８とが接続されて形成される。この場合、例えば、案内刃管９の管の外径寸法が管６ｘの管の外径寸法よりも大きく、案内刃管９の他方の開口端面１５側には、開口端面１５における管の内周面側が削られて、段差が設けられることで、管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込む嵌合孔１６が形成された構成とする。そして、案内刃管９の他方の開口部１７に設けられた嵌合孔１６内に管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込み、かつ、これら両者が、ボルト接合，溶接などの図外の接続手段によって接続されることで、案内刃管９の他方の開口端部と管６ｘの先端の開口端部８とが接続された構成とする。このように、案内刃管９の他方の開口部１７に設けられた嵌合孔１６内に管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込んで、案内刃管９が管６ｘの先端開口端面１８を覆うように取付けられた構成としたことで、管６ｘの推進の際に、管６ｘの先端開口端面１８が地中１０の抵抗を受けず、推進抵抗を少なくできる。また、管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込む嵌合孔１６が形成された構成としたことで、管６ｘの先端に容易に案内刃管９を設置でき、先頭管６を形成するための管６ｘと案内刃管９との組み立てを容易とすることができる。この場合、先頭管６の矩形外周面において管６ｘと案内刃管９との間で段差が生じるが、この段差は、管２の矩形外周面と出発口の内周面とに設けられる水密性能維持部材により止水性能を維持できるように小さく（例えば、１ｃｍ程度）形成される。
【００１６】
尚、案内刃管９と管６ｘとの外径寸法を同径とし、案内刃管９の他方の開口端面と管６ｘの先端開口端面１８とを突き合わせた状態でこれらの境界部分を全周溶接、又は、点溶接することで先頭管６を形成してもよい。
また、管の先端側が案内刃管９として機能する案内刃部に形成された管を先頭管６として用いてもよい。
このようにすれば、先頭管６の矩形外周面の段差を小さくできるか、段差が生じないので、管２の矩形外周面と出発口の内周面とに設けられる水密性能維持部材による止水性能を良好に維持できる。
【００１７】
先頭管６の管の内面２０において、管の延長方向（管の中心線に沿った方向）の中央部よりも先頭側の位置には、管側推進力受け部２１が設けられる。管側推進力受け部２１は、後述する掘削装置３に設けられた基板２５を介して推進装置４からの推進力を受けて先頭管６を推進させる。管側推進力受け部２１は、先頭管６の断面（先頭管の中心線と直交する面で先頭管を切断した場合の断面）の内面を一周した矩形形状に対応した矩形枠外周寸法に形成された矩形枠体２２により形成され、矩形枠体２２の外周面２３と先頭管６の管の内周面２０ａとが対応するように設置された状態で矩形枠体２２が先頭管６の管の内周面２０ａに溶接、ボルト・ナットなどの図外の接続手段により固定される。
【００１８】
掘削装置３は、基板２５と、掘削機械２６と、駆動源２７と、水供給機構７５と、排泥機構７６とを備える。
基板２５は、先頭管６の中心線と基板２５の中心線とが一致するように配置されて先頭管６内を前後方向に移動可能に設けられる。基板２５は、先頭管６の断面の内面を一周した矩形形状に対応した矩形板３０により形成される。当該矩形板３０の大きさは、先頭管６の断面の内面を一周した矩形の寸法よりも小さく、かつ、上記管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の矩形枠内周寸法よりも大きい。即ち、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３と、上記管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２とが対向するように形成される。尚、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３と管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２との間には例えば弾性体により形成された水密性能維持部材（パッキン）３５が設けられる。水密性能維持部材３５は、例えば、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３、又は、管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２に取付けられる矩形枠体３６により形成される。したがって、基板２５に伝達された推進力が水密性能維持部材３５を介して管側推進力受け部２１に伝達されることにより、管２と掘削機械２６とが一緒に推進する。
基板２５の前面３９ｆの中央部には、掘削機械２６の支持部４０の一端が固定される。
また、基板２５の中央部には後述する耐圧ホース５６を貫通させる貫通孔３８ａが形成される。
【００１９】
掘削機械２６は、支持部４０と、回転部４１とを備える。
支持部４０は、１つの支柱４２と２つの分岐支柱４３とが組合されたＴ字状の中空支柱により形成される。支柱４２の一端部には例えば図外の取付フランジが設けられ、この取付フランジがボルト及びナットのような固定具などによって基板２５の前面３９ｆの中央に着脱可能に固定されることによって支柱４２の一端が基板２５の前面３９ｆの中央に固定され、支柱４２が基板２５の前面３９ｆに対して直交する方向に延長する。２つの分岐支柱４３は、支柱４２の先端部（他端部）より支柱４２の延長方向と直交する一直線上において互いに離れる方向に延長する。即ち、支持部４０のＴ字状の中空路と貫通孔３８ａとが連通するように支柱４２の一端が基板２５に固定される。分岐支柱４３の先端には、それぞれモータマウント４４を備える。
【００２０】
回転部４１は、回転機構部４５と、回転掘削体４６とを備える。
回転機構部４５は、例えばモータ４７により構成される。各モータマウント４４；４４には、モータ４７のケーシング４８が固定される。
２つのモータ４７；４７の回転軸４９；４９は、支柱４２の先端部より支柱の延長方向と直交する一直線上において互いに離れる方向に延長する。
回転掘削体４６は、一端開口他端閉塞の筐体５０と、筐体５０の外周面５１に設けられた複数の掘削ビット（掘削刃）５２とを備える。
【００２１】
モータ４７は、例えば、流体圧により作動するモータ、あるいは、電気で作動するモータを用いる。例えば油圧モータ（以下、油圧モータ４７とする）を用いる場合、駆動源２７としての油圧源５５と油圧モータ４７のケーシング４８内とが圧油供給路５６ａ及び油帰還路５６ｂを形成する耐圧ホース５６で繋がれる。即ち、耐圧ホース５６は貫通孔３８ａ及び支持部４０のＴ字状の中空路を介して油圧モータ４７のケーシング４８に接続される。油圧モータ４７は、耐圧ホース５６を介してケーシング４８内に供給される圧油によって回転軸４９が回転するように構成される。
【００２２】
例えば、回転掘削体４６の筐体５０の他端閉塞内面（筐体の内底面）５３の中心と回転軸４９の回転中心とが一致するように、筐体５０の他端閉塞内面５３と油圧モータ４７により回転する回転軸４９の先端に設けられた連結板５４とがねじ等の連結具５７により連結される。
即ち、２つの回転掘削体４６が２つの回転軸４９；４９に共通の１つの回転中心線Ｌを回転中心として回転するように構成される。つまり、先頭管６の推進方向と直交する回転中心線Ｌを回転中心として回転する２つの回転掘削体４６；４６を備える。このような２つの回転掘削体４６；４６を備えた構成は、ツインヘッダと呼ばれる。先頭管６の推進方向と直交する回転中心線Ｌを回転中心として回転する２つの回転掘削体４６；４６を備えた所謂ツインヘッダを用いた場合、推進方向と直交する面内における回転掘削体４６の掘削幅を大きくできるので、掘削幅に応じた矩形幅の管２を容易に地中１０に設置できるようになる。尚、管設置装置１としては、管２の推進方向と交差する回転中心線Ｌを回転中心として回転する回転掘削体４６；４６を有した掘削機械２６を備えた構成であればよい。
【００２３】
尚、回転掘削体４６；４６の前後位置は、管側推進力受け部２１の設置位置を前後に変えることにより適宜調整すればよい。
例えば、図３に示すように、掘削ビット５２の先端８０と案内刃管９の刃先８１とが案内刃管９の中心線と直交する１つの平面上に位置するように回転掘削体４６；４６を設置したり、図示しないが、掘削ビット５２の先端８０が案内刃管９の刃先８１よりも前方側に突出するように回転掘削体４６；４６を設置したり、掘削ビット５２の先端８０が先頭管６内に位置するように回転掘削体４６；４６を設置する。
【００２４】
掘削ビット５２の先端８０を案内刃管９の刃先８１よりも前方側に突出させて回転掘削体４６；４６の掘削動作を行えば、案内刃管９の刃先よりも前方に位置する地盤を掘削ビット５２により確実に掘削できるので、案内刃管９の刃先８１が硬質の地盤に衝突して先頭管６を推進できなくなるような事態を少なくできる。例えば、回転中心線Ｌと案内刃管９の刃先８１とが同一平面上に位置するように、掘削ビット５２の先端８０を案内刃管９の刃先８１よりも前方側に突出させて回転掘削体４６；４６による掘削動作を行えば、案内刃管９の刃先よりも前方に位置する地盤を掘削ビット５２によりさらに確実に掘削できるようになり、管２をより推進させやすくなるので、管２の設置作業をよりスムーズに行える。
【００２５】
また、掘削ビット５２の先端８０を先頭管６内に位置させた状態で先頭管６の推進動作及び回転掘削体４６；４６の掘削動作を行えば、地中１０に突刺された案内刃管９の刃先の内側に入り込んだ地中部分のみが掘削ビット５２により掘削されるので、地中１０の余掘り部分が少なくなり、地盤沈下等、地中１０に与える影響を少なくすることができる。
【００２６】
回転掘削体４６；４６の間には固定掘削体７７を備える。
固定掘削体７７は、分岐支柱４３よりも前方に突出するように２つの分岐支柱４３；４３の境界部分の前方外周面に溶接又はボルト、ナット等の固定手段によって固定状態に取付けられる。
固定掘削体７７は、例えば、上下間の中央部が案内刃管９の刃先８１側に膨出する湾曲形状に形成され、この湾曲面の左右幅間の中心が湾曲面の周方向に沿って連続する鋭利な刃形状となるように形成された構成である。
このように、固定掘削体７７は、上下間の中央部が案内刃管９の刃先８１側に膨出する湾曲形状に形成された構成としたので、先頭管６が推進する際の地盤の抵抗を減らすことができ、先頭管６をよりスムーズに推進させることができるようになる。
【００２７】
上記固定掘削体７７が設けられていない場合には、掘削された土砂が回転掘削体４６；４６の間に詰まってしまう可能性があるが、回転掘削体４６；４６の間に固定掘削体７７を設けた場合には、固定掘削体７７が、先頭管６の推進により地盤に衝突することによって、地盤を削ったり、衝突した地盤部分にある土砂や岩を左右に振り分けて左右の回転掘削体４６；４６に仕向けたりするといった役割を果たすので、先頭管６をよりスムーズに推進させることができるようになる。
例えば、図３に示すように、固定掘削体７７の上下間の中央と回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１とが先頭管６の中心線と直交する同一平面上に位置するように構成される。
このように固定掘削体７７の上下間の中央と回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１とが先頭管６の中心線と直交する同一平面上に位置するように構成した場合は、上述したような、固定掘削体７７が掘削に先立って地盤にひび割れを誘発させることにより掘削しやすくなるといった効果が得られるとともに、固定掘削体７７が地盤に衝突してしまって先頭管６が推進しなくなるといったことも防止できる。
【００２８】
尚、固定掘削体７７の上下間の中央が回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１よりも後方又は前方に位置するように構成してもよい。
固定掘削体７７の上下間の中央が回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１よりも前方に位置するように構成された場合、固定掘削体７７が掘削に先立って地盤にひび割れを誘発させることにより掘削しやすくなるといった効果も得られる。
逆に、固定掘削体７７の上下間の中央が回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１よりも後方に位置するように構成された場合は、地盤が硬質の場合において掘削ビット５２や案内刃管９の刃先８１よりも先に固定掘削体７７が地盤に衝突してしまって先頭管６が推進しなくなるといったことを防止できる。
【００２９】
また、固定掘削体７７の先端形状は、先頭管６の推進により地盤に衝突することによって、地盤を削ったり、衝突した地盤部分にある土砂や岩を左右に振り分けて左右の回転掘削体４６；４６に仕向けたり、掘削に先立って地盤にひび割れを誘発させて掘削しやすいようにするという役割を達成できる形状に形成されていればよい。例えば、上述したように前方先端が鋭利な刃先状に形成されたものでもよいし、前方先端が面状に形成されたものでもよく、地盤の地質によって、地盤を掘削して崩しやすい形状のものを選択すればよい。
【００３０】
また、回転掘削体４６の筐体５０は案内刃管９の左右の内面と接触しないように案内刃管９の左右の内面から離れて設置されるので、筐体５０と案内刃管９の左右の内面との間の地盤が掘削されにくい可能性がある。
そこで、先頭管６の中央側に位置される掘削ビット５２を筐体５０の中心線（中心線Ｌ）と直交する方向に延長するように設け、かつ、図３乃至図５に示すように、先頭管６の左側に位置される掘削ビット５２ａ（５２）をできるだけ案内刃管９の左の内面に近付く位置まで先頭管６の左側に延長させて設け、さらに、先頭管６の右側に位置される掘削ビット５２ｂ（５２）をできるだけ案内刃管９の右の内面に近付く位置まで先頭管６の右側に延長させて設けることによって、先頭管６の左右側に位置される掘削ビット５２ａ；５２ｂで先頭管６の左右の角部に位置する地盤をより効果的に掘削できるようにした。
【００３１】
水供給機構７５は、水貯留タンク７５ａと、基板２５の前面３９ｆと後面３９とに貫通する水供給孔７５ｂと、例えば蛇腹管や鋼管等により構成された水供給管７５ｃと、送水用のポンプ７５ｄ、連結管７５ｅとを備える。
基板２５の前面３９ｆと先頭管６の内面２０とで囲まれた空間６９内に水供給管７５ｃの一端開口が連通するように、例えば、水供給孔７５ｂの内側に水供給管７５ｃの一端がねじ嵌合されることによって水供給孔７５ｂと水供給管７５ｃの一端とが結合される。そして、水供給管７５ｃの他端開口と送水用のポンプ７５ｄの吐出口とが連通可能に連結され、送水用のポンプ７５ｄの吸込口と水貯留タンク７５ａとが連結管７５ｅにより連通可能に連結される。
【００３２】
排泥機構７６は、基板２５の前面３９ｆと後面３９とに貫通する排泥孔７６ａと、例えば蛇腹管や鋼管等により構成された排泥管７６ｂと、排泥用のポンプ７６ｃと、排泥タンク７６ｄと、連結管７６ｅとを備える。
空間６９内に排泥管７６ｂの一端開口が連通するように、例えば、排泥孔７６ａの内側に排泥管７６ｂの一端がねじ嵌合されることによって排泥孔７６ａと排泥管７６ｂの一端とが結合される。そして、排泥管７６ｂの他端開口と排泥用のポンプ７６ｃの吸込口とが連通可能に連結され、排泥用のポンプ７６ｃの吐出口と排泥タンク７６ｄとが連結管７６ｅにより連通可能に連結される。
【００３３】
尚、水貯留タンク７５ａ及び排泥タンク７６ｄは、水貯留タンク７５ａと排泥タンク７６ｄとが一体となった集合タンク７５Ｘにより構成される。即ち、集合タンク７５Ｘの内部に仕切体７５ｗを設けて集合タンク７５Ｘの内部を２つの領域に区切り、一方の領域を水貯留タンク７５ａとして使用し、他方の領域を排泥タンク７６ｄとして使用する。
つまり、最初に一定量の水を集合タンク７５Ｘ内に満たしておき、送水用のポンプ７５ｄを駆動して空間６９内に水を圧送すると、空間６９内に圧送された水と掘削機械２６により掘削された土砂とが混ざって泥水となる。そして、排泥用のポンプ７６ｃを駆動することにより、空間６９内の泥水が排泥タンク７６ｄに排出される。排泥タンク７６ｄに排出された泥水中の泥が排泥タンク７６ｄの底に沈殿するとともに、仕切体７５ｗを越えて水貯留タンク７５ａに入り込んだ泥水が再び送水用のポンプ７５ｄによって空間６９内に圧送される。即ち、泥水を循環させて空間６９内に供給できるようになるので、水の使用量を減らすことができる。また、水よりも比重が大きい泥水を空間６９内に供給できるので、地盤及び地下水の圧力に抵抗できて、地盤及び地下水の圧力と空間６９内の圧力とを均等にしやすくなるので、地盤沈下等、地中１０に与える影響を少なくすることができる。また、空間６９内が泥水化するので、排泥をスムーズに行えるようになり、掘削しやすくなる。
【００３４】
また、水供給孔７５ｂと水供給管７５ｃの一端との結合構造、排泥孔７６ａと排泥管７６ｂの一端との結合構造は、次のような結合構造であってもよい。基板の後面３９に孔（水供給孔７５ｂ、排泥孔７６ａ）に連通する図外の管部を形成しておいて、当該管部の開口端面と管（水供給管７５ｃ、排泥管７６ｂ）の一端開口端面とを互いに突き合わせた状態で環状ジョイント部材を当該突合せ部分に被せることにより管部と管とを結合したり、管の一端開口を介して管内に管部を嵌め込んだ状態で管の一端開口部の外周面を環状クリップ部材で締め付けることにより管部と管とを結合する。
尚、最初から泥水を集合タンク７５Ｘ内に満たしておき、送水用のポンプ７５ｄを駆動して空間６９内と集合タンク７５Ｘ内との間で泥水を循環させるようにしてもよい。
【００３５】
推進装置４は、例えば、油圧ジャッキ６２により構成される。油圧ジャッキ６２のピストンロッド６３の先端には押圧板６４が設けられる。
【００３６】
推進力伝達装置７０は、推進力伝達棒状体７１と、推進力伝達用の当て材７２と、上述の基板２５と、上述の水密性能維持部材３５と、上述の管側推進力受け部２１とを備える。
推進力伝達棒状体７１は、一端７１ａから他端７１ｂまでの長さが基板２５の後面３９と先頭管６の後端面１０２ｅとの間の最短距離よりも長い寸法の棒状体７１ｘと、棒状体７１ｘの他端７１ｂ側より突出させた傾き防止部７１ｃとを備える。棒状体７１ｘは例えばＨ形鋼を用い、傾き防止部７１ｃは例えば棒状体７１ｘを形成するＨ形鋼に溶接又はボルトなどの接続手段で結合された鋼材を用いる。尚、傾き防止部７１ｃは、先頭管６の左内側面６ａや右内側面６ｂに面接触する面を有した面体７１ｄを備える。
推進力伝達棒状体７１は、棒状体７１ｘの中心線が先頭管６の中心線と同一方向を向くように設置され、かつ、面体７１ｄの面と先頭管６の左内側面６ａや右内側面６ｂとが面接触するように、一端７１ａと基板２５の後面３９とが溶接又はボルトなどの接続手段で結合される。
即ち、左の推進力伝達棒状体７１Ａの棒状体７１ｘの中心線が先頭管６の中心線と同一方向を向くように設置され、かつ、左の推進力伝達棒状体７１Ａの面体７１ｄの面と先頭管６の左内側面６ａとが面接触するように、左の推進力伝達棒状体７１Ａの棒状体７１ｘの一端７１ａと基板２５の後面３９とが溶接又はボルトなどの接続手段で結合される。また、右の推進力伝達棒状体７１Ｂの棒状体７１ｘの中心線が先頭管６の中心線と同一方向を向くように設置され、かつ、右の推進力伝達棒状体７１Ｂの面体７１ｄの面と先頭管６の右内側面６ｂとが面接触するように、右の推進力伝達棒状体７１Ｂの棒状体７１ｘの一端７１ａと基板２５の後面３９とが溶接又はボルトなどの接続手段で結合される。
左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの一端７１ａ；７１ａは、基板２５の上下縁間の中央部に結合される。
【００３７】
そして、当て材７２を、先頭管６の後端面１０２ｅより後方に突出する左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端７１ｂ；７１ｂ間に跨るように設置して他端７１ｂ；７１ｂに図外のボルトや万力装置などで連結し、当て材７２における先頭管６の中心線が位置する部分を油圧ジャッキ６２の押圧板６４で押圧することにより、油圧ジャッキ６２による押圧力が、当て材７２、左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂ、基板２５、管側推進力受け部２１を介して先頭管６及び回転掘削体４６；４６に伝達されるので、案内刃管９及び先頭管６が前方に推進するとともに回転掘削体４６；４６が前方に推進する。
即ち、一方の推進力伝達棒状体である左の推進力伝達棒状体７１Ａを基板２５の後面３９の左側縁側における上下縁間の中央部に結合するとともに、他方の推進力伝達棒状体である右の推進力伝達棒状体７１Ｂを基板２５の後面３９の右側縁側における上下縁間の中央部に結合し、これら左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂを油圧ジャッキ６２で押圧して管２を推進させる構成としたので、管２の左右に均等に押圧力を加えることができるようになる。
【００３８】
次に、図６を参照して管設置装置１による地中１０への管２の設置方法を説明する。
掘削機械２６と推進力伝達棒状体７１と水供給管７５ｃと排泥管７６ｂとが取付けられた基板２５を先頭管６の内側に設置する。つまり、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３が、先頭管６の内側に管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２に水密性能維持部材３５を介して突き付けられた状態となるように設置する。これにより、管２を、地中１０に形成された空洞部１００から地中１０に設置する場合に、先に地中１０に入れる先頭管６の先端開口６ｔ側の内側に掘削機械２６が設置される。
そして、先頭管６の先端６ｔ側を発進坑２１０（図８等参照）の空洞部１００からセグメント２１１（図８等参照）に形成された図外のエントランス口経由で地中１０に挿入し、当て材７２を、先頭管６の後端面１０２ｅより後方に突出する左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端７１ｂ；７１ｂ間に跨るように設置する。また、掘削機械２６の耐圧ホース５６の他端を油圧源５５に接続する。そして、先頭管６の先端の案内刃管９の刃先８１を地中面１０１に押し付けた状態で油圧ジャッキ６２を設置し、縮退したピストンロッド６３の先端に設けられた押圧板６４を当て材７２における先頭管６の中心線が位置する部分に位置させる。
そして、送水用のポンプ７５ｄを駆動して空間６９内に泥水を供給し、空間６９内と集合タンク７５Ｘ内との間で泥水を循環させるとともに、制御装置６５による制御によって、油圧源５５から油圧モータ４７に圧油を供給して回転掘削体４６を回転させながら、油圧ジャッキ６２のピストンロッド６３を伸ばして当て材７２における後続管７の中心線が位置する部分を押圧すると、推進力伝達装置７０を介して先頭管６に伝達される推進力と回転掘削体４６の回転に伴う地盤掘削とによって先頭管６が前方に推進し、先頭管６が地中１０に設置される。
【００３９】
先頭管６の後端面１０２ｅを残して先頭管６が地中１０に設置された後、図６（ｂ）に示すように、先頭管６の後端面１０２ｅに後続管７を溶接、又は、ボルト等の固定具により接続し、さらに、図６（ｃ）に示すように、先頭の推進力伝達棒状体７１の他端７１ｂと後続の推進力伝達棒状体７１の一端７１ａとをボルト、又は、溶接により結合することにより、先頭の推進力伝達棒状体７１の後ろに後続の推進力伝達棒状体７１を継ぎ足すとともに、また、耐圧ホース５６の他端に図外の延長耐圧ホースを継ぎ足し、水供給管７５ｃの他端に図外の延長水供給管を継ぎ足し、排泥管７６ｂの他端に図外の延長排泥管を継ぎ足していく。
そして、図６（ｄ）に示すように、当て材７２を、後続管７の後端縁より後方に突出する左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端７１ｂ；７１ｂ間に跨るように設置して、当て材７２における後続管７の中心線が位置する部分を油圧ジャッキ６２のピストンロッド６３で押圧しながら、掘回転掘削体４６；４６を回転駆動することにより、回転掘削体４６が掘削を行いながら先頭管６が推進し、後続管７が地中に設置される。
尚、回転掘削体４６；４６が地中１０を掘削した土砂は空間６９内で水と混ざって泥水となって排泥タンク７６ｄに排出される。
以後、同様に、前の後続管７の後端縁に後の後続管７を順次連結して地中１０に設置していくことで、図外の支保工を構築できる。
【００４０】
支保工１１（図８等参照）を構築した後は、掘削始点となった発進坑２１０内に掘削装置３を引き戻して回収する。実施形態１によれば、推進力伝達棒状体７１を継ぎ足していくことから、掘削装置３を回収する際には、最後尾の推進力伝達棒状体７１側から推進力伝達棒状体７１の１個長さ分ずつ発進坑２１０内に引き戻して、最後尾側から先頭まで順番に推進力伝達棒状体７１を取り外していくことにより、掘削機械２６を容易に回収できるようになる。この場合、推進装置４の一例である油圧ジャッキ６２を掘削始点となる発進坑２１０内にのみ設置すればよいので、装置コストを低減できる。
【００４１】
先頭管６の先端６ｔ側に設けられて地中１０を掘削する掘削装置３と管２（先頭管６、後続管７）を地中１０に推進させる推進装置４とを備えた管設置装置１（図３参照）を用い、推進装置４により管２を地中１０に推進させるとともに掘削装置３で地中１０を掘削することで、管２を地中１０に形成された発進坑２１０から地中１０に形成された到達坑２２０に跨るように地中１０に設置する実施形態１の管設置方法は、図１に示すように、先頭管６の先端６ｔを到達坑２２０の空洞部１００を囲む鋼製のセグメント２２１の外面２２２に到達させる管推進ステップ（図１（ａ）参照）と、掘削装置３を先頭管６及び後続管７（管２）内経由で発進坑２１０側に後退させる掘削装置退避ステップ（図１（ｂ）参照）と、セグメント２２１の外面２２２に到達した先頭管６の先端６ｔ近傍の地盤を改良して地山を安定させる地盤改良ステップ（図１（ｂ）参照）と、到達坑２２０内と先頭管６内とを連通させるための連通孔２３０をセグメント２２１に形成する連通孔形成ステップ（図１（ｃ）参照）と、到達坑２２０内から連通孔２３０を経由して先頭管６内に搬入された閉塞材２３１を用いて先頭管６の先端６ｔとセグメント２２１の外面２２２との間の間隙２４０を塞ぐ間隙閉塞ステップ（図１（ｃ）参照）とを備える。
【００４２】
管推進ステップでは、管設置装置１により先頭管６を発進坑２１０から推進装置４を用いて地中１０に推進させるとともに掘削装置３で地中１０を掘削し、先頭管６の後側に後続管７を順次繋げていって管６；７；７…を推進装置４を用いて順次地中１０に推進させるとともに掘削装置３で地中１０を掘削することによって、掘削装置３による掘削を先頭管６の先端６ｔの到達目標地点である到達坑２２０のセグメント２２１の外面２２２の位置の直前まで行い、先頭管６の先端６ｔを到達目標地点であるセグメント２２１の外面２２２の位置の直前まで到達させる。尚、到達目標地点は、先頭管６に取付けられた図外の計測システムを用いて推測する。
掘削装置退避ステップでは、到達目標地点であるセグメント２２１の外面２２２の位置の直前まで到達した先頭管６の先端６ｔ近傍位置の地盤部分２２５を地盤改良ステップにおいて例えば凍結処理により地盤改良する前に、先頭管６の先端６ｔの到達目標地点であるセグメント２２１の外面２２２の位置の直前に位置されている掘削装置３を地盤改良ステップでの凍結処理の影響の無い場所まで先頭管６及び後続管７内経由で発進坑２１０側に後退させる。即ち、掘削装置３が凍結しないように掘削装置３を退避させる。この際、退避させた掘削装置３から先頭管６の先端６ｔまでの管内には泥水が充満している。
地盤改良ステップでは、到達目標地点であるセグメント２２１の外面２２２の位置の直前まで到達した先頭管６の先端６ｔ近傍位置の地盤部分２２５を例えば凍結処理によって地盤改良する。凍結処理は、冷媒を流通させる図外の凍結管をセグメント２２１の内周面（空洞部１００に面した面）に貼り付けて地盤部分２２５を凍結させたり、あるいは、セグメント２２１に凍結管を通す貫通孔を形成して凍結管を地盤部分２２５に位置させて地盤部分２２５を凍結させる。この際、先頭管６の先端６ｔ側に充満している泥水が凍結して先頭管６の先端６ｔ側の管内に泥水凍土が形成される。
連通孔形成ステップでは、到達目標地点であるセグメント２２１の外面２２２の位置の直前まで到達した先頭管６の管内と到達坑２２０内とを連通させる連通孔２３０をセグメント２２１に開口して形成する。連通孔２３０は、セグメント２２１のセグメントピースに予め形成しておいたり、現場でセグメントピースに形成すればよい。この際、先頭管６の先端６ｔ側の管内に泥水凍土が形成されているので、連通孔２３０を形成する場合に管内の泥水が連通孔２３０を介して到達坑２２０内に流入することを防止できる。
間隙閉塞ステップでは、例えば作業員が到達坑２２０内から連通孔２３０を経由して先頭管６の先端６ｔ側の管内の泥水凍土を除去した後、到達坑２２０内から連通孔２３０を経由して先頭管６内に閉塞材２３１としての金属板を搬入し、先頭管６の先端６ｔとセグメント２２１の外面２２２との間から地下水が先頭管６内及び到達坑２２０内に流入しないように、先頭管６の先端６ｔとセグメント２２１の外面２２２との間の間隙２４０を複数の金属板で塞ぐ。例えば、図２に示すように、複数の金属板を先頭管６の先端６ｔ側の周方向に沿って互いに隣接するように配置して互いに隣り合う金属板同士を溶接により接合し、かつ、各金属板の一端と先頭管６の先端６ｔ側の内面とを溶接により接合するとともに、各金属板の他端とセグメント２２１の外面２２２とを溶接により接合することによって、先頭管６の先端６ｔとセグメント２２１の外面２２２との間の間隙２４０を塞ぐようにすればよい。
以上により、先頭管６の先端６ｔ側を到達坑２２０に到達させて到達坑２２０のセグメント２２１に接続でき、管２を地中１０に形成された発進坑２１０から地中１０に形成された到達坑２２０に跨るように地中１０に設置でき、支保工１１を構築できる。
【００４３】
実施形態１によれば、先頭管６の先端６ｔ側が到達坑２２０に到達して凍結処理による地盤改良が行われた後は管２を推進移動させないので、連通孔形成ステップ及び間隙閉塞ステップにおいて、管２の外面と地盤との間の凍結状態が維持されて管２の外面と地盤との間の止水性能が保たれ、かつ、先頭管６の先端６ｔ側の管内に泥水凍土が形成されているので、先頭管６の先端６ｔ側を到達坑２２０に到達させて到達坑２２０のセグメント２２１に接続する際、従来の止水設備、及び、止水設備の設置作業を不要とできる。
また、従来のように予め設置された止水設備の位置に先頭管６の先端６ｔを正確に到達させる必要がなくなり、先頭管６の到達精度は支保構造に見合ったもので良くなるので、施工性が向上する。
即ち、実施形態１による管設置方法によれば、先頭管６の先端６ｔを到達坑２２０に到達させる際の止水方法のコスト低減、及び、施工性の向上を図ることができる。
また、セグメント２２１が金属性であるとともに閉塞材２３１が複数の金属板であり、間隙閉塞ステップにおいては、複数の金属板が先頭管６の先端６ｔ側の周方向に沿って互いに隣接するように配置して互いに隣り合う金属板同士を溶接により接合するとともに、各金属板の一端と先頭管６の先頭６ｔ側の内面とを溶接により接合し、かつ、各金属板の他端とセグメント２２１の外面２２２とを溶接により接合することによって、先頭管６の先端６ｔとセグメント２２１の外面２２２との間の間隙２４０を塞いだので、当該間隙２４０を簡単かつ確実に塞ぐことができ、止水処理のコスト低減、及び、施工性の向上を図ることができる。
【００４４】
尚、掘削ビット５２の先端８０が案内刃管９の刃先８１よりも前方側に突出するように回転掘削体４６；４６を設置した構成の管設置装置１を用いる場合には、先頭管６の前方の地中１０を先行して掘削できるので、この場合、後述する実施形態２と同様、図１７に示すように、掘削装置３による掘削後に掘削装置３を先頭管６の内側に後退させて先頭管６の先端６ｔをセグメント２２１の外面２２２に到達させるために推進装置４で連続管６７を押し切るようにする。
【００４５】
実施形態２
図１４に示すように、回転掘削体４６の回転中心線Ｌを、先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面と平行で、かつ、先頭管６の推進方向と直交する面と直交以外の状態で交差する状態に設定する掘削機械揺動駆動装置２５０を備えたことによって、先頭管６の進行に先立って先頭管６の前方において先頭管６の断面積よりも幅の広い断面積を掘削でき、先頭管６の前方での余堀が可能な管設置装置１Ｘを用いてもよい。例えば、図１４（ａ）；（ｂ）に示すように、回転掘削体４６が掘削進行方向の左右に揺動可能な構成を備える。
以下、管設置装置１Ｘの一例について説明するが、実施形態１の管設置装置１で説明した構成と同一構成部分については同一符号を付し、詳説を省略する。
実施形態５の管設置装置１Ｘは、実施形態１で説明した管設置装置１の掘削装置３の構成である基板２５、管側推進力受け部２１の代わりに掘削機械揺動駆動装置２５０を備えた構成である。
掘削機械揺動駆動装置２５０は、揺動基板３００と、揺動基板３００の案内部材３１０と、揺動基板駆動手段３２０とを備える。
管設置装置１Ｘは、筒状の案内部材３１０の筒の中心線と先頭管６の管の中心線とが一致するように案内部材３１０が先頭管６の先端開口６ｔ側の内側に設置されて案内部材３１０の筒の外周面３３０と先頭管６の内周面６ｓとの間の水密性がゴムパッキン等の水密性能維持部材３４０によって保たれ、かつ、揺動基板３００は先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面間の中心を回転中心としての左右の側壁３０１；３０２側が前後に揺動可能なように案内部材３１０に取付けられて揺動基板３００の外周面３９０と案内部材３１０の筒の内周面３５０との間の水密性がゴムパッキン等の水密性能維持部材１２０によって保たれた構成とされる。先頭管６の先端開口６ｔ側の内側における案内部材３１０の前方には推進力受け部６３０が設けられ、当該推進力受け部６３０は、先頭管６の先端開口６ｔ側の内側に設置された案内部材３１０の筒の前端面３１１に接触して案内部材３１０の前方への移動を規制するとともに推進力伝達装置７０を介して案内部材３１０に伝達された推進力を先頭管６に伝達することができるように、先頭管６の先端開口６ｔ側の内周面６ｓに溶接、ボルト・ナット等の固定手段で固定されている。また、揺動基板３００には、揺動基板３００の平板を前後に貫通する支柱保持貫通孔１３０、排泥管保持貫通孔１４０、水供給管保持貫通孔１５０が形成され、支柱保持貫通孔１３０には、掘削機械２６の支持部４０の支柱４２が貫通した状態で固定状態に保持され、排泥管保持貫通孔１４０には、排泥管７６ｃの先端部が貫通した状態で固定状態に保持され、水供給管保持貫通孔１５０には、水供給管７５ｃの先端部が貫通した状態で固定状態に保持される。そして、複数の掘削ビット（掘削刃）５２を備えた掘削機械２６の回転掘削体４６が先頭管６の先端開口６ｔよりも前方に位置されて回転掘削体４６を支持する支柱４２が揺動基板３００に支持されている。
実施形態２の管設置装置１Ｘによれば、先頭管６の前方の地中１０を回転掘削体４６で掘削する際に、油圧ジャッキのような揺動基板駆動手段３２０が揺動基板３００における一対の側壁３０１；３０２側の後面を押圧及び引き戻して前後に移動させることで、回転掘削体４６の回転中心線Ｌが、先頭管６の推進方向と直交する面及び先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面（例えば先頭管６の上下の外側面）と平行な第１の状態、及び、先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面（例えば先頭管６の上下の外側面）と平行で、かつ、先頭管６の推進方向と直交する面と直交以外の状態で交差する第２の状態（図１４（ａ）；（ｂ）参照）に設定される。
即ち、管設置装置１Ｘは、先頭管６の前方において回転掘削体４６を先頭管６の左右方向に揺動させるための掘削機械揺動駆動装置２５０を備えるので、先頭管６の前方の地中１０を回転掘削体４６で掘削する際に揺動基板駆動手段３２０により揺動基板３００を駆動して回転掘削体４６を例えば左右方向に揺動させることができ、回転掘削体４６が左右方向に揺動しない場合と比べて、掘削可能な左右幅を大きくできる。つまり、管設置装置１Ｘを用いれば、先頭管６の進行に先立って先頭管６の前方において先頭管６の例えば左右幅間隔よりも幅の広い左右幅間隔で地中１０を掘削でき、先頭管６の前方において先頭管６の左右幅方向での余堀が可能となるので、先頭管６の前方の硬質地盤層を掘削でき、地中１０が硬質地盤層である場合でも管２を地中１０においてスムーズに推進させることができる。
【００４６】
実施形態２の掘削機械揺動駆動装置２５０を備えた管設置装置１Ｘを用いて管２を地中１０に設置する場合においては、先頭管６の前方において先頭管６の断面積よりも幅の広い断面積を掘削できる。即ち、先頭管６の前方の地中１０において先頭管６の例えば左右側の地中１０の余堀が可能となるので、管２を地中１０においてスムーズに推進させることができる。
【００４７】
実施形態２の掘削機械揺動駆動装置２５０を備えた管設置装置１Ｘを用いる場合、先頭管６の左右側の地中１０の余堀、即ち、先頭管６の前方の左右側の地中１０を先行して掘削できるので、この場合の管設置方法は、図１７に示すように、掘削装置３で先頭管６の先端６ｔの到達目標地点である到達坑２２０のセグメント２２１の外面２２２の位置の直前まで掘削を行う管推進ステップ（図１７（ａ）参照）と、掘削装置３を先頭管６の内側に後退させる掘削装置退避ステップ（図１７（ｂ）参照）と、推進装置４で連続管６７の最後端の後続管７を押して先頭管６の先端６ｔをセグメント２２１の外面２２２に到達させる管押し切り推進ステップ（図１７（ｃ）参照）と、掘削装置３を先頭管６及び後続管７（管２）内経由で発進坑２１０側に後退させる掘削装置退避ステップ（図１７（ｄ）参照）と、セグメント２２１の外面２２２に到達した先頭管６の先端６ｔ近傍の地盤を改良して地山を安定させる地盤改良ステップ（図１７（ｄ）参照）と、到達坑２２０内と先頭管６内とを連通させるための連通孔２３０をセグメント２２１に形成する連通孔形成ステップ（図１７（ｅ）参照）と、到達坑２２０内から連通孔２３０を経由して先頭管６内に搬入された閉塞材２３１を用いて先頭管６の先端６ｔとセグメント２２１の外面２２２との間の間隙２４０を塞ぐ間隙閉塞ステップ（図１７（ｅ）参照）とを備える。
即ち、実施形態２では、先頭管６の前方の地中の左右側を先行して掘削できるので、先頭管６の先端６ｔ側を到達坑２２０に到達させて到達坑２２０のセグメント２２１に接続する際、掘削装置３による掘削後に掘削装置３を先頭管６の内側に後退させて先頭管６の先端６ｔをセグメント２２１の外面２２２に到達させるために推進装置４で連続管６７を押し切るようにすることが、実施形態１と異なる。
【００４８】
実施形態３
図１５及び図１６に示すように、回転掘削体は、筐体５０の外周面５１より突出するように設けられた掘削刃としての第１の掘削ビット８ｅ及び第２の掘削ビット８ｆとを備えた構成の回転掘削体４６Ａを用いてもよい。
複数個の第２の掘削ビット８ｆが筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向に並べられて第２の掘削ビット群８１０が構成される。
筐体５０の外周面５１には複数のビット取付部８３が点在するように設けられる。第１の掘削ビット８ｅは、筐体５０の外周面５１に設けられた個々のビット取付部８３に１つ１つ個別に着脱可能に取り付けられる。第２の掘削ビット８ｆは、筐体５０の外周面に設けられた複数のビット取付部８３に着脱可能に取り付けられるビット設置板８４に設けられる。即ち、第２の掘削ビット群８１０は、ビット取付部８３に取り付けられて筐体５０の回転中心線Ｌに沿って筐体５０の外周面５１の周面幅（回転中心線Ｌに沿った方向の幅、即ち、筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向の両方の端面）に渡って延長するビット設置板８４のビット設置面８４ａに、複数の第２の掘削ビット８ｆが回転中心線Ｌに沿った方向に並ぶように着脱可能又は固定的に設けられた構成である。
１つ１つの回転掘削体４６Ａにおいて、第１の掘削ビット８ｅは、筐体５０の外周面５１の周方向に互いに１８０°離れた位置にそれぞれ設けられる。第２の掘削ビット群８１０は、筐体５０の外周面５１上において第１の掘削ビット８ｅが設けられていない部分に設けられる。
図１５（ｂ）に示すように、筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられた各第２の掘削ビット群８１０；８１０の各掘削ビット８ｆの先端は、筐体５０の回転中心線Ｌと直交する同一の面８５ｅ上に位置しないように設定されている。つまり、一方の第２の掘削ビット群８１０において互いに隣り合う各掘削ビット８ｆ間で掘削されない地盤部分を他方の第２の掘削ビット群８１０の各掘削ビット８ｆで掘削できるように構成されている。要するに、１つ１つの回転掘削体４６Ａは、一方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できない地盤部分を他方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できるようにした相補的な一対の第２の掘削ビット群８１０；８１０を備えた構成である。
そして、図１６（ａ）に示すように、筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第１の掘削ビット８ｅの先端までの第１距離８０ｘ（即ち、第１の掘削ビット８ｅによる掘削半径）と筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆの先端までの第２距離８１ｘ（即ち、第２の掘削ビットによる掘削半径）とが異なる。
つまり、第１距離８０ｘを掘削半径とした第１の掘削ビット８ｅによる掘削径が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間（先頭管６の一方の一対の壁面の内壁面間）の寸法９ｘよりも小さく設定され、かつ、第２距離８１ｘを掘削半径とした第２の掘削ビット８ｆによる掘削径が、先頭管６の先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも大きく設定されていることにより、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔを介して先頭管６の前方及び先頭管６の内側に移動可能に構成されている。
即ち、第１距離８０ｘは、回転掘削体４６Ａが先頭管６の内側で回転中心線Ｌを回転中心として回転可能な回転半径寸法に設定されたことによって、回転掘削体４６Ａが管２内を通過可能となり、掘削機械２６を出発側の空洞部１００に引き戻して回収できる。
また、第２距離８１ｘは、回転掘削体４６Ａが先頭管６の内側で回転中心線Ｌを回転中心として回転不可能で、かつ、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された場合に回転可能な回転半径に設定される。
即ち、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された状態で回転駆動されることによって第１の掘削ビット８ｅ及び第２の掘削ビット８ｆが先頭管６の先端開口６ｔの前方位置の地盤を掘削可能であり、かつ、回転掘削体４６Ａが管２（先頭管６及び後続管７）内を通過して管２を出発させた空洞部１００に回収可能に構成される。
以上のような回転掘削体４６Ａを備えたことにより、先頭管６の先端開口６ｔの前方において先端開口６ｔの断面よりも例えば上下幅の大きい断面積の孔を掘削できるので、先頭管６の先端開口縁が地盤に衝突する前に地盤を掘削できて、管２をよりスムーズに推進させることができる。
また、掘削機械２６の回収時には、図１６（ｂ）に示すように、第２の掘削ビット群８１０の第２の掘削ビット８ｆの先端が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄと同一平面を示す位置より上方に位置しない状態にしてから、回転掘削体４６Ａを管２内に引き戻して掘削機械２６を出発側の空洞部１００に回収する。
【００４９】
即ち、実施形態３によれば、筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第１の掘削ビット８ｅの先端までの第１距離８０ｘ（即ち、第１の掘削ビット８ｅによる掘削半径）と筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆの先端までの第２距離８１ｘ（即ち、第２の掘削ビットによる掘削半径）とが異なるように設定され、第１距離８０ｘを掘削半径とした第１の掘削ビット８ｅによる掘削径が、先頭管６の案内刃管９（図４参照）の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも小さく、第２距離８１ｘを掘削半径とした第２の掘削ビット８ｆによる掘削径が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも大きく設定された回転掘削体４６Ａを備えた。このため、先頭管６の先端開口６ｔより前方に位置する回転掘削体４６Ａを回転させて掘削ビット８ｅ；８ｆが地盤を掘削することにより、先頭管６の先端開口６ｔの前方において、先頭管６の管の中心を中心とした四角断面であって先頭管６の先端開口６ｔの四角断面の幅寸法（回転掘削体４６Ａの径方向に対応する幅寸法、例えば、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘ）より幅寸法の大きい四角断面の孔を掘削できる。よって、先頭管６の先端開口縁が地盤に衝突する前に、先頭管６の先端開口６ｔよりも前方に位置する地盤を掘削ビット８ｅ；８ｆにより確実に掘削できるので、先頭管６の先端開口縁が硬質の地盤に衝突して先頭管６を推進できなくなるような事態を防止でき、地山が硬質地盤である場合でも、管２をよりスムーズに推進させることができる。
【００５０】
また、筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられた各第２の掘削ビット群８１０；８１０の各掘削ビット８ｆの先端位置が、筐体５０の回転中心線Ｌと直交する同一の面８５ｅ上に位置しないように設定されている。つまり、筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられた一対の第２の掘削ビット群８１０；８１０は、回転掘削体４６Ａの回転により一方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できない地盤部分を他方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できるように構成されているので、先頭管６の先端開口６ｔの四角断面の幅寸法より幅寸法の大きい四角断面の孔を効率的に掘削でき、管２をよりスムーズに推進させることができる。
また、各第２の掘削ビット群８１０を、回転中心線Ｌを中心として筐体５０の外周面５１上で例えば等間隔に配置することで、回転掘削体４６Ａの回転重心を一定に保てるようになり、回転掘削体４６Ａの回転がスムーズになって効率的に掘削できて、管２をよりスムーズに推進させることができる。
また、第２の掘削ビット８ｆ及び第１の掘削ビット８ｅを備えたので、第２距離８１ｘを掘削半径とした掘削径の孔を第２の掘削ビット８ｆ及び第１の掘削ビット８ｅによってより効率的に掘削できるようになる。
【００５１】
尚、第２の掘削ビット群８１０は、筐体５０の外周面５１に設けられた個々の取付部８３に個々に取付けられた第２の掘削ビット８ｆの集合体により構成されてもよい。
また、筐体５０の外周面５１上において筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向の両方の端面に跨って回転中心線Ｌに沿った方向に直線状又は非直線状に個々の第２の掘削ビット８ｆが個々に並ぶように配置されていたり、筐体５０の外周面５１上において筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向の両方の端面に跨って回転中心線Ｌに沿った方向に直線状又は非直線状に延長する１つの掘削刃を有した第２の掘削ビットを備えた構成の回転掘削体４６Ａであって、回転掘削体４６Ａが管２の内側で回転中心線Ｌを中心として回転不可能で、かつ、先頭管６の先端開口６ｔの前方位置で回転可能なように構成されていればよい。
また、第２の掘削ビット群８１０；８１０が筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられていなくてもよい。
要するに、回転掘削体４６Ａは、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第１の掘削ビット８ｅの先端までの第１距離８０ｘが、回転掘削体４６Ａが管６の内側で回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定され、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆの先端までの第２距離８１ｘが、回転掘削体４６Ａが管２の内側で回転中心線Ｌを中心として回転不可能で、かつ、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された場合に回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定されればよい。
【００５２】
また、回転掘削体は、第１の掘削ビット８ｅを備えない構成としてもよい。即ち、掘削ビットとして第２の掘削ビット８ｆのみを有した回転掘削体を用いてもよい。
要するに、回転掘削体が第１の掘削ビット８ｅを備えない構成の場合において、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した回転掘削体の筐体５０の外周面５１までの最短距離である第１距離が、回転掘削体が管６の内側で回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定され、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆ（掘削ビット）の先端までの第２距離８１ｘが、回転掘削体が管２の内側で回転中心線Ｌを中心として回転不可能で、かつ、回転掘削体が先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された場合に回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定されればよい。
つまり、第１距離を半径とした筐体５０の直径が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法よりも小さく設定され、かつ、第２距離８１ｘを掘削半径とした第２の掘削ビット８ｆによる掘削径が、先頭管６の先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも大きく設定されていることにより、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔを介して先頭管６の前方及び先頭管６の内側に移動可能に構成される。
実施形態３によれば、第２の掘削ビット８ｆによる掘削によって、先頭管６の前方において先頭管６の例えば上下の内壁面６ｃ；６ｄ（先頭管６の一方の一対の壁面）と直交する方向である先頭管６の上下幅間隔よりも広い上下幅間隔で地中１０を掘削できるようになり、先頭管６の前方において先頭管６の上下幅方向での余堀が可能となるので、地山が硬質地盤である場合でも管２をよりスムーズに推進させることが可能となる。
【００５３】
上述した折曲管の所定角度で折れ曲がる連結部の外周部には角部が生じるため、当該折曲管を実施形態１の管設置装置１を用いて管を地中１０に設置する場合、当該折曲管の連結部の外周部の角部が地盤と衝突して折曲管が地中１０に進行しにくくなる。特に、地中１０が硬質地盤層である場合には、折曲管が地中１０に進行しにくくなる。そこで、上述した折曲管を地中１０に設置する場合においては、上述した実施形態６の回転掘削体４６Ａを備えた管設置装置を用いれば、先頭管６の進行に先立って先頭管６の前方において先頭管６の断面積よりも幅の広い断面積を掘削する余堀（例えば先頭管６の前方の地中１０において先頭管６の上下側の地中１０の余堀）を行うことが可能となるので、地中１０が硬質地盤層である場合であっても、折曲管を地中１０においてスムーズに推進させることができ、効果的である。
【００５４】
即ち、実施形態３では、先頭管６の前方の地中１０の上下側を先行して掘削できるので、実施形態２と同様、図１７に示すように、先頭管６の先端６ｔ側を到達坑２２０に到達させて到達坑２２０のセグメント２２１に接続する際、掘削装置３による掘削後に掘削装置３を先頭管６の内側に後退させて先頭管６の先端６ｔをセグメント２２１の外面２２２に到達させるために推進装置４で連続管６７を押し切るようにすることが、実施形態１と異なる。
【００５５】
実施形態４
実施形態２の回転掘削体４６Ａと実施形態３の掘削機械揺動駆動装置２５０とを備えた管設置装置を用いれば、先頭管６の前方の地中１０において先頭管６の上下左右側の地中１０の余堀が可能となることから、折曲管を地中１０においてスムーズに推進させることができ、効果的である。
実施形態４の場合、先頭管６の前方の地中の上下側及び左右側を先行して掘削できるので、実施形態２と同様、図１７に示すように、先頭管６の先端６ｔ側を到達坑２２０に到達させて到達坑２２０のセグメント２２１に接続する際、掘削装置３による掘削後に掘削装置３を先頭管６の内側に後退させて先頭管６の先端６ｔをセグメント２２１の外面２２２に到達させるために推進装置４で連続管６７を押し切るようにすることが、実施形態１と異なる。
【００５６】
尚、閉塞材２３１として金属板以外の材料を用いてもよい。
セグメント２１１，２２１としては金属製以外のセグメント、例えば、コンクリートセグメントを用いてもよい。
管２及びセグメント２２１と閉塞材２３１との接合に関しては、接合手段として溶接以外の手段、例えば、ボルト及びナット等を用いてもよい。
地盤改良ステップにおいては、地盤への薬液注入による地盤改良を行うことで管２の外面と地盤との間の止水性能を保つようにしてもよい。
【００５７】
管２は、管の中心軸線と直交する面で管を切断した場合の断面形状が円形形状の管であってもよい。
また、上記では、管２の推進方向と交差する回転中心線Ｌを回転中心として回転する回転掘削体４６；４６を有した掘削機械２６を備えた構成の管設置装置１を例示したが、管２の中心軸線と同じ又は平行な回転中心線を回転中心として回転する回転掘削体を有した掘削機械を備えた構成の管設置装置を用いてもよい。また、所謂ウォータジェット噴射により地中１０を掘削する掘削機械を備えた構成の管設置装置を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
２  管、３  掘削装置、４  推進装置、６  先頭管（管）、７  後続管（管）、
１０  地中、１００  空洞部、２１０  発進坑、２２０  到達坑、２２１  セグメント、
２２２  セグメントの外面、２３０  連通孔、２３１  閉塞材、２４０  間隙。
【図１】
2014122512.tif 000003
【図２】
2014122512.tif 000004
【図３】
2014122512.tif 000005
【図４】
2014122512.tif 000006
【図５】
2014122512.tif 000007
【図６】
2014122512.tif 000008
【図７】
2014122512.tif 000009
【図８】
2014122512.tif 000010
【図９】
2014122512.tif 000011
【図１０】
2014122512.tif 000012
【図１１】
2014122512.tif 000013
【図１２】
2014122512.tif 000014
【図１３】
2014122512.tif 000015
【図１４】
2014122512.tif 000016
【図１５】
2014122512.tif 000017
【図１６】
2014122512.tif 000018
【図１７】
2014122512.tif 000019