(57)【要約】【課題】間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置される一方の管の外側面と他方の管の外側面との間の止水処理を確実に行えるとともに当該止水処理に必要な注入材の注入量を少なくでき、施工コストを低減できる管設置方法を提供する。【解決手段】断面四角形状の管を地中に設置する管設置方法において、一方の管２及び他方の管２を間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置する場合に、互いに向かい合う一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂのうちの一の外側面２ａ又は両方の外側面２ａ；２ｂに突起１００を設けて、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置される一方の管の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとの間に、突起１００と一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとで囲まれた地中領域１５０を形成し、当該地中領域１５０に注入材を充填して止水処理部を形成した。【選択図】図２
2014025230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面四角形状の管を地中に設置する管設置方法において、
一方の管及び他方の管を間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置する場合に、互いに向かい合う一方の管の外側面と他方の管の外側面のうちの一の外側面又は両方の外側面に突起を設けて、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置される一方の管の外側面と他方の管の外側面との間に、突起と一方の管の外側面と他方の管の外側面とで囲まれた地中領域を形成し、当該地中領域に注入材を充填して止水処理部を形成したことを特徴とする管設置方法。
【請求項２】
互いに向かい合う一方の管の外側面及び他方の管の外側面のうち、一の外側面に突起をガイドするガイド手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の管設置方法。
【請求項３】
一対のガイド手段が前記一の外側面に設けられ、突起が一対のガイド手段の間に位置されるように他の外側面に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の管設置方法。
【請求項４】
突起は、管の外側面において管の延長方向に沿って管路が延長するように設けられた中空管により形成され、当該中空管が地中領域に注入材を充填するための注入口を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の管設置方法。
【請求項５】
中空管が、地中に設置された管の外周囲に注入材を充填するための注入口を備えたことを特徴とする請求項４に記載の管設置方法。
【請求項６】
先に地中に設置される管の外側面にガイド手段を設けるとともに、先に地中に設置された管の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面に突起を設けるか、あるいは、先に地中に設置される管の外側面に突起を設けるとともに、先に地中に設置された管の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面にガイド手段を設けることによって、地中に設置された先の管に並ぶように地中に設置される次の管の地中での進行方向を突起とガイド手段とでガイドするようにした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、断面四角形状の管を地中に設置するための管設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、断面四角状の管を地中に設置するための管設置装置であって、管の先頭側の内側に管の推進方向と直交する回転中心線を回転中心として回転する回転掘削体を備えた管設置装置が知られており、さらに、管の先端に管の外径寸法よりも大きい刃管が設けられ、刃管によって余掘りが行われる構成の管設置装置も知られている（例えば特許文献１；２等参照）。
また、管の先端が硬質地盤に衝突して進行しなくなることを防止するために、管の先頭開口の前方に上記回転掘削体を設置するとともに、当該回転掘削体の回転中心線を、管の互いに平行に対向する一方の一対の外側面と平行でかつ管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して、回転掘削体を管の互いに平行に対向する他方の一対の外側面よりも外側に移動させることが可能な掘削機械揺動駆動装置を備え、管の進行に先立って管の前方において回転掘削体を揺動させて管の断面積よりも幅の広い断面積を掘削（余掘り）できるようにして、地山が硬質地盤である場合でも管を地中においてスムーズに推進させることができるようにした管設置装置が本出願人により出願されている（特願２０１１−２４４２７２号）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５２５２８号公報
【特許文献２】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】
特許文献１；２に開示された管設置装置の刃管によって余掘りが行われる場合、又は、上述した揺動可能な回転掘削体を有した管設置装置の回転掘削体によって余掘りが行われる場合において、先に地中に設置された管の横に並ぶように次の管を地中に設置すると、先に地中に設置された管と当該先に地中に設置された管の横に並ぶように地中に設置された次の管との間に間隔、即ち、地中間隙が形成されることになる。
従来、この地中間隙に薬液等の注入材を注入して止水処理部を形成するようにしていたが、このような地中間隙に注入材を注入した場合、注入材が逸走してしまう可能性が高く、注入材の注入量が多くなって、施工コストが高くなるという課題があった。
本発明は、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置される一方の管の外側面と他方の管の外側面との間の止水処理を確実に行えるとともに当該止水処理に必要な注入材の注入量を少なくでき、施工コストを低減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、断面四角形状の管を地中に設置する管設置方法において、一方の管及び他方の管を間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置する場合に、互いに向かい合う一方の管の外側面と他方の管の外側面のうちの一の外側面又は両方の外側面に突起を設けて、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置される一方の管の外側面と他方の管の外側面との間に、突起と一方の管の外側面と他方の管の外側面とで囲まれた地中領域を形成し、当該地中領域に注入材を充填して止水処理部を形成したので、密閉性の高い地中領域を形成できて、当該地中領域に注入された注入材が地中領域外に流出する可能性が低くなるので、止水処理を確実にできるとともに、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置される一方の管の外側面と他方の管の外側面との間の止水処理に必要な注入材の注入量を少なくでき、施工コストを低減できる。
互いに向かい合う一方の管の外側面及び他方の管の外側面のうち、一の外側面に突起をガイドするガイド手段が設けられたので、管が地中に設置される際にガイド手段によって当該管の進行方向が的確にガイドされる。
一対のガイド手段が前記一の外側面に設けられ、突起が一対のガイド手段の間に位置されるように他の外側面に設けられたので、地中領域が一対のガイド手段と突起とによって確実に囲まれるので、地中領域外への注入材の流出を防げ、地中領域に対する注入を確実に行えることから、止水処理を確実に行えるとともに、管が地中に設置される際に一対のガイド手段によって当該管の進行方向がより的確にガイドされる。
突起は、管の外側面において管の延長方向に沿って管路が延長するように設けられた中空管により形成され、当該中空管が地中領域に注入材を充填するための注入口を備えたので、中空管の中空空間及び注入口を介して中空管の内側から地中領域に注入材を注入することができるようになる。
中空管が、地中に設置された管の外周囲に注入材を充填するための注入口を備えたので、管の外周囲の地中に薬液やセメント系注入材を注入する裏込処理を行うことが可能となる。
先に地中に設置される管の外側面にガイド手段を設けるとともに、先に地中に設置された管の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面に突起を設けるか、あるいは、先に地中に設置される管の外側面に突起を設けるとともに、先に地中に設置された管の外側面に並ぶように地中に設置される次の管の外側面にガイド手段を設けることによって、地中に設置された先の管に並ぶように地中に設置される次の管の地中での進行方向を突起とガイド手段とでガイドするようにしたので、地中に設置しようとする管の地中での推進方向が突起及びガイド手段とによって的確にガイドされる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】先の管のガイド手段と次の管の衝突防止手段との関係を示す断面図。
【図２】管の設置手順を示す図。
【図３】先頭管及び後続管による支保工構築方法を示す斜視図。
【図４】管とガイド手段と衝突防止手段とを分解して示す分解斜視図。
【図５】ガイド手段及び衝突防止手段を備えた管を示す斜視図。
【図６】管設置装置の横断面図。
【図７】管設置装置の縦断面図。
【図８】揺動基板の後面側を後方側から見た図（図７のＡ−Ａ断面相当図）。
【図９】先頭管の内部構造を示す斜視図。
【図１０】回転掘削体の揺動状態を示す図。
【図１１】止水処理部の構造を示す断面図。
【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、断面四角状の管２を地中１０に設置するために後述する揺動可能な回転掘削体４６を有した管設置装置１（図６乃至図１０参照）を用い、図１乃至図４に示すように、管２を地中１０に設置した後、当該地中１０に設置された先の管２の横に並ぶように次の管２を地中１０に設置する場合において、先に地中１０に設置された管２の互いに対向する一対の外側面２ａ；２ｂのうちの一方の外側面２ａの横に並ぶように地中１０に設置される次の管２の他方の外側面２ｂに、突起１００としての一対の中空管１０１；１０１を設け、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置されることになる前記先の管２の一方の外側面２ａと前記次の管２の他方の外側面２ｂとの間に、突起１００と先の管２の一方の外側面２ａと次の管２の他方の外側面２ｂとで囲まれた地中領域１５０を形成し、当該地中領域１５０に、先の管２の一方の外側面２ａと次の管２の他方の外側面２ｂとの間の止水処理のための薬液やセメント系注入材等の注入材２００を充填して止水処理部を形成する。
即ち、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置される一方の管２及び他方の管２において、互いに向かい合う一方の管２の外側面と他方の管２の外側面のうちの、一方の管２の外側面２ｂ（一の外側面）に、管２の延長方向の全長に渡って管路が延長するように設けられるとともに一定の間隔を隔てて配置された突起１００としての一対の中空管１０１；１０１を設け、一対の中空管１０１；１０１の外側面１０６；１０６と他方の管２の外側面２ａ（他の外側面）とを接触又は近接させて、一対の中空管１０１；１０１と一方の管２の外側面２ｂと他方の管２の外側面２ａとで囲まれた密封性の高い地中領域１５０を形成し、この地中領域１５０に注入材２００を充填して止水処理部を形成するようにした。
さらに、先に地中１０に設置される管２の一方の外側面２ａには、先に地中１０に設置される管２の横に並ぶように地中１０に設置される次の管２の他方の外側面２ａに設けられた一対の中空管１０１；１０１をガイドして次の管２の地中１０での進行方向をガイドするためにガイド手段１２０を設けるようにした。
【０００８】
管設置装置１により地中１０に設置される管２は、管が円弧を描くように曲がって延長するように形成された曲管（管の中心線（管の延長方向と直交する断面の中心点を管の延長方向に沿って連続して繋いだ線）が曲線である管）、あるいは、管が真っ直ぐに延長する直管（管の中心線が直線である管）であって、管の中心線（中心軸）と直交する面で管を切断した場合の断面形状が四角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。
【０００９】
突起１００としては例えば管路形成体が用いられる。当該管路形成体としては、例えば、外径寸法７５ｍｍ×７５ｍｍ、肉厚１６ｍｍの断面正方形の中空管１０１を用い、当該中空管１０１の一つの外側面１０２を管２の他方の外側面２ｂに接触させた状態で当該中空管１０１と管２とを溶接等の固定手段により固定することで、中空管１０１の中空管路で管路を形成した。尚、中空管１０１としては、例えば中空鋼管を用いる。
【００１０】
ガイド手段１２０は例えばレール形成体により構成される。当該レール形成体としては、例えば、断面Ｌ字状の長尺部材１２１が用いられる。当該断面Ｌ字状の長尺部材１２１は、長尺板の一方の長辺縁側と他方の長辺縁側とが当該長尺板の一方の短辺縁の中央位置と他方の短辺縁の中央位置とを結ぶ直線の折曲線を介して互いに近づく方向に折曲されて一方の長辺縁側の面１２２と他方の長辺縁側の面１２３とが直角を成すように構成される。そして、一方の長辺縁側の面１２２を管２の一方の外側面２ａに接触させた状態で当該長尺部材１２１と管２とを溶接等の固定手段により固定することで、長尺部材１２１の他方の長辺側の面１２３と管２の一方の外側面２ａとが直角を成すように構成される。長尺部材１２１は、管２の中心線と平行に延長するように管２の一方の外側面２ａに固定される。
当該長尺部材１２１の長辺縁側の面１２２；１２３の短手方向の長さは、管路形成体としての中空管１０１の外径寸法と同じ寸法か、あるいは、中空管１０１の外径寸法よりも短い寸法に形成される。
【００１１】
図４；図５に示すように、突起１００を構成する中空管１０１、及び、ガイド手段１２０を構成する長尺部材１２１は、例えば、管２の外側面２ａ；２ｂの長手方向（即ち、管２の外側面２ａ；２ｂにおける管２の延長方向）の全長に渡って延長するように設けられる。つまり、突起１００を構成する中空管１０１は、管路が管２の他方の外側面２ｂにおける管２の延長方向の全長に渡って長辺縁２ｇに沿って延長するように当該長辺縁２ｇと一定の間隔を隔てて設けられる。また、ガイド手段１２０を構成する長尺部材１２１は、管２の一方の外側面２ａにおける管２の延長方向の全長に渡って長辺縁２ｆに沿って延長するように当該長辺縁２ｆと一定の間隔を隔てて設けられる。
【００１２】
長尺部材１２１が、管２の一方の外側面２ａにおける両方の上下の長辺縁２ｆ；２ｆに近い位置にそれぞれ１つずつ設けられたことにより、ガイド手段１２０が構成される。
各長尺部材１２１は、例えば、各長尺部材１２１の他方の長辺側の面１２３；１２３同士が互いに一定の間隔Ｈ１を隔てて向かい合い、各長尺部材１２１の一方の長辺側の面１２２；１２２が互いに離れるように管２の一方の外側面２ａの各長辺縁２ｆ；２ｆ側に延長する状態に、当該一方の長辺側の面１２２；１２２が管２の一方の外側面２ａに固定されている。
【００１３】
中空管１０１が、管２の他方の外側面２ｂにおける両方の上下の長辺縁２ｇ；２ｇに近い位置にそれぞれ１つずつ設けられ、各中空管１０１が一定の間隔を隔てて設けられる。
各中空管１０１は、例えば、各中空管１０１における管２の他方の外側面２ｂの長辺縁２ｇ；２ｇに近い位置の外側面１０３；１０３同士が一定の間隔Ｈ２を隔てて対向し、かつ、各中空管１０１における管２の他方の外側面２ｂの長辺縁２ｇと長辺縁２ｇとの間の中心に近い位置の外側面１０４；１０４同士が一定の間隔Ｈ３を隔てて対向するように、一の外側面１０２が管２の他方の外側面２ｂに固定されている。中空管１０１が固定された管２は、中空管１０１の一の外側面１０２と平行に対向する外側面１０６が、先に地中１０に設置された管２の外側面２ａに接触又は近接した状態で管設置装置１により地中１０に設置される。
管２の他方の外側面２ｂに固定された各中空管１０１；１０１の互いに向かい合って対向する前記外側面１０４；１０４を形成する各管壁には、当該管壁を貫通して中空管１０１の内外に連通する孔部に中空管１０１の外部から中空管１０１の内部への物の流入を防止する逆止弁が取付けられて構成された逆止弁付きの注入口１０５を備え、当該逆止弁付きの注入口１０５を介して中空管１０１の内側から前述した地中領域１５０に注入材２００を注入することが可能な構成となっている。
尚、逆止弁付きの注入口１０５は、１つの管２に設けられる中空管１０１に１つ、又は、１つの管２に設けられる中空管１０１の管の延長方向に沿って間隔を隔てて複数設けられている。
また、各中空管１０１における管２の他方の外側面２ｂの長辺縁２ｇ；２ｇに近い位置の外側面１０３；１０３を形成する各管壁に上述した逆止弁付きの注入口を設ければ、管２の外周囲の地中１０に薬液やセメント系注入材を注入する裏込処理が可能となる。
【００１４】
前記間隔Ｈ１；Ｈ２；Ｈ３の関係は、Ｈ１＞Ｈ２＞Ｈ３であり、例えば、Ｈ１は、管２の一方の外側面２ａの各長辺縁２ｆ；２ｆ間の長さ以下で、かつ、各長辺縁２ｆ；２ｆ間の長さの２／３以上に設定され、かつ、Ｈ３は、管２の他方の外側面２ｂの長辺縁２ｇ；２ｇ間の長さの１／３以上に設定される。
具体的には、Ｈ２はＨ１よりも数ｃｍ程度小さく設定され、各中空管１０１における管２の他方の外側面２ｂの長辺縁２ｇ；２ｇに近い位置の外側面１０３；１０３が、それぞれ、各長尺部材１２１の他方の長辺側の面１２３；１２３に接触可能に構成されることで、地中１０での次の管２の推進方向が突起１００及びガイド手段１２０によって的確にガイドされることになる。
【００１５】
そして、地中１０に設置された先の管２の横に並ぶように次の管２を地中１０に設置する場合において、突起１００を構成する一対の中空管１０１；１０１の外側面１０６；１０６を他方の管２の外側面２ａに接触又は近接させながら次の管２を地中１０に設置していくことで、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置される一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとの間に、一対の中空管１０１；１０１と一対の長尺部材１２１；１２１と一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとで囲まれた密封性の高い地中領域１５０が形成され、当該地中領域１５０に注入材２００を充填して止水処理部を形成できる。
尚、突起１００を構成する一対の中空管１０１；１０１は、揺動可能な回転掘削体４６を有した管設置装置１を用いて次の管２を地中１０に設置する場合において、回転掘削体４６を揺動させ当該回転掘削体４６が管２の前方において当該管２の一対の外側面２ａ；２ｂより外側に移動した場合（正確には、当該回転掘削体４６が当該管２の一対の外側面２ａ；２ｂの進行予定面よりも管２の外側に移動した場合）に当該回転掘削体４６が先に地中１０に設置された管２の一方の外側面２ａに衝突しないように、先に地中１０に設置された管２の一方の外側面２ａと当該先の管２の横に並ぶように地中１０に設置される次の管２の他方の外側面２ｂとの間に必要な間隔を設定するための衝突防止手段としても機能する。
【００１６】
図３に示すように、実施形態１の管設置装置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、先頭に位置される管２である先頭管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管２である後続管７とにより構築される。
支保工１１としては、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、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に構築される。
支保工１１としては、地中１０に形成された図外の一方の空洞部と他方の空洞部との間に跨るように複数の管２を連続させて構築される支保工１１や、地中１０に形成された図外の空洞部から出発して当該空洞部に戻るように複数の管２を連続させて構築される支保工１１、地中１０に形成された図外の空洞部から出発して地中１０で止まるように構築される支保工１１等がある。
【００１７】
例えば、図２（ａ）に示すように、地中１０に形成された１つの空洞部から地中１０に管２（先頭管６及び複数の後続管７）を設置して第１（最初）の支保工１１Ａを構築する。その後、第１の支保工１１Ａを形成した管２（先頭管６及び複数の後続管７）の横に並ぶように次の管２（先頭管６及び複数の後続管７）を地中１０に設置して図２（ｂ）に示すように第２の支保工１１Ｂを構築する。尚、図２（ａ）の点線は、管設置装置１を用いて回転掘削体４６を揺動させ当該回転掘削体４６が管２の前方において当該管２の一対の外側面２ａ；２ｂより外側に移動した場合の余掘り範囲を示す。
第２の支保工１１Ｂを構築する際、既に地中１０に構築されている第１の支保工１１の管２の一方の外側面２ａに設けられたガイド手段１２０を形成する断面Ｌ字状の各長尺部材１２１；１２１の間に、１つの空洞部から地中１０に入れようとする第２の支保工１１を構築するための先頭管６の他方の外側面２ｂに設けられた突起１００としての各中空管１０１；１０１を挿入してかつ各中空管１０１；１０１の外側面１０６；１０６を第１の支保工１１の管２の一方の外側面２ａに接触又は近接させるように当該先頭管６の位置決めを行ってから当該管２を地中１０に設置し、さらに、当該先頭管６の内部空間と後続管７の内部空間とが連通するように当該先頭管６に後方に後続管７を順次継ぎ足すとともに前記各中空管１０１；１０１の内部空間と後続の各中空管１０１；１０１の内部空間とが連通するように前記各中空管１０１；１０１の後方に後続の各中空管１０１；１０１を継ぎ足していって上記と同様に地中１０に設置して、第２の支保工１１Ｂを構築することによって、第１の支保工１１Ａと第２の支保工１１Ｂとの間に、中空管１０１；１０１と一対の長尺部材１２１；１２１と第１の支保工１１Ａを構築した一方の各管２の外側面２ａと第２の支保工１１Ｂを構築した他方の各管２の外側面２ｂとで囲まれた密封性の高い地中領域１５０が形成される。
同様に、図２（ｃ）に示すように、第２の支保工１１Ｂを形成した管２（先頭管６及び複数の後続管７）の横に並ぶように次の管２（先頭管６及び複数の後続管７）を地中１０に設置して第３の支保工１１Ｃを構築することにより、第２の支保工１１Ｂと第３の支保工１１Ｃとの間に、中空管１０１；１０１と一対の長尺部材１２１；１２１と第２の支保工１１Ｂを構築した一方の各管２の外側面２ａと第３の支保工１１Ｃを構築した他方の各管２の外側面２ｂとで囲まれた地中領域１５０が形成される。
尚、実施形態１では、最初に地中に構築される支保工１１Ａを形成する管２としては、管２の一方の外側面２ａにガイド手段１２０を備えるが、管２の他方の外側面２ｂには突起１００としての一対の中空管１０１；１０１を備えない構成のものを用いた。
実施形態１では、突起１００としての一対の中空管１０１；１０１とガイド手段１２０とを設けたことにより、地中１０において互いに隣り合う一方の支保工１１と他方の支保工１１との間に、各中空管１０１；１０１の外側面１０６；１０６と支保工１１の管２の一方の外側面２ａとが接触又は近接した密封性の高い地中領域１５０が形成され、そして、中空管１０１及び中空管１０１に設けられた逆止弁付きの注入口１０５を介して当該地中領域１５０に注入材２００（図１１参照）を注入することによって、地中領域１５０に注入された注入材２００が地中領域１５０外に流出する可能性が低くなる。従って、地中１０において互いに隣り合う一方の支保工１１と他方の支保工１１との間に止水性能の高い止水処理部を確実に形成でき、かつ、止水処理部を形成するための注入材の注入量を少なくできて、施工コストを低減できるようになる。
【００１８】
揺動可能な回転掘削体４６を有した管設置装置１の一例を説明する。
図６に示すように、管設置装置１は、管２と、掘削装置３と、制御装置６５とを備える。尚、以下、図６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６における下側を管２や管設置装置１の後側と定義し、図６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６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。
【００１９】
図６に示すように、掘削装置３は、掘削機械２６と、掘削機械揺動駆動装置２５と、推進装置７０と、水供給装置７５と、排泥装置７６と、を備える。
掘削機械揺動駆動装置２５は、揺動基板３０と、揺動基板３０の案内部材３１と、揺動基板駆動手段３２とを備える。
【００２０】
管設置装置１は、筒状の案内部材３１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３１が先頭管６の先頭開口６ｔ側の内側に設置されて案内部材３１の筒の外周面３３と先頭管６の内周面６ｘとの間の水密性が保たれ、かつ、揺動基板３０が先頭管６の互いに平行に対向する他方の一対の壁面（例えば先頭管６の左右の内壁面６ａ；６ｂ）間の中心を回転中心として前後に揺動可能なように案内部材３１に取付けられて揺動基板３０の外周面３９と案内部材３１の筒の内周面３５との間の水密性が保たれた構成とされる。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の先頭開口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３０に支持された構成を備え、先頭管６の前方の地山９９を回転掘削体４６で掘削する際に、揺動基板駆動手段３２が揺動基板３０における一対の側壁３０ａ；３０ｂ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方の一対の壁面（例えば先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ）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上記一方の一対の壁面と平行で、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の状態に設定される。
即ち、管設置装置１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２５を備えるので、先頭管６の前方の地山９９を回転掘削体４６で掘削する際に揺動基板駆動手段３２により揺動基板３０を駆動して回転掘削体４６を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。即ち、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の左右幅間隔（先頭管６の他方の一対の壁面と直交する方向である管の幅間隔）よりも幅の広い左右幅間隔で地山９９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が推進する際に先頭管６の先頭開口６ｔが地山９９の硬質層に衝突する可能性が少なくなり、先頭管６をスムーズに推進させることができるようになる。
【００２１】
先頭管６の先頭開口縁６ｚは、地山９９に食い込みやすいように、先細の傾斜面に形成される。
案内部材３１は、断面四角形状の筒により形成され、当該案内部材３１の筒の中心線と先頭管６の管の中心線とが同じとなるように先頭管６の先端側の内側に設置される。案内部材３１は、案内部材３１の筒体の中心線と直交する面で案内部材３１を切断した場合の断面の外周形状が先頭管６の中心線と直交する面で先頭管６を切断した場合の断面の内周形状と同じで、かつ、揺動案内部材３１の断面の外周寸法が先頭管６の断面の内周寸法とほぼ同じ寸法に形成される。
案内部材３１の筒の外周面３３には外周面３３を一周するようにゴムパッキン等の水密性能維持部材３４が設けられており、案内部材３１の筒体の外周面３３と先頭管６の内周面６ｘとが数ｍｍ程度（例えば５ｍｍ）の僅かな隙間を介して対向した状態で、かつ、水密性能維持部材３４と先頭管６の内周面６ｘとが接触して、案内部材３１の筒の外周面３３と先頭管６の内周面６ｘとの間の水密性が維持されるように、案内部材３１が先頭管６の先頭開口６ｔ側の内側に設置される。
案内部材３１の内周面３５の左右の側壁面３５ａ；３５ｂは、先頭管６の前後方向に沿って前後の中間部が凹状に一定の曲率で湾曲する湾曲面に形成される。
【００２２】
揺動基板３０は、外周形状が案内部材３１の内周形状に合致した四角形状の平板により形成される。この揺動基板３０を形成する平板は、前後方向に沿った板厚を有し、平板の左右の側壁３０ａ；３０ｂは、案内部材３１の左右の側壁面３５ａ；３５ｂの湾曲面と平行に対向する左右の側壁面３５ａ；３５ｂの湾曲面と同じ曲率の湾曲面に形成される。揺動基板３０を形成する平板の上下の端面における左右間の中央位置には例えば円柱状の突起３７；３７（図７；図９参照）が設けられる。この突起３７；３７が案内部材３１の筒の上下の内面に形成された円孔３８；３８内に嵌合されたことで、この突起３７；３７が揺動基板３０の回転中心軸として機能し、この回転中心軸を回転中心として揺動基板３０の左右側が前後方向に揺動可能に構成される。
揺動基板３０の平板の外周面３９には外周面３９を一周するようにゴムパッキン等の水密性能維持部材１２が設けられ、揺動基板３０の平板の外周面３９と案内部材３１の内周面３５とが数ｍｍ程度（例えば５ｍｍ）の僅かな隙間を介して対向した状態で、かつ、水密性能維持部材１２と案内部材３１の内周面３５とが接触することにより、揺動基板３０の平板の外周面３９と案内部材３１の筒体の内周面３５との間の水密性が維持される。水密性能維持部材１２は、揺動基板３０の平板の外周面３９を一周するように外周面３９には形成された溝３９ｈ内に収容されて外周面３９より突出するように設けられることにより、水密性能を十分に発揮できるよう揺動基板３０の平板の外周面３９に安定に設置できる。また、水密性能維持部材１２は、揺動基板３０の平板の外周面３９の前後側の両方に設けることが好ましい。
【００２３】
図６；図８に示すように、揺動基板３０には、揺動基板３０の平板を前後に貫通する支柱保持貫通孔１３、排泥管保持貫通孔１４、水供給管保持貫通孔１５が形成される。図８に示すように、例えば、支柱保持貫通孔１３は揺動基板３０の中央部を貫通するように形成され、排泥管保持貫通孔１４は、揺動基板３０の下部側の左右をそれぞれ貫通するように２つ設けられる。水供給管保持貫通孔１５は、揺動基板３０の上部側の左右をそれぞれ貫通するように２つ設けられる。支柱保持貫通孔１３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る。排泥管保持貫通孔１４；１４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る。水供給管保持貫通孔１５；１５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。
【００２４】
揺動基板駆動手段３２は、揺動基板駆動用ジャッキ１６と、ジャッキ載置台１７と、ジャッキ反力受部材１８とを備える。
揺動基板駆動用ジャッキ１６は、例えば、油圧ジャッキにより構成される。
揺動基板駆動用ジャッキ１６は、２個設けられ、揺動基板３０の後方における左右側にそれぞれ１つずつ配置される。
左側の揺動基板駆動用ジャッキ１６Ａは、シリンダ１６ａがジャッキ載置台１７上に載置されてジャッキ載置台１７に固定され、シリンダ１６ａの後端面がジャッキ反力受部材１８の前面の左部に固定され、揺動基板３０の後面３０ｘにおける左端側の上下中央側を押圧かつ引き戻すことが可能なようにピストンロッド１６ｂの先端と揺動基板３０の後面３０ｘとがピン接合のような接続手段２２により接続されている。
右側の揺動基板駆動用ジャッキ１６Ｂは、シリンダ１６ａがジャッキ載置台１７上に載置されてジャッキ載置台１７に固定され、シリンダ１６ａの後端面がジャッキ反力受部材１８の前面に右部に固定され、揺動基板３０の後面３０ｘにおける右端側の上下中央側を押圧かつ引き戻すことが可能なようにピストンロッド１６ｂの先端と揺動基板３０の後面３０ｘとがピン接合のような接続手段２２により接続されている。
【００２５】
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。２つの分岐支柱４３は、支柱４２の先端部より支柱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。
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。分岐支柱４３の両方の先端には、それぞれモータマウント４４が設けられ、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（即ち、分岐支柱４３の中心線線上）において互いに離れる方向に延長する。
回転掘削体４６は、例えば円筒部５０ａと円筒部５０ａの他端を閉塞する底板５０ｂとを有した一端開口他端閉塞の円形箱状の回転体５０と、回転体５０の円筒部５０ａの外周面５１に設けられた複数の掘削ビット５２とを備えた構成である。
【００２６】
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と言う）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。
例えば、回転掘削体４６の回転体５０の底板５０ｂの内面５３の円中心と回転軸４９の回転中心とが一致するように、回転体５０の底板５０ｂの内面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；４６が先頭管６の先頭開口６ｔよりも前方に位置され、２つの回転掘削体４６；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。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。
実施形態１では、上述したように、２つの回転掘削体４６；４６の回転中心線Ｌが先頭管６の推進方向と直交する面と平行な状態及び先頭管６の上下の内壁面と平行な第１の状態で地山９９を掘削した場合、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、さらに、断面四角形状に掘削できるので、掘削幅に応じた四角幅の管２を容易に地中１０に設置できるようになる。
さらに、実施形態１では、掘削機械揺動駆動装置２５を作動させ、図１０に示すように、２つの回転掘削体４６；４６の回転中心線Ｌが先頭管６の推進方向と直交する面と交差しかつ先頭管６の上下の内壁面と平行な第２の状態で地山９９を掘削した場合、先頭管６の前方において先頭管６の左右幅間隔よりも広い左右幅間隔で地山９９を掘削できるので、先頭管６が推進する際に先頭管６の先頭開口６ｔが地山９９の硬質層に衝突する可能性が少なくなり、先頭管６をスムーズに推進させることができるようになる。
【００２７】
推進装置７０は、推進駆動源６１と、上述した案内部材３１と、推進駆動源６１による推進力を案内部材３１に伝達する推進力伝達手段６２と、案内部材３１に伝達された推進力を先頭管６に伝達する推進力受け部６３とを備える。
推進力受け部６３は、先頭管６の先頭開口６ｔ側の内側に設置された案内部材３１の筒の前端面３１ａに接触して案内部材３１の前方への移動を規制するとともに案内部材３１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の先頭開口６ｔ側の内面に溶接、ボルト・ナット等の固定手段で固定されている。
推進力伝達手段６２は、推進力伝達構成部６４と、推進力伝達棒状体７１と、推進力伝達用の当て材７２とを備える。
推進力伝達構成部６４は、例えば、Ｈ形鋼を組み合わせて形成される。例えば、案内部材３１の筒の左端後端面と連結されて上下に延長するよう設けられた前左側上下延長柱部６４ａと、案内部材３１の筒の右端後端面と連結されて上下に延長するよう設けられた前右側上下延長柱部６４ｂと、ジャッキ反力受部材１８の左端部と連結されて上下に延長するよう設けられた後左側上下延長柱部６４ｃと、ジャッキ反力受部材１８の右端部と連結されて上下に延長するよう設けられた後右側上下延長柱部６４ｄと、前後方向に延長して先端と前左側上下延長柱部６４ａとが連結され後端と後左側上下延長柱部６４ｃとが連結された左連結部６４ｅと、前後方向に延長して先端と前右側上下延長柱部６４ｂとが連結され後端と後右側上下延長柱部６４ｄとが連結された右連結部６４ｆとを備える。
【００２８】
推進力伝達棒状体７１は、一端から他端までの長さが推進力伝達構成部６４の後端面６４ｘ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に形成された棒状体である。推進力伝達棒状体７１としては例えばＨ形鋼を用いる。
推進力伝達棒状体７１は、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る。左側の推進力伝達棒状体７１Ａの先端面と後左側上下延長柱部６４ｃの後面における上下の中央位置とが連結され、右側の推進力伝達棒状体７１Ｂの先端面と後右側上下延長柱部６４ｄの後面における上下の中央位置とが連結される。
【００２９】
推進駆動源６１は、例えば、油圧ジャッキ６１Ａにより構成される。油圧ジャッキ６１Ａのピストンロッド６１ａの先端には押圧板６１ｂが設けられる。油圧ジャッキ６１のシリンダ６１ｃは図外のジャッキ反力受部材に固定されている。
【００３０】
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の他端間に跨るように設置して左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端に図外のボルトや万力装置などで連結し、当て材７２における左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端間の中央部分を油圧ジャッキ６１Ａの押圧板６１ｂで押圧することにより、油圧ジャッキ６１Ａによる押圧力が、推進力伝達棒状体７１、推進力伝達構成部６４、案内部材３１、推進力受け部６３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、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。
この場合、後右側上下延長柱部６４ｄの後面における上下の中央位置に連結された右側の推進力伝達棒状体７１Ｂと後左側上下延長柱部６４ｃの後面における上下の中央位置に連結された左側の推進力伝達棒状体７１Ａとを介して推進力伝達構成部６４に伝達された推進力が案内部材３１の後端面３１ｘの四隅部に伝達される構成としたので（図６参照）、案内部材３１に推進力を均等に伝達でき、案内部材３１の姿勢を安定に維持することができ、しかも、掘削機械揺動駆動装置２５の揺動動作の安定化が図れる。
【００３１】
水供給装置７５は、水貯留タンク７５ａと、送水用のポンプ７５ｂと、水供給管７５ｃと、水供給管７５ｃの前端開口部を保持する水供給管保持貫通孔１５とを備える。
水供給管７５ｃは、水供給管保持貫通孔１５に保持される前側部分７５ｘと当該前側部分７５ｘの後端に連結されて先頭管６の後端開口より外部に延長する主部分７５ｙとを備える。例えば、前側部分７５ｘは鋼管により形成され、主部分７５ｙは硬質ビニル製の蛇腹管により形成される。揺動基板３０の前面３０ｆの前方の地山９９に水を放出することが可能なように前側部分７５ｘの前端開口側が揺動基板３０の水供給管保持貫通孔１５に固定され、前側部分７５ｘの後端開口側が揺動基板３０の後面３０ｘより後方に突出するように設けられる。前側部分７５ｘの後端開口と主部分７５ｙの前端開口とが連通可能に連結され、主部分７５ｙの後端開口と送水用のポンプ７５ｂの吐出口とが連通可能に連結される。そして、送水用のポンプ７５ｂの吸込口と水貯留タンク７５ａとが図外の連結管により連通可能に連結される。水供給装置７５は、先頭管６の上部内側の左右側に２系統設けられる。尚、揺動基板３０が揺動した場合に水供給管７５ｃが先頭管６の左右の内側面に接触しないように、前側部分７５ｘは、前端開口が先頭管６の内側面側に位置されて後端開口が先頭管６の中央側に位置するように設けられる。換言すれば、前側部分７５ｘは、管の中心線が先頭管６の内側面６ａ；６ｂ側から先頭管６の中央側に傾斜して延長するように設けられる。
【００３２】
排泥装置７６は、排泥タンク７６ａと、排泥用のポンプ７６ｂと、排泥管７６ｃと、排泥管７６ｃの前端開口部を保持する排泥管保持貫通孔１４とを備える。
排泥管７６ｃは、排泥管保持貫通孔１４に保持される前側部分７６ｘと当該前側部分７６ｘの後端に連結されて先頭管６の後端開口より外部に延長する主部分７６ｙとを備える。例えば、前側部分７６ｘは鋼管により形成され、主部分７６ｙは硬質ビニル製の蛇腹管により形成される。揺動基板３０の前面３０ｆより前方に集まった掘削土を前端開口を介して取り込むことが可能なように前側部分７６ｘの前端開口側が揺動基板３０の排泥管保持貫通孔１４に固定され、前側部分７６ｘの後端開口側が揺動基板３０の後面３０ｘより後方に突出するように設けられる。前側部分７６ｘの後端開口と主部分７６ｙの前端開口とが連通可能に連結され、主部分７６ｙの後端開口と排泥用のポンプ７６ｂの吸込口とが連通可能に連結される。そして、排泥用のポンプ７６ｂの吐出口と排泥タンク７６ａとが図外の連結管により連通可能に連結される。排泥装置７６は、先頭管６の下部内側の左右側に２系統設けられる。尚、揺動基板３０が揺動した場合に排泥管７６ｃが先頭管６の左右の内側面に接触しないように、前側部分７６ｘは、前端開口が先頭管６の内側面側に位置されて後端開口が先頭管６の中央側に位置するように設けられる。換言すれば、前側部分７６ｘは、管の中心線が先頭管６の内側面６ａ；６ｂ側から先頭管６の中央側に傾斜して延長するように設けられる。
【００３３】
尚、水貯留タンク７５ａ及び排泥タンク７６ａは、例えば水貯留タンク７５ａと排泥タンク７６ａ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７６ａ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７５ｂを駆動して揺動基板３０の前方に水を圧送すると、揺動基板３０の前方に圧送された水と回転掘削体４６；４６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７６ｂを駆動することにより、揺動基板３０の前方の泥水が排泥タンク７６ａに排出される。排泥タンク７６ａに排出された泥水中の泥が排泥タンク７６ａ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７５ｂによって揺動基板３０の前方に圧送される。即ち、泥水を循環させて揺動基板３０の前方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揺動基板３０の前方に供給できるので、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揺動基板３０の前方に供給した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、揺動基板３０の前方が泥水化するので、排泥をスムーズに行えるようになり、掘削しやすくなる。
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７５ｂを駆動して揺動基板３０の前方と集合タンク７５Ｘ内との間で泥水を循環させてもよい。
【００３４】
以上説明した、揺動可能な回転掘削体４６を有した管設置装置１によれば、掘削機械揺動駆動装置２５を備えるので、回転掘削体４６の回転中心線Ｌが推進方向と直交する面と平行な状態から推進方向と直交する面に対して傾く状態にできて回転掘削体４６を左右に揺動させることができるので、回転掘削体４６による左右方向の掘削幅が大きくなり、左右の余堀量を多くできて、先頭管６の前方の硬質層を掘削できるので、地山９９が硬質地盤である場合でも先頭管６を地中１０においてスムーズに推進させることができる。
【００３５】
次に管設置装置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、掘削機械揺動駆動装置２５と、当て材７２を除いた推進装置７０と、水供給管７５ｃと、排泥管７６ｃとが組立てられた組立体を、回転掘削体４６側から先頭管６の後端開口を介して先頭管６内に入れていき、案内部材３１の前端面３１ａと先頭管の内側に固定された推進力受け部６３とを接触させる。そして、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の他端間に跨るように当て材７２を設置して当て材７２を左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端に図外のボルトや万力装置などで連結する。そして、送水用のポンプ７５ｂを駆動して揺動基板３０の前方に泥水を供給し、揺動基板３０の前方と集合タンク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、推進駆動源６１を作動させて当て材７２に推進力を加えることで、推進力が、推進力伝達棒状体７１、推進力伝達構成部６４、案内部材３１、推進力受け部６３を介して先頭管６及び回転掘削体４６；４６に伝達され、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。この際、揺動基板駆動用ジャッキ１６を作動させて揺動基板３０の左右壁３０ａ；３０ｂ側を前後に揺動させることで、回転掘削体４６が先頭管６の左右方向に首振りのように揺動して地山９９を掘削する。これにより、先頭管６の前方において先頭管６の左右幅間隔よりも広い左右間隔幅で地山９９が掘削されるので、先頭管６が推進する際に先頭管６の先端が硬質地盤の地山９９に衝突する可能性が少なくなり、先頭管６をスムーズに推進させることができる。
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、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、先頭の推進力伝達棒状体７１の他端と後続の推進力伝達棒状体７１の一端とをボルト、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７６ｃの他端に図外の延長排泥管を継ぎ足していく。そして、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の他端間に跨るように設置して、当て材７２を油圧ジャッキ６１Ａのピストンロッド６１ａで押圧しながら、回転掘削体４６；４６を回転駆動させることにより、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。
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、支保工１１を構築できる。
【００３６】
支保工１１を構築した後は、掘削始点となった出発側の空洞部内に掘削機械２６等を引き戻して回収するようにすれば、推進力伝達棒状体７１を継ぎ足していくことから、掘削機械２６等を回収する際には、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個長さ分ずつ空洞部内に引き戻して、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等を容易に回収できるようになる。この場合、推進装置の一例である油圧ジャッキ６１Ａを掘削始点となる空洞部内にのみ設置すればよいので、装置コストを低減できる。
尚、到達側の空洞部内に掘削機械２６等を押し出して回収するようにしてもよい。
例えば、先頭管６を到達側の空洞部に押し出して推進力受け部６３を除去してから、到達側の空洞部内に掘削機械２６等を押し出して回収する。この場合、掘削機械２６等を掘削始点となった空洞部内に引き戻す作業よりも掘削機械２６等を到達側の空洞部内に押し出す作業の方が容易となるので、掘削機械２６等の回収作業が容易となる。
地中１０に形成された１つの空洞部から出発して当該空洞部に戻るように支保工１１を構築する場合には、掘削機械２６等が１つの空洞部の到達口に到達したならば掘削機械２６等を到達口から当該空洞部内に押し出すようにして回収すれば、掘削機械２６等の回収作業が容易となるとともに、油圧ジャッキ６１Ａを当該１つの空洞部内にのみ設置すればよいので装置コストも低減できる。
尚、必要に応じて、支保工１１の管２内に、コンクリート３００を充填したり、鉄筋を配置してコンクリート３００を充填することによって、管２の強度を上げた支保工１１を構築する（図１１参照）。
【００３７】
図１に示すように、先に地中１０に設置された先頭管６及び複数の後続管７によって構築された支保工１１の管２（先頭管６及び複数の後続管７）の横に並ぶように次の管２（先頭管６及び複数の後続管７）を地中１０に設置して支保工１１を構築する場合において、先に地中１０に構築された支保工１１の管２の一方の外側面２ａに設けられたガイド手段１２０を形成する断面Ｌ字状の各長尺部材１２１；１２１の他方の長辺側の面１２３と面１２３との間に、地中１０に設置しようとする次の管２（先頭管６及び複数の後続管７）の他方の外側面２ｂに設けられた突起１００としての各中空管１０１；１０１を挿入し、かつ、各中空管１０１；１０１の外側面１０６；１０６と第１の支保工１１の管２の一方の外側面２ａとを接触又は近接させながら、次の管２を地中１０に設置して支保工１１を構築する。これにより、地中１０において互いに隣り合う一方の支保工１１と他方の支保工１１との間に、各中空管１０１；１０１の外側面１０６；１０６と支保工１１の管２の一方の外側面２ａとが接触又は近接した密封性の高い地中領域１５０が形成され、中空管１０１の管内及び中空管１０１に設けられた逆止弁付きの注入口１０５を介して当該地中領域１５０に注入材２００（図１１参照）を注入することによって、互いに隣り合う一方の支保工１１と他方の支保工１１との間に止水性能の高い止水処理部を形成される。
この場合、地中領域１５０は密閉性が高く、かつ、余掘りされた空隙の多い領域となるので、注入材２００が空隙に充填されるとともに、地中領域１５０に注入された注入材２００が地中領域１５０外に流出する可能性が低くなるので、止水処理を確実に行えるとともに注入材２００の注入量を少なくできて、施工コストを低減できるようになる。
注入処理は、例えば図外のパッカーと呼ばれる注入装置を用いて逆止弁付きの注入口１０５と連通する注入口付近の中空管１０１の管内空間を密閉し、当該密閉空間内に注入材２００を供給すればよい。
【００３８】
尚、本発明のように掘削機械２６で地中１０を掘削推進しながら後方に管２を順次継ぎ足していく推進工法の場合、管２の外側面に突起１００やガイド手段１２０等の突起物を設けることは、推進の際の抵抗になるので本来好ましくないが、本発明では、管設置装置１で地中に設置される管２の外側面２ａ；２ｂに設けられている突起１００及びガイド手段１２０の推進方向前方の地中１０が揺動する回転掘削体４６によって余掘りされるので、管２の外側面２ａ；２ｂに突起１００及びガイド手段１２０が設けられていても、推進の際の抵抗は、ほとんど無くなる。
【００３９】
実施形態１によれば、揺動可能な回転掘削体４６を有した管設置装置１を用いて管２を地中１０に設置する方法において、先に地中１０に設置された管２の互いに対向する一対の外側面２ａ；２ｂのうちの一方の外側面２ａの横に並ぶように地中１０に設置される次の管２の他方の外側面２ｂ（即ち、先に地中１０に設置された一方の外側面２ａの横に位置して互いに対向する外側面２ｂ）に、突起１００としての一対の中空管１０１；１０１を設け、一対の中空管１０１；１０１の外側面１０６；１０６を先に地中１０に設置されている管２の一方の外側面２ａに接触又は近接させながら次の管２を地中１０に設置することによって、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置される一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとの間に、一対の中空管１０１；１０１と一対の長尺部材１２１；１２１と一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとで囲まれた密封性の高い地中領域１５０を形成でき、この地中領域１５０に注入材２００を充填して止水処理部を形成するようにしたので、地中領域１５０に注入された注入材２００が地中領域１５０外に流出する可能性が低くなり、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置される一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとの間の止水処理を確実に行え、かつ止水処理に必要な注入材２００の注入量を少なくできて、施工コストを低減できるようになる。
また、先に地中１０に設置された管２の一方の外側面２ａには、先に地中１０に設置される管２の横に並ぶように地中１０に設置される管２の他方の外側面２ａに設けられた突起１００としての一対の中空管１０１；１０１をガイドして次の管２の地中１０での進行方向をガイドするためにガイド手段１２０としての断面Ｌ字状の一対の長尺部材１２１；１２１を設けたので、地中１０に設置しようとする管２の地中１０での推進方向が一対の中空管１０１；１０１及び一対の長尺部材１２１；１２１によって的確にガイドされる。即ち、次の管２を地中に設置する際、一対の突起としての一対の各中空管１０１；１０１が一対のガイド手段１２０；１２０としての一対の長尺部材１２１；１２１の間に位置されて、一対の長尺部材１２１；１２１が各中空管１０１；１０１の外側面１０３；１０３に接触して各中空管１０１；１０１を挟むようにして各中空管１０１；１０１をガイドするので、地中領域１５０が一対の長尺部材１２１；１２１と各中空管１０１；１０１とによって確実に囲まれるので、地中領域１５０外への注入材の流出を防げ、地中領域１５０に対する注入を確実に行えることから、止水処理を確実に行えるとともに、次の管２が地中１０に設置される際に一対の長尺部材１２１；１２１によって当該次の管２の進行方向がより的確にガイドされる。
また、ガイド手段１２０としての断面Ｌ字状の一対の長尺部材１２１；１２１を設けたので、地中１０に設置しようとする管２の地中１０での推進方向を的確にガイドできるとともに、一対の中空管１０１；１０１と一対の長尺部材１２１；１２１と一方の管２の外側面２ａと他方の管２の外側面２ｂとで囲まれたより密封性の高い地中領域１５０を形成できるようになる。
また、実施形態１によれば、突起１００として逆止弁付きの注入口１０５を有した中空管１０１を用いたので、地中１０において互いに隣り合う一方の支保工１１と他方の支保工１１との間に形成された密閉性の高い地中領域１５０に、中空管１０１の中空空間及び逆止弁付きの注入口１０５を介して中空管１０１の内側から注入材２００を注入することができる。また、突起１００として逆止弁付きの注入口１０５を有した中空管１０１を用いたので、後述するように、管２内にコンクリート３００を埋めた後においても、中空管１０１の中空空間及び逆止弁付きの注入口１０５を介して中空管１０１の内側から地中領域１５０に注入材２００を注入することができるようになる。
また、中空管１０１が、地中１０に設置された管２の外周囲に注入材を充填するための注入口を備えた構成とすれば、管２の外周囲の地中１０に薬液やセメント系注入材を注入する裏込処理を行うことが可能となる。
【００４０】
実施形態２
尚、突起１００は、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置される一方の管２の外側面と他方の管２の外側面との間に密閉性の高い地中領域１５０を形成できるものであればよいので、突起１００としては、必ずしも中空管１０１を用いる必要は無く、例えば、次の管２の他方の外側面２ｂより突出するように設けられて、次の管２を地中１０に設置する場合に先に地中１０に設置した管２の一方の外側面２ａに接触又は近接することによって、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置される一方の管２の外側面と他方の管２の外側面との間に地中領域を形成できる単なる長尺板状の突出物でもよい。
実施形態２の場合でも、一方の支保工１１と他方の支保工１１との間に、一方の支保工１１を構成する一方の各管２の一方の外側面２ａと他方の支保工１１を構成する他方の管２の他方の外側面２ｂと突起１００を構成する図外の各突出物とで囲まれた密閉性の高い地中領域１５０を形成することができるようになる。この場合、次の管２の他方の外側面２ｂを貫通する孔部に取付けられた図外の逆止弁付きの注入口を介して、当該地中領域に注入材を注入することによって、一方の支保工１１と他方の支保工１１との間に止水性能の高い止水処理部を形成することが可能となる。止水処理部を形成した後、必要に応じて、管２内に、図１１に示すように、コンクリート３００を充填したり、鉄筋を配置してコンクリート３００を充填することによって、管２の強度を上げた支保工１１を構築すればよい。
【００４１】
尚、管２を到達させる到達側の空洞部が無い場合において、支保工１１を構築した後、掘削始点となった出発側の空洞部内に掘削機械２６等を引き戻して回収する場合は、当該構築した支保工１１の管２内に地下水が流れ込んで地盤沈下が生じないようにするため、掘削機械２６等を引き戻して回収する際に、管２内にコンクリート３００を埋める必要がある。この場合、管２内がコンクリート３００で埋まるため、実施形態２のように中空管１０１を用いない場合には、管２の内側から一方の支保工１１と他方の支保工１１との間の地中領域１５０に管２内側から注入材を注入することができなくなる。
一方、実施形態１のように、突起１００として、注入管として利用可能な中空管１０１を用いた場合には、上述のように管２内にコンクリート３００が埋められた後であっても、当該中空管１０１を注入管として利用して地中領域１５０に注入材２００を注入することが可能となる。
従って、上述のように、管２の到達側の空洞部が無い場合で掘削機械２６等を引き戻して回収する際に管２内にコンクリート３００を埋める必要がある場合においては、実施形態１のような中空管１０１を用いた方法で管２を設置することが有効である。
【００４２】
実施形態３
先に地中１０に設置される管２の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面２ａに突起１００を設け、当該管２の一方の外側面２ｂの横に並ぶように地中１０に設置される次の管２の他方の外側面２ｂにガイド手段１２０を設けるようにしてもよい。
【００４３】
実施形態４
さらに、ガイド手段１２０は無くてもよい。即ち、管２の互いに対向する一対の外側面のうちの一の外側面に突起１００のみを備えた構成の管を用いてもよい。
【００４４】
実施形態５
回転体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掘削ビットによる掘削半径が、先頭管６の一対の内壁面間（例えば先頭管６の上下の内壁面間）の寸法よりも大きく設定され、かつ、回収時には、先頭管６の内側空間を通過させることが可能に構成された図外の回転掘削体を用い、先頭管６の前方において先頭管６の一方の一対の壁面（例えば上下の内壁面６ｃ；６ｄ）と直交する方向である先頭管６の幅間隔（例えば先頭管６の上下幅間隔）よりも広い幅間隔で地中１０を掘削できるように構成された管設置装置を用いてもよい。
実施形態５の回転掘削体と実施形態１の掘削機械揺動駆動装置２５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、先頭管６の先頭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、地中１０において管２をよりスムーズに推進させることができる。
【００４５】
尚、ガイド手段１２０としては、単なる長尺な板材、あるいは、断面凹形状又は断面凸形状のレール形成体を用い、突起１００としては、レール形成体に係合する長尺な突起を設けるだけでもよい。
【００４６】
実施形態６
さらに、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中１０に設置される一方の管２の外側面に設けられた突起１００としての突起物を他方の管２の外側面に接触させるとともに、他方の管２の外側面に設けられた突起１００としての突起物を一方の管２の外側面に接触させることにより、これら一対の突起物と一方の管２の外側面と他方の管２の外側面とで囲まれた地中領域を形成するようにしてもよい。
【００４７】
尚、特許文献１に開示されているような管設置装置、即ち、管の先頭側の内側に管の推進方向と直交する回転中心線を回転中心として回転する回転掘削体を備え、かつ、管の先端に管の外径寸法よりも大きい刃管が設けられた構成の管設置装置を用いて管を地中に設置する場合においても、刃管によって余掘りが行われる。従って、この場合にも、先に地中に設置された管の横に並ぶように次の管を地中に設置すると、先に地中に設置された管と管と当該先に地中に設置された管の横に並ぶように地中に設置された次の管との間に間隔を形成されることになる。従って、本発明によれば、当該刃管が設けられた構成の管設置装置を用いて管を地中に設置する場合においても、間隔を隔てて互いに隣り合うように地中に設置される一方の管の外側面と他方の管の外側面との間に密閉性の高い地中領域を形成できる。
【００４８】
また、先に地中１０に入れる管の後端に後続管を連結しないようにし、地中に形成された空洞部から先に地中に入れる管のみを地中１０に設置して当該先に地中に入れる管のみ（即ち、１本の管）による支保工を形成するようにしてもよい。例えば、一方の空洞部と他方の空洞部とに跨る管を１本の管２で形成するようにしてもよい。
また、本発明でいう断面形状が四角形状とは、四角の角部が面取りされた形状のものも含む。
【００４９】
本発明で説明した空洞部は、シールドトンネルのセグメントで囲まれた空洞部、又は、山岳トンネルの壁で囲まれたトンネル空洞部、又は、立坑内の空間等により形成される。そして、本発明により形成される地下空間としては、上述した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、上述した連通路等がある。
【符号の説明】
【００５０】
１  管設置装置、２  管、２ａ  管の一方の外側面（一の外側面）、
２ｂ  管の他方の外側面（他の外側面）、
６  先頭管（管）、６ｔ  先頭開口、７  後続管（管）、１０  地中、１００  突起、
１０１  中空管（突起）、１０５  逆止弁付きの注入口、１２０  ガイド手段、
１５０  地中領域、２００  注入材。
【図１】
2014025230.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2014025230.tif 000006
【図５】
2014025230.tif 000007
【図６】
2014025230.tif 000008
【図７】
2014025230.tif 000009
【図８】
2014025230.tif 000010
【図９】
2014025230.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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