(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管後端の縮径部分の外周に、一定長だけ後方に突出するように固設した環状の鋼製カラーを有する推進管を、地中に曲線状に推進埋設していく推進工法においていられる曲線造成管であって、筒体と前記筒体の前後にリング状前方支持板と後方支持板を有し、少なくとも前記鋼製カラーの突出長さ以上の長さを有し、前方の一部が前記鋼製カラー内に設置可能となるようにした環状の支持体と、前記支持体のの後方外周に推進管外径と略同径で一定長だけ後方に突出して設けられた、前記鋼製カラーの後端よりも後方に設置される後方カラーと、前記支持体の内周面に円周方向に所定の間隔を置いて設置される固定具とにより構成されることを特徴とする曲線造成管
【請求項２】
推進埋設される曲線部分の推進管接合部に、推進管の鋼製カラーの突出内に請求項１記載の曲線造成管の前方側を挿入配置し、曲線造成管の後方カラーの突出内に次の推進管の先端縮径部分を挿入配置し、次の推進管の後端部分の鋼製カラーの突出内に次の曲線造成管の前方側を挿入配置し、推進管前後の接合部に配置された曲線造成管の支持体の内周面に設置した固定具同士を開口調整具により連結し、推進管と曲線造成管および曲線造成管と推進管との間の複数箇所で互いに屈曲可能にするとともに、１箇所の接合部での屈曲が大きくならないように制限することを特徴とする曲線保持方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に推進管を推進埋設する曲線推進工法において推進管の曲線造成を容易にし、かつ確実にするための曲線造成管および曲線保持方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
曲線を含む推進施工は、先端のシールド掘進機を屈曲可能な構造とすることにより、曲線始点において曲線造成ジャッキを伸長させてシールド掘進機を所定の曲線半径に屈曲させ、シールド掘進機を押し込むことで所定の曲線掘削工を造成していく。シールド掘進機に後続する推進管は、シールド掘進機の軌跡に追随させるために、各推進管の接合部端面にの中央上下にクッション材を装着して、曲線追随性の確保や管端面接触による破損防止を行う方法が一般に用いられている。
【０００３】
推進管部分の曲線推進施工が可能な曲線半径は、推進管接合部の折れ角による止水性の問題から最小曲線半径が決定され、推進管長が短いほど、関係が小さいほど曲線半径が小さくとれることとなる。通常の標準推進管（２．４３ｍ）で曲線形成ができない場合には、推進管の長さが半分の推進管が用いられる。
【０００４】
しかし、曲線半径がより小さくなってくると、推進管の長さをさらに短くする必要があり、通常製作されている推進管では対応できなくなってくる。このため、鋼材等で短い鋼管を製作して屈曲を可能とする方法が採用され、急曲線の推進施工でも可能としたが、推進完了後に鋼管内を仕上げるためのモルタル等の打設や充填を曲線区間全域にわたって行わなくてはならなく、狭い管内での作業となり、作業環境や品質管理にも問題がある。
【０００５】
このため、通常の推進管でも急曲線が容易で、確実に推進埋設できる曲線推進用補助管の技術（特許第２８７３２０２号）が開発されている。この技術は、筒体と前記筒体の前後にリング状の前方支持板と後方支持板を有し、少なくとも推進管の後端部の外周に、一定長だけ後方に突出するように固設された環状の鋼製カラーの突出長さ以上の長さを有し、前方の一部が前記鋼製カラー突出内に設置可能となるようにた環状の支持体と、前記支持体の後方外周に推進管外径と略同径で一定長だけ後方に突出して設けられ、前記鋼製カラーよりも後方に設置される後方カラーとにより構成される曲線推進用補助管である。この曲線推進用補助管を曲線部分の推進管接合部に、１セット挿入配置するかまたは数セット挿入配置することによって、推進管と支持体および支持体支持体との間の複数箇所で互いに屈曲を可能とすることによって、各推進管の接合部で大きな屈曲を可能とした。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した曲線推進用補助管の開発により、急曲線の推進施工でも各推進管の接合部で複数箇所の屈曲が可能となり、１箇所当たりの屈曲量を少なくすることができ、各屈曲箇所での止水性の確保を可能とした。このため、一般に用いられている定尺の推進管でも急曲線の推進施工が確実に行えるようになり、工事費を大きく低減した。しかし、推進施工する土質条件が悪いと、側方土圧反力が小さく曲線区間で推進管が曲線の外側へとせり出し、１箇所の推進管接合部で大きく屈曲する形となり、所定の計画曲線を維持できなくなる。これにより、推進管接合部での止水性の問題や、推進管の内側端面での点接触による管端面の破損の問題が発生することとなる。また、極端な屈曲により推進力も増大し、推進施工できなくなるという問題も発生してくる。
【０００７】
このため、推進管接合部の前後の内周面にアンカーボルト等を打設して鋼材等で製作された緊結金具で両方のアンカーボルトを連結して異常な屈曲を防止する方法が用いられているが、アンカーボルト等の設置のために管壁に孔を穿孔するため管材を損傷させるという問題が発生している。また、管材がコンクリート管では、引き抜き力が弱く完全な屈曲防止となっていないのが現状である。
【０００８】
このため、本発明は、土質条件が悪く、急曲線でも安全で確実に所定の曲線形成が行える曲線造成管および曲線保持方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、管後端の縮径部分の外周に、一定長だけ後方に突出するように固設した環状の鋼製カラーを有する推進管を、地中に曲線状に推進埋設していく推進工法においていられる曲線造成管であって、筒体と前記筒体の前後にリング状前方支持板と後方支持板を有し、少なくとも前記鋼製カラーの突出長さ以上の長さを有し、前方の一部が前記鋼製カラー内に設置可能となるようにした環状の支持体と、前記支持体のの後方外周に推進管外径と略同径で一定長だけ後方に突出して設けられた、前記鋼製カラーの後端よりも後方に設置される後方カラーと、前記支持体の内周面に円周方向に所定の間隔を置いて設置される固定具とにより構成される曲線造成管である。また、推進埋設される曲線部分の推進管接合部に、推進管の鋼製カラーの突出内に曲線造成管の前方側を挿入配置し、曲線造成管の後方カラーの突出内に次の推進管の先端縮径部分を挿入配置し、次の推進管の後端部分の鋼製カラーの突出内に次の曲線造成管の前方側を挿入配置し、推進管前後の接合部に配置された曲線造成管の支持体の内周面に設置した固定具同士を開口調整具により連結し、推進管と曲線造成管および曲線造成管と推進管との間の複数箇所で互いに屈曲可能にするとともに、１箇所の接合部での屈曲が大きくならないように制限する曲線保持方法である。
【００１０】
筒体と筒体の前後に配置されるリング状の前方支持板と後方支持板を有する支持体は、大きな推進力を伝達するため、推進力によって変形を起こさないように比較的強度のある鋼材で製作される。支持体の外周部には、環状のシール材が設置され、前方の推進管の鋼製カラーに嵌合することによって止水が行われる。
【００１１】
支持体の後方外周に固設される後方カラーは、次の推進管の先端外周部に設けられた段差長さに合う長さとなっている。推進管の段差部には、シール材が設置され、後方カラー内に嵌合することによって止水が行われる。
【００１２】
支持体の内周面に設置される固定具は、推進管前後に設置した曲線造成管を開口調整具で保持するために、比較的強度をもっていることが必要である。材料としては、鋼材等が用いられ、設置方法としては、支持体の内周面壁に内ネジを設けたアンカーを固設して、アンカーにボルトをねじ込んで固定する方法や突起物を直接支持体の内周面に溶接等により固設する方法が用いられる。
【００１３】
開口調整具としては、断面が円形や矩形状の棒材が用いられ、棒材の両端には前記固定具のボルト等に引っ掛けられるように係止孔が設けられている。係止孔は、推進方向に長孔としておくことによって、最初に曲線半径に会わせた推進管接合部の開口幅を設定しておくことで、直線区間から曲線区間に入っても調整の必要がなくなるという利点がある。また、棒材の中間にターンバックルのような長さ調整具を設けておくことによって、推進管の長さが変化しても対応が可能となる。開口調整材の材質としては、鋼材や高い引っ張り力をもつ合成繊維材が用いられる。
【００１４】
曲線造成管の支持体前方部分を、接合部の前方側に配置される推進管後端の鋼製カラー内に挿入配置し、接合部の後方側に配置される次の推進管の先端部分を曲線造成管の後方カラー内に挿入配置しておくことにより、推進管が曲線区間にはいると、前方の推進管端面と支持体の前方支持板との間および支持体の後方支持板と後方の次の推進管端面との間の２ヶ所で、外周が鋼製カラーまたは後方カラーで覆われた断面三角形状の開口をあけた状態で、前方の推進管と支持体および支持体と後方の次の推進管とをそれぞれ互いに屈曲させることが可能となり、１ヶ所における前記鋼製カラーまたは後方カラーで覆っておける開口の最大長さすなわち開口幅、さらに言い換えると１ヶ所における屈曲量は少なくても、２ヶ所の屈曲量が合計される接合部全体では大きな屈曲を取ることができる。
【００１５】
また、推進管の前後の接合部に配置された曲線造成管の支持体の内周面に固設した固定具を推進方向に対向する固定具同士を開口調整具で連結することによって、土質条件の悪い地盤や急曲線の推進施工で推進管が曲線区間に入って、１ヶ所の接合部だけで曲線の外側にせり出そうとするが、推進管前後の曲線造成管の位置が開口調整具によって予め決められて調整されているため、計画値より大きく屈曲することはない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を基に説明する。図１は、本発明の曲線造成管および曲線保持方法を説明する縦断面図である。前方の推進管１の後端縮径部分の外周には、後方へ一定長だけ突出した環状の鋼製カラー２が固設されている。鋼製カラー２内には、前後のリング状の前方支持板５と後方支持板６を筒体４で連結した環状の支持体の前方部分が挿入設置されている。支持体の長さは、挿入設置時に支持体の後方部分に存在する外径の大きな後方支持板６などが鋼製カラー２の突出部とあたらないように、少なくとも鋼製カラー２の突出長さ以上の全長を有するように製作されている。支持体の後方外周には、推進管１外径と略同径で一定長だけ後方に突出した後方カラー７が固設されている。後方カラー７の長さは、後方の次の推進管１の先端外周部に設けられた段差長さに合う長さで製作されている。支持体の前後の推進管１の両端面には、推進力の分散と管端面と曲線造成管３の接触を防止するためのクッション材９が装着されている。さらに、曲線造成管３の支持体の内周面には、円周方向に所定の間隔を置いて固定具８が設置されている。固定具８の配置は、土質条件や推進管径よび曲線半径等を考慮して、推進管１の中心線に対して左右対称となる位置に２〜６ヶ所設置される。また、推進管１の前後の接合部２配置された曲線造成管３は、支持体の内周面に設置した固定具８同士を開口調整具１０で連結することによって、曲線造成管３の支持体の後方支持板６と推進管１の先端面、推進管１の後端面と支持体の前方支持板５との開きを抑制している。曲線造成管３および開口調整具１０は、曲線部分を通る推進管１の接合部および推進管の全てに設置される。
【００１７】
図２は、本発明の曲線保持状況を説明する縦断面図である。推進管１列が曲線区間にはいると、掘進機の造成した曲線掘削孔に沿って、推進管１列は各推進管の接合部で折れ角を形成して屈曲されていく。本発明では、前方の推進管１の後端面と支持体の前方支持板５と、支持体の後方支持板６と次の推進管１の前端面との２ヶ所が屈曲して所定の曲線を形成する。２ヶ所の屈曲部には、クッション材９が装着してあり、屈曲によって容易に変形をするが、変形後も管端面と曲線造成管３が接触しない厚さで装着されている。この場合、各屈曲部における断面三角形状開口の端部における最大長さすなわち開口幅は、従来技術の１ヶ所の屈曲部分しかない場合における１ヶ所の屈曲部分での開口幅に比べて１／２となり、止水性が容易となるとともに、曲線の外側へのせり出し力も小さくなる。また、予め曲線半径にあった各屈曲部の開口幅以上は開かないように開口調整具１０の長さをを設定しておくことによって、土質条件の悪い地盤等で１ヶ所の推進管１接合部で曲線の外側にせり出そうとしても開口調整具１０が阻止する。
【００１８】
図３は、開口調整具を説明する詳細図である。固定具８としては、曲線造成管３の支持体の内周面に設けたプレート１４に、内側にネジ加工をおこなった筒状の支持具１３を固設して、前記支持具１３に棒状の固定ピン１５をねじ込んだ構造となっている。推進管１の前後の接合部に配置した曲線造成管３の固定具８を連結する開口調整具１０は、両端に固定ピン１５がかけられるように係止孔１２が設けられている。係止孔１２は、推進方向に長孔としておくことによって、最初に曲線半径に会った推進管接合部の屈曲部分の開口幅を見込んでおくことによって、直線区間から曲線区間に入っても調整の必要がないという利点がある。また、開口調整具１０の中間にターンバックルのような長さ調整具１１を設けておくことによって、推進管１の長さが変化しても対応が可能となる。開口調整具１０の材料としては、推進管１接合部で計画した開口幅以上の開きが発生しないようにするための力が必要であり、引っ張り強度の高い鋼材や合成樹脂材が用いられる。
【００１９】
本実施形態では、固定具８を支持体の内周壁面に固設した支持具１３に、固定ピン１５をねじ込む構成を開示したが、支持体の内周面のプレート等に直接突起物を溶接等によって固着する方法を用いることも可能である。
【００２０】
各曲線造成管３の支持体の外周部および推進管１の先端の段差部には、シール材（図示省略）が設置されて、鋼製カラーや後方カラーに嵌合することによって止水性が確保される。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の曲線造成管および曲線保持方法により、土質条件が悪く、急曲線の推進施工でも、推進管の接合部に曲線造成管を配置することによって、２ヶ所が屈曲して所定の曲線を形成するため、従来技術の屈曲に対して１／２の屈曲ですみ、止水性が容易になるとともに、曲線外側へのせり出し力も小さくなる。また、軟弱な地盤や急曲線施工において、１ヶ所の推進管接合部で許容値を超えて屈曲しようとすると、推進管内を通して前後の曲線造成管の固定具を連結した開口調整具によって阻止され、曲線外側へのせり出しを防止できる。さらに、固定具は、比較的強度のある鋼材等で製作された強固な構造の曲線造成管に設置されるため、従来技術のように推進管の内壁面を穿孔して壁面を痛めたり、破損したりすることがなく、屈曲によるせり出し力に対しても固定具や開口調整具は十分な耐力があり、安全で確実に対応できる。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の曲線造成管および曲線保持方法を説明する縦断面図である。
【図２】本発明の曲線保持状況を説明する縦断面図である。
【図３】本発明の開口調整具を説明する詳細図である。
【符号の説明】
１              推進管
２              鋼製カラー
３              曲線造成管
４              筒体
５              前方支持板
６              後方支持板
７              後方カラー
８              固定具
９              クッション材
１０            開口調整具
１１            長さ調整具
１２            係止孔
１３            支持具
１４            プレート
１５            固定ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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