(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面四角形状の管を地中に形成された空洞部から地中に設置する場合に、先に地中に入れる管の先頭開口の前方に管の推進方向と直交する面と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設置し、管を進行させるとともに回転掘削体で地中を掘削することにより、管を推進させて地中に設置する管設置装置において、
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壁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揺動させる掘削機械揺動駆動装置を備え、
掘削機械揺動駆動装置は、揺動基板と、揺動基板の案内部材と、揺動基板駆動手段とを備え、
案内部材は、筒部と筒部の一端開口を閉塞する底部とを有した断面四角形状の一端閉塞他端開口の有底箱状に形成されて、当該案内部材の筒部の筒の中心線と管の中心線とが同じになるように案内部材の他端開口側を管の先頭開口側に向けて管の先頭開口側の内側に設置され、
揺動基板は、管の互いに平行に対向する他方の一対の壁面間の中央を回転中心として揺動可能なように案内部材に取付けられ、
管の先頭開口よりも前方に位置された回転掘削体を支持する支柱が揺動基板に支持されており、
揺動基板駆動手段が揺動基板における一対の側壁側を前後に移動させることにより、回転掘削体の回転中心線が、管の互いに平行に対向する一方の一対の壁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され、
揺動基板と案内部材の筒部と案内部材の底部とで囲まれた空間内には、水よりも粘性の高い液体が封入されていることを特徴とする管設置装置。
【請求項２】
回転掘削体は、回転中心線を回転中心として回転する回転体と、回転体の外周面より突出するように設けられた掘削ビットとを備え、
回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した回転体の外周面までの第１距離と回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した掘削ビットの先端までの第２距離とが異なり、
第１距離を半径とした回転体の直径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも小さく設定され、
第２距離を掘削半径とした掘削ビットによる掘削径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも大きく設定されたことにより、
回転掘削体が管の先頭開口を介して管の前方及び管の内側に移動可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の管設置装置。
【請求項３】
回転掘削体は、回転中心線を回転中心として回転する回転体と、回転体の外周面より突出するように設けられた第１の掘削ビットと第２の掘削ビットとを備え、
回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した第１の掘削ビットの先端までの第１距離と回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した第２の掘削ビットの先端までの第２距離とが異なり、
第１距離を掘削半径とした第１の掘削ビットによる掘削径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも小さく設定され、
第２距離を掘削半径とした第２の掘削ビットによる掘削径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも大きく設定されたことにより、
回転掘削体が管の先頭開口を介して管の前方及び管の内側に移動可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の管設置装置。
【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装置に関する。
【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いる（例えば特許文献１等参照）。
また、断面円形状の曲管（管の中心線が曲線である管）を地中に設置するための管設置装置として、曲管の先頭側に曲管の推進方向に沿った回転中心線を回転中心として回転するカッタヘッドを備え、カッタヘッドの回転中心線を曲管の推進方向と交差する状態にしてカッタヘッドを揺動させることが可能な管設置装置が知られている（例えば特許文献２等参照）。
【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２００５−１５５０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の管設置装置では、地山が硬質地盤である場合、先頭管の先端が硬質地盤に衝突して進行しなくなることがあった。
また、特許文献２の管設置装置では、カッタヘッドが回転可能なようにカッタヘッドの外周面が支持部材によって支持されているので、カッタヘッドの外周面と支持部材との接触支持構造として高精度な摺動装置が必要となり、また、摺動装置における支持部材とカッタヘッドとの接触部が磨耗しやすくなるので、耐久性、コスト等の面で問題がある。
さらに、特許文献１の管設置装置に特許文献２の管設置装置の接触支持構造を採用しようとした場合、上述した耐久性、コスト等の問題ばかりではなく、特許文献１の管設置装置の回転掘削体の回転中心線の向きと特許文献２の管設置装置のカッタヘッドの回転中心線の向きとが異なるため、特許文献１の管設置装置に特許文献２の管設置装置の接触支持構造を採用したとしても、管の進行に先立って管の前方において管の断面積よりも広い断面積を掘削できる構成とはならず、先頭管の先端が硬質地盤に衝突して進行しなくなるという課題を解消できない。
本発明は、管の先頭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、管の進行に先立って管の前方において管の断面積よりも幅の広い断面積を掘削できるようにして、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管設置装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、断面四角形状の管を地中に形成された空洞部から地中に設置する場合に、先に地中に入れる管の先頭開口の前方に管の推進方向と直交する面と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設置し、管を進行させるとともに回転掘削体で地中を掘削することにより、管を推進させて地中に設置する管設置装置において、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壁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揺動させる掘削機械揺動駆動装置を備え、掘削機械揺動駆動装置は、揺動基板と、揺動基板の案内部材と、揺動基板駆動手段とを備え、案内部材は、筒部と筒部の一端開口を閉塞する底部とを有した断面四角形状の一端閉塞他端開口の有底箱状に形成されて、当該案内部材の筒部の筒の中心線と管の中心線とが同じになるように案内部材の他端開口側を管の先頭開口側に向けて管の先頭開口側の内側に設置され、揺動基板は、管の互いに平行に対向する他方の一対の壁面間の中央を回転中心として揺動可能なように案内部材に取付けられ、管の先頭開口よりも前方に位置された回転掘削体を支持する支柱が揺動基板に支持されており、揺動基板駆動手段が揺動基板における一対の側壁側を前後に移動させることにより、回転掘削体の回転中心線が、管の互いに平行に対向する一方の一対の壁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され、揺動基板と案内部材の筒部と案内部材の底部とで囲まれた空間内には、水よりも粘性の高い液体が封入されているので、管の進行に先立って管の前方において管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広い幅間隔で地山を掘削できるようになり、管の前方において管の他方の一対の壁面と直交する方向である管の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を地中においてスムーズに推進させることが可能となり、また、揺動基板の揺動時において、空間内に封入されている液体が、揺動基板の前方から空間内への泥水の浸入を阻止するので、揺動基板の後方に泥水が充填されて揺動基板の動きが阻害されてしまうような事態を防止でき、揺動基板の揺動動作がスムーズとなる。
また、回転掘削体は、回転中心線を回転中心として回転する回転体と、回転体の外周面より突出するように設けられた掘削ビットとを備え、回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した回転体の外周面までの第１距離と回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した掘削ビットの先端までの第２距離とが異なり、第１距離を半径とした回転体の直径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも小さく設定され、第２距離を掘削半径とした掘削ビットによる掘削径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも大きく設定されたことにより、回転掘削体が管の先頭開口を介して管の前方及び管の内側に移動可能に構成されたので、管の前方において掘削ビットによる掘削によって管の一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広い幅間隔で地山を掘削できるようになり、管の前方において管の一方の一対の壁面と直交する方向である管の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をよりスムーズに推進させることが可能となる。
また、回転掘削体は、回転中心線を回転中心として回転する回転体と、回転体の外周面より突出するように設けられた第１の掘削ビットと第２の掘削ビットとを備え、回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した第１の掘削ビットの先端までの第１距離と回転中心線から回転中心線と直交する線上を経由した第２の掘削ビットの先端までの第２距離とが異なり、第１距離を掘削半径とした第１の掘削ビットによる掘削径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも小さく設定され、第２距離を掘削半径とした第２の掘削ビットによる掘削径が、管の一方の一対の壁面の内壁面間の寸法よりも大きく設定されたことにより、回転掘削体が管の先頭開口を介して管の前方及び管の内側に移動可能に構成されたので、管の前方において第２の掘削ビットによる掘削によって管の一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広い幅間隔で地山を掘削できるようになり、管の前方において管の一方の一対の壁面と直交する方向である管の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をよりスムーズに推進させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】管設置装置の横断面図（実施形態１）。
【図２】管設置装置の縦断面図（実施形態１）
【図３】揺動基板の後面側を後方側から見た図（図２のＡ−Ａ断面相当図）（実施形態１）。
【図４】先頭管の内部構造を示す斜視図（実施形態１）。
【図５】回転掘削体の揺動状態を示す図（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】直管を設置する管設置方法により構築される支保工の例を示す断面図（実施形態１）。
【図８】曲管を設置する管設置方法により構築される支保工の例を示す断面図（実施形態１）。
【図９】管設置装置の断面図（実施形態３）。
【図１０】（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１１】（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）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
図１乃至図８に基づいて、実施形態１による地中への管設置方法を実現するための管設置装置１の基本構成及び動作について説明する。
図１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１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１における下側を管２や管設置装置１の後側と定義し、図１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１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。
【０００８】
管２は、図６；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曲管（管の中心線が曲線である管）、あるいは、図７に示すような、真っ直ぐに延長する管（管の中心線が直線である管（以下、直管という））であって、管の中心線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、管の長さ（前後長さ）が１．５ｍ、左右幅が１．２ｍ、上下幅が０．７ｍである。
そして、図６；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７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に構築される。
図６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、先頭に位置される曲管である先頭管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曲管である後続管７とにより形成される連続する曲管６７によって構築される。
支保工１１としては、図８（ａ）に示すように、地中１０に形成された一方の空洞部１００と他方の空洞部１００との間に跨るように複数の管２としての複数の曲管を連続させて構築される支保工１１や、図８（ｂ）に示すように、地中１０に形成された空洞部１００から出発して当該空洞部１００に戻るように複数の管２としての複数の曲管を連続させて構築される支保工１１や、図７に示すように、一方の空洞部１００と他方の空洞部１００との間に跨るように複数の管２としての複数の直管を連続させて設置して構築される支保工１１などがある。
【０００９】
図１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。
【００１０】
管設置装置１は、筒部３１ｘと筒部３１ｘの一端開口を閉塞する底部３１ｙとを有した案内部材３１を備え、当該案内部材３１の筒の中心線と先頭管６の管の中心線とが一致するように案内部材３１が他端開口側を先頭管６の先頭開口６ｔ側に向けて先頭管６の先端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間の中央（例えば先頭管６の左右の内壁面６ａと内壁面６ｂとの間の中央位置）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。
また、揺動基板３０の後面３０ｘと案内部材３１の筒部３１ｘと案内部材３１の底部３１ｙの前面３１ｆとで囲まれた空間７８内に、水よりも粘性の高い液体を封入したことで、揺動基板３０が揺動する場合に水密性能維持部材１２と案内部材３１の内周面３５との間を介して空間７８内に泥水が流入するのを防止する構成を備える。
案内部材として、底部３１ｙを有しない両端開口の筒状の案内部材を用いた場合においては、揺動基板３０の揺動時に、水密性能維持部材１２と案内部材３１の内周面３５との間を介して揺動基板３０の後方側の先頭管６内に泥水が流入する可能性があり、揺動基板３０の後方側の先頭管６内に泥水が流入すると、排泥できなくなったり、周辺の地下水の水位が下がってしまう可能性がある。さらに、揺動基板３０の揺動時の動きが阻害されてしまう可能性がある。
そこで、上述したように、案内部材として、底部３１ｙを有した案内部材３１を用い、揺動基板３０の後面３０ｘと案内部材３１の筒部３１ｘと案内部材３１の底部３１ｙの前面３１ｆとで囲まれた空間７８内に水よりも粘性の高い液体を封入したことで、揺動基板３０の揺動時に水密性能維持部材１２と案内部材３１の内周面３５との間を介して揺動基板３０の後方に泥水が移動しない構成とした。
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。
また、空間７８内に水よりも粘性の高い液体を封入したので、揺動基板３０の後方側の先頭管６内への泥水の流入を防止でき、揺動基板３０の前面側に位置する泥水を後述する排泥装置７６により確実に排泥できるようになり、周辺の地下水の水位低下も抑制できる。さらに、揺動基板３０の揺動時の動きが阻害されず、揺動基板３０の揺動動作がスムーズとなる。
【００１１】
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、筒部３１ｘと筒部３１ｘの一端開口を閉塞する底部３１ｙとを有した断面四角形状の一端閉塞他端開口の有底箱状に形成される。当該案内部材３１の筒部３１ｘの筒の中心線と先頭管６の管の中心線とが同じになるように、案内部材３１が、他端開口側を先頭管６の先頭開口６ｔ側に向けて先頭管６の先頭開口６ｔ側の内側に設置される。底部３１ｙには、後述の揺動基板駆動用ジャッキ１６のシリンダ１６ａが固定される収容固定部３１ｚが設けられる。収容固定部３１ｚは、底部３１ｙの前面３１ｆに開口し底部３１ｙの前面３１ｆより後方に延長する有底孔により形成される。この有底孔は、図１に示すように底部３１ｙの後面３１ｂより後方に延長する有底孔であってもよいし、底面が底部３１ｙの前面３１ｆと後面３１ｂとの間に位置される有底孔であってもよい。そして、例えば、シリンダ１６ａが収容固定部３１ｚの有底孔に挿入されシリンダ１６ａの周囲に取付けられた図外の取付ブラケットが底部３１ｙの前面３１ｆに図外の固定手段で固定されることにより、揺動基板駆動用ジャッキ１６が底部３１ｙに固定される。
案内部材３１は、案内部材３１の筒部３１ｘの筒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の筒部３１ｘ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の筒部３１ｘ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の筒部３１ｘ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の筒部３１ｘ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膨出するよう湾曲する湾曲面に形成される。
【００１２】
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２；図３参照）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の回転中心線として機能し、この回転中心線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。
【００１３】
図１；図３に示すように、揺動基板３０、及び、案内部材３１には、揺動基板３０の平板や案内部材３１の底部３１ｙの収容固定部３１ｚ以外の平板部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３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、及び、案内部材３１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、及び、案内部材３１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、及び、案内部材３１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。
揺動基板３０の支柱保持貫通孔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される。揺動基板３０の排泥管保持貫通孔１４；１４には、排泥管７６ｃの前側部分７６ｘが貫通した状態で固定される。揺動基板３０の水供給管保持貫通孔１５；１５には、水供給管７５ｃの前側部分７５ｘが貫通した状態で固定される。
案内部材３１の支柱保持貫通孔１３には、揺動基板３０の支柱保持貫通孔１３を貫通した掘削機械２６の支持部４０の支柱４２の後端に連結された可撓性を有した可撓支持筒材４２ａが貫通した状態で固定される。
例えば、支柱４２は後述する耐圧ホース５６を収容する鋼管により形成され、可撓支持筒材４２ａは耐圧ホース５６を収容する硬質ビニル製の蛇腹管により形成される。
案内部材３１の排泥管保持貫通孔１４；１４には、排泥管７６ｃの可撓性を有した主部分７６ｙが貫通した状態で保持される。案内部材３１の排泥管保持貫通孔１４の内周面、又は、主部分７６ｙの外周面には、ゴムパッキン等の水密性能維持部材１４ａが設けられ、案内部材３１の排泥管保持貫通孔１４と主部分７６ｙとの間の水密性が維持される（図２参照）。
案内部材３１の水供給管保持貫通孔１５；１５には、水供給管７５ｃの可撓性を有した主部分７５ｙが貫通した状態で保持される。案内部材３１の水供給管保持貫通孔１５の内周面、又は、主部分７５ｙの外周面には、ゴムパッキン等の水密性能維持部材１５ａが設けられ、案内部材３１の水供給管保持貫通孔１５と主部分７５ｙとの間の水密性が維持される（図２参照）。
尚、支柱４２と支柱保持貫通孔１３とを溶接等で剛接合し、空間７８内に充填された水よりも粘性の高い液体中に位置される支柱４２の一部を可撓性部に形成してもよい。同様に、排泥管７６ｃと排泥管保持貫通孔１４とを溶接等で剛接合し、空間７８内に充填された水よりも粘性の高い液体中に位置される排泥管７６ｃの一部を可撓性部に形成してもよい。また、水供給管７５ｃと水供給管保持貫通孔１５とを溶接等で剛結合し、空間７８内に充填された水よりも粘性の高い液体中に位置される水供給管７５ｃの一部を可撓性部に形成してもよい。
例えば鋼製の支柱４２と支柱保持貫通孔１３の鋼製孔壁とを溶接等で剛接合し、空間７８内の液体中に位置される支柱４２の一部分を蛇腹管、硬質ゴム製の可撓管等の可撓性部で形成したり、鋼製の排泥管７６ｃと排泥管保持貫通孔１４の鋼製孔壁とを溶接等で剛接合するとともに、鋼製の水供給管７５ｃと水供給管保持貫通孔１５の鋼製孔壁とを溶接等で剛結合し、空間７８内の液体中に位置される排泥管７６ｃの一部分、及び、水供給管７５ｃの一部分を蛇腹管、硬質ゴム製の可撓管等の可撓性部で形成してもよい。
【００１４】
上記空間７８内には、水よりも粘性の高い液体として、例えば、グリス８８が封入されている。空間７８内にグリス８８が封入されていることにより、揺動基板３０が揺動した場合において、水密性能維持部材１２と案内部材３１の内周面３５との間を介して空間７８内に泥水が流入しようとしても空間７８内にグリス８８が充填されているので泥水が空間７８内に流入できない。このように、空間７８内への泥水の流入を防止できるので、空間７８内に泥水が流入してしまって揺動基板３０の動きが悪くなってしまうような事態を抑制でき、揺動基板３０の揺動動作がスムーズとなる。
【００１５】
揺動基板駆動手段３２は、揺動基板駆動用ジャッキ１６と、上述した収容固定部３１ｚ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。
揺動基板駆動用ジャッキ１６が収容固定部３１ｚに固定されたことで、収容固定部３１ｚが揺動基板駆動用ジャッキ１６の設置部及び反力受け部として機能する。
左側の揺動基板駆動用ジャッキ１６Ａは、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、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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５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。
【００１８】
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、推進力伝達棒状体７１と、推進力伝達用の当て材７２とを備える。
【００１９】
推進力伝達棒状体７１は、一端から他端までの長さが案内部材３１の底部３１ｙの後面３１ｂ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の先端面と案内部材３１の底部３１ｙの後面３１ｂにおける左側部の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の先端面と案内部材３１の底部３１ｙの後面３１ｂにおける右側部の上下の中央位置とが連結される。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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、左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂにより、案内部材３１の底部３１ｙの後面３１ｂにおける左右両側の上下の中央位置を押圧するので、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。
【００２２】
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、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る。主部分７５ｙが案内部材３１の水供給管保持貫通孔１５を貫通するように設けられ、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。
【００２３】
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る。主部分７６ｙが案内部材３１の排泥管保持貫通孔１４を貫通するように設けられ、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂと、水供給管７５ｃと、排泥管７６ｃとが組立てられた組立体を、掘削回転体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６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、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、掘削回転体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。
【００２６】
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１００内に掘削機械２６等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１００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１００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１００内に掘削機械２６等を押し出して回収するようしてもよい。
例えば、先頭管６を到達側の空洞部１００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１００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１００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１００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。
図８（ｂ）のように、地中１０に形成された１つの空洞部１００から出発して当該空洞部１００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１００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１００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１００内にのみ設置すればよいので装置コストも低減できる。
【００２７】
実施形態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。
また、揺動基板３０の後面３０ｘと案内部材３１の筒部３１ｘと案内部材３１の底部３１ｙの前面３１ｆとで囲まれた空間７８内に、水よりも粘性の高い液体としてのグリス８８を封入したので、揺動基板３０の後方側の先頭管６内への泥水の流入を防止できる。よって、揺動基板３０の前面側に位置する泥水を排泥装置７６により確実に排泥できるようになり、周辺の地下水の水位低下も抑制でき、さらに、揺動基板３０の揺動動作もスムーズとなる。
【００２８】
実施形態２
グリッパ装置を用いて先頭管６を推進させるようにしてもよい。この場合、グリッパ装置は、例えば、案内部材３１の筒の後端部に固定されて後方に延長するように設けられた図外の複数のジャッキ支持体と、ジャッキのシリンダがジャッキ支持体に固定されてジャッキのピストンが伸長することで先頭管５の内面に突っ張るように接触する複数のジャッキとを備えて構成される。
複数のジャッキのピストンを伸長させて先頭管の内面に突っ張るように作動させた後、先頭管の後端面を推進ジャッキで押圧して先頭管を推進させた場合、先頭管６と、掘削機械揺動駆動装置２５と、掘削機械２６とを一緒に推進させることができ、推進力伝達手段６２と推進力受け部６３とを不要とできる。このため、掘削機械２６等を到達側で回収できるようになる。
また、地山９９側から揺動基板３０に加わる水圧に十分に対抗できるようになる。
【００２９】
実施形態３
図９乃至図１１に示すように、回転掘削体は、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第１の掘削ビット８０及び第２の掘削ビット８１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８１が回転体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。
回転体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８０は、回転体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８１は、回転体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に取り付けられて回転体５０の回転中心線Ｌに沿って回転体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、回転体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８１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つの１つの回転掘削体４６Ａにおいて、第１の掘削ビット８０は、回転体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、回転体５０の外周面５１上において第１の掘削ビット８０が設けられていない部分に設けられる。
図１０（ｂ）に示すように、回転体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８１の先端は、回転体５０の回転中心線Ｌと直交する同一の面８５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８１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８１で掘削できるように構成されている。要するに、１つの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１１（ａ）に示すように、回転体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８０の先端までの第１距離８０ｘ（即ち、第１の掘削ビット８０による掘削半径）と回転体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８１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８０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８１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の先頭開口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の先頭開口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の先頭開口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８０及び第２の掘削ビット８１が先頭管６の先頭開口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の先頭開口６ｔの前方において先頭開口６ｔの断面よりも上下幅の大きい断面積の孔を掘削できるので、先頭管６の先頭開口縁６ｚ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１１（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８１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。
【００３０】
即ち、実施形態３によれば、回転体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８０の先端までの第１距離８０ｘ（即ち、第１の掘削ビット８０による掘削半径）と回転体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８１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８０による掘削径が、先頭管６の案内刃管の上下の内壁面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８１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の先頭開口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８０；８１が地盤を掘削することにより、先頭管６の先頭開口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の先頭開口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の先頭開口縁６ｚが地盤に衝突する前に、先頭管６の先頭開口６ｔよりも前方に位置する地盤を掘削ビット８０；８１により確実に掘削できるので、先頭管６の先頭開口縁６ｚ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９９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。
また、掘削機械揺動駆動装置２５を備えたので、回転掘削体４６Ａ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るとともに、第２の掘削ビット群８１０を備えたので、第２の掘削ビット８１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山９９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９９が硬質地盤である場合でも管をよりスムーズに推進させることが可能となる。
また、第１の掘削ビット８０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よりも小さいので、掘削機械２６等の回収時には、図１１（ｂ）に示すように、回転掘削体４６Ａが管２内を通過できるようになるので、回転掘削体４６Ａを管２内に通して引き戻すことにより掘削機械２６等を出発側の空洞部１００に回収できる。
【００３１】
また、回転体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８１の先端位置が、回転体５０の回転中心線Ｌと直交する同一の面８５上に位置しないように設定されている。つまり、回転体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の先頭開口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。
【００３２】
また、各第２の掘削ビット群８１０を、回転中心線Ｌを中心として回転体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８１及び第１の掘削ビット８０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８１及び第１の掘削ビット８０によってより効率的に掘削できるようになる。
【００３３】
尚、第２の掘削ビット群８１０は、回転体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８１の集合体により構成されてもよい。
【００３４】
また、回転体５０の外周面５１上において回転体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８１が個々に並ぶように配置されていたり、回転体５０の外周面５１上において回転体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の先頭開口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。
【００３５】
第２の掘削ビット群８１０；８１０が回転体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８０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８１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の先頭開口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。
【００３６】
実施形態４
回転掘削体は、第１の掘削ビット８０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８１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８０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回転体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８１（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の先頭開口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距離を半径とした回転体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８１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の先頭開口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４によれば、第２の掘削ビット８１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山９９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９９が硬質地盤である場合でも管をよりスムーズに推進させることが可能となる。
【００３７】
実施形態５
支柱４２の先端部に地山９９に向けて高圧水を噴射させる図外の噴射ノズルを設け、回転掘削体４６；４６Ａによる掘削とともに当該噴射ノズルより高圧水を噴射するようにした。これにより、回転掘削体４６；４６Ａの前方にも水が行き届いて回転掘削体４６；４６Ａの周囲を水が循環するので回転掘削体４６；４６Ａの周囲の泥水の濃度を均一にでき、回転掘削体４６；４６Ａの前方の泥水を確実に排泥できる。
【００３８】
実施形態６
先頭管６の先頭開口縁６ｚは、先鋭部を備えた構成とした。例えば、先頭管６の左右の壁の先端形状が湾曲凹部状に形成されて先頭管６の先頭開口縁６ｚの４隅部が鋭利な先鋭部に形成された構成とすることで、先頭開口縁６ｚが地山に食い込みやすくなる。
【００３９】
尚、空間７８内に封入する水よりも粘性の高い液体としては、グリス８８以外のオイル等を用いても良く、空間７８内に泥水が流入するのを防止できる流動体であればよい。
【００４０】
回転掘削体を１つ又は３つ以上備えた掘削機械２６を用いてもよい。
また、掘削機械２６は、先頭管６の推進方向と交差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ものであってもよい。
【００４１】
また、管を推進させる方法としては、実施形態１のように管２と掘削装置３とを一緒に押圧して管設置装置１を推進させる方法、実施形態２のように管２の後端面１０２ｅを押圧して管２を推進させるとともにグリッパ装置を介して掘削装置３を牽引させるように推進させる方法等のように、管２と掘削装置３とを一緒に推進させる方法、あるいは、管２と掘削装置３とを別々に押圧して管設置装置１を推進させる方法等がある。
【００４２】
また、先に地中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。即ち、一方の空洞部１００と他方の空洞部１００とに跨る管を１本の管で形成するようにしてもよい。
【００４３】
また、管２は、断面形状が四角形状のものであればよい。尚、本発明でいう断面形状が四角形状とは、断面長方形、断面正方形、断面台形、断面平行四辺形などの四角形状を指し、四角の角部が面取りされた形状のものも含む。
また、本発明に使用する回転掘削体としては、図２に示すような片刃の掘削ビットを備えたものを用いてもよいし、図１１に示すような両刃の掘削ビットを備えたものを用いてもよい。
【００４４】
本発明では、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内壁面としての先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄと平行な第１の状態に設定されるように回転掘削体４６が設置された構成を示したが、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壁面としての先頭管６の左右の内壁面６ａ；６ｂと平行な第１の状態に設定されるように回転掘削体４６が設置された構成であってもよい。
【００４５】
本発明の空洞部１００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等がある。
【符号の説明】
【００４６】
１  管設置装置、２  管、６  先頭管（管）、６ｔ  先頭開口、７  後続管（管）、
１０  地中、２５  掘削機械揺動駆動装置、２６  掘削機械、３０  揺動基板、
３１  案内部材、３２  揺動基板駆動手段、４６  回転掘削体、５０  回転体、
５１  回転体の外周面、７８  空間、８０  第１の掘削ビット、８０ｘ  第１距離、
８１  第２の掘削ビット、８１ｘ  第２距離、８８  グリス、１００  空洞部、
８１０  第２の掘削ビット群、Ｌ  回転中心線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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