(57)【要約】【課題】推進工法とシールド工法を併用し、推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に移行する管路の構築工法において、シールド工法への切り換えが短時間で行える管路の構築工法を提供する。【解決手段】掘進機１の後方に配置したシールド筒ユニット２内部予め接続セグメント管５を組み込み、この接続セグメント管５の後端に固定した異形ジョイント８に推進管３の先端を接続し、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、シールド筒ユニット２の推進ジャッキ４を伸縮作動させ、掘進機１の前進とセグメント管５ａの組み立てにより、推進管３の先端に接続セグメント管５とセグメント管５ａを用いて管路を構築する。【選択図】図１
2008101450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機の後方に配置したシールド筒ユニットに推進管を接続し、先ず推進管を推進工法によって地中に進入させ、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、推進管の先端にセグメントを用いてシールドの管路を構築する管路の構築工法において、
前記シールド筒ユニット内に複数のセグメントで組み立てた接続セグメント管を予め収納しておき、この接続セグメント管の後端に同軸心状の配置で固定した異形ジョイントに推進管の先端を水密に接続して推進工法を行い、シールド工法は、シールド筒ユニット内の推進ジャッキを作動させる掘進機の間歇前進と、シールド筒ユニット内で複数のセグメントを用いたセグメント管の組み立てを行い、接続セグメント管の先端に管路を連続して構築していくことを特徴とする管路の構築工法。
【請求項２】
上記異形ジョイントが、接続セグメント管の後端にボルトで水密に固定する環状板の外周に推進管の先端を嵌合するソケット部を設けて形成され、このソケット部と推進管の嵌合面間に環状の止水パッキンを複数設け、推進管の先端部周壁に止水パッキン間と連通するよう設けた止水材注入孔から止水パッキン間に止水材を注入する請求項１に記載の管路の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、推進工法とシールド工法を併用し、推進工法での推進が限界に陥った時点でシールド工法に切り換えることにより、必要な長さの管路を構築する管路の構築工法において、現場での推進工法からシールド工法への切り換えが短時間で行えるようにした管路の構築工法に関する。
【背景技術】
【０００２】  地上から掘削することなく地中に管路を構築するための工法には、大別して推進工法とシールド工法があり、構築する管路の管径や土質等に応じて使い分けがなされているが、シールド工法は掘進機による掘進とその後方でのセグメントの組み立てを並行して行いながら管路を構築していくため、工期が比較的長くかかることになり、このため、人が中に入れる程度の口径を有する小口径の管路構築においては、推進工法が多用されている。【０００３】  上記推進工法において、長距離化を達成するため、以前は中押方法が用いられ、近年は掘進機による掘削径を推進管の外径よりも大きく設定することで、推進管と地山の間にテールボイドを確保する推力減少方法が主流になっている。【０００４】  上記推進工法における中押方法は、掘進機の後方５０ｍほどの地点において、推進管の途中にジャッキを組込み、推進工程中にジャッキを伸長させてそれより前の５０ｍ分を動かし、推進用ジャッキの推力を軽減しようとするものであり、また、テールボイドによる推力減少方法は、テールボイドの滑材により推進管と地山の摩擦発生を少なくし、推進用ジャッキの伸長に要する推力を軽減し、長距離化を図ろうとするものである。【０００５】  ところで、推進工法の推進能率は、異なる土質条件や地下水圧の有無、管路線形等により左右されやすく、実際の現場においては、これらの推進工法技術は理論通りにはならず、全国でトラブルが発生しているのが現状である。【０００６】  例えば、１スパン５００ｍの内、途中にたった１０ｍでも、推進管に対する地山の締付けが起きただけで、推進用ジャッキの推力に限界が生じ、推進管全体が全く動かなくなり、一旦推進管が動かなくなると、再稼動が極めて困難になるのが推進工法の弱点である。【０００７】  また、推進管において、耐圧強度の高い高強度管の開発も進んではいるが、推進工法の弱点を払拭するに至っていないのが現状である。【０００８】  このような推進工法の問題点を解決するため、管路構築に推進工法とシールド工法を併用し、推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に切り換えることで、必要とする長さの管路を効率よく連続して構築することができる管路の構築工法が提案されている。【０００９】  上記した推進工法とシールド工法を併用する管路の構築工法は、掘進機とその後方に先端を接続した推進管を推進工法によって地中に進入させ、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、掘進機の後方に設けたシールド筒ユニット内で、複数のセグメントを用いたセグメント管の組み立てを行い、このセグメント管を推進管の先端に順次接続する作業と、セグメント管を反力とする推進ジャッキの伸縮で掘進機を間歇前進させる工程を繰り返すことによって、管路を連続して構築するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  ところで、推進工法の停止後にシールド工法に切り換える場合、推進管の先端にセグメント管を接続する作業が必要になり、これを地中において行うには手間と時間がかかることになる。【００１１】  また、接続作業には漏水の対策が必要になり、推進管先端部の周辺土壌の性状が安定するまで、シールド工法に移行できないので、その分後期の期間が長くなるという問題がある。【００１２】  そこで、この発明の課題は、推進工法とシールド工法を併用し、推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に切り換える管路の構築工法において、推進工法からシールド工法への切り換えが短時間で行え、管路構築の後期短縮を図ることができる管路の構築工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記のような課題を解決するため、この発明は、掘進機の後方に配置したシールド筒ユニットに推進管を接続し、先ず推進管を推進工法によって地中に進入させ、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、推進管の先端にセグメントを用いてシールドの管路を構築する管路の構築工法において、前記シールド筒ユニット内に複数のセグメントで組み立てた接続セグメント管を予め収納しておき、この接続セグメント管の後端に同軸心状の配置で固定した異形ジョイントに推進管の先端を水密に接続して推進工法を行い、シールド工法は、シールド筒ユニット内の推進ジャッキを作動させる掘進機の間歇前進と、シールド筒ユニット内で複数のセグメントを用いたセグメント管の組み立てを行い、接続セグメント管の先端に管路を連続して構築していく構成を採用したものである。【００１４】  上記異形ジョイントが、接続セグメント管の後端にボルトで水密に固定する環状板の外周に推進管の先端を嵌合するソケット部を設けて形成され、このソケット部と推進管の嵌合面間に環状の止水パッキンを複数設け、推進管の先端部周壁に止水パッキン間と連通するよう設けた止水材注入孔から止水パッキン間に止水材を注入するように構成することができる。【００１５】  ここで、シールド筒ユニットは、スキン円筒の内部に複数のシールドジャッキと、その後方に複数のセグメントで組み立てた接続セグメント管を工場において予め組み込み、スキン円筒と接続セグメント管の間に止水用のシールパッキンを設け、スキン円筒の後端部外周にシールド止水板が設けられている。【００１６】  シールド工法の施工は、予めシールド筒ユニット内に接続セグメント管が組み込んであるので、接続セグメント管を反力として推進ジャッキで掘進機を前進させ、作業用空間を確保した状態でセグメント管の組み立てを行い、このような掘進機を前進とセグメント管の組み立てを繰り返すことにより管路を構築する。
【発明の効果】
【００１７】  この発明によると、推進工法とシールド工法を併用し、推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に切り換える管路の構築方法において、前記シールド筒ユニット内に接続セグメント管を予め収納しておき、この接続セグメント管の後端に同軸心状の配置で固定した異形ジョイントに推進管の先端を水密に接続しておくようにしたので、推進工法からシールド工法への切り換え時に、推進管の先端に接続セグメント管が接続されているので、推進管の先端とセグメント管を接続する作業が省け、直ぐにシールド工法に移行することができるので、推進工法からシールド工法への切換えが短時間で行え、これによって、工期短縮による経済効率の向上が図れる。【００１８】  また、異形ジョイントを用い、この異形ジョイントの推進管との接続部分を止水することにより、推進管の接続部分を水密にすることができ、推進工法及びシールド工法時の漏水発生を防ぐことができ、特に、シールド工法による管路構築が円滑に行え、止水性の高い管路を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】  以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。【００２０】  図１（ａ）は、管路の構築工法に用いる構築装置の推進工法時の状態を示し、テールボイドによる推力減少方法を利用する掘進機１の後方にシールド筒ユニット２を配置し、このシールド筒ユニット２の後端に接続した推進管３を推進工法によって地中に進入させるようになっている。【００２１】  上記推進管３は、ＲＣ、ダクタイル管、鋼管等を用い、順次後端側に接続されながら発進竪坑の推進用押し込みジャッキで地中に押し込まれることになる。【００２２】  上記シールド筒ユニット２は、単体の製品として別途製作され、推進管３の外径に見合うスキン円筒２ａの内部に、複数の推進ジャッキ４と、その後方に鋼製やＲＣ製の４〜６に分割したセグメントで組み立てた接続セグメント管５を工場において予め組み込み、スキン円筒２ａと接続セグメント管５の間に止水用のシールパッキン６を設け、スキン円筒２ａの後端部外周にシールド止水板７が設けられている。図示の場合、２個の接続セグメント管５をスキン円筒２ａの内部に接続状態で組み込んだ例を示している。【００２３】  上記接続セグメント管５の後端に異形ジョイント８を同軸心状の配置で固定し、この異形ジョイント８に推進管３の先端を水密に接続するようにしている。なお、推進管３と接続セグメント管５は内径が等しく、推進管３の方が外径が大きく、上記シールド筒ユニット２のスキン円筒２ａの外径は、推進管３の外径に一致している。【００２４】  上記異形ジョイント８は、図２のように、接続セグメント管５の後端に複数のボルト９で水密に固定する環状板１０の外周に推進管３の先端を嵌合するソケット部１１を設けて形成され、推進管３の先端外径はソケット部１１内に嵌合するよう一段小径になり、このソケット部１１と推進管３の嵌合面間に環状の止水パッキン１２を複数設け、推進管３の先端部周壁に止水パッキン１２間と連通するよう設けた止水材注入孔１３から止水パッキン１２間に止水材を注入するようになっている。【００２５】  この異形ジョイント８の環状板１０には、接続セグメント管５の重なり面に薄いゴム等のパッキン１３が貼り付けられ、前記重なり面を水密にしていると共に、推進管３の先端が当接する面に、スチロール等のクッション材１４が取り付けてある。【００２６】  次に、この発明の管路の構築工法を説明する【００２７】  図１（ａ）のように、推進工法の施工において、掘進機１と推進管３の間に単体のシールド筒ユニット２を配置し、掘進機１による掘削と推進管３の後端を押し込み用推進ジャッキで押圧することにより推進工法を開始し、推進管３の後端側に新たな推進管３を順次継足していく。【００２８】  この時、シールド筒ユニット２は、その内部に予め組み込んだ接続セグメント管５の後端に異形ジョイント８で推進管３の先端を接続し、異形ジョイント８のソケット部１１の内周面と推進管３の嵌合部分を前後一対の止水スキン円筒２ａの内部で止水し、シールド筒ユニット２の内周面と接続セグメント管５の嵌合部分をシールパッキン６で水密にし、かつ、推進ジャッキ４を収縮させて接続セグメント管５の先端面に当接させておく。【００２９】  なお、異形ジョイ��ト８の内周面で一対の止水パッキン１２間に止水材注入孔１３から止水材を注入することにより、推進管３と異形ジョイント８の接続部分の止水がより完全に行え、震動に強い接続状態が得られる。【００３０】  上記のような推進工法の施工状態で、押し込み用推進ジャッキによる推力での推進管３の推進が不能に陥った場合、そこで推進工法を停止してシールド工法に切換える。【００３１】  このシールド工法の切換えは、推進管３による管路からシールド筒ユニット２内に作業者が入れば直ぐに行えるので、切換えに要する時間が短時間で行え、待機時間が少ないので工期の大幅な短縮が可能になる。【００３２】  シールド工法を行うには、図１（ｂ）のように、掘進機１の稼動による掘削と推進ジャッキ４の伸長により、接続セグメント管５を反力として掘進機１を所定ストロークだけ前進させ、次に、推進ジャッキ４を収縮させ、シールド筒ユニット２内に確保した空間に搬入したセグメントでセグメント管５ａに組み立て、このセグメント管５ａを接続セグメント管５の先端に接続させる。【００３３】  この接続後に、掘進機１を稼動させた状態で推進ジャッキ４を伸長させ、組み立てたセグメント管５ａを反力として、掘進機１をセグメント管５ａの長さ分だけ前進させ、推進ジャッキ４の収縮により、シールド筒ユニット２内で再びセグメント管５ａを組み立てて先のセグメント管５ａに接続し、上記のようなセグメント管５ａの組み立てと推進ジャッキ４の伸縮による掘進機１の前進を必要な長さにわたって繰り返すことにより、推進管３の先端に接続セグメント管５とセグメント管５ａを用いて管路を構築することができ、これによって、推進管３とセグメント管５ａで連続した管路が得られることになる。【００３４】  図１のように、シールド筒ユニット２と接続セグメント管５及び、異形ジョイント８と推進管３の嵌合部分をそれぞれ水密にするので、高水圧下でも異形ジョイント８と推進管３及び接続セグメント管５の間の止水効果は抜群であり、シールド工法への移行時における管路内への漏水の発生を確実に防ぐにとができ、シールド工法の施工が支障なく行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は管路の構築工法に用いる構築装置の推進工法時の状態を示す縦断正面図、（ｂ）は同じくシールド工法時の状態を示す縦断正面図
【図２】（ａ）は管路の構築工法に用いる異形ジョイントの推進管と接続セグメント管の接続部分を示す縦断面図、（ｂ）は接続部分を拡大した縦断正面図
【符号の説明】
【００３６】１        掘進機
２        シールド筒ユニット
３        推進管
４        推進ジャッキ
５        接続セグメント管
６        シールパッキン
７        シールド止水板
８        異形ジョイント
９        ボルト
１０      環状板
１１      ソケット部
１２      止水パッキン
１３      止水材注入孔
１４      クッション材
【図１】
2008101450.tif 000003
【図２】
2008101450.tif 000004