(57)【要約】【課題】到達立坑を築造できない場合であっても、分解や再組立を行うことなく、発進立坑から推進機をそのままの状態で回収する。【解決手段】カッタ４を径方向外方へ伸長させて回転駆動することにより地山を掘進しつつ、最先端の推進管Ａの前端に取り付けた刃口リング３を介して推進管の発進側端部に設けた推進ジャッキにより推進管を推してこの推進管とともに推進機１を推進させる。推進機の前端が既設構造物まで到達した時点で、地山保持材注入手段６により余堀部分に地山保持材２０を注入するとともに止水パッキン７を膨張させて推進管の内周面に当接させる。また、刃口リング３とドラム２との係合を解き、カッタ４を径方向内方へ縮退させ、この状態で推進管を既設構造物内に貫入する。その後、止水パッキンを縮小させて推進機を推進管内に沿って後方へ引き戻して回収する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径が推進管の内径よりも小さく設定されたドラムと、
最先端の推進管の前端に取り付けられ、該推進管から推進力を受けるとともに前記ドラムと着脱可能に係合する刃口リングと、
前記ドラムによってその前方に位置するよう揺動可能に支持されるとともに、該ドラムの径方向へ伸縮可能なカッタと、
前記カッタにより掘削した余堀部分に地山保持材を注入する地山保持材注入手段と、
前記ドラムの後部外周に設けられ、膨張時に前記推進管の内周面に当接するよう変位してドラムと推進管との間を止水する止水パッキンとを備えてなることを特徴としている推進機。
【請求項２】
前記請求項１記載の推進機を用いた推進工法であって、
前記カッタを径方向外方へ伸長させて回転駆動することにより地山を掘進しつつ、前記最先端の推進管の前端に取り付けた刃口リングを介して推進管の発進側端部に設けた推進ジャッキにより推進管を推して該推進管と一体的に推進機を推進させ、推進機の前端が既設構造物まで到達した時点で、地山保持材注入手段により余堀部分に地山保持材を注入するとともに前記止水パッキンを膨張させて前記推進管の内周面に当接し、かつ、前記刃口リングと前記ドラムとの係合を解き、前記カッタを径方向内方へ縮退させ、この状態で推進管を既設構造物内に貫入し、その後、止水パッキンを縮小させて推進機を推進管内に沿って後方へ引き戻すことを特徴とする推進工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は推進機および推進工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下歩道や上下水道等、比較的短区間の管路を施工するときに使用される工法として推進工法がある。
この推進工法は、予め、設定された管路の敷設予定線上に発進立坑と到達立坑を構築し、発進立坑に設置した推進ジャッキ等の元押し装置によって推進機および推進機に順に後続させる管を推進することで実施されるものである。
【０００３】
従来、実施されている推進工法では、推進工事完了後、到達立坑より推進機を引き上げ、推進機を点検整備し、この推進機を、現在行っている工事の関連工事あるいは別の他の工事に再利用するのが通例であった。
しかしながら、最近では、到達立坑築造が困難な場所や、到達立坑よりも径の小さい既設人孔へ到達する等の推進工事が多く計画されており、この種の工事では、前述した従来の到達立坑より推進機を引き上げて、この引き上げた推進機を再利用することが困難であった。
【０００４】
このため、前述した到達立坑築造が困難な場所や既設人坑へ到達する工事であっても、推進機をなるべく回収し、リサイクルする工法が開発されている。例えば、ヒューム管推進工法やリターン回収型推進工法である。
ヒューム管推進工法は、推進機の胴体部が予めコンクリートライニングされたものを用いるものであって、推進機を所定箇所へ到達させた時点で、推進機の胴体部と、カッタディスク、ジャッキ、駆動モータ等の機械装置とを分解し、推進機の胴体部を推進管として残置させ、分解したカッタディスク等の機械装置を既設人孔等から回収するものである。
【０００５】
他方、リターン回収型推進工法は、推進機のカッタが胴体部より内側へ縮小できるよう径方向へ伸縮可能となっており、推進機が所定箇所へ到達した時点で、推進機の胴体部から、カッタディスク、ジャッキ、駆動モータ等の機械装置を切り離し、推進機の胴体部を推進管として残置する一方、カッタディスク等を発進立坑に戻してそこから回収するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したヒューム管推進工法やリターン回収型推進工法にあっては、以下の問題があった。
ヒューム管推進工法にあっては、推進機の前面から分解するため、人孔等、推進機の前面に作業スペースを確保する必要があり、作業スペースを確保できない場合には、カッタディスク等の回収は不可能であった。また、胴体部を推進管として残置するため、リサイクル時には推進機の胴体部を新たに製造する必要があり、また、再利用するには、推進機を一旦分解するとともに、分解した部材の再組立が必要であった。
【０００７】
リータン回収型推進工法にあっては、ヒューム管推進工法と同様、推進機の胴体部を残置させるため、リサイクル時には推進機の胴体部の製造が必要であった。また、残置させる胴体部はライニングされておらず、コンクリートライニング等ライニングを施す必要があった。
【０００８】
前記事情に鑑み、本発明においては、到達立坑を築造できない場合であっても分解や再組立を行うことなく推進機をそのままの状態で回収でき、また、回収時においても推進機の胴体部を新たに製造することなく、同推進機のリサイクルが行え、大幅なコストダウンが図れる推進機および該推進機を用いた推進工法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明においては、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の推進機は、外径が推進管の内径よりも小さく設定されたドラムと、最先端の推進管の前端に取り付けられ、該推進管から推進力を受けるとともに前記ドラムと着脱可能に係合する刃口リングと、前記ドラムによってその前方に位置するよう揺動可能に支持されるとともに、該ドラムの径方向へ伸縮可能なカッタと、前記カッタにより掘削した余堀部分に地山保持材を注入する地山保持材注入手段と、前記ドラムの後部外周に設けられ、膨張時に前記推進管の内周面に当接するよう変位してドラムと推進管との間を止水する止水パッキンとを備えてなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の推進工法は、請求項１記載の推進機を用いた推進工法であって、前記カッタを径方向外方へ伸長させて回転駆動することにより地山を掘進しつつ、前記最先端の推進管の前端に取り付けた刃口リングを介して推進管の発進側端部に設けた推進ジャッキにより推進管を推して該推進管と一体的に推進機を推進させ、推進機の前端が既設構造物まで到達した時点で、地山保持材注入手段により余堀部分に地山保持材を注入するとともに前記止水パッキンを膨張させて前記推進管の内周面に当接し、かつ、前記刃口リングと前記ドラムとの係合を解き、前記カッタを径方向内方へ縮退させ、この状態で推進管を既設構造物内に貫入し、その後、止水パッキンを縮小させて推進機を推進管内に沿って後方へ引き戻すことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る推進機の概略構造を示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図である。
これらの図において符号１は本発明に係る推進機である。推進機１は外径が推進管Ａの内径よりも小さく設定されたドラム２と、最先端の推進管Ａの前端に取り付けられるとともにドラム２と着脱可能に係合する刃口リング３と、ドラム２によってその前方に位置するよう揺動可能に支持されるカッタ４と、ドラム２とカッタ４との間に設けられ、揺動可能に支持されたカッタ４の方向を制御する複数の方向修正ジャッキ５と、カッタ４により掘削した余堀部分に地山保持材２０を注入する地山保持材注入手段６と、ドラム２の後部外周に設けられ、膨張時に推進管Ａの内周面に当接するよう変位して止水する止水パッキン７とを備える。
【００１２】
推進管Ａは、推進機１とともには例えば発進立坑から挿入され、発進立坑の内周壁を貫通した状態で、順次後方に継ぎ足されながら、継ぎ足された推進管Ａの後端を図示せぬ推進用ジャッキにより前方へ向けて押圧され、これにより所定の地中管路を築造するものである。
【００１３】
ドラム２は、前述したように外径を推進管Ａの内径よりも小に設定された円筒状のものであり、前端を前記刃口リング３に着脱自在に係合されるものである。内部には、カッタ４を回転駆動する油圧モータ等の駆動手段、カッタ４により掘削した土砂を後方へ送り込むスクリューコンベア等の土砂排出手段、カッタ４によって掘り進む方向を制御する際に用いられるセンサを含む方向制御手段が組み込まれている。
【００１４】
刃口リング３は、推進管Ａを推し進める際に地山に差し込まれる刃口金物としての機能の他、ドラム２を推進管Ａに連結させる連結機能も合わせもつ。また、刃口リング３は、後述する二次推進のとき、つまり、カッタ４の回転を停止させて推進管Ａの発進側端部に設けた推進用ジャッキの推進力のみによって推進管Ａを推し進めるときであっても、損傷しないよう十分な剛性および硬度をもつように、その材料や形状が決定されている。
【００１５】
カッタ４は、駆動手段によって回転駆動されるもので、外周部にはドラム２の径方向へ伸縮可能な伸縮刃４ａが設けられている。そして、例えば、伸縮刃４ａが外方へ張り出したときには、カッタ４の径は刃口リング３の外径とほぼ同程度となり、伸縮刃４ａが内方へ縮退したときには、カッタ４の径は推進管Ａの内径よりも小となる。
【００１６】
複数の方向修正ジャッキ５は、前端にカッタ４を有して揺動可能に支持されたカッタ支持部４ｂとドラム２との間に、ドラム２の内周面に沿って周方向所定間隔置きに設けられている。そして、これら方向修正ジャッキ５は、前記方向制御手段によって互いに関連しながら伸縮制御され、これにより、推進管Ａは、その推進方向が予め設定した許容範囲内に収まるよう適宜修正されながら推進されるようになっている。
また、これら方向修正ジャッキ５は、カッタ４の方向を修正するときにドラム２から反力をとるようにしているが、この場合、ドラム２はそのような反力に耐えうるよう、予めその強度が設定されている。
方向修正ジャッキ５のその他の配置例として図示はしていないが、ドラム２の外周面より複数のジャッキを外方へ突出させて推進管Ａの内面に当接させ、その各ジャッキの突出量の調整で方向修正を行うようなものであってもよい。
【００１７】
地山保持材注入手段６は、例えば、ベントナイト等の充填材、好適にはベントナイトと水とポリアクリルアミド系高分凝集材をゲル状になるように配分した充填材をモータやシリンダ等の駆動力によって、カッタ先端中心部あるいは伸縮カッタ先端から余堀り部分に注入充填するものである。この地山保持材注入手段６は、主に、カッタ４を回転させず推進用ジャッキの推進力のみによって掘進する二次掘進のときに使用されるが、地盤の軟らかい部分を掘進するときなどには、カッタ４を回転させながら掘進する一次掘進の場合であっても、必要に応じて使用される。
【００１８】
止水パッキン７は、ドラム２の後部外周に全周に渡って設けられている。この止水パッキン７は、例えば可撓性を有する環状のものであって、内部に水や空気が注入されると膨張し、推進管Ａの内周面に当接して、掘進管Ａの内周面とドラム２と外周面との間を液密にシールするものである。
【００１９】
次に、上記推進機を用いた推進工法について説明する。
図示しない発進立坑の内部に推進管Ａとともに推進機１を挿入する。そして、発進立坑の側壁を貫通するように、前端に刃口リング３を組み付けた推進管Ａをセットする。また、この推進管Ａの内部には、刃口リング３を介してドラム２を係合固定する。そして、推進管Ａの後端に図示しない推進用ジャッキをセットし、この推進用ジャッキの推進力によって推進管Ａを前方へ推し出す。
【００２０】
同時に、ドラム２によって刃口リング３の前方に位置するよう支持されたカッタ４をその伸縮刃４ａを外方へ張り出した状態とし（図１（ａ）、（ｂ）参照）、このカッタ４を油圧モータ等の駆動手段で回転させながら、推進管Ａを前方へ推し出す。
【００２１】
そして、推進管Ａを所定長推進させると、推し出した推進管Ａの後端に次なる推進管Ａを継ぎ足し、この継ぎ足した推進管Ａの後端を推進用ジャッキで推し出す。以下、これを順次繰り返しながら推進管Ａを推進させる（一次推進）。
【００２２】
なお、推進時に生じる土砂は、ドラム２内の土砂排出手段によって後方の発進立坑まで送られ、この発進立坑から外部へ排出される。また、推進方向が所望範囲外にずれると、方向制御手段からの信号に基づき、個々の方向修正ジャッキ５が伸縮制御され、これによりカッタ５の掘進方向が修正される。
【００２３】
このようにして推進管Ａの推進を行うが、前端の推進管Ａが予め設定された箇所、例えば、前端の推進管Ａのさらに前側に位置するカッタ４の前端が既設人孔の壁部Ｃまで達すると、上述したカッタ４の回転駆動を伴う一次推進を完了する。
【００２４】
次いで、刃口リング３とドラム２との係合を解くとともに、カッタ４の伸縮刃４ａを径方向内方へ縮退させる。また、カッタ４によって掘削した余掘り部分に対し、地山保持材注入手段６から地山保持材２０を注入して地山保持を図る。また、止水パッキン７に水あるいは空気を供給して該止水パッキン７を膨張させる。これにより、推進管Ａの内周面とドラム２の外周面との間をシールでき、もって、土砂や水が推進管Ａとドラム２と間の隙間を通って推進管Ａ内に侵入するのを回避し得る（図２参照）。
そして、この状態で、最後部の推進管Ａにセットしてある推進用ジャッキの推進力によって推進管Ａをさらに推進させる（二次推進）。このとき、カッタ４は回転させず、推進用ジャッキの推進力によってのみ、刃口リング２を刃口金物として推進させる。この二次推進によって、推進管Ａを地山中に推進させ、可能ならば、既設人孔の壁部Ｃも貫通させる。なお、推進用ジャッキの推進力だけでは、壁部Ｃを貫通させることができない場合には、既設人孔の内側から壁部Ｃの一部を壊し、その後推進管Ａを推進させてもよい。
【００２５】
このようにして推進管Ａを既設人孔等の既設構造物内に貫入させることができる。その後、止水パッキン７を水抜き等により縮小させ、推進管Ａの内径よりも小とされたドラム２を有する推進機１を、推進管Ａ内に沿って後方へ引き戻し、発進立坑から引き上げて回収する（図３参照）。
なお、推進機１の一部である刃口リング３は最先の推進管Ａの前端に取り付けたままであるが、これは二次掘進が完了すると回収する。
【００２６】
上記の推進機１によれば、推進機１の外径、具体的にはドラム２の外径が推進管Ａの内径よりも小よりも小に設定しているから、推進完了後推進管Ａ内を自由に移動させることができ、到達立坑から推進機を引き上げる場合と同様に、推進機１を分解することなくそのままの形で回収することができる。このため、リサイクル時のコストを低減できる。
また、上述したように推進完了後推進機１を推進管Ａ内を移動させ得るため、立坑が不要になり、推進機１の投入スペース並びに推進機１の発進スペースがあれば、推進が可能となる。
【００２７】
また、上記の推進工法によれば、カッタ４を使用せず推進ジャッキと刃口リング３のみによって推進する二次推進が可能であるため、推進機部の二次巻きを必要としない利点が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
▲１▼　推進機の投入スペース並びに発進スペースがあれば、坑内からの発進も可能であり、推進機を回収する場合でも立坑を必要としない。
▲２▼　下水管渠等流量によって推進管径を異ならせる工事については、推進機を交換するだけで、坑内からの再発進が可能となり、長距離推進が可能となる。
▲３▼　推進管よりも推進機の外径を小さく設定しているので、推進機自体が小型となり、その分制作費を低減でき、また、損料のコストダウンも図れる。
▲４▼　到達立坑から推進機を引き上げる場合と同様、例えば発進立坑から推進機を分解することなくそのまま回収することがき、リサイクル時のコストを低減できる。
▲５▼　さらに、二次掘進が可能であるため、推進機の二次巻きが不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ矢視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ矢視図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す構造物の解体装置の平面図である。
【符号の説明】
Ａ　推進管
１　推進機
２　ドラム
３　刃口リング
４　カッタ
４ａ　伸縮カッタ
５　方向修正ジャッキ
６　地山保持材注入手段
７　止水パッキン
【図１】
2004044306.tif 000003
【図２】
2004044306.tif 000004
【図３】
2004044306.tif 000005