(57)【要約】【課題】　管推進時における摩擦力増大範囲の部分的摩擦低減を図ることができる推進管を提供する。【解決手段】　管側面に周方向に沿って複数のテールボイド注入孔１４を設けて管路途中の推進管の外周に滑材注入を可能としている。このテールボイド注入孔１４は管軸方向の複数箇所にも設けることができる。このような推進管１２の間には継手１６を介在させながら連続して推進管が連接される。当該継手１６に設けた伸縮検出センサ２０を利用して隣り合う推進管１２同士の相対位置の変動を検出し、個々の伸縮検出センサ２０からの値変動をトリガ信号として、推進ジャッキの元押し推力の値を取り込み、値変動のあった伸縮検出センサ２０の推進ジャッキからの距離との関係が判明する。これによって周辺摩擦力の増大した範囲に位置する推進管を特定することが可能になり、増大範囲に位置する推進管の周辺部に滑材を注入すれば周辺摩擦力の低減がなされる。　【選択図】　　　図２　
2004100456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管側面に周方向に沿って複数のテールボイド注入孔を設けて管路途中の推進管の外周に滑材注入を可能としたことを特徴とする推進管。
【請求項２】
前記テールボイド注入孔は管軸方向の複数箇所にも設けてなることを特徴とする請求項１に記載の推進管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は下水道や電気通信設備といった地下構造物の築造時に適用される管推進工法に用いられる推進管に係り、特に任意の位置にある推進管の周辺摩擦力を低減させることができるようにした推進管に関する。
【背景技術】
【０００２】
　下水道や電気通信設備といった地下構造物の築造には、地表面の掘削を不要とする管推進工法が多く採用されている。図５は推進工法の手順を示す地中断面図である。同図に示すように管推進工法では埋設区間の始端側に発進立杭１が掘削されており、当該発進立杭１の底部には推進管の押出しを行う推進ジャッキ２が備えられている。
【０００３】
　こうした発進立杭１から地中に推進管を埋設させるには、まず発進立杭１の底部から推進機械３を稼働させ埋設区間の終端側に向かって掘削を行わせる。そして推進機械３の地中進行によって発生する土砂を掘削穴４から排除するとともに、推進ジャッキ２によって掘削穴４に推進管５を継ぎ足し挿入していく。このように推進管５を掘削穴４に沿って継ぎ足し挿入していくことで、埋設区間に推進管５を埋設させている。
【０００４】
　ところで上述した推進工法では、推進管５の外径を推進機械３の外径に対し若干小径に設定し、掘削穴４の径と推進管５の外径との間に滑材となるテールボイド材を充填させテールボイド６を確保することが、長距離および曲線を正確に推進させるための欠かせない要素となっている。すなわち推進管５まわりのテールボイド６の充填率が低下すると掘削穴４に対する推進管５の摩擦力が上昇し、推進管５の推進に不具合をきたす恐れがあった。
【０００５】
　このため従来では、推進ジャッキ２の元押し推力の値があらかじめ設定した異常推力レベルを越えると、滑材を推進区間全域に注入して元押し推力の上昇を抑えるようにしている。
【特許文献１】特開平０７−１８９５９１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　しかし、滑材を推進区間全域に注入すれば、確かに元押し推力の上昇を抑えられるものの、推進管５の全長は工事の終盤ともなると数百メートル以上にも及ぶので、大量の滑材を注入する必要があり、工事コストが増大してしまうという問題点があった。
【０００７】
　また、この問題点を解決するためには、推進管における周辺摩擦力の増大範囲を特定できることが必須条件となるが、推進ジャッキ２の元押し推力の値はあらかじめ設定した異常推力レベルとの比較のみに用いられており、摩擦力の増大範囲を特定できるものでは無かった。
【０００８】
　本発明は、上記従来の問題点に着目し、推進管における周辺摩擦力の増大範囲を特定する方法を見出し、これに適用して特定した位置にある推進管の周辺摩擦力を低減することのできる推進管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】
【０００９】
　本発明は、地中に送り込まれた推進管の端部に徐々に元押し推力を加えていけば、推進ジャッキ側の推進管から順番に継手部分の間隔が狭まっていく。そして隣り合う推進管の相対位置の変化をもとに推進長に対する元押し推力の変化をとらえていけば推進管途中の摩擦増大範囲を特定でき、この特定された位置における推進管の周辺に滑材を導入すればよいとの知見に基づいて行われたものである。すなわち、通常の摩擦抵抗を持つ推進管区域では、推進管長さにほぼ比例するように元押し推力が上昇するが、推進管途中に摩擦増大範囲が存在すると推進管長さに対して元押し推力は急激に上昇する。このため元押し推力の変化から推進管途中の摩擦増大範囲を特定することができるのである。
【００１０】
　このような原理が適用できる本発明に係る推進管は、管側面に周方向に沿って複数のテールボイド注入孔を設けて管路途中の推進管の外周にテールボイド注入を可能とした。更に、前記テールボイド注入孔は管軸方向の複数箇所にも設けるようにすればよい。
【００１１】
　周辺摩擦力の測定方法は、推進工法により地中に押し込まれる推進管の元押し推力を検知し、この元押し推力があらかじめ設定した異常推力レベルをこえたときに押し込み作業を一旦停止させるとともに前記元押し推力を初期状態から上昇させ、継手に設けた伸縮検知センサからの信号をトリガとして、前記推進ジャッキから前記伸縮検出センサまでの距離に対する前記元押し推力の値を順次計測手段にて計測し摩擦増大範囲を特定する。
【００１２】
　上記構成によれば、推進管同士は継手により多段に連結されており、推進ジャッキを稼働させ推進管端部に元押し推力を徐々に加えていくと、推進ジャッキ側の推進管から順々に移動する。そして隣り合う推進管の相対位置が変化したときの元押し推力の値を、その伸縮検出センサの推進ジャッキからの距離に対して順次比較していけば、摩擦増大範囲では伸縮検出センサの推進ジャッキからの距離に対し、元押し推力が増大することから推進管における摩擦増大範囲を特定することができる。
【００１３】
　そして上記手順によって特定した摩擦増大範囲には、本発明に係る推進管が位置しており、この推進管の側壁面に周方向に沿って複数のテールボイド注入孔を設けて管路途中の推進管の外周に滑材を注入できるようになっている。これにより、摩擦増大範囲にのみ滑材を選択注入できる。更に、前記テールボイド注入孔を管軸方向の複数箇所に設けていることにより、むらなく周辺に注入することができる。滑材を注入すれば、摩擦低減が確実になされるとともに、滑材の注入量を最小限に抑えられることができる。
【発明の効果】
【００１４】
　以上説明したように本発明によれば、管側面に周方向に沿って複数のテールボイド注入孔を設けて管路途中の推進管の外周にテールボイド注入を可能としたので、推進管における周辺摩擦力の増大範囲を特定し、摩擦増大範囲を特定した後に、当該摩擦増大範囲にある推進管の外周に滑材の注入を行えば、摩擦低減が確実になされるとともに滑材の注入量を最小限に抑えられ、工事コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
　以下に本発明に係る推進管の具体的実施の形態を、図面を参照して、詳細に説明する。
　図１は、実施の形態に係る推進管を用いる推進管周辺摩擦力の測定装置の構成を示した構成説明図である。同図に示すように推進管周辺摩擦力の測定装置１０（以下、測定装置１０）は地表面の掘削を不要とする管推進工法に適用される。
【００１６】
　管推進工法は、推進機械によって設けられた掘削穴にヒューム管や鋼管といった推進管１２を継ぎ足し挿入することで行われ、また推進管１２の掘削穴への押し込みには推進ジャッキが用いられる。
【００１７】
　ここで推進管１２の構造を図２に示す。同図（１）に示すように掘削穴へ次々と挿入される推進管１２の側面にはテールボイド注入孔１４が複数周回方向に設けられ（図中では３箇所）、推進管１２の内側から管外側に向かってテールボイド材を送り出し可能にしている。また同図（２）に示すように継ぎ足される推進管１２の間には継手１６が設けられる。当該継手１６には推進管１２の曲線推進が可能なようにパッキン型の多曲線推力伝達装置（ＭＳＴ（Ｐ型））が用いられており、推進ジャッキからの元押し推力を曲線状に伝達可能にしている。また継手１６における外側周囲には鋼製のカラー１８が設けられており、推進時における土砂の管内への侵入を防止するようにしている。
【００１８】
　このように推進管１２とともに地中へと押し込められる継手１６には測定装置１０を構成する伸縮検出センサ２０が設けられ、隣り合う推進管１２の相対位置の変動を検知できるようになっている。ここで当該伸縮検出センサ２０は連続する継手１６毎に設ける必要は無く、推進対象となる土砂の性質等によって任意の間隔（例えば当該センサ２０を継手１６の中１個毎に設置）を設定すればよい。
【００１９】
　伸縮検出センサ２０の具体的構造を示す。当該伸縮検出センサ２０はリニアスケールエンコーダ２２とパルス信号変換器２６とカウンタ入力モジュール２８にて構成されている。そしてこのような構成からなる複数の伸縮検出センサ２０は、互いにケーブル３０にて接続されるとともに管外に設けられた計測手段３２へと接続される。そして隣り合う推進管１２の相対位置の変化はリニアスケールエンコーダ２２によって検出され、カウンタ入力モジュール２８からカウンタ値が計測手段３２に出力されるようになっている。
【００２０】
　計測手段３２には伸縮検出センサ２０が接続されるとともに、推進ジャッキの元押し操作を行う操作卓３４もケーブルを介して接続される。そして計測手段３２には個々の伸縮検出センサ２０における推進ジャッキからの距離をあらかじめ記憶させておくとともに、伸縮検出センサ２０からの変動値をトリガ信号として、操作卓３４から推進ジャッキの元押し推力の値を取り込み、伸縮検出センサ２０の推進ジャッキからの距離に対する元押し推力の値を計測できるようになっている。ここで複数の伸縮検出センサ２０の判別は推進管１２の内部に設置されたラインコントローラ２４によって行われ、トリガ信号とともに伸縮検出センサ２０の判別信号がラインコントローラ２４から計測手段３２に送られる。
【００２１】
　なお当該計測手段３２は上記の条件を満たせば専用機器にこだわることもなく、本実施の形態ではパーソナルコンピュータ３６を使用するようにしている。そして伸縮検出センサ２０と操作卓３４からの信号をパーソナルコンピュータ３６に取り込ませるため、当該パーソナルコンピュータ３６の直前にはアナログ入力モジュール３８とリンカ４０とが設けられている。そしてパーソナルコンピュータ３６では画面上に、伸縮検出センサ２０の推進ジャッキからの距離に対する元押し推力の値を表示できるようになっており直感的に状況を把握できるようになっている。
【００２２】
　また伸縮検出センサ２０は特に上述した構成にこだわる必要も無く、リニアスケールエンコーダ２２のかわりにダイヤルゲージ型の変位測定器を用いたり、あるいはアナログ信号のかわりにデジタル信号を計測手段３２への情報伝達として用いてもよい。
【００２３】
　このように構成された測定装置１０を地中掘削用の推進工法に適用する手順を説明する。
　図３は滑材投入前の推力変動を示す推力状態図であり、同図（１）は推進長に対する元押し推力の変動を示す。推進管１２の必要推力は推進機械における切羽前面抵抗と推進管周辺抵抗との合力によって決定される。そして地中における推進機械の切羽前面抵抗は一定値であり、また管周辺抵抗は地中に埋め込まれた推進管１２の長さの和（全長）に比例することから、理想推力ラインは一次式で表すことができる。
【００２４】
　しかし実際の推進長に対する元押し推力の値は、切羽前面抵抗や推進管周辺抵抗が共に変動し、上記の理想推力ラインに示すような正比例のラインを描くことはない。ここで図中ポイントＣに示す元押し推力の増大部分を測定装置１０を用いて調査し元押し推力増大の原因を探る。なお図中ポイントＡおよびポイントＢでの元押し推力の増大は、推進機械の切羽前面抵抗が上昇したことが原因であったが、これは元押し推力の増大後に測定装置１０を用い推進管途中に摩擦増大範囲が確認されなかったことから判断することができる。すなわち前述した通り、推進管１２の必要推力は推進機械における切羽前面抵抗と推進管周辺抵抗との合力によって決定されることから、推進管周辺抵抗に摩擦増大範囲が確認されなければ、元押し推力の増大の原因は推進機械の切羽前面抵抗の上昇であると特定することができる。そして切羽前面抵抗の低減化は、推進機械の排泥バルブやカッター室の清掃を行うことなどで達成することができる。
【００２５】
　ポイントＣの状態に示すように理想推力ラインに対し急激に元押し推力が増大した場合には、一旦推進ジャッキを停止させ推進管１２の推進を取りやめる。このように推進作業を一旦停止させた後は、測定装置１０を作動させるとともに推進ジャッキを推進管１２の端部に押し当て徐々に力を加えていく。するとこの推進ジャッキの元押し推力の上昇に伴い、多段に連結された推進管１２は推進ジャッキ側から次々と推進ジャッキの押出し方向へと移動し、継手１６の部分が縮まり隣り合う推進管１２の相対位置が変動する。
【００２６】
　ここで推進管１２における継手１６部分には、伸縮検出センサ２０が設けられているので、推進ジャッキ側の伸縮検出センサ２０から順にトリガ信号が発せられる。そしてこのトリガ信号を合図として、推進ジャッキから伸縮検出センサ２０までの距離に対する元押し推力の関係が計測手段３２によって計測される。同図（２）は推進ジャッキから伸縮検出センサ２０までの距離に対する元押し推力の関係を示したグラフである。同図（２）に示すように、図中Ｄの範囲で元押し推力の値が急上昇しているのを確認することができる。また先のポイントＡとポイントＢとで推進機械の切羽前面抵抗を低減させており切羽前面抵抗の要因を削除することができることから、元押し推力の上昇は図中Ｄの範囲による推進管１２の締め付けが原因であると判断することができる。そしてこの元押し推力の上昇は、当該推進管１２の外側周囲に盛られたテールボイド材の充填率の低下によって発生していることから、図中Ｄに属する推進管１２のテールボイド注入孔１４から推進管１２の外側に滑材を送り込み、対象推進管１２の外側周囲の摩擦低減を行う。
【００２７】
　図４は滑材投入後の推力変動を示す推力状態図である。同図に示すようにポイントＣの位置で滑材を投入した後には、元押し推力の値が低下するのが確認できる。このように個々の推進長に応じた元押し推力の値を求めることにより、推進管１２の締め付け範囲を特定することができる。このため推進管１２の全域に滑材を投入する必要が無く、もって滑材の消費量を最小限度に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
　本発明は下水道や電気通信設備の地下埋設物の管路の築造時に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態に係る推進管周辺摩擦力の測定装置の構成を示した構成説明図である。
【図２】推進管１２の構造を示した説明図である。
【図３】滑材投入前の推力変動を示す推力状態図である。
【図４】滑材投入後の推力変動を示す推力状態図である。
【図５】推進工法の手順を示す地中断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
　１………発進立杭、２………推進ジャッキ、３………推進機械、４………掘削穴、５………推進管、６………テールボイド、１０………推進管周辺摩擦力の測定装置、１２………推進管、１４………テールボイド注入孔、１６………継手、１８………カラー、２０………伸縮検出センサ、２２………リニアスケールエンコーダ、２４………ラインコントローラ、２６………パルス信号変換器、２８………カウンタ入力モジュール、３０………ケーブル、３２………計測手段、３４………操作卓、３６………パーソナルコンピュータ、３８………アナログ入力モジュール、４０………リンカ。
【図１】
2004100456.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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