(57)【要約】【課題】本発明では、既設管内に加圧流体を充填させて既設管の掘削更新作業を行う掘進機の掘削面前面側に堆積する掘削ズリの攪拌を行うことができる既設管更新推進工法及び掘削装置を提供する。【解決手段】既設管５内に圧力管理された加圧流体を供給し、カッタヘッド２の前面側に噴射ノズル４を掘削ズリ１２に対向するように配し、噴射ノズルから噴射される噴射水流４ａで掘削ズリ１２を攪拌し掘削ズリ１２が攪拌混合された加圧流体６を排出管１９を介して外部に排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機で既設管を破砕しながら、前記掘進機の後端側に新設管を順次埋設していく既設管更新推進工法において、
前記掘進機を前記既設管の発進坑側に配すること、
前記既設管の到達坑側に止水栓を配すること、
前記止水栓を貫通して前記既設管内に加圧流体を充填すること、及び
前記加圧流体の圧力が周辺地盤の土圧と対抗するように前記加圧流体の圧力管理を行うこと、
を備え、
更に前記掘進機の掘削面前面側に滞留防止手段を配すること、
前記滞留防止手段により前記掘削面前面に掘削ズリが滞留するのを防止すること、
を含んでなることを特徴とする既設管更新推進工法。
【請求項２】
前記止水栓が排出口を有し、同排出口から前記加圧流体及び掘削ズリを排出することを特徴とする請求項１記載の既設管更新推進工法。
【請求項３】
掘進機で既設管を破砕しながら、前記掘進機の後端側に新設管を順次埋設していく既設管更新推進工法を用いた掘削装置において、
前記既設管の発進坑側に配した掘進機と、
前記既設管の到達坑側に配した止水栓と、
前記止水栓に形成された供給口に連通し、圧力調整された加圧流体を前記既設管内に供給する供給手段と、
前記止水栓に形成された排出口に連通し、前記加圧流体と掘進機による掘削ズリを排出する排出手段と、
を備え、
更に前記掘削ズリが前記掘進機の掘削面前面に滞留するのを防止する、前記掘削面前面側に配した滞留防止手段を含んでなることを特徴とする掘削装置。
【請求項４】
前記滞留防止手段が、攪拌部材を用いた滞留防止手段であることを特徴とする請求項３記載の掘削装置。
【請求項５】
前記滞留防止手段が、噴射水流を用いた滞留防止手段であることを特徴とする請求項３記載の掘削装置。
【請求項６】
前記滞留防止手段が、前記掘進機に配されていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の掘削装置。
【請求項７】
前記滞留防止手段が、前記到達坑側から延設されていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は上下水道、電線、通信、ガスなどの既設管を掘進機で破砕しながら、掘進機の後端側に新設管を順次埋設していく既設管更新推進工法及び同工法を用いる掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中に埋設した上下水道、電線、通信、ガスなどの既設管を更新する場合に、既設管の一端部側から掘進機により既設管を掘削しながら掘進機の後方に新設管を順次埋設する既設管更新推進工法が用いられている。既設管更新推進方法の一つとして、掘進機の前方の既設管内に流体を充填供給し、充填した流体及び掘削ズリを掘進機の前方側から排出する掘進工法として、既設管路の更新方法（例えば、特許文献１参照。）や既設管渠布設替え工法（例えば、特許文献２参照。）がある。
【０００３】
特許文献１の既設管路の更新方法は、図７に示すごとく地中に埋設されている既設管５２を掘削機５０で破壊しつつ既設管５２の周囲を掘削する。推進機構５４により新設管５３を掘削機５０による掘削跡に押し込みかつ掘削機５０を前進させる。地上に設置された泥水処理タンク５５内の液体は、第１の液体ポンプ５６により、輸送パイプ５７、バルブ５８、５９、泥水区画機構６０及び既設管５２を介して掘削機５０に供給される。掘削機５０に供給された液体は、第２のポンプ６１により、泥水区画機構６０、輸送パイプ６２及びバルブ６３を介してタンク５５に戻される。
【０００４】
泥水区画機構６０の一部である、既設管５２の端部開口を包囲するように第２の竪坑６４を規定する壁に取り付けられたケーシング６５には、スライドパイプ６６が既設管５２の軸方向へ滑動可能に支持されている。既設管５２内には、掘削機５０へ供給された泥水を第２の竪坑６４に導く排出用管６７が既設管５２の軸線方向に伸びるように配設されている。
【０００５】
排出用管６７は、管継手により互いに分離可能に直列に接続された複数の管を備えている。排出用管６７の一端が掘削機５０のカッタヘッド内に開口して接続されている。掘削機５０の前進にともなって排出用管６７は前進され、他端部はスライドパイプ６６に滑動可能に受け入れられている。
【０００６】
特許文献２の既設管渠布設替え工法は、図８に示すごとく既設管渠１の内部空間に設置された前面密閉型の掘進機７０と、掘進機７０の前方における内部空間を塞ぐプラグ７１との間に泥水を送泥ポンプ７２により注入する。泥水の液面高さにより得られる静圧で注入した泥水の加圧を行い、掘進機７０で既設管渠７３を切削しながら切削した跡に新設管７４を埋設する。
【０００７】
また、推進ジャッキ７９により押圧前進される掘削機７０により切削した切削ズリを注入した泥水とともに掘進機前方の既設管渠７３の内部空間に配した排泥ホース７５から吸引し地上に排出している。排泥ホース７５はホース巻取りリール７６により巻き取られ、排泥ホース７５からの吸引は地上に設けたポンプ７７により行われ、吸引された泥水は泥水処理装置７８に回収される。
【０００８】
排泥ホース１０は、貯留ズリの近傍に端部を開口した状態で配設するか、あるいは排泥ホース１０の開口端部を掘進機１１のカッタヘッド内に挿入した状態で配設されている。
【０００９】
これら特許文献１、２に記載されたものは、いずれも既設管内を利用して到達坑側から排土するものであり、掘削機本体には排土機構を持たないため、既設管の更新でない通常の推進工事に用いられるものと比べ、掘削機本体内の構造を簡素化することができるという利点を有する。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、排出用管６７が掘削機５０自体に取付けられて到達坑としての第２の竪抗６４まで延長するという複雑な構造を有しており、その取扱いも非常に煩雑である。
更に、掘削機５０の既設管５２に対する位置は常に既設管５２の中心となるようにスライダー４９でガイドされているため、既設管５２と新設管５３とが同軸となるように位置調整する必要がある。例えば、既設管と新設管の径が異なり、それらの管底同士を合わせて更新推進を行う場合のように、既設管５２と新設管５３とが同軸とならないときには、特許文献１に記載されたものでは、全く対応することができない。
【００１１】
また、特許文献２に記載されたものでは、到達立坑に流体を満たしてその液面高さによって加圧を行っているため、流体の充填する容積が大きくなり、流体が大量に必要となってしまう。しかも、到達立坑に流体を満たしてその液面高さによって加圧を行っているだけなので、排土時における既設管渠７３内の圧力の保持に必要な流体圧の管理も困難なものとなっている。更に、到達立坑内に流体が充填されているため、到達立抗を作業用のスペースとして使用することが不可能なものとなっている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１−１９８９９３号公報
（公報３頁左上欄２行〜同頁右上欄４行、４頁右上欄１４行〜５頁左上欄４行、図１〜図３参照。）
【特許文献２】
特許第２６７６６２６号公報
（公報２頁左欄２６行〜３７行、２頁右欄３１行〜３頁左欄１１行、同２２行〜２８行、図１〜図３参照。）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、既設管を圧力管理した流体圧で支持しながら確実な排土を行うことができ、掘進機の排土機構を省略した場合でも簡単な構造で確実な排土を行うことができる。特に、既設管と新設管との軸心がずれていても施工可能な既設管更新推進方法及び掘削装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の事項を備えた本願各請求項に係わる発明により効果的に達成される。
即ち、請求項１に係わる発明は、掘進機で既設管を破砕しながら、前記掘進機の後端側に新設管を順次埋設していく既設管更新推進工法において、前記掘進機を前記既設管の発進坑側に配すること、前記既設管の到達坑側に止水栓を配すること、前記止水栓を貫通して前記既設管内に加圧流体を充填すること、及び前記加圧流体の圧力が周辺地盤の土圧と対抗するように前記加圧流体の圧力管理を行うことを備え、更に前記掘進機の掘削面前面側に滞留防止手段を配すること、前記滞留防止手段により前記掘削面前面に掘削ズリが滞留するのを防止することを含んでなることを特徴とする既設管更新推進工法にある。
【００１５】
この発明では、掘進機の前方の既設管内に流体を充填供給して既設管の掘削及び掘削跡に新設管を埋設する既設管更新推進工法において、掘削面前面側に配した滞留防止手段によって掘削ズリが掘削面前面に滞留を防止している。
このため、滞留防止手段により滞留が防止された掘削ズリはほぐされ、掘進機の前進方向にある到達坑側から加圧流体とともに排出することができる。掘進機に排土手段を備えたものを使用するときには、発進抗側から排土することもできるが、この場合においては排土装置側から加圧流体が流れ出ないようにしておくことが必要である。到達坑側から掘削ズリを加圧流体とともに排土する場合には、掘進機としては排土装置を備えたものを用いる必要がなく、装置構造を簡易なものとすることができる。
【００１６】
また、掘進機の掘削面前面側に掘削ズリが堆積するのを防止することができるので、掘削ズリにより掘進機の掘進抵抗が大きくなることもない。
更に、既設管の到達坑側に止水栓を配し、既設管内に充填する加圧流体の圧力管理を行っているので、既設管内に充填する加圧流体の量を前記特許文献２に記載されたものに比べ少なくすることが出来ると共に、既設管が埋設している周囲の地盤状況における土圧と対応した圧力となるように加圧流体の圧力を調整することが出来る。
しかも、加圧流体の圧力調整を行うことが可能なため、既設管の損傷等が大きな場合であっても、既設管内全体にわたり安定して崩落を抑えることができる。
【００１７】
滞留防止手段としては、スクリュー、ミキサー羽根、プロペラ、翼あるいは複数の線条体を放射状に拡径した攪拌部材等を回転させて掘削ズリの攪拌を行う攪拌手段、加圧流体を掘削ズリに対して噴射することで掘削ズリの滞留を防止する手段等を採用することができる。
【００１８】
請求項２に係わる発明は、請求項１の事項に加えて、止水栓が排出口を有し、同排出口から加圧流体及び掘削ズリを排出する事項を限定した既設管更新推進工法にある。
この発明では、掘進機により既設管や既設管周囲の地山を掘削した掘削ズリは、加圧流体とともに到達坑側から排出することができるので、掘削ズリ及び加圧流体の排出を効率よく行うことができる。
【００１９】
加圧流体及び掘削ズリを発進坑側から排出する場合に比べて、掘進機に排土装置を設けることが不要となり、掘進機の構造を簡素化、小型化等をすることができ、コスト削減を実現することができる。また、発進坑側からの排土が不要となるため発進坑を小さくすることができる。
また、既設管内を掘削ズリ等の排土経路とすることができる。更に積極的に到達坑側からの排土を行わずに、既設管内の内部圧力が上昇して押し出された分だけ排土することもできる。これにより、積極的に排土しないことで取り込み過ぎを心配せずに安全に既設管更新の施工を行うことができる。
【００２０】
請求項３に係わる発明は、掘進機で既設管を破砕しながら、前記掘進機の後端側に新設管を順次埋設していく既設管更新推進工法を用いた掘削装置において、前記既設管の発進坑側に配した掘進機と、前記既設管の到達坑側に配した止水栓と、前記止水栓に形成された供給口に連通し、圧力調整された加圧流体を前記既設管内に供給する供給手段と、前記止水栓に形成された排出口に連通し、前記加圧流体と掘進機による掘削ズリを排出する排出手段とを備え、更に前記掘削ズリが前記掘進機の掘削面前面に滞留するのを防止する、前記掘削面前面側に配した滞留防止手段を含んでなることを特徴とする掘削装置にある。
【００２１】
この発明では、掘進機として排土装置を持たない簡単な構造のものを使用することができ、これにより掘進機内部から加圧流体が発進抗側に流れ出ることはなく、また既設管の到達坑側には止水栓が配されているため、既設管内を密閉状態として加圧流体を充填させることができる。
なお、掘進機として、通常の推進工事に用いられるものと同様に排土装置を備えたものを用いることも可能であるが、この場合においては排土装置側から加圧流体が流れ出ないようにしておくことが必要である。
【００２２】
また、この発明では、既設管内を掘削ズリ等の排土経路とすることができるので、積極的に到達坑側からの排土を行わなくとも、既設管内の内部圧力が上昇して押し出された分だけ加圧流体とともに滞留防止手段によりほぐされた掘削ズリ等の排土を排出することができる。積極的に排土しないことで取り込み過ぎを心配せずに安全に既設管更新の施工を行うことができる。
【００２３】
請求項４に係わる発明は、請求項３の事項に加えて、滞留防止手段が、攪拌部材を用いた滞留防止手段である事項を限定した掘削装置にある。
この発明では、掘削面前面に堆積する掘削ズリの滞留防止手段として、スクリュー、ミキサー羽根等の攪拌部材を用いている。
攪拌部材としては、スクリュー、ミキサー羽根、プロペラ、翼以外にも複数の線条体を放射状に拡径した攪拌部材等を用いることができる。攪拌部材が掘削面前面側に配されるように、滞留防止手段を掘進機に設置することも到達坑側から延設した状態で滞留防止手段を設置することもできる。
【００２４】
滞留防止手段を掘進機に設置した場合には、攪拌部材を回転させる駆動源として掘進機のカッタヘッドを回転させる駆動源を利用することも、掘進機内に配した攪拌部材駆動用の駆動源を用いること、発進坑内に配した駆動源を用いること等を使用することができる。
【００２５】
攪拌部材としてスクリューまたはプロペラなどを用いた場合であって、スクリューまたはプロペラなどを回転させる駆動源を到達坑側に配設した場合には、スクリューとしては到達坑から掘進機の掘削面前面側までの全長にわたってスクリューまたはプロペラなどを形成したものを使用することも、掘削面前面側だけにスクリューまたはプロペラなどが形成されたものを使用することができる。また、これらを共存させたものを使用することもできる。
【００２６】
攪拌部材を回転させる駆動源を到達坑側に配設した場合には、攪拌部材及び同攪拌部材を回転させる回転軸は掘進機の前進に対応して到達坑側に後退するように滞留防止手段を構成する必要がある。このとき、攪拌部材及び回転軸を複数の分割接続可能な分割部材として構成として、攪拌部材及び同攪拌部材を回転させる回転軸の後退に伴って前記分割部材を順次取り外しながら後退を行うことができる。分割部材の取り外しの際には、既設管内の加圧流体が外部に漏れ出ないように既存の方法等を用いて機密状態で取り外しを行うことが必要である。
【００２７】
また、攪拌部材及び回転軸を複数の分割接続可能な分割部材としない構成のときには、到達坑に接続している別の既設管内に後退した回転軸等を退避させることが必要である。
【００２８】
請求項５に係わる発明は、請求項３の事項に加えて、滞留防止手段が、噴射水流を用いた滞留防止手段である事項を限定した掘削装置にある。
この発明では、請求項４における攪拌部材の代わりに噴射水流を用いて掘削面前面に堆積した掘削ズリをほぐして、加圧流体に混合している。
【００２９】
噴射水流を噴出するノズル等は、掘進機に設けることも、到達坑から延設した配管等に設けることもできる。到達坑から配管等を延設したときには、配管を掘進機の前進に対応して到達坑側に後退させることが必要である。このとき、配管を複数の分割接続可能な分割部材として構成として、配管の後退に伴って前記分割部材を順次取り外しながら後退を行うことができる。分割部材の取り外しの際には、既設管内の加圧流体が外部に漏れ出ないように既存の方法等を用いて機密状態で取り外しを行うことが必要である。
また、配管を複数の分割接続可能な分割部材としない構成のときには、到達坑に接続している別の既設管内に後退した配管等を退避させること、あるいはホースリール等を用いて配管を巻き取っていくことなどが必要である。
【００３０】
請求項６に係わる発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の事項に加えて、滞留防止手段が、掘進機に配されている事項を限定した掘削装置にある。
この発明では、滞留防止手段を掘進機に配したので常に所定の位置で掘削ズリをほぐすことで滞留するのを防止することができる。しかも、加圧流体に掘削ズリを混合させることができるので、掘削ズリを加圧流体とともに外部に効率的に排出することができるようになる。
【００３１】
請求項７に係わる発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の事項に加えて、滞留防止手段が、到達坑側から延設されている事項を限定した掘削装置にある。
この発明では、滞留防止手段を到達坑側から延設配置したので、掘削ズリをほぐす割合を外部操作で自由に調整制御することができる。しかも、掘削ズリを加圧流体とともに外部に効率的に排出することができるように加圧流体に掘削ズリを混合させることができる。
【００３２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図示実施例に基づいて具体的に説明する。図１は本願発明の代表的な実施例を示しており、掘進機による既設管更新推進工法を示す正面図であり、図２は第２実施例における既設管更新推進工法の正面図である。図３は、第２実施例におけるスクリューの取り出し工程を順を追って示す工程作業図であり、図４は図２におけるＡ−Ａ断面図、図５は第３実施例における既設管更新推進工法の正面図であり、図６は第４実施例における既設管更新推進工法の正面図である。
【００３３】
図１に示すごとく先端部にカッタヘッド２を回転可能に備えた掘進機１は、発進坑１０に設置した推進装置８の推進ジャッキ９の伸長動作により既設管５及び既設管５の周囲の地山１３を掘削しながら前進する。また、この掘進機１には排土手段は備えておらず、従ってカッタヘッド２により掘削した掘削ズリは、カッタヘッド２の前方に溜まることとなる。掘進機１により掘削された跡には、新設管７が掘進機１の後端に当接するように埋設される。その後推進ジャッキ９の伸長動作により新設管７を介して掘進機１が前進する。これを繰り返すことにより既設管更新推進工法が行われる。この既設管更新推進工法は、従来から行われている推進工法の手順をそのまま利用することができる。
【００３４】
第１実施例では、上述の既設管更新推進工法において既設管５の到達坑１１側の端部に止水栓３が設けられ、止水栓３と掘進機１間にある既設管５内が密閉空間として形成されている。既設管５内への加圧流体６の供給手段として、同密閉空間内に図示せぬ泥水等を貯留した貯留槽からポンプにより吐出された加圧流体６を弁１８を介して止水栓３内を通って既設管５内に注入する構成とすることができる。
前記貯留槽内には泥水以外にも清水や流動体等の非圧縮性の流体を用いることができる。尚、前記貯留槽としては、後述の真空吸引装置１６で吸引した排土を貯留する図示せぬタンクを利用することもできる。
【００３５】
また、止水栓３には既設管５内の加圧流体６とともにほぐされた掘削ズリ１２を排出する排土管１９が配設され、同排土管１９は可変弁２０及び開閉ゲート２５を介してタンク２１に連通している。タンク２１内の排土は、バキューム排出管２２を介して吸引装置１６により吸引され図示せぬタンク内に注入される。これらの構成により、既設管５内から加圧流体６及び掘削ズリ１２の排出手段を構成することができる。同タンク内に注入した排土は、土水分離装置２６により水が分離され、分離された水は、水噴射ポンプ１５に供給される。また、土砂等は土水分離装置２６から外部に排出される。
【００３６】
前記ポンプにより吐出された加圧流体６は、弁１８により流量及び圧力調整された後、止水栓３に形成した流路を通って既設管５内に注入される。既設管５内に注入される加圧流体６の圧力は、既設管５周囲の地盤（地山１３）を安定し既設管５内への崩落を防止することができるとともに、掘進機１の前進に伴って既設管５内の内部圧力が上昇することにより掘削ズリ１２と加圧流体６とが排土管１９を介してタンク２１内に排土されることができる圧力に設定することができる。
【００３７】
前記水噴射ポンプ１５から吐出された加圧水は、掘進機１内の配管を通って掘進機前面に配した水噴射ノズル４よりカッタヘッド２による掘削面前面側に噴射水流４ａとなって噴射され、掘削面前面に堆積する掘削ズリ１２をほぐして加圧流体６と混合させることができる。噴射ノズル４は、カッタヘッド２の回転に対して非回転状態に所定の角度で水流を噴射するように掘進機１の前方に設置することが望ましい。また、噴射ノズル４をカッタヘッド２の回転と一体に回転するように掘進機１の前面に配することもできる。さらに、噴射ノズル４を複数設け、それぞれを所望の角度で配置することもできる。
【００３８】
推進ジャッキ９の伸長動作により掘進機１が既設管５及び既設管の周囲の地山１３を掘削すると掘削ズリ１２は掘進機１の掘削面前面側に堆積するが、噴射ノズル４からの噴射水流４ａにより掘削ズリ１２がほぐされ、加圧流体６と混合することになる。また、掘進機１の前進及び噴射ノズル４からの噴射水流４ａによって既設管５内の圧力が上昇する。
【００３９】
排土管１９に設けた圧力計２４での検出圧力が既設管５内から排土を開始する設定圧以上となると開閉ゲート２５を開いてタンク２１内に前記設定圧を超えた加圧流体６及び掘削ズリ１２を排土する。このとき可変弁２０により既設管５内の内部圧力が所望の圧力以下とならないように調整しながら排土できる。
【００４０】
圧力検出器２４により既設管５内の内部圧力が低下したときには、開閉ゲート２５の開閉量を調整することや、可変弁２０の絞り量を調整すること、または弁１８を調整して加圧流体６の既設管５への注入量を調整すること、あるいはこれらの調整を関連させて行うことなどにより既設管５内の圧力を所望の圧力、すなわち、加圧流体６とともに掘削ズリ１２を排土する圧力に設定することができる。このときの既設管５内の内部圧力は、既設管５周囲からの土砂等の崩落を防止できる圧力以上となっていることが必要である。
【００４１】
図２に示す第２実施例は、第１実施例において噴射水流４ａの代わりにスクリュー３０を用いて掘削ズリをほぐす構成となっており、スクリュー３０を設けたことに伴う構成の変更以外は、第１実施例における構成と同じ構成を備えている。このため、第１実施例における構成と同じ構成である第２実施例の構成部材については、第１実施例と同じ部材符号を用いることによりその説明を省略する。
【００４２】
図２において、スクリュー３０は継手により互いに分割可能で直列に接続された複数の分割片３０ａから構成され、到達坑１１内に配されたスクリュー用ジャッキ３６の伸縮動作により密閉状態にて伸縮するスクリューケース３７及び可動ケース３８内に配されている。スクリューケース３７及び可動ケース３８は止水栓３３と水密状態に配され、止水栓３３とスクリューケース間にはスクリュー３０の駆動軸３１を密閉状態に閉塞するゲート３４が設けられている。コンベア先端部が止水栓３３を貫通して既設管５内に延設されている。
【００４３】
スクリュー３０は回転モータ３５により回転駆動され、回転モータ３５及びスクリュー３０は、スクリュー用ジャッキ３６の伸長動作により図２の左方向に移動する。スクリュー３０の移動は、掘進機１の図２における左方向への前進にほぼ同期して行われる。スクリュー３０の先端位置は、掘削ズリ１２を攪拌するのに最適な位置に配することが望ましい。また、掘進機１の前進速度に応じてスクリュー３０の掘削面前面に対しての所望位置となるように設定することもできる。
【００４４】
スクリュー３０としては、全長にわたりスクリューが形成されているが、スクリュー３０の先端部にプロペラ、翼あるいは先端が放射方向に展開した複数の線条体から構成される攪拌部材を設けることもできる。
【００４５】
図２において、加圧流体６を既設管５内に注入する加圧流体の供給手段を図示してはいないが、第１実施例を示す図１における加圧流体の供給手段と同様に管路１７が止水栓３３内を貫通して既設管５内に連通している。同管路１７には弁１８、圧力計２３、図示せぬポンプ等が接続されている。
【００４６】
図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）、（ｂ）を用いて、掘進機１の前進に伴ってスクリュー３０の長さを到達坑１１内で変更する工程を説明する。
図３（ａ）には、掘進機１の前進に同期してスクリュー用ジャッキ３６を伸長してスクリュー３０が後退させられた状態を示している。このときゲート３４を閉め、図４（ａ）に示すようにゲート３４の内面に設けたシール部材３９によりスクリュー３０の駆動軸３１をシールする。これにより、既設管５内の加圧流体６がスクリューケース３７、可動ケース３８内に流入するのを防止することができる。
【００４７】
図３（ｂ）に示すように可動ケースを摺動させ、開放した開口からスクリュー３０を構成していた分割片３０ａの一つを取り外す。残ったスクリュー３０の端部を回転モータ３５と連結し、可動ケース３８を摺動させてスクリューケース３７と可動ケース３８とにより密閉空間を形成する。その後、ゲート３４を開放し、掘進機１による掘削作業を再開する。
【００４８】
掘進機１が所定量前進し、スクリュー３０を掘進機１の前進に同期して後退させる。図３（ａ）のように分割片３０ａを取り出せる状態までスクリュー３０が後退すると、図３（ａ）〜図３（ｃ）の取り外し作業を繰り返す。
【００４９】
これにより、掘進機１の掘削面前面に堆積する掘削ズリ１２をスクリュー３０により攪拌することができ、掘削ズリ１２をほぐして加圧流体に混合させることができる。しかも、スクリュー３０が既設管５の残存部のほぼ全長にわたって配されているので、掘削ズリ１２と加圧流体との混合攪拌をスクリュー３０の全長にわたって行うことができる。
【００５０】
図５に示す第３実施例は、第２実施例においてスクリュー３０が駆動軸３１の全長にわたって形成されているのに対して、駆動軸４１の先端部にだけスクリュー４０が形成されている構成となっており、他の構成は第２実施例と同じ構成となっている。このため、第２実施例における構成と同じ構成である第３実施例の構成部材については、第２実施例あるいは第１実施例と同じ部材符号を用いることによりその説明を省略する。
【００５１】
第３実施例では、駆動軸４１は、継手により互いに分割可能で直列に接続された複数の分割片から構成されており、駆動軸４１の先端部にはスクリュー４０が駆動軸４１に分離接合可能に取り付けられている。駆動軸４１はスクリュー用ジャッキ３６に連結されたフレームに設けられた回転モータ３５と係合接続し、回転モータ３５の回転によりスクリュー４０を回転駆動する。
【００５２】
第３実施例では、駆動軸４１の先端部にスクリュー４０を取り付けているが、スクリューの代わりとなる攪拌部材として、例えば、プロペラ、翼、先端が放射方向に拡径した複数の線条体からなる攪拌部材等を用いることができる。
【００５３】
駆動軸４１を構成する各分割片の取り出しは、第２実施例において図３を用いて説明したと同様に取り出すことができる。ただし、第３実施例では止水栓４３内に駆動軸４１をシールするシール部材４４が設けられている。このため、第２実施例のようにゲート３４を設ける必要がない。
【００５４】
第３実施例では、スクリュー４０は駆動軸４１の先端部に配されているだけなので、スクリュー４０を回転させる回転トルクが少なくすみ回転モータ３５としては小型の回転モータを用いることができるようになる。
これにより、掘進機の掘削面前面側に堆積した掘削ズリをスクリュー４０により有効に攪拌することができるようになる。
【００５５】
以上示した第１から第３実施例及び次に示す第４実施例においては、掘進機として排土装置をもたない簡単な構造のものを使用した場合について説明したが、本願発明はこれに限らず、通常の推進工法に用いられる排土装置を備えた掘進機をもちいることも可能である。ただし、この場合においては、掘進機の排土装置側から加圧流体が流れ出ないようにしておく必要がある。
【００５６】
図６に示す第４実施例では、第２、第３実施例ではスクリュー３０、４０を到達坑側から延設しているのに対し、スクリュー４５及び回転モータ４７を掘進機１に配している。第４実施例における構成は、基本的には第１実施例における噴射ノズル４の代わりにスクリュー４５を設けた構成となっている。このため、第４実施例と第１実施例との共通の構成部材については同一の部材符号を用いることで各構成部材の説明を省略することとする。
【００５７】
図６に示すように、第４実施例では掘進機１内に設けた回転モータ４７によりカッタヘッド２の回転軸とほぼ同軸に延設した駆動軸４６にスクリュー４５が設けられている。回転モータ４７を回転させることによりスクリュー４５を回転させ、掘削面前面における掘削ズリ１２を加圧流体中に攪拌することができる。
【００５８】
回転モータ４７は、別途設けることができるが回転ヘッドを回転させる駆動減の回転を利用することもできる。また、スクリュー４５の代わりの攪拌部材として、例えば、プロペラ、翼、先端が放射方向に拡径した複数の線条体からなる攪拌部材等を用いることもできる。
【００５９】
スクリュー４５は掘削面前面側に配置されるように所定の傾斜角度をもって掘進機１に設けられることが望ましい。
【００６０】
本願発明により、掘進機１の掘削面前面側に堆積する掘削ズリ１２を噴射ノズルや攪拌部材によりほぐして加圧流体に攪拌して混合させることができ、しかも加圧流体に混合した掘削ズリを既設管５内の圧力上昇により排出手段で外部に排出することができる。これにより、既設管内に充填した加圧流体で崩落等を防止しながら掘削ズリの排土を行うことができる。しかも、既設管内に吸引管等を設けることにより積極的に排土するものではないので、既設管内の流体等の取り込み過ぎの心配がなく安全に既設管の更新作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】掘進機による既設管更新推進工法を示す第１実施例の正面図である。
【図２】掘進機による既設管更新推進工法を示す第２実施例の正面図である。
【図３】第２実施例におけるスクリューの取り出し工程を順を追って示す工程作業図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】掘進機による既設管更新推進工法を示す第３実施例の正面図である。
【図６】掘進機による既設管更新推進工法を示す第４実施例の正面図である。
【図７】従来技術における既設管更新推進工法を示す正面図である。
【図８】他の従来技術における既設管更新推進工法を示す正面図である。
【符号の説明】
１                  掘進機
２                        カッタヘッド
３            止水栓
４                        噴射ノズル
５                        既設管
６            加圧流体
７                        新設管
８            推進装置
１０                    発進坑
１１            到達坑
１２            掘削ズリ
１３            地山
１９          排土管
２１                    タンク
２２                バキューム排出管
３０          スクリュー
３３          止水栓
３４          ゲート
３７          スクリューケース
３８          可動ケース
４０          スクリュー
４３          止水栓
４５          スクリュー
４７          回転モータ
５０          掘削機
５１          カッタヘッド
５２          既設管
５３          新設管
５４          推進機構
５５          泥水処理タンク
５６          第１の液体ポンプ
６５          ケーシング
６６          スライドパイプ
６７          排出用管
７０          掘進機
７２          送泥ポンプ
７３          既設管渠
７４          新設管
７５          排泥ホース
７６          ホース巻取りリール
７８          泥水処理装置
【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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