(57)【要約】【課題】複数の管体を連結して構築される管路の管体間の接合部分に目地材を無人で注入できるようにし、手間時間がかからずに安価に作業でき、目地注入作業での人身事故をなくすようにする。【解決手段】推進掘削工法で地盤に挿入されたコンクリート製の推進管４０の管路内を走行する走行車１の後方に、硬質ゴムを使用した弾性リング２を設け、同弾性リングの２個所に混合式の２液の目地材を注出する注出口６ａ，６ｂを設け、同注出口に目地材の２液の供給ノズル８ａ，８ｂ，流量調整バルブ１０ａ，１０ｂを取付け、又弾性リング２を内側から加圧するための一対の可動環体３を設け、同可動環体３を接離させる油圧シリンダー４を設け、一対の可動環体３を近づけることで弾性リング２を拡径して推進管４０の管接合部壁面に押し付けて目地材を注出口６ａ，６ｂから注出して接合部４０ａの空隙に充填する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さの断面円状管体を複数連接して配設して構築される管路の管体間内側接合部分に目地材を注入する目地注入装置であって、管路内を走行する走行車に管体内径より小さい径の弾性リングをそのリング外周面が管体内円周面と対向するように設け、同弾性リングの外周面の１個所又は複数個所に目地材の注出口を設け、同注出口から目地材を注出させる目地材圧送装置を設け、弾性リングを内側から押圧して拡径して管体内円周面に密接させる拡径手段を設けた目地注入装置。
【請求項２】
弾性リングの内側の前後端部を切除して外端に従って肉薄となるように傾斜させ、前後の傾斜面それぞれに接摺する可動環体を設け、一対の同可動環体を互いに接離する方向に移動させるシリンダを設け、同シリンダで環体を近接する方向に移動させることで弾性リングの傾斜面を押圧して弾性リングを拡径させるようにした拡径手段を用いた請求項１記載の目地注入装置。
【請求項３】
走行車が、無端ゴムベルトの一部を管路内面に接地させるように回動し、同無端ゴムベルトの接地個所と反対側の管路内面にローラを圧接させることで自走できるようにした構造である請求項１又は２記載の目地注入装置。
【請求項４】
走行車に管路内面を観察できる管路内面観察カメラを搭載した請求項１〜３何れか記載の目地注入装置。
【請求項５】
目地材が２液混合して急結硬化する硬化材である請求項１〜４何れか記載の目地注入装置。
【請求項６】
管体が地中の掘削された削孔内に配置され、管路がトンネルである請求項１〜５何れか記載の目地注入装置。
【請求項７】
請求項１〜５何れか記載の目地注入装置の後方に管体の接合部の目地材注入個所をブラシで研磨清掃する研磨清掃装置を取付けた目地注入仕上装置。
【請求項８】
研磨清掃装置が、管路の中心まわりに回転する回転体の外周端に複数のブラシ支持腕をその基端で枢着し、同ブラシ支持腕をスプリングで倒れ込む方向に付勢し、同ブラシ支持腕の先端に回転ブラシを回動可能に取付けた構造である請求項７記載の目地注入仕上装置。
【請求項９】
回転体を支持するフレームに、管路内面に圧接させるパッドを管路半径方向に進退自在に取付け、パッドを管路内面に圧接してフレームが回転するのを防止する請求項７又は８記載のトンネル壁用目地注入仕上装置。
【請求項１０】
回転ブラシ部分に向けて空気を噴出する空気吹出ノズルと、同空気吹出ノズルの反対側の回転ブラシの近くの位置に空気・目地くず・ゴミを吸引する吸引口とを設け、吸引口に吸引力を発生させる吸引装置を設け、空気吹出ノズルに空気を圧送する空気圧送装置を設けた請求項７〜９いずれか記載の目地注入仕上装置。
【請求項１１】
目地注入した個所を観察する作業後状態観察カメラを備えた請求項７〜１０いずれか記載の目地注入仕上装置。
【請求項１２】
作業後状態観察カメラが研磨清掃された後の目地注入個所を観察できるように研磨清掃装置に取付けられた請求項１１記載の目地注入仕上装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は所定長さの管体を複数連接して配設して構築される管路における管体の継ぎ目（接合部分）に防水・連結の為に目地材を注入する装置に関する。特に、推進掘削工法によって地中に構築される小中口径のトンネルにおける推進管（埋設管）の管体間の目地材注入に有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中に小中口径のトンネルの構築工法として、推進工法が広く採用されている。この工法は先頭にある掘削機の後方に内径２００〜３０００ｍｍで６００〜２４３０ｍｍ長さ程のコンクリート製又は鋼製の推進管（埋設管ともいう）を順次連結し、先端の掘削機で掘削しながらその最尾の推進管をジャッキ等によって押圧して掘削機及び推進管全体を前方へ推進させることで削孔するものである。そして削孔後に複数の推進管を地中に残して埋設させたままにして、推進管の管列で地中にトンネルを構築するものである。
この工法における推進管同士の連結は、連結する推進管の管端間の間隙・傾きに多少バラツキがあっても許容できるように防水的に接続される構造となっている。
しかしながら、この接続部分（接合部分）の防水性は不完全となったり、長年使用によって漏水するものであった。
又トンネルが曲線的に湾曲する場合は図１０に示すようにその湾曲部分の推進管の外側の接続部分（接合部４０ａ）の間隙が大きくなり、防水性が不完全となりがちであった。
この接続部分（接合部４０ａ）に人手によって目地材（シール材）を注入して防水性にする作業が人が入れる大きさのトンネルの場合なされている。しかしながら、人が入ることができにくい小中口径のトンネルの場合それができず、推進管の接続部分（接合部分）の防水性が不充分となっていた。又、人手で目地材の注入作業及びその後の目地部分清掃作業を行えても、狭い空間での作業であるので手間と時間がかかり作業費が嵩むものとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、推進工法の推進管同士の接合部分の目地注入作業、及びその他の複数管体を連結した管路の管体の接合部分の目地注入作業を無人で行えるようにし、手間時間がかからずに安価に作業ができ、又人が入れないような小中口径のトンネル・管路でも作業が行え、しかも無人であるので人身事故をなくすことができるという目地材注入装置を提供することにある。
第２の課題は、目地材を注入した個所の硬化後の目地部分の汚れ・目地材のタレ・ゴミ土砂を除去する清掃作業を無人で行えるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）　所定長さの断面円状管体を複数連接して配設して構築される管路の管体間内側接合部分に目地材を注入する目地注入装置であって、管路内を走行する走行車に管体内径より小さい径の弾性リングをそのリング外周面が管体内円周面と対向するように設け、同弾性リングの外周面の１個所又は複数個所に目地材の注出口を設け、同注出口から目地材を注出させる目地材圧送装置を設け、弾性リングを内側から押圧して拡径して管体内円周面に密接させる拡径手段を設けた目地注入装置
２）　弾性リングの内側の前後端部を切除して外端に従って肉薄となるように傾斜させ、前後の傾斜面それぞれに接摺する可動環体を設け、一対の同可動環体を互いに接離する方向に移動させるシリンダを設け、同シリンダで環体を近接する方向に移動させることで弾性リングの傾斜面を押圧して弾性リングを拡径させるようにした拡径手段を用いた前記１）記載の目地注入装置
３）　走行車が、無端ゴムベルトの一部を管路内面に接地させるように回動し、同無端ゴムベルトの接地個所と反対側の管路内面にローラを圧接させることで自走できるようにした構造である前記１）又は２）記載の目地注入装置
４）　走行車に管路内面を観察できる管路内面観察カメラを搭載した前記１）〜３）何れか記載の目地注入装置
５）　目地材が２液混合して急結硬化する硬化材である前記１）〜４）何れか記載の目地注入装置
６）　管体が地中の掘削された削孔内に配置され、管路がトンネルである前記１）〜５）何れか記載の目地注入装置
７）　前記１）〜５）何れか記載の目地注入装置の後方に管体の接合部の目地材注入個所をブラシで研磨清掃する研磨清掃装置を取付けた目地注入仕上装置
８）　研磨清掃装置が、管路の中心まわりに回転する回転体の外周端に複数のブラシ支持腕をその基端で枢着し、同ブラシ支持腕をスプリングで倒れ込む方向に付勢し、同ブラシ支持腕の先端に回転ブラシを回動可能に取付けた構造である前記７）記載の目地注入仕上装置
９）　回転体を支持するフレームに、管路内面に圧接させるパッドを管路半径方向に進退自在に取付け、パッドを管路内面に圧接してフレームが回転するのを防止する前記７）又は８）記載のトンネル壁用目地注入仕上装置
１０）　回転ブラシ部分に向けて空気を噴出する空気吹出ノズルと、同空気吹出ノズルの反対側の回転ブラシの近くの位置に空気・目地くず・ゴミを吸引する吸引口とを設け、吸引口に吸引力を発生させる吸引装置を設け、空気吹出ノズルに空気を圧送する空気圧送装置を設けた前記７）〜９）いずれか記載の目地注入仕上装置
１１）　目地注入した個所を観察する作業後状態観察カメラを備えた前記７）〜１０）いずれか記載の目地注入仕上装置
１２）　作業後状態観察カメラが研磨清掃された後の目地注入個所を観察できるように研磨清掃装置に取付けられた前記１１）記載の目地注入仕上装置
にある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の目地材注入装置、目地材注入仕上装置が対象とする管体・トンネルの内径は、６００ｍｍ前後であるが、これより小口径の管体・トンネルでも装置を小型化することでかなりの小口径のものまで可能である。又大きい中・大口径のものも勿論可能であり、人が楽に入るものでも使用できるものである。
本発明の走行車は、モータ・エンジンを搭載して自走できるタイプと、ワイヤ・くさり等で牽引できるようにして走行するタイプとがある。前者の自走タイプは、無端ベルトの一部を管路内面に接地させて無端ベルトを回動させることで移動する場合、クローラ車とする場合又はタイヤ・車輪を回動させる場合がある。本発明の弾性リングの素材としては、硬質ゴムが好ましく、又目地材としてはキポキシ樹脂とその硬化剤の如く、二液を混合することで硬化するタイプの目地材が急結硬化性があって好ましい。
本発明の弾性リングを拡開する手段は、弾性リングの内面を直接押圧するタイプと、弾性リングの内側前後端を切欠いてハ字状の傾斜面を形成し、この傾斜面に加圧部材で加圧をかけて拡巾するタイプ、空気圧・油圧で環状袋を膨張させて弾性リングを拡開（拡径）するタイプ等がある。
本発明の目地材注入口は弾性リングの下部側に設け、最上部も空気抜口を設けることが、目地材注入口から注入される目地材が管体の接合部分の間隙にある空気を追い出して排出させることを容易にして好ましい。
本発明の注入されて硬化した目地部分を清掃する清掃装置を走行車の後方に設けて、目地注入後、硬化した後前進させてその個所の目地材くず、目地材タレ、汚れ、ゴミ、土砂等を清掃するようにできるので好ましい。
清掃装置としては、回転ブラシを目地部分に当てて清掃させ、不使用時には回転ブラシが管体内周面に当たらないように縮退させることが好ましい。
更に清掃装置には、空気噴流によって目地材くず・清掃ゴミ・粉・土砂等を吹き払い、又それを回転ブラシに近接した位置にある吸引口で吸引して外部へ排出又は回収できるようにすることが好ましい。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜１１に示す本実施例は、推進掘削工法で構築された６００ｍｍ内径のトンネルで、管体はコンクリート製推進管であり、弾性リングは硬質ゴムを使用し、又その拡開手段として弾性リングの前後端を外端に従って肉薄となるように切欠いて傾斜面を形成し、この傾斜面に接摺する可動環体を前後一対設け、同可動環体を接離する油圧ジャッキを設けている。又弾性リングの下部の外周２個所に目地材注出口を設け、弾性リングの頂部に空気抜口を設けている。目地材はエポキシ樹脂とその硬化剤の二液混合タイプで、これらを別々のホースで送り、目地材注出口から吐出された外部で混合して硬化するようになる。目地材は目地材注出口から二液として吐出され、推進管の接合部の空隙に進入し、又円周方向に流れ込んで接合部の空隙全周に進入して硬化する。
又本実施例では、弾性リングの後方に設けた回転体に４本の支持腕を枢着し、同支持腕をスプリングで回転方向に反対方向に付勢し、又支持腕の先端に回転ブラシを回動自在に取付けている。又、この回転ブラシをはさんで対向側に空気噴出口と吸引口とを設け、空気流で吹き払いながら回転ブラシで清掃し、そのゴミ・目地材くす等を吸引口から吸引して排除している。又回転体の回転力で走行車が回転しないようにする圧接パッドを半径方向に進退自在に設けている目地注入仕上装置の例である。
図１は、実施例の装置全体図である。
図２は、実施例の目地材注出口と弾性リングの走行時の状態を示す説明図である。
図３は、実施例の目地材注出口と弾性リングの目地材注出状態を示す説明図である。
図４は、実施例の弾性リングの斜視図である。
図５は、図１のＡ−Ａ矢視図である。
図６は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。
図７は、図１のＣ−Ｃ矢視図である。
図８は、図１のＤ−Ｄ矢視図である。
図９は、図１のＥ−Ｅ矢視図である。
図１０は実施例のトンネルの平面図である。
【０００７】
図中、Ｈは本実施例の目地注入仕上装置であり、１は走行車、１ａは自走させるための無端ゴムベルト、１ｂは同無端ゴムベルトのベルト車、１ｃは同無端ゴムベルトを駆動する駆動部、１ｄは圧接ローラ、２は硬質ゴムを使用した弾性リング、２ａは同弾性リング２個所設けた目地材の注出口の取付穴、２ｂは目地材は通過させず空気のみを通過させる空気抜き口、２ｃは弾性リングの前後部を切除して外端に従って肉薄となるように傾斜させた傾斜面、３は弾性リング２の傾斜面２ｃに当接する一対の鉄鋼製の可動環体、４は同可動環体を前後方向に離接するように駆動する油圧シリンダー、５は同油圧シリンダーのシリンダーロッドと可動環体を連結する押圧板、６ａ，６ｂは目地材のＡ液（エポキシ樹脂）とＢ液（その硬化剤）のそれぞれの注出口、７は注出口取付板であって弾性リング２の取付穴２ａに固定されている。８ａ，８ｂは注入口取付板７に取付けられた２種の目地材Ａ液，Ｂ液の供給ノズル、９ａ，９ｂは目地材Ａ液，Ｂ液の供給ホース，１０ａ，１０ｂは注出ノズル８ａ，８ｂにおける注出量を制御する油圧式流量調整バルブ、１１，１２は走行補助輪、１３は推進管４０の接合部４０ａを観察して位置計測するための管路内面観察カメラ、１４は弾性リング２，可動環体３，油圧シリンダー４，押圧板５，注出ノズル８ａ，８ｂ，流量調整バルブ１０ａ，１０ｂ等を取付ける目地材注出装置フレーム、２０は同目地材注出装置フレームの後に取付けられる研磨清掃装置Ｃのフレーム、２１は同フレーム後部に取付けた回転体、２２は同回転体の外周端に枢着されたブラシ支持腕、２２ａは同ブラシ支持腕の枢支軸、２３は同ブラシ支持腕の先端に取付けられた回転ブラシ、２４はブラシ支持腕を内側に倒れ込む方向に付勢するスプリング、２５は回転体２１の回動駆動部、２６はフレームの走行補助車、２７は空気吹出ノズル、２８は同吹出ノズルに空気を送る空気ホース、２９は吸引口、３０は同吸引口を設けた吸引ノズル、３１は同吸引ノズルを負圧発生装置とゴミ分離回収部（図示せず）に接続する吸引ホース、３２はフレーム２０に取付けた左右に進退するパッド、３３は同パッドを進退させる油圧シリンダー、３４は推進管４０の接合部４０ａに注入された目地材の硬化後の清掃研磨状態を観察する研磨清掃装置Ｃに取付けられた作業後状態観察カメラ、４０はコンクリート製の推進管、４０ａは推進管４０の接合部、４０ｂは推進管後端の鉄鋼製環状スリーブ、４０ｃは隣合う推進管４０の環状スリーブと嵌合する推進管前端の段差部、４０ｄは環状スリーブと段差部４０ｃとの間の環状パッキンリング、４０ｅは接合部の目地材を注入する空隙部分である。
【０００８】
Ａは、実施例の目地材圧送装置であって、注出口６ａ，６ｂ，注出口取付板７，注出ノズル８ａ，８ｂ，供給ホース９ａ，９ｂ，油圧式流量調整バルブ１０ａ，１０ｂから構成されている。
Ｂは、実施例の拡開手段であって、可動環体３，油圧シリンダー４，押圧板５より構成されている。
Ｃは、実施例の研磨清掃装置であって、回転体２１，ブラシ支持腕２２，回転ブラシ２３，スプリング２４，回動駆動部２５から構成されている。
Ｄは、複数の推進管４０で構成されている管路である地中のトンネルである。
【０００９】
本実施例の目地注入仕上装置Ｈは、推進式掘削機で地中を連続掘削し、その後続する複数の推進管４０がそのまま地中に残されてトンネルの管壁を形成する。このトンネルの管壁である推進管４０の接合部４０ａの空隙部分４０ｅに目地材のＡ液（エポキシ樹脂），Ｂ液（その硬化剤）を注入してシールするものである。この空隙部分４０ｅはトンネルがカーブする個所で大きくなるため、カーブ部分の目地材の注入が重要となる。
【００１０】
この実施例では、実施例の目地注入仕上装置Ｈはトンネルの推進管４０内を無端ゴムベルト１ａを駆動部１ｃによって送ることで、推進管４０の内面と同ゴムベルトとの接地部分の摩擦で装置全体を走行させる。又上方の圧接ローラ１ｄによってその走行を安定させ、確実に前進・後退できるようにしている。
【００１１】
推進管４０のトンネル（管体）内を目地注入仕上装置Ｈを前記の様に走行させながら、接合部４０ａを管路内面観察カメラ１３で撮像して遠隔地にその画像を送り、その接合部４０ａを遠方の操作場所で観察できるようにしている。
【００１２】
接合部４０ａに目地材を注入するときは、弾性リング２の注出口２ａが推進管４０の接合部４０ａとなる位置で停止させる。
走行時は図１，２の如く弾性リング２は通常の非拡径の状態にあって推進管４０の内径より小さい外径状態にあるが、停止して注入する段階になれば油圧シリンダー４を作動させ、一対の押圧板５を近づくようにするとこれに取付けられた断面三角形状の可動環体３は互いに近付き、その三角形の傾斜面が弾性リング２の傾斜面２ｃを摺動して弾性リング２を外方向に押し、弾性リング２は外方向に拡径し、推進管４０の内周面に圧接する（図３の状態）。
この弾性リング２が拡径して推進管４０の内面に圧接した後に、目地材圧送装置Ａを作動させ、注出ノズル８ａ，８ｂから目地材のＡ液，Ｂ液をそれぞれの注出口６ａ，６ｂから注出する。注出されたＡ液，Ｂ液は直ちに化学反応しながら推進管４０の接合部４０ａの空隙部分４０ｅに進入し、その空隙及び接合部４０ａの内面に充填される。目地材の注入は２個所の注出口６ａ，６ｂからなされ、接合部４０ａの空隙部分４０ｅを介して全内周面に進入して充填する。空隙部分４０ｅ内の空気のみ、上方の空気抜き口２ｂから逃げられるようになっている。
接合部４０ａに充填された目地材は硬化して固化する。
【００１３】
目地材が硬化した後、本実施例の目地注入仕上装置Ｈを移動させ、注入した目地材の上方に回転ブラシ位置に到った所で停止させる。
その後、油圧シリンダー３３を作動させ、一対のパッド３２を外方向へ送って、推進管４０の内面に圧接し、研磨清掃装置Ｃのフレーム２０を回転・前後動しないようにし、その後、回動駆動部２５を作動させ、回転体２１を回転させる。回転体２１が回転すると遠心力でブラシ支持腕２２がスプリング２４に抗して半径方向に回動して回転ブラシ２３が推進管４０の接合部４０ａの注入されて硬化した目地材表面と圧接し、同回転ブラシ２３の回転によって硬化した目地材表面を清掃研磨し、目地材のタレ、流入した土砂・ゴミを排除する。
下方の空気吹出ノズル２７から空気流が接合部４０ａの目地材、回転ブラシ２３に向け送られ、ゴミ・目地材片等が空気で吹き払われ、しかもその反対側にある吸引口２９からこれらの目地材片、ゴミ及び空気は吸引されて外部へ排出され、効果的に目地材表面に清掃研磨するものである。
【００１４】
この研磨清掃後に作業後状態観察カメラ３４で観察できるようになっている。
【００１５】
このように、本実施例では、遠隔操作と遠隔観察によって無人で且つ効率的に目地材の注入作業、硬化した目地材の清掃研磨が行えるようにしている。
【００１６】
【発明の効果】
以上の様に、本願発明は、管路内の管体の接続部分に目地材を無人で且つ効果的に注入でき、労力と時間を大巾に低減できるようにした。
又、研磨清掃装置を備えたものは、注入して硬化した目地部分の研磨・清掃も同時にできるようにできる。
管路内面，目地注入個所を観察できる管路内面観察カメラ，作業後状態観察カメラを設ければ、作業が正確に行える。
パッドを進退自在に設け、管路内面と圧接する装置を備えれば、装置全体の回転・前後左右動を少なくして安定して作業が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置全体図である。
【図２】実施例の目地材注出口と弾性リングの走行時の状態を示す説明図である。
【図３】実施例の目地材注出口と弾性リングの目地材注出状態を示す説明図である。
【図４】実施例の弾性リングの斜視図である。
【図５】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】図１のＤ−Ｄ矢視図である。
【図９】図１のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１０】実施例のトンネルの平面図である。
【符号の説明】
Ｈ　実施例の目地注入仕上装置
１　走行車
１ａ　無端ゴムベルト
１ｂ　ベルト車
１ｃ　駆動部
１ｄ　圧接ローラ
２　弾性リング
２ａ　取付穴
２ｂ　空気抜き口
２ｃ　傾斜面
３　可動環体
４　油圧シリンダー
５　押圧板
６ａ，６ｂ　Ａ液とＢ液のそれぞれの注出口
７　出口取付板
８ａ，８ｂ　供給ノズル
９ａ，９ｂ　供給ホース
１０ａ，１０ｂ　油圧式流量調整バルブ、
１１，１２　走行補助輪
１３　管路内面観察カメラ
１４　目地材注出装置フレーム、
２０　研磨清掃装置Ｃのフレーム
２１　回転体
２２　ブラシ支持腕
２２ａ　枢支軸
２３　回転ブラシ
２４　スプリング
２５　回動駆動部
２６　走行補助車
２７　空気吹出ノズル
２８　空気ホース
２９　吸引口
３０　吸引ノズル
３１　吸引ホース
３２　パッド
３３　油圧シリンダー
３４　作業後状態観察カメラ
４０　推進管
４０ａ　接合部
４０ｂ　鉄鋼製環状スリーブ
４０ｃ　段差部
４０ｄ　環状パッキンリング
４０ｅ　空隙部分
Ａ　目地材圧送装置
Ｂ　拡開手段
Ｃ　研磨清掃装置
Ｄ　トンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004060324.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004060324.tif 000007
【図６】
2004060324.tif 000008
【図７】
2004060324.tif 000009
【図８】
2004060324.tif 000010
【図９】
2004060324.tif 000011
【図１０】
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