(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推進工法において、掘進機の前面側に移動式の止水用プラグを設けることにより、止水用プラグと掘進機間に加圧流体を供給する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】掘進機１の前方に牽引移動式の止水用プラグ３を設け、掘進機１の掘進に同期して移動させる。止水用プラグ３と掘進機１間にポンプ２２より吐出し圧力管理された加圧流体を供給する。掘削ズリ１２を掘進機１内に設けたスクリューコンベア１６及びバキューム排土管１８により排出する。掘進機１の掘削跡には新設管７を埋設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機で既設管を掘削しながら、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、
到達坑側の前記既設管内に移動可能な止水用プラグを配すること、
前記掘進機と止水用プラグ間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進に同期して前記止水用プラグを前記到達坑側へ移動させること、
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】
前記止水用プラグが排出口を有し、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】
掘進機で既設管を掘削しながら、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用いる掘削装置において、
前記既設管の発進坑側に配した掘進機と、
到達坑側の前記既設管内に配した移動可能な止水用プラグと、
圧力調整された加圧流体を前記掘進機と止水用プラグ間に供給する供給手段と、
を備えてなることを特徴とする掘削装置。
【請求項４】
前記止水用プラグが、離間して一体的に移動する複数のプラグにより形成され、
前記複数のプラグのうち掘進機に対峙した第１プラグに、同第１プラグの表裏面間を貫通する第１通路と、同第１通路を開閉する第１弁とを有し、
前記第１プラグと対峙した第２プラグに、同第２プラグの表裏面間を貫通する第２通路と、同第２通路を開閉する第２弁と、前記第１プラグ及び第２プラグ間に連通し、吸引手段に接続した排出管路とを有し、
前記排出管路には、同排出管路を開閉する第３弁と、同第３弁の下流側で前記第２プラグの到達坑側後方に分岐した開口路と、同開口路を開閉する第４弁とを有し、
てなることを特徴とする請求項３記載の掘削装置。
【請求項５】
更に前記止水用プラグを前記掘進機の掘進に同期して牽引する牽引手段を、前記既設管外に備えたことを特徴とする請求項３又は４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掘削しながら、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が用いられており、この掘進工法としては、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５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６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、掘進機の前方の既設管内に移動式の止水用プラグを設け、加圧流体を掘進機と止水用プラグ間に充填供給するとともに、充填した加圧流体及び掘削ズリを既設管内から排出することができる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、掘進機で既設管を掘削しながら、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、到達坑側の前記既設管内に移動可能な止水用プラグを配すること、前記掘進機と止水用プラグ間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進に同期して前記止水用プラグを前記到達坑側へ移動させ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、掘進機前方の既設管内に配した移動可能な止水用プラグと掘進機間に加圧流体の充填供給を行い、加圧流体の充填下で既設管の掘削を行うとともに、掘削跡に新設管を埋設していくことができる。
また、止水用プラグと掘進機間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き、移動式の止水プラグ及び加圧流体によって既設管周辺の地盤からの崩落を防止することができるようになる。
【００１６】
移動式の止水用プラグは単一で使用することも複数配置して使用することもできる。どちらの場合でも止水用プラグは、掘進機の掘進に同期して到達坑側に後退させることが望ましい。止水用プラグの移動は、止水用プラグを掘進機で押しながら移動させることも、地上に設けたウインチ等を用いて牽引することもできる。どちらの場合においても、掘進機と止水用プラグとは、相対的に移動可能な別々の装置とすることができるので、既設管の中心軸と新設管の中心軸とがずれていても既設管の更新施工を行うことができる。止水用プラグと掘進機との間隔は既設管の材質や地盤状況等に応じて所望の間隔に調整することが望ましい。
加圧流体の供給は、止水用プラグ側から供給することも、掘進機側から供給することもできる。
【００１７】
掘削ズリは、掘進機内に設けたスクリューコンベア、バキューム手段等による排土装置により加圧流体とともに発進坑側に排土することができる。また、止水用プラグを貫通して排土管路を設け、同排土管路に接続したバキューム手段等を用いて掘削ズリを加圧流体と共に排土することもできる。これらによる排土時に掘進機と止水用プラグ間に充填供給する加圧流体の流量及び圧力を調整することにより、排土をより円滑に行うこともできる。
【００１８】
請求項２に係わる発明は、請求項１の事項に加えて、止水用プラグが排出口を有し、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を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、掘進機側に排土装置が不要となり、掘進機構造を簡素化、小型化することができ、コスト削減を図ることができる。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。
【００１９】
また、積極的に到達坑側からの排土を行わずに、掘進機と止水用プラグ間の圧力上昇を止水用プラグ等に設けた土圧計で計測し、所定圧力に上昇したときに排土を行うこともできる。止水用プラグとして複数のプラグを配設し、吸引排土を行うときの吸引口を掘進機の前面側に配したプラグの後方に配することで、吸引力による影響をカッタヘッド部の切羽に及ぼさないように構成することもできる。
【００２０】
請求項３に係わる発明は、掘進機で既設管を掘削しながら、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用いる掘削装置において、前記既設管の発進坑側に配した掘進機と、到達坑側の前記既設管内に配した移動可能な止水用プラグと、圧力調整された加圧流体を前記掘進機と止水用プラグ間に供給する供給手段とを備えてなることを特徴とする掘削装置にある。
【００２１】
この発明では、掘進機前方の既設管内に配した移動可能な止水用プラグと掘進機間に加圧流体の充填供給を行い、加圧流体の充填下で既設管の掘削を行うとともに、掘削跡に新設管を埋設していく掘削装置を提供することができる。
【００２２】
また、供給手段によって止水用プラグと掘進機間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でき、移動式の止水プラグ及び加圧流体によって既設管周辺の地盤の崩落を防止することができるようになる。
【００２３】
移動式の止水用プラグは単一で使用することも複数配置して使用することもできる。どちらの場合でも止水用プラグは、掘進機の掘進に同期して到達坑側に後退させることが望ましい。止水用プラグの移動は、止水用プラグを掘進機で押しながら到達坑側へ移動させることも、地上に設けたウインチ等を用いて、掘進機の掘進に同期して止水用プラグの牽引移動することもできる。
【００２４】
どちらの場合においても、掘進機と止水用プラグとは、相対的に移動可能な別々の装置とすることができるので、既設管の中心軸と新設管の中心軸とがずれていても既設管の更新施工を行うことができる。止水用プラグと掘進機との間隔は既設管の材質や地盤状況等に応じて所望の間隔に調整することが望ましい。
加圧流体の供給は、止水用プラグ側から供給することも、掘進機側から供給することもできる。
【００２５】
掘削ズリは、既存の掘進機内に設けたスクリューコンベア、バキューム手段等による排土装置により加圧流体とともに発進坑側に排土することができる。また、止水用プラグを貫通して排土管路を設け、同排土管路に接続したバキューム手段等を用いて掘削ズリを加圧流体とともに到達坑側に排土することもできる。これらによる排土時に掘進機と止水用プラグ間に充填供給する加圧流体圧の流量及び圧力を調整することにより、排土をより円滑に行うこともできる。
【００２６】
なお、到達坑側に排土する場合には、掘進機内部に排土装置を設ける必要がなくなり、掘進機の構造を簡素なものとすることができる。
また、掘進機と止水用プラグ間に加圧流体を供給充填しているので、加圧流体量が少なくてすみ、しかも供給手段からの供給により迅速に供給充填することができる。
【００２７】
請求項４に係わる発明は、請求項３の事項に加えて、止水用プラグが、離間して一体的に移動する複数のプラグにより形成され、前記複数のプラグのうち掘進機に対峙した第１プラグに、同第１プラグの表裏面間を貫通する第１通路と、同第１通路を開閉する第１弁とを有し、前記第１プラグと対峙した第２プラグに、同第２プラグの表裏面間を貫通する第２通路と、同第２通路を開閉する第２弁と、前記第１プラグ及び第２プラグ間に連通し、吸引手段に接続した排出管路とを有し、前記排出管路に、同排出管路を開閉する第３弁と、同第３弁の下流側で前記第２プラグの到達坑側後方に分岐した開口路と、同開口路を開閉する第４弁とを有してなる事項を限定した掘削装置にある。
【００２８】
この発明では、止水用プラグとして複数のそれぞれが離間したプラグを用い、しかもこれら複数のプラグが一体的に移動できるように構成されている。また、掘進機と対峙する第１プラグには、第１プラグと掘進機間の掘削ズリを加圧流体とともに排出する通路と第１弁である開閉弁と共に設けられており、第１弁を開口することによって、前記通路を通って加圧流体とともに掘削ズリを第１プラグの裏面側に排出することができる。また、第１プラグの表裏面にそれぞれ土圧計を設け、掘進機側である第１プラグの表面に配した土圧計が所定の値を保持するように第１弁の開口度を調整することもできる。
【００２９】
第１弁を閉塞した後に第１プラグの裏面側と同裏面に対峙する第２プラグ間に排出された加圧流体とともに掘削ズリを第２プラグに設けた排出管路を介して吸引手段により外部に排出することができる。このとき、第４弁を閉塞するとともに、第２弁及び第３弁を開口して加圧流体とともに掘削ズリを排出管路から吸引する。
【００３０】
第１プラグの裏面側と同裏面に対峙する第２プラグ間に排出された加圧流体とともに掘削ズリが吸引排出された後に、第２弁及び第３弁を閉塞し、第４弁を開口することにより、排出管路内の掘削ズリ等をプラグ搬送することができる。
【００３１】
これにより、吸引による排土時に発生する負圧が直接カッタヘッドの切羽に影響を与えず、切羽による掘削を常に良好な状態に保つことができる。
【００３２】
複数のプラグよりなる止水用プラグは少なくとも２個以上のプラグを設けることにより、本願発明の効果を奏することができる。
この発明によれば、掘進機内部に排土装置を設ける必要がないため、掘進機の構造を簡素なものとすることができる。
【００３３】
請求項５に係わる発明は、請求項３又は４記載の事項に加えて、更に止水用プラグを掘進機の掘進に同期して牽引する牽引手段を、既設管外に備えた事項を限定した掘削装置にある。
【００３４】
この発明では、止水用プラグを既設管外に配置した牽引手段で牽引移動させている。このため、止水用プラグの移動を掘進機の掘進に同期させながら独立して移動させることができるので、止水用プラグと掘進機間の間隔を掘進機の掘進中に適宜調整して同間隔内に充填した加圧流体等の圧力を調整することができる。また、加圧流体の供給手段における供給路としてホース等を用いたときには、同ホースの牽引と止水用プラグの牽引とを同じウインチを用いて行うこともできる。更には、前記ホースを巻き取るウインチと止水用プラグを牽引する牽引部材を巻き取るウインチとの回転駆動制御を同期させることが容易となる。
【００３５】
【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は本願発明の第１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、図４は、第２実施例における排土方法を順を追って示す工程作業図である。
この実施例では、既設管内に設置する移動式の止水用プラグとして一対のプラグをセットで配した例を示しているが、止水用プラグの設置個数は２個に限定されるものではなく、３個以上のプラグを１セットとして配置することができるものである。
【００３６】
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、内部に排土装置１５を備えた既存の掘進機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を掘削しながら掘進する。
【００３７】
掘削した掘進ズリ１２は掘進機１内に配したスクリューコンベア１６により後方に搬送され、スクリューコンベア１６の後端部に搬送された掘削ズリは、スクリューコンベア１６の後端部にゲート１９を介して連通したバキューム排土管１８により地上に排出される。バキューム排土管１８は図示せぬ吸引装置に接続し、吸引装置の吸引力でゲート１９の開閉時に掘削ズリを吸引搬送する。ゲート１９の開閉を制御することでバキューム排土管１８内での吸引搬送をプラグ搬送とすることができる。
【００３８】
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が掘進する。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。
【００３９】
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内の到達坑１１側に移動式の止水用プラグ３を設け、同止水用プラグ３と掘進機１間に止水用プラグ３側から供給した加圧流体６が供給されている。加圧流体６の供給手段としては、地上に配した泥水等を貯留したタンク２４からポンプ２３により吐出された加圧流体６を、ホースを介して供給することができる。
【００４０】
図１において、ホースは止水用プラグ３を牽引する牽引部材と一緒に配した構成とし、ホースと牽引部材とをまとめて符号２０で示している。そして、ホース及び牽引部材２０の巻き上げ、巻き戻しをウインチ２２により行っている。符号２１で示すものは、ホース及び牽引部材２０を案内するプーリーである。ホース及び牽引部材２０とを一緒に構成した例を示しているが、ホースと牽引部材とをそれぞれ独立した別構成とし、それぞれにウインチ、巻取りリール等を配することもできる。
【００４１】
また、ポンプ２３とウインチ２２間に加圧流体の加圧圧力を調整するための弁を設けることができる。前記タンク２４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。止水用プラグ３は弾性力のある材質で構成され、外周径を拡径することにより既設管５との間で止水することができる。なお、止水用プラグは、上記構成以外にも止水状態で移動可能な構成のプラグであれば、それらのプラグを本願発明の止水用プラグとして使用することができる。
【００４２】
図１の実施例では、止水用プラグ３がウインチ２２による牽引作用で到達坑１１側に移動する構成を示しているが、止水用プラグ３を掘進機から延設して配するように構成することもできる。この場合、加圧流体６を掘進機１側から供給することもできるが、掘進機１の機構が複雑となるので到達坑１１側から加圧流体を供給することが望ましい。
図１に示すように止水用プラグ３と掘進機１とは相対的に移動可能であるため、既設管５の中心軸と新設管７の中心軸とが一致していなくても既設管の更新作業を行うことができる。また、止水用プラグ３をウインチで牽引するのではなく、掘進機により止水用プラグを押すようにしてもよい。この場合もやはり止水用プラグと掘進機とは相対的に移動可能であるため、既設管の中心軸と新設管の中心軸とが同軸でなくても施工することができる。
【００４３】
本願発明においては、掘進機１と止水用プラグ３間に供給する加圧流体の圧力を調整することにより、掘進機１のカッタヘッド２前面での圧力を一定に保つことができ、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ので、常に安定した掘削作業を行うことができる。しかも、掘進機１と止水用プラグ３間に加圧流体を供給すれば足りるので、使用する加圧流体の量を少なくすることができる。
【００４４】
掘進機１と止水用プラグ３間に供給する加圧流体としては、掘進機１内の排土装置１５により排土された掘削ズリを、加圧流体を貯留する貯留槽内の流体と混合して再利用することもできる。
また、掘進機１と止水用プラグ３間に供給した加圧流体は、スクリューコンベア１６により、掘削ズリとともに発進抗側へ排出される。
【００４５】
図２に示す第２実施例は、掘削ズリ等の排土を止水用プラグ３側から行う構成となっており、止水用プラグ３側から排土を行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。
【００４６】
図２において、止水用プラグ３は、接続部材３６で所定間隔を離間して配された第１プラグ３ａ及び第２プラグ３ｂから構成されており、掘進機１と第１プラグ３ａ間に第１流体室３７を形成し、第１プラグ３ａと第２プラグ３ｂ間に第２流体室３８を形成する。
【００４７】
第２実施例において、一対の第１プラグ３ａ及び第２プラグ３ｂを配した例を示すが、プラグ数としては２個に限定されるものではなく、２個以上なら必要な数のプラグを用いることができる。その際には、各プラグ間を接続部材により所望の間隔を離間して配するとともに、一体的に移動することができるようにすることが望ましい。
【００４８】
接続部材３６中にはホース２０からの加圧流体を第１流体室３７に供給する通路が形成されている。第１プラグ３ａの表裏面には土圧計３４、３５が設けられ、第１プラグ３ａの表面側における加圧流体及び掘削ズリによる圧力、及び後述するように第１通路２６を開口して、第１流体室３７内の加圧流体及び掘削ズリを第２流体室３８内に導入したとき、第２流体室３８内の圧力を検出することができる。また、土圧計３４が所定の圧力を保持するように第１弁の開口度を調整しながら掘進機１の掘進を行うこともできる。
【００４９】
第１プラグ３ａには第１通路２６が第１プラグ３ａの表裏面を貫通して形成され、第１通路には、第１通路を開閉する第１弁２９が設けられている。第１弁２９の開閉制御は、土圧計３４が第１流体室３７内の圧力が所定の圧力となったことを検出したときに開口し、所定時間経過後に開口を閉塞するように制御することができる。また、第１弁の開閉制御は、土圧計３４、３５の検出値により遠隔制御等により行うこともできる。
【００５０】
第２プラグ３ｂには第２プラグ３ｂの表裏面を貫通する第２通路２７と地上に配置した真空吸引装置３９と連通する排土管路２５が設けられている。排土管路２５の開口端は、第２流体室３８内に開口している。排土管路２５には第２プラグ３ｂの到達坑１１側に分岐開口した開口路２８が設けられ、開口路２８の上流側及び開口路２８にはそれぞれ第３弁及び第４弁が設けられてそれぞれの通路の開閉を行うことができる。
【００５１】
次に、止水用プラグを用いた排土方法について、図２〜図４を用いて説明する。
図２において、掘進機１の掘進により掘削ズリが堆積し、第１流体室３７内の圧力が所定圧力となったことを土圧計３４で検出すると、図３に示すように第１弁２９を開口して第１流体室３７内の加圧流体と掘削ズリを第２流体室３８に排出する。このとき掘進機１による掘進は停止しておく。なお、土圧計３４の検出圧が所定の圧力となるように第１弁２９の開口度を調整しながら掘進機１による掘進を行うこともできる。
【００５２】
この第１流体室３７から第２流体室３８への排出は、第１流体室３７と第２流体室３８間での圧力差により排出を行うことができる。そのため、第１弁を開口する前に第２流体室３８内の圧力を低圧となるように、図２において第４弁３２を閉塞し、第３弁３１を開口して第２流体室３８内の圧力を低下させておくこともできる。このとき、第１弁の開口時にも第３弁を開口させたままにしておくこともできるが、第１弁を開口する前には第３弁を閉塞しておくことが望ましい。
【００５３】
図３に示すように、第１弁２９を開口すると第１流体室３７と第２流体室３８との圧力差により、第１流体室３７内の加圧流体及び掘削ズリは第２流体室３８に排出される。土圧計３５が所定圧力を検出したとき、あるいは、第１弁２９の開口から所定時間経過後に、図４に示すように第１弁２９及び第４弁３２を閉塞するとともに、第２弁３０及び第３弁３１を開口する。また、第１流体室３７内に加圧流体を充填供給し、充填後に土圧計が所定圧を検出すると掘進機による掘進が再開される。
【００５４】
第２弁３０及び第３弁３１の開口により、第２流体室３８内の加圧流体及び掘削ズリは真空吸引装置３９の吸引作用により吸引搬送される。第２流体室３８内の加圧流体及び掘削ズリを吸引し終わると、図２のように第２弁及び第３弁を閉塞して第４弁３２を開口する。第４弁の開口により排土管路２５内の流れが途中に空気部が介在するプラグ搬送を行うことができる。プラグ搬送を行うことにより、安定的に排土管路２５による吸引搬送を行うことができる。
【００５５】
第１弁から第４弁の開閉制御は、土圧計３４及び土圧計３５からの検出信号をそのまま使って開閉制御することもできるし、土圧計３４及び土圧計３５からの検出信号を制御装置に入力して、前記検出信号に応じた制御装置からの制御信号により開閉制御することなど、各種の制御方法を採用することができる。
【００５６】
また、止水用プラグ３は掘進機１の掘進に同期して移動しているので、図４に示すような第２流体室３８からの吸引搬送時や第２図に示すようなプラグ搬送時で掘進機１の掘進時には止水用プラグ３では弁の開閉動作とともに止水用プラグ３の移動が行われている。
【００５７】
この第２実施例では、止水用プラグ３側から排土することができるので、掘進機１を排土装置をもたない簡素な構造とすることができる。また、第１実施例と同様に、止水用プラグ３と掘進機１とは相対的に移動可能であるため、既設管の中心軸と新設管の中心軸とが同軸でなくても施工することができる。
更に、複数のプラグを用いて吸引搬送を行っているので、吸引による排土時に発生する負圧が直接カッタヘッドの切羽に影響を与えず、掘削を常に良好な状態に保つことができる。
【００５８】
第２実施例では、第１プラグ３ａ及び第２プラグ３ｂをウインチ２２による牽引移動を行う構成としているが、第１プラグ３ａを掘進機１により押しながら第１及び第２プラグを移動させるように構成することもできる。この場合には、ウインチ２２は加圧流体を供給するホースの巻き取り、巻き戻しを行うウインチとして使用することができる。場合によっては、ウインチを用いずにホース巻取りリールを用いることもできる。加圧流体の供給手段としては、掘進機１内に供給手段を配設することもできる。
【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実施例における排土手順を示す第１工程の作業説明図である。
【図４】第２実施例における排土手順を示す第２工程の作業説明図である。
【図５】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６】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
３          止水用プラグ
５                    既設管
６          加圧流体
７                    新設管
１０                    発進坑
１１            到達坑
１５          排土装置
１８          バキューム排土管
２０                    ホースと牽引部材
２２                ウインチ
２５          排土管路
３４、３５    土圧計
３７          第１流体室
３８          第２流体室
３９          真空吸引装置
４９          スライダ
５０          掘削機
５２          既設管
５３          新設管
５４          推進機構
５５          泥水処理タンク
６０          泥水区画機構
６４          第２の竪坑
６５          ケーシング
６６          スライドパイプ
６７          排出用管
７０          掘進機
７１          プラグ
７２          送泥ポンプ
７３          既設管渠
７４          新設管
７５          排泥ホース
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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