(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状間隙を形成する先導外管及び内側の先導排土管を有し、先端の前記環状間隙が閉塞された二重管と、前記先導排土管内に配置され該先導排土管の先端から突出する先端にカッターが接続された先導スクリューロッドとからなる先導体と、
環状間隙を形成する外側の埋設管及び内側の排土管を有し、前記先導外管及び前記先導排土管に前記埋設管及び前記排土管がそれぞれ順次接続される二重管と、前記排土管内に配置され、前記先導スクリューロッドに順次接続されるスクリューロッドとからなる推進管とを備え、前記埋設管の径が１５０〜７００φである小口径管推進装置において、
前記先導体の発進側から前記推進管の前記環状間隙を通して、前記先導体の前記環状間隙に延びる裏込め材の供給管路を設けるとともに、前記先導外管に前記裏込め材の注出口を設け、
前記注出口には前記裏込め材の圧力によって開放する逆止弁を設け、
前記先導外管に前記注出口近くに位置するように土圧計を設け、
前記供給管路に前記先導体内において第１自動弁を設けるとともに、この第１自動弁の上流側で分岐して前記先導体の前記環状間隙及び前記推進管の前記環状間隙を通して前記発進側に延びる戻り管路を設け、この戻り管路に第２自動弁を設け、
前記供給管路及び前記戻り管路を含む配管系、前記注出口、前記逆止弁並びに前記土圧計を一組とした注出機構を、前記環状間隙の周方向に間隔を置いて複数組設けたことを特徴とする小口径管推進装置における裏込め材注出機構。
【請求項２】
前記先導外管の外周に、前記注出口よりも先端側に位置するように、裏込め材の逆流を防止するための逆流防止羽根を設けたことを特徴とする請求項１記載の小口径管推進装置における裏込め材注出機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小口径管推進装置における裏込め材注出機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に上下水道や、ガス、通信設備等のための管路を非開削で設置する工法として小口径管推進工法が知られている。この工法は開削工法と比べ、道路占有面積が小さいこと、掘削に伴う残土量が少ないこと、さらには騒音・振動が小さいこと等、多くの利点を持っている。
【０００３】
この小口径管推進工法はカッターを有する先導体に小口径の推進管を順次接続し、発進側から推進管を地中に押し込み、発進側と到達側との間に推進管を埋設管として敷設する工法である。カッターは先導体及び推進管内部に配置されたスクリューロッドに接続され、カッターが掘削した土砂はこのスクリューロッドにより発進側に排出される。
【０００４】
推進管すなわち埋設管としてはコンクリート管や硬質塩化ビニル管（以下、単に塩ビ管という）が用いられるが、塩ビ管の場合は排出される砂礫等によって内面が損傷されることがあるため、先導体及び推進管を二重管として内管内にスクリューロッドを配置する工法が知られている（特許文献１参照）。この場合、二重管の外管と内管との間には環状間隙が形成されるが、この環状間隙は何ら利用されていない。
【０００５】
ところで、小口径管推進工法で用いる埋設管の径は１５０〜７００φと小さく、したがってカッターによる余掘りも小さく、従来はその対策がなされていなかった。しかしながら、例えば鉄道線路下の地盤に推進工法により地盤切削用のワイヤソーを通すためのガイドパイプ（例えば、特許第４１９８１６５号公報参照）などを敷設する場合、余掘りが発生するとそれが小さいものであっても、軌条の変状を招くおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−６０４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、小口径管を推進しながら、余掘り箇所に裏込め材を注入することを可能にした小口径管推進装置における裏込め材注出機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、環状間隙を形成する先導外管及び内側の先導排土管を有し、先端の前記環状間隙が閉塞された二重管と、前記先導排土管内に配置され該先導排土管の先端から突出する先端にカッターが接続された先導スクリューロッドとからなる先導体と、
環状間隙を形成する外側の埋設管及び内側の排土管を有し、前記先導外管及び前記先導排土管に前記埋設管及び前記排土管がそれぞれ順次接続される二重管と、前記排土管内に配置され、前記先導スクリューロッドに順次接続されるスクリューロッドとからなる推進管とを備え、前記埋設管の径が１５０〜７００φである小口径管推進装置において、
前記先導体の発進側から前記推進管の前記環状間隙を通して、前記先導体の前記環状間隙に延びる裏込め材の供給管路を設けるとともに、前記先導外管に前記裏込め材の注出口を設け、
前記注出口には前記裏込め材の圧力によって開放する逆止弁を設け、
前記先導外管に前記注出口近くに位置するように土圧計を設け、
前記供給管路に前記先導体内において第１自動弁を設けるとともに、この第１自動弁の上流側で分岐して前記先導体の前記環状間隙及び前記推進管の前記環状間隙を通して前記発進側に延びる戻り管路を設け、この戻り管路に第２自動弁を設け、
前記供給管路及び前記戻り管路を含む配管系、前記注出口、前記逆止弁並びに前記土圧計を一組とした注出機構を、前記環状間隙の周方向に間隔を置いて複数組設けたことを特徴とする小口径管推進装置における裏込め材注出機構にある。
【００１２】
さらに、前記先導外管の外周に、前記注出口よりも先端側に位置するように、裏込め材の逆流を防止するための逆流防止羽根を設けた構成を採用することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、先導体及び推進管を二重管とする小口径管推進装置において、二重管の環状間隙を利用して裏込め材の注出機構を設けたので、小口径管を推進しながら余掘り箇所に裏込め材を充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施形態を示す水平断面図である。
【図２】同実施形態のものの鉛直断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】裏込め材の注出部を拡大して示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１〜図３は、この発明の実施形態を示し、図１は水平断面図、図２は鉛直断面図、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。小口径管推進装置は、先導体１と、これに順次接続される多数の推進管２（図には１つのみを示す）とを備える。
【００１６】
先導体１は、先導外管３及び内側の先導排土管４を有する二重管と、先導排土管４内に配置され、螺旋羽根５ａを有する先導スクリューロッド５とからなる。先導外管３と先導排土管４との間には環状間隙６が形成されている。先導外管３及び先導排土管４は、この実施形態では、いずれも鋼管からなる。
【００１７】
先導外管３の先端には環状の取付部７が設けられている。この取付部７と先導内管４の先端部との間に内側にテーパ面８を有する環状のジョイント部材９が着脱自在に固定されている。このジョイント部材９により先導外管３及び先導排土管４の各先端間の環状間隙６が閉塞されている。
【００１８】
先導スクリューロッド５は、先端が先導排土管４から突出し、その先端にはカッター１０が固定されている。このカッター１０には地盤中に予め設置されるリード管１１が回転可能に連結される。符号２２は先導外管３と先導排土管４との間に設けられ、両者の軸がほぼ一致するように保持するためのスペーサを示している。
【００１９】
推進管２は、埋設管１２及びその内側の排土管１３を有する二重管と、排土管１３内に配置され、螺旋羽根１４ａを有するスクリューロッド１４とからなる。埋設管１２と排土管１３との間には環状間隙１５が形成されている。この実施形態では、埋設管１２は硬質塩ビ管からなり、排土管１３は鋼管からなる。埋設管１２及び排土管１３の各先端部には雄ねじ１６，１７がそれぞれ形成され、後端部には雌ねじ１８，１９がそれぞれ形成されている。
【００２０】
埋設管１２及び排土管１３はそれらの雄ねじ１６，１７が、先導外管３及び先導排土管４の各後端部にそれぞれ形成された雌ねじ２０，２１に螺着されることにより、先導外管３に埋設管１２が、また先導排土管４に排土管１３がそれぞれ接続される。また、先導スクリューロッド５とスクリューロッド１４とは、図示しないジョイント部材を介して接続される。先行する推進管２とそれに続く推進管どうしも同様にして接続される。これにより、先導体１の環状間隙６と多数の推進管２の環状間隙１５とが連通することになる。
【００２１】
推進管２の先導体１への接続及び推進管２どうしの接続は、元押装置が設置された図示しない発進側（発進立坑）で行われる。そして、元押装置により先導体１及びこれに接続された多数の推進管２が、到達側（到達立坑）に向けて地盤中に押し込まれる。また、元押装置によりスクリューロッド５，１４が回転駆動され、カッター１０が回転することにより地盤が掘削される。掘削土砂はスクリューロッド５，１４により排土管４，１３を通して発進側に排出される。先導体１が到達側に達した後は、先導体１は到達側で回収され、また排土管４，１３は発進側に回収される。これにより、埋設管１２のみが地盤中に埋設され、種々の用途に供される。
【００２２】
以上のような推進管２の推進施工において、図２に示すように、カッター１０の回転により余掘りによる空洞Ｖが生じることがある。この発明による小口径管推進装置は、この余掘りが生じた部分Ｖに裏込め材を注出する機構を備えている。この裏込め材を供給するための供給管路２５が発進側から推進管２の環状間隙１５を通して、先導体１の環状間隙６に延びている。
【００２３】
供給管路２５の先端は、先導外管３の頂部に設けられた注出口２６に開口している。この注出口２６には逆止弁２７が設けられている。図４〜図６は裏込め材の注出部を拡大して示し、図４は平面図、図５は図４のＢ−Ｂ線矢視断面図、図６は図４のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００２４】
先導外管３の管壁頂部には矩形の取付けパネル２８が設けられ、注出口２６はこの取り付けパネル２８に形成されている。取付けパネル２８の取付けのための矩形の開口２９が先導外管３の管壁に設けられている。先導外管３の内周には開口２９の周縁に沿って固定枠３０が固定されている。取付けパネル２８は開口２９に嵌め込まれ、開口２９の内方に張り出す固定枠３０の内周部分にボルト３１により固定される。
【００２５】
取付けパネル２８には円形の凹部３２が設けられ、この凹部３２の底部３２ａに円形の注出口２６が形成されている。逆止弁２７の弁体３３は注出口２６を閉鎖するように、凹部３２の底部３２ａに配置されている。弁体３３は円形のものであり、この弁体３３には先端部にフランジ３４ａを有する複数のボルト３４の各先端部が、弁体３３の周方向に間隔を置いて固定されている。
【００２６】
ボルト３４の軸部は凹部３２の底部３２ａに設けられた孔に軸方向に移動可能に嵌合されている。そして、孔から先導外管３の内方側に突出しているボルト３４の頭部と凹部３２の底部３２ａとの間に、ボルト３４の軸部を取り巻くコイルばね３５が設けられている。このコイルばね３５により弁体３３は常時注出口２６を閉鎖するように付勢されている。一方、供給管２５を介して供給される裏込め材の注出圧が弁体３３に作用すると、コイルばね３５の付勢力に抗して弁体３３が開き、注出口２６が開口して裏込め材が先導外管３の外周に注出される。
【００２７】
取付けパネル２８には、また、注出口２６に隣接して土圧計３６が設けられている。この土圧計３６は取付けパネル２８に形成した孔３７に嵌め込まれ、固定されている。
【００２８】
再び図１，図２を参照し、供給管路２５には先導体１内において電磁弁や電動弁などからなる第１自動弁４０が設けられている。また、供給管路２５には先導体１内において第１自動弁４０の上流側で分岐し、先導体１の環状間隙６及び推進管２の環状間隙１５を通って発進側に延びる戻り管路４１が設けられている。この戻り管路４１には、第１自動弁４０近くにおいて、すなわち先導体１に直接接続される推進管２内において、電磁弁や電動弁などからなる第２自動弁４２が設けられている。
【００２９】
そして、供給管路２５及び戻り管路４１を含む配管系、並びに注出口２６、逆止弁２７及び土圧計３６が設けられた取付けパネル２８を一組とする注出機構が環状間隙６，１５の周方向に間隔を置いて複数組設けられている（図３参照）。この実施形態では、二組の注出機構Ｐ１，Ｐ２が設けられ、一方の注出機構Ｐ１の注出口２６が先導外管１の頂部に位置するようにして先導体１が推進される。
【００３０】
先導外管３の外周には注出口２６よりも先端側に位置するように、裏込め材の逆流を防止するための逆流防止羽根４３が設けられている。逆流防止羽根４３は、図３に示すように、多数の薄鋼板からなるプレート４４を隣接するものどうしが一部重なるように、それらの基部において先導外管３の外周に固定してなるものである。逆流防止羽根４３は、先導外管３の推進方向後方（発進側）に向けて拡径するように、各プレート４４が傾斜して先導外管３に固定されている。この逆流防止羽根４３は、先導外管１の推進時には土圧を受けて各プレート４４の弾性により縮径することとなる。
【００３１】
次に、上記裏込め材注出機構の作用について説明する。先導体１及び推進管２の推進時には供給管路２５を介して注出口２６にセメントモルタルなどの裏込め材が供給される。このとき、第１自動弁４０は開、第２自動弁４２は閉であり、裏込め材が戻り管路４１を流れることはない。裏込め材はその注出圧により逆止弁２７の弁体３３を開き、先導外管３の外周に注出される。この注出された裏込め材は、先導外管３の外周に生じた余掘りによる空洞Ｖに充填される。
【００３２】
一方、土圧計３６は先導外管３の外周に作用する土圧を常時計測し、その計測信号を図示しない制御装置に入力している。そして、土圧計の計測値が所定値に達すると、制御装置は裏込め材の供給を停止させる。これにより、裏込め材の過剰な注出圧によって地盤が隆起する等の弊害を防止することができる。
【００３３】
注出した裏込め材が先導外管３の先端側に流出（逆流）し、カッター１０付近に流れ込むとトラブルの原因となる。しかし、先導外管３には逆流防止羽根４３が設けられているので、裏込め材の逆流を防止することができる。
【００３４】
一日の推進作業工程が終えたら、第１自動弁４０を閉、第２自動弁４２を開とする。そして供給管路２５には発進側から洗浄水を供給する。この洗浄水は先導体１内で戻り管路４１に流入し、発進側で回収される。これにより、供給管路２５を洗浄することができるので、裏込め材が供給管路２５内で固化してしまうのを防止できる。
【００３５】
図３を参照し、推進施工時に裏込め材の注出に使用するのは、２つの注出機構Ｐ１，Ｐ２のうち先導外管３の頂部に位置する注出機構Ｐ１である。推進施工中、注出機構Ｐ１の供給管路２５が管詰まり等のトラブルを生じた場合、先導体１及び推進管２を注出機構Ｐ２が頂部に位置するように回転させる。そして、注出機構Ｐ２の供給管路２５を介して裏込め材を注出する。これにより、推進施工を中断することなく続行することができる。このように、図３において、先導体１の側部に位置している注出機構Ｐ２は予備的な役目をなすものである。
【００３６】
なお、注出機構は２つに限らず、３つ以上設けるようにしてもよい。また、地質によっては、先導体１の頂部からのみならず、側部からも同時に裏込め材を注出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１：先導体
２：推進管
３：先導外管
４：先導排土管
５：先導スクリューロッド
６：環状間隙
１０：カッター
１２：埋設管
１３：排土管
１４：スクリューロッド
１５：環状間隙
２５：供給管路
２６：注出口
２７：逆止弁
２８：取付けパネル
３３：弁体
３５：コイルばね
【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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