(57)【要約】【課題】  地中に埋設する埋設管の断面形状が角型である場合にも、上記埋設管をスムースに地山内に推進することのできる角型管の埋設方法を提供する。【解決手段】  角型管１を地山５０内へ推進する際に、上記角型管１の先端部に案内刃２を取付け、更に、上記案内刃２の４隅にウォータージェット噴射装置１８のジェットノズル１８ｂを取付けて、オーガービット１２ｂにより上記角型管１の前面の地山５０を掘削するとともに、上記ジェットノズル１８ｂからのジェット水を上記地山５０内へ噴射しながら上記角型管１内部の４隅も同時に掘削して、上記角型管１を上記地山５０内へ挿入するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角型管内に筒状の内管を設置するとともに、上記内管内に回転するスクリューの先端に掘削刃が取付けられたオーガー削孔装置を挿入し、このオーガー削孔装置を用いて地山を掘削しながら上記角型管と上記内管と上記オーガー削孔装置とを同時に推進して上記角型管を地山内に埋設する角型管の埋設方法であって、上記角型管の先端部に上記角型管の外周に沿った筒状の案内刃を取付けるとともに、上記角型管と内管との間に設けられた空隙部の先端側角部にジェット水噴射ノズルを設置して、上記ジェット水噴射ノズルからのジェット水を、上記案内刃の開口部の内側から上記地山内へ噴射しながら、上記地山を掘削するようにしたことを特徴とする角型管の埋設方法。
【請求項２】
上記内管の上記案内刃の後端部に、上記案内刃に当接する当接部材を設けて、上記内管と角型管とを一体に推進させるとともに、上記ジェット水噴射ノズルを上記案内刃の内周側に固定したことを特徴とする請求項１に記載の角型管の埋設方法。
【請求項３】
上記案内刃を内管の先端側に取付けるとともに、上記角型管の上記案内刃の後端部に、上記案内刃に当接する当接部材を設けて、上記内管と角型管とを一体に推進させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の角型管の埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、トンネルの掘削に先立って設置する支保工である先行支保工のような、アーチ型の地中構造体を構築するために用いられる角型鋼管などの断面形状が角型の管を地山内に埋設する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トンネル坑口部や土被りが薄い場合における掘削・支保では、地山に扁平なアーチを構成する必要があることから、トンネルの軸方向に、上記アーチ部に沿って、多数の筒体を互いに隣接させて推進・埋設して上記地山を補強する方法が行われている。具体的には、図３（ａ）に示すように、アーチ部となる地山５０内に、上記アーチ部に沿って、トンネルの軸方向に延長する多数の継手付き鋼管２１を互いに隣接させて推進・埋設してこれを先行支保工２０とし、その後、上記先行支保工２０内部を掘削してトンネルを構築する方法が提案されている。上記継手付き鋼管２１は、詳細には、図３（ｂ）に示すように、断面が台形状の鋼製の本体２１ｍとこの本体２１ｍの両側面の上端部及び下端部から隣接する継手付き鋼管２１の本体２１ｍの側面の上端部及び下端部側にそれぞれ突出する継手２１ａ，２１ｂ及び継手２１ｃ，２１ｄを備えた第１の継手付き鋼管２１Ａと、上記継手２１ａ〜２１ｄに係合する継手２１ｐ〜２１ｓを備えた第２の継手付き鋼管２１Ｂの２種類があり、上記第１の継手付き鋼管２１Ａの継手２１ａ，２１ｂに、上記第１の継手付き鋼管２１Ａに隣接する第２の継手付き鋼管２１Ｂの継手２１ｐ，２１ｑをそれぞれ嵌合させる構造となっている。
上記継手付き鋼管２１Ａの推進方法としては、例えば、図３（ｃ）に示すように、図示しない牽引装置に連結されたＰＣ撚り線２２，２２を継手付き鋼管２１Ａの前面に取付けるとともに、上記継手２１ａ，２１ｂに上記継手２１ｐ，２１ｑをそれぞれ嵌合させて継手付き鋼管２１Ａを継手付き鋼管２１Ｂに連結しながら継手付き鋼管２１Ａを牽引する。このとき、上記継手付き鋼管２１Ａ内にオーガー削孔装置２３をセットして上記継手付き鋼管２１Ａの前面の地山を掘削しながら上記継手付き鋼管２１Ａを推進させる。上記継手付き鋼管２１Ａの埋設後には、上記オーガー削孔装置２３を引き抜いて、上記継手付き鋼管２１Ａ内にコンクリートを充填して先行支保工２０を構築する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような筒体を埋設する際には、一般には、埋設管内でオーガースクリューを回転させて土砂を掘削・排土しながら上記埋設管を後方から押圧してこれを埋設するオーガー式削孔推進機が用いられている。図４（ａ）〜（ｃ）は従来のオーガー式削孔推進機３０の構成を示す図で、このオーガー式削孔推進機３０は、埋設管３１と、埋設管３１の内部に設けられたケーシング３２と、このケーシング３２内に進退自在に貫通されたオーガースクリュー３３と、立坑５１内に敷設されたガイドレール３４に沿って移動自在に設置された、上記埋設管３１の押圧装置（油圧シリンダ３５）とオーガースクリュー３３の推進装置とを兼ね備えた駆動部３６とを備え、上記オーガースクリュー３３により地山５０を掘削しながら、上記埋設管３１を推進する。そして、所定の長さの埋設管３１及びオーガースクリュー３３が所定の深さまで達すると、上記埋設管３１及びオーガースクリュー３３を継ぎ足して再度掘削を進めるという作業を繰り返し、上記埋設管３１を推進方向に連結しながら上記地山５０内に埋設する。このオーガー式削孔推進機３０では、上記埋設管３１の先端に先導管３７を設けて、オーガースクリュー３３の掘削刃３３ｋにより掘削された土砂をケーシング３２内に円滑に誘導するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＪＲ東日本パンフレット；「臨海副都心線他新設工事」
【特許文献１】特開昭５５−１２２９９６号公報（第２，３頁、第１図〜第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のオーガー式削孔推進機３０は、埋設管３１が円筒状の筒体である場合には問題はないが、埋設する管の断面形状が上記継手付き鋼管２１のような角型の管の場合には、角型管の隅部を掘削することができなかった。すなわち、上記オーガースクリュー３３及びその掘削刃３３ｋは回転しながら地山５０を掘削するように構成されているので、上記掘削刃３３ｋの回転範囲外となる角型管の隅部の土砂を十分に掘削して排出することができないため、上記継手付き鋼管２１のような角型管をスムースに推進させることが困難であった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、地中に埋設する埋設管の断面形状が角型である場合にも、上記埋設管をスムースに地山内に推進することのできる角型管の埋設方法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】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、角型管内に筒状の内管を設置するとともに、上記内管内に回転するスクリューの先端に掘削刃が取付けられたオーガー削孔装置を挿入し、このオーガー削孔装置を用いて地山を掘削しながら上記角型管と上記内管と上記オーガー削孔装置とを同時に推進して上記角型管を地山内に埋設する角型管の埋設方法であって、上記角型管の先端部に上記角型管の外周に沿った筒状の案内刃を取付けるとともに、上記角型管と内管との間に設けられた空隙部の先端側角部にジェット水噴射ノズルを設置して、上記ジェット水噴射ノズルからのジェット水を、上記案内刃の開口部の内側から上記地山内へ噴射しながら、上記地山を掘削するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の角型管の埋設方法において、上記内管の上記案内刃の後端部に、上記案内刃に当接する当接部材を設けて、上記内管と角型管とを一体に推進させるとともに、上記ジェット水噴射ノズルを上記案内刃の内周側に固定したことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の角型管の埋設方法において、上記案内刃を内管の先端側に取付けるとともに、上記角型管の上記案内刃の後端部に、上記案内刃に当接する当接部材を設けて、上記内管と角型管とを一体に推進させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、オーガー削孔装置を用いて地山を掘削しながら角型管を地山内に埋設する際に、上記角型管の先端部に上記角型管の外周に沿った筒状の案内刃を取付けるとともに、上記角型管と内管との間に設けられた空隙部の先端側角部にジェット水噴射ノズルを設置して、上記ジェット水噴射ノズルからのジェット水を、上記案内刃の開口部の内側から上記地山内へ噴射しながら上記地山を掘削して、上記角型管を上記地山に挿入するようにしたので、角型管内部の４隅を効果的に掘削することができ、角型管をスムースに地山内へ推進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るオーガー式削孔推進機の概略構成を示す平面図で、各図において、１は地山５０に埋設される断面形状が矩形である角型管、１０は外形が上記角型管１と同型でかつ円筒状の中空部を有する推進管１１と、この推進管１１内に設置された、回転するスクリュー１２ａの先端に掘削刃（以下、オーガービットという）１２ｂが取付けられたオーガー削孔装置１２と、立坑５１内に設置された、上記オーガー削孔装置１２と上記推進管１１とを同時に推進するための推進装置１３及びガイドセル１４とを備えたオーガー式削孔推進機である。
上記推進管１１と上記オーガー削孔装置１２の後端側は、ともに、上記推進装置１３の先端部に設けられた推進部材取付け部１５に固定されており、上記推進装置１３により一体に推進される。なお、１６は上記推進管１１の後端部を推進して、上記推進管１１の推進を補助するための油圧ジャッキである。
本例では、上記推進管１１外周側に配置される角型管１の先端側に、その断面形状が上記角型管１の進行方向に幅が狭くなる直角三角形の案内刃２を取付けるとともに、上記推進管１１の先端側で上記案内刃２の後端部に、上記案内刃２の背面側に当接する当接部材１７を取付けて、上記推進装置１３により、上記推進管１１と上記オーガー削孔装置１２と上記角型管１とを同時に地山５０内に推進させるようにしている。
また、１８は上記案内刃２の４隅に取付けられた、高圧ホース１８ａを介して図示しない高圧水供給装置に連結されたジェットノズル１８ｂを備えたウォータージェット噴射装置、１９は推進管１１の内壁とスクリュー１２ａの羽根部との隙間を通って送られてきた排土を含む泥水を外部へ排出するための泥水排出手段である。
なお、上記角型管１の内壁と推進管１１の外壁との間には、スペースがあるので、ウォータージェット噴射装置１８の高圧ホース１８ａを、上記スペース内に収納することができる。
【００１０】
次に、上記オーガー式削孔推進機１０を用いて角型管１を地山５０内へ推進する方法について説明する。
まず、角型管１をガイドセル１４上に搭載し、次に、推進管１１を推進部材取付け部１５に固定するとともに、オーガー削孔装置１２を上記推進部材取付け部１５に回転可能に固定し、上記推進装置１３を駆動して上記推進管１１とオーガー削孔装置１２とを前進させて上記角型管１の内部に挿入する。上記推進管１１とオーガー削孔装置１２とを更に前進させると、上記推進管１１の当接部材１７が角型管１の先端部に取付けられた案内刃２の背面に当接して上記角型管１を前方に押すので、上記推進管１１と上記オーガー削孔装置１２と上記角型管１とは同時に地山５０内に推進される。
このとき、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上記オーガー削孔装置１２の先端側に設けられたオーガービット１２ｂにより、上記挿入される角型管１の前面の地山５０を掘削するとともに、上記案内刃２の４隅に取付けられてウォータージェット噴射装置１８のジェットノズル１８ｂから高圧のジェット水を上記地山５０内に噴出させて、上記オーガービット１２ｂの外周部と上記角型管１の内周側の４隅との間（以下、角型管１内部の４隅という）の地山５０を掘削する。これにより、オーガービット１２ｂでは掘削できなかった角型管１内部の４隅の地山５０も同時に掘削することができるので、角型管１をスムースに地山５０内へ推進させることができる。
また、ジェットノズル１８ｂからのジェット水は、上記案内刃２とオーガービット１２ｂの外周部との間の狭い領域に集中して噴出されるので、地山５０を効率的に掘削できるとともに、余掘りによる空隙ができにくく、ジェット水の水も拡散しないため、地盤の弱体化を防止することができる。
なお、上記地山５０を掘削した排土を含む泥水は、上記推進管１１の内壁とスクリュー１２ａの羽根部との隙間を通って泥水排出手段１９に送られ、外部へ排出される。
また、所定長さの角型管１，推進管１１，オーガー削孔装置１２が所定の深さまで達したときには、従来と同様に、上記角型管１，推進管１１，オーガー削孔装置１２を継ぎ足して再度掘削を進める。
【００１１】
このように、本最良の形態では、角型管１を地山５０内へ推進する際に、上記角型管１の先端部に案内刃２を取付け、更に、上記案内刃２の４隅にウォータージェット噴射装置１８のジェットノズル１８ｂを取付けて、オーガービット１２ｂにより上記挿入される角型管１の前面の地山５０を掘削するとともに、上記ジェットノズル１８ｂからのジェット水を上記地山５０内へ噴射して上記角型管１内部の４隅も同時に掘削しながら上記角型管１を上記地山５０に挿入するようにしたので、オーガービット１２ｂのみでは掘削できなかった角型管１内部の４隅の地山５０を効果的に掘削することができ、角型管１をスムースに地山５０内へ推進することができる。
また、ジェットノズル１８ｂからのジェット水は上記案内刃２とオーガービット１２ｂの外周部との間の狭い領域に集中して噴出されるので、地山を効率的に掘削できる。
【００１２】
なお、上記最良の形態では、推進管１１の外形を角型管１と同型としたが、円筒形であってもよい。このときには、角型管１を確実に推進するため、当接部材１７の外形を角型管１と同型にするなどして、当接部材１７と案内刃２との接触面積を大きくすることが望ましい。なお、当接部材１７の位置を変更するとともに、角型管１に、別途、その背面側が上記当接部材１７の前面に当接する部材を取付けるようにしてもよい。
また、ジェットノズル１８ｂは必ずしも案内刃２に取付ける必要はなく、ジェットノズル１８ｂの噴射口が上記案内刃２の内側に位置するようにすればよいので、、例えば、角型管１の内壁と推進管１１の外壁との間に保持部材を設けてこの保持部材にジェットノズル１８ｂを取付けるようにしてもよい。
あるいは、上記案内刃２を推進管１１の先端側に取付けるとともに、上記角型管１の先端部で上記案内刃２の背後側に、上記案内刃２に当接する当接部材を設けて、上記推進管１１と上記角型管１とを一体に推進させるようにしてもよい。なお、この場合にも、ジェットノズル１８ｂは案内刃２の開口部の内側に取付けるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、角型管内部の４隅を効果的に掘削しながら、角型管を推進させることができるので、例えば、先行支保工のような、アーチ型の地中構造体を構築するために用いられる角型鋼管などの断面形状が角型の管を容易に地山内に埋設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の最良の形態に係るオーガー式削孔推進機の概略構成を示す平面図である。
【図２】オーガー式削孔推進機の要部を示す図である。
【図３】従来の角型管を用いた先行支保工の構築方法を示す図である。
【図４】従来のオーガー式削孔推進機の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  角型管、２  案内刃、１０  オーガー式削孔推進機、１１  推進管、
１２  オーガー削孔装置、１２ａ  スクリュー、１２ｂ  オーガービット、
１３  推進装置、１４  ガイドセル、１５  推進部材取付け部、１６  油圧ジャッキ、
１７  当接部材、１８  ウォータージェット噴射装置、１８ａ  高圧ホース、
１８ｂ  ジェットノズル、１９  泥水排出手段、５０  地山。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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