(57)【要約】【課題】密閉型掘進機で長距離曲線推進または地中障害物に遭遇することが予想される推進施工において、地中に密閉型掘進機を埋め殺すことなく到達させる挿通式推進工法。【解決手段】本発明は、先端に回転自在に設置した面板を回転させて地山を掘削する密閉型掘進機によって、発進立坑側から所定の延長だけ推進管を推進埋設させ、他方の到達立坑側からは前記密閉型掘進機の外径よりもやや余裕をもった内径を有する保護管を、先端が開放型の推進方法によって密閉型掘進機の先端位置まで推進埋設し、その後、密閉型掘進機を前進させて保護管内を挿通して到達立坑内に押し出す挿通式推進工法。【選択図】  図１
2005155147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に回転自在に設置した面板を回転させて地山を掘削する密閉型掘進機によって、発進立坑側から所定の延長だけ推進管を推進埋設させ、他方の到達立坑側からは前記密閉型掘進機の外径よりもやや余裕をもった内径を有する保護管を、先端が開放型の推進方法によって密閉型掘進機の先端位置まで推進埋設し、その後、密閉型掘進機を前進させて保護管内を挿通して到達立坑内に押し出すことを特徴とした挿通式推進工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長距離曲線推進や推進路線の途中に障害物等に遭遇した場合の推進工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
推進工法には、先端に設けた面板を回転させて地山を掘削していく密閉型掘進機によって、地中にトンネルを造成しながら、掘進機に後続する推進管を順次埋設していく推進方法が近年多く用いられている。掘進機や推進管を前進させる推進力は、掘進機先端の面板にかかる先端抵抗力と、推進管の外周に作用する土の摩擦抵抗力である。
【０００３】
先端抵抗力は、土質が変化しない限りほぼ一定であるが、推進管の外周にかかる摩擦抵抗力は、推進延長に比例して増大するため、長距離の推進施工を困難にしていた。また、曲線を含む推進施工では、曲線外側で推進管の側面が地盤を摺動するように前進するために大きな抵抗力となって、曲線推進を困難にしていた。さらに、地中既設埋設物の周辺には、既設埋設物を構築した時の仮設物である土留矢板や鋼材等が埋め殺されている場合が多く、密閉型掘進機がその仮設物等の障害物に当たり、推進施工が中断するという問題が発生していた。
【０００４】
このため、推進管内に設けた注入孔から管外周に滑材を注入充填して摩擦抵抗力を低減させる技術が開発されている。この技術により、摩擦抵抗力は通常の大きさより低減されて長距離曲線推進施工を可能とした。しかし、土質条件によっては、注入した滑材が地下水で希釈されたり、地中に逸失してその効果がなくなり、推進力が推進管の耐荷力を超えて管端面の破損やひび割れを発生し、推進途中で施工ができなくなるという問題がある。また、地中の障害物に遭遇した場合にも、密閉型掘進機のために管内から対処が出来ないという問題がある。そこで、密閉型掘進機の位置に地上から中間立坑を構築して、中間立坑内に新たに推進設備等を設置して密閉型掘進機を再発進させる方法が一般に用いられている。また、地中の障害物の撤去には、その地点の道路上から掘削して障害物を撤去する方法が採用されているが、掘削する地表の位置が、交差点や交通量の多い道路上では中間立坑の構築や地上から掘削をする上記方法は採用できず、立ち往生しているのが現状である。
【特許文献１】特許第２７５６９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする課題は、密閉型掘進機で長距離曲線推進または地中障害物に遭遇することが予想される推進施工において、地中に密閉型掘進機を埋め殺すことなく、安全確実に到達させる挿通式推進工法である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、先端に回転自在に設置した面板を回転させて地山を掘削する密閉型掘進機によって、発進立坑側から所定の延長だけ推進管を推進埋設させ、他方の到達立坑側からは前記密閉型掘進機の外径よりもやや余裕をもった内径を有する保護管を、先端が開放型の推進方法によって密閉型掘進機の先端位置まで推進埋設し、その後、密閉型掘進機を前進させて保護管内を挿通して到達立坑内に押し出す挿通式推進工法を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の挿通式推進工法は、密閉型掘進機の長距離曲線推進施工時に推進管にかかる推進力が、管の軸方向の許容耐荷力に近づくと、一旦推進施工を停止して、到達立坑側より開放型の推進方法で前記密閉型掘進機の先頭部まで保護管を推進施工し、その後、前記密閉型掘進機および推進管を保護管内に前進させて到達させ、掘進機を確実に回収するという利点がある。また、地中障害物に遭遇した場合にも、同様に密閉型掘進機の推進施工を一旦停止し、到達立坑側から地中障害物の位置まで開放型の推進方法で保護管を推進し、先端の開口部から障害物を所定の範囲で撤去して、その後、密閉型掘進機および推進管を前進させて到達させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
密閉型掘進機を用いた推進工法において、あらゆる施工条件でも地中に掘進機を残置させることなく、安全で確実に到達させることができる挿通式推進工法を実現した。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の挿通式推進工法を説明する平面図である。発進立坑１内より、先端に回転自在に設置した面板９を回転させて地山を掘削する密閉型掘進機２によって、地中にトンネル坑を構築しながら密閉型掘進機２および掘進機に後続する推進管３を前進させていく。密閉式掘進機２が、所定の位置に到達するか、推進管３の最後端面にかかる元押しジャッキの推進力が管の軸方向の許容耐荷力に近づくと、推進施工を停止する。停止した密閉型掘進機２の位置を光学機器等によって管内から計測した後、到達立坑６内には密閉型掘進機２の外径にやや余裕をもった内径を有する保護管５を、計測した密閉型掘進機２の方向に合わせて据え付け、前記保護管５の先端に、切羽面が解放された刃口４を装着する。準備が完了すると、保護管５の最後端を元押しジャッキで加圧して、刃口４および保護管５を密閉型掘進機２の方向に向けて推進埋設していく。そして、先頭の保護管５の先端が、密閉型掘進機２の先頭に嵌設した状態で保護管５の推進施工を停止する。
【００１０】
保護管５の推進施工に当たっては、土質条件が悪い場合には刃口４部からの地山の崩壊や地下水の流入が懸念されるので、それを防止するために保護管５の推進区間にわたって地盤改良のための薬液注入工法等の補助工法を採用すると、確実な開放型の推進施工が行える。
【００１１】
図２は、密閉型掘進機の保護管内の挿通状況を説明する平面図である。刃口４および保護管５の推進が完了すると、発進立坑１側の元押しジャッキが伸長されて、密閉型掘進機２および推進管３が、保護管５内に押し出されていく。密閉型掘進機２が、保護管５内を挿通して到達立坑６内に到達すると、推進施工が完了する。保護管５内の挿通推進は、保護管５と密閉型掘進機および推進管３の僅かな摺動抵抗だけであり、推進延長が長くなっても、推進力が大きく増大することなく、安全で確実な推進施工できる。
【００１２】
保護管５内を挿通する密閉型掘進機２および推進管３のレベルは、保護管５の中心に合わせた同心円状としても良いが、密閉型掘進機２や推進管３を中央に保持するための大がかりな支持手段が必要となるため、保護管５の底面を密閉型掘進機２および推進管３の外周面が摺動する方法を採用するのが好ましい。この時、保護管５の底部に潤滑材等を塗布したり、敷詰めておくと摺動抵抗力の低減に有効である。
【００１３】
採用される保護管５としては、コンクリート製や鋼製のものが使用されるが、掘削断面を大きくしないためには、壁厚が比較的薄く強度のある鋼管等を用いると有効である。
【００１４】
図３は、障害物に遭遇した場合の撤去方法を説明する縦断面図である。密閉型掘進機２の推進施工中に、密閉型掘進機２の先端面板９が障害物８であるＨ鋼杭等に当たり、面板９が回転不能となったり、面板９に装着した切削ビットが破損して地山の切削が出来なくなって、密閉型掘進機２の推進施工が困難になり、密閉型掘進機２の推進施工が停止する。そのため、到達立坑６側より保護管５の先端に刃口４を装備した開放型の推進方法で、密閉型掘進機２に向けて推進施工を行なう。密閉型掘進機２前方の障害物８に到着すると、刃口４内からガス切断機等によって刃口４の外径よりやや大きめに障害物８を切断して撤去し、その後、刃口４および保護管５を再発進させて、密閉型掘進機２の先端を覆うように嵌設させる。所定の位置まで保護管５を嵌設させると、保護管５の推進を停止し、発進立坑１側から密閉型掘進機２および推進管３を再発進させて保護管５内の挿通推進が行なわれる。
【００１５】
切断された障害物８であるＨ鋼杭等は、支持力を失い徐々に沈下してくるが、保護管５の外壁に当接して支持されるために、従来のように障害物８が直接推進管３の外壁面に当接して推進管３の壁面を破損することがなくなり、安全な推進施工が行える。
【００１６】
図４は、挿通推進完了後の保護管内の推進管固定方法を説明する平面図である。保護管５内へ密閉型掘進機２の推進が完了すると、到達立坑６から密閉型掘進機２を回収し、到達立坑６から出た保護管５の端面を閉塞し、保護管５と推進管３の間の隙間に充填材７であるモルタルやコンクリート等を充填して、推進管３を固定する方法が用いられる。
【００１７】
本実施形態では、長距離曲線推進時の推進力増大による挿通推進施工や地中障害物８に遭遇した場合の挿通推進施工の事例を開示したが、長距離推において延長の半分以上を推進施工した状況で、土質条件が悪くなって密閉型掘進機２の方向修正ができなくなった場合に、密閉型掘進機２や推進管３を一定の長さだけ引き抜いて、再度前進させて許容精度を維持する方法が一般に採用されているが、推進管３と土の摩擦抵抗力が大きくなっており、引き抜きが困難な場合にも、本発明の挿通推進工法を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
長距離曲線推進施工、地中障害物の想定される推進施工等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の挿通式推進工法を説明する平面図である。
【図２】密閉型掘進機の保護管内の挿通状況を説明する平面図である。
【図３】障害物に遭遇した場合の撤去方法を説明する縦断面図である。
【図４】挿通推進完了後の保護管内の推進管固定方法を説明する平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    発進立坑
２    密閉型掘進機
３    推進管
４    刃口
５    保護管
６    到達立坑
７    充填材
８    排土手障害物
９    面板
【図１】
2005155147.tif 000003
【図２】
2005155147.tif 000004
【図３】
2005155147.tif 000005
【図４】
2005155147.tif 000006