(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向を管体の軸線方向と同方向に向けた管受けレールを、長手方向を前記管受けレールの軸線方向に直交する方向に向けて配置されるレール受け部材上に非固定状態で載置させ、前記管受けレールを前記レール受け部材上で動くことが可能に載置し、
前記管受けレールに沿って前記管体と管体を後方から押し出すための推進ジャッキとを前記管体と前記推進ジャッキが一体で移動可能な状態で載置し、
前記推進ジャッキの後方に設けた反力受け部材と前記推進ジャッキとを、球面座を介して当接させ、
前記管受けレールに沿って前記推進ジャッキを伸長させることで前記管体を前方へ推進させるようにしたことを特徴とする管体の推進方法。
【請求項２】
反力受け部材に反力をとって推進ジャッキを伸長させることで、管体を後方から押し出すことで前方へ推進させるための推進機構であって、
長手方向を前記管体の軸線方向と同方向に向け、前記管体と前記推進ジャッキが一体で移動可能な状態で載置させ、前記管体及び前記推進ジャッキを下方より支持する管受けレールと、
長手方向を前記管受けレールの軸線方向に直交する方向に向けて配置され、前記管受けレールを非固定状態で載置させるレール受け部材と、
を備え、
前記管受けレールを前記レール受け部材上で動くことが可能に載置し、
前記反力受け部材と前記推進ジャッキとは球面座を介して当接されていることを特徴とする推進機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管体の推進方法及び推進機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下に埋設された水道管などの既設管を非開削で布設替えする工法として、プラズマ切断を使用して既設管を破壊して拡径することで、既設管（旧管）の撤去作業が不要で、且つ既設管と同口径の新設管に置き換える工法がある。この工法は、予めプラズマトーチを使用して既設管に管軸方向及び円周方向の溝を切り込んでから、テーパ状の拡径部を有する拡径装置を使用して管軸方向に挿入して既設管を拡径破断し、その後に新設管を基端側から推進させ、順次繋ぎ足しながら布設するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような新設管等の管体を推進させる推進工法では、推進方向で始点側に順次新設管を継ぎ足し、その管体の後端に発進坑等に設置した推進ジャッキにより反力壁に反力をとって推進力を与え、推進にしたがって先行する管体を推し進める推進機構を採用しているのが一般的である。
【特許文献１】特開２００７−３９９３４号公報
【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、従来の管体の推進工法では、以下のような問題があった。
すなわち、既設管は隣接する継手部で若干の曲がりが生じるため、新設管を繋ぎながら推進していく過程において、前記既設管の曲がりが新設管を介して発進坑内にある管体に伝達され、立坑内の管体が振動して推進ジャッキの軸線方向と管体の軸線方向とにずれが生じ、推進ジャッキに横方向の力が作用して振動（曲げ戻し）し、推進ジャッキから推進管に推進力を確実に伝達することができないという問題があった。
これに対して、管体を鋼材やワイヤなどで動かないように押さえ付け、管体に作用する振動を機械的に抑制することが行われているが、確実に抑えることができなく、その点で改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、推進ジャッキの振動をなくすことで、その推進力を確実に管体に伝達することができる管体の推進方法及び推進機構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】
上記目的を達成するため、本発明に係る管体の推進方法では、長手方向を管体の軸線方向と同方向に向けた管受けレールを、長手方向を管受けレールの軸線方向に直交する方向に向けて配置されるレール受け部材上に非固定状態で載置させ、管受けレールをレール受け部材上で動くことが可能に載置し、管受けレールに沿って管体と管体を後方から押し出すための推進ジャッキとを管体と推進ジャッキが一体で移動可能な状態で載置し、推進ジャッキの後方に設けた反力受け部材と推進ジャッキとを、球面座を介して当接させ、管受けレールに沿って推進ジャッキを伸長させることで管体を前方へ推進させるようにしたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る推進機構では、反力受け部材に反力をとって推進ジャッキを伸長させることで、管体を後方から押し出すことで前方へ推進させるための推進機構であって、長手方向を管体の軸線方向と同方向に向け、管体と推進ジャッキが一体で移動可能な状態で載置させ、管体及び推進ジャッキを下方より支持する管受けレールと、長手方向を管受けレールの軸線方向に直交する方向に向けて配置され、管受けレールを非固定状態で載置させるレール受け部材と、を備え、管受けレールをレール受け部材上で動くことが可能に載置し、反力受け部材と推進ジャッキとは球面座を介して当接されていることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、管体と推進ジャッキとが同一の管受けレールに支持されるとともに、管受けレールがレール受け部材上で動くことが可能に載置されているので、推進ジャッキは直接押し出す管体の位置に合わせて一緒に動くことが可能であり、管体と推進ジャッキとの軸線方向を常に一致させることができる。さらに、推進ジャッキと反力受け部材との当接部が球面座によって任意方向に回動自在に当接されている構成となることから、推進ジャッキの位置が管体とともに動いて向きが変わる場合であっても、推進ジャッキの反力を球面座を介して反力受け部材からとることが可能となり、その推進力を確実に管体に伝達することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の管体の推進方法及び推進機構によれば、推進ジャッキと管体とが同一の管受けレール上に載置されているので、推進された管体どうしの連結部に曲がりがある場合であっても、推進ジャッキによって直接押し出す管体と推進ジャッキとの軸線方向を常に一致させることができ、そのうえ推進ジャッキと反力受け部材とが球面座を介して常に当接した状態となるので、推進ジャッキの反力を反力受け部材からとることができ、その推進力を確実に管体に伝達することができる。したがって、従来のように管体と推進ジャッキとの軸線方向が一致しないために、推進時の推進ジャッキに曲げ戻しによる振動が生じるといった不具合をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態による管体の推進方法及び推進機構について、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による推進管の推進方法の概要を示す側面図、図２は図１に示すＡ−Ａ線断面図、図３は図１に示す球面座の拡大図、図４は球面座のほかの例を示す図であって図３に対応する図、図５は推進時における推進機構を示す図であって、（ａ）は推進管が直線状に配置されている場合の図、（ｂ）は推進管に曲がりがある場合の図である。
【００１３】
図１に示す符号１は、推進工法によって地中に埋設される本実施の形態による推進管２（管体）を推進させるための推進機構である。そして、本実施の形態による推進管２の推進方法は、推進方向の始点側に推進機構１を配置し、その始点から終点側に向けて所定長さの推進管２を順次繋ぎ足しながら推進させる方法となっている。
なお、必要に応じて、推進管２の推進方向における推進側を「前方」、「前端」とし、その反対側を「後方」、「後端」として以下説明する。
【００１４】
そして、図１及び図２に示すように、本推進機構１を使用した推進管２の推進方法は、管受けレール４、４を複数のレール受け部材５、５、…上で動くことが可能に載置し、管受けレール４、４に沿って推進管２と推進ジャッキ３、３とを載置し、推進ジャッキ３、３の後方に設けた反力受け部材６と推進ジャッキ３とを球面座７を介して当接させ、管受けレール４、４に沿って推進ジャッキ３を伸長させることで推進管２を前方へ推進させるようにするものである。
【００１５】
すなわち、推進機構１は、推進管２を後方から押し出す推進ジャッキ３と、推進管２及び推進ジャッキ３を下方より支持する管受けレール４、４と、床１２上に固定されていて管受けレール４、４が動くことが可能に載置する複数のレール受け部材５、５、…と、構造物側壁１１に固定されていて推進ジャッキ３の推進反力を受けるための反力受け部材６と、推進ジャッキ３と反力受け部材６との間に設けられた球面座７とから概略構成されている。
【００１６】
推進ジャッキ３は、管受けレール４、４に沿って平行に２本設けられており、それぞれ一端３ａを推進管２の後端２ａに固定させ、他端３ｂを後述する球面座７を介して反力受け部材６に当接させた構成となっている（図３参照）。そして、各推進ジャッキ３は、そのジャッキ本体３１が管受けレール４上に固定されたジャッキ受け架台８に推進方向に移動可能に載置されている。
【００１７】
図２に示すように、ジャッキ受け架台８は、Ｈ型鋼材からなり、断面視で上縁部両側に長手方向に沿って支持凸部８ａ、８ａが設けられている。その一対の支持凸部８ａ、８ａ上には、推進ジャッキ３のジャッキ本体３１が載置されている。そのため、推進ジャッキ３は、ジャッキ受け架台８に沿って移動可能とされ、その移動方向に略直交する方向への移動が一対の支持凸部８ａ、８ａによって規制された構成となっている。
【００１８】
管受けレール４、４は、Ｈ型鋼材からなり、互いに対向配置される上縁部４ａ、４ａで推進管２の断面視両斜め下方部の位置を当接させて支持するとともに、ジャッキ受け架台８を介して2本の推進ジャッキ３、３を載置させて支持するように所定間隔をあけて平行に配置されている。つまり、各管受けレール４、４は、それぞれの長手方向を推進管２の軸線方向（図５（ａ）に示す符号Ｏ２）と略同方向に向けた状態で配置されている。そして、図２に示すように、一対の管受けレール４、４は、適宜な位置で連結部材４１によって連結されている。そして、管受けレール４、４と推進管２との当接部には、滑材が塗布され、互いに滑り易い状態になっている。
【００１９】
複数のレール受け部材５、５、…は、Ｈ型鋼材であって、その長手方向を管受けレール４、４の軸線方向（推進管２の推進方向に相当）に直交する方向に向けて配置され、それぞれが床１２上に所定間隔をもって平行に固定されている。そのため、一対の管受けレール４、４は、レール受け部材５、５、…上に非固定の状態で載置された状態とされ、自在に動くことが可能な構成となっている。
【００２０】
図１及び図３に示すように、球面座７は、推進ジャッキ３の後端３ｂに設けられた凸曲面７１と、その凸曲面７１を任意方向に回動自在に当接した状態で係合させる受け部材７Ａに形成された凸曲面７１と同じ曲率か、または、それより微少に小さい曲率の凹曲面７２とからなる。ここで、受け部材７Ａは、推進ジャッキ３の後端３ｂと反力受け部材６との間において、反力受け部材６に対して当接した状態で設けられている。
【００２１】
すなわち、凸曲面７１は、推進ジャッキ３の後端面から反力受け部材６側（受け部材７Ａ側）に突出するとともに滑らかな円弧面状に形成され、凹曲面７２は、前記凸曲面７１と同じか、それより微少に小さい曲率をなす椀状に窪んだ曲面により形成されている。
凸曲面７１は、凹曲面７２に対して外れて落ちない程度に緩めに嵌合されている。つまり、推進ジャッキ３は、その凸曲面７１が凹曲面７２内で自在に動くことが可能であり、球面座７に対して自在に向きを変えることができる。そして、球面座７では、推進ジャッキ３が伸長する際には、凸曲面７１が常に凹曲面７２に当接する構成となっている。なお、図４のように凹曲面７２の曲率を凸曲面７１の曲率より比較的小さくして凸曲面７１の一部が凹曲面７２に当接するようにしてもよい。
【００２２】
次に、本実施の形態による推進管２の推進方法の作用について図面に基づいて説明する。
図５（ａ）に示すように、既に推進させた推進管２どうしの連結部に曲がりがなく直線状に配置されている場合、すなわち前後方向に連結される推進管２Ａ、２Ｂの中心軸線Ｏ１、Ｏ２と各推進ジャッキ３の中心軸線Ｏ３とが同一の方向に向いている場合には、推進ジャッキ３の中心軸線Ｏ３と受け部材７Ａの凹曲面７２の中心軸線Ｏ４とが一致した状態となる。そのため、推進ジャッキ３、３によって反力受け部材６に反力をとり、その推進力を確実に推進管２に伝達することができる。
【００２３】
また、図１及び図２に示すように、推進管２と推進ジャッキ３、３とが同一の管受けレール４、４に支持されるとともに、管受けレール４、４がレール受け部材５、５、…上で動くことが可能に載置されているので、推進ジャッキ３は直接押し出す推進管２Ｂの位置に合わせて管受けレール４に固定されているジャッキ受け架台８を介して一緒に動くことが可能であり、推進管２と推進ジャッキ３、３との軸線方向を常に一致させることができる。
【００２４】
そして、推進ジャッキ３と反力受け部材６との当接部が球面座７によって任意方向に回動自在に当接されている構成となることから、図５（ｂ）に示すように、推進管２Ａ、２Ｂどうしの連結部に曲がりがあって推進ジャッキ３の位置が推進管２とともに動いて向きが変わる場合であっても、推進ジャッキ３の反力を球面座７を介して反力受け部材６からとることが可能となり、その推進力を確実に推進管２に伝達することができる。
【００２５】
さらに具体的には、図５（ｂ）に示すように、最後端に位置する推進管２Ｂ（推進ジャッキ３で直接押し出す推進管２）がその前方側に隣接する推進管２Ａ（中心軸線Ｏ１）に対して曲がって連結されている場合に、その推進管２Ｂの中心軸線Ｏ２´と、推進ジャッキ３、３の中心軸線Ｏ３´、Ｏ３´とが同一方向となる。
【００２６】
このとき、推進管２Ｂは、管受けレール４、４の上縁部４ａ、４ａ（図２参照）によって挟持された状態で係止されているので、管受けレール４、４に対してそのレール軸方向への移動は可能であるが、前記レール軸方向に対して直交する方向への移動は規制された状態となっている。また、管受けレール４、４に対する推進ジャッキ３もまた、管受けレール４、４の固定されたジャッキ受け架台８の支持凸部８ａ、８ａどうしの間（凹部）にジャッキ本体３１の一部が挟持された状態で係止されていることから、ジャッキ受け架台８に対して、その軸方向への移動は可能であるが、前記軸方向に対して直交する方向への移動は規制された状態となっている。
【００２７】
つまり、推進時における最後端に位置する推進管２Ｂの向きに合わせて管受けレール４、４の方向が決定されるとともに、その管受けレール４、４の向きに合わせて推進ジャッキ３、３の向きが決定されるため、常に推進管２Ｂと推進ジャッキ３との中心軸線の方向が一致することになる。
このとき、推進ジャッキ３の中心軸線Ｏ３´と凹曲面７２の中心軸線Ｏ４とは所定傾斜角度θ（図３参照）だけずれているが、推進ジャッキ３が伸長する際には、凸曲面７１が常に凹曲面７２に当接するので、反力受け部材６に反力をとって推進管２を推進させることができる。
【００２８】
上述のように本実施の形態による管体の推進方法及び推進機構では、推進ジャッキ３と推進管２とが同一の管受けレール４、４上に載置されているので、推進された推進管２（図５（ｂ）に示す符号２Ａ、２Ｂ）どうしの連結部に曲がりがある場合であっても、推進ジャッキ３によって直接押し出す推進管２と推進ジャッキ３との軸線方向を常に一致させることができ、そのうえ推進ジャッキ３と反力受け部材６とが球面座７を介して常に当接した状態となるので、推進ジャッキ３の反力を反力受け部材６からとることができ、その推進力を推進管２に確実に伝達することができる。したがって、従来のように推進管２と推進ジャッキ３との軸線方向が一致せずに推進時に横振れが生じるといった不具合をなくすことができる。
【００２９】
以上、本発明による管体の推進方法及び推進機構の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では２本の推進ジャッキ３、３により推進管２を推進する推進機構１としているが、２本の推進ジャッキであることに限定されることはなく、３本以上でもかまわない。
また、本実施の形態では凸曲面７１を係合させる凹曲面７２が受け部材７Ａに形成されているが、この形態に限定されることはなく、例えば反力受け部材６に凹曲面７２を形成したものであってもよい。
【００３０】
そして、本実施の形態では推進ジャッキ３はＨ型鋼材からなるジャッキ受け架台８を介して管受けレール４上に載置されているが、断面視四角形状やコの字形状の鋼材であってもよく、またジャッキ受け架台８を設けない構成であってもかまわない。
さらにまた、管受けレール４、レール受け部材５、反力受け部材６の構造、形状、長さ寸法、数量等はとくに制限されることはなく、推進管の外径寸法、重量、長さ寸法、立坑のスペースなどの条件に応じて任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態による推進管の推進方法の概要を示す側面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す球面座の拡大図である。
【図４】球面座のほかの例を示す図であって、図３に対応する図である。
【図５】推進時における推進機構を示す図であって、（ａ）は推進管が直線状に配置されている場合の図、（ｂ）は推進管に曲がりがある場合の図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  推進機構
２  推進管（管体）
３  推進ジャッキ
４  管受けレール
５  レール受け部材
６  反力受け部材
７  球面座若干
７１  凸曲面
７２  凹曲面
８  ジャッキ受け架台
【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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