(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進部と到達部とに亘って地中に挿通してある推進軸部材の到達側端部に、液体の噴出孔を備えた拡径リーマと埋設用管とを記載順に連結し、
その推進軸部材を前記発進部側に引き戻しながら、前記拡径リーマを回転させて前記推進軸部材の挿通孔周りの土砂を掘削し、その掘削土と前記噴出孔から噴出させた液体とを攪拌混合したスラリーを前記挿通孔を通して前記発進部側又は前記到達部側に排出するとともに、前記拡径リーマによる掘削で拡径した挿通孔に前記埋設用管を引き込んで埋設するように構成してある管の非開削埋設装置であって、
前記拡径リーマに、その拡径リーマと一体回転する棒状突起を前記推進軸部材の外径よりも外方に突出するように設けて、前記棒状突起の回転で、前記掘削土と前記液体とを攪拌混合するように構成してある管の非開削埋設装置。
【請求項２】
前記棒状突起の複数を、回転軸芯に略直交する方向に隣り合う状態で、略等間隔を隔てて設けてある請求項１記載の管の非開削埋設装置。
【請求項３】
突出長さが互いに異なる前記棒状突起の複数を、突出長さが短いものほど前記推進軸部材に近い側に位置させて、回転軸芯方向に沿って設けてある請求項１又は２記載の管の非開削埋設装置。
【請求項４】
前記推進軸部材の到達側端部に連結自在な連結部と前記挿通孔周りの土砂を掘削するビットと前記噴出孔とを設けてある掘削部に、前記埋設用管を連結自在な連結部と前記棒状突起とを設けてある攪拌部を着脱自在に固定して、前記拡径リーマを構成し、
前記掘削部に設けてある攪拌部連結用の連結部を、前記攪拌部に代えて前記埋設用管を連結自在に設けてある請求項１〜３のいずれか１項記載の管の非開削埋設装置。
【請求項５】
前記攪拌部に前記液体の噴出孔を設け、
その攪拌部に設けてある掘削部連結用の連結部を、前記掘削部に代えて前記推進軸部材を連結自在に設けてある請求項１〜４のいずれか１項記載の管の非開削埋設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発進部と到達部とに亘って地中に挿通してある推進軸部材の到達側端部に、液体の噴出孔を備えた拡径リーマと埋設用管とを記載順に連結し、その推進軸部材を前記発進部側に引き戻しながら、前記拡径リーマを回転させて前記推進軸部材の挿通孔周りの土砂を掘削し、その掘削土と前記噴出孔から噴出させた液体とを攪拌混合したスラリーを前記挿通孔を通して前記発進部側又は前記到達部側に排出するとともに、前記拡径リーマによる掘削で拡径した挿通孔に前記埋設用管を引き込んで埋設するように構成してある管の非開削埋設装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の管の非開削埋設装置では、図７に示すように、回転軸芯方向に沿って略偏平な攪拌翼１６と液体の噴出孔１３とを備えた拡径リーマ２０を推進軸部材３の到達側端部に連結するとともに、その拡径リーマ２０に埋設用管１を連結し、拡径リーマ２０を回転させて、攪拌翼１６の先端部に固定してある掘削用ビット１２で推進軸部材３の挿通孔周りの土砂を掘削するとともに、掘削土と噴出孔１３から噴出させた液体(以下、噴出液体という)とを攪拌翼１６で攪拌混合するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この為、液体を通しにくい粘性土地盤においては、掘削土と噴出液体との攪拌性能が低くて掘削土をスラリー化しにくく、スラリー化しなくて排出できなかった掘削土がスラリーの排出路を塞いでしまって、掘削土に混ざらなかった噴出液体をうまく排出できなくなり、それらの噴出液体が粘性土地盤の隙間に侵入して地面を持ち上げるなどの問題が生じ易いので、掘削土と噴出液体とを充分攪拌して掘削土がスラリー化し易くなるように、推進軸部材を発進部側にゆっくり引き戻す必要があり、施工能率が低下する欠点がある。
つまり、推進軸部材を発進部側に引き戻しながら拡径リーマを回転させると、攪拌翼が螺旋状に旋回しながら発進部側に移動するが、攪拌翼の翼面が回転軸芯方向に沿って略偏平なために、粘性土地盤においては、粘性の高い掘削土の固まりが攪拌翼と一体に回転しながら、その翼面に沿って後端側に相対移動し、従って、攪拌翼が、掘削土の固まりを細かくほぐすと言うよりも、掘削土をこねるように移動するので、噴出液体が掘削土に混じりにくく、掘削土と噴出液体との攪拌性能が低くなるのである。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、掘削土がスラリー化しにくい地盤においても、埋設用管を能率良く埋設できるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、発進部と到達部とに亘って地中に挿通してある推進軸部材の到達側端部に、液体の噴出孔を備えた拡径リーマと埋設用管とを記載順に連結し、その推進軸部材を前記発進部側に引き戻しながら、前記拡径リーマを回転させて前記推進軸部材の挿通孔周りの土砂を掘削し、その掘削土と前記噴出孔から噴出させた液体とを攪拌混合したスラリーを前記挿通孔を通して前記発進部側又は前記到達部側に排出するとともに、前記拡径リーマによる掘削で拡径した挿通孔に前記埋設用管を引き込んで埋設するように構成してある管の非開削埋設装置であって、前記拡径リーマに、その拡径リーマと一体回転する棒状突起を前記推進軸部材の外径よりも外方に突出するように設けて、前記棒状突起の回転で、前記掘削土と前記液体とを攪拌混合するように構成してある点にある。
〔作用〕
推進軸部材を発進部側に引き戻しながら拡径リーマを回転させると、推進軸部材の外径よりも外方に突出するように設けてある棒状突起が、螺旋状に旋回しながら発進部側に移動するので、棒状突起を掘削土の固まりに対してその螺旋状の旋回軌跡に沿って切り込みを入れるように相対移動させて、その切り込み箇所に噴出液体を入り込ませる状態で、掘削土と噴出液体とを攪拌混合することができる。
〔効果〕
噴出液体が掘削土に混じり易く、掘削土と噴出液体との攪拌性能を高めることができるので、掘削土がスラリー化しにくい地盤において、推進軸部材を従来に比べて早く発進部側に引き戻しても、掘削土をスラリー化し易く、埋設用管を能率良く埋設できる。
【０００５】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記棒状突起の複数を、回転軸芯に略直交する方向に隣り合う状態で、略等間隔を隔てて設けてある点にある。
〔作用〕
推進軸部材を発進部側に引き戻しながら拡径リーマを回転させると、各棒状突起が螺旋状に旋回しながら発進部側に移動し、各棒状突起が掘削土の固まりに対してその螺旋状の旋回軌跡に沿って切り込みを入れるように相対移動する。
〔効果〕
推進軸部材を発進部側に早く引き戻しても、掘削土と噴出液体とを細かく攪拌混合することができる。
【０００６】
請求項３記載の発明の特徴構成は、突出長さが互いに異なる前記棒状突起の複数を、突出長さが短いものほど前記推進軸部材に近い側に位置させて、回転軸芯方向に沿って設けてある点にある。
〔作用〕
推進軸部材にその径方向で近い側の掘削土ほど先に噴出液体と細かく攪拌混合して、そのスラリー化した掘削土を排出しながら、拡径リーマを回転させることができる。
〔効果〕
各棒状突起の回転負荷を小さくして、各棒状突起の耐久性を高めることができる。
【０００７】
請求項４記載の発明の特徴構成は、前記推進軸部材の到達側端部に連結自在な連結部と前記挿通孔周りの土砂を掘削するビットと前記噴出孔とを設けてある掘削部に、前記埋設用管を連結自在な連結部と前記棒状突起とを設けてある攪拌部を着脱自在に固定して、前記拡径リーマを構成し、前記掘削部に設けてある攪拌部連結用の連結部を、前記攪拌部に代えて前記埋設用管を連結自在に設けてある点にある。
〔作用〕
掘削土がスラリー化しにくい地盤においては、推進軸部材の到達側端部に連結した掘削部に、埋設用管を連結した攪拌部を連結して、掘削部に備えたビットで効率良く掘削しながら、かつ、攪拌部に設けてある棒状突起でその掘削土と噴出液体と効率良く攪拌混合して、掘削土をスラリー化しながら、埋設用管を引き込むことができる。
また、掘削土がスラリー化し易い地盤においては、推進軸部材の到達側端部に連結した掘削部に、攪拌部に代えて埋設用管を連結して、掘削部に設けてあるビットで効率良く掘削しながら、かつ、その掘削土を噴出液体でスラリー化しながら、埋設用管を引き込むことができる。
〔効果〕
掘削土がスラリー化し易い地盤においては、推進軸部材の到達側端部と埋設用管とを前後に連結して埋設用管を引き込むことができるようにしてある従来の拡径リーマを使用しながら、掘削土がスラリー化しにくい地盤においては、その従来の拡径リーマを掘削部として活用し、棒状突起を備えた攪拌部をその掘削部に連結して、埋設用管を引き込むことができる。
【０００８】
請求項５記載の発明の特徴構成は、前記攪拌部に前記液体の噴出孔を設け、その攪拌部に設けてある掘削部連結用の連結部を、前記掘削部に代えて前記推進軸部材を連結自在に設けてある点にある。
〔作用〕
掘削し易い地盤においては、推進軸部材の到達側端部と埋設用管とを攪拌部の前後に連結して、その攪拌部に設けてある棒状突起で掘削しながら、かつ、その棒状突起で掘削土と噴出液体とを攪拌混合して、掘削土をスラリー化しながら、埋設用管を引き込むことができる。
〔効果〕
棒状突起を備えた攪拌部を、地盤の状態に応じて効率良く活用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
図１は、埋設用管としてのポリエチレン樹脂製の都市ガス用のガス管１の埋設施工現場に設置してある本発明による管の非開削埋設装置Ｅを示し、この非開削埋設装置Ｅは、鋼製の推進軸部材３を推進移動させる推進ユニットＣと、推進軸部材３の内側に形成した泥水供給路２に泥水を供給する泥水ユニットＤとを備えている。
前記埋設施工現場には、ガス管１の埋設予定区間の一端に発進部としての発進側の作業用ピット(以下、発進側ピットという。)Ａを掘削するとともに、他端側に到達部としての到達側の作業用ピット(以下、到達側ピットという。)Ｂを掘削してあり、発進側ピットＡ近くに、推進ユニットＣと泥水ユニットＤとを設置してある。
【００１０】
前記推進ユニットＣは、ガス管１よりも小径の多数の推進軸部材３を連結自在に格納する格納部Ｃ１と、推進軸部材３を駆動回転させながら地中を推進移動させる駆動ユニットＣ２とを備え、この駆動ユニットＣ２は、発進側ピットＡと到達側ピットＢとに亘って挿通した推進軸部材３を、その到達側端部にガス管１を連結した状態で駆動回転させながら、ガス管１とともに発進側ピットＡ側に引き戻せるように構成してある。
また、泥水ユニットＤは、泥水タンクＤ１に貯留した泥水(掘削土と攪拌混合 する液体の一例)を泥水ホースＤ２で推進ユニットＣ側に送り込んで、駆動ユニ ットＣ２にて推進移動中の推進軸部材３や発進側ピットＡ側に引き戻し中の推進軸部材３に供給するように構成してある。
前記推進軸部材３は、ドリルヘッド４と泥水噴出部５とを先端に備えた先端用推進軸部材３ａの後端に必要数の継ぎ足し用推進軸部材３ｂを螺合連結して構成してある。
【００１１】
前記管の非開削埋設装置Ｅでガス管１を埋設する方法を説明する。
図(イ)に示すように、推進ユニットＣと泥水ユニットＤとを発進側ピットＡ近くに設置した後、図１(ロ)に示すように、先端用推進軸部材３ａの後端部に必要数の継ぎ足し用推進軸部材３ｂを順次螺合連結しながら、かつ、ドリルヘッド４で掘削した掘削土を泥水噴出部５から噴出する泥水でスラリー化して、推進軸部材３周りの隙間を通して発進側ピットＡ側に排出しながら、推進軸部材３を発進側ピットＡの手前位置から地中に推進移動させて、その推進軸部材３を発進側ピットＡと到達側ピットＢとに亘って挿通する。
【００１２】
次に、図２(イ)に示すように、先端用推進軸部材３ａを外した推進軸部材３の到達側端部、つまり、継ぎ足し用推進軸部材３ｂに拡径リーマ６を螺合して、その拡径リーマ６を推進軸部材３とともに一体回転するように連結し、拡径リーマ６の後端にガス管１を相対回転自在に連結する。
前記拡径リーマ６は、図３に示すように、継ぎ足し用推進軸部材３ｂの雌ネジ部９に螺合連結自在な雄ネジ部１０を設けてある推進軸連結部１１と、推進軸部材３の挿通孔周りの土砂を掘削する多数のビット１２と、推進軸部材３の泥水供給路２を通して供給される泥水の噴出孔１３とを設けてある掘削部７に、ガス管１を連結自在な管連結部１４と、後述する多数の円柱状の棒状突起１５とを設けてある攪拌部８を着脱自在に固定して構成してある。
【００１３】
前記掘削部７は、回転軸芯方向に沿って略偏平な６枚の攪拌翼１６と、ガス管１を連結自在な管連結部１７と、噴出孔１３に連通する泥水路１８とを胴部１９に設けてある従来型の拡径リーマ２０で構成してあり、各攪拌翼１６の先端部にビット１２を固定し、継ぎ足し用推進軸部材３ｂに螺合連結して、泥水路１８をその継ぎ足し用推進軸部材３ｂの泥水供給路２に接続できるようにしてある。
前記掘削部７の管連結部１７は、継ぎ足し用推進軸部材３ｂの雌ネジ部９と同じ寸法の雌ネジ部２１を設けて構成してあり、掘削部７を単独で使用する場合、つまり、従来型の拡径リーマ２０として従来と同様に使用する場合は、図７に示したように、スイベル２２をその雌ネジ部２１に螺合固定するとともに、ガス管１の内側にねじ込み固定してある先端ヘッド２３をそのスイベル２２に連結して、ガス管１を相対回転自在に連結できるようにしてある。
前記攪拌部８の管連結部１４は、継ぎ足し用推進軸部材３ｂの雌ネジ部９と同じ寸法の雌ネジ部２４を設けて構成してあり、その雌ネジ部２４にスイベル２２を螺合固定するとともに、ガス管１の内側にねじ込み固定してある先端ヘッド２３をそのスイベル２２に連結して、攪拌部８とガス管１とを相対回転自在に連結できるようにしてある。
【００１４】
前記攪拌部８の胴部２５には、継ぎ足し用推進軸部材３ｂの雌ネジ部９に螺合連結自在な掘削部７の雄ネジ部１０と同じ寸法の雄ネジ部２６を備えた掘削部連結用の連結部２７と、推進軸部材３を通して供給される泥水の噴出孔２８と、その噴出孔２８に連通する泥水路２９とを設けてあり、掘削部７に設けた管連結部１７を攪拌部連結用の連結部に兼用して、掘削部７の管連結部１７に、攪拌部８の掘削部連結用の連結部２７を螺合して、掘削部７と攪拌部８とを着脱自在に固定してある。
従って、掘削部７の管連結部１７は、攪拌部８とガス管１とのいずれかを必要に応じて連結自在に設けてあり、攪拌部８の掘削部連結用の連結部２７は、掘削部７と推進軸部材３とのいずれかを必要に応じて連結自在に設けてある。
【００１５】
前記棒状突起１５の各々は、図４，図５に示すように、回転軸芯Ｘに略直交する姿勢で推進軸部材３の外径よりも外方に突出するように胴部２５に溶接固定して、胴部２５と共に一体回転させることにより、掘削土と泥水とを攪拌混合するように構成してある。
また、棒状突起１５には、突出長さが互いに異なる四種類のもの１５ａ〜１５ｄがあり、突出長さが同じ三つずつを、回転軸芯Ｘに略直交する方向に隣り合う状態で、かつ、１２０°の位相差で周方向に位置をずらして略等間隔を隔てて設けるとともに、突出長さが短いものほど掘削部連結用の連結部２７に近い側に位置させて、かつ、回転軸芯方向に隣り合うものどうしを６０°の位相差で周方向に位置をずらして、回転軸芯方向に沿って等間隔に設けてある。
尚、各棒状突起１５には、図中のハチングで示すように、その周面の前後端部と回転方向下手側端部及び先端面に表面硬化処理部分３０を設けて耐久性を高めてある。
【００１６】
次に、図２(ロ)に示すように、推進軸部材３を発進側に引き戻しながら、その推進軸部材３を拡径リーマ６とともに駆動回転させて、掘削部７のビット１２で推進軸部材３の挿通孔周りの土砂を掘削し、その掘削土と掘削部７の噴出孔１３から噴出させた泥水とを攪拌部８の棒状突起１５で攪拌混合したスラリーを、推進軸部材３周りの隙間や既に引き込んだガス管１周りの隙間を通して、発進側ピットＡ側や到達側ピットＢ側に排出するとともに、その掘削で拡径した挿通孔にガス管１を引き込んで、図２(ハ)に示すように、発進側ピットＡと到達側ピットＢとの間の埋設予定区間の全長に亘ってガス管１を埋設する。
【００１７】
尚、図６に示すように、攪拌部８の掘削部連結用の連結部２７に継ぎ足し用推進軸部材３ｂを螺合連結して、攪拌部８の泥水路２９をその継ぎ足し用推進軸部材３ｂの泥水供給路２に接続し、掘削部７を使用せずに、攪拌部８の前後に推進軸部材３とガス管１を連結して、攪拌部８の棒状突起１５で推進軸部材３の挿通孔周りの土砂を掘削しながら、かつ、その棒状突起１５で掘削土と噴出孔２８から噴出する泥水とを攪拌混合しながら、ガス管１を推進軸部材３の挿通孔に引き込んで埋設できるようにもしてある。
【００１８】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による管の非開削埋設装置は、断面が多角形状の棒状突起を拡径リーマに設けてあっても良い。
２．本発明による管の非開削埋設装置は、断面が長方形の棒状突起を拡径リーマに設けてあっても良い。
３．本発明による管の非開削埋設装置は、例えば螺旋状や波状に屈曲させた棒状突起を拡径リーマに設けてあっても良い。
４．本発明による管の非開削埋設装置は、棒状突起を回転軸芯方向に沿って傾斜する姿勢で拡径リーマに設けてあっても良い。
５．本発明による管の非開削埋設装置は、同じ長さの棒状突起の複数を推進軸部材の外径よりも外方に突出するように設けてあっても良い。
６．本発明による管の非開削埋設装置は、推進軸周りの土砂を棒状突起で掘削し、かつ、その棒状突起で掘削土と噴射液体とを攪拌混合する拡径リーマを設けてあっても良い。
７．本発明による管の非開削埋設装置は、棒状突起をネジなどで拡径リーマの胴部に着脱自在に取り付けてあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】管の非開削埋設装置の説明図
【図２】管の非開削埋設装置の説明図
【図３】要部の一部断面側面図
【図４】要部の側面図
【図５】要部の正面図
【図６】管の非開削埋設装置の説明図
【図７】従来の管の非開削埋設装置の説明図
【符号の説明】
１    埋設用管
３    推進軸部材
６    拡径リーマ
７    掘削部
８    攪拌部
１１  連結部
１２  ビット
１３  噴出孔
１４  連結部
１５  棒状突起
１７  連結部
２７  連結部
２８  噴出孔
Ａ    発進部
Ｂ    到達部
Ｘ    回転軸芯
【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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【図７】
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