(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転拡径カッタを有するセミシールド機と、そのセミシールド機の外周に被装された仮設管と、これらセミシールド機、仮設管間に介在された複数の推進ジャッキとを装備した先導掘進装置を、周壁通口が開設されたものであって仮発進架台が底部に載設されている発進立坑に内装してその仮発進架台上に載置すること、
および、
発進立坑の周側からの反力を基端で受けるようにした上記推進ジャッキを稼動伸長させて上記先導掘進装置を発進立坑の周壁通口から切羽の方向へと推進する先導掘進装置推進と、セミシールド機の動力源を稼働させて回転させた上記回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削と、その切羽の掘削土をセミシールド機から発進立坑外へと排出する掘削土排出とを実施して、先導掘進装置における仮設管の基端部が発進立坑の周壁通口近傍に達するまで、当該仮設管を、回転拡径カッタによる掘削孔に進出させること、
および、
さらに上記推進ジャッキを先導掘進装置から取り外し、上記仮発進架台を発進立坑から除去し、かつ、上記先導掘進装置にはセミシールド機発進用の発進架台を上記仮設管内に設置すること、
および、
その後、発進立坑の周側に反力をとってその発進立坑内に設置した元押しジャッキ装置を稼働させてセミシールド機を押進するセミシールド機押進と、セミシールド機の動力源を稼動させて非拡径状態で回転させた上記回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削とを実施して、切羽を掘進すると共に、この際のセミシールド機を仮設管内に設置された発進架台で受承しながらその仮設管から進出させること、
および、
次いで上記元押しジャッキ装置を復動させ、かつ、上記仮設管内の発進架台を撤去すること、
および、
その後、発進立坑の周壁と元押しジャッキ装置との離間空所において、推進管を回動させつつその推進管の一端口を周壁通口から仮設管内へ導入して当該推進管の一端口をセミシールド機に連結すること、
および、
その後、元押しジャッキ装置を稼働させて推進管連結済みセミシールド機をする推進管連結済みセミシールド機の押進と、上記動力源を稼動させて回転状態にした非拡径状態の回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削とを実施することによって、上記切羽の掘進が進行するにしたがい、すでにセミシールド機側に連結されている連結済み推進管に順次推進管を連結し、それを切羽に対して掘進させて行くこと、
を特徴とするセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法。
【請求項２】
回転拡径カッタを有するセミシールド機として、その前面側における構成が、部分解放型であるブラインド式か、密閉型シールドとしての土圧式か泥水式かのいずれかであるものを用いる請求項１に記載されたセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法。
【請求項３】
多段式に伸縮することのできる推進ジャッキを用いる請求項１に記載されたセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法。
【請求項４】
推進ジャッキとして、発進立坑の周側からの反力を基端で受けるようにしたロッドと、そのロッドに伸縮自在なるよう被嵌されたものであって仮設管とセミシールド機との間に挿脱自在に介在させることのできるシリンダとを具備したものを用いること、
および、
上記推進ジャッキのシリンダの基端側に被着された支持フランジを締着具によって仮設管とセミシールド機との各固定部に着脱自在に取着すると共に、当該取着状態での推進ジャッキの稼動によってシリンダを第１ストロークだけ切羽側へ向けて伸長させること、
および、
その後、上記締着具を弛緩させて推進ジャッキのシリンダを仮設管とセミシールド機との各固定部から離脱させると共に、当該離脱状態での推進ジャッキの稼動によりシリンダを復動させること、
および、
上記推進ジャッキのシリンダの復動状態において、そのシリンダの外周には、上記支持フランジならびに上記仮設管とセミシールド機との各固定部間に一対の半割管を被嵌すると共に当該被嵌状態を上記締着具によって固定すること、
および、
その後、上記推進ジャッキの稼動によりシリンダを上記半割管と共に第２ストロークだけ切羽側へ向け伸長させて、先導掘進装置における仮設管の基端部が発進立坑の周壁通口近傍に達するように、当該仮設管を回転拡径カッタによる掘削孔に進出させること、
を特徴とする請求項１に記載されたセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法。
【請求項５】
回転拡径カッタを有するセミシールド機と、そのセミシールド機の外周に被装された仮設管と、これらセミシールド機、仮設管間に介在された複数の推進ジャッキとを装備した先導掘進装置を、周壁通口が開設されたものであって仮発進架台が底部に載設されている発進立坑に内装してその仮発進架台上に載置すること、
および、
発進立坑の周側からの反力を基端で受けるようにした上記推進ジャッキを稼動伸長させて上記先導掘進装置を発進立坑の周壁通口から切羽の方向へ推進する先導掘進装置推進と、セミシールド機の動力源を稼働させることで回転させた上記回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削と、その切羽の掘削土に加泥材を注入かつ混練してこれを改良土にする改良土生成と、その改良土を回転拡径カッタと隔壁との間に形成されたセミシールド機のチャンバ内に取り込む改良土取り込みとを実施しつつ、しかも、当該改良土の土圧を静止土圧に維持するため、土圧計を介したチャンバ内の改良土圧測知結果に基づき上記隔壁に開設の排泥口を排泥ゲートの開閉制御で調整すると共にその調整された排泥口から発進立坑外への排土を行うようにして切羽の安定を図りながら、上記先導掘進装置を、回転拡径カッタによる掘削孔に第１ストロークだけ進出させること、
および、
その後、上記セミシールド機による泥土圧シールド工法の実施に用いられる排土制御系をスクリューコンベア、蓄圧室、排泥バルブ等の連結により完結させてこれをセミシールド機に具備させること、
および、
次に、上記推進ジャッキの再稼動による当該推進ジャッキの伸長と、セミシールド機の動力源を稼動させて回転させた回転拡径カッタの当該カッタ回転による切羽掘削と、上記排土制御系を介した排土とによる泥土圧シールド工法を実施して、上記先導掘進装置の仮設管基端部が発進立坑の周壁通口近傍に達するまで、当該仮設管を、回転拡径カッタによる掘削孔に第２ストロークだけ進出させること、 および、
さらに上記推進ジャッキを先導掘進装置から取り外し、上記仮発進架台を発進立坑から除去し、かつ、その先導掘進装置には、セミシールド機発進用の発進架台を上記仮設管内に設置すると共に、セミシールド機に後方作業管を連結して排土制御系を包被すること、 および、
その後、発進立坑の周側に反力をとって当該発進立坑内に設置された元押しジャッキ装置を稼働させて後方作業管とセミシールド機との連結体を押進する連結体押進と、非拡径状態においてセミシールド機の動力源を稼動させて回転させた回転拡径カッタで切羽を掘削する切羽掘削と、排土制御系を介した排土とによる泥土圧シールド工法を実施して切羽を掘進することにより、後方作業管連結のセミシールド機を仮設管に設置された発進架台で受承しながらその仮設管から進出させること、
および、
次いで上記元押しジャッキ装置を復動させ、かつ、上記仮設管内の発進架台を撤去すること、
および、
その後、上記発進立坑の周壁と元押しジャッキ装置との離間空所において、一端口を下側とした推進管を回動させながら、その推進管の一端口を周壁通口から上記仮設管内へ導入して、当該推進管の一端口を、セミシールド機に連結された上記後方作業管に連結すること、
および、
その後、元押しジャッキ装置の稼働による推進管連結済みセミシールド機の押動と、セミシールド機の動力源を稼働させて非拡径状態で回転状態にした回転拡径カッタによる切羽の掘削と、排土制御系を介した排土とによる泥土圧シールド工法の実施によって、上記切羽の掘進が進行するにしたがい、すでにセミシールド機側に連結されている連結済み推進管に順次推進管を連結し、それを切羽に対して掘進させて行くこと、
を特徴とするセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発進立坑から、比較的小口径であるセミシールド機を用いて推進管（標準長さ２：４３ｍのヒューム管）を掘進埋設して行く推進工法に関し、特に従来の推進工法の開始に先行して、セミシールド機の直径より大きな仮設管を、当該セミシールド機の効率的な利用によって適所に布設しておくことにより、直径３．０ｍ程度の小口径発進立坑から、ヒューム管を装填しての推進埋設が可能となるようにし、工事期間を大幅に短縮し、かつ動力源についての経済性を確保し得ると共に、狭隘な工事現場にあっても支障なく実施することのできるセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のセミシールド機によるヒューム管の掘進埋設による推進工法は、図１０（Ａ）に示す如く大口径の発進立坑ａを、可成りの時間と労力をかけて掘削し、その底部には当該発進立坑ａの直径に近い長尺なガイドフレームｂを設置し、その上には発進立坑ａの周壁ｃに反力受けｄをとるようにした元押しジャッキ装置ｅを載装すると共に、その地山ｆにおける切羽ｇ側には、セミシールド機ｈを載置するようにし、このセミシールド機ｈの動力源を稼動して、その回転カッタヘッドｉを回転駆動させながら、押当管ｊを介して元押しジャッキ装置ｅにより、当該セミシールド機ｈを切羽ｇに向けて押動されるようにしている。
【０００３】
このようにすることで、図１０（Ｂ）に示されている通りセミシールド機ｈにより切羽ｇを掘削し、これによる掘削土は発進立坑ａから、各種の工法により排土し、当該セミシールド機ｈと元押しジャッキ装置ｅとの間にあって、ヒューム管ｋを水平状態に吊下してガイドフレームｂ上に載置すると共に、その先行端ｋ１をセミシールド機の後端部に被嵌して、上記元押しジャッキ装置ｅによりヒューム管ｋを押圧しながら回転カッタヘッドｉを回転駆動し、これにより図１０（Ｃ）の如くヒューム管ｋを切羽ｇに形成した掘削孔ｍへ推進し、この間もちろん発進立坑ａ外への排土を続行することになる。
【０００４】
ヒューム管ｋの連結した埋設は、図１０（Ｄ）に示す如く、順次ヒューム管ｋを何本も連結させながら、到達立坑ｎまで推進工法を続けることでなされる。因みに社団法人日本トンネル技術協会の説示によるときは、セミシールド機を分類すると切羽による土圧とか水圧により、当該切羽が不本意に崩壊することを阻止していない全面解放型と、ブラインド式と呼ばれている部分解放型と、密閉型シールドとが存しており、当該密閉型シールド機とは、隔壁を具えていて、これと切羽との間に形成したチャンバ内に土砂や泥水を充満させ、これに対して充分な有効拘束力を加えることで、切羽の安定を図る構成の機械掘り式シールドを指称するとされている。
【０００５】
これも既知であるが、上記密閉型シールド機には土圧式と泥水式があり、当該土圧式には土圧シールド機と泥土圧シールド機が存している。ここで上記の土圧シールド機とは、回転カッタヘッドで掘削した土砂をチャンバ内に充満させ、これを当該シールド機の推進力により加圧し、この削土圧を切羽全体に作用させて、その安定を図りながらスクリューコンベア等により排土するものとされている。
【０００６】
泥土圧シールド機については、掘削土砂の塑性流動化を促進させるための添加材を注入し、これと回転カッタのヘッドで掘削の土砂を攪拌して前記のチャンバに充満させ、当該シールド機の推進力等で加圧し、その泥土圧を切羽全体に作用させて切羽の安定を図りながら、これまたスクリューコンベア等で排土するものと説示されている。
【０００７】
前述の泥水式シールド機は、泥水に所定の圧力を与えて循環させることにより、切羽の安定を図ると共に掘削土の液体輸送を行うもので、地山を切削する掘削機構と、掘削土を攪拌する攪拌機構と、循環泥水のための送排泥機構と、泥水に一定の圧力を加える制御機構と、掘削輸送された泥水を分離する泥水処理機構と、切羽に所定性状の泥水を送るための調泥機構とを有するシールド機であると説示されている。なお、図１０のＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、元押しジャッキ装置ｅに対する夫々油圧ユニットとその操作盤および油圧ホースを示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上説示した従来のセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法によるときは、図１０に係る前説によって理解される通り、元押しジャッキ装置ｅとセミシールド機ｈ、さらには押当管ｊとかヒューム管ｋを横向列設した状態で、発進立坑ａに配設しなければならず、この結果当然のことながら、これらを収納しなければならない発進立坑ａの直径は、可成りの大口径となるよう掘削しておかねばならない。
【０００９】
従って大口径の発進立坑ａを掘るために多大な労力と時間を必要とすることとなり、この結果この種の推進工法を実施するために要する工期を短期化することが困難となり、またこの種の工事現場が狭隘であったり、建物が近接しているといった環境下にある場合には、セミシールド機による推進管の推進埋設作業自体が不能となってしまう欠陥がある。
【００１０】
本発明のうちの請求項１に係る発明では、直径が３ｍ程度といった極めて小口径の発進立坑を掘削しておき、この種の推進作業にあって当然使用することとなるセミシールド機を活用して、予め当該セミシールド機により、これよりも拡径状態とした回転拡径カッターの回転により切羽を掘削すると共に、セミシールド機と、これに被嵌の大口径である仮設管との間に設けた推進ジャッキの伸長作業と、元押しジャッキ装置の稼動とによって、上記大口径の仮設管を、小口径である当該発進立坑の周壁通口から、切羽に向けて延出状態となるようセミシールド機の動力源を用いて迅速かつ別途動力を用いることなしに布設するというものである。
【００１１】
このようにして布設されたセミシールド機よりも大口径の仮設管を利用し、小口径の発進立坑に対し上方から推進管であるヒューム管を横向きでなしに、その一端口が下位となるよう吊下しながら、これを回動するようにして、発進立坑に設置した元押しジャッキ装置に衝当してしまわないように、当該ヒューム管の一端口を、大口径である前記の仮設管に嵌入し、さらに当該一端口を、セミシールド機に連結し、このことによって元押しジャッキ装置の稼動と、セミシールド機の稼動とにより、当該ヒューム管の推進埋設を行い得るようにしようとしている。
【００１２】
このような推進工法により、本発明のうちの請求項１に係る発明は予めセミシールド機の動力源を用いて、発進立坑の周壁通口から切羽に向け掘進突出の状態に埋設しておき、この大口径の仮設管にヒューム管を装填可能とし、このことで当該ヒューム管を縦向きに吊下回動することで順次装填を続けて行くことができるようにしたことから、発進立坑の直径を３ｍ程度まで小口径化することを実現でき、このことでこの種の作業工期を大幅に短縮すると共に、労力と経費の削減を可能とし、かつ、狭隘な工事現場にあってもヒューム管の推進による埋設を可能にしようとするのが、その目的である。
【００１３】
本発明のうちの請求項２に係る発明では、請求項１の工法におけるセミシールド機として部分解放型、密閉型シールドとしての土圧式か泥水式を採用することにより、当該地山の土圧、水圧等に対応した推進埋設工法を、切羽の安定を図りながら実施できるようにするものである。
【００１４】
さらに本発明のうちの請求項３に係る発明では、請求項１の工法における推進ジャッキについて多段式に伸縮できるものを採択することで、仮設管と、これに収容されたセミシールド機とを、切羽に対して効率的に掘進させ得るようにし、工期の短縮に役立たせようとしている。
【００１５】
本発明のうちの請求項４に係る発明は、請求項１の工法における推進ジャッキについて多段式のものを使用しなくとも、第１ストロークとしての伸長稼動にあって、推進ジャッキのシリンダに設けた支持フランジを仮設管とセミシールド機の固定部から取り外し、当該支持フランジと上記の固定部間にあって、シリンダに対し半割管を介装被嵌させて、これを同上固定部に固定することで、第２ストロークとしての伸長稼動を行うようにし、多少の労力を費やすことで安価に推進ジャッキによる仮設管の布設を実現させようとしている。
【００１６】
本発明のうちの請求項５に係る発明は、セミシールド機として泥土圧式のものを採択した場合の推進埋設工法に関する。当該工法によるときは、セミシールド機に対して、可成りの長さをもった排土制御系を連設しなければならない。本発明ではセミシールド機と仮設管とからなる先導掘削装置を、最初発進立坑内に載置するときは、上記排土制御系の一部だけを取り付けておくことで、小口径の発進立坑に対する装入に支障が生じないようにし、次いで推進ジャッキの伸長とセミシリンダ機の稼動により、先導掘進装置が切羽に対し所要長だけ掘進して行った後、このことで形成された発進立坑内の空所を利用し、前記の排土制御系における残余の構成部材を連設するようにし、これにより支障なく効率的な推進埋設工法の実施を保証しようとしている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法は上記の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。
すなわち本発明の請求項１に係る当該工法は、
回転拡径カッタを有するセミシールド機と、そのセミシールド機の外周に被装された仮設管と、これらセミシールド機、仮設管間に介在された複数の推進ジャッキとを装備した先導掘進装置を、周壁通口が開設されたものであって仮発進架台が底部に載設されている発進立坑に内装してその仮発進架台上に載置すること、
および、
発進立坑の周側からの反力を基端で受けるようにした上記推進ジャッキを稼動伸長させて上記先導掘進装置を発進立坑の周壁通口から切羽の方向へと推進する先導掘進装置推進と、セミシールド機の動力源を稼働させて回転させた上記回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削と、その切羽の掘削土をセミシールド機から発進立坑外へと排出する掘削土排出とを実施して、先導掘進装置における仮設管の基端部が発進立坑の周壁通口近傍に達するまで、当該仮設管を、回転拡径カッタによる掘削孔に進出させること、
および、
さらに上記推進ジャッキを先導掘進装置から取り外し、上記仮発進架台を発進立坑から除去し、かつ、上記先導掘進装置にはセミシールド機発進用の発進架台を上記仮設管内に設置すること、
および、
その後、発進立坑の周側に反力をとってその発進立坑内に設置した元押しジャッキ装置を稼働させてセミシールド機を押進するセミシールド機押進と、セミシールド機の動力源を稼動させて非拡径状態で回転させた上記回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削とを実施して、切羽を掘進すると共に、この際のセミシールド機を仮設管内に設置された発進架台で受承しながらその仮設管から進出させること、
および、
次いで上記元押しジャッキ装置を復動させ、かつ、上記仮設管内の発進架台を撤去すること、
および、
その後、発進立坑の周壁と元押しジャッキ装置との離間空所において、推進管を回動させつつその推進管の一端口を周壁通口から仮設管内へ導入して当該推進管の一端口をセミシールド機に連結すること、
および、
その後、元押しジャッキ装置を稼働させて推進管連結済みセミシールド機をする推進管連結済みセミシールド機の押進と、上記動力源を稼動させて回転状態にした非拡径状態の回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削とを実施することによって、上記切羽の掘進が進行するにしたがい、すでにセミシールド機側に連結されている連結済み推進管に順次推進管を連結し、それを切羽に対して掘進させて行くこと、
を特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項２に係るセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法は、請求項１に記載された工法において、
回転拡径カッタを有するセミシールド機として、その前面側における構成が、部分解放型であるブラインド式か、密閉型シールドとしての土圧式か泥水式かのいずれかであるものを用いることを特徴とする。
本発明の請求項３に係るセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法は、請求項１に記載された工法において、
多段式に伸縮することのできる推進ジャッキを用いることを徴とする。
【００１９】
本発明の請求項４に係るセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法は、請求項１に記載された工法において、
推進ジャッキとして、発進立坑の周側からの反力を基端で受けるようにしたロッドと、そのロッドに伸縮自在なるよう被嵌されたものであって仮設管とセミシールド機との間に挿脱自在に介在させることのできるシリンダとを具備したものを用いること、
および、
上記推進ジャッキのシリンダの基端側に被着された支持フランジを締着具によって仮設管とセミシールド機との各固定部に着脱自在に取着すると共に、当該取着状態での推進ジャッキの稼動によってシリンダを第ストロークだけ切羽側へ向けて伸長させること、
および、
その後、上記締着具を弛緩させて推進ジャッキのシリンダを仮設管とセミシールド機との各固定部から離脱させると共に、当該離脱状態での推進ジャッキの稼動によりシリンダを復動させること、
および、
上記推進ジャッキのシリンダの復動状態において、そのシリンダの外周には、上記支持フランジならびに上記仮設管とセミシールド機との各固定部間に一対の半割管を被嵌すると共に当該被嵌状態を上記締着具によって固定すること、
および、
その後、上記推進ジャッキの稼動によりシリンダを上記半割管と共に第ストロークだけ切羽側へ向け伸長させて、先導掘進装置における仮設管の基端部が発進立坑の周壁通口近傍に達するように、当該仮設管を回転拡径カッタによる掘削孔に進出させること、
を特徴としている。
【００２０】
本発明の請求項５に係るセミシールド機による推進管の小口径立坑発進式推進埋設工法は上記の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。
すなわち本発明の請求項５に係る当該工法は、
回転拡径カッタを有するセミシールド機と、そのセミシールド機の外周に被装された仮設管と、これらセミシールド機、仮設管間に介在された複数の推進ジャッキとを装備した先導掘進装置を、周壁通口が開設されたものであって仮発進架台が底部に載設されている発進立坑に内装してその仮発進架台上に載置すること、
および、
発進立坑の周側からの反力を基端で受けるようにした上記推進ジャッキを稼動伸長させて上記先導掘進装置を発進立坑の周壁通口から切羽の方向へ推進する先導掘進装置推進と、セミシールド機の動力源を稼働させることで回転させた上記回転拡径カッタにより切羽を掘削する切羽掘削と、その切羽の掘削土に加泥材を注入かつ混練してこれを改良土にする改良土生成と、その改良土を回転拡径カッタと隔壁との間に形成されたセミシールド機のチャンバ内に取り込む改良土取り込みとを実施しつつ、しかも、当該改良土の土圧を静止土圧に維持するため、土圧計を介したチャンバ内の改良土圧測知結果に基づき上記隔壁に開設の排泥口を排泥ゲートの開閉制御で調整すると共にその調整された排泥口から発進立坑外への排土を行うようにして切羽の安定を図りながら、上記先導掘進装置を、回転拡径カッタによる掘削孔に第ストロークだけ進出させること、
および、
その後、上記セミシールド機による泥土圧シールド工法の実施に用いられる排土制御系をスクリューコンベア、蓄圧室、排泥バルブ等の連結により完結させてこれをセミシールド機に具備させること、
および、
次に、上記推進ジャッキの再稼動による当該推進ジャッキの伸長と、セミシールド機の動力源を稼動させて回転させた回転拡径カッタの当該カッタ回転による切羽掘削と、上記排土制御系を介した排土とによる泥土圧シールド工法を実施して、上記先導掘進装置の仮設管基端部が発進立坑の周壁通口近傍に達するまで、当該仮設管を、回転拡径カッタによる掘削孔に第ストロークだけ進出させること、 および、
さらに上記推進ジャッキを先導掘進装置から取り外し、上記仮発進架台を発進立坑から除去し、かつ、その先導掘進装置には、セミシールド機発進用の発進架台を上記仮設管内に設置すると共に、セミシールド機に後方作業管を連結して排土制御系を包被すること、 および、
その後、発進立坑の周側に反力をとって当該発進立坑内に設置された元押しジャッキ装置を稼働させて後方作業管とセミシールド機との連結体を押進する連結体押進と、非拡径状態においてセミシールド機の動力源を稼動させて回転させた回転拡径カッタで切羽を掘削する切羽掘削と、排土制御系を介した排土とによる泥土圧シールド工法を実施して切羽を掘進することにより、後方作業管連結のセミシールド機を仮設管に設置された発進架台で受承しながらその仮設管から進出させること、
および、
次いで上記元押しジャッキ装置を復動させ、かつ、上記仮設管内の発進架台を撤去すること、
および、
その後、上記発進立坑の周壁と元押しジャッキ装置との離間空所において、一端口を下側とした推進管を回動させながら、その推進管の一端口を周壁通口から上記仮設管内へ導入して、当該推進管の一端口を、セミシールド機に連結された上記後方作業管に連結すること、
および、
その後、元押しジャッキ装置の稼働による推進管連結済みセミシールド機の押動と、セミシールド機の動力源を稼働させて非拡径状態で回転状態にした回転拡径カッタによる切羽の掘削と、排土制御系を介した排土とによる泥土圧シールド工法の実施によって、上記切羽の掘進が進行するにしたがい、すでにセミシールド機側に連結されている連結済み推進管に順次推進管を連結し、それを切羽に対して掘進させて行くこと、
を特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本願の請求項１に係るセミシールド機を用いて、推進管を小口径発進立坑から地山に対して推進埋設するための工法につき、図１ないし図９を参照して以下詳細に説示する。先ず所定の地山Ａに、直径３ｍ程度といった小口径の発進立坑１と、必要に応じ図示しない到達立坑が掘削され、図中１ａが発進立坑１における円筒状の周壁を示し、この周壁１ａには、推進管２（ヒューム管）の推進埋設側にあって、従来方法を実施する場合よりも大口径とした周壁通口１ｂが、切羽Ｂを露呈して開設される。そして上記発進立坑１の底部１ｃには、図示されていない仮発進架台上にあって、図２に示す如く先ず先導掘進装置３を内装載置する。
【００２２】
上記先導掘進装置３は、従来工法にあって使用している所望タイプのセミシールド機３Ａと、その外周にあって軸線方向へ摺動自在なるよう被嵌した鋼管などによる仮設管３Ｂと、当該仮設管３Ｂとセミシールド機３Ａとの間にあって装備された複数の推進ジャッキ３ｃとにより構成されており、かつ図２にあって右側であるその基端が、発進立坑１の周側で反力を受けるようにする。
【００２３】
上記セミシールド機３Ａが、従来のものと相違しているところは、既知の回転カッタなるものが、単に前記した推進管２と同径に切羽Ｂを掘削し得るだけのものでなく、仮設管３Ｂと略同径となるよう切羽Ｂを掘削することのできる回転拡径カッタ３ａを具備していることである。この回転拡径カッタ３ａとしては、それ自体既知の通り各種のものを採択することができるが、内蔵型拡径カッタ装置あるいは拡径専用カッタ装置を用いることができ、前者にあっては図示の実施例の如くオーバーカッタジャッキ３ｂを伸縮自在に調整することで、その切削直径を所定の寸法に設定することができ、後者にあっては拡径専用カッタ装置を付設することで拡径状態とし、これを取り除くことで縮径状態とすることができる。
【００２４】
上記のようにして発進立坑１に配備した先導掘進装置３を用いて、その推進ジャッキ３ｃを稼動伸長することで、発進立坑１の周壁通口１ｂから、これを切羽Ｂに向けて推進させると共に、セミシールド機３Ａの動力源３ｄを稼動させて前説の回転拡径カッタ３ａを回転すれば、これにより掘削した切羽Ｂの掘削土を、当該セミシールド機３Ａから前記した各種の型式に応じて、発進立坑１外へ排土する。このようにして、先導掘進装置３の仮設管３Ｂを、その基端部が図５に示した通り、発進立坑１の周壁通口１ｂにおける近傍に達するまで、回転拡径カッタ３ａによる掘削孔に推進させて行くのである。
【００２５】
図５の状態に達するまでの工程についてさらに詳記すると、推進ジャッキ３ｃとしては、図示されていないが請求項３に係る多段式に伸縮可動であるものを用いることもでき、これにより図２の状態から図３の状態まで、第１段のストロークにより先導掘進装置３を前進させ、次に第２段のストロークによって図５の前進状態とすることが可能である。
【００２６】
上記の工程を実施するため図２ないし図５によって示された請求項４に係る推進埋設工法にあっては、推進ジャッキ３ｃを以下のように稼動操作することとなる。すなわち、推進ジャッキ３ｃには、その基端を発進立坑１の周側に反力をとるようにしたロッド３ｅと、当該ロッド３ｅに伸縮の稼動が自在となるよう被嵌され、しかも仮設管３Ｂとセミシールド機３Ａとの間にあって挿脱自在に設置できるようにしたシリンダ３ｆとを具備させるようにする。そして上記のシリンダ３ｆの基端側に被着した支持フランジ３ｇをビスなどの締着具３ｈによって、仮設管３Ｂとセミシールド機３Ａとに夫々設けた固定部３ｉ、３ｊに着脱自在なるよう取着しておくのである。
【００２７】
従って、上記の如き取着状態にあって当該推進ジャッキ３ｃを稼動させると、図３のように前記のシリンダ３ｆが第１ストロークだけ切羽Ｂ側へ向けて伸長されることになり、その後上記した締着具３ｈを弛緩することで、シリンダ３ｆを仮設管３Ｂとセミシールド機３Ａの固定部３ｉ、３ｊから離脱し、さらにフリー状態となったシリンダ３ｆを、推進ジャッキ３ｃの稼動によって、ロッド３ｅに対して被嵌状態となるように、図４の如く復動させるのである。
【００２８】
上記の復動状態で、当該シリンダ３ｆに対して一対の半割管３ｋを、前記支持フランジ３ｇと、仮設管３Ｂとセミシールド機３Ａとの各固定部３ｉ、３ｊ間に被嵌し、さらに前記締着具３ｈを用いて、当該被嵌状態の半割管３ｋをシリンダ３ｆに対して固定する。そしてこの推進ジャッキ３ｃを稼動することで、当該半割管３ｋと一緒にシリンダ３ｆを、第２ストロークだけ切羽Ｂ側へ向けて伸長し、このことで図５に示し前説の如く仮設管３Ｂの基端部が発進立坑１の周壁通口１ｂ近傍に達するようにするのである。ここで、仮設管３Ｂの基端部は、適時図６に例示する連結具３ｍによって、上記周壁通口１ｂの内周端縁部１ｄに取着してしまうのが望ましく、図中３ｎは仮設管３Ｂの先端部３ｐにあってビス等により取着した断面Ｊ字状の弾性摺接環状弁であり、地山Ａからの泥土や流水が発進立坑１側へ進入してくるのを阻止している。また図中３ｑは、上記の仮設管３Ｂとセミシールド機３Ａとの間に設けられた固定ジャッキを示し、この固定ジャッキ３ｑは仮設管３Ｂの内周面に対して着脱自在なるように、周方向に離間配置で複数個だけ設けてあり、これを伸長状態とすることで仮設管３Ｂとセミシールド機３Ａとを一体化させ、先導掘進装置３を一体として前記の如く推進させ図５の状態とする際、支障のない前進を保証しようとするためのものであり、もちろん、固定ジャッキ３ｑがない場合にも、本発明に係る工法の実施は可能である。
【００２９】
既述の請求項１にあっては、図５に示す仮設管３Ｂの地山Ａに対する布設が完了したならば、上記の推進ジャッキ３ｃを先導掘進装置３から取り外し、また固定ジャッキ３ｑを配設したときは、これも除去し、さらに発進立坑１から前記の仮発進架台をも取り除いた後、図６に示されているように元押しジャッキ装置４を発進立坑１に収納載置して、その周側に反力をとるようにする。
【００３０】
次いで、この元押しジャッキ装置４を稼動押進すると共に、先導掘進装置３のセミシールド機３Ａを、今度は拡径状態ではなく非拡径状態として、動力源３ｄの稼動により、当該切羽Ｂを掘削することで、このセミシールド機３Ａを仮設管３内にあって、その下位に設置した発進架台５に受承させながら、静止状態の当該仮設管３から前進させ図７に示されている通り、仮設管３からセミシールド機３Ａが脱出してしまわない範囲で、充分な前進状態まで掘進して行く。
【００３１】
上記の工程で回転拡径カッタ３ａを拡径状態から非拡散状態としてセミシールド機３Ａの直径と同じ掘削孔を得るようにするが、前記した如く内蔵型拡径カッタ装置によるときは、オーバーカッタジャッキ３ｂを縮小させればよく、拡径専用カップ装置を用いたときは、これを取り外すことで縮径状態とすることになる。
【００３２】
次に、前記の元押しジャッキ装置４を図８のように復動すると共に、上記した発振架台５を撤去した後、発進立坑１内に、図１に示す通り推進管２を吊下して行くが、この際その一端口２ａを下側とした状態で、当該推進管２を回動させながら、仮想線で示されているように順次、その傾斜角度を大きくして行き、発進立坑１の周壁１ａと縮小状態の元押しジャッキ装置４との離間空所Ｅを介して装入して行き、推進管２の一端口２ａを周壁通口１ｂから既に布設されている大径口の仮設管３Ｂ内へ導入し、この一端口２ａを、セミシールド機３Ａにおけるテール部に係嵌状態となるようにするなどの手段で連結する。
【００３３】
このような状態となったとき、図１、図９に示す通り推進管２は水平状態となり、その基端口２ｂに対し直接または間接に元押しジャッキ装置４による伸長力を伝達し、これ以降は従前の例により、元押しジャッキ装置４による押動と、セミシールド機３Ａの非拡径状態による稼動とにより、推進管２を切羽Ｂに対して推進して行き、当該推進が終われば、元押しジャッキ装置４を復動して、第１の推進管２に対し第２の推進管２を前同様にして連結し、当該第２の推進管２を元押しジャッキ装置４により押動すると共に、セミシールド機３Ａを稼動する工程の繰り返しにより、順次連結された推進管２を地山Ａに推進埋設して行くのである。
【００３４】
このようにして全行程を終わることとなる請求項１の推進埋設工法によるときは、上記の如く当然必要とされるセミシールド機３Ａを有効に活用し、かつ推進ジャッキ３ｃの適切な稼動により、予め発進立坑１から、セミシールド機３Ａよりも大口径の仮設管３Ｂを突出状態で布設してしまうので、当該布設が簡易迅速にして経済性をも保有して実施でき、このため小口径の発進立坑１を掘削しておくだけで、推進管２を、この発進立坑１から仮設管３Ｂを介してセミシールド機３Ａに連結し得ることとなる。
【００３５】
次にセミシールド機３Ａとして、前記の如く泥土圧シールド機を用いるようにした請求項５に係る推進埋設工法について以下説示する。ここでも前記の請求項１と同じく発進立坑１の底部１ｃに載接した仮発進架台上に、回転拡径カッタ３ａを有するセミシールド機３Ａと、その外周に被装した仮設管３Ｂとの間にあって、複数の推進ジャッキ３ｃが装備された先導掘進装置３を内装載置し、基端が発進立坑１の周側に反力を受けるようにして当該推進ジャッキ３ｃを稼動伸長することで、当該発進立坑１に開設の周壁通口１ｂから前記の先導掘進装置３を切羽Ｂに向けて推進すると共に、セミシールド機３Ａの動力源３ｄを稼動して、その前記回転拡径カッタ３ａを回転することになる。
【００３６】
当該請求項５にあっては、上記のようにして掘削された切羽Ｂの掘削土に加泥材を注入して混練された改良土を、セミシールド機３Ａの回転拡径カッタ３ａと隔壁３ｒとの間に形成された当該セミシールド機３Ａのチャンバ３ｓ内に取り込み、このチャンバ３ｓ内の改良土が有する土圧を、土圧計３ｔによって測知できるようにするのである。
【００３７】
そして、上記の測知結果に基づき、予め隔壁３ｒに開設してある排泥口３ｕを、これに対し開閉自在なるよう設けられた排泥口ゲート３ｖの開閉動制御により調整して、当該改良土の土圧を静止土圧に維持するよう排泥口３ｕから発進立坑１外への排土を行うようにし、これにより切羽Ｂの安定を図りながら、上記先導掘進装置３を回転拡径カッタ３ａによる掘削孔に対して、第１ストロークだけ推進させるのである。そして当該発明では上記のような第１ストロークの進行工程時にあって、泥土圧シールド工法に用いられるセミシールド機３Ａにおける既知の排土制御系３ｗを全部連結しておくことなく、その一部だけを図２にあって仮想線で示されているように連結するのである。
【００３８】
すなわち、当該第１ストロークの工程を開始しようとしている図２にあっては、発進立坑１自体が３ｍ程度の小口径に形成されているので、ここでは例えば既知のスクリューコンベア３ｘと蓄圧室３ｙまでを、隔壁３ｒに対して連設するだけとし、この状態にて前記の如く第１ストロークを完了し、図３の如き状態となってから、排土制御系３ｗを、前記の蓄圧室３ｙに対して排泥バルブ３ｚ等を連結することで完結状態とするのである。このことにより全く支障なく泥土圧シールドとしてのセミシールド機３Ａによる推進埋設工法が、以下のように推進されて行くこととなる。
【００３９】
すなわち、上記の完結状態後、推進ジャッキ３ｃを再稼動により伸長すると同時に、セミシールド機３Ａの動力源３ｄを稼動して回転拡径カッタ３ａを回転し、上記の如く完結した排土制御系３ｗによって排土を行うこととなる泥土圧シールド工法により、先導掘進装置３の仮設管３Ｂを、その基端部が発進立坑の前記周壁通口１ｂ近傍に達するまで、回転拡径カッタ３ａによる掘削孔へ第２ストロークだけ進出させ、さらに推進ジャッキ３ｃを先導掘進装置３から取り外すと共に、発進立坑１から前記した仮発振架台を、請求項１と同様にして除去する。
【００４０】
次に当該請求項５にあっては、元押しジャッキ装置４を発進立坑に反力をとって設置した後、これを稼動するのであるが、この際セミシールド機３Ａからは排土制御系３ｗが突出しているので、これを包被するようにして後方作業管６を、セミシールド機３Ａのテール部側に連結し、当該後方作業管６を上記の元押しジャッキ装置４により切羽Ｂ側へ押動するのである。そして上記押動と共に先導掘進装置３のセミシールド機３Ａを、非拡径状態として動力源３ｄにより稼動させ、当該切羽Ｂを泥土圧シールド工法により掘進することで、この後方作業管６が連結されているセミシールド機３Ａを、仮設管３Ｂに設置した発進架台５上にて受承させながら当該仮設管３Ｂから推進させることになる。
【００４１】
以後の工程は実質的に請求項１のものと同様であるが、前記の元押しジャッキ装置４を復動し上記発進架台５は撤去した後、発進立坑１内の一端口２ａを下側として吊下した推進管２を回動させながら、発進立坑１の周壁１ａと元押しジャッキ装置４との離間空所Ｅを介して、一端口２ａを周壁通口１ｂから仮設管３Ｂ内へ導入し、当該一端口２ａをセミシールド機３Ａに連設した前記の後方作業管６に連結し、その後は元押しジャッキ装置４による押動とセミシールド機３Ａの稼動による泥土圧シールド工法により、順次連結される推進管２を、切羽Ｂに対し掘進して行くことになる。従って請求項５に係る推進埋設工法によるときは、泥土圧シールド機の長所を活用し、しかもその排土制御系３ｗの適切なる連結完了工程と後方作業管の連結工程とによって、支障なく効率的に作業を進行させることができる。
【００４２】
因みに請求項５における既知の排土制御系３ｗについて説示すると、前記の如く加泥材が加えられて難透水性の流動化した改良土がチャンバ３ｓ内に流入して充満されることになるが、この改良土は図２ないし図５に示されている通り排土制御系３ｗであるスクリューコンベア３ｘの回転に伴い強制的に取り込まれ、後続の蓄圧室３ｙに送られる。さらに蓄圧室３ｙに後続の排土バルブ３ｚが、閉の状態にあれば蓄圧室３ｙにに改良土が蓄圧充填され、この測定土圧が静止土圧に達すると排土バルブ３ｚが開成されて排土が開始されることになる。もちろん地山Ａの水圧、土圧が小さく、排土バルブ３ｚが開の状態であっても、チャンバ３ｓ内の土圧が、スクリューコンベア３ｘによる排土状態で確保可能であれば、排土バルブ３ｚの制御なしでの掘進が可能となる。
【００４３】
すなわち切羽Ｂの安定は、チャンバ３ｓ内の充満改良土による圧力を静止土圧に保つことで行うのであり、当該土圧は図示されている前掲土圧計３ｔにより計測され、チャンバ３ｓにおける内圧の発生は、掘削土砂の取り込み量とスクリューコンベア３ｘを介して排土される改良土との差により決定される。従ってチャンバ３ｓの土圧が降圧するのは、上記の取り込み量＜排土量のときであり、昇圧するのは取り込み量＞排土量となるときである。このことから、スクリューコンベア３ｘの回転数制御と排土バルブ３ｚの開閉を基本として、チャンバ３ｓ内の土圧制御を行うようにしている。
【００４４】
さらに、セミシールド機３Ａの推進速度によって、上記した土砂の取り込み量が決定され、チャンバ３ｓ内に改良土が充満して静止圧力に達すると、スクリューコンベア３ｘが回転して排土を開始することになり、チャンバ３ｓ内土圧を静止土圧に保ちながら蓄圧室３ｙへ改良土を送ることになり、蓄圧室３ｙの内圧が静止土圧に達すると排土バルブ３ｚが開いて排土され、チャンバ３ｓを閉じて切羽Ｂと坑内を遮断する。このことからスクリューコンベア３ｘと蓄圧室３ｙ内の改良土の存在により、チャンバ３ｓ内土圧の急激な変動は少なく安定した土圧制御を可能としている。そして自動土圧制御を行うときは、チャンバ３ｓとスクリューコンベア３ｘの回転数の関係を、コンピュータを用いてファージー制御を行い、蓄圧室３ｙの上限値にて排土バルブ３ｚを開、チャンバ３ｓ内土圧の下限値（主動土圧）にて排土バルブ３ｚを閉とするのである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上のようにして実施することができるので、請求項１に係る発明の工法によるときは、小口径の発進立坑を掘削しておき、これには予め先導掘進装置を内装載置するようにし、そのセミシールド機よりも大口径の仮設管を発進立坑から突出状態となるよう布設することで、この仮設管を活用してヒューム管を立装吊下による回動操作によって、発進立坑からセミシールド機に装入連結でき、このため小口径の発進立坑でも、充分にヒューム管の推進埋設を実施することができると共に施工速度を向上でき、かつ狭い工事現場からの推進埋設作業が可能となり、その工期を大幅に短縮できると共に、セミシールド機の動力源のみで、他に動力を用いないですむことから、経済性の点でも満足すべき結果が得られる。
【００４６】
請求項２に係る本発明工法では、請求項１の工法において、セミシールド機に部分解放型とか密閉型シールドを採択するようにしたので、夫々の特徴をいかした推進埋設工法を行い得ることになる。請求項３に係る発明の工法でも、請求項１の工法の推進ジャッキとして多段式のものを用いることで、その作業性をより向上することが可能となる。
【００４７】
請求項４に係る本発明工法では、請求項１の工法の推進ジャッキを多段式とせずに安価な一段伸長のものを用い、これに一対の半割管を採択使用することで、小形な推進ジャッキでも、先導掘進装置を可成りの距離だけ安価な設備にて押進させることができる。
【００４８】
請求項５に係る本発明工法によるときは、セミシールド機として泥土圧式のものを用いる際、その排土制御系を適時２回にわたって完結状態となるようにし、しかも後方作業管をも適時セミシールド機に連結するようにしたことから、掘削土の排出に際して支障なく、その排土制御系を充分に機能させ効率的な施工を行い得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る推進埋設工法にあって、発進立坑における推進管のセミシールド機に対する装填状態を略示した縦断側面図である。
【図２】本発明に係る推進埋設工法の当初工程にあって、先導掘進装置を発進立坑に載装した状態を略示した平面図である。
【図３】図２の当初工程から先導掘進装置を推進ジャッキにより前進させた状態を略示した平面図である。
【図４】図３の工程から推進ジャッキのシリンダを復動しこれに一対の半割管を被着することで、次の推進ジャッキによる再度の前進を行う準備完了状態を略示した平面図である。
【図５】図４の工程から推進ジャッキを稼動し先導掘進装置を最終前進位置まで推進させた状態を略示した平面図である。
【図６】図５の工程から推進ジャッキ等を除去して発進立坑への元押しジャッキ装置の載置状態を略示した平面図である。
【図７】図５の元押しジャッキ装置を稼動伸長しセミシールド機を稼動して先導掘進装置の仮設管に対し当該セミシールド機を切羽に向け推進させた状態を略示した平面図である。
【図８】図７の工程から元押しジャッキ装置とセミシールド機との間に推進管を介装連結した状態を略示した平面図である。
【図９】（Ａ）は図８の縦断側面を略示した図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う縦断側面を略示した図である。
【図１０】（Ａ）は従来工法において準備工程における地山の縦断側面図、（Ｂ）は従来工法においてセミシールド機を切羽に掘進した状態を示した縦断側面図、（Ｃ）は従来工法においてセミシールド機と元押しジャッキ装置との間に推進管を装填して当該第１の推進管を切羽に掘進した状態を示した縦断図、（Ｄ）は従来工法において多数の推進管を連結して切羽に掘進して行くことにより到達立坑までセミシールド機が貫通している状態を示した縦断側面図である。
【符号の説明】
１    発進立坑
１ａ  周壁
１ｂ  周壁通口
１ｃ  底部
２    推進管
２ａ  一端口
３    先導掘進装置
３Ａ  セミシールド機
３Ｂ  仮設管
３Ｃ  推進ジャッキ
３ａ  回転拡径カッタ
３ｄ  動力源
３ｅ  ロッド
３ｆ  シリンダ
３ｇ  支持フランジ
３ｈ  締着具
３ｉ  固定部
３ｊ  固定部
３ｋ  半割管
３ｒ  隔壁
３ｓ  チャンバ
３ｔ  土圧計
３ｕ  排泥口
３ｖ  排泥ゲート
３ｗ  排泥制御系
３ｘ  スクリュウーコンベア
３ｙ  蓄圧室
３ｚ  排泥バルブ
４    元押しジャッキ装置
５    発進架台
６    後方作業管
Ｂ    切羽
Ｅ    離間空所
【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】
0004046205.tif 000008
【図８】
0004046205.tif 000009
【図９】
0004046205.tif 000010
【図１０】
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