(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機のケーシングの後端部において形成されるリング状の鋼製受口と、
当該鋼製受口に対して挿嵌され、かつ、前記ケーシングに続く推進鋼管の前端部において形成されるリング状の鋼製押口とからなり、
前記鋼製受口及び鋼製押口の少なくともいずれか一方は、当該推進鋼管に対して推進力が付与されている間において当該鋼製押口の前端部及び鋼製受口の後端部の少なくともいずれか一方を受けることにより、前記ケーシングと当該推進鋼管との折れ角を設定する折角設定手段を有し、
前記鋼製受口と前記鋼製押口との間に、前記推進鋼管内への地下水の浸入を防止する止水パッキンが介設されていることを特徴とする、推進鋼管の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道の直下等で行われるトンネル掘削の補助工法として用いられるパイプルーフ工法に関するもので、特に、平面線形が曲線であるトンネルに追随したルーフの形成を可能とする推進鋼管の継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパイプルーフ工法としては、例えば、オーガースクリューにて掘削排土しながらトンネルの掘削領域外周に係る部位に直線鋼管を列状に挿入してルーフを形成する鋼管挿入工程と、当該オーガースクリューによる余掘り領域にセメントミルクを注入して鋼管及び地山を一体とするセメントミルク注入工程とを含むものが知られている。
【０００３】
このパイプルーフ工法によれば、当該地山と一体とされた直線鋼管のルーフにて先受防護しながらトンネル掘削を行うことができ、よって、掘削領域上方で鉄道が現に供用されている等、地山の弛みや地表面の変形が許容されないケースや地山が崩壊性であるケースにおけるトンネル掘削に有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このパイプルーフ工法では、構築すべきトンネルが平面線形が曲線である場合においても、直線鋼管を用いてルーフを形成していたため、直線鋼管が、平面線形が曲線であるトンネルの起点・中間点・終点のいずれにおいてもトンネルの掘削断面を干渉しない部位に配置されることとなる結果、相当に余分な掘削や注入が必要となってしまう。また、このようなルーフの形成は支保の安定の面からみて好ましくない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、平面線形が曲線であるトンネルに追随したルーフを形成することができ、よって、余分な掘削や注入を必要としない推進鋼管の継手構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明に係る推進鋼管の継手構造は、掘進機のケーシングの後端部において形成されるリング状の鋼製受口と、当該鋼製受口に対して挿嵌され、かつ、前記ケーシングに続く推進鋼管の前端部において形成されるリング状の鋼製押口とからなり、前記鋼製受口及び鋼製押口の少なくともいずれか一方は、当該推進鋼管に対して推進力が付与されている間において当該鋼製押口の前端部及び鋼製受口の後端部の少なくともいずれか一方を受けることにより、前記ケーシングと当該推進鋼管との折れ角を設定する折角設定手段を有し、前記鋼製受口と前記鋼製押口との間に、前記推進鋼管内への地下水の浸入を防止する止水パッキンが介設されていることを特徴としている。
【０００７】
即ち、第１発明は、掘進機のケーシングとそれに続く推進鋼管の連結に係る端部に形成されるリング状の鋼製受口及びリング状の鋼製押口からなり、推進時に当該推進鋼管の折れ角が設定される折角設定手段を有する推進鋼管の継手構造を提供することにより、平面線形が曲線であるトンネルに追随したルーフを形成することができ、よって、余分な掘削や注入を不要とすることを可能にするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る曲線パイプルーフ工法の概略を示す平断面図、図２は、当該曲線パイプルーフ工法で用いられる推進鋼管の継手構造の概略を示す平断面図、である。
【００１３】
これらの図において、符号１は、隔壁１ａで密閉された前端領域１ｂへの送排泥管１ｃを用いた送排泥により切羽安定を図り、かつ、元押し装置（図示外）により推進力Ａを得ながら、カッター１ｄを回転させて掘削を行う泥水加圧式の掘進機、である。本実施の形態では、掘進機１として、隔壁１ａ、カッター１ｄ等を含む掘進機本体１１と、推進鋼管２ａ、２ｂ…と構造上同等であるケーシング１２とから構成されるものを採用している。また、ケーシング１２は、掘進機本体１１に対して着脱自在となっている。
【００１４】
また、符号２は、複数の推進鋼管２ａ、２ｂ…を連結してなる曲線鋼管、である。本実施の形態では、図示しないが、曲線鋼管２を列状に配置することにより、平面線形が曲線であるトンネルに追随したルーフを形成する。尚、推進鋼管２ａ、２ｂ…それ自体は直線鋼管である。
【００１５】
更に、符号３は、先行する推進鋼管２ａの後端部に固着されるリング状の鋼製受口、符号４は、当該鋼製受口３に対して挿嵌され、かつ、後行する推進鋼管２ｂの前端部に固着されるリング状の鋼製押口、である。
【００１６】
更にまた、符号５は、後行する推進鋼管２ｂに対して推進力Ａが付与されているタイミングにおいて鋼製押口４の前端部を受けることにより、当該先行する推進鋼管２ａと当該後行する推進鋼管２ｂとの折れ角Ｂを設定する折角設定手段たる当接部であって鋼製受口３の一部を構成するもの、である。
【００１７】
また、符号６は、後行する推進鋼管２ｂに対して推進力Ａが付与されているタイミングにおいて鋼製受口３の後端部を受けることにより、当該先行する推進鋼管２ａと当該後行する推進鋼管２ｂとの折れ角Ｂを設定する折角設定手段たる当接部であって鋼製押口４の一部を構成するもの、である。
【００１８】
更に、符号７は、曲線鋼管２内部への継手部からの地下水の浸入を防止する止水パッキン、である。
【００１９】
即ち、本実施の形態における推進鋼管の継手構造は、先後の推進鋼管２ａ、２ｂの連結に係る端部に固着されるリング状の鋼製受口３及びリング状の鋼製押口４からなり、当該鋼製受口３及び鋼製押口４が推進時に当該先後の推進鋼管２ａ、２ｂの折れ角Ｂが設定され折角設定手段たる当接部５及び当接部６を有している。
【００２０】
次に、本実施の形態に係る曲線パイプルーフ工法について図１〜図３を用いて説明する。尚、図３は、本曲線パイプルーフ工法における掘進機回収工程の概略を示す平断面図、である。
【００２１】
本実施の形態では、平面線形が曲線であるトンネルの掘削領域外周に係る部位に前記継手構造を有する掘削機１を用いて前記継手構造を有する複数の推進鋼管２ａ、２ｂ…を連結してなる曲線鋼管２を列状に配置することとなるが、ここではそのうちの一の鋼管を配置する場合について説明する。また、方向制御はジャイロにて行うものとする。以下、（１）先端推進工程、（２）二番手推進工程、（３）曲線推進工程、（４）掘進機回収工程、（５）継手溶接工程に分けて説明する。
【００２２】
（１）先端推進工程
まず、発進立坑の鏡部及び元押し装置（図示外）の間に掘進機１が搬入されると、オペレーターの操作により、当該掘進機１のカッター１ｄが回転した状態におかれる。
【００２３】
このような状態において、当該元押し装置にてストラット（図示外）を介して掘進機１の後端部に対して推進力Ａが付与されると、当該掘進機１は、発進立坑の鏡部に設けられた坑口リング（図示外）から地中の所定位置まで挿入される。このとき、オペレーターの操作により、前端領域１ｂに対して送泥を行い、切羽の安定を確保する。
【００２４】
続いて、立坑の鏡部及び元押し装置の間に先端の推進鋼管２ａが搬入されると、当該元押し装置にてストラットを介して先端の推進鋼管２ａの後端部に対して推進力Ａが付与される。すると、当該掘進機１の後端部に固着されるリング状の鋼製受口３に対して当該先端の推進鋼管２ａの前端部に固着されるリング状の鋼製押口４が挿嵌される。
【００２５】
続いて、更に当該元押し装置にて先端の推進鋼管２ａの後端部に対して推進力Ａが付与されると、一方では、鋼製押口４の前端部が鋼製受口３の有する当接部５にて受けられ、他方では、鋼製受口３の後端部が鋼製押口４の有する当接部６にて受けられ、これにより、掘進機１と先端の推進鋼管２ａとの折れ角Ｂが設定される。
【００２６】
そして、更に当該元押し装置にて先端の推進鋼管２ａの後端部に対して推進力Ａが付与されると、当該先端の推進鋼管２ａは、掘進機１に続いて地中の所定位置まで挿入される。このとき、掘進機１及び先端の推進鋼管２ａの挿入過程において上記折れ角Ｂが継続して維持される結果、平面線形が直線である場合と略同様の元押し装置の操作要領で掘進機１を平面線形が曲線に沿って挿入することができる。
【００２７】
（２）二番手推進工程
次に、立坑の鏡部及び元押し装置の間に二番手の推進鋼管２ｂが搬入されると、当該元押し装置にて二番手の推進鋼管２ｂの後端部に対して推進力Ａが付与される。すると、当該先端の推進鋼管２ａの後端部に固着されるリング状の鋼製受口３に対して当該二番手の推進鋼管２ｂの前端部に固着されるリング状の鋼製押口４が挿嵌される。
【００２８】
続いて、更に当該元押し装置にて二番手の推進鋼管２ｂの後端部に対して推進力Ａが付与されると、一方では、鋼製押口４の前端部が鋼製受口３の有する当接部５にて受けられ、他方では、鋼製受口３の後端部が鋼製押口４の有する当接部６にて受けられ、これにより、先端の推進鋼管２ａと二番手の推進鋼管２ｂとの折れ角Ｂが設定される。
【００２９】
そして、更に当該元押し装置にて二番手の推進鋼管２ｂの後端部に対して推進力Ａが付与されると、当該二番手の推進鋼管２ｂは、掘削機及び先端の推進鋼管２ａに続いて地中の所定位置まで挿入される。このとき、掘進機１、先端の推進鋼管２ａ及び二番手の推進鋼管２ｂの挿入過程において上記折れ角Ｂが継続して維持される結果、平面線形が直線である場合と略同様の元押し装置の操作要領で掘進機１及び先端の推進鋼管２ａを平面線形が曲線に沿って挿入することができる。
【００３０】
（３）曲線推進工程
続いて、（２）二番手推進工程が適宜繰り返される曲線推進工程を行う。当該曲線推進工程は、掘進機１が所望の位置に到達するまで繰り返される。
【００３１】
（４）掘進機回収工程
そして、（３）曲線推進工程が行われた後において掘進機１を先端の推進鋼管２ａから外して回収する掘進機回収工程を行う。
【００３２】
まず、到達立坑が存在する場合は、掘進機１の全体及び先端の推進鋼管２ａの前部が当該到達立坑内に露出しているところ、当該掘進機１全体を先端の推進鋼管２ａから外し、天井クレーン（図示外）等の利用により、当該到達立坑外へと搬出する。これにより、円滑かつ迅速に掘進機１を回収することができる。
【００３３】
一方、到達立坑が存在しない場合は、図３に示すように、送排泥管１ｃなどの掘進機１に後続する設備機材を撤去したうえで掘進機１のケーシング１２を掘進機本体１１から取り外し、次いで当該掘進機本体１１の後端部に対して引き戻し用のＰＣ鋼線２１を固止する。
【００３４】
そして、一方では、当該ケーシング１２をそのままの位置で残し、他方では、ＰＣ鋼線２１を用いて当該掘進機本体１１を（３）曲線推進工程にて地中に挿入された推進鋼管２ａ、２ｂ…を通じて引き戻すのである。このとき、掘削機本体１１の外径が所定の大きさ以下となっていることから、折れ曲がり部を円滑に通過することができる。よって、到達立坑が存在しない場合においても、円滑かつ迅速に掘進機本体１１を回収することができる。
【００３５】
尚、本実施の形態では、当該ケーシング１２として、推進鋼管２ａ、２ｂ…と構造上同等であるものを用いているから、トンネル掘削の先受防護を行うルーフとしての性能は十分に担保されている。
【００３６】
（５）継手溶接工程
（４）掘進機回収工程の後に、挿入された曲線鋼管２の内部に溶接作業者が入り、各推進鋼管２ａ、２ｂ…の継手部を内側から溶接され、これにより、複数の推進鋼管２ａ、２ｂ…を連結してなる曲線鋼管２が構造上一体の鋼管となる。
【００３７】
尚、本実施の形態では、この継手溶接工程を（４）掘進機回収工程の後のタイミングで曲線鋼管２の内側から行っているが、これに限られるものでない。よって、例えば立坑の鏡部及び元押し装置の間で先行する鋼製受口３に対して後行する鋼製押口４が挿嵌された時点で外側から行うこととしてもよい。
【００３８】
従って、本実施の形態に係る曲線パイプルーフ工法によれば、平面線形が曲線であるトンネルの掘削領域外周に係る部位に複数の推進鋼管２ａ、２ｂ…を連結してなる曲線鋼管２を列状に配置することとしたので、平面線形が曲線であるトンネルに追随したルーフの形成ができることとなり、これにより、余分な掘削や注入をも不要となった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る推進鋼管の継手構造によれば、以上のように構成したため、平面線形が曲線であるトンネルに追随したルーフを形成することが可能になる。よって、余分な掘削や注入を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る曲線パイプルーフ工法の概略を示す平断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る曲線パイプルーフ工法で用いられる推進鋼管の継手構造の概略を示す平断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る曲線パイプルーフ工法における掘進機回収工程の概略を示す平断面図である。
【符号の説明】
１…掘進機
１ａ…隔壁
１ｂ…前端領域
１ｃ…送排泥管
１ｄ…カッター
２…曲線鋼管
２ａ…（先行する，先端の）推進鋼管
２ｂ…（後行する，二番手の）推進鋼管
３…鋼製受口
４…鋼製押口
５…当接部
６…当接部
７…止水パッキン
１１…掘進機本体
１２…ケーシング
２１…ＰＣ鋼線
Ａ…推進力
Ｂ…折れ角
【図１】
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【図２】
0004160681.tif 000003
【図３】
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