(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中を掘削する掘削機と、
前記掘削機によって形成された掘削穴に沿って進む推進管と、
推進管と掘削穴との空隙に滑材を注入する滑材注入装置と、
を用いる推進工法において、
前記滑材注入装置は、外周側に開口する凹部と、
前記凹部を開閉する弾性体で構成される開閉蓋と、
からなり、前記凹部と前記開閉蓋との間に設けられたスペーサの厚さ分によってでき、滑材が供給される滑材溜り通路を備え、
前記滑材溜り通路内の滑材圧力が所定値以上となったときに開閉蓋が開口し、滑材を後方に供給するとともに、所定値以下のときには滑材溜り通路内に土砂等が侵入しないように開閉蓋が閉口することを特徴とする推進工法。
【請求項２】
前記滑材注入装置は、前記滑材溜り通路を放射状に等間隔に分割し、
各滑材溜り通路内の滑材の圧力を検出する圧力センサと、
各滑材溜り通路内への滑材の流入を制御する制御バルブと、
前記圧力センサが検出した検出値に基づいて、各滑材溜り通路内の圧力を一定になるように制御バルブを制御するコントローラと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の推進工法。
【請求項３】
掘削機によって掘削穴を形成し、
前記掘削穴に沿って推進管が進行し、滑材注入装置が推進管と掘削穴との空隙に滑材を注入する推進工法における滑剤注入方法において、
前記滑剤注入装置は、外周側に開口する凹部と、
前記凹部を開閉する弾性体で構成される開閉蓋と、からなる滑材溜り通路を放射状に等間隔に配置し、
各滑材溜り通路内の滑材の圧力を検出し、
検出値に基づいて、各滑材溜り通路内の圧力を一定になるように各滑材溜り通路内への滑材の流入を制御し、
所定圧力で開閉蓋が開口し、滑材溜り通路から滑材が推進管の外周に略均一に供給されることを特徴とする推進工法における滑剤注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中にトンネルまたは埋設管を布設するために、地山を掘削する推進工法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来の推進工法における滑材注入方法は推進ジャッキによって掘削機と推進管を順次地山の掘削と並行に押し込んでいく際に生じる、推進管の外周面と接触する掘削地山との摩擦抵抗の増加を抑えることを目的として推進管の既設の滑材注入口からの局部集中型注入方法を行っている。
【０００３】
しかしながら局部集中型注入方法では滑材を必要とする推進管全周に均等に注入することが難しく、全周に滑材を注入するために注入口の数を増加すると、推進管の強度が低下し、ヒビや剥離破壊が起こるといった問題があり、その対策として特公平４−２３０７７号に記載の滑材注入装置が知られている。
【０００４】
これについて図４、５を用いて説明すると、掘進機２１と推進管２２は滑材注入装置２３を介して接続されており、滑材注入装置２３は推進管２２の外径と略同径の輪体２５と、輪体２５の外周部に設けられた鍔状のシールリング２７とから構成される。
【０００５】
輪体２５は全周に渡り均等間隔で滑材の注入口２６が備えられており、全周に滑材が均等に注入することができるようになっている。
【０００６】
また注入口２６の進行方向前方に配置された鍔状シールリング２７が掘削された地山面２９と常に接触しているので、滑材が掘進機２１側に漏出することがないという効果がある。
【０００７】
しかしながら従来の滑材注入装置では、滑材注入口２６が外周側に開口しており、掘削時に発生した土砂が滑材注入口２６に侵入し、目詰まりを生じるという問題が考えられる。
【０００８】
本発明は、これらの問題を解決する推進工法および推進工法における滑材注入方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、地中を掘削する掘削機と、前記掘削機によって形成された掘削穴に沿って進む推進管と、推進管と掘削穴との空隙に滑材を注入する滑材注入装置と、を用いる推進工法において、
前記滑材注入装置は、外周側に開口する凹部と、前記凹部を開閉する弾性体で構成される開閉蓋と、からなり、前記凹部と前記開閉蓋との間に設けられたスペーサの厚さ分によってでき、滑材が供給される滑材溜り通路を備え、前記滑材溜り通路内の滑材圧力が所定値以上となったときに開閉蓋が開口し、滑材を後方に供給するとともに、所定値以下のときには滑材溜り通路内に土砂等が侵入しないようにした。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記滑材注入装置は、放射状に等間隔に分割した滑材溜り通路と、各滑材溜り通路内の滑材の圧力を検出する圧力センサと、各滑材溜り通路内への滑材の流入を制御する制御バルブと、前記圧力センサが検出した検出値に基づいて、各滑材溜り通路内の圧力を一定になるように制御バルブを制御するコントローラと、を備えた。
【００１１】
第３の発明は、掘削機によって掘削穴を形成し、前記掘削穴に沿って推進管が進行し、滑材注入装置が推進管と掘削穴との空隙に滑材を注入する推進工法における滑剤注入方法において、前記滑剤注入装置は、外周側に開口する凹部と、前記凹部を開閉する弾性体で構成される開閉蓋と、からなる滑材溜り通路を放射状に等間隔に配置し、各滑材溜り通路内の滑材の圧力を検出し、検出値に基づいて、各滑材溜り通路内の圧力を一定になるように各滑材溜り通路内への滑材の流入を制御し、所定圧力で開閉蓋が開口して、滑材溜り通路から滑材が推進管の外周に略均一に供給される。
【００１２】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、掘削機によって形成された掘削穴と推進管との空隙に滑材を注入する滑材注入装置を推進管の前側に備えた推進工法において、滑材注入装置は、滑材が流入する滑材溜り通路を外周部に開口する凹部と、凹部を開閉する弾性体で構成する開閉蓋で構成し、滑材溜り通路内の圧力が所定値以上となったときに開口し、後方に位置した推進管の外周部に滑材を供給するとともに、所定値以下のときには滑材溜り通路内に土砂等が侵入しないように閉口するようにしたので、滑材を推進管の外周全域にほぼ均一に注入することができ、よって推進管外周部と地山との間に生じる摩擦抵抗を低減することが可能となり、推進工法による推進管等の布設の長距離化と曲線化を促進することができる。
【００１３】
また開閉蓋を備えたので、滑材を供給する滑材注入装置内に土砂等が侵入することを抑止し、滑材注入装置が土砂等によって目詰まりすることを防ぐことができ、一方で滑材を推進方向と反対側にのみ流出させることができ、推進方向への無駄な滑材の供給を防ぐことが可能となる。
【００１４】
第２と３の発明では、滑材溜り通路を放射状に等間隔に分割し、制御バルブを各滑材溜り通路の上流側に配置し、圧力センサによって各滑材溜り通路内の滑材の圧力を検出する。圧力センサが検出した検出値をコントローラに入力し、検出値に基づき、各滑材溜り通路内の圧力を一定になるように制御バルブを制御し、所定圧力で開閉蓋を開口し、滑材溜り通路内の滑材を掘削穴と推進管との空隙に供給するので、滑材溜り通路内の圧力バラツキを抑止することができ、よって推進管外周部への滑材の供給を均一にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本実施形態の構成図を示している。
【００１７】
地中を掘削して進むシールド機１と、シールド機１によって掘削された掘削孔に埋設されるヒューム管２とは滑材注入装置３を介して接続されている。シールド機１、ヒューム管２と滑材注入装置３の後端面から後方にそれぞれの外径と略同一径を有する鋼製のカラー４が延びている。またヒューム管２と滑材注入装置３の先端部は、前記カラー４の内径部に嵌合されるようにその外径が設定される。カラー４の内側にはヒューム管２の外径と接し、泥水がヒューム管２内に侵入しないように止水シール５が全周に設けられている。
【００１８】
次に滑材注入装置３の詳細構造を図２を用いて説明する。
【００１９】
滑材注入装置３はシールド機１に嵌合される嵌合部と、潤滑材を注入する滑材注入部とに大別される。
【００２０】
嵌合部は、シールド機１のカラー４の内径と略同径の外径を有する環状部材３ａとその前後に取り付けられる円盤状部材３ｂ、３ｃから構成される。このとき環状部材３ａの後側の円盤状部材３ｃの外径は環状部材３ａの外径よりも大きく、ヒューム管２の外径と略等しいものとする。
【００２１】
嵌合部の円盤状部材３ｃ後側端面には、滑材注入部を構成する第２の環状部材３ｄが取り付けられている。さらに第２の環状部材３ｄの後端面には円盤状部材３ｅが設けられ、滑材注入装置３の骨格が構成される。
【００２２】
円盤状部材３ｅの外周部には鋼製のカラー４が具備されており、カラー４の外径がヒューム管２の外径と略同一になるように円盤状部材３ｅの外径が設定される。
【００２３】
第２の環状部材３ｄの外周部にはスペーサ５を介して弾性材料によって形成される滑材注入蓋６が配置される。滑材注入蓋６の後端面は斜めに切り落とされており、その傾斜面が円盤状部材３ｅの外周部に接するように形成され、さらにスペーサ５の厚さ分によってできる隙間が滑材溜り７として機能する。滑材溜り７へ潤滑材を供給するために第２の環状部材３ｄには貫通孔３ｆが備えられており、第２の環状部材３ｄの内側にはパイプ３ｇが貫通孔３ｆに接続され、パイプ３ｇの下流に備えられた注入バルブ８が開放されることによって滑材溜り７に潤滑材が供給される。
【００２４】
なお注入バルブ８には図示されない圧送ポンプによって潤滑材が供給される。
【００２５】
滑材注入蓋６の外周側には土砂や泥水が滑材注入装置３内に侵入することを防止する保護蓋９が備えられる。保護蓋９は円盤状部材３ｅの外周部まで覆うようにその長さが設定されている。また保護蓋９の内側には弾性シールコート材が塗布されており、土砂等の侵入を遮断している。
【００２６】
これらスペーサ５、滑材注入蓋６および保護蓋９は固定板１０を介して第２の環状部材３ｄの前端側にボルト１１、ナット１２によって締結される。
【００２７】
図３には保護蓋９の詳細構造を示す展開図が示されている。
【００２８】
前述したように保護蓋９は固定板１０を介して第２の環状部材３ｄのボルト止めされるが、保護蓋９は滑材注入蓋６の外周上に短冊状の複数の遮断板１３を重ね合わせることによって形成されており、その一枚一枚をボルト止めして固定する。遮断板１３は潤滑材によって押し広げられたときにも隣接する遮断板１３との間に隙間が生じないように互いの重ね合わせ長さが設定されている。
【００２９】
このように構成され、次に作用を説明する。
【００３０】
シールド機１が掘削作業を行う際に注入バルブ８が開放され、潤滑材が滑材溜り７に導入される。滑材溜り７内の圧力が所定圧力以上になると、潤滑材が滑材注入蓋６および保護蓋９を外周方向に押し広げ、円盤状部材３ｅとの間の隙間を注入口とし、この注入口から潤滑材がヒューム管２の外周に供給される。
【００３１】
このことから潤滑材がヒューム管２の外周全域にほぼ均一に注入することができ、よってヒューム管２外周部と地山との間に生じる摩擦抵抗を低減することが可能となり、推進工法によるヒューム管等の布設の長距離化と曲線化を促進することができる。
【００３２】
また滑材注入蓋６は上流側に第２の環状部材３ｄとの締結部を持ち、潤滑材の圧力上昇によって開口する注入口は推進方向と反対側に開口するようにし、さらに注入口の外周を覆うように保護蓋９が備えられているので、潤滑材を供給する滑材注入装置３内に土砂等が侵入することを抑止し、注入口や滑材溜り７が土砂等によって目詰まりすることを防ぐことができ、潤滑材が推進方向と反対側に流出し、シールド機１方向への無駄な潤滑材の供給を防ぐことが可能となる。
【００３３】
なお滑材溜り７に潤滑材が供給されていない時、もしくは圧力が所定圧力に達していない時には、滑材注入蓋６が円盤状部材３ｅに接触し、滑材溜り７内に土砂等が侵入することを防ぐ。
【００３４】
また第２の実施形態として、滑材溜り７を円周方向に複数に分割し、それぞれに注入バルブ８を介して潤滑材を供給するようにする。さらに滑材溜り７内の圧力を検出する圧力センサ１４を設け、この圧力センサ７の検出値に基づいて、各滑材溜り内の圧力が一定になるように注入バルブ８の開閉を制御するコントローラ１５を備えた。
【００３５】
このような構成とすることによって滑材溜り７内の圧力を精度よく一定にすることが可能となり、ヒューム管２外周部への潤滑材の供給をさらに均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成説明図である。
【図２】同じく滑材供給部の詳細説明図である。
【図３】同じく保護蓋の展開図である。
【図４】従来例を説明する図である。
【図５】同じく従来例を説明する図である。
【符号の説明】
１  シールド機
２  ヒューム管
３  滑材注入装置
３ａ  第１の環状部材
３ｂ  円盤状部材
３ｃ  円盤状部材
３ｄ  第２の環状部材
３ｅ  円盤状部材
３ｆ  貫通孔
３ｇ  注入パイプ
４  カラー
５  スペーサ
６  滑材注入蓋
７  滑材溜り
８  注入バルブ
９  保護蓋
１０  固定板
１１  ボルト
１２  ナット
１３  遮断板
【図１】
0004132456.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004132456.tif 000005
【図５】
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