(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管先端に掘削手段を回転自在に設け、該掘削手段により地盤を掘削しつつ推進する推進工法で用いられる軌道修正方法であって、前記掘削手段は、ばね機構により前記鋼管の先端部に傾斜可能に支持され、駆動源により回転し、半径方向に伸縮する姿勢制御用シリンダの回転および伸縮により傾斜角度および傾斜方向が制御される様に構成されており、軌道修正を必要とするか否かを判断する判断工程と、軌道修正を必要としない場合に駆動源により掘削手段を正転し且つジェット噴流を噴射しつつ直線的に推進する直線掘進工程と、軌道修正を必要とする場合に掘削手段を所定方向に傾斜させて前記掘削手段を推進することにより軌道を修正する軌道修正工程とを含み、該軌道修正工程は、駆動源により掘削手段を逆転してワンウエイクラッチの作動方向に回動して姿勢制御用シリンダを円周方向の所定位置へ配置せしめる工程と、姿勢制御用シリンダを伸長して掘削手段を所定方向に傾斜させ且つ当該掘削手段を推進することにより軌道を修正する工程と、軌道の修正が完了したら姿勢制御用シリンダを縮め掘削手段の傾斜を戻して直線掘進を再開する工程、とを有していることを特徴とする軌道修正方法。
【請求項２】
鋼管先端に掘削手段を回転自在に設け、該掘削手段により地盤を掘削しつつ推進する推進工法で用いられる軌道修正装置であって、前記掘削手段を前記鋼管内先端部にばね機構を介して傾斜可能に支持し、前記掘削手段は先端回転部を有し、該先端回転部をワンウエイクラッチを介して回転駆動する駆動源を設け、半径方向へ伸縮可能に構成されている姿勢制御用シリンダを前記先端回転部に設け、制御手段を有し、該制御手段は、掘削手段を所定方向に傾斜させて軌道修正することを必要とする場合に、駆動源により掘削手段を逆転してワンウエイクラッチの作動方向に回動し、前記姿勢制御用シリンダを円周方向の所定位置まで移動し、前記姿勢制御用シリンダを半径方向に伸長する様に構成されていることを特徴とする軌道修正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管先端に掘削手段を回転自在に設け、該掘削手段により地盤を掘削しつつ推進する推進工法（例えば、スクラムモール工法等）で用いられる軌道修正方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば噴出口を有するモニタの様な掘削手段を鋼管先端に回転自在に設け、例えば高圧ジェットによって掘削推進し、管路を布設する推進工法（例えば、噴流式推進工法）においては、その軌道が計画から外れたような場合には、それを容易に修正できるような技術は特になかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術に鑑みて提案されたものであり、推進工法において、その軌道が計画から外れたような場合に簡単な制御方法によって容易に軌道修正を行うことができる軌道修正方法およびその装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の軌道修正方法は、鋼管先端に掘削手段を回転自在に設け、該掘削手段により地盤を掘削しつつ推進する推進工法で用いられる軌道修正方法であって、前記掘削手段は、ばね機構により前記鋼管の先端部に傾斜可能に支持され、駆動源（例えば油圧モータ）により回転し、半径方向に伸縮する姿勢制御用シリンダの回転および伸縮により傾斜角度および傾斜方向が制御される様に構成されており、軌道修正を必要とするか否かを判断する判断工程と、軌道修正を必要としない場合に駆動源により掘削手段を正転し且つジェット噴流を噴射しつつ直線的に推進する直線掘進工程と、軌道修正を必要とする場合に掘削手段を所定方向に傾斜させて前記掘削手段を推進することにより軌道を修正する軌道修正工程とを含み、該軌道修正工程は、駆動源により掘削手段を逆転してワンウエイクラッチの作動方向に回動して姿勢制御用シリンダを円周方向の所定位置へ配置せしめる工程と、姿勢制御用シリンダを伸長して掘削手段を所定方向に傾斜させ且つ当該掘削手段を推進することにより軌道を修正する工程と、軌道の修正が完了したら姿勢制御用シリンダを縮め掘削手段の傾斜を戻して直線掘進を再開する工程、とを有している。
【０００５】
また本発明の軌道修正装置は、鋼管先端に掘削手段を回転自在に設け、該掘削手段により地盤を掘削しつつ推進する推進工法で用いられる軌道修正装置であって、前記掘削手段を前記鋼管内先端部にばね機構を介して傾斜可能に支持し、前記掘削手段は先端回転部を有し、該先端回転部をワンウエイクラッチを介して回転駆動する駆動源を設け、半径方向へ伸縮可能に構成されている姿勢制御用シリンダを前記先端回転部に設け、制御手段を有し、該制御手段は、掘削手段を所定方向に傾斜させて軌道修正することを必要とする場合に、駆動源により掘削手段を逆転してワンウエイクラッチの作動方向に回動し、前記姿勢制御用シリンダを円周方向の所定位置まで移動し、前記姿勢制御用シリンダを半径方向に伸長する様に構成されている。
【０００６】
ここで、前記掘削手段として、例えばジェット噴出手段（例えばノズル）を有するモニタを用いることが出来る。この場合、当該モニタを鋼管先端に回転自在に設け、該モニタから噴出されるジェット噴流により地盤を掘削しつつ推進する噴流式推進工法が行われる。
その際に、モニタに設けられたジェット噴出手段としては、例えば、通常のジェット噴流を噴射するためのノズルに加えて、ジェット噴流による掘削孔の径寸法を高精度に制御出来る様に、交差噴流を構成する一対のノズルを設けることが好ましい。
【０００７】
或いは、前記掘削手段としては、切羽側の面に掘削用チップを多数設けた機械的な掘削用ビットを採用することも可能である。
【０００８】
上記の様な構成を具備する本発明によれば、軌道修正を必要としない直線掘進時には、駆動源（例えば油圧モータ）を正転駆動して、掘削手段を回転して、掘削推進する。ここで、掘削手段が噴射ノズルを有するモニタである場合には、モニタを回転しつつ、先端回転部の噴射手段（例えば噴射ノズル）からジェット噴射（好ましくは、通常のジェット噴流と交差噴流を構成するジェット噴射との２種類）を行って、掘削推進する。
【０００９】
軌道修正が必要となった場合（軌道修正時）には、油圧モータを逆転駆動し、ワンウエイクラッチの作動によって姿勢制御用シリンダを回転して、姿勢制御用シリンダを周方向の所定位置まで移動する。換言すれば、姿勢制御用シリンダが、軌道修正のために、掘削手段（例えば、モニタ或いは掘削用ビット）を向けようとする方向とは正反対の方向（所定方向）に向ける。その状態で、姿勢制御用シリンダを伸張すれば、該シリンダ及び前記鋼管により先端回転部が、軌道修正のため掘削手段を向けようとする方向に偏寄する。先端回転部が偏寄した状態で掘削手段を推進すれば、軌道修正が行われる。
ここで、軌道修正により折れ曲がった箇所に対して、鋼管の先端が「そり」と同様の作用を奏するので、鋼管及び掘削手段が、修正された機動に沿って進行するのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
先ず、図１−図７において、掘削手段が噴射ノズルを有するモニタである場合について説明する。
【００１１】
図１において、二重の鋼管１５は外管１６および内管１７で構成され、その先端の内部には、全体を符号Ｍで示すモニタの軌道修正装置１０が挿入されている。その軌道修正装置１０は、軸受部４が支持スプリング８によって傾斜可能に支持されている。
【００１２】
モニタＭの先端回転部１の先端部（図１における右側端部）には、掘削用の交差噴流Ｊ２を形成する噴射ノズルＮ２、Ｎ２が設けられている。この掘削用のジェット噴流Ｊ２（交差噴流を構成するジェット噴流）は、通常のジェット噴流（交差噴流を構成しないジェット噴流）を用いても良い。また、先端回転部１の側面には、ジェット噴流Ｊ２、Ｊ２で穿孔された孔を半径方向に拡径するため、交差噴流Ｊ１を形成する一対ノノズルＮ１、Ｎ１が設けられている。
【００１３】
さらに先端回転部１は、後端部（図１における左側端部）に設けられた油圧モータ５（駆動手段）によって、駆動されている。
【００１４】
先端回転部１は符号２で示す制御シリンダ部２を有しており、該制御シリンダ部２には、その外周部に半径方向に伸縮する姿勢制御用シリンダ６が設けられている。（換言すれば、姿勢制御用シリンダ６は先端回転部１に設けられている。）この姿勢制御用シリンダ６は、油圧モータ５による逆転時には、図示しないワンウエークラッチによって先端回転部１と共に回転するように構成されている。
ここで、図示しないワンウエークラッチによれば、一方向の回転は伝達されるが、他方向の回転は伝達されない。
【００１５】
制御シリンダ部２の後方（図１では左方）には、油スイベル部３が設けられて制御シリンダ駆動用の油が供給されており、そして前記軸受部４を隔てた後方には水スイベル部７が設けられて水が供給されている。
【００１６】
次に、図２〜図６を参照し、軌道修正方法を説明する。
まず、図２には、直線掘進時の状態が示されている。先端回転部１は、油圧モータ５によって正回転（Ａ）で駆動され、その噴射ノズルからジェット噴流Ｊ１、Ｊ２が噴出されて掘削が行われ、鋼管１５は直線で推進される。
【００１７】
図３〜図６には軌道修正の状態が示されている。まず、図３に示すように、油圧モータ５を逆回転すると、図示の実施形態においては逆回転方向はワンウエイクラッチの作動方向であるので、図示しないワンウエイクラッチの作動により制御シリンダ部２が（逆）回転（図３の矢印Ｃ）し、制御シリンダ部２の外周部に設けられた制御用シリンダ６を、修正方向の逆方向に向けて停止させる。すなわち、制御用シリンダ６を周方向の所定位置まで回転移動させる。
【００１８】
そして、図４に示すように、制御用シリンダ６を伸長して内管１７内周に当接させると、モニタＭはスプリング８で支持されているので、容易に所定角度に傾斜させることができる。
【００１９】
そこで油圧モータ５を正回転させ（矢印Ａ方向）、ジェット噴射して推進を再開すると、図５に示すように符号ａ側が（クロスジェットＪ１による）余堀量が少なくなり、且つ、外管１６の符号ａ側の領域が地盤に対して「そり」の様に作用して、矢視Ｘ方向に軌道が修正される。
【００２０】
軌道の修正が完了したら、制御用シリンダ６を縮め、モニタＭの傾斜を戻す。そして、油圧モータ５を正転駆動（矢印Ａ方向）して、直線掘進を再開する（図６）。
【００２１】
上記軌道修正方法の制御手順を、図７のフローチャートを参照しつつ、さらに説明する。
【００２２】
推進開始は、まずステップＳ１でジェット噴射を行い、ステップＳ２にて油圧モータ５の正転によって先端回転部１を回転させる（図２）。
【００２３】
そして、ステップＳ３では、軌道修正が必要か否か判断し、ＮｏであればステップＳ９へ進み、Ｙｅｓであれば、ステップＳ４に進む。
なお、軌道修正が必要であるか否かについては、ジャイロ或いはロケータ等を使用する公知技術により、判断することが可能である。
【００２４】
ステップＳ４では、軌道修正のために、まず油圧モータ５を逆転（ワンウェイクラッチが作動する回転方向）させて、姿勢制御用シリンダ６を所定の方向に向ける（図３の状態）。
【００２５】
そして、ステップＳ５で、姿勢制御用シリンダ６を伸ばしてモニタＭを傾ける（図４で示す状態）。
【００２６】
次に、ステップＳ６に進み、油圧モータ５を正転させ、先端回転部１を回転して推進する。
【００２７】
ステップＳ７では軌道が修正されたか否か判断し、Ｎｏであれば、ステップＳ４に戻って軌道の修正ルーチンを繰り返し、Ｙｅｓであれば、ステップＳ８に進んで姿勢制御シリンダ６を縮め、モニタＭの傾きを戻す。
【００２８】
ステップＳ９では、掘進の目標に到達したか否か判断し、到達していなければ（ステップＳ９がＮｏ）、ステップＳ２に戻る。一方、掘進の目標位置に到達したのであれば（ステップＳ９がＹｅｓ）、推進を終了する。
【００２９】
図１−図７の第１実施形態は、掘削手段が噴射ノズルＮ１、Ｎ２を有するモニタＭであり、噴射ノズルＮ１、Ｎ２からの交差噴流Ｊ１、Ｊ２により地盤を掘削しつつ推進する場合に関するものである。
これに対して、掘削手段が機械的な掘削用ビットである実施形態が、図８、図９で示されている。
【００３０】
図８及び図９の第２実施形態においては、全体を符号Ｍａで示す掘削用部材の先端回転部１ａには、掘削用ビット５０が設けられており、該ビット５０の円形の端面の切羽側には掘削用チップ５２が複数設けられている。
【００３１】
ここで、図８は直進時を示しており、姿勢制御用シリンダ６は収縮した状態となっている。これに対して、図９は軌道修正時を示しており、姿勢制御用シリンダ６は伸長している。
図８、図９の実施形態における掘削手段以外の構成及び作用効果については、図１−図７の実施形態と同様である。
【００３２】
上述した実施形態はあくまでも１例であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではない。換言すれば、図示の実施形態においては、本発明の技術的範囲を逸脱すること無く、種々の変形、変更が可能なのである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され、掘削手段（例えば、モニタ或いは掘削用ビット）の傾きを制御することにより切削範囲を変え、噴流式推進工法を施工する際に、掘進軌道を容易に修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軌道修正装置の第１実施形態の構成を示す断面図。
【図２】第１実施形態における直線掘進時を示す断面図。
【図３】第１実施形態における制御シリンダの回転状態を示す断面図。
【図４】第１実施形態における制御シリンダの伸長によるモニタ傾斜状態を示す断面図。
【図５】第１実施形態におけるモニタ傾斜による軌道修正の推進状態を示す断面図。
【図６】第１実施形態における直進再開推進状態を示す断面図。
【図７】第１実施形態における軌道修正のフローチャート図。
【図８】第２実施形態における直線掘進時を示す断面図。
【図９】第１実施形態における制御シリンダの伸長によるモニタ傾斜状態を示す断面図。
【符号の説明】
１、１ａ・・・先端回転部
２・・・制御シリンダ部
３・・・油スイベル部
４・・・軸受部
５・・・油圧モータ
６・・・姿勢制御用シリンダ
７・・・水スイベル部
８・・・モニタ支持スプリング
１０・・・軌道修正装置
１５・・・鋼管
５０・・・掘削用ビット
５２・・・掘削用チップ
Ｍ・・・モニタ
Ｍａ・・・掘削用部材
【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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【図８】
0004165973.tif 000009
【図９】
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