(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端の先導体外周に切削具を装備し、地山を切削しながら小口径の鋼管を推進埋設するために、推進施工中に先導体先端の切羽が崩壊するのを防止する方法において、
鋼管の内径よりも小さい筒体の外殻に鋼管の内面に当接するように止水リングを装備し、前記筒体を閉塞するように固設したプレートより構成される止水装置を、鋼管の後端の内面に設置し、止水装置から鋼管内に泥水を注入して充填させることによって、鋼管内に泥土圧を発生させて切羽土圧や水圧に抵抗させながら小口径の鋼管を発進立坑内に設置した掘進機により推進施工を行うことを特徴とする切羽崩壊防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小口径の鋼管を推進埋設する推進工法において、先導体先端の切羽の崩壊を防止する方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来の小口径の管渠を推進埋設する推進工法は、比較的推進延長が短いことから方向修正装置等を必要とせずに、コンパクトな掘進機とすることで小さいな発進立坑からの推進施工を可能としている。管材としては、発進立坑内に据え付け可能な長さに製作した鋼管が主に用いられる。発進立坑内に設置した掘進機は、ガイドフレームに搭載した駆動装置がシリンダー装置により前後進可能な構造となっている。駆動装置の鋼管チャック部で鋼管の後端外周を把握し、掘進装置を駆動させて鋼管チャック部を介して鋼管に回転が伝達させる。鋼管の先端には、外周に掘削チップを装備した先導体が設置され、駆動装置の鋼管チャック部により鋼管に回転力を与えながら鋼管を前進させて、先端の掘削チップにより地山を切削し、鋼管内に掘削土砂を取り込みながら鋼管を埋設していく方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した小口径の鋼管を推進埋設する推進工法により、小径の発進立坑内から鋼管の推進埋設を効率良く施工することが可能となった。しかし、土質条件が軟弱な地盤や地下水の多い地盤の場合には、図４に示すように先端の先導体１４が開放されているために、切羽部の地盤が自立できずに崩壊したり、地下水と共に先導体１４内に流れ込み、鋼管１１の外部に空洞１６ができて地盤の沈下を招来することとなる。
【０００４】
そこで、軟弱な地盤や地下水の多い地盤の場合は、鋼管の埋設個所に薬液注入による地盤改良を行って、切羽部の地盤を自立させる補助工法が採用されている。しかし、上記した薬液注入による補助工法は、軟弱な地盤では薬液が土粒子間に浸透しにくく、地下水の多い地盤では硬化前に薬液が流されたり希釈されたりして、その効果が期待しにくいう問題があった。
【０００５】
このため、本発明は、小口径の鋼管を推進埋設する推進工法で、開放された先導体先端の切羽地盤の崩壊を防止する方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、先端の先導体外周に切削具を装備し、地山を切削しながら小口径の鋼管を推進埋設するために、推進施工中に先導体先端の切羽が崩壊するのを防止する方法において、
鋼管の内径よりも小さい筒体の外殻に鋼管の内面に当接するように止水リングを装備し、前記筒体を閉塞するように固設したプレートより構成される止水装置を、鋼管の後端の内面に設置し、止水装置から鋼管内に泥水を注入して充填させることによって、鋼管内に泥土圧を発生させて切羽土圧や水圧に抵抗させながら小口径の鋼管を発進立坑内に設置した掘進機により推進施工を行う切羽崩壊防止方法である。
【０００７】
止水装置は、鋼管の内径より小さくした筒体を推進方向に所定の長さに製作されている。筒体の外殻には、鋼管の内面に当接するように所定の高さをもったゴム材よりなる止水リングが鋼管の外周に沿って装着されている。止水リングは、リング内を空洞にして圧縮空気等を送り込むことによって、鋼管の内面に当接させる方法を用いることもできる。筒体の前後の一方には、筒体内を閉塞するようにプレートが溶接等によって固設されている。プレートには泥水を鋼管内に注入する注入孔と、泥水及び掘削土を排出する排出孔が設けられている。
【０００８】
掘進機は、ガイドフレームに搭載した駆動装置をシリンダー装置により前後進させる機構となっている。駆動装置の鋼管チャック部により鋼管の外周を把握する。駆動装置を駆動させることによって鋼管チャック部が回転し、鋼管に回転力が伝達される。駆動装置は、ガイドフレームに搭載され、ガイドフレームに装備したシリンダー装置により前後進可能となっている。
【０００９】
先導体は、鋼管の外径と略同径で筒体を形成し、鋼管の先頭部に溶接等により取り付けられている。硬質の掘削チップが埋め込まれており、先導体先端の切羽地盤を切削する。
【００１０】
鋼管後端の内周面に止水装置を設置し、プレートに設けた注入孔より泥水を注入して鋼管内に泥水を充満させる。泥水は、止水装置の止水リングにより密封されて後方に漏れることがなく、前方の鋼管内に泥水圧を保持し切羽地盤の崩壊を防止する。駆動装置を駆動して鋼管チャック部を回転させることによって、先端の先導体の掘削チップにより地盤を切削しながら鋼管の推進施工が行われる。この時、泥水を注入孔から送泥し、排出孔から排泥して循環させることによって効率の良い推進施工が行える。１本分の鋼管の推進施工が完了すると、掘進機の駆動装置を後退させ、そのスペースに次の鋼管を据え付け、前の鋼管の後端面と接合する。接合が完了すると、前の鋼管後端の内側に設置した止水装置を新たに接続した鋼管の後端まで、引戻し手段により引き戻す。止水装置の設置が完了すると、駆動装置が駆動されて推進施工が再開される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を基に説明する。図１は、本発明の切羽崩壊防止方法を説明する平面図である。円形の発進立坑１２内には、掘進機１が据え付けられている。掘進機１の構造としては、推進埋設する鋼管１１が計画する埋設位置にくるように、ガイドフレーム４が組み立てられ、ガイドフレーム４上には、鋼管チャック部３を備えた駆動装置２が搭載され、駆動装置２にはシリンダー装置（図示省略）が連結されて、駆動装置２がガイドフレーム４上を前後に移動可能となっており、駆動装置２の前部には、鋼管１１端部の外周を把握する鋼管チャック部３を装備して、駆動装置２による回転を鋼管１１に伝達する機構となっている。
【００１２】
鋼管１１の後端の内側には、止水装置５が設置されている。止水装置５の構成は、鋼管１１の内径よりも小さい筒体６の外周に鋼管１１の内面に当接するように止水リング７を装備し、前記筒体６を閉塞するために前後のどちらか一方にプレート８を固設している。
プレート８には、泥水を送泥する注入孔９と泥水と掘削土を排出する排出孔１０が設けられている。注入孔９及び排出孔１０部には、仕切弁が設けられている。止水装置５の後端には、掘進機１に装備した引戻し手段１３である伸縮ジャッキが連結されて、鋼管１１内を前後進可能としている。
【００１３】
止水リング７は、鋼管１１の内面に当接するように所定の高さをもったゴム材によるリング形状でもよいし、リング内を空洞にして圧縮空気を送り込むことによって、鋼管１１の内面に当接させる方法を用いることもできる。引戻し手段１３として、伸縮ジャッキを開示したが、従来技術による他の引戻し技術を使用することも可能である。
【００１４】
図２は、１本分の鋼管推進が完了した時の鋼管の据付方法を説明する平面図である。１本分の鋼管１１の推進施工が完了すると、止水装置５と伸縮ジャッキの連結を外し、伸縮ジャッキを縮小させる。また、鋼管チャック部３の鋼管１１も開放されて、駆動装置２と共にシリンダー装置により後方へと戻される。前の鋼管１１の後端と駆動装置２の間にできたスペースに、次の鋼管１１が吊り降ろされ、ガイドフレーム４上に据え付けられる。据え付けが完了すると、鋼管チャック部３で鋼管１１の後端を把握し、駆動装置２により鋼管１１を前進させ、前の鋼管１１に突き合わせ継手部を溶接により接合する。
【００１５】
引戻し手段１３である伸縮ジャッキを縮小するときには、止水装置５に泥水による引戻力が作用しているために、事前に鋼管１１の端面等にストッパーを取り付けて止水装置の戻りを防止する。
【００１６】
図３は、本発明の止水装置の移動方法を説明する平面図である。鋼管１１の接合が終わると、伸縮ジャッキを伸長して止水装置５の後端に伸縮ジャッキの頭部を連結する。連結が完了すると、伸縮ジャッキを縮小して止水装置５を鋼管１１内を摺動させながら後方に移動させていく。この時、止水装置５前方の鋼管１１内の体積が変化していくため、注入孔９より泥水を注入して鋼管１１内に泥水が充満された状態にして移動が行われる。止水装置５が最後部の鋼管１１の後方まで移動すると、鋼管１１の推進施工が再開される。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の切羽崩壊防止方法により、鋼管内に泥水が充満された状態となっており、先導体先端の切羽部には常に泥水圧が作用しており、軟弱な地盤や地下水の多い地盤でも泥水圧によって地山や地下水を押さえ込み、切羽の崩壊を確実に防止でき、安全な小口径の鋼管推進施工が行える。
【００１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切羽崩壊防止方法を説明する平面図である。
【図２】１本分の鋼管推進が完了した時の鋼管の据付方法を説明する平面図である。
【図３】本発明の止水装置の移動方法を説明する平面図である。
【図４】従来の小口径の鋼管推進施工における切羽状況を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
１              掘進機
２              駆動装置
３              鋼管チャック部
４              ガイドフレーム
５              止水装置
６              筒体
７              止水リング
８              プレート
９              注入孔
１０            排出孔
１１            鋼管
１２            発進立坑
１３            引戻し手段
１４            先導体
１５            掘削チップ
１６            空洞
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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