(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進立坑に設置した推進架台から到達立坑に向け、掘進機に接続した推進管に推進力を加え、掘削土砂の排出を行ないながら管路を構築する推進工法において、上記推進管としてコンクリート管の外周に主体鋼管を一体に設けた鋼管補強型コンクリート管を用い、上記掘進機および各推進管相互を、それぞれ相対回転を防止するように係合して接続し、上記推進架台上においてガイドレール上に推進管の両側に接する位置をおいて設けられた一対の支持アームの間に上記推進管を吊り降ろし、該推進管の前記主体鋼管の外表面に設けられたインサートねじ穴に対し上記支持アームに挿入したボルトを螺合して該推進管を前記支持アームによって支持し、これによって上記推進管を回転方向に固定かつ推進方向に移動可能に支持することにより、上記掘進機の回転反力を上記推進架台で支持しつつ推進を行うことを特徴とする推進工法。
【請求項２】
上記の推進管相互の管軸方向の相対移動を拘束することを特徴とする請求項１に記載の推進工法。
【請求項３】
コンクリート管の外周に主体鋼管を一体に設け、主体鋼管の前端に継手鋼管を介して差し口鋼管が接続され、その差し口鋼管の先端に差し口端板が設けられ、上記主体鋼管の後端に受け口鋼管が接続され、その受け口鋼管の内径面の中間部分に受け口端板が設けられた鋼管補強型コンクリート管でなる推進管において、上記受け口端板の外周縁に設けた四角形の切欠きに箱型部材を溶接により取付けることにより係合凹部を設け、上記差し口端板と差し口鋼管の端部に鋼材片を溶接により取付けることにより上記の係合凹部に対し管軸方向に嵌合される係合凸部を設け、かつ上記主体鋼管の外表面に推進架台との結合部を設け、上記係合凹部と係合凸部の相互の係合により推進管相互の相対回転を防止し、上記結合部における推進架台との結合により回転反力をその推進架台に伝達するようにしたことを特徴とする推進管。
【請求項４】
上記受け口鋼管の後端縁に周方向の位置決め嵌合部を設け、上記継手鋼管の先端縁に上記位置決め嵌合部に対し管軸方向に嵌合される位置決め部を設け、両者の嵌合により推進管相互の周方向の位置決めを行うようにしたことを特徴とする請求項３に記載の推進管。
【請求項５】
上記受け口鋼管部分に連結ボルトの挿入穴を設け、差し口鋼管部分に上記挿入穴に螺入される連結ボルトのねじ穴を設け、該連結ボルトの螺入により推進管の管軸方向の相対移動を拘束することを特徴とする請求項３又は４に記載の推進管。
【請求項６】
上記の差し口鋼管側のねじ穴を上記係合凸部に設け、上記連結ボルトの挿入穴を上記ねじ穴に対向した受け口鋼管の一部に設けたことを特徴とする請求項５に記載の推進管。
【請求項７】
上記コンクリート管の内周面に仕上げライニングを施したことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の推進管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤中に管路を構築する推進工法及びその工法に用いられる推進管に関し、特に、巨礫質、岩盤などの難掘地盤に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
砂質土等の普通地盤において推進工法を実施する場合、先頭の掘進機の回転反力の支持は、掘進機のケーシングとこれに連結固定した先頭の推進管と、地盤との間の摩擦により行われるため、後続の推進管側にその回転反力の支持機構を備える必要はなかった。しかし、難掘削地盤における推進工法においては、掘進機のパワーが強大になること、また掘進機自体の径が比較的小さいことから、回転反力の支持力が不足するため、推進管全体がローリングして掘進が不可能となることがある。このため、従来は、発進立坑内の推進架台上でその回転反力を支持するべく、推進管として鋼管を用い、鋼管と掘進機および鋼管相互を順次溶接により接続するとともに、推進架台上の鋼管を該架台の一部に溶接しながら推進を行い、溶接により一連に接続された鋼管を通じて回転反力を推進架台で支持するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、難掘削地盤における上記の推進工法は、発進立坑内の推進管挿入部の狭い部分での溶接作業を行う必要があるため、溶接作業が甚だ困難である問題があった。また、推進管として鋼管を用いるため、推進工法により構築された管路が鋼管で構成されるが、腐食等の点からそのまま通水路として用いることができず、その鋼管の管路内に２次的にプラスチック管等により管路を設ける必要があり、工期が長引く原因になっていた。
【０００４】
そこで、この発明は、溶接を行うことなく回転反力の支持を行い推進管のローリングを防止することができ、しかも２次的な管路構築を必要としない推進工法及びその工法に用いる推進管を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための推進工法は、発進立坑に設置した推進架台から到達立坑に向け、掘進機に接続した推進管に推進力を加え、掘削土砂の排出を行ないながら管路を構築する推進工法において、上記推進管としてコンクリート管の外周に主体鋼管を一体に設けた鋼管補強型コンクリート管を用い、上記掘進機および各推進管相互を、それぞれ相対回転を防止するように係合して接続し、上記推進架台上においてガイドレール上に推進管の両側に接する位置をおいて設けられた一対の支持アームの間に上記推進管を吊り降ろし、該推進管の前記主体鋼管の外表面に設けられたインサートねじ穴に対し上記支持アームに挿入したボルトを螺合して該推進管を前記支持アームによって支持し、これによって上記推進管を回転方向に固定かつ推進方向に移動可能に支持することにより、上記掘進機の回転反力を上記推進架台で支持しつつ推進を行うようにしたものである。この工法によると、掘進機の回転反力は、掘進機に連結された推進管相互の相対回転が防止されるため、最終的には推進架台において支持される。このため、推進管相互の溶接を行うことなく、そのローリングを防止することができる。また、推進管はコンクリート管であるので、推進の完了と同時に通水管路が構築され、２次的な管路の構築を必要としない。
【０００６】
なお、上記の推進管相互の相対回転を防止する構造に加えて、管軸方向の相対移動も拘束するようにすれば、推進途中において推進管全体を発進立坑側へ引き戻すことが可能となる。
【０００７】
また、前記の課題を解決するための推進管は、コンクリート管の外周に主体鋼管を一体に設け、主体鋼管の前端に継手鋼管を介して差し口鋼管が接続され、その差し口鋼管の先端に差し口端板が設けられ、上記主体鋼管の後端に受け口鋼管が接続され、その受け口鋼管の内径面の中間部分に受け口端板が設けられた鋼管補強型コンクリート管でなる推進管において、上記受け口端板の外周縁に設けた四角形の切欠きに箱型部材を溶接により取付けることにより係合凹部を設け、上記差し口端板と差し口鋼管の端部に鋼材片を溶接により取付けることにより上記の係合凹部に対し管軸方向に嵌合される係合凸部を設け、かつ上記主体鋼管の外表面に推進架台との結合部を設け、上記係合凹部と係合凸部の相互の係合により推進管相互の相対回転を防止し、上記結合部における推進架台との結合により回転反力をその推進架台に伝達するようにしたものである。このような推進管を用いることにより、回転反力によるローリングの発生を有効に防止することができる。
【０００８】
また、上記係合凹部と係合凸部を迅速に嵌合させるために、上記受け口鋼管の後端縁に周方向の位置決め嵌合部を設け、上記継手鋼管の先端縁に上記位置決め嵌合部に対し管軸方向に嵌合される位置決め部を設け、両者の嵌合により推進管相互の周方向の位置決めを行うようにした構成を採用することができる。
【０００９】
さらに、上記受け口鋼管部分に連結ボルトの挿入穴を設け、差し口鋼管部分に上記挿入穴に螺入される連結ボルトのねじ穴を設け、該連結ボルトの螺入により推進管の管軸方向の相対移動を拘束する構成、又は、上記の差し口鋼管側のねじ穴を上記係合凸部に設け、上記連結ボルトの挿入穴を上記ねじ穴に対向した受け口鋼管の一部に設けた構成を採用することにより、推進管の引戻しが可能となる。
【００１１】
なお、上記推進管のコンクリート管部分の内周面に仕上げライニングを施しておくことにより、管路の仕上げ作業を省略することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施形態を説明する。図１は、難掘削地盤において本発明の推進工法を実施する方法を示している。図１（ａ）は、発進立坑１に推進架台２を設置し、これに掘進機３を搭載した状態を示す。推進架台２上には推進ジャッキ４が設けられる。また、地上には、操作盤５，油圧ユニット６等が設置される。以下、図１（ｂ）から（ｄ）に示すように、掘進機３による掘進を行うとともに、推進管７を吊降ろし順次連結しながら推進ジャッキ４を作動させて推進工法を実施し、到達立坑８に達する管路９を構築する。
【００１３】
次に、図２から図６に基づいて、推進管７とその連結構造について説明する。この推進管７は、図２に示すように、遠心力成形されたコンクリート管１１を主体とし、その外周面に主体鋼管１２が一体に設けられる。コンクリート管１１は、好ましくは鉄筋入りとする。その主体鋼管１２の前端に継手鋼管１３を介して差し口鋼管１４が接続される。その差し口鋼管１４の先端に差し口端板１５が設けられる。差し口鋼管１４は主体鋼管１２より若干小径に形成され、かつその外周面にシール溝１６が形成される。また、主体鋼管１２の後端に受け口鋼管１７が接続される。受け口鋼管１７の内径面の中間部分に受け口端板１８が設けられる。上記各鋼製部材は相互に溶接により結合一体化される。
【００１４】
上記の主体鋼管１２は、コンクリート管１１のほぼ全長にわたりその外郭を構成し、コンクリート管１１を補強する。また、差し口鋼管１４と差し口端板１５がコンクリート管１１の先端部をカバーすることにより、これらの各鋼管部材により補強された差し口１９が構成される。また、受け口鋼管１７と受け口端板１８とによりコンクリート管１１の後端部を補強するとともに、受け口端板１８から後方に延び出した部分により受け口２１が構成される。上記の差し口１９は、他の同様構成の推進管の受け口２１にクッション材２２を介して嵌合される（図３参照）。
【００１５】
上記差し口１９の先端面の中心対称の２箇所に係合凸部２３，２３が設けられる。これらの係合凸部２３は、図３に示すように、鋼材片を差し口端板１５と差し口鋼管１４の端部に溶接により取付けたものである。また、前記の受け口端板１８においてもその外周縁の中心対称の２箇所に係合凹部２４，２４が設けられる。これらの係合凹部２４は、受け口端板１８の外周縁に設けた四角形の切欠き２５に、箱型部材２６を溶接にすることにより形成される（図４参照）。上記の係合凹部２４と係合凸部２３は相互に管軸方向に挿入されることにより、推進管７，７の相対回転を防止する。
【００１６】
上記の係合凹部２４は、その外周面が差し口鋼管１７に覆われ、外部からその位置を認識することが困難であり、作業性に影響を与える恐れがある。このため、相互に接続される差し口１９側に台形の突出片でなる位置決め部２７を前記の継手鋼管１３の端縁に設けている。また、これに対応した台形の凹所でなる位置決め嵌合部２８が、受け口鋼管１７の後端縁に設けられる。上記の位置決め部２７と、位置決め嵌合部２８が相互に嵌合した状態で、前記の係合凸部２３と係合凹部２４が相互に嵌合する位置関係になっている。
【００１７】
また、上記の主体鋼管１２の外表面の軸方向２箇所に吊具用のインサートねじ穴２９，２９が設けられる。また、図６に示すように、そのインサートねじ穴２９から、９０度両側に離れた位置に回転反力支持用のインサートねじ穴３１，３１が設けられる。
【００１８】
なお、上記のコンクリート管１１の内面に予め樹脂による仕上げライニング２０を施すことにより、耐久性の向上と粗度係数を下げることができる。
【００１９】
実施形態の推進管７は以上のような構成であり、先に図１に基づいて説明した要領で推進工法を実施する。その際、前位の推進管７の受け口２１に後位の推進管７の差し口１９を接続する場合、位置決め部２７と位置決め嵌合部２８の嵌合により相互の周方向の位置決めを行なって、係合凸部２３と係合凹部２４を相互に嵌合する。その嵌合により前後の推進管７相互の相対的な回転が防止される。なお、係合凸部２３と係合凹部２４の嵌合は余裕があるので、推進管７の接続部分におけるある程度の屈曲が許容され、いわゆるカーブ推進も可能となる。図示を省略したが、最前位の推進管７と掘進機３とは、溶接により接合される。
【００２０】
また、発進立坑1内の推進架台２上においては、その上に吊具３５により吊降ろされた推進管７の両側に接する支持アーム３２，３２が設けられ（図６参照）、前記の回転反力支持用のインサートねじ穴３１、３１に対しボルト３３、３３を螺合する。各支持アーム３２はガイドレール３４，３４上に設けられており、推進の進行とともに前進する。その際、前位の推進管７から伝達される回転反力は、上記の支持アーム３２を介して推進架台２で支持される。
【００２１】
上記の実施形態では、差し口１９側の係合凸部２３を、差し口端板１５の端面に固定しているが、これは、図７及び図８に示した第２実施形態のように、差し口鋼管１４の先端部外周面と差し口端板１５の外周面に固定するようにしてもよい。このように形成すると、係合凸部２３の位置が外周面側に寄るので、係合凹部２４が浅くなる。その他の構成は第1実施形態の場合と同じである。
【００２２】
次に、図９及び図１０に示した第３実施形態は、前記の第１実施形態の構成に加えて、受け口鋼管に角穴３６を中心対称の２箇所に設け、これに四角形の座金３７を介して２本のボルト３８を差し口１９側に螺入するようにしたものであり、差し口１９の外表面にそのためのインサートねじ穴３９を設けたものである。これにより、前後の推進管７相互を管軸方向に結合一体化することができる。これにより、前後の推進管７相互が管軸方向に拘束され、推進管７を引き抜く必要が発生した場合に、推進管７の全体を発進立坑１側に引き戻すことが可能となる。
【００２３】
また、図１１及び図１２に示した第４実施形態は、上記と同様に前後の推進管７相互を管軸方向に結合一体化するために、受け口鋼管１７の前記係合凸部２３に対向した位置にボルト挿通穴４０を設けるとともに、係合凸部２３に貫通したねじ穴４１を設け、ボルト３８をこれに螺入してその先端を係合凹部２４の底に締め付けることにより、結合一体化するようにしたものである。
【００２４】
なお、上記第３及び第４実施形態は、いずれも第1実施形態の推進管７に加えて管軸方向の一体化構造を採用しているが、第２実施形態の推進管７にも同様に採用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、推進管相互を溶接することなく、係合凸部と係合凹部の嵌合により相対的な回転を防止することができ、これにより、掘進機から推進管に伝達される回転反力を各推進管を通じて推進架台に伝達することができる。その結果、難掘削地盤において推進工法を実施する場合に、推進管がローリングすることを防止できる。また、推進管はコンクリート管が主体となるので、推進工法により管路を構築した後は、２次的な管路の構築を必要としない。また、その内面に予め樹脂等で仕上げライニングを施しておくことにより、構築した管路にライニングする作業を省略することができ、一層工期を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）から（ｄ）  推進工法の工程を示す概略図
【図２】第１実施形態の断面図
【図３】同上の接続部分の拡大断面図
【図４】同上の接続部分の分解斜視図
【図５】同上の接続部分の横断平面図
【図６】同上の推進架台部分の断面図
【図７】第２実施形態の接続部分の断面図
【図８】同上の横断平面図
【図９】第３実施形態の接続部分の断面図
【図１０】同上の横断平面図
【図１１】第４実施形態の接続部分の断面図
【図１２】同上の横断平面図
【符号の説明】
１  発進立坑
２  推進架台
３  掘進機
４  推進ジャッキ
５  操作盤
６  油圧ユニット
７  推進管
８  到達立坑
９  管路
１１  コンクリート管
１２  主体鋼管
１３  継手鋼管
１４  差し口鋼管
１５  差し口端板
１６  シール溝
１７  受け口鋼管
１８  受け口端板
１９  差し口
２０  仕上げライニング
２１  受け口
２２  クッション材
２３  係合凸部
２４  係合凹部
２５  切欠き
２６  箱型部材
２７  位置決め部
２８  位置決め嵌合部
２９  インサートねじ穴
３１  インサートねじ穴
３３  ボルト
３４  ガイドレール
３５  吊具
３６  角穴
３７  座金
３８  ボルト
３９  インサートねじ穴
４０  ボルト挿通穴
４１  ねじ穴
【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】
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【図９】
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【図１０】
0003790437.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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