(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に突き合わされる推進管と、前位推進管の後端部と後位推進管の前端部の相互を連結する連結部材の組み合わせからなる推進管において、上記の前位推進管の後端部外周面に外向きの後端係合つば部、後位推進管の前端部外周面に同様の外向きの前端係合つば部をそれぞれ設け、上記連結部材を上記の前端係合つば部と後端係合つば部に長さ方向に所要のすき間をおいて係合する内向きチャンネル形に形成し、上記各係合つば部とこれに係合する上記連結部材との対向面間に、一定以上の圧縮力により塑性変形する金属製の推力伝達部材を介在したことを特徴とする推進管。
【請求項２】
上記の前位推進管の後端部及び後位推進管の前端部の各外周面に、それぞれ外向きチャンネル形の後端係合部材と前端係合部材を固定し、各推進管の突き合わせ面の両側において対向する両係合部材のつば部により前記の後端係合つば部と前端係合つば部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の推進管。
【請求項３】
上記各推進管の先端部に差し口、後端部に受け口をそれぞれ設け、上記差し口の先端部外径面に前位推進管の受け口内径面に接するシール部材を設け、そのシール部材の後方に上記の前端係合部材を固定し、上記各推進管の後端部に前記の後端係合部材を固定することによりその内径面で上記の受け口を形成したことを特徴とする請求項２に記載の推進管。
【請求項４】
地盤の発進側から到達側に予めパイロット管を挿通するとともに該パイロット管の周りを拡径して下穴を設け、到達側において請求項１から３のいずれかに記載の推進管を該パイロット管に連結し、該パイロット管を発進側に引き戻す一方、到達側において、前記連結部材により前位推進管に後位推進管を順次連結しつつこれらを上記の下穴に送り込むことを特徴とする推進工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、推進管及びこれを用いた推進工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川や湖等を挟んだ両地域間の地盤中に取水管や放流管等の管路を構築する場合、予め発進側から傾斜角を付けてパイロット管を掘削挿通し、到達側で反対の傾斜を付けて地表に引き出し、更にそのパイロット管の周りを拡径して下穴を設け、到達側においてそのパイロット管の端部に長尺な鋼管を連結し、該パイロット管を発進側に引き戻すことにより、該鋼管を下穴に引込んで管路を構成する工法が従来から知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の工法は、発進側及び到達側のいずれにも立坑を必要とせず、管径３００〜７００ｍｍの長尺鋼管の撓みにより下穴の縦カーブに追従させながら敷設できるため、５００ｍクラスの長距離管路の構築が可能である利点がある。
【０００４】
しかし、この工法は、長尺鋼管の接続が現地での全周溶接によるため、その作業が面倒で時間を要する問題がある。また、パイロット管の到達側において、長尺鋼管の長さ分の組立ヤードが必要であると共に、発進側にも広大なスペースが必要となるため、市街地や海岸付近の狭隘地での施工が困難である問題もある。
【０００５】
そこで、この発明は、立坑を必要とせず、しかも長距離施工が可能な上記工法の利点を活かしつつ、溶接を必要とせず狭隘地でも施工可能な推進管及びこれを用いた推進工法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する推進管は、相互に突き合わされる推進管と、前位推進管の後端部と後位推進管の前端部の相互を連結する連結部材の組み合わせからなる推進管において、上記の前位推進管の後端部外周面に外向きの前位係合つば部、後位推進管の前端部外周面に同様の外向き後位係合つば部をそれぞれ設け、上記連結部材を上記の前位及び後位係合つば部に所要の長さ方向の隙間をもって係合する内向きチャンネル形に形成し、上記各係合つば部とこれに係合する上記連結部材との対向面間に、一定以上の圧縮力により塑性変形する金属製の推力伝達部材を介在した構成としたものである。
【０００７】
上記の推進管は、前位推進管の後端部に後位推進管の先端部を突き合わせるとともに、突き合わせ面の前後に存在する前位係合つば部と後位係合つば部を連結部材で連結しつつ、発進側から挿通したパイロット管により下穴内に引き込むことにより管路を構築するために用いられる。パイロット管の引き戻しにより各推進管を推進させる推力は、各係合つば部と連結部材間の推力伝達部材を介して伝達される。直線的な推進が行なわれている間は、推力伝達部材の塑性変形は生じない。屈曲部分においては、屈曲の外周側において連結部材と両側の係合つば部とが接近し、その間に介在された推力伝達部材を塑性変形させる。このために、連結部材と係合つば部とのポイントタッチによる応力集中を回避することができる。
【０００８】
また、上記の前位推進管の後端部及び後位推進管の前端部の各外周面に、それぞれ外向きチャンネル形の前位係合部材と後位係合部材を固定し、上記推進管の突き合わせ面の両側において対向する各係合部材のつば部により前記の前位係合つば部と後位係合つば部を形成した構成を採用することができる。このようなチャネル型の部材を用いると、係合つば部を容易に形成できるとともに、推進管本体との一体化構造を容易に実現することができる。
【０００９】
また、上記の推進管の先端部に差し口、後端部に受け口をそれぞれ設け、上記差し口の先端部外径面に前位推進管の受け口内径面に接するシール部を設け、そのシール部の後方に前記の後位連結部材を固定し、上記推進管の後端部に前記の後位係合部材を固定することによりその内径面で上記の受け口を形成した構成を採ることができる。この構成によると、推進管相互間のシールを図ることができる。
【００１０】
前記の課題を解決するための推進工法は、地盤の発進側から到達側に予めパイロット管を挿通するとともに該パイロット管の周りに下穴を掘削し、到達側において前述の推進管を該パイロット管に連結し、該パイロット管を発進側に引き戻す一方、到達側において、前記連結部材により前位推進管に後位推進管を順次連結しつつ該下穴に送り込むことにより管路の構築を行なうものである。
【００１１】
【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について説明する。図１に示すように、実施形態の推進管は、前位推進管１とその後端部に突き合わされる後位推進管１’及び両者を結合する連結部材２とにより構成される。前位推進管１と後位推進管１’は同一構造であり、一つの連結部材２に着目した場合に、その前後の推進管を区別する意味で、便宜上、前位推進管１、後位推進管１’の名称を付けたものである。
【００１２】
前位推進管１及び後位推進管１’は、鉄筋入りコンクリート製の推進管本体３の前端部に１段小径の差し口４が設けられ、後端部に後述の受け口５が形成される。これらの差し口４及び受け口５の部分を除いた推進管本体３の厚肉部分の外側に補強用鋼製パイプ６が合成一体化される。差し口４は、図２に示すように、その先端面に保護用金属板７が一体に設けられ、また、その差し口４の外径面の先端部分に鋼製リング８が合成一体化され、該鋼製リング８に設けたシール溝９にゴム製のシール部材１１が装着される。鋼製リング８の後端と差し口４の段差部１２との間にチャンネル形の前端係合部材１３が配置され、その両端部が鋼製リング８と補強用鋼製パイプ６にそれぞれ溶接により固定される。
【００１３】
上記の前端係合部材１３は、溝部分が外方に開放された外向きのものであり、鋼製リング８側のつばが係合つば部１４となり、補強用鋼製パイプ６側のつばが固定つば部１４’となる。その固定つば部１４’が補強用鋼製パイプ６に溶接される。
【００１４】
上記推進管本体３の後端部に段差部１５を介して、前記の差し口４と同径の支持部１６が設けられ、その支持部１６の後端面に保護用金属板１７が一体に設けられる。また、その支持部１６の外径面に後端係合部材１８の前端部内径面が嵌合される。この後端係合部材１８は、前記の前端係合部材１３と同じ大きさの外向きに開放されたチャンネル形部材であり、その前端の固定つば部１９が補強用鋼製パイプ６の後端部に溶接により固定され、また、後端に係合つば部２１が設けられる。後端係合部材１８が支持部１６より後方に突き出した部分の内径面が前述の受け口５となる。
【００１５】
上記の差し口４を受け口５に差し込んだ図２の状態で、差し口４のシール部材１１が受け口４の内径面に密着し、シールを図る。その状態で前端係合部材１３の前端係合つば部１４と、後端係合部材１８の後端係合つば部２１は対面し、最も深く押し込んだ際には相互に当接する（図３参照）。この当接状態において、差し口４側の保護金属板７と受け口５側の保護金属板１７間には若干のすき間ａが存在し、両者が当接することはない。
【００１６】
連結部材２は、図２に示すように、溝２２が内径側に開放した内向きのチャンネル形部材よりなり、その溝２２の両側に連結つば部２３、２３が形成される。溝２２は前記の相互に対向した係合つば部１４，２１の外側に所要の長さ方向の余裕をもって嵌合する幅を有する。また、両側の連結つば部２３，２３はそれぞれ前端係合部材１３と後端係合部材１８の溝に所要の長さ方向の余裕をもって嵌合される。また、連結部材２の外径は、補強用鋼製パイプ６と同径である（図２参照）。
【００１７】
上記の連結部材２は、直径部分で２分割された半円形をなし、突き合わせ部分において連結板２４、２４（図４、図５、図７参照）を当て、ボルト２５，２５により締結される。連結板２４、２４の外面を連結部材２の外径面と揃えるために、連結部材２に突き合わせ部は、図６に示すように、溝２２の底部に部分的な切欠き２６，２６を設け、その切欠き部２６、２６に連結板２４を嵌合するようにしている。
【００１８】
上記の連結部材２の両側の連結つば部２３，２３は、それぞれ前記の係合つば部１４、２１と前後方向に対向しており、その対向面間に推力伝達部材２７，２７が介在される。この推力伝達部材２７は、一定以上の圧縮力により塑性変形する金属（銅、アルミニューム、これらの合金等）でなる断面円形の円弧状の棒状体であり、全周にわたり所定の間隔をおいて複数本（図示の場合６本）配置される。下部に配置されるものは連結部材２の溝２２に落下することがあるので、接着、ガムテープ等で所定位置に固着することが望ましい。なお、推力伝達部材２７の断面形状は、円形に限らず、四角形であってもよい。
【００１９】
上記の前位推進管１と後位推進管１’を連結部材２により連結し、前位推進管１側に引張って推進工法を実施する場合（図１の矢印Ａ参照）、直線部分においては、推力伝達部材２７は、図２に示すように、連結つば部２３，２３と、係合つば部１４，２１との間で挟着され、塑性変形することなく推進力を伝達する。曲線部分において前位推進管１と後位推進管１’との間に角度がつくと、後述のように、推力伝達部材２７に圧縮による応力集中が生じて塑性変形を生じ（後述の図９参照）、ポイントタッチを防ぐ。推力伝達部材２７は、直線推進時の進力の大きさ、屈曲推進時の集中荷重の大きさ等を考慮して、その材料が選定される。
【００２０】
なお、上記の推進管は、前述のように、差し口４を受け口５に対し最も深く差し込んだ場合において、前端係合部材１３と後端係合部材１８が突き合うため（図３参照）、引張り型の推進工法だけでなく、後方から推力を加える通常の推進工法にも適用することができる。
【００２１】
実施形態の推進管は以上のようなものであり、次にこれを用いた推進工法について説明する。図８（ａ）から（ｃ）は、河川を挟んだ両地域間の地盤中に推進工法により管路を構築する場合を例示している。図のＡ側が発進側であり、Ｂ側が到達側である。発進側にはリグ３１が斜めに設けられ、図８（ａ）に示すように、発進側からジェットピット３２により斜め下方に掘進するとともに、パイロット管３３を引張りながら河川の底地盤を経て、斜め上方に掘進して到達側Ｂに貫通させる。その後、パイロット管３３に沿って拡孔用ビット（リーマー）を通して下穴３４を形成する（図８（ｂ）参照）。下穴３３は、図８（ｃ）に示すように、発進側Ａから下方に傾斜し、Ｃ点で水平状態となる。またＤ点で上方に傾斜して到達側Ｂに達する。次に、到達側においてパイロット管３３の先端に接続した推進管１、１’を連結部材２で連結しつつパイロット管３３を発進側Ａに引き戻し、推進管１，１’の列を下穴３３内に引き込む。このとき、下穴３３のＤ点において、前位推進管１と後位推進管１’の間で屈曲が生じ、図９に示すように、両方の保護用金属板７，１７間の間隔の下方が拡がる（図９のθ参照）。これに伴い下方の連結部材２と係合つば部１４，２１間の推力伝達部材２７，２７が圧縮の集中荷重を受け、扁平状態に塑性変形する。このため、下方の連結部材２と係合つば部１４，２１間のポイントタッチが防止され、これらの部材の破壊や変形が防止される。
【００２２】
Ｄ点を通過すると、屈曲状態が解消され、先に塑性変形しなかった上部において推進力が集中するので、その大きさに応じて塑性変形が生じる。Ｃ点では、先にＤ点で塑性変形した下方部分が更に変形され、ポイントタッチを防止する。
【００２３】
なお、上記の推進工法においては、必要に応じて、到達側Ｂから推進管１，１’の後端に推進力を追加することがある。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明の推進管及びそれを用いた推進工法によると、長尺管を用いないので、狭隘地における施工が可能であり、屈曲部分における推進管相互のポイントタッチが防止できる効果がある。更に、現地での溶接も不要となり、迅速な接続作業が可能となる。また、従来引張り型の推進工法に用いることができなかった鉄筋コンクリート製推進管の同工法への適用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の一部省略断面図
【図２】同上の引張り推進時の一部拡大断面図
【図３】同上の押し込み推進時の一部
【図４】図１のIV―IV線の拡大断面図
【図５】同上の一部正面図
【図６】同上の一部拡大断面図
【図７】図５のVII ―VII 線の拡大断面図
【図８】（ａ）〜（ｃ）施工状態の断面図
【図９】施工時の屈曲部分の拡大断面図
【符号の説明】
１  前位推進管
１’  後位推進管
２  連結部材
３  推進管本体
４  差し口
５  受け口
６  補強用鋼製パイプ
７  保護用金属板
８  鋼製リング
９  シール溝
１１  シール部材
１２  段差部
１３  前端係合部材
１４  係合つば部
１４’  固定つば部
１５  段差部
１６  支持部
１７  保護用金属板
１８  後端係合部材
１９  固定つば部
２１  係合つば部
２２  溝
２３  連結つば部
２４  連結板
２５  ボルト
２６  切欠き部
２７  推力伝達部材
３１  リグ
３２  ジェットピット
３３  パイロット管
３４  下穴
【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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