(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に、掘削機と該掘削機に続く複数の推進管を、後方から加える機械的推進力により次々に一連なりに押込みする推進工法において、それらの推進管の管厚を、先頭から末尾までの各部位に加わる推力に対応させて段階的に変化させることを特徴とする変断面推進工法。
【請求項２】
地盤中に、掘削機と該掘削機に続く複数の推進管を、後方から加える機械的推進力により次々に一連なりに押込みする推進工法において、それらの推進管を先頭から末尾まで複数の区間に区分し、各区間の推進管の管厚を、各区間に加わる最大推力に対応させて区間単位で段階的に変化させることを特徴とする変断面推進工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推進力に合わせた厚さの推進管を使用することにより推進工法の合理化を図った変断面推進工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の地中パイプライン工事（上水道、下水道、ガス導管等）の多くは、推進工法により施工されている。
この推進工法は、予め掘削した発進立坑から到達立坑までの地盤中に、掘削機とこれに続く複数の推進管を、その発進立坑内に配した推進ジャッキにより次々に一連なりに押込みして、推進管路を開通させるものであり（特開平9-203293号公報参照）、開通した推進管路は、上水道、下水道等にあってはこれ自体を本管として、また、ガス導管等にあっては本管（鋼管）を挿通させる鞘管として用いる。
一般に、この推進工法に採用される推進管は、軸方向荷重に対して大きい耐力を有しているヒューム管であり、その管厚は、軸方向荷重である推力によって決定される。なお、埋設される推進管には、勿論、鉛直荷重（埋設深さに相応した土圧荷重と自動車等による活荷重）に対する耐荷力も必要であるが、推進管では、この鉛直荷重に対する耐荷力をカバーするに足る軸方向荷重に対する大きな耐力を有しているので、厚さに関しては鉛直荷重よりも推力が決定に際して支配的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の推進工法におけるそれらの推進管は、その発進立坑から到達立坑までの押込みに要する最大推進力に適合させて、先頭のものから末尾のものまで同一の管厚さに設計されているため、累積的に荷重される末尾部分以外では、殊に先頭部のものでかなりの過剰設計となる。
本発明は、かかる問題点を解決しようとするものであり、各所の推進管に対する推力伝達を解明し、距離別、区間別に管材断面厚を変更することにより、施工効率の向上、工事費の削減を図ろうとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、請求項１の発明は、地盤中に、掘削機と該掘削機に続く複数の推進管を、後方から加える機械的推進力により次々に一連なりに押込みする推進工法において、それらの推進管の管厚を、先頭から末尾までの各部位に加わる推力に対応させて段階的に変化させることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は、地盤中に、掘削機と該掘削機に続く複数の推進管を、後方から加える機械的推進力により次々に一連なりに押込みする推進工法において、それらの推進管を先頭から末尾まで複数の区間に区分し、各区間の推進管の管厚を、各区間に加わる最大推力に対応させて区間単位で段階的に変化させることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図面は、請求項１、請求項２の発明に係る実施の形態を示している。
図１は、施工の手順を示しており、予め掘削した発進立坑２から到達立坑３までの地盤１中に、その発進立坑２内に配した推進ジャッキ４により、先端の掘削機５とこれに続く複数の推進管６を次々に一連なりに押込みして、推進管路７を開通させる推進工法において、それらの推進管６の管厚を、先頭から末尾までの各部位に加わる推力に対応させて段階的に変化させることを示している。図１において、８は、推進ジャッキ４の支圧板である。
推進管６には、ＰＣ鋼線を入れた遠心成形によるヒューム管を用いる。この場合、打設コンクリートの量を調整することで任意の管厚に設定できる。
一連なりのそれらの推進管６の管厚は、すべてについて個別に変化させることができれば理想的である。したがって、コンピュータによる自動的な制御や管理などにより、推進管６の生産性、生産品の管理・保管、現場施工の管理等が合理的に行われる限り、所期の目的を達成し得る。
【０００７】
このような理想的なところにまでは達し得なくても、現実的には、それらの推進管６を先頭から末尾まで複数の区間、特に、図１、図２の場合では３つの区間Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 に区分し、各区間の推進管６の管厚ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 を、各々の区間に加わる最大推力に対応させて区間単位で段階的に変化させることで、推進管６の生産性、生産品の管理・保管、現場施工の管理等の合理化を図ることができ、十分に目的を達成できる。
【０００８】
各々の区間Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 で推進管に加わる最大推力は、各区間の後端に加わる推力であるが、これらの最大推力に対応させた各区間の推進管６の管厚ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 は、次のようにして得る。
すなわち、先頭から末尾までの推進管６全般において、各部に部分的に加わる推力は、図２に実績推力線として示す太い実線のグラフとなる。そこで、その実績推力線の上に、推定推力線である太い一点鎖線で表した先頭区間Ａ1 の設計推力線▲１▼、中間区間Ａ2 の設計推力線▲２▼及び末尾区間Ａ3 の設計推力線▲３▼を沿え、これらの設計推力線からそれぞれの最大値である推進管許容耐荷力Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を求め、これらの推進管許容耐荷力Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 に適合する各区間の推進管６の管厚ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 を得る。
上述の実績推力線は、施工時に、現場の施工管理の一つとして、推進距離（推進管を１本押す毎）とその時の推進ジャッキの値を読んで記録し、これをすべての推進管を押し終わるまで実施することで、その結果として得られる。したがって、既に得られている実績推力線を利用することで簡単に設計推力線を推定できる。
【０００９】
この推進ジャッキ４から加えるべき推進力Ｆは、次の推力算定式によっても与えられる。
Ｆ＝Ｆ0 ＋ｆ（ｃ，Ｌ）  [tf]
Ｆ0 ：  初期推進力 [t]
ｃ  ：  外周面抵抗力 [t/m2]
Ｌ  ：  推進延長  [m]
【００１０】
故に、図１(1) の掘削機５と先頭区間Ａ1 の推進管６との場合に推進ジャッキ４から加えるべき推進力Ｆ1 は、
Ｆ1 ＝Ｆ0 ＋ｆ（ｃ，Ｌ1 ）  [tf]
Ｌ1 ：  発進立坑２から掘削機５前端までの距離  [m]
図１(2) の掘削機５と先頭区間Ａ1 及び中間区間Ａ2 の推進管６との場合に推進ジャッキ４から加えるべき推進力Ｆ2 は、
Ｆ2 ＝Ｆ0 ＋ｆ（ｃ，Ｌ2 ）  [tf]
Ｌ2 ：  発進立坑２から掘削機５前端までの距離  [m]
また、図１(3) の掘削機５と全区間Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 の推進管６との場合に推進ジャッキ４から加えるべき推進力Ｆ3 は、
Ｆ3 ＝Ｆ0 ＋ｆ（ｃ，Ｌ3 ）  [tf]
Ｌ3 ：  発進立坑２から到達立坑３までの距離  [m]
となる。
したがって、先頭区間Ａ1 の各推進管６の管厚ｔ1[mm] はＦ1[tf] に、中間区間Ａ2 の各推進管６の管厚ｔ2[mm] はＦ2[tf] に、また、末尾区間Ａ3 の各推進管６の管厚ｔ3[mm] はＦ3[tf] にそれぞれ適合させて選定すればよい。
この点、従来は、全区間のすべての推進管の管厚をＦ3[tf] に適合させているので、先頭区間Ａ1 と中間区間Ａ2 で推進管の管厚が過剰設計となっている。
【００１１】
推進管の耐荷力は、例えば推進用ヒューム管で、
管径Ｄ＝1000[mm]のとき、
耐圧強さＦa ＝377[t]……推進方向の耐荷力、
耐荷力ｑr ＝10.17[tf/m2]……鉛直荷重（土圧、活荷重）に対する耐荷力、
管厚ｔ＝100[mm] である。
推定管に働く推力がＦa ＝377[t]より小さければ、管厚もｔ＝100[mm] より薄くても管の安全性は保たれると考えられる。
【００１２】
なお、外周面抵抗力ｃは、滑材の注入により低減でき、推進ジャッキ４から加える推進力も、各々の推進管６に加わる推力も、各推進管６における推進管応力も小さくすることができる。
【００１３】
ところで、従来の推進工事における推進管の管材費の割合は20〜25% 内外である（直接工事費）。この推進工事において、すべての推進管の管厚を平均15% 、管重量で25% 程度薄くすることにより、その直接工事費を 3〜5%程度削減でき、これに軽量化による効率化を含めると更に2%程度の工事費低減が見込まれる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、一連なりの各推進管の管厚を、先頭から末尾までの各部位に加わる推力に対応させて段階的に変化させ、或いは、それらの推進管を先頭から末尾まで複数の区間に区分し、各区間の推進管の管厚を、各区間に加わる最大推力に対応させて区間単位で段階的に変化させるので、各所の推進管の管厚を、すなわち推進耐力を、加わる推力に対応させて過剰分のない乃至過剰分の少ない合理的な構造とすることができ、したがって、推進管の製造を簡素化できて、施工効率の向上、工事費の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す工程説明図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る各段階推力と変厚推進管の概念図である。
【符号の説明】
１…地盤                        ２…発進立坑
３…到達立坑                    ４…推進ジャッキ
５…掘削機                      ６…推進管
７…推進管路                    ８…支圧板
Ａ1 …先頭区間                  Ａ2 …中間区間
Ａ3 …末尾区間
ｔ1 …先頭区間の推進管の管厚    ｔ2 …中間区間の推進管の管厚
ｔ3 …末尾区間の推進管の管厚
Ｐ1 …先頭区間の推進管許容耐荷力
Ｐ2 …中間区間の推進管許容耐荷力
Ｐ3 …末尾区間の推進管許容耐荷力
【図１】
0003791734.tif 000002
【図２】
0003791734.tif 000003