(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する掘削刃を先端に備える掘削機の後方に推進管を連結し、推進管及び掘削機を推進させて地中に推進管を埋設する地中管路構築工法において、掘削機の外殻を複数の管状の外殻管で構成し、連結させる外殻管の管端の対向面の一方に環状に突出した外側環状係合部を設け、他方の外殻管の対向面に外側環状係合部より径が所定量小さい内側環状係合部を設け、同内側環状係合部の外周又は外側環状係合部の内周に環状のシール部材を設け、外側環状係合部の内側に内側環状係合部を挿入し内側環状係合部の外周と外側環状係合部の内周の間で前記シール部材が圧縮されて止水するようにし、対向する外殻管を複数の連結ジャッキで連結して推進力の伝達と推進方向の変向ができるようにした構造の掘削機を用いて地中を掘削して推進管を地中に埋設する地中管路構築工法において、目的地点到達後に掘削刃、連結ジャッキ及び掘進機内部装置を撤去し、外殻管の連結部分の外側環状係合部と内側環状係合部とのすきまシール部材から管内部側に適度な弾性とシール性を有する充填部材を充填し、弾性を有する環状のリング部材で外側環状係合部と内側環状係合部とのすきまの内側の開口をシールし、前記リング部材の内側にコンクリート系充填材を充填し、シール部材と充填部材とリング部材との３重のシールによって地盤の変化で外殻管が大きく変位・変形を受けてもシール性を確保できるようにした地中管路構築工法。
【請求項２】
リング部材が外側環状係合部と内側環状係合部に両端部をそれぞれ固定し、両端部の間が内側に向かう略Ｕ字状に折曲した構造である請求項１記載の地中管路構築工法。
【請求項３】
充填部材が、充填後に硬化してシール性と適度な弾性を有するシリコーン樹脂である請求項１又は２に記載の地中管路構築工法。
【請求項４】
外殻管が内側にコンクリート層を有する構造であり、推進管が外殻管の内径と略同じ内径であるヒューム管を用いるようにした請求項１〜３いずれかに記載の地中管路構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中を掘削する掘削機の後方に次々と推進管を連結し、地中に推進管を埋設する地中管路構築工法において、目的地点到達後に掘削機の外殻を地中管として使用する地中管路構築に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、地中管埋設工法では掘削機の目的地点に人孔を設け又は既設管を目的地点とし、掘削機が目的地点の人孔又は既設管まで掘り進んだならば、掘削機を撤去し、掘削機で埋設した推進管先端に向かって人孔又は既設管内部から別の管を挿入し、推進管に接続していた。これに対し、作業の効率化、作業機の有効利用から掘削機の外殻をそのまま人孔又は既設管に接続する管として使用するものがある。
掘削機の外殻を管として利用する際には、掘削機は、その進行方向が変向できるよう外殻管を複数が連結部で所定量屈曲できるよう連結する構造にしているので、その連結部をモルタルで埋め込むようにして、管として使用する。
近年では、耐震設計の許容範囲を超えるような地震があり、さらに耐震対策の向上が求められている。特に上下水道が使用できない状態になるとその復旧は日数がかかり、都市の機能がマヒすることから問題は深刻であった。
地中に埋設した管が地盤のズレなどにより力を受けた場合、管の長い全体でたわんだり伸縮して管路の崩壊に対して比較的強いが、人孔又は既設管への接続部では、受けた力が接続部に集中するため、管路が崩壊して機能を失う危険性が高い。
しかし、単に強度のみを強くすると、人孔又は既設管から遠い位置で管路が崩壊する危険が高くなり崩壊位置の特定が困難になってさらに復旧に時間を要する結果となる。
地震の際の縦揺れ、横揺れ、地盤のズレ、液状化現象による浮き上がりなど、人孔又は既設管への接続部には収縮、伸縮、せん断等様々な力が加わることになる。
よってこれらの力が加わった場合及びこれらの変位を吸収できることが必要となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、引張り方向、圧縮方向、せん断方向への力と変位を吸収し耐震性を向上させ、かつ崩壊した際にも流路を確保しやすい地中管路構築工法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  回転する掘削刃を先端に備える掘削機の後方に推進管を連結し、推進管及び掘削機を推進させて地中に推進管を埋設する地中管路構築工法において、掘削機の外殻を複数の管状の外殻管で構成し、連結させる外殻管の管端の対向面の一方に環状に突出した外側環状係合部を設け、他方の外殻管の対向面に外側環状係合部より径が所定量小さい内側環状係合部を設け、同内側環状係合部の外周又は外側環状係合部の内周に環状のシール部材を設け、外側環状係合部の内側に内側環状係合部を挿入し内側環状係合部の外周と外側環状係合部の内周の間で前記シール部材が圧縮されて止水するようにし、対向する外殻管を複数の連結ジャッキで連結して推進力の伝達と推進方向の変向ができるようにした構造の掘削機を用いて地中を掘削して推進管を地中に埋設する地中管路構築工法において、目的地点到達後に掘削刃、連結ジャッキ及び掘進機内部装置を撤去し、外殻管の連結部分の外側環状係合部と内側環状係合部とのすきまシール部材から管内部側に適度な弾性とシール性を有する充填部材を充填し、弾性を有する環状のリング部材で外側環状係合部と内側環状係合部とのすきまの内側の開口をシールし、前記リング部材の内側にコンクリート系充填材を充填し、シール部材と充填部材とリング部材との３重のシールによって地盤の変化で外殻管が大きく変位・変形を受けてもシール性を確保できるようにした地中管路構築工法
２）  リング部材が外側環状係合部と内側環状係合部に両端部をそれぞれ固定し、両端部の間が内側に向かう略Ｕ字状に折曲した構造である前記１）記載の地中管路構築工法
３）  充填部材が、充填後に硬化してシール性と適度な弾性を有するシリコーン樹脂である前記１）又は２）に記載の地中管路構築工法
４）  外殻管が内側にコンクリート層を有する構造であり、推進管が外殻管の内径と略同じ内径であるヒューム管を用いるようにした前記１）〜３）いずれかに記載の地中管路構築工法
にある。
【０００５】
【作用】
本発明では、掘削機が目的地点の人孔又は既設管に到達した後に、掘削機先端の掘削刃及び連結ジャッキを撤去し外殻管のみを残すようにする。次に外殻管の連結部分の外側環状係合部と内側環状係合部とのすきまのシール部材より内側に適度な弾性とシール性を有する充填部材を述円する。次に外側環状係合部と内側環状係合部とのすきまの内側の開口を弾性部材でシールする。外側環状係合部の内側にすきまを有するよう内側環状係合部を位置させることによりスライドするようにして伸長・収縮方向の変位を吸収し、充填部材とリング部材の弾性で伸長・収縮方向の力を吸収する。さらに許容の範囲のスライドであれば、シール部材、充填部材、リング部材により十分にシール性が確保される。せん断方向の変位に対しては、外側環状係合部の内側にすきまを有するよう内側環状係合部を位置させることにより傾くようにしてせん断方向の変位を吸収し、充填部材とリング部材の弾性で伸長・収縮方向の力を吸収する。さらに許容の範囲内であればシール部材、充填部材、リング部材により十分にシール性が確保される。
リング部材が両端部の間が環状に内側に向かう突部となるよう湾曲した構造にしたものは、せん断方向の曲げ方向や引張方向に弾性範囲内で変位を得やすいリング部材にする。
充填部材がシリコーン樹脂であるものは充填後に硬化してシール性と適度な弾性を有するようにして、外力の吸収とシール性が両立できるようにする。
推進管がヒューム管であり、外殻管の内側にコンクリート層を設けたものは、外殻管の内面をヒューム管の内面と変わらぬように使用できるようにする。
リング部材の内側にセメント層を環状に設けてリング部材を埋め込むようにしたものは、リング部材の取り付け部分の外殻管の内面をヒューム管の内面と変わらぬように使用できるようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
推進管には、ヒューム管、鉄管などがあり、目的、用途によって使い分けるのが好ましい。
推進管にヒューム管を用いる場合には、外殻管の内側にコンクリート層を設けるようにしてヒューム管の内径と外殻管の内側に設けるコンクリート層の内径を同じにして凹凸のない流路面にして、流れがよどむ場所にならないようにするのが好ましい。
外殻管は、２つの外殻管を連結して掘削機の外殻としてもよく、２つ以上の外殻管を連結するようにしてもよい。
充填部材は、接着性を有するものを用いて、管路が崩壊するような場合でも外殻管の連結部分から大きく洩れ出しにくいようにするのが好ましい。
【０００７】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して具体的に説明する。
図１〜５に示すのは、リング部材が両端部の間が環状に内側に向かう突部となるよう湾曲した構造にし、充填部材がシリコーン樹脂であり、推進管としてヒューム管を用い、外殻管の内側にコンクリート層を設け、リング部材の内側にモルタル層を設けた地中管路構築方法の例である。
図１は実施例の地中管路構築方法に用いる掘削機の外殻管の連結部分の説明図である。図２〜４は実施例の地中管路構築方法の説明図である。図５は実施例の地中管路構築方法に用いる掘削機の外殻管が変位・変形を受けた状態を示す説明図である。
図中、１は掘削機、２は掘削刃、３は外殻管、３ａは環状係合部、３ｂはコンクリート層、４は外殻管、４ａは内側環状係合部、４ｂはコンクリート層、４ｃは止水ゴム、５はシリコーン樹脂、６はリング部材、７はモルタル、１０は連結ジャッキ、１１は駆動部、１２は排出管、２０は人孔、３０は地面である。
【０００８】
本実施例では、下水道の付設を行うものである。
掘削機１は、筒状の外殻管３の先端に回転可能に掘削刃２を設け、外殻管３の内部に掘削刃２を駆動で回転させる駆動部１１を設け、掘削刃２で掘削した土砂や礫を取り込んで後方に送る排出管１２を設ける。
次に、外殻管３は金属製の管体であり、その後端に管体を後方に延長するように外側環状係合部３ａを設ける。次に、外殻管３の前端から外側環状係合部３ａの所定位置までの外殻管３の内側にコンクリート層３ｂを設ける。コンクリート層３ｂの内径は、掘削機１の後方に連結するヒューム管２１の内径と同じになるようにする。
次に外殻管３と同じ外殻管４を設け、外側環状係合部３ａより径が所定量小さい内側環状係合部４ａを外殻管４の管端に設ける。次に、外殻管４の後端から環状係合部４ａの所定位置までの外殻管４の内側にコンクリート層４ｂを設ける。コンクリート層４ｂの内径は、掘削機１の後方に連結するヒューム管２１の内径と同じになるようにする。次に内側環状係合部４ａの外周に環状の止水ゴム４ｃを設ける。
次に外殻管３の外側環状係合部３ａの内穴に内側環状係合部４ａを挿入するようにして外殻管３と外殻管４を連結する。この際には、外側環状係合部３ａの内周と内側環状係合部４ａの外周で止水ゴム４ｃが圧縮されるようにする。
次に、伸縮可能な連結ジャッキ１０を、外側環状係合部３ａ，内側環状係合部４ａをまたぐように一端を外側環状係合部３ａの外殻管３への取り付け部分近くに取り付ける。連結ジャッキ１０は、円周方向の４箇所に設けるようにする。
【０００９】
外殻管４の後端に連結する推進管としてはヒューム管２１を用いるようにする。推進管として使用するヒューム管２１は図示しないが発進位置となる人孔から推進装置によって押し込むようにして次々連結して推進される。
次に、充填部材としてシリコーン樹脂を用意する。リング部材６としては図１に示すようにリング状の弾性部材の中央部が環状に内側に突となる形状にしたものを用意する。
【００１０】
本実施例の地中埋設作業を行うには、図示しない発進地点から掘削機１によって掘削を行い、かつ掘削機の外殻管４の後端に次々とヒューム管２１を連結して、連結したヒューム管の後端を押し込むようにして推進させてヒューム管２１の埋設を行う。後端に連結されるヒューム管２１によって推進される外殻管４の推進力は連結ジャッキ１０によって外殻管３に伝達されて推進する。
このようにして地中にヒューム管２１を埋設しながら目的地点となる人孔２０まで到達した際には、外殻管３の先端が人孔２０内に突出するようにする。
次に、掘削機１から掘削刃２，連結ジャッキ１０等を分解・撤去し、外殻管３，４を管路として使用できる状態にする。
次に、外殻管３の外側環状係合部３ａと外殻管４の内側環状係合部４ａとの間の環状すきまであって、止水ゴム４ｃでシールされている部分より内側にシリコーン樹脂５を充填する。シリコーン樹脂５は、充填後硬化して、適度な接着性、シール性、弾性を有するようになる。
次に、外殻管３の外側環状係合部３ａと外殻管４の内側環状係合部４ａとの間の環状すきまの内側への環状の開口部分にリング部材６を取り付ける。リング部材６はＵ字状に折曲した突部分が内側に突出した状態になるように図１に示すよう一端を外側環状係合部３ａの内周に、他端を内側環状係合部４ａの内周に取り付けるようにする。
この際には、リング部材６は外殻管３，４の内側においてコンクリート層３ｂ，４ｂの間に取り付けられることとなる。リング部材６を取り付けたならば、リング部材６をモルタル７で埋め込むようにしてヒューム管２１、コンクリート層３ｂ，４ｂの内周と内径が同じになるようにする。
このようにすると、外殻管３，４の内周はヒューム管２１と管の性状も近く、管径も同じで流れのよどみなどがない管路となる。
【００１１】
このようにして、掘削機１の外殻管３，４を人孔２０への接続部をして使用したならば、地震等によって、人孔２０の方向へ管路を伸縮する力を変位が加わることに対し、まず、その力が小さいものであるならばモルタル７の強度で耐えることになる。さらに強い力が加わって、モルタル７部分が破砕されたような場合でも、図５（ｂ）に示すように外側環状係合部３ａと内側環状係合部４ａのスライドによって所定の範囲で変位が吸収され、充填されたシリコーン樹脂５、リング部材６の弾性によって力をある程度吸収する。
さらに、人孔２０を管路をせん断したり曲げる方向に力と変位が加わった場合には、まず、その力が小さいものであるならばモルタル７の強度で耐えることになる。さらに強い力が加わって、モルタル７が破砕されたような場合でも、図５（ｃ）に示すように外側環状係合部３ａと内側環状係合部４ａの隙間の分、外殻管３と外殻管４が傾くことによって所定の範囲で変位が吸収され、充填されたシリコーン樹脂５、リング部材の弾性によって力をある程度吸収する。
シール性は、止水ゴム４ｃ、シリコーン樹脂５、リング部材６で３重にシールされるので、変位や力を吸収できる範囲を超えるような場合であってもシール性が確保しやすいようにしている。
よって地震等が起こった際に止水、下水等を確保しやすいようにでき、下水が洩れ出ることなどによる衛生上の問題による２次災害のようなことを防ぎ、飲み水の確保ができやすくし、復旧への作業箇所を減らせるようにできる。
【００１２】
図６，７に示すのは実施例の他の例である。
図中、２２は鉄管である。
実施例の他の例では推進管として鉄管２２を用いている。このように推進管は、目的、用途から決めればよく、場合によっては、外殻管３，４の内側にコンクリート層３ｂ，４ｂ、モルタル７を設けなくてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、引っ張り方向、圧縮方向、せん断方向への力と変位を吸収し、耐震性を向上させ、かつ崩壊した際にも流路を確保しやすくできる。
リング部材が両端部の間が環状に内側に向かう突部となるよう湾曲した構造にしたものは、より変位と力が吸収でき、かつ変位してもシール性を確保でき、さらに耐震性を向上できる。
充填部材がシリコーン樹脂であるものは、より力が吸収でき、かつシール性を向上させてさらに耐震性を向上できる。
推進管がヒューム管であり、外殻管の内側にコンクリート層を設けたものとリング部材の内側にセメント層を環状に設けてリング部材を埋め込むようにしたものは、外殻管をヒューム管として使用でき、作業を効率よくでき、撤去物も少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の地中管路構築方法に用いた掘削機の外殻管の連結部分の説明図である。
【図２】実施例の地中管路構築方法の説明図である。
【図３】実施例の地中管路構築方法の説明図である。
【図４】実施例の地中管路構築方法の説明図である。
【図５】実施例の地中管路構築方法に用いる掘削機の外殻管が変位・変形を受けた状態を示す説明図である。
【図６】実施例の地中管路構築方法の他の例に用いた掘削機の説明図である。
【図７】実施例の地中管路構築方法の他の例に用いた掘削機の外殻管の連結部分の説明図である。
【符号の説明】
１  掘削機
２  掘削刃
３  外殻管
３ａ  外側環状係合部
３ｂ  コンクリート層
４  外殻管
４ａ  内側環状係合部
４ｂ  コンクリート層
４ｃ  止水ゴム
５  シリコーン樹脂
６  リング部材
７  モルタル
１０  連結ジャッキ
１１  駆動部
１２  排出管
２０  人孔
２１  ヒューム管
２２  鉄管
２３  外殻管
２３ａ  外側環状係合部
２３ｂ  コンクリート層
２４  外殻管
２４ａ  内側環状係合部
２４ｂ  コンクリート層
３０  地面
【図１】
0003792135.tif 000002
【図２】
0003792135.tif 000003
【図３】
0003792135.tif 000004
【図４】
0003792135.tif 000005
【図５】
0003792135.tif 000006
【図６】
0003792135.tif 000007
【図７】
0003792135.tif 000008