ケーシング回転推進型地盤掘削装置およびそれを用いた掘削工法
【課題】地中に推進され長時間にわたって放置されたケーシングを再び回転させるために必要な起動トルクを低減して、立坑内に設置する推進機の大型化を防止する。
【解決手段】地盤中に推進した第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを長時間にわたって放置することが予想される場合には、接続手段２０による接続を解除して第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを分離しておく。掘削作業を再開するときは、まず最初に第１のケーシング４Ａのみを回転駆動して起動させることにより第１のケーシングと地盤との縁切りを行った後、接続手段２０を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを相互に接続した後、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して第２のケーシング４Ｂと地盤との縁切りを行う。
【解決手段】地盤中に推進した第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを長時間にわたって放置することが予想される場合には、接続手段２０による接続を解除して第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを分離しておく。掘削作業を再開するときは、まず最初に第１のケーシング４Ａのみを回転駆動して起動させることにより第１のケーシングと地盤との縁切りを行った後、接続手段２０を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを相互に接続した後、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して第２のケーシング４Ｂと地盤との縁切りを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続しつつ一体に回転させながら推進して地盤を掘削する装置およびそれを用いた掘削工法に関し、より詳しくは、地盤中に推進されて静止しているケーシングを再び回転させる起動時に必要な回転駆動トルクを小さくする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道等を含む各種用途に供される地中埋設管は、経年変化によって老朽化が進めため、新しい埋設管に交換したり撤去して地盤を埋め戻したりする必要がある。
【０００３】
このとき、図１５に示した従来の掘削装置においては、既設埋設管１を撤去するべく地表面Ｇに掘設した立坑２の内部に推進機３を設置するとともに、この推進機３によって複数のケーシング４および先導管５を同軸にかつ直列に接続して一体に回転させながら地盤中に推進する。これにより、先導管５の先端に設けられているカッタ５ａが既設埋設管１の周囲の地盤を掘削するとともに、掘削に伴って発生した土砂は先導管５およびケーシング４の内周面に設けられている螺旋状の羽根５ａ，４ｂによって立坑２の側に移送される。したがって、既設埋設管１を立坑２の側に順次撤去した後に地盤を埋め戻し、あるいは新しい埋設管を順次推進して埋設することができる（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、掘削作業の中断等により、地盤中に推進した先導管５およびケーシング４を長時間静止させたまま放置すると、土圧による締め付けが次第に進む。これにより、掘削作業の再開に伴って先導管５およびケーシング４を再び回転させる起動時には大きな回転駆動力が必要となる。ところが、先導管５およびケーシング４を起動させて地盤との縁切りが完了した後には、先導管５およびケーシング４の回転を維持するために必要な回転駆動トルクおよび短時間停止後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは小さくて済む。したがって、先導管５およびケーシング４を長時間静止させて放置した後における起動に備えて、回転駆動トルクの大きい大型の推進機３を立坑２に設置しなければならず、費用がかさむ原因となっていた。
【０００５】
そこで本願の発明者は、先導管５およびケーシング４を再び回転させる起動時に必要な回転駆動トルクを補助する装置を開発し、先に出願している（下記特許文献２を参照）。この装置は、立坑２の内部においてケーシング４の後端にワイヤドラムを同軸に固定するとともに、このワイヤドラムに巻き付けたワイヤロープを移動式クレーンによって引き上げるものである。これにより、推進機３の回転駆動トルクに加えて、ワイヤドラムに作用する回転トルクを用いることができるから、推進機３の大型化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５６２８３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３８４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載されている装置においては、先導管５およびケーシング４を再び回転させる起動時に、ケーシング４の後端にワイヤドラムを着脱する必要があるばかりでなく、移動式クレーンを準備する必要があり、一連の作業が煩雑なものとなっている。
【０００８】
そこで本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、地中に推進されて長時間にわたって放置された複数のケーシングを再び回転させるために必要な起動トルクを低減することにより、立坑内に設置する推進機の大型化を防止することができる新規なケーシング回転推進型掘削装置およびそれを用いた掘削工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための請求項１に記載した手段は、
地表面に掘設した立坑内から複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続しつつ一体に回転させて推進しながら地盤を掘削する装置であって、
前記ケーシングを回転駆動しつつ地盤中に推進するべく前記立坑内に設置された推進機と、
地盤中に推進した前記複数のケーシングのうち、前記推進機の側に位置する第１のケーシングと推進方向前方に位置する第２のケーシングとを係脱自在に接続する接続手段と、を備え、
前記接続手段は、
地盤中に推進された前記複数のケーシングを再び回転させる起動時に、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除して、前記推進機が前記第１のケーシングのみを回転駆動するようにし、
かつ前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機が前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記第１および第２のケーシングは、それぞれ単一のケーシングには限定されず、それぞれ複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続したものとすることができる。
【００１１】
すなわち、地盤中に推進した第１および第２のケーシングを掘削作業の中断等によって長時間放置すると、土圧による締め付けが大きくなるため、掘削作業の再開に伴って第１および第２のケーシングを一体に回転させる起動時には、極めて大きな回転駆動力が必要となる。
そこで、本発明の掘削装置においては、地盤中に推進した第１および第２のケーシングを長時間にわたって放置することが予想される場合に、接続手段による接続を解除して第１および第２のケーシングを分離しておく。
そして、掘削作業の再開に伴って第１および第２のケーシングを再び回転させる起動時には、まず最初に第１のケーシングのみを回転駆動して起動させることにより第１のケーシングと地盤との縁切りを行う。
次いで、接続手段を用いて第１および第２のケーシングを相互に接続した後、第１および第２のケーシングを一体に回転駆動して第２のケーシングと地盤との縁切りを行う。
【００１２】
このとき、地盤中に推進した第１および第２のケーシングを長時間放置した後、一体に回転駆動して起動させるために必要な回転駆動力を２Ｔとする。
すると、第１および第２のケーシングの全長が等しい場合には、第１のケーシングのみを起動させるために必要な回転駆動力は半減（概ねＴ）することになる。
また、第１のケーシングの起動によって第１のケーシングと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシングを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは小さくて済む（概ね０．５Ｔ）。
これにより、第１のケーシングだけを起動させて地盤との縁切りを行った後、第１のケーシングの回転を停止させ、接続手段を用いて第１および第２のケーシングを一体に接続し、第１および第２のケーシングを一体に回転駆動して起動させるために必要な回転駆動力は、第２のケーシングと地盤との縁切りに必要な回転駆動力（概ねＴ）と第１のケーシングを再起動するために必要な回転駆動トルク（概ね０．５Ｔ）との合計（概ね１．５Ｔ）となる。
したがって、第１および第２のケーシングを最初から一体に回転駆動して起動させる場合に必要となる回転駆動力（２Ｔ）に比較して、大幅に低い回転駆動トルク（概ね１．５Ｔ）で第１および第２のケーシングを起動させることができるから、立坑内に配置する推進機の大型化を防止することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載した手段は、請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１のケーシングに同軸に固定される第１の環状継手と、前記第２のケーシングに同軸に固定されて前記第１の環状継手と同軸に嵌合する第２の環状継手と、前記第１および第２の環状継手の間に介装されて前記第１および第２の環状継手の間で回転駆動力および推進力を伝達する複数の伝達部材とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載した手段は、請求項２に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記複数の伝達部材は、前記第１および第２のケーシング内に入り込んだ作業員が手動作業によって第１および第２の環状継手に着脱されることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、第１および第２のケーシングを再び回転させる起動時には、作業員が手動作業によって複数の伝達部材を抜き取ることにより、第１のケーシングと第２のケーシングとの接続を解除することができる。
したがって、まず最初に第１のケーシングのみを回転駆動して起動させる。
そして、第１のケーシングを静止させ、作業員が手動作業によって複数の伝達部材を取り付けることにより、第１および第２のケーシングを接続する。
その後、第１および第２のケーシングを一体に回転駆動することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載した手段は、請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、前記係合溝が、前記係合突起を推進方向に受け入れる推進方向有底溝と、この推進方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、第１および第２のケーシングを接続するときには、第１のケーシングを第２のケーシングに向けて前方に推進することにより係合突起を推進方向有底溝に挿入してその底部に当接させた後、第１のケーシングを正方向に回転駆動して係合突起を回転方向有底溝内に挿入してその底部に当接させる。
これにより、係合突起と係合溝との係合によって、第１のケーシングを前方に推進する推進力および正方向に回転させる回転駆動力を第２のケーシングに伝達することができる。
一方、第１のケーシングを第２のケーシングから分離するときには、第１のケーシングを逆方向に回転駆動することにより係合突起を回転方向有底溝内で移動させて推進方向有底溝の底部に到達させる。次いで、第１のケーシングを後方に牽引すると、係合突起は推進方向有底溝の外側に抜け出すから、第１のケーシングを第２のケーシングから分離して自由に相対回転できる状態とすることができる。
【００１８】
また、請求項５に記載した手段は、請求項４に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１および第２のケーシングの端部同士を互いに遊嵌させた抜け止め状態に保持するための第２の係合突起およびこの第２の係合突起と推進方向に係合する係合部をさらに有することを特徴とする。
【００１９】
すなわち、第１および第２のケーシングの接続を分離するために立坑内の推進機を操作して第１のケーシングを後方に牽引したときに、第１のケーシングが第２のケーシングから推進方向後方に大きく離間すると、周囲の地盤の土砂が第１および第２のケーシングの内部に入り込むおそれがある。
このとき、接続手段に第２の係合突起および第２の係合溝を追加しておくと、第１のケーシングを推進方向後方に大きく移動させたときに両者が互いに係合するため、第１および第２のケーシングの推進方向の分離を回避することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載した手段は、請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、前記係合溝が、前記係合突起を推進方向に受け入れる第１の推進方向有底溝と、この第１の推進方向有底溝の底部から延在して前記前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、この第１の回転方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を推進方向に受け入れる第２の推進方向有底溝とを具備していることを特徴とする。
【００２１】
すなわち、第１〜第３のケーシングを第１および第２の接続手段で相互に接続した構造の掘削装置においては、立坑に設けた推進機を操作して第１のケーシングを回転駆動しあるいは推進／牽引することにより、第１および第２のケーシングの間に設けた第１の接続手段による接続を解除することができる。
しかしながら、第１および第２の接続手段の構造が同一であると、第１の接続手段による接続を解除するときに、第２および第３のケーシングの間に設けた第２の接続手段による接続を解除してしまうおそれがある。
このとき、請求項６に記載した接続手段は第１および第２の推進方向有底溝を有しており、請求項４または５に記載した接続手段とはその構造が異なっている。
これにより、第１〜第３のケーシングを第１および第２の接続手段で相互に接続した構造の掘削装置において、請求項６に記載した接続手段を第１の接続手段として、請求項４または５に記載した接続手段を第２の接続手段として好適に用いることができる。
【００２２】
また、上記の課題を解決する請求項７に記載した掘削工法は、請求項１乃至６のいずれかに記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置を用いて地盤を掘削する工法であって、
地盤中に推進した前記複数のケーシングを再び回転させる起動時には、前記接続手段による前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除し、前記推進機によって前記第１のケーシングのみを回転駆動するとともに、前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記接続手段により前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機によって前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動する。
【００２３】
なお、第１〜第３のケーシングを第１および第２の接続手段で係脱自在に接続した構造の掘削装置を用いて地盤を掘削する場合にも、請求項７に記載した掘削工法を適用できることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、地中に推進して長時間放置した複数のケーシングを再び回転させて起動するために必要な回転駆動トルクを低減することができるから、立坑内に設置する推進機の大型化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の掘削装置の構造を示す全体側面断面図。
【図２】図１中に示した接続手段の構造を示す断面図。
【図３】第１実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図４】第１実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図５】第２実施形態の掘削装置の構造を示す要部断面図。
【図６】第２実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図７】第２実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図８】第３実施形態の掘削装置の構造を示す要部断面図。
【図９】第３実施形態の掘削装置の作動を示す断面図。
【図１０】第４実施形態の掘削装置の構造を示す要部断面図。
【図１１】第４実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図１２】第４実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図１３】第４実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図１４】第４実施形態の掘削装置の変形例を示す断面図。
【図１５】従来の掘削装置の構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図１乃至図１４を参照し、本発明のケーシング回転推進型掘削装置およびそれを用いた掘削工法の各実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては同一の部分に同一の参照符号を用いて重複した説明を省略する。
【００２７】
第１実施形態
まず最初に図１〜図４を参照し、第１実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００２８】
図１に示した第１実施形態の掘削装置１００は、既設埋設管１を撤去するべく地表面Ｇに掘設した立坑２の内部に推進機３を設置するとともに、この推進機３によって第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび先導管５を同軸にかつ直列に接続して一体に回転させながら地盤中に推進する構造となっている。
このとき、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂが第１の接続手段１０Ａによって係脱自在に接続されるとともに、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃが第２の接続手段１０Ｂによって係脱自在に接続されている。
なお、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、単一のケーシングには限定されず、それぞれ複数のケーシングを接続したものとすることができる。
また、第１および第２の接続手段１０Ａ，１０Ｂの構造は同一である。
【００２９】
図２に示したように、第１の接続手段１０Ａは、第１のケーシング１０Ａの推進方向前端に同軸に固定された第１の環状継手１１と、第２のケーシング１０Ｂの推進方向後端に同軸に固定されて第１の環状継手１１に内嵌する第２の環状継手１２と、これらの環状継手１１，１２の間に介装されて推進機３による回転駆動力および推進力を伝達する複数の伝達部材１３とを有している。
そして、これらの伝達部材１３は、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂ内に入り込んだ作業員が、手動作業によって第１および第２の環状継手１１，１２に着脱する構造となっている。
【００３０】
ところで、本第１実施形態の掘削装置１００を用いて地盤を掘削しつつ、地盤中に推進した第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび先導管５を、掘削作業の中断等により長時間放置すると、土圧による締め付けが次第に大きくなる。
これにより、掘削作業の再開に伴って第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび先導管５を一体に回転させる起動時に、推進機３は極めて大きな回転駆動力（３Ｔと表す）を発生させなければならない。
【００３１】
このとき、本第１実施形態の掘削装置１００においては、図３（ａ）に示したように、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃに入り込んだ作業員が第１および第２の接続手段１０Ａ，１０Ｂの複数の伝達部材１３の全てを取り外し、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂ間の接続を解除するとともに、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃ間の接続を解除する。
【００３２】
これにより、掘削作業を再開するときには、図３（ａ）に示したように、立坑２内の推進機３を用いて第１のケーシング４Ａのみを回転駆動することができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを地盤から縁切りして回転させる起動に必要な回転駆動トルクは概ねＴとなる。
また、第１のケーシング４Ａの起動によって第１のケーシング４Ａと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシング４Ａを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは概ね０．５Ｔとなる。
【００３３】
次いで、図３（ｂ）に示したように、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂに入り込んだ作業員が第１の接続手段１０Ａの伝達部材１３を装着し、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続する。
これにより、立坑２内の推進機３を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔであり、第２のケーシング４Ｂを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
【００３４】
その後、図４に示したように、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃに入り込んだ作業員が第２の接続手段１０Ｂの伝達部材１３を装着し、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを接続する。
これにより、立坑２内の推進機３を用いて、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを再び起動させるために必要な回転駆動トルクがそれぞれ概ね０．５Ｔであり、第３のケーシング４Ｃを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
【００３５】
すなわち、本第１実施形態の掘削装置１００およびそれを用いた掘削工法によれば、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを地盤中に推進して長時間放置した後においても、再び回転させて起動させるために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
これにより、立坑２内の推進機３は、従来装置の場合に必要となる回転駆動トルク３Ｔに比較して概ね２／３の大きさの回転駆動トルクを発生すれば良いことになるから、その大型化を防止することができる。
【００３６】
第２実施形態
次に図５〜図７を参照し、第２実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００３７】
上述した第１実施形態の掘削装置１００における第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、その内径が８００ミリメートル以上であって、その内部に作業員が入り込むことができる寸法のものであった。これに対して、本第２実施形態の掘削装置２００における第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂは、その内径が小さく、その内部に作業員が入り込むことができない。そこで、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続するために構造の異なる接続手段２０を用いる。
【００３８】
この接続手段２０は、図５に示したように、第２のケーシング４Ｂの推進方向後端に同軸に固定された環状部材２１と、第１のケーシング４Ａの推進方向前端部分の内周面に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合突起２２とを有している。
また、環状部材２１に設けられた複数のＬ字形の係合溝２３は、各係合突起２２を推進方向に受け入れる推進方向有底溝２３ａと、この推進方向有底溝２３ａの底部から延在して係合突起２３を回転方向に受け入れる回転方向有底溝２３ｂとを具備している。
【００３９】
この接続手段２０を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続するときは、図５（ａ）に示したように第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂに向けて前方に推進し、各係合突起２２を各推進方向有底溝２３ａに挿入してその底部に当接させた後、図５（ｂ）に示したように第１のケーシング４Ａを正方向に回転駆動して各係合突起２２を各回転方向有底溝２３ｂで移動させてその底部２３ｃに当接させる。 これにより、図６（ａ）に示したように、各係合突起２２と各係合溝２３との係合により、第１のケーシング４Ａを前方に推進する推進力および正方向に回転させる回転駆動力を、第２のケーシング４Ｂに伝達することができる。
【００４０】
一方、第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂから分離するときには、図６（ｂ）に示したように、第１のケーシング４Ａを逆方向に回転駆動することにより各係合突起２２を各回転方向有底溝２３ｂ内で移動させて各推進方向有底溝２３ａの底部に到達させる。
次いで、図７（ａ）に示したように、第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引すると、各係合突起２２は各推進方向有底溝２３ａの外側に抜け出すから、第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂから分離して自由に相対回転させることができる状態となる。
【００４１】
したがって、本第２実施形態の掘削装置２００を用いて地盤を掘削しつつ、地盤中に推進した第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂおよび先導管５を、掘削作業の中断等により長時間放置することが予想される場合には、図７（ｂ）に示したように、接続手段２０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除し、第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂから分離して自由に相対回転させることができる状態としておく。
【００４２】
これにより、掘削作業の再開に伴って第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを回転させる起動時には、図７（ｂ）に示したように、立坑２内の推進機３を用いて第１のケーシング４Ａのみを回転駆動する。
このとき、第１のケーシング４Ａを地盤から縁切りして回転させる起動に必要な回転駆動トルクは概ねＴとなる。また、第１のケーシング４Ａの起動によって第１のケーシング４Ａと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシング４Ａを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは概ね０．５Ｔとなる。
【００４３】
次いで、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した手順で第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂに接続すると、立坑２内の推進機３を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔであり、第２のケーシング４Ｂを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
【００４４】
すなわち、本第２実施形態の掘削装置２００およびそれを用いた掘削工法によれば、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを地盤中に推進して長時間放置した後においても、再び起動させるために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
これにより、立坑２内の推進機３は、従来装置の場合に必要となる回転駆動トルク２Ｔに比較して概ね３／４の大きさの回転駆動トルクを発生すれば良いことになるから、その大型化を防止することができる。
【００４５】
第３実施形態
次に図８および図９を参照し、第３実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。なお、本第３実施形態の掘削装置３００は、上述した第２実施形態の掘削装置２００における接続手段２０を接続手段３０に置き換えたものである。
【００４６】
接続手段３０は、図８に示したように、第１のケーシング４Ａの推進方向前端の内周面に環状の固定部材３１を用いて同軸に固定されて第２の管状部材４Ｂの側に突出する筒状部材３２と、この筒状部材３２の外周面のうち第１のケーシング４Ａの側に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の第１の係合突起３３と、筒状部材３２の外周面のうち第２のケーシング４Ｂの側に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の第２の係合突起３４と、第２のケーシング４Ｂに内嵌された環状部材３５とを有している。
【００４７】
そして、環状部材３５には、第２の係合突起３４を推進方向に挿通可能な挿通溝３６と、第１の係合突起３３を受け入れるＬ字形の係合溝３７とが設けられている。なお、Ｌ字形の係合溝３７は、第１の係合突起３３を推進方向に受け入れる推進方向有底溝３７ａと、この推進方向有底溝３７ａの底部から延在して第１の係合突起３３を回転方向に受け入れる回転方向有底溝３７ｂとを具備している。
【００４８】
この接続手段３０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除するときは、図９（ａ）に示したように第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂに対して逆方向に相対回転させることにより、第１の係合突起３３を回転方向有底溝３７ｂ内で移動させて推進方向有底溝３７ａの底部に到達させる。
次いで、図９（ｂ）に示したように、第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引することにより、第１の係合突起３３を推進方向有底溝３７ａの外側に取り出す。
【００４９】
このとき、第２の係合突起３４が環状部材３５の端面（係合部）に当接するので、第１のケーシング４Ａは第２のケーシング４Ｂに対して推進方向後方に大きく離間することができない。これにより、第１のケーシング４Ａと第２のケーシング４Ｂとが推進方向に分離し、周囲の地盤の土砂が第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの内部に入り込むことを防止できる。
【００５０】
第４実施形態
次に図１０〜図１３を参照し、第４実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００５１】
本第４実施形態の掘削装置４００は、図１に示した第１実施形態の掘削装置１００における第１の接続手段１０Ａを次述する接続手段４０に置き換えるとともに、第２の接続手段１０Ｂを前述した接続手段２０に置き換えたものである。
【００５２】
図１０に示した接続手段４０は、図５に示した接続手段２０における係合溝２３の形状を変更したものとなっている。
具体的に説明すると、この接続手段４０は、第２のケーシング４Ｂの推進方向後端に同軸に内嵌された環状部材４１と、第１のケーシング４Ａの推進方向前端部分の内周面に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合突起４２とを有している。
また、環状部材４１に設けられて回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合溝４３は、係合突起４２を推進方向に受け入れる第１の推進方向有底溝４３ａと、この第１の推進方向有底溝４３ａの底部から延在して係合突起４２を回転方向に受け入れる回転方向有底溝４３ｂと、この回転方向有底溝４３ｂの底部から延在して係合突起４２を推進方向に受け入れる第２の推進方向有底溝４３ｃとを具備している。
【００５３】
これにより、図１０（ａ）に示したように、接続手段４０の係合突起４２が、第２の推進方向有底溝４３ｃの底部にあるときには、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂは相対回転不能な状態にあるので、立坑２内の推進機３を操作することにより、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に逆方向に回転させることができる。
同様に、図１０（ｂ）に示したように、接続手段４０の係合突起４２が、回転方向有底溝４３ｂの底部にあるときにも、立坑２内の推進機３を操作することにより、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に逆方向に回転させることができる。
【００５４】
次に図１１〜図１３を参照し、本第４実施形態の掘削装置４００およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００５５】
図１１（ａ）に示したように、本第４実施形態の掘削装置４００においては、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂが第１の接続手段４０によって接続され、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃが第２の接続手段２０によって接続されている。
このとき、第１の接続手段４０における係合突起４２は第２の推進方向有底溝４３ｃの底部に位置しており、かつ第２の接続手段２０における係合突起２２は回転方向有底溝２３ｂの底部に位置している。
これにより、立坑２内の推進機３を用いて第１のケーシング４Ａを正方向に回転させると、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃもまた正方向に回転する。
【００５６】
一方、第１の接続手段４０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続と、第２の接続手段２０による第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃの接続とを解除するときには、図１１（ｂ）に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを逆方向に回転させる。
すると、第１の接続手段４０における係合突起４２が第２の推進方向有底溝４３ｃの底部に位置していることにより、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂが一体となって逆方向に回転するため、第２の接続手段２０における係合突起２２は回転方向有底溝２３ｂ内を移動して推進方向有底溝２３ａの底部に到達する。
【００５７】
次いで、図１２（ａ）に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引すると、第１の接続手段４０における係合突起４２が第２の推進方向有底溝４３ｃ内を移動して回転方向有底溝４３ｂの底部に到達し、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを推進方向後方に一体に牽引できる状態となる。
これにより、立坑２内の推進機３を操作して、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に推進方向後方に牽引すると、第２の接続手段２０における係合突起２２が推進方向有底溝２３ａ内を後方に移動して外側に抜け出すから、第２の接続手段２０による第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃの接続を解除することができる。
【００５８】
その後、図１２（ｂ）に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを逆方向にさらに回転させると、第１の接続手段４０における係合突起４２が回転方向有底溝４３ｂ内を移動し、第１の推進方向有底溝４３ａの底部に到達する。
これにより、図１３に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引すると、第１の接続手段４０における係合突起４２が第１の推進方向有底溝４３ａ内を移動して外側に抜け出すから、第１の接続手段４０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除することができる。
【００５９】
一方、これとは反対の操作を行うことにより、まず最初に第１の接続手段４０によって第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続し、次いで第２の接続手段２０によって第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを接続することができる。
【００６０】
したがって、本第４実施形態の掘削装置４００を用いて地盤を掘削しつつ、地盤中に推進した第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを掘削作業の中断等により長時間放置することが予想される場合には、図１３に示したように、第１の接続手段４０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除するとともに、第２の接続手段２０による第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃの接続を解除して、第１のケーシング４Ａを自由に回転させることができる状態としておく。
【００６１】
これにより、掘削作業の再開に伴って第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを回転させる起動時には、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａのみを回転駆動することができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを地盤から縁切りして回転させる起動に必要な回転駆動トルクは概ねＴとなる。
また、第１のケーシング４Ａの起動によって第１のケーシング４Ａと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシング４Ａを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは概ね０．５Ｔとなる。
【００６２】
次いで、第１の接続手段４０により第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続すると、立坑２内の推進機３を操作して第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔであり、第２のケーシング４Ｂを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
【００６３】
次いで、第２の接続手段２０により第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを接続すると、立坑２内の推進機３を操作して第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔ、第２のケーシング４Ｂを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔ、さらに第３のケーシング４Ｃを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
【００６４】
すなわち、本第４実施形態の掘削装置４００およびそれを用いた掘削工法によれば、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを地盤中に推進して長時間放置した後においても、再び回転させて起動させるために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
これにより、立坑２内の推進機３は、従来装置の場合に必要となる回転駆動トルク３Ｔに比較して概ね２／３の大きさの回転駆動トルクを発生すれば良いことになるから、その大型化を防止することができる。
【００６５】
第５実施形態
次に図１４を参照し、第５実施形態の掘削装置について説明する。
【００６６】
本第５実施形態の掘削装置５００は、上述した第４実施形態の掘削装置４００における第２の接続手段２０を第３実施形態の掘削装置３００における接続手段３０に置き換えたものである。
これにより、第２のケーシング４Ｂが第３のケーシング４Ｃに対して推進方向後方に離間することがないから、立坑２内の推進機３を操作して第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを再び接続する作業を容易に行うことができる。
【００６７】
以上、本発明に係るケーシング回転推進型掘削装置およびそれを用いた掘削工法の各実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した各実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した第２実施形態の掘削装置２００においては、係合突起２２を第１のケーシング４Ａに設けるとともに筒状部材２１を第２のケーシング４Ｂに設けているが、これとは逆に、係合突起２２を第２のケーシング４Ｂに設けるとともに環状部材２１を第１のケーシング４Ａに設けることもできる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 既設埋設管
２ 立坑
３ 推進機
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ ケーシング
５ 先導管
１０ 接続手段
１１，１２ 環状継手
１３ 伝達部材
２０ 接続手段
２１ 環状部材
２２ 係合突起
２３ 係合溝
３０ 接続手段
３１ 固定部材
３２ 筒状部材
３３ 第１の係合突起
３４ 第２の係合突起
３５ 環状部材
３６ 挿通溝
３７ 係合溝
４０ 接続手段
４１ 環状部材
４２ 係合突起
４３ 係合溝
１００ 第１実施形態の掘削装置
２００ 第２実施形態の掘削装置
３００ 第３実施形態の掘削装置
４００ 第４実施形態の掘削装置
５００ 第５実施形態の掘削装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続しつつ一体に回転させながら推進して地盤を掘削する装置およびそれを用いた掘削工法に関し、より詳しくは、地盤中に推進されて静止しているケーシングを再び回転させる起動時に必要な回転駆動トルクを小さくする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道等を含む各種用途に供される地中埋設管は、経年変化によって老朽化が進めため、新しい埋設管に交換したり撤去して地盤を埋め戻したりする必要がある。
【０００３】
このとき、図１５に示した従来の掘削装置においては、既設埋設管１を撤去するべく地表面Ｇに掘設した立坑２の内部に推進機３を設置するとともに、この推進機３によって複数のケーシング４および先導管５を同軸にかつ直列に接続して一体に回転させながら地盤中に推進する。これにより、先導管５の先端に設けられているカッタ５ａが既設埋設管１の周囲の地盤を掘削するとともに、掘削に伴って発生した土砂は先導管５およびケーシング４の内周面に設けられている螺旋状の羽根５ａ，４ｂによって立坑２の側に移送される。したがって、既設埋設管１を立坑２の側に順次撤去した後に地盤を埋め戻し、あるいは新しい埋設管を順次推進して埋設することができる（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、掘削作業の中断等により、地盤中に推進した先導管５およびケーシング４を長時間静止させたまま放置すると、土圧による締め付けが次第に進む。これにより、掘削作業の再開に伴って先導管５およびケーシング４を再び回転させる起動時には大きな回転駆動力が必要となる。ところが、先導管５およびケーシング４を起動させて地盤との縁切りが完了した後には、先導管５およびケーシング４の回転を維持するために必要な回転駆動トルクおよび短時間停止後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは小さくて済む。したがって、先導管５およびケーシング４を長時間静止させて放置した後における起動に備えて、回転駆動トルクの大きい大型の推進機３を立坑２に設置しなければならず、費用がかさむ原因となっていた。
【０００５】
そこで本願の発明者は、先導管５およびケーシング４を再び回転させる起動時に必要な回転駆動トルクを補助する装置を開発し、先に出願している（下記特許文献２を参照）。この装置は、立坑２の内部においてケーシング４の後端にワイヤドラムを同軸に固定するとともに、このワイヤドラムに巻き付けたワイヤロープを移動式クレーンによって引き上げるものである。これにより、推進機３の回転駆動トルクに加えて、ワイヤドラムに作用する回転トルクを用いることができるから、推進機３の大型化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５６２８３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３８４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載されている装置においては、先導管５およびケーシング４を再び回転させる起動時に、ケーシング４の後端にワイヤドラムを着脱する必要があるばかりでなく、移動式クレーンを準備する必要があり、一連の作業が煩雑なものとなっている。
【０００８】
そこで本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、地中に推進されて長時間にわたって放置された複数のケーシングを再び回転させるために必要な起動トルクを低減することにより、立坑内に設置する推進機の大型化を防止することができる新規なケーシング回転推進型掘削装置およびそれを用いた掘削工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための請求項１に記載した手段は、
地表面に掘設した立坑内から複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続しつつ一体に回転させて推進しながら地盤を掘削する装置であって、
前記ケーシングを回転駆動しつつ地盤中に推進するべく前記立坑内に設置された推進機と、
地盤中に推進した前記複数のケーシングのうち、前記推進機の側に位置する第１のケーシングと推進方向前方に位置する第２のケーシングとを係脱自在に接続する接続手段と、を備え、
前記接続手段は、
地盤中に推進された前記複数のケーシングを再び回転させる起動時に、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除して、前記推進機が前記第１のケーシングのみを回転駆動するようにし、
かつ前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機が前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記第１および第２のケーシングは、それぞれ単一のケーシングには限定されず、それぞれ複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続したものとすることができる。
【００１１】
すなわち、地盤中に推進した第１および第２のケーシングを掘削作業の中断等によって長時間放置すると、土圧による締め付けが大きくなるため、掘削作業の再開に伴って第１および第２のケーシングを一体に回転させる起動時には、極めて大きな回転駆動力が必要となる。
そこで、本発明の掘削装置においては、地盤中に推進した第１および第２のケーシングを長時間にわたって放置することが予想される場合に、接続手段による接続を解除して第１および第２のケーシングを分離しておく。
そして、掘削作業の再開に伴って第１および第２のケーシングを再び回転させる起動時には、まず最初に第１のケーシングのみを回転駆動して起動させることにより第１のケーシングと地盤との縁切りを行う。
次いで、接続手段を用いて第１および第２のケーシングを相互に接続した後、第１および第２のケーシングを一体に回転駆動して第２のケーシングと地盤との縁切りを行う。
【００１２】
このとき、地盤中に推進した第１および第２のケーシングを長時間放置した後、一体に回転駆動して起動させるために必要な回転駆動力を２Ｔとする。
すると、第１および第２のケーシングの全長が等しい場合には、第１のケーシングのみを起動させるために必要な回転駆動力は半減（概ねＴ）することになる。
また、第１のケーシングの起動によって第１のケーシングと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシングを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは小さくて済む（概ね０．５Ｔ）。
これにより、第１のケーシングだけを起動させて地盤との縁切りを行った後、第１のケーシングの回転を停止させ、接続手段を用いて第１および第２のケーシングを一体に接続し、第１および第２のケーシングを一体に回転駆動して起動させるために必要な回転駆動力は、第２のケーシングと地盤との縁切りに必要な回転駆動力（概ねＴ）と第１のケーシングを再起動するために必要な回転駆動トルク（概ね０．５Ｔ）との合計（概ね１．５Ｔ）となる。
したがって、第１および第２のケーシングを最初から一体に回転駆動して起動させる場合に必要となる回転駆動力（２Ｔ）に比較して、大幅に低い回転駆動トルク（概ね１．５Ｔ）で第１および第２のケーシングを起動させることができるから、立坑内に配置する推進機の大型化を防止することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載した手段は、請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１のケーシングに同軸に固定される第１の環状継手と、前記第２のケーシングに同軸に固定されて前記第１の環状継手と同軸に嵌合する第２の環状継手と、前記第１および第２の環状継手の間に介装されて前記第１および第２の環状継手の間で回転駆動力および推進力を伝達する複数の伝達部材とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載した手段は、請求項２に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記複数の伝達部材は、前記第１および第２のケーシング内に入り込んだ作業員が手動作業によって第１および第２の環状継手に着脱されることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、第１および第２のケーシングを再び回転させる起動時には、作業員が手動作業によって複数の伝達部材を抜き取ることにより、第１のケーシングと第２のケーシングとの接続を解除することができる。
したがって、まず最初に第１のケーシングのみを回転駆動して起動させる。
そして、第１のケーシングを静止させ、作業員が手動作業によって複数の伝達部材を取り付けることにより、第１および第２のケーシングを接続する。
その後、第１および第２のケーシングを一体に回転駆動することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載した手段は、請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、前記係合溝が、前記係合突起を推進方向に受け入れる推進方向有底溝と、この推進方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、第１および第２のケーシングを接続するときには、第１のケーシングを第２のケーシングに向けて前方に推進することにより係合突起を推進方向有底溝に挿入してその底部に当接させた後、第１のケーシングを正方向に回転駆動して係合突起を回転方向有底溝内に挿入してその底部に当接させる。
これにより、係合突起と係合溝との係合によって、第１のケーシングを前方に推進する推進力および正方向に回転させる回転駆動力を第２のケーシングに伝達することができる。
一方、第１のケーシングを第２のケーシングから分離するときには、第１のケーシングを逆方向に回転駆動することにより係合突起を回転方向有底溝内で移動させて推進方向有底溝の底部に到達させる。次いで、第１のケーシングを後方に牽引すると、係合突起は推進方向有底溝の外側に抜け出すから、第１のケーシングを第２のケーシングから分離して自由に相対回転できる状態とすることができる。
【００１８】
また、請求項５に記載した手段は、請求項４に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１および第２のケーシングの端部同士を互いに遊嵌させた抜け止め状態に保持するための第２の係合突起およびこの第２の係合突起と推進方向に係合する係合部をさらに有することを特徴とする。
【００１９】
すなわち、第１および第２のケーシングの接続を分離するために立坑内の推進機を操作して第１のケーシングを後方に牽引したときに、第１のケーシングが第２のケーシングから推進方向後方に大きく離間すると、周囲の地盤の土砂が第１および第２のケーシングの内部に入り込むおそれがある。
このとき、接続手段に第２の係合突起および第２の係合溝を追加しておくと、第１のケーシングを推進方向後方に大きく移動させたときに両者が互いに係合するため、第１および第２のケーシングの推進方向の分離を回避することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載した手段は、請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置において、前記接続手段が、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、前記係合溝が、前記係合突起を推進方向に受け入れる第１の推進方向有底溝と、この第１の推進方向有底溝の底部から延在して前記前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、この第１の回転方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を推進方向に受け入れる第２の推進方向有底溝とを具備していることを特徴とする。
【００２１】
すなわち、第１〜第３のケーシングを第１および第２の接続手段で相互に接続した構造の掘削装置においては、立坑に設けた推進機を操作して第１のケーシングを回転駆動しあるいは推進／牽引することにより、第１および第２のケーシングの間に設けた第１の接続手段による接続を解除することができる。
しかしながら、第１および第２の接続手段の構造が同一であると、第１の接続手段による接続を解除するときに、第２および第３のケーシングの間に設けた第２の接続手段による接続を解除してしまうおそれがある。
このとき、請求項６に記載した接続手段は第１および第２の推進方向有底溝を有しており、請求項４または５に記載した接続手段とはその構造が異なっている。
これにより、第１〜第３のケーシングを第１および第２の接続手段で相互に接続した構造の掘削装置において、請求項６に記載した接続手段を第１の接続手段として、請求項４または５に記載した接続手段を第２の接続手段として好適に用いることができる。
【００２２】
また、上記の課題を解決する請求項７に記載した掘削工法は、請求項１乃至６のいずれかに記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置を用いて地盤を掘削する工法であって、
地盤中に推進した前記複数のケーシングを再び回転させる起動時には、前記接続手段による前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除し、前記推進機によって前記第１のケーシングのみを回転駆動するとともに、前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記接続手段により前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機によって前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動する。
【００２３】
なお、第１〜第３のケーシングを第１および第２の接続手段で係脱自在に接続した構造の掘削装置を用いて地盤を掘削する場合にも、請求項７に記載した掘削工法を適用できることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、地中に推進して長時間放置した複数のケーシングを再び回転させて起動するために必要な回転駆動トルクを低減することができるから、立坑内に設置する推進機の大型化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の掘削装置の構造を示す全体側面断面図。
【図２】図１中に示した接続手段の構造を示す断面図。
【図３】第１実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図４】第１実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図５】第２実施形態の掘削装置の構造を示す要部断面図。
【図６】第２実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図７】第２実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図８】第３実施形態の掘削装置の構造を示す要部断面図。
【図９】第３実施形態の掘削装置の作動を示す断面図。
【図１０】第４実施形態の掘削装置の構造を示す要部断面図。
【図１１】第４実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図１２】第４実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図１３】第４実施形態の掘削装置の作動を説明する断面図。
【図１４】第４実施形態の掘削装置の変形例を示す断面図。
【図１５】従来の掘削装置の構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図１乃至図１４を参照し、本発明のケーシング回転推進型掘削装置およびそれを用いた掘削工法の各実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明においては同一の部分に同一の参照符号を用いて重複した説明を省略する。
【００２７】
第１実施形態
まず最初に図１〜図４を参照し、第１実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００２８】
図１に示した第１実施形態の掘削装置１００は、既設埋設管１を撤去するべく地表面Ｇに掘設した立坑２の内部に推進機３を設置するとともに、この推進機３によって第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび先導管５を同軸にかつ直列に接続して一体に回転させながら地盤中に推進する構造となっている。
このとき、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂが第１の接続手段１０Ａによって係脱自在に接続されるとともに、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃが第２の接続手段１０Ｂによって係脱自在に接続されている。
なお、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、単一のケーシングには限定されず、それぞれ複数のケーシングを接続したものとすることができる。
また、第１および第２の接続手段１０Ａ，１０Ｂの構造は同一である。
【００２９】
図２に示したように、第１の接続手段１０Ａは、第１のケーシング１０Ａの推進方向前端に同軸に固定された第１の環状継手１１と、第２のケーシング１０Ｂの推進方向後端に同軸に固定されて第１の環状継手１１に内嵌する第２の環状継手１２と、これらの環状継手１１，１２の間に介装されて推進機３による回転駆動力および推進力を伝達する複数の伝達部材１３とを有している。
そして、これらの伝達部材１３は、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂ内に入り込んだ作業員が、手動作業によって第１および第２の環状継手１１，１２に着脱する構造となっている。
【００３０】
ところで、本第１実施形態の掘削装置１００を用いて地盤を掘削しつつ、地盤中に推進した第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび先導管５を、掘削作業の中断等により長時間放置すると、土圧による締め付けが次第に大きくなる。
これにより、掘削作業の再開に伴って第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび先導管５を一体に回転させる起動時に、推進機３は極めて大きな回転駆動力（３Ｔと表す）を発生させなければならない。
【００３１】
このとき、本第１実施形態の掘削装置１００においては、図３（ａ）に示したように、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃに入り込んだ作業員が第１および第２の接続手段１０Ａ，１０Ｂの複数の伝達部材１３の全てを取り外し、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂ間の接続を解除するとともに、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃ間の接続を解除する。
【００３２】
これにより、掘削作業を再開するときには、図３（ａ）に示したように、立坑２内の推進機３を用いて第１のケーシング４Ａのみを回転駆動することができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを地盤から縁切りして回転させる起動に必要な回転駆動トルクは概ねＴとなる。
また、第１のケーシング４Ａの起動によって第１のケーシング４Ａと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシング４Ａを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは概ね０．５Ｔとなる。
【００３３】
次いで、図３（ｂ）に示したように、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂに入り込んだ作業員が第１の接続手段１０Ａの伝達部材１３を装着し、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続する。
これにより、立坑２内の推進機３を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔであり、第２のケーシング４Ｂを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
【００３４】
その後、図４に示したように、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃに入り込んだ作業員が第２の接続手段１０Ｂの伝達部材１３を装着し、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを接続する。
これにより、立坑２内の推進機３を用いて、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを再び起動させるために必要な回転駆動トルクがそれぞれ概ね０．５Ｔであり、第３のケーシング４Ｃを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
【００３５】
すなわち、本第１実施形態の掘削装置１００およびそれを用いた掘削工法によれば、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを地盤中に推進して長時間放置した後においても、再び回転させて起動させるために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
これにより、立坑２内の推進機３は、従来装置の場合に必要となる回転駆動トルク３Ｔに比較して概ね２／３の大きさの回転駆動トルクを発生すれば良いことになるから、その大型化を防止することができる。
【００３６】
第２実施形態
次に図５〜図７を参照し、第２実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００３７】
上述した第１実施形態の掘削装置１００における第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、その内径が８００ミリメートル以上であって、その内部に作業員が入り込むことができる寸法のものであった。これに対して、本第２実施形態の掘削装置２００における第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂは、その内径が小さく、その内部に作業員が入り込むことができない。そこで、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続するために構造の異なる接続手段２０を用いる。
【００３８】
この接続手段２０は、図５に示したように、第２のケーシング４Ｂの推進方向後端に同軸に固定された環状部材２１と、第１のケーシング４Ａの推進方向前端部分の内周面に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合突起２２とを有している。
また、環状部材２１に設けられた複数のＬ字形の係合溝２３は、各係合突起２２を推進方向に受け入れる推進方向有底溝２３ａと、この推進方向有底溝２３ａの底部から延在して係合突起２３を回転方向に受け入れる回転方向有底溝２３ｂとを具備している。
【００３９】
この接続手段２０を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続するときは、図５（ａ）に示したように第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂに向けて前方に推進し、各係合突起２２を各推進方向有底溝２３ａに挿入してその底部に当接させた後、図５（ｂ）に示したように第１のケーシング４Ａを正方向に回転駆動して各係合突起２２を各回転方向有底溝２３ｂで移動させてその底部２３ｃに当接させる。 これにより、図６（ａ）に示したように、各係合突起２２と各係合溝２３との係合により、第１のケーシング４Ａを前方に推進する推進力および正方向に回転させる回転駆動力を、第２のケーシング４Ｂに伝達することができる。
【００４０】
一方、第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂから分離するときには、図６（ｂ）に示したように、第１のケーシング４Ａを逆方向に回転駆動することにより各係合突起２２を各回転方向有底溝２３ｂ内で移動させて各推進方向有底溝２３ａの底部に到達させる。
次いで、図７（ａ）に示したように、第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引すると、各係合突起２２は各推進方向有底溝２３ａの外側に抜け出すから、第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂから分離して自由に相対回転させることができる状態となる。
【００４１】
したがって、本第２実施形態の掘削装置２００を用いて地盤を掘削しつつ、地盤中に推進した第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂおよび先導管５を、掘削作業の中断等により長時間放置することが予想される場合には、図７（ｂ）に示したように、接続手段２０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除し、第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂから分離して自由に相対回転させることができる状態としておく。
【００４２】
これにより、掘削作業の再開に伴って第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを回転させる起動時には、図７（ｂ）に示したように、立坑２内の推進機３を用いて第１のケーシング４Ａのみを回転駆動する。
このとき、第１のケーシング４Ａを地盤から縁切りして回転させる起動に必要な回転駆動トルクは概ねＴとなる。また、第１のケーシング４Ａの起動によって第１のケーシング４Ａと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシング４Ａを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは概ね０．５Ｔとなる。
【００４３】
次いで、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した手順で第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂに接続すると、立坑２内の推進機３を用いて第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔであり、第２のケーシング４Ｂを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
【００４４】
すなわち、本第２実施形態の掘削装置２００およびそれを用いた掘削工法によれば、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを地盤中に推進して長時間放置した後においても、再び起動させるために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
これにより、立坑２内の推進機３は、従来装置の場合に必要となる回転駆動トルク２Ｔに比較して概ね３／４の大きさの回転駆動トルクを発生すれば良いことになるから、その大型化を防止することができる。
【００４５】
第３実施形態
次に図８および図９を参照し、第３実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。なお、本第３実施形態の掘削装置３００は、上述した第２実施形態の掘削装置２００における接続手段２０を接続手段３０に置き換えたものである。
【００４６】
接続手段３０は、図８に示したように、第１のケーシング４Ａの推進方向前端の内周面に環状の固定部材３１を用いて同軸に固定されて第２の管状部材４Ｂの側に突出する筒状部材３２と、この筒状部材３２の外周面のうち第１のケーシング４Ａの側に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の第１の係合突起３３と、筒状部材３２の外周面のうち第２のケーシング４Ｂの側に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の第２の係合突起３４と、第２のケーシング４Ｂに内嵌された環状部材３５とを有している。
【００４７】
そして、環状部材３５には、第２の係合突起３４を推進方向に挿通可能な挿通溝３６と、第１の係合突起３３を受け入れるＬ字形の係合溝３７とが設けられている。なお、Ｌ字形の係合溝３７は、第１の係合突起３３を推進方向に受け入れる推進方向有底溝３７ａと、この推進方向有底溝３７ａの底部から延在して第１の係合突起３３を回転方向に受け入れる回転方向有底溝３７ｂとを具備している。
【００４８】
この接続手段３０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除するときは、図９（ａ）に示したように第１のケーシング４Ａを第２のケーシング４Ｂに対して逆方向に相対回転させることにより、第１の係合突起３３を回転方向有底溝３７ｂ内で移動させて推進方向有底溝３７ａの底部に到達させる。
次いで、図９（ｂ）に示したように、第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引することにより、第１の係合突起３３を推進方向有底溝３７ａの外側に取り出す。
【００４９】
このとき、第２の係合突起３４が環状部材３５の端面（係合部）に当接するので、第１のケーシング４Ａは第２のケーシング４Ｂに対して推進方向後方に大きく離間することができない。これにより、第１のケーシング４Ａと第２のケーシング４Ｂとが推進方向に分離し、周囲の地盤の土砂が第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの内部に入り込むことを防止できる。
【００５０】
第４実施形態
次に図１０〜図１３を参照し、第４実施形態の掘削装置およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００５１】
本第４実施形態の掘削装置４００は、図１に示した第１実施形態の掘削装置１００における第１の接続手段１０Ａを次述する接続手段４０に置き換えるとともに、第２の接続手段１０Ｂを前述した接続手段２０に置き換えたものである。
【００５２】
図１０に示した接続手段４０は、図５に示した接続手段２０における係合溝２３の形状を変更したものとなっている。
具体的に説明すると、この接続手段４０は、第２のケーシング４Ｂの推進方向後端に同軸に内嵌された環状部材４１と、第１のケーシング４Ａの推進方向前端部分の内周面に突設されて回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合突起４２とを有している。
また、環状部材４１に設けられて回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合溝４３は、係合突起４２を推進方向に受け入れる第１の推進方向有底溝４３ａと、この第１の推進方向有底溝４３ａの底部から延在して係合突起４２を回転方向に受け入れる回転方向有底溝４３ｂと、この回転方向有底溝４３ｂの底部から延在して係合突起４２を推進方向に受け入れる第２の推進方向有底溝４３ｃとを具備している。
【００５３】
これにより、図１０（ａ）に示したように、接続手段４０の係合突起４２が、第２の推進方向有底溝４３ｃの底部にあるときには、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂは相対回転不能な状態にあるので、立坑２内の推進機３を操作することにより、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に逆方向に回転させることができる。
同様に、図１０（ｂ）に示したように、接続手段４０の係合突起４２が、回転方向有底溝４３ｂの底部にあるときにも、立坑２内の推進機３を操作することにより、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に逆方向に回転させることができる。
【００５４】
次に図１１〜図１３を参照し、本第４実施形態の掘削装置４００およびそれを用いた掘削工法について説明する。
【００５５】
図１１（ａ）に示したように、本第４実施形態の掘削装置４００においては、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂが第１の接続手段４０によって接続され、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃが第２の接続手段２０によって接続されている。
このとき、第１の接続手段４０における係合突起４２は第２の推進方向有底溝４３ｃの底部に位置しており、かつ第２の接続手段２０における係合突起２２は回転方向有底溝２３ｂの底部に位置している。
これにより、立坑２内の推進機３を用いて第１のケーシング４Ａを正方向に回転させると、第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃもまた正方向に回転する。
【００５６】
一方、第１の接続手段４０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続と、第２の接続手段２０による第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃの接続とを解除するときには、図１１（ｂ）に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを逆方向に回転させる。
すると、第１の接続手段４０における係合突起４２が第２の推進方向有底溝４３ｃの底部に位置していることにより、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂが一体となって逆方向に回転するため、第２の接続手段２０における係合突起２２は回転方向有底溝２３ｂ内を移動して推進方向有底溝２３ａの底部に到達する。
【００５７】
次いで、図１２（ａ）に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引すると、第１の接続手段４０における係合突起４２が第２の推進方向有底溝４３ｃ内を移動して回転方向有底溝４３ｂの底部に到達し、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを推進方向後方に一体に牽引できる状態となる。
これにより、立坑２内の推進機３を操作して、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に推進方向後方に牽引すると、第２の接続手段２０における係合突起２２が推進方向有底溝２３ａ内を後方に移動して外側に抜け出すから、第２の接続手段２０による第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃの接続を解除することができる。
【００５８】
その後、図１２（ｂ）に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを逆方向にさらに回転させると、第１の接続手段４０における係合突起４２が回転方向有底溝４３ｂ内を移動し、第１の推進方向有底溝４３ａの底部に到達する。
これにより、図１３に示したように、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａを推進方向後方に牽引すると、第１の接続手段４０における係合突起４２が第１の推進方向有底溝４３ａ内を移動して外側に抜け出すから、第１の接続手段４０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除することができる。
【００５９】
一方、これとは反対の操作を行うことにより、まず最初に第１の接続手段４０によって第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続し、次いで第２の接続手段２０によって第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを接続することができる。
【００６０】
したがって、本第４実施形態の掘削装置４００を用いて地盤を掘削しつつ、地盤中に推進した第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを掘削作業の中断等により長時間放置することが予想される場合には、図１３に示したように、第１の接続手段４０による第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂの接続を解除するとともに、第２の接続手段２０による第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃの接続を解除して、第１のケーシング４Ａを自由に回転させることができる状態としておく。
【００６１】
これにより、掘削作業の再開に伴って第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを回転させる起動時には、立坑２内の推進機３を操作して第１のケーシング４Ａのみを回転駆動することができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを地盤から縁切りして回転させる起動に必要な回転駆動トルクは概ねＴとなる。
また、第１のケーシング４Ａの起動によって第１のケーシング４Ａと地盤との縁切りが完了すると、第１のケーシング４Ａを短時間停止させた後に再び起動させる際に必要な回転駆動トルクは概ね０．５Ｔとなる。
【００６２】
次いで、第１の接続手段４０により第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを接続すると、立坑２内の推進機３を操作して第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔであり、第２のケーシング４Ｂを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１および第２のケーシング４Ａ，４Ｂを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね１．５Ｔとなる。
【００６３】
次いで、第２の接続手段２０により第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを接続すると、立坑２内の推進機３を操作して第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動させることができる。
このとき、第１のケーシング４Ａを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔ、第２のケーシング４Ｂを再び起動させるために必要な回転駆動トルクが概ね０．５Ｔ、さらに第３のケーシング４Ｃを地盤から縁切りして起動するために必要な回転駆動トルクは概ねＴであるから、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを一体に回転駆動して起動するために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
【００６４】
すなわち、本第４実施形態の掘削装置４００およびそれを用いた掘削工法によれば、第１〜第３のケーシング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを地盤中に推進して長時間放置した後においても、再び回転させて起動させるために必要な回転駆動トルクは概ね２Ｔとなる。
これにより、立坑２内の推進機３は、従来装置の場合に必要となる回転駆動トルク３Ｔに比較して概ね２／３の大きさの回転駆動トルクを発生すれば良いことになるから、その大型化を防止することができる。
【００６５】
第５実施形態
次に図１４を参照し、第５実施形態の掘削装置について説明する。
【００６６】
本第５実施形態の掘削装置５００は、上述した第４実施形態の掘削装置４００における第２の接続手段２０を第３実施形態の掘削装置３００における接続手段３０に置き換えたものである。
これにより、第２のケーシング４Ｂが第３のケーシング４Ｃに対して推進方向後方に離間することがないから、立坑２内の推進機３を操作して第２および第３のケーシング４Ｂ，４Ｃを再び接続する作業を容易に行うことができる。
【００６７】
以上、本発明に係るケーシング回転推進型掘削装置およびそれを用いた掘削工法の各実施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した各実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した第２実施形態の掘削装置２００においては、係合突起２２を第１のケーシング４Ａに設けるとともに筒状部材２１を第２のケーシング４Ｂに設けているが、これとは逆に、係合突起２２を第２のケーシング４Ｂに設けるとともに環状部材２１を第１のケーシング４Ａに設けることもできる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 既設埋設管
２ 立坑
３ 推進機
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ ケーシング
５ 先導管
１０ 接続手段
１１，１２ 環状継手
１３ 伝達部材
２０ 接続手段
２１ 環状部材
２２ 係合突起
２３ 係合溝
３０ 接続手段
３１ 固定部材
３２ 筒状部材
３３ 第１の係合突起
３４ 第２の係合突起
３５ 環状部材
３６ 挿通溝
３７ 係合溝
４０ 接続手段
４１ 環状部材
４２ 係合突起
４３ 係合溝
１００ 第１実施形態の掘削装置
２００ 第２実施形態の掘削装置
３００ 第３実施形態の掘削装置
４００ 第４実施形態の掘削装置
５００ 第５実施形態の掘削装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表面に掘設した立坑内から複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続しつつ一体に回転させて推進しながら地盤を掘削する装置であって、
前記ケーシングを回転駆動しつつ地盤中に推進するべく前記立坑内に設置された推進機と、
地盤中に推進した前記複数のケーシングのうち、前記推進機の側に位置する第１のケーシングと推進方向前方に位置する第２のケーシングとを係脱自在に接続する接続手段と、を備え、
前記接続手段は、
地盤中に推進された前記複数のケーシングを再び回転駆動する起動時には、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除して、前記推進機が前記第１のケーシングのみを回転駆動するとともに、
前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機が前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動するように構成されていることを特徴とするケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項２】
前記接続手段は、前記第１のケーシングに同軸に固定される第１の環状継手と、前記第２のケーシングに同軸に固定されて前記第１の環状継手と同軸に嵌合する第２の環状継手と、前記第１および第２の環状継手の間に介装されて前記第１および第２の環状継手の間で回転駆動力および推進力を伝達する複数の接続ピンとを有することを特徴とする請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項３】
前記複数の接続ピンは、前記第１および第２のケーシング内に入り込んだ作業員が手動作業によって第１および第２の環状継手に着脱されることを特徴とする請求項２に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項４】
前記接続手段は、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、
前記係合溝は、前記係合突起を推進方向に受け入れる推進方向有底溝と、この推進方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、を具備することを特徴とする請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項５】
前記接続手段は、前記第１および第２のケーシングの端部同士が互いに遊嵌した抜け止め状態に保持するための第２の係合突起、およびこの第２の係合突起と推進方向に係合する係合部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項６】
前記接続手段は、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、
前記係合溝は、前記係合突起を推進方向に受け入れる第１の推進方向有底溝と、この第１の推進方向有底溝の底部から延在して前記前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、この第１の回転方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を推進方向に受け入れる第２の推進方向有底溝とを具備していることを特徴とする請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置を用いて地盤を掘削する工法であって、
地盤中に推進された前記複数のケーシングを再び回転駆動する起動時には、前記接続手段による前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除し、前記推進機によって前記第１のケーシングのみを回転駆動するとともに、
前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記接続手段により前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機によって前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動することを特徴とする掘削工法。
【請求項１】
地表面に掘設した立坑内から複数のケーシングを同軸にかつ直列に接続しつつ一体に回転させて推進しながら地盤を掘削する装置であって、
前記ケーシングを回転駆動しつつ地盤中に推進するべく前記立坑内に設置された推進機と、
地盤中に推進した前記複数のケーシングのうち、前記推進機の側に位置する第１のケーシングと推進方向前方に位置する第２のケーシングとを係脱自在に接続する接続手段と、を備え、
前記接続手段は、
地盤中に推進された前記複数のケーシングを再び回転駆動する起動時には、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除して、前記推進機が前記第１のケーシングのみを回転駆動するとともに、
前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機が前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動するように構成されていることを特徴とするケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項２】
前記接続手段は、前記第１のケーシングに同軸に固定される第１の環状継手と、前記第２のケーシングに同軸に固定されて前記第１の環状継手と同軸に嵌合する第２の環状継手と、前記第１および第２の環状継手の間に介装されて前記第１および第２の環状継手の間で回転駆動力および推進力を伝達する複数の接続ピンとを有することを特徴とする請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項３】
前記複数の接続ピンは、前記第１および第２のケーシング内に入り込んだ作業員が手動作業によって第１および第２の環状継手に着脱されることを特徴とする請求項２に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項４】
前記接続手段は、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、
前記係合溝は、前記係合突起を推進方向に受け入れる推進方向有底溝と、この推進方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、を具備することを特徴とする請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項５】
前記接続手段は、前記第１および第２のケーシングの端部同士が互いに遊嵌した抜け止め状態に保持するための第２の係合突起、およびこの第２の係合突起と推進方向に係合する係合部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項６】
前記接続手段は、前記第１および第２のケーシングのいずれか一方に設けた係合突起と、いずれか他方に設けた係合溝とを有し、
前記係合溝は、前記係合突起を推進方向に受け入れる第１の推進方向有底溝と、この第１の推進方向有底溝の底部から延在して前記前記係合突起を回転方向に受け入れる回転方向有底溝と、この第１の回転方向有底溝の底部から延在して前記係合突起を推進方向に受け入れる第２の推進方向有底溝とを具備していることを特徴とする請求項１に記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載したケーシング回転推進型地盤掘削装置を用いて地盤を掘削する工法であって、
地盤中に推進された前記複数のケーシングを再び回転駆動する起動時には、前記接続手段による前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの接続を解除し、前記推進機によって前記第１のケーシングのみを回転駆動するとともに、
前記第１のケーシングの起動が終了した後には、前記接続手段により前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとを接続し、前記推進機によって前記第１および第２のケーシングを一体に回転駆動することを特徴とする掘削工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−４７１７０（Ｐ２０１１−４７１７０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５４５３（Ｐ２００９−１９５４５３）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
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