ジョイント部材
【課題】
薬液や滑剤を供給する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入することを目的とする。
【解決手段】
推進管内に挿入可能な外径を有し、掘進機から推進ジャッキまで順次接続するジョイント部材であって、軸方向に配設された送泥管、排泥管及び流体管と、半径方向に広がる垂直面を備える前部フランジ及び後部フランジと、を備えるジョイント部材。
薬液や滑剤を供給する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入することを目的とする。
【解決手段】
推進管内に挿入可能な外径を有し、掘進機から推進ジャッキまで順次接続するジョイント部材であって、軸方向に配設された送泥管、排泥管及び流体管と、半径方向に広がる垂直面を備える前部フランジ及び後部フランジと、を備えるジョイント部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジン管やヒューム管などを地中に圧入推進して埋設する推進工法に用いられるジョイント部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（発進立坑及び到達立坑の築造）
上記推進工法の一種である泥水式推進工法においては、まず、発進立坑及び到達立坑を築造する。そのために、旋回圧入機で下部マンホール躯体を旋回圧入し、掘削機で土砂を掘削する。次に、下部マンホール躯体の上に中間マンホール躯体を溶接で接続する。さらに、旋回圧入機でこの中間マンホール躯体を旋回圧入し、掘削機で土砂を掘削する。そして、中間マンホール躯体の上に鋼製の円筒状の連結ケーシングを着脱自在に接続する。そして、下部マンホール躯体の底部に基礎水中コンクリートを打設する。
【０００３】
（測量）
管路センターをマーキングする。また、レベル測量により推進計画高及び機械据え付け高位置をマーキングする。
【０００４】
（推進ジャッキ及び泥水処理機等の据え付け）
推進ジャッキを発進立坑内に計画勾配及び計画方向に対応するように調整した上、据え付ける。すなわち、発進立坑内に、計画推進管センター方向に合わせて推進ジャッキを吊り下ろす。マンホール内側壁面にマーキングしてある位置に間材などで微調整をし、推進ジャッキの仮据えを行う。管勾配については、レベル等によって計測し、推進ジャッキの管芯を計画推進管センターに合致させる。推進ジャッキの微調整を終えたら、推進ジャッキの本固定を充分に行い、マンホール壁と溶接、又はジャッキにて固定する。推進ジャッキの反力はマンホール壁から取る。
【０００５】
（掘進機による推進）
次に、掘進機の後端部を推進ジャッキに接続し、泥水処理機等により送泥及び排泥を行い泥水を還流させながら掘進機により掘削をする。
掘進機は、カッターヘッドと送泥管と排泥管を有する。掘進機の送泥管に対して、発進立坑内又は地上に配置された泥水処理機に接続する送泥ラインを接続し、また、掘進機の排泥管に対して、泥水処理機に接続する排泥ラインを接続する。そして、泥水処理機から、送泥ライン及び掘進機の送泥管を介して、掘進機のチャンバに泥水を輸送する。これにより、掘進機のチャンバ内を泥水で満たし、泥水圧を加えて切羽を安定させる。カッターヘッドで掘削した土砂は、掘進機の排泥管から排泥ラインを介して泥水処理機に輸送される。泥水処理機では、排泥ラインにより輸送された土砂の混じった排泥水を、泥水と土砂に分離して比重調整を行った後、泥水を再び送泥ラインに還流し、連続的に掘削を行う。
【０００６】
また、掘進機には、地盤改良、止水のための薬液や、推進管の外周抵抗を低減するための滑剤を供給する必要がある。そのため、発進立坑内又は地上に配置された薬液供給装置又は滑剤供給装置からの流体ラインを掘進機の流体管に接続し、薬液や滑剤を輸送しながら掘削を行う。なお、薬液及び滑剤は、２種類以上の液体を同時に用いることもある。
【０００７】
また、掘進機の回転等を制御するために、掘進機の信号用の電線を、地上の操作盤に接続する。また、掘進機の動力線を、地上の電源に接続する。さらに、掘進機の油圧管を、地上の油圧ユニットに接続する。
【０００８】
（推進管及びジョイント部材の接続及び推進）
次に、掘進機を約半分以上発進立坑の外に推進したところで、掘削を停止する。そして、掘進機の送泥管、排泥管から、送泥ライン、排泥ラインをそれぞれ取り外す。そして、推進管の中に送泥管及び排泥管が一体化されたジョイント部材を入れて、地上から発進立坑の底の推進ジャッキの上に吊り下ろす。そして、ジョイント部材の送泥管及び排泥管と掘進機の送泥管及び排泥管とがシールされた状態で接続されるように、ジョイント部材の前端部を掘進機の後端部に接続する。また、推進管の前端部を、掘進機の後端部に接続する。さらに、ジョイント部材の送泥管、排泥管の後端部を、泥水処理機に接続する送泥ライン、排泥ラインに接続する。そして、推進管及びジョイント部材の後端部を推進ジャッキに接続する。
この状態で、先程と同様に、掘進機のチャンバ内と泥水処理機の間で、泥水を還流させながら、掘進機により掘削、推進をする。
【０００９】
同様に、推進管及びジョイント部材の後ろに順次推進管及びジョイント部材を継ぎ足して、掘削、推進を行っていく。
【００１０】
（回収）
掘進機が到達立坑にまで到達したら、掘進機は到達立坑から吊り上げて回収し、ジョイント部材も到達立坑又は発進立坑に引き抜いて地上に吊りあげて回収する。このようにして、推進管が地中に残されることになる。
【００１１】
以上は上記推進工法の一種であって、泥水を循環させる泥水式推進工法についての説明であった。また、推進工法としては、他に、高濃度泥水を圧送・排出するいわゆる泥濃式推進工法や、土砂を圧送・排出するいわゆる泥土式推進工法があり、これらの工法では掘進機に圧送・排出する物質が異なるものの、概ね泥水式推進工法と同様の方法により工事が行われる。
【００１２】
なお、従来のジョイント部材としては、特許文献１に記載されるようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−２４７５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、従来のジョイント部材においては、薬液や滑剤を輸送する流体管ないし流体ラインがジョイント部材と一体化されていなかった。そのため、薬液や滑剤を供給する流体ラインを、油圧管、動力線、信号用の電線と共に、ジョイント部材に沿って掘進機の先端部まで挿入しなければならかった。この場合、これらの管や線どうしが絡まったり、一方が他方を圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりする危険があった。特に、２種類以上の薬液・滑剤を同時に使用する際には、先端部まで２本以上の流体ラインを配置することが必要となるため、これらの危険は増大する。また、推進作業においては、このような不具合が発生しないように、掘進機から発進立坑までの長距離の配線・配管の状態に常に気を付けていなければならず、作業効率の低下を招いていた。
【００１５】
また、推進管の中にジョイント部材を入れる時、及び、推進管からジョイント部材を出す時に、従来のジョイント部材は、推進管の内側を傷つけてしまう危険があった。このため、従来は、ジョイント部材の下部に摩擦防止シートなどを貼りつけるなどしていたが、継続的使用や推進管内の凹凸によってこれがはがれてしまうことがあった。また、摩擦防止シートでは、充分な摩擦の低減が実現されず、推進管の内側が傷ついてしまうこともあった。
【００１６】
さらに、従来は、ジョイント部材の下部にのみ摩擦防止シートをつけていたに過ぎないため、トラブルのためにジョイント部材が回転して横に倒れてしまった場合に、ジョイント部材の側面等が推進管の内面を傷つけてしまうことがあった。
【００１７】
また、従来は、ジョイント部材は推進管の大きさに合わせて設計されるため、推進管の大きさ毎に、異なるジョイント部材を用いなければならず、不便であった。
【００１８】
また、ジョイント部材を発進立坑に降下させる際には、予め推進管の中にジョイント部材を入れた状態にして、推進管をワイア等で保持し、その軸方向を略水平にしたまま発進立坑の上から下に降下させ、推進ジャッキ上にセットする。しかし、この降下作業の際に、推進管が何らかの原因で傾いてしまった場合に、推進管からジョイント部材が滑り出てしまう危険があった。とりわけ、ジョイント部材の下部に摩擦防止シートなどを取り付けるなどしていた場合には、この危険は増大する。
【００１９】
さらに、従来のジョイント部材は、送排泥管等を単に両端部のフランジ又は中間部の保持部材によって結合しただけであったため、強度が弱かった。特に、推進工法においては、先端の掘進機は回転しながら岩石を掘削するため、ジョイント部材には非常に強いねじれ応力が加わる。そのため、ジョイント部材がねじれてしまう、いわゆるローリングが発生してしまうことがあった。特に、例えば１００メートルもの長距離にわたって推進を行う場合には、このローリング発生の危険が増大する。
【００２０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、薬液や滑剤を輸送する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入すること、推進管の内面の毀損を防止すること、異なる大きさの推進管に対応できるジョイント部材を提供すること、ジョイント部材を安全に発進立坑内に降下させること、及び、ジョイント部材の強度を増加してローリングを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、前部フランジと後部フランジと中心管と送泥管と排泥管と流体管とを備え、推進管内に挿入可能な外形を有し、掘進機から推進ジャッキまで順次接続するジョイント部材であって、前記ジョイント部材の軸方向に配設される前記中心管、前記送泥管、前記排泥管及び前記流体管は、前方の端部が前記前部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の後部側に開口された状態でそれぞれ固着され、後方の端部が前記後部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の前部側に開口された状態でそれぞれ固着され、前記前部フランジ及び前記後部フランジは、貫通孔である前記中心開口部と前記送泥開口部と前記排泥開口部と前記流体開口部とを有する半径方向に広がる垂直面と、固定具を着脱可能に取り付けることができる連結部とを備え、前記連結部によって前記掘進機、他のジョイント部材、推進ジャッキ又はヘッドキャップと接続することができる、ことを特徴とするジョイント部材としたものである。
【００２２】
これにより、薬液及び滑剤は、ジョイント部材と一体化された流体管を通って掘進機まで輸送されることになる。このため、薬液及び滑剤を供給する流体ラインが、油圧管、動力線、信号用の電線と絡まったり、互いを圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりする危険がなくなる。
【００２３】
前記流体管を含むジョイント部材は、一般的には鉄鋼を材料とすることが望ましいが、限定されるわけではない。
前記固定具は、ボルト、ナット、ブロック、ピン、連結フック等であり得る。
前記連結部は、孔、溝等であり得る。
【００２４】
上記課題を解決するために、請求項２記載の発明は、下方又は斜め下方に突出するキャスター及び滑り止めのうちいずれか又は両方を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のジョイント部材としたものである。
【００２５】
これにより、推進管の中にジョイント部材を入れる時、及び、推進管からジョイント部材を出す時に、キャスターの車輪が転がるため、ジョイント部材が推進管の内側を傷つけることを防止することができる。
【００２６】
また、ジョイント部材を推進管の中に入れた状態にして発進立坑に降下させる際に、仮に推進管が傾いてしまった場合であっても、前記滑り止めと推進管内部の摩擦により、推進管からジョイント部材が滑り出てしまう危険が減少する。
【００２７】
また、推進管の大きさに応じてキャスター及び滑り止めの脚の長さを調整可能にすることで、同一のジョイント部材を異なる大きさの推進管に用いることができる。
【００２８】
上記課題を解決するために、請求項３記載の発明は、前記ジョイント部材の中心軸から外側に向かって突出する保護部材を備える、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジョイント部材としたものである。
【００２９】
これにより、ジョイント部材が回転して横に倒れてしまった場合にも、前記保護部材が推進管の内側に接触するため、ジョイント部材の側面等が推進管の内面を傷つけてしまうことを防止することができる。
また、推進管の大きさに応じて保護部材の突出長さを調整可能にすることで、同一のジョイント部材を異なる大きさの推進管に用いることができる。
【００３０】
上記課題を解決するために、請求項４記載の発明は、前記前部フランジ及び前記後部フランジと溶接により固着している補強板であって、前記中心管、送泥管、排泥管及び流体管のうち１本以上と溶接により固着している補強板を備える、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のジョイント部材としたものである。
【００３１】
これにより、ジョイント部材の強度を増加させ、ローリングを防止することができる。
【００３２】
上記課題を解決するために、請求項５記載の発明は、略直方体のブロックと嵌合する溝部を備える推進ジャッキと前記ブロックを介して接続し、前記後部フランジに係る前記固定具が前記ブロックであり、前記後部フランジに係る前記連結部が前記ブロックと嵌合する溝部である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のジョイント部材としたものである。
【００３３】
これにより、前記ジョイント部材と前記推進ジャッキを、特に軸の周りに回転する方向のねじれ応力に対して、強固に接続することができる。
【発明の効果】
【００３４】
上述の本発明は、薬液や滑剤を輸送する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態のジョイント部材１の斜視図である。
【図２】（ａ）はジョイント部材１の側面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は背面図である。
【図３】（ａ）はＡ−Ａ線切断端面図であり、（ｂ）はジョイント部材１の正面からの透視図である。
【図４】（ａ）は脚部１７１の側面図であり、（ｂ）はその正面図であり、（ｃ）はキャスター１７の側面図である。
【図５】（ａ）はピン１７２の斜視図であり、（ｂ）は抜け防止用留めピン１７３の正面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図６】（ａ）は脚部１８１の側面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【図７】推進の過程を示す図である。
【図８】推進時の配管を示す図である。
【図９】（ａ）は先頭体５２及び本体５３の斜視図であり、（ｂ）はバックアップ管５５の側面図であり、（ｃ）はその背面図である。
【図１０】（ａ）はヘッドキャップ４２の背面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図１１】（ａ）は送排泥管スリーブ１１０の正面図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線切断端面図であり、（ｃ）は流体管スリーブ１３０の正面図であり、（ｄ）はＣ−Ｃ線切断端面図である
【図１２】（ａ）は推進ジャッキ４１の正面図であり、（ｂ）はその上面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図１３】推進ジャッキ４１とジョイント管１を示す正面図である。
【図１４】ブロック１６５の斜視図である。
【図１５】（ａ）は第２実施形態のジョイント部材２の側面図であり、（ｂ）はその正面からの透視図であり、（ｃ）はその背面からの透視図である。
【図１６】ジョイント部材２と掘進機５を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面に基づいて本発明のジョイント部材の実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
（ジョイント部材の構造）
ジョイント部材１は、図１ないし３に示すように、軸方向に配設された中心管１０、送泥管１１、排泥管１２、流体管１３、１３、１３、１３及び補強板１４、１４が、それらの両端部において板状の前部フランジ１５と後部フランジ１６で挟まれている構造を有する。本実施形態においては、流体管１３が４本、補強板１４が２枚である。また、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２、流体管１３、１３、１３、１３、補強板１４、１４、前部フランジ１５及び後部フランジ１６は、鉄鋼である。
【００３８】
第１実施形態においては、中心管１０はジョイント部材１の中心軸付近に配置されている。これは以下の理由による。すなわち、発進立坑６内に設置されたレーザトランシット６０からのレーザ光は、計画された推進管の推進方向に向かって発射され、中心管１０内を通過して、掘進機５内に配置されたレーザターゲット５４に照射される。レーザターゲット５４上のレーザが照射される位置を検出することにより、掘進機５の位置ズレを検知することができる。第１実施形態では、レーザターゲット５４は掘進機５の中心軸付近に配置されているため、これに合わせて、中心管１０はジョイント部材１の中心軸付近に配置されている。
【００３９】
流体管１３は、中心管１０の外面及び補強板１４に対して溶接により固着される。このため、ジョイント部材１の強度が更に向上する。また、流体管１３が、中心管１０、送泥管１１及び排泥管１２と一体のユニットとなっているため、他の電線や管と絡まったり、一方が他方を圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりすることを防止することができる。
【００４０】
２枚の補強板１４、１４は、図１ないし３に示すように、ジョイント部材の軸方向に延びる細長い略長方形の板であり、長手方向の両端部は、前部フランジ１５及び後部フランジ１６に溶接により固着される。補強板１４の長辺の一つは、中心管１０の斜め上の外面に溶接により固着されている。補強板１４の短辺は、中心管１０の斜め上の外面から斜め上方に向かって突出している。そのため、これらの２枚の補強板１４、１４と中心管１０の上部の外面が、軸方向に延びる凹部１００を形成する。
【００４１】
前部フランジ１５は、図１ないし３に示すように、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３を嵌合することができる内径を後部側に有する中心開口部１５６、送泥開口部１５７、排泥開口部１５８及び流体開口部１５９を有する。中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３は、これらの開口部の後部側に前部フランジ１５の厚さの半分程度の深さまで挿入された状態で、溶接により固着される。
【００４２】
また、送泥開口部１５７及び排泥開口部１５８の前部側の内径は、送排泥管スリーブ１１０を嵌合することができる大きさになっている。また、流体開口部１５９の前部側の内径は、流体管スリーブ１３０を嵌合することができる大きさになっている。
【００４３】
また、前部フランジの開口部は貫通しており、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３も貫通しているので、これらを嵌合、溶接した後でも、これらの開口部及び管は貫通していることになる。
【００４４】
また、前部フランジ１５は、その面を貫通する孔１５１、１５１、１５１、１５１を有する。第１実施形態では、前部フランジ１５の孔１５１の個数は４個である。
【００４５】
また、前部フランジ１５の後方には、補強のための補強板１５２、１５２が溶接により固着されている。補強板１５２、１５２は、中心管１０に対しても溶接により固着されている。
【００４６】
また、後部フランジ１６は、前部フランジ１５とほぼ同様の形態を有する。すなわち、後部フランジ１６は、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３を嵌合することができる内径を前部側に有する中心開口部１６６、送泥開口部１６７、排泥開口部１６８及び流体開口部１６９を有する。また、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３は、これらの開口部の前部側に後部フランジ１６の厚さの半分程度の深さまで挿入された状態で、溶接により固着される。
【００４７】
もっとも、後部フランジ１６においては、前部フランジ１５と異なり、補強板１５２、１５２の代わりに、後部フランジ１６の前方に、水平面を有する固定用板１６２、１６２、１６３、１６３が４枚、溶接により固着されている。固定用板１６２、１６２は、補強板１４、１４に対しても溶接により固着されている。固定用板１６３、１６３は、中心管１０に対しても溶接により固着されている。また、後部フランジ１６のネジ孔１６１、１６１、１６１、１６１にはメスのネジ溝が形成されている。このネジ孔１６１、１６１、１６１、１６１の有効長を確保するために、後部フランジ１６は前部フランジ１５よりも厚く構成されている。
【００４８】
キャスター１７は、第１実施形態では中心管１０の側面から斜め下方に向かって配置される。
【００４９】
図４（ｃ）のように、中心管１０から突出する中空の略直方体の脚受部１７０に、脚部１７１が嵌挿される。脚受部１７０と脚部１７１は、ジョイント部材１の軸方向にピン１７２を差し込むことにより容易に固定される。差し込まれたピン１７２の先端部は、脚受部１７０及び脚部１７１を貫通して外部に突出し、ピンの先端部の横の留めピン孔１７４に抜け防止用留めピン１７３を差し込むことにより、ピン１７２の抜けが防止される。
【００５０】
脚部１７１には、ピン１７２を差し込むためのピン孔１７５が、長さ方向に複数個配置されているため、ピン孔１７５の選択により、キャスター１７の脚の長さを変更できる。また、ジョイント部材１は、長さの異なる複数の脚受部１７０を備えているので、脚受部１７０の選択によっても、キャスター１７の脚の長さを変更することができる。
【００５１】
脚部１７１の先端部には、ナイロン製の車輪１７６が取り付けられている。推進管３の内部を傷つけないようにするという効果の面、コストの面及び耐久性の面からは、車輪１７６の材質はナイロンが好適である。
【００５２】
キャスター１７の脚の長さは、推進管３の径の大きさに応じて、適宜調整される。ジョイント部材１の前部フランジ１５が掘進機５又は直前のジョイント部材１に接続され、後部フランジ１６が推進ジャッキ４１又は直後のジョイント部材１に接続されて、ジョイント部材１の軸と推進管３の軸が平行になるようにジョイント部材１が推進管３内に配置されたときに、キャスター１７の車輪１７６のみが推進管３の内側と接触する。また、このときに、中心管１０の中心軸の延長上に掘進機５のレーザターゲット５４が配置される。
【００５３】
キャスター１７の強度を増すために、キャスター１７の脚受部１７０は、中心管１０に対して溶接により固着されると共に、送泥管１１又は排泥管１２の外側にも溶接される。また、キャスターの脚受部１７０の斜め上の面には、該面と垂直に鉄鋼の補強板１７７（図１では省略）が溶接され、該補強板１７７は中心管１０にも溶接されているため、キャスター１７の強度は更に増している。
【００５４】
次に、滑り止め１８、１８について説明する。
図１及び２のように、中心管１０から突出する中空の略直方体の脚受部１８０に、略直方体の脚部１８１が嵌挿される。脚受部１８０と脚部１８１は、ジョイント部材の軸方向にピン１７２を差し込むことにより容易に固定される。差し込まれたピン１７２の先端部は、脚受部１８０及び脚部１８１を貫通して外部に突出し、ピン１７２の先端部の横の留めピン孔１７４に抜け防止用留めピン１７３を差し込むことにより、ピン１７２の抜けが防止される。
【００５５】
脚部１８１には、ピン１７２を差し込むためのピン孔１８５が、長さ方向に複数個配置されているため、ピン孔の選択により、滑り止め１８の脚の長さを変更できる。また、ジョイント部材１は、長さの異なる複数の脚受部１８０を備えているので、脚受部１８０の選択によっても、滑り止め１８の脚の長さを変更することができる。
【００５６】
脚部１８１の先端部１８６の材質は、推進管の内部を傷つけず、かつ滑り止めの効果も有するため、ナイロンが好適である。
【００５７】
滑り止め１８の脚の長さは、推進管３の径の大きさ及びキャスター１７の脚の長さに応じて、適宜調整される。キャスター１７の脚の長さよりも滑り止め１８の脚の長さを若干、例えば２ミリメートル程度短くしておくことで、推進管３及びジョイント部材１を掘進機５、推進ジャッキ４１等に接続して、推進管３及びジョイント部材１の軸を平行にする時には、滑り止めの先端部１８６は宙に浮いた状態になって、推進管３と接触しなくなる。
【００５８】
前部フランジ１５及び後部フランジ１６を他のジョイント部材１等に接続せずに、ジョイント部材１を単体で推進管３内に置いた状態にした時に、キャスター１７、１７の車輪１７６、１７６と滑り止め１８、１８の先端部１８６、１８６のみが推進管３内部に接触するように、滑り止め１８、１８の長さが調整される。
【００５９】
滑り止め１８の強度を増すために、滑り止め１８の脚受部１８０は、中心管１０に対して溶接により固着されると共に、送泥管１１又は排泥管１２の外側にも溶接される。また、滑り止めの脚受部１８０の斜め上の面には、該面と垂直に鉄鋼の補強板１８７（図１では省略）が溶接され、該補強板１８７は中心管１０にも溶接されているため、滑り止め１８の強度は更に増している。
【００６０】
保護部材１９は、略長方形の板状のもので、補強板１４に対し、３本のボルトにより固定されている。保護部材１９には、ボルトと螺合するネジ孔が６個あり、補強板１４には、一つの保護部材１９と接続するためのネジ孔が３個ある。そのため、保護部材１９の６個のネジ孔の内、いずれの３つのネジ孔を利用するかを選択することにより、保護部材１９が斜め上に向かって突出する長さを調整することができる。
【００６１】
保護部材１９の位置及び突出する長さは、仮にジョイント部材１が推進管３内で傾いたり、横転したり、更には、逆さになってしまった場合に、キャスター１７の車輪１７６、滑り止め１８の先端部１８６又は保護部材１９の先端部のみが推進管３の内側に接触するように調整されている。これにより、補強板１４や前部フランジ１５や後部フランジ１６などが、推進管３の内側を傷つけてしまうことを防止することができる。
【００６２】
第１実施形態においては、保護部材１９は、補強板１４の下部側に配置されているが、流体管１３等他の部材との関係でスペースがあれば、補強板１４の上部側に配置してももちろんよい。
【００６３】
なお、図２（ａ）のジョイント部材１の長さは、対応する推進管３の長さと同じく１２０５ミリメートルで、外径は３００ミリメートルである。
もっとも、この外径のジョイント部材の長さとしては、１２０３ミリメートル、２４３３ミリメートル、２４３５ミリメートル、３０００ミリメートル等、様々な種類があり得る。
また、外径についても、推進管の大きさに応じて、様々な種類があり得る。
【００６４】
（ジョイント部材の使用方法）
次に、泥水式推進工法におけるジョイント部材１の使用方法を説明する。
【００６５】
泥水式推進工法においては、まず、背景技術の項で述べたように、発進立坑６及び到達立坑７を築造する。
次に、測量の上、管路センター、推進計画高及び機械据え付け高位置をマーキングする。
さらに、推進ジャッキ４１を発進立坑６内に計画勾配及び計画方向に対応するように調整した上、据え付ける。
【００６６】
次に、図７（ａ）のように、掘進機５を推進ジャッキ４１に接続し、泥水処理機８０等により送泥及び排泥を行い泥水を還流させながら掘進機５により掘削をする方法について説明する。
【００６７】
掘進機５は、図９のように、前方から順に、先頭体５２、本体５３及びバックアップ管５５からなる。
【００６８】
先頭体５２は、先端部に、カッターヘッド５０とビット５１を有する。
本体５３は、内部にレーザターゲット５４、送泥管５６、排泥管５７及び流体管５８を有する。
バックアップ管５５は、内部に送泥管５６、排泥管５７及び流体管５８を有し、後部に後部フランジ５９を有する。
【００６９】
まず、掘進機５を、発進立坑６の下方に吊り下ろし、推進ジャッキ４１の上に載せる。
【００７０】
そして、バックアップ管５５の後部フランジ５９に対して、図１０のヘッドキャップ４２をボルト１５４によって接続する。ボルトは、ヘッドキャップの孔４２１と後部フランジ５９のネジ孔５９１を貫通させる。また、後部フランジ５９とヘッドキャップ４２を接続する際に、後部フランジ５９の送泥開口部５９７、排泥開口部５９８及び流体開口部５９９とヘッドキャップ４２の送泥開口部４２７、排泥開口部４２８及び流体開口部４２９の間に、送排泥管スリーブ１１０ないし流体管スリーブ１３０を嵌合する。
【００７１】
送排泥管スリーブ１１０及び流体管スリーブ１３０は、略円筒型で、２本のＯリング１１００、１３００を外周に有しているため、それぞれのＯリングが、後部フランジ５９の開口部とヘッドキャップ４２の開口部の内側に密着することによって、接続部分をシーリングすることができる。
【００７２】
なお、ヘッドキャップ４２の送泥管４２３及び排泥管４２４はフランジに対して回転可能になっており、図１０（ｂ）は送泥管４２３及び排泥管４２４を垂直にした状態の断面図である。
【００７３】
そして、ヘッドキャップ４２の送泥管４２３の端部４２３０を、発進立坑６内又は地上に配置された泥水処理機８０に接続する送泥ライン６１と接続する。また、ヘッドキャップ４２の排泥管４２４の端部４２４０を、発進立坑６内又は地上に配置された泥水処理機８０に接続する排泥ライン６２と接続する。
【００７４】
そして、泥水処理機８０から、送泥ライン６１、ヘッドキャップ４２の送泥管４２３及び掘進機５の送泥管５６を介して、掘進機５のチャンバに泥水を輸送する。これにより、掘進機５のチャンバ内を泥水で満たし、泥水圧を加えて切羽を安定させる。カッターヘッド５０で掘削した土砂は、掘進機５の排泥管５７、ヘッドキャップ４２の排泥管４２４及び排泥ライン６２を介して泥水処理機８０に輸送される。泥水処理機８０では、排泥ライン６２から輸送された土砂の混じった排泥水を、泥水と土砂に分離して比重調整を行った後、泥水を再び送泥ライン６１に還流し、連続的に掘削を行う。
【００７５】
また、掘進機５には、地盤改良、止水のための薬液や、推進管の外周抵抗を低減して推力を低減するための滑剤を供給する必要がある。そのため、発進立坑内又は地上に配置された薬液供給装置又は滑剤供給装置からの流体ラインをヘッドキャップ４２の流体管４２５に接続し、掘進機５の流体管５８に薬液や滑剤を輸送しながら掘削を行う。なお、薬液及び滑剤は、２種類の液体を同時に用いることもある。本実施形態においては、掘進機５及びヘッドキャップ４２は、４本の流体管を有しているため、２種類以上の薬液や滑剤を使用する場合には、薬液や滑剤の種類に応じて異なる流体管を用いることができる。
【００７６】
また、掘進機５の回転等を制御するために、掘進機５の信号用の電線８１０を、地上の操作盤８１に接続する。また、掘進機５の動力線を、地上の電源に接続する。さらに、掘進機５の油圧管８２０を、地上の油圧ユニット８２に接続する。
【００７７】
推進時には、掘進機５のバックアップ管５５の後部の円環部５５１を、推進ジャッキ４１の円環部４１０に接触させて、推進ジャッキ４１の推力により推進する。
【００７８】
そして、推進ジャッキ４１が掘進機５を押し切ったところで、掘削を一旦停止し、掘進機５は地中に埋めた状態にしたままで、推進ジャッキ４１の推進用の腕を再度縮めて元の位置に戻す。
さらに、掘進機５の後部フランジ５９から、ヘッドキャップ４２を取り外す。
【００７９】
そして、地上にて、推進管３の中に送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３が一体化されたジョイント部材１を入れる。このとき、キャスター１７の車輪１７６を転がして入れることにより、ジョイント部材１が推進管３の内部を傷つけることを避けることができる。また、仮にジョイント部材１が傾いたり、横転したり、更には、逆さになってしまった場合でも、保護部材１９があるため、推進管３の内部を傷つけることを避けることができる。
【００８０】
そして、ジョイント部材１を入れた推進管３を、地上から発進立坑６の底の推進ジャッキ４１の上に吊り下ろす。このとき、推進管３の軸が略水平になるような状態で降下させる。この際、推進管３内のジョイント部材１は、２つの滑り止め１８、１８の先端部１８６、１８６が推進管内部と接触している状態となっている。このため、仮に何らかの原因で降下中に推進管３が傾いた場合であっても、滑り止め１８の先端部１８６の摩擦力によって、ジョイント部材１が推進管３の外に滑り出してしまうことが防止されている。
【００８１】
そして、ジョイント部材１の送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３が、掘進機５の送泥管５６、排泥管５７及び流体管５８とシールされた状態で接続するように、ジョイント部材１の前部フランジ１５を掘進機５の後部フランジ５９に接続する。このとき、送排泥管スリーブ１１０及び流体管スリーブ１３０を各開口部の接続部分に嵌合する。後部フランジ５９とヘッドキャップ４２との接続の場合と同様に、各スリーブのＯリングにより接続部分がシーリングされる。
【００８２】
この時の接続方法としては、ジョイント部材１を後ろから前方に向かって押すことによって、送排泥管スリーブ１１０及び流体管スリーブ１３０を掘進機５及びジョイント部材１のそれぞれの開口部に嵌合させる。その際に、ジョイント部材１の後部をやや持ち上げるようにして滑り止め１８を浮かせて押す。このため、本実施形態では、キャスター１７を前に配置し、滑り止め１８を後ろに配置している。
【００８３】
ジョイント部材１の前部フランジ１５と掘進機５の後部フランジ５９とは、ジョイント部材１の前部フランジ１５の孔１５１の後部側からボルト１５４を嵌めることによって固定する。孔１５１にはネジ溝が切ってないが、対応する位置にある掘進機５の後部フランジ５９のネジ孔５９１には、メスのネジ溝が切ってあるため、ナットを使わなくとも、ボルトを締めるだけで、ジョイント部材と掘進機は接続・固定される。
【００８４】
本実施形態では、ジョイント部材１はキャスター１７及び保護部材１９を有しているため、ジョイント部材１と掘進機５の接続作業の時に、ジョイント部材１によって推進管３の内部を傷付けることが防止される。
【００８５】
また、推進管３の前端部を、掘進機５のバックアップ管５５の円環部５５１に接続する。
【００８６】
さらに、ジョイント部材１の後部フランジ１６を、ボルト１５４により、ヘッドキャップ４２と接続する。この際、ヘッドキャップ４２の孔４２１にはネジ溝が切っていないが、後部フランジ１６のネジ孔１６１にはメスのネジ溝が切ってあるため、ボルト１５４をヘッドキャップ４２側から嵌合することにより、ナットがなくとも結合することができる。また、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の接続部分には、送排泥管スリーブ１１０ないし流体管スリーブ１３０を嵌合することによってシーリングすることは、掘進機５の後部フランジ５９の接続の場合と同様である。
【００８７】
このようにして、ジョイント部材１の送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３を、後部フランジ１６及びヘッドキャップ４２を介して、送泥ライン６１、排泥ライン６２及び流体ラインに接続する。
【００８８】
このように、従来の技術と異なり、本実施形態では、薬液や滑剤を供給する流体管１３が油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０とは別になっており、ジョイント部材１の一部としてユニット化されているため、流体管１３が、油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０と絡まったり、互いを圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりすることは防止されている。
【００８９】
さらに、第１実施形態では、掘進機５の油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０を、ジョイント部材１の上部の凹部１００の上に載せる。凹部１００は、中心管１０と補強板１４に囲まれて軸方向に延びる溝状になっているため、信号用の電線８１０、動力線及び油圧管８２０がジョイント部材１と推進管３の間に挟まれて圧迫されたり、傷付いたり、切れたりすることが防止される。
【００９０】
そして、推進管３の後端部を推進ジャッキ４１の円環部４１０に接続する。
さらに、図１３のように、ジョイント部材１の固定用板１６２及び固定用板１６３の間の溝及び推進ジャッキ４１の溝部４１１に、略直方体の鉄鋼のブロック１６５を挿入する。これによって、ボルトよりも大きな面積でねじれ応力を受けることができるため、ジョイント部材１と推進ジャッキ４１は、ねじれ応力に対して強固に固定される。また、このブロック１６５は取っ手部１６５１を備えているため、該ブロック１６５を手で容易に着脱することができる。
【００９１】
この状態で、先程と同様に、掘進機５のチャンバ内と泥水処理機８０の間で、泥水を還流させながら、掘進機５により掘削、推進をする。
推進力は、推進ジャッキ４１の円環部４１０と推進管３の後端部を介して伝達する。
このときに、推進ジャッキ４１に配置されたレーザトランシット６０から目標とする掘進方向に向けてレーザ光を発射する。レーザ光は、ジョイント部材１の中心管内１１を通過して、掘進機５のレーザターゲット５４にあたり、掘進機５の位置ズレを検出することができる。
【００９２】
以後同様に、推進管３及びジョイント部材１の後ろに順次推進管３及びジョイント部材１を継ぎ足して、掘削、推進を行っていく（図７（ｃ）参照）。
【００９３】
掘進機５の先端部のカッターヘッド５０は、回転することにより掘削を行うが、掘進機５、ジョイント部材１、及び推進ジャッキ４１は、前部フランジ１５、後部フランジ１６、ボルト１５４及びブロック１６５等により強固に接続されていること、並びに、ジョイント部材１には、軸方向に延びる補強板１４が溶接されていることから、ジョイント部材１がねじれてしまういわゆるローリングが発生することはない。
【００９４】
（回収）
図７（ｄ）のように、掘進機５が到達立坑７にまで到達したら、掘進機５は到達立坑７から吊り上げて回収する。
【００９５】
次に、ジョイント部材１を、推進管３から発進立坑６又は到達立坑７に引き抜く。この引き抜く際に、キャスターの車輪１７６が転がるため、推進管３内部を傷つけることがない。また、仮にジョイント部材１が傾いたり、横転したり、更には、逆さになってしまった場合でも、保護部材１９があるため、推進管３の内部を傷付けることを避けることができる。
【００９６】
そして、ジョイント部材１を、発進立坑６又は到達立坑７から吊りあげて回収する。このようにして、推進管３が地中に残されることになる。
【００９７】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態よりも、小さな径の推進管に用いるためのジョイント部材２が用いられる。図１５のように、ジョイント部材２の構造は、流体管２３、２３、孔２５１、２５１（図１５（ｂ）では、ボルトの中心に位置する）、ネジ孔２６１、２６１（図１５（ｃ）では、ボルトの中心に位置する）及び保護部材２９のネジ孔の数がジョイント部材１の半分であること、保護部材２９が補強板の上部側に配置されていることを除けば、概ねジョイント部材１と同じである。
【００９８】
なお、図１５（ａ）のジョイント部材２の長さは１００５ミリメートルで、外径は２３０ミリメートルである。
もっとも、この外径のジョイント部材の長さとしては、１００３ミリメートル、２０００ミリメートル、２００３ミリメートル等、様々な種類があり得る。
また、外径についても、推進管の大きさに応じて、様々な種類がありうる。
【００９９】
また、ジョイント部材２の使用方法も、概ねジョイント部材１と同じである。
【０１００】
本発明は、上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【０１０１】
例えば、流体管、補強板、キャスター、滑り止め、保護部材等の個数を上述の実施形態と異ならせる構成もあり得る。
【０１０２】
また、中心管の位置は、掘進機５内のレーザターゲット５４と発進立坑６内のレーザトランシット６０の位置に応じて、必ずしもジョイント部材の中心付近にない構成もあり得る。
【０１０３】
また、キャスターの車輪、滑り止めの先端部及び保護部材の材質は、推進管の内側を傷つけない材質であれば、例えば、テフロンやゴム等とする構成もあり得る。
【０１０４】
また、キャスター及び滑り止めの突出方向については、斜め下方ではなく、下方とする構成も考え得る。また、上述の実施形態では、キャスター及び滑り止めは中心管から突出しているが、送泥管、排泥管、補強板、前部フランジ、後部フランジその他の部材から突出する構造もあり得る。また、掘進機とジョイント部材の接続方法によっては、キャスターと滑り止めの前後関係を上述の実施形態と異なる配置とすることもあり得る。
【０１０５】
また、上述の実施形態では、保護部材は斜め上方に向かって突出しているが、これに限定されず、上方や、水平方向等とする構成もあり得る。さらに、保護部材は板状の形状でなくとも、推進管内部を傷付けない形状であれば、例えばキャスターなどでもよい。
【０１０６】
また、掘進機やジョイント部材の接続方法として、ボルトだけでなく、ボルトとナットを使う方法や、連結フックを使う方法もあり得る。
また、ジョイント部材等を結合するボルトの個数は、第１実施形態においては４個であったが、これに限られず、２個とするなど他の構成もあり得る。
【０１０７】
また、上述の実施形態では、ジョイント部材１は一つの大きな凹部１００を上部に備えているのみであるが、複数の小さな凹部又は溝を軸方向に配置し、それぞれの小さな凹部又は溝毎に異なる油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０を載せ、あるいは嵌め込むことにより、これらの管・電線が互いに絡まったりする危険を更に防止することができる。
【０１０８】
また、上述の実施形態は、泥水を循環させる泥水式推進工法についてのものであったが、泥濃式推進工法や泥土式推進工法等においても、本発明のジョイント部材を用いることができる。この場合には、送泥管及び排泥管を介して高濃度泥水ないし土砂を圧送・排出し、必要に応じて圧送・排出のために適切な圧力で加圧・吸引する。
【０１０９】
また、この発明は、下水道の他、ガス管や地中電線管その他の推進管の施工にも用いられ得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
上述の本発明は、薬液や滑剤を輸送する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入することができるので、レジン管やヒューム管などを地中に圧入推進して埋設する推進工法において、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１１１】
１ ジョイント部材
１０ 中心管
１１ 送泥管
１２ 排泥管
１３ 流体管
１４ 補強板
１５ 前部フランジ
１６ 後部フランジ
１７ キャスター
１８ 滑り止め
１９ 保護部材
３ 推進管
４１ 推進ジャッキ
４２ ヘッドキャップ
５ 掘進機
５４ レーザターゲット
６ 発進立坑
６０ レーザトランシット
６１ 送泥ライン
６２ 排泥ライン
７ 到達立坑
８０ 泥水処理機
８１ 操作盤
８１０ 信号用の電線
８２ 油圧ユニット
８２０ 油圧管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジン管やヒューム管などを地中に圧入推進して埋設する推進工法に用いられるジョイント部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（発進立坑及び到達立坑の築造）
上記推進工法の一種である泥水式推進工法においては、まず、発進立坑及び到達立坑を築造する。そのために、旋回圧入機で下部マンホール躯体を旋回圧入し、掘削機で土砂を掘削する。次に、下部マンホール躯体の上に中間マンホール躯体を溶接で接続する。さらに、旋回圧入機でこの中間マンホール躯体を旋回圧入し、掘削機で土砂を掘削する。そして、中間マンホール躯体の上に鋼製の円筒状の連結ケーシングを着脱自在に接続する。そして、下部マンホール躯体の底部に基礎水中コンクリートを打設する。
【０００３】
（測量）
管路センターをマーキングする。また、レベル測量により推進計画高及び機械据え付け高位置をマーキングする。
【０００４】
（推進ジャッキ及び泥水処理機等の据え付け）
推進ジャッキを発進立坑内に計画勾配及び計画方向に対応するように調整した上、据え付ける。すなわち、発進立坑内に、計画推進管センター方向に合わせて推進ジャッキを吊り下ろす。マンホール内側壁面にマーキングしてある位置に間材などで微調整をし、推進ジャッキの仮据えを行う。管勾配については、レベル等によって計測し、推進ジャッキの管芯を計画推進管センターに合致させる。推進ジャッキの微調整を終えたら、推進ジャッキの本固定を充分に行い、マンホール壁と溶接、又はジャッキにて固定する。推進ジャッキの反力はマンホール壁から取る。
【０００５】
（掘進機による推進）
次に、掘進機の後端部を推進ジャッキに接続し、泥水処理機等により送泥及び排泥を行い泥水を還流させながら掘進機により掘削をする。
掘進機は、カッターヘッドと送泥管と排泥管を有する。掘進機の送泥管に対して、発進立坑内又は地上に配置された泥水処理機に接続する送泥ラインを接続し、また、掘進機の排泥管に対して、泥水処理機に接続する排泥ラインを接続する。そして、泥水処理機から、送泥ライン及び掘進機の送泥管を介して、掘進機のチャンバに泥水を輸送する。これにより、掘進機のチャンバ内を泥水で満たし、泥水圧を加えて切羽を安定させる。カッターヘッドで掘削した土砂は、掘進機の排泥管から排泥ラインを介して泥水処理機に輸送される。泥水処理機では、排泥ラインにより輸送された土砂の混じった排泥水を、泥水と土砂に分離して比重調整を行った後、泥水を再び送泥ラインに還流し、連続的に掘削を行う。
【０００６】
また、掘進機には、地盤改良、止水のための薬液や、推進管の外周抵抗を低減するための滑剤を供給する必要がある。そのため、発進立坑内又は地上に配置された薬液供給装置又は滑剤供給装置からの流体ラインを掘進機の流体管に接続し、薬液や滑剤を輸送しながら掘削を行う。なお、薬液及び滑剤は、２種類以上の液体を同時に用いることもある。
【０００７】
また、掘進機の回転等を制御するために、掘進機の信号用の電線を、地上の操作盤に接続する。また、掘進機の動力線を、地上の電源に接続する。さらに、掘進機の油圧管を、地上の油圧ユニットに接続する。
【０００８】
（推進管及びジョイント部材の接続及び推進）
次に、掘進機を約半分以上発進立坑の外に推進したところで、掘削を停止する。そして、掘進機の送泥管、排泥管から、送泥ライン、排泥ラインをそれぞれ取り外す。そして、推進管の中に送泥管及び排泥管が一体化されたジョイント部材を入れて、地上から発進立坑の底の推進ジャッキの上に吊り下ろす。そして、ジョイント部材の送泥管及び排泥管と掘進機の送泥管及び排泥管とがシールされた状態で接続されるように、ジョイント部材の前端部を掘進機の後端部に接続する。また、推進管の前端部を、掘進機の後端部に接続する。さらに、ジョイント部材の送泥管、排泥管の後端部を、泥水処理機に接続する送泥ライン、排泥ラインに接続する。そして、推進管及びジョイント部材の後端部を推進ジャッキに接続する。
この状態で、先程と同様に、掘進機のチャンバ内と泥水処理機の間で、泥水を還流させながら、掘進機により掘削、推進をする。
【０００９】
同様に、推進管及びジョイント部材の後ろに順次推進管及びジョイント部材を継ぎ足して、掘削、推進を行っていく。
【００１０】
（回収）
掘進機が到達立坑にまで到達したら、掘進機は到達立坑から吊り上げて回収し、ジョイント部材も到達立坑又は発進立坑に引き抜いて地上に吊りあげて回収する。このようにして、推進管が地中に残されることになる。
【００１１】
以上は上記推進工法の一種であって、泥水を循環させる泥水式推進工法についての説明であった。また、推進工法としては、他に、高濃度泥水を圧送・排出するいわゆる泥濃式推進工法や、土砂を圧送・排出するいわゆる泥土式推進工法があり、これらの工法では掘進機に圧送・排出する物質が異なるものの、概ね泥水式推進工法と同様の方法により工事が行われる。
【００１２】
なお、従来のジョイント部材としては、特許文献１に記載されるようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−２４７５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、従来のジョイント部材においては、薬液や滑剤を輸送する流体管ないし流体ラインがジョイント部材と一体化されていなかった。そのため、薬液や滑剤を供給する流体ラインを、油圧管、動力線、信号用の電線と共に、ジョイント部材に沿って掘進機の先端部まで挿入しなければならかった。この場合、これらの管や線どうしが絡まったり、一方が他方を圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりする危険があった。特に、２種類以上の薬液・滑剤を同時に使用する際には、先端部まで２本以上の流体ラインを配置することが必要となるため、これらの危険は増大する。また、推進作業においては、このような不具合が発生しないように、掘進機から発進立坑までの長距離の配線・配管の状態に常に気を付けていなければならず、作業効率の低下を招いていた。
【００１５】
また、推進管の中にジョイント部材を入れる時、及び、推進管からジョイント部材を出す時に、従来のジョイント部材は、推進管の内側を傷つけてしまう危険があった。このため、従来は、ジョイント部材の下部に摩擦防止シートなどを貼りつけるなどしていたが、継続的使用や推進管内の凹凸によってこれがはがれてしまうことがあった。また、摩擦防止シートでは、充分な摩擦の低減が実現されず、推進管の内側が傷ついてしまうこともあった。
【００１６】
さらに、従来は、ジョイント部材の下部にのみ摩擦防止シートをつけていたに過ぎないため、トラブルのためにジョイント部材が回転して横に倒れてしまった場合に、ジョイント部材の側面等が推進管の内面を傷つけてしまうことがあった。
【００１７】
また、従来は、ジョイント部材は推進管の大きさに合わせて設計されるため、推進管の大きさ毎に、異なるジョイント部材を用いなければならず、不便であった。
【００１８】
また、ジョイント部材を発進立坑に降下させる際には、予め推進管の中にジョイント部材を入れた状態にして、推進管をワイア等で保持し、その軸方向を略水平にしたまま発進立坑の上から下に降下させ、推進ジャッキ上にセットする。しかし、この降下作業の際に、推進管が何らかの原因で傾いてしまった場合に、推進管からジョイント部材が滑り出てしまう危険があった。とりわけ、ジョイント部材の下部に摩擦防止シートなどを取り付けるなどしていた場合には、この危険は増大する。
【００１９】
さらに、従来のジョイント部材は、送排泥管等を単に両端部のフランジ又は中間部の保持部材によって結合しただけであったため、強度が弱かった。特に、推進工法においては、先端の掘進機は回転しながら岩石を掘削するため、ジョイント部材には非常に強いねじれ応力が加わる。そのため、ジョイント部材がねじれてしまう、いわゆるローリングが発生してしまうことがあった。特に、例えば１００メートルもの長距離にわたって推進を行う場合には、このローリング発生の危険が増大する。
【００２０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、薬液や滑剤を輸送する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入すること、推進管の内面の毀損を防止すること、異なる大きさの推進管に対応できるジョイント部材を提供すること、ジョイント部材を安全に発進立坑内に降下させること、及び、ジョイント部材の強度を増加してローリングを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、前部フランジと後部フランジと中心管と送泥管と排泥管と流体管とを備え、推進管内に挿入可能な外形を有し、掘進機から推進ジャッキまで順次接続するジョイント部材であって、前記ジョイント部材の軸方向に配設される前記中心管、前記送泥管、前記排泥管及び前記流体管は、前方の端部が前記前部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の後部側に開口された状態でそれぞれ固着され、後方の端部が前記後部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の前部側に開口された状態でそれぞれ固着され、前記前部フランジ及び前記後部フランジは、貫通孔である前記中心開口部と前記送泥開口部と前記排泥開口部と前記流体開口部とを有する半径方向に広がる垂直面と、固定具を着脱可能に取り付けることができる連結部とを備え、前記連結部によって前記掘進機、他のジョイント部材、推進ジャッキ又はヘッドキャップと接続することができる、ことを特徴とするジョイント部材としたものである。
【００２２】
これにより、薬液及び滑剤は、ジョイント部材と一体化された流体管を通って掘進機まで輸送されることになる。このため、薬液及び滑剤を供給する流体ラインが、油圧管、動力線、信号用の電線と絡まったり、互いを圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりする危険がなくなる。
【００２３】
前記流体管を含むジョイント部材は、一般的には鉄鋼を材料とすることが望ましいが、限定されるわけではない。
前記固定具は、ボルト、ナット、ブロック、ピン、連結フック等であり得る。
前記連結部は、孔、溝等であり得る。
【００２４】
上記課題を解決するために、請求項２記載の発明は、下方又は斜め下方に突出するキャスター及び滑り止めのうちいずれか又は両方を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のジョイント部材としたものである。
【００２５】
これにより、推進管の中にジョイント部材を入れる時、及び、推進管からジョイント部材を出す時に、キャスターの車輪が転がるため、ジョイント部材が推進管の内側を傷つけることを防止することができる。
【００２６】
また、ジョイント部材を推進管の中に入れた状態にして発進立坑に降下させる際に、仮に推進管が傾いてしまった場合であっても、前記滑り止めと推進管内部の摩擦により、推進管からジョイント部材が滑り出てしまう危険が減少する。
【００２７】
また、推進管の大きさに応じてキャスター及び滑り止めの脚の長さを調整可能にすることで、同一のジョイント部材を異なる大きさの推進管に用いることができる。
【００２８】
上記課題を解決するために、請求項３記載の発明は、前記ジョイント部材の中心軸から外側に向かって突出する保護部材を備える、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジョイント部材としたものである。
【００２９】
これにより、ジョイント部材が回転して横に倒れてしまった場合にも、前記保護部材が推進管の内側に接触するため、ジョイント部材の側面等が推進管の内面を傷つけてしまうことを防止することができる。
また、推進管の大きさに応じて保護部材の突出長さを調整可能にすることで、同一のジョイント部材を異なる大きさの推進管に用いることができる。
【００３０】
上記課題を解決するために、請求項４記載の発明は、前記前部フランジ及び前記後部フランジと溶接により固着している補強板であって、前記中心管、送泥管、排泥管及び流体管のうち１本以上と溶接により固着している補強板を備える、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のジョイント部材としたものである。
【００３１】
これにより、ジョイント部材の強度を増加させ、ローリングを防止することができる。
【００３２】
上記課題を解決するために、請求項５記載の発明は、略直方体のブロックと嵌合する溝部を備える推進ジャッキと前記ブロックを介して接続し、前記後部フランジに係る前記固定具が前記ブロックであり、前記後部フランジに係る前記連結部が前記ブロックと嵌合する溝部である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のジョイント部材としたものである。
【００３３】
これにより、前記ジョイント部材と前記推進ジャッキを、特に軸の周りに回転する方向のねじれ応力に対して、強固に接続することができる。
【発明の効果】
【００３４】
上述の本発明は、薬液や滑剤を輸送する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態のジョイント部材１の斜視図である。
【図２】（ａ）はジョイント部材１の側面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は背面図である。
【図３】（ａ）はＡ−Ａ線切断端面図であり、（ｂ）はジョイント部材１の正面からの透視図である。
【図４】（ａ）は脚部１７１の側面図であり、（ｂ）はその正面図であり、（ｃ）はキャスター１７の側面図である。
【図５】（ａ）はピン１７２の斜視図であり、（ｂ）は抜け防止用留めピン１７３の正面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図６】（ａ）は脚部１８１の側面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【図７】推進の過程を示す図である。
【図８】推進時の配管を示す図である。
【図９】（ａ）は先頭体５２及び本体５３の斜視図であり、（ｂ）はバックアップ管５５の側面図であり、（ｃ）はその背面図である。
【図１０】（ａ）はヘッドキャップ４２の背面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図１１】（ａ）は送排泥管スリーブ１１０の正面図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線切断端面図であり、（ｃ）は流体管スリーブ１３０の正面図であり、（ｄ）はＣ−Ｃ線切断端面図である
【図１２】（ａ）は推進ジャッキ４１の正面図であり、（ｂ）はその上面図であり、（ｃ）はその側面図である。
【図１３】推進ジャッキ４１とジョイント管１を示す正面図である。
【図１４】ブロック１６５の斜視図である。
【図１５】（ａ）は第２実施形態のジョイント部材２の側面図であり、（ｂ）はその正面からの透視図であり、（ｃ）はその背面からの透視図である。
【図１６】ジョイント部材２と掘進機５を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面に基づいて本発明のジョイント部材の実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
（ジョイント部材の構造）
ジョイント部材１は、図１ないし３に示すように、軸方向に配設された中心管１０、送泥管１１、排泥管１２、流体管１３、１３、１３、１３及び補強板１４、１４が、それらの両端部において板状の前部フランジ１５と後部フランジ１６で挟まれている構造を有する。本実施形態においては、流体管１３が４本、補強板１４が２枚である。また、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２、流体管１３、１３、１３、１３、補強板１４、１４、前部フランジ１５及び後部フランジ１６は、鉄鋼である。
【００３８】
第１実施形態においては、中心管１０はジョイント部材１の中心軸付近に配置されている。これは以下の理由による。すなわち、発進立坑６内に設置されたレーザトランシット６０からのレーザ光は、計画された推進管の推進方向に向かって発射され、中心管１０内を通過して、掘進機５内に配置されたレーザターゲット５４に照射される。レーザターゲット５４上のレーザが照射される位置を検出することにより、掘進機５の位置ズレを検知することができる。第１実施形態では、レーザターゲット５４は掘進機５の中心軸付近に配置されているため、これに合わせて、中心管１０はジョイント部材１の中心軸付近に配置されている。
【００３９】
流体管１３は、中心管１０の外面及び補強板１４に対して溶接により固着される。このため、ジョイント部材１の強度が更に向上する。また、流体管１３が、中心管１０、送泥管１１及び排泥管１２と一体のユニットとなっているため、他の電線や管と絡まったり、一方が他方を圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりすることを防止することができる。
【００４０】
２枚の補強板１４、１４は、図１ないし３に示すように、ジョイント部材の軸方向に延びる細長い略長方形の板であり、長手方向の両端部は、前部フランジ１５及び後部フランジ１６に溶接により固着される。補強板１４の長辺の一つは、中心管１０の斜め上の外面に溶接により固着されている。補強板１４の短辺は、中心管１０の斜め上の外面から斜め上方に向かって突出している。そのため、これらの２枚の補強板１４、１４と中心管１０の上部の外面が、軸方向に延びる凹部１００を形成する。
【００４１】
前部フランジ１５は、図１ないし３に示すように、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３を嵌合することができる内径を後部側に有する中心開口部１５６、送泥開口部１５７、排泥開口部１５８及び流体開口部１５９を有する。中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３は、これらの開口部の後部側に前部フランジ１５の厚さの半分程度の深さまで挿入された状態で、溶接により固着される。
【００４２】
また、送泥開口部１５７及び排泥開口部１５８の前部側の内径は、送排泥管スリーブ１１０を嵌合することができる大きさになっている。また、流体開口部１５９の前部側の内径は、流体管スリーブ１３０を嵌合することができる大きさになっている。
【００４３】
また、前部フランジの開口部は貫通しており、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３も貫通しているので、これらを嵌合、溶接した後でも、これらの開口部及び管は貫通していることになる。
【００４４】
また、前部フランジ１５は、その面を貫通する孔１５１、１５１、１５１、１５１を有する。第１実施形態では、前部フランジ１５の孔１５１の個数は４個である。
【００４５】
また、前部フランジ１５の後方には、補強のための補強板１５２、１５２が溶接により固着されている。補強板１５２、１５２は、中心管１０に対しても溶接により固着されている。
【００４６】
また、後部フランジ１６は、前部フランジ１５とほぼ同様の形態を有する。すなわち、後部フランジ１６は、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３を嵌合することができる内径を前部側に有する中心開口部１６６、送泥開口部１６７、排泥開口部１６８及び流体開口部１６９を有する。また、中心管１０、送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３、１３、１３、１３は、これらの開口部の前部側に後部フランジ１６の厚さの半分程度の深さまで挿入された状態で、溶接により固着される。
【００４７】
もっとも、後部フランジ１６においては、前部フランジ１５と異なり、補強板１５２、１５２の代わりに、後部フランジ１６の前方に、水平面を有する固定用板１６２、１６２、１６３、１６３が４枚、溶接により固着されている。固定用板１６２、１６２は、補強板１４、１４に対しても溶接により固着されている。固定用板１６３、１６３は、中心管１０に対しても溶接により固着されている。また、後部フランジ１６のネジ孔１６１、１６１、１６１、１６１にはメスのネジ溝が形成されている。このネジ孔１６１、１６１、１６１、１６１の有効長を確保するために、後部フランジ１６は前部フランジ１５よりも厚く構成されている。
【００４８】
キャスター１７は、第１実施形態では中心管１０の側面から斜め下方に向かって配置される。
【００４９】
図４（ｃ）のように、中心管１０から突出する中空の略直方体の脚受部１７０に、脚部１７１が嵌挿される。脚受部１７０と脚部１７１は、ジョイント部材１の軸方向にピン１７２を差し込むことにより容易に固定される。差し込まれたピン１７２の先端部は、脚受部１７０及び脚部１７１を貫通して外部に突出し、ピンの先端部の横の留めピン孔１７４に抜け防止用留めピン１７３を差し込むことにより、ピン１７２の抜けが防止される。
【００５０】
脚部１７１には、ピン１７２を差し込むためのピン孔１７５が、長さ方向に複数個配置されているため、ピン孔１７５の選択により、キャスター１７の脚の長さを変更できる。また、ジョイント部材１は、長さの異なる複数の脚受部１７０を備えているので、脚受部１７０の選択によっても、キャスター１７の脚の長さを変更することができる。
【００５１】
脚部１７１の先端部には、ナイロン製の車輪１７６が取り付けられている。推進管３の内部を傷つけないようにするという効果の面、コストの面及び耐久性の面からは、車輪１７６の材質はナイロンが好適である。
【００５２】
キャスター１７の脚の長さは、推進管３の径の大きさに応じて、適宜調整される。ジョイント部材１の前部フランジ１５が掘進機５又は直前のジョイント部材１に接続され、後部フランジ１６が推進ジャッキ４１又は直後のジョイント部材１に接続されて、ジョイント部材１の軸と推進管３の軸が平行になるようにジョイント部材１が推進管３内に配置されたときに、キャスター１７の車輪１７６のみが推進管３の内側と接触する。また、このときに、中心管１０の中心軸の延長上に掘進機５のレーザターゲット５４が配置される。
【００５３】
キャスター１７の強度を増すために、キャスター１７の脚受部１７０は、中心管１０に対して溶接により固着されると共に、送泥管１１又は排泥管１２の外側にも溶接される。また、キャスターの脚受部１７０の斜め上の面には、該面と垂直に鉄鋼の補強板１７７（図１では省略）が溶接され、該補強板１７７は中心管１０にも溶接されているため、キャスター１７の強度は更に増している。
【００５４】
次に、滑り止め１８、１８について説明する。
図１及び２のように、中心管１０から突出する中空の略直方体の脚受部１８０に、略直方体の脚部１８１が嵌挿される。脚受部１８０と脚部１８１は、ジョイント部材の軸方向にピン１７２を差し込むことにより容易に固定される。差し込まれたピン１７２の先端部は、脚受部１８０及び脚部１８１を貫通して外部に突出し、ピン１７２の先端部の横の留めピン孔１７４に抜け防止用留めピン１７３を差し込むことにより、ピン１７２の抜けが防止される。
【００５５】
脚部１８１には、ピン１７２を差し込むためのピン孔１８５が、長さ方向に複数個配置されているため、ピン孔の選択により、滑り止め１８の脚の長さを変更できる。また、ジョイント部材１は、長さの異なる複数の脚受部１８０を備えているので、脚受部１８０の選択によっても、滑り止め１８の脚の長さを変更することができる。
【００５６】
脚部１８１の先端部１８６の材質は、推進管の内部を傷つけず、かつ滑り止めの効果も有するため、ナイロンが好適である。
【００５７】
滑り止め１８の脚の長さは、推進管３の径の大きさ及びキャスター１７の脚の長さに応じて、適宜調整される。キャスター１７の脚の長さよりも滑り止め１８の脚の長さを若干、例えば２ミリメートル程度短くしておくことで、推進管３及びジョイント部材１を掘進機５、推進ジャッキ４１等に接続して、推進管３及びジョイント部材１の軸を平行にする時には、滑り止めの先端部１８６は宙に浮いた状態になって、推進管３と接触しなくなる。
【００５８】
前部フランジ１５及び後部フランジ１６を他のジョイント部材１等に接続せずに、ジョイント部材１を単体で推進管３内に置いた状態にした時に、キャスター１７、１７の車輪１７６、１７６と滑り止め１８、１８の先端部１８６、１８６のみが推進管３内部に接触するように、滑り止め１８、１８の長さが調整される。
【００５９】
滑り止め１８の強度を増すために、滑り止め１８の脚受部１８０は、中心管１０に対して溶接により固着されると共に、送泥管１１又は排泥管１２の外側にも溶接される。また、滑り止めの脚受部１８０の斜め上の面には、該面と垂直に鉄鋼の補強板１８７（図１では省略）が溶接され、該補強板１８７は中心管１０にも溶接されているため、滑り止め１８の強度は更に増している。
【００６０】
保護部材１９は、略長方形の板状のもので、補強板１４に対し、３本のボルトにより固定されている。保護部材１９には、ボルトと螺合するネジ孔が６個あり、補強板１４には、一つの保護部材１９と接続するためのネジ孔が３個ある。そのため、保護部材１９の６個のネジ孔の内、いずれの３つのネジ孔を利用するかを選択することにより、保護部材１９が斜め上に向かって突出する長さを調整することができる。
【００６１】
保護部材１９の位置及び突出する長さは、仮にジョイント部材１が推進管３内で傾いたり、横転したり、更には、逆さになってしまった場合に、キャスター１７の車輪１７６、滑り止め１８の先端部１８６又は保護部材１９の先端部のみが推進管３の内側に接触するように調整されている。これにより、補強板１４や前部フランジ１５や後部フランジ１６などが、推進管３の内側を傷つけてしまうことを防止することができる。
【００６２】
第１実施形態においては、保護部材１９は、補強板１４の下部側に配置されているが、流体管１３等他の部材との関係でスペースがあれば、補強板１４の上部側に配置してももちろんよい。
【００６３】
なお、図２（ａ）のジョイント部材１の長さは、対応する推進管３の長さと同じく１２０５ミリメートルで、外径は３００ミリメートルである。
もっとも、この外径のジョイント部材の長さとしては、１２０３ミリメートル、２４３３ミリメートル、２４３５ミリメートル、３０００ミリメートル等、様々な種類があり得る。
また、外径についても、推進管の大きさに応じて、様々な種類があり得る。
【００６４】
（ジョイント部材の使用方法）
次に、泥水式推進工法におけるジョイント部材１の使用方法を説明する。
【００６５】
泥水式推進工法においては、まず、背景技術の項で述べたように、発進立坑６及び到達立坑７を築造する。
次に、測量の上、管路センター、推進計画高及び機械据え付け高位置をマーキングする。
さらに、推進ジャッキ４１を発進立坑６内に計画勾配及び計画方向に対応するように調整した上、据え付ける。
【００６６】
次に、図７（ａ）のように、掘進機５を推進ジャッキ４１に接続し、泥水処理機８０等により送泥及び排泥を行い泥水を還流させながら掘進機５により掘削をする方法について説明する。
【００６７】
掘進機５は、図９のように、前方から順に、先頭体５２、本体５３及びバックアップ管５５からなる。
【００６８】
先頭体５２は、先端部に、カッターヘッド５０とビット５１を有する。
本体５３は、内部にレーザターゲット５４、送泥管５６、排泥管５７及び流体管５８を有する。
バックアップ管５５は、内部に送泥管５６、排泥管５７及び流体管５８を有し、後部に後部フランジ５９を有する。
【００６９】
まず、掘進機５を、発進立坑６の下方に吊り下ろし、推進ジャッキ４１の上に載せる。
【００７０】
そして、バックアップ管５５の後部フランジ５９に対して、図１０のヘッドキャップ４２をボルト１５４によって接続する。ボルトは、ヘッドキャップの孔４２１と後部フランジ５９のネジ孔５９１を貫通させる。また、後部フランジ５９とヘッドキャップ４２を接続する際に、後部フランジ５９の送泥開口部５９７、排泥開口部５９８及び流体開口部５９９とヘッドキャップ４２の送泥開口部４２７、排泥開口部４２８及び流体開口部４２９の間に、送排泥管スリーブ１１０ないし流体管スリーブ１３０を嵌合する。
【００７１】
送排泥管スリーブ１１０及び流体管スリーブ１３０は、略円筒型で、２本のＯリング１１００、１３００を外周に有しているため、それぞれのＯリングが、後部フランジ５９の開口部とヘッドキャップ４２の開口部の内側に密着することによって、接続部分をシーリングすることができる。
【００７２】
なお、ヘッドキャップ４２の送泥管４２３及び排泥管４２４はフランジに対して回転可能になっており、図１０（ｂ）は送泥管４２３及び排泥管４２４を垂直にした状態の断面図である。
【００７３】
そして、ヘッドキャップ４２の送泥管４２３の端部４２３０を、発進立坑６内又は地上に配置された泥水処理機８０に接続する送泥ライン６１と接続する。また、ヘッドキャップ４２の排泥管４２４の端部４２４０を、発進立坑６内又は地上に配置された泥水処理機８０に接続する排泥ライン６２と接続する。
【００７４】
そして、泥水処理機８０から、送泥ライン６１、ヘッドキャップ４２の送泥管４２３及び掘進機５の送泥管５６を介して、掘進機５のチャンバに泥水を輸送する。これにより、掘進機５のチャンバ内を泥水で満たし、泥水圧を加えて切羽を安定させる。カッターヘッド５０で掘削した土砂は、掘進機５の排泥管５７、ヘッドキャップ４２の排泥管４２４及び排泥ライン６２を介して泥水処理機８０に輸送される。泥水処理機８０では、排泥ライン６２から輸送された土砂の混じった排泥水を、泥水と土砂に分離して比重調整を行った後、泥水を再び送泥ライン６１に還流し、連続的に掘削を行う。
【００７５】
また、掘進機５には、地盤改良、止水のための薬液や、推進管の外周抵抗を低減して推力を低減するための滑剤を供給する必要がある。そのため、発進立坑内又は地上に配置された薬液供給装置又は滑剤供給装置からの流体ラインをヘッドキャップ４２の流体管４２５に接続し、掘進機５の流体管５８に薬液や滑剤を輸送しながら掘削を行う。なお、薬液及び滑剤は、２種類の液体を同時に用いることもある。本実施形態においては、掘進機５及びヘッドキャップ４２は、４本の流体管を有しているため、２種類以上の薬液や滑剤を使用する場合には、薬液や滑剤の種類に応じて異なる流体管を用いることができる。
【００７６】
また、掘進機５の回転等を制御するために、掘進機５の信号用の電線８１０を、地上の操作盤８１に接続する。また、掘進機５の動力線を、地上の電源に接続する。さらに、掘進機５の油圧管８２０を、地上の油圧ユニット８２に接続する。
【００７７】
推進時には、掘進機５のバックアップ管５５の後部の円環部５５１を、推進ジャッキ４１の円環部４１０に接触させて、推進ジャッキ４１の推力により推進する。
【００７８】
そして、推進ジャッキ４１が掘進機５を押し切ったところで、掘削を一旦停止し、掘進機５は地中に埋めた状態にしたままで、推進ジャッキ４１の推進用の腕を再度縮めて元の位置に戻す。
さらに、掘進機５の後部フランジ５９から、ヘッドキャップ４２を取り外す。
【００７９】
そして、地上にて、推進管３の中に送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３が一体化されたジョイント部材１を入れる。このとき、キャスター１７の車輪１７６を転がして入れることにより、ジョイント部材１が推進管３の内部を傷つけることを避けることができる。また、仮にジョイント部材１が傾いたり、横転したり、更には、逆さになってしまった場合でも、保護部材１９があるため、推進管３の内部を傷つけることを避けることができる。
【００８０】
そして、ジョイント部材１を入れた推進管３を、地上から発進立坑６の底の推進ジャッキ４１の上に吊り下ろす。このとき、推進管３の軸が略水平になるような状態で降下させる。この際、推進管３内のジョイント部材１は、２つの滑り止め１８、１８の先端部１８６、１８６が推進管内部と接触している状態となっている。このため、仮に何らかの原因で降下中に推進管３が傾いた場合であっても、滑り止め１８の先端部１８６の摩擦力によって、ジョイント部材１が推進管３の外に滑り出してしまうことが防止されている。
【００８１】
そして、ジョイント部材１の送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３が、掘進機５の送泥管５６、排泥管５７及び流体管５８とシールされた状態で接続するように、ジョイント部材１の前部フランジ１５を掘進機５の後部フランジ５９に接続する。このとき、送排泥管スリーブ１１０及び流体管スリーブ１３０を各開口部の接続部分に嵌合する。後部フランジ５９とヘッドキャップ４２との接続の場合と同様に、各スリーブのＯリングにより接続部分がシーリングされる。
【００８２】
この時の接続方法としては、ジョイント部材１を後ろから前方に向かって押すことによって、送排泥管スリーブ１１０及び流体管スリーブ１３０を掘進機５及びジョイント部材１のそれぞれの開口部に嵌合させる。その際に、ジョイント部材１の後部をやや持ち上げるようにして滑り止め１８を浮かせて押す。このため、本実施形態では、キャスター１７を前に配置し、滑り止め１８を後ろに配置している。
【００８３】
ジョイント部材１の前部フランジ１５と掘進機５の後部フランジ５９とは、ジョイント部材１の前部フランジ１５の孔１５１の後部側からボルト１５４を嵌めることによって固定する。孔１５１にはネジ溝が切ってないが、対応する位置にある掘進機５の後部フランジ５９のネジ孔５９１には、メスのネジ溝が切ってあるため、ナットを使わなくとも、ボルトを締めるだけで、ジョイント部材と掘進機は接続・固定される。
【００８４】
本実施形態では、ジョイント部材１はキャスター１７及び保護部材１９を有しているため、ジョイント部材１と掘進機５の接続作業の時に、ジョイント部材１によって推進管３の内部を傷付けることが防止される。
【００８５】
また、推進管３の前端部を、掘進機５のバックアップ管５５の円環部５５１に接続する。
【００８６】
さらに、ジョイント部材１の後部フランジ１６を、ボルト１５４により、ヘッドキャップ４２と接続する。この際、ヘッドキャップ４２の孔４２１にはネジ溝が切っていないが、後部フランジ１６のネジ孔１６１にはメスのネジ溝が切ってあるため、ボルト１５４をヘッドキャップ４２側から嵌合することにより、ナットがなくとも結合することができる。また、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の接続部分には、送排泥管スリーブ１１０ないし流体管スリーブ１３０を嵌合することによってシーリングすることは、掘進機５の後部フランジ５９の接続の場合と同様である。
【００８７】
このようにして、ジョイント部材１の送泥管１１、排泥管１２及び流体管１３を、後部フランジ１６及びヘッドキャップ４２を介して、送泥ライン６１、排泥ライン６２及び流体ラインに接続する。
【００８８】
このように、従来の技術と異なり、本実施形態では、薬液や滑剤を供給する流体管１３が油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０とは別になっており、ジョイント部材１の一部としてユニット化されているため、流体管１３が、油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０と絡まったり、互いを圧迫したり、途中で折れ曲がったりヒビが入ったりすることは防止されている。
【００８９】
さらに、第１実施形態では、掘進機５の油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０を、ジョイント部材１の上部の凹部１００の上に載せる。凹部１００は、中心管１０と補強板１４に囲まれて軸方向に延びる溝状になっているため、信号用の電線８１０、動力線及び油圧管８２０がジョイント部材１と推進管３の間に挟まれて圧迫されたり、傷付いたり、切れたりすることが防止される。
【００９０】
そして、推進管３の後端部を推進ジャッキ４１の円環部４１０に接続する。
さらに、図１３のように、ジョイント部材１の固定用板１６２及び固定用板１６３の間の溝及び推進ジャッキ４１の溝部４１１に、略直方体の鉄鋼のブロック１６５を挿入する。これによって、ボルトよりも大きな面積でねじれ応力を受けることができるため、ジョイント部材１と推進ジャッキ４１は、ねじれ応力に対して強固に固定される。また、このブロック１６５は取っ手部１６５１を備えているため、該ブロック１６５を手で容易に着脱することができる。
【００９１】
この状態で、先程と同様に、掘進機５のチャンバ内と泥水処理機８０の間で、泥水を還流させながら、掘進機５により掘削、推進をする。
推進力は、推進ジャッキ４１の円環部４１０と推進管３の後端部を介して伝達する。
このときに、推進ジャッキ４１に配置されたレーザトランシット６０から目標とする掘進方向に向けてレーザ光を発射する。レーザ光は、ジョイント部材１の中心管内１１を通過して、掘進機５のレーザターゲット５４にあたり、掘進機５の位置ズレを検出することができる。
【００９２】
以後同様に、推進管３及びジョイント部材１の後ろに順次推進管３及びジョイント部材１を継ぎ足して、掘削、推進を行っていく（図７（ｃ）参照）。
【００９３】
掘進機５の先端部のカッターヘッド５０は、回転することにより掘削を行うが、掘進機５、ジョイント部材１、及び推進ジャッキ４１は、前部フランジ１５、後部フランジ１６、ボルト１５４及びブロック１６５等により強固に接続されていること、並びに、ジョイント部材１には、軸方向に延びる補強板１４が溶接されていることから、ジョイント部材１がねじれてしまういわゆるローリングが発生することはない。
【００９４】
（回収）
図７（ｄ）のように、掘進機５が到達立坑７にまで到達したら、掘進機５は到達立坑７から吊り上げて回収する。
【００９５】
次に、ジョイント部材１を、推進管３から発進立坑６又は到達立坑７に引き抜く。この引き抜く際に、キャスターの車輪１７６が転がるため、推進管３内部を傷つけることがない。また、仮にジョイント部材１が傾いたり、横転したり、更には、逆さになってしまった場合でも、保護部材１９があるため、推進管３の内部を傷付けることを避けることができる。
【００９６】
そして、ジョイント部材１を、発進立坑６又は到達立坑７から吊りあげて回収する。このようにして、推進管３が地中に残されることになる。
【００９７】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態よりも、小さな径の推進管に用いるためのジョイント部材２が用いられる。図１５のように、ジョイント部材２の構造は、流体管２３、２３、孔２５１、２５１（図１５（ｂ）では、ボルトの中心に位置する）、ネジ孔２６１、２６１（図１５（ｃ）では、ボルトの中心に位置する）及び保護部材２９のネジ孔の数がジョイント部材１の半分であること、保護部材２９が補強板の上部側に配置されていることを除けば、概ねジョイント部材１と同じである。
【００９８】
なお、図１５（ａ）のジョイント部材２の長さは１００５ミリメートルで、外径は２３０ミリメートルである。
もっとも、この外径のジョイント部材の長さとしては、１００３ミリメートル、２０００ミリメートル、２００３ミリメートル等、様々な種類があり得る。
また、外径についても、推進管の大きさに応じて、様々な種類がありうる。
【００９９】
また、ジョイント部材２の使用方法も、概ねジョイント部材１と同じである。
【０１００】
本発明は、上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【０１０１】
例えば、流体管、補強板、キャスター、滑り止め、保護部材等の個数を上述の実施形態と異ならせる構成もあり得る。
【０１０２】
また、中心管の位置は、掘進機５内のレーザターゲット５４と発進立坑６内のレーザトランシット６０の位置に応じて、必ずしもジョイント部材の中心付近にない構成もあり得る。
【０１０３】
また、キャスターの車輪、滑り止めの先端部及び保護部材の材質は、推進管の内側を傷つけない材質であれば、例えば、テフロンやゴム等とする構成もあり得る。
【０１０４】
また、キャスター及び滑り止めの突出方向については、斜め下方ではなく、下方とする構成も考え得る。また、上述の実施形態では、キャスター及び滑り止めは中心管から突出しているが、送泥管、排泥管、補強板、前部フランジ、後部フランジその他の部材から突出する構造もあり得る。また、掘進機とジョイント部材の接続方法によっては、キャスターと滑り止めの前後関係を上述の実施形態と異なる配置とすることもあり得る。
【０１０５】
また、上述の実施形態では、保護部材は斜め上方に向かって突出しているが、これに限定されず、上方や、水平方向等とする構成もあり得る。さらに、保護部材は板状の形状でなくとも、推進管内部を傷付けない形状であれば、例えばキャスターなどでもよい。
【０１０６】
また、掘進機やジョイント部材の接続方法として、ボルトだけでなく、ボルトとナットを使う方法や、連結フックを使う方法もあり得る。
また、ジョイント部材等を結合するボルトの個数は、第１実施形態においては４個であったが、これに限られず、２個とするなど他の構成もあり得る。
【０１０７】
また、上述の実施形態では、ジョイント部材１は一つの大きな凹部１００を上部に備えているのみであるが、複数の小さな凹部又は溝を軸方向に配置し、それぞれの小さな凹部又は溝毎に異なる油圧管８２０、動力線及び信号用の電線８１０を載せ、あるいは嵌め込むことにより、これらの管・電線が互いに絡まったりする危険を更に防止することができる。
【０１０８】
また、上述の実施形態は、泥水を循環させる泥水式推進工法についてのものであったが、泥濃式推進工法や泥土式推進工法等においても、本発明のジョイント部材を用いることができる。この場合には、送泥管及び排泥管を介して高濃度泥水ないし土砂を圧送・排出し、必要に応じて圧送・排出のために適切な圧力で加圧・吸引する。
【０１０９】
また、この発明は、下水道の他、ガス管や地中電線管その他の推進管の施工にも用いられ得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
上述の本発明は、薬液や滑剤を輸送する流体管を掘進機の位置まで円滑に挿入することができるので、レジン管やヒューム管などを地中に圧入推進して埋設する推進工法において、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１１１】
１ ジョイント部材
１０ 中心管
１１ 送泥管
１２ 排泥管
１３ 流体管
１４ 補強板
１５ 前部フランジ
１６ 後部フランジ
１７ キャスター
１８ 滑り止め
１９ 保護部材
３ 推進管
４１ 推進ジャッキ
４２ ヘッドキャップ
５ 掘進機
５４ レーザターゲット
６ 発進立坑
６０ レーザトランシット
６１ 送泥ライン
６２ 排泥ライン
７ 到達立坑
８０ 泥水処理機
８１ 操作盤
８１０ 信号用の電線
８２ 油圧ユニット
８２０ 油圧管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前部フランジと後部フランジと中心管と送泥管と排泥管と流体管とを備え、推進管内に挿入可能な外形を有し、掘進機から推進ジャッキまで順次接続するジョイント部材であって、
前記ジョイント部材の軸方向に配設される前記中心管、前記送泥管、前記排泥管及び前記流体管は、
前方の端部が前記前部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の後部側に開口された状態でそれぞれ固着され、後方の端部が前記後部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の前部側に開口された状態でそれぞれ固着され、
前記前部フランジ及び前記後部フランジは、
貫通孔である前記中心開口部と前記送泥開口部と前記排泥開口部と前記流体開口部とを有する半径方向に広がる垂直面と、固定具を着脱可能に取り付けることができる連結部とを備え、前記連結部によって前記掘進機、他のジョイント部材、推進ジャッキ又はヘッドキャップと接続することができる、
ことを特徴とするジョイント部材。
【請求項２】
下方又は斜め下方に突出するキャスター及び滑り止めのうちいずれか又は両方を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のジョイント部材。
【請求項３】
前記ジョイント部材の中心軸から外側に向かって突出する保護部材を備える、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジョイント部材。
【請求項４】
前記前部フランジ及び前記後部フランジと溶接により固着している補強板であって、前記中心管、送泥管、排泥管及び流体管のうち１本以上と溶接により固着している補強板を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のジョイント部材。
【請求項５】
略直方体のブロックと嵌合する溝部を備える推進ジャッキと前記ブロックを介して接続し、
前記後部フランジに係る前記固定具が前記ブロックであり、
前記後部フランジに係る前記連結部が前記ブロックと嵌合する溝部である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のジョイント部材。
【請求項１】
前部フランジと後部フランジと中心管と送泥管と排泥管と流体管とを備え、推進管内に挿入可能な外形を有し、掘進機から推進ジャッキまで順次接続するジョイント部材であって、
前記ジョイント部材の軸方向に配設される前記中心管、前記送泥管、前記排泥管及び前記流体管は、
前方の端部が前記前部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の後部側に開口された状態でそれぞれ固着され、後方の端部が前記後部フランジの中心開口部、送泥開口部、排泥開口部及び流体開口部の前部側に開口された状態でそれぞれ固着され、
前記前部フランジ及び前記後部フランジは、
貫通孔である前記中心開口部と前記送泥開口部と前記排泥開口部と前記流体開口部とを有する半径方向に広がる垂直面と、固定具を着脱可能に取り付けることができる連結部とを備え、前記連結部によって前記掘進機、他のジョイント部材、推進ジャッキ又はヘッドキャップと接続することができる、
ことを特徴とするジョイント部材。
【請求項２】
下方又は斜め下方に突出するキャスター及び滑り止めのうちいずれか又は両方を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のジョイント部材。
【請求項３】
前記ジョイント部材の中心軸から外側に向かって突出する保護部材を備える、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジョイント部材。
【請求項４】
前記前部フランジ及び前記後部フランジと溶接により固着している補強板であって、前記中心管、送泥管、排泥管及び流体管のうち１本以上と溶接により固着している補強板を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のジョイント部材。
【請求項５】
略直方体のブロックと嵌合する溝部を備える推進ジャッキと前記ブロックを介して接続し、
前記後部フランジに係る前記固定具が前記ブロックであり、
前記後部フランジに係る前記連結部が前記ブロックと嵌合する溝部である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のジョイント部材。
【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１６】
【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１６】
【公開番号】特開２０１１−２４１５８０（Ｐ２０１１−２４１５８０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１３７０５（Ｐ２０１０−１１３７０５）
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（５９２０１７１４９）太閤テックス株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（５９２０１７１４９）太閤テックス株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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