合成樹脂管埋設装置
【課題】 合成樹脂管を地中に直接埋設する推進工法で、安定した長距離推進が可能な合成樹脂管埋設装置を提供すること。
【解決手段】 掘進機によって掘削する地中に埋設して推進方向に結合する所定長さの塩ビ管２Ａ，２Ｂと、この塩ビ管２Ａ，２Ｂの内部に配置して前記掘進機の推進方向に結合することにより掘進機に推進力を伝達するインナー管１２Ａ，１２Ｂとを備え、インナー管１２Ａ，１２Ｂは、このインナー管１２Ａ，１２Ｂを屈折可能に結合する結合部１３と、前記塩ビ管２Ａ，２Ｂの許容推進力の範囲となる所定間隔で塩ビ管２Ａ，２Ｂの推進力を負荷するプッシャー５２とを有し、前記プッシャー５２を推進方向と交差する方向に突出させて前記塩ビ管２Ａ，２Ｂの結合部の後端面に係合させることにより、塩ビ管２Ａ，２Ｂを推進させる推進力を前記プッシャー５２の前面で受けて負荷するように構成する。
【解決手段】 掘進機によって掘削する地中に埋設して推進方向に結合する所定長さの塩ビ管２Ａ，２Ｂと、この塩ビ管２Ａ，２Ｂの内部に配置して前記掘進機の推進方向に結合することにより掘進機に推進力を伝達するインナー管１２Ａ，１２Ｂとを備え、インナー管１２Ａ，１２Ｂは、このインナー管１２Ａ，１２Ｂを屈折可能に結合する結合部１３と、前記塩ビ管２Ａ，２Ｂの許容推進力の範囲となる所定間隔で塩ビ管２Ａ，２Ｂの推進力を負荷するプッシャー５２とを有し、前記プッシャー５２を推進方向と交差する方向に突出させて前記塩ビ管２Ａ，２Ｂの結合部の後端面に係合させることにより、塩ビ管２Ａ，２Ｂを推進させる推進力を前記プッシャー５２の前面で受けて負荷するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質塩化ビニル管等の合成樹脂管を推進工法で地中に直接埋設するための合成樹脂管埋設装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に下水道の管路や他の管路を埋設する工法として、先導する掘進機に後続させて管を推進する推進工法が知られている。この推進工法は、図１６の推進工法を模式的に示す断面図のように、埋設すべき管路の予定埋設線上に発進立坑２０１と到達立坑２０２とを構築し、発進立坑２０１に設置した元押装置２０３によって管２０４に推進力を与え、この管２０４を介して掘進機２０５に推進力を伝達して推進させるものである。そして、掘進機２０５を到達立坑２０２まで推進させることにより、発進立坑２０１と到達立坑２０２との間に連続する管２０４を直接的に埋設して管路を形成している。
【０００３】
上記管路を構成する管としては、２００ｍｍ〜４００ｍｍ程度の直径のコンクリート管や硬質塩化ビニル管等が一般的に採用されているが、例えば、直径が３００ｍｍ程度の管の場合には、製作上の関係や耐食性等から硬質塩化ビニル管（この明細書及び特許請求の範囲では、単に「塩ビ管」ともいう）等の合成樹脂管が多く採用されている。
【０００４】
例えば、近年、合成樹脂管として多く採用されている塩ビ管を例に説明すると、この塩ビ管を埋設する場合には、塩ビ管によって伝達し得る推進力が小さいため、上記図１６に示すように、塩ビ管２０４には掘進機２０５を推進するための推進力が直接伝達しないように、塩ビ管２０４の内部に掘進機２０５の推進力を伝達するための金属製インナー管２０６を挿通し、このインナー管２０６を介して掘進機に推進力を伝達するようにしている。この場合、塩ビ管への推力伝達は、発進立坑２０１に設けられた元押装置２０３によって行われている。
【０００５】
一方、このような塩ビ管の推進工法では、所定長さの塩ビ管の推進が終了する毎に発進立坑に設けられた元押装置と埋設した塩ビ管との間に新たな塩ビ管が結合され、この塩ビ管の内部に新たなインナー管が配置されると共に、先導する掘進機に動力を伝える動力線や制御信号を伝送する信号線や、掘進機から地山との間に滑材を充填する滑材供給管等、各種線類や管類が配置されて接続される。また、泥水工法の掘進機を採用した場合には、前記線類や管類に加えて送泥管や排泥管等の管が配置されて接続される。
【０００６】
さらに、掘進機の推進方向を監視して掘進機を常に正しい方向へ推進させるように制御するために、発進立坑から管路の予定埋設線に沿ってレーザー光が掘進機に向けて照射されている。このレーザー光は、インナー管に沿って掘進機に設けられたターゲットに照射される。
【０００７】
なお、この種の掘進機と元押装置との間に設ける推力伝達装置に関する従来技術として、外周の一部に全長にわたる開放部を形成した伝達部材と、Ｕ字状棚と、接続部等を備え、Ｕ字状棚によって、上部にレーザー通過エリアを確保しつつ、必要配管・配線材を簡単に埋設または撤去できるようにしたものがある。この推力伝達装置の接続部としては、端板とネジ、カラー、ボルト等により構成され、カラーをネジとボルトの間に挿入しておくことによって、端板の間に隙間を持たせて、この隙間分の屈折が可能な推力伝達装置を構成し、掘進機と推力伝達装置の推進方向におけるズレを修正できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、他の従来技術として、埋設管の耐力に合わせてこの埋設管を内側から摩擦力で保持固定する保持機構を駆動軸体に設け、この保持機構によって駆動軸体の推進に伴って埋設管に内側から推進力を伝達するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２４８８８５号公報
【特許文献２】特開平２−１４４４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、近年、下水道管等の塩ビ管（合成樹脂管）を埋設する環境としては、地上の制約や周辺の交通事情に与える影響を極力小さくするため、及び発進・到達立坑築造コストダウンの関係から、立坑を設ける間隔を広げたいという要求がある。その要求として、例えば、２００ｍ近くの長距離推進工法の開発が、業界の高いニーズとなっている。
【００１１】
しかしながら、上記した塩ビ管を２００ｍ近く埋設しようとした場合、細長い構造物であるインナー管によって２００ｍ先の掘進機に推進力を伝達することから生ずる座屈が塩ビ管に影響することへの対応や、上記図１６に示すように元押装置２０３で推力伝達される塩ビ管２０４と地山２０７との周面摩擦力２０８の増加に対応するための装置を狭い掘削断面内に備え、且つ、レーザー光の照射空間、送排泥管等の管、電気配線等の線類等、多くの構成を狭い塩ビ管の内部に設置ことが難しくなる。
【００１２】
特に、塩ビ管の推進力は、施工距離が増すことによって周面摩擦力が大きく増加するので、その周面摩擦力の増加に耐えるような塩ビ管を製作することは非常に難しい。つまり、従来の塩ビ管等の合成樹脂管を埋設する推進工法の施工距離は、塩ビ管等の合成樹脂管の許容推進力によって限定されており、１００ｍ以下の短距離施工しか行われていないのが現状である。
【００１３】
しかも、塩ビ管の地中への埋設が完了すると、内部のインナー管は全て回収され、これに伴って電線類，管類も回収される。このとき、一般的にインナー管の内部に挿通された電線類や管類も一緒に発進立坑側に回収されるので、インナー管は回収可能な機能・構造を有する必要があると共に、その大きな引き力に耐えうる必要があるが、２００ｍの推進距離でインナー管を回収するのは大変困難である。
【００１４】
その上、推進工法では、掘進機の推進方向が管路の予定埋設線からズレることがあり、常に掘進機の推進方向を予定埋設線に一致させるように制御する必要があるため、安定してレーザー通過エリアを確保する必要がある。
【００１５】
なお、上記特許文献１では、上部が開放したＵ字状棚に配管・配線を配置し、その上部をレーザー通過エリアとして確保しているため、インナー管の上部への他の部品装備ができない。しかも、Ｕ字状棚に配置した配管・配線が軸方向の一箇所ででも跳ね上がってしまうと、レーザー通過エリアを塞いでしまい、計測に支障を来たす。その上、このように上部が開放したＵ字状棚の場合、合成樹脂管埋設後の回収のために要求される高引き力を満たそうとすると、接続部における端板の寸法拡大やボルトの大型化等を伴い、各種装置の設置や配管・配線・レーザー通過エリア等の確保が困難になる。
【００１６】
また、上記特許文献２では、埋設管の内面を保持機構によって押し付けて、その摩擦力によって推進力を伝達するため、大きな推進力を伝達するためには押し付け面積が大きくなり、しかも保持機構の設置台数も増え、内部に配置する必要がある装置や配管・配線・レーザー通過エリア等の確保が困難になる。その上、このように摩擦力に依存した構造の場合、接触面の状態によっては、保持機構の設置の管理が困難となる。
【００１７】
そこで、本発明は、合成樹脂管を地中に直接埋設する推進工法で、安定した長距離推進が可能な合成樹脂管埋設装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、元押装置で推進力を与える掘進機によって掘削する地中に埋設して推進方向に結合する所定長さの合成樹脂管と、該合成樹脂管の内部に配置して前記掘進機の推進方向に結合することにより該掘進機に推進力を伝達する所定長さのインナー管と、を備えた合成樹脂管埋設装置であって、前記インナー管は、該インナー管を屈折可能に結合する結合部と、前記合成樹脂管の許容推進力の範囲となる所定間隔で前記合成樹脂管の推進力を負荷するプッシャーとを有し、前記合成樹脂管は、推進方向に結合された前記合成樹脂管の結合部に前記プッシャーを係合させる後端面を有し、前記プッシャーを推進方向と交差する方向に突出させて前記合成樹脂管の結合部の後端面に係合させることにより、前記合成樹脂管を推進させる推進力を前記プッシャーの前面で受けて負荷するように構成している。これにより、合成樹脂管の推進力を元押装置だけで伝えるのではなく、合成樹脂管が負荷できる許容推進力の範囲内となるように所定の長さ単位でインナー管によって合成樹脂管に推進力を伝えるので、インナー管の許容推進力まで施工距離を伸ばすことが可能となる。しかも、屈曲可能な結合構造により、掘進機の推進方向と地山から合成樹脂管が受ける力とによる合成樹脂管の追随方向が異なっても、インナー管の結合部が屈折して掘進機に後続させる合成樹脂管を円滑に方向変更させることができる。
【００１９】
また、前記インナー管が、軸方向に貫通する空間を有する管体で形成されていてもよく、これにより、インナー管の軸方向に貫通する空間をレーザー通過エリアとして使用して掘進機の方向制御を安定して行うことができる。
【００２０】
さらに、前記プッシャーは、前記インナー管の外部から径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱するように構成され、前記プッシャーをインナー管の外部から前記合成樹脂管の結合部に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる推力支持突出・格納機構を具備していてもよい。この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、合成樹脂管の径方向の移動を突出／格納という。このようにすれば、合成樹脂管を埋設した後、プッシャーを突出・格納機構で格納させて合成樹脂管との係合を解除すれば、インナー管と合成樹脂管との係合を断ち、インナー管を元押装置側に回収する作業を迅速に行うことができる。
【００２１】
また、前記プッシャーは、前記インナー管の上下位置に配置されていてもよい。このようにすれば、合成樹脂管の埋設時に左右方向への方向制御を行っても、インナー管の上下位置で推力伝達を行って安定した掘進が行える。
【００２２】
さらに、前記推力支持突出・格納機構は、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記所定間隔で具備させた前記プッシャーを格納させる格納操作部を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管を埋設した後、元押装置側から格納操作部を操作することによってプッシャーを格納して合成樹脂管との係合を断つことができるので、作業性良く容易にプッシャーの係合を断つことができる。
【００２３】
また、前記格納操作部は、前記元押装置側から順に時間差を設けて前記プッシャーを格納させる機能を具備していてもよい。このようにすれば、元押装置側からプッシャーの係合を解除する操作時に、各プッシャーの係合を順に解除することができるので、解除操作に要する力を抑えて操作性良く作業することができる。
【００２４】
さらに、前記インナー管は、前記合成樹脂管の外部に滑材を注入する滑材注入部を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管の長距離埋設時でも、所定間隔で合成樹脂管と地山との接触面積によって決まる周面摩擦力を抑えて、合成樹脂管の推進抵抗を抑えることができる。
【００２５】
その上、前記滑材注入部は、径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱する滑材注入管と、該滑材注入管を前記インナー管の外部から前記合成樹脂管に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる滑材注入突出・格納機構とを具備し、前記合成樹脂管は、前記滑材注入管の滑材注入位置に、前記滑材注入管から合成樹脂管外部への滑材注入は可能で、前記合成樹脂管外部からの逆流は防止する逆止機構を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管を埋設してインナー管を回収するときに滑材注入装置の滑材注入管をインナー管に向けて格納させれば、滑材注入装置を合成樹脂管から切り離すことが容易にでき、切り離した滑材注入管の位置から滑材や地下水が合成樹脂管内に入るのは逆止機構で防止することができる。
【００２６】
また、前記滑材注入突出・格納機構は、前記滑材注入管を前記合成樹脂管周方向の所定位置に止める回り止め部を有すると共に、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記回り止め部を格納させる格納操作部を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管を埋設した後、元押装置側から格納操作部を操作することによって回り止め部を格納して合成樹脂管との係合を断つことができるので、作業性良く容易に回り止め部の係合を断つことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上説明したような手段により、合成樹脂管が負荷する推進力を許容推進力の範囲に抑えて、インナー管の許容推進力の範囲で合成樹脂管を地中に直接埋設する推進工法による長距離推進を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る合成樹脂管埋設装置の通常結合部を示す軸方向の断面図である。
【図２】図１に示す通常結合部の斜視図である。
【図３】(a) は図２に示す通常結合部の平面図であり、(b) は同通常結合部における結合金具の平面図である。
【図４】図１に示すIV−IV断面図である。
【図５】(a),(b) は、図４に示す送排泥管の結合部を示す断面図である。
【図６】図１に示す合成樹脂管埋設装置の推力支持部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。
【図７】(a) は、図６に示す推力支持部を示す斜視断面図であり、(b) は、引き戻しロッドの連結部を示す分解斜視図である。
【図８】図６に示すVIII−VIII断面図である。
【図９】図６に示す推力支持部の突出／格納動作を示す図面であり、(a) は突出状態の断面図、(b) は格納状態の断面図である。
【図１０】本発明に係る合成樹脂管埋設装置による推進工法を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１に示す合成樹脂管埋設装置の滑材注入部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。
【図１２】図１１に示す滑材注入部を示す斜視断面図である。
【図１３】図１１に示すXIII−XIII断面図である。
【図１４】図１１に示す滑材注入部における逆止機構の例を示す断面図である。
【図１５】図１１に示す滑材注入部における逆止機構の他の例を示す断面図である。
【図１６】推進工法を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明でも、合成樹脂管として塩ビ管を例にし、掘進機は泥水式を例にして、図の右側を発進側とした例を説明する。また、この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、掘進機が掘進する前方を前側、後方を後側という。なお、特に前側の構成を指す場合は「Ａ」、後側の構成を指す場合は「Ｂ」を付し、両方を含む場合はこれらを付さずに説明する。また、上述した図１６に示す構成と同一の構成には、同一符号を付して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る合成樹脂管埋設装置の通常結合部を示す軸方向の断面図であり、図２は、図１に示す通常結合部の斜視図、図３(a) は、図２に示す通常結合部の平面図であり、(b) は同通常結合部における結合金具の平面図である。図４は、図１に示すIV−IV断面図であり、図５(a),(b) は、図４に示す送排泥管の結合部を示す断面図である。
【００３１】
図１に示すように、通常結合部１は、所定長さの塩ビ管２の結合部３から少し発進側（右側）に離れた位置にインナー管１２Ａ,１２Ｂの結合部１３が設けられている。この塩ビ管２の結合部３には、その外周にカラー５が設けられ、このカラー５と塩ビ管２との間がシール材６によってシールされている。このシール材６により、地山２０７から塩ビ管２の結合部３へ地下水等が浸入するのを防いでいる。
【００３２】
また、通常結合部１は、図３(a),(b) に示すように、前側のインナー管１２Ａの後端に設けられた位置合せ金具１４の爪部１５と、後側のインナー管１２Ｂの前端に設けられた位置合せ金具１６の爪部１７とが係合させられた状態で、これらの位置合せ金具１４，１６の爪部１５，１７が上下方向に突出するように形成した段部１８に係合するように上下方向から締結金具１９が被せられている。
【００３３】
そして、図２にも示すように、これらの締結金具１９は、締結金具保持部品２１によってインナー管１２の左右両側部と上下部とで連結されている。この締結金具保持部品２１は、各締結金具１９の間を連結するものであり、インナー管１２の左右位置に配置された締結金具１９を連結する横連結プレート２２と、インナー管１２の上下位置に配置された締結金具１９を前後位置で連結する縦連結プレート２３とを有している。これらの連結プレート２２，２３は、ボルト２４，２５で締結金具１９に固定されている。このように締結金具１９の左右位置と上下位置とをプレート２２，２３で連結することにより、締結金具１９をインナー管１２に固定することなく位置合せ金具１４，１６でインナー管１２Ａ，１２Ｂを結合している。
【００３４】
図３(a),(b) に示すように、上記したように結合された前側のインナー管１２Ａと後側のインナー管１２Ｂとは、爪部１５，１７を係合させた状態で、上記位置合せ金具１４，１６の間に軸方向隙間Ｓ１と左右方向隙間Ｓ２とが形成されるようになっている。これにより、インナー管１２Ａ，１２Ｂの結合部１３を、軸方向隙間Ｓ１，左右方向隙間Ｓ２の範囲で左右方向に屈折可能としている。つまり、インナー管１２Ａ，１２Ｂは、位置合せ金具１４，１６、締結金具１９、締結金具保持部品２１によって、インナー管１２Ａ，１２Ｂの結合部１３を屈折可能な柔軟結合構造としている。
【００３５】
このような構造とすることにより、掘進機２０５の推進方向を制御すれば、インナー管１２Ａ，１２Ｂの製作精度による直進性の方向と、掘進機２０５が通過した後、地山から受ける塩ビ管２の追随方向とが逆になった場合等でも、位置合せ金具１４，１６の隙間Ｓ１，Ｓ２で屈折して掘進機２０５に後続させる塩ビ管２を円滑に方向変更することができる。
【００３６】
また、このような構造とすることにより、軸方向に大きな引抜き力を作用させたとしても、締結金具１９によって係止された位置合せ金具１４，１６によって大きな引抜き力を受けることができるので、大きな引抜き力でインナー管１２の全体を引抜くことも可能としている。
【００３７】
図４に示すように、上記インナー管１２は、矩形断面の中空管で形成されており、軸方向に貫通する空間２８が形成されている、この空間２８がレーザー通過エリアとして利用される。この矩形断面のインナー管１２の上下位置には支持ローラ３１がそれぞれ設けられている。このインナー管１２の両側方にはＬ型断面の管支持金具３０が固定され、この管支持金具３０の外部にはスペーサ３２がそれぞれ設けられている。このスペーサ３２は、合成樹脂材等によって形成されている。これらの支持ローラ３１とスペーサ３２とによって、インナー管１２が塩ビ管２の中心部に位置すようになっている。
【００３８】
インナー管１２の上下位置に設けられた支持ローラ３１は、インナー管１２の軸心に対して左右均等に固定されたローラ支持台３３に回動可能に設けられており、インナー管１２の上部に２個、下部に２個が対称配置されている。上記矩形状断面のインナー管１２の上下面が、これらのローラ支持台３３の座面として利用されている。また、この実施の形態では、インナー管１２の前方下部に仮受けローラ３４が設けられている。この仮受けローラ３４は、塩ビ管２の内部に挿入されるインナー管１２の重量を一旦仮受けし、その後の結合作業が容易に行えるようにするものである。この仮受けローラ３４は、インナー管１２に設けられた台座３５に固定されたローラ支持台３６に設けられている。この台座３５は、後述する下側の格納操作部たる引き戻しロッド６６を跨いで設けられている。
【００３９】
さらに、上記管支持金具３０には、下向きに環状の送排泥管サポート３７が設けられ、この送排泥管サポート３７に送泥管４１と排泥管４２とが支持されている。この管支持金具３０の上向きの開放した空間３８には、電力線４３や送水管４４が配置されている。
【００４０】
一方、図５(a) に示すように、上記送泥管４１と排泥管４２の接合部４５は、前側の送泥管４１Ａと排泥管４２Ａの後端に大径管４６を設けると共にシール材４７を設け、後側の送泥管４１Ｂと排泥管４２Ｂの前端に上記シール材４７が接するシール部４８を形成している。これにより、図５(b) に示すように、送泥管４１Ｂ及び排泥管４２Ｂが接合部４５で屈曲可能となっており、上記屈折可能なように結合されているインナー管１２の屈曲に追随して同様に屈折することができる。
【００４１】
上記したように構成される通常結合部１は、掘進機２０５の推進方向に結合される所定長さの塩ビ管２及び所定長さのインナー管１２における通常の結合部であり、このような通常結合部１の間の所定位置に以下に説明する推力支持部５０と滑材注入部８０とが備えられる。
【００４２】
図６は、図１に示す合成樹脂管埋設装置の推力支持部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。平面図は、カラー５とシール材６を除いて示している。図７(a) は、図６に示す推力支持部を示す斜視断面図であり、(b) は、引き戻しロッドの結合部を示す分解斜視図である。図８は、図６に示すVIII−VIII断面図、図９は、図６に示す推力支持部の突出／格納動作を示す図面であり、(a) は突出状態の断面図、(b) は格納状態の断面図である。この実施の形態では、インナー管の上下位置に推力支持部が設けられている。図７は、全長を短くして記載している。
【００４３】
図６(a),(b) 、図７(a),(b) に示すように、合成樹脂管埋設装置１２０に備えられた推力支持部５０は、上記したように推進方向に結合される所定長さの塩ビ管２に所定間隔で設けられる。この推力支持部５０は、推進方向に結合された複数の塩ビ管２を推進させるための推進力が塩ビ管２の許容推進力を超えない位置の結合部３に設けられ、その結合部３から前側に位置する塩ビ管２の推進力をインナー管１２によって支持するようにしている。推力支持部５０が備えられる塩ビ管２の結合部３には、後側の塩ビ管２Ｂの前端に係合凹部９が形成されており、インナー管１２には、この係合凹部９に向けて径方向に突出される係合部材たるプッシャー５２が設けられている。このプッシャー５２は、インナー管側に円筒部５３が形成され、外側に塩ビ管２の係合凹部９に挿入されて前側の塩ビ管２Ａの後端面と前面が接する係合部５４が突設されている。
【００４４】
図８にも示すように、この実施の形態では、プッシャー５２を突出／格納させる推力支持突出・格納機構たるプッシャー出入装置５１として、上記プッシャー５２の円筒部５３を径方向に案内する円形の開口を有するプッシャーケース５５と、このプッシャーケース５５をインナー管１２に固定された支持ベース５６に固定するためのプッシャーケース押え金具５７と、上記プッシャーケース５５に設けられた挿入穴５８に外部ローラ５９が挿入されて保持された案内ローラ体６０と、この案内ローラ体６０の内部ローラ６１が挿入される案内溝６５を有する格納操作部たる引き戻しロッド６６とを備えている。このように、格納操作部たる引き戻しロッド６６の案内溝６５によって案内ローラ体６０を介してプッシャー５２を径方向に突出又は格納させる機構としている。
【００４５】
また、プッシャー５２が係合する塩ビ管２の結合部３には、その外周に上記カラー５とシール材６とが設けられ、地山２０７から塩ビ管２の結合部３への地下水等の浸入が防がれている。
【００４６】
一方、上記引き戻しロッド６６に設けられた案内溝６５は、発進側である図の右側が径方向外側に位置し、到達側である図の左側が径方向内側に位置するように前向きで外側から内側に傾斜して形成されている。さらに、上記支持ベース５６には、プッシャー５２の円筒部５３がインナー管１２の径方向に格納させられる円筒形の空間６２が設けられている。
【００４７】
また、上記引き戻しロッド６６は、インナー管１２の外部に固定された支持ベース５６の間でインナー管１２の推進方向に移動可能なように設けられており、インナー管１２の外面に設けられた案内環６３（図１）によって推進方向に移動可能な状態で設けられている。この引き戻しロッド６６は、プッシャーケース５５とプッシャー５２との下部を推進方向に貫通して設けられており、インナー管１２と同様に推進方向に分割され、インナー管１２の結合部に近接した発進側の位置で、前側の引き戻しロッド６６の後端に形成された厚みが薄い差し込み部６８が後側の引き戻しロッド６６の前端に形成されたＵ状部６９に差し込まれ、この差し込み位置に設けられた穴部７０と長穴７１とがピン６７（図７(b) 参照）によって連結されている。
【００４８】
この引き戻しロッド６６の結合部におけるピン６７の連結位置としては、プッシャー５２を一斉に格納しようとすると過大な引き戻し力が必要になることから、図７に示すように、前側の引き戻しロッド６６の後端に形成される差し込み部６８の長穴７１を、発進側から順に推進方向の遊びが大きくなるような長穴とすることにより、発進側の引き戻しロッド６６が引かれても前側の引き戻しロッド６６は遊びの分で引かれないようにして、発進側のプッシャー５２から順に時間差をもって格納されるようにしている。つまり、ピン６７と係合する穴部７０に推進方向の遊びにより、引き戻しロッド６６の引き初めは発進側の引き戻しロッド６６のみが発進側に引かれて発進側のプッシャー５２を格納し、その後、推進方向前側の引き戻しロッド６６の連結部における長穴７１の遊びが順に無くなって発進側から順に連結された引き戻しロッド６６が引かれるようにすることにより、発進側のプッシャー５２から順にインナー管１２側に格納されるようにしている。これにより、同時に格納されるプッシャー５２の数を減らして、引き戻しロッド６６の引き力を軽減している。
【００４９】
図９(a),(b) に示すように、この推力支持部５０によれば、プッシャー５２を突出させて塩ビ管２と係合させた状態では、塩ビ管２によって負荷する推進抵抗をプッシャー５２の位置でインナー管１２によって支持し（図９(a) ）、塩ビ管２の埋設後には、引き戻しロッド６６を発進立坑側に引くことによって、案内ローラ体６０の内部ローラ６１が引き戻しロッド６６の案内溝６５に案内されてインナー管１２の径方向内側に格納され、その格納に伴って案内ローラ体６０の外部ローラ５９と係合しているプッシャー５２がプッシャーケース５５に案内されてインナー管１２側に強制的に格納される（図９(b) ）。このような操作により、発進側からプッシャー５２を塩ビ管２の内径部と干渉しない位置まで縮めて格納することができる。このプッシャー５２の格納は、プッシャー５２がプッシャーケース５５に案内されて径方向に格納され、プッシャー５２の係合部５４を塩ビ管２の内面と干渉しない位置まで格納させられる。
【００５０】
従って、このような推力支持部５０を備えさせた合成樹脂管埋設装置１２０によれば、図１０にも示すように、上記インナー管１２から塩ビ管２の結合部３に設けられた係合凹部９に向けてプッシャー５２を突出させて係合させることにより、このプッシャー５２が設けられた位置よりも前側の塩ビ管２を推進させる推進力をこのプッシャー５２を介してインナー管１２で負荷し、後側に設置する塩ビ管２で前側の塩ビ管２の推進抵抗力を負荷しないようにできる。
【００５１】
つまり、塩ビ管２の推進に要する推進力を元押装置２０３（図１０）だけで伝えるのではなく、塩ビ管２の許容推進力に達する前の位置に、この塩ビ管２の推進力をインナー管１２で支持する推力支持部５０を備えさせることにより、塩ビ管２の埋設時には、塩ビ管２の推進力を所定間隔でインナー管１２によって負荷することにより、ある長さ単位で塩ビ管２が負荷する推進力を限定し、塩ビ管２を許容推進力の範囲で使用して長距離の推進ができるようにしている。そして、これにより、塩ビ管２が低強度であることによって限定されていた施工距離を、高強度であるインナー管１２の許容推進力による施工距離まで伸ばすことを可能としている。
【００５２】
また、この実施の形態では、インナー管１２の上下位置に上記プッシャー５２を設けて塩ビ管２の推進力をインナー管１２の上下で負荷するようにしているので、上述したようにインナー管１２の両側部に設けられたスペーサ３２による左右方向の支持とによって、掘進機２０５の曲進時も上下にもけられたプッシャー５２による推進力の負荷と、左右方向の力のスペーサ３２による支持とができるので、曲進時の塩ビ管２の推力伝達も安定してできる。
【００５３】
図１１は、図１に示す合成樹脂管埋設装置の滑材注入部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。平面図は、カラー５とシール材６を除いて示している。図１２は、図１１に示す滑材注入部を示す斜視断面図、図１３は、図１１に示すXIII−XIII断面図、図１４は、図１１に示す滑材注入部における逆止機構の例を示す断面図、図１５は、図１１に示す滑材注入部における逆止機構の他の例を示す断面図である。上記合成樹脂管埋設装置１２０は、長距離推進を可能にするために、推進方向の所定位置に滑材注入部８０を備えている。
【００５４】
図１１、図１２に示すように、合成樹脂管埋設装置１２０に備えられた滑材注入部８０は、上記したように推進方向に結合される所定長さの塩ビ管２の所定位置に設けられており、塩ビ管２の外面と地山との周面摩擦力を低減させる必要がある位置に設けられる。この滑材注入部８０は、上記インナー管１２の上部に設けられ、塩ビ管２の内面に近接した位置に配置されると共に、塩ビ管２に設けられた滑材注入用開口７に接する滑材注入管８１と、塩ビ管２に係合して回り止めを図る回り止め部８２を外側端部に有し、塩ビ管２の径方向に突出又は格納される滑材注入管支持金具８３と、この滑材注入管支持金具８３を塩ビ管２の径方向に案内する滑材注入管支持金具ケース８４と、この滑材注入管支持金具ケース８４をインナー管１２に固定された支持ベース８５に固定するためのケース押え金具８６と、上記滑材注入管支持金具８３に設けられた挿入穴８７に外部ローラ８８が挿入された案内ローラ体８９と、この案内ローラ体８９の内部ローラ９０が挿入される案内溝６５を有する格納操作部たる引き戻しロッド６６と、上記滑材注入管８１の先端に面する塩ビ管２の外部から内部へ地下水等が浸入するのを防止する逆止機構１００（１１０）とが備えられている。上記滑材注入管支持金具８３は、インナー管側に円筒部９１が形成され、外側には上記回り止め部８２が突設されている。また、上記支持ベース８５には、滑材注入管支持金具８３の円筒部９１が塩ビ管２の径方向に格納させられる円筒形の空間９２が設けられている。
【００５５】
図１３にも示すように、この実施の形態では、滑材注入管８１と一体的に突出又は格納される滑材注入管支持金具８３を突出又は格納させる滑材注入突出・格納機構たる滑材注入管出入装置９４として、上記推力支持突出・格納機構と同様に、格納操作部たる引き戻しロッド６６の案内溝６５によって案内ローラ体８９を介して滑材注入管支持金具８３を径方向に突出又は格納させる機構を採用している。
【００５６】
上記塩ビ管２に係合する回り止め部８２は、滑材注入位置と塩ビ管２との関係がズレにくいようにするためのものであり、滑材注入部８０が備えられる塩ビ管２の後端に形成される係合凹部１０に係合して回り止めを図るようになっている。
【００５７】
この滑材注入管支持金具８３が係合する塩ビ管２の外周には、上記図６，９と同様にカラー５とシール材６とが設けられるとともに、そのカラー５の外周側に更に滑材用カラー８が設けられている。この滑材用カラー８と上記カラー５との間には後方に向けて開口する注入路９３（図１４，１５参照）が設けられており、滑材用カラー８とカラー５との隙間から推進方向後方の塩ビ管２と地山２０７との間に滑材を供給することができるようになっている。地山２０７からの地下水等の浸入は、上記逆止機構１００（１１０）とシール材６とによって防いでいる。
【００５８】
上記引き戻しロッド６６は、この実施の形態では、上述したプッシャー５２を突出／格納させる上記引き戻しロッド６６と同一の構成である。この引き戻しロッド６６は、滑材注入管支持金具ケース８４と滑材注入管支持金具８３との下部を推進方向に貫通して設けられており、インナー管１２と同様に推進方向に分割され、インナー管１２の結合部に近接した位置で、前側の引き戻しロッド後端に形成された厚みが薄い差し込み部６８が後側の引き戻しロッド前端に形成されたＵ状部６９に差し込まれ、この差し込み位置に設けられた穴部７０と長穴７１とがピン６７（図７(b) 参照）によって連結されている。
【００５９】
従って、引き戻しロッド６６を発進側に引くと、この引き戻しロッド６６に設けられた案内溝６５に沿って案内ローラ体８９と共に滑材注入管支持金具８３がインナー管１２側に格納される。この滑材注入管支持金具８３の格納は、滑材注入管支持金具ケース８４に案内されて径方向に格納され、滑材注入管支持金具８３の回り止め部８２を塩ビ管２の内面と干渉しない位置まで格納させることができる。この動作は、上述した図９(a),(b) に示されるプッシャー５２と同一の動作であり、詳細な説明は省略する。このように径方向に格納させる滑材注入管支持金具８３により、この滑材注入管支持金具８３と一体的に滑材注入管８１を塩ビ管２の内面と干渉しない位置まで格納させることができるようにしている。
【００６０】
一方、上記滑材注入管８１の先端には、上記滑材注入管支持金具８３に設けられた挿入穴９５に挿入される位置決め部９６が設けられ、この位置決め部９６と直交して塩ビ管２の径方向に上記滑材注入管８１が設けられている。位置決め部９６は、上記挿入穴９５に挿入され、この滑材注入管支持金具８３と一体的に径方向に突出／格納されるようになっている。滑材注入管支持金具８３は、この滑材注入管支持金具８３に外部が係止された案内ローラ体８９の内部ローラ９０が、上記引き戻しロッド６６をインナー管１２の発進側に向けて軸方向に引くことにより、この引き戻しロッド６６に設けられた案内溝６５に沿ってインナー管１２側に後退させられるので、この案内ローラ体８９によって滑材注入管支持金具８３と共に滑材注入管８１が滑材注入管支持金具ケース８４に沿って塩ビ管２と干渉しない位置までインナー管側に格納させられる。
【００６１】
図１４，図１５に示すように、上記滑材注入管８１の先端部において地下水等の浸入を防ぐ上記逆止機構１００（１１０）としては、塩ビ管２の外部から滑材注入管８１の先端部を介して塩ビ管２の内部へ地下水等が浸入するのを防止する機構が採用されている。
【００６２】
図１４に示す逆止機構１００は、上記滑材注入管８１の先端が当接するシールケース１０１を塩ビ管２に接着して固定し、そのシールケース１０１と滑材注入管８１との間はシール材１０２を設けてシールしている。そして、シールケース１０１の中央部に円錐形の一部の断面形状となるように外側が拡径した傾斜穴１０３を設け、この傾斜穴１０３に円錐形のシールパッキン１０４が設けられている。このシールパッキン１０４は、滑材注入管８１側から滑材を注入する時には注入圧で外側に移動して傾斜穴１０３との間を開いて滑材が塩ビ管２の外部に注入されるのを許容し、外側からの地下水等の浸入は円錐形の傾斜穴１０３との間でシールして防ぐ。
【００６３】
また、このシールパッキン１０４の外側には、地山からの土圧等が直接作用しないよう上記滑材用カラー８が設けられると共に、この滑材用カラー８とカラー５との間から塩ビ管２と地山２０７との間に滑材を供給する注入路９３が形成されている。また、カラー５には、シールパッキン１０４の外側両端部に開口部１０５が設けられ、この開口部１０５から注入路９３に滑材が注入されるようになっている。
【００６４】
一方、図１５に示す逆止機構１１０は、上記滑材注入管８１の先端が当接するシールケース１１１を塩ビ管２に接着して固定し、そのシールケース１１１と滑材注入管８１との間はシール材１１２を設けてシールしている。そして、シールケース１１１の略中央部に、滑材注入管８１側と外側とで貫通する注入穴１１３を設け、その外側に注入穴１１３の外側を塞ぐ円形のシールパッキン１１４が設けられている。このシールパッキン１１４は、周囲がシールケース１１１に固定され、上記注入穴１１３から横方向にずれた位置に開口部１１５が設けられている。このようなシールパッキン１１４によれば、滑材注入管８１側から滑材を注入する時には注入圧で外向きに変形して注入穴１１３から開口部１１５を介して滑材が塩ビ管２の外部に注入されるのを許容し、外側からの地下水等の浸入はシールパッキン１１４が注入穴１１３に密着して防ぐ。
【００６５】
また、このシールパッキン１１４の外側にも、地山からの土圧等が直接作用しないように上記滑材用カラー８が設けられると共に、この滑材用カラー８とカラー５との間から塩ビ管２と地山２０７との間に滑材を供給する注入路９３が形成されている。また、カラー５には、シールパッキン１１４の開口部１１５の外側に開口穴１１６が設けられ、この開口穴１１６から注入路９３に滑材が注入されるようになっている。図１４に示す逆止機構１００か図１５に示す逆止機構１１０のいずれを採用するかは、使用条件等に応じて決定すればよい。また、逆止機構はこれらの逆止機構以外の構成であってもよい。
【００６６】
上記した滑材注入部８０を備えさせる位置としては、例えば、塩ビ管２を１００ｍ程度推進させた位置で滑材注入部８０が備えられたインナー管１２を設置する。このように滑材注入部８０を備えさせることにより、１００ｍ以下の短距離施工の場合には掘進機２０５に滑材注入部（図示略）を搭載すれば塩ビ管２と地山２０７との間の推進抵抗を軽減することができ、それ以上の長距離施工においても、塩ビ管２に備えられた滑材注入部８０から滑材を注入して塩ビ管２と地山２０７との間の推進抵抗を軽減することができる。
【００６７】
また、このような構造とすることにより、塩ビ管２を埋設した後、上記引き戻しロッド６６を発進側に引くことによって、上記プッシャー５２と同様に滑材注入管８１を塩ビ管２の内径部と干渉しない位置まで径方向に縮めることができ、滑材注入部８０を発進立坑側に回収することができる。
【００６８】
さらに、滑材注入管８１を塩ビ管２から径方向に縮めた際、この滑材注入管８１と塩ビ管２の外部との間に設けられた逆止機構１００（１１０）は塩ビ管２に残され、塩ビ管２の外部から内部に地下水等が浸入するのを防止することができる。
【００６９】
以上のような合成樹脂管埋設装置１２０によれば、上記図１０に示すように、塩ビ管２の周面摩擦力が塩ビ管２の耐力範囲となる所定間隔で設けたプッシャー５２によって、推進時には塩ビ管２の端面を直接押すため、プッシャー５２の受圧面積分の確実な推進抵抗をインナー管１２で負荷することができる。このプッシャー５２を設ける位置も、プッシャー５２の受圧面積分×塩ビ管許容圧縮応力、から容易に決定することができる。そのため、塩ビ管２の何本ごとにプッシャー５２が必要かの施工管理が容易に行える。その上、上記プッシャー５２は、塩ビ管２の押し面が傾いていても追随できるように、周方向に動く構造となっているので、安定した推力支持ができる。
【００７０】
また、インナー管１２の中空空間２８を、配管・配線を配置しない空間としてレーザー通過エリアとするので、確実なレーザー通過エリアが確保でき、掘進機２０５の全方向変化に対して正確に計測することが可能となる。しかも、インナー管１２の中心部にレーザー通過エリアを確保することにより、このインナー管１２の全周任意の箇所に各種装置・配管・配線を設置することができる。
【００７１】
さらに、インナー管１２は、上下位置に設けられた支持ローラ３１と、左右位置に設けられたスペーサ３２とによって、インナー管１２を上下・左右方向で塩ビ管２（合成樹脂管）に支持するようにしているので、これらの支持点によってインナー管１２の全方向に発生する可能性のある座屈を防止することができる。
【００７２】
そして、塩ビ管２の埋設が完了した後、インナー管１２は上記したように引き戻しロッド６６を発進側に引くことにより、プッシャー５２及び滑材注入管支持金具８３を塩ビ管２と干渉しないインナー管側の位置まで容易に格納することができるので、インナー管１２を発進立坑側に回収する作業を安定して行うことができる。しかも、インナー管１２の上下支持点となる支持ローラ３１は、インナー管１２の回収時には、塩ビ管２（合成樹脂管）から発進立坑側に引き戻される時の抵抗を軽減させるので、インナー管１２の回収作業を更に容易にする。
【００７３】
なお、上記実施の形態における推力支持部５０と滑材注入部８０とを配置する所定間隔は、塩ビ管２を埋設する地質や環境に応じて決定されるものであり、一定間隔で設けられると限られたものではない。
【００７４】
また、上記実施の形態では泥水式の掘進機２０５を例に説明したが、この掘進機２０５も地質等に応じて決定すればよく、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００７５】
さらに、上述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る合成樹脂管埋設装置は、下水道管等で直径が３００ｍｍ程度の管を長距離埋設したい場合に利用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１…通常結合部
２…塩ビ管
３…結合部
９，１０…係合凹部
１２…インナー管
１３…結合部
１４，１６…位置合せ金具
１９…締結金具
２１…締結金具保持部品
２２…横連結プレート
２３…縦連結プレート
２８…空間
３１…支持ローラ
３２…スペーサ
３７…送排泥管サポート
４１…送泥管
４２…排泥管
４３…電力線
４５…接合部
５０…推力支持部
５１…プッシャー出入装置（推力支持突出・格納機構）
５２…プッシャー
５３…円筒部
５４…係合部
５５…プッシャーケース
５９…外部ローラ
６０…案内ローラ体
６１…内部ローラ
６５…案内溝
６６…引き戻しロッド（格納操作部）
６７…ピン
７０…穴部
７１…長穴
８０…滑材注入部
８１…滑材注入管
８２…回り止め部
８３…滑材注入管支持金具
８４…滑材注入管支持金具ケース
８８…外部ローラ
８９…案内ローラ体
９０…内部ローラ
９１…円筒部
９４…滑材注入管出入装置（滑材注入突出・格納機構）
１００…逆止機構
１０１…シールケース
１０４…シールパッキン
１１０…逆止機構
１１１…シールケース
１１４…シールパッキン
１２０…合成樹脂管埋設装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質塩化ビニル管等の合成樹脂管を推進工法で地中に直接埋設するための合成樹脂管埋設装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中に下水道の管路や他の管路を埋設する工法として、先導する掘進機に後続させて管を推進する推進工法が知られている。この推進工法は、図１６の推進工法を模式的に示す断面図のように、埋設すべき管路の予定埋設線上に発進立坑２０１と到達立坑２０２とを構築し、発進立坑２０１に設置した元押装置２０３によって管２０４に推進力を与え、この管２０４を介して掘進機２０５に推進力を伝達して推進させるものである。そして、掘進機２０５を到達立坑２０２まで推進させることにより、発進立坑２０１と到達立坑２０２との間に連続する管２０４を直接的に埋設して管路を形成している。
【０００３】
上記管路を構成する管としては、２００ｍｍ〜４００ｍｍ程度の直径のコンクリート管や硬質塩化ビニル管等が一般的に採用されているが、例えば、直径が３００ｍｍ程度の管の場合には、製作上の関係や耐食性等から硬質塩化ビニル管（この明細書及び特許請求の範囲では、単に「塩ビ管」ともいう）等の合成樹脂管が多く採用されている。
【０００４】
例えば、近年、合成樹脂管として多く採用されている塩ビ管を例に説明すると、この塩ビ管を埋設する場合には、塩ビ管によって伝達し得る推進力が小さいため、上記図１６に示すように、塩ビ管２０４には掘進機２０５を推進するための推進力が直接伝達しないように、塩ビ管２０４の内部に掘進機２０５の推進力を伝達するための金属製インナー管２０６を挿通し、このインナー管２０６を介して掘進機に推進力を伝達するようにしている。この場合、塩ビ管への推力伝達は、発進立坑２０１に設けられた元押装置２０３によって行われている。
【０００５】
一方、このような塩ビ管の推進工法では、所定長さの塩ビ管の推進が終了する毎に発進立坑に設けられた元押装置と埋設した塩ビ管との間に新たな塩ビ管が結合され、この塩ビ管の内部に新たなインナー管が配置されると共に、先導する掘進機に動力を伝える動力線や制御信号を伝送する信号線や、掘進機から地山との間に滑材を充填する滑材供給管等、各種線類や管類が配置されて接続される。また、泥水工法の掘進機を採用した場合には、前記線類や管類に加えて送泥管や排泥管等の管が配置されて接続される。
【０００６】
さらに、掘進機の推進方向を監視して掘進機を常に正しい方向へ推進させるように制御するために、発進立坑から管路の予定埋設線に沿ってレーザー光が掘進機に向けて照射されている。このレーザー光は、インナー管に沿って掘進機に設けられたターゲットに照射される。
【０００７】
なお、この種の掘進機と元押装置との間に設ける推力伝達装置に関する従来技術として、外周の一部に全長にわたる開放部を形成した伝達部材と、Ｕ字状棚と、接続部等を備え、Ｕ字状棚によって、上部にレーザー通過エリアを確保しつつ、必要配管・配線材を簡単に埋設または撤去できるようにしたものがある。この推力伝達装置の接続部としては、端板とネジ、カラー、ボルト等により構成され、カラーをネジとボルトの間に挿入しておくことによって、端板の間に隙間を持たせて、この隙間分の屈折が可能な推力伝達装置を構成し、掘進機と推力伝達装置の推進方向におけるズレを修正できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、他の従来技術として、埋設管の耐力に合わせてこの埋設管を内側から摩擦力で保持固定する保持機構を駆動軸体に設け、この保持機構によって駆動軸体の推進に伴って埋設管に内側から推進力を伝達するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２４８８８５号公報
【特許文献２】特開平２−１４４４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、近年、下水道管等の塩ビ管（合成樹脂管）を埋設する環境としては、地上の制約や周辺の交通事情に与える影響を極力小さくするため、及び発進・到達立坑築造コストダウンの関係から、立坑を設ける間隔を広げたいという要求がある。その要求として、例えば、２００ｍ近くの長距離推進工法の開発が、業界の高いニーズとなっている。
【００１１】
しかしながら、上記した塩ビ管を２００ｍ近く埋設しようとした場合、細長い構造物であるインナー管によって２００ｍ先の掘進機に推進力を伝達することから生ずる座屈が塩ビ管に影響することへの対応や、上記図１６に示すように元押装置２０３で推力伝達される塩ビ管２０４と地山２０７との周面摩擦力２０８の増加に対応するための装置を狭い掘削断面内に備え、且つ、レーザー光の照射空間、送排泥管等の管、電気配線等の線類等、多くの構成を狭い塩ビ管の内部に設置ことが難しくなる。
【００１２】
特に、塩ビ管の推進力は、施工距離が増すことによって周面摩擦力が大きく増加するので、その周面摩擦力の増加に耐えるような塩ビ管を製作することは非常に難しい。つまり、従来の塩ビ管等の合成樹脂管を埋設する推進工法の施工距離は、塩ビ管等の合成樹脂管の許容推進力によって限定されており、１００ｍ以下の短距離施工しか行われていないのが現状である。
【００１３】
しかも、塩ビ管の地中への埋設が完了すると、内部のインナー管は全て回収され、これに伴って電線類，管類も回収される。このとき、一般的にインナー管の内部に挿通された電線類や管類も一緒に発進立坑側に回収されるので、インナー管は回収可能な機能・構造を有する必要があると共に、その大きな引き力に耐えうる必要があるが、２００ｍの推進距離でインナー管を回収するのは大変困難である。
【００１４】
その上、推進工法では、掘進機の推進方向が管路の予定埋設線からズレることがあり、常に掘進機の推進方向を予定埋設線に一致させるように制御する必要があるため、安定してレーザー通過エリアを確保する必要がある。
【００１５】
なお、上記特許文献１では、上部が開放したＵ字状棚に配管・配線を配置し、その上部をレーザー通過エリアとして確保しているため、インナー管の上部への他の部品装備ができない。しかも、Ｕ字状棚に配置した配管・配線が軸方向の一箇所ででも跳ね上がってしまうと、レーザー通過エリアを塞いでしまい、計測に支障を来たす。その上、このように上部が開放したＵ字状棚の場合、合成樹脂管埋設後の回収のために要求される高引き力を満たそうとすると、接続部における端板の寸法拡大やボルトの大型化等を伴い、各種装置の設置や配管・配線・レーザー通過エリア等の確保が困難になる。
【００１６】
また、上記特許文献２では、埋設管の内面を保持機構によって押し付けて、その摩擦力によって推進力を伝達するため、大きな推進力を伝達するためには押し付け面積が大きくなり、しかも保持機構の設置台数も増え、内部に配置する必要がある装置や配管・配線・レーザー通過エリア等の確保が困難になる。その上、このように摩擦力に依存した構造の場合、接触面の状態によっては、保持機構の設置の管理が困難となる。
【００１７】
そこで、本発明は、合成樹脂管を地中に直接埋設する推進工法で、安定した長距離推進が可能な合成樹脂管埋設装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、元押装置で推進力を与える掘進機によって掘削する地中に埋設して推進方向に結合する所定長さの合成樹脂管と、該合成樹脂管の内部に配置して前記掘進機の推進方向に結合することにより該掘進機に推進力を伝達する所定長さのインナー管と、を備えた合成樹脂管埋設装置であって、前記インナー管は、該インナー管を屈折可能に結合する結合部と、前記合成樹脂管の許容推進力の範囲となる所定間隔で前記合成樹脂管の推進力を負荷するプッシャーとを有し、前記合成樹脂管は、推進方向に結合された前記合成樹脂管の結合部に前記プッシャーを係合させる後端面を有し、前記プッシャーを推進方向と交差する方向に突出させて前記合成樹脂管の結合部の後端面に係合させることにより、前記合成樹脂管を推進させる推進力を前記プッシャーの前面で受けて負荷するように構成している。これにより、合成樹脂管の推進力を元押装置だけで伝えるのではなく、合成樹脂管が負荷できる許容推進力の範囲内となるように所定の長さ単位でインナー管によって合成樹脂管に推進力を伝えるので、インナー管の許容推進力まで施工距離を伸ばすことが可能となる。しかも、屈曲可能な結合構造により、掘進機の推進方向と地山から合成樹脂管が受ける力とによる合成樹脂管の追随方向が異なっても、インナー管の結合部が屈折して掘進機に後続させる合成樹脂管を円滑に方向変更させることができる。
【００１９】
また、前記インナー管が、軸方向に貫通する空間を有する管体で形成されていてもよく、これにより、インナー管の軸方向に貫通する空間をレーザー通過エリアとして使用して掘進機の方向制御を安定して行うことができる。
【００２０】
さらに、前記プッシャーは、前記インナー管の外部から径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱するように構成され、前記プッシャーをインナー管の外部から前記合成樹脂管の結合部に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる推力支持突出・格納機構を具備していてもよい。この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、合成樹脂管の径方向の移動を突出／格納という。このようにすれば、合成樹脂管を埋設した後、プッシャーを突出・格納機構で格納させて合成樹脂管との係合を解除すれば、インナー管と合成樹脂管との係合を断ち、インナー管を元押装置側に回収する作業を迅速に行うことができる。
【００２１】
また、前記プッシャーは、前記インナー管の上下位置に配置されていてもよい。このようにすれば、合成樹脂管の埋設時に左右方向への方向制御を行っても、インナー管の上下位置で推力伝達を行って安定した掘進が行える。
【００２２】
さらに、前記推力支持突出・格納機構は、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記所定間隔で具備させた前記プッシャーを格納させる格納操作部を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管を埋設した後、元押装置側から格納操作部を操作することによってプッシャーを格納して合成樹脂管との係合を断つことができるので、作業性良く容易にプッシャーの係合を断つことができる。
【００２３】
また、前記格納操作部は、前記元押装置側から順に時間差を設けて前記プッシャーを格納させる機能を具備していてもよい。このようにすれば、元押装置側からプッシャーの係合を解除する操作時に、各プッシャーの係合を順に解除することができるので、解除操作に要する力を抑えて操作性良く作業することができる。
【００２４】
さらに、前記インナー管は、前記合成樹脂管の外部に滑材を注入する滑材注入部を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管の長距離埋設時でも、所定間隔で合成樹脂管と地山との接触面積によって決まる周面摩擦力を抑えて、合成樹脂管の推進抵抗を抑えることができる。
【００２５】
その上、前記滑材注入部は、径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱する滑材注入管と、該滑材注入管を前記インナー管の外部から前記合成樹脂管に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる滑材注入突出・格納機構とを具備し、前記合成樹脂管は、前記滑材注入管の滑材注入位置に、前記滑材注入管から合成樹脂管外部への滑材注入は可能で、前記合成樹脂管外部からの逆流は防止する逆止機構を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管を埋設してインナー管を回収するときに滑材注入装置の滑材注入管をインナー管に向けて格納させれば、滑材注入装置を合成樹脂管から切り離すことが容易にでき、切り離した滑材注入管の位置から滑材や地下水が合成樹脂管内に入るのは逆止機構で防止することができる。
【００２６】
また、前記滑材注入突出・格納機構は、前記滑材注入管を前記合成樹脂管周方向の所定位置に止める回り止め部を有すると共に、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記回り止め部を格納させる格納操作部を具備していてもよい。このようにすれば、合成樹脂管を埋設した後、元押装置側から格納操作部を操作することによって回り止め部を格納して合成樹脂管との係合を断つことができるので、作業性良く容易に回り止め部の係合を断つことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、以上説明したような手段により、合成樹脂管が負荷する推進力を許容推進力の範囲に抑えて、インナー管の許容推進力の範囲で合成樹脂管を地中に直接埋設する推進工法による長距離推進を安定して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る合成樹脂管埋設装置の通常結合部を示す軸方向の断面図である。
【図２】図１に示す通常結合部の斜視図である。
【図３】(a) は図２に示す通常結合部の平面図であり、(b) は同通常結合部における結合金具の平面図である。
【図４】図１に示すIV−IV断面図である。
【図５】(a),(b) は、図４に示す送排泥管の結合部を示す断面図である。
【図６】図１に示す合成樹脂管埋設装置の推力支持部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。
【図７】(a) は、図６に示す推力支持部を示す斜視断面図であり、(b) は、引き戻しロッドの連結部を示す分解斜視図である。
【図８】図６に示すVIII−VIII断面図である。
【図９】図６に示す推力支持部の突出／格納動作を示す図面であり、(a) は突出状態の断面図、(b) は格納状態の断面図である。
【図１０】本発明に係る合成樹脂管埋設装置による推進工法を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１に示す合成樹脂管埋設装置の滑材注入部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。
【図１２】図１１に示す滑材注入部を示す斜視断面図である。
【図１３】図１１に示すXIII−XIII断面図である。
【図１４】図１１に示す滑材注入部における逆止機構の例を示す断面図である。
【図１５】図１１に示す滑材注入部における逆止機構の他の例を示す断面図である。
【図１６】推進工法を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明でも、合成樹脂管として塩ビ管を例にし、掘進機は泥水式を例にして、図の右側を発進側とした例を説明する。また、この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、掘進機が掘進する前方を前側、後方を後側という。なお、特に前側の構成を指す場合は「Ａ」、後側の構成を指す場合は「Ｂ」を付し、両方を含む場合はこれらを付さずに説明する。また、上述した図１６に示す構成と同一の構成には、同一符号を付して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る合成樹脂管埋設装置の通常結合部を示す軸方向の断面図であり、図２は、図１に示す通常結合部の斜視図、図３(a) は、図２に示す通常結合部の平面図であり、(b) は同通常結合部における結合金具の平面図である。図４は、図１に示すIV−IV断面図であり、図５(a),(b) は、図４に示す送排泥管の結合部を示す断面図である。
【００３１】
図１に示すように、通常結合部１は、所定長さの塩ビ管２の結合部３から少し発進側（右側）に離れた位置にインナー管１２Ａ,１２Ｂの結合部１３が設けられている。この塩ビ管２の結合部３には、その外周にカラー５が設けられ、このカラー５と塩ビ管２との間がシール材６によってシールされている。このシール材６により、地山２０７から塩ビ管２の結合部３へ地下水等が浸入するのを防いでいる。
【００３２】
また、通常結合部１は、図３(a),(b) に示すように、前側のインナー管１２Ａの後端に設けられた位置合せ金具１４の爪部１５と、後側のインナー管１２Ｂの前端に設けられた位置合せ金具１６の爪部１７とが係合させられた状態で、これらの位置合せ金具１４，１６の爪部１５，１７が上下方向に突出するように形成した段部１８に係合するように上下方向から締結金具１９が被せられている。
【００３３】
そして、図２にも示すように、これらの締結金具１９は、締結金具保持部品２１によってインナー管１２の左右両側部と上下部とで連結されている。この締結金具保持部品２１は、各締結金具１９の間を連結するものであり、インナー管１２の左右位置に配置された締結金具１９を連結する横連結プレート２２と、インナー管１２の上下位置に配置された締結金具１９を前後位置で連結する縦連結プレート２３とを有している。これらの連結プレート２２，２３は、ボルト２４，２５で締結金具１９に固定されている。このように締結金具１９の左右位置と上下位置とをプレート２２，２３で連結することにより、締結金具１９をインナー管１２に固定することなく位置合せ金具１４，１６でインナー管１２Ａ，１２Ｂを結合している。
【００３４】
図３(a),(b) に示すように、上記したように結合された前側のインナー管１２Ａと後側のインナー管１２Ｂとは、爪部１５，１７を係合させた状態で、上記位置合せ金具１４，１６の間に軸方向隙間Ｓ１と左右方向隙間Ｓ２とが形成されるようになっている。これにより、インナー管１２Ａ，１２Ｂの結合部１３を、軸方向隙間Ｓ１，左右方向隙間Ｓ２の範囲で左右方向に屈折可能としている。つまり、インナー管１２Ａ，１２Ｂは、位置合せ金具１４，１６、締結金具１９、締結金具保持部品２１によって、インナー管１２Ａ，１２Ｂの結合部１３を屈折可能な柔軟結合構造としている。
【００３５】
このような構造とすることにより、掘進機２０５の推進方向を制御すれば、インナー管１２Ａ，１２Ｂの製作精度による直進性の方向と、掘進機２０５が通過した後、地山から受ける塩ビ管２の追随方向とが逆になった場合等でも、位置合せ金具１４，１６の隙間Ｓ１，Ｓ２で屈折して掘進機２０５に後続させる塩ビ管２を円滑に方向変更することができる。
【００３６】
また、このような構造とすることにより、軸方向に大きな引抜き力を作用させたとしても、締結金具１９によって係止された位置合せ金具１４，１６によって大きな引抜き力を受けることができるので、大きな引抜き力でインナー管１２の全体を引抜くことも可能としている。
【００３７】
図４に示すように、上記インナー管１２は、矩形断面の中空管で形成されており、軸方向に貫通する空間２８が形成されている、この空間２８がレーザー通過エリアとして利用される。この矩形断面のインナー管１２の上下位置には支持ローラ３１がそれぞれ設けられている。このインナー管１２の両側方にはＬ型断面の管支持金具３０が固定され、この管支持金具３０の外部にはスペーサ３２がそれぞれ設けられている。このスペーサ３２は、合成樹脂材等によって形成されている。これらの支持ローラ３１とスペーサ３２とによって、インナー管１２が塩ビ管２の中心部に位置すようになっている。
【００３８】
インナー管１２の上下位置に設けられた支持ローラ３１は、インナー管１２の軸心に対して左右均等に固定されたローラ支持台３３に回動可能に設けられており、インナー管１２の上部に２個、下部に２個が対称配置されている。上記矩形状断面のインナー管１２の上下面が、これらのローラ支持台３３の座面として利用されている。また、この実施の形態では、インナー管１２の前方下部に仮受けローラ３４が設けられている。この仮受けローラ３４は、塩ビ管２の内部に挿入されるインナー管１２の重量を一旦仮受けし、その後の結合作業が容易に行えるようにするものである。この仮受けローラ３４は、インナー管１２に設けられた台座３５に固定されたローラ支持台３６に設けられている。この台座３５は、後述する下側の格納操作部たる引き戻しロッド６６を跨いで設けられている。
【００３９】
さらに、上記管支持金具３０には、下向きに環状の送排泥管サポート３７が設けられ、この送排泥管サポート３７に送泥管４１と排泥管４２とが支持されている。この管支持金具３０の上向きの開放した空間３８には、電力線４３や送水管４４が配置されている。
【００４０】
一方、図５(a) に示すように、上記送泥管４１と排泥管４２の接合部４５は、前側の送泥管４１Ａと排泥管４２Ａの後端に大径管４６を設けると共にシール材４７を設け、後側の送泥管４１Ｂと排泥管４２Ｂの前端に上記シール材４７が接するシール部４８を形成している。これにより、図５(b) に示すように、送泥管４１Ｂ及び排泥管４２Ｂが接合部４５で屈曲可能となっており、上記屈折可能なように結合されているインナー管１２の屈曲に追随して同様に屈折することができる。
【００４１】
上記したように構成される通常結合部１は、掘進機２０５の推進方向に結合される所定長さの塩ビ管２及び所定長さのインナー管１２における通常の結合部であり、このような通常結合部１の間の所定位置に以下に説明する推力支持部５０と滑材注入部８０とが備えられる。
【００４２】
図６は、図１に示す合成樹脂管埋設装置の推力支持部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。平面図は、カラー５とシール材６を除いて示している。図７(a) は、図６に示す推力支持部を示す斜視断面図であり、(b) は、引き戻しロッドの結合部を示す分解斜視図である。図８は、図６に示すVIII−VIII断面図、図９は、図６に示す推力支持部の突出／格納動作を示す図面であり、(a) は突出状態の断面図、(b) は格納状態の断面図である。この実施の形態では、インナー管の上下位置に推力支持部が設けられている。図７は、全長を短くして記載している。
【００４３】
図６(a),(b) 、図７(a),(b) に示すように、合成樹脂管埋設装置１２０に備えられた推力支持部５０は、上記したように推進方向に結合される所定長さの塩ビ管２に所定間隔で設けられる。この推力支持部５０は、推進方向に結合された複数の塩ビ管２を推進させるための推進力が塩ビ管２の許容推進力を超えない位置の結合部３に設けられ、その結合部３から前側に位置する塩ビ管２の推進力をインナー管１２によって支持するようにしている。推力支持部５０が備えられる塩ビ管２の結合部３には、後側の塩ビ管２Ｂの前端に係合凹部９が形成されており、インナー管１２には、この係合凹部９に向けて径方向に突出される係合部材たるプッシャー５２が設けられている。このプッシャー５２は、インナー管側に円筒部５３が形成され、外側に塩ビ管２の係合凹部９に挿入されて前側の塩ビ管２Ａの後端面と前面が接する係合部５４が突設されている。
【００４４】
図８にも示すように、この実施の形態では、プッシャー５２を突出／格納させる推力支持突出・格納機構たるプッシャー出入装置５１として、上記プッシャー５２の円筒部５３を径方向に案内する円形の開口を有するプッシャーケース５５と、このプッシャーケース５５をインナー管１２に固定された支持ベース５６に固定するためのプッシャーケース押え金具５７と、上記プッシャーケース５５に設けられた挿入穴５８に外部ローラ５９が挿入されて保持された案内ローラ体６０と、この案内ローラ体６０の内部ローラ６１が挿入される案内溝６５を有する格納操作部たる引き戻しロッド６６とを備えている。このように、格納操作部たる引き戻しロッド６６の案内溝６５によって案内ローラ体６０を介してプッシャー５２を径方向に突出又は格納させる機構としている。
【００４５】
また、プッシャー５２が係合する塩ビ管２の結合部３には、その外周に上記カラー５とシール材６とが設けられ、地山２０７から塩ビ管２の結合部３への地下水等の浸入が防がれている。
【００４６】
一方、上記引き戻しロッド６６に設けられた案内溝６５は、発進側である図の右側が径方向外側に位置し、到達側である図の左側が径方向内側に位置するように前向きで外側から内側に傾斜して形成されている。さらに、上記支持ベース５６には、プッシャー５２の円筒部５３がインナー管１２の径方向に格納させられる円筒形の空間６２が設けられている。
【００４７】
また、上記引き戻しロッド６６は、インナー管１２の外部に固定された支持ベース５６の間でインナー管１２の推進方向に移動可能なように設けられており、インナー管１２の外面に設けられた案内環６３（図１）によって推進方向に移動可能な状態で設けられている。この引き戻しロッド６６は、プッシャーケース５５とプッシャー５２との下部を推進方向に貫通して設けられており、インナー管１２と同様に推進方向に分割され、インナー管１２の結合部に近接した発進側の位置で、前側の引き戻しロッド６６の後端に形成された厚みが薄い差し込み部６８が後側の引き戻しロッド６６の前端に形成されたＵ状部６９に差し込まれ、この差し込み位置に設けられた穴部７０と長穴７１とがピン６７（図７(b) 参照）によって連結されている。
【００４８】
この引き戻しロッド６６の結合部におけるピン６７の連結位置としては、プッシャー５２を一斉に格納しようとすると過大な引き戻し力が必要になることから、図７に示すように、前側の引き戻しロッド６６の後端に形成される差し込み部６８の長穴７１を、発進側から順に推進方向の遊びが大きくなるような長穴とすることにより、発進側の引き戻しロッド６６が引かれても前側の引き戻しロッド６６は遊びの分で引かれないようにして、発進側のプッシャー５２から順に時間差をもって格納されるようにしている。つまり、ピン６７と係合する穴部７０に推進方向の遊びにより、引き戻しロッド６６の引き初めは発進側の引き戻しロッド６６のみが発進側に引かれて発進側のプッシャー５２を格納し、その後、推進方向前側の引き戻しロッド６６の連結部における長穴７１の遊びが順に無くなって発進側から順に連結された引き戻しロッド６６が引かれるようにすることにより、発進側のプッシャー５２から順にインナー管１２側に格納されるようにしている。これにより、同時に格納されるプッシャー５２の数を減らして、引き戻しロッド６６の引き力を軽減している。
【００４９】
図９(a),(b) に示すように、この推力支持部５０によれば、プッシャー５２を突出させて塩ビ管２と係合させた状態では、塩ビ管２によって負荷する推進抵抗をプッシャー５２の位置でインナー管１２によって支持し（図９(a) ）、塩ビ管２の埋設後には、引き戻しロッド６６を発進立坑側に引くことによって、案内ローラ体６０の内部ローラ６１が引き戻しロッド６６の案内溝６５に案内されてインナー管１２の径方向内側に格納され、その格納に伴って案内ローラ体６０の外部ローラ５９と係合しているプッシャー５２がプッシャーケース５５に案内されてインナー管１２側に強制的に格納される（図９(b) ）。このような操作により、発進側からプッシャー５２を塩ビ管２の内径部と干渉しない位置まで縮めて格納することができる。このプッシャー５２の格納は、プッシャー５２がプッシャーケース５５に案内されて径方向に格納され、プッシャー５２の係合部５４を塩ビ管２の内面と干渉しない位置まで格納させられる。
【００５０】
従って、このような推力支持部５０を備えさせた合成樹脂管埋設装置１２０によれば、図１０にも示すように、上記インナー管１２から塩ビ管２の結合部３に設けられた係合凹部９に向けてプッシャー５２を突出させて係合させることにより、このプッシャー５２が設けられた位置よりも前側の塩ビ管２を推進させる推進力をこのプッシャー５２を介してインナー管１２で負荷し、後側に設置する塩ビ管２で前側の塩ビ管２の推進抵抗力を負荷しないようにできる。
【００５１】
つまり、塩ビ管２の推進に要する推進力を元押装置２０３（図１０）だけで伝えるのではなく、塩ビ管２の許容推進力に達する前の位置に、この塩ビ管２の推進力をインナー管１２で支持する推力支持部５０を備えさせることにより、塩ビ管２の埋設時には、塩ビ管２の推進力を所定間隔でインナー管１２によって負荷することにより、ある長さ単位で塩ビ管２が負荷する推進力を限定し、塩ビ管２を許容推進力の範囲で使用して長距離の推進ができるようにしている。そして、これにより、塩ビ管２が低強度であることによって限定されていた施工距離を、高強度であるインナー管１２の許容推進力による施工距離まで伸ばすことを可能としている。
【００５２】
また、この実施の形態では、インナー管１２の上下位置に上記プッシャー５２を設けて塩ビ管２の推進力をインナー管１２の上下で負荷するようにしているので、上述したようにインナー管１２の両側部に設けられたスペーサ３２による左右方向の支持とによって、掘進機２０５の曲進時も上下にもけられたプッシャー５２による推進力の負荷と、左右方向の力のスペーサ３２による支持とができるので、曲進時の塩ビ管２の推力伝達も安定してできる。
【００５３】
図１１は、図１に示す合成樹脂管埋設装置の滑材注入部を示す図面であり、(a) は軸方向の断面図、(b) は平面図である。平面図は、カラー５とシール材６を除いて示している。図１２は、図１１に示す滑材注入部を示す斜視断面図、図１３は、図１１に示すXIII−XIII断面図、図１４は、図１１に示す滑材注入部における逆止機構の例を示す断面図、図１５は、図１１に示す滑材注入部における逆止機構の他の例を示す断面図である。上記合成樹脂管埋設装置１２０は、長距離推進を可能にするために、推進方向の所定位置に滑材注入部８０を備えている。
【００５４】
図１１、図１２に示すように、合成樹脂管埋設装置１２０に備えられた滑材注入部８０は、上記したように推進方向に結合される所定長さの塩ビ管２の所定位置に設けられており、塩ビ管２の外面と地山との周面摩擦力を低減させる必要がある位置に設けられる。この滑材注入部８０は、上記インナー管１２の上部に設けられ、塩ビ管２の内面に近接した位置に配置されると共に、塩ビ管２に設けられた滑材注入用開口７に接する滑材注入管８１と、塩ビ管２に係合して回り止めを図る回り止め部８２を外側端部に有し、塩ビ管２の径方向に突出又は格納される滑材注入管支持金具８３と、この滑材注入管支持金具８３を塩ビ管２の径方向に案内する滑材注入管支持金具ケース８４と、この滑材注入管支持金具ケース８４をインナー管１２に固定された支持ベース８５に固定するためのケース押え金具８６と、上記滑材注入管支持金具８３に設けられた挿入穴８７に外部ローラ８８が挿入された案内ローラ体８９と、この案内ローラ体８９の内部ローラ９０が挿入される案内溝６５を有する格納操作部たる引き戻しロッド６６と、上記滑材注入管８１の先端に面する塩ビ管２の外部から内部へ地下水等が浸入するのを防止する逆止機構１００（１１０）とが備えられている。上記滑材注入管支持金具８３は、インナー管側に円筒部９１が形成され、外側には上記回り止め部８２が突設されている。また、上記支持ベース８５には、滑材注入管支持金具８３の円筒部９１が塩ビ管２の径方向に格納させられる円筒形の空間９２が設けられている。
【００５５】
図１３にも示すように、この実施の形態では、滑材注入管８１と一体的に突出又は格納される滑材注入管支持金具８３を突出又は格納させる滑材注入突出・格納機構たる滑材注入管出入装置９４として、上記推力支持突出・格納機構と同様に、格納操作部たる引き戻しロッド６６の案内溝６５によって案内ローラ体８９を介して滑材注入管支持金具８３を径方向に突出又は格納させる機構を採用している。
【００５６】
上記塩ビ管２に係合する回り止め部８２は、滑材注入位置と塩ビ管２との関係がズレにくいようにするためのものであり、滑材注入部８０が備えられる塩ビ管２の後端に形成される係合凹部１０に係合して回り止めを図るようになっている。
【００５７】
この滑材注入管支持金具８３が係合する塩ビ管２の外周には、上記図６，９と同様にカラー５とシール材６とが設けられるとともに、そのカラー５の外周側に更に滑材用カラー８が設けられている。この滑材用カラー８と上記カラー５との間には後方に向けて開口する注入路９３（図１４，１５参照）が設けられており、滑材用カラー８とカラー５との隙間から推進方向後方の塩ビ管２と地山２０７との間に滑材を供給することができるようになっている。地山２０７からの地下水等の浸入は、上記逆止機構１００（１１０）とシール材６とによって防いでいる。
【００５８】
上記引き戻しロッド６６は、この実施の形態では、上述したプッシャー５２を突出／格納させる上記引き戻しロッド６６と同一の構成である。この引き戻しロッド６６は、滑材注入管支持金具ケース８４と滑材注入管支持金具８３との下部を推進方向に貫通して設けられており、インナー管１２と同様に推進方向に分割され、インナー管１２の結合部に近接した位置で、前側の引き戻しロッド後端に形成された厚みが薄い差し込み部６８が後側の引き戻しロッド前端に形成されたＵ状部６９に差し込まれ、この差し込み位置に設けられた穴部７０と長穴７１とがピン６７（図７(b) 参照）によって連結されている。
【００５９】
従って、引き戻しロッド６６を発進側に引くと、この引き戻しロッド６６に設けられた案内溝６５に沿って案内ローラ体８９と共に滑材注入管支持金具８３がインナー管１２側に格納される。この滑材注入管支持金具８３の格納は、滑材注入管支持金具ケース８４に案内されて径方向に格納され、滑材注入管支持金具８３の回り止め部８２を塩ビ管２の内面と干渉しない位置まで格納させることができる。この動作は、上述した図９(a),(b) に示されるプッシャー５２と同一の動作であり、詳細な説明は省略する。このように径方向に格納させる滑材注入管支持金具８３により、この滑材注入管支持金具８３と一体的に滑材注入管８１を塩ビ管２の内面と干渉しない位置まで格納させることができるようにしている。
【００６０】
一方、上記滑材注入管８１の先端には、上記滑材注入管支持金具８３に設けられた挿入穴９５に挿入される位置決め部９６が設けられ、この位置決め部９６と直交して塩ビ管２の径方向に上記滑材注入管８１が設けられている。位置決め部９６は、上記挿入穴９５に挿入され、この滑材注入管支持金具８３と一体的に径方向に突出／格納されるようになっている。滑材注入管支持金具８３は、この滑材注入管支持金具８３に外部が係止された案内ローラ体８９の内部ローラ９０が、上記引き戻しロッド６６をインナー管１２の発進側に向けて軸方向に引くことにより、この引き戻しロッド６６に設けられた案内溝６５に沿ってインナー管１２側に後退させられるので、この案内ローラ体８９によって滑材注入管支持金具８３と共に滑材注入管８１が滑材注入管支持金具ケース８４に沿って塩ビ管２と干渉しない位置までインナー管側に格納させられる。
【００６１】
図１４，図１５に示すように、上記滑材注入管８１の先端部において地下水等の浸入を防ぐ上記逆止機構１００（１１０）としては、塩ビ管２の外部から滑材注入管８１の先端部を介して塩ビ管２の内部へ地下水等が浸入するのを防止する機構が採用されている。
【００６２】
図１４に示す逆止機構１００は、上記滑材注入管８１の先端が当接するシールケース１０１を塩ビ管２に接着して固定し、そのシールケース１０１と滑材注入管８１との間はシール材１０２を設けてシールしている。そして、シールケース１０１の中央部に円錐形の一部の断面形状となるように外側が拡径した傾斜穴１０３を設け、この傾斜穴１０３に円錐形のシールパッキン１０４が設けられている。このシールパッキン１０４は、滑材注入管８１側から滑材を注入する時には注入圧で外側に移動して傾斜穴１０３との間を開いて滑材が塩ビ管２の外部に注入されるのを許容し、外側からの地下水等の浸入は円錐形の傾斜穴１０３との間でシールして防ぐ。
【００６３】
また、このシールパッキン１０４の外側には、地山からの土圧等が直接作用しないよう上記滑材用カラー８が設けられると共に、この滑材用カラー８とカラー５との間から塩ビ管２と地山２０７との間に滑材を供給する注入路９３が形成されている。また、カラー５には、シールパッキン１０４の外側両端部に開口部１０５が設けられ、この開口部１０５から注入路９３に滑材が注入されるようになっている。
【００６４】
一方、図１５に示す逆止機構１１０は、上記滑材注入管８１の先端が当接するシールケース１１１を塩ビ管２に接着して固定し、そのシールケース１１１と滑材注入管８１との間はシール材１１２を設けてシールしている。そして、シールケース１１１の略中央部に、滑材注入管８１側と外側とで貫通する注入穴１１３を設け、その外側に注入穴１１３の外側を塞ぐ円形のシールパッキン１１４が設けられている。このシールパッキン１１４は、周囲がシールケース１１１に固定され、上記注入穴１１３から横方向にずれた位置に開口部１１５が設けられている。このようなシールパッキン１１４によれば、滑材注入管８１側から滑材を注入する時には注入圧で外向きに変形して注入穴１１３から開口部１１５を介して滑材が塩ビ管２の外部に注入されるのを許容し、外側からの地下水等の浸入はシールパッキン１１４が注入穴１１３に密着して防ぐ。
【００６５】
また、このシールパッキン１１４の外側にも、地山からの土圧等が直接作用しないように上記滑材用カラー８が設けられると共に、この滑材用カラー８とカラー５との間から塩ビ管２と地山２０７との間に滑材を供給する注入路９３が形成されている。また、カラー５には、シールパッキン１１４の開口部１１５の外側に開口穴１１６が設けられ、この開口穴１１６から注入路９３に滑材が注入されるようになっている。図１４に示す逆止機構１００か図１５に示す逆止機構１１０のいずれを採用するかは、使用条件等に応じて決定すればよい。また、逆止機構はこれらの逆止機構以外の構成であってもよい。
【００６６】
上記した滑材注入部８０を備えさせる位置としては、例えば、塩ビ管２を１００ｍ程度推進させた位置で滑材注入部８０が備えられたインナー管１２を設置する。このように滑材注入部８０を備えさせることにより、１００ｍ以下の短距離施工の場合には掘進機２０５に滑材注入部（図示略）を搭載すれば塩ビ管２と地山２０７との間の推進抵抗を軽減することができ、それ以上の長距離施工においても、塩ビ管２に備えられた滑材注入部８０から滑材を注入して塩ビ管２と地山２０７との間の推進抵抗を軽減することができる。
【００６７】
また、このような構造とすることにより、塩ビ管２を埋設した後、上記引き戻しロッド６６を発進側に引くことによって、上記プッシャー５２と同様に滑材注入管８１を塩ビ管２の内径部と干渉しない位置まで径方向に縮めることができ、滑材注入部８０を発進立坑側に回収することができる。
【００６８】
さらに、滑材注入管８１を塩ビ管２から径方向に縮めた際、この滑材注入管８１と塩ビ管２の外部との間に設けられた逆止機構１００（１１０）は塩ビ管２に残され、塩ビ管２の外部から内部に地下水等が浸入するのを防止することができる。
【００６９】
以上のような合成樹脂管埋設装置１２０によれば、上記図１０に示すように、塩ビ管２の周面摩擦力が塩ビ管２の耐力範囲となる所定間隔で設けたプッシャー５２によって、推進時には塩ビ管２の端面を直接押すため、プッシャー５２の受圧面積分の確実な推進抵抗をインナー管１２で負荷することができる。このプッシャー５２を設ける位置も、プッシャー５２の受圧面積分×塩ビ管許容圧縮応力、から容易に決定することができる。そのため、塩ビ管２の何本ごとにプッシャー５２が必要かの施工管理が容易に行える。その上、上記プッシャー５２は、塩ビ管２の押し面が傾いていても追随できるように、周方向に動く構造となっているので、安定した推力支持ができる。
【００７０】
また、インナー管１２の中空空間２８を、配管・配線を配置しない空間としてレーザー通過エリアとするので、確実なレーザー通過エリアが確保でき、掘進機２０５の全方向変化に対して正確に計測することが可能となる。しかも、インナー管１２の中心部にレーザー通過エリアを確保することにより、このインナー管１２の全周任意の箇所に各種装置・配管・配線を設置することができる。
【００７１】
さらに、インナー管１２は、上下位置に設けられた支持ローラ３１と、左右位置に設けられたスペーサ３２とによって、インナー管１２を上下・左右方向で塩ビ管２（合成樹脂管）に支持するようにしているので、これらの支持点によってインナー管１２の全方向に発生する可能性のある座屈を防止することができる。
【００７２】
そして、塩ビ管２の埋設が完了した後、インナー管１２は上記したように引き戻しロッド６６を発進側に引くことにより、プッシャー５２及び滑材注入管支持金具８３を塩ビ管２と干渉しないインナー管側の位置まで容易に格納することができるので、インナー管１２を発進立坑側に回収する作業を安定して行うことができる。しかも、インナー管１２の上下支持点となる支持ローラ３１は、インナー管１２の回収時には、塩ビ管２（合成樹脂管）から発進立坑側に引き戻される時の抵抗を軽減させるので、インナー管１２の回収作業を更に容易にする。
【００７３】
なお、上記実施の形態における推力支持部５０と滑材注入部８０とを配置する所定間隔は、塩ビ管２を埋設する地質や環境に応じて決定されるものであり、一定間隔で設けられると限られたものではない。
【００７４】
また、上記実施の形態では泥水式の掘進機２０５を例に説明したが、この掘進機２０５も地質等に応じて決定すればよく、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００７５】
さらに、上述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る合成樹脂管埋設装置は、下水道管等で直径が３００ｍｍ程度の管を長距離埋設したい場合に利用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１…通常結合部
２…塩ビ管
３…結合部
９，１０…係合凹部
１２…インナー管
１３…結合部
１４，１６…位置合せ金具
１９…締結金具
２１…締結金具保持部品
２２…横連結プレート
２３…縦連結プレート
２８…空間
３１…支持ローラ
３２…スペーサ
３７…送排泥管サポート
４１…送泥管
４２…排泥管
４３…電力線
４５…接合部
５０…推力支持部
５１…プッシャー出入装置（推力支持突出・格納機構）
５２…プッシャー
５３…円筒部
５４…係合部
５５…プッシャーケース
５９…外部ローラ
６０…案内ローラ体
６１…内部ローラ
６５…案内溝
６６…引き戻しロッド（格納操作部）
６７…ピン
７０…穴部
７１…長穴
８０…滑材注入部
８１…滑材注入管
８２…回り止め部
８３…滑材注入管支持金具
８４…滑材注入管支持金具ケース
８８…外部ローラ
８９…案内ローラ体
９０…内部ローラ
９１…円筒部
９４…滑材注入管出入装置（滑材注入突出・格納機構）
１００…逆止機構
１０１…シールケース
１０４…シールパッキン
１１０…逆止機構
１１１…シールケース
１１４…シールパッキン
１２０…合成樹脂管埋設装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元押装置で推進力を与える掘進機によって掘削する地中に埋設して推進方向に結合する所定長さの合成樹脂管と、該合成樹脂管の内部に配置して前記掘進機の推進方向に結合することにより該掘進機に推進力を伝達する所定長さのインナー管と、を備えた合成樹脂管埋設装置であって、
前記インナー管は、該インナー管を屈折可能に結合する結合部と、前記合成樹脂管の許容推進力の範囲となる所定間隔で前記合成樹脂管の推進力を負荷するプッシャーとを有し、
前記合成樹脂管は、推進方向に結合された前記合成樹脂管の結合部に前記プッシャーを係合させる後端面を有し、
前記プッシャーを推進方向と交差する方向に突出させて前記合成樹脂管の結合部の後端面に係合させることにより、前記合成樹脂管を推進させる推進力を前記プッシャーの前面で受けて負荷するように構成したことを特徴とする合成樹脂管埋設装置。
【請求項２】
前記インナー管が、軸方向に貫通する空間を有する管体で形成されている請求項１に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項３】
前記プッシャーは、前記インナー管の外部から径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱するように構成され、前記プッシャーをインナー管の外部から前記合成樹脂管の結合部に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる推力支持突出・格納機構を具備している請求項１又は請求項２に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項４】
前記プッシャーは、前記インナー管の上下位置に配置されている請求項３に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項５】
前記推力支持突出・格納機構は、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記所定間隔で具備させた前記プッシャーを格納させる格納操作部を具備している請求項３又は請求項４に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項６】
前記格納操作部は、前記元押装置側から順に時間差を設けて前記プッシャーを格納させる機能を具備している請求項５に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項７】
前記インナー管は、前記合成樹脂管の外部に滑材を注入する滑材注入部を具備している請求項１〜６のいずれか１項に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項８】
前記滑材注入部は、径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱する滑材注入管と、該滑材注入管を前記インナー管の外部から前記合成樹脂管に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる滑材注入突出・格納機構とを具備し、
前記合成樹脂管は、前記滑材注入管の滑材注入位置に、前記滑材注入管から合成樹脂管外部への滑材注入は可能で、前記合成樹脂管外部からの逆流は防止する逆止機構を具備している請求項７に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項９】
前記滑材注入突出・格納機構は、前記滑材注入管を前記合成樹脂管周方向の所定位置に止める回り止め部を有すると共に、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記回り止め部を格納させる格納操作部を具備している請求項８に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項１】
元押装置で推進力を与える掘進機によって掘削する地中に埋設して推進方向に結合する所定長さの合成樹脂管と、該合成樹脂管の内部に配置して前記掘進機の推進方向に結合することにより該掘進機に推進力を伝達する所定長さのインナー管と、を備えた合成樹脂管埋設装置であって、
前記インナー管は、該インナー管を屈折可能に結合する結合部と、前記合成樹脂管の許容推進力の範囲となる所定間隔で前記合成樹脂管の推進力を負荷するプッシャーとを有し、
前記合成樹脂管は、推進方向に結合された前記合成樹脂管の結合部に前記プッシャーを係合させる後端面を有し、
前記プッシャーを推進方向と交差する方向に突出させて前記合成樹脂管の結合部の後端面に係合させることにより、前記合成樹脂管を推進させる推進力を前記プッシャーの前面で受けて負荷するように構成したことを特徴とする合成樹脂管埋設装置。
【請求項２】
前記インナー管が、軸方向に貫通する空間を有する管体で形成されている請求項１に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項３】
前記プッシャーは、前記インナー管の外部から径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱するように構成され、前記プッシャーをインナー管の外部から前記合成樹脂管の結合部に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる推力支持突出・格納機構を具備している請求項１又は請求項２に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項４】
前記プッシャーは、前記インナー管の上下位置に配置されている請求項３に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項５】
前記推力支持突出・格納機構は、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記所定間隔で具備させた前記プッシャーを格納させる格納操作部を具備している請求項３又は請求項４に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項６】
前記格納操作部は、前記元押装置側から順に時間差を設けて前記プッシャーを格納させる機能を具備している請求項５に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項７】
前記インナー管は、前記合成樹脂管の外部に滑材を注入する滑材注入部を具備している請求項１〜６のいずれか１項に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項８】
前記滑材注入部は、径方向に突出した状態で前記合成樹脂管と係合し、径方向に格納した状態で前記合成樹脂管から離脱する滑材注入管と、該滑材注入管を前記インナー管の外部から前記合成樹脂管に向けて突出又はインナー管に向けて格納させる滑材注入突出・格納機構とを具備し、
前記合成樹脂管は、前記滑材注入管の滑材注入位置に、前記滑材注入管から合成樹脂管外部への滑材注入は可能で、前記合成樹脂管外部からの逆流は防止する逆止機構を具備している請求項７に記載の合成樹脂管埋設装置。
【請求項９】
前記滑材注入突出・格納機構は、前記滑材注入管を前記合成樹脂管周方向の所定位置に止める回り止め部を有すると共に、前記掘進機の推進方向に結合するインナー管の元押装置側から前記回り止め部を格納させる格納操作部を具備している請求項８に記載の合成樹脂管埋設装置。
【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２０１１−１２５４６（Ｐ２０１１−１２５４６Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７１７８（Ｐ２０１０−２３７１７８）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【分割の表示】特願２００８−１１０００５（Ｐ２００８−１１０００５）の分割
【原出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【出願人】（５０２２１８６１７）株式会社エム・シー・エル・コーポレーション (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【分割の表示】特願２００８−１１０００５（Ｐ２００８−１１０００５）の分割
【原出願日】平成２０年４月２１日（２００８．４．２１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【出願人】（５０２２１８６１７）株式会社エム・シー・エル・コーポレーション (14)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]