埋設管の推進工法および推進装置のアタッチメント
【課題】止水を簡便に行えるようにし、確実に切羽の崩壊を防止しながら、河床のような含水量の大きな地層で集水管のような強度の弱い埋設管を推進する工事を可能する埋設管の推進工法および推進装置のアタッチメントを提供する。
【解決手段】スクリュー１３と、このスクリュー１３が収容され、推進機１０から軸方向に推力が伝達されるケーシング１５と、スクリュー１３の先端に配置され、土砂をスクリュに導く排出口２０ａ、２０ｂが形成された面板１６を有するオーガヘッド１４と、スクリュー先端と着脱自在な連結部と面板１６の土砂排出口に重畳可能な開口部２３ａ、２３ｂとを有し、面板１６と同軸に重なり合って連れ回り可能でありかつ相対的な回転が許容されるように連結された止水板１８と、からアタッチメントを構成し、面板１６と止水板１８の位相を切り換えることにより、スクリュ１３の正転・逆転に応じて排出口の開閉状態を切り換える。
【解決手段】スクリュー１３と、このスクリュー１３が収容され、推進機１０から軸方向に推力が伝達されるケーシング１５と、スクリュー１３の先端に配置され、土砂をスクリュに導く排出口２０ａ、２０ｂが形成された面板１６を有するオーガヘッド１４と、スクリュー先端と着脱自在な連結部と面板１６の土砂排出口に重畳可能な開口部２３ａ、２３ｂとを有し、面板１６と同軸に重なり合って連れ回り可能でありかつ相対的な回転が許容されるように連結された止水板１８と、からアタッチメントを構成し、面板１６と止水板１８の位相を切り換えることにより、スクリュ１３の正転・逆転に応じて排出口の開閉状態を切り換える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設管の推進工法および推進装置のアタッチメントに係り、例えば、河底の浄化された水を集水する設備の建設工事で集水管を埋設するための推進工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、上下水道、ガス、電気ケーブルなどのライフライン埋設工事には、開削工法に替わって、立坑から管を水平に推進する非開削工法が普及している。この種の推進工法では、地表から掘削した立坑に推進機を入れて、この推進機で管の後端を押しながら推進していく。推進機には、アタッチメントとして、オーガヘッドを先端に有するスクリューが取り付けられており、オーガヘッドで土砂を掘り崩し、スクリューでその土砂を立坑に排出させる。そして、一定の距離を掘進したところで、管を継ぎ足ながら推進していく。
【０００３】
先に、本出願人は、非開削工法による埋設管の推進工法として、スクリューガイド１工程式とパイロット管をガイドする２工程式を併用する推進工法を提案している（特許文献１）
【特許文献１】特開２００３−３４３１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最近では、非開削推進工法の適用範囲が拡大している。例えば、河床から水を集水する設備の建設工事で、集水管を河床まで埋設する工事への応用が検討されている。
河床まで集水管を延ばす埋設工事の場合、地盤に水が多量に含まれる場合には、次のような解決すべき課題が山積している。
【０００５】
まず、オーガヘッドとスクリューを推進機で回転させながら掘進していく従来工法による場合には、集水管を直に推進できないので、最初にケーシングを推進してから、このケーシング内に集水管を押し込むことになる。
【０００６】
ケーシングを継ぎ足しなから推進する時には、ケーシング内への水の侵入を止める止水対策を講じながら推進作業を進めなければならない。しかし、ケーシング内に直接スクリューを入れなければならないために、ケーシングにピンチ弁などの止水手段を設けることができないので、地層から水が流入し切羽の崩壊が起こる。このため、ケーシングの推進が完了してから、いざケーシング内に集水管を入れようとすると、土砂が邪魔になって集水管が入らなくなる。この場合、集水管は、水が通れるように金網状の管体であることが多く、強度的に弱く、無理に押し込もうとすると破損する可能性がある。さらに、集水管が入ったとしても、ケーシングを回収するため引き抜くときに、いっしょに集水管が抜けてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、止水を簡便に行えるようにし、確実に切羽の崩壊を防止しながら、河床のような含水量の大きな地層で集水管のような強度の弱い埋設管を推進する工事を可能する埋設管の推進工法および推進装置のアタッチメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、埋設管を非開削で地中に推進する埋設管の推進機に用いられるアタッチメントにおいて、前記推進機により駆動されるスクリューと、前記スクリューが収容され、前記推進機から軸方向に推力が伝達されるケーシングと、前記スクリューの先端に配置され、土砂をスクリュに導く排出口が形成された面板を有するカッターヘッドと、前記スクリュー先端と着脱自在な連結部と前記面板の土砂排出口に重畳可能な開口部とを有し、前記面板と同軸に重なり合って連れ回り可能でありかつ相対的な回転が許容されるように連結された止水板と、前記面板の土砂排出口が前記止水板により閉じられる閉鎖位置と、前記面板の土砂排出口と前記止水板の開口部とが重なり該土砂排出口が開く位置との間で、前記面板と止水板との位相を前記スクリュの正転・逆転に応じて切り換える排出口開閉切換手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、立坑に推進機を設置し、前記立坑から集水管を帯水地層中に推進する埋設管推進工法において、掘削した土砂をスクリューに導く排出口の開閉を前記スクリューの正・逆転により切り換え可能なカッターヘッドを用い、前記カッターヘッドを取り付けた前記スクリューと、該スクリューを収容するケーシングをアタッチメントとして推進機を立坑内に設置する工程と、前記推進機によりスクリュを正転させ、前記土砂排出口を開いたままケーシングを推進方向に押し出しながらケーシング１本分を掘進する工程と、１本のケーシングを推進した後、前記スクリュの逆転により前記土砂排出口を閉鎖してから新たなケーシングを継ぎ足す工程と、の繰り返しからなるケーシング推進工程と、目標位置までケーシングを推進した後、土砂排出口を閉鎖してから、スクリューを推進機によって引き抜き、土砂排出口を閉鎖した状態の前記カッターヘッドを残留させたまま該スクリューを回収する工程と、埋設すべき集水管を前記推進機によって押し出し当該集水管を継ぎ足しながら前記ケーシングの内側に押し込む工程と、前記ケーシングを前記推進機によって引き抜き、該ケーシングを回収する工程と、からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケーシングを継ぎ足しなから推進する時には、スクリューを逆転するだけで簡単にケーシング内への水の侵入を止めることができる。また、ケーシングの推進が完了してから、ケーシング内に集水管を入れようとするときも、ケーシングの先端をカッターヘッドでプラグ状態にしたまま集水管を入れられるので、破損することなく円滑に押し込むことができる。さらに、集水管が入ってから、ケーシングを回収するときも、ケーシングだけを円滑に引き抜くことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による埋設管の推進工法および装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態による推進機に用いられるアタッチメントの先端部を構成を詳細に示す断面図である。図４は、本発明の実施形態による埋設管推進装置を示す一部断面側面図である。
【００１２】
図４において、参照番号１０は、非開削で埋設管を地中に推進する工法で用いられる推進機を示し、参照番号１２は、推進機１０に接続されるアタッチメントの全体を示す。地表からは立坑５０が掘られ、推進機１０は、この立坑１１内に設置される。
【００１３】
アタッチメント１２は、螺旋状にブレードが軸方向に延びているスクリュー１３と、このスクリュー１３の先端に取り付けられるカッターヘッドと、ケーシング１５とから構成されている。このアタッチメント１２の実施形態は、カッターヘッドに、主として土砂からなる地層での掘削に適したオーガヘッド１４を適用した実施の形態である。
【００１４】
スクリュー１３は、ケーシング１５の内部に同軸に収容されており、スクリュー１３は、推進機１０に駆動されて回転するとともに推力が加えられるようになっている。ケーシング１５には、推進機１０から推力だけが加えられる。なお、ケーシング１０およびスクリュー１３は、推進が延びるにしたがって、１本づつ継ぎ足しながら推進作業を行う。
【００１５】
次に、アタッチメント１２の先端の取り付けられるオーガヘッド１４について図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００１６】
オーガヘッド１４は、ヘッド本体を構成する円板状の面板１６と、止水板１８とを含む。図２に面板１６の正面を示すように、面板１６には、複数個のカッター１９が直径にそって配列されている。そして面板１６には、カッター１９によって掘り崩された土砂をスクリュー１３に導くための排出口２０ａ、２０ｂが開口している。この実施形態では、排出口２０ａ、２０ｂは、面板１６の中心に関して１８０度対称な位置に形成されており、扇形状の開口形状を有している。
【００１７】
また、面板１６の中心部には、スリーブ継手２１が一体的に形成されており、このスリーブ継手２１には、止水板１８の軸部２２が嵌合し、この軸部２２は抜け止め部材２２ａにより固定されている。このような面板１６の中央部には、カッターの一種であるフィシュテール１７が取り付けられている。
【００１８】
止水板１８は、面板１６よりも直径の小さな円板からなり、その軸部２２を面板１６のスリーブ継手２１に結合させると、図２に示されるように、両者は同軸に重なり合うようになっている。ここで、図３（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。図２は、このときに対応する正面を示す（ただし、開口部２３ａ、２３ｂの位置は、排出口２０ａ、２０ｂが閉じるときの位置（図３（ｂ）に対応）を仮想線で示している）。この図４に示されるように、止水板１８には、面板１６に開口する排出口２０ａ、２０ｂに形状が対応した開口部２３ａ、２３ｂが形成されている。止水板１８と面板１６とは相対的な回転が許容されるように重なっており、位相を合わせることにより、面板１６の排出口２０ａ、２０ｂが止水板１６の開口部２３ａ、２３ｂが重畳して土砂排出口が開き、また、位相をずらすことにより、排出口２０ａ、２０ｂを止水板１８で閉じることができるようになっている。
【００１９】
このような止水板１８には、スクリュー１３の先端部が着脱自在に嵌合する連結部２４が同軸に固着されている。この連結部２４は、この実施形態では、六角穴２５を有する継手からなり、スクリュー１２の先端部は、六角穴２５に対応して六角柱状になっており、六角穴２５に着脱自在に嵌合するとともに、スクリュー１３の回転が止水板１８に伝えられる。そして、スクリュー１３が正方向に回転（掘削時の回転方向）するに伴って止水板１８が回ると、以下のような構造を採用することにより、オーガヘッドの面板１６は止水板１８とともに連れ回りできるようになっている。
【００２０】
図３に示すように、止水板１８には、開口部２３ａ、２３ｂに隣接するようにして周方向に延びる一対の長孔２６ａ、２６ｂが形成されている。この長孔２６ａ、２６ｂは、止水板１８の中心に関して１８０度対称な位置にある。そして、面板１６には、それぞれ中心に関して１８０度対称な位置に一対のストッパピン２７ａ、２７ｂが取り付けられており、このストッパピン２７ａ、２７ｂは、それぞれ止水板１８の長孔２６ａ、２６ｂに係合するようになっている。
【００２１】
これらの長孔２６ａ、２６ｂとストッパピン２７ａ、２７ｂとの組み合わせは、面板１６と止水板１８との相対的な回転および連れ回りを許容するとともに、前記スクリュの正転・逆転に応じて両者の位相を変えることにより、面板１６の排出口２０ａ、２０ｂの開閉状態を切り換える手段を構成している。
【００２２】
すなわち、面板１６と止水板１８との相対的な位置は、図３（ａ）の位置と図３（ｂ）の位置との間で切り換わり、図３（ａ）に示す位置では、面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂは止水板１８の開口部２３ａ、２３ｂと位相が一致して、土砂排出口２０ａ、２０ｂは開き、図３（ｂ）の位置では、面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂは止水板１８により閉じられる閉鎖位置になっている。そしてスクリュー１３が正転すると、図３（ａ）に示すように、長孔２６ａ、２６ｂの正転方向の端部にストッパピン２７ａ、２７ｂが当接するので、面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂと止水板１８の開口部２３ａ、２３ｂの位相が合って土砂排出口２０ａ、２０ｂが開き、この状態のまま、面板１６と止水板１８がいっしょに回るようになっている。
【００２３】
これに対して、スクリュー１３を若干逆転させると、図３（ｂ）に示すように、長孔２６ａ、２６ｂの逆転方向の端部にストッパピン２７ａ、２７ｂが当接することで、土砂排出口２０ａ、２０ｂが止水板１８により閉鎖されるようになっている。
【００２４】
図１において、面板１６の外周部には、短円筒状に突き出した止水シール部２８が形成されている。面板１６の土砂排出口２０ａが閉じてケーシング１５の先端部の端面に止水シール部２８が密着した状態では隙間から水が侵入しないようにシールされるように構成されている。また、止水板１８には、スクリュー１３のブレードが螺旋状に連続して延びるように、ブレード２９が一体的に設けられている。
【００２５】
なお、本実施形態では、面板１６にストッパピン２７ａ、２７ｂを設け、止水板１８に長穴２６ａ、２６ｂを形成しているが、止水板１８の方にストッパピンを設け、面板１８の方に長孔をあけるようにしてもよい。
【００２６】
次に、図４において、推進機１０について説明する。この推進機１０は、ベースとなるガイドフレーム３０の上に推進機本体３２が移動可能に設置されている。推進機本体３２の左右両側には、推進力を発生するとともに、管の引き抜く引張力を発生する油圧シリンダ３３が配設されている。この油圧シリンダ３３のピストンロッドの先端部は、反力受３４に固定されている。
【００２７】
推進機本体３２は、油圧モータ３５によって駆動される。この油圧モータ３５の駆動トルクは、伝達部３６を介して中空式減速機３７に伝えられる。この中空式減速機３７は、中空軸を有する減速機である。スクリュー１３の基端部は、中空機減速機３７の出力軸に連結される。また、推進機本体３２には推力伝達部３８が設けられ、ケーシング１５の後端は、この推力伝達部３８に取り付けられ、油圧シリンダ３３で発生した推進力がケーシング１５に伝えられるようになっている。
【００２８】
次に、以上のように構成される推進機１０およびアタッチメント１２を使った埋設管の推進工法について、図４乃至図１０を参照しながら説明する。
この実施形態は、河川集水設備の建設工事施設における集水管の埋設工事に本発明の推進工法を適用した実施の形態である。
【００２９】
図１０は、河川集水設備に設けられる放射形取水井を示す。この図１０において、参照番号４０は、取水井を示す。４２は河川を示す。河川４２の河床でろ過された水を集水井４０に取り込むために、取水井４０の底からは、放射状に集水管４４が延びている。埋設する管は、集水管４４であり、本実施形態では、河川４２の河床のような水を多量に含む帯水地層に集水管４４を推進していく工事に特に有効な実施形態である。集水管４４は、水を取り込むために、例えば、金網を材料にして、無数の穴のあいた管体から構成されている。
そこで、以下、集水管４４を埋設する工程を示す図４乃至図９を参照しながら、工程の順を追って説明する。
【００３０】
図４は、立坑５０に推進機１０を設置する工程の説明図である。立坑５０は、この実施形態では、最終的には図１０の取水井４０として利用される。設置した推進機本体３２には、スクリュー１３、オーガヘッド１４、ケーシング１５を組み立てたアタッチメント１２が取り付けられる。
【００３１】
ケーシング１５を推進していく場合、推進機１０は、油圧シリンダ３３のピストンロッドを伸してケーシング１５に推力を加えながら、スクリュー１３を正方向に回転させる。スクリュー１３の回転とともに、面板１６と止水板１８はいっしょに回転し、オーガヘッド１４のカッタ１９は土砂を掘り崩していく。そして、油圧シリンダ３３の伸長とともに推進機本体３２が前進しケーシング１５を推進させていく。この推進工程中は、上述したように、スクリュー１３の正転により、土砂排出口２０ａ、２０ｂが開いた状態になっており（図３（ａ）参照）、オーガヘッド１４で掘り崩された土砂は、土砂排出口２０ａ、２０ｂからケーシング１５内に導入され、スクリュー１３によって立坑５０まで排出される。
【００３２】
こうして、ケーシング１５を１本分推進した後、ケーシング１５を継ぎ足してから、また推進するというように、推進と継ぎ足しを繰り返す。
【００３３】
図５は、ケーシング１５を継ぎ足す工程の説明図である。１本分のケーシング１５を推進した後、新たなケーシング１５を継ぎ足すときには、推進機１０の運転を一時停止する。そして、継ぎ足作業をしている間、水や土砂が切羽からケーシング１５内へ侵入しないようにするために、スクリュー１３を逆転させる。このスクリュー１３の逆転により、図３（ｂ）に示すように、止水板１８の長孔２６ａ、２６ｂの逆転方向の端部にストッパピン２７ａ、２７ｂが当接することで、土砂排出口２０ａ、２０ｂが止水板１８により閉鎖されることになる。閉鎖後、スクリュー１３を停止するとともに、推進機１０の油圧シリンダ３３でわずかにケーシング１５を押圧すると、ケーシング１５の先端部はオーガヘッド１４の面板１６に形成されている止水シール部２８に当接して密着するので、これにより、ケーシング１５の先端部は、オーガヘッド１４の面板１６でプラグ状態になり、水や土砂の侵入が止まる。
【００３４】
こうして、確実な止水を施してから、図５において、スクリュー１３と推進機本体３２との連結を外し、油圧シリンダ３３のピストンロッドを後退させることにより、推進機本体３２を待避させ、ケーシング１５を継ぎ足すための作業スペースを確保する。
【００３５】
図５に示すように、クレーンにより吊った新たなケーシング１５ａを立坑５０内に搬入する。この場合、ケーシング１５ａにはスクリュー１３ａをあらかじめ入れておく。そして、吊った状態のまま、心を合わせながら、ケーシング１５ａとスクリュー１３ａの先端をすでに地中に推進したケーシング１５、スクリュー１３の後端に接続する。そして、スクリュー１３ａ、ケーシング１５ａの後端を推進機本体３２に連結する。以上のようなケーシング１５の継ぎ足し作業が終われば、推進作業を再開する。以下、推進工程と新たなケーシングを継ぎ足す工程とを繰り返しながら、目標位置までケーシング１５を推進する。
【００３６】
図６は、目標位置までケーシング１５を推進した後、スクリュー１３を回収する工程の説明図である。スクリュー１３を回収するに際しては、水や土砂が地層からケーシング１５内へ侵入しないようにするために、スクリュー１５を逆転させて、継ぎ足し工程と全く同じようにして、オーガヘッド１４の面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂを止水板１８で閉鎖し、オーガヘッド１４の面板１６でプラグ状態にしておく。そして、図６において、油圧シリンダ３３により推進機本体３２を後退させながらスクリュー１３を引き抜く。このとき、スクリュー１３の先端部は、図１に示したように、止水板１８の連結部２５に形成した六角穴２６に嵌合しているので、スクリュー１３を引っ張ると、スクリュー１３だけが抜けてオーガヘッド１４と止水板１８が一体で残留することになる。このとき、オーガヘッド１４によって、ケーシング１５の先端はプラグ状態が維持されており、確実に止水が施されていることはいうまでもない。
【００３７】
そこで、図６において、スクリュー１３を１本分づつ推進機本体３２を後退させながら引き抜き、連結を外して立坑５０から搬出する。
【００３８】
次に、図７は、上記のように、スクリュー１３を回収して後、埋設すべき集水管４４をケーシング１５の内部に押し込む工程の説明図である。集水管４４は、ケーシング１５と同じように短い集水管４４を継ぎ足しながら推進機本体３２で押し込んでいく点は同様である。もっとも、集水管４４の場合、ケーシング１５に較べて強度が弱いため、ロッド６２を併用しなから押し込むことになる。
【００３９】
図７に示すように、先頭の集水管４４には、ほぼ同じ外径の円板６４が取り付けられている。先頭のロッド６２の先端は、この円板６４に固着されていている。そして、集水管４４とロッド６２の後端は推進機本体３２の推力伝達部３８に取り付けられる。集水管４４とロッド６２を推進機本体３２に接続した後は、油圧シリンダ３３のピストンロッドを伸ばすことにより、ケーシング１５の推進と同様に、推進機本体３２を前進させながら集水管４４をケーシング１５内に押し込むことができる。そして、ロッド６２には、各集水管４４と同じ長さのものを使用し、集水管４４といっしょに継ぎ足しながら延伸させていく。
【００４０】
このようにして集水管４４の内部にロッド６２を入れていっしょに押し込むことにより、集水管６０の先端にはロッド６２を介し引張力が作用する。このため、強度的に弱い集水管４４であっても、引張力をかけながら押し込めることになるので、集水管４４の破損を確実に防止しながら効率良く円滑に押し込むことが可能となる。
【００４１】
なお、推進機本体３２によって集水管４４を継ぎ足しながらケーシング１５の内側に押し込む間、ケーシング１５の先端では、オーガヘッド１４と止水板１８とによってプラグされた状態は維持されているので、土砂がケーシング１５内に入り込まないように確実に防止されている。したがって、土砂の侵入を確実に防止できるという点からも、強度的に弱い集水管４４を破損することなく円滑に押し込む上で顕著な効果が得られるものである。
【００４２】
次に、図８は、集水管４４を押し込んだ後、ケーシング１５を引き抜き、回収する工程の説明図である。
ケーシング１５を回収する工程では、図８に示すように、推進機本体３２の中空式減速機３７の中空構造を活用して突っ張りロッド６６を用いる。この場合、集水管４４の後端には、円板６５を取り付けておき、突っ張りロッド６６を中空式減速機３７を貫通するまで伸ばして、円板６５と反力受３４の間に掛け渡しておく。このような突っ張りロッド６６で集水管６０をバックアップ支持しておくことにより、推進機本体３２を後退させながらケーシング１５を引き抜いても、ケーシング１５につられて集水管４４が抜けてしまうのを確実に防止でき、ケーシング１５だけを確実に回収することができる。
【００４３】
なお、ケーシング１５を回収するときには、１本分のケーシング１５が引き抜けたら、突っ張りロッド６６を外しておく。そして、ケーシング１５の接続を外してから、クレーンで吊って立坑５０から搬出すればよい。その後、突っ張りロッド６６をまた取り付けてから、ケーシング１５を引き抜くというように繰り返して、すべてのケーシング１５を回収することができる。
【００４４】
最後に、図９に示すように、集水管４４の終端で坑口部回りにセメント６７等により止水を施す。また、推進機１０を立坑５０から回収することで施工が完了する。
【００４５】
なお、図１０に示した放射形取水井の場合は、立坑５０から何本もの集水管４４を放射状に推進するので、以上説明した図４乃至図９の工程を繰り返すことになる。
【００４６】
以上、本発明について、ケーシング１５の先端に設けるカッターヘッドにオーガヘッド１４を用いた実施形態を挙げて説明したが、本発明では、地層が砂礫層である場合には、オーガヘッド１４に替えてディスクカッターヘッドを用いるようにしてもよい。
【００４７】
また、本発明は、河床に集水管を推進する工事に限定されるものではなく、河床に限らず、さまざまな帯水地層中に管を推進する工事に適用可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による埋設管推進装置のアタッチメントを示す縦断面図。
【図２】図１のアタッチメントの正面図。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視図で、図３（ａ）は、土砂排出口が開いた位置、図３（ｂ）は土砂排出口が閉じた位置を示す。
【図４】推進機を立坑に設置し、ケーシングを推進する工程の説明図。
【図５】ケーシングを継ぎ足す工程の説明図。
【図６】スクリューを回収する工程の説明図。
【図７】ケーシングの中に集水管を押し込む工程の説明図。
【図８】ケーシングを回収する工程の説明図。
【図９】集水管の推進が完了した状態の説明図。
【図１０】本発明が適用される河床集水設備における取水井の説明図。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 推進機
１２ アタッチメント
１３ スクリュー
１４ オーガヘッド
１５ ケーシング
１６ 面板
１８ 止水板
１９ カッター
２０ａ、２０ｂ 土砂排出口
２７ａ、２７ｂ ストッパピン
３２ 推進機本体
３３ 油圧シリンダ
４４ 集水管
５０ 立坑
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設管の推進工法および推進装置のアタッチメントに係り、例えば、河底の浄化された水を集水する設備の建設工事で集水管を埋設するための推進工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、上下水道、ガス、電気ケーブルなどのライフライン埋設工事には、開削工法に替わって、立坑から管を水平に推進する非開削工法が普及している。この種の推進工法では、地表から掘削した立坑に推進機を入れて、この推進機で管の後端を押しながら推進していく。推進機には、アタッチメントとして、オーガヘッドを先端に有するスクリューが取り付けられており、オーガヘッドで土砂を掘り崩し、スクリューでその土砂を立坑に排出させる。そして、一定の距離を掘進したところで、管を継ぎ足ながら推進していく。
【０００３】
先に、本出願人は、非開削工法による埋設管の推進工法として、スクリューガイド１工程式とパイロット管をガイドする２工程式を併用する推進工法を提案している（特許文献１）
【特許文献１】特開２００３−３４３１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最近では、非開削推進工法の適用範囲が拡大している。例えば、河床から水を集水する設備の建設工事で、集水管を河床まで埋設する工事への応用が検討されている。
河床まで集水管を延ばす埋設工事の場合、地盤に水が多量に含まれる場合には、次のような解決すべき課題が山積している。
【０００５】
まず、オーガヘッドとスクリューを推進機で回転させながら掘進していく従来工法による場合には、集水管を直に推進できないので、最初にケーシングを推進してから、このケーシング内に集水管を押し込むことになる。
【０００６】
ケーシングを継ぎ足しなから推進する時には、ケーシング内への水の侵入を止める止水対策を講じながら推進作業を進めなければならない。しかし、ケーシング内に直接スクリューを入れなければならないために、ケーシングにピンチ弁などの止水手段を設けることができないので、地層から水が流入し切羽の崩壊が起こる。このため、ケーシングの推進が完了してから、いざケーシング内に集水管を入れようとすると、土砂が邪魔になって集水管が入らなくなる。この場合、集水管は、水が通れるように金網状の管体であることが多く、強度的に弱く、無理に押し込もうとすると破損する可能性がある。さらに、集水管が入ったとしても、ケーシングを回収するため引き抜くときに、いっしょに集水管が抜けてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、止水を簡便に行えるようにし、確実に切羽の崩壊を防止しながら、河床のような含水量の大きな地層で集水管のような強度の弱い埋設管を推進する工事を可能する埋設管の推進工法および推進装置のアタッチメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、埋設管を非開削で地中に推進する埋設管の推進機に用いられるアタッチメントにおいて、前記推進機により駆動されるスクリューと、前記スクリューが収容され、前記推進機から軸方向に推力が伝達されるケーシングと、前記スクリューの先端に配置され、土砂をスクリュに導く排出口が形成された面板を有するカッターヘッドと、前記スクリュー先端と着脱自在な連結部と前記面板の土砂排出口に重畳可能な開口部とを有し、前記面板と同軸に重なり合って連れ回り可能でありかつ相対的な回転が許容されるように連結された止水板と、前記面板の土砂排出口が前記止水板により閉じられる閉鎖位置と、前記面板の土砂排出口と前記止水板の開口部とが重なり該土砂排出口が開く位置との間で、前記面板と止水板との位相を前記スクリュの正転・逆転に応じて切り換える排出口開閉切換手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、立坑に推進機を設置し、前記立坑から集水管を帯水地層中に推進する埋設管推進工法において、掘削した土砂をスクリューに導く排出口の開閉を前記スクリューの正・逆転により切り換え可能なカッターヘッドを用い、前記カッターヘッドを取り付けた前記スクリューと、該スクリューを収容するケーシングをアタッチメントとして推進機を立坑内に設置する工程と、前記推進機によりスクリュを正転させ、前記土砂排出口を開いたままケーシングを推進方向に押し出しながらケーシング１本分を掘進する工程と、１本のケーシングを推進した後、前記スクリュの逆転により前記土砂排出口を閉鎖してから新たなケーシングを継ぎ足す工程と、の繰り返しからなるケーシング推進工程と、目標位置までケーシングを推進した後、土砂排出口を閉鎖してから、スクリューを推進機によって引き抜き、土砂排出口を閉鎖した状態の前記カッターヘッドを残留させたまま該スクリューを回収する工程と、埋設すべき集水管を前記推進機によって押し出し当該集水管を継ぎ足しながら前記ケーシングの内側に押し込む工程と、前記ケーシングを前記推進機によって引き抜き、該ケーシングを回収する工程と、からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケーシングを継ぎ足しなから推進する時には、スクリューを逆転するだけで簡単にケーシング内への水の侵入を止めることができる。また、ケーシングの推進が完了してから、ケーシング内に集水管を入れようとするときも、ケーシングの先端をカッターヘッドでプラグ状態にしたまま集水管を入れられるので、破損することなく円滑に押し込むことができる。さらに、集水管が入ってから、ケーシングを回収するときも、ケーシングだけを円滑に引き抜くことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による埋設管の推進工法および装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態による推進機に用いられるアタッチメントの先端部を構成を詳細に示す断面図である。図４は、本発明の実施形態による埋設管推進装置を示す一部断面側面図である。
【００１２】
図４において、参照番号１０は、非開削で埋設管を地中に推進する工法で用いられる推進機を示し、参照番号１２は、推進機１０に接続されるアタッチメントの全体を示す。地表からは立坑５０が掘られ、推進機１０は、この立坑１１内に設置される。
【００１３】
アタッチメント１２は、螺旋状にブレードが軸方向に延びているスクリュー１３と、このスクリュー１３の先端に取り付けられるカッターヘッドと、ケーシング１５とから構成されている。このアタッチメント１２の実施形態は、カッターヘッドに、主として土砂からなる地層での掘削に適したオーガヘッド１４を適用した実施の形態である。
【００１４】
スクリュー１３は、ケーシング１５の内部に同軸に収容されており、スクリュー１３は、推進機１０に駆動されて回転するとともに推力が加えられるようになっている。ケーシング１５には、推進機１０から推力だけが加えられる。なお、ケーシング１０およびスクリュー１３は、推進が延びるにしたがって、１本づつ継ぎ足しながら推進作業を行う。
【００１５】
次に、アタッチメント１２の先端の取り付けられるオーガヘッド１４について図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００１６】
オーガヘッド１４は、ヘッド本体を構成する円板状の面板１６と、止水板１８とを含む。図２に面板１６の正面を示すように、面板１６には、複数個のカッター１９が直径にそって配列されている。そして面板１６には、カッター１９によって掘り崩された土砂をスクリュー１３に導くための排出口２０ａ、２０ｂが開口している。この実施形態では、排出口２０ａ、２０ｂは、面板１６の中心に関して１８０度対称な位置に形成されており、扇形状の開口形状を有している。
【００１７】
また、面板１６の中心部には、スリーブ継手２１が一体的に形成されており、このスリーブ継手２１には、止水板１８の軸部２２が嵌合し、この軸部２２は抜け止め部材２２ａにより固定されている。このような面板１６の中央部には、カッターの一種であるフィシュテール１７が取り付けられている。
【００１８】
止水板１８は、面板１６よりも直径の小さな円板からなり、その軸部２２を面板１６のスリーブ継手２１に結合させると、図２に示されるように、両者は同軸に重なり合うようになっている。ここで、図３（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。図２は、このときに対応する正面を示す（ただし、開口部２３ａ、２３ｂの位置は、排出口２０ａ、２０ｂが閉じるときの位置（図３（ｂ）に対応）を仮想線で示している）。この図４に示されるように、止水板１８には、面板１６に開口する排出口２０ａ、２０ｂに形状が対応した開口部２３ａ、２３ｂが形成されている。止水板１８と面板１６とは相対的な回転が許容されるように重なっており、位相を合わせることにより、面板１６の排出口２０ａ、２０ｂが止水板１６の開口部２３ａ、２３ｂが重畳して土砂排出口が開き、また、位相をずらすことにより、排出口２０ａ、２０ｂを止水板１８で閉じることができるようになっている。
【００１９】
このような止水板１８には、スクリュー１３の先端部が着脱自在に嵌合する連結部２４が同軸に固着されている。この連結部２４は、この実施形態では、六角穴２５を有する継手からなり、スクリュー１２の先端部は、六角穴２５に対応して六角柱状になっており、六角穴２５に着脱自在に嵌合するとともに、スクリュー１３の回転が止水板１８に伝えられる。そして、スクリュー１３が正方向に回転（掘削時の回転方向）するに伴って止水板１８が回ると、以下のような構造を採用することにより、オーガヘッドの面板１６は止水板１８とともに連れ回りできるようになっている。
【００２０】
図３に示すように、止水板１８には、開口部２３ａ、２３ｂに隣接するようにして周方向に延びる一対の長孔２６ａ、２６ｂが形成されている。この長孔２６ａ、２６ｂは、止水板１８の中心に関して１８０度対称な位置にある。そして、面板１６には、それぞれ中心に関して１８０度対称な位置に一対のストッパピン２７ａ、２７ｂが取り付けられており、このストッパピン２７ａ、２７ｂは、それぞれ止水板１８の長孔２６ａ、２６ｂに係合するようになっている。
【００２１】
これらの長孔２６ａ、２６ｂとストッパピン２７ａ、２７ｂとの組み合わせは、面板１６と止水板１８との相対的な回転および連れ回りを許容するとともに、前記スクリュの正転・逆転に応じて両者の位相を変えることにより、面板１６の排出口２０ａ、２０ｂの開閉状態を切り換える手段を構成している。
【００２２】
すなわち、面板１６と止水板１８との相対的な位置は、図３（ａ）の位置と図３（ｂ）の位置との間で切り換わり、図３（ａ）に示す位置では、面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂは止水板１８の開口部２３ａ、２３ｂと位相が一致して、土砂排出口２０ａ、２０ｂは開き、図３（ｂ）の位置では、面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂは止水板１８により閉じられる閉鎖位置になっている。そしてスクリュー１３が正転すると、図３（ａ）に示すように、長孔２６ａ、２６ｂの正転方向の端部にストッパピン２７ａ、２７ｂが当接するので、面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂと止水板１８の開口部２３ａ、２３ｂの位相が合って土砂排出口２０ａ、２０ｂが開き、この状態のまま、面板１６と止水板１８がいっしょに回るようになっている。
【００２３】
これに対して、スクリュー１３を若干逆転させると、図３（ｂ）に示すように、長孔２６ａ、２６ｂの逆転方向の端部にストッパピン２７ａ、２７ｂが当接することで、土砂排出口２０ａ、２０ｂが止水板１８により閉鎖されるようになっている。
【００２４】
図１において、面板１６の外周部には、短円筒状に突き出した止水シール部２８が形成されている。面板１６の土砂排出口２０ａが閉じてケーシング１５の先端部の端面に止水シール部２８が密着した状態では隙間から水が侵入しないようにシールされるように構成されている。また、止水板１８には、スクリュー１３のブレードが螺旋状に連続して延びるように、ブレード２９が一体的に設けられている。
【００２５】
なお、本実施形態では、面板１６にストッパピン２７ａ、２７ｂを設け、止水板１８に長穴２６ａ、２６ｂを形成しているが、止水板１８の方にストッパピンを設け、面板１８の方に長孔をあけるようにしてもよい。
【００２６】
次に、図４において、推進機１０について説明する。この推進機１０は、ベースとなるガイドフレーム３０の上に推進機本体３２が移動可能に設置されている。推進機本体３２の左右両側には、推進力を発生するとともに、管の引き抜く引張力を発生する油圧シリンダ３３が配設されている。この油圧シリンダ３３のピストンロッドの先端部は、反力受３４に固定されている。
【００２７】
推進機本体３２は、油圧モータ３５によって駆動される。この油圧モータ３５の駆動トルクは、伝達部３６を介して中空式減速機３７に伝えられる。この中空式減速機３７は、中空軸を有する減速機である。スクリュー１３の基端部は、中空機減速機３７の出力軸に連結される。また、推進機本体３２には推力伝達部３８が設けられ、ケーシング１５の後端は、この推力伝達部３８に取り付けられ、油圧シリンダ３３で発生した推進力がケーシング１５に伝えられるようになっている。
【００２８】
次に、以上のように構成される推進機１０およびアタッチメント１２を使った埋設管の推進工法について、図４乃至図１０を参照しながら説明する。
この実施形態は、河川集水設備の建設工事施設における集水管の埋設工事に本発明の推進工法を適用した実施の形態である。
【００２９】
図１０は、河川集水設備に設けられる放射形取水井を示す。この図１０において、参照番号４０は、取水井を示す。４２は河川を示す。河川４２の河床でろ過された水を集水井４０に取り込むために、取水井４０の底からは、放射状に集水管４４が延びている。埋設する管は、集水管４４であり、本実施形態では、河川４２の河床のような水を多量に含む帯水地層に集水管４４を推進していく工事に特に有効な実施形態である。集水管４４は、水を取り込むために、例えば、金網を材料にして、無数の穴のあいた管体から構成されている。
そこで、以下、集水管４４を埋設する工程を示す図４乃至図９を参照しながら、工程の順を追って説明する。
【００３０】
図４は、立坑５０に推進機１０を設置する工程の説明図である。立坑５０は、この実施形態では、最終的には図１０の取水井４０として利用される。設置した推進機本体３２には、スクリュー１３、オーガヘッド１４、ケーシング１５を組み立てたアタッチメント１２が取り付けられる。
【００３１】
ケーシング１５を推進していく場合、推進機１０は、油圧シリンダ３３のピストンロッドを伸してケーシング１５に推力を加えながら、スクリュー１３を正方向に回転させる。スクリュー１３の回転とともに、面板１６と止水板１８はいっしょに回転し、オーガヘッド１４のカッタ１９は土砂を掘り崩していく。そして、油圧シリンダ３３の伸長とともに推進機本体３２が前進しケーシング１５を推進させていく。この推進工程中は、上述したように、スクリュー１３の正転により、土砂排出口２０ａ、２０ｂが開いた状態になっており（図３（ａ）参照）、オーガヘッド１４で掘り崩された土砂は、土砂排出口２０ａ、２０ｂからケーシング１５内に導入され、スクリュー１３によって立坑５０まで排出される。
【００３２】
こうして、ケーシング１５を１本分推進した後、ケーシング１５を継ぎ足してから、また推進するというように、推進と継ぎ足しを繰り返す。
【００３３】
図５は、ケーシング１５を継ぎ足す工程の説明図である。１本分のケーシング１５を推進した後、新たなケーシング１５を継ぎ足すときには、推進機１０の運転を一時停止する。そして、継ぎ足作業をしている間、水や土砂が切羽からケーシング１５内へ侵入しないようにするために、スクリュー１３を逆転させる。このスクリュー１３の逆転により、図３（ｂ）に示すように、止水板１８の長孔２６ａ、２６ｂの逆転方向の端部にストッパピン２７ａ、２７ｂが当接することで、土砂排出口２０ａ、２０ｂが止水板１８により閉鎖されることになる。閉鎖後、スクリュー１３を停止するとともに、推進機１０の油圧シリンダ３３でわずかにケーシング１５を押圧すると、ケーシング１５の先端部はオーガヘッド１４の面板１６に形成されている止水シール部２８に当接して密着するので、これにより、ケーシング１５の先端部は、オーガヘッド１４の面板１６でプラグ状態になり、水や土砂の侵入が止まる。
【００３４】
こうして、確実な止水を施してから、図５において、スクリュー１３と推進機本体３２との連結を外し、油圧シリンダ３３のピストンロッドを後退させることにより、推進機本体３２を待避させ、ケーシング１５を継ぎ足すための作業スペースを確保する。
【００３５】
図５に示すように、クレーンにより吊った新たなケーシング１５ａを立坑５０内に搬入する。この場合、ケーシング１５ａにはスクリュー１３ａをあらかじめ入れておく。そして、吊った状態のまま、心を合わせながら、ケーシング１５ａとスクリュー１３ａの先端をすでに地中に推進したケーシング１５、スクリュー１３の後端に接続する。そして、スクリュー１３ａ、ケーシング１５ａの後端を推進機本体３２に連結する。以上のようなケーシング１５の継ぎ足し作業が終われば、推進作業を再開する。以下、推進工程と新たなケーシングを継ぎ足す工程とを繰り返しながら、目標位置までケーシング１５を推進する。
【００３６】
図６は、目標位置までケーシング１５を推進した後、スクリュー１３を回収する工程の説明図である。スクリュー１３を回収するに際しては、水や土砂が地層からケーシング１５内へ侵入しないようにするために、スクリュー１５を逆転させて、継ぎ足し工程と全く同じようにして、オーガヘッド１４の面板１６の土砂排出口２０ａ、２０ｂを止水板１８で閉鎖し、オーガヘッド１４の面板１６でプラグ状態にしておく。そして、図６において、油圧シリンダ３３により推進機本体３２を後退させながらスクリュー１３を引き抜く。このとき、スクリュー１３の先端部は、図１に示したように、止水板１８の連結部２５に形成した六角穴２６に嵌合しているので、スクリュー１３を引っ張ると、スクリュー１３だけが抜けてオーガヘッド１４と止水板１８が一体で残留することになる。このとき、オーガヘッド１４によって、ケーシング１５の先端はプラグ状態が維持されており、確実に止水が施されていることはいうまでもない。
【００３７】
そこで、図６において、スクリュー１３を１本分づつ推進機本体３２を後退させながら引き抜き、連結を外して立坑５０から搬出する。
【００３８】
次に、図７は、上記のように、スクリュー１３を回収して後、埋設すべき集水管４４をケーシング１５の内部に押し込む工程の説明図である。集水管４４は、ケーシング１５と同じように短い集水管４４を継ぎ足しながら推進機本体３２で押し込んでいく点は同様である。もっとも、集水管４４の場合、ケーシング１５に較べて強度が弱いため、ロッド６２を併用しなから押し込むことになる。
【００３９】
図７に示すように、先頭の集水管４４には、ほぼ同じ外径の円板６４が取り付けられている。先頭のロッド６２の先端は、この円板６４に固着されていている。そして、集水管４４とロッド６２の後端は推進機本体３２の推力伝達部３８に取り付けられる。集水管４４とロッド６２を推進機本体３２に接続した後は、油圧シリンダ３３のピストンロッドを伸ばすことにより、ケーシング１５の推進と同様に、推進機本体３２を前進させながら集水管４４をケーシング１５内に押し込むことができる。そして、ロッド６２には、各集水管４４と同じ長さのものを使用し、集水管４４といっしょに継ぎ足しながら延伸させていく。
【００４０】
このようにして集水管４４の内部にロッド６２を入れていっしょに押し込むことにより、集水管６０の先端にはロッド６２を介し引張力が作用する。このため、強度的に弱い集水管４４であっても、引張力をかけながら押し込めることになるので、集水管４４の破損を確実に防止しながら効率良く円滑に押し込むことが可能となる。
【００４１】
なお、推進機本体３２によって集水管４４を継ぎ足しながらケーシング１５の内側に押し込む間、ケーシング１５の先端では、オーガヘッド１４と止水板１８とによってプラグされた状態は維持されているので、土砂がケーシング１５内に入り込まないように確実に防止されている。したがって、土砂の侵入を確実に防止できるという点からも、強度的に弱い集水管４４を破損することなく円滑に押し込む上で顕著な効果が得られるものである。
【００４２】
次に、図８は、集水管４４を押し込んだ後、ケーシング１５を引き抜き、回収する工程の説明図である。
ケーシング１５を回収する工程では、図８に示すように、推進機本体３２の中空式減速機３７の中空構造を活用して突っ張りロッド６６を用いる。この場合、集水管４４の後端には、円板６５を取り付けておき、突っ張りロッド６６を中空式減速機３７を貫通するまで伸ばして、円板６５と反力受３４の間に掛け渡しておく。このような突っ張りロッド６６で集水管６０をバックアップ支持しておくことにより、推進機本体３２を後退させながらケーシング１５を引き抜いても、ケーシング１５につられて集水管４４が抜けてしまうのを確実に防止でき、ケーシング１５だけを確実に回収することができる。
【００４３】
なお、ケーシング１５を回収するときには、１本分のケーシング１５が引き抜けたら、突っ張りロッド６６を外しておく。そして、ケーシング１５の接続を外してから、クレーンで吊って立坑５０から搬出すればよい。その後、突っ張りロッド６６をまた取り付けてから、ケーシング１５を引き抜くというように繰り返して、すべてのケーシング１５を回収することができる。
【００４４】
最後に、図９に示すように、集水管４４の終端で坑口部回りにセメント６７等により止水を施す。また、推進機１０を立坑５０から回収することで施工が完了する。
【００４５】
なお、図１０に示した放射形取水井の場合は、立坑５０から何本もの集水管４４を放射状に推進するので、以上説明した図４乃至図９の工程を繰り返すことになる。
【００４６】
以上、本発明について、ケーシング１５の先端に設けるカッターヘッドにオーガヘッド１４を用いた実施形態を挙げて説明したが、本発明では、地層が砂礫層である場合には、オーガヘッド１４に替えてディスクカッターヘッドを用いるようにしてもよい。
【００４７】
また、本発明は、河床に集水管を推進する工事に限定されるものではなく、河床に限らず、さまざまな帯水地層中に管を推進する工事に適用可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による埋設管推進装置のアタッチメントを示す縦断面図。
【図２】図１のアタッチメントの正面図。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視図で、図３（ａ）は、土砂排出口が開いた位置、図３（ｂ）は土砂排出口が閉じた位置を示す。
【図４】推進機を立坑に設置し、ケーシングを推進する工程の説明図。
【図５】ケーシングを継ぎ足す工程の説明図。
【図６】スクリューを回収する工程の説明図。
【図７】ケーシングの中に集水管を押し込む工程の説明図。
【図８】ケーシングを回収する工程の説明図。
【図９】集水管の推進が完了した状態の説明図。
【図１０】本発明が適用される河床集水設備における取水井の説明図。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 推進機
１２ アタッチメント
１３ スクリュー
１４ オーガヘッド
１５ ケーシング
１６ 面板
１８ 止水板
１９ カッター
２０ａ、２０ｂ 土砂排出口
２７ａ、２７ｂ ストッパピン
３２ 推進機本体
３３ 油圧シリンダ
４４ 集水管
５０ 立坑
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設管を非開削で地中に推進する埋設管の推進機に用いられるアタッチメントにおいて、
前記推進機により駆動されるスクリューと、
前記スクリューが収容され、前記推進機から軸方向に推力が伝達されるケーシングと、
前記スクリューの先端に配置され、土砂をスクリュに導く排出口が形成された面板を有するカッターヘッドと、
前記スクリュー先端と着脱自在な連結部と前記面板の土砂排出口に重畳可能な開口部とを有し、前記面板と同軸に重なり合って連れ回り可能でありかつ相対的な回転が許容されるように連結された止水板と、
前記面板の土砂排出口が前記止水板により閉じられる閉鎖位置と、前記面板の土砂排出口と前記止水板の開口部とが重なり該土砂排出口が開く位置との間で、前記面板と止水板との位相を前記スクリュの正転・逆転に応じて切り換える排出口開閉切換手段と、
を備えたことを特徴とする埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項２】
前記排出口開閉切換手段は、前記面板または止水板の周方向に延び、１８０度対称な位置に形成された一対の長孔と、前記止水板または面板に１８０度対称な位置に取り付けられ、前記長孔にそれぞれ係合する一対のストッパピンとからなり、スクリューの正転では、長孔の正転方向の端部にストッパピンが当接することで前記面板の土砂排出口と止水板の開口部の位相が合い、スクリューの逆転では、長孔の逆転方向の端部にストッパピンが当接することで、前記面板の土砂排出口が止水板により閉鎖されることを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項３】
前記止水板の連結部は、前記スクリューの先端が着脱自在に嵌合する六角穴を有する継手からなることを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項４】
前記面板は、前記ケーシングの先端部の端面に密着して隙間をシール可能な止水シール部を有することを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項５】
前記カッターヘッドは、土砂層を掘削するオーガヘッドまたは砂礫層を掘削するディスクカッターヘッドからなることを特徴とする請求項１乃至4のいずれかの項に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項６】
立坑に推進機を設置し、前記立坑から集水管を帯水地層中に推進する埋設管推進工法において、
掘削した土砂をスクリューに導く排出口の開閉を前記スクリューの正・逆転により切り換え可能なカッターヘッドを用い、前記カッターヘッドを取り付けた前記スクリューと、該スクリューを収容するケーシングをアタッチメントとして推進機を立坑内に設置する工程と、
前記推進機によりスクリュを正転させ、前記土砂排出口を開いたままケーシングを推進方向に押し出しながらケーシング１本分を掘進する工程と、１本のケーシングを推進した後、前記スクリュの逆転により前記土砂排出口を閉鎖してから新たなケーシングを継ぎ足す工程と、の繰り返しからなるケーシング推進工程と、
目標位置までケーシングを推進した後、土砂排出口を閉鎖してから、スクリューを推進機によって引き抜き、土砂排出口を閉鎖した状態の前記カッターヘッドを残留させたまま該スクリューを回収する工程と、
埋設すべき集水管を前記推進機によって押し出し当該集水管を継ぎ足しながら前記ケーシングの内側に押し込む工程と、
前記ケーシングを前記推進機によって引き抜き、該ケーシングを回収する工程と、
からなることを特徴とする埋設管の推進工法。
【請求項７】
前記カッターヘッドには、土砂排出口が形成された面板と、前記スクリュー先端と着脱自在な連結部と前記面板の土砂排出口に重畳可能な開口部とを有し、前記面板に対する相対的な回転位置の位相を切り換え可能なように前記面板と同軸に重なり合う止水板と、前記面板の土砂排出口が前記止水板により閉じられる閉鎖位置と、前記面板の土砂排出口と前記止水板の開口部とが重なり該土砂排出口が開く位置との間で、前記面板と止水板との位相を前記スクリュの正転・逆転により切り換える排出口開閉切換手段と、を備えるオーガヘッドまたはディスクカッターヘッドを用いることを特徴とする請求項６に記載の埋設管の推進工法。
【請求項８】
前記埋設する集水管を前記ケーシング内側に押し込む工程では、前記集水管の先端に円板を取り付け、前記円板と推進機の間にロッドを架け渡し、前記ロッドを介し前記集水管に引張力を与えながら推進機で集水管を押し出することを特徴とする請求項６に記載の埋設管の推進工法。
【請求項９】
前記ケーシングを回収する工程では、推進機の中空式減速機を貫通する突っ張りロッドで前記集水管の後端をバックアップ支持しながら、前記ケーシングを推進機で引っ張ることを特徴とする請求項５に記載の埋設管の推進工法。
【請求項１０】
前記埋設する集水管は、河床等の帯水地層中に埋設され、金網等の強度の弱い管体からなる集水管であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかの項に記載の埋設管の推進工法。
【請求項１】
埋設管を非開削で地中に推進する埋設管の推進機に用いられるアタッチメントにおいて、
前記推進機により駆動されるスクリューと、
前記スクリューが収容され、前記推進機から軸方向に推力が伝達されるケーシングと、
前記スクリューの先端に配置され、土砂をスクリュに導く排出口が形成された面板を有するカッターヘッドと、
前記スクリュー先端と着脱自在な連結部と前記面板の土砂排出口に重畳可能な開口部とを有し、前記面板と同軸に重なり合って連れ回り可能でありかつ相対的な回転が許容されるように連結された止水板と、
前記面板の土砂排出口が前記止水板により閉じられる閉鎖位置と、前記面板の土砂排出口と前記止水板の開口部とが重なり該土砂排出口が開く位置との間で、前記面板と止水板との位相を前記スクリュの正転・逆転に応じて切り換える排出口開閉切換手段と、
を備えたことを特徴とする埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項２】
前記排出口開閉切換手段は、前記面板または止水板の周方向に延び、１８０度対称な位置に形成された一対の長孔と、前記止水板または面板に１８０度対称な位置に取り付けられ、前記長孔にそれぞれ係合する一対のストッパピンとからなり、スクリューの正転では、長孔の正転方向の端部にストッパピンが当接することで前記面板の土砂排出口と止水板の開口部の位相が合い、スクリューの逆転では、長孔の逆転方向の端部にストッパピンが当接することで、前記面板の土砂排出口が止水板により閉鎖されることを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項３】
前記止水板の連結部は、前記スクリューの先端が着脱自在に嵌合する六角穴を有する継手からなることを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項４】
前記面板は、前記ケーシングの先端部の端面に密着して隙間をシール可能な止水シール部を有することを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項５】
前記カッターヘッドは、土砂層を掘削するオーガヘッドまたは砂礫層を掘削するディスクカッターヘッドからなることを特徴とする請求項１乃至4のいずれかの項に記載の埋設管推進装置のアタッチメント。
【請求項６】
立坑に推進機を設置し、前記立坑から集水管を帯水地層中に推進する埋設管推進工法において、
掘削した土砂をスクリューに導く排出口の開閉を前記スクリューの正・逆転により切り換え可能なカッターヘッドを用い、前記カッターヘッドを取り付けた前記スクリューと、該スクリューを収容するケーシングをアタッチメントとして推進機を立坑内に設置する工程と、
前記推進機によりスクリュを正転させ、前記土砂排出口を開いたままケーシングを推進方向に押し出しながらケーシング１本分を掘進する工程と、１本のケーシングを推進した後、前記スクリュの逆転により前記土砂排出口を閉鎖してから新たなケーシングを継ぎ足す工程と、の繰り返しからなるケーシング推進工程と、
目標位置までケーシングを推進した後、土砂排出口を閉鎖してから、スクリューを推進機によって引き抜き、土砂排出口を閉鎖した状態の前記カッターヘッドを残留させたまま該スクリューを回収する工程と、
埋設すべき集水管を前記推進機によって押し出し当該集水管を継ぎ足しながら前記ケーシングの内側に押し込む工程と、
前記ケーシングを前記推進機によって引き抜き、該ケーシングを回収する工程と、
からなることを特徴とする埋設管の推進工法。
【請求項７】
前記カッターヘッドには、土砂排出口が形成された面板と、前記スクリュー先端と着脱自在な連結部と前記面板の土砂排出口に重畳可能な開口部とを有し、前記面板に対する相対的な回転位置の位相を切り換え可能なように前記面板と同軸に重なり合う止水板と、前記面板の土砂排出口が前記止水板により閉じられる閉鎖位置と、前記面板の土砂排出口と前記止水板の開口部とが重なり該土砂排出口が開く位置との間で、前記面板と止水板との位相を前記スクリュの正転・逆転により切り換える排出口開閉切換手段と、を備えるオーガヘッドまたはディスクカッターヘッドを用いることを特徴とする請求項６に記載の埋設管の推進工法。
【請求項８】
前記埋設する集水管を前記ケーシング内側に押し込む工程では、前記集水管の先端に円板を取り付け、前記円板と推進機の間にロッドを架け渡し、前記ロッドを介し前記集水管に引張力を与えながら推進機で集水管を押し出することを特徴とする請求項６に記載の埋設管の推進工法。
【請求項９】
前記ケーシングを回収する工程では、推進機の中空式減速機を貫通する突っ張りロッドで前記集水管の後端をバックアップ支持しながら、前記ケーシングを推進機で引っ張ることを特徴とする請求項５に記載の埋設管の推進工法。
【請求項１０】
前記埋設する集水管は、河床等の帯水地層中に埋設され、金網等の強度の弱い管体からなる集水管であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかの項に記載の埋設管の推進工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２３１６９７（Ｐ２００７−２３１６９７Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５８０１０（Ｐ２００６−５８０１０）
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
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