説明

小口径推進工法

【課題】掘進時に周辺地山との摩擦を防止し、構築した管渠と周辺地山との隙間を無くした小口径推進工法を提案する。
【解決手段】予め、管渠の構築予定路に沿ってロッド4を挿通しておき、このロッド4に掘進機5を接続し、ロッド4を引き込むことによって掘進機5が拡径しながら進行する。地中を進行する掘進機5に後続して、前端を外側に折り返して反転させた可撓性のチューブ体6を配設し、前記チューブ体6の内側に流体を送給して、反転させたチューブ体6を外側に押し広げ、掘進機5の進行に伴ってチューブ体6を繰り出すことにより折り返し部分6bを前進させた後、前記チューブ体5を硬化させて管渠を構築する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力ケーブル、通信ケーブル、上下水道、ガス管などの小口径の管渠を構築するための小口径推進工法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、先端の掘進機に後続する新設の推進管をジャッキ等で押し込むことにより管渠を構築する小口径推進工法が知られている。
【0003】
かかる推進工法では、推進管を押し込むときの管外面と周囲の地山との間に生じる摩擦力が大きくなることによって推進管の挿入圧力が増大し、施工の大きな妨げとなることがあった。このため、前記摩擦力を軽減するための種々の対策が提案されている。例えば、下記特許文献1では、推進装置本体の先端部に回転可能に装着した筒状部の外周に側面掘削用カッタを備えることにより、推進管と地山との間の空間が広く形成され、岩盤推進における掘削ズリと推進管外周面との摩擦の増大を防止して推進効率の低下を防ぐようにした推進装置が開示されている。また、下記特許文献2では、滑材通路を設けた推進管と、滑材通路及びこの滑材通路と連通して外周面で開口する滑材吐出口を設けた推進管を用い、推進管の地中への押込み時に、滑材通路を接続しながら継ぎ足していく推進管の途中に滑材吐出口を設けた推進管を所定間隔の配置で組み込み、各滑材吐出口に対してそれぞれ独立した専用の滑材通路を用いて個々に滑材を供給する小口径推進工法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平8−170489号公報
【特許文献2】特開2001−200693号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1記載の工法では、推進管の管外形より大きな径で掘削(余掘)するため、施工後に新設管と周辺地山との間に隙間が生じ、路面沈下の原因となっていた。また、上記特許文献2記載の工法では、新設管として滑材通路を形成した特殊なものを使用するため、施工コストの増大が懸念される。
【0006】
今後、小口径推進工法は、長距離化・曲線推進化の傾向にあり、これに伴う推進管の押込み圧力の増加によって設備規模が拡大すること、並びに管渠の多条化・密集化や曲線部の形成等に伴って管材外面の隙間が増加することによる路面沈下の可能性が高まることなどが懸念されている。
【0007】
そこで本発明の主たる課題は、掘進時に周辺地山との摩擦が生じないとともに、構築した管渠と周辺地山との隙間を無くした小口径推進工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、地中を進行する掘進機に後続して、前端を外側に折り返して反転させた可撓性のチューブ体を配設し、前記チューブ体の内側に流体を送給して、反転させた前記チューブ体を外側に押し広げ、前記掘進機の進行に伴って前記チューブ体を繰り出すことにより折り返し部分を前進させた後、前記チューブ体を硬化させ管渠を構築することを特徴とする小口径推進工法が提供される。
【0009】
上記請求項1記載の発明は、地中を進行する掘進機に後続して、いわゆる反転工法によって管渠を構築するものである。具体的には、前記掘進機に後続して、前端を外側に折り返して反転させた可撓性のチューブ体を配設し、前記チューブ体の内側に流体を送給して、反転させた前記チューブ体を外側に押し広げながら、前記掘進機の進行に伴って前記チューブ体を繰り出すことにより折り返し部分を前進させた後、前記チューブ体を硬化させて管渠を構築する。
【0010】
本発明に係る小口径推進工法では、従来工法のように推進管を押し込む方式ではなく、反転させたチューブ体を硬化させることによって管渠を構築するものであるので、掘進時に周辺地山との摩擦が生じることがなく、管渠の長距離化・曲線推進化に対応できるものとなる。
【0011】
また、反転させたチューブ体を外側に押し広げながら進行するため、掘進機によって形成された開口形状に沿って管渠が構築され、管渠と周辺地山との間に隙間が生じない。このため、多条の管渠を密集して構築した場合でも路面沈下が防止できる。
【0012】
請求項2に係る本発明として、前記チューブ体の内側に送給する流体の圧力は、周辺地山からの圧力以上に設定してある請求項1記載の小口径推進工法が提供される。
【0013】
上記請求項2記載の発明では、掘削された開口形状に沿って管渠が構築されるように、周辺地山の地下水圧などを考慮して、前記チューブ体の内側に送給する流体の圧力を、周辺地山からの圧力以上に設定している。
【0014】
請求項3に係る本発明として、予め、管渠の構築予定路に沿ってロッドを挿通しておき、このロッドに前記掘進機を接続し、前記ロッドを引き込むことによって前記掘進機が拡径しながら進行する請求項1、2いずれかに記載の小口径推進工法が提供される。
【0015】
上記請求項3記載の発明は、地中に新規に管渠を構築する場合について規定したものであり、予め、管渠の構築予定路に沿ってロッドを挿通しておき、このロッドに前記掘進機を接続し、前記ロッドを引き込むことによって前記掘進機が拡径しながら進行するようにしたものである。
【0016】
請求項4に係る本発明として、前記掘進機は、先端部に既設管を破砕可能なカッタ刃を備え、前記既設管を破砕しながら進行する請求項1、2いずれかに記載の小口径推進工法が提供される。
【0017】
上記請求項4記載の発明は、既設管を撤去して新規の管渠に交換する場合について規定したものであり、前記掘進機として、先端部に既設管を破砕可能なカッタ刃を備えたものを用い、この掘進機が既設管に沿って前記既設管を破砕しながら進行するようにしたものである。
【発明の効果】
【0018】
以上詳説のとおり本発明によれば、掘進時に周辺地山との摩擦が生じないとともに、構築した管渠と周辺地山との隙間を無くした小口径推進工法が提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る小口径推進工法の施工要領図(その1)である。
【図2】小口径推進工法の施工要領図(その2)である。
【図3】小口径推進工法の施工要領図(その3)である。
【図4】図2の要部拡大図である。
【図5】既設管を破壊して管渠を新設する場合の施工要領図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【0021】
地中に新規に管渠を構築する場合について、図1〜図3に基づいて説明すると、図1に示されるように、両端に立坑1、2を設け、一方側の立坑1の側面から他方側の立坑2に向けて、先端にドリルヘッド3を備えたロッド4を挿通する。このとき、ドリルヘッド3に電磁波発振器を設けておき、地上の受信器11で電磁波を受信してドリルヘッド3の位置を測定しながらドリルヘッド3の掘進を行ったり、ジャイロなどにより位置計測を実施しながら掘進することが好ましい。なお、前記ロッド4として棒状又は線状のものを広く使用でき、例えば前記ロッド4に代えてワイヤを使用してもよい。
【0022】
ロッド4が他方側の立坑2まで貫通したならば、図2に示されるように、他方側の立坑2から一方側の立坑1に向けて掘進機5によって所望の管渠の径に拡径しながら掘進する。具体的には、他方側の立坑2においてロッド4の端部を掘進機5の先端部に接続し、一方側の立坑1側からロッド4を引き込むことによって前記掘進機5を一方側の立坑1に向けて進行させる。
【0023】
前記掘進機5は、前側が細い略円錐状の先端部を有し、少なくともこの円錐傾斜面が回転可能に設けられ、拡径しながら地中を進行するものである。かかる掘進機5としては、排土を不要とするため、土砂を外周に押し退けるようにして拡径進行するものを使用することが好ましい。
【0024】
前記掘進機5に後続して、図4に示されるように、前記掘進機5の進行方向前端を外側に折り返して反転させた可撓性のチューブ体6を配設し、このチューブ体6の内側に空気などの気体又は水などの液体の流体を送給して、前記チューブ体6の反転部分6cを外側に押し広げながら、掘進機5の進行に伴って未反転部分6aを繰り出すことにより折り返し部分6bを前進させた後、前記チューブ体5を硬化させる。前記掘進機5からの後続距離は、掘削機5との距離が短いほど望ましい。また、後続距離の管理は、前記掘削機5のロッド引込み量を測長することにより行い、ロッド引込み量に合わせてチューブ体6の未反転部分6aを繰り出すようにすればよい。
【0025】
前記チューブ体6としては、一般の反転工法に用いられているライニング材を使用することができる。例えば、ポリエステル繊維やガラスファイバー不織布などからなるライナ基材に対して、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシアクリレート樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた、可撓性を有し継ぎ目の無いチューブ体を用いることができる。
【0026】
前記チューブ体6は、図2に示されるように、反転部分6cの先端(チューブ体6の一方側端部)が、外部との気密状態を保持しながら反転機7に接続されるとともに、未反転部分6aの先端(チューブ体6の他方側端部)が封止されている。このため、前記反転機7に接続された空気圧縮機8からの高圧の温熱空気をチューブ体6の内側に供給すると、チューブ体6が膨らみ、反転部分6cが掘進機5による開口内面に押し付けられる。チューブ体6の内側に供給された高圧空気は、チューブ体6の折り返し部分6bに作用して、未反転部分6aを繰り出して折り返し部分6bを掘進機5の進行方向に前進させる力も作用している。前記反転機7には、未反転部分6aの先端(チューブ体6の他方側端部)に接続するワイヤ10が巻回されたリール9が設けられ、掘進機5の進行に伴って前記リール9を回転させ、ワイヤ10を繰り出すようになっており、これによって折り返し部分6bが前進できるようになっている。なお、前記空気圧縮機8に代えて、ポンプなどにより温熱水などの液体を送給するようにしてもよい。
【0027】
掘進機5が一方側の立坑1に到達したならば、チューブ体6内の圧力を保持したまま、空気温度を上げることによりチューブ体6を硬化させる。硬化処理は、反転工法の施工指針などに従って硬化温度や硬化時間を管理するようにする。
【0028】
しかる後、図3に示されるように、掘進機5及びロッド4を回収して、余分な管部分を切断し、この区間の管渠構築が終了する。
【0029】
なお、図3に示される管渠構築後、ライニング材をその内側にさらに反転工法によって積層すると、多重構造となって強度が向上し、たわみ防止となるため好ましい。
【0030】
上述の通り、本発明に係る小口径推進工法は、従来工法のように推進管を押し込む方式ではなく、反転させたチューブ体6を硬化させることによって管渠を構築するものであるので、掘進時に周辺地山との摩擦が生じることがなく、管渠の長距離化・曲線推進化に十分対応できるものである。
【0031】
また、反転させたチューブ体を外側に押し広げながら、掘進機5によって形成された開口形状に沿って管渠が構築されるため、管渠と周辺地山との間に隙間が生じない。このため、多条の管渠を密集して構築しても路面沈下が防止できるようになる。
【0032】
さらに、従来工法と比較して、推進管を押し込むジャッキが不要であるとともに、予め成型された管材の搬入が不要となるなど、設備の簡略化、作業性の向上及び施工コスト低減が図れるようになる。
【0033】
次に、既設管を撤去して新規の管渠に交換する場合について、図5に基づいて説明する。
【0034】
先ず、一方側の立坑1から既設管20内にロッド4を挿入し、他方側の立坑2に貫通させ、他方側の立坑2においてロッド4の端部を掘進機21の先端部に接続する。
【0035】
前記掘進機21は、先端部が前側が細い略円錐状の周面を有し、この周面に既設管20を破砕可能な複数のカッタ刃22が備えられている。また、前記掘進機21には、外部からの土水流入防止並びに破砕した既設管の散乱防止を図るため、前記カッタ刃22によって破砕する既設管20の外周を覆うカバー23が備えられることが好ましい。前記カッタ刃22によって破砕された既設管20は、このカバー23内に溜まり、ロッド4内の排出手段(図示せず)などによって外部に排出される。なお、前記カバー23を設けずに、破砕した既設管を外周の地山に押し退け、そのまま地中に残しておくようにしてもよい。
【0036】
かかる掘進機21は、既設管20に沿って、該既設管20を破砕しながら進行する。前記掘進機21に後続するチューブ体6は上記形態例と同様である。
【符号の説明】
【0037】
1・2…立坑、3…ドリルヘッド、4…ロッド、5…掘進機、6…チューブ体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地中を進行する掘進機に後続して、前端を外側に折り返して反転させた可撓性のチューブ体を配設し、前記チューブ体の内側に流体を送給して、反転させた前記チューブ体を外側に押し広げ、前記掘進機の進行に伴って前記チューブ体を繰り出すことにより折り返し部分を前進させた後、前記チューブ体を硬化させ管渠を構築することを特徴とする小口径推進工法。
【請求項2】
前記チューブ体の内側に送給する流体の圧力は、周辺地山からの圧力以上に設定してある請求項1記載の小口径推進工法。
【請求項3】
予め、管渠の構築予定路に沿ってロッドを挿通しておき、このロッドに前記掘進機を接続し、前記ロッドを引き込むことによって前記掘進機が拡径しながら進行する請求項1、2いずれかに記載の小口径推進工法。
【請求項4】
前記掘進機は、先端部に既設管を破砕可能なカッタ刃を備え、前記既設管を破砕しながら進行する請求項1、2いずれかに記載の小口径推進工法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−158923(P2012−158923A)
【公開日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−19687(P2011−19687)
【出願日】平成23年2月1日(2011.2.1)
【出願人】(000003687)東京電力株式会社 (2,580)
【Fターム(参考)】