推進工法および推進管

【課題】推進施工における施工精度の向上を図ることを可能とした推進工法と、この推進工法に使用する推進管を提案する。
【解決手段】曲線を有して形成された管本体２と、この管本体２の軸方向に沿って当該管本体２の外周面に突設された複数の回転防止部材３，３，…とを備えており、一対の前記回転防止部材３，３が、管本体２を挟んで互いに対向する位置に形成されている推進管１と、この推進管１を、地中に圧入することにより地下構造物を構築する推進工法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下構造物を構築するための推進工法と、この推進工法に使用される推進管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、推進工法により、曲線区間を含む地下構造物を施工する場合、掘進機により削孔された曲線区間を有する掘削孔に、直管からなる推進管を、曲率に対応した継手部材を介して互いに連結した状態で圧入することにより行われていた。ここで、本明細書において、推進工法とは、管体を連続して地中に圧入することにより地下構造物を構築する各種施工方法を含むものとし、例えば、太径曲線パイプルーフ工法、パイプルーフ工法、推進工事、大深度プレシェル工法、プレシェル工法、チューリップ工法、曲線ボーリング等も含むものとする。
【０００３】
前記従来の推進工法の施工方法では、曲線線形の曲率に限界があるとともに、推進管同士の接合部に特殊な継手部材を必要とするため、費用が嵩むという問題点を有していた。
そのため、より高精度に曲線施工を行うことを目的として、所定曲率の曲線を有して形成された推進管を使用する場合がある。例えば、特許文献１には、推進工法の一種であるパイプルーフ工法において、推進管である曲線パイプを連続して配設する構築方法が開示されている。
【０００４】
ところが、推進工事では、地山の状況や、曲線線形等の原因により、施工時に推進管が回転（ローリング）してしまう場合や、所望のルートからずれてしまう場合がある。
図７（ａ）に示すように、直線状に成形された推進管１０が軸ＣＬ回りに回転したとしても施工精度に問題が生じることは少ないが、図７（ｂ）に示すように、曲線状に形成された推進管１１を使用する場合において、推進管１１が軸ＣＬ回りに回転すると、Ｘ，Ｙ，Ｚの全ての方向において推進方向が大幅にずれてしまう虞がある（推進管１１’）。
【０００５】
特許文献１では、曲線パイプによるパイプルーフの施工時に、施工誤差が生じたことにより、隣り合う管体同士の接合ができなくなった場合について、隣り合う管体同士の間に形成された隙間に薬液注入を行うことで互いに連結する地下構造物の構築方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、前記の施工方法により隣接する管体（トンネル）同士を連結することができても、パイプルーフの外面に凹凸ができてしまい、応力状態が不均一となる場合があるという問題点を有していた。
【０００８】
また、従来、このような曲線推進施工における施工誤差が生じることを防止するために、高価な測定装置を設けるとともに姿勢制御装置により施工を管理する場合もあるが、施工に手間がかかるとともに、装置が高価であった。
【０００９】
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、推進施工における施工精度の向上を図ることを可能とした推進工法と、この推進工法に使用する推進管を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、本発明の推進工法は、曲線を有して形成された管本体の外周面に板状の回転防止部材を突設してなる管体を、地中に圧入することを特徴としている。
【００１１】
かかる推進工法は、管本体に突設された回転防止部材によって、推進時における管体のローリングが防止されるので、高精度に施工を行うことが可能となる。そのため、姿勢制御装置等の特殊な装置等を使用する必要がなく、安価かつ簡易に曲線施工をすることが可能となる。
【００１２】
また、前記推進工法における坑口において、前記管体と地山との間に形成された隙間を、ブラシ部材によって遮蔽すれば、坑口における止水性を確保するとともに、管体の圧入を妨げることがないため、好適である。
さらに、前記回転防止部材に対して傾斜するように前記坑口に配設された追加ブラシ部材の先端部を、前記回転防止部材の側面に当接させれば、止水効果をさらに向上することが可能となる。
【００１３】
また、本発明にかかる推進管は、曲線を有して形成された管本体と、前記管本体の軸方向に沿って該管本体の外周面に突設された複数の回転防止部材と、を備えており、前記複数の回転防止部材が等間隔で配置されていることを特徴としている。
【００１４】
かかる推進管によれば、回転防止部材によって推進管のローリングが防止されるため、高品質に施工することが可能となる。また、回転防止部材が等間隔に配置されていることにより、推進管の圧入時に作用する応力が均等なため、高品質な施工が可能となる。
【００１５】
また、前記推進管において、一対の前記回転防止部材が、前記管本体を挟んで互いに対向する位置に形成されていてもよい。
【００１６】
また、前記推進管において、前記回転防止部材が、板状を呈していれば、推進管の圧入時に、回転防止部材による地山貫入時の抵抗が少なく、押圧力の低減化が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の推進工法とこの推進工法に使用する推進管によれば、管体（推進管）の圧入時の施工精度の向上を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の補強方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１９】
本実施形態にかかる推進工法では、図１に示すように、曲線を有して形成された管本体２の外周面に板状の回転防止部材３，３，…を複数突設してなる推進管１（管体）を、推進機Ｍにより形成された削孔ｈ内（図３参照）に、複数本連続して地中に圧入する。
なお、本実施形態では、本発明にかかる推進工法を曲線パイプルーフの施工に適用する場合について説明するが、本発明にかかる推進工法および推進管が適用可能な施工工事は、曲線パイプルーフに限定されるものではない。
【００２０】
推進機Ｍには、曲線施工が可能なものを使用するものとする。また、推進機Ｍによる掘削径は、管本体２の外径と同等とする。なお、推進機Ｍの構成は、限定されるものではなく、地山状況や線形等に応じて適宜設定することが可能である。例えば、硬質の地山を推進する場合には、推進機Ｍによる掘削径が、管本体２の外径よりも若干大きくてもよい。
【００２１】
推進管１は、図１および図２に示すように、曲線を有して形成された管本体２と、管本体２の軸方向に沿って管本体２の外周面に突設された複数の回転防止部材３，３，…とを備えて構成されている。
【００２２】
本実施形態では、管本体２として、断面円形の鋼管を使用するものとし、この管本体２は、計画された曲線パイプルーフの線形に応じて曲線状に形成されている。
なお、管本体２を構成する材料は鋼管に限定されるものではなく、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。また、本実施形態では、管本体２の断面形状が円形の場合について説明するが、管本体２の断面形状は円形に限定されないことはいうまでもなく、例えば、楕円形、正方形、矩形、その他の多角形や、切り欠き部や凹凸が外周面に形成されている等、完成後の地下構造物の用途や地山状況や計画された線形等に応じて適宜設定すればよい。
【００２３】
本実施形態では、図２に示すように、回転防止部材３を管本体２の外周面に４箇所形成するものとし、一対の回転防止部材３，３が、管本体２を挟んで互いに対向する位置に形成されているとともに、隣り合う回転防止部材３同士の間隔が等間隔となるように略十字状に配置されている。
【００２４】
本実施形態では、回転防止部材３を鋼板により形成し、工場等において管本体２の外周面に、軸方向に沿って回転防止部材３を溶接することにより形成する。
なお、回転防止部材を構成する材料は、鋼板に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。また、本実施形態では、管本体に溶接することにより回転防止部材を形成するものとしたが、回転防止部材の形成方法はこれに限定されるものではなく、適宜公知の方法により形成すればよい。また、回転防止部材の部材厚、高さも限定されるものではなく、地山状況等に応じて適宜設定すればよい。
【００２５】
本実施形態では、回転防止部材を推進管の軸方向に沿って、推進管の同程度の長さの回転防止部材を形成するものとしたが、回転防止部材の長さはこれに限定されるものではない。例えば、部分的に欠損部を形成して、鋼材量を削減してもよい。
【００２６】
本実施形態では、図１に示すように、推進機Ｍに連結された先頭（切羽側）の推進管１について、回転防止部材３の先端部に、先端に向かうに従い高さが低くなるテーパ部４を形成することで、地山に圧入しやすく構成されている。
【００２７】
パイプルーフの施工は、図３に示すように、推進機Ｍによる地山Ｇの掘進に伴い、坑口Ｅの外側に設置された推進ジャッキＪにより後方（坑口Ｅの外側）から推進管１を圧入することにより行う。
【００２８】
坑口Ｅには、図３および図４（ａ）に示すように、推進管１と削孔ｈ（地山Ｇ）との間に形成された隙間を遮蔽するように、ワイヤーブラシ（ブラシ部材）６が推進管１の外周面を覆うように配置された、エントランス５が構成されている。
また、図４（ａ）に示すように、エントランス５には、管本体２の外周面に形成された回転防止部材３に対応する箇所に、傾斜した状態で配置された追加ワイヤーブラシ（追加ブラシ部材）７が配設されている。この追加ワイヤーブラシ７は、回転防止部材３に対して傾斜していることで、ブラシ部７ａの先端が回転防止部材３の側面に当接するように配設されている。
【００２９】
なお、本実施形態にかかるワイヤーブラシ６は、鋼製のブラシであるブラシ部６ａと、ブラシ部６ａを固定する基部６ｂとにより構成されており、エントランス５は、坑口Ｅにおいて、固定金物５ａを介して基部６ｂを固定することにより構成されている。なお、ワイヤーブラシ６の構成およびその固定方法等は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。また、追加ワイヤーブラシ７の構成も、ワイヤーブラシ６と同様に構成するものとする。
【００３０】
なお、エントランス５について、図４（ｂ）に示すように、通常の反転防止金物８を、ワイヤーブラシ６および追加ワイヤーブラシ７と併用してもよい。この場合において、反転防止金物８は、先端が管本体２に当接した状態で、ワイヤーブラシ６および追加ワイヤーブラシ７の外側に複数配設されている。また、各反転防止金物８は、互いに所定の間隔を有して配設されており、回転防止部材３が、この反転防止金物８同士の間隔を挿通するように構成されている。
【００３１】
以上、本実施形態の推進工法および推進管１によれば、管本体２の外周面に複数の回転防止部材３，３，…が形成されているため、推進管１のローリングが防止されて、高精度施工を行うこと可能となる。このように、推進管１のローリングが防止されることで、所望の位置に曲線状の推進管１を配置することが可能となり、図５に示すように、曲線パイプルーフＰの施工について、隣り合う推進管１同士にズレが生じることがなく、高品質に施工を行うことが可能となる。
【００３２】
また、推進管１は、所望の曲率により、曲線状に形成されているため、比較的小さい半径による曲線線形にも対応可能である。
【００３３】
推進管１の外周面に回転防止部材３，３，…が形成されていることにより、坑口Ｅにおける止水性が妨げられるが、ワイヤーブラシ６および追加ワイヤーブラシ７により、遮蔽されているため、止水性が保持されている。さらに、複数の反転防止金物８，８，…を併用することにより、ワイヤーブラシ６や追加ワイヤーブラシ７が反転することを防止し、坑口Ｅから地下水や泥水等が坑口Ｅから流出することを防止することが可能である。また、回転防止部材３は、反転防止金物８同士の間隔を挿通するため、推進管１に回転する応力が作用した場合でも、回転防止部材３が反転防止金物８に接触することで、その回転が防止される。
【００３４】
先頭の推進管１の回転防止部材３，３，…の先端にそれぞれテーパ部４を形成されているため、地山Ｇへの圧入時の抵抗が低減されて、施工性に優れている。
【００３５】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、推進機Ｍにより削孔するものとしたが、地山Ｇの状況等に応じて、推進機Ｍを省略することが可能であることはいうまでもない。
【００３６】
また、前記実施形態では、推進管１の外周面に回転防止部材３を略十字状に４箇所形成するものとしたが、回転防止部材３の箇所数および配置は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。例えば、図６（ａ）に示すように、回転防止部材３を２箇所のみ形成してもよいし、図６（ｂ）に示すように、等間隔で３箇所形成してもよい。また、回転防止部材３を２箇所形成する場合において、回転防止部材３，３は、水平に形成しても垂直に形成しても斜めに形成してもよい。
【００３７】
図６（ｃ）に示すように、推進管１の管本体２の外周面に、隣接して施工される他の推進管１と連結するための連結手段９が軸方向に沿って形成される構成としてもよい。なお、連結手段９の構成は、限定されるものではないが、ここでは、推進管１の軸方向に沿って形成され溝状の雌部９ａとこの雌部９ａに挿入される他の推進管１の回転防止部材３とにより構成されている。これにより、パイプルーフ等の地下構造物を構築する際に、先行して地中に配置された推進管１の回転防止部材３、または雌部９ａに、後施工による推進管１の雌部９ａまたは回転防止部材３を互いに係合した状態で該推進管１を圧入することで、高品質に施工を行うことが可能となる。
【００３８】
また、前記実施形態では、回転防止部材３として、断面矩形の板状部材を使用するものとしたが、回転防止部材３を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、断面三角形の板状部材であってもよい。
【００３９】
また、前記実施形態に示した推進工法では、回転防止部材３が形成された推進管１を複数本連続して圧入する場合について説明したが、例えば、複数本圧入される推進管のうち、所定本数毎に回転防止部材３が形成された推進管１を配置したり、回転防止部材３が形成された推進管１を１本のみ配置する等、管体のローリングを防止することが可能であれば、回転防止部材３が形成された推進管１は必ずしも複数本連続して圧入される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る推進工法の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す推進管の断面図である。
【図３】図１に示す推進工法の概略を示す側面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、図３に示す坑口の止水構造を示す部分拡大図である。
【図５】図１に示す推進工法により構成された曲線パイプルーフを示す斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す推進管の変形例を示す断面図である。
【図７】推進工事の説明図であって、（ａ）は直線状の推進管による推進工事、（ｂ）は曲線状の推進管による推進工事である。
【符号の説明】
【００４１】
１推進管（管体）
２管本体
３回転防止部材
６ワイヤーブラシ（ブラシ部材）
７追加ワイヤーブラシ（追加ブラシ部材）
Ｅ坑口
Ｊ推進ジャッキ
Ｍ推進機
Ｐパイプルーフ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲線を有して形成された管本体の外周面に板状の回転防止部材を突設してなる管体を、地中に圧入することを特徴とする、推進工法。
【請求項２】
坑口において、前記管体と地山との間に形成された隙間を、ブラシ部材によって遮蔽することを特徴とする、請求項１に記載の推進工法。
【請求項３】
前記回転防止部材に対して傾斜するように前記坑口に配設された追加ブラシ部材の先端部を、前記回転防止部材の側面に当接させることを特徴とする、請求項２に記載の推進工法。
【請求項４】
曲線を有して形成された管本体と、
前記管本体の軸方向に沿って該管本体の外周面に突設された複数の回転防止部材と、を備えており、
前記複数の回転防止部材が等間隔で配置されていることを特徴とする推進管。
【請求項５】
一対の前記回転防止部材が、前記管本体を挟んで互いに対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の推進管。
【請求項６】
前記回転防止部材が、板状を呈していることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の推進管。

【図１】