推進工法とシールド工法を併用した管路の構築工法
【課題】推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に切換えることで、長い管路を連続して構築することができる管路の構築工法を提供する。
【解決手段】シールド装置１の後部に設けたシールド推進機構４に推進管１４を接続し、推進管１４を押圧すると共に掘進機２で掘削して推進工法を実施し、この推進工法が推力の限界に達した時点でシールド工法に切換え、推進ジャッキ１６の伸縮作動と掘進機２の掘進およびセグメント１８の組み立てによるシールド工法を続けて行うことで長い管路を構築する。
【解決手段】シールド装置１の後部に設けたシールド推進機構４に推進管１４を接続し、推進管１４を押圧すると共に掘進機２で掘削して推進工法を実施し、この推進工法が推力の限界に達した時点でシールド工法に切換え、推進ジャッキ１６の伸縮作動と掘進機２の掘進およびセグメント１８の組み立てによるシールド工法を続けて行うことで長い管路を構築する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、管路の構築において、最初に推進工法を用いて管路を構築し、推進工法での推進が限界に達するとシールド工法に切り換えて管路を構築することにより、必要とする長さの管路を効率よく構築できるようにした推進工法とシールド工法を併用した管路の構築工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に管路を構築するために従来から用いられている工法には、掘進機による掘進と共に推進管を順次接続しながら地中に押し込んでいく推進工法と、掘進機による掘進とその後方でのセグメントの組み立てを行いながら管路を構築していくシールド工法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前者の推進工法は、地中に押し込まれていく推進管と地山の間に摩擦が発生し、かつ、推進管に土圧がかかるため、推進途中の管路の伸長に比例して抵抗が増大し、推進用ジャッキの推力に限界が生じた時点で推進不能になり、このため、推進工法によって長い管路を構築するのが困難であった。
【０００４】
後者のシールド工法は、セグメントの組み立てを行いながら管路を構築していくので、長い管路の構築に適しているが、掘進とセグメントの組み立てを交互に行うため、作業に手間がかかり、推進工法に比べて能率が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、推進工法とシールド工法の利点を生かし、管路構築を推進工法によって行い、推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に切り換えるようにし、長い管路を能率よく構築することができる推進工法とシールド工法を併用した管路の構築工法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するため、この発明は、掘進機の後方にシールド推進機構を設けたシールド装置を用い、このシールド装置と推進管による推進工法を実施して地中に推進管の管路を構築し、推進工法が推力の限界になった時点でシールド工法に変更し、シールド装置の推進とセグメントの組み立てを交互に行うシールド工法によって、推進管の管路に続けてセグメントによる管路を構築する構成を採用したものである。
【０００７】
上記した掘進機は、先端にカッターを取付け、円筒型胴部内に配置したモータによる回転駆動によって地中を掘進し、カッターの後方に設けた土圧壁の排泥バルブで掘削土を地上に排出するようになっており、推進工法とシールド工法の何れにおいても掘進作動させるものである。
【０００８】
上記シールド推進機構は、推進管の先端と掘進機の間に配置される円筒型胴部の内部に、複数の推進ジャッキと、この推進ジャッキと推進管の先端の間に位置させ、推進管の先端と水密状に接続する円筒体を備え、シールド工法の実施時は、円筒体を反力として掘進機を前進させ、円筒体の先端側にセグメントを組み立てて管路を構築することになる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によると、先ず推進工法を用いて管路を構築し、推進工法による推進管の推進が限界に達した時点で推進工法を停止し、次にシールド工法に移行するようにしたので、推進工法による管路の構築が限界になっても、続けてシールド工法による管路の構築が行え、長尺管路の構築が可能になる。
【００１０】
また、推進工法による推進管の推進が限界に達するまで推進工法を用い、その後はシールド工法で管路を構築するので、施工能率のよい推進工法の利点と、長尺管路の構築が可能なシールド工法の利点を最大限に活用し、長尺管路を能率よく経済的に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図示のように、推進工法とシールド工法を併用して管路を構築するために用いるシールド装置１は、掘進機２と中折れ管３及びシールド推進機構４の組み合わせによって形成され、掘進機２は、先端にカッター５とその後部に土圧壁６によって土圧室７を設け、円筒型胴部８内に配置したモータ９によるカッター５の回転駆動と、後部からの推進によって地中を掘進し、土圧壁に接続した排泥バルブ１０を開閉することによって掘削泥土を地上に排出するようになっている。
【００１３】
上記円筒型胴部８の後部には、水密状に接続した後部筒８ａが設けられ、この円筒型胴部８と後部筒８ａを方向修正ジャッキ１１で結合し、方向修正ジャッキ１１を伸縮させることにより、掘進機２の掘進方向を修正することができる。
【００１４】
上記中折れ管３は、掘進機２の掘進方向を変更するためのものであり、複数の円筒３ａを屈曲可能な水密に接続して中折れジャッキ１２で結合し、前部の円筒３ａを掘進機２の後部筒８ａと水密状に、また、後部円筒３ａをシールド推進機構４の円筒型胴部１３と水密状に接続し、中折れジャッキ１２を伸縮させることにより、掘進機２の掘進方向を変えることができるようになっている。
【００１５】
上記シールド推進機構４は、推進管１４の先端と中折れ管３の間に配置される円筒型胴部１３が前筒１３ａと後筒１３ｂを屈曲可能な水密に接続し、これを中折れジャッキ１５で結合して形成され、この円筒型胴部１３内に、複数の推進ジャッキ１６と、この推進ジャッキ１６と推進管１４の先端の間に位置させ、推進管１４の先端と水密状に接続する円筒体１７と、セグメント１８の組み立てに用いるエレクタ昇降ジャッキ２１が設けられ、シールド工法の実施時は、推進ジャッキ１６の伸長により推進管１４に接続した円筒体１７を反力として掘進機２を前進させ、円筒体１７の先端側にセグメント１８を組み立てて管路を構築することになる。
【００１６】
上記シールド推進機構４における後筒１３ｂの内周には、円筒体１７との間及びセグメントの間を水密にするテールシール１９が設けられ、円筒体１７の後端に設けた接続環１７ａが推進管１４の先端に水密状態で接続するようになっている。
【００１７】
なお、図示の場合、シールド装置１は、掘進機２とシールド推進機構４の間に中折れ管３を配置し、掘進方向を変化させることができるようにしたが、この中折れ管３を省いて掘進機２の後部にシールド推進機構４を直接設けた構造としてもよい。
【００１８】
次に、上記したシールド装置１を用いて実施するこの発明の管路構築工法を説明する。
【００１９】
先ず、地中管路の構築部分における両端部に竪坑を掘削し、発進側竪坑にシールド装置１を配置し、地中に進入させたシールド装置１のシールド推進機構４における円筒体１７の後端に推進管１４を接続し、掘進機２を稼動させながら推進管１４の後端を押し込み用推進ジャッキで押圧し、この掘進と押し込み及び推進管１４の後端側に新たな推進管１４を継足す作業を繰り返すことによって推進工法を実施する。
【００２０】
上記のように推進工法を実施している状態で、推進管１４に作用する土圧や摩擦力によって、押し込み用推進ジャッキの推力による推進管１４の推進が不能になった場合、その時点で推進工法を停止する。
【００２１】
次に、上記状態で推進管１４によって途中まで出来上がった管路を通ってシールド装置１内に作業者が入ると共に、この部分にセグメント１８を搬入し、シールド工法を実施する。
【００２２】
図３（ａ）は、シールド装置１におけるシールド推進機構４の初期の状態を示し、収縮状態の推進ジャッキ１６は後筒１３ｂの内部周壁に固定され、ピストンロッドの先端当接部材２０が円筒体１７の先端面に当接している。
【００２３】
この状態で掘進機２のカッター５を回転させ、推進ジャッキ１６を伸長作動させると、図３（ｂ）のように、推進管１４に接続した円筒体１７を反力としてシールド装置１全体が前進し、円筒体１７の外側をシールド推進機構４における後筒１３ｂが前方に移動する。
【００２４】
図４（ｃ）のように、推進ジャッキ１６を所定ストローク伸長作動させた後収縮させると、シールド推進機構４の内部で円筒体１７の先端面と推進ジャッキ１６の間に空間を形成することができ、エレクタ昇降ジャッキ２１を用い、この空間において複数に分割されているセグメント１８の円筒管への組み立てを行い、この円筒管を円筒体１７の先端に接続する。
【００２５】
上記のように、セグメント１８による円筒管を組み立てると、再び推進ジャッキ１６を伸長させ、図４（ｄ）のように、セグメント１８の円筒管を反力としてシールド装置１全体を前進動させ、図５（ｅ）のように、この後推進ジャッキ１６を収縮させることで、セグメント１８の円筒管先端と推進ジャッキ１６の間に空間を形成し、エレクタ昇降ジャッキ２１を用い、この空間においてセグメント１８の円筒管への組み立てを行い、この円筒管を先の円筒管に接続する。
【００２６】
このようなセグメント１８の組み立てと推進ジャッキ１６の伸縮及び掘進機２による掘進で間歇的な前進を繰り返すことにより、シールド工法によって、推進管１４の延長となるようセグメント１８による管路を連続して構築することができ、シールド装置１が到達側の竪坑に達すれば必要とする長さの管路が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の管路構築工法を実施する構築装置を示す縦断正面図
【図２】構築装置の推進ジャッキ部分の構造を示す斜視図
【図３】（ａ）は構築装置でシールド工法を実施する初期の状態を示す縦断正面図、（ｂ）は同上の推進ジャッキが伸長した状態を示す要部切り欠き正面図
【図４】（ｃ）は推進ジャッキの収縮とセグメントの組立を示す要部切り欠き正面図、（ｄ）はセグメントを反力として推進ジャッキを伸長させた状態を示す要部切り欠き正面図
【図５】（ｅ）は推進ジャッキの収縮と次のセグメントの組立を示す要部切り欠き正面図、（ｆ）は上記セグメントを反力として推進ジャッキを伸長させた状態を示す要部切り欠き正面図
【符号の説明】
【００２８】
１ シールド装置
２ 掘進機
３ 中折れ管
４ シールド推進機構
５ カッター
６ 土圧壁
７ 土圧室
８ 円筒型胴部
９ モータ
１０ 排泥バルブ
１１ 方向修正ジャッキ
１２ 中折れジャッキ
１３ 円筒型胴部
１４ 推進管
１５ 中折れジャッキ
１６ 推進ジャッキ
１７ 円筒体
１８ セグメント
１９ テールシール
２０ 先端当接部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、管路の構築において、最初に推進工法を用いて管路を構築し、推進工法での推進が限界に達するとシールド工法に切り換えて管路を構築することにより、必要とする長さの管路を効率よく構築できるようにした推進工法とシールド工法を併用した管路の構築工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に管路を構築するために従来から用いられている工法には、掘進機による掘進と共に推進管を順次接続しながら地中に押し込んでいく推進工法と、掘進機による掘進とその後方でのセグメントの組み立てを行いながら管路を構築していくシールド工法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前者の推進工法は、地中に押し込まれていく推進管と地山の間に摩擦が発生し、かつ、推進管に土圧がかかるため、推進途中の管路の伸長に比例して抵抗が増大し、推進用ジャッキの推力に限界が生じた時点で推進不能になり、このため、推進工法によって長い管路を構築するのが困難であった。
【０００４】
後者のシールド工法は、セグメントの組み立てを行いながら管路を構築していくので、長い管路の構築に適しているが、掘進とセグメントの組み立てを交互に行うため、作業に手間がかかり、推進工法に比べて能率が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、推進工法とシールド工法の利点を生かし、管路構築を推進工法によって行い、推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に切り換えるようにし、長い管路を能率よく構築することができる推進工法とシールド工法を併用した管路の構築工法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するため、この発明は、掘進機の後方にシールド推進機構を設けたシールド装置を用い、このシールド装置と推進管による推進工法を実施して地中に推進管の管路を構築し、推進工法が推力の限界になった時点でシールド工法に変更し、シールド装置の推進とセグメントの組み立てを交互に行うシールド工法によって、推進管の管路に続けてセグメントによる管路を構築する構成を採用したものである。
【０００７】
上記した掘進機は、先端にカッターを取付け、円筒型胴部内に配置したモータによる回転駆動によって地中を掘進し、カッターの後方に設けた土圧壁の排泥バルブで掘削土を地上に排出するようになっており、推進工法とシールド工法の何れにおいても掘進作動させるものである。
【０００８】
上記シールド推進機構は、推進管の先端と掘進機の間に配置される円筒型胴部の内部に、複数の推進ジャッキと、この推進ジャッキと推進管の先端の間に位置させ、推進管の先端と水密状に接続する円筒体を備え、シールド工法の実施時は、円筒体を反力として掘進機を前進させ、円筒体の先端側にセグメントを組み立てて管路を構築することになる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によると、先ず推進工法を用いて管路を構築し、推進工法による推進管の推進が限界に達した時点で推進工法を停止し、次にシールド工法に移行するようにしたので、推進工法による管路の構築が限界になっても、続けてシールド工法による管路の構築が行え、長尺管路の構築が可能になる。
【００１０】
また、推進工法による推進管の推進が限界に達するまで推進工法を用い、その後はシールド工法で管路を構築するので、施工能率のよい推進工法の利点と、長尺管路の構築が可能なシールド工法の利点を最大限に活用し、長尺管路を能率よく経済的に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図示のように、推進工法とシールド工法を併用して管路を構築するために用いるシールド装置１は、掘進機２と中折れ管３及びシールド推進機構４の組み合わせによって形成され、掘進機２は、先端にカッター５とその後部に土圧壁６によって土圧室７を設け、円筒型胴部８内に配置したモータ９によるカッター５の回転駆動と、後部からの推進によって地中を掘進し、土圧壁に接続した排泥バルブ１０を開閉することによって掘削泥土を地上に排出するようになっている。
【００１３】
上記円筒型胴部８の後部には、水密状に接続した後部筒８ａが設けられ、この円筒型胴部８と後部筒８ａを方向修正ジャッキ１１で結合し、方向修正ジャッキ１１を伸縮させることにより、掘進機２の掘進方向を修正することができる。
【００１４】
上記中折れ管３は、掘進機２の掘進方向を変更するためのものであり、複数の円筒３ａを屈曲可能な水密に接続して中折れジャッキ１２で結合し、前部の円筒３ａを掘進機２の後部筒８ａと水密状に、また、後部円筒３ａをシールド推進機構４の円筒型胴部１３と水密状に接続し、中折れジャッキ１２を伸縮させることにより、掘進機２の掘進方向を変えることができるようになっている。
【００１５】
上記シールド推進機構４は、推進管１４の先端と中折れ管３の間に配置される円筒型胴部１３が前筒１３ａと後筒１３ｂを屈曲可能な水密に接続し、これを中折れジャッキ１５で結合して形成され、この円筒型胴部１３内に、複数の推進ジャッキ１６と、この推進ジャッキ１６と推進管１４の先端の間に位置させ、推進管１４の先端と水密状に接続する円筒体１７と、セグメント１８の組み立てに用いるエレクタ昇降ジャッキ２１が設けられ、シールド工法の実施時は、推進ジャッキ１６の伸長により推進管１４に接続した円筒体１７を反力として掘進機２を前進させ、円筒体１７の先端側にセグメント１８を組み立てて管路を構築することになる。
【００１６】
上記シールド推進機構４における後筒１３ｂの内周には、円筒体１７との間及びセグメントの間を水密にするテールシール１９が設けられ、円筒体１７の後端に設けた接続環１７ａが推進管１４の先端に水密状態で接続するようになっている。
【００１７】
なお、図示の場合、シールド装置１は、掘進機２とシールド推進機構４の間に中折れ管３を配置し、掘進方向を変化させることができるようにしたが、この中折れ管３を省いて掘進機２の後部にシールド推進機構４を直接設けた構造としてもよい。
【００１８】
次に、上記したシールド装置１を用いて実施するこの発明の管路構築工法を説明する。
【００１９】
先ず、地中管路の構築部分における両端部に竪坑を掘削し、発進側竪坑にシールド装置１を配置し、地中に進入させたシールド装置１のシールド推進機構４における円筒体１７の後端に推進管１４を接続し、掘進機２を稼動させながら推進管１４の後端を押し込み用推進ジャッキで押圧し、この掘進と押し込み及び推進管１４の後端側に新たな推進管１４を継足す作業を繰り返すことによって推進工法を実施する。
【００２０】
上記のように推進工法を実施している状態で、推進管１４に作用する土圧や摩擦力によって、押し込み用推進ジャッキの推力による推進管１４の推進が不能になった場合、その時点で推進工法を停止する。
【００２１】
次に、上記状態で推進管１４によって途中まで出来上がった管路を通ってシールド装置１内に作業者が入ると共に、この部分にセグメント１８を搬入し、シールド工法を実施する。
【００２２】
図３（ａ）は、シールド装置１におけるシールド推進機構４の初期の状態を示し、収縮状態の推進ジャッキ１６は後筒１３ｂの内部周壁に固定され、ピストンロッドの先端当接部材２０が円筒体１７の先端面に当接している。
【００２３】
この状態で掘進機２のカッター５を回転させ、推進ジャッキ１６を伸長作動させると、図３（ｂ）のように、推進管１４に接続した円筒体１７を反力としてシールド装置１全体が前進し、円筒体１７の外側をシールド推進機構４における後筒１３ｂが前方に移動する。
【００２４】
図４（ｃ）のように、推進ジャッキ１６を所定ストローク伸長作動させた後収縮させると、シールド推進機構４の内部で円筒体１７の先端面と推進ジャッキ１６の間に空間を形成することができ、エレクタ昇降ジャッキ２１を用い、この空間において複数に分割されているセグメント１８の円筒管への組み立てを行い、この円筒管を円筒体１７の先端に接続する。
【００２５】
上記のように、セグメント１８による円筒管を組み立てると、再び推進ジャッキ１６を伸長させ、図４（ｄ）のように、セグメント１８の円筒管を反力としてシールド装置１全体を前進動させ、図５（ｅ）のように、この後推進ジャッキ１６を収縮させることで、セグメント１８の円筒管先端と推進ジャッキ１６の間に空間を形成し、エレクタ昇降ジャッキ２１を用い、この空間においてセグメント１８の円筒管への組み立てを行い、この円筒管を先の円筒管に接続する。
【００２６】
このようなセグメント１８の組み立てと推進ジャッキ１６の伸縮及び掘進機２による掘進で間歇的な前進を繰り返すことにより、シールド工法によって、推進管１４の延長となるようセグメント１８による管路を連続して構築することができ、シールド装置１が到達側の竪坑に達すれば必要とする長さの管路が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の管路構築工法を実施する構築装置を示す縦断正面図
【図２】構築装置の推進ジャッキ部分の構造を示す斜視図
【図３】（ａ）は構築装置でシールド工法を実施する初期の状態を示す縦断正面図、（ｂ）は同上の推進ジャッキが伸長した状態を示す要部切り欠き正面図
【図４】（ｃ）は推進ジャッキの収縮とセグメントの組立を示す要部切り欠き正面図、（ｄ）はセグメントを反力として推進ジャッキを伸長させた状態を示す要部切り欠き正面図
【図５】（ｅ）は推進ジャッキの収縮と次のセグメントの組立を示す要部切り欠き正面図、（ｆ）は上記セグメントを反力として推進ジャッキを伸長させた状態を示す要部切り欠き正面図
【符号の説明】
【００２８】
１ シールド装置
２ 掘進機
３ 中折れ管
４ シールド推進機構
５ カッター
６ 土圧壁
７ 土圧室
８ 円筒型胴部
９ モータ
１０ 排泥バルブ
１１ 方向修正ジャッキ
１２ 中折れジャッキ
１３ 円筒型胴部
１４ 推進管
１５ 中折れジャッキ
１６ 推進ジャッキ
１７ 円筒体
１８ セグメント
１９ テールシール
２０ 先端当接部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機の後方にシールド推進機構を設けたシールド装置を用い、このシールド装置と推進管による推進工法を実施して地中に推進管の管路を構築し、推進工法が推力の限界になった時点でシールド工法に変更し、シールド装置の推進とセグメントの組み立てを交互に行うシールド工法によって、推進管の管路に続けてセグメントによる管路を構築する推進工法とシールド工法を併用した管路の構築工法。
【請求項１】
掘進機の後方にシールド推進機構を設けたシールド装置を用い、このシールド装置と推進管による推進工法を実施して地中に推進管の管路を構築し、推進工法が推力の限界になった時点でシールド工法に変更し、シールド装置の推進とセグメントの組み立てを交互に行うシールド工法によって、推進管の管路に続けてセグメントによる管路を構築する推進工法とシールド工法を併用した管路の構築工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２３５３２（Ｐ２００７−２３５３２Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０４２０２（Ｐ２００５−２０４２０２）
【出願日】平成１７年７月１３日（２００５．７．１３）
【出願人】（５０１２００６６４）株式会社インテック (2)
【出願人】（５０５２６６３６３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１３日（２００５．７．１３）
【出願人】（５０１２００６６４）株式会社インテック (2)
【出願人】（５０５２６６３６３）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]