水抜き管および水抜き管の埋設方法
【課題】 削岩機を用いて地中に埋設する場合でも、伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる水抜き管および水抜き管の埋設方法を提供する。
【解決手段】 ジャケット管１は、ロッド２の先端に設けられたロストビット３に接続され、ロッド２を介して伝達される削岩機８の回転掘削力が伝達されて掘進するロストビット３の掘進に伴って地中に埋設される。このジャケット管１は、パイプジャケット１１を備え、その先端部および後端部に先端口金１２と後端口金１３が設けられている。先端口金１２と後端口金１３との間には、鋼線１６が掛け渡されている。
【解決手段】 ジャケット管１は、ロッド２の先端に設けられたロストビット３に接続され、ロッド２を介して伝達される削岩機８の回転掘削力が伝達されて掘進するロストビット３の掘進に伴って地中に埋設される。このジャケット管１は、パイプジャケット１１を備え、その先端部および後端部に先端口金１２と後端口金１３が設けられている。先端口金１２と後端口金１３との間には、鋼線１６が掛け渡されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの構築領域の地山などの地盤を掘削して水抜き管を埋設する水抜き管および水抜き管の埋設方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルを構築する際、地山中における水圧や湧水を減少するために、地山の水抜きを行う、いわゆる水抜き工法が知られている。この水抜き工法は、有孔鋼管を地山に埋設することによって水抜きを行うものである（たとえば、特許文献１参照）。この水抜き工法では、水抜き管を地山に埋設するにあたり、ロッドの先端に設けられた削孔ビットに水抜き管を取り付け、このロッドに対して削岩機によって回転掘削力を付与することにより、削孔ビットに回転掘削力を伝達し、削孔ビットで地山を掘進する。その後、ロッドを除去して、有孔鋼管を地山に埋設した状態として、地山中における排水を促進するようにしている。また、ここでの水抜き管としては、有孔鋼管が用いられていた。
【０００３】
また、地中内に埋設される長尺状であり、透水性を有するものとして、サンドドレーン工法において砂杭を保形するための長尺管状構造体が知られている（たとえば、特許文献２参照）
【特許文献１】特許第３１９８０８７号公報
【特許文献２】特許第３２３８８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された水抜き工法においては、地盤に埋設する水抜き管として有孔鋼管が用いられている。このため、地盤における水抜きを行う際、地盤内の細粒分や砂分が流出して地盤内に空洞を生じさせたり、有孔鋼管における孔が細粒分や砂分によって目詰まりして水抜き効果が低減したりするという問題があった。また、地山からの土圧や地山の変形などにより、埋設した水抜き管が折れ曲がり、湧水の排出路が遮断されるという問題があった。
【０００５】
この問題に対して、たとえば特許文献２に開示された長尺管状構造体を水抜き管として用いることが考えられる。しかしながら、この長尺管状構造体は、フレキシブルであり、可とう性を有するものである。このため、削孔中に地山孔壁と間に生じる摩擦や削岩機から伝達される削岩機のトルクによって、伸縮や捩れなどを症状が生じる可能性があった。このような伸長が水抜き管に生じると、水抜き管の接続作業が困難となったり、想定外の圧縮力が水抜き管に掛かかったりすることがあるという問題があった。
【０００６】
また、水抜き管に収縮や捩れが生じると、孔壁と水抜き管とが強く接触し、削孔中の摩擦力が増大したり、長尺管状構造体の直線性が失われ、設置位置が予定位置からずれたりする可能性があるという問題があった。さらには、このような伸縮や捩れなどが生じると、長尺管状構造体が圧縮力を受けることで、座屈や捩れによる破断が生じる可能性があり、その結果に排水機能の低下を招くという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、削岩機を用いて地中に埋設する場合でも、伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる水抜き管および水抜き管の埋設方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る水抜き管は、ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、削孔ビットに接続されて削孔ビットの掘進に伴って地中に埋設され、ロッドが内部に収容される水抜き管であって、フレキシブル筒状織物で形成された水抜き管本体を備え、水抜き管本体の先端部に先端接続継手が設けられ、水抜き管本体の後端部に、先端接続継手と接続可能とされた後端接続継手が設けられ、先端接続継手と後端接続継手との間に補強部材が掛け渡されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る水抜き管では、フレキシブル筒状織物を水抜き管本体として用いている。このため、水抜き管本体のみでは、削岩機を用いて地中に埋設する際に伸縮や捩れが生じ易くなる。この点、本発明に係る水抜き管では、先端接続継手と後端接続継手との間に補強部材が掛け渡されている。このため、水抜き管本体の伸縮や捩れを防止することができる。したがって、削岩機を用いて地中に埋設する場合でも、伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる。また、補強部材を設けることにより、水抜き管本体と孔壁との接触を少なくすることができるので、水抜き管本体の排水機能の低下や摩擦による水抜き管本体の破損を好適に防止することができる。
【００１０】
ここで、補強部材は、先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置されている態様とすることができる。
【００１１】
このように、補強部材が、先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置されていることにより、水抜き管を地中に埋設する際に、地中における補強部材の抵抗を小さくすることができる。その結果、水抜き管を埋設し易くすることができる。
【００１２】
また、先端接続継手および後端接続継手における外径線を構成する部材に、補強部材を嵌め込む嵌め込み溝が形成されている態様とすることができる。
【００１３】
このように、補強部材を嵌め込む嵌め込み溝が先端接続部材および後端接続部材における外径線を構成する部材に形成されていることにより、補強部材を先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置しやすくすることができる。
【００１４】
さらに、補強部材は、複数の長尺状補強部材を備えており、複数の長尺状補強部材は、水抜き管本体における軸方向の周りに互いに離間して配置されている態様とすることができる。
【００１５】
このように、先端接続継手と後端接続継手との間に複数の長尺状補強部材が掛け渡されており、複数の長尺状補強部材は、水抜き管本体における軸方向の周りに互いに離間して配置されていることにより、水抜き管本体の伸縮や捩れを防止することができる。
【００１６】
あるいは、長尺状補強部材が、硬鋼線または板状長尺部材である態様とすることができる。
【００１７】
このように、長尺状補強部材としては、硬鋼線または板状長尺部材を好適に用いることができる。このうち、ピアノ線などの硬鋼線を用いることにより、孔壁との抵抗を少なくしながら水抜き管本体の補強をすることができる。また、板状長尺部材を用いることにより、水抜き管本体を補強する際の強度を大きくすることができる。
【００１８】
また、水抜き管本体における長手方向の途中位置に、複数の長尺状補強部材を接続する補強バンドが設けられている態様とすることができる。
【００１９】
このような補強バンドが設けられていることにより、補強度合が低くなる長尺状補強部材における長手方向途中位置における強度を向上させることができる。
【００２０】
さらに、補強部材は、水抜き管本体の軸を中心とするスパイラル状をなし、水抜き管本体を覆って配置されている態様とすることができる。
【００２１】
このような水抜き管本体の軸周りに水抜き管本体を覆って配置されたスパイラル状の補強部材を用いることにより、水抜き管本体に生じる伸縮や捩れを好適に防止することができる。
【００２２】
他方、上記課題を解決した本発明に係る水抜き管の埋設方法は、ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、削孔ビットに、ロッドを内部に収容する水抜き管を接続して、削孔ビットの掘進に伴って水抜き管を地山に埋設するにあたり、水抜き管として、上記の水抜き管を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る水抜き管および水抜き管の埋設方法によれば、削岩機を用いて地中に埋設する場合でも、伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。図１は本発明の第１の実施形態に係るジャケット管を埋設する装置の側面図、図２はジャケット管を設けたトンネル周辺の模式的斜視図、図３はジャケット管の斜視図、図４はパイプジャケットの模式的斜視図、図５はジャケット管の正断面図、図６はジャケット管の中央部の側断面図、図７はジャケット管を埋設するシステム全体の側断面図である。また、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【００２５】
図１に示すように、水抜き工法などを行うにあたり、水抜き管であるジャケット管１が地中に埋設される。ジャケット管１は、図２に示すように、トンネル構築領域Ｘの周囲における所定の位置にある程度、たとえば３０〜５０ｍ程度の間隔をおいて複数本埋設される。トンネル構築領域Ｘにトンネルを掘削する際に、このジャケット管１を複数埋設することにより、切羽の水圧や湧水の減少を図っている。
【００２６】
ジャケット管１は、図３に示すように、水抜き管本体であるパイプジャケット１１を備えている。このパイプジャケット１１における先端部には先端接続継手である先端口金１２が取り付けられ、後端部には後端接続継手である後端口金１３が取り付けられている。先端口金１２の内側面には、雌ネジ部が形成されており、後端口金１３の外側面には雄ネジ部が形成されている。先端口金１２の雌ネジ部に後端口金１３の雄ネジ部をねじ込むことにより、ジャケット管１同士が連結可能とされている。
【００２７】
ジャケット管１としては、これらの雄ネジ部と雌ネジ部とは、互いに入れ違えて配置した態様とすることもできる。また、先端口金１２および後端口金１３とパイプジャケット１１との接続を強固にするために、接着剤を併用したり、各ネジ部をタケノコ状にしたりすることもできる。
【００２８】
パイプジャケット１１は、直径が７５ｍｍの可とう性を有するフレキシブル筒状織物からなり、図４に示すように、タテ糸１４とヨコ糸１５ａ，１５ｂによって形成されている。タテ糸１４はポリエステル繊維の紡績糸７０９０ｄｔｅｘからなり、ヨコ糸１５ａ，１５ｂはそれぞれ亜鉛めっき硬鋼線６０Ｃφ１．６ｍｍ、ポリエステル樹脂からなる剛直なモノフィラメント糸φ１．６ｍｍからなる。このフレキシブル筒状織物では、複数本のタテ糸１４と、２種類のヨコ糸１５ａ，１５ｂが用いられている。この複数のタテ糸１４に対して、ヨコ糸１５ａ，１５ｂがスパイラル（螺旋）状に織り込まれている。また、タテ糸１４の本数は１４４本、ヨコ糸の打ち込み（長さ方向への込み具合）は４．０本／ｃｍである。
【００２９】
さらに説明すると、ヨコ糸１５ａ，１５ｂは、いずれもスパイラル状をなしており、それぞれ交互に挿入された状態で配置されている。この２本のヨコ糸１５ａ，１５ｂに対して、タテ糸１４が、ヨコ糸１５ａ，１５ｂが形成するスパイラルの軸方向に沿って配置されている。このとき、タテ糸１４は、ヨコ糸１５ａ，１５ｂが形成するスパイラルの半径方向に振幅を有する波状をなしており、隣り合うタテ糸１４とは、ヨコ糸１５ａ，１５ｂのうちのいずれか１本分の位相差を持って配置されている。
【００３０】
このフレキシブル筒状織物は網目が細かいため、細粒分や砂分が流出しにくく、全周面で集水する構造であるため、有孔管に比べて目詰まりしにくい。しかしながら、透水係数は１０−１〜１０−３ｃｍ／ｓｅｃ程度と大きく、集水能力が高い水抜き管である。また、一方のヨコ糸１５ａとして硬鋼線を用いることにより、ジャケット管１を削孔に挿入した後、地山の土圧に対して扁平につぶれないだけの剛性を確保することができる。また、他方のヨコ糸１５ｂとしてモノフィラメント糸を用いることにより、ジャケット管１の全体としての軽量化を図ることができる。
【００３１】
ジャケット管１は、ロッド２によって回転させられるロストビット３の掘進によって地山に埋設されるが、タテ糸１４に対してヨコ糸１５ａ，１５ｂがスパイラルに挿入される方向（スパイラル状の回転進行方向）は、削孔時におけるロッド２の回転方向とされている。スパイラル状をなすヨコ糸１５ａ，１５ｂの回転進行方向をロッド２の回転方向とすることにより、ロッド２の回転力がジャケット管１に影響を与えたとしても、ロッド２の回転によってヨコ糸１５ａ，１５ｂがタテ糸１４に対して締め付けられる方向に対する回転が付与されることになる。したがって、タテ糸１４に対するヨコ糸１５ａ，１５ｂの緩みを防止することができる。この結果、ジャケット管１の軸方向の剛性が損なわれることによるジャケット管１の蛇行を防止することができる。
【００３２】
また図３および図５に示すように、ジャケット管１における先端口金１２と後端口金１３との間には、補強部材（長尺状補強部材）である４本の鋼線１６が掛け渡されている。鋼線１６は、パイプジャケット１１における軸方向の周りに互いに離間して環状に配置されている。鋼線１６としては、φ３．５ｍｍのものが用いられており、各鋼線１６同士の間は、互いに等間隔とされている。また、先端口金１２と後端口金１３には、それぞれ鋼線１６を嵌め込むことができる嵌込溝１２Ａ，１３Ａがそれぞれ形成されている。鋼線１６がこれらの嵌込溝１２Ａ，１３Ａに嵌め込まれていることにより、鋼線１６は、先端口金１２および後端口金１３の外径線よりも内側位置に配置されている。
【００３３】
さらに、鋼線１６の長手方向途中位置には、補強バンドであるステンレスバンド１７が配設されている。ステンレスバンド１７は、鋼線１６の長手方向略中央部分の１箇所に配設されており、正面視した形状が円形状をなしている。補強バンド１７の外径は、先端口金１２および後端口金１３の外径と同一またはそれ未満とされている。また、ステンレスバンド１７における切れ目箇所には、バックル部１８が設けられている。このバックル部１８によってステンレスバンド１７を締め付けることにより、図５に示すように、鋼線１６がジャケット管１１に押し付けられるとともにステンレスバンド１７が変形する。変形後のステンレスバンド１７についても、その外径は、図５に破線で示す先端口金１２および後端口金１３の外径と同一またはそれ未満とされている。さらに、鋼線１６とステンレスバンド１７とは溶接固定されており、鋼板１６に対するステンレスバンド１７のずれを防止している。また、鋼線１６とパイプジャケット１１とは非接着状態とされている。
【００３４】
また、図６および図７に示すように、ジャケット管１の内部にはロッド２が配設されており、ロッド２の先端には削孔ビットであるロストビット３が取り付けられている。また、ロストビット３とジャケット管１との間には、ケーシングトップ５が介在されており、ロストビット３とロッド２との間にはシャンクデバイス４が介在されている。さらに、ジャケット管１とロッド２との間には、ガイド管であるガイドチューブ６が配設されている。このように、水抜き管を埋設する装置は、ジャケット管１と、ガイドチューブ６と、ロッド２とのいわば三重管構造をなしている。
【００３５】
ロッド２の後端部は、アダプタ部材７を介して削岩機８に回転可能に接続されている。また、ガイドチューブ６は、アダプタ部材７の先端位置に配置されており、削岩機８からの推進力を伝達可能とされている。削岩機８は、ロッド２を介してロストビット３に対して回転掘削力を付与している。なお、ここでの回転掘削力とは、回転力のほか、推進力や打撃力などを含んだ掘削力を意味するものである。また、ジャケット管１におけるもっとも削岩機８側に配設されたパイプジャケット１１の後端口金１３には、保護キャップ１９がねじ込まれている。この保護キャップ１９により、後端口金１３のネジ山の損傷を防止している。
【００３６】
ロッド２は、図５および図７に示すように、ガイドチューブ６よりも小径であり、ジャケット管１の軸方向に沿って配設されている。ロッド２は、その軸方向中央部におけるロッド中央部２１と、ロッド先端部２２と、ロッド後端部２３とによって形成されている。また、ロッド２の軸方向に直交する断面中央位置には、流水通路２４が形成されている。流水通路２４は、ロッド後端部２３からロッド中央部２１を経てロッド先端部２２までを貫いて形成されている。
【００３７】
また、ロッド中央部２１は軸方向に対して直交する断面の形状が略正六角形をなしており、ロッド先端部２２およびロッド後端部２３は、それぞれ軸方向に対して直交する断面の形状がロッド中央部２１よりも小さい略円形状をなしている。なお、本実施形態では、ロッドの断面は略正六角形をなしているが、略円形の形態などとすることもできる。ロッド先端部２２およびロッド後端部２３は互いに同径とされており、カップリング２５を介して接続可能とされている。カップリング２５の内側断面形状は、ロッド先端部２２およびロッド後端部２３の断面外形状と同形状の断面内形状と略同一とされている。先行するロッド２におけるロッド後端部２３と後続するロッド２におけるロッド先端部２２とをカップリング２５にねじ込むことにより、ロッド２同士がその軸方向に沿って接続される。
【００３８】
最先に位置するロッド２の先端にはシャンクデバイス４が取り付けられ、シャンクデバイス４の先端部にはロストビット３が取り付けられている。ロストビット３は、図７に示すように、ヘッド部３１を備えており、ヘッド部３１の先端にカッタ３２が取り付けられている。ヘッド部３１は、先端が大径で後端が小径の回転体形状をなしている。ロストビット３は、ロッド２から伝達される回転掘削力により、地山を掘削しながら前進する。また、ロストビット３の後端部には、内側断面形状が円形のシャンクデバイス接続部３３が形成されており、シャンクデバイス接続部３３の先端部には、係止孔３４が形成されている。さらに、ロストビット３には、土砂を掘削した際に、その土砂と混合してスライムを生成する水を供給する噴水口３５が形成されている。さらに、ロストビット３は、側方が切り欠かれており、生成したスライムをケーシングトップ５側へ移送するための移送流路３６が形成されている。
【００３９】
ロストビット３のヘッド部３１とロッド２との間には、シャンクデバイス４が設けられている。シャンクデバイス４の後端部には、ロッド接続部４１が形成されている。ロッド接続部４１の内側断面形状は、ロッド２におけるロッド先端部２２の断面外形状とほぼ同形状とされており、ロッド２のロッド先端部２２がシャンクデバイス４に嵌め込まれている。なお、本実施形態では、削孔ビットとしてロストビット３を用いているが、リングロストビットと回収インナービットを合わせた削孔ビットなど、適宜の削孔ビットを用いることができる。
【００４０】
また、シャンクデバイス４の先端には、ロストビット接続軸４２が設けられている。ロストビット接続軸４２の外側断面形状は、ロストビット３に形成されたシャンクデバイス接続部３３の内側断面形状とほぼ同形状をなしている。シャンクデバイス４におけるロッド接続部４１は、ケーシングトップ５の後行管５２の内径よりわずかに小さい外径を有し、ロストビット接続軸４２との間に、前方に縮径するテーパ状の伝達面を形成する。ケーシングトップ５における先行管５１の後端部は、前方が縮径するテーパ状の受け面を形成し、シャンクデバイス４の伝達面とケーシングトップ５の受け面とを当接させて削岩機８の打撃と推進をケーシングトップ５に伝達する態様としている。
【００４１】
また、シャンクデバイス４の先端部には、軸方向に対して交差する方向に突出する嵌合突起４３が設けられており、ロストビット３における係止孔３４に挿入されている。嵌合突起４３が係止孔３４に挿入されていることにより、ロッド２の回転をロストビット３に対して確実に伝達することができる。
【００４２】
さらに、シャンクデバイス４には、図７および図８に示すように、シャンクデバイス４の軸方向に沿った流水通路４４が形成されている。流水通路４４の後端は、ロッド２に形成されている流水通路２４と連通する。また、流水通路４４の途中位置には噴水口４５が形成されている。さらに、シャンクデバイス４の側方は切り欠かれており、スライムをガイドチューブ６側へ移送するための移送流路４６が形成されている。なお、噴水口４５を形成しない態様とすることもできる。
【００４３】
シャンクデバイス４の周囲には、ケーシングトップ５が設けられている。ケーシングトップ５は、先行管５１と後行管５２とを備えており、先行管５１と後行管５２とは溶接固定されている。なお、先行管５１と後行管５２とはネジ接続された態様とすることもできる。また、ケーシングトップ５の外径は、ロストビット３におけるヘッド部３１の先端の外径よりもわずかに小さくされている。ケーシングトップ５の外径をロストビット３におけるヘッド部３１の先端の外径よりも小さくすることにより、ケーシングトップ５およびケーシングトップ５に牽引されるジャケット管１の地山に対する挿入をスムーズにすることができる。また、ケーシングトップ５の先端にロストビット３におけるヘッド部３１の後端が挿入されている。
【００４４】
また、ロストビット３およびシャンクデバイス４は、ケーシングトップ５に対して相対的に回転可能とされている。このため、ロッド２が回転することにより、ロッド２の回転力がシャンクデバイス４に伝達される。シャンクデバイス４に伝達された回転力はロストビット３のヘッド部３１に伝達され、ヘッド部３１がケーシングトップ５に対して相対的に回転する。ここで、削岩機８からの回転掘削力は、ロッド２およびシャンクデバイス４を介してロストビット３に伝達するが、ケーシングトップ５には伝達しない設計構造とされている。
【００４５】
ケーシングトップ５における後行管５２の後端部外側面には、水抜き管接続部５３が形成されている。水抜き管接続部５３の外側面には、ジャケット管１における後端口金１３の外側面に形成された雄ネジ部と同様の雄ネジ部が形成されている。この水抜き管接続部５３における雄ネジ部にジャケット管１の先端口金１２の雌ネジ部をねじ込むことにより、ケーシングトップ５における後行管５２に対してジャケット管１が接続される。ケーシングトップ５にジャケット管１が取り付けられることにより、ケーシングトップ５に牽引されてジャケット管１が前進する。
【００４６】
また、ケーシングトップ５の後行管５２とロッド２との間には、スライムを移送するための移送流路５６が形成されている。この移送流路５６は、ケーシングトップ５の先行管５１とシャンクデバイス４との間に形成された移送流路４６と連通している。
【００４７】
ガイドチューブ６は、剛性を有する鋼管であり、その外径がケーシングトップ５における後行管５２の内径とほぼ同径であり、内径がロッド２よりも大径とされており、ジャケット管１の内側でジャケット管１とロッド２との間に配置されている。なお、ガイドチューブとしては塩ビ管などを用いることもできる。ガイドチューブ６は、互いの略同径のリード管６０とチューブ本体６１を備えている。チューブ本体６１の先端部には先端継手部６２が形成され、リード管６０の後端部およびチューブ本体６１の後端部には、それぞれ後端継手部６３が形成されている。また、先端継手部６２の内側面には雌ネジ部が形成されており、先行するガイドチューブ６の後端継手部６３に後続するガイドチューブ６の先端継手部６２をねじ込むことにより、ガイドチューブ６同士がその軸方向に沿って接続される。
【００４８】
ガイドチューブ６は、もっともケーシングトップ５側にリード管６０が配置されており、リード管６０の後端継手部に６３にチューブ本体６１の先端継手部６２がねじ込まれて、チューブ本体６１がリード管６０に接続される。このチューブ本体６１の後端継手部６３に後行するチューブ本体６１の先端継手部６２が接続される。こうして長尺のガイドチューブ６が形成される。さらに、ガイドチューブ６におけるもっとも削岩機８側の後端継手部６３には、保護キャップ６８がねじ込まれている。この保護キャップ６８により、後端継手部６３のネジ山の損傷を防止している。
【００４９】
また、ガイドチューブ６とロッド２との間には、スライムを移送するための移送流路６５が形成されている。この移送流路６５は、ケーシングトップ５の後行管５２とロッド２との間に形成された移送流路５６と連通している。ガイドチューブ６の外径は、ケーシングトップ５における後行管５２の内径とほぼ同径に近い径とされ、クリアランスを１ｍｍ程度とされている。さらに、ガイドチューブ６におけるリード管６０とケーシングトップ５の後行管５２との間には、図示しないＯリングが介在されている。このため、ジャケット管１とガイドチューブ６との間にスライムが流入することを防止することができる。
【００５０】
また、ガイドチューブ６の先端部は、シャンクデバイス４に対して、５０ｃｍ程度離間した位置に配置される。さらに、ケーシングトップ５の後行管５２と、リード管６０のラップ長は５０ｃｍ程度とされている。ラップ長を５０ｃｍ程度設けることにより、ケーシングトップ５に対するガイドチューブ６の抜けを防止している。このラップ長は、長くすることにより、ガイドチューブ６がケーシングトップ５から抜けにくくなるが、その一方でケーシングトップ５の重量が嵩み、施工性等が低下する。これらの点を考慮して、ケーシングトップ５の後行管５２と、リード管６０のラップ長は、適宜の長さに設定することができる。
【００５１】
アダプタ部材７は、フロントアダプタ７０およびロッドアダプタ７５を有しており、フロントアダプタ７０は、ロッドアダプタ７５よりもロストビット３側に配置されている。フロントアダプタ７０における先端部には、ガイドチューブ６の後端部に取り付けられた保護キャップ６８が挿入される挿入孔７１が形成されている。この挿入孔７１に保護キャップ６８が挿入されることにより、削岩機８からの推進力をガイドチューブ６に伝達するとともに、ガイドチューブ６の後端部の上下左右方向における揺れを防止している。
【００５２】
さらに、フロントアダプタ７０には、その軸方向に沿ってロッド２を貫通させる貫通孔７２が形成されている。ロッド２は、貫通孔７２を貫通してフロントアダプタ７０よりも削岩機８側に配置されたロッドアダプタ７５まで到達している。また、フロントアダプタ７０には、スライムを排出するためのスライム排出孔７３が形成されている。
【００５３】
ロッドアダプタ７５は、ロッド接続軸７６を備えている。ロッド接続軸７６はフロントアダプタ７０に形成された貫通孔７２に貫通しており、フロントアダプタ７０に対して相対的に回転可能とされている。
【００５４】
ロッド接続軸７６は、外断面形状がロッド２におけるロッド後端部２３の外断面形状とほぼ同形状の棒状をなしている。ロッド２におけるロッド後端部２３とロッドアダプタ７５のロッド接続軸７６とは、カップリング７７によって接続されており、ロッド後端部２３とロッドアダプタ７５のロッド接続軸７６とをそれぞれ前後方向からカップリング７７にねじ込むことにより、ロッド２とロッドアダプタ７５とがその軸方向に沿って接続される。ロッドアダプタ７５の後端部には、削岩機８における出力軸８１が嵌め込まれる削岩機接続部７８が設けられている。削岩機接続部７８は、ロッド接続軸７６の後端部に形成されており、削岩機接続部７８に付与された回転掘削力がロッド接続軸７６を介してロッド２に伝達される。また、フロントアダプタ７０とロッドアダプタ７５の接続部には、緩衝リング７９が介在されている。
【００５５】
削岩機８は、出力軸８１を備えており、出力軸８１は、削岩機接続部７８に接続されている。削岩機８では、ロッドアダプタ７５におけるロッド接続軸７６に接続されたロッド２を回転させるとともに、ロッド２を前後方向に移動させて推進力や打撃力（掘削力）を付与している。なお、ガイドチューブ６には回転力を付与せず、推進力を付与する設計構造とされている。
【００５６】
削岩機８から付与された回転掘削力は、ロッド２を介してロストビット３に伝達される。ロストビット３は、付与された回転掘削力により地山を掘削するとともに前進する。また、ロッド２における流水通路２４には、図示しない給水装置から水が供給される。
【００５７】
続いて、本実施形態に係る水抜き工法の手順について説明する。
【００５８】
本実施形態に係る水抜き管を用いた水抜き工法では、まず、削岩機８によってロッド２を介してロストビット３を回転させ、ロストビット３の回転掘削力によって地山Ｔの掘削を始める。このとき、ロストビット３の後端部には、ケーシングトップ５を介してジャケット管１が取り付けられており、ロストビット３の地山Ｔ内への進入により、ジャケット管１も地山内に進入する。
【００５９】
ここで、ジャケット管１には、先端口金１２と後端口金１３との間に鋼線１６が掛け渡されている。パイプジャケット１１はフレキシブル筒状織物からなり、伸縮や捩れが生じ易い材質のものであるが、先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡された鋼線１６によってパイプジャケット１１の伸縮や捩れを防止している。このため、パイプジャケット１１の伸縮や捩れを防止することができるので、削岩機８を用いてジャケット管１を地中に埋設する場合でも、ジャケット管１の伸縮や捩れを生じ難くすることができる。
【００６０】
さらに鋼線１６を用いることによる補強効果について具体的に説明すると、複数、本実施形態では４本の鋼線１６を設けることによって引張耐力、捩り耐力、および圧縮耐力が向上する。引張耐力が向上することにより削孔中のパイプジャケット１１の伸長を防止する。捩り耐力が向上することにより、削孔中のパイプジャケット１１の捩れを防止することができる。さらに、圧縮耐力が向上することにより、後方からの押込や打撃によるパイプジャケット１１の圧縮や座屈を抑制することができる。
【００６１】
また、複数本の鋼線１６が環状に配設されていることにより、鋼線１６がパイプジャケット１１の外環となる。そのため、パイプジャケット１１と孔壁との接触を少なくすることができ、パイプジャケット１１の排水機能の低下や摩擦による水抜き管本体の破損を防止することができる。
【００６２】
さらに、先端口金１２と後端口金１３との間に鋼線１６が掛け渡されていることにより、ジャケット管１の剛性および直線性が向上する。ジャケット管１の剛性が向上することにより、直線性を有する部材としてジャケット管１を取り扱うことができ、運搬や削孔作業中のジャケット管１同士の接続作業を容易に行うことができるようになる。しかも、直線性が向上することにより、ジャケット管１の孔曲がりを防止することができる。このため、ジャケット管１と孔壁との間の摩擦力を低減することができ、ジャケット管１の設置長さを増加させることができる。その結果、長さ当りの作業時間を短縮することができ、工期の短縮に寄与することができる。
【００６３】
また、鋼線１６が先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡されていることから、パイプジャケット１１と孔壁との間には鋼線１６が介在されることになる。このため、パイプジャケット１１と孔壁とが直接接触することが少なくなる。したがって、パイプジャケット１１が孔壁に接触した際に生じる摩擦が小さくなるので、摩擦によるパイプジャケット１１の損傷を防止することができる。
【００６４】
さらに、鋼線１６は、先端口金１２および後端口金１３には、鋼線１６が嵌め込まれる嵌込溝１２Ａ，１３Ａがそれぞれ形成されている。鋼線１６はこれらの嵌込溝１２Ａ，１３Ａに嵌め込まれ、先端口金１２および後端口金１３の外径線よりも内側に配置されている。したがって、ジャケット管１を地中に埋設する際に、地中における鋼線１６の抵抗を小さくすることができる。その結果、水抜き管を埋設し易くすることができる。また、鋼線１６とパイプジャケット１１とは非接着状態とされている。このため、パイプジャケット１１の排水機能を阻害しないようにすることができる。
【００６５】
ジャケット管１の地山への進入を開始したら、続けて、ロストビット３による掘進を継続する。その後、ジャケット管１のほぼ全体が地山Ｔ内に進入したら、ジャケット管１の後端部に後続のジャケット管１を接続する。それから、削岩機８を駆動して、ロストビット３による掘進をさらに継続する。
【００６６】
このとき、ロッド２における流水通路２４に給水装置から水が供給される。流水通路２４に供給された水は、ロッド２における流水通路２４およびロストビット３における噴水口３５から噴水される。ロストビット３の先端部では、カッタ３２によって地山Ｔの掘削が行われ、この掘削に伴って土砂が排出される。この土砂が噴水口３５から噴水される水と混合されスライムとなる。
【００６７】
スライムは、移送流路３６を通じてガイドチューブ６の後端部から排出される。ここで、ガイドチューブ６の外径がケーシングトップ５における後行管５２の内径とほぼ同径とされ、ガイドチューブ６とジャケット管１との間には、ほとんど隙間がなくされていることにより、ガイドチューブ６とロッド２との間に移送流路６５が形成され、ガイドチューブ６とジャケット管１との間にスライムが流入することを防止している。
【００６８】
こうしてロストビット３による掘進を継続し、後続するジャケット管１のほぼ全体が地山に進入したら、さらに後続するジャケット管１を接続して掘進を継続する。その後、所定の長さ分のジャケット管１が地山Ｔに進入したら、ジャケット管１からロッド２およびガイドチューブ６を引き抜く。
【００６９】
それから、削岩機８を取り除いて、ジャケット管１の埋設を完了する。なお、ロストビット３およびケーシングトップ５は、ジャケット管１とともにそのまま地山Ｔに埋め残す。そして、ジャケット管１が埋設された後は、トンネルを構築する際の水抜き管として用いられる。
【００７０】
このようにして埋設されたジャケット管１は、パイプジャケット１１がフレキシブル筒状織物で形成されている。このため、水抜き管として用いられる際に、細粒分や砂分が流出しにくい。また、全周面で集水する構造であるため、有孔管に比べて目詰まりしにくい。しかしながら、透水係数は１０−１〜１０−３ｃｍ／ｓｅｃ程度と大きい。このため、高い集水能力を発揮することができる。したがって、目詰まりによる水抜き効果の低減を防止することができ、水抜き管として好適に用いることができる。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、上記実施形態と比較して水抜き管の態様が異なっている。図９は本実施形態に係るジャケット管の斜視図、図１０（ａ）は本実施形態に係るジャケット管の正断面図、（ｂ）はその変形例の正断面図である。
【００７２】
図９に示すように、本実施形態に係るジャケット管９０は、上記ジャケット管１と同様、パイプジャケット１１を備えており、パイプジャケット１１の先端部には先端口金１２が取り付けられ、後端部には後端口金１３が取り付けられている。また、先端口金１２と後端口金１３との間には、図１０（ａ）に示すように、板状長尺部材である４枚の補強平板９１が設けられている。ただし、図１０（ｂ）に示すように、６枚の補強平板９１が設けられている態様とすることもできる。補強平板９１は、パイプジャケット１１における軸方向の周りに互いに離間して環状に配置されている。補強平板９１としては、断面形状が３ｍｍ×１３ｍｍの長方形状のものが用いられており、補強平板９１同士の間は、互いに等間隔とされている。また、先端口金１２と後端口金１３には、それぞれ補強平板９１を嵌め込むことができる嵌込溝１２Ｂ，１３Ｂがそれぞれ形成されている。補強平板９１がこれらの嵌込溝１２Ｂ，１３Ｂに嵌め込まれていることにより、補強平板９１は、先端口金１２および後端口金１３の外径線よりも内側位置に配置されている。
【００７３】
さらに、補強平板９１の長手方向途中位置には、補強バンドであるステンレスバンド９２が配設されている。ステンレスバンド９２は、補強平板９１の長手方向略中央部分の１箇所に配設されており、正面視した形状が円形状をなしている。また、ステンレスバンド９２における切れ目箇所には、バックル部９３が設けられている。このバックル部９３によってステンレスバンド９２を締め付けることにより、図１０（ａ）に示すように、補強平板９１がジャケット管１１に押し付けられるとともにステンレスバンド９３が変形する。変形後のステンレスバンド９３の外径は、先端口金１２および後端口金１３の外径と同一またはそれ未満とされている。さらに、補強平板９１とステンレスバンド９２とは溶接固定されており、補強平板９１に対するステンレスバンド９２のずれを防止している。また、補強平板９１とパイプジャケット１１とは非接着状態とされている。
【００７４】
このように長尺状補強部材として補強平板９１を用いた場合でも、上記第１の実施形態と同様、パイプジャケット１１の伸縮や捩れを防止することができるので、削岩機８を用いてジャケット管９０を地中に埋設する場合でも、パイプジャケット１１に伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる。また、補強平板９１を設けることにより、パイプジャケット１１と孔壁との接触を少なくすることができるので、パイプジャケット１１の排水機能の低下や摩擦による水抜き管本体の破損を防止することができる。また、補強平板９１は、鋼線１６を用いる場合よりも水抜き管本体を補強する際の強度を大きくすることができる。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記第１の実施形態では硬鋼線として鋼線１６を用いているが硬鋼線としてピアノ線などを用いることができる。この際のピアノ線としては、φ４．５ｍｍ程度のものを好適に用いることができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、鋼線１６または補強平板９１を４本（４枚）設けているが、３本（３枚）や５本（５枚）以上とすることもできる。また、上記実施形態では複数の鋼線１６または補強平板９１を等間隔に配置しているが等間隔以外の間隔をもって配置することもできる。
【００７７】
さらに、上記実施形態では、補強部材として鋼線１６または補強平板９１といった長尺状補強部材を用いているが、補強部材としては、先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡され、パイプジャケット１１を覆って配置されたスパイラル状の補強部材を用いることもできる。この補強部材としては、たとえば先端口金１２と後端口金１３との間に針金をスパイラル状に巻きつけるものや、予め製造されたスプリングを先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡すものなどを用いることができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、補強バンドとしてステンレスバンドを用いているが、ステンレス以外の素材のものを用いることもできる。さらに、上記実施形態では、先端口金１２および後端口金１３に鋼線１６や補強平板９１を取り付けるために、嵌込溝１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂを設けたが、嵌込溝を設ける代わりに、パイプジャケット１１に向かうにつれて縮径するテーパを先端口金１２および後端口金１３に形成する態様とすることもできる。もちろん、このようなテーパを付けた先端口金１２および後端口金１３に嵌込溝を形成する態様とすることもできる。さらには、先端口金１２と後端口金１３とにおける補強部材の取付態様が異なるようにすることもできる。
【００７９】
他方、上記実施形態では、ロストビット３を埋め残す態様としているが、他の態様の削孔ビットを用いる場合、削孔ビットをも取り除く態様とすることができる。また、上記実施形態におけるジャケット管のタテ糸１４やヨコ糸１５ａ，１５ｂのピッチ、径、材質などを自由に設計することにより、地山の状況に応じたジャケット管を形成することができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、トンネル構築領域Ｘの周囲に水抜き管を埋設する水抜き工法を例に説明したが、水抜き管の埋設位置は、トンネル構築領域Ｘの周囲に限られず、たとえば、法面であったり、地表面であったりする態様とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態に係るジャケット管を埋設する装置の側面図である。
【図２】ジャケット管を設けたトンネル周辺の模式的斜視図である。
【図３】ジャケット管の斜視図である。
【図４】パイプジャケットの模式的斜視図である。
【図５】ジャケット管の正断面図である。
【図６】ジャケット管の中央部の側断面図である。
【図７】ジャケット管を埋設するシステム全体の側断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】第２の実施形態に係るジャケット管の斜視図である。
【図１０】（ａ）は第２の実施形態に係るジャケット管の正断面図、（ｂ）はその変形例の正断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…ジャケット管
２…ロッド
３…ロストビット
４…シャンクデバイス
５…ケーシングトップ
６…ガイドチューブ
７…アダプタ部材
８…削岩機
１１…パイプジャケット
１２…先端口金
１３…後端口金
１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ…嵌込溝
１４…タテ糸
１５ａ，１５ｂ…ヨコ糸
１６…鋼線
１７…ステンレスバンド
１８…バックル部
１９…保護キャップ
２１…ロッド中央部
２２…ロッド先端部
２３…ロッド後端部
２４…流水通路
２５…カップリング
３１…ヘッド部
３２…カッタ
３３…シャンクデバイス接続部
３４…係止孔
３５…噴水口
３６…移送流路
４１…ロッド接続部
４２…ロストビット接続軸
４３…嵌合突起
４４…流水通路
４５…噴水口
４６…移送流路
５１…先行管
５２…後行管
５３…管接続部
５６…移送流路
６０…リード管
６１…チューブ本体
６２…先端継手部
６３…後端継手部
６５…移送流路
６８…保護キャップ
７０…フロントアダプタ
７１…挿入孔
７２…貫通孔
７３…スライム排出孔
７５…ロッドアダプタ
７６…ロッド接続軸
７７…カップリング
７８…削岩機接続部
７９…緩衝リング
８１…出力軸
９０…ジャケット管
９１…補強平板
９２…ステンレスバンド
９３…バックル部
Ｔ…地山
Ｘ…トンネル構築領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの構築領域の地山などの地盤を掘削して水抜き管を埋設する水抜き管および水抜き管の埋設方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルを構築する際、地山中における水圧や湧水を減少するために、地山の水抜きを行う、いわゆる水抜き工法が知られている。この水抜き工法は、有孔鋼管を地山に埋設することによって水抜きを行うものである（たとえば、特許文献１参照）。この水抜き工法では、水抜き管を地山に埋設するにあたり、ロッドの先端に設けられた削孔ビットに水抜き管を取り付け、このロッドに対して削岩機によって回転掘削力を付与することにより、削孔ビットに回転掘削力を伝達し、削孔ビットで地山を掘進する。その後、ロッドを除去して、有孔鋼管を地山に埋設した状態として、地山中における排水を促進するようにしている。また、ここでの水抜き管としては、有孔鋼管が用いられていた。
【０００３】
また、地中内に埋設される長尺状であり、透水性を有するものとして、サンドドレーン工法において砂杭を保形するための長尺管状構造体が知られている（たとえば、特許文献２参照）
【特許文献１】特許第３１９８０８７号公報
【特許文献２】特許第３２３８８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された水抜き工法においては、地盤に埋設する水抜き管として有孔鋼管が用いられている。このため、地盤における水抜きを行う際、地盤内の細粒分や砂分が流出して地盤内に空洞を生じさせたり、有孔鋼管における孔が細粒分や砂分によって目詰まりして水抜き効果が低減したりするという問題があった。また、地山からの土圧や地山の変形などにより、埋設した水抜き管が折れ曲がり、湧水の排出路が遮断されるという問題があった。
【０００５】
この問題に対して、たとえば特許文献２に開示された長尺管状構造体を水抜き管として用いることが考えられる。しかしながら、この長尺管状構造体は、フレキシブルであり、可とう性を有するものである。このため、削孔中に地山孔壁と間に生じる摩擦や削岩機から伝達される削岩機のトルクによって、伸縮や捩れなどを症状が生じる可能性があった。このような伸長が水抜き管に生じると、水抜き管の接続作業が困難となったり、想定外の圧縮力が水抜き管に掛かかったりすることがあるという問題があった。
【０００６】
また、水抜き管に収縮や捩れが生じると、孔壁と水抜き管とが強く接触し、削孔中の摩擦力が増大したり、長尺管状構造体の直線性が失われ、設置位置が予定位置からずれたりする可能性があるという問題があった。さらには、このような伸縮や捩れなどが生じると、長尺管状構造体が圧縮力を受けることで、座屈や捩れによる破断が生じる可能性があり、その結果に排水機能の低下を招くという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、削岩機を用いて地中に埋設する場合でも、伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる水抜き管および水抜き管の埋設方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明に係る水抜き管は、ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、削孔ビットに接続されて削孔ビットの掘進に伴って地中に埋設され、ロッドが内部に収容される水抜き管であって、フレキシブル筒状織物で形成された水抜き管本体を備え、水抜き管本体の先端部に先端接続継手が設けられ、水抜き管本体の後端部に、先端接続継手と接続可能とされた後端接続継手が設けられ、先端接続継手と後端接続継手との間に補強部材が掛け渡されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る水抜き管では、フレキシブル筒状織物を水抜き管本体として用いている。このため、水抜き管本体のみでは、削岩機を用いて地中に埋設する際に伸縮や捩れが生じ易くなる。この点、本発明に係る水抜き管では、先端接続継手と後端接続継手との間に補強部材が掛け渡されている。このため、水抜き管本体の伸縮や捩れを防止することができる。したがって、削岩機を用いて地中に埋設する場合でも、伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる。また、補強部材を設けることにより、水抜き管本体と孔壁との接触を少なくすることができるので、水抜き管本体の排水機能の低下や摩擦による水抜き管本体の破損を好適に防止することができる。
【００１０】
ここで、補強部材は、先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置されている態様とすることができる。
【００１１】
このように、補強部材が、先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置されていることにより、水抜き管を地中に埋設する際に、地中における補強部材の抵抗を小さくすることができる。その結果、水抜き管を埋設し易くすることができる。
【００１２】
また、先端接続継手および後端接続継手における外径線を構成する部材に、補強部材を嵌め込む嵌め込み溝が形成されている態様とすることができる。
【００１３】
このように、補強部材を嵌め込む嵌め込み溝が先端接続部材および後端接続部材における外径線を構成する部材に形成されていることにより、補強部材を先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置しやすくすることができる。
【００１４】
さらに、補強部材は、複数の長尺状補強部材を備えており、複数の長尺状補強部材は、水抜き管本体における軸方向の周りに互いに離間して配置されている態様とすることができる。
【００１５】
このように、先端接続継手と後端接続継手との間に複数の長尺状補強部材が掛け渡されており、複数の長尺状補強部材は、水抜き管本体における軸方向の周りに互いに離間して配置されていることにより、水抜き管本体の伸縮や捩れを防止することができる。
【００１６】
あるいは、長尺状補強部材が、硬鋼線または板状長尺部材である態様とすることができる。
【００１７】
このように、長尺状補強部材としては、硬鋼線または板状長尺部材を好適に用いることができる。このうち、ピアノ線などの硬鋼線を用いることにより、孔壁との抵抗を少なくしながら水抜き管本体の補強をすることができる。また、板状長尺部材を用いることにより、水抜き管本体を補強する際の強度を大きくすることができる。
【００１８】
また、水抜き管本体における長手方向の途中位置に、複数の長尺状補強部材を接続する補強バンドが設けられている態様とすることができる。
【００１９】
このような補強バンドが設けられていることにより、補強度合が低くなる長尺状補強部材における長手方向途中位置における強度を向上させることができる。
【００２０】
さらに、補強部材は、水抜き管本体の軸を中心とするスパイラル状をなし、水抜き管本体を覆って配置されている態様とすることができる。
【００２１】
このような水抜き管本体の軸周りに水抜き管本体を覆って配置されたスパイラル状の補強部材を用いることにより、水抜き管本体に生じる伸縮や捩れを好適に防止することができる。
【００２２】
他方、上記課題を解決した本発明に係る水抜き管の埋設方法は、ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、削孔ビットに、ロッドを内部に収容する水抜き管を接続して、削孔ビットの掘進に伴って水抜き管を地山に埋設するにあたり、水抜き管として、上記の水抜き管を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る水抜き管および水抜き管の埋設方法によれば、削岩機を用いて地中に埋設する場合でも、伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。図１は本発明の第１の実施形態に係るジャケット管を埋設する装置の側面図、図２はジャケット管を設けたトンネル周辺の模式的斜視図、図３はジャケット管の斜視図、図４はパイプジャケットの模式的斜視図、図５はジャケット管の正断面図、図６はジャケット管の中央部の側断面図、図７はジャケット管を埋設するシステム全体の側断面図である。また、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【００２５】
図１に示すように、水抜き工法などを行うにあたり、水抜き管であるジャケット管１が地中に埋設される。ジャケット管１は、図２に示すように、トンネル構築領域Ｘの周囲における所定の位置にある程度、たとえば３０〜５０ｍ程度の間隔をおいて複数本埋設される。トンネル構築領域Ｘにトンネルを掘削する際に、このジャケット管１を複数埋設することにより、切羽の水圧や湧水の減少を図っている。
【００２６】
ジャケット管１は、図３に示すように、水抜き管本体であるパイプジャケット１１を備えている。このパイプジャケット１１における先端部には先端接続継手である先端口金１２が取り付けられ、後端部には後端接続継手である後端口金１３が取り付けられている。先端口金１２の内側面には、雌ネジ部が形成されており、後端口金１３の外側面には雄ネジ部が形成されている。先端口金１２の雌ネジ部に後端口金１３の雄ネジ部をねじ込むことにより、ジャケット管１同士が連結可能とされている。
【００２７】
ジャケット管１としては、これらの雄ネジ部と雌ネジ部とは、互いに入れ違えて配置した態様とすることもできる。また、先端口金１２および後端口金１３とパイプジャケット１１との接続を強固にするために、接着剤を併用したり、各ネジ部をタケノコ状にしたりすることもできる。
【００２８】
パイプジャケット１１は、直径が７５ｍｍの可とう性を有するフレキシブル筒状織物からなり、図４に示すように、タテ糸１４とヨコ糸１５ａ，１５ｂによって形成されている。タテ糸１４はポリエステル繊維の紡績糸７０９０ｄｔｅｘからなり、ヨコ糸１５ａ，１５ｂはそれぞれ亜鉛めっき硬鋼線６０Ｃφ１．６ｍｍ、ポリエステル樹脂からなる剛直なモノフィラメント糸φ１．６ｍｍからなる。このフレキシブル筒状織物では、複数本のタテ糸１４と、２種類のヨコ糸１５ａ，１５ｂが用いられている。この複数のタテ糸１４に対して、ヨコ糸１５ａ，１５ｂがスパイラル（螺旋）状に織り込まれている。また、タテ糸１４の本数は１４４本、ヨコ糸の打ち込み（長さ方向への込み具合）は４．０本／ｃｍである。
【００２９】
さらに説明すると、ヨコ糸１５ａ，１５ｂは、いずれもスパイラル状をなしており、それぞれ交互に挿入された状態で配置されている。この２本のヨコ糸１５ａ，１５ｂに対して、タテ糸１４が、ヨコ糸１５ａ，１５ｂが形成するスパイラルの軸方向に沿って配置されている。このとき、タテ糸１４は、ヨコ糸１５ａ，１５ｂが形成するスパイラルの半径方向に振幅を有する波状をなしており、隣り合うタテ糸１４とは、ヨコ糸１５ａ，１５ｂのうちのいずれか１本分の位相差を持って配置されている。
【００３０】
このフレキシブル筒状織物は網目が細かいため、細粒分や砂分が流出しにくく、全周面で集水する構造であるため、有孔管に比べて目詰まりしにくい。しかしながら、透水係数は１０−１〜１０−３ｃｍ／ｓｅｃ程度と大きく、集水能力が高い水抜き管である。また、一方のヨコ糸１５ａとして硬鋼線を用いることにより、ジャケット管１を削孔に挿入した後、地山の土圧に対して扁平につぶれないだけの剛性を確保することができる。また、他方のヨコ糸１５ｂとしてモノフィラメント糸を用いることにより、ジャケット管１の全体としての軽量化を図ることができる。
【００３１】
ジャケット管１は、ロッド２によって回転させられるロストビット３の掘進によって地山に埋設されるが、タテ糸１４に対してヨコ糸１５ａ，１５ｂがスパイラルに挿入される方向（スパイラル状の回転進行方向）は、削孔時におけるロッド２の回転方向とされている。スパイラル状をなすヨコ糸１５ａ，１５ｂの回転進行方向をロッド２の回転方向とすることにより、ロッド２の回転力がジャケット管１に影響を与えたとしても、ロッド２の回転によってヨコ糸１５ａ，１５ｂがタテ糸１４に対して締め付けられる方向に対する回転が付与されることになる。したがって、タテ糸１４に対するヨコ糸１５ａ，１５ｂの緩みを防止することができる。この結果、ジャケット管１の軸方向の剛性が損なわれることによるジャケット管１の蛇行を防止することができる。
【００３２】
また図３および図５に示すように、ジャケット管１における先端口金１２と後端口金１３との間には、補強部材（長尺状補強部材）である４本の鋼線１６が掛け渡されている。鋼線１６は、パイプジャケット１１における軸方向の周りに互いに離間して環状に配置されている。鋼線１６としては、φ３．５ｍｍのものが用いられており、各鋼線１６同士の間は、互いに等間隔とされている。また、先端口金１２と後端口金１３には、それぞれ鋼線１６を嵌め込むことができる嵌込溝１２Ａ，１３Ａがそれぞれ形成されている。鋼線１６がこれらの嵌込溝１２Ａ，１３Ａに嵌め込まれていることにより、鋼線１６は、先端口金１２および後端口金１３の外径線よりも内側位置に配置されている。
【００３３】
さらに、鋼線１６の長手方向途中位置には、補強バンドであるステンレスバンド１７が配設されている。ステンレスバンド１７は、鋼線１６の長手方向略中央部分の１箇所に配設されており、正面視した形状が円形状をなしている。補強バンド１７の外径は、先端口金１２および後端口金１３の外径と同一またはそれ未満とされている。また、ステンレスバンド１７における切れ目箇所には、バックル部１８が設けられている。このバックル部１８によってステンレスバンド１７を締め付けることにより、図５に示すように、鋼線１６がジャケット管１１に押し付けられるとともにステンレスバンド１７が変形する。変形後のステンレスバンド１７についても、その外径は、図５に破線で示す先端口金１２および後端口金１３の外径と同一またはそれ未満とされている。さらに、鋼線１６とステンレスバンド１７とは溶接固定されており、鋼板１６に対するステンレスバンド１７のずれを防止している。また、鋼線１６とパイプジャケット１１とは非接着状態とされている。
【００３４】
また、図６および図７に示すように、ジャケット管１の内部にはロッド２が配設されており、ロッド２の先端には削孔ビットであるロストビット３が取り付けられている。また、ロストビット３とジャケット管１との間には、ケーシングトップ５が介在されており、ロストビット３とロッド２との間にはシャンクデバイス４が介在されている。さらに、ジャケット管１とロッド２との間には、ガイド管であるガイドチューブ６が配設されている。このように、水抜き管を埋設する装置は、ジャケット管１と、ガイドチューブ６と、ロッド２とのいわば三重管構造をなしている。
【００３５】
ロッド２の後端部は、アダプタ部材７を介して削岩機８に回転可能に接続されている。また、ガイドチューブ６は、アダプタ部材７の先端位置に配置されており、削岩機８からの推進力を伝達可能とされている。削岩機８は、ロッド２を介してロストビット３に対して回転掘削力を付与している。なお、ここでの回転掘削力とは、回転力のほか、推進力や打撃力などを含んだ掘削力を意味するものである。また、ジャケット管１におけるもっとも削岩機８側に配設されたパイプジャケット１１の後端口金１３には、保護キャップ１９がねじ込まれている。この保護キャップ１９により、後端口金１３のネジ山の損傷を防止している。
【００３６】
ロッド２は、図５および図７に示すように、ガイドチューブ６よりも小径であり、ジャケット管１の軸方向に沿って配設されている。ロッド２は、その軸方向中央部におけるロッド中央部２１と、ロッド先端部２２と、ロッド後端部２３とによって形成されている。また、ロッド２の軸方向に直交する断面中央位置には、流水通路２４が形成されている。流水通路２４は、ロッド後端部２３からロッド中央部２１を経てロッド先端部２２までを貫いて形成されている。
【００３７】
また、ロッド中央部２１は軸方向に対して直交する断面の形状が略正六角形をなしており、ロッド先端部２２およびロッド後端部２３は、それぞれ軸方向に対して直交する断面の形状がロッド中央部２１よりも小さい略円形状をなしている。なお、本実施形態では、ロッドの断面は略正六角形をなしているが、略円形の形態などとすることもできる。ロッド先端部２２およびロッド後端部２３は互いに同径とされており、カップリング２５を介して接続可能とされている。カップリング２５の内側断面形状は、ロッド先端部２２およびロッド後端部２３の断面外形状と同形状の断面内形状と略同一とされている。先行するロッド２におけるロッド後端部２３と後続するロッド２におけるロッド先端部２２とをカップリング２５にねじ込むことにより、ロッド２同士がその軸方向に沿って接続される。
【００３８】
最先に位置するロッド２の先端にはシャンクデバイス４が取り付けられ、シャンクデバイス４の先端部にはロストビット３が取り付けられている。ロストビット３は、図７に示すように、ヘッド部３１を備えており、ヘッド部３１の先端にカッタ３２が取り付けられている。ヘッド部３１は、先端が大径で後端が小径の回転体形状をなしている。ロストビット３は、ロッド２から伝達される回転掘削力により、地山を掘削しながら前進する。また、ロストビット３の後端部には、内側断面形状が円形のシャンクデバイス接続部３３が形成されており、シャンクデバイス接続部３３の先端部には、係止孔３４が形成されている。さらに、ロストビット３には、土砂を掘削した際に、その土砂と混合してスライムを生成する水を供給する噴水口３５が形成されている。さらに、ロストビット３は、側方が切り欠かれており、生成したスライムをケーシングトップ５側へ移送するための移送流路３６が形成されている。
【００３９】
ロストビット３のヘッド部３１とロッド２との間には、シャンクデバイス４が設けられている。シャンクデバイス４の後端部には、ロッド接続部４１が形成されている。ロッド接続部４１の内側断面形状は、ロッド２におけるロッド先端部２２の断面外形状とほぼ同形状とされており、ロッド２のロッド先端部２２がシャンクデバイス４に嵌め込まれている。なお、本実施形態では、削孔ビットとしてロストビット３を用いているが、リングロストビットと回収インナービットを合わせた削孔ビットなど、適宜の削孔ビットを用いることができる。
【００４０】
また、シャンクデバイス４の先端には、ロストビット接続軸４２が設けられている。ロストビット接続軸４２の外側断面形状は、ロストビット３に形成されたシャンクデバイス接続部３３の内側断面形状とほぼ同形状をなしている。シャンクデバイス４におけるロッド接続部４１は、ケーシングトップ５の後行管５２の内径よりわずかに小さい外径を有し、ロストビット接続軸４２との間に、前方に縮径するテーパ状の伝達面を形成する。ケーシングトップ５における先行管５１の後端部は、前方が縮径するテーパ状の受け面を形成し、シャンクデバイス４の伝達面とケーシングトップ５の受け面とを当接させて削岩機８の打撃と推進をケーシングトップ５に伝達する態様としている。
【００４１】
また、シャンクデバイス４の先端部には、軸方向に対して交差する方向に突出する嵌合突起４３が設けられており、ロストビット３における係止孔３４に挿入されている。嵌合突起４３が係止孔３４に挿入されていることにより、ロッド２の回転をロストビット３に対して確実に伝達することができる。
【００４２】
さらに、シャンクデバイス４には、図７および図８に示すように、シャンクデバイス４の軸方向に沿った流水通路４４が形成されている。流水通路４４の後端は、ロッド２に形成されている流水通路２４と連通する。また、流水通路４４の途中位置には噴水口４５が形成されている。さらに、シャンクデバイス４の側方は切り欠かれており、スライムをガイドチューブ６側へ移送するための移送流路４６が形成されている。なお、噴水口４５を形成しない態様とすることもできる。
【００４３】
シャンクデバイス４の周囲には、ケーシングトップ５が設けられている。ケーシングトップ５は、先行管５１と後行管５２とを備えており、先行管５１と後行管５２とは溶接固定されている。なお、先行管５１と後行管５２とはネジ接続された態様とすることもできる。また、ケーシングトップ５の外径は、ロストビット３におけるヘッド部３１の先端の外径よりもわずかに小さくされている。ケーシングトップ５の外径をロストビット３におけるヘッド部３１の先端の外径よりも小さくすることにより、ケーシングトップ５およびケーシングトップ５に牽引されるジャケット管１の地山に対する挿入をスムーズにすることができる。また、ケーシングトップ５の先端にロストビット３におけるヘッド部３１の後端が挿入されている。
【００４４】
また、ロストビット３およびシャンクデバイス４は、ケーシングトップ５に対して相対的に回転可能とされている。このため、ロッド２が回転することにより、ロッド２の回転力がシャンクデバイス４に伝達される。シャンクデバイス４に伝達された回転力はロストビット３のヘッド部３１に伝達され、ヘッド部３１がケーシングトップ５に対して相対的に回転する。ここで、削岩機８からの回転掘削力は、ロッド２およびシャンクデバイス４を介してロストビット３に伝達するが、ケーシングトップ５には伝達しない設計構造とされている。
【００４５】
ケーシングトップ５における後行管５２の後端部外側面には、水抜き管接続部５３が形成されている。水抜き管接続部５３の外側面には、ジャケット管１における後端口金１３の外側面に形成された雄ネジ部と同様の雄ネジ部が形成されている。この水抜き管接続部５３における雄ネジ部にジャケット管１の先端口金１２の雌ネジ部をねじ込むことにより、ケーシングトップ５における後行管５２に対してジャケット管１が接続される。ケーシングトップ５にジャケット管１が取り付けられることにより、ケーシングトップ５に牽引されてジャケット管１が前進する。
【００４６】
また、ケーシングトップ５の後行管５２とロッド２との間には、スライムを移送するための移送流路５６が形成されている。この移送流路５６は、ケーシングトップ５の先行管５１とシャンクデバイス４との間に形成された移送流路４６と連通している。
【００４７】
ガイドチューブ６は、剛性を有する鋼管であり、その外径がケーシングトップ５における後行管５２の内径とほぼ同径であり、内径がロッド２よりも大径とされており、ジャケット管１の内側でジャケット管１とロッド２との間に配置されている。なお、ガイドチューブとしては塩ビ管などを用いることもできる。ガイドチューブ６は、互いの略同径のリード管６０とチューブ本体６１を備えている。チューブ本体６１の先端部には先端継手部６２が形成され、リード管６０の後端部およびチューブ本体６１の後端部には、それぞれ後端継手部６３が形成されている。また、先端継手部６２の内側面には雌ネジ部が形成されており、先行するガイドチューブ６の後端継手部６３に後続するガイドチューブ６の先端継手部６２をねじ込むことにより、ガイドチューブ６同士がその軸方向に沿って接続される。
【００４８】
ガイドチューブ６は、もっともケーシングトップ５側にリード管６０が配置されており、リード管６０の後端継手部に６３にチューブ本体６１の先端継手部６２がねじ込まれて、チューブ本体６１がリード管６０に接続される。このチューブ本体６１の後端継手部６３に後行するチューブ本体６１の先端継手部６２が接続される。こうして長尺のガイドチューブ６が形成される。さらに、ガイドチューブ６におけるもっとも削岩機８側の後端継手部６３には、保護キャップ６８がねじ込まれている。この保護キャップ６８により、後端継手部６３のネジ山の損傷を防止している。
【００４９】
また、ガイドチューブ６とロッド２との間には、スライムを移送するための移送流路６５が形成されている。この移送流路６５は、ケーシングトップ５の後行管５２とロッド２との間に形成された移送流路５６と連通している。ガイドチューブ６の外径は、ケーシングトップ５における後行管５２の内径とほぼ同径に近い径とされ、クリアランスを１ｍｍ程度とされている。さらに、ガイドチューブ６におけるリード管６０とケーシングトップ５の後行管５２との間には、図示しないＯリングが介在されている。このため、ジャケット管１とガイドチューブ６との間にスライムが流入することを防止することができる。
【００５０】
また、ガイドチューブ６の先端部は、シャンクデバイス４に対して、５０ｃｍ程度離間した位置に配置される。さらに、ケーシングトップ５の後行管５２と、リード管６０のラップ長は５０ｃｍ程度とされている。ラップ長を５０ｃｍ程度設けることにより、ケーシングトップ５に対するガイドチューブ６の抜けを防止している。このラップ長は、長くすることにより、ガイドチューブ６がケーシングトップ５から抜けにくくなるが、その一方でケーシングトップ５の重量が嵩み、施工性等が低下する。これらの点を考慮して、ケーシングトップ５の後行管５２と、リード管６０のラップ長は、適宜の長さに設定することができる。
【００５１】
アダプタ部材７は、フロントアダプタ７０およびロッドアダプタ７５を有しており、フロントアダプタ７０は、ロッドアダプタ７５よりもロストビット３側に配置されている。フロントアダプタ７０における先端部には、ガイドチューブ６の後端部に取り付けられた保護キャップ６８が挿入される挿入孔７１が形成されている。この挿入孔７１に保護キャップ６８が挿入されることにより、削岩機８からの推進力をガイドチューブ６に伝達するとともに、ガイドチューブ６の後端部の上下左右方向における揺れを防止している。
【００５２】
さらに、フロントアダプタ７０には、その軸方向に沿ってロッド２を貫通させる貫通孔７２が形成されている。ロッド２は、貫通孔７２を貫通してフロントアダプタ７０よりも削岩機８側に配置されたロッドアダプタ７５まで到達している。また、フロントアダプタ７０には、スライムを排出するためのスライム排出孔７３が形成されている。
【００５３】
ロッドアダプタ７５は、ロッド接続軸７６を備えている。ロッド接続軸７６はフロントアダプタ７０に形成された貫通孔７２に貫通しており、フロントアダプタ７０に対して相対的に回転可能とされている。
【００５４】
ロッド接続軸７６は、外断面形状がロッド２におけるロッド後端部２３の外断面形状とほぼ同形状の棒状をなしている。ロッド２におけるロッド後端部２３とロッドアダプタ７５のロッド接続軸７６とは、カップリング７７によって接続されており、ロッド後端部２３とロッドアダプタ７５のロッド接続軸７６とをそれぞれ前後方向からカップリング７７にねじ込むことにより、ロッド２とロッドアダプタ７５とがその軸方向に沿って接続される。ロッドアダプタ７５の後端部には、削岩機８における出力軸８１が嵌め込まれる削岩機接続部７８が設けられている。削岩機接続部７８は、ロッド接続軸７６の後端部に形成されており、削岩機接続部７８に付与された回転掘削力がロッド接続軸７６を介してロッド２に伝達される。また、フロントアダプタ７０とロッドアダプタ７５の接続部には、緩衝リング７９が介在されている。
【００５５】
削岩機８は、出力軸８１を備えており、出力軸８１は、削岩機接続部７８に接続されている。削岩機８では、ロッドアダプタ７５におけるロッド接続軸７６に接続されたロッド２を回転させるとともに、ロッド２を前後方向に移動させて推進力や打撃力（掘削力）を付与している。なお、ガイドチューブ６には回転力を付与せず、推進力を付与する設計構造とされている。
【００５６】
削岩機８から付与された回転掘削力は、ロッド２を介してロストビット３に伝達される。ロストビット３は、付与された回転掘削力により地山を掘削するとともに前進する。また、ロッド２における流水通路２４には、図示しない給水装置から水が供給される。
【００５７】
続いて、本実施形態に係る水抜き工法の手順について説明する。
【００５８】
本実施形態に係る水抜き管を用いた水抜き工法では、まず、削岩機８によってロッド２を介してロストビット３を回転させ、ロストビット３の回転掘削力によって地山Ｔの掘削を始める。このとき、ロストビット３の後端部には、ケーシングトップ５を介してジャケット管１が取り付けられており、ロストビット３の地山Ｔ内への進入により、ジャケット管１も地山内に進入する。
【００５９】
ここで、ジャケット管１には、先端口金１２と後端口金１３との間に鋼線１６が掛け渡されている。パイプジャケット１１はフレキシブル筒状織物からなり、伸縮や捩れが生じ易い材質のものであるが、先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡された鋼線１６によってパイプジャケット１１の伸縮や捩れを防止している。このため、パイプジャケット１１の伸縮や捩れを防止することができるので、削岩機８を用いてジャケット管１を地中に埋設する場合でも、ジャケット管１の伸縮や捩れを生じ難くすることができる。
【００６０】
さらに鋼線１６を用いることによる補強効果について具体的に説明すると、複数、本実施形態では４本の鋼線１６を設けることによって引張耐力、捩り耐力、および圧縮耐力が向上する。引張耐力が向上することにより削孔中のパイプジャケット１１の伸長を防止する。捩り耐力が向上することにより、削孔中のパイプジャケット１１の捩れを防止することができる。さらに、圧縮耐力が向上することにより、後方からの押込や打撃によるパイプジャケット１１の圧縮や座屈を抑制することができる。
【００６１】
また、複数本の鋼線１６が環状に配設されていることにより、鋼線１６がパイプジャケット１１の外環となる。そのため、パイプジャケット１１と孔壁との接触を少なくすることができ、パイプジャケット１１の排水機能の低下や摩擦による水抜き管本体の破損を防止することができる。
【００６２】
さらに、先端口金１２と後端口金１３との間に鋼線１６が掛け渡されていることにより、ジャケット管１の剛性および直線性が向上する。ジャケット管１の剛性が向上することにより、直線性を有する部材としてジャケット管１を取り扱うことができ、運搬や削孔作業中のジャケット管１同士の接続作業を容易に行うことができるようになる。しかも、直線性が向上することにより、ジャケット管１の孔曲がりを防止することができる。このため、ジャケット管１と孔壁との間の摩擦力を低減することができ、ジャケット管１の設置長さを増加させることができる。その結果、長さ当りの作業時間を短縮することができ、工期の短縮に寄与することができる。
【００６３】
また、鋼線１６が先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡されていることから、パイプジャケット１１と孔壁との間には鋼線１６が介在されることになる。このため、パイプジャケット１１と孔壁とが直接接触することが少なくなる。したがって、パイプジャケット１１が孔壁に接触した際に生じる摩擦が小さくなるので、摩擦によるパイプジャケット１１の損傷を防止することができる。
【００６４】
さらに、鋼線１６は、先端口金１２および後端口金１３には、鋼線１６が嵌め込まれる嵌込溝１２Ａ，１３Ａがそれぞれ形成されている。鋼線１６はこれらの嵌込溝１２Ａ，１３Ａに嵌め込まれ、先端口金１２および後端口金１３の外径線よりも内側に配置されている。したがって、ジャケット管１を地中に埋設する際に、地中における鋼線１６の抵抗を小さくすることができる。その結果、水抜き管を埋設し易くすることができる。また、鋼線１６とパイプジャケット１１とは非接着状態とされている。このため、パイプジャケット１１の排水機能を阻害しないようにすることができる。
【００６５】
ジャケット管１の地山への進入を開始したら、続けて、ロストビット３による掘進を継続する。その後、ジャケット管１のほぼ全体が地山Ｔ内に進入したら、ジャケット管１の後端部に後続のジャケット管１を接続する。それから、削岩機８を駆動して、ロストビット３による掘進をさらに継続する。
【００６６】
このとき、ロッド２における流水通路２４に給水装置から水が供給される。流水通路２４に供給された水は、ロッド２における流水通路２４およびロストビット３における噴水口３５から噴水される。ロストビット３の先端部では、カッタ３２によって地山Ｔの掘削が行われ、この掘削に伴って土砂が排出される。この土砂が噴水口３５から噴水される水と混合されスライムとなる。
【００６７】
スライムは、移送流路３６を通じてガイドチューブ６の後端部から排出される。ここで、ガイドチューブ６の外径がケーシングトップ５における後行管５２の内径とほぼ同径とされ、ガイドチューブ６とジャケット管１との間には、ほとんど隙間がなくされていることにより、ガイドチューブ６とロッド２との間に移送流路６５が形成され、ガイドチューブ６とジャケット管１との間にスライムが流入することを防止している。
【００６８】
こうしてロストビット３による掘進を継続し、後続するジャケット管１のほぼ全体が地山に進入したら、さらに後続するジャケット管１を接続して掘進を継続する。その後、所定の長さ分のジャケット管１が地山Ｔに進入したら、ジャケット管１からロッド２およびガイドチューブ６を引き抜く。
【００６９】
それから、削岩機８を取り除いて、ジャケット管１の埋設を完了する。なお、ロストビット３およびケーシングトップ５は、ジャケット管１とともにそのまま地山Ｔに埋め残す。そして、ジャケット管１が埋設された後は、トンネルを構築する際の水抜き管として用いられる。
【００７０】
このようにして埋設されたジャケット管１は、パイプジャケット１１がフレキシブル筒状織物で形成されている。このため、水抜き管として用いられる際に、細粒分や砂分が流出しにくい。また、全周面で集水する構造であるため、有孔管に比べて目詰まりしにくい。しかしながら、透水係数は１０−１〜１０−３ｃｍ／ｓｅｃ程度と大きい。このため、高い集水能力を発揮することができる。したがって、目詰まりによる水抜き効果の低減を防止することができ、水抜き管として好適に用いることができる。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、上記実施形態と比較して水抜き管の態様が異なっている。図９は本実施形態に係るジャケット管の斜視図、図１０（ａ）は本実施形態に係るジャケット管の正断面図、（ｂ）はその変形例の正断面図である。
【００７２】
図９に示すように、本実施形態に係るジャケット管９０は、上記ジャケット管１と同様、パイプジャケット１１を備えており、パイプジャケット１１の先端部には先端口金１２が取り付けられ、後端部には後端口金１３が取り付けられている。また、先端口金１２と後端口金１３との間には、図１０（ａ）に示すように、板状長尺部材である４枚の補強平板９１が設けられている。ただし、図１０（ｂ）に示すように、６枚の補強平板９１が設けられている態様とすることもできる。補強平板９１は、パイプジャケット１１における軸方向の周りに互いに離間して環状に配置されている。補強平板９１としては、断面形状が３ｍｍ×１３ｍｍの長方形状のものが用いられており、補強平板９１同士の間は、互いに等間隔とされている。また、先端口金１２と後端口金１３には、それぞれ補強平板９１を嵌め込むことができる嵌込溝１２Ｂ，１３Ｂがそれぞれ形成されている。補強平板９１がこれらの嵌込溝１２Ｂ，１３Ｂに嵌め込まれていることにより、補強平板９１は、先端口金１２および後端口金１３の外径線よりも内側位置に配置されている。
【００７３】
さらに、補強平板９１の長手方向途中位置には、補強バンドであるステンレスバンド９２が配設されている。ステンレスバンド９２は、補強平板９１の長手方向略中央部分の１箇所に配設されており、正面視した形状が円形状をなしている。また、ステンレスバンド９２における切れ目箇所には、バックル部９３が設けられている。このバックル部９３によってステンレスバンド９２を締め付けることにより、図１０（ａ）に示すように、補強平板９１がジャケット管１１に押し付けられるとともにステンレスバンド９３が変形する。変形後のステンレスバンド９３の外径は、先端口金１２および後端口金１３の外径と同一またはそれ未満とされている。さらに、補強平板９１とステンレスバンド９２とは溶接固定されており、補強平板９１に対するステンレスバンド９２のずれを防止している。また、補強平板９１とパイプジャケット１１とは非接着状態とされている。
【００７４】
このように長尺状補強部材として補強平板９１を用いた場合でも、上記第１の実施形態と同様、パイプジャケット１１の伸縮や捩れを防止することができるので、削岩機８を用いてジャケット管９０を地中に埋設する場合でも、パイプジャケット１１に伸縮や捩れが生じ難く、埋設や接続作業が容易であり、破断や排水機能の低下を防止することができる。また、補強平板９１を設けることにより、パイプジャケット１１と孔壁との接触を少なくすることができるので、パイプジャケット１１の排水機能の低下や摩擦による水抜き管本体の破損を防止することができる。また、補強平板９１は、鋼線１６を用いる場合よりも水抜き管本体を補強する際の強度を大きくすることができる。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記第１の実施形態では硬鋼線として鋼線１６を用いているが硬鋼線としてピアノ線などを用いることができる。この際のピアノ線としては、φ４．５ｍｍ程度のものを好適に用いることができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、鋼線１６または補強平板９１を４本（４枚）設けているが、３本（３枚）や５本（５枚）以上とすることもできる。また、上記実施形態では複数の鋼線１６または補強平板９１を等間隔に配置しているが等間隔以外の間隔をもって配置することもできる。
【００７７】
さらに、上記実施形態では、補強部材として鋼線１６または補強平板９１といった長尺状補強部材を用いているが、補強部材としては、先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡され、パイプジャケット１１を覆って配置されたスパイラル状の補強部材を用いることもできる。この補強部材としては、たとえば先端口金１２と後端口金１３との間に針金をスパイラル状に巻きつけるものや、予め製造されたスプリングを先端口金１２と後端口金１３との間に掛け渡すものなどを用いることができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、補強バンドとしてステンレスバンドを用いているが、ステンレス以外の素材のものを用いることもできる。さらに、上記実施形態では、先端口金１２および後端口金１３に鋼線１６や補強平板９１を取り付けるために、嵌込溝１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂを設けたが、嵌込溝を設ける代わりに、パイプジャケット１１に向かうにつれて縮径するテーパを先端口金１２および後端口金１３に形成する態様とすることもできる。もちろん、このようなテーパを付けた先端口金１２および後端口金１３に嵌込溝を形成する態様とすることもできる。さらには、先端口金１２と後端口金１３とにおける補強部材の取付態様が異なるようにすることもできる。
【００７９】
他方、上記実施形態では、ロストビット３を埋め残す態様としているが、他の態様の削孔ビットを用いる場合、削孔ビットをも取り除く態様とすることができる。また、上記実施形態におけるジャケット管のタテ糸１４やヨコ糸１５ａ，１５ｂのピッチ、径、材質などを自由に設計することにより、地山の状況に応じたジャケット管を形成することができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、トンネル構築領域Ｘの周囲に水抜き管を埋設する水抜き工法を例に説明したが、水抜き管の埋設位置は、トンネル構築領域Ｘの周囲に限られず、たとえば、法面であったり、地表面であったりする態様とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態に係るジャケット管を埋設する装置の側面図である。
【図２】ジャケット管を設けたトンネル周辺の模式的斜視図である。
【図３】ジャケット管の斜視図である。
【図４】パイプジャケットの模式的斜視図である。
【図５】ジャケット管の正断面図である。
【図６】ジャケット管の中央部の側断面図である。
【図７】ジャケット管を埋設するシステム全体の側断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】第２の実施形態に係るジャケット管の斜視図である。
【図１０】（ａ）は第２の実施形態に係るジャケット管の正断面図、（ｂ）はその変形例の正断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…ジャケット管
２…ロッド
３…ロストビット
４…シャンクデバイス
５…ケーシングトップ
６…ガイドチューブ
７…アダプタ部材
８…削岩機
１１…パイプジャケット
１２…先端口金
１３…後端口金
１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ…嵌込溝
１４…タテ糸
１５ａ，１５ｂ…ヨコ糸
１６…鋼線
１７…ステンレスバンド
１８…バックル部
１９…保護キャップ
２１…ロッド中央部
２２…ロッド先端部
２３…ロッド後端部
２４…流水通路
２５…カップリング
３１…ヘッド部
３２…カッタ
３３…シャンクデバイス接続部
３４…係止孔
３５…噴水口
３６…移送流路
４１…ロッド接続部
４２…ロストビット接続軸
４３…嵌合突起
４４…流水通路
４５…噴水口
４６…移送流路
５１…先行管
５２…後行管
５３…管接続部
５６…移送流路
６０…リード管
６１…チューブ本体
６２…先端継手部
６３…後端継手部
６５…移送流路
６８…保護キャップ
７０…フロントアダプタ
７１…挿入孔
７２…貫通孔
７３…スライム排出孔
７５…ロッドアダプタ
７６…ロッド接続軸
７７…カップリング
７８…削岩機接続部
７９…緩衝リング
８１…出力軸
９０…ジャケット管
９１…補強平板
９２…ステンレスバンド
９３…バックル部
Ｔ…地山
Ｘ…トンネル構築領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、前記ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、前記削孔ビットに接続されて前記削孔ビットの掘進に伴って地中に埋設され、前記ロッドが内部に収容される水抜き管であって、
フレキシブル筒状織物で形成された水抜き管本体を備え、
前記水抜き管本体の先端部に先端接続継手が設けられ、
前記水抜き管本体の後端部に、前記先端接続継手と接続可能とされた後端接続継手が設けられ、
前記先端接続継手と前記後端接続継手との間に補強部材が掛け渡されていることを特徴とする水抜き管。
【請求項２】
前記補強部材は、前記先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置されている請求項１に記載の水抜き管。
【請求項３】
前記先端接続継手および前記後端接続継手における外径線を構成する部材に、前記補強部材を嵌め込む嵌め込み溝が形成されている請求項２に記載の水抜き管。
【請求項４】
前記補強部材は、複数の長尺状補強部材を備えており、
前記複数の長尺状補強部材は、前記水抜き管本体における軸方向の周りに互いに離間して配置されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の水抜き管。
【請求項５】
前記長尺状補強部材が、硬鋼線または板状長尺部材である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の水抜き管。
【請求項６】
前記水抜き管本体における長手方向の途中位置に、前記複数の長尺状補強部材を接続する補強バンドが設けられている請求項４または請求項５に記載の水抜き管。
【請求項７】
前記補強部材は、前記水抜き管本体の軸を中心とするスパイラル状をなし、前記水抜き管本体を覆って配置されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の水抜き管。
【請求項８】
ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、前記ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、
前記削孔ビットに、前記ロッドを内部に収容する水抜き管を接続して、前記削孔ビットの掘進に伴って前記水抜き管を前記地山に埋設するにあたり、
前記水抜き管として、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載の水抜き管を用いることを特徴とする水抜き管の埋設方法。
【請求項１】
ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、前記ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、前記削孔ビットに接続されて前記削孔ビットの掘進に伴って地中に埋設され、前記ロッドが内部に収容される水抜き管であって、
フレキシブル筒状織物で形成された水抜き管本体を備え、
前記水抜き管本体の先端部に先端接続継手が設けられ、
前記水抜き管本体の後端部に、前記先端接続継手と接続可能とされた後端接続継手が設けられ、
前記先端接続継手と前記後端接続継手との間に補強部材が掛け渡されていることを特徴とする水抜き管。
【請求項２】
前記補強部材は、前記先端接続部材および後端接続部材の外径線よりも内側位置に配置されている請求項１に記載の水抜き管。
【請求項３】
前記先端接続継手および前記後端接続継手における外径線を構成する部材に、前記補強部材を嵌め込む嵌め込み溝が形成されている請求項２に記載の水抜き管。
【請求項４】
前記補強部材は、複数の長尺状補強部材を備えており、
前記複数の長尺状補強部材は、前記水抜き管本体における軸方向の周りに互いに離間して配置されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の水抜き管。
【請求項５】
前記長尺状補強部材が、硬鋼線または板状長尺部材である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の水抜き管。
【請求項６】
前記水抜き管本体における長手方向の途中位置に、前記複数の長尺状補強部材を接続する補強バンドが設けられている請求項４または請求項５に記載の水抜き管。
【請求項７】
前記補強部材は、前記水抜き管本体の軸を中心とするスパイラル状をなし、前記水抜き管本体を覆って配置されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の水抜き管。
【請求項８】
ロッドの先端に設けられた削孔ビットに対して、前記ロッドを介して回転掘削力を付与することによって地盤を掘進し、
前記削孔ビットに、前記ロッドを内部に収容する水抜き管を接続して、前記削孔ビットの掘進に伴って前記水抜き管を前記地山に埋設するにあたり、
前記水抜き管として、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載の水抜き管を用いることを特徴とする水抜き管の埋設方法。
【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２０１０−１６７５（Ｐ２０１０−１６７５Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６２２６８（Ｐ２００８−１６２２６８）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００１１７１３５）芦森工業株式会社 (447)
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００１１７１３５）芦森工業株式会社 (447)
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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