説明

管地中埋設工法

【課題】 自穿ビットを管と共に地中に残すが、機械的強度が低い管であっても自穿ビットに回転推進力を容易に付与することができること。
【解決手段】 地中に埋設すべき管10の先端に取り付けられた自穿ビット12の角型係合部12Eに管10内に挿入された自穿ロッド14の角型被係合部14Eを係合し、自穿ロッド14に回転推進力を付与して自穿ビット12によって削孔しつつ管10を地中に打ち込み、管10の打ち込み後、自穿ロッド14を自穿ビット12から抜き取ることによって自穿ロッド14を回収する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、トンネル等の天端、切羽等の崩落等を防止するためのように地中を補強する目的で鋼管等の管を埋設する工法に関し、特に、直径が数十mm程度の小径管を地中に埋設する工法の改良に関するものである。
【背景技術】
【0002】
トンネル等を掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化する目的で種々の地山を補強するために、パイプルーフ工法、AGF工法、フォアパイリング工法の如き長尺先受工法が広く実施されている。これらの長尺先受工法においては、長尺先受鋼管の内方に配設される穿孔ロッドの先端部に穿孔用ビットを装着し、その穿孔ビットによって穿孔しながら長尺先受鋼管が地山に打ち込まれる。このようにして地山に長尺先受鋼管 を打ち込んだ後、先端の穿孔用ビットを縮小して長尺先受鋼管の中空部を通して穿孔ビットを穿孔ロッドと共に回収し、その後、長尺先受鋼管内に充填材を注入し、鋼管の内外をこの充填材で固めている。
【0003】
しかし、このような工法では、穿孔ビットは、外径を拡縮するような構造を有しなければならないので、その穿孔ビットの構造が複雑であり、また長尺先受鋼管は、穿孔ビットが通過することができるのに充分な内径を必要とするので、鋼管が大径化し、大きな打設力が必要となる上に、ビットの回収作業が面倒であった。
【0004】
このため、長尺先受け鋼管の先端に自穿ビットを装着し、この先受鋼管を介して穿孔機から打撃力と回転力、即ち回転推進力を自穿ビットに付与して穿孔し、穿孔後、自穿ビットを回収することなく長尺先受鋼管と共に地中に埋設する方式が提案されている(特許文献1参照)。
【0005】
しかし、この工法では、長尺先受鋼管を介して自穿ビットに打撃力と回転力とを付与するので、鋼管自体がこの打撃力や回転力に耐えることができなければならないため、薄肉小径鋼管や樹脂管の如き機械的強度が低い管に適用することができない欠点があった。
【0006】
【特許文献1】特開平8−338191号公報(特許第2521559号公報)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明が解決しようとする1つの課題は、自穿ビットを回収することなく埋設管と共に地中に残すが、機械的強度が低い管でも容易に適用することができる管地中埋設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】
本発明の課題解決手段は、地中を削孔しながら管を地中に打設する管地中埋設方法において、この管の先端に取り付けられた自穿ビットの角型係合部に管内に挿入された断面自穿ロッドの角型被係合部を係合し、自穿ロッドに回転推進力を付与して自穿ビットによって削孔しつつ管を地中に打ち込み、管の打ち込み後、自穿ロッドを自穿ビットから抜き取ることによって回収することを特徴とする管地中埋設工法を提供することにある。
【0009】
本発明の課題解決手段において、自穿ビットは、管に圧力嵌めされるスカート部を有し、また自穿ロッドと管との間には自穿ロッドに嵌合する角型内面と管に圧力嵌めされる嵌合面とを有する嵌合伝動部材が設けられているのが望ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明の管地中埋設工法は、管の先端に自穿ビットを装着するが、この自穿ビットには管を介してではなく、管の中に挿入されて自穿ビットの角型係合面に係合する自穿ロッドを介して回転推進力を付与するので、管は、薄肉小径鋼管や樹脂管の如き機械的強度が低い管にも容易に適用することができる。
【0011】
また、管内を通して抜き取るのは、自穿ロッドのみであって自穿ビットは地中に残したままである上に、自穿ビットの角型係合面と自穿ロッドの角型被係合面とで機械的に結合されていて単に自穿ロッドをその軸線方向に差し込んだり引き抜いたりするだけで脱着することができるので、ロッドの回収作業が容易に行われる。
【0012】
更に、自穿ビットが管に圧力嵌めされ、また自穿ロッドと管との間にはこれらの間で回転推進力を伝達することができるアダプタが設けられていると、回転推進力は、ロッドと管とを介して自穿ビットに伝達されるので、自穿機能を高い精度で効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、本発明に係わる管地中埋設工法は、図1に示すように、トンネル1等を掘削する際に予め坑内の奧の地盤を補強する目的で地山2を先受けするために切羽3の上縁3aに沿ってその上方の地山部分2aに斜めに管10を削孔しながら打設する。管10は、例えば、断面円形の薄肉小径長尺鋼管10SPから成っているが、樹脂管又は繊維強化樹脂管から成っていてもよい、
【0014】
本発明の工法では、図2に示すように、管10の先端に自穿ビット12を取り付け、また管10の内部に自穿ロッド14を挿入し、自穿ロッド14から自穿ビット12に回転推進力が伝達されるように自穿ロッド14の先端を自穿ビット12に結合する。
【0015】
この自穿ビット12と自穿ロッド14との結合は、自穿ビット12の角型係合部12Eに自穿ロッド14の角型被係合部14Eを係合して行われる。図示の形態では、自穿ビット12の角型係合部12Eは、雌係合部であり(図4C参照)、自穿ロッド14の角型被係合部14Eが雄被係合部であるが、自穿ビット12の角型係合部12Eが雄係合部であり、自穿ロッド14の角型被係合部14Eが雌被係合部であってもよい。
【0016】
図2及び図4Aに示すように、自穿ビット12は、管10の内面に圧力嵌めされるスカート部12Sを有し、角型係合部12Eは、このスカート部12Sの内面に設けられている。また図2及び図5に示すように、自穿ロッド14と管10との間の基端部(回転推進力の入力側端部)には自穿ロッド14の角型外面14OS(図2参照)に嵌合する角型内面16ISと管10の内面に圧力嵌めされる嵌合面16ESとを有する嵌合伝動部材16が設けられている。
【0017】
従って、自穿ロッド14に回転推進力が付与されると、この力は、自穿ロッド14から直接自穿ビット12に伝達されると共に、自穿ロッド14から嵌合伝動部材16及び管10を介して自穿ビット12に伝達される。
【0018】
自穿ビット12は、図4A乃至図4Cに示すように、先端面に十字状の刃12Bを有し、また角型係合部12Eに開口し複数の分岐孔12HDから成る水噴出孔12Hとを有し、水噴射孔12Hは、自穿ロッド14内の中空通路14H(図3参照)に連通して自穿ロッド14から供給される水を自穿ビット12の先端で噴出して地山を崩して自穿機能を向上するようにしている。
【0019】
図2及び図6に示すように、アダプタ18の角型穴18Hが自穿ロッド14の角型基端部14BEに係合され、このアダプタ18は、図示しない穿孔機4に接続される。
【0020】
次に、本発明の工法の操作を述べると、図2に示すように、管10の先端に自穿ビット12を装着し、管10内に自穿ロッド14を挿入してその先端の角型被係合部14Eを自穿ビット12の角型係合部12Eに係合し(差し込み)、管10と自穿ロッド14との間に嵌合伝動部材16を差し込む。この状態で自穿ロッド14の管10の後端から突出する端部にアダプタ18を介して図示しない穿孔機を接続し、自穿ロッド14の中空通路14Hに水を供給しながら穿孔機を駆動して自穿ロッド14及び管10を介して自穿ビット12に回転推進力を付与する。
【0021】
このようにすると、地山は自穿ビット12から噴出する水によって崩されながら自穿ビット12の刃12Bによって削孔され、この削孔が進行するにつれて推進力によって管10は、徐々に地中に深く打ち込まれる。
【0022】
管10が所定深さまで打ち込まれたとき、穿孔機の駆動と水の供給を停止し、アダプタ18、嵌合伝動部材16を外し、自穿ロッド14を自穿ビット12から引き抜いて回収する。従って、管10との先端の自穿ビット12が地中に取り残される。
【0023】
その後、管10内にウレタン系又はセメント系の固形材を注入し、管10に設けられた図示しない孔及び/又は自穿ビット12の水噴出孔12Hを介して管10の外部に流出して管10の内外を固形材で固化する。
【0024】
上記のように、管10の先端に装着される自穿ビット12は、管10の中に挿入される自穿ロッド14を介して回転推進力を付与するので、管10は、薄肉小径鋼管や樹脂管の如き機械的強度が低い管にも容易に適用することができることが解る。
【0025】
また、自穿ロッド14は、自穿ビット12を地中に残したままか回収されるが、これらは、自穿ビット12の角型係合面12Eと自穿ロッド14の角型被係合面14Eとで機械的に結合されているので、単に自穿ロッド14をその軸線方向に差し込んだり引き抜いたりするだけで脱着することができ、自穿ロッド14の回収作業を容易に行うことができる。
【0026】
自穿ビット12が管に圧力嵌めされ、また自穿ロッド14と管10との間にはこれらの間で回転推進力を伝達することができる嵌合伝動部材16が設けられていると、回転推進力は、自穿ロッド14と管10との両方を介して自穿ビット12に伝達することができ、自穿機能を高い精度で効率よく行うことができる。
【0027】
なお、上記の実施の形態では、切羽3の上縁3aに沿ってその上方の地山部分2aに斜めに管10を打ち込んだが、図7に示すように、切羽3の鏡面4を補強するように管10を打ち込むのにも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0028】
本発明の工法は、自穿ビットを地中に残したまま自穿ロッドのみを回収し、また自穿ロッドは、自穿ビットに角型表面の係合で相互に結合されるので、自穿ロッドをその軸線方向に抜き差しするだけで脱着することができるから自穿ロッドの回収作業が容易であり、管は機械的強度が低い管にも容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の工法によって切羽上縁の上方に斜めに地中を掘削しながら補強管を埋設している状態を説明する概略斜視図である。
【図2】本発明の工法に用いられる管と自穿ビットと自穿ロッドとの関係を示す縦断面図である。
【図3】図2の基端部側の横断面図である。
【図4】本発明の工法に用いられる自穿ビットを示し、同図(A)は、その縦断面図、同図(B)は、その正面図、同図(C)は、その背面図である。
【図5】本発明の工法に用いられる嵌合伝動部材を示し、同図(A)は、その縦断面図、同図(B)は、その正面図である。
【図6】本発明の工法に用いられるアダプタの縦断面図である。
【図7】本発明の工法によって切羽鏡面を補強するように地中を掘削しながら補強管を埋設している状態を説明する概略側断面図である。
【符号の説明】
【0030】
1 トンネル
2 地山
2a 地山部分
2b 削孔部分
3 切羽
4 鏡面
10 管
10SP 長尺鋼管
12 自穿ビット
12C 傾斜面
12E 角型係合部
12H 水噴射孔
12HD 分岐孔
12S スカート部
14 自穿ロッド
14E 角型被係合部
14OS 角型外面
16 嵌合伝動部材
16ES 嵌合面
18 アダプタ
18H 角型穴


















【特許請求の範囲】
【請求項1】
地中を削孔しながら小径の管を打設する管地中埋設方法において、前記管の先端に取り付けられた自穿ビットの角型係合部に前記管内に挿入された自穿ロッドの断面角型被係合部を係合し、前記自穿ロッドに回転推進力を付与して前記自穿ビットによって削孔しつつ前記管を地中に打ち込み、前記管の打ち込み後、前記自穿ロッドを前記自穿ビットから抜き取ることによって回収することを特徴とする管地中埋設工法。
【請求項2】
請求項1に記載の管地中埋設方法であって、前記自穿ビットは、前記管に圧力嵌めされるスカート部を有し、また前記自穿ロッドと前記管との間には前記自穿ロッドに嵌合する角型内面と前記管に圧力嵌めされる嵌合面とを有する嵌合伝動部材が設けられていることを特徴とする管地中埋設工法。








































【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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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2006−104695(P2006−104695A)
【公開日】平成18年4月20日(2006.4.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−289843(P2004−289843)
【出願日】平成16年10月1日(2004.10.1)
【出願人】(300044816)新日高株式会社 (4)
【Fターム(参考)】