説明

管路の構築工法

【課題】推進工法とシールド工法を併用し、推進工法の推進が限界に達した時点でシールド工法に移行する管路の構築工法において、シールド工法への切り換えが短時間で行える管路の構築工法を提供する。
【解決手段】掘進機1の後方に配置したシールド筒ユニット2内部予め接続セグメント管5を組み込み、この接続セグメント管5の後端に固定した異形ジョイント8に推進管3の先端を接続し、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、シールド筒ユニット2の推進ジャッキ4を伸縮作動させ、掘進機1の前進とセグメント管5aの組み立てにより、推進管3の先端に接続セグメント管5とセグメント管5aを用いて管路を構築する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、推進工法とシールド工法を併用し、推進工法での推進が限界に陥った時点でシールド工法に切り換えることにより、必要な長さの管路を構築する管路の構築工法において、現場での推進工法からシールド工法への切り換えが短時間で行えるようにした管路の構築工法に関する。
【背景技術】
【0002】
地上から掘削することなく地中に管路を構築するための工法には、大別して推進工法とシールド工法があり、構築する管路の管径や土質等に応じて使い分けがなされているが、シールド工法は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並行して行いながら管路を構築していくため、工期が比較的長くかかることになり、このため、人が中に入れる程度の口径を有する小口径の管路構築においては、推進工法が多用されている。
【0003】
上記推進工法において、長距離化を達成するため、以前は中押方法が用いられ、近年は掘進機による掘削径を推進管の外径よりも大きく設定することで、推進管と地山の間にテールボイドを確保する推力減少方法が主流になっている。
【0004】
上記推進工法における中押方法は、掘進機の後方50mほどの地点において、推進管の途中にジャッキを組込み、推進工程中にジャッキを伸長させてそれより前の50m分を動かし、推進用ジャッキの推力を軽減しようとするものであり、また、テールボイドによる推力減少方法は、テールボイドの滑材により推進管と地山の摩擦発生を少なくし、推進用ジャッキの伸長に要する推力を軽減し、長距離化を図ろうとするものである。
【0005】
ところで、推進工法の推進能率は、異なる土質条件や地下水圧の有無、管路線形等により左右されやすく、実際の現場においては、これらの推進工法技術は理論通りにはならず、全国でトラブルが発生しているのが現状である。
【0006】
例えば、1スパン500mの内、途中にたった10mでも、推進管に対する地山の締付けが起きただけで、推進用ジャッキの推力に限界が生じ、推進管全体が全く動かなくなり、一旦推進管が動かなくなると、再稼動が極めて困難になるのが推進工法の弱点である。
【0007】
また、推進管において、耐圧強度の高い高強度管の開発も進んではいるが、推進工法の弱点を払拭するに至っていないのが現状である。
【0008】
このような推進工法の問題点を解決するため、管路構築に推進工法とシールド工法を併用し、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ことで、必要とする長さの管路を効率よく連続して構築することができる管路の構築工法が提案されている。
【0009】
上記した推進工法とシールド工法を併用する管路の構築工法は、掘進機とその後方に先端を接続した推進管を推進工法によって地中に進入させ、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、掘進機の後方に設けたシールド筒ユニット内で、複数のセグメントを用いたセグメント管の組み立てを行い、このセグメント管を推進管の先端に順次接続する作業と、セグメント管を反力とする推進ジャッキの伸縮で掘進機を間歇前進させる工程を繰り返すことによって、管路を連続して構築するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ところで、推進工法の停止後にシールド工法に切り換える場合、推進管の先端にセグメント管を接続する作業が必要になり、これを地中において行うには手間と時間がかかることになる。
【0011】
また、接続作業には漏水の対策が必要になり、推進管先端部の周辺土壌の性状が安定するまで、シールド工法に移行できないので、その分後期の期間が長くなるという問題がある。
【0012】
そこで、この発明の課題は、推進工法とシールド工法を併用し、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管路の構築工法において、推進工法からシールド工法への切り換えが短時間で行え、管路構築の後期短縮を図ることができる管路の構築工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記のような課題を解決するため、この発明は、掘進機の後方に配置したシールド筒ユニットに推進管を接続し、先ず推進管を推進工法によって地中に進入させ、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、推進管の先端にセグメントを用いてシールドの管路を構築する管路の構築工法において、前記シールド筒ユニット内に複数のセグメントで組み立てた接続セグメント管を予め収納しておき、この接続セグメント管の後端に同軸心状の配置で固定した異形ジョイントに推進管の先端を水密に接続して推進工法を行い、シールド工法は、シールド筒ユニット内の推進ジャッキを作動させる掘進機の間歇前進と、シールド筒ユニット内で複数のセグメントを用いたセグメント管の組み立てを行い、接続セグメント管の先端に管路を連続して構築していく構成を採用したものである。
【0014】
上記異形ジョイントが、接続セグメント管の後端にボルトで水密に固定する環状板の外周に推進管の先端を嵌合するソケット部を設けて形成され、このソケット部と推進管の嵌合面間に環状の止水パッキンを複数設け、推進管の先端部周壁に止水パッキン間と連通するよう設けた止水材注入孔から止水パッキン間に止水材を注入するように構成することができる。
【0015】
ここで、シールド筒ユニットは、スキン円筒の内部に複数のシールドジャッキと、その後方に複数のセグメントで組み立てた接続セグメント管を工場において予め組み込み、スキン円筒と接続セグメント管の間に止水用のシールパッキンを設け、スキン円筒の後端部外周にシールド止水板が設けられている。
【0016】
シールド工法の施工は、予めシールド筒ユニット内に接続セグメント管が組み込んであるので、接続セグメント管を反力として推進ジャッキで掘進機を前進させ、作業用空間を確保した状態でセグメント管の組み立てを行い、このような掘進機を前進とセグメント管の組み立てを繰り返すことにより管路を構築する。
【発明の効果】
【0017】
この発明によると、推進工法とシールド工法を併用し、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管路の構築方法において、前記シールド筒ユニット内に接続セグメント管を予め収納しておき、この接続セグメント管の後端に同軸心状の配置で固定した異形ジョイントに推進管の先端を水密に接続しておくようにしたので、推進工法からシールド工法への切り換え時に、推進管の先端に接続セグメント管が接続されているので、推進管の先端とセグメント管を接続する作業が省け、直ぐにシールド工法に移行することができるので、推進工法からシールド工法への切換えが短時間で行え、これによって、工期短縮による経済効率の向上が図れる。
【0018】
また、異形ジョイントを用い、この異形ジョイントの推進管との接続部分を止水することにより、推進管の接続部分を水密にすることができ、推進工法及びシールド工法時の漏水発生を防ぐことができ、特に、シールド工法による管路構築が円滑に行え、止水性の高い管路を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】
【0019】
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。
【0020】
図1(a)は、管路の構築工法に用いる構築装置の推進工法時の状態を示し、テールボイドによる推力減少方法を利用する掘進機1の後方にシールド筒ユニット2を配置し、このシールド筒ユニット2の後端に接続した推進管3を推進工法によって地中に進入させるようになっている。
【0021】
上記推進管3は、RC、ダクタイル管、鋼管等を用い、順次後端側に接続されながら発進竪坑の推進用押し込みジャッキで地中に押し込まれることになる。
【0022】
上記シールド筒ユニット2は、単体の製品として別途製作され、推進管3の外径に見合うスキン円筒2aの内部に、複数の推進ジャッキ4と、その後方に鋼製やRC製の4〜6に分割したセグメントで組み立てた接続セグメント管5を工場において予め組み込み、スキン円筒2aと接続セグメント管5の間に止水用のシールパッキン6を設け、スキン円筒2aの後端部外周にシールド止水板7が設けられている。図示の場合、2個の接続セグメント管5をスキン円筒2aの内部に接続状態で組み込んだ例を示している。
【0023】
上記接続セグメント管5の後端に異形ジョイント8を同軸心状の配置で固定し、この異形ジョイント8に推進管3の先端を水密に接続するようにしている。なお、推進管3と接続セグメント管5は内径が等しく、推進管3の方が外径が大きく、上記シールド筒ユニット2のスキン円筒2aの外径は、推進管3の外径に一致している。
【0024】
上記異形ジョイント8は、図2のように、接続セグメント管5の後端に複数のボルト9で水密に固定する環状板10の外周に推進管3の先端を嵌合するソケット部11を設けて形成され、推進管3の先端外径はソケット部11内に嵌合するよう一段小径になり、このソケット部11と推進管3の嵌合面間に環状の止水パッキン12を複数設け、推進管3の先端部周壁に止水パッキン12間と連通するよう設けた止水材注入孔13から止水パッキン12間に止水材を注入するようになっている。
【0025】
この異形ジョイント8の環状板10には、接続セグメント管5の重なり面に薄いゴム等のパッキン13が貼り付けられ、前記重なり面を水密にしていると共に、推進管3の先端が当接する面に、スチロール等のクッション材14が取り付けてある。
【0026】
次に、この発明の管路の構築工法を説明する
【0027】
図1(a)のように、推進工法の施工において、掘進機1と推進管3の間に単体のシールド筒ユニット2を配置し、掘進機1による掘削と推進管3の後端を押し込み用推進ジャッキで押圧することにより推進工法を開始し、推進管3の後端側に新たな推進管3を順次継足していく。
【0028】
この時、シールド筒ユニット2は、その内部に予め組み込んだ接続セグメント管5の後端に異形ジョイント8で推進管3の先端を接続し、異形ジョイント8のソケット部11の内周面と推進管3の嵌合部分を前後一対の止水スキン円筒2aの内部で止水し、シールド筒ユニット2の内周面と接続セグメント管5の嵌合部分をシールパッキン6で水密にし、かつ、推進ジャッキ4を収縮させて接続セグメント管5の先端面に当接させておく。
【0029】
なお、異形ジョイント8の内周面で一対の止水パッキン12間に止水材注入孔13から止水材を注入することにより、推進管3と異形ジョイント8の接続部分の止水がより完全に行え、震動に強い接続状態が得られる。
【0030】
上記のような推進工法の施工状態で、押し込み用推進ジャッキによる推力での推進管3の推進が不能に陥った場合、そこで推進工法を停止してシールド工法に切換える。
【0031】
このシールド工法の切換えは、推進管3による管路からシールド筒ユニット2内に作業者が入れば直ぐに行えるので、切換えに要する時間が短時間で行え、待機時間が少ないので工期の大幅な短縮が可能になる。
【0032】
シールド工法を行うには、図1(b)のように、掘進機1の稼動による掘削と推進ジャッキ4の伸長により、接続セグメント管5を反力として掘進機1を所定ストロークだけ前進させ、次に、推進ジャッキ4を収縮させ、シールド筒ユニット2内に確保した空間に搬入したセグメントでセグメント管5aに組み立て、このセグメント管5aを接続セグメント管5の先端に接続させる。
【0033】
この接続後に、掘進機1を稼動させた状態で推進ジャッキ4を伸長させ、組み立てたセグメント管5aを反力として、掘進機1をセグメント管5aの長さ分だけ前進させ、推進ジャッキ4の収縮により、シールド筒ユニット2内で再びセグメント管5aを組み立てて先のセグメント管5aに接続し、上記のようなセグメント管5aの組み立てと推進ジャッキ4の伸縮による掘進機1の前進を必要な長さにわたって繰り返すことにより、推進管3の先端に接続セグメント管5とセグメント管5aを用いて管路を構築することができ、これによって、推進管3とセグメント管5aで連続した管路が得られることになる。
【0034】
図1のように、シールド筒ユニット2と接続セグメント管5及び、異形ジョイント8と推進管3の嵌合部分をそれぞれ水密にするので、高水圧下でも異形ジョイント8と推進管3及び接続セグメント管5の間の止水効果は抜群であり、シールド工法への移行時における管路内への漏水の発生を確実に防ぐにとができ、シールド工法の施工が支障なく行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】(a)は管路の構築工法に用いる構築装置の推進工法時の状態を示す縦断正面図、(b)は同じくシールド工法時の状態を示す縦断正面図
【図2】(a)は管路の構築工法に用いる異形ジョイントの推進管と接続セグメント管の接続部分を示す縦断面図、(b)は接続部分を拡大した縦断正面図
【符号の説明】
【0036】
1 掘進機
2 シールド筒ユニット
3 推進管
4 推進ジャッキ
5 接続セグメント管
6 シールパッキン
7 シールド止水板
8 異形ジョイント
9 ボルト
10 環状板
11 ソケット部
12 止水パッキン
13 止水材注入孔
14 クッション材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
掘進機の後方に配置したシールド筒ユニットに推進管を接続し、先ず推進管を推進工法によって地中に進入させ、推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、推進管の先端にセグメントを用いてシールドの管路を構築する管路の構築工法において、
前記シールド筒ユニット内に複数のセグメントで組み立てた接続セグメント管を予め収納しておき、この接続セグメント管の後端に同軸心状の配置で固定した異形ジョイントに推進管の先端を水密に接続して推進工法を行い、シールド工法は、シールド筒ユニット内の推進ジャッキを作動させる掘進機の間歇前進と、シールド筒ユニット内で複数のセグメントを用いたセグメント管の組み立てを行い、接続セグメント管の先端に管路を連続して構築していくことを特徴とする管路の構築工法。
【請求項2】
上記異形ジョイントが、接続セグメント管の後端にボルトで水密に固定する環状板の外周に推進管の先端を嵌合するソケット部を設けて形成され、このソケット部と推進管の嵌合面間に環状の止水パッキンを複数設け、推進管の先端部周壁に止水パッキン間と連通するよう設けた止水材注入孔から止水パッキン間に止水材を注入する請求項1に記載の管路の構築工法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2008−101450(P2008−101450A)
【公開日】平成20年5月1日(2008.5.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−310769(P2006−310769)
【出願日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【出願人】(504125724)
【Fターム(参考)】