２工程式管埋設方法及び装置
【課題】 管埋設２工程式推進工法において、滞水砂層や互層地盤のため推進方向の修正が効かず先導管前方に固化剤等の薬液を注入の必要が生じた場合、的確な場所に適量の薬液注入ができ、薬液がヘッド内部に流入固化して先導管内を詰まり防止を可能する。
【解決手段】 中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結される最後端パイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を吐出することを特徴とする。
【解決手段】 中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結される最後端パイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を吐出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
泥土圧式小口径管推進工事における滞水砂層や互層地盤での管埋設方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管埋設において、図１に示したように先端に掘削ビットを取り付けたパイロット管を回転しながら地中に推進して、そのパイロット管を地中に直線状に設置し（図１の（１−））、次に先端に大径の拡孔用掘削ビットを取り付けた大径の管体を前記パイロット管の後部の外側に嵌挿し、次いで前記管体を回転すると共に前記パイロット管をガイドとして前進移動し、前記掘削ビットにより大径孔を掘削しながら大径孔に前記管体を挿入していく（図１の（１−２））２工程工法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この方法を実施する場合でも、滞水砂層や互層地盤では掘削孔の崩壊や土質の差により２工程目で方向修正が効かなくなる場合がしばしばあり、その防止手段として、従来は、地上よりボーリングマシンで先導管前方に固化剤等の薬液を注入する方法が採られてきた。
【特許文献１】 特開平１１−１５９２８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、地上よりボーリングマシンで先導管前方に固化剤等の薬液を注入する方法は作業が大変であり、また薬液の注入位置精度が悪く、そのため固化剤量も多くなっていた。
【０００５】
そこで、滞水砂層や互層地盤のため推進方向の修正が効かず先導管前方に固化剤等の薬液を注入の必要が生じた場合、的確な場所に適量の薬液注入ができ、薬液がヘッド内部に流入固化して先導管内を詰まらせ、掘削屑等の排出を妨げるといったことがない管埋設推進工法機とその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段として本発明は、管埋設２工程泥土圧式推進工法において、中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結される最後端パイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を掘削ヘッドを逆回転させながら吐出することを特徴とする推進方法及びその装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
滞水砂層等で、推進途中で湧水が多くなり土砂が崩れて推進方向の修正が効かなくなったとき、先導管前面に２液型瞬結固化剤を注入し掘削地盤を固めることにより方向修正が効くようになり、地盤沈下も防げる。
【０００８】
また、推進途中で互層になり推進方向の修正が効かなくなったときも、先導管前面の軟弱地盤側を固めて均一化することで方向修正が効くようになり、施工がスムースにできる。
【０００９】
そして従来、先導管前方を薬注する場合、地上よりボーリングマシンで行っていたので位置精度が悪いため薬液量も過大となっていたが、この方式では的確な場所に薬液の注入ができ、しかもその量が過剰になるといったことがない。
【００１０】
更に、ヘッドを逆転しながら注入することで、薬液がヘッド内部に流入することがないので先導管内の詰まりが防止できる。
【００１１】
加えて、泥土圧式先導管を使うことで、切羽の安定（崩れ止め）、曲がりの検出、修正、止水ができるため安定した施工ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１３】
図２は本発明の２工程式推進工法装置の一実施形態を示す全体図であり、中空パイロット管１内には地上の薬液プラント４から到達立坑経由２液型瞬間固結薬液の２本の搬送ライン５ａ、５ｂが固定内装され、それらの搬送ライン５ａ、５ｂは単位パイロット管１毎両端に接続用雄雌カプラー（図示せず）が付設されており、最後端のパイロット管１ｂにはパイロット管前方に駆動軸の回転伝達を断つベアリングを介し、到達立坑側に薬液の吐出口６ａ、６ｂ、…が管周一列全面に各液交互に設けられるか（３−２）、又は、スイベル２１を介し掘削ヘッド１２側に各液用の吐出口６ａ、６ｂが外周両端に設けられている（３−１）。尚、該固結薬液は１液型でもよいが作業の都合上瞬間固結型が望ましく、薬液の吐出口６ａ、６ｂ、…はパイロット管１ｂ軸方向に複数配置してもよく、また中空パイロット管１内に薬液搬送ラインを固定内装せずホースを通す方式でもよい。
【００１４】
本例での掘削ヘッド１２側は従来装置であり、掘削ヘッド１２先端中心軸部にてパイロット管と接続できるようになっている。この従来から使用されている先導管１０は方向修正用シリンダ１８、‥を上部及び左右に有し、掘削ヘッド１２により掘削された掘削屑は、内管１１内を回転駆動軸１４のスクリュー羽根１３の回転にて発進立坑８側へ搬送され、その搬送量は先導管１０内後方部のピンチ弁１６にて調整されるようになっている。
【００１５】
そして、推進方向は先導管１０内のターゲット１５に、発進立坑８内に設置したセオドライト（図示せず）からレーザ光を発進してその偏移にて方向修正用シリンダ１８、‥を作動させ、修正動作をするようになっている。
【００１６】
次に本発明の課題として取り上げた２工程目の作用について図１〜３を参照して説明する。
【００１７】
まず、図１の（１−１）の方法で発進立坑８内に設置した推進装置１９によりパイロット管１ａ、１、…、１ｂを到達立坑９に向けて継ぎ足しながら（このとき薬液搬送ライン５ａ、５ｂもカプラーを介し接続される）、貫挿させた後、先端のパイロット管１ａを到達立坑から地上に回収する（図１の（１−１））（詳細説明略）。
【００１８】
次に、薬注プラント４からの２種の薬液ライン５ａ、５ｂをパイロット管１の先端に接続する（この薬液ライン５ａ、５ｂ接続を行わず埋設管７の推進を進め、方向修正が効かなくなった時点で接続してもよい）と共に、先導管１０を発進立坑８の推進装置１９にセットして、掘削ヘッド１２先端中心軸部を後端パイロット管１ｂに接続し、回転駆動装置２０にて駆動軸１４を回転させながら、推進装置１９にて先導管１０を到達立坑９側へパイロット管１、…をガイドとして一般的方法で推進していく（図１の（１−２））。
【００１９】
パイロット管１は、到達立坑９内に単位長押し出される毎に推進を止め、薬液ライン５ａ、５ｂを外して地上に回収すると共に、再度薬液ライン５ａ、５ｂをパイロット管１先端に繋ぎ直す。一方、先導管１０が所定長推進された段階で回転駆動と推進を止め、推進装置１９を元の位置に戻し埋設管７を常法で先導管１０の後端に接続し、再度推進する操作を繰り返し、埋設管７を埋設していく。
【００２０】
この推進時の切削ヘッド１２から取り込まれた掘削屑の排出量は切削ヘッド部に取り付けられている土圧計（図示せず）の値を勘案しながら、ピンチ弁１６にて調整し、内管１１内のスクリュー羽根１３の回転により発進立坑８に搬送され、そこから地上に排出される。
【００２１】
そして、推進方向の調整は、先導管１０内のターゲット１５に発進立坑８内に設置したセオドライト（図示せず）の測定偏移にて方向修正用シリンダ１８、‥を作動させ、修正動作を行う。
【００２２】
このような推進途中で、先導管１０が滞水砂層や互層地盤にぶつかり、方向修正が効かなくなったとき、推進を止め回転駆動装置２０の回転を逆回転にし、薬液プラント４から２液の瞬結固化剤を夫々のライン５ａ、５ｂから最後端のパイロット管１ｂ吐出口６ａ、６ｂに送り吐出させる。このとき、スイベル付（３−１）の装置１２の場合は吐出口６ａ、６ｂが回転しており、２液が混合される。また、（３−２）の場合は吐出口６ａ、６ｂが周面全体にあり、しかも２液が交互に吐出されており、その拡散浸透力により混合され固化する。
【００２３】
こうすることにより、吐出口６ａ、６ｂ付近の地盤が瞬時に固化改質され方向修正が効くようになる。このときスクリュー羽根１３の回転が逆のため掘削ヘッド１２からの掘削屑の取り込みはヘッドから推進方向へ押し出す方向になり、薬液が掘削ヘッド１２内部に入らないので先導管１０内の詰まりが防止できる。また、薬液量は必要箇所にて的確に吐出されるので最適量となり、地上よりボーリングマシンで行っていたときに比し格段に少なくて済むことになる。
【００２４】
こうして、地上よりボーリングマシンで地盤改良を行うという大変な作業を行わずに、所定の管埋設が効率よく行えることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】 ２工程式推進工法一般図。（１−１）は第１工程施工図。（１−２）は第２工程施工図。
【図２】 本発明の２工程式推進工法装置の一実施形態を示す第２工程施工図。
【図３】 後端パイロット管薬液吐出口付近拡大図。（３−１）はスイベル方式による薬液吐出口付近図。（３−２）はスイベル装置を使わない方法による薬液吐出口付近図。
【符号の説明】
【００２６】
１ パイロット管
１ａ 先端パイロット管
１ｂ 後端パイロット管
２ スイベル装置
３ ベアリング
４ 薬液プラント
５ａ 薬液ラインＡ
５ｂ 薬液ラインＢ
６ａ 吐出口Ａ
６ｂ 吐出口Ｂ
７ 埋設管
８ 発進立坑
９ 到達立坑
１０ 先導管
１１ 内管
１２ 掘削ヘッド
１３ スクリュー羽根
１４ 駆動軸
１５ ターケット
１６ ピンチ弁
１８ 方向修正シリンダ
１９ 推進装置
２０ 駆動装置
【技術分野】
【０００１】
泥土圧式小口径管推進工事における滞水砂層や互層地盤での管埋設方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管埋設において、図１に示したように先端に掘削ビットを取り付けたパイロット管を回転しながら地中に推進して、そのパイロット管を地中に直線状に設置し（図１の（１−））、次に先端に大径の拡孔用掘削ビットを取り付けた大径の管体を前記パイロット管の後部の外側に嵌挿し、次いで前記管体を回転すると共に前記パイロット管をガイドとして前進移動し、前記掘削ビットにより大径孔を掘削しながら大径孔に前記管体を挿入していく（図１の（１−２））２工程工法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この方法を実施する場合でも、滞水砂層や互層地盤では掘削孔の崩壊や土質の差により２工程目で方向修正が効かなくなる場合がしばしばあり、その防止手段として、従来は、地上よりボーリングマシンで先導管前方に固化剤等の薬液を注入する方法が採られてきた。
【特許文献１】 特開平１１−１５９２８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、地上よりボーリングマシンで先導管前方に固化剤等の薬液を注入する方法は作業が大変であり、また薬液の注入位置精度が悪く、そのため固化剤量も多くなっていた。
【０００５】
そこで、滞水砂層や互層地盤のため推進方向の修正が効かず先導管前方に固化剤等の薬液を注入の必要が生じた場合、的確な場所に適量の薬液注入ができ、薬液がヘッド内部に流入固化して先導管内を詰まらせ、掘削屑等の排出を妨げるといったことがない管埋設推進工法機とその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段として本発明は、管埋設２工程泥土圧式推進工法において、中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結される最後端パイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を掘削ヘッドを逆回転させながら吐出することを特徴とする推進方法及びその装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
滞水砂層等で、推進途中で湧水が多くなり土砂が崩れて推進方向の修正が効かなくなったとき、先導管前面に２液型瞬結固化剤を注入し掘削地盤を固めることにより方向修正が効くようになり、地盤沈下も防げる。
【０００８】
また、推進途中で互層になり推進方向の修正が効かなくなったときも、先導管前面の軟弱地盤側を固めて均一化することで方向修正が効くようになり、施工がスムースにできる。
【０００９】
そして従来、先導管前方を薬注する場合、地上よりボーリングマシンで行っていたので位置精度が悪いため薬液量も過大となっていたが、この方式では的確な場所に薬液の注入ができ、しかもその量が過剰になるといったことがない。
【００１０】
更に、ヘッドを逆転しながら注入することで、薬液がヘッド内部に流入することがないので先導管内の詰まりが防止できる。
【００１１】
加えて、泥土圧式先導管を使うことで、切羽の安定（崩れ止め）、曲がりの検出、修正、止水ができるため安定した施工ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１３】
図２は本発明の２工程式推進工法装置の一実施形態を示す全体図であり、中空パイロット管１内には地上の薬液プラント４から到達立坑経由２液型瞬間固結薬液の２本の搬送ライン５ａ、５ｂが固定内装され、それらの搬送ライン５ａ、５ｂは単位パイロット管１毎両端に接続用雄雌カプラー（図示せず）が付設されており、最後端のパイロット管１ｂにはパイロット管前方に駆動軸の回転伝達を断つベアリングを介し、到達立坑側に薬液の吐出口６ａ、６ｂ、…が管周一列全面に各液交互に設けられるか（３−２）、又は、スイベル２１を介し掘削ヘッド１２側に各液用の吐出口６ａ、６ｂが外周両端に設けられている（３−１）。尚、該固結薬液は１液型でもよいが作業の都合上瞬間固結型が望ましく、薬液の吐出口６ａ、６ｂ、…はパイロット管１ｂ軸方向に複数配置してもよく、また中空パイロット管１内に薬液搬送ラインを固定内装せずホースを通す方式でもよい。
【００１４】
本例での掘削ヘッド１２側は従来装置であり、掘削ヘッド１２先端中心軸部にてパイロット管と接続できるようになっている。この従来から使用されている先導管１０は方向修正用シリンダ１８、‥を上部及び左右に有し、掘削ヘッド１２により掘削された掘削屑は、内管１１内を回転駆動軸１４のスクリュー羽根１３の回転にて発進立坑８側へ搬送され、その搬送量は先導管１０内後方部のピンチ弁１６にて調整されるようになっている。
【００１５】
そして、推進方向は先導管１０内のターゲット１５に、発進立坑８内に設置したセオドライト（図示せず）からレーザ光を発進してその偏移にて方向修正用シリンダ１８、‥を作動させ、修正動作をするようになっている。
【００１６】
次に本発明の課題として取り上げた２工程目の作用について図１〜３を参照して説明する。
【００１７】
まず、図１の（１−１）の方法で発進立坑８内に設置した推進装置１９によりパイロット管１ａ、１、…、１ｂを到達立坑９に向けて継ぎ足しながら（このとき薬液搬送ライン５ａ、５ｂもカプラーを介し接続される）、貫挿させた後、先端のパイロット管１ａを到達立坑から地上に回収する（図１の（１−１））（詳細説明略）。
【００１８】
次に、薬注プラント４からの２種の薬液ライン５ａ、５ｂをパイロット管１の先端に接続する（この薬液ライン５ａ、５ｂ接続を行わず埋設管７の推進を進め、方向修正が効かなくなった時点で接続してもよい）と共に、先導管１０を発進立坑８の推進装置１９にセットして、掘削ヘッド１２先端中心軸部を後端パイロット管１ｂに接続し、回転駆動装置２０にて駆動軸１４を回転させながら、推進装置１９にて先導管１０を到達立坑９側へパイロット管１、…をガイドとして一般的方法で推進していく（図１の（１−２））。
【００１９】
パイロット管１は、到達立坑９内に単位長押し出される毎に推進を止め、薬液ライン５ａ、５ｂを外して地上に回収すると共に、再度薬液ライン５ａ、５ｂをパイロット管１先端に繋ぎ直す。一方、先導管１０が所定長推進された段階で回転駆動と推進を止め、推進装置１９を元の位置に戻し埋設管７を常法で先導管１０の後端に接続し、再度推進する操作を繰り返し、埋設管７を埋設していく。
【００２０】
この推進時の切削ヘッド１２から取り込まれた掘削屑の排出量は切削ヘッド部に取り付けられている土圧計（図示せず）の値を勘案しながら、ピンチ弁１６にて調整し、内管１１内のスクリュー羽根１３の回転により発進立坑８に搬送され、そこから地上に排出される。
【００２１】
そして、推進方向の調整は、先導管１０内のターゲット１５に発進立坑８内に設置したセオドライト（図示せず）の測定偏移にて方向修正用シリンダ１８、‥を作動させ、修正動作を行う。
【００２２】
このような推進途中で、先導管１０が滞水砂層や互層地盤にぶつかり、方向修正が効かなくなったとき、推進を止め回転駆動装置２０の回転を逆回転にし、薬液プラント４から２液の瞬結固化剤を夫々のライン５ａ、５ｂから最後端のパイロット管１ｂ吐出口６ａ、６ｂに送り吐出させる。このとき、スイベル付（３−１）の装置１２の場合は吐出口６ａ、６ｂが回転しており、２液が混合される。また、（３−２）の場合は吐出口６ａ、６ｂが周面全体にあり、しかも２液が交互に吐出されており、その拡散浸透力により混合され固化する。
【００２３】
こうすることにより、吐出口６ａ、６ｂ付近の地盤が瞬時に固化改質され方向修正が効くようになる。このときスクリュー羽根１３の回転が逆のため掘削ヘッド１２からの掘削屑の取り込みはヘッドから推進方向へ押し出す方向になり、薬液が掘削ヘッド１２内部に入らないので先導管１０内の詰まりが防止できる。また、薬液量は必要箇所にて的確に吐出されるので最適量となり、地上よりボーリングマシンで行っていたときに比し格段に少なくて済むことになる。
【００２４】
こうして、地上よりボーリングマシンで地盤改良を行うという大変な作業を行わずに、所定の管埋設が効率よく行えることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】 ２工程式推進工法一般図。（１−１）は第１工程施工図。（１−２）は第２工程施工図。
【図２】 本発明の２工程式推進工法装置の一実施形態を示す第２工程施工図。
【図３】 後端パイロット管薬液吐出口付近拡大図。（３−１）はスイベル方式による薬液吐出口付近図。（３−２）はスイベル装置を使わない方法による薬液吐出口付近図。
【符号の説明】
【００２６】
１ パイロット管
１ａ 先端パイロット管
１ｂ 後端パイロット管
２ スイベル装置
３ ベアリング
４ 薬液プラント
５ａ 薬液ラインＡ
５ｂ 薬液ラインＢ
６ａ 吐出口Ａ
６ｂ 吐出口Ｂ
７ 埋設管
８ 発進立坑
９ 到達立坑
１０ 先導管
１１ 内管
１２ 掘削ヘッド
１３ スクリュー羽根
１４ 駆動軸
１５ ターケット
１６ ピンチ弁
１８ 方向修正シリンダ
１９ 推進装置
２０ 駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管埋設２工程式推進工法において、中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結されるパイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を、掘削ヘッドを逆回転させながら吐出することを特徴とする２工程泥土圧式推進方法。
【請求項２】
管埋設２工程式推進機において、中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結される後端パイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を吐出させるようにしたことを特徴とする２工程泥土圧式推進装置。
【請求項３】
前記掘削ヘッドと連結される後端パイロット管にはパイロット管前方に駆動軸の回転伝達を断つベアリング又はスイベルが装備し、ベアリングの場合は到達立坑側に薬液吐出用ノズルを、またスイベルの場合はスイベルから発進立坑側に薬液吐出用ノズルを設けることを特徴とする請求項２の２工程泥土圧式推進装置。
【請求項１】
管埋設２工程式推進工法において、中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結されるパイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を、掘削ヘッドを逆回転させながら吐出することを特徴とする２工程泥土圧式推進方法。
【請求項２】
管埋設２工程式推進機において、中空パイロット管内又は薬液ライン内装パイロット管を通し到達立坑側から薬液を搬送し、掘削ヘッドと連結される後端パイロット管に設けた薬液吐出用ノズルから薬液を吐出させるようにしたことを特徴とする２工程泥土圧式推進装置。
【請求項３】
前記掘削ヘッドと連結される後端パイロット管にはパイロット管前方に駆動軸の回転伝達を断つベアリング又はスイベルが装備し、ベアリングの場合は到達立坑側に薬液吐出用ノズルを、またスイベルの場合はスイベルから発進立坑側に薬液吐出用ノズルを設けることを特徴とする請求項２の２工程泥土圧式推進装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１０４９０４（Ｐ２００６−１０４９０４Ａ）
【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２００４−３１７１３８（Ｐ２００４−３１７１３８）
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【出願人】（０００１７７４１６）三和機材株式会社 (144)
【Ｆターム（参考）】
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