JPH0228679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は小径管推進装置に関する。

従来の技術 上下水道、ガス、電纜などの小径管は、従来
は、地面に溝を掘つて、そこに設置し、上から土
などを被覆して埋設するのが普通であつた。しか
し、工事現場によつては、正活環境に支障を与え
るなどの理由から、地面に溝を掘ることができな
いことがある。また、交通障害が大きい場合に
は、工事が著しく制限される。さらには、周辺地
盤への影響や、地上の構造物への影響も考慮しな
ければならず、従来方式の小径管推進は多くの欠
点があつた。

このため、圧密式小径孔穿設方法（例えば特開
昭50−26313号）などが提案された。

発明が解決しようとする問題点 しかし、圧密式小径孔穿設方法は排土が操向装
置の内部を通過しないため推進抵抗が大きかつ
た。しかも、その推進抵抗が油圧シリンダにかか
つていた。このため、高出力の油圧シリンダを使
用しなければならない欠点があつた。

発明の目的 本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
解消して、開削不可能な場所でも小径管を正確に
能率よく埋設することができ、しかも、出力の小
さな油圧シリンダで先導管の前部を可動すること
ができる小径管推進装置を提供することにある。

発明の要旨 このような目的を達成するために、本発明は掘
削用の刃先を先端に設けていて埋設管とほぼ同じ
外径を有する先導管と、該先導管を構成する互い
に可動の前部および後部と、前記先導管の進行方
向を修正するために前記前部および後部にそれぞ
れ枢支した４本の油圧シリンダと、該油圧シリン
ダに接続されていて任意の油圧シリンダを作動さ
せるための油圧装置と、前記先導管の中に回転自
在に配置されていて前記刃先により掘削された排
土を後方に搬出するためのスクリユーオーガー
と、埋設管とほぼ同じ外径を有するとともに前記
先導管に続く所要数の誘導管と、該誘導管の中に
回転自在に設けられていて、前記先導管のスクリ
ユーオーガーに連結されるとともに相互にも連結
されて前記排土を後方に搬送するスクリユーオー
ガーと、前記先導管および前記誘導管を地中の予
め決められた計画線の方向に推進させるために発
進用立杭に設けられた掘進台と、該掘進台の側に
設けられたレーザ発光器と、該レーザ発光器から
前記計画線の方向に発光されたレーザ光線を受け
る受光器と、該受光器からの信号を受けて前記油
圧装置を制御する制御装置を備え、前記先導管の
前部と後部とが接合する前記球面の長手方向投影
面積を広くするために前記球面の内径を、前記球
面の外径のほぼ半分に形成して前記先導管の前部
にかかる長手方向の荷重を全て前記先導管の後部
で支える構成にしたことを特徴とする小径管推進
装置を要旨としている。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明する。

実施例 第１図を参照して、まず、本発明による小径管
推進装置の動作原理の概略を説明することにす
る。

地面１に発進用の立坑２と到達用の立坑３を掘
る。小径管はこれらの２つの立坑２，３の間に埋
設する。発進用の立坑２の底には、掘進台４を設
ける。そして、この掘進台４の掘進方向を正確に
決めてから、まず、小径管とほぼ同じ外径の先導
管５の掘進を開始する。先導管５の掘進が所定の
ところまで進んだら、その後は、誘導管６を継ぎ
足していく。先導管５で掘られた土は、先導管５
の先端から内部に入つて、先導管５および誘導管
６の中をスクリユーオーガー（後述する）で運ば
れて発進用の立坑２に出てくる。先導管５が到達
用の立坑３に到達したら、今度は、コンクリート
管や鋼管などの小径管を最後尾の誘導管６に接続
し、小径管の推進掘進を続ける。そのとき、到達
用の立坑３では、次々に出てくる誘導管６を回収
する。そのような動作を続けていけば、最後に
は、誘導管６の全部が埋設用の小径管に置き換え
られる。

以上のようにして多数の小径管を埋設するのだ
が、その場合、計画線に沿つて正確に埋設するこ
とが要求される。その要求を満たすためには、先
導管５をできるだけ正確に計画線に合わせて掘進
しなければならない。

本発明による小径管推進装置においては、レー
ザー光線を利用して、先導管５の推進方向を制御
できる構成になつている。

第２図を参照して、本発明による小径管推進装
置の概略を説明する。先導管５は、前部５ａと後
部５ｂとの接合部が互いに対応する球面５ｃを有
する。前部５ａが後部５ｂに対して回転可能にな
つている。前部５ａと後部５ｂとの間には、第３
図に示されているように、４本の油圧シリンダ７
が連結されていて、油圧装置８からの油圧によつ
て所望の油圧シリンダ７を伸縮させ、それにより
先導管５の前部５ａの向きを変える構成になつて
いる。たとえば、制御装置９の操作ボタン１０の
上・下・左・右のいずれかを動かして、油圧装置
８の油圧バルブ１１を選択的に開閉して、油圧ポ
ンプ１２からの油圧を所望の油圧シリンダ７に送
る。それにより、油圧シリンダ７を作動させるの
である。ポテンシヨメータ１３は各油圧シリンダ
７に対応して設けてあり、その検出信号が制御装
置９の制御量表示部１４に送られ、そこに制御量
が表示される。図には、上方への制御量が1.23mm
として表示されている。ポテンシヨメータ１３に
より電気的に先導管５の進行が制御され、上下左
右のバランスを保ちながら、高い方向精度を与え
る。

発進用の立坑２の側には、たとえば掘進台４の
一部に、レーザー発光器１５を設ける。このレー
ザー発光器１５としては、He−Neガスレーザー
装置などを使用できる。レーザー発光器１５から
の光線の進路は埋設小径管の計画線に設定する。
そして、先導管５の一部に受光器１６を設ける。
この受光器１６はレーザー発光器１５からの光線
を受けて、その信号を制御装置９のシンクロスイ
ープ変換器１７に送り、位置表示器１８に、先導
管５と計画線とのズレをたとえば点Ｐとして表示
する。

オペレータは、位置表示器１８と制御量表示器
１４とを注視しながら、操作ボタン１０を動かし
て、先導管５の推進路を軌道修正していく。

なお、このようなオペレータの操作に頼らず、
すべてを自動化することも勿論可能である。その
場合は、操作ボタン１０、制御量表示器１４、位
置表示器１８などは省略しうる。本明細書でいう
制御装置９は、そのような機能を備えたものを含
むものである。

第４図を参照して、堀進台４の一例を説明す
る。ベース４ａの両側に２つの案内体４ｂ，４ｃ
が平行に配置してあり、それに沿つて押進板４ｄ
が移動できるようになつている。この押進板４ｄ
にはプランジヤ（図示せず）が連結してあり、押
進板４ｄを油圧の力で押し進める。そうすること
により、先導管５の堀進が行われる。堀進台４に
は、先導管５や誘導管６のスクリユーオーガー
（後述する）を回転させるためのプランジヤーモ
ータ（図示せず）も設けられている。また、誘導
管６を堀進開始前に計画線に正確に合わせてセツ
トするための微調整装置（図示せず）も備えてい
る。その他油圧ホースなども収容できるようにな
つているが、図の簡略化のために図示を省略し
た。

第５図〜第９図を参照して、先導管の一例を詳
細に説明する。

第４図はその半分が断面図になつている。すで
に説明したように、前部５ａと後部５ｂは球面５
ｃで回転可能に接合されている。たとえば、鎖線
Ｘのところまで回動すれば、その分だけ先導管５
は上方に向かつて推進するようになる。前部５ａ
の回転中心は点Ｏで示されている。そのように前
部５ａを回動させるのは複数の油圧シリンダ７で
ある。この図示例には、上下左右の４か所に油圧
シリンダ７が前部５ａと後部５ｂにそれぞれ枢支
してあるが、図には１つを代表的に示した。

先導管５はほぼ全体が二重構造に構成してあつ
て、内部は円筒状の空間５ｄになつており、そこ
にスクリユーオーガー２０が回転自在に配設して
ある。スクリユー２０ａが回転軸２０ｂに固定し
てある。回転軸２０ｂは支持体２１で支持されて
いる。先導管５の先端に設けた堀削用の刃先２２
の間を通つて矢印Ｙ方向から入つてきた堀進排土
は、スクリユーオーガー２０により後方へ移送さ
れる。

前部５ａと後部５ｂとが接触する球面５ｃの長
手方向投影面積は、第９図に示すように、できる
だけ広く形成して前部５ａにかかる長手方向の荷
重を全て後部５ｂで支えるようにする。球面５ｃ
の内径R₂は、外径R₁のほぼ半分に形成する。第
８図は前部５ａの一例を示す部分断面図で、第９
図は第８図に示す前部５ａの球面５ｃを示す正面
図である。尚、５ｅは油圧シリンダ７のロツドが
通る貫通孔、５ｆは油圧シリンダ７のロツドを連
結する貫通孔である。

第６図と第７図は先導管５の後端を示してい
る。先導管５の二重構造の間には受光器１６が固
定してある。レーザー光線は、発進用の立坑２
（第１図）に配置したレーザー発光器１５（第２
図）から発せられ、途中、誘導管６の光路を通つ
て、この受光器１６に到る。また、スクリユーオ
ーガー２０の回転軸２０ｂの後端２０ｃは、誘導
管６のスクリユーオーガーの回転軸の先端に連絡
するように構成されている。

油圧ホースや電気ケーブルなどは、図示例で
は、先導管５も誘導管６も、レーザー光線の進路
の両側付近に配備している。第７図でいえば、受
光器１６の両側部分２２，２３のところである。

なお、第７図には、スクリユーオーガー２０が
省略してある。

第１０図は誘導管の一例を示す。誘導管６は推
力の伝達と直進保持、堀進排土の搬出が主な役目
である。その外径は埋設小径管の外径と同じにな
つている。これにより、埋設完了後の沈下・陥没
を防ぐことができる。また、誘導管６は二重構造
になつていて、中間にレーザー光線用の通路２５
が設けてあり、内部空間６ａにはスクリユーオー
ガー２６が回転自在に設けてある。スクリユーオ
ーガー２６の一端には、先導管５と同じオスの連
結部２６ａが形成してあり、他端にはメスの連結
部２６ｂが形成してある。これにより、先導管５
および誘導管６のスクリユーオーガーの推力の伝
達を可能とする。

本発明による小径管推進装置は以上のように構
成されているので、工事公害（交通障害、騒音、
振動等）による環境破壊を最小限にくいとめるこ
とができ、しかも、周辺地盤への悪影響も皆無で
ある。さらに、地上に構造物が存在していても、
その下で施工が可能なため、人家密集地、狭い道
路等、開削不可能な地域では抜群の威力を発揮で
きる。計画線に沿つて推進路を軌道修正できるの
で、地中に既存の埋設物があつても、それを避け
て、正確に所定の場所に小径管を埋設できる。先
導管５の前部５ａにかかる長手方向の荷重は全て
先導管５の後部５ｂで支えることができるので、
油圧シリンダ７にかかる荷重は極めて小さくな
る。従つて、低い出力の油圧シリンダでも十分に
先導管５の前部５ａを可動することができる。と
くに、本発明においては、先導管の前部と後部と
が接合する球面の長手方向投影面積を広くするた
めに球面の内径を、前記球面の外径のほぼ半分に
形成してあるため、先導管の前部と後部との任意
の接合位置で最適の状態でつねに密接し、しかも
バランスよく安定した形で荷重を支持できる。そ
の結果、方向変換も的確にできる。このように、
本発明の効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による小径管推進装置の動作原
理を簡単に示した図、第２図は本発明装置の概略
を示した説明図、第３図は第２図に示す先導管の
Ａ−Ａ断面図、第４図は堀進台に先導管を設定し
た状態を示す概略斜面図、第５図は先導管の先端
部分を示した部分断面図、第６図は先導管の後端
部分を示した部分断面図、第７図は先導管の後端
を示す端面図、第８図は先導管の前部を示す部分
断面図、第９図は第８図に示す前部の球面を示す
正面図、第１０図は誘導管を示す部分断面図であ
る。 ２……発進用の立坑、３……到達用の立坑、４
……堀進台、５……先導管、５ａ……前部、５ｂ
……後部、５ｃ……球面、６……誘導管、７……
油圧シリンダ、８……油圧装置、９……制御装
置、１５……レーザー発光器、１６……受光器、
２０……スクリユーオーガー、２２……堀削用刃
先。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 掘削用の刃先を先端に設けていて埋設管とほ
   ぼ同じ外径を有する先導管と、該先導管を構成す
   る互いに可動の前部および後部と、前記先導管の
   進行方向を修正するために前記前部および後部に
   それぞれ枢支した４本の油圧シリンダと、該油圧
   シリンダに接続されていて任意の油圧シリンダを
   作動させるための油圧装置と、前記先導管の中に
   回転自在に配置されていて前記刃先により掘削さ
   れた排土を後方に搬送するためのスクリユーオー
   ガーと、埋設管とほぼ同じ外径を有するとともに
   前記先導管に続く所要数の誘導管と、該誘導管の
   中に回転自在に設けられていて、前記先導管のス
   クリユーオーガーに連結されるとともに相互にも
   連結されて前記排土を後方に搬送するスクリユー
   オーガーと、前記先導管および前記誘導管を地中
   の予め決められた計画線の方向に推進させるため
   に発進用立杭に設けられた掘進台と、該掘進台の
   側に設けられたレーザ発光器と、該レーザ発光器
   から前記計画線の方向に発光されたレーザ光線を
   受ける受光器と、該受光器からの信号を受けて前
   記油圧装置を制御する制御装置を備え、前記先導
   管の前部と後部とが接合する前記球面の長手方向
   投影面積を広くするために前記球面の内径を、前
   記球面の外径のほぼ半分に形成して前記先導管の
   前部にかかる長手方向の荷重を全て前記先導管の
   後部で支える構成にしたことを特徴とする小径管
   推進装置。