JPH0350879B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、殊に小口径管（φ250ｍ／ｍ〜φ600
ｍ／ｍ）を対象とする埋設管列の推進工法に際し
て用いられるに好適なものであつて、詳しくは、
埋設管列の先頭に位置させた推進機本体の前端に
カツターを備え、そのカツターによる掘削土の排
土行いながら、発進立坑から順次押込まれる管の
押込みに伴つて埋設管列を誘導する外形管状の推
進機と、その推進機の進行方向を修正する目標線
追尾機構とを備えている埋設管列の推進方向修正
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

道路等の布設箇所を開削する必要のないこの種
埋設管列の推進工法においては、優れた利点によ
り多くの実績を挙げるに至つているが、それらは
大口径管での実積であり、小口経管では、今だに
実用化に適したものが提案されていない。

そして、従来の埋設管列の推進方向修正装置と
しては、発進立坑側にレーザー照準器を設け、カ
ツターの中心部に受光器またはキユーブコーナー
などの平行反射体を設けて目標線からのカツター
中心の位置ずれを検出、その検出結果に基づい
て、埋設管の推進方向に平行に配置した複数の姿
勢修正ジヤツキにより、方向修正を行うように構
成されていた（例えば、特開昭51−35360号公報、
特開昭56−34896号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のものでは、レーザー
照準器が発進立坑側に設けてあるため、目標線に
対するカツターの位置ずれは検出できても、カツ
ターの傾きまでは検出することができず、したが
つて、カツターが目標線から所定以上位置ずれし
た後でなければ、方向修正することができないこ
とから、修正遅れが生じ易いものであつた。

このような問題を解消するには、レーザー照準
器をカツター側に設ければ事足りるが、単にカツ
ター側に配設するだけでは、姿勢修正用ジヤツキ
での姿勢修正の度に、カツター軸芯の向きのみな
らず、その軸芯の位置までも目標線に対して芯ず
れしてしまい易く、高精度での推進方向修正を簡
単には行い難いものであつた。つまり、姿勢修正
用ジヤツキのうち、一部のジヤツキを伸長させな
がら他方のジヤツキを収縮させるにしても、埋設
箇所の土壌抵抗やジヤツキの精度などにより、完
全にカツター軸芯を推進機の中心軸線に一致させ
たままでの方向修正はきわめて困難であり、ま
た、ジヤツキの制御も複雑に成り易いものであつ
て、勾配3/1000のような厳しい精度が要求される
小口径の下水道管を100ｍ乃至200ｍの長い距離に
亘つて押込む場合の推進方向修正装置として用い
ることは困難であつた。

本発明の目的は、目標線に対すカツターの傾き
を検出できるように、レーザー照準器をカツター
側に設けるものでありながら、姿勢修正用ジヤツ
キでの姿勢修正の際に、カツター軸芯の位置が目
標線に対して芯ずれすることを極力避け、高精度
での推進方向修正を簡単に行い易くすることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために講じた本発明の技術
手段は、埋設管列の先頭に位置させた推進機本体
の前端にカツターを備え、そのカツターによる掘
削士の排土行いながら、発進立坑から順次押込ま
れる管の押込みに伴つて埋設管列を誘導する外形
管状の推進機と、その推進機の進行方向を修正す
る目標線追尾機構とを備えた埋設管列の推進方向
修正装置において、下記〔イ〕〜〔ニ〕に記載の
構成を備えたことである。

〔イ〕 前記目標線追尾機構は、推進機本体に対す
るカツターの相対姿勢を変更する姿勢変更手段
と、カツターの姿勢変化を検出する姿勢変化検
出手段と、その姿勢変化の検出結果に基づいて
前記姿勢変更手段に制御指令を出力する制御手
段とから構成されている。

〔ロ〕 前記姿勢変更手段は、推進機本体に対する
カツターの保持部を、そのカツターの軸芯が推
進機本体の中心軸線に一致し、かつ、前記中心
軸線上に曲率中心を有した球面を介して、前記
推進機本体に回動自在に装着するとともに、前
記曲率中心まわりでカツターの姿勢を変更する
修正ジヤツキを備えて構成されている。

〔ハ〕 前記姿勢変化検出手段は、カツターの軸芯
にレーザー光線を一致させて装着されるレーザ
ー照準器と、そのレーザー照準器から発射され
たレーザー光線を発進立坑側で検出するターゲ
ツトとから構成してある。

〔ニ〕 前記制御手段は、前記ターゲツトでの検出
結果に基づいて前記修正ジヤツキに対して、前
記カツター軸芯方向を埋設管列の目標線に沿わ
せるように制御指令を発信する制御器により構
成されている。

〔作用〕

上記技術手段を講じたことによる本発明の作用
は次の通りである。

ａ カツターを発進立坑側ではなくカツター側に
設けてあるので、目標線に対するカツター軸芯
の方向の変化を直ちに検出できる。

ｂ カツターが球面で推進機本体に支持されるも
のであるとともに、レーザー照準器を、前記球
面の曲率中心上にあるカツターの軸芯に一致さ
せてレーザー光線を発射する備えているので、
推進機本体の中心軸線に対してカツター軸芯の
向きが変わつても、常に推進機本体の中心位置
にレーザー光線の光源を置くことができ、目標
線からの光源の位置ずれを避け易い。

ｃ また、カツター軸芯が推進機の中心軸線上に
あることにより、推進途中において管状推進機
が回転したとしても、その状態でのカツター軸
芯の計測としては、計測点側において誤差とし
て現れることがない。それ故に、常に一元的な
計測値で単純に方向修正ができる。

ｄ 光源の位置ずれを防ぐための手段として、カ
ツターの支持構造に球面を採用し、かつ、レー
ザー照準器と球面の曲率中心との位置関係を考
慮するだけの、構造的には簡素なもので構成で
きる。

〔発明の効果〕

上記の作用から、次の効果を期待できる。

(イ) 上記ａの作用から、推進機の進行方向が大き
く変化しない早期のうちにカツター軸芯の向き
を修正して、埋設管の推進方向変化の少ない状
態で、しかも、推進機の方向修正にあたつて、
その修正量も割合に少ないものとなるので、楽
に行い易い利点がある。

(ロ) 上記ｂ、ｃの作用から、レーザー照準器をカ
ツター側に設けるものでありながら、推進機本
体の中心軸線に対する光源の位置ずれを回避で
き、高精度での方向修正を行い易いものであ
る。

(ハ) 上記ｂ〜ｄの作用から、高精度での方向修正
を行える推進方向修正装置を、制御装置ならび
に構造の簡素なもので提供できる利点がある。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を例示図に基づいて説明
する。

推進機１は、埋設管列Ａの先頭にあつて、それ
を目標線に沿つて誘導せしめるものであつて、外
径が大型旋盤で埋設管ａと同径の加工された鋼管
を推進機本体１Ａとし、それの前端に同径のカツ
ター３を有するものである。

前記カツター３は、全体として円錐形で且つ中
心を基点とする放射状の面格子４部分を備える回
転掻込み部５と、その背面で面格子４を通して押
込まれる掘削土を受入れる受入れ空間６を有し、
前記回転掻込み部５を支承するカツター保持部７
からなり、それらカツター３全体は、カツター軸
芯Ｂを修正する回動中心ａを推進機本体１Ａの中
心軸線Ｃ上に定める球面８，８′、つまり、前記
中心軸線Ｃ上に曲率中心を有した球面８，８′を
介して推進機本体１Ａの先端に回動自在に装着さ
れている。

尚、カツター３は推進機１内に備えられた油圧
モータによつて土盤の硬さに応じた低速度で駆動
される。

前記回動中心ａを通るカツター軸芯Ｂの方向修
正は、次の目標線追尾機構で行われる。

前記目標線追尾機構は、推進機本体１Ａに対す
るカツター３の相対姿勢を変更する姿勢変更手段
と、カツター３の姿勢変化を検出する姿勢変化検
出手段と、その姿勢変化の検出結果に基づいて前
記姿勢変更手段に制御指令を出力する制御手段と
から構成されている。

まず、前記姿勢変更手段は、推進機本体１Ａに
対してカツター３を支持する前記球面８，８′と、
その球面８，８′の曲率中心まわりでカツター３
の姿勢を変更するように、前記推進機本体１Ａ内
において前記カツター保持部７の遊端部を円周方
向を３等分する放射状の方向から支持する３本の
修正ジヤツキ９…とを備えて構成されている。

また、前記姿勢変化検出手段は、カツター３の
軸芯Ｂにレーザー光線Ｄを一致させて装着される
レーザー照準器１１と、そのレーザー照準器１１
から発射されたレーザー光線Ｄを発進立坑１０側
で検出するターゲツト１２とから構成してある。

そして、前記制御手段は、前記ケーゲツト１２
での検出結果に基づいて前記修正ジヤツキ９に対
して、前記カツター軸芯Ｂ方向を埋設管列Ａの目
標線に沿わせるように制御指令を発信する制御器
（図外）により構成されている。

さらに、前記レーザー光線Ｄの計測結果に基づ
いてカツター軸芯Ｂの目標線からのズレを修正す
る遠隔制御を具体的に説明すると、発進立坑１０
の支圧壁にホトトランジスタを使用する測量ター
ゲツト１２を設け、常にカツター軸芯Ｂの目標線
からのズレ（偏位量）を後方正射のレーザー光線
Ｄを以て計測しながら、フイードバツク制御によ
つて前記修正ジヤツキ９…を電磁バルブを介して
電気的に制御するものである。

尚、図示の姿勢変化検出手段はレーザー光線Ｄ
を電気的に自動計測するホトトランジスタを使用
する測量ターゲツト１２を以て説明したが、その
レーザー光線Ｄの計測を目視による測量ターゲツ
トを使用して、人為的な計測結果に基づいて、電
磁バルブを人為的に制御してそれの方向修正を人
為的に行つても良きこと勿論である。

また、埋設管列Ａを一定の勾配を有する目標線
に沿つて推進せしめる場合を例にとつて説明する
と、前記レーザー光線Ｄの照射点が、常に前進す
る推進機１の先端から測量ターゲツト１２までの
推進距離と、設定条件の勾配とによつて決定され
るターゲツト中心点からの偏位点に来るようにフ
イードバツク制御によつてカツター軸芯Ｂを修正
しながら埋設管列Ａを目標線に沿つて推進せしめ
るか、または推進機１に設けた電子水平器１３に
よる推進機１自体の傾斜度との関係によつて決定
されるカツター軸芯Ｂの勾配を目標線の勾配に一
致させて、その条件下で常にレーザー光線Ｄの照
射点がターゲツト１２の中心点に来るようにフイ
ードバツク制御によつてカツター軸芯Ｂを修正し
ながら埋設管列Ａを目標線に沿つて推進せしめれ
ば良い。尚、推進機１は発進立坑１０から一定距
離隔てた位置に設けた立坑（図外）に到達した時
点において、その立坑から撤去される。

次にカツター３によつて受入れられる掘削土の
排土について説明すると、カツター３の面格子４
の〓間から受入れ空間６に押込まれる掘削土は、
その空間６に連通する送排泥水管１４，１４′に
よつて送排される加圧泥水の流れに乗せて発進立
坑１０側に順次排土され、立坑１０に排土される
泥水は立坑１０の発進台１５よりも下側の領域に
設けた沈澱槽１６に送り出され、そこで沈澱処処
理された後、前記カツター３の受入れ空間６に還
流されるものである。尚、前記送排泥水管１４，
１４′は可撓性パイプからなり管２の継ぎ足し時
に順次継ぎ足されるものである。

前記沈澱槽１６としては、掘削穴の周りに鋼矢
板を打設した発進立坑１１を所定位置よりも稍深
く掘り下げて、発進台１５の下側領をそのまま沈
澱槽１６に利用するものではあるが、その底盤に
ついては支圧壁と同時にコンクリート打ちしてそ
れの止水を充分に行う必要がある。

尚、掘削土が沈澱槽１６内で一定量以上推積す
れば、立坑１０内からバキユームホース若しくは
グラフバケツト等によつて取出して、廃棄処理場
等へ運んで最終的に処理するものである。

図中１７は水平基準で立坑１１内に配置される
発進台１６上に設置された元押し油圧ジヤツキ、
１８は埋設管２の接続箇所に介在させる鋼製カラ
ー、１９は送水ポンプ、２０は排泥ポンプであつ
て、これらポンプ１９，２０によつてカツター３
の受入れ空間６に送排される加圧泥水に掘削相当
域に掛かる土圧に対抗する圧を掛けしめて、その
泥水圧により掘削領域周りからの土圧による崩れ
込みを阻止するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る埋設管列の推進方向修正装
置の実施例を示し、第１図は作業状態全体の概略
を示す縦断側面図、第２図並びに第３図は推進方
向の修正装置の概略を示す縦断側面図、第４図は
推進全体を示す斜視図である。 １……推進機、１Ａ……推進機本体、２……
管、３……カツター、６……受入れ空間、８，
８′……球面、９……修正ジヤツキ、１０……発
進立坑、１１……レーザー照準器、１４，１４′
……送排泥水管、Ａ……埋設管列、Ｂ……カツタ
ー軸芯、Ｃ……推進機の中心軸線、Ｄ……レーザ
ー光線、ａ……回動中心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 埋設管列Ａの先頭に位置させた推進機本体１
   Ａの前端にカツター３を備え、そのカツター３に
   よる掘削士の排土を行いながら、発進立坑１０か
   ら順次押込まれる管２の押込みに伴つて埋設管列
   Ａを誘導する外形管状の推進機１と、その推進機
   １の進行方向を修正する目標線追尾機構とを備え
   るとともに、下記〔イ〕〜〔ニ〕に記載の構成を
   備えていることを特徴とする埋設配列の推進方向
   修正装置。 〔イ〕 前記目標線追尾機構は、推進機本体１Ａに
   対するカツター３の相対姿勢を変更する姿勢変
   更手段と、カツター３の姿勢変化を検出する姿
   勢変化検出手段と、その姿勢変化の検出結果に
   基づいて前記姿勢変更手段に制御指令を出力す
   る制御手段とから構成されている。 〔ロ〕 前記姿勢変更手段は、推進機本体１Ａに対
   するカツター３の保持部７を、そのカツター３
   の軸芯Ｂが推進機本体１Ａの中心軸線Ｃに一致
   し、かつ、前記中心軸線Ｃ上に曲率中心を有し
   た球面８，８′を介して、前記推進機本体１Ａ
   に回動自在に装着するとともに、前記曲率中心
   まわりでカツター３の姿勢を変更する修正ジヤ
   ツキ９を備えて構成されている。 〔ハ〕 前記姿勢変化検出手段は、カツター３の軸
   芯Ｂにレーザー光線Ｄを一致させて装着される
   レーザー照準器１１と、そのレーザー照準器１
   １から発射されたレーザー光線Ｄを発進立坑１
   ０側で検出するターゲツト１２とから構成して
   ある。 〔ニ〕 前記制御手段は、前記ターゲツト１２での
   検出結果に基づいて前記修正ジヤツキ９に対し
   て、前記カツター軸芯Ｂ方向を埋設管列Ａの目
   標線に沿わせるように制御指令を発信する制御
   器により構成されている。