JPH0468564B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は埋設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、生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、従来方式の埋設管推進は多くの欠
点があつた。

このため、小孔径地中管推進工法（例えば特開
昭49−27018号）や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。これ
らの方法に使用する従来の装置には、計画線に対
して埋設管がどれくらいズレているかを計測する
ズレ計測装置が設置されている。埋設管のズレは
正確に計測されなければならないため、レーザー
光線などを使つて電気的に計測される。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来の電気的なズレ計測装置は湿気や
地下水に接触するように配置されていたため、水
分がズレ計測装置内に侵入して絶縁不良を起こ
し、そのため電気的に不安定になり、ズレ計測装
置として機能しなくなる欠点があつた。

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、ズレ計測部分が湿気や地下水に影響さ
れずに埋設管のズレ計測がつねに正確にでき、こ
れまで開削不可能であつた場所でも埋設管を能率
よく埋設することができる埋設管推進装置を提供
することにある。

発明の要旨 この発明は特許請求の範囲に記載された埋設管
推進装置を要旨としている。

実施例 以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明する。

第１図を参照して、まず、本発明による埋設管
推進装置の動作原理の概略を説明する。地面１に
発進用の立坑２と到達用の立坑３を掘る。埋設管
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を埋設する。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、埋設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
などの埋設管を最後尾の誘導管６に接続し、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
設管に置き換えられる。

以上のようにして多数の埋設管を埋設するのだ
が、その場合、計画線に沿つて正確に埋設するこ
とが一般に要求される。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。

本発明による埋設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の進推方向を制御
できる構成になつている。

第２図を参照して、本発明による埋設管推進装
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に形
成されていて、前部５ａが後部５ｂ対して回転可
能になつている。図示例では、前部５ａと後部５
ｂとの間に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
表示器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。

以下、第８図、第９図および第１０図を参照し
て受光器の一例について詳細に説明する。

レーザー発光器１５からのレーザー光線は受光
器のレーザー光線受光板３４に当たる。レーザー
光線受光板３４には、第９図に示されているよう
に、一定ピツチでホトトランジスタ４０が組み込
まれている。第９図は第８図に示す受光器のＡ−
Ａ断面図である。どのホトトランジスタ４０にレ
ーザー光線が当たつたかによつて、ズレの方向と
ズレの大きさを知ることができる。

ホトトランジスタ４０はレーザー光線を電気信
号に変換する。電気信号は増幅中継ボツクス３３
に送られ増幅される。増幅された電気信号はケー
ブル３２によつて制御装置９に送られる。

レーザー光線受光板３４と増幅中継ボツクス３
３は、レーザー受光器外筒管３６内に固定されて
いる。レーザー受光器外筒管３６内には油３７が
注入されていて、レーザー光線受光板３４及び増
幅中継ボツクス３３は油３７中に浸されている。
油３７によつてレーザー光線受光板３４及び増幅
中継ボツクス３３は湿気や地下水から守られる。
油３７としては鉱物油が好ましい。油３７は油注
入口３１から注入される。

レーザー受光器外筒管３６内の油３７は透明板
３５よつて完全に密封されている。透明板３５と
してはアクリル板などを使用する。透明板３５の
外周にはシールリング３８が設けられている。シ
ールリング３８は透明板３５とレーザー光線受光
板３４に押されてつぶれ、透明板３５の外周を完
全にシールする。透明板３５は前部外筒管３６ｂ
によつて押されている。第８図に示す実施例にお
いては、前部外筒管３６ｂは外周端部に形成され
たオネジ３６ｃによつて外筒本体３６ａに結合さ
れている。

透明板３５外周のシールは、第８図に示した例
に限るものではなく、他にも色々と考えられる。
例えば第１０図に示すように、レーザー光線受光
板３４と透明板３５をびつたりと重ねて、透明板
３５の前部外筒管３６ｂ側にシールリング３８を
設けてもかまわない。

ケーブル３２の引出し口３９も、例えばシリコ
ンゴム３０でシールする。

さて、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
（第２図参照）。

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３図を参照して、掘進台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の掘進が行われる。掘進台４に
は、先導管５や誘導管６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
を掘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４図、第５図および第６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５ｃ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５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の先端に設けた掘削用の刃先２２
の間を通つて矢印Ｙ方向から入つてきた掘進排土
は、スクリユーオーガー２０により後方へ移送さ
れる。

第５図と第６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６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６図には、スクリユーオーガー２０が
省略してある。

第７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、掘進排土の搬出が主な役目で
ある。その外径は埋設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２
６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２
６ａが形成してあり、他端にはメスの連結部２６
ｂ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。

発明の効果 本発明による埋設管推進装置は以上のように構
成されているので、次のような効果を有する。

レーザー光線受光板の複数のホトトランジスタ
から出る先導管の計画線からのズレの方向とズレ
の大きさを示す検出信号を、増幅中継ボツクスで
増幅して制御装置に与えて、これらの増幅検出信
号に基いて制御装置は複数の油圧シリンダを的確
に制御可能である。

複数のホトトランジスタを組込んだレーザ光線
受光板と増幅中継ボツクスが、レーザ受光器外筒
管内に収容され、しかもこの外筒管内に注入され
た油によりカバーされている。その結果、この受
光板と増幅中継ボツクスはつねに油によつてカバ
ーされる状態になつているため、湿気や地下水が
油のところで完全に遮断され、受光板や増幅中継
ボツクスに至らず、したがつて湿気や地下水によ
つて侵されることなくレーザ光線受光板と増幅中
継ボツクスの両方がいつまでも十分にその性能を
長期にわたり維持できる。

このため、工事現場の条件が悪く湿気や地下水
が多い場合でも、油でカバーして保護されたレー
ザ光線受光板の多数のホトトランジスタにより検
出された計画線からのズレの方向とズレの大きさ
を示す電気信号を、油でカバーして保護された増
幅中継ボツクスで湿気や地下水により影響をうけ
ることなく正確に増幅できることを保障する。こ
の増幅電気信号を制御装置に送りこの制御装置は
増幅電気信号に基いて、正確に各油圧シリンダを
制御できるので、長期にわたり先導管の進路の軌
道修正が計画線にそつて正しくできる。この点で
メンテナンスが楽である。

したがつて、悪条件の工事現場でも計画線に沿
つて埋設管推進作業を正確にかつ能率よく行え
る。

本発明による埋設管推進装置は、もちろん工事
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る。

本発明による埋設管推進装置は、悪条件でも正
確にかつ能率よく工事ができ、計画線からずれて
工事してしまうのを防ぎ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して
も、その下で湿気や地下水に影響をうけずに正確
に能率よく推進施工が可能なため、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。

また、ズレの方向とズレの大きさを示す正しい
増幅電気信号に基いて計画線に沿つて推進路を常
に正確に軌道修正できるので、地中に既存の埋設
物があつても、それを確実に避けて所定の場所に
正しく埋設管を埋設できる。つまり推進工事のト
ラブル発生及び埋設物と埋設管推進装置の両方の
損傷を防げるのである。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図は本発明による埋設管推進装置の動作原
理を簡単に示した図、第２図は本発明の装置の概
略を示した説明図、第３図は掘進台に先導管を設
定した状態を示す概略斜面図、第４図は先導管の
先端部分を示した部分断面図、第５図は先導管の
後端部分を示した部分断面図、第６図は先導管の
後端を示す端面図、第７図は誘導管を示す部分断
面図、第８図は本発明で使用する受光器の一例を
示す断面図、第９図は第８図に示す受光器のＡ−
Ａ断面図、第１０図は本発明で使用する受光器の
他の例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
……掘進台、５……先導管、５ａ………前部、５
ｂ……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……掘削用刃
先、３０……シンコンゴム、３１……油圧入口、
３２……ケーブル、３３……増幅中継ボツクス、
３４……レーザー光線受光板、３５……透明板、
３６……レーザー受光器外筒管、３７……油、３
８……シールリング、４０……ホトトランジス
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地中の予め決めた計画線の方向に埋設管と同
   径の先導管およびそれに続く誘導管を掘進台で推
   進させ、かつ、先導管の先端で掘削した排土を先
   導管の中に設けたスクリユーオーガーおよび誘導
   管の中に設けたスクリユーオーガーにより後方に
   搬送し、しかも、先導管の前部と後部とを互いに
   可動に接合してそれらの前部と後部にそれぞれ枢
   支した複数の油圧シリンダを作動させることによ
   り先導管の進行方向の修正を可能とし、さらに、
   掘進台の側に設けたレーザー発光器から発光され
   たレーザー光線を先導管に設けた受光器で受け
   て、予め設定した計画線からのズレを検出し、そ
   の検出信号を制御装置に送り、制御装置によつて
   前記複数の油圧シリンダを制御して先導管の進路
   を軌道修正していく構成とした埋設管推進装置に
   おいて、前記受光器が、前記レーザー光線を電気
   信号に変換するためのレーザー光線受光板と、前
   記レーザー光線受光板からの電気信号を増幅して
   制御装置へ送るための増幅中継ボツクスと、前記
   レーザー光線受光板及び前記増幅中継ボツクスを
   収納するためのレーザー受光器外筒管と、前記レ
   ーザー受光器外筒管内に注入されていて前記レー
   ザー光線受光板および前記増幅中継ボツクスをカ
   バーする油と、前記油を前記レーザー受光器外筒
   管の中に密封するための透明板と、前記レーザー
   光線受光板のどの位置にレーザー光線が当たつた
   かを検知して先導管の計画線からのズレを検出す
   るために所定のピツチで前記レーザー光線受光板
   に組み込まれた多数のホトトランジスタとを備
   え、前記レーザー光線受光板と前記増幅中継ボツ
   クスが湿気や地下水に侵されるのを防ぐ構成にす
   るとともに、前記多数のホトトランジスタのう
   ち、どのホトトランジスタにレーザー光線が当た
   つたかによつてズレの方向とズレの大きさを検知
   できる構成にしたことを特徴とする埋設管推進装
   置。