JPH06248876A - 管の推進工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管被覆工法における推進管と地盤との摩擦力
を確実に低減させる。 【構成】 掘進機３３に後続する格納管３５は、外筒管
３６と内筒管３７との間に、２重のチューブ３８を収納
する。チューブ３８は、格納管３５の後端部から引出さ
れ、外側の不透水膜４８ａと内側の不透水膜４８ｂとし
て、後続する制御管３４、ヒューム管３９，４０を覆
う。内側の不透水膜４８ｂ内には、滑材４７を充填す
る。掘進機３３が目的の立坑に到達した後で、発進立坑
３２および到達立坑の両端から、外側の不透水膜４８ａ
と内側の不透水膜４８ｂとの間に裏込め材を注入する。
この際に、先に充填されている滑材４７を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスなどの流体輸送用
の管を地中に埋設するための管の推進工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガス管などを地中に埋設する
ための非開削工法には、図７に示すような管被膜工法が
行われている。この工法は、推進工法の一種で、管の外
面に膜を設け、推進管と地盤との摩擦力を低減し、長距
離の推進を可能とする。たとえば、２００ｍ程度の掘進
が１カ月程度の工期で可能である。

【０００３】図７において、地盤１には発進立坑２が構
築される。発進立坑２からは、水平方向に掘進機３が発
進する。掘進機３が掘削した後の穴には、制御管４およ
び格納管５が順次挿入される。格納管５は、外筒管６お
よび内筒管７の２重管構造を有し、外筒管６および内筒
管７の間には、可撓性のあるチューブ８が折りたたんだ
状態で収納される。掘進が進むと、格納管５の後にヒュ
ーム管９，１０が順次挿入される。

【０００４】掘進機３の前進は、圧入装置１１が元押し
装置１２によって押し込まれることによって行われる。
元押し装置１２は複数のジャッキを内蔵し、補強壁１３
からの反力として掘進力を発生する。補強壁１３は、発
進立坑２の側壁１４の内側を補強し、元押し装置１２か
ら大きな反力が発生可能なようにする。

【０００５】発進立坑２内では、掘進機３による掘進が
進行するにしたがって、ヒューム管１０を継ぎ足し、管
の長さを延ばしていく。このとき、地盤１とヒューム管
９，１０との間の摩擦力を低減するため、格納管５の後
端部２は滑材注入孔１５が設けられる。また、発進立坑
２の坑口部にも、坑口滑材注入孔１６が形成される。こ
れらの滑材注入孔１５および坑口滑材注入孔１６から、
流動体である滑材を圧送して注入する。注入された滑材
１７は、格納管５の外筒管６と内筒管７との間に格納さ
れていたチューブ８が引出された不透水膜１８と、ヒュ
ーム管９，１０の外周面との間に充填される。不透水膜
１８と、地盤１との間には、制御管４の先端の裏込め注
入孔１９から裏込め材２０が注入される。

【０００６】以上のような管被膜工法によって、推進距
離が大きくなっても必要な推進力はほぼ一定であり、た
とえば２００ｍ程度の距離では、管を被覆しない場合の
約半分の推進力しか必要としない。このため、元押し装
置１２や補強壁１３が発生すべき反力が低減され、発進
立坑２の構築が容易となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すような従来
からの管被膜工法においては、不透水膜１８を１枚だけ
使用するけれども、図８に示すような問題が生じる。す
なわち、地盤１中には石材２１，２２など、比較的大形
の礫などが存在する。このような大きな礫の存在によっ
て、次に示すような不具合が生じる。地盤１中に大き
な礫があると、不透水膜１８が押され、不透水膜１８を
通してヒューム管９の管体を締付ける。不透水膜１８と
ヒューム管９の管体との間に摩擦力が生じ、必要な推進
力が増大する。礫などによって不透水膜１８とヒュー
ム管９の表面とが接触すれば、不透水膜１８は礫と管の
固体間に挟まれるため破れやすくなる。不透水膜１８
とヒューム管９との間には、滑材や裏込め材を注入する
けれども、不透水膜１８が礫によってヒューム管９の管
体に押しつけられていると、その部分で注入材が詰まっ
てしまい、全体に充分にいきわたらなくなる。

【０００８】本発明の目的は、地盤中に礫などが存在し
て圧迫されても、管の周囲に充填材を容易に注入するこ
とができる管の推進工法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中に穴を掘
進しつつ、管を押し込む管の推進工法において、管には
可撓性を有する２重チューブを被せておき、管と内側の
チューブとの間には、充填材を注入して穴がくずれるの
を防ぎ、管の挿通後には、内側のチューブと管との間の
充填材を排出しながら、内側のチューブと外側のチュー
ブとの間に裏込め材を注入することを特徴とする管の推
進工法である。

【００１０】また本発明の前記充填材は、チューブが傷
ついて穴があいたときに、漏洩箇所近傍の地中で凝固し
やすいことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、地中に穴を推進しつつ、管を
押し込む管の推進工法において、管には可撓性を有する
２重チューブを被せる。管と内側のチューブとの間に
は、充填材を注入して穴が崩れるのを防ぐ。チューブは
２重チューブであるので、地盤に直接接触するのは外側
のチューブであり、内側のチューブはこの外側のチュー
ブによって保護される。また、地盤に大きな礫などがあ
って、２重チューブが管側に押されても、外側のチュー
ブと内側のチューブとの間の滑りによって摩擦力が緩和
される。また、内側のチューブは、外側のチューブによ
って保護されるので破れにくく、充填材などを充分に保
持して摩擦力を低減させることができる。さらに、外側
のチューブと内側のチューブとの間に充填材を注入して
おくことによって、内側のチューブの変形を押さえ、管
と内側のチューブとの間に充填材を充分に充満させ、確
実に摩擦力を低減させることができる。さらに、管の挿
通後には、内側のチューブと管との間の充填材を排出し
ながら、内側のチューブと外側のチューブとの間に裏込
め材を注入するので、裏込め材を確実に管外周全体に注
入することができる。

【００１２】また本発明に従えば、充填材はチューブが
傷ついて穴があいたときに、漏洩箇所近傍の地中で凝固
しやすいので、地中への充填材の漏洩を防ぐことができ
る。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例についての概略的
な構成を示す。管を埋設すべき地盤３１には、発進立坑
３２が構築される。発進立坑３２からは、水平方向に掘
進機３３が挿入され、穴の掘進が行われる。掘進機３３
の先端にはカッター３３ａが設けられ、地盤３１を掘削
する。掘削された土砂は、水と混ぜ合わされ、排泥管３
３ｂを介して後方に送られる。

【００１４】管の径が１０００ｍｍ未満のときには、制
御管３４は格納管３５よりも後方に配置される。格納管
３５内が狭くなると人間の出入りが困難となり、掘進機
３３のメンテナンスを考慮すると、制御管３４を格納管
３５よりも後方に配置する方が好ましくなる。格納管３
５は、外筒管３６と、内筒管３７の２重管構造を有し、
外筒管３６と内筒管３７との間にカートリッジ状のチュ
ーブ３８を収納する空間を形成する。外筒管３６は、掘
進機３３の外径と同じ外径を有し、地盤３１からの土圧
に対して変形しない構造強度を有する。内筒管３８は、
推進力を軸方向に、掘進機３３に伝達可能な構造となっ
ている。

【００１５】制御管３４の後方には、ヒューム管３９，
４０が順次挿入される。最後尾のヒューム管４０は、圧
入装置４１によって掘進機３３が掘削した穴の中に押し
込まれる。圧入装置４１は、元押し装置４２によって押
圧される。元押し装置４２は押圧用のジャッキを備え、
補強壁４３に対する反力として推進力を発生する。補強
壁４３は、発進立坑３２の側壁４４内に形成される。

【００１６】制御管３４の前方には、滑材注入孔４５、
発進立坑３２の坑口には坑口滑材注入孔４６がそれぞれ
設けられ、滑材４７が注入される。注入された滑材は、
格納管３５から引出されるチューブからの２重の不透水
膜４８ａ，４８ｂのうち、内側の不透水膜４８ｂと、制
御管３４、ヒューム管３９，４０の外周面との間に充填
される。

【００１７】滑材１７の注入は、常に２〜３ｋｇｆ／ｃ
ｍ²（１９６〜２９４ｋＰａ）の圧力をかけながら行
う。滑材１７としては、たとえば水にベントナイトなど
の粘土を加え、でんぷんなどを添加して粘度を調整す
る。このような滑材は、地盤３１中に染み出すと凝固し
やすい。内側の不透水膜４８ｂ内に充填されている状態
の滑材４７は流動性を保ち、管の推進に対する摩擦力を
低減する。

【００１８】掘進機３３が、目的の立坑に到達すると、
発進立坑３２の坑口に設けられる裏込め注入孔４９から
裏込め材５０が外側の不透水膜４８ａと、内側の不透水
膜４８ｂとの間に注入される。掘進機３３が到達した立
坑側でも、掘進機３３および格納管３５などを取外した
後で、裏込め材５０が不透水膜４８ａ，４８ｂ間に注入
される。

【００１９】図２は、格納管３５に関連する構成を拡大
して示す。格納管３５と制御管３４との間には、接続管
５１が設けられる。外筒管３６と、内筒管３７との間の
空間に収納されているチューブ３８の引出部は、格納管
３５の後端部に形成される。引出部の内側には内筒管キ
ャップ５２が設けられ、その外側に取付けられたパッキ
ン５３で２重のチューブ３８から不透水膜４８ａ，４８
ｂを挟み込む。これによって、不透水膜４８ａ，４８ｂ
が正常に引き出されるとともに、土砂が格納管３５内に
入らないようにしている。また、格納管３４内の圧力を
バランスさせるために、不透水膜４８ａと、４８ｂとの
間にも滑材４７を注入する。

【００２０】図３は、図１に示す発進立坑３２の坑口付
近の構造を示す。坑口は、発進坑口枠５４によって補強
されており、その表面にはゴムパッキン５５が取付けら
れ、その周囲は坑口コンクリート５６によって補強され
る。ゴムパッキン５５には、スペーサリング５７が取付
けられる。スペーサリング５７には、止水金物５８が取
付けられる。止水金物５８の上段には、ワイヤ止め５９
が設けられる。スペーサリング５７には、ボルト６０に
よって一次坑口パッキン６１が取付けられる。一次坑口
パッキン６１の内周側にはオメガリング６２が取付けら
れ、ワイヤ６３によって止水金物５８側に牽引される。
ワイヤ６３の先端は、ワイヤ止め５９に固定される。

【００２１】一次坑口パッキン６１の後方には、一次坑
口リング６４が接続される。一次坑口リング６４は、ゴ
ムパッキン６５および二次坑口リング６６によって、不
透水膜４８ａ，４８ｂを挟み込んだ状態で保持する。二
次坑口リング６６の中間には、滑材注入孔４５が形成さ
れる。二次坑口リング６６の後方には、二次坑口パッキ
ン６７、パッキン押え板６８および反転防止板６９が固
定される。二次坑口パッキン６７の内周面は、挿入され
るヒューム管４０に摺接する。一次坑口パッキン６１は
ワイヤ６３によって牽引されているので、不透水膜４８
ａ，４８ｂとヒューム管４０の外周面との間隔が維持さ
れる。内側の不透水膜４８ｂの外径Ｃは、掘進機３３の
外径に等しくする。

【００２２】図４は、不透水膜４８ａ，４８ｂに対する
充填状態を示す。ヒューム管４０の外周面には、滑材注
入孔４５が設けられ、内側の不透水膜４８ｂと、ヒュー
ム管４０の外周面との間に滑材４７が注入される。この
ように、ヒューム管４０に滑材注入孔４５が設けられて
いれば、滑材４７が迅速に管のまわりに注入される。た
だし、制御管３４の先端やおよび発進立坑３２の坑口か
らのみ注入するようにしても充分に充填することができ
る。

【００２３】不透水膜４８ａ，４８ｂは、たとえばクロ
スラミネートシート材によって形成される。クロスラミ
ネートシートは、強靭な繊維から成るクロスを耐久性の
あるシートで被覆し、強度、耐薬品性および耐久性など
を向上させたものである。この膜は、厚みが約０．５ｍ
ｍで、柔軟性があり、かつ加工性がよい。このような２
重の不透水膜４８ａ，４８ｂを、ジャバラ状に折りたた
んで、膜収納ケージに収め、カートリッジ状にしたもの
を格納管３５の外筒管３６と内筒管３７との間に収納す
る。裏込め材５０は、セメントミルクなどを含み、注入
後一定時間で凝固するものが好適に使用される。

【００２４】図５は、図１に示す管の推進工法を実施す
るための制御系統を示す。図１と対応する部分には、同
一の参照符を付す。注入する材料は、一次材料として裏
込め材、二次材料として滑材を使用する。注入量は、注
入制御盤７０によって制御される。一次材料は、ミキサ
７１によって混合され、タンク７２に貯留される。タン
ク７２からはポンプ７３によって加圧され、電磁流量計
７４を介して一次管路７５に圧送される。二次材料は、
ミキサ７６によって混合されてタンク７７に貯留され、
ポンプ７８によって電磁流量計７９を介して二次管路８
０に圧送される。注入制御盤７０には、一次注入制御ス
イッチ８１および二次注入制御スイッチ８２が設けら
れ、ポンプ７３，７８をそれぞれ制御する。ポンプ７８
によって圧送される二次注入材料は、分岐管路８３側に
も分岐し、手動バルブ８４を介して坑口滑材注入孔４６
に導かれる。このときの圧力は、圧力計８５によって検
出される。

【００２５】管の推進状態は、注入監視管理盤８６によ
って管理される。注入監視管理盤８６は、一次注入圧、
一次注入量、二次注入圧、二次注入量、カッター電流、
切刃水圧および推進速度などを監視し、管理するために
設けられる。注入監視管理盤８６には、データ処理装置
８７が接続される。データ処理装置８７内には、パーソ
ナルコンピュータ（略称「パソコン（ＣＰＵ）」）８
８、陰極線管（略称「ＣＲＴ」）８９および記録計９０
などが含まれる。

【００２６】掘進機３３の掘進速度は、掘進速度検出器
９１によって検出される。一次注入圧は、格納管３５の
先端付近に設けられる電動バルブ９２によって開閉制御
され、圧力検出器９３によって検出される。二次注入圧
は、格納管３５内の圧力検出器９４によって検出され、
電動バルブ９５によって開閉制御される。また、滑材注
入孔４５における二次注入圧は、圧力検出器９６によっ
て検出され、電動バルブ９７によって制御される。ヒュ
ーム管４０に設けられる注入孔における二次注入圧は、
圧力検出器９８によって検出され、電動バルブ９９によ
って開閉制御される。

【００２７】図６は、外側の不透水膜４８ａと、内側の
不透水膜４８ｂとの間に注入する裏込め材の圧力と、内
側の不透水膜４８ｂに充填される滑材の圧力との関係を
示す。掘進機３３が目的の立坑に到達してから、滑材を
排出するとともに、裏込め材を注入する。裏込め材と滑
材との圧力の和を一定の２〜３ｋｇｆ／ｃｍ² としてお
けば、地盤などの崩壊を招かずに、裏込め材を迅速に充
填することができる。

【００２８】以上の実施例においては、ヒューム管３
９，４０をさや管として最初に挿通させ、その後にガス
管を通すようにするけれども、最初からガス管を直接挿
入するようにしてもよいことは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、管と地盤
との摩擦力を確実に低減させることができ、かつ、チュ
ーブの破損を抑えて裏込め材を確実に管外周全体に注入
することができる。

【００３０】また、充填材は漏洩箇所近傍の地中で凝固
しやすいので、チューブが破損するようなことがあって
も、充填材の漏洩を容易に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な構成を示す断面図
である。

【図２】図１に示す格納管３５の拡大断面図である。

【図３】図１に示す発進立坑３２内の坑口付近の拡大断
面図である。

【図４】図１に示す不透水膜４８ａ，４８ｂ付近の拡大
断面図である。

【図５】図１に示す実施例の概略的な制御系統を示すブ
ロック図である。

【図６】図１に示す実施例における裏込め材と、滑材と
の注入状態を示すグラフである。

【図７】従来からの管の推進工法を示す概略的な断面図
である。

【図８】図７に示す工法の問題点を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

３１ 地盤 ３２ 発進立坑 ３３ 掘進機 ３４ 制御管 ３５ 格納管 ３６ 外筒管 ３７ 内筒管 ３８ チューブ ３９，４０ ヒューム管 ４１ 圧入装置 ４２ 元押し装置 ４３ 補強壁 ４５ 滑材注入孔 ４６ 坑口滑材注入孔 ４７ 滑材 ４８ａ 外側不透水膜 ４８ｂ 内側不透水膜 ５０ 裏込め材 ６１ 一次坑口パッキン ６７ 二次坑口パッキン ７０ 注入制御盤 ７５ 一次管路 ８０ 二次管路 ８３ 分岐管路 ８６ 注入監視管理盤 ９１ 掘進速度検出器 ９２，９５，９７，９９ 電動バルブ ９３，９４，９６，９８ 圧力検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に穴を掘進しつつ、管を押し込む管
   の推進工法において、 管には可撓性を有する２重チューブを被せておき、 管と内側のチューブとの間には、充填材を注入して穴が
   くずれるのを防ぎ、 管の挿通後には、内側のチューブと管との間の充填材を
   排出しながら、内側のチューブと外側のチューブとの間
   に裏込め材を注入することを特徴とする管の推進工法。
2. 【請求項２】 前記充填材は、チューブが傷ついて穴が
   あいたときに、漏洩箇所近傍の地中で凝固しやすいこと
   を特徴とする請求項１記載の管の推進工法。