JPH07293193A - 地中推進装置及び地中推進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２重管構造の推進装置による推進工法において
短時間低費用で掘削ビットを交換する。 【構成】発進立坑２内にある推進機３が推進管５に推進
力を与え、推進管内の内管７を回転させる。内管の先端
の掘削ビット８は推進管に押されて地中に切り込む。内
管７の前方の内面には内管を閉止するシャッター９があ
る。内管７の中央には中心軸線に沿って地盤改良剤の供
給管13が配設され、閉止されたシャッター板10の隙間か
ら前方に地盤改良剤を注入する。シャッター９を閉じ、
掘削ビット８が推進管５内に収まるまで内管７を回転さ
せながら引き戻し、供給管13から地盤改良剤を切り羽に
供給する。推進管及び内管内の土砂が固化した後、内管
７を発進立坑２側に順次引き出して回収する。推進管５
の先端部の内部の土砂は地盤改良剤によって固化してお
り崩壊はしない。全ての内管を引き出して掘削ビット８
を回収する。掘削ビット交換後、逆の手順で推進を再開
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中に圧入される推進
管と、推進管内に挿入されて回転する内管と、内管の先
端に取り付けられて推進管の前方で地盤を掘削する掘削
ビットとを備えた地中推進装置の改良に係り、さらに該
地中推進装置を用いた地中推進方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】地中に推進管を推進して管路を構築して
いく推進工法は、元押し機構や掘削方式や排土方式の違
いによって多種多様に分類されている。図５は、係る推
進工法の一種である従来の２重管構造の推進装置による
推進工法を例示する断面図である。

【０００３】発進立坑１００の内部には地中推進装置１
０１の推進機１０２が設置されている。推進機１０２の
推進手段には推進管１０３の基端部が接続されている。
推進機１０２の回動手段には、推進管１０３の内部に挿
入された内管１０４の基端部が接続されている。内管１
０４の先端部には掘削ビット１０５が設けられており、
該掘削ビット１０５は推進管１０３の先端部の前方に配
置されている。内管１０４を推進管１０３の内部で回転
させると共に該推進管１０３を地中に推進し、掘削ビッ
ト１０５を地中に切り込ませて掘削を行う。

【０００４】上記推進工法においては、推進途中で掘削
ビット１０５が磨耗乃至破損した場合に掘削ビット１０
５を交換する必要が生じる。しかしながら、地下水があ
り崩壊しやすい地盤を上記２重管構造の地中推進装置１
０１を用いて推進している場合に掘削ビット１０５を交
換するには、掘削ビット１０５と内管１０４を推進管１
０３から引き抜いても切羽が崩壊しないようにしなけれ
ばならない。

【０００５】従来は、掘削ビット１０５の交換のために
掘削ビット１０５の前方の地盤を改良していた。即ち、
地表面１０６からボーリングマシンで地盤に孔１０７を
形成し、図中に示すようにこの孔１０７から推進管１０
３の前方部に地盤改良材を注入して地盤を広い範囲１０
８にわたって固化させ、掘削ビット１０５を引き抜いた
際の切羽の崩壊を防止していた。

【０００６】推進工法においては、掘削対象地盤に応じ
て掘削ビットを選定するが、対象地盤に大きな礫が含ま
れている場合は掘削ビットが磨耗したり欠損したりして
掘削ビットの耐用距離が短くなり、その都度交換を必要
とする。交換を必要とした場合は掘削ビットを発進立坑
側に引き戻すが、切羽に水圧が掛かっていたり崩壊性の
著しい地盤であると、掘削ビットを引き戻すと同時に推
進管内に土砂が流入し、陥没事故が発生する恐れがあ
る。このため切羽部分を地表面からボーリングをして地
盤改良材を注入して固化させ、切羽の崩壊を抑止して掘
削ビットを引き戻してビットの交換を行っていた。この
方法は、掘削ビットの交換が必要になった時点で地盤改
良の準備に掛かり作業を行うことになるので、推進作業
を一時中断し、作業の待機が必要であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した地盤改良には
準備と作業に所要の日数と膨大な費用がかかる。地盤改
良の作業中、推進作業は中断せざるを得ず、工事用の機
器や人員の待機によって工事費用はさらに嵩む。

【０００８】また、地盤改良の効果が不十分であると、
掘削ビットを推進管内に引き戻した時に切羽が崩壊し、
地表面陥没事故が発生するおそれがある。逆に、地盤改
良の効果が高すぎると、推進管の周囲が固められて推進
ができなくなる等の問題が発生する。

【０００９】本発明は、２重管構造の推進装置を用いた
推進工法において、少量の地盤改良材で効果の高い地盤
改良を行い、短い時間で掘削ビットを交換できるように
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る地中推進装
置は、地中に圧入される推進管と、推進管内に挿入され
て回転する内管と、内管の先端に取り付けられて推進管
の前方で回転する掘削ビットと、内管の内部に設けられ
た内管の閉止手段と、内管の内部に配設されて閉止され
た閉止手段よりも前方に地盤改良材を注入して推進管内
の土砂を固化させる地盤改良材注入手段を備えたことを
特徴としている。

【００１１】請求項２に記載された地中推進装置は、請
求項１記載の地中推進装置において、前記推進管と前記
内管が、それぞれ複数の推進管及び内管からなり、推進
管の推進及び内管の回転が発進立坑内に設けた推進機に
よって行われることを特徴としている。

【００１２】請求項３に記載された地中推進装置は、請
求項２記載の地中推進装置において、前記地盤改良材注
入手段が、前記発進立坑内に設けられた地盤改良材供給
手段と、前記内管内に配設されて前記地盤改良材供給手
段に接続された供給管とによって構成されたことを特徴
としている。

【００１３】請求項４に記載された地中推進方法は、請
求項１記載の地中推進装置を用いた地中推進方法におい
て、推進途中で推進を一旦停止して閉止手段を閉止し、
内管を引いて掘削ビットを推進管内に引き込むと共に閉
止手段の前方に地盤改良材を注入して推進管内の土砂を
固化させ、さらに掘削ビットを引き込みながら地盤改良
材を注入し、推進管内を固化した地盤改良材で充満させ
て切羽圧力に対応させ、推進管内に流入する土砂等を抑
止して掘削ビットを推進管の発進側において回収し、掘
削ビットを交換した後に再び該掘削ビット及び内管を推
進管の内部に挿入して掘削を再開することを特徴として
いる。

【００１４】

【作用】閉止手段によって内管の内部を閉止する。掘削
ビットが推進管内に引き込まれるまで内管を発進立坑に
向けて引きながら地盤改良材供給手段によって地盤改良
材を閉止手段の前方に供給する。推進管の先端部の内部
に充満した土砂は地盤改良材によって固化し、崩壊しな
くなる。しかし切羽には水圧等が掛かっている場合が殆
どで、これだけの範囲の固化だけでは不充分の事が多
く、さらに掘削ビットを引き込みながら地盤改良材を注
入して推進管内の所定範囲を固化した地盤改良材で充満
させ、切羽圧力に対応して崩壊を防止する。掘削ビット
を推進管から引き抜き、交換して再び推進管内に挿入
し、掘削を再開する。

【００１５】

【実施例】図１から図４を参照して本発明の一実施例を
説明する。まず、本実施例で使用する地中推進装置１の
構成を説明する。発進立坑２の内部には地中推進装置１
の推進機３が設置されている。推進機３は油圧シリンダ
４等を備えた推進手段を有している。この推進手段には
推進管５の基端部が接続されている。推進機３は油圧モ
ータ６等を備えた回動手段を有している。この回動手段
には、推進管５の内部に挿入された内管７の基端部が接
続されている。

【００１６】前記推進管５及び内管７は、所定長さの推
進管及び内管を、推進工程の進展に伴ってそれぞれ複数
本ずつ順次接続したものである。

【００１７】前記内管７の先端部には掘削ビット８が取
り付けられている。掘削ビット８は、推進管５の外周面
よりも外側の掘削位置と内側の収納位置との間で揺動自
在である。掘削ビット８の交換時等に、内管７を発進立
坑２側に引けば掘削ビット８は収納位置に退いて推進管
５内に引き込まれる。掘削時に、掘削ビット８は内管７
に押されて掘削位置に設定される。発進立坑２側での操
作により、内管７を推進管５の内部で回転させると共に
推進管５に推進力を加えれば、掘削ビット８が切羽を掘
削して推進管５が推進する。

【００１８】内管７の前方の内面には、掘削した土砂の
排出を閉止する閉止手段としてのシャッター９が設けら
れている。シャッター９は、２枚の開口部閉止板１０，
１０と、開口部閉止板１０を開閉動作させる駆動手段と
しての油圧ジャッキ１１とを備えている。シャッター９
の操作は発進立坑２側において行うことができる。

【００１９】本地中推進装置１は地盤改良材注入手段１
２を有している。地盤改良材注入手段１２は、発進立坑
２内または地上に設けられた地盤改良材供給手段と、内
管７の内部に配設された地盤改良材の供給管１３とを有
している。地盤改良材供給手段は、地盤改良材の貯槽
と、該貯槽内の地盤改良材を推進機３を介して切羽に向
け送出する供給ポンプ及び配管１３ａ等を有している。

【００２０】地盤改良材の供給管１３は、内管７の中央
に中心軸線に沿って配設されている。供給管１３は、閉
止された前記開口部閉止板１０の隙間から前方に延びて
おり、シャッター９の閉止によって供給管１３が潰れて
地盤改良材の供給に支障が生じることはない。供給管１
３の先端部は、内管７及び推進管５の前端から前方に突
出して掘削ビット８の近傍に位置している。

【００２１】本実施例の地盤改良材には、土砂をほぼ瞬
間的に固化させる瞬間固結剤等を利用することができ
る。

【００２２】次に、前記地中推進装置１を用いて行う地
中推進工法において、掘削ビット８を交換する場合の手
順について説明する。図１に示すように推進途中で掘削
ビット８の交換が必要になった時には、一旦掘削を停止
する。

【００２３】図２に示すように、シャッター９を閉じて
内管７を閉止する。閉止されたシャッター９の前方は掘
削された土砂で滞留している。掘削ビット８が推進管５
内の収納位置に収まるまで内管７を回転させながら発進
立坑２側に引き戻し、同時に供給管１３を介して地盤改
良材を切羽に供給する。

【００２４】供給管１３から供給された地盤改良材は、
シャッター９よりも前方の内管７の内部と、掘削ビット
８よりも前方にある推進管５の内部を充填する。地盤改
良材を充填する推進管５の範囲をどの位にするか、即ち
掘削ビット８を推進管５内にどの程度引き込んだ状態ま
で地盤改良材の注入を行うかは、切羽における水圧等を
考慮し、適当に加減する。

【００２５】なお図３に示すように、推進管５の先端部
の土砂２０のみならず、内管７の先端部即ち掘削ビット
８の先端からシャッター９までの間の空間にある土砂２
１も地盤改良材で固化されるが、内管７の内部は発進立
坑２側に引き戻した時に除去できるので問題ない。

【００２６】図３に示すように、推進管５の先端部の内
部にある土砂２０が地盤改良材によって固化したら、内
管７を発進立坑２側に順次引き出して回収していく。

【００２７】掘削ビット８を回収する。図４に示すよう
に、地中に埋設された推進管５の内部からは全ての内管
７が引き抜かれる。推進管５の先端部の内部は共に地盤
改良材によって固化されているので切羽の圧力によって
崩壊することはない。回収された掘削ビット８は発進立
坑２外に搬出されて交換される。掘削ビット８及び内管
７は、これらを引き抜いたのと逆の工程で推進管５内に
挿入され、交換された掘削ビット８は推進管５内で固化
した土砂の近傍に設定される。

【００２８】地盤改良材が充填されて固化した推進管５
の内部の土砂２０等は、内管７の回転挿入に伴って回転
駆動される掘削ビット８で破壊しながら挿入させ、引き
抜き前の位置に設定し、その後通常の推進が再開され
る。

【００２９】以上説明した一実施例では、推進管５の先
端部の内部にある土砂２０のみを地盤改良材で固結させ
ていたが、地盤の強度等に応じ、推進管５の内部だけで
なく、推進管５の先端部に近接した推進管５の外部の地
盤を同時に改良してもよい。

【００３０】本実施例で説明した地中推進装置１は、本
実施例のような掘削ビット８の交換方法が適用される地
中推進装置の一例に過ぎないことは言うまでもない。例
えば、内管７の閉止手段であるシャッター９が開口部閉
止板１０を有する構造でなく、推進管内に設けられて掘
削土砂の排土に供されるオーガーとオーガーの先端に設
定した掘削ビットにより掘削し、推進管を推進する機構
でも採用でき、地盤改良材の供給管１３をオーガーのシ
ャフト内に配して掘削ビット部で注入する構造でもよ
く、あるいはオーガーのシャフト内を供給管とした構造
でもよい。さらに推進管の先端を閉止する手段として、
必要に応じて供給される気体によって膨張して内管７の
内部を塞ぐ袋体を用いてもよい。さらに、前記実施例で
は１本の供給管１３によって開口部閉止板１０の前方に
地盤改良材を注入していたが、このような構成は一例で
あり、要するに閉止した閉止手段の前方に地盤改良材を
注入して少なくとも推進管の内部の滞留土砂を固化させ
られる構造であればよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明の地中推進装置及びこれを用いた
地中推進方法によれば、推進中に推進管の先端部の内部
を少量の地盤改良材で固化させることができる。

【００３２】従って本発明の装置及び方法によれば、切
羽を崩壊させることなく、ごく短時間で余分な費用をか
けずに掘削ビットを引き抜いて交換することができると
いう効果が得られる。従って推進管切羽部の地盤改良の
ための準備と作業に要する日数と該作業の為に推進作業
を待機させるむだが省ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例における地中推進装置及び地
中推進方法を示す断面図である。

【図５】従来の地中推進装置及び地中推進方法を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 地中推進装置 ３ 推進機 ５ 推進管 ７ 内管 ８ 掘削ビット ９ 閉止手段としてのシャッター １２ 地盤改良材注入手段 １３ 地盤改良材注入手段の一部である供給管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に圧入される推進管と、推進管内に
   挿入されて回転する内管と、内管の先端に取り付けられ
   て推進管の前方で回転する掘削ビットと、内管の内部に
   設けられた内管の閉止手段と、内管の内部に配設されて
   閉止された閉止手段よりも前方に地盤改良材を注入して
   推進管内の土砂を固化させる地盤改良材注入手段を備え
   た地中推進装置。
2. 【請求項２】 前記推進管と前記内管が、それぞれ複数
   の推進管及び内管からなり、推進管の推進及び内管の回
   転が発進立坑内に設けた推進機によって行われる請求項
   １記載の地中推進装置。
3. 【請求項３】 前記地盤改良材注入手段が、前記発進立
   坑内に設けられた地盤改良材供給手段と、前記内管内に
   配設されて前記地盤改良材供給手段に接続された供給管
   とによって構成された請求項３記載の地中推進装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の地中推進装置を用いた地
   中推進方法において、推進途中で推進を一旦停止して閉
   止手段を閉止し、内管を引いて掘削ビットを推進管内に
   引き込むと共に閉止手段の前方に地盤改良材を注入して
   推進管内の土砂を固化させ、さらに掘削ビットを引き込
   みながら地盤改良材を注入し、推進管内を固化した地盤
   改良材で充満させて切羽圧力に対応させ、推進管内に流
   入する土砂等を抑止して掘削ビットを推進管の発進側に
   おいて回収し、掘削ビットを交換した後に再び該掘削ビ
   ット及び内管を推進管の内部に挿入して掘削を再開する
   ことを特徴とする地中推進方法。