JPH1122378A - 管推進工法及びその装置 - Google Patents
管推進工法及びその装置Info
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- JPH1122378A JPH1122378A JP19924697A JP19924697A JPH1122378A JP H1122378 A JPH1122378 A JP H1122378A JP 19924697 A JP19924697 A JP 19924697A JP 19924697 A JP19924697 A JP 19924697A JP H1122378 A JPH1122378 A JP H1122378A
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- JP
- Japan
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- pipe
- advanced
- advanced head
- earth
- sand
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的硬質の土砂及び/又は比較的大きな岩
石を含む地盤中に管を推進させる。 【解決手段】 先端鋭角状の先進ヘッド(11)に前方推進
力を加え、先進ヘッドの前方及び周囲の土砂に高周波振
動を与えて土砂を周囲に圧密し、形成される埋設空間に
管(W) を推進させる。推進中に先進ヘッドが比較的硬質
の土砂や比較的大きな岩石と出会った時には先進ヘッド
から前方、好ましくは斜め下前方に圧力流体を噴射さ
せ、先導穴(H) を形成して先進ヘッドを案内させる。
石を含む地盤中に管を推進させる。 【解決手段】 先端鋭角状の先進ヘッド(11)に前方推進
力を加え、先進ヘッドの前方及び周囲の土砂に高周波振
動を与えて土砂を周囲に圧密し、形成される埋設空間に
管(W) を推進させる。推進中に先進ヘッドが比較的硬質
の土砂や比較的大きな岩石と出会った時には先進ヘッド
から前方、好ましくは斜め下前方に圧力流体を噴射さ
せ、先導穴(H) を形成して先進ヘッドを案内させる。
Description
【0001】
【発明の属す技術分野】この発明は、管推進工法及びそ
の装置に関し、特に比較的硬質の土砂及び/又は比較的
大きな岩石を含む地盤中に管を真直に推進させることの
できるようにした工法及び装置に関する。
の装置に関し、特に比較的硬質の土砂及び/又は比較的
大きな岩石を含む地盤中に管を真直に推進させることの
できるようにした工法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上下水道の工事では地中に上下水道管を
埋設するのが一般的である。また、観光地や住宅地等で
は地中にケーブル配設用管を埋設し、景観を保護するこ
とが行われる。
埋設するのが一般的である。また、観光地や住宅地等で
は地中にケーブル配設用管を埋設し、景観を保護するこ
とが行われる。
【0003】従来より、管の埋設には推進工法がよく採
用されている。かかる推進工法には、貫孔機によって
前方への衝撃を発生させ、地盤の礫や玉石を破砕しなが
ら埋設空間を貫孔して管を敷設する工法、先端カッタ
ーを回転させつつ掘進機に押推力をかけ、礫や玉石を破
砕しながら埋設穴を掘削し、管を敷設する工法、等があ
る。
用されている。かかる推進工法には、貫孔機によって
前方への衝撃を発生させ、地盤の礫や玉石を破砕しなが
ら埋設空間を貫孔して管を敷設する工法、先端カッタ
ーを回転させつつ掘進機に押推力をかけ、礫や玉石を破
砕しながら埋設穴を掘削し、管を敷設する工法、等があ
る。
【0004】しかし、上述の管推進工法では管推進の抵
抗が大きく、滑剤等を供給しても作業時間が長くなって
いるのが実情である。
抗が大きく、滑剤等を供給しても作業時間が長くなって
いるのが実情である。
【0005】また、貫孔機や掘進機の前方土砂を取込み
過ぎて陥没が発生することがあった。特に、地盤が軟弱
な場合には推進させた管の上方の土砂が崩れて空隙がで
き、路面等の陥没が発生しやすいという問題があった。
過ぎて陥没が発生することがあった。特に、地盤が軟弱
な場合には推進させた管の上方の土砂が崩れて空隙がで
き、路面等の陥没が発生しやすいという問題があった。
【0006】他方、本件発明者らは先窄まり状の先進ヘ
ッドに前方推進力を加えるとともに、先進ヘッドからそ
の前方及び周囲の土砂に高周波振動を与えて該土砂を軟
弱化して周囲に圧密して埋設空間を形成し、該埋設空間
に管を推進させて埋設するようにした管推進工法を開発
し、出願するに至った(特願平5ー243923号、参
照)。
ッドに前方推進力を加えるとともに、先進ヘッドからそ
の前方及び周囲の土砂に高周波振動を与えて該土砂を軟
弱化して周囲に圧密して埋設空間を形成し、該埋設空間
に管を推進させて埋設するようにした管推進工法を開発
し、出願するに至った(特願平5ー243923号、参
照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の管推進工法は管
推進の抵抗が少なく、短時間で作業を完了でき、又不必
要に土砂を取込み過ぎることがなく、地盤沈下等を発生
することがないという利点を有するものの、地盤が比較
的硬い土砂や比較的大きな岩石を含む場合には先進ヘッ
ドが硬質の土砂や岩石に当たって推進させることができ
ないか、又は推進方向を変えてしまうという問題があっ
た。
推進の抵抗が少なく、短時間で作業を完了でき、又不必
要に土砂を取込み過ぎることがなく、地盤沈下等を発生
することがないという利点を有するものの、地盤が比較
的硬い土砂や比較的大きな岩石を含む場合には先進ヘッ
ドが硬質の土砂や岩石に当たって推進させることができ
ないか、又は推進方向を変えてしまうという問題があっ
た。
【0008】この発明は、かかる問題点に鑑み、比較的
硬質の土砂や比較的大きな岩石を含む地盤中に管を真直
に推進させることのできるようにした管推進工法及びそ
の装置を提供することを課題とする。
硬質の土砂や比較的大きな岩石を含む地盤中に管を真直
に推進させることのできるようにした管推進工法及びそ
の装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る管
推進工法は、比較的硬質の土砂及び/又は比較的大きな
岩石を含む地盤中に管を推進させて埋設するにあたり、
先端鋭角状の先進ヘッドから該先進ヘッド前方に圧力流
体を噴射させて上記先進ヘッド前方に先導穴を形成する
一方、上記先進ヘッドに前方推進力を加えるとともに、
上記先進ヘッドから上記先導穴周囲の土砂及び/又は岩
石に高周波振動を与えて該土砂及び/又は岩石を周囲に
圧密して埋設空間を形成し、該埋設空間内に上記管を推
進して埋設するようにしたことを特徴とする。
推進工法は、比較的硬質の土砂及び/又は比較的大きな
岩石を含む地盤中に管を推進させて埋設するにあたり、
先端鋭角状の先進ヘッドから該先進ヘッド前方に圧力流
体を噴射させて上記先進ヘッド前方に先導穴を形成する
一方、上記先進ヘッドに前方推進力を加えるとともに、
上記先進ヘッドから上記先導穴周囲の土砂及び/又は岩
石に高周波振動を与えて該土砂及び/又は岩石を周囲に
圧密して埋設空間を形成し、該埋設空間内に上記管を推
進して埋設するようにしたことを特徴とする。
【0010】本発明の特徴の1つは先進ヘッドから圧力
流体を噴出させて先導穴を形成し、該先導穴によって先
進ヘッドを案内するようにした点にある。これにより、
先進ヘッド前方の比較的硬質の土砂は軟弱化され、又比
較的大きな岩石は廻りの土砂が軟弱化され、先進ヘッド
の高周波振動を受けることによって先進ヘッドの前方か
ら逃げ、これによって先進ヘッドを真直に推進させるこ
とができる。圧力流体の噴出は常時行ってもよいが、先
進ヘッドが硬質の土砂や岩石と出会った時にだけ噴射さ
せるようにしてもよい。
流体を噴出させて先導穴を形成し、該先導穴によって先
進ヘッドを案内するようにした点にある。これにより、
先進ヘッド前方の比較的硬質の土砂は軟弱化され、又比
較的大きな岩石は廻りの土砂が軟弱化され、先進ヘッド
の高周波振動を受けることによって先進ヘッドの前方か
ら逃げ、これによって先進ヘッドを真直に推進させるこ
とができる。圧力流体の噴出は常時行ってもよいが、先
進ヘッドが硬質の土砂や岩石と出会った時にだけ噴射さ
せるようにしてもよい。
【0011】即ち、本発明に係る管推進工法は、比較的
硬質の土砂及び/又は比較的大きな岩石を含む地盤中に
管を推進させて埋設するにあたり、通常は先端鋭角状の
先進ヘッドに前方推進力を加えるとともに、上記先進ヘ
ッドから該先進ヘッド前方及び周囲の土砂に高周波振動
を与えて該土砂を周囲に圧密して埋設空間を形成し、該
埋設空間内に上記管を推進して埋設する一方、上記先進
ヘッドの推進中に、該先進ヘッドが上記比較的硬質の土
砂及び/又は比較的大きな岩石と出会った時に上記先進
ヘッドから該先進ヘッド前方に圧力流体を噴射させて上
記先進ヘッド前方に先導穴を形成し、該先導穴による案
内にて上記先進ヘッドを真直に推進させるようにしたこ
とを特徴とする。
硬質の土砂及び/又は比較的大きな岩石を含む地盤中に
管を推進させて埋設するにあたり、通常は先端鋭角状の
先進ヘッドに前方推進力を加えるとともに、上記先進ヘ
ッドから該先進ヘッド前方及び周囲の土砂に高周波振動
を与えて該土砂を周囲に圧密して埋設空間を形成し、該
埋設空間内に上記管を推進して埋設する一方、上記先進
ヘッドの推進中に、該先進ヘッドが上記比較的硬質の土
砂及び/又は比較的大きな岩石と出会った時に上記先進
ヘッドから該先進ヘッド前方に圧力流体を噴射させて上
記先進ヘッド前方に先導穴を形成し、該先導穴による案
内にて上記先進ヘッドを真直に推進させるようにしたこ
とを特徴とする。
【0012】圧力流体は土砂を軟弱化しうるものであれ
ばどのような流体でもよいが、作業現場で普通に採用し
うる水、適当な地盤処理剤を含んだ水、又は泥水を用い
ることができる。先導穴は先進ヘッドの前方に延びる穴
でもよいが、その場合には先導穴の上側の土砂が崩れて
実質的に斜め上方に延びる穴となって先進ヘッドが斜め
上方に推進されるおそれがある。そこで、先進ヘッドか
ら先進ヘッド斜め下前方に圧力流体を噴射させて斜め下
方に延びる先導穴を形成すると、先導穴の上側の土砂が
崩れて実質的に前方に延びる穴とすることができ、先進
ヘッドを真直に推進させることができる。
ばどのような流体でもよいが、作業現場で普通に採用し
うる水、適当な地盤処理剤を含んだ水、又は泥水を用い
ることができる。先導穴は先進ヘッドの前方に延びる穴
でもよいが、その場合には先導穴の上側の土砂が崩れて
実質的に斜め上方に延びる穴となって先進ヘッドが斜め
上方に推進されるおそれがある。そこで、先進ヘッドか
ら先進ヘッド斜め下前方に圧力流体を噴射させて斜め下
方に延びる先導穴を形成すると、先導穴の上側の土砂が
崩れて実質的に前方に延びる穴とすることができ、先進
ヘッドを真直に推進させることができる。
【0013】先進ヘッドの形状はその推進によって軟弱
化した前方土砂を周囲に圧密するので、先端鋭角状であ
ればよく、例えば三角錐、四角錐等の多角錐状、球面
状、円錐状、円錐台状等とすることができるが、さらに
筒状を斜めに切断した形状を採用することもできる。
化した前方土砂を周囲に圧密するので、先端鋭角状であ
ればよく、例えば三角錐、四角錐等の多角錐状、球面
状、円錐状、円錐台状等とすることができるが、さらに
筒状を斜めに切断した形状を採用することもできる。
【0014】本発明では先導穴によって先進ヘッドを真
直に推進させることができるが、何らかの原因で先進ヘ
ッドの推進方向に狂いが生じた場合これを修正できるの
が望ましい。そこで、先進ヘッドの推進中に推進方向を
検知し、推進方向がずれた際には先進ヘッドを首振りさ
せることにより、あるいは首振りさせずに高周波振動を
与える領域又は高周波振動の周波数を制御することによ
り、推進方向を修正するのがよい。高周波振動を与える
領域を制御すると、高周波振動を与えない領域の土砂は
軟弱化されず、又高周波振動の周波数を制御すると、土
砂の軟弱さが変化し、先進ヘッドの周方向の一部の推進
抵抗が変化し、推進方向を修正できるからである。高周
波振動は連続的、間欠的のいずれであってもよく、又1
00Hz以上の周波数のうちから、土砂の種類や固さ等
の性質に応じて選択するが、道路等、通常の地盤では2
00Hz〜240Hzを採用すればよい。
直に推進させることができるが、何らかの原因で先進ヘ
ッドの推進方向に狂いが生じた場合これを修正できるの
が望ましい。そこで、先進ヘッドの推進中に推進方向を
検知し、推進方向がずれた際には先進ヘッドを首振りさ
せることにより、あるいは首振りさせずに高周波振動を
与える領域又は高周波振動の周波数を制御することによ
り、推進方向を修正するのがよい。高周波振動を与える
領域を制御すると、高周波振動を与えない領域の土砂は
軟弱化されず、又高周波振動の周波数を制御すると、土
砂の軟弱さが変化し、先進ヘッドの周方向の一部の推進
抵抗が変化し、推進方向を修正できるからである。高周
波振動は連続的、間欠的のいずれであってもよく、又1
00Hz以上の周波数のうちから、土砂の種類や固さ等
の性質に応じて選択するが、道路等、通常の地盤では2
00Hz〜240Hzを採用すればよい。
【0015】管の埋設作業は地盤に所定の間隔をあけて
複数の作業用縦穴を掘削し、各作業用縦穴から次の作業
用縦穴に向けて先進ヘッドを推進させて管を埋設し、各
作業用縦穴にて埋設した管同士を管で接続することによ
って行うことができる。
複数の作業用縦穴を掘削し、各作業用縦穴から次の作業
用縦穴に向けて先進ヘッドを推進させて管を埋設し、各
作業用縦穴にて埋設した管同士を管で接続することによ
って行うことができる。
【0016】埋設すべき管が大きい場合には先進ヘッド
による圧密だけでは土砂の盛り上がりや他の埋設物への
悪影響が懸念される。そこで、推力管理と推進速度管理
を行い、埋設管の体積の1/3〜2/3程度の土砂を排
出し、残りの2/3〜1/3程度の土砂を圧密する送泥
・排泥システムを採用するのがよい。この場合、先進ヘ
ッドの内部に泥水を循環させ、高周波振動によって軟弱
化した土砂を先進ヘッド内に取込んで泥水に混合し、排
泥ポンプで送出して地上の分離機で分離し、分離した泥
水はタンクに戻し、送泥ポンプによって先進ヘッドに送
出するようにしたシステムを採用できる。
による圧密だけでは土砂の盛り上がりや他の埋設物への
悪影響が懸念される。そこで、推力管理と推進速度管理
を行い、埋設管の体積の1/3〜2/3程度の土砂を排
出し、残りの2/3〜1/3程度の土砂を圧密する送泥
・排泥システムを採用するのがよい。この場合、先進ヘ
ッドの内部に泥水を循環させ、高周波振動によって軟弱
化した土砂を先進ヘッド内に取込んで泥水に混合し、排
泥ポンプで送出して地上の分離機で分離し、分離した泥
水はタンクに戻し、送泥ポンプによって先進ヘッドに送
出するようにしたシステムを採用できる。
【0016】また、本発明に係る管推進装置は、先進ヘ
ッドによって高周波振動を与えて土砂を軟弱化し、該先
進ヘッドを推進させて土砂を周囲に圧密して埋設空間を
形成し、該埋設空間内に管を推進させて比較的硬質の土
砂及び/又は比較的大きな岩石を含む地盤中に埋設する
ようにした管推進装置であって、管状先進機本体の後端
に推進すべき管を取付可能となし、該先進機本体の先端
に先端鋭角状の先進ヘッドを設け、該先進ヘッドに高周
波振動体を内蔵するとともに、上記先進ヘッドの前方に
圧力流体を噴射する噴射口部を上記先進ヘッドに設けて
なる先進機と、上記先進機本体又は埋設すべき管を把持
し、前方に推進させる推進機と、上記噴射口部に圧力流
体を圧送する圧送手段とを備えたことを特徴とする。
ッドによって高周波振動を与えて土砂を軟弱化し、該先
進ヘッドを推進させて土砂を周囲に圧密して埋設空間を
形成し、該埋設空間内に管を推進させて比較的硬質の土
砂及び/又は比較的大きな岩石を含む地盤中に埋設する
ようにした管推進装置であって、管状先進機本体の後端
に推進すべき管を取付可能となし、該先進機本体の先端
に先端鋭角状の先進ヘッドを設け、該先進ヘッドに高周
波振動体を内蔵するとともに、上記先進ヘッドの前方に
圧力流体を噴射する噴射口部を上記先進ヘッドに設けて
なる先進機と、上記先進機本体又は埋設すべき管を把持
し、前方に推進させる推進機と、上記噴射口部に圧力流
体を圧送する圧送手段とを備えたことを特徴とする。
【0017】上述の送泥・排泥システムを採用する場
合、先進ヘッドの先端鋭角状の側面に高周波振動体の外
径より大径の挿通穴を形成し、高周波振動体の先端部を
挿通穴から突出させ、挿通穴の内縁と高周波振動体の先
端部との間の隙間から圧力流体と土砂の混合物が回収さ
れるようになすのが好ましい。
合、先進ヘッドの先端鋭角状の側面に高周波振動体の外
径より大径の挿通穴を形成し、高周波振動体の先端部を
挿通穴から突出させ、挿通穴の内縁と高周波振動体の先
端部との間の隙間から圧力流体と土砂の混合物が回収さ
れるようになすのが好ましい。
【0018】噴出口部は先進ヘッドの先端にノズルを設
け、該ノズルを圧力流体を供給する構造としてもよく、
又先進ヘッドの内部にパイプを挿通させてその先端を先
進ヘッドの先端から突出させる構造としてもよい。
け、該ノズルを圧力流体を供給する構造としてもよく、
又先進ヘッドの内部にパイプを挿通させてその先端を先
進ヘッドの先端から突出させる構造としてもよい。
【0019】必要な時に圧力流体を噴射させる場合、上
述のノズルやパイプへの圧力流体の供給を制御してもよ
いが、先進ヘッドが比較的硬質の土砂及び/又は比較的
大きな岩石と出会ったことを検知する手段や圧力流体の
制御手段を必要とし、システムが複雑となる。そこで、
噴出口部を可動パイプと固定パイプとの組合せで構成
し、可動パイプは先進ヘッド内にスライド自在に支持
し、その先端部は先進ヘッドの前方に突設し、可動パイ
プの後端開口は閉鎖するとともに後端部側壁面には圧力
流体の導入穴を形成する一方、固定パイプは先進機本体
及び先進ヘッドの内部を挿通して固定するとともに圧送
手段の圧力流体を導入可能に設け、固定パイプの先端側
には筒状の制御弁体を設け、制御弁体には可動パイプの
後端部をスライド自在に挿入し、固定パイプ内の圧力流
体の圧力にて可動パイプを前進させてその導入穴を封鎖
し、可動パイプと比較的硬質の土砂及び/又は比較的大
きな岩石との出会いによって可動パイプが後退した時に
導入穴を固定パイプ内に露出させて圧力流体を導入穴に
導入可能となすのがよい。
述のノズルやパイプへの圧力流体の供給を制御してもよ
いが、先進ヘッドが比較的硬質の土砂及び/又は比較的
大きな岩石と出会ったことを検知する手段や圧力流体の
制御手段を必要とし、システムが複雑となる。そこで、
噴出口部を可動パイプと固定パイプとの組合せで構成
し、可動パイプは先進ヘッド内にスライド自在に支持
し、その先端部は先進ヘッドの前方に突設し、可動パイ
プの後端開口は閉鎖するとともに後端部側壁面には圧力
流体の導入穴を形成する一方、固定パイプは先進機本体
及び先進ヘッドの内部を挿通して固定するとともに圧送
手段の圧力流体を導入可能に設け、固定パイプの先端側
には筒状の制御弁体を設け、制御弁体には可動パイプの
後端部をスライド自在に挿入し、固定パイプ内の圧力流
体の圧力にて可動パイプを前進させてその導入穴を封鎖
し、可動パイプと比較的硬質の土砂及び/又は比較的大
きな岩石との出会いによって可動パイプが後退した時に
導入穴を固定パイプ内に露出させて圧力流体を導入穴に
導入可能となすのがよい。
【0020】斜め下前方に延びる先導穴を形成する場
合、可動パイプの先端には圧力流体を斜め下前方に案内
するガイド部を設けるのがよい。このガイド部は可動パ
イプの先端開口の上半部を覆う遮蔽板でもよいが、可動
パイプの先端部を斜め下前方に折り曲げることによって
構成するのがよい。
合、可動パイプの先端には圧力流体を斜め下前方に案内
するガイド部を設けるのがよい。このガイド部は可動パ
イプの先端開口の上半部を覆う遮蔽板でもよいが、可動
パイプの先端部を斜め下前方に折り曲げることによって
構成するのがよい。
【0021】また、比較的硬質の土砂及び/又は比較的
大きな岩石との出会った時に可動パイプが確実に後退す
るように、可動パイプの先端部には比較的硬質の土砂及
び/又は比較的大きな岩石との出会いを検知する当り板
を設けるのがよい。
大きな岩石との出会った時に可動パイプが確実に後退す
るように、可動パイプの先端部には比較的硬質の土砂及
び/又は比較的大きな岩石との出会いを検知する当り板
を設けるのがよい。
【0022】また、可動パイプにガイド部を設けた場
合、先進ヘッドの推進中に可動パイプが何らかの原因で
回転してしまうと、先導穴を斜め下前方に形成すること
ができない。そこで、可動パイプには可動パイプの姿勢
を保持する姿勢保持手段を設けるのが好ましい。この姿
勢保持手段はガイド溝とガイド突起の組合せとしてもよ
いが、土砂が噛み込んで機能しないことが懸念されるの
で、可動パイプに取付けられた重錘とするのがよい。
合、先進ヘッドの推進中に可動パイプが何らかの原因で
回転してしまうと、先導穴を斜め下前方に形成すること
ができない。そこで、可動パイプには可動パイプの姿勢
を保持する姿勢保持手段を設けるのが好ましい。この姿
勢保持手段はガイド溝とガイド突起の組合せとしてもよ
いが、土砂が噛み込んで機能しないことが懸念されるの
で、可動パイプに取付けられた重錘とするのがよい。
【0023】先進ヘッドは一体物となし先進機本体の先
端に固定してもよいが、略同形状をなす縦割りの複数の
分割ヘッドを組合せて構成し、各分割ヘッドに高周波振
動体を内蔵すると、複数の各高周波振動体への通電・停
止を制御することによって先進ヘッドの推進方向を修正
することができる。また、先進ヘッドが一体物の場合、
先進ヘッドを先進機本体の先端に対して首振り可能に設
け、その先進機本体の中心線に対する角度をシリンダ又
は送りねじ機構等にて調整すると先進ヘッドの推進方向
を修正することができる。
端に固定してもよいが、略同形状をなす縦割りの複数の
分割ヘッドを組合せて構成し、各分割ヘッドに高周波振
動体を内蔵すると、複数の各高周波振動体への通電・停
止を制御することによって先進ヘッドの推進方向を修正
することができる。また、先進ヘッドが一体物の場合、
先進ヘッドを先進機本体の先端に対して首振り可能に設
け、その先進機本体の中心線に対する角度をシリンダ又
は送りねじ機構等にて調整すると先進ヘッドの推進方向
を修正することができる。
【0024】先進ヘッドの推進方向を制御する場合には
推進方向の狂いを検知する必要がある。そこで、先進ヘ
ッドにターゲットを設け、管状先進機本体の背後からレ
ーザーズームを照射してTVカメラ等でこれを監視し、
ビーム照射ポイントとターゲット間のずれから推進方向
の狂い及びその狂い量を検知することができる。
推進方向の狂いを検知する必要がある。そこで、先進ヘ
ッドにターゲットを設け、管状先進機本体の背後からレ
ーザーズームを照射してTVカメラ等でこれを監視し、
ビーム照射ポイントとターゲット間のずれから推進方向
の狂い及びその狂い量を検知することができる。
【0025】
【作用及び発明の効果】先進ヘッドに高周波振動を与え
ると、まず高周波振動によって土砂中の空気が周囲に拡
散され、土砂中の水分の影響が顕著となって土砂が軟弱
化する。かかる状況で先進ヘッドに前方推進力を加える
と、軟弱土砂中の水分が拡散されつつ、前方軟弱土砂が
周囲に圧密され、土中には管埋設方向に延びる埋設空間
が形成され、そこに管を推進させることができる。
ると、まず高周波振動によって土砂中の空気が周囲に拡
散され、土砂中の水分の影響が顕著となって土砂が軟弱
化する。かかる状況で先進ヘッドに前方推進力を加える
と、軟弱土砂中の水分が拡散されつつ、前方軟弱土砂が
周囲に圧密され、土中には管埋設方向に延びる埋設空間
が形成され、そこに管を推進させることができる。
【0026】その際、先進ヘッドの前方に比較的硬質の
土砂や比較的大きな岩石が存在すると、これらに先進ヘ
ッドが当たって推進できず、あるいは推進方向を変えて
しまうおそれがあるが、本発明では先進先進ヘッドの前
方に圧力流体が噴射され、先進ヘッド前方の比較的硬質
の土砂は軟弱化され、又比較的大きな岩石は廻りの土砂
が軟弱化され、先進ヘッドの高周波振動を受けることに
よって先進ヘッドの前方から逃げ、先進ヘッドを真直に
推進させることができる。
土砂や比較的大きな岩石が存在すると、これらに先進ヘ
ッドが当たって推進できず、あるいは推進方向を変えて
しまうおそれがあるが、本発明では先進先進ヘッドの前
方に圧力流体が噴射され、先進ヘッド前方の比較的硬質
の土砂は軟弱化され、又比較的大きな岩石は廻りの土砂
が軟弱化され、先進ヘッドの高周波振動を受けることに
よって先進ヘッドの前方から逃げ、先進ヘッドを真直に
推進させることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す具体例
に基づいて詳細に説明する。図1ないし図3は本発明に
係る管推進装置の好ましい実施形態を示す。図におい
て、管推進装置は先進機1と推進機2とから構成され、
先進機1の本体10は埋設すべき管より所定寸法、例え
ば10mmだけ大きな寸法の管状をなし、先進機本体1
0の後端には段部が形成されて埋設すべき管が嵌合され
うるようになっている。
に基づいて詳細に説明する。図1ないし図3は本発明に
係る管推進装置の好ましい実施形態を示す。図におい
て、管推進装置は先進機1と推進機2とから構成され、
先進機1の本体10は埋設すべき管より所定寸法、例え
ば10mmだけ大きな寸法の管状をなし、先進機本体1
0の後端には段部が形成されて埋設すべき管が嵌合され
うるようになっている。
【0028】先進機本体10はシール部材を介してパイ
プをボルト連結することによって任意の長さに設定さ
れ、先進機本体10の先端には先進ヘッド11が挿入し
て設けられ、両者の間には先進ヘッド11の振動が先進
機本体10に伝わるのを防止する制振ゴム板101が介
設されている。
プをボルト連結することによって任意の長さに設定さ
れ、先進機本体10の先端には先進ヘッド11が挿入し
て設けられ、両者の間には先進ヘッド11の振動が先進
機本体10に伝わるのを防止する制振ゴム板101が介
設されている。
【0029】先進ヘッド11は4つの同形状の縦割りの
分割ヘッド12で構成され、各分割ヘッド12の基部1
20にはガイド壁体121が傾斜して固定され、ガイド
壁体121には高周波振動機123の外径より大径の挿
通穴122が形成され、先進機本体11内には高周波振
動機(例えば、エクセン株式会社製インナーバイブレー
ター)123が収納され、該高周波振動機123の先端
側はガイド壁体121の挿通穴122から分割ヘッド1
2の先端位置まで突設されている。
分割ヘッド12で構成され、各分割ヘッド12の基部1
20にはガイド壁体121が傾斜して固定され、ガイド
壁体121には高周波振動機123の外径より大径の挿
通穴122が形成され、先進機本体11内には高周波振
動機(例えば、エクセン株式会社製インナーバイブレー
ター)123が収納され、該高周波振動機123の先端
側はガイド壁体121の挿通穴122から分割ヘッド1
2の先端位置まで突設されている。
【0030】高周波振動機123の後端側は先進機本体
10の前後の取付プレート100を挿通して支持され、
高周波振動機123の信号線は先進機本体10の内部を
通って外部の電源設備(図示せず)に至っている。
10の前後の取付プレート100を挿通して支持され、
高周波振動機123の信号線は先進機本体10の内部を
通って外部の電源設備(図示せず)に至っている。
【0031】先進機本体10及び先進ヘッド11内には
圧水を先進ヘッド11の前方に噴射する噴射口部30が
設けられている。この噴射口部30は可動パイプ31と
固定パイプ32との組合せで構成され、可動パイプ31
は先進ヘッド11内にスライド自在に設けられ、その先
端部は先進ヘッド11の前方に突設され、又可動パイプ
31の後端開口は閉鎖されるとともに、その後端部側壁
面には圧力流体の導入穴310が形成されている。
圧水を先進ヘッド11の前方に噴射する噴射口部30が
設けられている。この噴射口部30は可動パイプ31と
固定パイプ32との組合せで構成され、可動パイプ31
は先進ヘッド11内にスライド自在に設けられ、その先
端部は先進ヘッド11の前方に突設され、又可動パイプ
31の後端開口は閉鎖されるとともに、その後端部側壁
面には圧力流体の導入穴310が形成されている。
【0032】可動パイプ31の先端部分は斜め下前方に
折り曲げられてガイド部313が形成され、その背後に
は当り板311が溶接にて固定されている。また、可動
パイプ31の後部には開閉板312が溶接にて固定され
ている。
折り曲げられてガイド部313が形成され、その背後に
は当り板311が溶接にて固定されている。また、可動
パイプ31の後部には開閉板312が溶接にて固定され
ている。
【0033】他方、固定パイプ32は先進機本体10及
び先進ヘッド11の内部を挿通して取付プレート100
に固定され、固定パイプ32の後端側はポンプ(圧送手
段)33を経てタンク34に至っており、水(圧力流
体)が導入されるようになっている。
び先進ヘッド11の内部を挿通して取付プレート100
に固定され、固定パイプ32の後端側はポンプ(圧送手
段)33を経てタンク34に至っており、水(圧力流
体)が導入されるようになっている。
【0034】固定パイプ32の内部先端側には筒状の制
御弁体320が所定の隙間をあけかつ3枚の取付プレー
ト(但し、図には1枚のみが現れている)321によっ
て固定され、制御弁体321内には可動パイプ31の後
端部がスライド自在に挿入されており、固定パイプ32
内の水圧を可動パイプ31の後端面及び開閉板312で
受けて可動パイプ31が前進されることにより、可動パ
イプ31の導入穴310が制御弁体320で封鎖され、
可動パイプ31が比較的硬質の土砂及び/又は比較的大
きな岩石と当接して後退された時に導入穴310が固定
パイプ32内に露出され圧力水が導入穴310に導入さ
れるようになっている。
御弁体320が所定の隙間をあけかつ3枚の取付プレー
ト(但し、図には1枚のみが現れている)321によっ
て固定され、制御弁体321内には可動パイプ31の後
端部がスライド自在に挿入されており、固定パイプ32
内の水圧を可動パイプ31の後端面及び開閉板312で
受けて可動パイプ31が前進されることにより、可動パ
イプ31の導入穴310が制御弁体320で封鎖され、
可動パイプ31が比較的硬質の土砂及び/又は比較的大
きな岩石と当接して後退された時に導入穴310が固定
パイプ32内に露出され圧力水が導入穴310に導入さ
れるようになっている。
【0035】また、可動パイプ31の下面には重錘(姿
勢保持部材)38が設けられて可動パイプ31を所定の
姿勢に保持するようになっている。さらに、先進機本体
10及び先進ヘッド11内には排水パイプ35が設けら
れ、排水パイプ35の後端側はポンプ36及び分離機3
7を経てタンク34に接続されている。
勢保持部材)38が設けられて可動パイプ31を所定の
姿勢に保持するようになっている。さらに、先進機本体
10及び先進ヘッド11内には排水パイプ35が設けら
れ、排水パイプ35の後端側はポンプ36及び分離機3
7を経てタンク34に接続されている。
【0036】他方、推進機2では支持盤20の下端にガ
イドレール21が水平に延びて固定され、又支持盤20
には油圧シリンダ22が連結され、該油圧シリンダ22
はシリンダ後端の突部でスライド盤23を押圧できると
ともに、連結ピンでシリンダ先端をスライド盤23に着
脱可能に連結できるようになっており、こうして油圧シ
リンダ22にはスライド盤23が2段階に支持可能に設
けられ、該スライド盤23はガイドレール21上を進退
されるようになっている。このスライド盤23には挿通
穴230が形成され、該挿通穴230内面にはチャック
(図示せず)が設けられて先進機本体11又は埋設すべ
き管Wを把持できるようになっている。
イドレール21が水平に延びて固定され、又支持盤20
には油圧シリンダ22が連結され、該油圧シリンダ22
はシリンダ後端の突部でスライド盤23を押圧できると
ともに、連結ピンでシリンダ先端をスライド盤23に着
脱可能に連結できるようになっており、こうして油圧シ
リンダ22にはスライド盤23が2段階に支持可能に設
けられ、該スライド盤23はガイドレール21上を進退
されるようになっている。このスライド盤23には挿通
穴230が形成され、該挿通穴230内面にはチャック
(図示せず)が設けられて先進機本体11又は埋設すべ
き管Wを把持できるようになっている。
【0037】次に、管推進工法について説明する。例え
ば、比較的大きな岩石又は比較的硬質の土砂を含む地盤
に水道管Wを埋設する場合、まず路面に水道管Wを埋設
すべきラインに沿って所定間隔をあけて複数の作業用縦
穴を掘り、該縦穴内にコンクリートを打設して作業床を
設け、そこに本例の推進装置をクレーン等で降ろして推
進機2を確実に設置する。次に、油圧シリンダ22を収
縮させた状態にし、先進機1をスライド盤23の挿通穴
230に挿通してチェッキングした後、油圧シリンダ2
2に油圧を供給してスライド盤23を前進させながら、
先進ヘッド11内の4つの高周波振動機123に電圧を
供給し、先進ヘッド11から12000V.p.m.(200
Hz)〜14400V.p.m.(240Hz) の高周波振動
を発生させる。
ば、比較的大きな岩石又は比較的硬質の土砂を含む地盤
に水道管Wを埋設する場合、まず路面に水道管Wを埋設
すべきラインに沿って所定間隔をあけて複数の作業用縦
穴を掘り、該縦穴内にコンクリートを打設して作業床を
設け、そこに本例の推進装置をクレーン等で降ろして推
進機2を確実に設置する。次に、油圧シリンダ22を収
縮させた状態にし、先進機1をスライド盤23の挿通穴
230に挿通してチェッキングした後、油圧シリンダ2
2に油圧を供給してスライド盤23を前進させながら、
先進ヘッド11内の4つの高周波振動機123に電圧を
供給し、先進ヘッド11から12000V.p.m.(200
Hz)〜14400V.p.m.(240Hz) の高周波振動
を発生させる。
【0038】すると、高周波振動によって土砂中の空気
が周囲に拡散され、土砂中の水分の影響が顕著となって
土砂が軟弱化し、先進ヘッド11は油圧シリンダ22の
加圧力によって軟弱土砂中の水分を拡散して軟弱土砂を
周囲に圧密しつつ前方に推進できる。油圧シリンダ22
が所定ストロークだけ伸びると、スライド盤23のチャ
ックを緩め、油圧シリンダ22を収縮させ、連結ピンで
油圧シリンダ22のシリンダ先端とスライド盤23とを
連結し、先進機本体10をスライド盤23にチャッキン
グし、上記と同様にして先進機1を推進させる。
が周囲に拡散され、土砂中の水分の影響が顕著となって
土砂が軟弱化し、先進ヘッド11は油圧シリンダ22の
加圧力によって軟弱土砂中の水分を拡散して軟弱土砂を
周囲に圧密しつつ前方に推進できる。油圧シリンダ22
が所定ストロークだけ伸びると、スライド盤23のチャ
ックを緩め、油圧シリンダ22を収縮させ、連結ピンで
油圧シリンダ22のシリンダ先端とスライド盤23とを
連結し、先進機本体10をスライド盤23にチャッキン
グし、上記と同様にして先進機1を推進させる。
【0039】こうして先進機1が土中に推進されると、
先進機本体10の後端に埋設すべき水道管Wを取付け、
後は上記と同様にして先進機1を次の作業用縦穴に向け
て推進し、後続の水道管Wを次々と連結して推進すれ
ば、隣接する作業用縦穴間に水道管Wを埋設することが
でき、後は各作業用縦穴にて既に埋設した水道管W同士
を水道管Wで連結し、作業用縦穴を埋め戻せばよい。
先進機本体10の後端に埋設すべき水道管Wを取付け、
後は上記と同様にして先進機1を次の作業用縦穴に向け
て推進し、後続の水道管Wを次々と連結して推進すれ
ば、隣接する作業用縦穴間に水道管Wを埋設することが
でき、後は各作業用縦穴にて既に埋設した水道管W同士
を水道管Wで連結し、作業用縦穴を埋め戻せばよい。
【0040】また、先進機1を土中に推進させている際
に、先進ヘッド11が比較的大きな岩石又は比較的硬質
の土砂にぶつかると、可動パイプ31が後退してその後
端側の導入穴310が固定パイプ32内に露出し、圧力
水が可動パイプ31のガイド部313から斜め下前方に
噴出されて先進ヘッド11前方の比較的硬質の土砂は軟
弱化され、又比較的大きな岩石は廻りの土砂が軟弱化さ
れ、先進ヘッド11の高周波振動を受けることによって
先進ヘッド11の前方から逃げて斜め下前方に延びる先
導穴Hが形成されるが、かかる先導穴Hの上側の土砂が
崩れて図2に一点鎖線で示される前方に延びる先導穴H
1となるので、先進機1は真直に推進されることとな
る。
に、先進ヘッド11が比較的大きな岩石又は比較的硬質
の土砂にぶつかると、可動パイプ31が後退してその後
端側の導入穴310が固定パイプ32内に露出し、圧力
水が可動パイプ31のガイド部313から斜め下前方に
噴出されて先進ヘッド11前方の比較的硬質の土砂は軟
弱化され、又比較的大きな岩石は廻りの土砂が軟弱化さ
れ、先進ヘッド11の高周波振動を受けることによって
先進ヘッド11の前方から逃げて斜め下前方に延びる先
導穴Hが形成されるが、かかる先導穴Hの上側の土砂が
崩れて図2に一点鎖線で示される前方に延びる先導穴H
1となるので、先進機1は真直に推進されることとな
る。
【0041】先進ヘッド11前方の土砂は先進ヘッド1
1の挿通穴122と高周波振動機123との隙間から先
進ヘッド11内に取り込まれ、排水パイプ35及びポン
プ36を経て分離機37に送られて土砂と泥水に分離さ
れ、泥水はタンク34に送られて貯留され、次の先導穴
Hの形成に使用される。
1の挿通穴122と高周波振動機123との隙間から先
進ヘッド11内に取り込まれ、排水パイプ35及びポン
プ36を経て分離機37に送られて土砂と泥水に分離さ
れ、泥水はタンク34に送られて貯留され、次の先導穴
Hの形成に使用される。
【図1】 本発明に係る管推進装置の好ましい侍史形態
を示す概略斜視図である。
を示す概略斜視図である。
【図2】 上記管推進装置における推進作業状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図3】 上記管推進装置における先進ヘッドを示す拡
大断面図である。
大断面図である。
1 先進機 10 先進機本体 11 先進ヘッド 122 挿通穴 123 高周波振動機 2 推進機 30 噴射口部 31 可動パイプ 310 導入穴 313 ガイド部 32 固定パイプ 320 制御弁体 33 ポンプ(圧送手段) W 管
Claims (11)
- 【請求項1】 比較的硬質の土砂及び/又は比較的大き
な岩石を含む地盤中に管を推進させて埋設するにあた
り、 先端鋭角状の先進ヘッドから該先進ヘッド前方に圧力流
体を噴射させて上記先進ヘッド前方に先導穴を形成する
一方、 上記先進ヘッドに前方推進力を加えるとともに、上記先
進ヘッドから上記先導穴周囲の土砂及び/又は岩石に高
周波振動を与えて該土砂及び/又は岩石を周囲に圧密し
て埋設空間を形成し、該埋設空間内に上記管を推進して
埋設するようにしたことを特徴とする管推進工法。 - 【請求項2】 比較的硬質の土砂及び/又は比較的大き
な岩石を含む地盤中に管を推進させて埋設するにあた
り、 通常は先端鋭角状の先進ヘッドに前方推進力を加えると
ともに、上記先進ヘッドから該先進ヘッド前方及び周囲
の土砂に高周波振動を与えて該土砂を周囲に圧密して埋
設空間を形成し、該埋設空間内に上記管を推進して埋設
する一方、 上記先進ヘッドの推進中に、該先進ヘッドが上記比較的
硬質の土砂及び/又は比較的大きな岩石と出会った時に
上記先進ヘッドから該先進ヘッド前方に圧力流体を噴射
させて上記先進ヘッド前方に先導穴を形成し、該先導穴
による案内にて上記先進ヘッドを真直に推進させるよう
にしたことを特徴とする管推進工法。 - 【請求項3】 上記先進ヘッドから該先進ヘッド斜め下
前方に圧力流体を噴射させて斜め下方に延びる先導穴を
形成するようにした請求項1又は2記載の管推進工法。 - 【請求項4】 先進ヘッドによって高周波振動を与えて
土砂を軟弱化し、該先進ヘッドを推進させて土砂を周囲
に圧密して埋設空間を形成し、該埋設空間内に管を推進
させて比較的硬質の土砂及び/又は比較的大きな岩石を
含む地盤中に埋設するようにした管推進装置であって、 管状先進機本体の後端に推進すべき管を取付可能とな
し、該先進機本体の先端に先端鋭角状の先進ヘッドを設
け、該先進ヘッドに高周波振動体を内蔵するとともに、
上記先進ヘッドの前方に圧力流体を噴射する噴射口部を
上記先進ヘッドに設けてなる先進機と、 上記先進機本体又は埋設すべき管を把持し、前方に推進
させる推進機と、 上記噴射口部に圧力流体を圧送する圧送手段とを備えた
ことを特徴とする管推進装置。 - 【請求項5】 上記先進ヘッドの先端鋭角状の側面に上
記高周波振動体の外径より大径の挿通穴が形成され、上
記高周波振動体の先端部が上記挿通穴から突出されてお
り、該挿通穴の内縁と上記高周波振動体の先端部との間
の隙間から圧力流体と土砂の混合物が回収されるように
なした請求項4記載の管推進装置。 - 【請求項6】 上記噴出口部が可動パイプと固定パイプ
との組合せで構成され、 上記可動パイプは上記先進ヘッド内にスライド自在に支
持され、その先端部が上記先進ヘッドの前方に突設さ
れ、上記可動パイプの後端開口は閉鎖されるとともに後
端部側壁面には圧力流体の導入穴が形成されている一
方、 上記固定パイプは上記先進機本体及び先進ヘッドの内部
を挿通して固定されるとともに上記圧送手段の圧力流体
が導入可能に設けられ、上記固定パイプの先端側には筒
状の制御弁体が設けられ、該制御弁体には上記可動パイ
プの後端部がスライド自在に挿入され、 上記固定パイプ内の圧力流体の圧力にて上記可動パイプ
が前進されてその導入穴が封鎖され、上記可動パイプと
上記比較的硬質の土砂及び/又は比較的大きな岩石との
出会いによって上記可動パイプが後退した時に上記導入
穴が固定パイプ内に露出されて上記圧力流体が上記導入
穴に導入可能となした請求項4記載の管推進装置。 - 【請求項7】 上記可動パイプの先端には圧力流体を斜
め下前方に案内するガイド部が設けられている請求項6
記載の管推進装置。 - 【請求項8】 上記ガイド部は上記可動パイプの先端部
を斜め下前方に折り曲げることによって構成されている
請求項7記載の管推進装置。 - 【請求項9】 上記可動パイプの先端部には上記比較的
硬質の土砂及び/又は比較的大きな岩石との出会いを検
知する当り板が設けられている請求項6ないし8のいず
れかに記載の管推進装置。 - 【請求項10】 上記可動パイプには該可動パイプの姿
勢を保持する姿勢保持手段が設けられている請求項7記
載の管推進装置。 - 【請求項11】 上記姿勢保持手段が上記可動パイプに
取付けられた重錘である請求項10記載の管推進装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19924697A JPH1122378A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 管推進工法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19924697A JPH1122378A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 管推進工法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122378A true JPH1122378A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=16404608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19924697A Pending JPH1122378A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 管推進工法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1122378A (ja) |
-
1997
- 1997-07-08 JP JP19924697A patent/JPH1122378A/ja active Pending
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