JP4351871B2 - 管推進機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取り付けられる先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を後方へ送って泥土の一部を先導体後部から取り込んで地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くようにした管推進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管を地中に埋設する工法として、管推進工法と称する工法が従来から知られている。この管推進工法では、カッタヘッドを有する先導体の後方にヒューム管等で形成した埋設管を順次連結し、元押しジャッキと押し台を有し発進立坑に設置される元押し装置によりそれらの埋設管を推進しながら前方の地山をカッタヘッドで掘削して、各埋設管を順次地中に押し込んで埋設して行く方法が一般に用いられている。管推進機は、こうした管推進工法を実施するため、先導体と元押し装置とで構成された装置である。
【０００３】
出願人が従来開発したこの種の管推進機では、カッタヘッドで掘削した掘削土砂に、粘性付与液としての添加剤を掘削土砂に注入、撹拌混合することにより塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を後方へ送ってその泥土の一部を先導体後部から取り込んで土砂圧送装置で地上に排出するとともに残りを先導体の後端部に取り付けられた埋設管の外周に導くようにしている。その場合、カッタヘッドの掘削外径を先導体胴部外径よりも十分大きくするとともに、地山に当接して支持される支持部材を先導体胴部の外周に設けることにより、泥土を通過させるための十分大きな間隙を先導体胴部の外周に確保し、ひいては埋設管の外周に十分な量の泥土を導けるようにしている。そのため、埋設管を推進する際、埋設管と周辺地山との摩擦抵抗を低減して埋設管の貫入抵抗を軽減できるとともに、土砂圧送装置での掘削土砂の排出を容易に行うことができる。
【０００４】
このような管推進機として、最近、出願人は、先導体本体としての管体の周囲に、地山で支持される円筒状の支持部材を、泥土通路を形成するように設けて、先導体を構成した管推進機を開発した。この管推進機は、支持部材が円筒状であって、先導体を地山で支持するときの支持面積が大きいため、先導体の姿勢の安定性が良く、軟弱地盤帯で使用するときでも、姿勢支持反力が十分に得られる等の多くの利点を備えている。この管推進機に関する発明は、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の管推進機は、その構造上、発進時に大量の泥土や地下水が発進立坑内に浸入する点で難がある。
【０００５】
出願人は、こうした問題を解決するため、その後、特許文献１に記載の管推進機を改良した管推進機を提案し、この管推進機に関する発明については、特願２００１−２７６７７０号として特許出願をした。この管推進機に関する発明は、前記の問題を解決するため、先導体本体としての管体の後方に泥土通路の閉鎖装置を付設したものである。この管推進機を具体化した例では、泥土通路が形成されるように円筒状の支持部材を管体に固定するための断面円弧状のスペーサ部材を、泥土の流通間隙ができるように管体の周方向に間隔を置いて上下左右に配置している。また、圧力流体の供給排出より膨張収縮させて泥土通路の閉鎖及び開放を選択的に行うことができる椀形の弾性体を設けて、泥土通路の閉鎖装置を構成している。この弾性体は、スペーサ部材間の複数の泥土の流通間隙をそれぞれ閉鎖できるように複数配置して、スペーサ部材と相俟って管推進機の発進時に泥土通路を閉鎖することができるようにしている。
【０００６】
ところで、この弾性体で閉鎖するためのスペーサ部材間の泥土の流通間隙は、横断面が上下左右に角部を有する円弧状をなしている。こうした横断面形状の泥土の流通間隙を、角部に至るまで椀形の弾性体により十分にシールできるようにするためには、弾性体は、泥土の流通間隙の横断面形状にフィットするように変形することができるように追従性の高いものに製作する必要があり、製作上難がある。こうしたことから、前記特許出願の発明を経済的に実施するため、弾性体を環状に形成して、スペーサ部材とは無関係に環状の弾性体単独で横断面ドーナツ状の泥土通路を閉鎖する構造を採用することとした。
【０００７】
本発明の特徴を理解しやすくするため、ここでは、こうした環状の弾性体による泥土通路の閉鎖装置を設けた管推進機を従来の技術として位置付けて、この従来の技術の技術内容を、図６乃至図１０に基づいて以下に詳述する。図６は、発進前に弾性体を収縮させているときの従来の技術の管推進機における要部の縦断面図、図７は、図６の管推進機の要部の横断面図、図８は、発進時に弾性体を膨張させているときの従来の技術の管推進機における要部の縦断面図、図９は、発進終了後に弾性体を収縮させているときの従来の技術の管推進機における要部の縦断面図、図１０は、従来の技術の管推進機を発進立坑内で発進させているときの状態を示す縦断面図である。
【０００８】
これらの図において、１は前方にカッタヘッド７を有する円筒状の前内管、２は後方に接続管５を介して埋設管が取り付けられる円筒状の後内管、３は前内管１の周囲に間隔を置いて取り付けられた円筒状の前外管、４は後内管２及び接続管５の周囲に間隔を置いて取り付けられた円筒状の後外管、５は後内管２の後端に取り付けられた埋設管接続用の接続管、６は内管１，２及び接続管５の外周と外管３，４の内周との間に形成された、泥土を通過させるための泥土通路、７は回転駆動されて前方の地山を掘削するカッタヘッド、８は後内管２の下部周壁に設けられ泥土通路６の泥土を取り込む泥土取り込み口、９は後内管２の後方に接続され、後内管２内の土砂圧送ポンプ（図示せず）で圧送される泥土を発進立坑１８を経て地上に導く排土管である。
【０００９】
前内管１と後内管２とは、両管１，２の外径がカッタヘッド７の掘削外径よりも小さくなるように形成している。また、これら前内管１と後内管２とは、隣接端部を揺動可能に中折れシール（図示せず）を介して嵌合するとともに、周方向に配列した少なくとも３基の中折れジャッキ（図示せず）で接続して、これらの中折れジャッキのストローク差により管１，２を上下左右に中折れできるようにしている。前外管３と後外管４とは、前内管１と後内管２とをこうして中折れ動作させた際にこの動作に追従して中折れ動作できるようにするため、隣接端部を互いに干渉しないように若干の間隔を設けて引き離している。
【００１０】
前外管３や後外管４は、それぞれ、前内管１や後内管２及び接続管５との間に環状の泥土通路６を形成するように、前内管１及び後内管２の外周に間隔を置いてスペーサ（図示せず）で固定的に取り付けている。これらの前外管３及び後外管４は、こうした泥土通路６を形成する働きのほか、地山で支持されて先導体を支持する支持部材としての働きもする。この筒状の支持部材としての前外管３及び後外管４は、ここでは、カッタヘッド７の掘削外径と実質上同径に形成しているが、前内管１及び後内管２との間に、必要量の泥土を通過させるに足るだけの間隔の泥土通路６を形成し、かつ、カッタヘッド７の掘削外径を実質上超えない外径にするのであれば、必ずしも、掘削外径と同径に形成する必要はない。
【００１１】
カッタヘッド７には、その前端中心部分に、粘性付与液としての添加剤を放射状に注入するように、図示していない添加剤注入孔が設けられており、この添加剤注入孔から注入した添加剤を掘削土砂に撹拌混合して塑性流動性のある泥土を生成できるようにしている。この泥土は、環状の泥土通路６により後方へ送られて、その一部が泥土取り込み口８から後内管２内に取り込まれた後、後内管２内の土砂圧送ポンプにより、排土管９を通じて地上に圧送される。図１０には、こうした泥土を符号Ｍで表している。
【００１２】
接続管５は、図示しない埋設管を嵌合させることにより埋設管を後内管２の後方に接続できるようにする働きをする。そのため、接続管５の後端部には、埋設管を嵌合して固定するための埋設管の固定部５ａが付設されている。埋設管は、発進立坑１８内で後内管２の後方に接続され、順次継ぎ足されながら発進立坑１８内の元押し装置１０で推進される。その際、排土管９は、この埋設管７の内部に敷設した状態で後内管２の後方に順次継ぎ足される。この従来の技術の管推進機では、前内管１と後内管２と接続管５とを設けて先導体本体を構成しており、この先導体本体に前外管３及び後外管４を設けて先導体を構成している。また、この先導体と次に述べる元押し装置１０とで管推進機を構成している。
【００１３】
１０は先導体や埋設管を推進する元押し装置、１１は発進立坑１８に設置され押し台１３を移動可能に支持するフレーム、１２は先導体１や埋設管に推進力を付与する元押しジャッキ、１３はこの元押しジャッキ１２の推進力を伝達して先導体や埋設管を押し込む押し台、１４はフレーム２１の前端部に設置され先導体や埋設管を水平に支持する管支持部材、１６は発進時に先導体外周面と地山との隙間をシールして発進立坑１８への地下水や土砂等の浸入を防止するエントランスパッキング、１７はこのエントランスパッキング１６を取り付けるためのエントランスパッキング取付部材、１８は管埋設の出発点となる発進立坑である。
【００１４】
元押し装置１０は、フレーム１１、元押しジャッキ１２、押し台１３及び管支持部材１４を設けて構成されている。フレーム１１は、先導体の発進方向に向けて所定間隔で左右（紙面直角方向に）一対設けられ、両フレーム１１の後端部には、元押しジャッキ１２を取り付けるためのジャッキ支え台１１ａをそれぞれ立設している。これらのジャッキ支え台１１ａは、元押しジャッキ１２による先導体の推進時に発進立坑１８の坑壁で支持して反力を取れるように配置している。元押しジャッキ１２は、フレーム１１に対応して一対設けられ、ピストンロッド部をジャッキ支え台１１ａに取り付けるとともに、シリンダ部を押し台１３に、これを前後何れの方向にも移動させる得るように連結する。押し台１３には、その前後方向の移動を円滑に行えるようにするため、下端部にローラ１３ａを付設している。エントランスパッキング１６及びエントランスパッキング取付部材１７は、発進立坑１８の発進口周囲に設けられてリング状をなす。
【００１５】
以上のような構造を備えた従来の技術の管推進機は、元押し装置１０で先導体を推進しつつカッタヘッド７を回転駆動すると、地山を掘削して掘削穴を形成する。また、こうして掘削穴を掘削する過程で、粘性付与液を掘削土砂へ注入しカッタヘッド７で撹拌混合して塑性流動性のある泥土を生成し、この泥土を後方へ送る。そうすると、泥土は、環状の泥土通路６に圧入、充填されて同通路６を通過し、一部は、後内管２に設けた泥土取り込み口８に取り込まれて土砂圧送ポンプにより地上に圧送、排出されるとともに、残りは、後内管２の後端部に取り付けた埋設管の外周に導かれて泥土層を形成する。この管推進機は、こうして埋設管の外周に形成された泥土層で埋設管の貫入抵抗を軽減しながら先導体を前外管３及び後外管４で地山に支持されて掘進する。
【００１６】
その場合、先導体を地山で支持するための支持部材としての前外管３及び後外管４は、円筒状をなしていて支持面積が大きいため、姿勢の安定性が良く、施工する地山が軟弱土であてっも、姿勢支持反力が十分に得られるとともに、泥土通路６の間隙が良好に保持されて、泥土が泥土通路６の後側まで十分に行き渡ることとなる。また、発進終了後は、埋設管の外周面と地山の隙間がエントランスパッキング１６でシールされて、発進立坑１８への地下水や土砂等の浸入を防ぐことができる。こうした点は、特許文献１に記載の管推進機と共通している。
【００１７】
しかしながら、発進終了前には、前外管３及び後外管４の外周面と地山との隙間をエントランスパッキング１６でシールしているものの、泥土通路６の後端開口が発進立坑１８内に通じているため、特許文献１に記載の管推進機では、発進時に、泥土や地下水等が泥土通路６を通じてその後端開口から発進立坑１８内に大量に浸入することは避けられない。こうした問題を解決するため、出願人は、前述したように、先導体本体における土砂取り込み口の後方に泥土通路の閉鎖装置を付設した前記特願２００１−２７６７７０号の特許出願の発明を提案した。図６乃至図１０に示す従来の技術の管推進機では、この特許出願の発明を実施する場合に泥土通路の閉鎖装置を困難なく製作できるようにするため、その閉鎖装置をなす弾性体２４を前記のように環状に形成する構造を採用した。
【００１８】
そこで、この従来の技術の管推進機における泥土通路の閉鎖装置２０の構造やその問題点等を以下に説明する。
【００１９】
２０は先導体本体の最後部をなす接続管５に取り付けられた、泥土通路６を閉鎖するための泥土通路の閉鎖装置、２１は弾性体２４の内側と接続管５の外周面との間に形成され圧力流体を封入することができる流体封入室、２２はこの流体封入室２１に圧力流体を供給したり流体封入室２１から圧力流体を排出したりするためのホースによる流体給排路、２３は弾性体２４を接続管５の外周側に取り付けるための弾性体取付部材、２４は弾性変形部２４ａと固定部２４ｂとを有し接続管５の外周を囲繞するように取り付けられた環状の弾性体、２４ａは膨張及び収縮させてそれぞれ泥土通路６の閉鎖及び開放を行うことができる弾性体２４の弾性変形部、２４ｂは弾性体取付部材２３で接続管５の外周側に固定されるフランジ状の弾性体２４の固定部である。
【００２０】
弾性体２４は、流体給排路２２を通じて図示しないポンプから流体封入室２１に圧力流体を供給すると、図８に示すように、弾性変形部２４ａの径方向断面が半円状になるように膨張して泥土通路６を閉鎖する。また、その流体封入室２１内の圧力流体を流体給排路２２を通じて排出すると、弾性変形部２４ａに外力が作用していないときには、図６に示すように、弾性変形部２４ａの径方向断面が偏平状になるように収縮して泥土通路６を開放する。圧力流体としては、空気、作動油等、所望の流体を使用することができる。
【００２１】
弾性体２４の固定部２４ｂは、接続管５に固定される部分であって、流体封入室２１への流体封入時に変形すると不都合であるので、弾性変形部２４ａよりも変形しにくいように形成している。弾性体取付部材２３は、ボルトと、弾性体２４の固定部２４ｂを接続管５と協働して挟持するための挟持部材とで構成されている。弾性体２４を接続管５に取り付けるときには、フランジ状の埋設管の固定部５ａを接続管５に固着する前に、環状の弾性体２４をその弾性を利用して接続管５に嵌合した後、弾性体２４の固定部２４ｂを接続管５と共に挟持部材で挟んでから、この挟持部材と固定部２４ｂをボルトで接続管５に螺着する。
【００２２】
こうした構造を備えた従来の技術の管推進機にあっては、発進する際、泥土通路６を、土砂取り込み口８の後方に設けた泥土通路の閉鎖装置２０により閉鎖する。そうすると、発進過程で生成された泥土を土砂取り込み口８に取り込んで土砂圧送ポンプで地上に排出することが可能になる。そのため、発進の初期段階から土砂圧送ポンプで泥土の排出量を制御して適切な値の泥土圧を立てることができ、切羽を適切な泥土圧で支持することができる。その結果、掘削穴周辺の地山の崩壊を防止するとともに切羽周辺からの地下水の湧出を泥土圧で抑止することができて安全な施工を行うことができる。また、泥土通路６を泥土通路の閉鎖装置２０で閉鎖するため、泥土や地下水が泥土通路６の後端開口から発進立坑１８内に浸入するのを防止することができる。発進終了後は、泥土通路５の後端開口がエントランスパッキング１６により発進立坑２８と隔離されるので、泥土通路の閉鎖装置２０を開放して通常時の掘進を行うことができる。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１１ー２０９４号公報（第４−６頁、図１）
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、泥土通路６は、泥土が泥土圧よりも低い通過抵抗で無理なく通過できる断面が保持されるようにすることが必要であり、そうでないと、埋設管の外周に泥土が満遍なく行き渡らないため、管推進時における埋設管の貫入抵抗を有効に軽減することはできない。そのため、泥土通路６は、泥土が通過しにくい狭隘な個所ができず、かつ、泥土中の異物（礫等）や粘性の高い土砂が堆積しにくい構造にして、泥土の流れが阻害されないようにすることが必要である。こうしたことから、従来の技術の管推進機では、弾性体２４の収縮時における弾性変形部２４ａが泥土通路６の内周面とできるだけ面一になるようにその径方向断面を偏平状にすることにより、泥土通路６を狭める凸部や土砂等の堆積しやすい凹部が泥土通路６に形成されないように泥土通路の閉鎖装置２０を構成している。
【００２５】
しかしながら、この泥土通路の閉鎖装置２０は、弾性体２４を収縮させた場合において、発進前には、図６に示すように弾性変形部２４ａの径方向断面が偏平状に保持されるものの、発進終了後の通常掘進時には、弾性変形部２４ａに泥土圧が作用することにより、弾性変形部２４ａは、図９に示すように中央部に窪みが生じるように変形する。弾性体２４にこうした窪みができると、この窪みに泥土中の異物や高粘性の土砂等が堆積して、これらの堆積物により泥土の流れが阻害されることとなる。さらに、このように泥土の流れが阻害されて、その流速が落ちると、泥土が弾性体２４の個所だけではなく、泥土通路６の各所で詰まりやすなり、こうした事態が進展すると、やがて、先導体は、掘削土砂を地上に排出することができなくなって掘進不能となる。
【００２６】
こうしたことを回避するため、泥土圧に対抗して弾性変形部２４ａの偏平状態が保てるように流体封入室２１に非圧縮性の高い流体を封入することにより、弾性変形部２４ａに窪みができないように手当したとしても、地上の流体供給源と流体封入室２１の間を結ぶ流体給排路２２が先導体の掘進の進展に伴って長くなると、弾性変形部２４ａは、不可避的に生じる流体給排路２２の僅かな膨張やその内部の流体の僅かな収縮によっても少なからず変形するため、弾性変形部２４ａが窪むのを防ぐことは至難の業である。さらに、弾性変形部２４ａが礫等の硬い異物で押しつけられたときには、もはや、弾性変形部２４ａの変形を防ぐことはできず、その変形によって生じた窪みに異物が堆積されることとなり、これを契機に、泥土通路６の閉塞が進展して、泥土通路６内での泥土の流れが阻害されることとなる。
【００２７】
本発明は、従来の技術にみられるこうした問題を解決するために創作されたものであり、その技術課題は、円筒状の支持部材を設けて先導体を構成し泥土通路の閉鎖装置を付設した管推進機において、泥土通路の閉鎖装置の製作が困難でなくその付設により泥土の流れが阻害されない管推進機を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明のこうした技術課題は、
前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取り付けられる管状の先導体本体と、泥土を通過させるための泥土通路を形成するようにその先導体本体の外周に間隔を置いて固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成された先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、先導体本体と支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送ってその泥土の一部を先導体本体の土砂取り込み口に取り込んで地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くようにした管推進機において、
内側に圧力流体を封入することにより膨張させて泥土通路を閉鎖したり、その圧力流体を排出することにより収縮させて泥土通路を開放したりすることができる環状の弾性体を、先導体本体の外周を囲繞するように土砂取り込み口の後方に設けるとともに、弾性体とは別体に、この弾性体の内部に、その収縮時に泥土圧に対抗して弾性体の径方向断面を偏平状に保持することができる形状保持部材を装着して構成した泥土通路の閉鎖装置を付設したこと、
により達成される。
【００２９】
こうした泥土通路の閉鎖装置を付設した本発明の管推進機にあっては、発進する際、先導体本体の外周と円筒状の支持部材との間に形成された泥土通路を、土砂取り込み口の後方に設けた環状の弾性体を膨張させることにより閉鎖する。そうすると、発進過程で生成された泥土を土砂取り込み口に取り込んで地上に排出することが可能になるとともに、泥土や地下水が泥土通路を通じてその後端開口から発進立坑内に大量に浸入するのを防止することもできる。こうして先導体が発進立坑の発進口を通過した後は、泥土通路の後端開口が発進立坑と隔離されるので、弾性体を収縮させることにより泥土通路を開放して通常時の掘進を行うことができる。
【００３０】
その弾性体の内部には、特に形状保持部材を装着しているので、弾性体は、その収縮時に泥土圧に対抗して径方向断面が形状保持部材により常時偏平状に保持される。そのため、礫等の異物や粘性の高い土砂等が堆積しやすい窪みや泥土通路を狭めるような突出部が弾性体に生じることはなく、泥土通路内での泥土の流れが阻害されることはない。また、弾性体は、円筒状の支持部材に密接させやすい環状をなしていているため、格別追従性の高いものに製作しなくても、膨張時に泥土通路を良好に閉鎖することができて、製作には困難が伴わない。このように、泥土通路の閉鎖装置を付設した本発明の管推進機では、泥土通路の閉鎖装置の製作が困難ではなく、その付設により泥土の流れが阻害されることもない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した例を図１乃至図５に基づいて説明することにより、本発明の実施の形態を明らかにする。
【００３２】
図１は、本発明を具体化した第１の例の管推進機における要部の縦断面図で、弾性体を収縮させているときの状態を示す図、図２は、図１の管推進機における要部の横断面図、図３は、弾性体を膨張させているときの状態を示す図１と同様の図、図４は、図１の管推進機において弾性体と形状保持部材を取り付ける方法を説明するための断面図、図５は、本発明を具体化した第２の例の管推進機における要部の横断面図で、弾性体を収縮させているときの状態を示す図である。これらの図において図６乃至図１０と同一の符号を付けた部分は、これら図６乃至図１０と同等の部分を表すので、詳述しない。
【００３３】
以下に述べる第１の例及び第２の例の管推進機は、何れも、従来の技術に係る管推進機と同様、前方にカッタヘッド７を有し後端部に埋設管が取り付けられる管状の先導体本体と、泥土を通過させるための泥土通路６を形成するようにその先導体本体の外周に間隔を置いて固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成された先導体を備えている。また、先導体本体は、前方にカッタヘッド７を有する前内管１、後内管２及び埋設管接続用の接続管５を設けて構成され、支持部材は、前外管３及び後外管４を設けて構成されていて、この点も、従来の技術のものと変わらない。
【００３４】
そして、先導体を元押し装置１０で推進しつつカッタヘッド７で地山を掘削するとともに、カッタヘッド７から掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、先導体本体と支持部材との間に形成された環状の泥土通路６により後方へ送ってその泥土の一部を後内管２の土砂取り込み口８に取り込んで、土砂圧送ポンプにより排土管９を通じて地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くようにしており、基本的な構造は、従来の技術に係る管推進機と変わらない。さらに、土砂取り込み口８の後方には、従来の技術のものと同様、泥土通路の閉鎖装置を付設している。
【００３５】
第１の例及び第２の例の管推進機が従来の技術に係る管推進機と異なる点は、この泥土通路の閉鎖装置の構造である。そこで、以下に、各例の管推進機に付設する泥土通路の閉鎖装置３０，３０’について説明する。
【００３６】
まず、図１乃至図４に基づき第１の例の管推進機について説明すると、３０は接続管５に取り付けられた、泥土通路６を閉鎖するための第１の例の管推進機における泥土通路の閉鎖装置、３１は流体封入室２１と同様の流体封入室、３２は後述する形状保持部材３５を貫通して流体封入室３１に圧力流体を供給するためのホースによる流体給排路、３３は弾性体３４を接続管５の外周側に取り付けるためのボルトと挟持部材とからなる弾性体取付部材、３４は弾性体２４と同様の環状の弾性体、３４ａは弾性変形部２４ａと同様の弾性体３４の弾性変形部、３４ｂは固定部２４ｂと同様の弾性体３４の固定部、３５は弾性体３４とは別体に、この弾性体３４の弾性変形部３４ａの内部に装着されその収縮時に泥土圧に対抗して弾性変形部３４ａの径方向断面を偏平状に保持することが可能な第１の例の管推進機における形状保持部材である。
【００３７】
弾性体取付部材３３の挟持部材は、弾性体取付部材２３の挟持部材と同様、弾性体３４の固定部３４ｂをボルトで接続管５に螺着する際に接続管５と協働して挟持する働きをするが、ここに示す例では、弾性変形部３４ａの前後にできる環状の凹部を埋める働きもする。そのため、前後の各挟持部材は、その環状の凹部に合致するリング状の部材を分割したもので構成して、接続管５に装着したときに、その挟持部材の外周面が後内管２の外周面や接続管５における埋設管の固定部５ａの外周面と隣接部においてほぼ揃うようにしている。
【００３８】
第１の例における形状保持部材３５は、泥土通路６内の泥土圧が作用しても実質上変形せず、かつ、図４に示すよう縮小させるように変形させることが可能な合成ゴム等の弾性材料で形成している。この形状保持部材３５は、接続管５の外径とほぼ同径の中央孔を有する環状をなして、接続管５の外周に密着して装着できるように形成しており、径方向断面が偏平状をなしている。形状保持部材３５には、その径方向に、流体給排路３２を挿通して先端開口を流体封入室３１に導入するための流体給排路挿通孔３５ａを形成している。
【００３９】
こうした形状保持部材３５を、弾性体３４と共に接続管５に取り付けるときには、図４に示すように、形状保持部材３５を縮小させるように変形させてから弾性体３４内に装着した後、弾性体２４を接続管５に取り付けるときと同様にして取り付ける。第１の例の管推進機では、このように形状保持部材３５を環状の弾性部材により構成したので、形状保持部材３５を縮小変形させて弾性体３４内に装着することができて泥土通路の閉鎖装置を簡便に付設することができる。形状保持部材３５を用意することに代えて、これと同様の形状の凸部を接続管５の外周面に予め突設しておく方法も考えられるが、弾性体３４の固定部３４ｂは、固定部２４ｂと同様、弾性変形部３４ａと比べて弾性変形しにくいため、弾性体３４を接続管５の凸部に装着することは困難である。
【００４０】
次に、図５に基づき第２の例の管推進機について説明すると、３０’は接続管５に取り付けられた、泥土通路６を閉鎖するための第２の例の管推進機における泥土通路の閉鎖装置、３５’は弾性体３４の弾性変形部３４ａの内側に装着されその収縮時に泥土圧に対抗して弾性変形部３４ａの径方向断面を偏平状に保持することが可能な第２の例の管推進機における形状保持部材である。なお、図５におて図１乃至図４と同一の符号を付けた部分は、これらの図と同等の部分を表している。
【００４１】
この第２の例の管推進機は、泥土通路の閉鎖装置３０’における形状保持部材３５’の構造を除いて第１の例の管推進機と実質的に変わらない。この形状保持部材３５’は、第１の例における形状保持部材３５のような環状の部材を分割して得られる複数個の円弧状の保持部材片３５’ｘ，３５’ｙ，３５’ｚにより構成したものである。形状保持部材３５’は、泥土通路６内の泥土圧が作用しても実質上変形しないものであれば、弾性材料だけに限らず、硬質材料等の所望の材料で形成することができ、この点も形状保持部材３５とは異なる。
【００４２】
保持部材片３５’ｘ，３５’ｙ，３５’ｚは、これらを逐次弾性体３４の弾性変形部３４ａに装着して環状に組み立てるが、その組立を行いやすくするため、それぞれ、両端部を外周方向に切り欠いて形成した切欠き３５’ｂを設けて、内周側だけを突き合わせることができるようにしている。また、これらのうちの一つの保持部材片３５’ｘには、流体給排路３２を挿通するための流体給排路挿通孔３５ａと同様の流体給排路挿通孔３５’ａを径方向に形成している。
【００４３】
こうした泥土通路の閉鎖装置３０，３０’を付設した第１の例及び第２の例の管推進機にあっては、発進する際、先導体本体の外周と円筒状の支持部材との間に形成された泥土通路６を、土砂取り込み口８の後方に設けた環状の弾性体３４の弾性変形部３４ａを膨張させることにより閉鎖する。そうすると、発進過程で生成された泥土を土砂取り込み口８に取り込んで地上に排出することが可能になるとともに、泥土や地下水が泥土通路６を通じてその後端開口から発進立坑１８内に大量に浸入するのを防止することもできる。こうして先導体が発進立坑１８の発進口を通過した後は、泥土通路６の後端開口が発進立坑１８とエントランスパッキング１６により隔離されるので、弾性変形部３４ａを収縮させることにより泥土通路６を開放して通常時の掘進を行うことができる。
【００４４】
弾性体３４の弾性変形部３４ａの内側には、特に形状保持部材３５，３５’を装着しているので、弾性変形部３４ａは、その収縮時に泥土圧に対抗して径方向断面が形状保持部材３５，３５’により常時偏平状に保持される。そのため、礫等の異物や粘性の高い土砂等が堆積しやすい窪みや泥土通路６を狭めるような突出部が弾性変形部３４ａに生じることはなく、泥土通路６内での泥土の流れが阻害されることはない。また、弾性変形部３４ａは、円筒状の支持部材に密接させやすい環状をなしていているため、格別追従性の高いものに製作しなくても、膨張時に泥土通路６を良好に閉鎖することができて、製作には困難が伴わない。
【００４５】
このように、泥土通路の閉鎖装置３０，３０’を付設したを付設した第１の例及び第２の例の管推進機では、泥土通路の閉鎖装置３０，３０’の製作が困難ではなく、その付設により泥土の流れが阻害されることもない。その結果、切羽の掘削土砂を所望の速度で円滑に地上に排出することができて管推進工法を効率的かつ安全に実施できるとともに、弾性変形部３４ａの無理な変形を形状保持部材３５，３５’により抑止することができて泥土通路の閉鎖装置３０，３０’の耐用年数を長くすることができる。
【００４６】
特に、第１の例の管推進機では、形状保持部材３５を環状の弾性部材により構成したので、形状保持部材３５を縮小させるように弾性変形させれば、弾性体３４内に装着することができて、泥土通路の閉鎖装置３０を簡便に付設することができる。また、第２の例の管推進機では、形状保持部材３５’を複数個の円弧状の保持部材片３５’ｘ，３５’ｙ，３５’ｚにより分割構成したので、形状保持部材３５’を、第１の例のように弾性変形させることを要することなく弾性体３４内に装着することができて、形状保持部材３５’を所望の材料で形成することができる。これらの何れの例も、特に、弾性変形部３４ａの前後にできる環状の凹部を弾性体取付部材３３の挟持部材で埋めるようにしているので、その凹部に異物や土砂等が堆積する危惧もない。
【００４７】
以上述べた例では、泥土通路の閉鎖装置３０，３０’を接続管５に設けているが、閉鎖装置３０，３０’は、要は、先導体の発進時に地下水や泥土通路６内の泥土を土砂取り込み口８に取り込んで地上に排出することを可能にしつつ泥土通路６の後端開口から発進立坑１８内に流出できないようにすればよいので、先導体本体における土砂取り込み口１５の後方個所に設ければよい。ここでは、本発明の技術内容を中折れ式の管推進機を例にして説明したが、管状の先導体本体の外周に泥土通路６を形成するように円筒状の支持部材を固定することにより先導体を構成し、塑性流動性のある泥土を、その泥土通路６を通じて埋設管の外周に導くようにした管推進機であれば、本発明は、先導体を中折れさせない通常の管推進機にも適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、「課題を解決するための手段」の項に示した手段を採用しているので、本発明によれば、円筒状の支持部材を設けて先導体を構成し泥土通路の閉鎖装置を付設した管推進機において、泥土通路の閉鎖装置の製作が困難でなくその付設により泥土の流れが阻害されない管推進機が得られる。その結果、管推進工法を安全に実施できるとともに、弾性変形部の無理な変形を形状保持部材により抑止することができて泥土通路の閉鎖装置の耐用年数を長くすることができる。
【００４９】
本発明の管推進機を具体化する場合に、特に、請求項２に記載のように具体化すれば、形状保持部材を環状の弾性部材によりに構成したことにより、形状保持部材を縮小させるように弾性変形させれば、弾性体内に装着することができて、泥土通路の閉鎖装置を簡便に付設することができる。また、請求項３に記載のように具体化すれば、形状保持部材を環状の部材を分割して得られる複数個の円弧状部材により構成したことにより、形状保持部材を弾性変形させることなく弾性体内に装着することができて、形状保持部材を所望の材料で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第１の例の管推進機における要部の縦断面図で、弾性体を収縮させているときの状態を示す図である。
【図２】図１の管推進機における要部の横断面図である。
【図３】弾性体を膨張させているときの状態を示す図１と同様の図である。
【図４】図１の管推進機において弾性体と形状保持部材を取り付ける方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明を具体化した第２の例の管推進機における要部の横断面図で、弾性体を収縮させているときの状態を示す図である。
【図６】発進前に弾性体を収縮させているときの従来の技術の管推進機における要部の縦断面図である。
【図７】図６の管推進機の要部の横断面図である。
【図８】発進時に弾性体を膨張させているときの従来の技術の管推進機における要部の縦断面図である。
【図９】発進終了後に弾性体を収縮させているときの従来の技術の管推進機における要部の縦断面図である。
【図１０】従来の技術の管推進機を発進立坑内で発進させているときの状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 前内管
２ 後内管
３ 前外管
４ 後外管
５ 接続管
６ 泥土通路
７ カッタヘッド
８ 土砂取り込み口
９ 排土管
１０ 元押し装置
１６ エントランスパッキング
１８ 発進立坑
２０，３０，３０’ 泥土通路の閉鎖装置
２１，３１ 流体封入室
２２，３２ 流体給排路
２３，３３ 弾性体取付部材
２４，３４ 弾性体
２４ａ，３４ａ （弾性体２４，３４の）弾性変形部
２４ｂ，３４ｂ （弾性体２４，３４の）固定部
３５，３５’ 形状保持部材
３５’ｘ，３５’ｙ，３５’ｚ 保持部材片

Claims (3)

1. 前方にカッタヘッドを有し後端部に埋設管が取り付けられる管状の先導体本体と、泥土を通過させるための泥土通路を形成するようにその先導体本体の外周に間隔を置いて固定され地山で支持される円筒状の支持部材とで構成された先導体を備え、先導体を推進しつつカッタヘッドで地山を掘削するとともに掘削土砂へ粘性付与液を注入して塑性流動性のある泥土を生成し、その泥土を、先導体本体と支持部材との間に形成された泥土通路により後方へ送ってその泥土の一部を先導体本体の土砂取り込み口に取り込んで地上に排出するとともに残りを埋設管の外周に導くようにした管推進機において、
   内側に圧力流体を封入することにより膨張させて泥土通路を閉鎖したり、その圧力流体を排出することにより収縮させて泥土通路を開放したりすることができる環状の弾性体を、先導体本体の外周を囲繞するように土砂取り込み口の後方に設けるとともに、弾性体とは別体に、この弾性体の内部に、その収縮時に泥土圧に対抗して弾性体の径方向断面を偏平状に保持することができる形状保持部材を装着して構成した泥土通路の閉鎖装置を付設したことを特徴とする管推進機。
2. 形状保持部材を、環状の弾性部材により構成したことを特徴とする請求項１に記載の管推進機。
3. 形状保持部材を、環状の部材を分割して得られる複数個の円弧状部材により構成したことを特徴とする請求項１に記載の管推進機。

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