JP6947388B2

JP6947388B2 - 小口径管推進装置及び小口径管推進工法

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Publication number: JP6947388B2
Application number: JP2017144112A
Authority: JP
Inventors: 直人田代
Original assignee: 地建興業株式会社
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2037-07-26
Also published as: JP2019027036A

Description

本発明は、作業者が立ち入ることのできない屈曲管路のように、見通しの利かない区間の状況を計測する技術を用いた小口径管推進装置及び小口径管推進工法に関するものである。

特許文献１に示す通り、測量精度の向上と、掘進機後退時の引抜き剛棒による管内設備やカメラの破損を防止することを目的として、カメラ２ａ，２ｂとターゲット２ｃを設置した撮像ユニット２と、該撮像ユニット２を走行させるレール６ａとを備えた撮像ユニット３を連結し、前記ターゲット２ｃをカメラ２ａ，２ｂで撮像することにより、発進立坑３００に対する掘進機２００の位置と方向を計測し、この計測結果に基づいて小口径管１００の曲線推進を行う小口径管推進装置において、外周面に雄ねじ６を有する引抜き剛棒７と、前記雄ねじ６と遊嵌する雌ねじ８を内周面に有し前記引抜き鋼棒７を遊嵌状態で連結させるカプラ９と、を備え、前記引抜き鋼棒７を前記カプラ９で遊嵌することにより発進立坑３００から掘進機２００まで曲線状に配置し、前記引抜き鋼棒７の位置を上部から下部に変換する位置変換アタッチメント１０を前記掘進機２００の後方に設けることを特徴とする小口径管推進装置が提案されている（特許文献１）。すなわち、この小口径管推進に於いて、推進施工中の精度調整、又は障害物等に依る施工不能状況に陥った場合に、先頭部の掘進機を含む推進設備を後退するときに用いる、高強度の引抜き鋼棒を設置する発明が提案されている。

特許文献１によれば、撮像式測量システムを小口径管内（例えば、Φ250ｍｍ〜Φ350ｍｍ）に設置することにより、曲線推進の施工が可能となった。

特開２０１２−１４４８８７号公報

しかしながら、特許文献１に示す曲線推進工法では、泥水工法或いは泥土圧工法におけるスラリー管の径を大きくする場合、例えば、泥水工法で２インチ管２本の径を増大する場合、或いは、泥土圧工法で３インチ管１本の径を増大させる場合等、引抜き鋼棒７、カプラ９、位置変換アタッチメント１０の寸法や構造から、内部スペースに限界がある。また、この小口径管内に撮像ユニットを設置する方法は、泥土圧式の小口径管推進工法では、排土の為のスラリー管と撮像ユニットを小さなスペース、例えば、内径Φ２５０ｍｍ〜Φ３５０ｍｍの管内に収めることは、前記の内部スペースに限界があり、実施が困難であった。

本発明は、曲線推進工法における、引抜き鋼棒とカプラと変換アタッチメントを無くして、小口径管の内部スペースを確保し、スラリー管の管径の増大に対応させることを目的とする。

そこで、本発明は、基本的には、これら引抜き鋼棒等の部材に代えて、肉厚の躯体でその代替とし躯体に強度を持たせて小口径管を後退させる部材を備える構造としたものである。従来は、引き抜き鋼棒等の部材がスペースを取るため、例えば、１．５〜２インチの径までのスラリー管に適用が限定されていたものを、例えば、３インチ以上の大きな寸法のスラリー管を収めることができるようにしたものである。

すなわち、本発明は、小口径管内に収納されるスラリー管と、カメラとターゲットが設置され、車輪を備えた撮像ユニットと、前記撮像ユニットを所定の間隔で接続する撮像ユニット連結部材と、小口径管の先頭部分に接続した掘進機を駆動制御するための管内設備と、前記ターゲットをカメラで撮像することにより、掘進機の位置と方向を計測する撮像式測量システムと、を備え、該撮像式測量システムの計測結果に基づいて小口径管の曲線推進を行う小口径管推進装置において、前記撮像ユニットの、内径２５０ｍｍ〜３５０ｍｍの小口径管内への挿入時と回収時に、該撮像ユニットを移動させるレールと、前記レールを上部に接続し一体にするとともに、上方が開口する樋の形状の肉厚体のケーシングを有する、前記小口径管内に設置されるレール・ケーシングと、前記レール・ケーシングを相互に連結するレール・ケーシング連結部材と、を備え、前記レール・ケーシングの前記ケーシングは、掘進機、及び小口径管を後退させるときに必要な所定の強度を有する肉厚体で構成され、前記ケーシングに前記スラリー管及び管内設備を収容し、該スラリー管及び管内設備の上部において、前記撮像ユニットが前記レールの上部を走行すること、泥土圧式工法に適用されること、を特徴とする小口径管推進装置である。

ここでいう「肉厚体」は、通常のサイズ構成では、厚み１．６〜３．２ｍｍであるのに対して、６〜１５ｍｍとなっていることから、「肉厚」との表現を用いている。小口径管の作業で扱う機材は、狭小の作業環境に置かれており、一般的に軽量化を求める傾向があるからである。

ここでいう「所定の強度」は、掘進機及び小口径管を引き抜くときの引き抜き強度（保障強度又は降伏強度）をいい、例えば、保障強度１１．４トンから降伏強度７０．８１KN×２＝１４．５トンに達することをもって破壊と考えられる。小口径管推進装置には少なくとも保障強度が必要であり、降伏強度以上の力が加わると、いずれかの部材、特に、ボルト部分が破損するおそれがあるので、強度を確保する必要がある。

前記レール・ケーシングの、前記レールと前記ケーシングは、溶接接合に依る一体構造であることが好ましい。

ケーシングの形状が樋の形状が好ましい。丸形でも角形でもいずれでもよい。

前記ケーシングの厚みが６〜１５ｍｍ、軸方向の長さが５００〜１２００ｍｍ、内径が１８８〜２０６ｍｍであることが好ましい。厚みが６ｍｍ以下では強度的な意味を持たない。厚みが１５ｍｍ以上では、省スペース的効果が得られなく、又、製造（加工）コスト面で、現実的ではないからである。これにより、レールに強度を持たせ、従来の高強度の引抜き鋼棒の設置を省き、その分の有効スペースで、スラリー管の管径を増大させつつ推進を施工する管内設備を全て小口径管内に収納することができる。

本発明の小口径管推進工法は、内径２５０ｍｍ〜３５０ｍｍの小口径管内に設置され、レールを上部に接続し一体にするとともに、上方が開口する樋の形状の肉厚体のケーシングを有するレール・ケーシングをレール・ケーシング連結部材で相互に連結させるとともに、小口径管及び管内設備を接続しながら、撮像ユニットなしで、推進用駆動装置により、掘進機及び小口径管を直線推進させる小口径管直線推進ステップと、前記小口径管内に、カメラとターゲットを設置した撮像ユニットを、撮像ユニット連結部材により連結しながら、前記レールに沿って挿入し、所定位置に設置する撮像ユニット設置ステップと、前記ターゲットを前記カメラで撮像することにより、掘進機の位置と方向を計測し、この計測結果に基づいて、小口径管、管内設備、レール・ケーシング及び撮像ユニットを接続しながら、推進用駆動装置により、掘進機及び小口径管を曲線推進させる小口径管曲線推進ステップと、前記小口径管内から、前記カメラとターゲットを設置した撮像ユニット及び前記撮像ユニット連結部材を、前記レールに沿って、後退させ、所定位置に回収する撮像ユニット回収ステップと、を備え、前記レール・ケーシングのケーシングが、前記掘進機及び小口径管の後退時に必要な、所定の強度の肉厚を有すること、前記ケーシングに前記スラリー管及び管内設備を収容し、該スラリー管及び管内設備の上部において、前記撮像ユニットが前記レールの上部を走行すること、泥土圧式工法に適用されること、を特徴とする。

本願発明によれば、曲線推進工法における、引抜き鋼棒とカプラと変換アタッチメントを無くして、小口径管の内部スペースを確保し、スラリー管の管径の増大に対応させることができる。

さらに、本願発明によれば、撮像式測量システムは高額なシステムが多いため、後退時に掛かる大きなトルクによる不測の事態のリスクを避けるため、小口径管内の撮像式測量システムを小口径管外に退避させる処置に対処でき、再度、曲線推進を再開する時、再び、撮像式測量システムを管内に設置する再現性の精度も求められるが、この条件をクリアする機能も有することができる。

本発明実施形態の小口径管推進装置の先頭部の内部を示す正面図である。同装置の小口径管の先頭部（掘進機を除く。）の内部を示す平面図である。図１のＡ−Ａ断面図（左側面図）である。同装置の撮像ユニット及びレール・ケーシングの平面図である。（ａ）は同装置の撮像ユニット及びレール・ケーシングの正面図、（ｂ）同底面図である。（ａ）は同装置の撮像ユニット及びレール・ケーシングの左側面図、（ｂ）同右側面図である。（ａ）はレ−ル・ケーシング連結部材の平面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は左側面図である。（ａ）はフットスペーサーの断面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は左側面図である。小口径管推進工法の施工平面図である。小口径管推進工法の施工断面図である。

以下、本発明における好適な実施の形態である小口径管推進装置１について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。

本実施形態は、ラムサスＳ工法（登録商標）に適用した一例であり、Φ250ｍｍの呼び径の小口径管１００に適応し、この撮像式測量システムを最小口径Φ250ｍｍに適応させ、掘進機の型式名称はラムサスＳ250とするものである。

本実施形態は、基本的には、これら引抜き鋼棒等の部材に代えて、肉厚の躯体でその代替とし躯体に強度を持たせて小口径管１００を後退させる部材を備える構造としたものである。従来は、引き抜き鋼棒等の部材がスペースを取るため、例えば、１．５〜２インチの径までのスラリー管（泥土圧管ともいう。）に適用が限定されていたものを、例えば、３インチ以上の大きな寸法のスラリー管を収めることができるようにしたものである。

すなわち、本実施形態においては、小口径管推進装置１は、小口径管１００内に収納されるスラリー管２と、カメラ３ａ，３ｂとターゲット３ｃが設置され、車輪３ｉを有する台車３ｊを備えた撮像ユニット３と、撮像ユニット３を所定の間隔で接続する撮像ユニット連結部材４と、小口径管１００の先頭部分に接続した掘進機２００を駆動制御するための管内設備５と、ターゲット３ｃをカメラ３ａ，３ｂで撮像することにより、掘進機２００の位置と方向を計測する撮像式測量システムと、を備え、このシステムの計測結果に基づいて小口径管１００の曲線推進を行うものである。また、小口径管推進装置１において、撮像ユニット３の小口径管１００内への挿入時と回収時に、撮像ユニット３を移動させるレール６ａと、レール６ａを上部に接続し一体にするとともに、上方が開口する肉厚体のケーシング６ｂを有する、小口径管１００内に設置されるレール・ケーシング６と、レール・ケーシング６を相互に連結するレール・ケーシング連結部材７と、フットスペーサー８と、を備えている。レール・ケーシング６のケーシング６ｂが、掘進機２００、及び小口径管１００を後退させるときに必要な所定の強度（保障強度１１．４トン以上で降伏強度１４．５トン以下）を有する肉厚体で構成されたことを特徴とするものである。レール・ケーシング６は、先頭の掘進機２００の後退（推進中の方向修正時の微量の後退等）や、管内設備５、レール・ケーシング６等の回収に耐えられる強度のレール・ケーシング連結部材７にて連結されている。

泥土圧式推進用の撮像ユニット３を含む撮像式測量システムを含み（システム全体は図示を略す。）構成され、小口径管１００の内部に、スラリー管２を配置し、更に管先頭部分に接続した掘進機２００を駆動、制御するための電気ケーブル等の管内設備５を納め、そのうえで、撮像ユニット３を単数又は複数台設置できる装置である。

以下、本実施形態の小口径管推進装置１の構成を図１〜図１０を参照して詳細に説明する。

小口径管１００は、ここでは、内径Φ２５０〜３５０ｍｍの小口径管１００（例えば、コンクリー卜管（ヒューム管）、レジンコンクリー卜管、鋼管等）である。小口径管１００は、Φ２５０ｍｍ（図３の実線で示す。）とΦ３００ｍｍ（図３の２点鎖線で示す。）が例示される。基本的には、２種類の管で対応できるようになっているが、他の径でも実施可能である。なお、一般的には、小口径管１００とは、内径（呼び径）φ２００〜φ７００ｍｍの範囲をいうものである。

掘進機２００は周知の構成である。また、図９及び図１０に示す発進立坑３００、到達立坑４００、元押装置５００も公知である。詳細は特許第３９３０１５６号公報等を参照されたい。

スラリー管２は、７５Ａ(３インチ)相当の排土用の管である。スラリー管２とスラリー管２を繋ぐ部材は、ねじで締め込むストラブ・カップリング２ａであり、泥水が外に漏れないようにしてある。

図１、図２、図４、図５に示す通り、小口径管推進装置１において、複数の撮像ユニット３同士が軸方向に接続される構造である。

撮像ユニット３は、前方を撮像する前方カメラ３ａと、後方を撮像する後方カメラ３ｂと、左右両側部に突設された一対のターゲット３ｃと、カメラ３ａ，３ｂとターゲット３ｃとの電気的な接続を中継するための制御ボックス３ｄと、突当３ｅ，３ｆを備え、掘進機２００の後方に敷設されるレール６ａ上を走行可能に構成される。

前方カメラ３ａの光軸と、後方カメラ３ｂの光軸とは、前後方向に同じ直線上にあるように、即ち同軸と見なせるように設定されている。また、前方カメラ３ａの光軸方向から見て、ターゲット３ｃが左右対称の位置に配設されている。より具体的には、ターゲット３ｃを結ぶ線分の中点を中心点としたとき、ターゲット３ｃを結ぶ線分と、前方カメラ３ａの対物レンズの中心と後方カメラ３ｂの対物レンズの中心とを結ぶ線分とが、中心点で互いに他を垂直に二等分するような位置にセットされる。

一体となって機能するカメラ３ａ，３ｂは、例えば、撮像ユニット３の４台〜５台おきに設置され、カーブの見通し角によってカメラ３ａ，３ｂの設置台数は変更される。

発進立坑３００内には、撮像ユニット３との間で信号を送受信するトータルステーション１０が設置されている。トータルステーション１０付近に設置されたターゲット３ｇにより、管内1台目の撮像ユニット３の正確な位置と角度（方向）を計測し、順次に撮像ユニット３の正確な位置と角度を計測し、掘進機２００の正確な位置と角度を計測する。トータルステーション１０をカメラに置き換えて、一層小型化しても良い。

撮像ユニット３及び図９に示すトータルステーション１０による計測方法の詳細例は特開２００９−２５２６４号公報等を参照されたい。

撮像ユニット３のカメラ３ａ，３ｂ（光学式カメラ測量センサー）に光源（ＬＥＤ）を内蔵し、撮像ユニット３の取付部に発光源（ＬＥＤ）を取り付けている。カメラ３ａ，３ｂは、１個おきなど、適宜数で配置されている。

カメラ３ａ，３ｂは計測センサーだけでなく管内のモニターとしての役割も可能であり、測量に適切な画像を撮影する必要があるので、管内に発光源を設け、また発進立坑３００にも発光源を設けている。

掘進機２００に撮像ユニット３用のターゲット３ｈが設けてある。カメラ３ａ，３ｂが相互にターゲット３ｃを映すことによってお互いのズレを計算して、小口径曲線推進の終点であるターゲット３ｈの位置を測量することで、掘進機２００の推進距離、水平ずれ、垂直ずれを計測することができる。

撮像ユニット３は断面逆Ｕ字形状又は台形状に形成される台車３ｊを備えている。推進距離、カーブ線径等の条件により、カメラ３ａ，３ｂを搭載した撮像ユニット３の投入台数はスパン毎に異なり、カメラ３ａ，３ｂを搭載した撮像ユニット３間の間隔も同様にスパン毎に異なる。撮像ユニット３にはカメラ３ａ，３ｂを搭載したものと、カメラ３ａ，３ｂのない撮像ユニット３がレール６ａ上に混在することになる。

撮像ユニット３は、カメラ３ａ，３ｂとターゲット３ｃで構成されるため非常に小型である。単純な構造で稼動部が無いので故障しにくく取り扱いが容易である。カメラ３ａ，３ｂで撮影するだけで測量が完了するので計測に時間がかからず、工程短縮が図れる。

各々の小口径管１００内には，撮像ユニット３を１台設置する。この撮像ユニット３は、専用のレール６ａ上を移動できる仕組みで、台車３ｊ同士は後述する撮像ユニット連結部材４で固定され，撮像ユニット３相互の距離を一定にしている。またこの撮像ユニット３は工事中の撮像ユニット３の不具合にも対応が可能である。撮像ユニット３間には，通信線（ＬＡＮ）および電力線が繋がれている。

撮像ユニット連結部材４は、撮像ユニット３と撮像ユニット３を一定の間隔で連結する機能を有するものである。撮像ユニット連結部材４はレール６ａ上を移動する撮像ユニット３の間のピッチを保つものである。

撮像ユニット３同士は、長さが既知であって剛性を備えた撮像ユニット連結部材４で互いに連結されている（図１、図２参照）。撮像ユニット連結部材４の連結間隔の遊びはカメラ３ａ，３ｂ同士の計測データに影響する為である。バネ構造を以ってこの問題を解消している。曲線推進の場合にも通常の想定範囲内であれば問題ない。小口径管１００内に複数の撮像ユニット３を設置する場合には、撮像ユニット連結部材４で各撮像ユニット３を順次押し込むことで容易に設置できる。

管内設備５は、図３に示す通り、エアー管５ａ、加泥剤管５ｂ、操作線５ｃ、滑剤管５ｄ、加泥剤管５ｅ、ピンチ・エアー管５ｆ、動力線５ｇから構成されている。

レール・ケーシング６は、一体構造ではあるが、撮像ユニット３を走行させるレール６ａと、掘進機２００を若干後退させる時の引き抜き強度（引き抜き強度が１１．４トン以上で１４．５トン以下の条件）を有する肉厚板のケーシング６ｂと、レール・ガード６ｃで構成されている。

レール・ガード６ｃは断面コ字形状で開口部が対向配置される一対の部材であり、車輪３ｉが走行する一対のレール６ａを囲んでいる。

ケーシング６ｂは、上方が開口する樋の形状の肉厚体のケーシングである。製作費の削減のため、多角形の形状としている。

レール・ケーシング６の、レール６ａ、レール・ガード６ｃおよびケーシング６ｂは、溶接接合に依る一体構造である。所定の強度を持ったレール・ケーシング６は、一定の条件を満たせば（例えば、周面抵抗を軽減させた条件において、引き抜き強度が１１．４トン以上で１４．５トン以下の条件）、先頭の掘進機２００を推進方向に対して後退させることができる。

レール・ケーシング６の厚みが６〜１５ｍｍ、軸方向の長さが５００〜１２００ｍｍ、内径が１８８〜２０６ｍｍである。厚みが6ｍｍ以下では強度的な意味を持たない。厚みが15ｍｍ以上では、省スペース的効果が得られなく、又、製造（加工）コスト面で、現実的ではないからである。これにより、レール・ケーシング６に強度を持たせ、従来の高強度の引抜き鋼棒の設置を省き、その分の有効スペースで推進を施工するホース類、電器ケーブル類等の管内設備５を全て小口径管１００内に収納することができる。また、本実施形態の構造的な特徴は、躯体そのものを、６〜１５ｍｍの厚さとし、これで全体を後退時に引き抜く推力に耐えうるものにしたことである。管内設備５をこの領域の中に収めることができる。

レール・ケーシング６は、さらに、丸管形状のレール６ａを備え、レール・ガード６ｃでレール６ａを囲むことで車輪３ｉの脱輪を防止している。レール・ケーシング６に衝撃力が加わっても、レール・ガード６ｃによって、撮像ユニット３が脱輪しない構造である。レール・ガード６ｃは、厳密に言うと、レールカバーであり、下部の内側壁に、一対のレール６ａがそれぞれに固定されている。撮像ユニット３を円滑に移動させる為のレールとしての機能を備えるレール６ａと、レール・ガード６ｃは、溶接構造で接続されて一体構造になっている。また、重量を減らすために空間で抜いてある部分である貫設孔６ｄを設けている。

レール・ケーシング連結部材７は、左右に設けた一対の平行な角型の接続棒であり、端部に接続部を有している。レール・ケーシング６とレール・ケーシング６を相互に連結し、到達立坑４００側に到達後に、発進立坑３００側に管内設備５、レール・ケーシング６を回収する場合、或いは、掘進機２００を施工中に若干後退させる必要が生じた場合に、引き抜くことのできる所定の強度（保障強度１１．４トン以上で降伏強度１４．５トン以下）を有する。レール・ケーシング連結部材７は、連結棒本体７ａと、連結棒本体７ａを脱着可能に連結するねじ頭（キャップ・スクリュー又は六角ボルト）７ｂと、を備えている。

フットスペーサー８は、レール・ケーシング６の外周面に固定された、樹脂製の位置決めブロックで、小口径管１００内から、レール・ケーシング６を回収時するとき、小口径管１００に傷をつけない様にすることも目的の機能の一つになる。最小径のΦ２５０ｍｍの状態から、規格値のスペーサーブロックを付け増しすることにより、大きな管径のΦ３００ｍｍに対応させることができる（図３の２点鎖線参照）。

以上説明した通り、本実施形態においては、コンパクトにするために、特許文献１に記載の引抜き鋼棒とカプラと変換アタッチメントを無くして（ただし、変換アタッチメントは、掘進機と小口径管との接続には残しておく。）、撮像ユニット３を走行させる機能とともに強度を持たせたレール・ケーシング６の躯体に置き換えることによって、内部にスペースが生まれ、スラリー管２の管径の増大（３インチ）に対応させ、それで全体が成り立つようにすることができる。また、本実施形態は、曲線推進工法及び装置において、管内設備５として、泥水工法設備、泥土圧工法設備等を使用することにより、それぞれの工法に適応することができる。

つぎに本実施形態の小口径管推進方法について説明する（図９、図１０参照）。なお、詳細は特許文献１を参照されたい。また曲線推進の詳細例については特開２００９-２５２６４号公報、特開２００７-２１２２２２号公報、特開２００８−１１６３８４号公報等を参照されたい。

本実施形態の小口径管推進工法を、一例として、例えば、９０ｍの直線推進の後、２１ｍの曲線推進を行い、最後に、９ｍの直線推進を行う複合的なカーブの例を挙げて説明する。

（１）設置作業
発進立坑に元押装置５００を設置し、小口径管推進装置１を準備する。レール・ケーシング６は、それぞれ、小口径管１００に予めセットした状態にしておく。

（２）小口径管１００の９０ｍ直線推進
元押装置５００により、掘進機２００及び小口径管１００を直線推進させる。撮像ユニット３のない状態で、掘進機２００に小口径管１００、スラリー管２、管内設備５を、それぞれ、相互に接続して延設するとともに、レール・ケーシング６をレール・ケーシング連結部材７で相互に接続しながら、一緒に施工する。

（３）小口径管１００の２１ｍ曲線推進
小口径管直線推進から小口径管曲線推進に変換する場合、小口径管１００内に、カメラ３ａ，３ｂとターゲット３ｃを設置した撮像ユニット３を、レール６ａに沿って、撮像ユニット連結部材４により連結しながら、挿入し、先頭の撮像ユニット３を先頭の小口径管１００まで送り込み、所定位置に設置する撮像ユニット設置ステップを行う。ターゲット３ｃ、３ｇ、３ｈをカメラ３ａ，３ｂで撮像することにより、掘進機２００の位置と方向を計測し、この計測結果に基づいて、小口径管１００、管内設備５、レール・ケーシング６、及び、撮像ユニット３を接続しながら、小口径管１００の曲線推進を行う。曲線推進終了後、小口径管１００内に撮像ユニット連結部材４により連結して設置した撮像ユニット３を、レール６ａに沿って、後退させ、発進立坑３００の所定位置に回収する撮像ユニット回収ステップを行う。撮像ユニット３が無い直線推進の方が、撮像ユニット３を使う曲線推進よりも、作業が早い。

測量原理はカメラ３ａ，３ｂで隣接するカメラ３ａ，３ｂに取り付けたターゲット３ｃ、トータルステーション１０に取り付けたターゲット３ｇおよび掘進機２００に取り付けたターゲット３ｈを撮影し、カメラ３ａ，３ｂの中心軸からの移動量を，撮影画像をピクセル単位で計測することで位置関係を求める。管内に設置したすべてのカメラ３ａ，３ｂの位置関係をこの画像撮影で求め、データをパソコンで解析することで掘進機２００の位置と方向を算出する。

基本的な測量原理は、発進立坑３００内に基準となるトータルステーション１０（汎用測量器）を設置し管内の１台目の撮像ユニット３の位置（距離）と角度を計測し、その先も順次隣接する撮像ユニット３のターゲット３ｃ、掘進機２００のターゲット３ｈを撮影し、カメラ３ａ，３ｂの中心軸からの移動量をパソコンによりデータ解析することで、測量値を算出する。撮像ユニット３間距離は固定である。

（４）小口径管１００の９ｍ直線推進
上記（２）の説明を援用する。

（５）トラブル対処作業
何らかの施工トラブルがあって、非常に大きな力が加わった状態で小口径管１００及び掘進機２００を後退させなければ（引き抜かなければ）いけないときに、最も基点である元押装置５００に近い撮像ユニット連結部材４を引くことによって、互いに撮像ユニット連結部材４により連結された複数の撮像ユニット３を発進立坑３００内で引き寄せると、車輪３ｉがレール６ａに沿って移動し、高価なカメラ３ａ，３ｂを損傷させることなく退避させることができる。連結された撮像ユニット３を発進立坑３００側に回収して退避させ高価な撮像ユニット３の破損を防止する。カメラ３ａ，３ｂの退避状態において、元押装置５００で小口径管１００に大きなトルクを加えることができる。つまり、撮像ユニット３の退避並びに再セットが可能な機構を構成する。また、小口径管１００及び掘進機２００を後退させるときに、レール・ケーシング６の構造的な特徴により、管内設備５の破損等の影響を回避できる。ここで、前記の回収の際、掘進機２００、レール・ケーシング６及び小口径管１００の後退時に、レール・ケーシング６が前記の所定の強度の肉厚を有することが必要である。

カメラの点検、軌道修正等のときには、撮像ユニット３だけ後退させ、再度、セッティングを行うことがある。

（６）回収作業
最終的に掘進機２００が到達立坑４００に到達しきったときに推進工事が完了し、回収作業を行う。掘進機２００を到達立坑４００で外して回収する。小口径管１００の中に管内設備５、レール・ケーシング６が残存しているので、管内設備５とともにレール・ケーシング連結部材７を、元押装置５００側から引っ張り出すと、全体が繋がっているので、小口径管１００から外部に回収できる。

以上説明した実施形態から、前述したと同様の効果が生じる。

また、上記曲線推進工法によれば、撮像ユニット３は高額なことが多いため、掘進機２００と小口径管１００の後退時に掛かる大きなトルクによる不測の事態のリスクを避けるため、小口径管１００内の撮像ユニット３を小口径管１００外に退避させる処置に対処でき、再度、曲線推進を再開する時、再び、撮像ユニット３を小口径管１００内に設置する再現性の精度も求められるが、この条件をクリアする機能も有することができる。

なお、上記実施例は、本発明の態様を実施するに当たって、本発明者により採用された技術の代表例である。これら技術は本発明を実施するための好ましい実施例の例示である。また、本技術分野に属する者は、本発明の開示に鑑みて、本発明の精神及び意図された要旨から離れることなく多数の改変追加等が可能である。本発明は泥土圧式工法に適用したものである。

１小口径管推進装置
２スラリー管
２ａストラブ・カップリング
３撮像ユニット
３ａ，３ｂカメラ
３ｃターゲット
３ｄ制御ボックス
３ｅ，３ｆ突当
３ｇターゲット
３ｈターゲット
３ｉ車輪
３ｊ台車
４撮像ユニット連結部材
５管内設備
５ａエアー管
５ｂ加泥剤管
５ｃ操作線
５ｄ滑剤管
５ｅ加泥剤管
５ｆピンチ・エアー管
５ｇ動力線
６レール・ケ一シング
６ａレール
６ｂケーシング
６ｃレール・ガード
６ｄ貫設孔
７レール・ケーシング連結部材
７ａ連結棒本体
７ｂねじ頭（キャップ・スクリュー又は六角ボルト）
８フットスペーサー
１０トータルステーション
１００小口径管
２００掘削機
３００発進立坑
４００到達立坑
５００元押装置

Claims

小口径管内に収納されるスラリー管と、
カメラとターゲットが設置され、車輪を備えた撮像ユニットと、
前記撮像ユニットを所定の間隔で接続する撮像ユニット連結部材と、
小口径管の先頭部分に接続した掘進機を駆動制御するための管内設備と、
前記ターゲットをカメラで撮像することにより、掘進機の位置と方向を計測する撮像式測量システムと、
を備え、
該撮像式測量システムの計測結果に基づいて小口径管の曲線推進を行う小口径管推進装置において、
前記撮像ユニットの、内径２５０ｍｍ〜３５０ｍｍの小口径管内への挿入時と回収時に、該撮像ユニットを移動させるレールと、前記レールを上部に接続し一体にするとともに、上方が開口する樋の形状の肉厚体のケーシングを有する、前記小口径管内に設置されるレール・ケーシングと、
前記レール・ケーシングを相互に連結するレール・ケーシング連結部材と、
を備え、
前記レール・ケーシングの前記ケーシングは、掘進機、及び小口径管を後退させるときに必要な所定の強度を有する肉厚体で構成され、
前記ケーシングに前記スラリー管及び管内設備を収容し、該スラリー管及び管内設備の上部において、前記撮像ユニットが前記レールの上部を走行すること、
泥土圧式工法に適用されること、を特徴とする小口径管推進装置。
前記レール・ケーシングの、前記レールと前記ケーシングは、溶接接合に依る一体構造であることを特徴とする請求項１の小口径管推進装置。
前記ケーシングの厚みが６〜１５ｍｍ、軸方向の長さが５００〜１２００ｍｍ、内径が１８８〜２０６ｍｍである請求項１の小口径管推進装置。
内径２５０ｍｍ〜３５０ｍｍの小口径管内に設置され、レールを上部に接続し一体にするとともに、上方が開口する樋の形状の肉厚体のケーシングを有するレール・ケーシングをレール・ケーシング連結部材で相互に連結させるとともに、小口径管及び管内設備を接続しながら、撮像ユニットなしで、推進用駆動装置により、掘進機及び小口径管を直線推進させる小口径管直線推進ステップと、
前記小口径管内に、カメラとターゲットを設置した撮像ユニットを、撮像ユニット連結部材により連結しながら、前記レールに沿って挿入し、所定位置に設置する撮像ユニット設置ステップと、
前記ターゲットを前記カメラで撮像することにより、掘進機の位置と方向を計測し、この計測結果に基づいて、小口径管、管内設備、レール・ケーシング及び撮像ユニットを接続しながら、推進用駆動装置により、掘進機及び小口径管を曲線推進させる小口径管曲線推進ステップと、
前記小口径管内から、前記カメラとターゲットを設置した撮像ユニット及び前記撮像ユニット連結部材を、前記レールに沿って、後退させ、所定位置に回収する撮像ユニット回収ステップと、を備え、
前記レール・ケーシングのケーシングが、前記掘進機及び小口径管の後退時に必要な、所定の強度の肉厚を有すること、
前記ケーシングに前記スラリー管及び管内設備を収容し、該スラリー管及び管内設備の上部において、前記撮像ユニットが前記レールの上部を走行すること、
泥土圧式工法に適用されること、を特徴とする小口径管推進工法。