JP2007023545A - 推進管の発進用エントランス、発進用エントランスの構造および発進用エントランスの止水工法 - Google Patents

Abstract

【課題】
発進坑口と推進機および推進管との間の隙間を確実に塞いで、発進坑口の止水を確実に行えるようにした推進管の発進用エントランス、発進用エントランスの構造および発進用エントランスの止水工法を提供する。
【解決手段】
推進機５を先に推進させ、当該推進機５の後から複数の推進管６を当該推進管６の発進坑口２から順次継ながら推進させて地中管路を構築する。推進機５および推進管６が挿通可能なエントランスパイプ３と、当該エントランスパイプ３の内周にリング状に取り付けられた複数のワイヤーブラシ４ａからなるシール部材４とから構成する。シール部材４は前記エントランスパイプ３と前記推進機５および推進管６との間のクリアランスａを塞ぐように取り付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、推進機を先に推進させ、当該推進機の後から複数の推進管を当該推進管の発進坑口から順次継ながら推進させて地中管路を構築する推進工法で用いられる推進管の発進用エントランス、その構造およびその止水工法に関するものである。

トンネルの構築工法として、推進管の発進側立坑内に設置された推進用ジャッキを用いて地中に推進機を推進させ、その後から複数の推進管を順次継ながら推進させることにより、所定の地中管路を構築する推進工法が知られている。

本工法は、地下歩道や上下水道などの主として軌道や道路横断道等、比較的短区間を施工する場合の他、発進側と到達側の立坑間に中間部の山止め工として複数の推進管を推進させ、その内側を掘削して中間部を拡幅する、いわゆるパイプルーフ工法にも適用される（例えば特許文献１，２，３参照）。

本工法においては、推進開始時、発進側立坑の土留め壁を推進機で切削して土留め壁に推進管の発進坑口を形成し、当該発進坑口から推進機、続いて推進管を推進ジャッキによって順次立坑の外に推進させることが行われ、また、推進管をより精度よく敷設するために、推進管の推進途中で、敷設した推進管を一度引き戻し、再び推進させて敷設し直すことも行われる。

ところで、推進管の発進坑口には、施工中および施工後、発進坑口と推進機および推進管との隙間から土砂や地下水などが高圧で立坑内に噴出しないように発進用エントランスが取り付けられている。

従来、この種の発進用エントランスは、例えば図５に図示するように、発進坑口２０の内側に推進機２１および推進管２２が挿通可能な口径のエントランスパイプ２３を取り付け、当該エントランスパイプ２３の口元部分に推進機２１および推進管２２の外径よりやや小径に形成されたドーナッツ状のゴム板パッキン２４を取り付けることにより構成され、推進機２１および推進管２２がエントランスパイプ２３内を通る際にゴム板パッキン２４が推進管２１および推進管２２の外周面に変形して密着することにより発進坑口２０の止水が確保されていた。

特許第３０１１９０２号 特開２００４−３５３３７７号公報 特公平６−１０２９５５号公報 特公平７−７６５０７号公報 特開平７−８１４８６号公報

しかし、ゴム板パッキン２４は、特に推進機２１と推進管２２を引き戻す際に褶曲して破損してしまうおそれがあるため、これを防止するための様々な補修工法を併せて行う必要があった。

また、推進管２２として剛でかつ曲率半径のごく小さい管を用いる場合、エントランスパイプ２３と推進管２２との間にクリアランスを大きめに設ける必要があり、しかもクリアランスは周方向に一定でないため、従来のゴム板パッキン２４では高い水圧を受けて簡単に反転してしまう等のおそれがあり、確実な止水ができないという課題があった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、推進機および推進管の引き戻しにも反転してしまうことなく対応でき、かつ発進坑口と推進機および推進管との間の隙間を確実に塞いで、発進坑口の止水を確実に行えるようにした推進管の発進用エントランス、発進用エントランスの構造および発進用エントランスの止水工法を提供することを目的とする。

請求項１記載の推進管の発進用エントランスは、推進機の後から複数の推進管を順次継ながら推進させて地中管路を構築する推進工法に用いられる推進管の発進用エントランスであり、前記推進機および推進管が挿通可能なエントランスパイプと、当該エントランスパイプの内周にリング状に取り付けられたワイヤーブラシからなるシール部材とから構成され、前記シール部材は前記エントランスパイプと前記推進機および推進管との間を塞ぐように突設されてなることを特徴とするものである。

本発明は特に、推進管の発進用エントランスを部品化することにより、取り付けを簡単化して現場施工の省力化等を可能にしたものであり、推進工法に限らず、シールド工法におけるシールドマシンの発進坑口にも用いることができる。さらに、地盤調査やトンネル掘削の先行調査などとして行われボーリング工法における孔口にも止水対策として用いることができる。

なお、この場合のエントランスパイプには既製の鋼管を利用することができ、また、シール部材には鋼製ワイヤーブラシを１枚ないし数枚重ねたものを用いることができ、さらにシール部材はエントランパイプの軸方向に所定間隔おきに複数段設けることにより止水性を高めることができる。

請求項２記載の推進管の発進用エントランスは、請求項１記載の推進管の発進用エントランスにおいて、シール部材の少なくとも背面側（推進管推進方向の反対側）に、当該シール部材を変形前の状態に復元させるバネ部材が取り付けられてなることを特徴とするものである。

本発明は特に、推進機および推進管の引き戻しでシール部材が背面側に変形した場合に備えたもので、シール部材が変形したとしてもバネ部材の働きによりシール部材は簡単に元の形状に戻るため、推進管を再度推進させる際に特に問題になることはない。

なお、この場合のバネ部材には板バネを用いることができ、またバネ部材はシール部材の少なくとも背面側に取り付けるだけでよいが、シール部材の表面側（推進管の推進方向側）にも取り付ければ、推進方向側への変形にも備えることができる。

請求項３記載の推進管の発進用エントランスは、請求項１または２記載の推進管の発進用エントランスにおいて、シール部材の背面側に、当該シール部材の背面側への反転を阻止するバックアップ材が取り付けられてなることを特徴とするものである。

本発明は特に、推進機および推進管の引き戻しでシール部材が背面側に大きく変形し、背面側に反転してしまいそうな場合に備えたもので、このような場合でもバックアップアップ材の働きによりシール部材の反転を確実に阻止することができる。なお、この場合のバックアップ材には鋼材または硬質樹脂材などを用いることができ、またシール部材の背面側にバネ部材と重ねて取り付けるだけでよい。

請求項４記載の推進管の発進用エントランスは、請求項３記載の推進管の発進用エントランスにおいて、バックアップ材は、シール部材の背面側への変形量を調整できるように形成されてなることを特徴とするものである。

本発明は特に、推進管として剛でかつ曲率半径のごく小さい管を利用する場合などのように、推進管とエントランスパイプ間のクリアランスが一定でない場合に備えたもので、エントランスパイプの軸方向に対するバックアップ材の傾きをクリアランスの大きさ応じて適宜設定することによりシール部材の変形量を調整できるようにしたものである。

例えば、推進管とエントランスパイプ間のクリアランスの大きい部分では、シール部材が大きく変形できるようにバックアップ材の傾きを大きくし、クリアランスの小さい部分では、バックアップ材の傾きを小さくすればよい。なお、この場合のバックアップ材は、例えばエントラスパイプに固定された固定部に対して任意の角度に固定可能なヒンジ構造にする等して所定の傾きに設置することができる。

請求項５記載の推進管の発進用エントランスは、請求項１〜４のいずれかに記載の推進管の発進用エントランスにおいて、エントランスパイプは、当該エントランスパイプの軸方向に互いに連結および切り離し可能に連設された複数の短パイプから形成され、当該短パイプの内周にシール部材がリング状に取り付けられてなることを特徴とするものである。

本発明は、エントランスパイプとシール部材を、さらに細かく部品化することにより、必要に応じた止水性能を備えたエントランスパイプを提供できるようにしたものである。例えば、止水性能を高めたいときは、シール部材を備えた短パイプを多数連設することにより止水性の高いエントランスパイプを提供することができる。

また、原則としてシール部材はすべての短パイプに取り付けられているが、必ずしもそうである必要はなく、そのいくつかに取り付けられていてもよい。

請求項６記載の推進管の発進用エントランスの構造は、推進機の後から複数の推進管を順次継ながら推進させて地中管路を構築する推進工法に用いられる発進用エントランスの構造であり、推進管の発進坑口に取り付けられた前記推進機および推進管が挿通可能なエントランスパイプと、当該エントランスパイプの内周にリング状に取り付けられたワイヤーブラシからなるシール部材とから構成され、前記シール部材は前記エントランスパイプと前記推進機および推進管との間を塞ぐように突設されてなることを特徴とするものである。

請求項７記載の推進管の発進用エントランスの止水工法は、推進機の後から複数の推進管を順次継ながら推進させて地中管路を構築する推進工法に用いられる発進用エントランスの止水工法であり、前記推進機および推進管が通過可能な複数の短パイプからなるエントランスパイプと、前記各短パイプの内周にそれぞれリング状に取り付けられたワイヤーブラシから複数のシール部材とからなる発進用エントランスを、前記推進管の発進坑口に取り付け、前記発進坑口から最後端の推進管を推進させた後、少なくとも前記発進坑口に固定された短パイプを残し、他の短パイプを撤去することを特徴とするものである。

本発明は、発進坑口から噴出する地下水の量に応じて止水処理を無駄なく確実に行えるようにしたもので、噴出する地下水量が多いときはシール部材を備えた短パイプを多数連設することにより止水性を高めることができる。

本発明は、推進機および推進管が挿通可能なエントランスパイプと、当該エントランスパイプの内周にリング状に取り付けられたワイヤーブラシからなるシール部材とからなる発進用エントランスが、推進管の発進坑口に取り付けられていることで、地下水や泥水などの噴出を阻止して発進用エントランスの止水を確実に行うことができる。

またシール部材は、簡単には変形しにくいワイヤーブラシから形成されているため、推進管の引き戻しなどで簡単に変形してしまうこともなく、推進管の推進施工を非常に効率的にスムーズに行うことができる。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、推進管の発進側立坑の発進坑口に取り付けられた発進用エントランスおよびその構造を示し、図において、発進側立坑の土留め壁１に発進坑口２が形成され、当該発進坑口２の内側に円筒形状のエントランスパイプ３が水平に取り付けられ、当該エントランスパイプ３の内周にシール部材４がリング状に取り付けられている。

エントランスパイプ３は、推進機５および推進管６よりやや口径の大きい鋼管から形成され、土留め壁１の坑口２の周縁部にアンカーボルト等によって脱着自在に取り付けられている。

シール部材４は鋼製のワイヤーブラシ４ａから形成され、ワイヤーブラシ４ａは発進坑口２に作用する地下水圧などの大きさに応じて１ないし数枚を重ね合わせ、エントランスパイプ３のテール部の内周にリング状に取り付けられ、かつ推進機５および推進管６の推進方向にひれ状に延在されている。また、ワイヤーブラシ４ａの表面にグリース状の防水材が塗布されている。

このような構成において、推進機５および推進管６がエントランスパイプ３内を推進する間、推進機５および推進管６とエントラスパイプ３との間のクリアランス（隙間）ａがシール部材４によって閉塞されることで、推進機５および推進管６とエントランスパイプ３との間の隙間ａから地下水などが立坑内に噴出することはない。

また、シール部材４は、一定の剛性を有する鋼製のワイヤーブラシ４ａから形成され、かつ数枚のワイヤーブラシ４ａを重ねて形成されているため、地下水の水圧で簡単に変形してしまうこともなく、したがってシール部材４が地下水圧で反転して止水が損なわれることもない。

図２（ａ），(ｂ)，(ｃ)は、本発明の変形例を示し、図２(ａ)の場合、シール部材４の両側にバネ部材として板バネ７が添え付けられ、バネの力を利用してシール部材４に変形前の状態に戻る復元力が付与されている。

本発明によれば、推進管６の敷設をやり直して推進管６をより精度良く敷設したい場合などに、施工の途中で推進機５と推進管６を引き戻した際に、シール部材４が変形したとしても、シール部材４は板バネ７の働きによりもとの形状に簡単に修復するため、当初の止水機能が損なわれることがない。

また、図２（ｂ）の場合、シール部材４の両側に板バネ７が取り付けられ、かつその片側に鋼材または硬質樹脂材などからなるバックアップ材８が取り付けられている。

本発明によれば、施工の途中で推進機５と推進管６を一時的に引き戻した際に、シール部材４に過度の力が作用したとしても、シール部材４はバックアップ材８の働きにより大きく変形して反転しまうようなことはなく、当初の止水機能が損なわれることがない。

そして、図２（ｃ）の場合は、シール部材４の両側に板バネ７が取り付けられ、その一側面側にバックアップ材８が取り付けられ、当該バックアップ材８をエントランパイプ３に固定された固定部８ａに対して任意の角度に固定可能なヒンジ構造とすることにより、シール部材４の変形角度を自由に調節できるように形成されている。

本発明によれば、特に推進機５および推進管６とエントランスパイプ３との間の隙間が周方向に一定でない場合でも、その大きさに応じてシール部材４の変形量を調整することができ、特に推進管６として剛で曲率半径の比較的小さい管を用いる場合に適している。

図３（ａ），（ｂ），(ｃ)は、同じく本発明の変形例を示し、例えば図３（ａ）の場合、シール部材４はエントランスパイプ３の軸方向に所定間隔おきに複数段に取り付けられている。

また、図３(ｂ)，(ｃ)の場合にあっては、エントランスパイプ３がその軸方向に複数の短パイプ３ａ，３ｂを互いに連結および切り離しできるように連設して形成され、また各短パイプ３ａ，３ｂの内周にシール部材４ａ，４ｂがそれぞれ取り付けられている。

図３（ａ）の発明によれば、複数のシール部材４がエントランスパイプ３の軸方向に所定間隔おきに複数段に取り付けられていることで、発進坑口２の止水性を著しく高めることができる。

また特に、図３（ｂ），（ｃ）の発明によれば、発進坑口２から流出する地下水量に応じてシール部材４が取り付けられた短パイプ３ａ，３ｂを必要なだけ接続することで必要な止水を図ることができる。

また、すべての推進管６を敷設した後、発進坑口２を止水する際は、発進坑口２から最後端の推進管を推進させた後、発進坑口２に固定された短パイプ３ａのみを残し、他の短パイプ３ｂを撤去することにより発進坑口２の止水処理を非常にコンパクト完了することができる。

図４(ａ)，(ｂ)は、いわゆるパイプルーフ工法によって並行に掘進されたシールドトンネル９，１０の間を拡幅して、シールドトンネル９および１０とその間が連続する大断面のトンネルを構築する施工方法を示し、シールドトンネル９と１０間に山留め工として複数の推進管６がシールドトンネル９側からシールドトンネル１０側に順次推進させてアーチ状に敷設されている。

この場合、到達側のシールドトンネル９の、推進機５および推進管６が発進する位置に取り付けられたセグメント１１に本発明の発進用エントランスを利用することにより、発進部の止水処理を簡単かつ確実に行うことができる。

なお、セグメント１１の推進機５が貫通する部分は、推進機５が切削して推進できるように、切削可能な繊維補強コンクリート等の素材から形成されている。

本願発は、推進機および推進管の引き戻しにも対応でき、かつ発進坑口と推進機および推進管との間の隙間を確実に塞いで、発進坑口の止水を確実に行うことができる。

土留め壁の発進坑口に取り付けられた推進管の発進用エントランスおよび発進用エントランスの構造を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は(ａ)におけるイ−イ線断面図、(ｃ)は(ａ)におけるロ部拡大図である。 （ａ），（ｂ），(ｃ)は、本発明の他の例を示す図１ (ａ)におけるロ部拡大図である。 土留め壁の発進坑口に取り付けられた発進用エントランスおよび発進用エントランスの構造を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は発進用エントランスの縦断面図、(ｃ)は発進用エントランスの分解した状態の縦断面図である。 （ａ）は、並行に掘進されたシールドトンネル間に敷設された推進管を示す縦断面図、（ｂ）は(ａ)におけるハ部拡大断面図である。 従来の発進用エントランスの構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 発進側立坑の土留め壁
２ 発進坑口
３ エントランスパイプ
４ シール部材
４ａ ワイヤーブラシ
５ 推進機
６ 推進管
７ 板バネ（バネ部材）
８ バックアップ材
９ シールドトンネル
１０ シールドトンネル
１１ セグメント

Claims (7)

1. 推進機の後から複数の推進管を順次継ながら推進させて地中管路を構築する推進工法に用いられる推進管の発進用エントランスであり、前記推進機および推進管が挿通可能なエントランスパイプと、当該エントランスパイプの内周にリング状に取り付けられたワイヤーブラシからなるシール部材とから構成され、前記シール部材は前記エントランスパイプと前記推進機および推進管との間を塞ぐように突設されてなることを特徴とする推進管の発進用エントランス。
2. シール部材の少なくとも背面側に、当該シール部材を変形前の状態に復元させるバネ部材が取り付けられてなることを特徴とする請求項１記載の推進管の発進用エントランス。
3. シール部材の背面側に、当該シール部材の背面側への反転を阻止するバックアップ材が取り付けられてなることを特徴とする請求項１または２記載の推進管の発進用エントランス。
4. バックアップ材は、シール部材の背面側への変形量を調整できるように形成されてなることを特徴とする請求項３記載の推進管の発進用エントランス。
5. エントランスパイプは、当該エントランスパイプの軸方向に互いに連結および切り離し自在に連設された複数の短パイプから形成され、当該短パイプの内周にシール部材がリング状に取り付けられてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の推進管の発進用エントランス。
6. 推進機の後から複数の推進管を順次継ながら推進させて地中管路を構築する推進工法に用いられる発進用エントランスの構造であり、前記推進管の発進坑口に取り付けられた前記推進機および推進管が挿通可能なエントランスパイプと、当該エントランスパイプの内周にリング状に取り付けられたワイヤーブラシからなるシール部材とから構成され、前記シール部材は前記エントランスパイプと前記推進機および推進管との間を塞ぐように突設されてなることを特徴とする推進管の発進用エントランスの構造。
7. 推進機の後から複数の推進管を順次継ながら推進させて地中管路を構築する推進工法に用いられる発進用エントランスの止水工法であり、前記推進機および推進管が挿通可能な複数の短パイプからなるエントランスパイプと、前記短パイプの内周にリング状に取り付けられたワイヤーブラシからなる複数のシール部材とから構成された発進用エントランスを、前記推進管の発進坑口に取り付け、前記発進坑口から最後端の推進管を推進させた後、少なくとも前記発進坑口に固定された短パイプを残し、他の短パイプを撤去することを特徴とする推進管の発進用エントランスの止水工法。

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