JP2012162954A

JP2012162954A - 推進力上昇位置の検出方法

Info

Publication number: JP2012162954A
Application number: JP2011025709A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Nakamura; 光伸中村
Original assignee: Kidoh Construction Co Ltd
Current assignee: Kidoh Construction Co Ltd
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】長距離・曲線推進施工において、推進管列の推進力の上昇位置を的確に判断し、安全で確実に長距離・曲線推進施工が行える推進力上昇位置の検出方法を提供する。
【解決手段】推進工法で移動する管体内の見通し可能な範囲をつなぐ位置に配置した複数の自動追尾する光波測距儀で、互いの位置を自動計測してそのデ−タを演算することで先導***置の座標を算定する自動測量システムを用いた推進力上昇位置の検出方法であって、管内に複数の前記光波測距儀を所定の間隔で配置した自動測量システムを用い、元押ジャッキ力を管列２の後端に作用させる前の各光波測距儀の位置座標と、元押ジャッキ力を管列後端に作用させて先端先導体１が移動したときの各光波測距儀の位置座標との各移動距離を算出し、その移動距離の大小差によって推進力の上昇位置を判断する推進力上昇位置の検出方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、長距離推進や曲線推進施工において、管列の中で管外周面抵抗力による推進力が大きくなる位置を判断し、その部分に重点的な滑材注入を実施して効果的な推進力の低減を図ることができる推進力上昇位置の検出方法に関するものである。

推進工法は、先端に掘削機構を装備した先導体で切羽地盤を掘削しながら、先導体後端に接続した推進管列の後端を元押しジャッキで押圧しながら先導体及び推進管列を地中に埋設していく方法である。先導体及び推進管列を押込む推進力は、先導体先端部の地山への貫入あるいは掘進機が用いられる場合には掘削による抵抗の先端抵抗力と、先導体及び推進管列の外周面が地山と接触する際の摩擦や付着力等の管外周面抵抗力の総和よりなる。先端抵抗力は管径及び土質条件が同じであれば、ほぼ一定の値で推移するが、管外周面抵抗力は、管径が同じでも推進延長に比例して増加することとなり、長距離推進では管の許容軸方向耐荷力を超える大きな管外周面抵抗力が発生する場合もある。また、曲線を含む推進施工では、推進管列が曲線部の外側に膨れるため、外側地盤との間に接触が生じて大きな摩擦が発生し、直線部に比べて管外周面抵抗力は大きなものとなる。

このため、長距離・曲線推進施工では、推進管の許容軸方向耐荷力を超えた大きな推進力が発生することがあり、推進管列にひび割れが発生したり、極端な場合には推進管列の端面が破損したり座屈して推進施工が不能になるという問題があった。

このため、先導体及び推進管を地盤内に推進させる際に、先導体及び推進管列と埋設孔すなわち地盤との間に生じる摩擦抵抗を軽減させるために、先導体及び推進管列と埋設孔との間に滑材を注入する技術が知られている。本技術は、先導体及び推進管列の複数個所に配置された注入孔に滑材を注入する注入ポンプの作動を、地上などに設置された滑材注入プランとで集中的に管理制御して、先導体及び推進管列の所望の位置に所望量の滑材を供給できるようにする技術である。一般的には、推進施工中は推進管列の所望の位置に設置した複数個所の各注入孔からは一定量の滑材だけ継続して注入されていく。しかしながら、長距離推進施工の場合には、全延長で土質条件がすべて同じという場合は少なく、軟弱な土質部分では管外周の地山は崩れやすく、他の比較的土質条件の良い部分と同量の滑材注入では埋設孔を保持しにくいという問題があった。また、曲線を含む推進施工の場合にも、推進管列が曲線部の外側に膨れるため、曲線外側の推進管列と地盤との間が接触するため、直線部と同じ注入量では滑材が不足し、大きな外周面抵抗力となって推進施工が不可となるという問題が発生する。
特開平８−１３５３６９号公報

このため、発明が解決しようとする課題は、長距離推進や曲線推進施工において、推進管列の中で管外周面抵抗力による推進力の大きな位置を的確に判断できる推進力上昇位置の検出方法を提供するものである。

本発明は、推進工法で移動する管体内の見通し可能な範囲をつなぐ位置に配置した複数の自動追尾する光波測距儀で、互いの位置を自動計測してそのデ−タを演算することで先導***置の座標を算定する自動測量システムを用いた推進力上昇位置の検出方法であって、
管内に複数の前記光波測距儀を所定の間隔で配置した自動測量システムを用い、元押ジャッキ力を管列の後端に作用させる前の各光波測距儀の位置座標と、元押ジャッキ力を管列後端に作用させて先端先導体が移動したときの各光波測距儀の位置座標との各移動距離を算出し、その移動距離の大小差によって推進力の上昇位置を判断する推進力上昇位置の検出方法である。

自動測量システムに使用される光波測距儀の動作は、一方の光波測距儀から他の光波測距儀に設置した反射プリズムに向けて発振した光波を発射し、反射プリズムで反射した光波を測距儀が感知するまでに発振した回数から距離を得る。光波測距儀は、距離を計測するだけでなく、水平角度、鉛直角度を計測する経緯儀としての能力をもった測距儀が主として利用され、トータルステ−ションシステムと呼ばれ路線測量の効率化に貢献している。

元押ジャッキの押込力である推進力は、事前に土質条件や推進延長等から算定された推進力に余裕をもった能力で計画される。元押ジャッキは、発進立坑内の後方の土留壁前面に打設された支圧壁の前方に設置され、その前方に据え付けられた先導体や推進管の後端面を油圧ジャッキで押圧して、先導体や推進管を地中に押し込んでいく。

元押ジャッキの推進力は、管列の最後端から前方へと管体を通じて伝達され、掘進機等の先導体へと伝達される。推進力は、管材を通じて後方から前方へと順次伝達されていくが、推進力によって、わずかではあるが管体が圧縮されたり、管継手部に設置したクッション材が圧縮されて実際の元押ジャッキのストロ−ク長よりも短い押込長となる。この影響は、管列数や継手数が少ない発進立坑側よりも、管列数や継手数が多い先導体側が大きくなる。

元押しジャッキの推進力を管端面に作用させる前の各光波測距儀の座標位置と、作用させて先端先導体が移動したときの位置座標との移動距離は、前記したように推進力によって圧縮されて前方に行くほど少なくなっていくが、軟弱な土質部分等では大きな推進力が発生し、その部分の管体や管継手部のクッション材の圧縮ひずみは、他の部分よりも大きくなって移動距離は少なくなる。

通常、前記した元押ジャッキの推進力を管端面に作用させる前の状態を縁切前といい、推進力を管端面に作用させて先端先導体が移動したときの状態（掘進機の場合には面板に負荷がかかった時）を縁切後と呼んでいる。

本発明の推進力上昇位置の検出方法は、推進施工の開始前に、前記した縁切前と縁切後の各光波測距儀の座標位置を計測することによって、各光波測距儀の移動距離が算定され、その移動距離の少なくなっている箇所を特定する。特定したその位置を推進力の上昇位置として滑材の注入を重点的に実施することによって、外周面抵抗力は低減されて安全で確実な長距離・曲線推進施工が可能となる。

推進施工開始前に、自動測量システムを用いて縁切前と縁切後の各光波測距儀の移動距離を算定することによって、長距離・曲線推進施工における推進力の上昇位置を明確に判断することを実現した。

図１は、本発明の推進力上昇位置の検出方法を説明する模式図である。上図は、元押ジャッキ（図示省略）の押圧力である推進力を管端面に作用させる前の縁切前の状態を説明するものである。下図は、上図の状態から、元押ジャッキの推進力を管の最後端面に作用させ、先端の先導体１が移動した時の各光波測距儀ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４、ｎ５、ｎ６の縁切後の状態を説明するものである。発進立坑３内には基準点となる測点に基準光波測距儀ｎ０が設置されている。発進立坑３内には、先端に掘削機構を装備した先導体１の後端に推進管を順次接続した推進管列２の最後部が突出している。推進管列２内には、管体内に所定の間隔をおいた６ケ所の位置には、光波測距儀ｎ１〜ｎ６が配線されている。先導体１内には先導体の位置座標を測定するためのタ−ゲット（図示省略）が装備され、通信ケ−ブルが連結されている。この通信ケ−ブルは、各光波測距儀ｎ１〜ｎ６を経由し、発進立坑３内の基準光波測距儀ｎ０を経て、地上に設けた計測室のパソコンに接続されている。通常の先導体１の位置座標を計測する方法は、発進立坑３内に設置した基準光波測距儀ｎ０と管体内に設置した６ケ所の光波測距儀ｎ１〜ｎ６により互いの位置とターゲット位置を自動計測して、それらのデ−タをパソコンで演算することで先導体1のターゲット位置の座標を正確に算出する方法である。

上図の縁切前の状態で、自動測量システムを作動させ、管体内に所定の間隔をおいて設置した６ケ所の光波測距儀ｎ１〜ｎ６の位置座標を算出する。次に、縁切後に元押ジャッキの伸長を停止させ、再度自動測量システムを作動させて各光波測距儀ｎ１〜ｎ６の座標位置を算出し、縁切前との移動距離を演算する。各光波測距儀ｎ１〜ｎ６の移動距離は、後方よりＸ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4、Ｘ5、Ｘ6と縁切前より前方に移動した状態となっている。

本実例では、光波測距儀の設置ケ所を６ケ所で開示したが、急曲線を含む推進施工では管体内の見通し可能な範囲が短くなり、より多くの光波測距儀数を必要とする。また、曲線を含まない長距離推進施工の場合には、光波測距儀の配置間隔を比較的長く設定できるため、本実施例よりも少ない光波測距儀数で対応することが可能となる。

次に、本発明の推進力上昇位置の検出方法及び推進力の低減方法について説明する。前記自動測量システムによって、縁切前と縁切後の各光波測距儀ｎ１〜ｎ６の移動距離を算出する。その移動距離の中で、相対的に移動距離の少なくなっているケ所を特定する。仮に、Ｘ１＝２００mm、Ｘ２＝１９０mm、Ｘ３＝１８０mm、Ｘ４＝１５０mm、Ｘ５＝１５０mm、Ｘ６=１５０mmという移動距離が測定されたと想定すると、通常、Ｘ４の値は１８０mmか１７０mmという値で推移するのに対して、Ｘ４＝１５０mmという急に移動量が少ない移動距離となっている。この位置を推進力の上昇位置Ｐと特定して滑材の注入を重点的に実施することによって、集中的に推進力が上昇していた後方から４番目の光波測距儀ｎ４位置部分の管外周面抵抗力は低減されて安全で確実な長距離・曲線推進施工が可能となる。

使用する注入滑材は、一般に多く用いられている一液性滑材や砂礫層や滞水砂層等に有効な高粘性の二液混合性滑材を使用することができる。注入方法としては、先導体１の後方に設置した注入孔からだけ滑材を注入する一系統方式を用いてもよいが、推進力の上昇位置Ｐの滑材を注入する場合には、先導体１が形成した埋設孔への注入が行えないため、一時推進施工を中断して実施することとなるが、推進施工が中断されているために推進力上昇位置へ滑材が充填しにくいという問題がある。そのため、先導体１の後方から連続して滑材の注入を行う一次注入と、周辺地盤への逸失及び希釈により滑材効果が低下するのを防止する目的で、推進管列の前部から後方に向かって所定の間隔で順次補助注入を行っていく二次注入とを採用した二系統方式を用いると、推進施工を継続しながら推進力上昇位置Ｐの滑材注入が実施でき有効である。二次注入の補助注入を一時停止し、前記自動測量システムで算出した移動距離の少なくなっている光波測距儀ｎ４位置の注入孔に、滑材を重点的に注入することによって推進管列２と地盤との間に滑材層を確実に形成して、管外周面抵抗力を確実に低減させることができる。

以上のように、本発明の推進力上昇位置の検出方法によって、推進力の上昇している位置の特定が正確に行うことができ、長距離・曲線推進施工に適用できる。

本発明の推進力上昇位置の検出方法を説明する模式図である。

１先導体
２推進管列
３発進立坑
ｎ０基準光波測距儀
ｎ１推進管列内の最後方の光波測距儀
ｎ２推進管列内の最後方から２番目の光波測距儀
ｎ３推進管列内の最後方から３番目の光波測距儀
ｎ４推進管列内の最後方から４番目の光波測距儀
ｎ５推進管列内の最後方から５番目の光波測距儀
ｎ６推進管列内の最後方から６番目の光波測距儀
Ｘ１最後方の光波測距儀の移動距離
Ｘ２最後方から２番目の光波測距儀の移動距離
Ｘ３最後方から３番目の光波測距儀の移動距離
Ｘ４最後方から４番目の光波測距儀の移動距離
Ｘ５最後方から５番目の光波測距儀の移動距離
Ｘ６最後方から６番目の光波測距儀の移動距離
Ｐ推進力の上昇位置

Claims

推進工法で移動する管体内の見通し可能な範囲をつなぐ位置に配置した複数の自動追尾する光波測距儀で、互いの位置を自動計測してそのデ−タを演算することで先導***置の座標を算定する自動測量システムを用いた推進力上昇位置の検出方法であって、
管内に複数の前記光波測距儀を所定の間隔で配置した自動測量システムを用い、元押ジャッキ力を管列の後端に作用させる前の各光波測距儀の位置座標と、元押ジャッキ力を管列後端に作用させて先端先導体が移動したときの各光波測距儀の位置座標との各移動距離を算出し、その移動距離の大小差によって推進力の上昇位置を判断することを特徴とする推進力上昇位置の検出方法。