JP2672788B2 - 排土式管推進埋設装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路や堤防、電鉄軌
道、水路等の在る地中に上下水道や通信等の管路を排土
しながら形成する排土式の管推進埋設装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に塩化ビニール管等の小口径の管を
埋設する一般的工法として、地中に拡大ヘッドをパイロ
ット管で牽引推進させて、拡大ヘッド後方に連結された
埋設管を地中に牽引推進させる牽引式推進埋設工法が知
られている。この牽引式推進埋設工法にはさらに、拡大
ヘッド前面に土砂導入口を形成し、この土砂導入口から
地中の土砂を拡大ヘッド内に掻き込んで拡大ヘッド後方
に排除しながら、拡大ヘッドを地中に牽引推進させる排
土式がある。この排土式は、地中を推進する拡大ヘッド
や埋設管に加わる土砂との摩擦抵抗が小さくて、礫質地
盤や硬質地盤への管埋設施工に適するため広く使用され
ている。

【０００３】かかる排土式推進埋設工法では、拡大ヘッ
ドの後方に埋設管を１本ずつ継ぎ足しながら拡大ヘッド
を地中にパイロット管で牽引推進させて、地中に複数本
が一直線状に連結された埋設管を埋設している。この工
法において、拡大ヘッドの後端に埋設管を直接に連結固
定して拡大ヘッドで埋設管を直接に牽引させた場合、、
埋設管に大きな牽引推進力が負荷されるので、埋設管同
士の連結部が前記負荷に耐える強固なものでなければな
らない。しかし、近年、需要の多い塩化ビニール管やヒ
ューム管のような管同士の連結を接着剤やカラーで行っ
ている埋設管においては、埋設管同士の連結部の強度不
足から拡大ヘッドによる直接牽引推進時に管連結部が破
損する可能性が高くなる。

【０００４】そこで、塩化ビニール管のような埋設管を
も安全確実に地中に推進埋設する排土式推進埋設工法と
して、拡大ヘッドの後方に導出したケーシングに埋設管
を嵌挿し、ケーシングの先端に取付けたストッパーと拡
大ヘッドの間に埋設管を挾むように保持しておいて、拡
大ヘッドでケーシングとストッパーを牽引し、埋設管を
ストッパーで推進させるようにした工法が本出願人の特
願平２−２１１３４１号で開発され、実施されている。
その具体例を図８乃至図１０を参照して説明する。

【０００５】図８（ａ）に示すように、道路下等の地中
の管路埋設予定区間の両端に作業用の発進立坑１と到達
立坑２を形成し、発進立坑１に設置した油圧式ジャッキ
４で発進立坑１から到達立坑２に向けてパイロットヘッ
ド５を先頭にしたパイロット管６を地中に押込み推進さ
せる。パイロットヘッド５が土砂３の中をパイロット管
６の一本の長さ分だけ前進する毎に、新しいパイロット
管６が継ぎ足されて、複数本のパイロット管６が尺取り
虫状に逐次推進する。

【０００６】パイロットヘッド５と先頭のパイロット管
６が到達立坑２に到達すると、ジャッキ４の管推進動作
が停止して、先頭のパイロット管６からパイロットヘッ
ド５が外され、代わりに図８（ｂ）に示すような排土式
拡大ヘッド７が先頭のパイロット管６の先端に連結され
る。

【０００７】図９及び図１０に拡大ヘッド７の構造例を
示すと、これは円筒状のヘッド本体８とその中心部に固
定された連結管９を備える。ヘッド本体８の前端から突
出する連結管９の先端部外周のネジ部１０にパイロット
管６が離脱可能に螺装され、連結管９の後端に円筒状の
ケーシング１１が同軸に離脱可能に螺装される。ヘッド
本体８の前端と連結管９の間に略円錐状の土砂止め板１
２が固定され、連結管９の土砂止め板１２からネジ部１
０の間に複数の土砂導入口１３が形成される。また、ヘ
ッド本体８の後部に埋設管１４の端部が嵌挿されるケー
シングパイプ１５が連結固定される。

【０００８】パイロット管６に拡大ヘッド７の連結管９
を螺結した後、連結管９にケーシング１１の先端部が連
結され、ケーシング１１の後方から嵌挿した埋設管１４
の先端部がケーシングパイプ１５に嵌挿される。ケーシ
ング１１と埋設管１４の間に、両者を同軸に保持する支
え治具（図示せず）を配置して、埋設管１４の後端にス
トッパー１６を当接させ、そのままストッパー１６をケ
ーシング１１に着脱自在に取付ける。最後にケーシング
１１内に排土スクリュー１７を、その先端部が土砂導入
口１３の内側に達するまで挿入する。

【０００９】図９の状態でジャッキ４の管牽引動作を開
始させると、パイロット管６で拡大ヘッド７とケーシン
グ１１が直接に牽引され、拡大ヘッド７とストッパー１
６の間に保持された埋設管１４がストッパー１６で押圧
されて地中を推進する。この地中での拡大ヘッド７の牽
引力で地中の土砂３がヘッド本体８の前端から土砂止め
板１２を滑って土砂導入口１３へと掻き込まれ、連結管
９内の排土スクリュー１７に到達する。排土スクリュー
１７をモータ１８で回転させることで、土砂導入口１３
から掻き込み導入された土砂３が排土スクリュー１７で
順次後方へと移送され、ケーシング１１の後端から外部
に排除される。

【００１０】上記のようにパイロット管６で拡大ヘッド
７とケーシング１１を直接に牽引して、埋設管１４の地
中での推進はストッパー１６の押圧で行うようにする
と、埋設管１４に大きな牽引推進力が負荷されない。そ
のため、埋設管１４が、管同士の連結部の強度不足を起
こし易い塩化ビニール管やヒューム管であっても、これ
らを安全確実に地中に推進埋設することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】パイロット管６で拡大
ヘッド７を地中に牽引推進させるとき、拡大ヘッド７は
自らの牽引推進力で土砂３を土砂導入口１３へと掻き込
み導入させているが、拡大ヘッド７の前部と土砂３との
摩擦抵抗が大きく、また、土砂３に含まれる石が土砂導
入口１３に詰まったりして、土砂導入口１３に土砂３が
スムーズに導入されないことが多々ある。拡大ヘッド７
の牽引推進時に土砂３が土砂導入口１３にスムーズに導
入されなくなると、拡大ヘッド７の先端に偏った推進抵
抗が作用して、拡大ヘッド７の推進方向が不安定とな
り、拡大ヘッド７が蛇行推進等して管推進埋設の施工精
度が低下する。

【００１２】本発明の目的は、地中を牽引推進される拡
大ヘッドの土砂導入口への土砂の導入を常にスムーズな
らしめて管推進埋設の施工精度を向上させた排土式管推
進埋設装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中を推進し
て到達立坑に到達したパイロット管の先端に、パイロッ
ト管側の前部に土砂導入口を有するパイロット管より大
径の排土式拡大ヘッドを同軸に連結し、この拡大ヘッド
の後部に埋設管を接続し、拡大ヘッド内に土砂導入口に
達する位置まで排土スクリュウーを回転可能に挿入し保
持させた状態で、パイロット管で拡大ヘッドを地中に牽
引推進させながら拡大ヘッドの土砂導入口から拡大ヘッ
ド内に土砂を掻き込み導入して、土砂を回転する排土ス
クリュウーで拡大ヘッド後方へ排出させる管推進埋設装
置において、前記拡大ヘッドに、前部の中央部に形成さ
れた土砂導入口と、前部の周辺部の土砂導入口を囲む円
周域に回転可能に配置され、地中を牽引推進される拡大
ヘッドに対してその前端で単独回転することで拡大ヘッ
ド前面の土砂を土砂導入口に滑らせて導入する凹状円錐
前面を有する回転体と、この回転体の円錐前面に部分的
に突設された土砂解砕用突起と、回転体の後方に内蔵さ
れて回転体を回転駆動させる油圧モータとを配設した。

【００１４】また、本発明においては、上記回転体の凹
状円錐前面と土砂導入口の双方に、回転体の回転力で土
砂を削り、挾んで破砕する爪片を固定しておくことが、
回転体による土砂解砕機能、土砂導入機能を安定して発
揮させる上で望ましい。

【００１５】

【作用】拡大ヘッドの前部に回転体を設置して、拡大ヘ
ッドを地中に牽引推進するときに回転体を回転させる
と、この回転体の回転で地中の土砂が解され、また、土
砂の塊りや石等が粉砕されて、拡大ヘッドの土砂導入口
での土砂の目詰まりが減少し、土砂導入口への土砂の導
入がスムーズになる。その結果、拡大ヘッドは摩擦抵抗
少なくして地中を牽引推進されることになって、拡大ヘ
ッドの牽引推進時の直進性が良くなり、管推進埋設の施
工精度が高度に安定したものとなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１乃至図
７を参照して説明する。なお、図８乃至図９を含む全図
を通じて同一、又は、相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。

【００１７】図１に示される拡大ヘッド２１は、円筒状
のヘッド本体２２と、その中心部に固定された連結管２
３と、ヘッド本体２２から突出する連結管２３の外周に
周方向に回転可能に嵌挿された回転体２４ａを備える。
回転体２４ａの前端から突出する連結管２３の先端部外
周に、パイロット管６が離脱可能に螺装されるネジ部２
５が形成され、ネジ部２５と回転体２４ａとの間の連結
管２３の周方向４箇所に、土砂導入口２６が形成され
る。また、ヘッド本体２２の後部に埋設管１４の端部が
嵌挿されるケーシングパイプ１５が連結固定され、連結
管２３のヘッド本体２２内に延在する後端部にケーシン
グ１１が同軸に離脱可能に螺装される。ケーシング１１
には排土スクリュー１７が挿入され、この排土スクリュ
ー１７の先端部は連結管２３の土砂導入口２６の内側に
位置する。

【００１８】回転体２４ａは、例えば連結管２３にベア
リング２７を介して回転可能に嵌挿された回転筒２４ｂ
の前端面に複数のボルト２８で一体に固定される。回転
体２４ａの前面ｍは凹状円錐状で、連結管２３の土砂導
入口２６に対向する。回転体２４ａと回転筒２４ｂの一
体物は、ヘッド本体２２に内臓させた油圧モータ２９で
回転駆動制御される。油圧モータ２９は、ヘッド本体２
２と連結管２３の間に固定配置され、その回転軸３０の
歯車３１が回転筒２４ｂの内周の内歯歯車３２と噛合し
ている。油圧モータ２９で回転軸３０を回転させると、
回転筒２４ｂと回転体２４ａがヘッド本体２２に対して
単独回転する。回転体２４a は正逆反転可能に構成さ
れ、通常は一定方向に回転されるが、硬い岩石に食い込
んだときなどは時々反転させるとよい。また、回転体２
４ａを油圧モータ２９以外で回転させることも可能であ
るが、油圧モータ２９で回転させることが機構的に簡単
であり、機能的に安定した回転動作が可能となって信頼
性が良い。

【００１９】なお、連結管２３の土砂導入口２６の近く
と、回転筒２４ｂとヘッド本体２２の境に水噴出口（図
示せず）を形成して、拡大ヘッド２１の地中での牽引推
進性を高めるようにしてもよい。また、これら水噴出口
の給水ホース（図示せず）や油圧モータ２９の油圧ホー
ス（図示せず）は、ヘッド本体２２から後方に引き出す
ようにすればよい。

【００２０】パイロット管６で拡大ヘッド２１を地中に
牽引推進するときに、油圧モータ２９で回転体２４ａを
回転駆動させる。これにより回転体２４ａの円錐前面ｍ
で土砂が押圧されながら回転力を受けて解砕され、この
解砕で土砂が土砂導入口２６へと積極的に掻き込み導入
され、排土スクリュー１７で排除される。そのため、拡
大ヘッド２１の土砂導入口２６での土砂の目詰まりが減
少し、土砂導入口２６への土砂の導入がスムーズになっ
て、拡大ヘッド２１が摩擦抵抗少なくして地中を直進性
良く牽引推進される。

【００２１】このような回転体２４ａの回転による拡大
ヘッド２１の牽引推進時の直進性改善効果は、回転体２
４ａを油圧モータ２９で確実に回転駆動させることで安
定して発揮され、また、次のようにすることでより効果
的かつ確実となる。

【００２２】例えば図２及び図３に示すように、回転体
２４ａの前面ｍの複数箇所に突起３５を一体に形成す
る。突起３５を前面ｍに有する回転体２４ａを地中に推
進させながら回転させると、突起３５が土砂に食い込ん
で積極的に回転動させることで、回転体２４ａによる土
砂の解砕効果が増し、土砂を土砂導入口２６に、よりス
ムーズに導入することが可能となる。

【００２３】図４乃至図７に示される拡大ヘッド２１
は、礫質地盤や硬質地盤に牽引推進させるのに適する構
造で、回転体２４ａの前面ｍに２種類の第１爪片３６ａ
と第２爪片３６ｂを固定し、連結管２３に土砂導入口２
６に沿って１種類の第３爪片３６ｃを固定している。第
１爪片３６ａは、回転体２４ａの前面ｍの周縁に小ピッ
チで多数固定された超硬チップで、回転体２４ａを地中
で回転させると地盤を削り、硬い地盤でも拡大ヘッド２
１が牽引推進され易いようにする。

【００２４】また、第２爪片３６ｂは、図７に示すよう
に、回転体２４ａの前面ｍの１８０゜間隔の２箇所に、
前方に突出するようにボルト３７で固定された三角状突
起である。第３爪片３６ｃは、図６に示すように、連結
管２３の土砂導入口２６の片側エッジ部に嵌合して連結
管２３にボルト３８で固定される。第３爪片３６ｃは、
４つの土砂導入口２６の各々に同一方向で取付けられ
る。第３爪片３６ｃと第２爪片３６ｂは、土砂の中の土
砂導入口２６より大きな石、塊を挾んで粉砕するよう
に、そのサイズ、形状、取付位置が設定されている。

【００２５】図４の拡大ヘッド２１をパイロット管６で
地中に牽引推進させるとき、回転体２４ａを回転させる
と、第１爪片３６ａが硬い地盤を削って拡大ヘッド２１
の推進抵抗を小さなものにして直進性を良好なものにす
る。また、地中に土砂導入口２６より大きな石がある
と、この石が回転体２４ａの前面ｍで回転移動する内
に、第２爪片３６ｂと第３爪片３６ｃで挟まれて細かく
粉砕され、土砂導入口２６に導入される。そのため、拡
大ヘッド２１を礫層地盤のような地中に牽引推進させて
も、土砂導入口２６が土砂で目詰まりを起こすことがな
くなり、拡大ヘッド２１の牽引推進が安定して継続され
る。このような各種の爪片３６ａ、３６ｂ、３６ｃによ
る土砂粉砕機能は、回転体２４ａを定角度で正逆回転さ
せることでより強固、確実に発揮される。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、拡大ヘッドを地中に牽
引推進するときに拡大ヘッドの前部の回転体を独自に回
転させることにより、回転体の回転で地中の土砂が回転
力を受けて解砕され、そのまま土砂導入口に積極的に掻
き込み導入されるので、土砂導入口への土砂の導入がス
ムーズに行われるようになる。その結果、拡大ヘッドは
摩擦抵抗少なくして地中を牽引推進されることになっ
て、拡大ヘッドの牽引推進時の直進性が良くなり、管推
進埋設の施工精度向上化が可能となる。

【００２７】また、上記回転体による土砂の解砕効果
は、回転体の前面に突起を形成したり、回転体前面と土
砂導入口に土砂を粉砕する爪片を固定しておくことで、
より効果的となり、礫質地盤にも適した汎用性の高い拡
大ヘッドを備えた排土式管推進埋設装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す拡大ヘッドの部分
断面を含む側面図。

【図２】図１Ａ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】図１の拡大ヘッドにおける回転体の斜視図。

【図４】本発明の第２の実施例を示す拡大ヘッドの部分
断面を含む側面図。

【図５】図１Ｂ−Ｂ線に沿う断面図。

【図６】図５の拡大ヘッド連結管部分における部分拡大
断面図。

【図７】図５Ｃ−Ｃ線に沿う拡大断面図。

【図８】本発明の前提となる排土式管推進埋設装置を説
明するための地中断面図で、（ａ）がパイロット管推進
時、（ｂ）が拡大ヘッド牽引推進時の断面図。

【図９】図８における拡大ヘッドの部分断面を含む側面
図。

【図１０】図９Ｄ−Ｄ線に沿う断面図。

【符号の説明】

２ 到達立坑 ３ 土砂 ６ パイロット管 １７ 排土スクリュー ２１ 拡大ヘッド ２４ａ 回転体 ２６ 土砂導入口 ２９ 油圧モータ ３５ 突起 ３６ａ 爪片 ３６ｂ 爪片 ３６ｃ 爪片

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中を推進して到達立坑に到達したパイ
   ロット管の先端に、パイロット管側の前部に土砂導入口
   を有するパイロット管より大径の排土式拡大ヘッドを同
   軸に連結し、この拡大ヘッドの後部に埋設管を接続し、
   拡大ヘッド内に土砂導入口に達する位置まで排土スクリ
   ュウーを回転可能に挿入し保持させた状態で、パイロッ
   ト管で拡大ヘッドを地中に牽引推進させながら拡大ヘッ
   ドの土砂導入口から拡大ヘッド内に土砂を掻き込み導入
   して、土砂を回転する排土スクリュウーで拡大ヘッド後
   方へ排出させる管推進埋設装置において、前記拡大ヘッ
   ドは、 前部の中央部に形成された土砂導入口と、 前部の周辺部の土砂導入口を囲む円周域に回転可能に配
   置され、地中を牽引推進される拡大ヘッドに対してその
   前端で単独回転することで拡大ヘッド前面の土砂を土砂
   導入口に滑らせて導入する凹状円錐前面を有する回転体
   と、 この回転体の円錐前面に部分的に突設された土砂解砕用
   突起と、 回転体の後方に内蔵されて回転体を回転駆動させる油圧
   モータとを 有することを特徴とする排土式管推進埋設装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転体の円錐前面と土砂導入口の双
   方に、回転体の回転力で土砂を削り、挾んで破砕する超
   硬質の爪片を固定した請求項１記載の排土式管推進埋設
   装置。