特許 5806186 推進力伝達機構及び管路構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5806186

(24)【登録日】2015年9月11日

(45)【発行日】2015年11月10日

(54)【発明の名称】推進力伝達機構及び管路構築方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20151021BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 311Z

   E21D9/06 311C

   E21D9/06 301Z

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-197872(P2012-197872)

(22)【出願日】2012年9月7日

(65)【公開番号】特開2014-51839(P2014-51839A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2014年7月10日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 〔発行者名〕 株式会社ＬＳプランニング 〔刊行物名〕 月刊推進技術 〔号数及び発行年月日〕 第２９７号 平成２４年３月１０日

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】門口 達彦

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英典

(72)【発明者】

【氏名】星 智久

(72)【発明者】

【氏名】木下 茂樹

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０５７１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１２１０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２００６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０５４５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０１４５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １／００−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法において、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を掘削機内部のシールドジャッキに伝達するための推進力伝達機構であって、
後側面の外形が前記推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、先頭に位置する前記推進管の前側面と後側面が当接して当該推進管と接続されるアダプタ管と、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記アダプタ管の前側面と後側面が当接して当該アダプタ管に接続され、複数に分割可能な調整管と、
一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、後側面が前記調整管の前側面に当接して当該調整管に接続される定規リングと、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記定規リングの前側面と後側面が当接して当該定規リングに接続され、前記シールドジャッキの後端部と前側面が当接して、複数に分割可能な接続管とから構成されることを特徴とする推進力伝達機構。

【請求項2】

前記接続管を構成する各ピースに、当該各ピースと前記掘削機のスキンプレートとの間隔を調整可能な間隔調整手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の推進力伝達機構。

【請求項3】

発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法であって、
前記推進工法区間では、
後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、
一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、
且つ、掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、
前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、
前記推進工法を完了した後、前記接続管を除去し、
前記定規リングの前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築し、
前記シールド工法区間では、
前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記セグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする管路構築方法。

【請求項4】

前記接続管の前後方向の長さが、前記定規リングに接続される前記セグメント管の前後方向の長さと略同一であることを特徴とする請求項３に記載の管路構築方法。

【請求項5】

発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法であって、
前記推進工法区間では、
後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、
一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、
前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、
且つ、掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、
前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、
前記推進工法を完了した後、前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記接続管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記接続管の前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築し、
シールド工法区間では、
前記シールドジャッキの推進反力を前記先頭のセグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする管路構築方法。

【請求項6】

前記調整管の前後方向の長さが、前記接続管に接続される前記セグメント管の前後方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項５に記載の管路構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、推進力伝達機構、詳しくは、推進工法とシールド工法とを併用したハイブリッド推進工法に適した推進力伝達機構に関する。また、本発明は、この推進力伝達機構を用いた管路構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、トンネルを形成するために、土砂を掘削し地中に管路をする構築方法として、推進工法とシールド工法とが知られている。

【0003】

推進工法は、発進立坑に推進ジャッキ（元押しジャッキ）を設置し、推進ジャッキで管体（推進管）を前進させ、管体の後端に新たな管体を設置する工法である。

【0004】

シールド工法は、掘削機本体に推進ジャッキ（シールドジャッキ）を設置し、推進ジャッキで掘削機本体を前進させ、シールドジャッキの後方と管体（セグメント管）先端の間に新たな管体を設置する工法である。掘削機内に管体を複数のセグメントに分解して搬入し、掘削機内部の組み立て装置（エレクタ）で管体を組み立てる。

【0005】

シールド工法においては、推進ジャッキは掘削機本体だけを前進させる。一方、推進工法においては、推進ジャッキは、掘削機本体、及び推進ジャッキから掘削機本体にまで至る全ての推進管を前進させる必要がある。よって、推進工法は、シールド工法と比較して、大口径や長距離の管路を構築するには不適である。そして、推進工法は、シールド工法と比較して、急曲線の管路を構築することが困難である。

【0006】

しかし、推進工法は、推進管が最初から筒状であり、推進管同士の接続も容易である。シールド工法は、掘削機本体の内部でセグメントからセグメント管を組み立てる必要がある。また、セグメント管は推進管に比較して短いので、セグメント管は推進管よりも多くの個数を必要とする。よって、シールド工法は、推進工法と比較して、工期が長く、コストが高くなる。

【0007】

このように、推進工法は、シールド工法と比較して工期及び費用の点で優れている。そのため、大口径、長距離、急曲線など、もともとシールド工法によって管路を構築することが適当である考えられる施行案件においても、推進工法の適用が検討されることがある。推進工法の改良によって推進工法にとって不利とされたきた条件はある程度まで解消できるようになったが、それでも、推進工法では掘進不能に陥るおそれがある。

【0008】

そのため、発進立坑から推進工法で所定の距離までは掘削し、その後の掘削はシールド工法に変更する「ハイブリッド推進工法」が考案されている。

【0009】

ハイブリッド推進工法では、発進立坑内の反力設備と推進ジャッキは推進工法のものを使用し、掘削機本体はシールド工法で使用する掘削機を使用する。推進工法中の推進力は掘削機内部の推進ジャッキ（シールドジャッキ）で受け、シールド工法に移行した後は通常のシールド工法と同様にして施工する。

【0010】

推進管は、掘削機の後方に位置し、その外径は掘削機本体と略同一である。これに対し、セグメント管は、掘削機本体の内部で組み立てるため、その外径は掘削機本体および推進管の外径よりも小さい。また、推進工法とシールド工法とでは、掘削機の推進時に管体にかかる反力とその制御方法に大きな違いがある。ハイブリッド推進工法ではこれら後方による差異を解消する必要がある。

【0011】

そこで、例えば、特許文献１に記載の技術では、推進管の先端部を補強リングで補強し、補強リングとセグメント管（内リング）の後端との間に接続リングを設けている。また、セグメント管は、掘削機の内部で組み立てられ、推進ジャッキ（シールドジャッキ）に当接させている。

【0012】

特許文献２に記載の技術では、推進管とセグメント管の外径差を解消するためにアダプタリングを設置し、これとシールドジャッキとの間にセグメント管と推力伝達リングを設置している。また、推力伝達リングは推進管のスキンプレートとの間にスペーサを設置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特許第２６９３９０４号公報

【特許文献2】特開２００８−０５７１２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

推進工法における推進力は、推進管とその周囲の地盤との摩擦状態によって変化するので、微細な制御が不可能である。よって、設計値に比較して大きな推進力が推進管にかかることがある。そのため、特許文献１に記載の内リングや特許文献２に記載のアダプタリング及び推力伝達リングに、推進工法における推進力によって、それら自体又はそれらの接合部に歪み、撓み、割れ、欠けなどが生じるおそれがある。

【0015】

これらのリングに歪みなどが生じた場合、シールド工法に移行した後、これらの前側に接続されるセグメント管を真円に組み立てることができない。特にＲＣセグメント管の場合は、真円に組み立てられ拘束が十分な状態で本来の性能を発揮するため、歪みや撓みが生じたリングに接続した状態で大きな力が作用すると、割れや欠けが生じるおそれがある。

【0016】

本発明は、以上の点に鑑み、推進工法からシールド工法に移行したときに、セグメント管を真円に組み立てることが可能な既存建物と耐震用の補強フレームとを確実且つ安定的に連結することが可能な管路構築方法、及びこの方法に好適に用いられる推進力伝達機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明の推進力伝達機構は、発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法において、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を掘削機内部のシールドジャッキに伝達するための推進力伝達機構であって、後側面の外形が前記推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、先頭に位置する前記推進管の前側面と後側面が当接して当該推進管と接続されるアダプタ管と、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記アダプタ管の前側面と後側面が当接して当該アダプタ管に接続され、複数に分割可能な調整管と、一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、後側面が前記調整管の前側面に当接して当該調整管に接続される定規リングと、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、前記定規リングの前側面と後側面が当接して当該定規リングに接続され、前記シールドジャッキの後端部と前側面が当接して、複数に分割可能な接続管とから構成されることを特徴とする。

【0018】

本発明の推進力伝達機構によれば、定規リングは一部材からなるので推進工法時に歪みや変形がほぼ生じない。そのため、接続管を除去して定規リングの前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、歪みなどの無い正規の形状にセグメント管に組み立てることが可能となる。また、接続管は、一部材からなる定規リングの前側面に後側面が当接して当該定規リングに接続されるので、推進工法時に生じる歪みや変形が抑制される。そのため、接続管の前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、歪みなどの無い正規の形状にセグメント管に組み立てることが可能となる。

【0019】

なお、本発明において、外形が略一致するとは、外形が完全に一致する他に、機能面を考慮して近似しているとみなせる場合を含む。具体的には、推進管の前後側面の外形とセグメント管の前後側面の外形との段差、即ち、これら推進管及びセグメント管の外形が円形である場合の外径段差の半分以下、好ましくは３分の１以下の範囲で近似する場合、本発明では略一致しているとみなす。

【0020】

本発明の推進力伝達機構において、前記接続管を構成する各ピースに、当該各ピースと前記掘削機のスキンプレートとの間隔を調整可能な間隔調整手段が設けられることが好ましい。この場合、間隔調整手段で前記間隔を調整することによって、複数のピースで構成される調整管を正規の形状に保持することが容易になる。

【0021】

本発明の第１の管路構築方法は、発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法であって、前記推進工法区間では、後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、且つ、掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、前記推進工法を完了した後、前記接続管を除去し、前記定規リングの前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築し、前記シールド工法区間では、前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記セグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする。

【0022】

本発明の第１の管路構築方法によれば、定規リングは一部材からなるので推進工法時に歪みや変形がほぼ生じない。そのため、接続管を除去して定規リングの前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、歪みなどの無い正規の形状にセグメント管に組み立てることが可能となる。

【0023】

本発明の第１の管路構築方法においては、接続管を除去したことにより生じたスペースにセグメント管を構築している。そのため、定規リングに接続されるセグメント管の前後方向の長さは、接続管の前後方向の長さ以下となる。そこで、施工効率を考慮すると、前記接続管の前後方向の長さが、前記定規リングに接続される前記セグメント管の前後方向の長さと略同一であることが好ましい。

【0024】

本発明の第２の管路構築方法は、発進立坑から始まる推進工法区間では推進工法によって推進管を用いて管路を構築し、前記推進工法区間から到達立坑までのシールド工法区間ではシールド工法によってセグメント管を用いて管路を構築する管路構築方法であって、前記推進工法区間では、後側面の外形が推進管の前後側面外形と略一致し、前側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致するアダプタ管の後側面を先頭に位置する前記推進管の前側面と当接させて、前記アダプタ管と当該推進管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な調整管の後側面を前記アダプタ管の前側面と当接させて、前記調整管と前記アダプタ管とを接続し、一部材からなるリング状の平板から形成され、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致する定規リングの後側面を前記調整管の前側面に当接させて、前記定規リングと前記調整管とを接続し、前後両側面の外形が前記セグメント管の前後側面の外形と略一致し、複数に分割可能な接続管の後側面を前記定規リングの前側面とが当接させて、前記接続管と前記定規リングとを接続し、且つ、掘削機内部のシールドジャッキの後端部と前記接続管の前側面とを当接させた状態で、前記アダプタ管、前記調整管、前記定規リング及び前記接続管からなる推進力伝達機構を介して、前記発進立坑に設置した元押しジャッキの推進力を前記シールドジャッキに伝達し、前記推進工法を完了した後、前記シールドジャッキの推進反力を先頭の前記接続管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記接続管の前側面に複数のセグメントを接続して、前記セグメント管を構築しシールド工法区間では、前記シールドジャッキの推進反力を前記先頭のセグメント管で受けながら、前記シールドジャッキを伸長させて前記掘削機を前進させ、その後、前記シールドジャッキを短縮させて、前記先頭のセグメント管の前側面に複数のセグメントを接続して、新たなセグメント管を構築することを特徴とする。

【0025】

本発明の第１の管路構築方法によれば、定規リングは一部材からなるので推進工法時に歪みや変形がほぼ生じない。そして、接続管はこの定規リングの前側面に後側面が、調整管はこの定規リングの後側面に前側面がそれぞれ当接して当該定規リングに接続されるので、推進工法時に生じる歪みや変形が抑制される。そのため、定規リングの前側面に接続させてセグメント管を組み立てたとき、調整管の歪みや変形が少なく、さらに定規リングに接続することで歪みなどの無いセグメント管に正規の形状に組み立てることが可能となる。

【0026】

本発明の第２の管路構築方法においては、接続管を除去せずに、シールドジャッキを伸長させて掘削機を前進させたことにより生じたスペースにセグメント管を構築している。そこで、施工効率を考慮すると、前記調整管の前後方向の長さが、前記接続管に接続される前記セグメント管の前後方向の長さよりも長いことが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係るハイブリッド推進工法を示す説明図。

【図2】推進力伝達機構及び掘削機の側面図。

【図3】（ａ）は接続管を取り除く場合のハイブリッド推進工法を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）における推進管とセグメント管との接続部の拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明の実施形態に係る推進力伝達機構１０について図面を参照して説明する。

【0029】

推進力伝達機構１０は、図１に示すように、推進工法とシールド工法を併用したハイブリッド推進工法で用いられ、推進工法中において推進管２０から掘削機４０に推進力を伝える機能を有する。ハイブリッド推進工法において使用される推進力伝達機構１０は、推進管２０とセグメント管３０との外形段差を解消して、推進工法における推進力を掘削機４０に伝達する必要がある。

【0030】

図２に示すように、推進力伝達機構１０は、先頭に位置する推進管２０先端部と掘削機４０内部のシールドジャッキ４１とをつなぐ。推進力伝達機構１０は、推進管２０の先端から掘削機４０に向って順に、アダプタ管１１、調整管１２、定規リング１３、及び接続管１４が互いに接続されて構成されている。

【0031】

アダプタ管１１は、鋼構造の短い略円管状の部材であり、後側面の外径が推進管２０の外径と略一致し、前側面の外径がセグメント管３０の外径と略一致するように、その外側面が前側から後側に向って外側に広がるようにテーパ状に形成されている。アダプタ管１１を介在させることによって、推進管２０とセグメント管３０との外径段差を解消することができる。アダプタ管１１は、周方向に分割されておらず、一部材で構成されており、常に掘削機４０の外側に位置する。

【0032】

アダプタ管１１には、推進工法中に掘削坑と推進管２０との間に滑材を注入させるための滑材注入孔１１ａが設けられている。滑材を注入させることにより、推進時の摩擦が減少して、推進が容易になる。また、アダプタ管１１の外側面はテーパ状に形成されているので、推進時の摩擦抵抗は少ない。なお、シールド工法時には推進管２０を推進させないので、滑材を注入する必要はなく、アダプタ管１１は地中に存置される。

【0033】

調整管１２は、鋼構造の略円管状の部材であり、その外径はセグメント管３０の外径と略一致する。すなわち、調整管１２の外径は、アダプタ管１１の前側面の外径と略一致する。調整管１２は、その後側面がアダプタ管１１の前側面に当接し、アダプタ管１１と図示しないボルトを用いて固定されている。調整管１２は、掘削機４０の外部に位置するアダプタ管１１と掘削機４０の内部の定規リング１３及び接続管１４とをつなぐ機能を有し、その外周部は掘削機４０の後端に位置するテールシール４２に接している。

【0034】

調整管１２は、周方向に分割可能に構成されており、掘削機４０の内部で組み立てられる。これは、テールシール４２を破損させることなく、円筒状態の調整管１２を外部から掘削機４０の内部に搬入することができないためである。

【0035】

定規リング１３は、鋼構造のリング状（中空円盤状）の平板部材であり、その外径はセグメント管３０の外径と略一致する。すなわち、定規リング１３の外径は、調整管１２の外径と略一致する。定規リング１３は、その後側面が調整管１２の前側面に当接し、調整管１２に図示しないボルトを用いて固定されている。定規リング１３は、平板であるため、予め掘削機４０の内部に搬入しておけば分割する必要はない。なお、定規リング１３を分割して搬入した場合には、掘削機４０内で溶接などによって一部材にする。定規リング１３には、メッキが防錆のために施されている。

【0036】

接続管１４は、鋼構造の略円管状の部材であり、その外径はセグメント管３０の外径と略一致する。すなわち、接続管１４の外径は、定規リング１３の外径と略一致する。接続管１４は、その後側面が定規リング１３の前側面に当接し、定規リング１３に図示しないボルトを用いて固定されている。そして、接続管１４は、その前側面が掘削機４０内部のシールドジャッキ４１に接続されており、推進工法時での推進力を掘削機４０に伝達する。

【0037】

接続管１４は、調整管１２と同様に、周方向に分割可能に構成されている。さらに、接続管１４には、接続管１４と掘削機４０のスキンプレート４３との間隔を調整可能な芯出しボルト１５が設けられている。芯出しボルト１５は、本発明の間隔調整手段に相当する。芯出しボルト１５は、接続管１４を構成する各ピースに設けられており、これら各ピースとスキンプレート４３との間隔を調整することによって、推進中の接続管１４の真円を維持することができる。

【0038】

図示しないが、アダプタ管１１と調整管１２、調整管１２と定規リング１３の間には止水シールが設置されている。なお、接続管１４を除去してセグメント管３０を設置する場合には、定規リング１３とセグメント管３０の間に、接続管１４を残置する場合には、定規リング１３と接続管１４との間に止水シールを設置する。

【0039】

次に、掘削機４０について説明する。この掘削機４０は、泥水式のシールド掘削機であり、スキンプレート（シールド筒）４３と、スキンプレート４３に組付けた掘削ユニット４４とを備えている。スキンプレート４３は、前スキンプレート（前筒）４３ａと後スキンプレート（後筒）４３ｂとから構成されている。後スキンプレート４３ｂの前端には、前スキンプレート４３ａの後端部に内嵌する球面ジョイント部４５が設けられており、前スキンプレート４３ａは後スキンプレート４３ｂに対し任意の方向に屈曲自在になる。そして、前スキンプレート４３ａと後スキンプレート４３ｂとを連結する中折れジャッキ４６を周方向の間隔を存して複数設け、これら中折れジャッキ４６により前スキンプレート４３ａの方向、即ち、掘削機４０の掘進方向を調節することができる。

【0040】

後スキンプレート４３ｂには、掘削済みのトンネル内壁面にセグメント３１をリング状に組付けるエレクタ４７が内装されると共に、設置済みのセグメント３１を反力受けにしてスキンプレート４３を前進させる複数のシールドジャッキ４１が周方向の間隔を存して取付けられている。また、後スキンプレート４３ｂの後端には、セグメント３１との間の隙間をシールするテールシール４２が取付けられている。さらに、図示しないが、外周部分の地山に裏込め材を注入充填する裏込注入装置が設けられている。

【0041】

掘削ユニット４４は、隔壁４８と、スキンプレート４３の前端より前方で切羽を掘削する、隔壁４８に支持されるカッタヘッド４９とを有している。

【0042】

隔壁４８の背面には、カッタヘッド４９を回転駆動させる駆動ユニット５１が設けられている。駆動ユニット５１は駆動モータ、減速機、ギヤ等から構成され、駆動ユニット５１の駆動力によって、駆動軸５２を介してカッタヘッド４９を高トルクで回転駆動することができる。

【0043】

カッタヘッド４９は、カッタビット４９ａを取付けた放射状の複数のカッタスポーク４９ｂと、各カッタスポーク４９ｂに内蔵した図示しない伸縮ジャッキにより各カッタスポーク４９ｂの外端部から径方向外方に出没するオーバーカッタ４９ｃとを備えている。

【0044】

カッタヘッド４９と隔壁４８との間の空間が隔室５３となっている。隔室５３は、掘削土砂を泥水と共に充填して切羽面からの土圧に対抗させるためのものである。隔壁４８の後側には、隔室５３と連通する土砂搬出装置５４が設けられている。この土砂搬出装置５４は、送泥管５４ａ、排泥管５４ｂ、及びこれら送泥管５４ａ、排泥管５４ｂと接続され、後方の発進立坑にまで到る送排出泥管５４ｃなどから構成されている。

【0045】

以下、本発明の実施形態に係る管体構築方法について図１を参照して説明する。

【0046】

発進立坑Ａから所定の距離までの推進工法区間Ｃでは、推進工法で推進管２０を接続することによって管体を構築する。

【0047】

まず、図１（ａ）に示すように、地盤を掘削して発進立坑Ａを形成し、発進立坑Ａに反力受部６１、元押しジャッキ６２などを設置する。そして、反力受部６１に作用する元押しジャッキ６２の反力によって、掘削機４０を前進させる。このとき、前記裏込め注入装置によって掘削機４０のテール外周部分の地山に裏込め材７１を注入充填する（図３（ｂ）参照）。

【0048】

その後、図１（ｂ）に示すように、アダプタ管１１、調整管１２、定規リング１３及び接続管１４から構成される推進力伝達機構１０を、掘削機４０内部のシールドジャッキ４１と元押しジャッキ６２との間に設置する。そして、元押しジャッキ６２の推進力をシールドジャッキ４１に伝達し、掘削機４０を推進力伝達機構１０と一体的に推進させる。そして、発進立坑Ａ内においてアダプタ管１１の後側面に推進管２０を接続させる。なお、推進管２０は、周方向に分割可能に構成してもよい。また、推進管２０はヒューム管であってもよい。

【0049】

この後、推進管２０、推進力伝達機構１０及び掘削機４０を全体として一体的に推進させる。この推進により発進立坑Ａ内に生じたスペースに新たな推進管２０を位置させて、既設の後端の推進管２０と接続させる。そして、推進管２０の長さが所定の距離になるまで、このような工程を繰り返す。

【0050】

推進工法時、調整管１２は、共に一部材から形成されるアダプタ管１１と定規リング１３によって前後を固定されており、その形状が真円に保持される。そして、接続管１４は、一部材から形成される定規リング１３によって後方を固定され、且つ、芯出しボルト１５を用いて歪みが生じないように調整されており、その形状が真円に保持される。また、調整管１２や接続管１４の定規リング１３との接続面に予めボルト穴を形成せずに、定規リング１３のボルト穴に合わせて調整管１２や接続管１４にボルト穴を形成することで、さらに形状を真円にすることができる。

【0051】

推進工法における推進力は、推進管２０とその周囲地盤との摩擦状態によって変化する。そして、推進力を微細に調整することは困難であり、設計値と比較して大きな推進力がかかることがある。大きな推進力がかかっても、周方向に分割されたピースから構成される調整管１２及び接続管１４に歪みや変形などが生じることが抑制され、推進力伝達機構１０が常に真円状態に保持されるため、偏った応力が掘削機４０に作用しない。

【0052】

図１（ｃ）に示すように、所定の距離まで推進工法で管路を構築した後、シールド工法に移行する。シールド工法に移行後のシールド工法区間Ｄは、通常のシールド工法と同様に施工する。

【0053】

シールド工法に移行するとき、アダプタ管１１、調整管１２及び定規リング１３を存置させる。接続管１４は、取り除いても、存置させてもよい。

【0054】

接続管１４を取り除く場合は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、定規リング１３がセグメント３１の位置決め部材として機能する。この場合、詳細は図示しないが、定規リング１３に形成されたボルト穴を、各セグメント３１に形成されたボルト穴と合わせてボルトを用いて各セグメント３１を定規リング１３に固定することによって、複数のセグメント３１から構成させるセグメント管３０を真円に組み立てることができる。接続管１４を取り除く場合、接続管１４の長さはセグメント管１個分の長さと同程度である。

【0055】

接続管１４を存置する場合は、図１（ｄ）に示すように、シールドジャッキ４１を伸長して掘削機４０を前進させた後、シールドジャッキ４１を縮退させてセグメント管３０を設置するためのスペースを確保する。そして、このスペースにセグメント３１を配置し、各セグメント３１をボルトで接続管１４に固定することによってセグメント管３０を組み立てる。このとき、接続管１４の前側面の外形が真円であるので、セグメント管３０を真円に組み立てることができる。接続管１４を存置する場合、調整管１２の長さはセグメント管１個の長さ以上であることが好ましい。これは、セグメント３１を接続する前に調整管１２がテールシール４２の外側に押し出された場合、周囲から土圧を受けて変形することを防ぐためである。なお、この場合、接続管１４の前側面に、前記とは別の定規リングを接続してもよい。

【0056】

このように、シールド工法に移行する際に、セグメント３１と接合される定規リング１３又は接続管１４はその形状が真円であるので、セグメント管３０を真円に組み立てることができる。特に、ＲＣ（鉄筋コンクリート）セグメント管は、真円に組み上げられた状態で本来の構造性能を発揮するので、真円に組み立てることができ、好ましい。ただし、セグメント管３０は、鋼製セグメント管、鋳鉄（ダクタイル）セグメント管、合成セグメント管などであってもよい。また、調整管１２や接続管１４は、ＲＣセグメント管以外の鋼製セグメント管、鋳鉄セグメント管、合成セグメント管などで代用してもよい。

【0057】

なお、接続管１４を取り除く場合は、接続管１４を構成する複数のピースをまとめて取り除くのではなく、ピース毎にセグメント３１と入れ替えるほうが好ましい。具体的には、取り除くピースに当接するシールドジャッキ４１を短縮させ、このピースと隣接するピース、及びこのピースと定規リング１３とを結合するボルトを取外して、当該ピースを除去する。そして、ピースを除去して空いた空間にセグメント３１を設置した後、対応するシールドジャッキ４１を伸長させてセグメント３１を押さえる。

【0058】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アダプタ管１１、調整管１２、定規リング１３、接続管１４、推進管２０及びセグメント管３０の前後側面の外形が円形状である場合について説明した。しかし、これら前後側面の外形は、楕円形状であってもよい。また、セグメント３１の平面形状は、長方形や六角形などの多角形状であってもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０…推進力伝達機構、 １１…アダプタ管、 １２…調整管、 １３…定規リング、 １４…接続管、 １５…芯出しボルト（間隔調整手段）、 ２０…推進管、 ３０…セグメント管、 ３１…セグメント、 ４０…掘削機、 ４１…シールドジャッキ、 ４３…スキンプレート、 Ａ…発進立坑、 Ｂ…到達立坑、 Ｃ…推進工法区間、 Ｄ…シールド工法区間。

【図1】

【図2】

【図3】