JP2000248891A - 非開削による配管の敷設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 大出力の推進機を準備しなくても工程数を少
なくして非開削の状態で大口径の配管を敷設することが
できるとともに、排土による地面の隆起などを生じない
ようにすることができる非開削での配管敷設工法を提供
する。 【解決手段】回転ロッド４の先端にドリルヘッド５を取
付けた状態で発進立坑１より到達立坑２に至る経路の地
中に回転推進させてパイロット孔を掘進させる第１工程
と、到達立坑２側で上記ドリルヘッドを取外し、これに
代えてロッド４の先端に大口径用拡孔リーマと配管を挿
入可能な鞘管とを連続して連結し、推進機による引き込
み力によりロッド４を引き戻して上記パイロット孔を拡
径しながら鞘管を引き込む第２工程とを備え、上記第２
工程において拡孔リーマ側から上記鞘管内に入り込む泥
水中の土砂が上記鞘管内で堆積する位置にスクリューオ
ーガ１４を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス等の流通管路とな
る配管を非開削により地中に敷設するための配管敷設工
法に関し、さらに詳しくは、地上設置型の推進機から繰
出される回転ロッドを、推進機の押込み力により地中に
押込んでボーリング孔を掘進し、その後に推進機の引込
み力によりロッドに接続した配管をボーリング孔に引込
む方式の配管敷設工法を実施する際の排土処理方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】非開削による配管の地中敷設工法とし
て、上述のような路上設置型の推進機を使用し、この推
進機から繰出される回転ロッドを、推進機の押込み力に
より発進立坑から到達立坑に至る経路に押し込んでボー
リング孔を掘進し、その後に、推進機の引込み力により
ロッドに接続された引込み対象の配管を到達立坑の側か
ら発進立坑に至る経路のボーリング孔に引込む工法が提
唱されている。

【０００３】上記の配管敷設工法を、図５乃至図９にお
いて説明すると次の通りである。図５において、管の敷
設経路には発進立坑１と、到達立坑２とが設けられ、発
進立坑１側の地上に路上設置型の推進機３が配置され
る。この推進機３には、回転するロッド４を所要の押込
み力で繰出し、また所要の引込み力で引き戻すように作
用するガイドドリルユニット３ａが備えられている。

【０００４】図５に示す第１工程では、推進機３から繰
り出されるロッド４の先端にドリルヘッド５を取付けた
状態で、このロッド４の先端を、地上に設けた貫入孔６
より地中に進入させ、推進機３による押込み力により発
進立坑１を横断して到達立坑２に至る目標ラインの地中
にロッド４を回転推進させることで、地中に配管引込み
用のボーリング孔（パイロット孔）を掘進させる。この
際に、ドリルヘッド５の先端からベントナイト泥水をジ
ェット噴射し、その水流により土壌を切り崩しながら掘
進させるようにしている。

【０００５】上記第１工程でのロッド推進時には、ドリ
ルヘッド５に組み込んだ発信器（図示せず）からの信号
７を、地上の検知器８で検知してボーリングの先端位置
を把握し、地上からの遠隔操作によってロッド４の先端
が、他の埋設物等の障害を避けるように逐次方向修正さ
れている。

【０００６】次いで図６に示す第２工程では、到達立坑
２の側で上記ドリルヘッド５を取外し、これに代えてロ
ッド４の先端に、埋設管径よりも小さい外径を有する拡
径リーマ９を取り付け、この拡径リーマ９を推進機３に
よる引き込み力で引き戻して引き込み対象の配管を引き
込むためのボーリング孔を形成する。このようなボーリ
ング孔の形成は、土中を進行する拡径リーマ９に作用す
る土圧を考慮して複数回に分けられて実行され、順次拡
径リーマの外径を大きくして最終的に所定内径を有する
ボーリング孔を形成するようになっている。

【０００７】ボーリング孔の形成が終了すると、図７に
示す第３工程が実施される。第３工程では、引き込み対
象となる配管１０を内部に挿通するための鞘管１１の引
き込みが行われる。鞘管１１の引き込みに際して発進立
坑１から到達立坑２に向けてロッド４を挿通し、その先
端に到達立坑２に準備された鞘管１１を連結する。推進
機３による引き込み力によりロッド４を引き戻すことで
鞘管１１をパイロット孔内に挿通して引き込む。鞘管１
１は、所定長さを一群として引き込まれ、その一群の長
さのものが順次到達立坑２から引き込まれて発進立坑１
までのボーリング孔の全長を埋め尽くすようになってい
る。

【０００８】鞘管１１が到達立坑２から発進立坑１に至
るボーリング孔の全長に引き込まれると、次いで、図８
に示すように引き込み対象となる配管１０を鞘管１１内
に引き込むための準備を行う第４工程が実施される。つ
まり、この工程では、発進立坑１側から到達立坑２に向
けて鞘管１１内にロッド４が挿通され、その先端が到達
立坑２側で配管１０に連結される。

【０００９】ロッド４が配管１０に連結されると、図９
に示すように、推進機３の引き込み力によってロッド４
が発進立坑１に向けて引き戻され、配管１０が鞘管１１
内に引き込まれる第５工程が実施される。配管１０は、
所定長さを一群として順次引き込まれていく一群の末端
に対し、到達立坑２内に吊り下ろされる新たな一群の配
管１０が溶接されて鞘管１１内に引き込まれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したような路上設
置型の推進機を使用した従来の配管地中敷設工法では、
比較的小口径の配管を引き込み対象とした場合は推進機
の出力を大出力としなくても良好に行われる反面、大口
径の配管を引き込む場合には推進機の出力が不足しがち
となる。従って、大口径の配管を引き込む場合には、大
出力の推進機を用意する必要があるので、設備が大がか
りとなる。そこで、従来では、大口径の配管を敷設する
際には、推進機によってではなく、開削して埋設する作
業が行われている。このため、開削作業に係る時間や設
備が甚大なものとなり、作業コストの上昇は否めない。
敢えて、開削しないで大出力の推進機を準備し、上述し
た手順を用いて配管を敷設した場合には、拡孔リーマに
よる拡孔時に生じる排土の処理が問題となる。つまり、
ボーリング孔の内径よりも相当に大きい内径まで拡大す
ると、排土の量も多大であり、このような量の排土が地
中に残っていると地面が隆起してしまうことがあり、こ
れを防止するためには隆起した地面の地均しなどの作業
が必要となり、これによっても敷設作業が煩雑となる虞
がある。

【００１１】本発明の目的は、上記従来の配管の敷設工
法における問題、特に大口径の配管を敷設する場合の問
題に鑑み、大出力の推進機を準備しなくても工程数を少
なくして非開削の状態で大口径の配管を敷設することが
できるとともに、排土による地面の隆起などを生じない
ようにすることができる非開削での配管敷設工法を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、配管の敷設経路に発進立
坑、到達立坑を設け、地上設置型の推進機から繰出され
る回転ロッドを用いてボーリング孔を掘進し、ボーリン
グ孔掘進後、上記回転ロッドを上記到達立坑から発進立
坑に向け引き戻すことで引き込み対象の配管を上記ボー
リング孔内に引き込むように施工する非開削による配管
の敷設工法において、上記回転ロッドの先端にドリルヘ
ッドを取付けた状態で発進立坑より到達立坑に至る経路
の地中に回転推進させてパイロット孔を掘進させる第１
工程と、到達立坑側で上記ドリルヘッドを取外し、これ
に代えてロッドの先端に大口径用拡孔リーマと管材とを
連続して連結し、推進機による引き込み力によりロッド
を引き戻して上記パイロット孔を拡径しながら管材を引
き込む第２工程とを備え、上記第２工程において拡孔リ
ーマ側から上記鞘管内に入り込む泥水中の土砂が上記管
材内で堆積する位置にスクリューオーガを配置すると共
に、上記管材の掘進方向後方端を上記土砂の排出可能な
構造とし、上記スクリューオーガにより上記堆積した土
砂を管材の掘進方向後方に向け移動させ、上記掘進方向
後方端から上記移動させた土砂を管材外に排出すること
を特徴としている。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の非
開削による配管の敷設工法において、上記管材として、
鞘管若しくは該鞘管が内部に挿入された敷設対象となる
配管が相当していることを特徴としている。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の非
開削による配管の敷設工法において、上記第２工程で
は、拡孔リーマの移動方向前方の土砂に対してベントナ
イト泥水をジェット噴射することを特徴としている。

【００１５】

【作用】請求項１および３記載の発明では、第２工程に
おいて拡孔リーマの移動方向前方にベントナイト泥水を
ジェット噴射することで掘進する拡孔リーマおよび鞘管
の引き込み抵抗を軽減できるので、ボーリング孔掘削
後、段階的な拡孔処理を行うことなく直接鞘管の口径に
見合う孔を形成しながら鞘管を掘進させることができ
る。しかも、第２工程においてボーリング孔よりも大口
径の鞘管を推進させるために拡径した際の排土は、鞘管
内に導入されるとスクリューオーガにより連続的に、か
つ、強制的に鞘管の掘進方向後方に向け移動させられる
ので、順次掘進方向前方から土砂を入り込ませることが
できると共に、入り込んだ土砂を鞘管外に排出すること
ができ、地面の隆起につながる排土の堆積を防止でき
る。

【００１６】請求項２記載の発明では、管材として、拡
径しながら同時に引き込まれる鞘管若しくはこれを内部
に挿入可能な敷設対象となる配管が用いられることで配
管の引き込み手順を簡略化しでき、しかも、鞘管を土砂
の排出部として用いることで配管内面の汚損や損傷を防
止することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例により本発明の
実施の形態を説明する。なお本発明の工法は、図１乃至
図４において、図５乃至図９に示したものと同じ構成部
材に関しては同符号により示してある。

【００１８】図１は、本発明の実施例による配管敷設工
法の第１工程を説明している。図１において、地中配管
の敷設経路には第１発進立坑１と、到達立坑２とが設け
られ、第１発進立坑１側の地上に路上設置型の推進機３
が配置される。この推進機３には、従来と同じように、
回転推進ロッド４を所要の押込み力で繰出し、また所要
の引込み力で引き戻すように作用するガイドドリルユニ
ット３ａを備えている。また、ガイドドリルユニット３
ａの近傍には、動力源となるパワーユニットトラック３
ｂが配置されている。

【００１９】図１に示す第１工程では、まず推進機３か
ら繰り出されるロッド４の先端にドリルヘッド５を取付
ける。そして、推進機３を稼働することで、ドリルヘッ
ド５を取り付けたロッド４の先端を、地上に設けた貫入
孔６より地中に進入させる。次に、引き続き推進機３を
稼働することで、ロッド４が推進機３の押込み力により
第１発進立坑１を横断して到達立坑２に至る目標ライン
の地中に回転推進される。このように、配管引込み用の
ボーリング孔（長さ：１００ｍ）が形成される。なお、
この際に、ドリルヘッド５の先端からベントナイト泥水
がジェット噴射されて、その水流により土壌を切り崩し
ながら掘進させるようにすることも可能である。

【００２０】上記ロッド４の推進時には、図７に示した
従来の場合と同様に、ドリルヘッド５に組み込んだ発信
器（図示せず）からの信号７を、地上の検知器８で検知
してボーリング孔の先端位置を把握しているので、地上
からの遠隔操作によってロッド４の先端が、他の埋設物
等の障害を避けるように逐次方向修正されている。

【００２１】次いで図２に示す第２工程では、到達立坑
２の側で上記ドリルヘッド５を取外し、これに代えてロ
ッド４の先端に、埋設管径に近似させた大口径用拡孔リ
ーマ９’を取り付けるとともに、この拡径リーマ９’に
連続して埋設配管（図８において符号１０で示した配管
に相当）を挿入可能な口径を有する鞘管（便宜上、図７
に示した符号１１を用いる）を連結し、ロッド４を推進
機３による引き込み力で引き戻す。

【００２２】拡径リーマ９’に連結される鞘管１１に
は、拡径リーマ９’から噴射されるベントナイト泥水に
よって突き崩されることで軟化した土砂を回収して排出
する構造が備えられている。図３は、到達立坑２から鞘
管１１を挿入する状態を説明するための模式図であり、
同図において、鞘管１１には、掘進方向後側方端の開口
が開閉可能なゲート壁部材１２が着脱可能に設けられて
いる。ゲート壁部材１２の一部には、継ぎ足し可能な回
転軸１３が挿通されており、その回転軸１３の軸方に沿
ってスクリューオーガ１４が一体的に設けられている。
スクリューオーガ１４は、継ぎ足し可能な回転軸１３に
それぞれ設けられており、鞘管１１の敷設長さに対応で
きるようになっている。回転軸１３およびスクリューオ
ーガ１４の継ぎ足しは、掘進された鞘管１１の掘進方向
後方端部がボーリング孔内に入り込む前に次段の鞘管１
１が継ぎ足されるのに合わせて行われる。つまり、ゲー
ト壁部材１２を取り外し、次段の鞘管１１の内部に継ぎ
足した回転軸１３およびスクリューオーガ１４を挿通し
て次段の鞘管１１の掘進方向後方端の開口に改めてゲー
ト壁部材１２を取り付けて回転軸１３を挿通させるよう
になっている。ゲート壁部材１２は、スクリューオーガ
１４の所定時間の回転後に一時的に開放することがで
き、開放時には、鞘管１１内でスクリューオーガ１４に
よって移送された土砂を掘進方向後方の開口から排出さ
せることができるようになっている。回転軸１３は、ゲ
ート壁部材１２か互い部に突出する端部を油圧モータあ
るいは電動モータなどの駆動源１５に連結されて回転で
きるようになっており、駆動源１５は、到達立坑２内に
設置されている。

【００２３】第２工程では、拡径リーマ９’がロッド４
の牽引に連動して掘進方向に移動するのに合わせてボー
リング孔内を進行することでボーリング孔を鞘管１１の
挿通が可能な孔径に拡径する。拡径リーマ９’に連続し
て連結されている鞘管１１には、拡径リーマ９’から噴
射されるベントナイト泥水によって突き崩され、軟化し
た土壌からの泥水が入り込む。このとき、泥水状となっ
た土砂は、掘進方向前方側で作用する土圧によって鞘管
１１の内部空間内に流れ込み、泥水中の成分比重の違い
によって土砂が鞘管１１の内部で下周面に堆積する。下
周面に堆積した土砂は、スクリューオーガ１４の回転に
順じて鞘管１１内で掘進方向前方側から後方側に向け移
送される。スクリューオーガ１４の所定回転経過後、ゲ
ート壁部材１２が開放されることで鞘管１１内の土砂が
外部に排出される。本実施例では、泥水中の水部分と土
砂部分とで比重の違いにより滞留する位置が異なり、土
砂が鞘管１１の下周面側に堆積するようになっているの
で、ゲート壁部材１２は、なるべく水を排出しないよう
に、回転軸１３が挿通されている箇所付近のみを開放で
きる構造とされている。ゲート壁部材１２の開放によっ
て鞘管１１内から排出された土砂は、到達立坑２内に排
出されることになるが、到達立坑２内にて図示しない吸
引手段により外部に回収される。

【００２４】第２工程終了後には、図示しないが、鞘管
１１の外周面と土壌との間に裏込め材が充填されて鞘管
１１の固定保持が行われ、この後、図７および図８にお
いて説明した場合と同様な処理により鞘管１１内に配管
１０が引き込まれる。

【００２５】以上のような実施例によれば、拡径リーマ
９’の掘進速度に応じたスクリューオーガ１４の回転速
度を調整することで鞘管１１内への泥水状の土砂の導入
を飽和なく行うことができ、掘進方向前方側に土砂が溜
まって掘進抵抗となってしまうのを防止することができ
る。

【００２６】なお、上記回転軸１３およびスクリューオ
ーガ１４を継ぎ足し可能とするのに代えて、ボーリング
穴内に挿入される鞘管１１の最後段に位置する鞘管１１
にのみ設けるようにし、その前方に位置する鞘管１１内
に流れ込んだ泥水状の土砂をスクリューオーガ１４によ
って排出するようにしてもよい。この場合には、泥水状
の土砂が、いわゆる、低粘度の状態で掘進に合わせて鞘
管１１内に入り込み、その流動圧を利用して低粘度の土
砂が掘進方向後方側の鞘管１１に向け押し動かされるの
をスクリューオーガ１４によって捉えて排出する。この
ような構成とした場合には、ゲート壁部材１２を開閉可
能としないで、掘進方向後方の開口を塞ぐ部材として用
い、その代わりに開口近傍の下周面にドレインポートを
設けてそのドレインポートに向けスクリューオーガ１４
によって土砂を移動させて排出するようにすることもで
きる。さらに、スクリューオーガ１４と同様に土砂を連
続的に移動させる機構として、スクリューオーガ１４に
代えて、鞘管１１内で掘進方向前方側から後方側に向け
て土砂を掻き取りながら移動することが可能なベルトコ
ンベヤーとすることも可能である。

【００２７】上記実施例では、鞘管１１の内部に配管１
０を挿入する場合を対象として説明したが、本発明で
は、この実施例に限らず、敷設対象となる埋設配管１０
を拡径リーマ９’に連続さえることも可能である。この
場合には、配管１０内に鞘管を挿入し、その鞘管を土砂
の排出部として用いることで配管内面が流動する土砂に
より損傷されるのを防ぐことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１および３記載の発
明によれば、第２工程において拡孔リーマの移動方向前
方にベントナイト泥水をジェット噴射することで掘進す
る拡孔リーマおよび鞘管の引き込み抵抗を軽減できるの
で、ボーリング孔掘削後、段階的な拡孔処理を行うこと
なく直接鞘管の口径に見合う孔を形成しながら鞘管を掘
進させることができる。しかも、第２工程においてボー
リング孔よりも大口径の鞘管を推進させるために拡径し
た際の排土は、鞘管内に導入されるとスクリューオーガ
により連続的に、かつ、強制的に鞘管の掘進方向後方に
向け移動させられるので、順次掘進方向前方から土砂を
入り込ませることができると共に、入り込んだ土砂を鞘
管外に排出することができ、地面の隆起につながる排土
の堆積を防止できる。これにより、大出力の推進機を準
備しなくても工程数を少なくして非開削の状態で大口径
の配管を敷設することができるとともに、排土による地
面の隆起などを生じないようにすることができ、大口径
配管の引き込みに要する時間を短縮できる非開削での配
管敷設工法の実施が可能となる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、拡径しなが
ら同時に引き込まれる鞘管若しくはこれを内部に挿入可
能な敷設対象となる配管が用いられることで配管の引き
込み手順を簡略化しでき、しかも、鞘管を土砂の排出部
として用いることで配管内面の汚損や損傷を防止するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による配管敷設工法の第１工程
を説明するための模式図である。

【図２】本発明の実施例による配管敷設工法の第２工程
を説明するための模式図である。

【図３】本発明の実施例に用いられる排土構造を説明す
るための模式図である。

【図４】従来の配管敷設工法の第１工程を説明するため
の模式図である。

【図５】従来の配管敷設工法の第２工程を説明するため
の模式図である。

【図６】従来の配管敷設工法の第３工程を説明するため
の模式図である。

【図７】従来の配管敷設工法の第４工程を説明するため
の模式図である。

【図８】従来の配管敷設工法の第５工程を説明するため
の模式図である。

【符号の説明】

１ 第１発進立坑 ２ 到達立坑 ３ 推進機 ３ａ ガイドドリルユニット ４ 前半経路の推進ロッド ５ ドリルヘッド ６ 貫入孔 ７ 信号 ８ 検知器 ９’ 拡孔リーマ １０ 配管 １１ 鞘管 １２ ゲート壁部材 １３ 回転軸 １４ スクリューオーガ １５ スクリューオーガの駆動源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萬來 雄一 神奈川県横浜市磯子区汐見台３−３−２− 3306−646 (72)発明者 榎本 守和 東京都日野市多摩平６−10−１ 日野アパ ート126号 (72)発明者 勝田 力 神奈川県平塚市松風町27−22 ライオンズ ヴィアーレ湘南松風208 (72)発明者 大森 祥二郎 神奈川県藤沢市西俣野139 六会マンショ ン402 (72)発明者 三和 信二 東京都大田区千鳥３−６−９ 株式会社関 配太田寮207 Ｆターム(参考） 2D054 AC18 AD32 BA03 BA28 DA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管の敷設経路に発進立坑、到達立坑を
   設け、地上設置型の推進機から繰出される回転ロッドを
   用いてボーリング孔を掘進し、ボーリング孔掘進後、上
   記回転ロッドを上記到達立坑から発進立坑に向け引き戻
   すことで引き込み対象の配管を上記ボーリング孔内に引
   き込むように施工する非開削による配管の敷設工法にお
   いて、 上記回転ロッドの先端にドリルヘッドを取付けた状態で
   発進立坑より到達立坑に至る経路の地中に回転推進させ
   てパイロット孔を掘進させる第１工程と、 到達立坑側で上記ドリルヘッドを取外し、これに代えて
   ロッドの先端に大口径用拡孔リーマと管材とを連続して
   連結し、推進機による引き込み力によりロッドを引き戻
   して上記パイロット孔を拡径しながら管材を引き込む第
   ２工程とを備え、 上記第２工程において拡孔リーマ側から上記鞘管内に入
   り込む泥水中の土砂が上記管材内で堆積する位置にスク
   リューオーガを配置すると共に、上記管材の掘進方向後
   方端を上記土砂の排出可能な構造とし、上記スクリュー
   オーガにより上記堆積した土砂を管材の掘進方向後方に
   向け移動させ、上記掘進方向後方端から上記移動させた
   土砂を管材外に排出することを特徴とする非開削による
   配管の敷設工法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の非開削による配管の敷設
   工法において、 上記管材として、鞘管若しくは該鞘管が内部に挿入され
   た敷設対象となる配管が相当していることを特徴とする
   非開削による配管の敷設工法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の非開削による配管の敷設
   工法において、 上記第２工程では、拡孔リーマの移動方向前方の土砂に
   対してベントナイト泥水をジェット噴射することを特徴
   とする非開削による配管の敷設工法。