JP2002266583A - 2重管構造のボーリングロッド - Google Patents

2重管構造のボーリングロッド

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JP2002266583A
JP2002266583A JP2001066501A JP2001066501A JP2002266583A JP 2002266583 A JP2002266583 A JP 2002266583A JP 2001066501 A JP2001066501 A JP 2001066501A JP 2001066501 A JP2001066501 A JP 2001066501A JP 2002266583 A JP2002266583 A JP 2002266583A
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pipe
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ground
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Tadashi Ninomiya
正 二宮
Shoji Nakama
祥二 中間
Yasunori Matsuda
安則 松田
Motonori Kameyama
元則 亀山
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KAMEYAMA CO Ltd
Obayashi Corp
Kameyama KK
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KAMEYAMA CO Ltd
Obayashi Corp
Kameyama KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削の際に地盤とともに掘削され撤去される
のを容易にし、掘削が効率よく行えるようにし、施工コ
ストを抑さえることができる2重管構造のボーリングロ
ッドを提供することにある。 【解決手段】 ケーシングシュ7の後方に鋼管9を連結
し、鋼管9の後方にFRP管10,11を連結した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削の際
にトンネル内の地盤に複数の外管を埋設して地山を安定
させる2重管構造のボーリングロッドに関する。
【0002】
【従来の技術】亀裂、すべり面の多い地山や、土砂地
山、強度の小さい軟岩、膨張性地山などでのトンネル掘
削工事には、地山の安定性を図る必要がある。トンネル
掘削工事の際に地山を安定させるために、掘削するトン
ネルの先端部分から、上方、側方、前方に向って略放射
状に細長い管を埋設し、管内より定着材を注入して地盤
を安定させるものがある。さらに掘削する際には、この
細長い管の後方部分も地盤と同時に掘削して、その部分
を撤去する。この管を埋設するのに、埋設する管を外管
とする2重管構造のボーリングロッドが用いられること
が多い。このボーリングロッドでは内管先端に掘削ビッ
トを設け、回転力と衝撃力を内管に加え掘削し、かつ内
管の先端部で外管の先端部又は外管の先端部に接続した
筒状の接続部を押すようにして外管を押し推めて埋設す
る。よって、外管の先端部分には強い強度が必要であっ
た。外管は先端部分から後端部分まで同じ鋼管が用いら
れていた。掘削する際に外管の後方部分は掘削の抵抗と
なっていた。また、外管は多数使用するためコストも問
題であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来のこれらの課題を解消し、掘削の際に
地盤とともに掘削され撤去されるのを容易にし、掘削が
効率よく行えるようにし、施工コストを抑さえることが
できる2重管構造のボーリングロッドを提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 1) 複数本の管体を連結して長尺なものとされた外管
と内管からなる2重管構造の内管の先端に削孔ビットを
設け、同内管の押付力で後方の外管を先端方向に引っ張
る短い伝達管を前記外管の先端の管体先端に連結し、内
管に回転力を与え地盤を掘削しかつ、内管の押付力を前
記伝達管に伝達して外管を先端方向に引っ張るようにし
て推進させ、削孔後に内管を削孔から引き抜いて外管を
埋設する2重管構造のボーリングロッドであって、外管
の先端の管体より後方の外管の管体の強度を伝達管及び
外管の先端の管体より低くしたことを特徴とする2重管
構造のボーリングロッド 2) 複数本の管体を連結して長尺なものとされた外管
と内管からなる2重管構造の内管の先端に削孔ビットを
設け、同内管の押付力を前記外管に伝達する伝達部を前
記外管の先端の管体内周に有する構造にし、内管に回転
力を与え地盤を掘削しかつ、内管の押付力を前記伝達部
に伝達して後方の外管管体を先端方向に引っ張るように
して推進させ、削孔後に内管を削孔から引き抜いて外管
を埋設する2重管構造のボーリングロッドであって、外
管の先端部の管体より後方の外管の管体の強度を先端部
の管体より低くしたことを特徴とする2重管構造のボー
リングロッド 3) 外管の先端の管体を鋼管とし、外管の先端より後
方の管体をFRP管又は塩化ビニール管とする構造にし
た前記1)又は2)記載のボーリングロッド 4) 前記1)〜3)いずれかに記載の2重管構造のボ
ーリングロッドによって、トンネル内の拡開する予定地
盤に複数の外管を埋設して地山を安定させ、その後埋設
した外管とともに地山を掘削してトンネルを拡げて掘削
するトンネル掘削方法にある。
【0005】
【作用】本発明では、内管から強く押付力及び掘削の際
の衝撃力が伝達される伝達管及び外管先端の管体を強い
強度とし、それより後方の外管管体を弱い強度にして外
管の十分な強度は確保し、後に掘削等によって撤去する
際に必要部分以外を弱い強度にしていることにより掘削
等による撤去が行いやすいようになる。外管先端の管体
に伝達部を設けたものは、外管先端の管体と伝達部を一
体にして簡単な構成となるようにする。外管の先端の管
体を鋼管とし、それより後方の管体をFRP管又は塩化
ビニール管としたものは、外管の先端の管体より後方の
管体が適度な強度を有し、かつ低コストな材質となるよ
うにする。2重管構造のボーリングロッドによって埋設
した外管とともに地山を掘削するものは、複数の外管を
埋設して地山を安定させ、埋設した外管とともに地山を
掘削する。2重管構造のボーリングロッドによって埋設
された外管は先端部の管体より後側の管体が強度を低く
することによって、掘削の抵抗が少なくなり、効率よく
掘削が行える。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明において、外管の先端の管
体より後方の管体は、地山を補強するのに十分な強度を
持ち、かつ後の掘削で除去しやすい材質、厚さのものが
よい。外管の先端の管体より後方の管体には、厚さや材
質で強度を適度に低下させた鋼管、FRP管、塩化ビニ
ール管などがあり、適度な強度を有しその後の掘削がス
ムーズに行われるものが好ましい。FRPは繊維強化プ
ラスチック:Fiber Reinforced Pl
asticsの略であり、ガラス繊維,アラミド繊維,
炭素繊維といった強化繊維を充填して機械的強度や耐熱
性などを向上させたプラスチックの総称である。本発明
において、外管の先端の管体と伝達部分は、短い筒状の
伝達管を外管の先端となる管体の先端に接続するように
してもよいし、外管の先端の管体に伝達部を一体となる
よう設けてもよいし、外管の先端となる管体の内部に伝
達部を設けるようにしてもよい。外管の先端の管体より
後方の管体は、後方に離れるに従って徐々にあるいは段
階的に強度を下げるようにしてもよいし、先端部の管体
より強度を下げた同じ強度にしてもよい。
【0007】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して具体
的に説明する。図1〜7に示す実施例は、外管の先端の
管体を鋼管とし、それより後方の管体をFRP管とした
2重管構造のボーリングロッドの例であって、外管をト
ンネル内の拡開予定の地盤に埋設後、埋設した外管とと
もに地山を掘削するトンネル掘削方法の例である。図1
は実施例の2重管構造のボーリングロッド及びトンネル
掘削方法の説明図である。図2,3は実施例の2重管構
造のボーリングロッド及びトンネル掘削方法のボーリン
グロッドの説明図である。図4は実施例の2重管構造の
ボーリングロッド及びトンネル掘削方法の外管の先端の
管体後方に連結するFRP管の断面図である。図5は実
施例の2重管構造のボーリングロッド及びトンネル掘削
方法の外管の先端の管体として用いた鋼管の断面図であ
る。図6は実施例の2重管構造のボーリングロッド及び
トンネル掘削方法の外管の後端部分として用いたFRP
管の断面図である。図7は実施例の2重管構造のボーリ
ングロッド及びトンネル掘削方法の説明図である。図
中、1は削孔機、2はボーリングロッド、3は内管ロッ
ド、3aは供給通路、4は中継カップリング、5は掘削
ビット、5aは押付力伝達部、5bは回転力伝達部、5
cは衝撃力・押付力伝達部、6はリングビット、6aは
衝撃力・押付力伝達部、6bは回転力伝達部、6cはリ
ングビットの取付部材、7は伝達管として用いたケーシ
ングシュ、7aは押付力伝達部、8は外管、9は外管の
先端部の管体として用いた鋼管、9aは小孔、9bは取
付部、10は外管の先端部より後方の管体として用いた
FRP管、10aは小孔、10bは取付部、11は外管
の後端部の管体として用いたFRP管、11aは小孔、
11bは取付部、12はアダプタ、13はドリフター、
14は中継カップリング、15は内管ロッド、16はデ
ィスチャージヘッド、20はトンネルである。
【0008】実施例では、図1〜7に示すように、地山
にトンネル20を掘削で設ける際に地山をボーリングロ
ッド2で安定させる。ボーリングロッド2は図2,3に
示すように、内部に供給通路3aを有する内管ロッド3
を中継カップリング4を介して複数連結し、連結した内
管ロッド3の先端に外管の内部の中央に位置するよう支
持部分を有し掘削ビットの中心軸を外管の中心軸から所
定範囲内に位置させる中継カップリング14を取り付
け、中継カップリング14の先端に短い内管ロッド15
を取り付け、その内管ロッド15の先端に掘削ビット5
を取り付ける。掘削ビット5は先端に掘削刃を有し、そ
の後方に拡径した部分を設けて押付力伝達部5aとして
いる。また、掘削刃のすぐ後方部分は、回転力を伝達す
るために係合する回転力伝達部5bを設けている。さら
に、先端の掘削刃と押付力伝達部5aの間に押付力伝達
部5aより小さく拡径した衝撃力・押付力伝達部5cを
設ける。次に複数連結した内管ロッド3の後端をアダプ
タ12を介してドリフター13に連結するドリフター1
3は衝撃力、押付力、回転力を駆動で出力するものであ
る。
【0009】次に、伝達管として鋼管製のケーシングシ
ュ7を設ける。ケーシングシュ7の内周には、縮径し、
掘削ビット5の押付力伝達部5aと係合する押付力伝達
部7aを設ける。次に、ケーシングシュ7の先端に、リ
ング状で先端に掘削刃を有するリングビット6を回転自
在に取り付ける。リングビット6には、掘削ビット5の
回転力伝達部5bからの回転力が伝達できるよう回転力
伝達部6bを設ける。また、リングビット6の後端面に
は掘削ビット5の衝撃力・押付力伝達部5cから衝撃力
・押付力が伝達されるよう衝撃力・押付力伝達部6aを
設ける。次にケーシングシュ7の後端に外管8の先端部
の管体として鋼管9を螺合で取り付ける。鋼管9には図
5に示すように管の先端部の内周及び後端部の外周にネ
ジ部を設けて取付部9bとし、管内部と外部を連通させ
る小孔9aを複数設けている。次に鋼管9の後端にFR
P管10を螺合で取り付ける。FRP管10は、図4に
示すようにFRP製の管の先端部の内周及び後端部の外
周にネジ部を設けて取付部10bとし、管内部と外部を
連通させる小孔10aを複数設けている。FRP管10
の後端には、図6に示すように小孔11aを前側にのみ
設けたFRP管11を取付け、FRP管11の後端に
は、掘削したスライムを下方に排出しやすくする排出孔
を設けたディスチャージヘッド16を取り付ける。
【0010】実施例のトンネル掘削方法を行うには、外
管の内部後端から掘削ビット5を取り付けた内管ロッド
3を挿入し、掘削ビット5の押付力伝達部5aをケーシ
ングシュ7の押付力伝達部7aに係合させ、かつ掘削ビ
ット5の回転力伝達部5bをリングビット6の回転力伝
達部6bに係合させた状態にし、この2重管構造のボー
リングロッド2を削孔機1に取り付け、トンネル20内
の拡開する予定の地盤を削孔する。ドリフター13の駆
動による衝撃力と押付力及び回転力は、掘削ビットに伝
達され掘削し、かつ押付力は、掘削ビット5の押付力伝
達部5aからケーシングシュ7の押付力伝達部7aに伝
達され、回転力は、掘削ビット5の回転力伝達部5bか
らリングビット6の回転力伝達部6bに伝達され、リン
グビット6でも掘削する。また、掘削ビットの衝撃力と
押付力は衝撃力・押付力伝達部5cから、リングビット
6の後端面の衝撃力・押付力伝達部6aに伝達されリン
グビット6が掘進する。さらに衝撃力及び押付力がケー
シングシュ7に伝達されることにより掘削に伴ってケー
シングシュ7及びケーシングシュ7の後方に取り付けた
鋼管9、FRP管10,11が引き込まれる。このよう
にしてボーリングロッド2が掘進したならば、内管ロッ
ド3の後端に新らたに内管ロッド3を中継カップリング
4を介して接続して延長し、FRP管10とFRP管1
1の間に新らたにFRP管10を接続して延長し、所定
の到達距離に達するまで掘削を行う。
【0011】このようにして、所定の到達距離まで掘削
したならば、連結した内管ロッド3,15、中継カップ
リング4,14、掘削ビット5を削孔から後方に引き抜
く。これにより鋼管9、FRP管10,11、ケーシン
グシュ7、リングビット6を削孔に残して埋設すること
になる。その後、FRP管11の後端から定着材を注入
し、定着材が鋼管9、FRP管10,11、ケーシング
シュ7、リングビット6の内部及び、前方の地盤とのす
き間に注入され、さらに鋼管9、FRP管10,11の
小孔9a,10a,11aから外部に送られ、鋼管9、
FRP管10,11と周りの地盤とのすき間にも注入す
るようにする。これによってトンネル20内の拡開予定
の地盤は、鋼管9、FRP管10,11、ケーシングシ
ュ7によって補強が行なわれ、また定着材によりさらに
確実に補強される。
【0012】このようにして地盤の補強を行ったなら
ば、図5(b)に示すように図示しない掘削機等により
掘削を行う。地盤が確実に補強されていることによっ
て、崩落等がなく安全にかつ効率よいトンネル掘削が行
える。さらにケーシングシュ7、鋼管9の後方はFRP
管10,11にしているので、掘削の際の抵抗が小さく
なり、さらに効率よくスムーズに掘削することができ、
工期の短縮、作業の容易化ができる。また、図1,5に
示すように非常に多数FRP管10,11が用いられる
ことによって効果高くコストが抑制されて施工コストを
抑制できる。掘削の際には、内管ロッド3の供給通路3
aを通して削孔水を掘削ビット5に送って掘削刃を冷却
しかつ掘削したスライムを外管内部を通って後方からス
ムーズに排出できるようにしている。
【0013】図8に示すのは実施例の2重管構造のボー
リングロッド及びトンネル掘削方法の他の例である。図
中、18は外管の先端部の管体として用いた鋼管であ
る。実施例の他の例では外管の先端部の管体である鋼管
18に伝達部を設け、ケーシングシュと鋼管を一体化
し、ケーシングシュを不要としている。このようにして
強い強度が必要な部分を一本ものの鋼管とするようにし
てもよい。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、掘削の際に地盤ととも
に掘削され撤去されるのを容易にし、掘削が効率よく行
えるようにし、施工コストを抑える2重管構造のボーリ
ングロッド及びトンネル掘削方法にできる。外管の先端
の管体を鋼管とし、それより後方の管体をFRP管又は
塩化ビニール管としたものは、さらに確実に効率よく掘
削が行えるようにし、また施工コストが確実に抑制でき
るようにする。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法の説明図である。
【図2】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法のボーリングロッドの説明図である。
【図3】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法のボーリングロッドの説明図である。
【図4】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法の外管の先端の管体後方に連結するFR
P管の断面図である。
【図5】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法の外管の先端の管体として用いた鋼管の
断面図である。
【図6】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法の管体の外管の後端部分として用いたF
RP管の断面図である。
【図7】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法の説明図である。
【図8】実施例の2重管構造のボーリングロッド及びト
ンネル掘削方法の他の例の説明図である。
【符号の説明】
1 削孔機 2 ボーリングロッド 3 内管ロッド 3a 供給通路 4 中継カップリング 5 掘削ビット 5a 押付力伝達部 5b 回転力伝達部 5c 衝撃力・押付力伝達部 6 リングビット 6a 衝撃力・押付力伝達部 6b 回転力伝達部 6c (リングビットの)取付部材 7 (伝達管として用いた)ケーシングシュ 7a 押付力伝達部 8 外管 9 (外管の先端部の管体として用いた)鋼管 9a 小孔 9b 取付部 10 (外管の先端部より後方の管体として用いた)F
RP管 10a 小孔 10b 取付部 11 (外管の後端部の管体として用いた)FRP管 11a 小孔 11b 取付部 12 アダプタ 13 ドリフター 14 中継カップリング 15 内管ロッド 16 ディスチャージヘッド 18 鋼管 20 トンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中間 祥二 東京都港区港南二丁目15番2号 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 松田 安則 福岡県山門郡三橋町白鳥462−1 (72)発明者 亀山 元則 福岡県柳川市西浜武978番地の1 株式会 社亀山内 Fターム(参考) 2D054 AC15 AD23 BA03 FA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本の管体を連結して長尺なものとさ
    れた外管と内管からなる2重管構造の内管の先端に削孔
    ビットを設け、同内管の押付力で後方の外管を先端方向
    に引っ張る短い伝達管を前記外管の先端の管体先端に連
    結し、内管に回転力を与え地盤を掘削しかつ、内管の押
    付力を前記伝達管に伝達して外管を先端方向に引っ張る
    ようにして推進させ、削孔後に内管を削孔から引き抜い
    て外管を埋設する2重管構造のボーリングロッドであっ
    て、外管の先端の管体より後方の外管の管体の強度を伝
    達管及び外管の先端の管体より低くしたことを特徴とす
    る2重管構造のボーリングロッド。
  2. 【請求項2】 複数本の管体を連結して長尺なものとさ
    れた外管と内管からなる2重管構造の内管の先端に削孔
    ビットを設け、同内管の押付力を前記外管に伝達する伝
    達部を前記外管の先端の管体内周に有する構造にし、内
    管に回転力を与え地盤を掘削しかつ、内管の押付力を前
    記伝達部に伝達して後方の外管管体を先端方向に引っ張
    るようにして推進させ、削孔後に内管を削孔から引き抜
    いて外管を埋設する2重管構造のボーリングロッドであ
    って、外管の先端部の管体より後方の外管の管体の強度
    を先端部の管体より低くしたことを特徴とする2重管構
    造のボーリングロッド。
  3. 【請求項3】 外管の先端の管体を鋼管とし、外管の先
    端より後方の管体をFRP管又は塩化ビニール管とする
    構造にした請求項1又は2記載のボーリングロッド。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3いずれかに記載の2重管構
    造のボーリングロッドによって、トンネル内の拡開する
    予定地盤に複数の外管を埋設して地山を安定させ、その
    後埋設した外管とともに地山を掘削してトンネルを拡げ
    て掘削するトンネル掘削方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101892844A (zh) * 2009-05-20 2010-11-24 深圳市海川实业股份有限公司 一种超前锚杆支护的隧道crd开挖方法
JP2012188837A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 Kajima Corp 地山補強用鋼管及びその製造方法

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