JP2004293142A

JP2004293142A - 管埋設方法

Info

Publication number: JP2004293142A
Application number: JP2003086344A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Yoyasu; 豊彦養安
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21
Also published as: US20050034896A1

Abstract

【課題】種々の土質に対応して、パイロット孔を効率よく、確実に拡径することができて被埋設管の埋設作業が安定する管埋設方法を提供する。
【解決手段】複数種の板状部材９を揃えておき、埋設場所の土質調査に基づいて複数種の板状部材９からその土質に合ったものを選択し、その選択した板状部材９をリーマ本体８に取付けてその土質に合ったリーマ６を形成する。その後、パイロット孔５内のロッド３の先端にこのリーマ６を付設して、ロッド３の回転と共にリーマ６を回転させつつパイロット孔５からロッド３を引き抜いて、リーマ６に接続される被埋設管１を地中に埋設する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管、ガス管、下水管、信号ケーブル用鞘管、ファイバケーブル等の管（以下「被埋設管」とする）を地中に埋設する管埋設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水道管、ガス管、下水管、信号ケーブル用鞘管、ファイバケーブル等の管（以下「被埋設管」とする）を地中に埋設する管埋設工法は、地表を開削して管埋設する開削工法と、地表を開削することなく管を埋設する非開削工法とに大別される。両工法はそれぞれ長所及び短所がある。すなわち、非開削工法は開削工法と比べ、鉄道軌道下や河川下等を横断して無理なく管を埋設でき、また市街地において環境を保全しつつ管を埋設でき、しかも短工期であるとの経済的利点を有する。さらに、開削工法ではいわゆるパワーショベル等を用いるが、非開削工法では水平ドリルを用いる。この水平ドリルは、パイロット掘削と、拡径、埋設管引込みとの２工程方式であり、この第２工程で使用する地盤孔明機におけるリーマ装置が本発明にかかるリーマ装置である。
【０００３】
水平ドリル施工にて被埋設管を埋設する場合、図１０に示すように、まず地表に貫入立坑Ｐ１、発進立坑Ｐ２及び到達立坑Ｐ３を互いに所定距離だけ離間して設ける。貫入立坑Ｐ１の近傍には掘削液供給装置１０１とドリル駆動装置１０２（水平ドリルを構成する）とを配置する。そして到達立坑Ｐ３の近傍には発進立坑Ｐ２から到達立坑Ｐ３までの距離に略相当する長さの被埋設管１０４を配置する。以上が準備作業である。なお、ドリル駆動装置１０２は複数の中空ロッド１０５を継ぎ足しつつ地中を推進自在とし、また逆に中空ロッド１０５を継ぎ外しつつ地中から引き込み自在とする。掘削液供給装置１０１は清水、泥水、ベントナイト泥水等の掘削液を貯蔵し、かつ貯蔵した掘削液をホース１０７を介してドリル駆動装置１０２上に配置した中空ロッド１０５の中空内に圧送自在とされている。
【０００４】
そこで、ドリル駆動装置１０２上に最初の中空ロッド１０５を設置して支持する。この中空ロッド１０５の先端には例えば外径７０〜１００ｍｍ程度の先導体（パイロッドヘッド）１０５ａを予め装着しておく。なお、中空ロッド１０５の外径は例えば４０〜５０ｍｍ程度である。そしてドリル駆動装置１０２によって最初の中空ロッド１０５を、地面が略水平ならば貫入角β（≒１５°程度）で貫入立坑Ｐ１に対して斜めに貫入し、中空ロッド１０５を回転させつつ発進立坑Ｐ２に向けて矢印Ａ１方向に推進させ非回転で推進させて水平に曲げて発進立坑Ｐ２にパイロット孔１０８を明ける。さらに発進立坑Ｐ２を経て到達立坑Ｐ３へと中空ロッド１０５を継ぎ足しつつ地中を矢印Ａ２方向に推進させる。
【０００５】
すなわち、直線の孔を掘削し、明ける場合は、ドリル駆動装置１０２の回転モータ１３０により、ロッド１０５を介して、このロッド先端部に装着されている斜切り先導体１０５ａを回転させながら、フレーム１３１に沿って回転モータ１３０を推進させる。また、方向変換する場合（曲線の孔を掘削し、明ける場合）は、回転モータ１３０を回転させずに停止させ、この状態でフレーム１３１に沿って回転モータ１３０を推進させ（ロッド１０５を推進させ）、斜切り先導体１０５ａの斜切り面を土圧に作用させて、斜切り面の反対方向に方向変更させ推進させる。このように、ロッド１０５を推進させて、斜切り先導体１０５ａが到達立坑Ｐ３まで達するように掘削する。なお、パイロッドヘッド１０５ａは、中空ロッド１０５の中空内に連通する噴口（図示省略）を複数個有する。そこで、パイロッドヘッド推進時、掘削液供給装置１０１から圧送された掘削液を後方へ噴射し、掘削液及び掘削した土砂を後方に流出させる。
【０００６】
そして、先導体（パイロッドヘッド）１０５ａが到達立坑Ｐ３内に突出すると、パイロット孔１０８は完成する。そこでパイロッドヘッド１０５ａを外す。そして被埋設管１０４の管径に合わせて略同径又は若干大径のリーマ（拡径具）を備えたリーマ装置を装着する。
【０００７】
このリーマ装置のリーマとしては従来には、小石、砂礫混じり土に対応した円錐体状のいわゆる紡錐型のものがあった（例えば特許文献１参照）。図１２に示すように、このリーマ装置のリーマ１０９は、その外周面にスパイラル状の溝１０９ｂが設けられていると共に、中空ロッド１０５の中空内に連通する複数の噴口１０９ａが設けられている。そしてリーマ１０９の先端にスイベル継手１１０を接続し、スイベル継手１１０の先端に管継手（いわゆる「トーイングヘッド」）１１１を接続し、管継手１１１の先端に被埋設管１０４の先端を接続する。
【０００８】
このように、中空ロッド１０５と被埋設管１０４との間にリーマ装置を介装した後に、ドリル駆動装置１０２によって中空ロッド１０５を回転させつつ中空ロッド１０５を図１１の矢印Ｂ２方向に引き込む。このとき発生した土砂を掘削液の噴射によって、パイロット孔１０８とロッド外径の間の空間より排出（排土）する。また、一部の掘削液は後方へ回り被埋設管１０４に対して潤滑液の役割を果たす。そして、切り崩した土はリーマ１０９の回転と引き込みとによってリーマ１０９の外周の孔内壁に押し込められ、これによりパイロット孔１０８が拡径し、この形成される拡孔内に被埋設管１０４が矢印Ｂ１方向に沿って引き込まれる。このように、上記掘削液は、掘削土砂の排出、斜切り先導体（パイロットヘッド）１０５ａ又はリーマ１０９の潤滑、冷却、ロッド１０５の滑らかな推進のために用いられ、さらにベントナイト液は土砂の掘削孔への崩落防止、掘削孔壁への圧密性向上のために用いられる。
【０００９】
そして、被埋設管１０４の先端が発進立坑Ｐ２内に突出するまで中空ロッド１０５を引き込むと、発進立坑Ｐ２内において被埋設管１０４と中空ロッド１０５とからリーマ装置を外せば、到達立坑Ｐ３〜発進立坑Ｐ２間に被埋設管１０４が設置できる。そして貫入立坑Ｐ１から中空ロッド５を引き抜く。また、埋設距離が長いときは、上記一連の工程の管埋設作業を繰り返えす。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−７３４４０号公報（第６−９頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被埋設管１０４を埋設する埋設場所によっては、軟質土、硬質土、粘性土、及び砂質土等の種々の土質がある。このため、同一のリーマを使用した場合、その土質によって、パイロット孔１０８の拡径を効率良く行うことができないことがあった。例えば、粘性土は崩落（拡径孔への土砂の崩落）性が小さいので、掘削刃の高さ寸法を大とできるが、摩擦力の低減を図るためには掘削刃の刃幅を狭くする必要がある。また、砂質土は崩落性が大きいので、掘削刃の高さ寸法を小とする必要がある（この場合、掘削刃の高さ寸法を小とすれば、掘削量が小さくなる）。また、軟質土では刃幅が大でかつ刃高が高いリーマを使用することができるが、硬質土では刃幅が大であれば、摩擦抵抗が大となって、リーマ自体が損傷したり、大きな回転駆動力を必要としたりする。このため、軟質土では刃幅が大でかつ刃高が高いリーマを使用するのが好ましく、硬質土では刃幅が小でかつ刃高が低いリーマを使用するのが好ましく、粘性土では刃幅が小でかつ刃高が高いリーマを使用するのが好ましく、砂質土では刃幅が大でかつ刃高が低いリーマを使用するのが好ましい。
【００１２】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、種々の土質に対応して、パイロット孔を効率良く、確実に拡径することができて被埋設管の埋設作業が安定する管埋設方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び効果】
そこで請求項１の管埋設方法は、引き込む側に向かって縮径する略中空円錐形状のリーマ本体８と、このリーマ本体８の外面に付設されて掘削部を構成する板状部材とを有するリーマ６を使用して、被埋設管１を地中に埋設する管埋設方法であって、複数種の板状部材９を揃えておき、埋設場所の土質調査に基づいて上記複数種の板状部材９からその土質に合った板状部材９を選択し、その選択した板状部材９をリーマ本体８に取付けてその土質に合ったリーマ６を形成し、その後、地中のパイロット孔５内のロッド３の先端にこのリーマ６を付設して、上記ロッド３の回転と共にリーマ６を回転させつつ上記パイロット孔５からこのロッド３を引き抜いて、上記リーマ６に接続される被埋設管１を地中に埋設することを特徴としている。
【００１４】
請求項１の管埋設方法では、リーマ６が、パイロット孔５が形成された埋設場所の土質に合ったものであるので、その土質に対応した掘削量等にて掘削することができ、拡径後の拡径孔への土砂の崩落等を回避して被埋設管１の引き込み作業を滑らかに行うことができる。また、リーマ６の掘削刃に過大な負荷や摩擦力が付与されるのを防止して、リーマ６等の損傷を防止することができる。これによって、使用したリーマ６を長期にわたって安定して使用することができる。しかも、リーマ本体８に取付けられる板状部材９を変更することによって、種々の種類のリーマ６を形成することができるので、埋設場所の土質に合ったリーマ６を簡単に形成することができる。この際、リーマ本体８の共通化を図ることができるので、コスト低減を達成できると共に、在庫管理が容易となる。ところで、リーマ６を形成する場合、埋設現場で板状部材をリーマ本体８に取付けるようにしても、埋設現場へ行く前に、この埋設現場の土質に合った板状部材９をリーマ本体８に取付けてその土質に合ったリーマ６を形成するようにしてもよい。埋設現場で板状部材９をリーマ本体８に取付けるようにすれば、埋設現場での土質が予め調査した土質と相違していたとしても、この埋設現場において板状部材９をリーマ本体８に取付けることによって、その土質に合ったリーマ６を形成することができる。また、埋設現場へ行く前に板状部材９をリーマ本体８に取付けるようにすれば、埋設現場での取付作業（溶接等の作業）を省略することができ、埋設作業時間の短縮化を図ることができると共に、現場に溶接装置等を持っていく必要がないので、現場への移動が簡単である。
【００１５】
請求項２の管埋設方法は、リーマ６を使用して被埋設管を地中に埋設する管埋設方法であって、複数種のリーマ６を揃えておき、埋設場所の土質調査に基づいて上記複数種のリーマ６からその土質に合ったリーマ６を選択し、地中のパイロット孔５内のロッド３の先端に、その選択したリーマ６を付設して、上記ロッド３の回転と共にリーマ６を回転させつつ上記パイロット孔５からこのロッド３を引き抜いて、上記リーマ６に接続される被埋設管１を地中に埋設することを特徴としている。
【００１６】
請求項２の管埋設方法では、埋設現場にて、複数種のリーマ６から埋設場所の土質に合ったリーマ６を選択すればよいので、各現場にて、その種々の土質に対応したリーマ６を使用してパイロット孔５の拡径作業を行うことができ、安定した管埋設作業を行うことができる。
【００１７】
請求項３の管埋設方法は、上記リーマ６は、引き込む側に向かって縮径する略中空円錐形状のリーマ本体８と、このリーマ本体８の外面に付設されて掘削部を構成する板状部材９とを有し、この板状部材９を相違させることによって、複数種のリーマを形成することを特徴としている。
【００１８】
上記請求項３の管埋設方法では、リーマ本体８に取付けられる板状部材９を変更することによって、種々の種類のリーマ６を形成することができるので、埋設場所の土質に合ったリーマ６を簡単に形成することができる。また、この場合も、板状部材９を変更すれば、種類の相違するリーマ６を形成することができるので、リーマ本体８の共通化を図ることができる。これによって、コスト低減を達成できると共に、在庫管理が容易となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の管埋設方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。この管埋設方法は、上記した水平ドリル施工であり、この管埋設方法には、図１と図２に示す地盤孔明機が使用される。管埋設方法は、まず、図２に示すようなパイロット孔５を形成する。このパイロット孔５の形成は、上記図１０に示した作業にて行うが、その作業を図１を使用して簡単に説明すると、まず図２に示すように、地表に貫入立坑Ｐ１、発進立坑Ｐ２及び到達立坑Ｐ３を互いに所定距離だけ離間して設ける。そして、ドリル駆動装置２上に、その先端に先導体（パイロットヘッド）３ａが装着されたロッド（中空ロッド）３を設置して支持する。そして掘削液供給装置４から圧送された掘削液（清水、泥水、ベントナイト泥水等）を先導体３ａから噴出させつつドリル駆動装置２によってこのロッド３を、地面が略水平ならば貫入角β（例えば、１５°程度）で貫入立坑Ｐ１に対して斜めに貫入し、中空ロッド３を回転させつつ発進立坑Ｐ２に向けて矢印Ａ１方向に推進させ非回転で推進させて水平に曲げて発進立坑Ｐ２にパイロット孔５を明ける。さらに発進立坑Ｐ２を経て到達立坑Ｐ３へと中空ロッド３を継ぎ足しつつ地中を矢印Ａ２方向に推進させる。すなわち、直線の孔を掘削し、明ける場合は、このドリル駆動装置２の回転モータ８１により、ロッド３を介して、このロッド先端部に装着されている先導体（斜切り先導体）３ａを回転させながら、フレーム８２に沿って回転モータ８１を推進させる。また、方向変換する場合（曲線の孔を掘削し、明ける場合）は、回転モータ８１を回転させずに停止させ、この状態でフレーム８２に沿って回転モータを推進させ（ロッド５を推進させ）、斜切り先導体３ａの斜切り面を土圧に作用させて、斜切り面の反対方向に方向変更させ推進させる。なお、パイロッドヘッド３ａは先端面に中空ロッド３の中空内に連通する噴口（図示省略）を複数個有する。そこで、パイロッドヘッド推進時、掘削液供給装置４から圧送された掘削液を後方へ噴射し、掘削液及び掘削した土砂を後方に流出させる。
【００２０】
そして、先導体（パイロッドヘッド）３ａが到達立坑Ｐ３内に突出すると、パイロット孔５は完成する。そこでパイロッドヘッド３ａを外す。そして被埋設管１の管径に合わせて略同径又は若干大径のリーマ６（拡径具）を備えたリーマ装置を装着する。リーマ装置を装着した後は、ドリル駆動装置２によって中空ロッド３を回転させつつ中空ロッド３を図２の矢印Ｂ２方向に引き込む。このとき発生した土砂を掘削液の噴射によって、パイロット孔５とロッド外径の間の空間より排出（排土）する。また、一部の掘削液は後方へ回り被埋設管１に対して潤滑液の役割を果たす。そして、切り崩した土はリーマ６の回転と引き込みとによってリーマ６の外周の孔内壁に押し込められ、これによりパイロット孔５が拡径し、この形成される拡孔内に被埋設管１が矢印Ｂ１方向に沿って引き込まれる。
【００２１】
次にこの発明の管埋設方法に使用するリーマ装置について説明する。リーマ装置は、図３と図４と図５とに示すように、上記リーマ６を備え、このリーマ６が連結構造体７を介して被埋設管１に接続される。リーマ６は、引き込む側に向かって縮径する略中空円錐形状のリーマ本体８と、このリーマ本体８の外面に取付けられる複数の板状部材９・・とを備える。この場合、リーマ本体８の略中空円錐形状には、純粋な円錐形はもちろんのこと、図３等に示すように、短円筒体の基端胴部８ａと、先端テーパ部８ｂとからなる場合であっても、さらには、先端部に後述するロッド接続部２４が突設されていても、内部に内蔵物（後述するスイベル継手３４等）が収容されていても、リーマ本体８として、略中空円錐形状と呼ぶ。この板状部材９は、図７（ａ）に示すように、板状部材本体９ａと、この板状部材本体９ａの外面に設けられる硬化処理部９ｂとからなる。そして、リーマ本体８の軸心に対して所定角度で傾斜するように、この板状部材９はリーマ本体８に先端部から基端部まで配置されている。この場合、板状部材９は溶接にてリーマ本体８に取付けられて（固着されて）スパイラル状に配置される。
【００２２】
硬化処理部９ｂは超硬粒分散にて形成する。なお、超硬粒としては、例えば、高融点金属の炭化タングステン等を主成分とした焼結物を使用することができる。この場合、硬化処理部９ｂとしては、板状部材９が掘削部を構成するので、図７（ａ）のように、板状部材本体９ａの切り刃１０側及び板状部材本体９ａの外面１１側に設けているが、切り刃１０側にのみに設けても、外面１１側に設けてもよい。また、外面１１側の硬化処理部９ｂには、図４等に示すように、板状部材９の長手方向に沿って所定ピッチで周方向の欠損部１２・・を設けている。この欠損部１２・・が掘削時に土砂逃げ用の溝（空間）となって、摩擦抵抗の低減を図ることができる。なお、図３〜図５等において、Ｗは溶接部を示し、切り刃１０と反対側に設けられる。また、掘削部としてはリーマ本体８の外面から突出していればよいので、図７（ｂ）のように、リーマ本体８に超硬チップ９０を埋設して掘削部を形成するようにしてもよい、すなわち、超硬チップ９０をリーマ本体８の外面から突出（露出）する本体部９０ａと、この本体部９０ａから突出する突出部９０ｂとから構成し、この突出部９０ｂをリーマ本体８の孔部に嵌合させて、この本体部９０ａでもって、掘削部を形成するようにしてもよい。図７（ｂ）において、９１は止め輪等の抜け止め部材である。
【００２３】
このように、複数の板状部材９をリーマ本体８に取付けることによって、各板状部材９、９間に凹溝１３・・が形成されることになる。この凹溝１３は掘削土の排出溝となる。また、リーマ本体８の周壁には、凹溝１３の後端縁部に切欠部１４が設けられている。この切欠部１４は凹溝１３に入った土砂を後方へ排出する機能を有する。
【００２４】
そして、この凹溝１３内に、掘削液が噴出される複数の吐出口１５・・が板状部材９に沿って配置されている。この場合、リーマ本体８の周壁にねじ孔１６が設けられ、このねじ孔１６にノズル部材１７が嵌着されている。ノズル部材１７の貫通孔（リーマ本体８の周壁に対して略直交する方向の貫通孔）が吐出口１５となる。
【００２５】
ところで、リーマ本体８は、上記したように、基端胴部８ａと、先端テーパ部８ｂとからなり、上記切欠部１４が基端胴部８ａに形成され、上記吐出口１５・・が先端テーパ部８ｂに形成されている。そして、先端テーパ部８ｂの基端胴部８ａ側には、斜め後方へ掘削液を排出するための排出口１８が設けられている。この場合、リーマ本体８の周壁に貫孔１９を設け、この貫孔１９にノズル部材２０を嵌着している。そして、ノズル部材２０は、ブロック体２０ａと、このブロック体２０ａに螺合されるノズル２０ｂとからなる。
【００２６】
上記各吐出口１５・・・及び排出口１８の近傍には、掘削された土砂のこれらへの侵入を防止する突起部材２１・・を配置している。この場合、突起部材２１は、リーマ６の回転方向Ｃ（図５参照）の前方側とされる。この突起部材２１は、その表面に超硬粒分散にて形成される硬化処理部を形成するのが好ましい。すなわち、上記板状部材９の硬化処理部９ｂと同様、硬化がされていない突起部材本体をリーマ本体８に固着（溶接）し、この本体の表面に硬化処理部を施すようにすればよい。なお、このような本体を使用することなく、超硬粒のいわゆる肉盛りや超硬チップの埋設等でもって突起部材２１を形成するようにしてもよい。
【００２７】
そして、リーマ本体８の大径の開口部側に、図１に示すように、円板状の仕切部材２２が装着されている。これによって、リーマ本体８に、掘削液が供給される通路としての中空室２３が形成される。また、仕切部材２２には、ロッド３が接続されるロッド接続部２４（リーマ本体８の細径端部に設けられる）を構成する軸部材２５が固着されている。軸部材２５は、仕切部材２２から突設される筒部２５ａと、この筒部２５ａから突設される軸部２５ｂとからなり、軸部２５ｂの端面にねじ孔２６が設けられ、このねじ孔２６から筒部２５ａに開口する貫通孔２７が貫設されている。また、筒部２５ａには複数の貫孔２８・・が設けられている。この場合、仕切部材２２は、その軸心部において被埋設管側に凹部２９を有する中央部２２ａと、この中央部２２ａから外径方向へ伸びる鍔部２２ｂとからなり、中央部２２ａのロッド側から上記筒部２５ａが突設されている。
【００２８】
このため、ロッド３の先端のねじ部（図示省略）が軸部２５ｂのねじ孔２６に螺着され、このリーマ６がロッド３に装着される。そして、上記掘削液供給装置４からロッド３に供給された滑液（掘削液）は、軸部２５ｂの貫通孔２７を介して筒部２５ａに入り、この筒部２５ａから貫孔２８を介して中空室２３に供給される。この中空室２３に入った掘削液は各吐出口１５・・・及び排出口１８から外部へ排出される。なお、中空室２３は、各吐出口１５・・・及び排出口１８に掘削液を供給するための通路であるので、配管でもってこのような通路を形成するようにしてもよい。また、ロッド接続部２４として、上記実施形態では、リーマ本体８の細径端部から突出した軸部２５ｂにて構成したが、リーマ本体８の細径端部から突出しないものであってもよい。すなわち、リーマ本体８の細径端部内に、ロッド３の端部が螺合するねじ孔部を設ければよい。
【００２９】
上記仕切部材２２には、図８に示すように、上記中空室２３に入った掘削液を埋設管側（後方側）へ排出する噴射口３６が設けられている。この場合、仕切部材２２にねじ孔３０が設けられ、このねじ孔３０にノズル部材３１が嵌着されている。このノズル部材３１の貫通孔が噴射口３６となる。さらに、仕切部材２２には、このリーマ６の使用後等に、中空室２３内を洗浄するための清掃用孔３２が設けられている。この場合、清掃用孔３２はねじ孔からなり、通常の使用状態では、栓部材３３（図３参照）が装着されている。なお、噴射口３６及び清掃用孔３２はこの実施の形態ではそれぞれ２個設けられているが、これに限らない。
【００３０】
リーマ６と被埋設管１とを連結する連結構造体７は、図３に示すように、スイベル継手３４と、このスイベル継手３４と被埋設管１とを接続する接続具３５とを備える。スイベル継手３４は、図６に示すように、非回転側部材Ｓと、回転側部材Ｒとからなり、非回転側部材Ｓは、軸部３９と、この軸部３９に固着される押え板４０とを有し、回転側部材Ｒは、仕切部材２２に固着される基部３７と、この基部３７に固着されるブロック体３８とを有する。
【００３１】
上記基部３７は、凹部４１を有する本体部３７ａと、この本体部３７ａから外径方向に伸びる鍔部３７ｂとからなり、本体部３７ａが、仕切部材２２の凹部２９に嵌合した状態で、鍔部３７ｂが仕切部材２２の鍔部２２ｂの嵌合用凹所２９ａに嵌合する。そして、ブロック体３８は、リング体からなり、貫通孔４２と、ねじ孔４３とが設けられている。また、このブロック体３８には、基部３７側へ突出する突起部４４が設けられ、この突起部４４が基部３７の周方向切欠４５に嵌合し、この状態で、貫通孔４２に挿通されるボルト部材４６が基部３７の貫通孔４７に挿通されて、仕切部材２２の鍔部２２ｂのねじ孔４８に螺着され、また、基部３７の貫孔４９に挿入されるボルト部材５０がブロック体３８のねじ孔４３に螺着される。これによって、基部３７とブロック体３８とが仕切部材２２に固着される。なお、ブロック体３８の突起部４４の外周側にはＯリング等のシール部材５１が嵌合されている。
【００３２】
上記軸部３９は、その後端側に一対の突出片５２、５２が設けられ、その先端面にねじ孔５３が設けられ、押え板４０が先端面に当接した状態で、押え板４０の貫孔に挿通されるボルト部材５４がねじ孔５３に螺着される。そして、軸部３９の押え板４０側に、軸受を構成するブッシュ５５が外嵌されている。なお、ブッシュ５５は、筒状本体部５５ａと、この筒状本体部５５ａから外径側に突出する外鍔部５５ｂとからなり、外鍔部５５ｂがブロック体３８の切欠き部５６に嵌合している。
【００３３】
そして、非回転側部材Ｓと、回転側部材Ｒとは、フローティングシール５７にて密封される。このフローティングシール５７は、回転側の第１部５７ａと非回転側の第２部５７ｂとからなる。第１部５７ａは、ブロック体３８の嵌合用切欠き部５８に嵌合し、第２部５７ｂは、軸部３９に外嵌固着されたリング状支持体５９の嵌合用切欠き部６０に嵌合している。なお、第１部５７ａと、第２部５７ｂとは、それぞれ、シールリング６１ａ、６１ｂと、Ｏリング６２ａ、６２ｂとからなる。また、軸部３９には、フローティングシール５７にオイルを供給するための供給路６３が設けられており、その供給口には栓部材６４が装着されている。このように、スイベル継手３４がリーマ本体８の仕切部材２２に装着された状態では、図３に示すように、その要部（具体的には、突出片５２、５２を省いた部分）はほぼリーマ本体８内に収納された状態となる。
【００３４】
また、上記接続具３５は、図３に示すように、被埋設管１の端部に取付けられる管継手６５と、この管継手６５とスイベル継手３４とを接続するジョイント６６とを有する。管継手６５は、被埋設管１の端部に固着されるキャップ部６７と、リング部６８とからなる。すなわち、キャップ部６７は、本体部６７ａとコーン部６７ｂとからなり、このコーン部６７ｂの端部からリング部６８が突設されている。ジョイント６６は、スイベル継手３４の一対の突出片５２、５２間に挿入される突片６９と、管継手６５のリング部６８が挿入される一対の突出片７０、７０とを有する。すなわち、突出片５２、５２に軸部７１が装着され、この突出片５２、５２間に挿入される突片６９に、この軸部７１が挿通されている。また、管継手６５のリング部６８に挿通される軸部７２が、一対の突出片７０、７０に装着される。
【００３５】
このため、スイベル継手３４は、被埋設管１に対して、軸部７２を中心として矢印Ｘ方向に揺動し、軸部７１を中心として矢印Ｘ方向と直交する方向に揺動することができる。従って、これらの揺動の組み合わせによってリーマ６は被埋設管１に対して屈曲することができる。もちろん、スイベル継手３４によって、リーマ６は軸部材２５の軸心廻りに回転することができる。
【００３６】
また、上記連結構造体７の外周は円筒状の土砂侵入防止カバー７４にて包囲されている。この場合、カバー７４はその外径寸法（被埋設管１の外径寸法と略同等）がリーマ本体８の基端胴部８ａの内径寸法よりも小さく設定されている。そして、仕切部材２２に複数の支持片７５・・が被埋設管１側に設けられ、カバー７４の一端部（先端部）７４ａが支持片７５を外嵌するように、リーマ本体８内に突入される。この際、カバー７４の一端部７４ａと支持片７５とが重なっている部分において、外径方向からボルト部材７６を螺着して、このカバー７４を仕切部材２２に取付ける。なお、この場合、ボルト部材７６はリーマ本体８の切欠部１４に対応し、このボルト部材７６の外径方向からの螺着を可能としている。
【００３７】
そして、カバー７４が仕切部材２２に取付けられた状態では、カバー７４の一端部７４ａと、リーマ本体８の基端胴部８ａとの間に円環状の空間７８が形成され、この空間７８に上記噴射口３６が開口している。このため、リーマ本体８の中空室２３から掘削液が噴射口３６を介して排出された場合に、カバー７４内に入ることなく後方へ排出され、カバー外部の土砂を後方へ流すことができる。また、カバー７４の他端部７４ｂ（反リーマ本体側の端部）と被埋設管１との間に隙間７９が設けられる。この場合、隙間７９は、管継手６５のキャップ部６７のコーン部６７ｂとの間に設けられる。これによって、カバー７４を有しても、リーマ６は被埋設管１に対する屈曲性が損なわれない。
【００３８】
上記のように構成されたリーマ装置は、図３に示すように、スイベル継手３４を有する連結構造体７を介してリーマ６と被埋設管１とを接続した状態として、その先端のロッド接続部２４に、パイロット孔５の形成に使用したロッド３を接続して、このロッド３の引き戻し作業を行うことになる。しかしながら、被埋設管１を埋設しようとする土質には、種々の種類があり、土質に応じたリーマ６を使用するのが好ましい。そこで、この管埋設方法では、埋設作業に先だってその埋設場所の土質調査を行う。そして、その土質に合ったリーマ６を形成して、そのリーマ６を使用する。
【００３９】
すなわち、図９に示すように、複数種の板状部材９を揃え、その埋設場所の土質に合った板状部材９を選択して、この板状部材９を共通のリーマ本体８に取付けることによって土質に合ったリーマ６を形成する。この場合、図９（ａ）を基準とすれば、図９（ｂ）のように、その厚さ寸法Ｔが大であるもの、図９（ｃ）のように、その幅寸法Ｈが小であるもの、図９（ｄ）のように、その厚さ寸法Ｔが大であると共にその幅寸法Ｈが小であるもの、さらには、図９（ｅ）のように、その断面形状が台形状であるもの等のように、種々の板状部材９を揃えておく。
【００４０】
そして、予め埋設場所の土質調査を行って、種々の板状部材９・・からその土質に合う板状部材９を選択して、図８（ａ）に示すように板状部材９が装着されていないリーマ本体８に、図８（ｂ）のようにこの選択した板状部材９を取付けることによって土質に合ったリーマ６を形成する。この際、スイベル継手３４を取付けおくのが好ましい。このリーマ６を有するリーマ装置にて、ロッド３と被埋設管１とを接続して、このロッド３の引き戻し作業を行う。なお、板状部材９の数としては、図８（ｂ）では３枚であるが、４枚であっても、２枚であってもよい。すなわち、板状部材９の数の増減は任意であり、少なくとも１枚あればよく、この板状部材９の数を変更することによっても、リーマ６の種類を変更することができる。さらに、板状部材９の傾斜角度としても、そのリーマ６の回転速度や板状部材９の厚さ寸法等の関係で土質に合った角度があり、その土質に合った角度に板状部材９をリーマ本体８に固定するのが好ましい。
【００４１】
そして、リーマ装置の装着後に、ドリル駆動装置２によってロッド３を回転させつつロッド３を図３の矢印Ｂ２方向に引き込む。このとき発生した土砂を掘削液の噴射によって、パイロット孔５とロッド外径の間の空間より排出（排土）する。また、一部の掘削液は後方へ回り被埋設管１に対して潤滑液の役割を果たす。そして、切り崩した土はリーマ６の回転と引き込みとによってリーマ６の外周の孔内壁に押し込められ、これによりパイロット孔５が拡径し、この形成される拡孔内に被埋設管１が矢印Ｂ１方向に沿って引き込まれる。そして、被埋設管１の先端が発進立坑Ｐ２内に突出するまでロッド３を引き込むと、被埋設管１の引き込み作業が終了する。
【００４２】
この際、リーマ６は被埋設管１に対して屈曲性を有するので、安定した操縦性にて被埋設管１を引き込んでいくことができる。なお、この引き込み作業が終了すれば、被埋設管１からこのリーマ装置を外して、そして貫入立坑Ｐ１からロッド３を引き抜いて、各立坑Ｐ１〜Ｐ３を埋め戻せば、管埋設作業が終了する。また、埋設距離が長いときは、パイロット孔形成作業及び被埋設管１の引き込み作業を繰返せばよい。
【００４３】
ところで、排出口１８も吐出口１５と同様、掘削液が噴出されて被埋設管１の引き込み用滑剤としても作用し、その一部は拡孔とパイロット孔５との壁中に浸透し、残部はパイロット孔５を経て発進立坑Ｐ２内に戻って溜まることになる。この溜まった掘削液は図示省略の吸引装置で吸引して、掘削液供給装置４に戻して再利用することができる。このように、上記掘削液は、掘削土砂の排出、斜切り先導体（パイロットヘッド）又はリーマ６の潤滑、冷却、ロッド３の滑らかな推進、ベントナイト液で土砂の掘削孔への崩落防止、掘削孔壁への圧密性向上のために用いられる。
【００４４】
このように、上記埋設方法によれば、リーマ６が、パイロット孔５が形成された埋設場所の土質に合ったものであるので、その土質に対応した掘削量等にて掘削することができ、拡径後の拡径孔への土砂の崩落等を回避して被埋設管１の引き込み作業を滑らかに行うことができる。また、リーマ６の掘削刃に過大な負荷や摩擦力が付与されるのを防止して、リーマ６等の損傷を防止することができる。これによって、使用したリーマ６を長期にわたって安定して使用することができる。なお、板状部材９としては、板状部材本体９ａと、この板状部材本体９ａの表面（切り刃１０側及び外面１１側の表面）の硬化処理部９ｂとからなるので、リーマ本体８に取付ける前に、硬化処理部９ｂを形成しても、取付けた後に硬化処理部９ｂを形成するようにしてもよい。
【００４５】
ところで、埋設場所の土質調査を行ったとしても、実際の土質と、調査結果の土質とが相違する場合があるので、埋設現場にて、その土質に合ったリーマ６を形成するようにしてもよい。すなわち、板状部材９が取付けられていないリーマ本体８と、図９に示したような種々の板状部材９とを持っていき、埋設現場にて、土質に合った板状部材９を選択して、この選択した板状部材９をリーマ本体８に溶接にて取付けて、その土質に合ったリーマ６を形成する。このように、埋設現場で板状部材９をリーマ本体８に取付けるようにすれば、埋設現場での土質が予め調査した土質と相違していたとしても、この埋設現場において板状部材９をリーマ本体８に取付けることによって、その土質に合ったリーマ６を形成することができる。これに対して、埋設現場へ行く前に板状部材９をリーマ本体８に取付けるようにすれば、土質が予め調査した土質と相違した場合には対応ができないが、埋設現場での取付作業（溶接等の作業）を省略することができ、埋設作業時間の短縮化を図ることができると共に、現場に溶接装置等を持っていく必要がないので、現場への移動が簡単である。
【００４６】
また、他の実施形態として、予め種々のリーマ６・・を製造し、これら複数のリーマ６・・を埋設現場に持っていき、埋設現場にて、その土質に合ったリーマ６を選択して、この選択したリーマ６を使用するようにする。この場合にも、スイベル継手３４を取付けておくのが好ましい。このため、埋設現場にて、この複数種のリーマ６から埋設場所の土質に合ったリーマ６を選択すればよいので、各現場にて、その種々の土質に対応したリーマ６を使用してパイロット孔５の拡径作業を行うことができ、安定した管埋設作業を行うことができる。ところで、リーマ６は、板状部材９をリーマ本体８に取付けることによって形成することができるので、取付ける板状部材９を変更することによって、種々のリーマ６を形成することができる。
【００４７】
そして、上記リーマ装置では、リーマ６を形成する場合、略中空円錐形状のリーマ本体８の外面に、複数の板状部材９を例えば溶接にて取付けることによって、掘削部を構成することができるので、溝加工のための切削加工を省略することができ、製造コストの低減及び加工性の向上を図ることができる。また、溝加工を行わないため、略中空円錐形状のリーマ本体８の肉厚を小とすることができ、リーマ全体の軽量化を図ることができる。このため、立坑内でのリーマ６のロッド３に対する脱着作業の容易化を図ることができる。また、リーマ６の板状部材９は、板状部材本体９ａとその表面の硬化処理部９ｂとからなるので、耐摩耗性に優れ、長期に渡って優れた拡径具の機能を発揮する。しかも、上記硬化処理部９ｂを、超硬粒分散にて形成しているので、高硬度となる硬化処理部を簡単に形成することができる。この硬化処理部９ｂに、上記実施形態のように、欠損部１２・・を設ければ、欠損部１２・・が掘削時に土砂逃げ用の溝（空間）となって、摩擦抵抗の低減を図ることができる。
【００４８】
さらに、板状部材９をスパイラル状に配置したので、リーマ本体８は滑らかに回転して、パイロット孔５を確実に拡径する。これにより、被埋設管１がこの拡径孔に滑らかに引き込まれる。また、板状部材９、９間において凹溝１３が形成され、この凹溝１３が掘削土の排出溝となる。しかも、この凹溝１３に掘削液を噴出する複数の吐出口１５を設けたので、吐出口１５とパイロット孔５の内周壁との間に隙間ができ、この吐出口１５から掘削液が噴出し易く、しかも、凹溝１３には、切欠部１４が形成され、凹溝１３に入った土砂をこの切欠部１４から後方へ排出することが可能であり、掘削土の排出をより効果的に行うことができる。このため、このリーマ装置での掘削性の向上を図ることができる。
【００４９】
また、リーマ本体８の吐出口１５近傍の回転方向Ｃの前方側に、この吐出口１５への土砂侵入防止用の突起部材２１を設けたので、この突起部材２１にて、吐出口１５への土砂の侵入を防止することができる。すなわち、リーマ６が回転しつつパイロット孔５を拡径する際に、突起部材２１は、吐出口１５に流入しようとする土砂に対する防護壁となって、この吐出口１５の目詰まりを回避することができる。これによって、各吐出口１５からの掘削液の噴出を確実に行うことができ、土壌の切り崩し作用を安定して発揮することができる。
【００５０】
さらに、連結構造体７のスイベル継手３４の要部がリーマ本体８内にほぼ収納されるので、孔内壁に押し込まれない土砂があっても、この土砂のスイベル継手３４への侵入を防止できる。すなわち、被埋設管１をパイロット孔５に引き込むときには、リーマ６のロッド接続部２４にロッド３が接続され、このロッド３をパイロット孔５から引き抜くことになり、リーマ本体８はその細径側が進行方向となる。このため、土砂はリーマ本体８に対してその小径（細径）側から大径側に流れる、つまり後方へ流れることになって、リーマ本体８内に要部がほぼ収納されているスイベル継手３４側への土砂の侵入を防止することができる。これによって、スイベル継手３４の損傷を防止でき、リーマ本体８は滑らかに回転してこのリーマ６の拡径作業は安定して行うことができる。また、リーマ本体８内にスイベル継手３４がほぼ収納されるので、被埋設管１とリーマ本体８との間寸法を小さくでき、リーマ６の被埋設管１に対する屈曲性の向上を達成できて、被埋設管１の引き込み性を向上させることができる。さらに、被埋設管とリーマ本体との間寸法が小となれば、地上に開口した余掘り（リーマ接続孔）を少なくでき、その分施工時間の短縮を図ることができると共に、引込み抵抗の増加を防止することができる。
【００５１】
また、リーマ本体８と被埋設管１との間に、リーマ本体８に取付けられる土砂侵入防止カバー７４を設けたので、このリーマ本体８と被埋設管１との間への土砂の侵入を防止して、このリーマ装置内への土砂侵入による被埋設管１の引込み抵抗の増大を回避することができる。これにより、被埋設管１の引き込み作業を過大な引き込み力にて行うことなく軽快に行うことができる。また、土砂侵入による連結構造体７の損傷を防止することができ、リーマ６による拡径作業を安定して行うことができる。しかも、スイベル継手３４において、リーマ本体８側の回転側と、上記被埋設管１側の非回転側とをフローティングシール５７にて密封したので、長期にわたって信頼性及び耐久性に優れた土砂侵入防止機構を構成することができる。このため、メンテナンス間隔の延長を図ることができる。さらに、土砂侵入防止カバー７４は、そのリーマ本体８側の端部がこのリーマ本体８内に突入するので、土砂侵入防止カバ−７４のリーマ本体８側の端部からの連結構造体１側への土砂の侵入を防止でき、反リーマ本体８側の端部と被埋設管１との間に隙間７９を設けたので、被埋設管１に対するリーマ６の屈曲性を確保することができる。また、引き込み作業時には、このリーマ装置に対して被埋設管１側に流れることになるので、土砂侵入防止カバー７４と被埋設管１との間の隙間７９によって、カバー７４内に入った土砂等を排出することができる。
【００５２】
また、リーマ本体８の被埋設管１側の開口部近傍に仕切部材２２を配設したので、リーマ本体８はこの仕切部材２２にて補強され、強度的に優れ、パイロット孔５の拡径作業を安定して行うことができる。また、仕切部材２２に、リーマ本体８の中空室２３（掘削液の通路）に入った掘削を被埋設管１側へ排出する噴射口３６を設けたので、この噴射口３６から噴射された掘削液にて、リーマ本体８の後方側に土砂が溜まるのを防止でき、このリーマ装置内への土砂侵入による被埋設管１の引込み抵抗の増大を回避することができる。しかも、埋設作業終了後に、この噴射口３６や吐出口１５から洗浄水を注入して、この中空室２３内の洗浄が可能である。特に、仕切部材２２に２個の比較的大径の清掃用孔３２を設けたので、一方の清掃用孔３２から洗浄水を中空室２３内へ注入して、他方の清掃用孔３２から洗浄水を排出することによって、中空室２３内に入った土砂等を排出することができ、中空室２３内の洗浄を確実に行うことができる。このため、中空室２３内に入った土砂等による噴射口３６や吐出口１５の目詰まりを生じさせず、このリーマ装置を使用した次回の埋設作業において、土壌の切り崩し作用を有効に発揮することができる。なお、吐出口１５は、リーマ本体８に設けられたねじ孔１６に螺着されるノズル部材１７にて構成しているので、この吐出口１５に目詰まりが生じても、ノズル部材１７を外すことにより、目詰まりを簡単に解消することができる。
【００５３】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、土質に合ったリーマを形成する場合、リーマ本体８を共通化すれば、コスト低減を達成できると共に、在庫管理が容易となる利点があるが、リーマ本体８としても形状等が相違する複数のものを使用してもよく、この場合、リーマ本体８の吐出口１５の孔径や数を相違させるようにしてもよい。また、土質によっては、板状部材９が硬化処理部９ｂを有さないものであってもよい。さらに、現場において、種々のリーマ６からその土質に合ったものを選択する場合、上記実施形態では、リーマ６として板状部材９が相違したものであったが、リーマ６が、図７（ｂ）のように、超硬チップ９０を使用したものである場合、この超硬チップ９０を変更することによって、種々のリーマ６を形成することができるので、このように形成したリーマ６を現場に持っていくようにしてもよい。なお、管埋設場所によっては、傾斜面にロッド３を貫入させ、傾斜面からロッド３を突出させる場合もあるので、埋設作業時に、貫入立坑Ｐ１、発進立坑Ｐ２、到達立坑Ｐ３等を省略できることもある。また、また、使用する地盤孔明機としては、上記実施形態では、ドリル駆動装置２と掘削液供給装置４とを別体として構成したが、これらが一体で構成されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の管埋設方法の実施形態を示す簡略図である。
【図２】パイロット孔を形成する方法を示す簡略図である。
【図３】上記管埋設方法に使用する地盤孔明機のリーマ装置の断面図である。
【図４】上記リーマ装置のリーマを示す側面図である。
【図５】上記リーマ装置のリーマを示す正面図である。
【図６】上記リーマ装置の要部拡大断面図である。
【図７】上記リーマ装置のリーマの要部拡大断面図である。
【図８】上記リーマ装置のリーマ本体の背面図である。
【図９】上記リーマ装置の板状部材を示す断面図である。
【図１０】地盤孔明機によるパイロット孔を形成する方法を示す簡略図である。
【図１１】地盤孔明機による被埋設管の埋設方法を示す簡略図である。
【図１２】従来の地盤孔明機のリーマ装置を示す簡略図である。
【符号の説明】
１・・被埋設管、３・・ロッド、５・・パイロット孔、６・・リーマ、８・・リーマ本体、９・・板状部材

Claims

引き込む側に向かって縮径する略中空円錐形状のリーマ本体（８）と、このリーマ本体（８）の外面に付設されて掘削部を構成する板状部材（９）とを有するリーマ（６）を使用して、被埋設管（１）を地中に埋設する管埋設方法であって、複数種の板状部材（９）を揃えておき、埋設場所の土質調査に基づいて上記複数種の板状部材（９）からその土質に合った板状部材（９）を選択し、その選択した板状部材（９）をリーマ本体（８）に取付けてその土質に合ったリーマ（６）を形成し、その後、地中のパイロット孔（５）内のロッド（３）の先端にこのリーマ（６）を付設して、上記ロッド（３）の回転と共にリーマ（６）を回転させつつ上記パイロット孔（５）からこのロッド（５）を引き抜いて、上記リーマ（６）に接続される被埋設管（１）を地中に埋設することを特徴とする管埋設方法。
リーマ（６）を使用して被埋設管を地中に埋設する管埋設方法であって、複数種のリーマ（６）を揃えておき、埋設場所の土質調査に基づいて上記複数種のリーマ（６）からその土質に合ったリーマ（６）を選択し、地中のパイロット孔（５）内のロッド（３）の先端に、その選択したリーマ（６）を付設して、上記ロッド（３）の回転と共にリーマ（６）を回転させつつ上記パイロット孔（５）からこのロッド（３）を引き抜いて、上記リーマ（６）に接続される被埋設管（１）を地中に埋設することを特徴とする管埋設方法。
上記リーマ（６）は、引き込む側に向かって縮径する略中空円錐形状のリーマ本体（８）と、このリーマ本体（８）の外面に付設されて掘削部を構成する板状部材（９）とを有し、この板状部材（９）を相違させることによって、複数種のリーマ（６）を形成することを特徴とする請求項２の管埋設方法。