JP2004534167A - 地面に円穴を作る方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、穴空け装置により駆動されるドリルパイプの端部に取り付けられた工具の手段により、地中に円穴を作り拡張するための方法、又は地下の管路を破壊し交換するための方法に関する。前記方法によれば、ドリルパイプは、機械ピット（出発用ピット）内において、相互に連結される個々の部分から構成される。本発明の目的は、機械ピットの直径と同じ長さ又は殆ど同じ長さのドリルパイプ部分の使用を許すことである。これを達成するために、新しいドリルパイプ部分を入れる前に、穴空け装置が動かされ、例えば斜めに置かれ、かかる方法で、ドリルパイプを、既に地中に差し込まれかつ機械ピット内に突き出ているドリルパイプ部分の後端部内に、例えばピットの外側から穴空け装置内に、障害なしに押すことができる。ドリルパイプ部分が入れられると、穴空け装置は、前記ドリルパイプ部分と共に、穴空け方向に整列され、又は既に地中にあるドリルパイプ部分と整列させられる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、地面に円穴を作り拡張するための方法、又は地中に設置されている管路の破壊交換のための方法に関し、かつその内容を参照した特許文献１及び２の優先権を含む。
【背景技術】
【０００２】
上の形式の方法は、水平方向ボーリングに適しかつロッドを有するボーリング装置を使用し、これにおいては、ロッドの自由端の工具が地中のボーリング及び／又は拡張に適し或いは地中に埋設されている古いパイプの破壊に適している。ロッドは、既に地中にあるロッド部品の後端部に一緒にネジ止めされ又は取り付けられネジ止めされた個々の部分を備える。しかし、ボーリング装置は地中の穴又は古いパイプの高さに置かれ、従って通常は出発用の掘削部内に、即ち予め掘られた掘削部内に置かれ、或いは下水システムの現存のマンホール内に置かれるため、この取付け及びネジ止めの作業は困難に遭遇する。
【０００３】
ロッド部分びボーリング装置の全長は、長くてもマンホール又はマンホール開口部の直径に相当し、このためボーリング装置の後方には、新しいロッド部分を既に地中にあるロッド部品に連結するための空間がなおあり、連結後、取り付けられたロッド部分を導くためにボーリング装置の運転を再開始する。６０ｍまでのマンホール間の距離及び標準マンホールの直径１００ないし１２０ｃｍ、最大で１６０ｃｍが与えられた場合、これは全距離にわたるロッド部分の導入がかなりの時間を要することを意味する。
【０００４】
更に、ロッド部分の短いことを考えると、故障し易い高価なソケット又はネジ継手を多数、例えば６０個又は７０個必要とする。追加の要因は、空気駆動式のボーリング装置においては圧縮機からボーリング装置に至るホースの長さがあるレベルを越すと始動が困難となることである。
【０００５】
上述の諸問題は、マンホール間に新しく地中の穴が作られて新しい管路が導入され場合、及び代わりの新しい管路を導入するために、ロッド上の切削用工具により破壊される古い管路がマンホール間にある場合のいずれにおいても発生する。
【０００６】
掘られた掘削部の中に配置されたボーリング装置でボーリングする場合、掘削部が標準マンホールとほぼ同じ幅のものであるときは、同じ困難が生ずる。もし、空いている幅が（かなり）広ければ、これらの問題を無くし又は緩和することができる。しかし、これには掘削する土壌の量を対応して大きくすることが必要であり、従って大きい費用が必要となる。更に、掘削された土壌の一時的な貯蔵及び廃棄のための輸送に対する要求に伴う諸問題がある。
【０００７】
非特許文献１が、壕なしの供給管路の設置方法を既に明らかにしている。これにおいては、まず、２個の掘削部、即ち出発用掘削部と目標掘削部とが掘られる。次いで、地上に置かれ斜めに作動するボーリング装置が出発用掘削部に関して傾斜した穴を斜めに作り、次いで目標掘削部に向かって実質的に水平方向の穴を作る。次いで、目標掘削部において拡張ヘッドがボーリングロッドに設けられ、これが逆向きに作業し、そして最終的にこれが出発用掘削部に達するまで後方に引き戻される。
【０００８】
しかし、補助的な穴を作ることは、その補助的な穴の続く埋め戻し及びマンホール壁の復旧及び周囲表面（路面、前庭の植栽など）の仕上げを必要とし、許容できないことが多く、或いは非常に複雑である。
【特許文献１】
ドイツ特許出願第１０１ ３４ ０３６．２号 明細書
【特許文献２】
ドイツ特許出願第１０１ ５９ ７１２．６−２４号 明細書
【特許文献３】
ドイツ特許第１９７ ２５ ６２８号 明細書
【特許文献４】
米国特許第６ ２６７ １８７号 明細書
【非特許文献１】
雑誌 ”ｓ＋ｔ４６ （１９９２）１”１，ｐ１０，１２，１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このため、本発明は、ロッド部分の限定された長さ、又はより長いロッド部分に適した直径の掘削部を作る必要性、又は補助穴を作り次いで埋め戻す必要性から生ずる不利益を避ける問題に基づく。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの欠点を避けるために、本発明は、ロッド部分を受け入れる構成要素（即ち、ロッド受入れ部品）又はボーリング装置全体が、既に地中に導かれたロッド部分の、機械掘削部内に突き出ている後端部により妨げられることなく、ロッド部分がロッド受入れ部品内に入れられることを許す空間位置にまず動かされる方法を提案する。これが行われと、直ちに、ロッド受入れ部品又はボーリング装置は、ボーリング位置、即ち、穴又は既に地中にあるロッドの部分と揃った位置に戻され、ここで、既に地中にあるロッド部品の最後のロッド部分に連結される。
【００１１】
本明細書においては、用語ロッド受入れ部品は、一方ではボーリング装置に連結され、他方ではロッド部分が先行のロッド部分に連結されるより前にロッド部分の後端部を受け入れる部品を意味すると理解すべきである。プラグ結合の形式のこの形式のロッド受入れ部品は、特許文献３及びこれに相当する特許文献４に明らかにされる。
【００１２】
ロッド部分を入れるために、ロッド部分用の受入れ部品、例えばロッド用の回転駆動機構の連結具に対しては、そのボーリング位置から外すように動かすこと、例えば上方に変位させることで十分である。
【００１３】
標準ボーリング装置の位置の変化は、ボーリング位置と受入れ位置との間の旋回によっても行うことができる。別の可能な選択は、持上げ用キャリッジ又はある形式の持上げ用プラットフォームの支援による、ロッド部分の受入れ部品又はボーリング装置の２位置間の動きよりなり、これは、ボーリング位置より上方の位置、例えば地表位置において、ロッド部分を装置に入れることを可能とする。
【００１４】
旋回の場合は、ボーリング方向で見て前方又は後方に少なくも１個の旋回軸受が設けられたボーリング装置を使用することが可能である。この形式の装置は、基本フレーム及びその上に旋回可能に配列されかつ実際のボーリング装置を有する取付架台を備えることができる。この事例においては、旋回駆動機構、例えば油圧又は空気圧のシリンダーが、基本フレームと取付架台との間に置かれる。更に、基本フレーム及び取付架台には、ボーリング中における望ましくない運動を防ぐためにボーリング装置に固定された固定用機構を備えることができる。
【００１５】
しかし、基本フレームは、持上げ用プラットフォームとして作動することもでき、或いは持上げ用プラットフォーム上に配列することもでき、この手段により、装置は、地面まで可変高さでボーリング位置から外れるように動かされ、その高さにおいて新しいロッド部分を押し、又は目標掘削部内において取り去ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による装置の使用は、管路部分をボーリング装置内に押し込むため又は取り出すために、現存のマンホール又は掘られた出発用の掘削部における追加の空間を何も必要とせず、このため、管路部分は、マンホールの直径又はボーリング装置の長さに相当する長さを持つことができる。一方、本発明により装置が使用されるときは、水平方向における機械掘削部の寸法を、ボーリング装置の概略の長さより大きくする必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
狭い開口部２を有する標準マンホール１（機械掘削部／目標掘削部）において、支持体４上にプラットフォーム３があり、この上にボーリング装置５が支持されている。ボーリング装置は基本フレーム６を備え、これは旋回軸受７を介して取付架台８に連結され、この上に前進駆動機構９及び回転駆動機構１０が位置決めされる。前進駆動機構も基本フレーム６上に配列することができる。回転駆動機構１０は、パイプ部分１１を受け入れ得るように中空軸（図示せず）を有し、このパイプ部分の前端部１２は、既に地中にあるロッド部品の最後のロッド部分１３にネジ止めすることができる。これを許すために、ロッド部分１３を定位置に保持するためのクランプ装置１４が取付架台８上に置かれる。力は、確実な固定手段又は摩擦固定手段により中空軸とロッド部分１１との間で伝えられる。
【００１８】
ロッド部分１１がロッド部分１３上にネジ止めされると、直ちに前進用駆動機構９がロッド１１、１３を強制して、これらを、ロッド部分１１の後端部がロッド部分１３の状況になりかつ取付架台８が「空」にされるまで地中に前進させる。次いで、取付架台８が、図１に示されたボーリング位置から図２に示される受入れ位置に回される。これは、中空軸の軸線の延長１６がマンホール１の開口部２内で伸びる位置を取付架台８が取るまで、（取付架台の基本フレーム間を伸びている）油圧シリンダー１５の支援によりなされることが好ましい。この位置においては、全体の直径に近い長さを有するロッド部分１１を、図２に示された位置に達するまで中空軸内に入れることが容易にできる。次いで、取付架台を新しいロッド部分と共に、この位置から図１に示されたボーリング位置に容易に旋回させて戻すことができる。
【００１９】
図３に示された実施例においては、ボーリング装置５は、持上げ用キャリッジ１７上に配置される。持上げ用キャリッジは、マンホール１内に配置されたフレームワーク１８内で移動させることができ、かつ旋回駆動機構（図示せず）、例えば油圧シリンダーに連結され、これによりボーリング装置を傾斜位置に配列することができる。この方法で、ボーリング装置を傾斜位置で狭いマンホール開口部２を通して動かすことができ、これによりボーリング装置の長さがマンホール開口部２の開き幅より大きい場合でも、これを地上の受入れ位置に動かすことができる。ボーリング装置５が図３に示されたその上方位置に達すると、すぐに、これはロッド部分を受け入れるために水平位置に旋回して戻される。
【００２０】
壕掘削機又は出発用掘削機１９において使用される図４及び５に示されたボーリング装置は、支持体２１間で、ボーリング位置（図４）と地上の受入れ位置との間を変位し得る持上げ用プラットフォーム２０上に設置される。
【００２１】
図６に示されたボーリング装置の場合は、回転駆動機構１０が持上げ装置２２に連結され、これにより、回転駆動機構は、ロッド部分１１の後端部用のその受入れ部品２３と共に、既に地中にあるロッド部分１３と揃えられたボーリング位置から、図示の位置に上向きに外して変位させることができる。この位置において、既に地中にあるロッド部分１４の後端部と回転駆動機構との間の距離より長いロッド部分１１を、受入れ部品２３内に入れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】現存しているマンホール内のボーリング位置における本発明によるボーリング装置を示す。
【図２】受入れ位置における図１に示された装置を示す。
【図３】３種の異なった高さ位置において、持上げ用キャリッジ上に旋回可能に配列されたボーリング装置を示す。
【図４】ボーリング位置における持上げ用プラットフォーム上のボーリング装置を示す。
【図５】地面上方の受入れ位置における図３に示されたボーリング装置を示す。
【図６】垂直方向に変位可能なボーリング装置、回転駆動機構を示す。

Claims (11)

1. 出発用の掘削部内に配列されかつ複数の部分よりなるボーリングロッドを有するボーリング装置の支援により、地面の穴を作りかつ拡張し或いは埋設された管路を破壊し交換するための方法であって、ロッド部分を受け入れるためのボーリング装置の受入れ部品が、ロッド部分を入れ又は取り去るために、出発用掘削部内のそのボーリング位置から外れて動かされ、そしてロッド部分が入れられた後で、受入れ部品がボーリング位置に戻るように動かされることを特徴とする方法。
2. ロッド部分のためのボーリング装置の受入れ部品が上方に動かされることを特徴とする請求項１に請求された方法。
3. ボーリング装置のロッド受入れ部品がそのボーリング位置から外れて動かされることを特徴とする請求項１又は２に請求された方法。
4. ロッド受入れ部品におけるロッド部分の入れ又は取り去りのために、ボーリング装置が出発用掘削部内のそのボーリング位置から外れて、出発用掘削部の外側からロッド受入れ部品内へのパイプ部分の入れを許す位置に動かされることを特徴とする請求項１に請求された方法。
5. ボーリング装置が、そのボーリング位置から外れて、出発用掘削部内の受入れ位置に旋回されることを特徴とする請求項１に請求された方法。
6. ボーリング装置が、出発用掘削部内のそのボーリング位置から外れて、出発用掘削部の外側の受入れ又は取り去りの位置に、地上の位置に動かされることを特徴とする請求項５に請求された方法。
7. ボーリング装置のロッド受入れ部品が持ち上げられることを特徴とする請求項１又は２に請求された方法。
8. ボーリング装置が、出発用掘削部内において、前部又は後部に置かれた回転点まわりに傾斜位置に旋回されることを特徴とする請求項１ないし６の一つに請求された方法。
9. ロッド部分（１１）のための受入れ部品（２３）及び請求項１ないし５の一つにおいて請求された方法のためのボーリング方向で前方又は後方に配列された旋回軸（７）を有するボーリング装置の使用。
10. 請求項１、２又は７の一つに請求された方法のためのボーリング装置、持上げ装置（２２）の設けられたそのロッド部分（１１）用の受入れ部品の使用。
11. 請求項６に請求された方法のための持上げ用キャリッジ（１７）又は持上げ用プラットフォーム（２０）上に配列されたボーリング装置の使用。