JP2006037543A - Pipe laying construction method by one-way excavation pipe-jacking method - Google Patents

Pipe laying construction method by one-way excavation pipe-jacking method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pipe laying construction method by a one-way excavation pipe-jacking method capable of miniaturizing a motive power source by minimizing jacking resistance and bending resistance. <P>SOLUTION: This pipe laying construction method comprises a process of excavating a pilot hole 35 including a curved part in the ground by a pilot excavation tool 1 having a curve constructible bit 4 on the tip, a process of building up a casing pipe 20 having a ring bit 21 on the tip at its outer periphery with the pilot excavation tool 1 as a guide, a process of recovering the pilot excavation tool 1, a process of inserting a laying pipe inside the casing pipe 20, and a process of recovering the casing pipe 20 while leaving the laying pipe as it is. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、片押し推進工法による管敷設工法に関し、より詳細には、地下水を集水するための集水管、地下に水を浸透させるための排水管、あるいは上下水道管、ガス管、さらには各種ケーブル管などを片押し推進工法により地中に敷設する工法に関する。   The present invention relates to a pipe laying method by a single-pushing propulsion method, and more specifically, a water collection pipe for collecting groundwater, a drain pipe for infiltrating water underground, or a water and sewage pipe, a gas pipe, The present invention relates to a construction method in which various cable pipes and the like are laid in the ground by a single push propulsion method.

近年、地盤を非開削でかつ推進を発進側からのみ行う片押し推進工法による管の敷設工法が知られている。この出願人は、このような管敷設工法の1つとして、先に特許文献1に記載のような工法を提案している。この工法は、それぞれ先端にビットを有するインナロッド掘削ツールスとケーシングパイプとからなる2重管により、地盤を掘削しながら同時に推進させる。所定位置に達した後、インナロッド掘削ツールスを回収して、ケーシングパイプ内に敷設管を挿入する。敷設管を挿入したらこれを残置したまま、ケーシングパイプを回収するという工法である。   In recent years, there has been known a pipe laying method by a one-push propulsion method in which the ground is not excavated and propulsion is performed only from the start side. This applicant has previously proposed a construction method as described in Patent Document 1 as one of such pipe laying construction methods. This method is simultaneously propelled while excavating the ground by a double pipe comprising an inner rod excavation tool having a bit at the tip and a casing pipe. After reaching the predetermined position, the inner rod excavation tools are collected and the laying pipe is inserted into the casing pipe. This is a method of collecting the casing pipe while leaving the laying pipe inserted.

しかし、この工法は次のような難点がある。すなわち、2重管を同時に推進させるため、推進抵抗が大きく岩盤などに遭遇すると掘進が困難となる場合がある。また、曲線部においてはケーシングパイプもインナロッドとともに曲げながら施工することとなるので、曲げ抵抗が大きくなる。このため、ケーシングパイプとして曲げやすい樹脂管を使用せざるを得ず、強度的に不安である。
特願2003−021111号明細書
However, this method has the following difficulties. In other words, since the double pipes are simultaneously propelled, the propulsion resistance is large, and it may be difficult to dig when encountering a rock or the like. In addition, the bending resistance increases because the casing pipe is also bent along with the inner rod at the curved portion. For this reason, a resin pipe that is easy to bend must be used as the casing pipe, which is uneasy in terms of strength.
Japanese Patent Application No. 2003-021111

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、推進抵抗や曲げ抵抗を小さく抑えることができ、動力源が小さなもので済む片押し推進工法による管敷設工法を提供することにある。
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following object.
An object of the present invention is to provide a pipe laying method by a one-push propulsion method that can suppress propulsion resistance and bending resistance to a small level and requires a small power source.

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、先端に曲線施工可能なビットを有するパイロット掘削ツールスにより、地中に曲線部を含むパイロット孔を掘削する工程と、
前記パイロット掘削ツールスをガイドとしてその外周に、先端にリングビットを有するケーシングパイプを建て込む工程と、
前記パイロット掘削ツールスを回収する工程と、
前記ケーシングパイプの内部に敷設管を挿入する工程と、
前記敷設管を残置したまま前記ケーシングパイプを回収する工程と
を備えてなる片押し推進工法による管敷設工法にある。
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.
That is, the present invention includes a step of drilling a pilot hole including a curved portion in the ground by a pilot drilling tool having a bit that can be curved at the tip,
A step of building a casing pipe having a ring bit at the tip on the outer periphery thereof, using the pilot drilling tools as a guide;
Recovering the pilot drilling tools;
Inserting a laying pipe inside the casing pipe;
A pipe laying method by a one-pushing propulsion method comprising a step of recovering the casing pipe while leaving the laying pipe left.

より具体的には、前記パーロット掘削ツールスを構成する複数本のドリルロッド及びケーシングパイプを構成する複数本のパイプユニットは、いずれも鋼製のものであって中間部の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっている。また、前記ケーシングパイプの先端に設けられるリングビットは、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面となっている。   More specifically, the plurality of drill rods constituting the parrot drilling tools and the plurality of pipe units constituting the casing pipe are all made of steel, and the thickness of the intermediate portion is within a predetermined length range. It has become smaller over time. The ring bit provided at the tip of the casing pipe has an annular inclined surface whose inner periphery at the tip extends in a trumpet shape.

この発明工法によれば、パイロット掘削ツールスによりパイロット孔を掘削した後、当該パイロット掘削ツールスをガイドとしてケーシングパイプを建て込むので、2重管を同時に推進させる既提案の工法に比べて推進抵抗や曲げ抵抗を小さなものとすることができ、動力源が小さなもので済む。   According to this construction method, after drilling the pilot hole with the pilot excavation tools, the casing pipe is built using the pilot excavation tools as a guide. The resistance can be small and the power source can be small.

また、パイロット掘削ツールスを構成するドリルロッド及びケーシングパイプを構成するパイプユニットは、いずれも鋼製のものであって中間部の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっている構造とすることにより、所要の強度を持たせつつ曲げやすいものとすることができる。   In addition, the drill rod that constitutes the pilot excavation tools and the pipe unit that constitutes the casing pipe are both made of steel and have a structure in which the thickness of the intermediate portion is reduced over a predetermined length range. Thus, it can be easily bent while having a required strength.

さらに、ケーシングパイプの先端に設けられるリングビットは、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面となっている構造とすることにより、ケーシングパイプの建て込み時にはパイロット掘削ツールスの外周に引っ掛かったりすることがなく、当該パイロット掘削ツールスをガイドとしてスムーズに建て込むことができる。   In addition, the ring bit provided at the tip of the casing pipe has an annular inclined surface with the tip inner periphery expanding in a trumpet shape, so that it can be caught on the outer periphery of the pilot excavation tools when the casing pipe is installed. Therefore, the pilot drilling tools can be installed smoothly as a guide.

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図1は、この発明工法に使用するパイロット掘削ツールス1を示す軸線方向断面図である。パイロット掘削ツールス1は、先端のビットアッセンブリ2と、これに接続される複数本のドリルロッド3とからなっている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view showing a pilot excavation tool 1 used in the present invention construction method. The pilot drilling tool 1 is composed of a bit assembly 2 at the tip and a plurality of drill rods 3 connected to the bit assembly 2.

ビットアッセンブリ2は、先端から順にビット4、アダプタ管5、ゾンデ収容管6及びアダプタ管7をねじ接続して構成される。これらの部材4〜7の内部は掘削水の供給路8となっている。ビット4には供給路8と連通する噴射孔9が設けられ、この噴射孔9はビット4の先端面10に開口している。ビット4の先端面10には超硬チップ11が植設されている。ビット4は、その軸線に対して傾斜して先端面10に連なる傾斜面12を有している。ビット4はこのような傾斜面12を持つので、ビットアッセンブリ2を非回転で推進させることにより、曲線施工が可能となる。ゾンデ収容管6の内部に収容されたゾンデ13は、掘削位置を検知してその信号を送出するためのものである。   The bit assembly 2 is configured by screwing a bit 4, an adapter pipe 5, a sonde accommodating pipe 6 and an adapter pipe 7 in order from the tip. Inside these members 4 to 7 is a supply path 8 for excavation water. The bit 4 is provided with an injection hole 9 that communicates with the supply path 8, and the injection hole 9 opens in the tip surface 10 of the bit 4. A carbide tip 11 is implanted on the tip surface 10 of the bit 4. The bit 4 has an inclined surface 12 that is inclined with respect to the axis thereof and continues to the tip surface 10. Since the bit 4 has such an inclined surface 12, curve construction is possible by propelling the bit assembly 2 without rotation. The sonde 13 accommodated in the inside of the sonde accommodating tube 6 is for detecting the excavation position and transmitting the signal.

掘進に伴って順次継ぎ足される複数本のドリルロッド3は、その先端及び後端にそれぞれ形成されたねじ14,15により前後に隣接するものどうしが接続される。先頭のドリルロッド3は、先端の雌ねじ14がアダプタ管7の後端の雄ねじ16に嵌合されることにより、ビットアッセンブリ2に接続される。ドリルロッド3は鋼製のものであり、中間部17の肉厚が所定範囲に亘って小さくなっている。   The plurality of drill rods 3 that are sequentially added along with the excavation are connected to the adjacent ones at the front and rear by screws 14 and 15 formed at the front and rear ends, respectively. The leading drill rod 3 is connected to the bit assembly 2 by fitting a front female screw 14 to a male screw 16 at the rear end of the adapter tube 7. The drill rod 3 is made of steel, and the thickness of the intermediate portion 17 is reduced over a predetermined range.

図2は、この発明工法に使用するケーシングパイプ20を示す軸線方向断面図である。ケーシングパイプ20は、先端のリングビット21と、これに接続される複数本のパイプユニット22とからなっている。リングビット21は先端に超硬チップ23が植設され、ている。また、リングビット21の先端内周は、ラッパ状に拡がる環状傾斜面24となっている。   FIG. 2 is an axial sectional view showing the casing pipe 20 used in the method of the present invention. The casing pipe 20 includes a ring bit 21 at the tip and a plurality of pipe units 22 connected to the ring bit 21. The ring bit 21 has a carbide tip 23 implanted at the tip thereof. The inner periphery of the tip of the ring bit 21 is an annular inclined surface 24 that expands in a trumpet shape.

ケーシングパイプ20の建て込みに伴って順次継ぎ足される複数本のパイプユニット22は、その先端及び後端にそれぞれ形成されたねじ25,26により前後に隣接するものどうしが接続される。先頭のパイプユニット22は、先端の雄ねじ25がリングビット21の後端の雌ねじ27に嵌合されることにより、該リングビット21に接続される。パイプユニット22は鋼製のものであり、中間部28の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっている。   A plurality of pipe units 22 that are sequentially added as the casing pipe 20 is built are connected to one another adjacent to the front and rear by screws 25 and 26 formed at the front and rear ends, respectively. The leading pipe unit 22 is connected to the ring bit 21 by fitting the male screw 25 at the front end to the female screw 27 at the rear end of the ring bit 21. The pipe unit 22 is made of steel, and the thickness of the intermediate portion 28 is reduced over a predetermined length range.

次に上記のパイロット掘削ツールス1及びケーシングパイプ20を使用した管敷設工法の実施形態について説明する。図3〜図7は管敷設工法の実施形態を示す断面図であり、各図において(a)は全体図、(b)は要部拡大図を示している。   Next, an embodiment of a pipe laying method using the pilot excavation tools 1 and the casing pipe 20 will be described. 3-7 is sectional drawing which shows embodiment of a pipe laying construction method, (a) is a general view in each figure, (b) has shown the principal part enlarged view.

施工に使用されるボーリングマシン30は、走行クローラ31に搭載される形式のものである。ボーリングマシン30は、ガイドセル32に沿って走行するドリルヘッド33を備え、このドリルヘッド33に上述のパイロット掘削ツールス1あるいはケーシングパイプ20が接続される。ボーリングマシン30は、図面上明示はされていないが、ドリルヘッド33を走行させて、掘削ツールスを推進させる推進(給進)機構を備えている。さらに、この実施形態で使用されるボーリングマシン30は、ロータリパーカッションドリルとして知られているマシンであり、掘削ツールスを回転させる回転駆動機構に加えて、打撃力を付与する打撃機構を備えている。   The boring machine 30 used for construction is of a type mounted on the traveling crawler 31. The boring machine 30 includes a drill head 33 that travels along the guide cell 32, and the pilot drilling tool 1 or the casing pipe 20 is connected to the drill head 33. Although not clearly shown in the drawing, the boring machine 30 includes a propulsion (feeding) mechanism that causes the drill head 33 to travel to propel the drilling tools. Furthermore, the boring machine 30 used in this embodiment is a machine known as a rotary percussion drill, and includes a striking mechanism that imparts striking force in addition to a rotary drive mechanism that rotates the excavating tools.

(1)パイロット孔掘削
図3に示すように、ドリルヘッド33にパイロット掘削ツールス1を接続し、この掘削ツールス1を推進・回転させ(地質状態によってはさらに打撃して)、先端のビット4によりパイロット孔35を掘削する。その際、掘削ツールス1の内部の供給路8を通して掘削水を供給し、ビット4の噴射孔9から噴射させる。また、曲線施工する際には、ビット4の回転を停止し、傾斜面12を所要の方向に向けて掘削ツールス1に推進力のみを与える。
(1) Pilot hole excavation As shown in FIG. 3, the pilot excavation tools 1 are connected to the drill head 33, and the excavation tools 1 are propelled and rotated (further hit depending on the geological condition). The pilot hole 35 is excavated. At that time, the drilling water is supplied through the supply path 8 inside the drilling tools 1 and is sprayed from the injection hole 9 of the bit 4. Further, when the curve construction is performed, the rotation of the bit 4 is stopped, and only the driving force is applied to the excavation tool 1 with the inclined surface 12 directed in a required direction.

(2)ケーシングパイプ建て込み
パイロット掘削ツールス1の先端が所要位置に到達したら、図4に示すように、パイロット掘削ツールス1の外周を被うように、ドリルヘッド33にケーシングパイプ20を接続する。そして、パイロット孔掘削の場合と同様に、このケーシングパイプ20を推進・回転させ(地質状態によってはさらに打撃して)、パイロット掘削ツールス1をガイドとして、先端のリングビット21により孔36を掘削する。このようにして、パイロット孔35を拡径した孔36を形成しつつ、当該孔にケーシングパイプ20が建て込まれる。
(2) Casing pipe erection When the tip of the pilot excavation tools 1 reaches a required position, the casing pipe 20 is connected to the drill head 33 so as to cover the outer periphery of the pilot excavation tools 1 as shown in FIG. Then, as in the case of pilot hole excavation, this casing pipe 20 is propelled and rotated (further hitting depending on the geological condition), and the hole 36 is excavated by the ring bit 21 at the tip using the pilot excavation tools 1 as a guide. . In this way, the casing pipe 20 is built into the hole while forming the hole 36 whose diameter is increased from the pilot hole 35.

(3)パイロット掘削ツールス回収
ケーシングパイプ20の先端が所要位置に到達したら、図5に示すように、パイロット掘削ツールス1を回収する。パイロット掘削ツールス1は、これをドリルヘッド33に接続し、ドリルヘッド33を後退させることにより回収することができる。
(3) Pilot drilling tools recovery When the tip of the casing pipe 20 reaches the required position, the pilot drilling tools 1 are recovered as shown in FIG. The pilot drilling tools 1 can be recovered by connecting it to the drill head 33 and retracting the drill head 33.

(4)敷設管挿入
次いで、図6に示すように、ケーシングパイプ20の内部に敷設管37を挿入する。敷設管37の挿入も、ドリルヘッド33に接続してボーリングマシン30により行うことができる。
(4) Laying Pipe Insertion Next, as shown in FIG. 6, the laying pipe 37 is inserted into the casing pipe 20. The laying pipe 37 can also be inserted by the boring machine 30 connected to the drill head 33.

(5)ケーシングパイプ回収
敷設管37を挿入したら、図7に示すように、敷設管37を残置したままケーシングパイプ20を回収する。ケーシングパイプ20は、これをドリルヘッド33に接続し、ドリルヘッド33を後退させることにより回収することができる。
(5) Casing Pipe Recovery When the laying pipe 37 is inserted, the casing pipe 20 is recovered with the laying pipe 37 remaining as shown in FIG. The casing pipe 20 can be recovered by connecting it to the drill head 33 and retracting the drill head 33.

上記実施形態によれば、パイロット掘削ツールス1によりパイロット孔35を掘削した後、当該パイロット掘削ツールス1をガイドとしてケーシングパイプ20を建て込むという手順を採っているので、2重管を同時に推進させる既提案の工法に比べて推進抵抗や曲げ抵抗を小さなものとすることができる。   According to the above-described embodiment, since the pilot pipe 35 is excavated by the pilot excavation tools 1 and then the casing pipe 20 is built using the pilot excavation tools 1 as a guide, the double pipes are promoted at the same time. Propulsion resistance and bending resistance can be reduced compared to the proposed method.

また、パイロット掘削ツールス1を構成するドリルロッド3及びケーシングパイプ20を構成するパイプユニット22は、いずれも鋼製のものであって中間部17,28の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっているので、所要の強度を持たせつつ曲げやすいものとすることができる。   The drill rod 3 constituting the pilot excavation tools 1 and the pipe unit 22 constituting the casing pipe 20 are both made of steel, and the thickness of the intermediate portions 17 and 28 is small over a predetermined length range. Therefore, it can be easily bent while having a required strength.

さらに、ケーシングパイプ20の先端に設けられるリングビット21は、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面24となっているので、ケーシングパイプ20の建て込み時にはパイロット掘削ツールス1の外周に引っ掛かったりすることがなく、当該パイロット掘削ツールスをガイドとしてスムーズに建て込むことができる。   Furthermore, since the ring bit 21 provided at the tip of the casing pipe 20 has an annular inclined surface 24 whose inner periphery extends in a trumpet shape, the ring bit 21 is caught on the outer periphery of the pilot excavation tools 1 when the casing pipe 20 is built. Therefore, the pilot excavation tools can be installed smoothly as a guide.

この発明工法に使用するパイロット掘削ツールスを示す軸線方向断面図である。It is an axial direction sectional view showing pilot excavation tools used for this invention construction method. この発明工法に使用するケーシングパイプを示す軸線方向断面図である。It is an axial direction sectional view which shows the casing pipe used for this invention construction method. この発明による管敷設工法の実施形態であって、パイロット孔掘削工程を示す断面図である。It is embodiment of the pipe laying construction method by this invention, Comprising: It is sectional drawing which shows a pilot hole excavation process. ケーシングパイプ建て込み工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a casing pipe erection process. パイロット掘削ツールス回収工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a pilot excavation tools collection process. 敷設管挿入工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a laying pipe insertion process. ケーシングパイプ回収工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a casing pipe collection | recovery process.

符号の説明Explanation of symbols

1 パイロット掘削ツールス
2 ビットアッセンブリ
3 ドリルロッド
4 ビット
8 供給路
9 噴射孔
10 先端面
11 超硬チップ
12 傾斜面
17 中間部
20 ケーシングパイプ
21 リングビット
22 パイプユニット
23 超硬チップ
24 環状傾斜面
28 中間部
30 ボーリングマシン
32 ガイドセル
33 ドリルヘッド
35 パイロット孔
36 孔
37 敷設管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pilot drilling tools 2 Bit assembly 3 Drill rod 4 Bit 8 Supply path 9 Injection hole 10 Tip surface 11 Carbide tip 12 Inclined surface 17 Intermediate part 20 Casing pipe 21 Ring bit 22 Pipe unit 23 Carbide tip 24 Annular inclined surface 28 Intermediate Part 30 Boring machine 32 Guide cell 33 Drill head 35 Pilot hole 36 Hole 37 Laying pipe

Claims (3)

先端に曲線施工可能なビットを有するパイロット掘削ツールスにより、地中に曲線部を含むパイロット孔を掘削する工程と、
前記パイロット掘削ツールスをガイドとしてその外周に、先端にリングビットを有するケーシングパイプを建て込む工程と、
前記パイロット掘削ツールスを回収する工程と、
前記ケーシングパイプの内部に敷設管を挿入する工程と、
前記敷設管を残置したまま前記ケーシングパイプを回収する工程と
を備えてなる片押し推進工法による管敷設工法。
Drilling a pilot hole including a curved portion in the ground by a pilot drilling tool having a bit that can be curved at the tip;
A step of building a casing pipe having a ring bit at the tip on the outer periphery of the pilot drilling tools as a guide,
Recovering the pilot drilling tools;
Inserting a laying pipe inside the casing pipe;
A pipe laying method by a one-pushing propulsion method comprising a step of collecting the casing pipe while leaving the laying pipe left.
前記パイロット掘削ツールスを構成する複数本のドリルロッド及びケーシングパイプを構成する複数本のパイプユニットは、いずれも鋼製のものであって中間部の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっていることを特徴とする請求項1記載の管敷設工法。   The plurality of drill rods constituting the pilot drilling tools and the plurality of pipe units constituting the casing pipe are all made of steel, and the thickness of the intermediate portion is reduced over a predetermined length range. The pipe laying method according to claim 1, wherein 前記ケーシングパイプの先端に設けられるリングビットは、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面となっていることを特徴とする請求項1又は2記載の管敷設工法。   The pipe laying method according to claim 1 or 2, wherein the ring bit provided at the tip of the casing pipe has an annular inclined surface whose inner periphery extends in a trumpet shape.
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