JP2007085146A - 雨水排水システムにおける透水管の埋設方法及び埋設装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 埋設すべき透水管30の下端部に掘削刃42付き底蓋40を取り付けて、内・外周面に螺旋翼15、16を備えた円筒状ケーシング10内に収容する。この円筒状ケーシング10上端を回転キャップ20に連結して、これらを一体に回転させて、ケーシング10を地盤中に推進する。ケーシング10が所定の深度に達したとき、回転キャップ20を外し、透水管30の上端にガイド付きキャップを被せ、その状態で透水管30とケーシング10間に砂を投入する。砂の投入後ケーシング10を引き上げつつ、掘削方向と逆回転させることで、投入した砂を下方に推進するとともに締め固める。
【選択図】 図6
Description
その埋設方法として、例えば、多孔管の内部にカッターを有する掘進機を配設し、地山を掘削しつつ元押装置によって多孔管及び掘進機を推進し、推進された多孔管の後部に他の多孔管を連続させると共に掘進機の後端にさや管を連続させて推進し、推進された多孔管の長さが予め設定された管路の長さに到達したとき、内部に配設された掘進機及びさや管を引き戻すことで多孔管を地中に残置させて透水管を敷設する配水管の埋設方法が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、この埋設方法では、透水管が直接地山と接して埋設されるため、推進中に目詰まりを起こしたり破損したりする恐れがある。
そのため、掘削幅を広げるか又は法面勾配を緩やかにする必要がある。しかし、掘削幅を広げたり或いは法面勾配を緩やかにするためには、現場敷地は広くなければならず、また、掘削した大量の土砂は埋め戻して使用するので、そのための仮置き場所の確保と共に運搬手段も必要となる。この場合、敷地内に既設の構造物があったり、そもそも敷地が利用できないこともある。
そこで、作業の敷地に制限がある場合には、土留め矢板等を設置する方法を採っている。
このように、土留め矢板等を設置して透水管を埋設する工法では、透水管の埋設に当たり、土留め矢板等の設置と引き抜き撤去が必ず必要となるばかりではなく、透水管の偏心と傾斜をなくすようにするための施工管理に時間と労力を要し、かつ土留め矢板等の設置と引き抜き作業に伴う、矢板等の損料、機械損料分のコストも掛かるという問題がある。
請求項2の発明は、請求項1に記載された透水管の埋設装置において、前記ケーシング部材は、その内壁に螺旋翼を備えていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1に記載された透水管の埋設装置において、前記ケーシング内に嵌装される底蓋は透水孔を備えると共に、該透水孔から土砂が侵入しないように、前記底板の下側に前記透水孔を挟んで互いに平行に設けた掘削刃を下向き略三角形の鋼板で形成すると共に、その斜辺の一方を他方よりも長く形成したことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1に記載された透水管の埋設装置において、前記ケーシング内に嵌装される底蓋は透水孔を備えると共に、該透水孔から土砂が侵入しないように、前記透水孔を掘削刃の掘削回転方向直後に配置したことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載された透水管の埋設装置において、透水管の上端部に装脱自在なキャップを有し、該キャップはその周縁部にケーシングの内壁に向かって突出し透水管の前記ケーシング内での位置決めを行う複数のガイド部材を有することを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載された透水管の埋設装置において、前記回転キャップは上部に回転軸を備え、かつその周壁に前記ケーシング外周に突出した連結部材に着脱自在に係合する係合部材を有することを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項5に記載された透水管の埋設装置において、前記連結部材は連結ピンであって、かつ前記係合部材は前記連結ピンを抜け止め規制可能な切欠溝であることを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載された透水管の埋設装置において、前記底蓋は、前記ケーシングに装嵌された状態において前記底蓋の底面から前記ケーシング外方に突出し、前記ケーシングの下端部と係脱自在に係合する係止手段を有することを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項1から8のいずれかに記載された透水管を埋設する装置を備えた自走式施工機械である。
請求項10の発明は、請求項1、3,4のいずれかに記載された透水管の埋設装置を用いた透水管の埋設方法であって、前記底蓋を透水管の下端に取り付ける工程、前記透水管及び底蓋を円筒状ケーシング中に収納する工程、前記円筒状ケーシングの上端部に前記回転キャップを装着する工程、前記回転キャップを回転し、前記円筒状ケーシング及び前記底蓋を掘削方向に回転する工程、所定深度まで前記ケーシングを掘進したとき、前記掘削方向の回転を止めると共に前記回転キャップを前記円筒状ケーシングの上端部から外す工程、前記透水管の外周壁とケーシングの内周壁との間に砂を投入する工程、砂の投入終了後に、前記ケーシングを引き上げる工程を有することを特徴とする。
請求項11の発明は、請求項2〜4のいずれかに記載された透水管の埋設装置を用いた透水管の埋設方法であって、前記底蓋を透水管の下端に取り付ける工程
前記透水管及び底蓋を円筒状ケーシング中に収納する工程、前記円筒状ケーシングの上端部に前記回転キャップを装着する工程、前記回転キャップを回転し、前記円筒状ケーシング及び前記底蓋を掘削方向に回転する工程、所定深度まで前記ケーシングを掘進したとき、前記掘削方向の回転を止めると共に前記回転キャップを前記円筒状ケーシングの上端部から外す工程、前記透水管の外周壁とケーシングの内周壁との間に砂を投入する工程、砂の投入終了後に、前記ケーシングの上端に回転キャップを装着する工程、前記ケーシングを反掘削方向に回転させながら引き上げる工程、を有することを特徴とする。
請求項12の発明は、請求項5〜8のいずれかに記載された透水管の埋設装置を用いた透水管の埋設方法であって、前記底蓋を透水管の下端に取り付ける工程、前記透水管及び底蓋を円筒状ケーシング中に収納する工程、前記円筒状ケーシングの上端部に前記回転キャップを装着する工程、前記回転キャップを回転し、前記円筒状ケーシング及び前記底蓋を掘削方向に回転する工程、所定深度まで前記ケーシングを掘進したとき、前記掘削方向の回転を止めると共に前記回転キャップを前記円筒状ケーシングの上端部から外す工程、前記透水管の上端部に前記ガイド部材付きキャップを装着する工程、前記透水管の外周壁とケーシングの内周壁との間に砂を投入する工程、砂の投入終了後に、前記ガイド部材付きキャップを外す工程、前記ケーシングの上端に回転キャップを装着する工程、前記回転キャップ及び前記ケーシングを反掘削方向に回転させながら引き上げる工程、を有することを特徴とする。
請求項13の発明は、請求項12に記載された透水管の埋設方法において、
前記埋設された透水管を既設側溝と連結する工程をさらに有することを特徴とする。
図1は、ケーシング10の一部を断面で示した正面図である。ケーシング10は、図示のように全体が円筒状をなし、かつその下端部には、下端に複数の先端が尖った掘削刃18aを等間隔に備えた円筒状の掘削円筒18が外嵌されている。
掘削円筒18の外周面からケーシング10のそれに続く外周壁12aの一部にわたって外部螺旋翼14が一体に設けられている。
他方、ケーシング10の内周壁には、内部螺旋翼15が一体に設けられており、この実施形態では、内部螺旋翼15は、ケーシング10の前記外部螺旋翼14が設けられていない部分に対応する内周壁部分に設けられている。つまり、内部螺旋翼15と外部螺旋翼14とは、ケーシング10の長手方向に互いに重なることがないように設けられている。
他方、ケーシング10の外周面には連結部材、例えば断面が矩形の連結ピン16が外方に向かって突設されており、この連結ピン16を前記回転キャップ20の前記ガイド溝24aからキャップの切欠溝24内に導入し、導入後に回転キャップ20とケーシング10とを相対回転させることで、前記連結ピン16を幅広の溝24b内に収容し、それによって前記切欠溝24内に抜け止め規制する。
従って、回転軸22を回転させることでケーシング10を回転することができる。
図3Aに示すように、底蓋40は円形の金属製の板状体からなり、その中心には円形の透水孔48が設けられている。この透水孔48を挟んで対角線上両端、即ち、図3A中でその上下対称の位置でかつ底蓋の周縁部下側には(図3B参照)ケーシング10と係合するための平面視でL型のレバー46設けられている。また、前記透水孔48の周りに透水管30を取り付けるための透水管ガイド44が、底蓋40の中心の周りで前記透水孔48と同心状に、ここでは4個等間隔に配置されている。この透水管ガイド44は、図3Bに示すように、底蓋40に溶接などにより底蓋40に突出させて一体に設けた略矩形の板状体で構成され、その板状体にはそれぞれ透水管30との接続を行うための図示しないボルト等の係合具を挿入するため、それぞれ底蓋40の中心方向を向いた挿入孔44aが設けられている。
この構成により円盤状底蓋40の下面で掘削した土砂は、回転方向外側に押し出されて、前記透水孔48に侵入することがない。
図4Aに示すように、底蓋40は円形の金属製の板状体からなり、透水孔48は周縁に近い位置に、この実施形態では対称に2個設けられている。この透水孔48の近傍には底蓋40の中心を通る対角線上両端、即ち、図4A中でその上下対称の位置でかつ底蓋の周縁部下側には(図4B参照)ケーシング10と係合するための平面視でL型のレバー46が設けられている。また、前記透水孔48の近傍内側に透水管30を取り付けるための透水管ガイド44が、底蓋40の中心の周りで前記透水孔48と同心状に、ここでは4個等間隔に配置されている。この透水管ガイド44は、図4Bに示すように、底蓋40に溶接などにより底蓋40に突出させて一体に設けた略矩形の板状体で構成され、その板状体にはそれぞれ透水管30との接続を行うための図示しないボルト等の係合具を挿入するため、それぞれ底蓋40の中心方向を向いた挿入孔44aが設けられている。
この構成により、円盤状底蓋40の下面で掘削した土砂は回転方向外側に押し出されて、前記透水孔48に侵入することがない。
図5に示すように、先ず、底蓋40上に透水管30を立設して、透水管30の周壁34の孔34aと底蓋40の透水管ガイド44の孔44aとを合わせて係止ピンを挿入するなどの任意の連結手段で固定し、透水管30と底蓋40とを一体的に接続する。
続いて回転キャップ20を掘削方向に僅かに回転させて前記連結ピン16を幅広の溝24b内に係止してケーシング10と回転キャップ20を抜け止めして一体に連結する。
回転キャップ20とケーシング10を一体に連結した後、回転キャップ20付きケーシング10を吊り上げて、埋設位置に底蓋40を取り付けた状態で直立配置された透水管30上方に配置する。
このように、底蓋40のL型レバー46とケーシング10の掘削刃18aを配置することにより、ケーシング10の掘削方向の回転時には、その掘削刃18aが前記L型レバー46の折曲部46aに当接して回転力を付与してこれを一緒に回転させ、他方、ケーシング10を掘削方向とは逆方向に回転すると、ケーシング10の掘削刃18aから前記L型レバー46が離れる。即ち、両者はケーシングの回転方向により接離自在となるように配置される。
図6において、図示しない回転駆動装置により、回転軸22を回転させると、その回転力は、回転キャップ20の前記切欠溝24と前記連結ピン16を介してケーシング10に伝えられ、ケーシング10の掘削刃18aが回転すると共に、その回転力は前記L型レバー46を介して底蓋40にも伝えられる。これにより、ケーシング10,底蓋40及び底蓋40に連結した透水管が一緒に回転し、底蓋40に一体に取り付けられた掘削刃42も回転する。
このガイド付きキャップ50は、図示のように断面略三角形状の円錐形であって、透水管30の外周に嵌合する嵌合部50aと、そこから外方に張り出した複数(少なくとも3個以上)の張出部又はガイド52とからなり、ガイド52の外周はケーシング10の内周に略等しく形成されている。そのため、ガイド付きキャップを透水管30上端に被せることで、ケーシング10の内周が透水管30の上端部の支えとなって、底蓋40によりケーシング10と同心状(又は偏心しないよう)に保持された透水管30がケーシング10中で傾かないように保持される。
また、図11は、このように砂を投入した後、ガイド付きキャップ50を透水管30の上端部から外し、つり上げていく状態を示している。
その状態で回転キャップを今度は掘削方向と逆方向に少し、即ち、少なくとも回転キャップ20の切欠溝24の前記掘削回転時に連結ピン16に当接させた側壁と反対側の側壁が連結ピン16に当たるまで回転する。この状態では連結ピン16は抜け止め規制されているから、回転キャップ20とケーシング10とは一体化するが、ケーシング10の掘削刃18aは底蓋40のL型レバー46から離れるため、ケーシング10と底蓋40従って透水管30との連結は外れる。
図12はこのような状態を示している。
また、以上の透水管30の埋設方法では、埋設作業時に透水管30は常にケーシング10内に収納されているため、土砂の崩壊が起こらず高止まりもなく、透水シートの傷や破損の恐れがない状態で埋設される。
また、施工装置は、回転キャップ付を回転駆動する回転駆動装置と回転キャップ20と一体化したケーシング10、及びガイド付きキャップ50を昇降する装置を備えていればよいから、例えば土留め矢板等を用いる場合などのように、多数の機材を使用する埋設工法と比較して、装置の小型化が可能であり、従って、装置一式を自走車両に搭載することができるため、透水管の埋設現場から現場へ施工装置を自由に移動することができる。これにより、機材の運搬コストや施工コストが低減できるだけではなく、狭小な施工現場でも安全且つ容易に透水管を埋設することができ工期の短縮も可能である。
田畑などの元々流出係数の小さい場所が、例えば宅地開発されて屋根などを有する住宅などの構造物ができると、その区域の流出係数が大幅に上がるが、その構造物ができる前に設置されていた側溝は、その地域が田畑など元々流出係数の小さい場所であることを前提にしているため、建造物の構築により流出係数が大きくなった場合には、降水があると雨水は側溝に極端に集中し、都市河川への流達時間が短縮される結果、排水が追いつかずに水害が発生したり、或いは、集水した排水が下水道の管路中のマンホールから吹き上がって道路に出水し、汚泥が道路上又は床下に侵入して悪臭を放ったり、非衛生な状態が発生して伝染病が発生するなどの問題が生じる恐れがある。
そのような場合に、以上で述べた透水管の本実施形態に係る埋設装置及び埋設方法を採用すると、作業敷地が狭くとも安全かつ確実に透水管を埋設でき、工事も小規模化できるから工事がし易く、工事費のコストを低減できると共にその工期も短縮することができる。また、既設側溝の撤去も最小限で済むから、既設側溝の撤去に伴う破棄物の量も大幅に減少し、その廃棄コストを低減し、かつ廃棄の無駄を省くこともできる。
既設側溝の一部を撤去して、その部分に透水管30を既に述べた埋設装置及び埋設方法を用いて埋設し、透水管30の周りに新たに透水管付き側溝102を配置して、これを既設の側溝100と連結する。透水管付き側溝102の上部、透水管100の直上には雨水等が流入するグレーチング104が配置されており、透水管30には雨水等がこのグレーチング104を通して或いは既設の側溝100を通して透水管30の上部に取り付けた例えば鋼製カゴからなるフィルタFを通して流入し地中に浸透する。
この透水管30の埋設工事の際は、既設側溝100の一部を撤去して、その部分に工事用地を確保して工事を行うが、既に述べたように、本実施形態によるときは、その要工事面積は従来工法と比較してごく小さくできるから、従来の工法に比して低コストでかつ短い工期で排水工事を行うことができる。また、従来では不可能な狭小な場所でも透水管30の埋設工事が行える等の利点がある。
この透水井戸30aの埋設も既に述べた埋設装置及び方法により行う。この場合は、透水井戸30aの埋設工事を既設側溝の隣接地で行うから、既設側溝の除去は側壁の一部に流路100aを連結するために必要な部分を切り欠くだけで済むから排出される廃棄物はごくわずかである。既設側溝100は、その側壁の一部を除去して接続した分岐流路100aを介して、前記透水井戸30aに連結されている。
Claims (13)
- 外周面に螺旋翼を備えると共に、その下端部に掘削刃を備えた円筒状ケーシングと、透水管よりも大径で透水管の下端部に結合されかつ前記ケーシング内に嵌装される底蓋であって、透水孔と下部に掘削刃を設けた円盤状の底蓋と、ケーシングの上端部に装脱自在に装着され前記ケーシングに回転力を付与する回転キャップとから成り、
前記底蓋は前記ケーシングの掘削方向の回転時に前記ケーシングと共に回転し、前記ケーシングの前記掘削方向と逆方向の回転時にケーシングとの係合が外れるよう配置されていることを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項1に記載された透水管の埋設装置において、
前記ケーシング部材は、その内壁に螺旋翼を備えていることを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項1に記載された透水管の埋設装置において、
前記ケーシング内に嵌装される底蓋は透水孔を備えると共に、該透水孔から土砂が侵入しないように、前記底板の下側に前記透水孔を挟んで互いに平行に設けた掘削刃を下向き略三角形の鋼板で形成すると共に、その斜辺の一方を他方よりも長く形成したことを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項1に記載された透水管の埋設装置において、
前記ケーシング内に嵌装される底蓋は透水孔を備えると共に、該透水孔から土砂が侵入しないように、前記透水孔を掘削刃の掘削回転方向直後に配置したことを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載された透水管の埋設装置において、
透水管の上端部に装脱自在なキャップを有し、該キャップはその周縁部にケーシングの内壁に向かって突出し透水管の前記ケーシング内での位置決めを行う複数のガイド部材を有することを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載された透水管の埋設装置において、
前記回転キャップは上部に回転軸を備え、かつその周壁に前記ケーシング外周に突出した連結部材に着脱自在に係合する係合部材を有することを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項5に記載された透水管の埋設装置において、
前記連結部材は連結ピンであって、かつ前記係合部材は前記連結ピンを抜け止め規制可能な切欠溝であることを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載された透水管の埋設装置において、
前記底蓋は、前記ケーシングに装嵌された状態において前記底蓋の底面から前記ケーシング外方に突出し、前記ケーシングの下端部と係脱自在に係合する係止手段を有することを特徴とする透水管の埋設装置。 - 請求項1から8のいずれかに記載された透水管を埋設する装置を備えた自走式施工機械。
- 請求項1、3、4のいずれかに記載された透水管の埋設装置を用いた透水管の埋設方法であって、
前記底蓋を透水管の下端に取り付ける工程
前記透水管及び底蓋を円筒状ケーシング中に収納する工程、
前記円筒状ケーシングの上端部に前記回転キャップを装着する工程、
前記回転キャップを回転し、前記円筒状ケーシング及び前記底蓋を掘削方向に回転する工程、
所定深度まで前記ケーシングを掘進したとき、前記掘削方向の回転を止めると共に前記回転キャップを前記円筒状ケーシングの上端部から外す工程、
前記透水管の外周壁とケーシングの内周壁との間に砂を投入する工程、
砂の投入終了後に、前記ケーシングを引き上げる工程、
を有することを特徴とする透水管の埋設方法。 - 請求項2〜4のいずれかに記載された透水管の埋設装置を用いた透水管の埋設方法であって、
前記底蓋を透水管の下端に取り付ける工程
前記透水管及び底蓋を円筒状ケーシング中に収納する工程、
前記円筒状ケーシングの上端部に前記回転キャップを装着する工程、
前記回転キャップを回転し、前記円筒状ケーシング及び前記底蓋を掘削方向に回転する工程、
所定深度まで前記ケーシングを掘進したとき、前記掘削方向の回転を止めると共に前記回転キャップを前記円筒状ケーシングの上端部から外す工程、
前記透水管の外周壁とケーシングの内周壁との間に砂を投入する工程、
砂の投入終了後に、前記ケーシングの上端に回転キャップを装着する工程、
前記ケーシングを反掘削方向に回転させながら引き上げる工程、
を有することを特徴とする透水管の埋設方法。 - 請求項5〜8のいずれかに記載された透水管の埋設装置を用いた透水管の埋設方法であって、
前記底蓋を透水管の下端に取り付ける工程
前記透水管及び底蓋を円筒状ケーシング中に収納する工程、
前記円筒状ケーシングの上端部に前記回転キャップを装着する工程、
前記回転キャップを回転し、前記円筒状ケーシング及び前記底蓋を掘削方向に回転する工程、
所定深度まで前記ケーシングを掘進したとき、前記掘削方向の回転を止めると共に前記回転キャップを前記円筒状ケーシングの上端部から外す工程、
前記透水管の上端部に前記ガイド部材付きキャップを装着する工程
前記透水管の外周壁とケーシングの内周壁との間に砂を投入する工程、
砂の投入終了後に、前記ガイド部材付きキャップを外す工程、
前記ケーシングの上端に回転キャップを装着する工程、
前記回転キャップ及び前記ケーシングを反掘削方向に回転させながら引き上げる工程、
を有することを特徴とする透水管の埋設方法。 - 請求項12に記載された透水管の埋設方法において、
前記埋設された透水管を既設側溝と連結する工程をさらに有することを特徴とする透水管の埋設方法。
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