JP2019073864A - 水平ボーリング工法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多量湧水・高圧湧水がある自立した地山において、シングル管からなるインナーロッドの給進と打撃・回転により施工ができ、ボーリングマシンをパーカッション・ワイヤーライン工法と同じマシンにすることができるとともに、多量湧水・高圧湧水をコア採取に利用して、従前の工法よりも安価で汎用的に採用することができる水平ボーリング工法及び装置を提供する。【解決手段】水平ボーリング工法において、自立性のある地山Ａの口元孔壁に地山コーキング２を介して設置した口元管３にインナーロッド６を挿入し、このインナーロッドと地山の間に口元管側から水を送りながらボーリングマシンによるインナーロッドの給進と打撃・回転によってインナーロッドの先端に取り付けたコアビット７で掘削し、この掘削によって削り取ったコアＢをリバース水と湧水圧によりインナーロッド内をインナーロッドの基端側へ送って回収する。【選択図】図１

Description

この発明は、水平ボーリング工法及び装置に関し、さらに詳しくは自立（硬岩等）した地山をパーカッション・シングルリバース方式により掘削してコアを採取する技術に係るものである。

この種のボーリング工法として従来から知られているものとして、パーカッション・ワイヤーライン工法というものがある。この工法は、硬岩から軟弱地盤までのあらゆる地山にボーリングマシン自体を変えることなく施工するもので、図１２に示すように、回転するインナーパイプ内から送水し、インナーパイプとコアチューブの狭いクリアランスからコアビット先端に削岩水として噴出する一方、噴出した水等をインナーパイプとアウターパイプの間をリバースさせる。そして、掘削して得たコアをコアチューブで捕捉して回収する。

しかし、この工法では、多量の湧水により、地山からの背圧がかかると掘進不能となることがあった。その原因としては、コアチューブを回収する際、コアチューブ回収用のオーバーショットがコアチューブとドッキングすると、ラッチが凹むと同時に、コアチューブとオーバーショットが高水圧・多量の湧水に押され、一気に飛び出てきて非常に危険であること、また、次のステップにおいて、コアチューブが湧水圧により押し込めないこと、等が考えられる。そのため、所定の長さを掘削する事無く中断し、その結果としてトンネル掘削が所定の延長を施工出来ず、段取り代えを何度も繰り返し、コストの増大・工期延伸になるという問題があった。

前記に鑑み、対応策として土砂対策用に二重管リバース工法というものがある。この工法は、インナーパイプとアウターパイプを備え、両パイプとも回転するロータリー式で、高圧かつ多量の湧水がある程進捗が出せる方法で、図１３に示すように、回転するインナーパイプとアウターパイプの間から送水し、コアビット先端を経て、インナーパイプ内をリバースさせる。そして、先端のコアビットで掘削して得たコアをリバース水等とともに回収する。先行技術文献として特許文献１がある。

しかし、この工法は、土砂対策用としては非常に有効な工法ではあるが、掘削する際に、打撃を与える事無く、二重管を回転して行うためボーリングマシンが大型化してしまうのと、硬岩に遭遇すると掘削困難か非常に時間のかかる工法で、工事に莫大な費用がかかり、高価な工法となるという問題があった。

特許第５８７６３７８号公報

そこで、この発明は、前記従来の技術の問題を解決し、自立した地山において多量の湧水が発生した場合に対応できる技術として、大型な二重管リバース工法のマシンを使用すること無く、パーカッション・ワイヤーライン工法の小型マシンを使用することで、シングル管からなるインナーロッドの給進と打撃・回転により施工ができ、従前の工法よりも安価で汎用的に使用することができる水平ボーリング工法及び装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、水平ボーリング工法に係り、自立性のある地山の口元孔壁に地山コーキングを介して設置した口元管にインナーロッドを挿入し、このインナーロッドと地山の間に口元管側から水を送りながらボーリングマシンによるインナーロッドの給進と打撃・回転によってインナーロッドの先端に取り付けたコアビットで掘削し、この掘削によって削り取ったコアをリバース水と湧水圧によりインナーロッド内をインナーロッドの基端側へ送って回収することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、コアの回収をインナーロッドの基端開口から取り出して行う。請求項３に記載の発明は、請求項１において、コアの回収をインナーロッドの基端側の周壁に切り欠き形成した開口部から取り出して行う。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、開口部とインナーロッドの基端開口が連通しないよう閉塞手段により閉塞している。

請求項５に記載の発明は、水平ボーリング装置に係り、自立性のある地山の口元孔壁に地山コーキングを介して設置された口元管と、この口元管の口元孔壁から外方に突出した基端部に接続して設置されたプリペンダー装置と、前記口元管に給進かつ回転可能に挿入して設置されたインナーロッドと、このインナーロッドの基端部に接続して設置されたインナーロッド給進と打撃・回転駆動用のボーリングマシンと、を備え、インナーロッドの先端にコアビットが取り付けられ、プリペンダー装置にインナーロッドと口元管の間を止水する止水部材、及び削孔用給水ポンプと接続して前記インナーロッドと口元管の間へ水を送る給水バルブとが設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５において、口元管の内周とインナーロッドの外周との間に先端が口元管より深くアウターロッドが挿入して設置されている。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６において、プリペンダー装置とボーリングマシンとの間にあるインナーロッドの周囲にコア採取機構が設置されている。

請求項８に記載の発明は、請求項７において、コア採取機構は、インナーロッドの基端側の周壁に切り欠き形成した開口部と、この開口部とインナーロッドの基端開口が連通しないよう閉塞する閉塞手段と、前記開口部の下方に設置したコア受け装置と、を有する。

請求項９に記載の発明は、請求項８において、コア受け装置は、開口部から回収するコアとスライムを分離する分離機構を有する。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９において、プリペンダー装置とボーリングマシンとの間にあるインナーロッドの周囲に開口部から排出されるリバース水が飛散するのを防止するリバース水飛散防止装置が設置されている。

この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、自立性のある地山の口元孔壁に地山コーキングを介して設置した口元管にインナーロッドを挿入し、このインナーロッドと地山の間に口元管側から水を送りながらボーリングマシンによるインナーロッドの給進と打撃・回転によってインナーロッドの先端に取り付けたコアビットで掘削し、この掘削によって削り取ったコアをリバース水と湧水圧によりインナーロッド内をインナーロッドの基端側へ送って回収するので、従来のように多量湧水・高圧湧水が有る場合には送水と湧水がぶつかり合い複雑な動きを呈し、コアチューブやワイヤーが飛び出す危険があり、再度コアチューブを挿入する際に挿入できないような工事中断等がないため工期の短縮化、低コスト化を実現できる。また、施工を従来のように二重管ではなく、シングル管からなるインナーロッドのみで行うためボーリングマシンをパーカッション・ワイヤーライン工法と同じマシンにすることができ、工事費用も従前の工法より安価にすることができるとともに、汎用性にも富むという優れた効果がある。

請求項２ないし４に記載の発明によれば、コアの回収を、インナーロッド内を経てその基端側から効果的に行うことができる。

請求項５，６に記載の発明によれば、水平ボーリング工法を実施可能な装置を提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、コアをインナーロッドの基端開口からではなく、プリペンダー装置とボーリングマシンとの間にあるインナーロッドの周囲からも採取可能になり、コアの採取がし易くなる。請求項８に記載の発明によれば、コアをインナーロッドの基端側の周壁に設けた開口部から確実に採取してその下方にあるコア受け装置で受け取って回収することができる。請求項９に記載の発明によれば、回収したコアとスライムを分離機構で有効に分離することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、多量の湧水とともにインナーロッド内から返流されるリバース水が開口部から外部に飛散するのをリバース水飛散防止装置によって有効に防止することができる。

この発明に係る水平ボーリング工法の第１の実施の形態を説明するための全体の概要正断面図である。 第２の実施の形態を説明するための全体の概要正断面図である。 図２のＡ部拡大図である。 インナーロッドの一部破断した拡大図である。 図２のＢ部拡大図である。 図２のＣ部拡大図である。 コア採取機構を示す開口部付近の部分拡大図である。 同上のコアキャッチャーを用いた例を示す部分拡大図である。 吊下げ型のコア受け装置を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 地上設置型のコア受け装置を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 コアキャッチャーのスライム排出機能を説明する図面である。 従来のパーカッション・ワイヤーライン工法を説明する図面である。 従来の二重管リバース工法を説明する図面である。

＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態は、この発明に係る水平ボーリング工法及び装置の基本的な構成を示すものであり、その全体図を図１に示す。図１において、１は工法の実施に際し使用するボーリング装置であり、次のような構成からなっている。すなわち、自立した地山Ａに穿けた口元孔壁に地山コーキング２を介して設置された口元管３と、この口元管の口元孔壁から外方に突出した基端部に接続して設置されたプリペンダー装置４と、前記口元管に給進（移動）かつ打撃・回転可能に挿入して設置されたインナーロッド６と、を備えている。地山コーキング２は、地山Ａと口元管３をシールするもので、口元管３の設置前に口元孔壁に嵌合して設置され、設置後、この地山コーキング２に口元管３が挿入して設置されるようになっている。

口元管３は、インナーロッド６を安定して支持するために設けられる両端開口の中空管であり、その長さは地山コーキング２よりやや長い程度となっている。インナーロッド６は、口元管３と同様に両端開口の中空管からなり掘削先端まで続いている。インナーロッド６の先端部にはコアビット７が取り付けられている。プリペンダー装置４は管本体４ａを有し、該管本体にはインナーロッド６と口元管３の間を止水する止水部材８、及び図示しない給水ポンプと接続した給水バルブ９等が設けられている。止水部材８は、複数枚の止水パッキン１０からなり、該パッキンをストッパで位置決めしたうえ前記管本体に装着される管キャップ４ｂで押さえて止水するように構成されている。プリペンダー装置４から外方に突出したインナーロッド６の基端部には図示していないがインナーロッド６の給進・回転駆動用のボーリングマシン（ドリフター）が接続して設置されている。

前記のようなボーリング装置１において、地山からコアを採取するには、インナーロッド６を前記ドリフターによって給進かつ打撃・回転駆動する。この駆動によってインナーロッド６は切羽側に進みながら回転し、先端にあるコアビット７の打撃・回転作用により掘削する。これとともにプリペンダー装置４に設けた給水バルブ９を開放し、削孔用給水ポンプからの水をインナーロッド６と口元管３の間を経て、インナーロッド６と地山Ａの間に送って切羽のある先端側に送る。そして、その送水をインナーロッド６の先端にあるコアビット７を経て湧水と共にリバース水として削り取ったコアＢとともに矢示のようにプリペンダー装置４側へリバースさせる。そして、コアＢはインナーロッド６の基端開口からの排出によって取り出し、回収する。

なお、前記ではコアＢそのものを回収しているが、コアチューブに相当する後述のコアキャッチャーで捕捉したうえで回収してもよい。

このようにコア回収のための送水を従来のようにインナーパイプ内、あるいはインナーパイプとアウターパイプの間からではなく、インナーロッド６と地山Ａの間から行うため、多量湧水・高圧湧水が有る場合でも送水を維持しながらリバース水が湧水と一体となってコアを押し出すので、コアチューブやワイヤー等が飛び出す等の危険な作業がなくなり、コアチューブを再度送り込む事も無いので、パーカッション・ワイヤーライン工法と比較すると工事中断等もなくなるために工期も短くできてコストも抑えることが可能となる。また、従来のような二重管リバース工法のように回転するのではなく、シングル管からなるインナーロッド６のみの打撃・回転でよいためボーリングマシンをパーカッション・ワイヤーライン工法と同じマシンを利用することができ、工事費用も安価にできる。

＜第２の実施の形態＞
図２にその全体図を示すように、第２の実施の形態において工法の実施に際し使用するボーリング装置２１は、次のような構成からなっている。すなわち、自立した地山Ａに穿けた口元孔壁に地山コーキング２２を介して設置された口元管２３と、この口元管に先端部が口元管２３より深く掘削挿入して設置されアウターロッド２５と、このアウターロッドに給進かつ打撃・回転可能に挿入して設置されたインナーロッド２６と、前記口元管の口元孔壁から外方に突出した基端部に接続して設置されたプリペンダー装置２７と、このプリペンダー装置から外方へ突出した口元管２３の基端部に先端部が嵌合により接続して設置された接続管２８と、この接続管の基端部に接続して設置されたプリペンダー装置３０と、このプリペンダー装置から外方へ突出したインナーロッド２６の基端部に接続して設置されたボーリングマシンとしてのドリフター３１と、を備えている。

地山コーキング２２や口元管２３、インナーロッド２６の構成等は第１の実施の形態とほぼ同様である。アウターロッド２５は、インナーロッド２６と同様に両端開口の中空管からなるが、その長さは地山が自立しない箇所だけになっており、長さは地山の条件によって変わってくる。このアウターロッド２５は、口元管２３の内周とインナーロッド２６の外周との間に配置され、インナーロッド２６との間で掘進途中までの送水路を形成する役目を担っている。

次に、各部の詳細について図３以下を参照して説明する。

ボーリング装置２１の前方（切羽側）の構成は、図３にも示すように、インナーロッド２６の先端にコアビット３３が取り付けられている。コアビット３３は外径が約１００ｍｍ、内径が約５０ｍｍに設定され、コアビット３３で削り取ったコアＢを先端開口からインナーロッド２６内に取り込むが、その取り込みに際しては矢印で示すようにインナーロッド２６と地山Ａの間からコアビット３３に向けて送られる水と湧水をコアビット３３の先端開口からインナーロッド２６内へリバースさせることによりコアＢを取り込み易くしている。インナーロッド２６は外径が約９０ｍｍ、内径が約６０ｍｍに設定されている。

インナーロッド２６は、図４に示すように所定長さ（約１．５ｍ）のものが複数本用いられ、これら複数本のインナーロッド２６がその対向端部に形成された接続部３５によって接続されて継ぎ足されるようになっている。接続部３５は一方の開口端部３５ａが挿口に、他方の開口端部３５ｂが受口に形成されており、これら挿口と受口との嵌合によって接続される。これによりインナーロッド２６の接続部３５の内径は接続部以外のインナーロッド２６の内径と同一に形成され、段差等が生ずることがない。

ボーリング装置２１の中間部の構成は、図５にも示すようにインナーロッド２６が給進かつ打撃・回転可能に挿入されるようにアウターロッド２５が口元管２３の内周とインナーロッド２６の外周との間に配置されている。アウターロッド２５は外径が約１３０ｍｍ、内径が約１００ｍｍに設定されている。そして、コアビット３３の外径約１００ｍｍとインナーロッド２６の外径約９０ｍｍの外径差によって形成される環状の隙間がインナーロッド２６の軸方向に延びる送水路３７に形成されている。また、口元管２３は外径が約１６０ｍｍ、内径が約１５０ｍｍに設定されている。なお、アウターロッド２５は前記のような長さからなるものであり、従来技術で説明したアウターパイプのようにその先端がコアビット近くまで延びるものではない。

ボーリング装置２１の後方（坑口側）の構成は、図６にも示すように、プリペンダー装置２７，３０が設置されている。詳しく説明すると、口元管２３の地山Ａから突出した基端側のフランジ４０にはアウターロッド用のプリペンダー装置２７の一端フランジ４１がボルトナットにより固定されている。プリペンダー装置２７の他端側の管本体２７ａにおいて径大に形成された凹所には加圧により伸縮するリング状の止水部材４２が収納され、その内周縁はアウターロッド２５の外周面に接離可能になっている。アウターロッド２５のプリペンダー装置２７から突出した基端部には接続管２８の一端が内外周とも段差が形成されることなく差し込まれて接続され、この接続管２８の他端フランジ４４にはインナーロッド用のプリペンダー装置３０の一端フランジ４５がボルトナットにより固定されている。プリペンダー装置３０の他端側の管本体３０ａにおいて径大に形成された凹所には加圧により伸縮するリング状の止水部材４６が収納され、その内周縁はインナーロッド２６の外周面に接離可能になっている。

前記の両止水部材４２，４６は同様な構成からなり、加圧によって伸縮する、例えばゴム材（中空ゴムチューブ）によって形成されている。加圧は、例えば液体（水）により行う。ゴム材としては硬質ゴムが好ましい。プリペンダー装置３０から外方へ突出したインナーロッド２６は所定長さ延びた上、その基端部がクラッチ等を介在させてドリフター３１に接続されている。

プリペンダー装置３０の管本体３０ａには削孔用給水ポンプと接続した給水バルブ４７が設置され、該バルブの開閉により送水量を調整可能になっている。また、給水バルブ４７と対応した位置には圧力計４８が設置され、プリペンダー装置３０内の水圧を計測し、バルブ４７の開閉制御を行うことができるようになっている。すなわち、給水バルブ４７は通常は全開状態になっていて、送水量の調整は削孔用給水ポンプで行うが、地山が崩れて送水ができない等、異常事態となり、送水ができなくなると、プリペンダー装置３０内の水圧が上がるので、このようなときに圧力計４８により口元湧き水圧を測定することによりボーリングの中止等の指示を出して対応する。

一般的にプリペンダー装置はドリフター側を止水することにより送水した水が切羽側に行くようにするものであるが、送水が漏れることが多々ある。そのためにプリペンダー装置２７，３０ではその漏れを極力少なくするとともに、耐久性ある装置とするために、必要な改善策を種々講じている。プリペンダー装置２７，３０の稼働もその一例であり、これについて以下に説明する。

プリペンダー装置２７はアウターロッド２５をチャック前にはアウターロッド２５との間に隙間が形成されているが、稼働してチャックした後は加圧することによりプリペンダー装置２７の管本体２７ａ内に収納した止水部材４２が伸張して膨らみアウターロッド２５との間を隙間なく圧接する。そのため、止水が有効に行われ、口元から漏水することがないとともに、送水した水が切羽側に効率よく送られる。プリペンダー装置３０も同様であり、稼働してチャックすると、止水部材４６がインナーロッド２６との間を隙間なく圧接し、漏水を防止する。これにより結果的にその耐久性も向上する。

プリペンダー装置３０とドリフター３１との間にあるインナーロッド２６の周囲には図６に破線で示すようにコア採取機構５０、湧水量測定機構７０、及びリバース水飛散防止装置８０、が設置されている。以下に各機構について説明する。

コア採取機構５０は、図２に示すようにコア後方（基端方向）流出防止装置として設置されている。すなわち、通常、コアキャッチャー（コアチューブに相当）で捕捉されたコアはその捕捉された状態でインナーロッド２６の基端開口から外部へ排出されて回収される。しかし、コアキャッチャーを使用せずコアＢを直接回収する場合はコアがスライムと共に水でリバースすることもあり、回収に不便なことがある。そのために、このようなときには基端開口から排出するのではなく、基端開口の手前の位置にあるインナーロッド２６の基端側周壁にコア排出用の開口部５１を切り欠き形成により設け、ここから排出するようにしている。

開口部５１は図６からも明らかなように正面視においてインナーロッド２６の中心軸線に沿ってその周壁を所定長さ切り欠き、さらにこの切り欠いたラインの一端と他端から先端方向及び基端方向へ斜め下向きに拡開状に切り欠いて形成されており、その軸線方向の長さは０．２５ｍ程度に設定されている。この長さは採取され連続して送られてくるコアの排出が支障なく行えるのに十分な長さとなっている。

ただ、図７に示すように、送られてくるコアＢはインナーロッド２６が回転するために開口部５１が上向きとなったときは排出が不能となり、基端開口側（ドリフター側）に流れてしまう。これを防ぐためにこの例では開口部５１と基端開口部とを流出防止板５２により閉塞している。これにより排出されるコアＢは開口部５１が上向きになっても流出防止板５２で堰き止められ基端開口側へ流れることがない。堰き止められたコア等はインナーロッド２６の回転により下向きになったとき開口部５１から落下して排出される。そして、開口部５１から排出されるコアは、後述の受け装置５３に回収される。なお、開口部５１の形状は同効のものであれば図示した以外のものとしてもよい。また、コアを堰き止めるために設けた前記流出防止板５２は閉塞手段としての好ましい一例を示したにすぎず、これ以外の手段を採用してもよい。

コアの受け装置５３は、吊下げ型と地上設置型がある。吊下げ型の受け装置５３Ａは、図９に示すようにプリペンダー装置３０からドリフター３１用クランプまでの間をカバーできる長さのフック５５により吊り下げられて設けられる。コア受け装置５３Ａはフック５５の下端から下向きに傾斜する二つの支持片５６で支持された受け本体５７の上にメッシュ状のコア／スライム受６０が設けられ、排出の際に落下してくるコアとスライムを該コア／スライム受６０で受け止め、スライムだけをこのメッシュ目を通して受け本体５７で受けるようにしてコアとスライムを分離して回収することが可能になっている。受け本体５７は断面半円弧の樋状に形成されている。そして、この受け本体５７はコア採取時にインナーロッド２６とともに移動してしまうため、ロッド掘進時のクランプなど不動箇所と脱着可能なロープ６２などで繋がれている。両支持片５６間の幅は約０．３ｍとなっており、その両端間の上方にはフック５５を覆うようにリバース水飛散防止装置８０が脱着可能に設けられている。コア／スライム受６０は丈夫で軽いネット等で形成してコアＢのみ採取、受け本体５７は網目の細かい金網等で形成してコア／スライムを採取するのが好ましい。

地上設置型の受け装置５３Ｂは、図１０に示すようにコア受け装置５３Ｂの脚を単管などで長方形の四角型のフレーム６４として形成される。そして、そのフレーム６４の短手方向の上端管にわたり受け本体６５とコア／スライム受６６が設けられている。その他の構成と機能は吊下げ型コア受けと同様である。

前記いずれの受け装置５３Ａ，５３Ｂを用いても、同時に排出されるコアとスライムを効率よく分離して回収することができ、従来のように手作業によって分離していたものに比し、回収効率が高くなる。

なお、コアを回収する際にコアキャッチャー５４を使用することも可能であることを前述したが、このコアキャッチャーを使用する場合、フレキシブルな網目状の金属製筒で形成するとともに、最低限の剛性を持たせスライムが排出できるスリット、孔、メッシュ等を設けるのが好ましい。

そのため、ここで使用するコアキャッチャー５４は、図１１（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、スライム排出機能として次の改善策を施している。すなわち、従来のコアキャッチャーは、図１１（Ｄ）に示すように周壁に穿けられた孔が孔径Φ５ｍｍ、１００ｍｍ間隔で設けていたが、この実施の形態で使用するコアキャッチャー５４は、周壁に穿けられた孔が孔径１０〜１５ｍｍと大きくする（Ａ）、あるいは長さ１００〜２００ｍｍ、幅１０ｍｍ程度のスリット加工とする（Ｂ）、あるいは網目５ｍｍ程度で丈夫なメッシュ加工とする（Ｃ）、等によって形成している。このようなコアキャッチャー５４を用いれば、スライムの排出がきわめて良好に行うことが可能となる。

リバース水飛散防止装置８０は、図９（Ｂ），１０（Ｂ）に示すようにコア受け装置５３Ａ，５３Ｂの上方に設けられている。すなわち、コア受け装置５３Ａ，５３Ｂの幅員を有し、上方に向けてアーチ状に形成された中空のカバー体８２によって形成され、該カバー体によってインナーロッド２６の開口部５１を覆うようにしている。カバー体８２の材質としては、リバース水飛散に十分耐えられる剛性のあるものであれば特に材質や形状は問わない。

このような飛散防止装置８０を設ければ、多量の湧水があり、開口部５１からコアＢとともに排出されるリバース水が湧水と共に噴き出し、周囲に飛散するようなことが起こっても、該飛散水の飛散をカバー体８２によって効果的に防止することができ、周囲に人が近づけないという事態が回避される。

前記のような装置において、地山ＡからコアＢを採取するには、まずボーリング装置２１の設置を行う。その手順を説明すると、最初に行うのはプリペンダー装置２７の設置である。すなわち、口元孔壁に嵌合した地山コーキング２２に口元管２３を挿入し、この口元管２３の口元孔壁から外方へ突出したフランジ４０にアウターロッド用のプリペンダー装置２７の一端フランジ４１をボルトナットにより固定する。その後、このアウターロッド２５のプリペンダー装置２７から外方へ突出した端部に接続管２８を、その一端を差し込んで接続するとともに、該接続管の他端フランジ４４にインナーロッド用のプリペンダー装置３０の一端フランジ４５をボルトナットにより固定する。次に、このようにして設置されたプリペンダー装置３０にアウターロッド２５とインナーロッド２６を順次挿入した後、インナーロッド用プリペンダー装置３０から外方へ突出した端部をドリフター３１に接続すれば、ボーリング装置２１の設置作業は終了する。

ボーリング装置２１が設置されたら、次に地山ＡからコアＢを採取する作業を行う。この作業には、インナーロッド２６をドリフター３１によって給進かつ打撃・回転駆動する。この駆動によってインナーロッド２６は打撃・回転しながら切羽側に進み、先端にあるコアビット３３で掘削する。これとともにプリペンダー装置３０に設けた給水バルブ４７を開くと、給水ポンプからの水がインナーロッド２６と接続管２８の間を経てインナーロッド２６とアウターロッド２５の間に流れ、さらにインナーロッド２６と地山Ａの間に流れて切羽のある先端側に向かう。そして、水はインナーロッド２６の先端を経て湧水と共にリバース水として削り取ったコアＢをプリペンダー装置２７，３０側へリバースし、開口部５１から排出して受け装置５３で受け止め回収することになる。

コアの回収は前記のようにインナーロッド２６の基端開口ではなく、基端開口の手前のインナーロッドに切り欠き形成した開口部５１から行われる。すなわち、開口部５１はインナーロッド２６の周壁を切り欠いて形成され、しかも基端開口とは流出防止板５２で閉塞された構造となっているため、インナーロッド２６の先端側から送られてくるコアとリバース水はこの開口部５１からインナーロッド２６の回転により開口部が下向きとなったときに下方へ排出して取り出される。つまり、開口部５１が上向きのときであってもコア等はしばらくインナーロッド内に堰き止められるものの下向きとなったところで下方へ排出される。

この実施の形態においても、コア回収のための送水をインナーロッド２６と接続管２８の間、インナーロッド２６とアウターロッド２５の間、さらにインナーロッド２６と地山Ａの間から行うため、多量湧水・高圧湧水が有る場合でも送水を維持しながらリバース水が湧水と一体となってコアを押し出すので、コアチューブやワイヤー等が飛び出す等の危険な作業がなくなり、コアチューブを再度送り込む事も無いので、パーカッション・ワイヤーライン工法と比較すると従来のような危険な作業となることがない。しかも、湧水圧に起因する工事中断等もなくなるため工期を短くできてコストを低く抑えることができる。また、従来のような二重管リバース工法のように回転するのではなく、シングル管からなるインナーロッド６のみの打撃・回転でよいためボーリングマシンをパーカッション・ワイヤーライン工法と同じマシンを利用することができ、工事費用も安価にできる。

前記のようであって、実施の形態によれば自立した地山Ａに対してインナーロッド２６のシングル管方式で打撃・回転を行い、コアＢを採取して回収するので、その進捗が早い。高圧、多量湧水があるほど進捗が出せる。そして、回収したコアＢは、リバース水と湧水圧により押し出してくるので、効率がよい。

なお、上記実施の形態はあくまでも好ましい一例であり、この発明は特許請求の範囲に記載した範囲内であれば細部の設計等は任意に変更、修正が可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態で示した口元管、インナーロッド、アウターロッド、接続管、プリペンダー装置等は、図示した以外の設計としてもよいし、コア受け装置やリバース水飛散防止装置の具体的な設計も図示説明したもの以外のものとしてもよい。

１，２１ ボーリング装置
２，２２ 地山コーキング
３，２３ 口元管
４，２７，３０ プリペンダー装置
６，２６ インナーロッド
７，３３ コアビット
８，４２，４６ 止水部材
９，４７ 給水バルブ
２５ アウターロッド
３１ ドリフター（ボーリングマシン）
３５ 接続部
４８ 圧力計
５０ コア採取機構
５１ 開口部
５２ 流出防止板（閉塞手段）
５３ コア受け装置
５４ コアキャッチャー
８０ リバース水飛散防止装置
Ａ 自立した地山
Ｂ コア

Claims (10)

1. 自立性のある地山の口元孔壁に地山コーキングを介して設置した口元管にインナーロッドを挿入し、このインナーロッドと地山の間に口元管側から水を送りながらボーリングマシンによるインナーロッドの給進と打撃・回転によってインナーロッドの先端に取り付けたコアビットで掘削し、この掘削によって削り取ったコアをリバース水と湧水圧によりインナーロッド内をインナーロッドの基端側へ送って回収することを特徴とする水平ボーリング工法。
2. コアの回収をインナーロッドの基端開口から取り出して行う請求項１に記載の水平ボーリング工法。
3. コアの回収をインナーロッドの基端側の周壁に切り欠き形成した開口部から取り出して行う請求項１に記載の水平ボーリング工法。
4. 開口部とインナーロッドの基端開口が連通しないよう閉塞手段により閉塞している請求項３に記載の水平ボーリング工法。
5. 自立性のある地山の口元孔壁に地山コーキングを介して設置された口元管と、この口元管の口元孔壁から外方に突出した基端部に接続して設置されたプリペンダー装置と、前記口元管に給進かつ回転可能に挿入して設置されたインナーロッドと、このインナーロッドの基端部に接続して設置されたインナーロッド給進と打撃・回転駆動用のボーリングマシンと、を備え、インナーロッドの先端にコアビットが取り付けられ、プリペンダー装置にインナーロッドと口元管の間を止水する止水部材、及び削孔用給水ポンプと接続して前記インナーロッドと口元管の間へ水を送る給水バルブとが設けられていることを特徴とする水平ボーリング装置。
6. 口元管の内周とインナーロッドの外周との間に先端が口元管より深くアウターロッドが挿入して設置されている請求項５に記載の水平ボーリング装置。
7. プリペンダー装置とボーリングマシンとの間にあるインナーロッドの周囲にコア採取機構が設置されている請求項５又は６に記載の水平ボーリング装置。
8. コア採取機構は、インナーロッドの基端側の周壁に切り欠き形成した開口部と、この開口部とインナーロッドの基端開口が連通しないよう閉塞する閉塞手段と、前記開口部の下方に設置したコア受け装置と、を有する請求項７に記載の水平ボーリング装置。
9. コア受け装置は、開口部から回収するコアとスライムを分離する分離機構を有する請求項８に記載の水平ボーリング装置。
10. プリペンダー装置とボーリングマシンとの間にあるインナーロッドの周囲に開口部から排出されるリバース水が飛散するのを防止するリバース水飛散防止装置が設置されている請求項８又は９に記載の水平ボーリング装置。