JP2536585B2 - 曲り掘り用掘削ドリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水平長距離削進工法の孔曲り修正等に用いら
れる曲り掘り用掘削ドリルに関する。

〔従来の技術〕

小口径管の水平長距離削進工法では、削進が進むにつ
れ方向のずれ、すなわち孔曲りが生じ易く、このため一
定距離削進毎に孔曲りの測定が行われ、許容以上の曲り
が検出された場合には孔曲り修正が行われる。

この修正作業は、掘削管による掘削を中止して先端ビ
ツトを発信坑側に回収した後、掘削管内に、第４図に示
すような先端にベンド部（13）を有するダイナドリル
（Ａ）を挿入し、該ダイナドリル（Ａ）を掘削管先端か
ら延出させて曲り修正方向に先行ボーリングを行い、し
かる後、このダイナドリルに沿つて掘削管削進させるよ
うにするものである。

前記ダイナドリル（Ａ）はベンド部（13）の先端に回
転自在なビツト（14）を有するとともに、ベンド部後方
にステータ（15）及びロータ（16）を有し、ロツド内を
供給される高圧水でロータ（16）を回転させ、その回転
をユニバーサルジヨイント（17）を介してベンド部側に
伝え、ビツト（14）を回転させるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、このドリルは動力発生部たるロータ部が５〜
6mと非常に長いため、変位測定用の計測器がドリル先端
部に位置できないという問題がある。

すなわち、孔曲り修正を行う場合、ドリルで所定距離
削進した後、ドリル内に計測器を送り込み、目標量の修
正がなされたかどうか確認する必要がある。このような
計測を行う場合、従来のドリルでは第４図に示すように
計測器（12）はドリル先端から8m程度（図中距離Ｌ）後
方までしか到達できない。

ここで、例えば第５図に示すようにある地点から6cm/
5mだけ上方修正を行う場合、計測器（12）を6cm上昇し
た地点に位置させるためにはドリルを8m先まで削進させ
る必要がある。そしてこの場合、先端ドリルはスタート
地点から40cmも上昇しており、この高さから大きく下向
き修正する必要がある。水平小口径削進工法では、第６
図に示すように、道路地盤の保全、或いは他の埋設物へ
の悪影響や管の残留応力等の配慮から、管の敷設線形
（Ｘ）が予定線形（Ｙ）に対して大きく離れることは問
題があり、上記した従来のドリルでは予定線形からの離
れが大き過ぎ、地層を乱して地盤沈下を生じたり、他の
埋設物に悪影響を及ぼす等の問題を生じてしまう。

また、従来のドリルでは高圧水がロータ（16）に当る
角度が軸と平行に近いため、トルクを上げるためには水
圧、水量を上げる必要があり、この駆動水はドリル外に
排出されることから、砂層などの崩壊性地層に対しては
安定した掘削孔ができないという難点もある。

さらに、ロータ（16）とステータ（15）の間隙が小さ
く、またロータ部とドリル部の接続にユニバーサルジヨ
イント（17）を用いているため、駆動水（泥水）に混入
している土粒子が上記間隙や回転部に詰まり、故障し易
い。また、高圧水に含まれている土粒子によりステータ
やユニバーサルジヨイント部の摩耗が早く、寿命が15〜
20時間と非常に短かい。

本発明はこのような従来の問題に鑑みなされたもの
で、計測器を先端近くまで位置させることができ、この
ため目標修正量に対しドリルを過度に先掘りさせる必要
がなく、しかも故障が少なく長い寿命が得られる掘削ド
リルを提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

このため本発明は、ベンド部内に、混気高圧水を噴射
させることにより駆動するジエツトモータに配し、該ジ
エツトモータで掘削ビツトを駆動させるようにしたもの
である。

この掘削ビツトではジエツトモータにロツドを通じて
後方から混気高圧水が供給噴射され、このジエツトモー
タが掘削ビツトを回転駆動させる。

この駆動源であるジェットモータは、混気高圧水を噴
射させることにより駆動されるものであるため、後述す
る実施例に示すように、タービンのようなコンパクトな
動力発生部たる回転体で高い駆動力（回転力）を得るこ
とができる。

すなわち、本発明では、コンパクトな構成で高駆動力
が得られるジェットモータをベンド部内に配置させてい
るので、第４図に示す従来のステータ（15）及びロータ
（16）と比較して、変位測定用の計測器をドリル先端部
により近づけることが可能となっている。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものであ
る。

本発明のドリルは、先端のベンド部（１）にジエツト
モータ（２）、減速機（３）、及び掘削ビツト（４）が
直列的に配されている。ジエツトモータ（２）の回転速
度は減速装置（３）で約1/10程度に減速され、これによ
つて掘削ビツトには高トルクの回転力が与えられる。

前記ジエツトモータ（２）には高圧水噴射ノズル
（５）が接続され、ドリルのロツド（８）を通じて供給
される高圧水をモータ内に噴射するようにしている。ま
た、高圧水噴射ノズル（５）のノズル部（51）の出側位
置には空気管（７）が接続され、この空気管（７）から
高圧水中に空気を混入させ、混気高圧水をモータ内に供
給できるようにしている。

第２図は、ジエツトモータ（２）に構造を模式的に示
したもので、ジエツトモータ（２）は回転軸（８）に固
定されたタービン（９）を有し、このタービン（９）に
噴射ノズル（５）から高圧水が噴射されるようになつて
いる。また、モータのケーシング（10）の先端には駆動
水排出口（11）が設けられ、高圧駆動水はこの排出口
（11）から排出され、さらにベンド部先端からドリル外
に吐出される。

ジエツトモータ（２）は、本実施例のように混気高圧
水により駆動する構造とする。これにより所謂キヤビテ
ーシヨンを発生させることなく、しかも高い駆動力（回
転力）を得ることができる。

以上のような構造の掘削ドリルでは、計測器（12）を
ドリル先端近く（ドリル先端から1.5m程度）に送り込む
ことができ、このため、ドリルによる過度な先掘りを行
うことなく曲り修正を行うことができる。

例えば、第３図に示すように、ある地点から6cm/5mだ
け上方修正を行う場合、計測器がドリル先端から1.5mの
位置まで送り込めるとすると、計測器を6cm上昇した地
点に位置させるためには、ドリルを1.5m先まで掘進させ
れば足りる。この場合、先端ドリルの高さは10cmであ
り、予定線形に対する管敷設線形の離れの目標とされる
限界（通常、12cm）を十分下回ることになる。

なお、本発明の掘削ドリルは、水平進工法以外にも適
用することができ、また曲り修正用としてではなく、曲
り孔掘削用としても用いることができる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、計測器をドリル先端近く
にまで送り込むことができるため、目標修正量に対しド
リルを過度に先掘りさせる必要がなく、管予定線形に対
する敷設線形の離れを最小にとどめ、両線形の離れに起
因する地盤沈下や他の埋設物への悪影響を適切に防止す
ることができる。また、従来ドリルのような詰りや摩耗
を生じ易いロータ・ステータ部やユニバーサルジヨイン
ト部がないため、故障が少なく、また長期間の寿命を確
保することができる。また、ジエツトモータは少ない駆
動水で高いトルクを得ることができるため、砂層等の崩
壊性地層も安定して掘削することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は縦断面図、第２図はジエツトモータを模式的に示
す説明図である。第３図は本発明ドリルによる孔曲り修
正時の掘削線形を示す説明図である。第４図は従来の掘
削ドリルの断面を示す説明図である。第５図は従来の掘
削ドリルによる孔曲り修正時の掘削線形を示す説明図で
ある。第６図は水平削進工法における予定線形に対する
敷設線形のズレを示す説明図である。 図において、（１）はベンド部、（２）はジエツトモー
タ、（３）は減速機、（４）は掘削ビツト、（６）はロ
ツドである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端側にベンド部を有し、該ベンド部先端
   に掘削ビットを有する曲り掘り用掘削ドリルにおいて、
   ベンド部内に、混気高圧水を噴射させることにより駆動
   するジェットモータを配し、該ジェットモータで掘削ビ
   ットを駆動させるようにしてなる曲り掘り用掘削ドリ
   ル。