JP3523919B2 - 推進工法における水道管の探知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、推進工法によって地中
に各種管路を敷設する際に用いる推進工法における水道
管の探知装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から、ガス管などの各種管路を地中
に埋設するために、推進工法が行われている。推進工法
は、土壌に一対の竪穴を掘削後、一方の竪穴から水平方
向に推進ヘッドを接続ロッドを継ぎ足しながら押込み、
推進ヘッドが他方の竪穴に到達した後、可撓性のあるポ
リエチレン製ガス管などを引込む工法であり、推進工法
によれば、非開削でガス管などを地中に敷設することが
できる。地中には水道管や下水管などの地中構造物が既
に存在している場合がある。そのような場合、非開削工
事を行うと、既設の地中構造物を破損するおそれがあ
る。既設の地中構造物の破損を防ぐためには、地表から
予め探査して、既設地中埋設管の位置を事前に把握して
おく必要がある。 【０００３】従来から、地中に埋設されている地中構造
物探査には、レーダ探査が行われている。図１２は、従
来技術であるレーダ探査方法を簡略化して示す説明図で
あり、図１３は図１２に示すレーダ探査によって得られ
た探査画像図である。地中埋設物３のレーダ探査は、次
のようにして行われている。探知装置１の下面には車輪
４が取付けられているので、操作者６はハンドル５を押
して探知装置１を自在に移動させることができる。探知
装置１の下面からは、地中に向けて送信電磁波７が発信
されているので、探知装置１が地中埋設物３の頂上付近
の地表面の位置Ａ〜Ｇに到達すると、発信された電磁波
が地中埋設物３の表面で反射し、反射電磁波８として探
知装置１に受信される。地表面上の各位置Ａ〜Ｇにおい
て、反射電磁波８の強度と、送信から受信までの時間と
に基づいて、図１３に示すような探査画像９が得られる
ので、この探査画像９をデータ処理することによって、
地中埋設物３の検知と、その位置の探査を行うことがで
きる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】従来からの、レーダ探
査による障害物の探査には、次のような問題がある。 地表から通常１．５ｍ程度である埋設管の深さまで探
査する必要があるけれども、電磁波は地中で減衰するた
め、特に深い部分での探査の信頼性は必ずしも高くな
い。 地表から探査する方法では、推進深度より浅い位置に
構造物が存在すると、その下にある構造物を探査するこ
とが原理的に困難となる。そのため推進深度に存在する
構造物を検知することができない。 探査深度などの探査性能を上げようとすれば、一般に
地中に発信する電磁波の電界強度を上げる必要がある。
地表から電磁波を発信するので、周囲の空間にも電磁波
が発信され、電磁波を利用した無線通信に影響を与え
る。このため電波法によって発信する電磁波の電界強度
が制限される。 レーダ探査においては電磁波を用いているので、既設
の地中埋設管が塩化ビニール管やポリエチレン管など非
金属管の場合には、探査が困難である。また電磁波は、
高圧ケーブル、金属フェンス、外部ノイズなどの影響を
受けやすいので、これらが存在する場合には誤差が生じ
やすい。 【０００５】本発明の目的は、推進工法を用いてガス管
などを地中埋設する際、水道管など既設埋設物を、容易
にかつ確実に検知することができる推進工法における水
道管の探知装置を提供することである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、地中に埋設さ
れる管を非開削で敷設する推進工法における水道管の探
知装置であって、先端付近に窓を有する推進ヘッド内に
配置される音波検出手段と、管の埋設予定位置近傍に埋
設されている水道管に、地表近くの水道管枝管を介して
振動を与える振動発生手段と、からなることを特徴とす
る推進工法における水道管の探知装置である。 【０００７】 【作用】本発明に従えば、地中に埋設される管を非開削
で敷設するための推進工法における水道管の探知装置
は、先端付近に窓を有する推進ヘッドを地中に押込む推
進手段と、推進ヘッド内に配置されている音波検出手段
と、振動発生手段とを含んで構成される。振動発生手段
は、管の埋設予定位置近傍に埋設されている既設水道管
に振動を与え、水道管内に信号音波を発生させ、さらに
地中に信号音波を伝播させることができる。これによっ
て、地中に押込まれる推進ヘッドが既設水道管に接近す
れば、音波検出手段によって検知される音波が強くなる
ので、推進ヘッドの先端前方に埋設されている既設水道
管を容易にかつ確実に検知することができる。 【０００８】 【実施例】図１は、本発明の一実施例である推進工法に
おける水道管の探知装置の簡略化された構成を示す平面
図であり、図２は図１に示す推進工法における水道管の
探知装置の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た正面断面図であ
る。探知装置１０は、先端付近に窓を有する推進ヘッド
１１を地中に押込む推進手段である推進機１２と、推進
ヘッド１１内で窓の後方に配置される音波検出手段であ
る音波受信センサ１３と、検知対象である水道管に振動
を与える振動発生手段である振動発振機１４とを含んで
構成される。探知装置１０は、地中に埋設される管、た
とえばガス管を推進工法によって非開削で敷設するため
に用いられる。振動発振機１４は、バイブレータ１５
と、バイブレータ１５に適正な振動数の振動出力を付与
するオシレータ１６とを含み、バイブレータ１５はガス
管の埋設予定位置近傍に埋設されている既設水道管１７
に近接する消火栓１８または水道管１７の量水器１９に
取付けられる。 【０００９】探知装置１０による既設水道管１７および
水道本管２４の検知は次のようにして行われる。推進工
法が行われる土壌２０には、一対の竪穴２１，２２が掘
削される。一方の竪穴２１には、推進機１２が設置さ
れ、推進機１２は油圧ユニット２６から供給される油圧
を駆動源として推進ヘッド１１を他方の竪穴２２に向か
って押込む。推進ヘッド１１の押込みは、所望の推進深
度、たとえば１．５ｍの深さで水平方向に接続ロッド２
３を継ぎ足しながら行われる。接続ロッド２３は、鋼製
の剛性管が好適に使用される。 【００１０】前記バイブレータ１５は、消火栓１８また
は量水器１９を介して既設水道管１７に振動を与え、水
道管内の水に信号音波を発生させる。水は音波を効率よ
く伝えるので、信号音波は水道管１７内を経由して水道
本管２４内に伝播し、さらに地中を放射状に伝播する。
本実施例で用いている信号音波は、水道管１７や水道本
管２４の管種を問わず発生するので、電磁波を用いる従
来の検知器では検知が困難であった塩化ビニール管やポ
リエチレン管などの非金属管に対しても好適に適用する
ことができる。信号音波の周波数は、たとえば９０〜６
００Ｈｚであり、信号音波の伝播効率のよい周波数が選
定される。推進ヘッド１１内には、窓の後方に音波受信
センサ１３が設けられているので、推進機１２によって
押込まれる推進ヘッド１１が既設の水道管１７や水道本
管２４に接近すれば、それらから発信される音波が音波
受信センサ１３によって受信され、接近を示す強い音波
として受信器２５に表示記録される。このように推進ヘ
ッド１１の接近によって受信器２５に表示記録される音
波に強さの変化が生ずるので、推進ヘッド１１の先端前
方に埋設されている既設の水道管１７や水道本管２４
は、容易にかつ確実に検知される。このため推進機１２
は、既設の水道管１７や水道本管２４を回避して推進ヘ
ッド１１を押込み、それらを破損することなく、ガス管
を非開削で敷設することができる。既設の水道管１７や
水道本管２４を回避して推進ヘッド１１を押込む方法と
しては、推進ヘッド１１を引戻して方向や位置の修正を
行った後、再度押込む方法や開削工法に変更する方法な
どが行われている。 【００１１】なお音波受信センサ１３は、前述のように
推進ヘッド１１に内蔵されるいわゆる一体型として使用
されているけれども、推進ヘッド１１が予め定める測定
位置に到達する毎に接続ロッド２３の中空部を介して外
部から音波受信センサ１３を差込み、間欠的に信号音波
を検知するいわゆるセパレート型として使用してもよ
い。 【００１２】図３は本発明にかかわる推進機の簡略化さ
れた構成を左側は断面で示す正面半断面図であり、図４
は図３に示す推進機の平面図であり、図５は図３に示す
推進機の側面図である。推進機１２は、前記接続ロッド
２３をその軸線まわりに回転自在にかつその軸線方向に
摺動自在に支持する固定台２９と、固定台２９上で前記
軸線に沿って移動可能な移動台３０と、移動台３０上に
設けられ、前記軸線と共通の回転軸線を有する挿入ソケ
ット３１と、移動台３０上に設けられ、挿入ソケット３
１を回転駆動する油圧回転モータ３３と、移動台３０上
に設けられ、移動台３０を前記軸線に平行に移動させる
送り装置３４とを含む。接続ロッド２３の一端部は、挿
入ソケット３１内に挿入され、接続ロッド２３の他端部
は、固定台２９上に設けられているブラケット３２に挿
通され、回転および摺動自在に支持される。 【００１３】油圧回転モータ３３は、ウォーム３５およ
びウォームホイール３６を介して挿入ソケット３１を回
転駆動し、挿入ソケット３１の回転は追従回転する接続
ロッド２３に回転力を付与する。送り装置３４は、ハン
ドル差口３７に装着される図示を省略するハンドル車の
手動回転駆動力を一対のかさ歯車３８，３９を介してピ
ニオン４０に伝え、ピニオン４０とそれに噛合うラック
４１とで形成されるピニオン、ラック機構によって移動
台３０を送り移動させることができる。移動台３０の送
り移動は、固定台２９に設けられている前記軸線に平行
な２本のガイド軸４２，４３に沿って行われ、移動台３
０上に設けられている挿入ソケット３１を介して接続ロ
ッド２３に送り力を付与する。本実施例では、送り装置
３４は手動で駆動されるので、既設の水道管１７や水道
本管２４を損傷するおそれが少ない。なお、送り装置３
４の駆動は、たとえば油圧モータによって行ってもよ
い。以上述べたように、推進機１２は接続ロッド２３に
回転力と送り力とを同時に付与することができるので、
接続ロッド２３とその先端に取付けられている推進ヘッ
ド１１とを地中に確実に押込むことができる。 【００１４】図６は、本発明にかかわる推進ヘッドの簡
略化された構成を示す正面図であり、図７は図６に示す
推進ヘッドの切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図で
ある。推進ヘッド１１は鋼製の略円筒状部材であり、そ
の先端部４４は先細の円錘状に形成されている。このた
め推進機１２による推進ヘッド１１の地中押込みは、よ
り容易にかつ確実に行われる。推進ヘッド１１の先端部
４４には、複数、たとえば３個の窓４５が形成されてい
る。窓４５は前方に向けてあけられているので、推進ヘ
ッド１１の推進方向前方からの音波信号のみが選択的に
窓４５を通過することができ、他の方向からの音波信号
は遮蔽される。推進ヘッド１１の内部には、窓４５の後
方に合成樹脂製の保護ブロック４６および音波受信セン
サ１３がこの順序に設けられている。保護ブロック４６
は、推進ヘッド１１の押込み中、窓４５から侵入してく
る土砂による音波受信センサ１３の損傷を防止するため
に設けられる。保護ブロック４６は合成樹脂製であるの
で、音波受信センサ１３の機能は保護ブロック４６によ
って損なわれない。音波受信センサ１３によって受信さ
れた音波は、コード線４７を介して送信され受信器２５
に表示記録される。 【００１５】図８は本発明の他の実施例である推進ヘッ
ドの構成を示す正面図であり、図９は図８に示す推進ヘ
ッドの側面図である。図６および図７と対応する部分に
は、同一の参照符号を付す。本実施例の推進ヘッド４８
は、鋼製の円筒状部材であり、その先端にはリングビッ
ト４９が取付けられている。このリングビット４９に
は、複数、たとえば１０個の刃５０が差込まれており、
いわゆるインサート型リングビットを形成している。こ
のため推進ヘッド４８は、土質が硬い砂歴岩であっても
推進機１２の回転力と送り力の付与によって地中を容易
にかつ確実に穿孔することができる。本実施例の推進ヘ
ッド４８の内部には、前記推進ヘッド１１と同様に窓４
５の後方に図示を省略する合成樹脂製の保護ブロック４
６および音波受信センサ１３が設けられている。保護ブ
ロック４６および音波受信センサ１３の作用効果は、前
記推進ヘッド１１と同一である。 【００１６】図１０は本発明のさらに他の実施例である
推進ヘッドの構成を示す正面図であり、図１１は図１０
に示す推進ヘッドの側面図である。図６および図７と対
応する部分には、同一の参照符号を付す。本実施例の推
進ヘッド５１は鋼製の円筒状部材であり、その先端には
リングビット５２が取付けられている。このリングビッ
ト５２には、複数、たとえば１８個のボタン状の刃５３
が接合されており、いわゆるボタン型リングビットを形
成している。このため推進ヘッド５１は、土質が硬い砂
歴岩であっても、推進機１２の回転力と送り力の付与に
よって地中を容易にかつ確実に穿孔することができる。
またリングビット５２の先端部には、複数、たとえば３
個の窓４５が形成されている。本実施例の推進ヘッド５
１の内部構成および作用効果は前記推進ヘッド４８と同
一である。 【００１７】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、推進工法
における水道管の探知装置は、推進ヘッドを地中に押込
む推進手段と、音波検出手段と、振動発生手段とを含ん
で構成されるので、推進ヘッドの押込み中、推進ヘッド
の先端前方に埋設されている既設水道管を容易にかつ確
実に検知することができる。このため推進装置は、既設
水道管を回避して推進ヘッドを押込むことが可能とな
り、既設水道管を破損することなく、地中埋設管を非開
削で敷設することができる。また推進工法における水道
管の探知装置は、既設水道管の検知を音波信号を利用し
て行っているので、電磁波を用いる従来の検知器では検
知が困難であった塩化ビニール管やポリエチレン管など
の非金属管に対しても確実に検知することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例である推進工法における水道
管の探知装置の簡略化された構成を示す平面図である。 【図２】図１に示す推進工法における水道管の探知装置
の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た正面図である。 【図３】本発明にかかわる推進機の簡略化された構成を
示す正面半断面図である。 【図４】図３に示す推進機の平面図である。 【図５】図３に示す推進機の側面図である。 【図６】本発明にかかわる推進ヘッドの簡略化された構
成を示す正面図である。 【図７】図６に示す推進ヘッドの切断面線ＶＩＩ−ＶＩ
Ｉから見た断面図である。 【図８】本発明の他の実施例である推進ヘッドの構成を
示す正面図である。 【図９】図８に示す推進ヘッドの側面図である。 【図１０】本発明のさらに他の実施例である推進ヘッド
の構成を示す正面図である。 【図１１】図１０に示す推進ヘッドの側面図である。 【図１２】従来技術であるレーダ探査方法を簡略化して
示す説明図である。 【図１３】図１２に示すレーダ探査によって得られた探
査画像図である。 【符号の説明】 １ 探知装置 ３ 地中埋設物 ７ 送信電磁波 ８ 反射電磁波 ９ 探査画像 １０ 探知装置 １１，４８，５１ 推進ヘッド １２ 推進機 １３ 音波受信センサ １４ 振動発振機 １５ バイブレータ １６ オシレータ １７ 水道管 １８ 消火栓 ２３ 接続ロッド ２４ 水道本管 ２５ 受信器 ３１ 挿入ソケット ３２ ブラケット ３３ 油圧回転モータ ３４ 送り装置 ４５ 窓 ４６ 保護ブロック ４９，５２ リングビット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/093

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 地中に埋設される管を非開削で敷設する
   推進工法における水道管の探知装置であって、 先端付近に窓を有する推進ヘッド内に配置される音波検
   出手段と、 管の埋設予定位置近傍に埋設されている水道管に、地表
   近くの水道管枝管を介して振動を与える振動発生手段
   と、 からなることを特徴とする推進工法における水道管の探
   知装置。