JP3763399B2

JP3763399B2 - 削孔方法

Info

Publication number: JP3763399B2
Application number: JP2001037889A
Authority: JP
Inventors: 尾充横; 川政則粂
Original assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP2002242574A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平削孔機及び削孔ロッドを用いて削孔計画線に沿って地盤を削孔する削孔方法（所謂「曲がりボーリング」）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
曲がりボーリングにおいては、掘削位置を正確に特定することが要求される。これに対しては、従来、ビーコン型やステアリング型の位置検出装置が使用されている。
【０００３】
ビーコン型位置検出装置は、先端部の発信機から双曲状に発信された電波または電磁波をその直上で受信することで先端位置、削孔方向、深度などが計測できる。通信の媒体として電波や電磁波を使っているので、自然界に存在する迷走電流や磁気により、通信ができなかったり、誤差が発生する。また、発信機と受信機との間に存在する電気的な障害や、鉄筋コンクリート内の鉄筋などの吸収体によって計測できない場合も多い。また、躯体直下の位置計測はできない。
【０００４】
一方、ステアリング型は、先端部の位置検知センサからロッド内に挿入した通信ケーブルを介して位置情報を取得し、手元側でコンピューター処理によって削孔軌跡を計測するが、削孔方向は、方位計で地磁気を計測することで決定するので、前記検出方法と同様の理由で正確な地磁気を測定できない場合が多い。
【０００５】
そして、計測はリアルタイムで行われ、計測位置は計測値から算出された推定値であることや計測済みの点を固定点として累積計算するので精度が悪い。さらに、ロッド長と同じ長さのケーブルを１本ずつ接続して行くので能率も悪い。
【０００６】
なお、削孔位置を検出した際に、その直後における削孔方向を把握或いは予測出来れば、計画線に沿って高精度で削孔することが可能である。
しかしながら、これらの従来技術では、削孔方向の正確な予測は不可能であり、計画線に沿った高精度な削孔作業は困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した様な従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、削孔位置を正確に特定することが出来、しかも、削孔方向を正確に予測して計画線に沿い高精度にて削孔することが可能な削孔方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の削孔方法は、地盤を掘削している削孔ロッド内にジャイロスコープを挿入する工程を有し、ジャイロスコープ先端には該ジャイロスコープに対して回転自在に構成された捻れ検知装置の雄型或いは雌型が設けられており、削孔ロッド先端部には削孔ロッド先端の削孔方向決定部材に対して固定されている捻れ検知装置の雌型或いは雄型が設けられており、ジャイロスコープ先端の雄型或いは雌型が回転して削孔ロッド先端部の雌型或いは雄型と係合する工程と、その際に前記雄型或いは雌型が回転した角度を検出する工程と、捻れ検知装置の雄型と雌型とが係合した地点から地上側の収納位置までジャイロスコープを引き込む工程と、その際にジャイロスコープからの信号を記録して削孔軌跡を計測する工程、とを含むことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成を具備する本発明によれば、捻れ検知装置の雄型と雌型とが係合した地点から地上側の収納位置までジャイロスコープを引き込み、その際にジャイロスコープからの信号を記録してジャイロスコープ引き込みの軌跡、すなわち削孔軌跡を計測するので当該軌跡から削孔位置を正確に特定することが出来る。
【００１０】
また、本発明は、前記雄型或いは雌型が回転した角度に基づいて削孔ロッドによる削孔方向を予測する工程と、予測された削孔方向が削孔予定の計画線から偏位しているか否かを判定する工程とを含んでいる。
そして、予測された削孔方向が削孔予定の計画線から偏位している場合に、削孔ロッドを回転して削孔ロッド先端の削孔方向決定部材が指向している方向を変更し削孔方向を制御する。
【００１１】
このように、前記雄型或いは雌型が回転した角度は削孔方向決定部材が指向する方向に対応するので、掘削ロッドの進行する角度を正確に予測することが出来る。従って、予測された削孔方向が削孔予定の計画線から偏位しているか否かの判定も可能である。
【００１２】
また、本発明は、予め地上側から削孔ロッドを所定角度だけ回転する工程と、該所定角度と前記雄型或いは雌型が回転した角度とを用いて、地上側から削孔ロッドを回転した角度と削孔ロッド先端における回転角度との補正係数を演算する工程とを有している。
【００１３】
したがって、削孔が進み、削孔ロッドが長くなってロッドに残留歪みが生じ、ロッドの回転角度より先端装置の回転角度が小さくなるような場合に、削孔ロッドを１／２から１回転程度回転させ、そのときのロッド回転角と先端装置の回転角とを比較してその差から補正係数を算出し、コンピュータ処理の際に自動的に補正を行って残留歪み発生による誤差を消去することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１には本削孔方法を実施する削孔手段の構成が示されている。図において、削孔機１で駆動される削孔ロッド３が削孔機前下方の地盤Ｇ中に延び、その先端には、公知の曲りボーリング施工用の先端部２が取り付けられている。
そして、削孔機１には、ジャイロスコープ（以下、ジャイロという）４の挿入引き込みを行うジャイロ挿入引き込み装置７およびジャイロ４を収納する格納箱６が搭載されている。
また、掘削機１の後方には通信ケーブル８を巻いたリール５が置かれており、そのケーブル８は、削孔ロッド３内に挿入されたジャイロ４に接続されており、そのジャイロ４は、図示の状態では先端部２に後記する捩れ検知装置１０を介して係合されている。
【００１５】
図２には、曲りボーリング施工用の先端部２が示されており、その先端には、掘削用のジェットを噴出するノズル１５ａが開口し、曲線状に掘進するための削孔方向決定部材１２が軸線に対し傾斜して設けられている。そして、その後方にはビーコン型センサ１３が配設されている。
図２では、先端部２の後端に捩れ検知装置１０を介してジャイロ４が係合される状態が示めされている。
【００１６】
図３および図４には、捩れ検知装置１０が示されている。
図３には、先端部２側の雌型１０Ａ、図４には係合するジャイロ４側の雄型１０Ｂがそれぞれ示されおり、雄型１０ＢをＸ方向に雌型１０Ａ内に挿入し、螺旋面ｓに沿って矢印Ｒ方向に回転して係合され、先端部２の捩れがジャイロ４により検知される。
なお、雌型と雄型との関係は、先端部２側とジャイロ４側とのいずれであっても良い。
【００１７】
次に、削孔方法の態様について説明する。
削孔は、地上の削孔機１により削孔ロッド３を駆動して先端部２で掘削推進する（従来の技術）。
そして、削孔終了部分の削孔軌跡の計測は、まず、図５に示すように削孔ロッド３にジャイロ挿入引き込み装置７によってジャイロ４を挿入し、ロッド３の先端部２に到達すると、捩れ検知装置１０がジャイロ４とは独立して回転でき、先端部２に嵌合して、その向きがジャイロ４で検出された鉛直方向を基準にして計測される。
【００１８】
次に、ジャイロ４をジャイロ挿入引き込み装置７によって引き抜きながら削孔軌跡を計測し、計測値はケーブルにより地上のコンピュータ（図示なし）に送られる。ひきぬかれたジャイロ４は格納箱６に収納される（図６）。
ジャイロ４が格納箱６に収納された時点で、コンピュータはデータ処理を行い、計測された削孔軌跡を予定された計画線と共にディスプレイする。これと共に、計測された先端装置２の向きから次の削孔方向を予測して表示する。
こうして、予測された方向が、予定の計画線と異なった場合には、ロッド３を回転させて削孔方向を制御する。この際、ロッド３の回転に伴ってコンピュータディスプレイ上の予定計画線も変化するように構成する。
【００１９】
図７は、曲り部分の削孔を終え、計測のためにジャイロ４を挿入した状態を示し、この状態からジャイロ４を引き抜いて軌跡を計測し、ジャイロ４を収納した状態でさらにその先の削孔を行う（図８）。
このように、削孔中に削孔終了部分の削孔軌跡を随時計測し、削孔方向を修正しながら削孔を進める。
【００２０】
なお、削孔が進み、削孔ロッド３が長くなるとロッド３に残留歪みが生じ、ロッド３の回転角度より先端部２の回転角度が小さくなる恐れがある。このような場合には、地上側から削孔ロッド３を１／２から１回転程度回転させ、そのときのロッド回転角と先端部の回転角とを比較し、この差のから補正係数を算出する。そして、コンピュータ処理の際に自動的に補正を行い残留歪み発生による誤差を消去する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明による作用効果を以下に列挙する。
（１）掘削軌跡を計測して掘削位置を正確に特定できる。
計測は削孔終了後に行われ推定値の累積ではないので計測精度が高い。
（２）捻れ検知装置の雄型と雌型とが係合した際の回転角度により、削孔ロッドの進行方向を正確に予測できる。
そして、削孔予定の計画線に沿って、高精度にて削孔できる。
（３）地上側のロッド回転と削孔ロッド先端のロッド回転との補正係数が容易且つ正確に求められ残留歪み発生による誤差を消去して高精度に削孔できる。（４）ジャイロを使用するため、電気的な障害の影響を受けず、どのような環境でも計測が可能である。
（５）機械組み込み型の計測器のため、設置・撤去の手間を省くことができ、削孔時間を多く取ることができる。
また、計測リールによりジャイロをロッド後端から挿入、引き込みをすることで能率良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の削孔方法を実施する削孔手段の構成を示す図。
【図２】図１の曲りボーリング削孔装置の詳細を示す断面図。
【図３】捩れ検知装置の雌型を示す斜視図。
【図４】捩れ検知装置の雄型を示す斜視図。
【図５】ジャイロを挿入した状態を示す断面図。
【図６】図５からジャイロを引き込んだ状態を示す断面図。
【図７】ジャイロを挿入して軌跡を計測する状態を示す断面図。
【図８】図７からジャイロを引き込み削孔を再開する状態を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・削孔機
２・・・先端部
３・・・削孔ロッド
４・・・ジャイロ
５・・・リール
６・・・ジャイロ格納箱
７・・・ジャイロ挿入引き込み装置
８・・・ケーブル
１０・・・捩れ検知装置
１０Ａ・・・雌型
１０Ｂ・・・雄型
１２・・・削孔方向決定部材

Claims

地盤を掘削している削孔ロッド内にジャイロスコープを挿入する工程を有し、ジャイロスコープ先端には該ジャイロスコープに対して回転自在に構成された捻れ検知装置の雄型或いは雌型が設けられており、削孔ロッド先端部には削孔ロッド先端の削孔方向決定部材に対して固定されている捻れ検知装置の雌型或いは雄型が設けられており、ジャイロスコープ先端の雄型或いは雌型が回転して削孔ロッド先端部の雌型或いは雄型と係合する工程と、その際に前記雄型或いは雌型が回転した角度を検出する工程と、捻れ検知装置の雄型と雌型とが係合した地点から地上側の収納位置までジャイロスコープを引き込む工程と、その際にジャイロスコープからの信号を記録して削孔軌跡を計測する工程、とを含むことを特徴とする削孔方法。
前記雄型或いは雌型が回転した角度に基づいて削孔ロッドによる削孔方向を予測する工程と、予測された削孔方向が削孔予定の計画線から偏位しているか否かを判定する工程、とを含む請求項１の削孔方法。
予測された削孔方向が削孔予定の計画線から偏位している場合に、削孔ロッドを回転して削孔ロッド先端の削孔方向決定部材が指向している方向を変更し、以って削孔方向を制御する請求項２の削孔方法。
予め地上側から削孔ロッドを所定角度だけ回転する工程と、該所定角度と前記雄型或いは雌型が回転した角度とを用いて、地上側から削孔ロッドを回転した角度と削孔ロッド先端における回転角度との補正係数を演算する工程、とを有する請求項３の削孔方法。