JP4024074B2

JP4024074B2 - 管状部材埋設方法

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Publication number: JP4024074B2
Application number: JP2002123651A
Authority: JP
Inventors: 欣寛柳; 原孝彦三; 田致義米
Original assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: JP2003314192A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管、ガス管、通信ケーブル等が配設される埋設管等の管状部材を、道路や鉄道等の地下領域（地中）に敷設する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路や鉄道または河川等を横断して水道管、ガス管、通信ケーブル等の延長・設置工事を行う場合に、道路、鉄道の交通制限あるいは河川の堰きとめを行うことは困難である。
そのため、水道管、ガス管、通信ケーブル等が配設される埋設管等の管状部材を、道路や鉄道あるいは河川を横断する様に、（道路や鉄道あるいは河川等の）地下領域に埋設する必要がある。
【０００３】
道路や鉄道あるいは河川を横断する様に管状部材を埋設する場合には、従来、当該道路や鉄道あるいは河川の両側に発進立坑と到達立坑をそれぞれ掘削し、発進立坑と到達立坑とを連通する様に水平方向にトンネルを掘削していた。
【０００４】
しかし、家屋が密集している市街地では、当該道路や鉄道あるいは河川の両側に発進立坑と到達立坑を掘削するための土地の確保が困難で、特に発進立坑は推進機を入れるために大きな立坑が必要で、そのためのコスト負担や長工期が問題であった。
【０００５】
ここで、可撓性を有するロッドを用いて、湾曲した掘削孔を削孔する技術、所謂「曲がりボーリング」（或いは「自在ボーリング」：本明細書においては「曲がりボーリング」なる名詞を用いる）なる技術が存在する。係る技術を用いれば、可撓性を有するガイドロッドにより地中を湾曲状に掘削して、地上の任意の２地点を連通することが可能である。
そして、曲がりボーリングを使用すれば、施工困難な土地に発進立坑、到達立坑を掘削する必要が無くなる。
【０００６】
この様に、曲がりボーリングは有用な技術ではあるが、次のような問題が存在する。
第１に、通常の曲がりボーリングのボーリング孔よりも、大径の孔が必要なガス管や水道管を、道路下等に埋設するために、当該ボーリング孔を拡径する必要がある。
【０００７】
第２に、曲がりボーリングで掘削された比較的小径の掘削孔と、その後に拡径された比較的大径の掘削孔とを、地山の崩落、土圧に対して保持しなければならない。曲がりボーリングで掘削孔を掘削しても、道路下の地下領域では車両等の通行重量物により、鉄道下の地下領域では鉄道車両により、絶えず土圧が生じるため、当該掘削孔は直ちに崩落してしまう可能性が高いからである。
曲がりボーリングで掘削された掘削孔を拡径した後の拡径孔についても、地山の崩落、土圧に対して保持しなければならない点で、同様である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、曲がりボーリングにより道路や鉄道および河川部等の地下領域を横断する様に掘削した際に、当該掘削孔（ボーリング孔）を、水道管、ガス管、通信ケーブル等が配設可能な程度まで拡径することが出来て、しかも、曲がりボーリングにより掘削された掘削孔を土圧による崩落から保護することが出来る様な管状部材埋設方法の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の管状部材埋設方法によれば、可撓性を有するロッドを用いて先導孔を削孔する先導孔掘削工程と、可撓性を有するロッドの先端に膨張可能で且つ収縮状態にある中空管状部材を接続し、可撓性を有するロッドを発進側へ引き込むことにより前記先導孔内に前記中空管状部材を挿入する収縮管配置工程とを有し、その中空管状部材は複数の部材を接続して構成されており、そして高圧流体を前記中空管状部材内に供給して周囲の土壌を圧縮しつつ前記中空管状部材を膨張させる高圧流体供給工程と、その高圧液体供給後に膨張していない部材間の継目領域を膨張させる工程とを有している。
【００１０】
また本発明の管状部材埋設方法によれば、可撓性を有するロッドを用いて先導孔を削孔する先導孔掘削工程と、可撓性を有するロッド、該ロッドの先端に接続された拡径ビット及び該拡径ビットに接続された膨張可能で且つ収縮状態にある中空管状部材を引っ張ることにより、先導孔を拡径し且つ拡径された先導孔に前記中空管状部材を挿入する工程とを有し、その中空管状部材は複数の部材を接続して構成されており、高圧流体を前記中空管状部材内に供給して周囲の土壌を圧縮しつつ前記中空管状部材を膨張させる高圧流体供給工程と、高圧流体供給後、膨張していない部材間の継目領域を膨張させる工程とを有している。
【００１１】
係る構成を具備する本発明の管状部材埋設方法によれば、膨張した中空管状部材は水道管、ガス管、通信ケーブル等が配設可能な程度まで拡径されている。また、曲がりボーリングにより掘削された掘削孔（先導孔）が道路下や鉄道下等であっても、膨張した中空管状部材が補強ライナと同様に作用するので、先導孔の拡径前後にかかわらず土圧による崩落から保護することが出来る。
【００１２】
上述した本発明の管状部材埋設方法は、特に中空管状部材としてメタルチューブを用いた場合には、メタルチューブの可撓性に起因して、（障害物が存在する場合や、立孔が１つしか掘れない場合等の様に）先導孔経路の曲率半径が小さい場合に、特に有効である。
【００２２】
そして本発明の管状部材埋設方法によれば、可撓性を有するロッドを用いて先導孔を削孔する先導孔掘削工程と、長手方向に収縮可能で且つ長手方向に収縮した際に半径方向外方へ膨張する様に構成されており且つ振動手段を設けた中空管状部材を前記先導孔に配置する中空管状部材配置工程と、振動手段により中空管状部材を振動しつつ長手方向に収縮させ、以って中空管状部材を半径方向外方へ膨張させる管状部材拡径工程とを有している。
【００２３】
係る構成を具備する本発明によれば、掘削孔拡径時に、地山に振動を加えれば、見掛けの柔軟度が増加する。
前記中空管状部材を蛇腹状に形成し長手方向寸法を収縮して半径方向寸法を増大して拡径する際に、当該蛇腹に振動素子を設けて、地山を振動して、拡径し易くする。
しかも、振動を負荷された周囲は、空隙が埋まって、地盤が締まる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１〜図６は、第１実施形態を示している。
道路や鉄道または河川等の施設Ｒの横断を、施設Ｒの直下地盤Ｇを湾曲掘削してその掘削孔に水道、ガス管等を保護する中空管状部材のメタルチューブ６Ａを埋設させる方法を示している。
【００２５】
図１において、施設Ｒから適宜の距離をおいた地上ＧＬの掘削発進点Ｐ１と到達点Ｐ２を設け、発進点Ｐ１の近傍に曲がりボーリング機械１を配置した準備工程を経て、曲がりボーリング機械１に取付けた可撓性を有するガイドロッド２により発進点Ｐ１から到達点Ｐ２に達する地下方向に湾曲する先導孔３を掘削する。この工程が、先導孔掘削工程である。
【００２６】
次に、図２で示す様に、ガイドロッド２の先端部２ａに設けた牽引用継手４によって収縮状態のメタルチューブ６を把持接続し連結状態にして、前記工程によって掘削した先導孔３内に、到達点Ｐ２側から引込み配置する。符号ｓは、メタルチューブ６の単体長さを示している。
【００２７】
図３および図４は、本工事に使用する加圧によって膨張するメタルチューブ６を示している。図３は、メタルチューブ６の収縮状態を示していて、前記図２に示すメタルチューブ６の引込み時の形状である。図示の例では管厚ｔのメタルチューブ６は、内隙６ａを包むようにＣ字状に屈曲して外径ｄに収縮している。
図４は、メタルチューブ６が、内隙６ａに供給された高圧流体によって内隙６ｂ、外径Ｄの円筒状に膨張した状態を示している。
【００２８】
図５は、収縮状態のメタルチューブ６が先導孔３の全長にわたって配置された状態を示している。符号１０は、高圧流体Ｑｈの供給装置である。
図２および図５の工程が、収縮管配置工程である。
【００２９】
図６では、先導孔３に引込み配置されたメタルチューブ６を高圧流体（高圧水、高圧エア、その他の加圧された流体）Ｑｈによって膨張させる。この高圧流体Ｑｈの供給による内隙６ａへの加圧によって、メタルチューブ６の外径周囲の地盤Ｇが圧縮されて膨張状態のメタルチューブ６Ａになる。この工程が高圧流体供給工程である。
【００３０】
メタルチューブ６Ａは上記のようにして施工されており、メタルチューブ６Ａの内部は、メタルチューブ６Ａが膨張し、且つ、裏込め材Ｃｇが固化しているので、施設Ｒからの荷重と土圧による土壌の崩落から、補強ライナを設けているのと同様に保護されており、安定している。そのため、水道管、ガス管、通信ケーブル等が安全に配設される。
この第１実施形態は、障害物の存在により発進立坑及び到達立坑を掘削できない場合等で経路の曲率半径が小さい場合に特に有効である。
【００３１】
図７〜図１６は、上述した第１実施形態において、高圧流体供給後も膨張しない領域を膨張させるための各種態様を示している。
【００３２】
図７〜図９は、メタルチューブ６Ａの継目領域である接続部７ｊが未膨張状態にある場合の接続部７ｊの膨張方法の１例を示す。
【００３３】
図７を参照して、それぞれ膨張して拡径した前後のメタルチューブ６Ａ、６Ａの未膨張接続部７ｊと、その接続部７ｊの拡径に要するパッカ１４を示している。
図７において左側後部の接続端７ａと、右側前部の接続端７ｂとが未膨張で接続されている。この前後両端部７ａ、７ｂで形成される接続部７ｊの内部に圧力供給ライン１３に連通されたパッカ１４を縮小状態で配置する。
【００３４】
図８を参照して、前記縮小状態のパッカ１４に加圧し、膨張させて接続部７ｊを膨張、拡径させる。この接続部７ｊの膨張、拡径によって前後のメタルチューブ６Ａ、６Ａが一体となり、地盤Ｇからの土砂や地下水の侵入等を防ぐことができる。
【００３５】
図９を参照して、前記のようにして膨張したパッカ１４を減圧縮小させて、別の未膨張接続部７ｊに移動させる、または撤収させる。
【００３６】
図１０〜図１２は、前後の膨張したメタルチューブ６Ａ、６Ａの継目領域である未膨張接続部７ｊを拡径させる別の方法を示している。
【００３７】
図１０では、左側後部の接続端７ａと、右側前部の接続端７ｂとで構成する接続部７ｊが未膨張で接続されている。
【００３８】
図１１を参照して、接続端７ａの前部と、接続端７ｂの後部のそれぞれに、図においては各２ケのパッカ１５を配置して膨張させる。接続部７ｊを挟んだパッカ１５の配置と膨張によって、接続部７ｊ内部に気密室１８を形成させる。
その気密室１８に、外部の高圧源に連通する高圧供給管１７を片側のパッカ１５、１５の間を通して配置させる。
【００３９】
そして図１２で示す様に、上記高圧供給管１７から気密室１８に高圧流体Ｑｊを供給して接続部７ｊを膨張、拡径させる。
上記のようにして、各接続部７ｊにパッカ１５による気密室１８の形成をし、高圧流体Ｑｊを供給して接続部７ｊの拡径をする。
【００４０】
図１３〜図１６は、メカ式拡径ロボットによって前後の膨張したメタルチューブ６Ａ、６Ａの継目領域である未膨張接続部７ｊを拡径させる方法を示している。
【００４１】
図１３では拡径ロボット２０の正面を、図１４に側面を示している。図１３、図１４において、拡径ロボット２０は、ドラム状の本体２１に、ストロークｒで半径方向に伸縮する複数の拡径翼２４がピストン２３を介し装着され、前後方向に移動するための駆動輪２２ａを備えた走行部２２が装着されている。本体２１はライン２０Ｌによって外部の動力源と制御装置に連通されている。
【００４２】
このロボットにより未膨張接続部７ｊを拡径させるには、先ず、図１５で示す様に、未膨張部７ｊ内に拡径翼２４を収縮させた前記拡径ロボット２０を配置する。
【００４３】
次に、図１６で示す様に、拡径翼２４をピストン２３によって伸張させ、接続部７ｊを拡径させる。
この方式では、拡径ロボット２０がリモコン操作で自走して接続部７ｊに位置するので、作業が容易である。
【００４４】
図１７〜図２０は、上述した第１実施形態の変形例を示している。換言すれば、図１７〜図２０は、先導孔３に配置されたメタルチューブをパッカで拡径させる態様を示している。
【００４５】
図１７において、先導孔３内に図１８に示す収縮状態のメタルチューブ６Ｂを配置する。収縮状態のメタルチューブ６Ｂは、厚さｔ１の板材で空隙Ａｓを囲むＣ字状に形成され、空隙Ａｓ内に細長いパッカ１４Ａが内包されていて、パッカ１４Ａの膨張によって拡径するよう形成されている。
【００４６】
図１９で示す様に、先導孔３の全長にわたって配置された収縮状態のメタルチューブ６Ｂをパッカ１４への加圧によって膨張拡径し、拡径状態のメタルチューブ６Ｃとする。
【００４７】
図２０は、拡径されたメタルチューブ６Ｃを示したもので、図１８における空隙Ａｓの内部のパッカ１４Aが膨張し、メタルチューブ６Ｃが拡径された状態を示している。
【００４８】
図２１〜図２４は、本発明の第２実施形態で、接続部のない単一部材によるメタルチューブを埋設させる方法を示している。この方法は施工領域が１０ｍ〜２０ｍ程度の施工に適していてコイルドチューブ状のメタルチューブの使用も可能である。
【００４９】
先ず、図２１において、施設Ｒから適宜の距離をおいた地上ＧＬの掘削発進点Ｐ１と到達点Ｐ２を設け、発進点Ｐ１の近傍に曲がりボーリング機械１を配置した準備工程を経て、曲がりボーリング機械１に取付けた可撓性を有するガイドロッド２により発進点Ｐ１から到達点Ｐ２に達する地下方向に湾曲する先導孔３を掘削する。この工程が、先導孔掘削工程である。
【００５０】
次に、図２２で示す様に、上記先導孔３内に、加圧によって膨張して拡径するメタルチューブ１６を引込み、配置する。到達点Ｐ２側からガイドロッド２の先端部２ａに設けた牽引用継手４によって連結状態のメタルチューブ１６が把持接続され、発進点Ｐ１側に引込み挿入させる。
【００５１】
そして図２３で示す様に、収縮状態のメタルチューブ１６を先導孔３の全長にわたって配置する。メタルチューブ１６はコイルドチューブ状のものでもよい。なお、符号１０は、高圧流体Ｑｈの供給装置である。
【００５２】
図２４において、先導孔３に引込み配置されたメタルチューブ１６を高圧流体（高圧水、高圧エア、その他の加圧された流体）Ｑｈによって膨張させる。
高圧流体Ｑｈの供給による加圧によって、メタルチューブ１６の外径周囲の地盤Ｇが圧縮されて膨張状態のメタルチューブ１６Ａになる。
【００５３】
図２５〜図２８は、上述した第２実施形態の変形例を示しており、係る変形例においては、先導孔に接続部のない単一部材によるメタルチューブを配置して、細長いパッカで拡径させている。
【００５４】
図２５において、先導孔３内に細長いパッカ１４Ａ（図２６）を内包した収縮状態の接続部のないメタルチューブ１６Ｂを配置する。収縮状態のメタルチューブ１６Ｂは、厚さｔ１の板材で空隙Ａｓを囲むＣ字状に形成され、空隙Ａｓ内に細長いパッカ１４Ａが内包されていて、パッカ１４Ａの膨張によって拡径するよう形成されている。
【００５５】
そして、図２７で示す様に、先導孔３の全長にわたって配置された収縮状態のメタルチューブ１６Ｂをパッカ１４Ａへの加圧膨張によって拡径状態のメタルチューブ１６Ｃにする。
【００５６】
図２８は、拡径されたメタルチューブ１６Ｃを示したもので、図２６における空隙Ａｓの内部一杯に膨張したパッカ１４Ａがメタルチューブ１６Ｃに拡径させている。
【００５７】
図２９〜図３４は、本発明の第３実施形態であって、関東ローム層のような崩落の心配のない堅牢な土壌にメタルチューブを埋設させる方法を示している。
第1の実施形態と同様に準備工程を経て、曲がりボーリング機械１に取付けた可撓性を有するガイドロッド２により発進点Ｐ１から到達点Ｐ２に達する地下方向に湾曲する先導孔３を掘削する。この工程が先導孔掘削工程である。
【００５８】
図２９において、上記によって掘削した先導孔３内に、先端に拡径ビット３２とメタルチューブ２６を接続したガイドロッド２を引込み、発進点Ｐ１方向に拡径ビット３２により先導孔３を拡径孔３Ｃに拡径しながら収縮状態のメタルチューブ２６を挿入させる。これが中空管状部材を挿入する工程である。
【００５９】
次に図３０で示す様に、先導孔３を全長にわたって拡径孔３Ｃに拡径し、拡径孔３Ｃ内にメタルチューブ２６を配置する。そしてメタルチューブ２６に連通する高圧流体供給装置１０が、高圧流体を供給できる状態にする。
【００６０】
そして図３１において、メタルチューブ２６の全長にわたって高圧流体による加圧をし、拡径メタルチューブ２６Ｃを施工埋設する。この加圧作業が、高圧流体供給工程である。
図３２で示すのが、高圧流体による加圧を行う以前の収縮した状態のメタルチューブ２６の断面である。メタルチューブ２６の内部空間２６ａに高圧流体を供給することにより、メタルチューブ２６は半径方向外方に加圧されて膨張・拡径する。高圧流体により膨張した拡径メタルチューブ２６Ｃの断面を、図３３で示す。
なお、図３２、図３３において、符号１２は、後述する裏込め注入で裏込め材を注入するための裏込め材注入管を示す。
【００６１】
裏込めを要する際には、この全長にわたる拡径メタルチューブ２６Ｃの施工完成後に裏込め材を注入する。
裏込め材の注入に際しては、例えば図３４で示す様に、膨張したメタルチューブ（拡径メタルチューブ）２６Ｃと、拡径後の先導孔３Ｃとの間の隙間に、到達点Ｐ１（図３４では左側）に向って裏込め材注入管１２を移動させながら、断続的に裏込め材ＣＧを注入する。
【００６２】
上記のようにして、崩落の心配のない堅牢な土壌では、先導孔３の拡径と収縮状態のメタルチューブ２６挿入配置を全長にわたって行ってからメタルチューブ２６Ｃに拡径をする。これによって、先導孔３の拡径と収縮状態のメタルチューブ２６挿入が連続して行われ、高圧流体による加圧も１回ですむので、作業が単純かつ容易である。
【００６３】
図３５〜図３８は、本発明の第４実施形態で、交差噴流噴射手段であるクロスジェットモニタにより先導孔を拡径して管状部材を埋設させる方法を示している。
【００６４】
先ず、図３５で示す様に、準備工程を経て、曲がりボーリング機械１に取付けた可撓性を有するガイドロッド２により発進点Ｐ１から到達点Ｐ２に達する地下方向に湾曲する先導孔３を掘削する。この工程が先導孔掘削工程である。
【００６５】
そして図３６において、上記先導孔３内に、先端にクロスジェットを噴射して拡径するクロスジェットモニタ１５と、可撓性を有する管状部材３６（図３７参照）とを接続したガイドロッド２を準備する。
【００６６】
次に、図３７で示す様に、先導孔３内に上記のガイドロッド２を引込み、クロスジェットモニタ１５を回転しながら固化材のクロスジェットＪｓを噴射して先導孔３より大きい拡径孔１５ａに拡径して地盤Ｇを改良する。同時に改良された地盤領域に、管状部材３６を引っ張り込む。
図示はされていないが、管状部材３６にコイル状補強材を巻き付け、該コイル状補強材により不測の事態が生じた際に可撓性を有する管状部材３６を保護する様に構成することが可能である。
【００６７】
ここで、符号２８はクロスジェットモニタ１５と管状部材３６を連結する継手で、クロスジェットモニタ１５の回転は伝達せずに軸方向力のみを管状部材３６に伝えるような機能を有して構成されている。
また、管状部材３６は、拡径孔１５ａに引込み容易な程度の可撓性を有する形状或いは材質の部材が用いられる。また、改良地盤への管状部材３６の引込み時に浮力で浮揚あるいは揺動しないような比重を有する材料を、管状部材３６に充填しておくとよい。
【００６８】
モニタ１５からの固化材ジェットＪｓによる拡径、地盤改良時に、スラリーやエアリフトを排除するために先導孔３を介して発進点Ｐ１側に設けた負圧供給手段のスラリー処理装置３０が負圧吸引の作動を行い、到達点Ｐ２側からのスラリーやエアリフトの放散をさける。
固化材ジェットＪｓは所謂「交差噴流」を構成しており、ジェットＪｓにより地盤が掘削される領域が不必要に広がることが無い様に、ジェットＪｓによる掘削範囲を限定している。
【００６９】
ここで、モニタ１５からは固化材ジェットが噴射される旨の説明をしたが、固化材に代えて、ベントナイト等の地盤安定用の薬液（地盤安定液：安定材）のジェット噴流（交差噴流）を噴射しても良い。
【００７０】
固化材或いは安定材の噴射が完了した後、図３８において、管状部材３６を全長にわたって引き込む。なお、必要であれば、裏込め材３７を注入することが可能である。
【００７１】
図３６〜図３８の工程、すなわち先導孔３を削孔する先導孔掘削工程（図３５）より以後の工程が、中空管状部材配置工程に該当する。
【００７２】
第４実施形態では、クロスジェットモニタ１５からの固化材クロスジェット噴射で地盤の改良をしながら引込み可撓性のある管状部材を埋設するので、施工が容易である。また、管状部材３６の外部に改良地盤を造成するので、裏込め注入が不要である。
【００７３】
図３９及び図４０は、前記第４実施形態の変形例に係る技術であり、管状部材３６を並列複数にして同時に埋設する方法を示している。
【００７４】
図３９で示す掘削部１１は、ロッド２と、クロスジェットを噴射して拡径するクロスジェットモニタ１５と、継手２８Ａを介してクロスジェットモニタ１５と管状部材３６を連結する継手体２９、とを有して構成されている。継手２８Ａは、クロスジェットモニタ１５の回転を継手体２９に伝達せずに、軸方向力のみを伝えるような機能を有して構成されている。
継手体２９は、前部でクロスジェットモニタ１５に牽引され、後部で可撓性を備えた複数の管状部材３６を把持する様に構成されている。
【００７５】
図４０は図３９のＺ矢視で、クロスジェットＪｓを噴射しつつモニタ１５を回転し且つ発進点Ｐ１（図３７中左側）方向へ移動せしめることによって、固化材Ｃｇで地盤改良をし、図３９の場合、６つの管状部材３６を同時に引込みできるようにしている。
上記構成によって、ロッド２の穿孔孔３への引込みとクロスジェットモニタ１５のクロスジェットＪｓ回動によって、地盤Ｇのハッチング部分（図４０参照）が切削される。図４０で示す例では、ハッチング部分には、６つの管状部材３６を引込みできる。
図４０におけるハッチング部分を切削すると共に固化材Ｃｇで改良し、６つの管状部材３６を同時に引込みをする。これによって１つの先導孔で複数の管状部材３６の埋設ができて、施工工数が短縮される。
【００７６】
図４１及び図４２は、第４実施形態の変形例を示している。
第４実施形態における図３７で示す工程では、固化材或いは安定材のジェット噴流（交差噴流）により先導孔３を拡径しているが、図４１及び図４２で示す技術では、図３７で示すよりも遥かに大径となる様に拡径している。
【００７７】
特に図４２で明確に示されている通り、ロッド２には拡径ビット３２Ａが連結されており、当該拡径ビット３２Ａに交差噴流用のモニタ１５Ｊが連結されている。そして、モニタ１５Ｊより噴射される固化材或いは安定材のジェット（交差噴流）Ｊｓは、図３７で示すよりも半径方向外方の位置で衝突する様に設定されている。
従って、モニタ１５ＪからジェットＪｓを噴射しつつ回転し且つＰ１方向（図４１中左側）へ移動することにより、固化材或いは安定材が充填された大径の拡径孔１５ａが掘削される。
この際に、拡径ビット３２Ａは先導孔３を拡径しつつ、モニタ１５Ｊを案内する際にモニタ１５Ｊを先導孔３に対して芯出しする作用を奏する。
【００７８】
なお、図４１及び図４２で示す点以外については、（図４１及び図４２の変形例の技術内容は）第４実施形態と同様である。
【００７９】
可撓性を有する管であっても、当該可撓性管の外径よりも僅かに大きい程度の掘削孔に挿入することは非常に困難であることが良く知られている。しかしながら、図４１及び図４２の変形例によれば、図３５〜図３８の第４実施形態よりも遥かに大径な掘削孔を掘削することが出来る。
換言すれば、図４１及び図４２で示す変形例によれば、可撓性を有する管状部材３６を拡径された掘削孔１５ａに対して、比較的容易に挿入することが出来るのである。
【００８０】
図４３〜図４６は、本発明の第５実施形態であって、膨張拡径性を有するコイルで外周を補強した管状部材を埋設させる方法を示している。
第１実施形態と同様な準備工程を経て、曲がりボーリング機械１に取付けた可撓性を有するガイドロッド２により発進点Ｐ１から到達点Ｐ２に達する地下方向に湾曲する先導孔３を掘削する。この工程が先導孔掘削工程である（図示せず）。
【００８１】
図４３において、上記によって掘削した先導孔３内に、先端に拡径ビット３２Ｂと、コイル状補強材のコイル６Ｋで中空の管状部材６の外周を巻き回して補強した収縮状態のメタルチューブ６と、を接続したガイドロッド２を引込み、発進点Ｐ１方向に拡径ビット３２Ｂにより先導孔３を拡径孔３２Ｃに拡径しながら収縮状態のメタルチューブ６を挿入させる。
【００８２】
次に、図４４で示す様に、先導孔３を全長にわたって拡径孔３２Ｃに拡径し、拡径孔３２Ｃ内にメタルチューブ２６を配置する。図４３、図４４の工程が、中空管状部材配置工程である。そしてメタルチューブ６に高圧流体Ｑｈを供給できる準備をする。
【００８３】
そして、図４５において、メタルチューブ６の全長にわたって高圧流体Ｑｈによる加圧をし、メタルチューブ６とコイル６Ｋを膨張拡径させる。コイル６Ｋは膨張によりメタルチューブ６の外周部に嵌着して一体となり、耐圧剛性を向上させ土圧や振動等により地盤が緩んでもメタルチューブの圧潰を防止する。この加圧作業が、高圧流体供給工程である。
次に図４６で示す様に、この全長にわたる拡径メタルチューブ６Ａの施工完成後に、拡径後の先導孔３２Ｃ内周面と拡径メタルチューブ６Ａとの間隙に、裏込め材ＣＧを注入する。
【００８４】
なお、裏込め材ＣＧの注入に際しては、例えば図４７で示すように、膨張したメタルチューブ６Ａと、拡径後の先導孔３２Ｃとの間の隙間に、図示しない到達点（図４７では左側）に向って裏込め材注入管１２を移動させながら、断続的に裏込め材ＣＧを注入する。
【００８５】
上記のようにして、コイル６Ｋで可撓性を低減させずに耐圧性を向上させて拡径孔３２Ｃに挿入し、加圧供給によってメタルチューブ６と共にコイル６Ｋを拡径して、耐土圧強度を補強する。この工法は、メタルチューブ６の耐圧強度が不充分な場合に有効である。
【００８６】
図４８〜図５０は、本発明の第６実施形態であって、中空管状部材を流体圧によらないで、軸方向の圧縮力付加によって拡径埋設させる方法を示している。
【００８７】
第1の実施形態と同様に準備工程を経て、曲がりボーリング機械１に取付けた可撓性を有するガイドロッド２により発進点Ｐ１から到達点Ｐ２に達する地下方向に湾曲する先導孔３を掘削する。この工程が先導孔掘削工程である（図示せず）。
【００８８】
そして図４８で示す様に、上記によって掘削した先導孔３内に、軸方向への圧縮力付与によって外径が膨張拡径する中空管状部材たとえば図示のような蛇腹襞の大きいメタルチューブ４６を挿入し全長にわたって配置する。そして、メタルチューブ４６の外周に振動手段の振動素子４０を装着する。これが中空管状部材配置工程である。
メタルチューブ４６の発進側および到達側に、メタルチューブ４６に圧縮力Ｆを付与する準備をする。
【００８９】
振動素子４０は、１９９９年８月２６日発行のネイチャー誌第４００号の第８５３−８５５頁に掲載された多孔質シリコン材料を用いた微細なアレイにより構成されるのが好ましいが、同様の振動機能を有する素子でもよい。
【００９０】
次に、図４９では、図４８における自由径のメタルチューブ４６に軸方向外力Ｆを付与し、かつ振動素子４０を作動させて管状部材４６を拡径させる。外力Ｆの半径方向外方への方向変換により土壌Ｇが圧縮され、さらに振動付与によって土壌が揺すられる。振動を付与された周囲の土壌は柔軟度が増加し、空隙が埋まって地盤が締まる。メタルチューブ４６は拡径したメタルチューブ４６Ａになり、土壌に密着する。この工程が、管状部材拡径工程である。
【００９１】
図５０は、上記工程によりメタルチューブ４６Ａが安定した状態を示している。
上記の工法により、メタルチューブの拡径を流体圧の加圧によらずに施工できる。
【００９２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の効果を以下に列挙する。
（１）可撓性を有するガイドロッドで湾曲して掘削した先導孔に膨張可能な中空管状部材を挿入して高圧流体で加圧膨張させて拡径させるので、従来の湾曲孔では埋設できなかった道路、鉄道および河川等の地下に大径の中空管状部材を横断して埋設でき、水道管、ガス管および通信ケーブル等を配設できる。
（２）湾曲して掘削した先導孔を拡径ビットで拡径しながら膨張可能な中空管状部材を全長にわたって一度で引込み、その後高圧流体で加圧膨張させて拡径させるので工事が簡単で、崩落の心配がない堅牢な土壌での中空管状部材の埋設に適し工期短縮、工費低減ができる。
（３）中空管状部材の膨張配置後に中空管状部材と地盤との間の隙間に固化材を注入すれば、中空管状部材が安定に埋設できる。
（４）中空管状部材を継目のない単一部材にすれば、工事に可能な湾曲の範囲では、工事が簡単になる。
（５）複数の中空管状部材が接続して構成されている場合には膨張拡径しない部材間の継目領域を膨張させる工程例えばパッカ膨張、高圧加圧、油圧ロボットによる拡径工程を採用すれば、隘路をなくすことができる。
（６）可撓性を有するロッドの先端に（或いは、拡径ビットを介して）接続した交差噴流噴射手段（クロスジェットモニタ）で先導孔を固化材噴射で掘削拡径し地盤改良しながら管状部材を引込めば、脆弱な地盤に大径の管状部材を埋設できる。
（７）拡径ビットで拡径した拡径孔に膨張可能コイルで補強した膨張可能な中空管状部材を引込み、高圧流体で加圧膨張させれば、コイルが耐圧補強材となって拡径した中空管状部材を強化する。
（８）軸方向に圧縮すると拡径する中空管状部材に振動素子を付与して先導孔に配置し、前後方向から力を付加し拡径させるとともに振動素子を加振させれば、拡径し易くかつ周囲の空隙が埋まって地盤がしまる。また、高圧流体による加圧なしで中空管状部材を埋設できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるガイドロッドによる先導孔掘削工程を示す側断面図。
【図２】上記先導孔にガイドロッドによりメタルチューブを引き込む施工を示す側断面図。
【図３】メタルチューブの収縮状態を示す断面図。
【図４】メタルチューブの膨張状態を示す断面図。
【図５】先導孔に引き込み配置されたメタルチューブに高圧流体を供給する状態を示す側断面図。
【図６】先導孔に引き込み配置されたメタルチューブが高圧流体によって膨張した状態を示す側断面図。
【図７】メタルチューブの膨張しない接続部を膨張させる態様を示すもので、メタルチューブの膨張しない接続部に膨張用のパッカを挿入配置した状態を示す側面図。
【図８】上記パッカを膨張させてメタルチューブの未膨張の接続部を膨張させている状態を示す側面図。
【図９】メタルチューブの未膨張の接続部を膨張させて後にパッカを収縮させて移動させる状態を示す側面図。
【図１０】メタルチューブの膨張しない接続部を膨張させる別の態様を示すもので、メタルチューブの未膨張の接続部を示す側面図。
【図１１】未膨張の接続部前後にパッカを配置し接続部に向けて高圧流体供給用のチューブを挿入した状態を示す側面図。
【図１２】上記のチューブから高圧流体が供給され接続部が膨張した状態を示す側面図。
【図１３】メタルチューブの膨張しない接続部を膨張させるさらに別の態様で使用するロボットの正面図。
【図１４】上記ロボットの側面図。
【図１５】メタルチューブの膨張しない接続部に上記ロボットが自走配置された状態を示す側断面図。
【図１６】上記ロボットが拡翼して接続部を膨張させた状態を示す側断面図。
【図１７】先導孔に引き込み配置されたメタルチューブを拡径させる別の態様で、中空管状部材の内部全長にわたる細長いパッカを配置した状態を示す側断面図。
【図１８】収縮状態のメタルチューブとパッカとの関係を示すＸ−Ｘ断面図。
【図１９】パッカ膨張によりメタルチューブが膨張、拡径した状態を示す側断面図。
【図２０】メタルチューブが膨張、拡径した、状態を示す図２０のＸ１―Ｘ１断面図。
【図２１】本発明の第２実施形態で、接続部のないメタルチューブを埋設施工するためにガイドロッドによる先導孔掘削を示す側断面図。
【図２２】上記先導孔にガイドロッドによりメタルチューブを引き込む施工を示す側断面図。
【図２３】先導孔に引き込み配置されたメタルチューブに高圧流体を供給する状態を示す側断面図。
【図２４】先導孔に引き込み配置されたメタルチューブが高圧流体によって膨張した状態を示す側断面図。
【図２５】先導孔に引き込み配置されたメタルチューブに中空管状材内部全長にわたる細長いパッカが配置され、高圧流体を供給する状態を示す側断面図。
【図２６】収縮状態のメタルチューブとパッカとの関係を示すＸ２−Ｘ２断面図。
【図２７】パッカ膨張によりメタルチューブが膨張、拡径した状態を示す側断面図。
【図２８】メタルチューブが膨張、拡径した状態を示す図２８のＸ３―Ｘ３断面図。
【図２９】本発明の第３実施形態で、先導孔を拡径ビットで拡径しながら収縮状態のメタルチューブを引き込む状態を示す側断面図。
【図３０】引き込んだメタルチューブを全長にわたって加圧膨張させる状態を示す側断面図。
【図３１】メタルチューブが全長にわたって膨張した状態を示す側断面図。
【図３２】メタルチューブの収縮状態を示す断面図。
【図３３】メタルチューブの膨張後の状態を示す断面図。
【図３４】膨張したメタルチューブと地盤との間の隙間に固化材（裏込め材）を注入する状態を示す側面図。
【図３５】本発明の第４実施形態で、ガイドロッドによる先導孔掘削を示す側断面図。
【図３６】先導孔掘削後、ガイドロッド先端に拡径モニタを取付けた状態を示す側断面図。
【図３７】拡径モニタからクロスジェットを噴射して拡径しながら波形メタルチューブを引き込む状態を示す側断面図。
【図３８】波形メタルチューブが全長にわたり引き込まれ裏込めされた状態を示す側断面図。
【図３９】複数のメタルチューブを同時に設置する態様を示す上面図。
【図４０】図４３のＺ矢視図。
【図４１】図３７で示す拡径モニタよりも大径に拡径するモニタを用いて波形メタルチューブを引き込む状態を示す速断面図。
【図４２】図４２で示すモニタを詳細に示す部分拡大図。
【図４３】本発明の第５実施形態で、拡径ビットにより先導孔を拡径しながらコイルで補強されたメタルチューブを引き込む状態を示す側断面図。
【図４４】コイルで補強されたメタルチューブが全長にわたり引き込まれ、高圧流体により膨張される状態を示す側断面図。
【図４５】コイルで補強されたメタルチューブが全長にわたり膨張された状態を示す側断面図。
【図４６】高圧流体を排除した後に裏込め注入される状態を示す側断面図。
【図４７】膨張したメタルチューブと地盤との間の隙間に固化材（裏込め材）を注入する状態を示す側面図。
【図４８】本発明の第６実施形態で、先導孔に軸線方向に圧縮すると半径方向に拡径する蛇腹状のメタルチューブを配置した状態を示す側断面図。
【図４９】上記の蛇腹状のメタルチューブを軸方向に圧縮させると共にメタルチューブを振動させて拡径する状態を示す側断面図。
【図５０】拡径後の状態を示す側断面図。
【符号の説明】
Ｒ・・・交通路線
Ｃｇ・・裏込め材
Ｇ・・・土壌
ＧＬ・・地表
Ｐ１・・掘削発進点
Ｐ２・・掘削到達点
１・・・曲がりボーリング機械
２・・・曲がりボーリングロッド
２ａ・・先端部
３・・・先導孔
４・・・継手
６・・・収縮状態のメタルチューブ
６Ａ・・膨張状態のメタルチューブ
６ａ・・収縮状態の空隙
６ｂ・・膨張状態の空隙
７ｊ・・接続部
７ａ、７ｂ・・接続端
１２・・裏込め材注入管
１３・・導圧管
１４・・パッカ

Claims

可撓性を有するロッドを用いて先導孔を削孔する先導孔掘削工程と、可撓性を有するロッドの先端に膨張可能で且つ収縮状態にある中空管状部材を接続し、可撓性を有するロッドを発進側へ引き込むことにより前記先導孔内に前記中空管状部材を挿入する収縮管配置工程とを有し、その中空管状部材は複数の部材を接続して構成されており、そして高圧流体を前記中空管状部材内に供給して周囲の土壌を圧縮しつつ前記中空管状部材を膨張させる高圧流体供給工程と、その高圧液体供給後に膨張していない部材間の継目領域を膨張させる工程とを有していることを特徴とする管状部材埋設方法。
可撓性を有するロッドを用いて先導孔を削孔する先導孔掘削工程と、可撓性を有するロッド、該ロッドの先端に接続された拡径ビット及び該拡径ビットに接続された膨張可能で且つ収縮状態にある中空管状部材を引っ張ることにより、先導孔を拡径し且つ拡径された先導孔に前記中空管状部材を挿入する工程とを有し、その中空管状部材は複数の部材を接続して構成されており、高圧流体を前記中空管状部材内に供給して周囲の土壌を圧縮しつつ前記中空管状部材を膨張させる高圧流体供給工程と、高圧流体供給後、膨張していない部材間の継目領域を膨張させる工程とを有していることを特徴とする管状部材埋設方法。
可撓性を有するロッドを用いて先導孔を削孔する先導孔掘削工程と、長手方向に収縮可能で且つ長手方向に収縮した際に半径方向外方へ膨張する様に構成されており且つ振動手段を設けた中空管状部材を前記先導孔に配置する中空管状部材配置工程と、振動手段により中空管状部材を振動しつつ長手方向に収縮させ、以って中空管状部材を半径方向外方へ膨張させる管状部材拡径工程とを有することを特徴とする管状部材埋設方法。