JP4239142B2

JP4239142B2 - Drilling rig

Info

Publication number: JP4239142B2
Application number: JP2002239650A
Authority: JP
Inventors: 徹福田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: JP2004076456A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非開削で地中穴を形成するための掘削方法及び掘削装置に関し、特に、ガス、上下水道などの地下埋設管から分岐する供給管を敷設する地中穴を形成するのに好適な掘削方法及び掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガスや上下水道などの地下埋設管から供給管を分岐させるには、地下埋設管部分と供給管敷設部分を地上から掘削して土砂を取り除いた上で作業を進めることが普通であるが、地上からの開削作業が必要であり、作業量が増えるだけでなく、工期も長くなって不経済であり、また道路等を掘り返すことによる地域への影響も無視できない。これを解決するために、非開削で地中穴を形成し、供給管を敷設する非開削工法が提案されている。非開削工法において直径が１００ｍｍ程度以上の地中穴を掘削する場合には、例えば直径が５０ｍｍ程度の下穴を掘削した後その下穴を拡径して地中穴を形成することが多い。
【０００３】
下穴を掘削した後、拡大リーマで下穴内面を拡径して地中穴を形成する工法が、例えば特開平５−１４９０８４号公報に開示されている。特開平５−１４９０８４号公報に開示されている工法は、発進立抗及び到達立抗の間に地中穴を形成するもので、例えば発進立抗から到達立抗に向けて推進ユニットを推進して下穴を掘削し、到達立抗において、推進ユニットを貫通して設けられている駆動軸の先端に拡大リーマを取付け、駆動軸を駆動させて拡大リーマを回転させながら推進ユニットを発進立抗側に引抜くことにより、地中穴を形成するものである。
【０００４】
また、雑誌「月間下水道」（１９９３年発行、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．１１）には、地上から地下の下水道本管へ取り付け管敷設用地中穴を掘り下げる工法が記載されている。雑誌「月間下水道」（１９９３年発行、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．１１）には、「ＳＤスピーダ工法」と「ＴＰＨ工法」の２つが説明されているが、類似した工法である。前者は、「奈良市における小口径管推進工法による取り付け管工事について」と題した記事中に記載されており、下水道管を敷設する際に用いられて、地中の本管に向けて直線状ガイドロッドを推進した後、ガイドロッドに貫通するオーガビットとオーガを連結セットし、オーガを回転、推進し、オーガビットにより掘削するものである。掘削により発生する土砂は、オーガで地表へと搬出する。後者は「ハウスコネクションに威力を発揮するＴＰＨ工法」と題した記事に記載されており、前記工法におけるオーガの代わりに、シールドパイプを用いるものであり、シールドパイプ先端に掘削用のビットを取り付け、シールドパイプを回転、推進し、掘削用ビットで掘削していくものである。この工法は、シールドパイプに水を流し込んで、戻り水で排土する。
【０００５】
加えて地上発進型推進機により非開削で地中穴を形成する工法が、例えば特開平１１−２２３２７７号公報に開示されている。特開平１１−２２３２７７号公報に開示されている工法は、予め設けられた発進立抗の近傍の地表面上に設置された推進機と、その発進立抗の対向する内壁を押圧する固定用切ばりと、推進機と固定用切ばりの連結部材からなるものであり、掘削時に推進機へ働く反力を固定用切ばりで受け、反力による推進機の振動を防止し、安定した掘削作業を行うことができるようにするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
非開削工法においては、できるだけ地上からの開削作業を行わないことが望ましいが、特開平５−１４９０８４号公報に記載されている工法では推進機が内設できるような大型の作業用ピットを設ける必要があり好ましくない。
また、一般家庭へのガスや上水道の供給管のように、ポリエチレン管等可撓性を有する配管を用いる場合、敷設経路途中に他の埋設管等の障害物があっても、これを避けて曲げることができる。従って、敷設用の地中穴は、他の配管等の障害物を回避して迂回し、かつできるだけ小さい曲げ半径で形成することが望ましい。しかし、雑誌「月間下水道」（１９９３年発行、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．１１）に記載されている工法では、ガイドロッドは直線状であり、拡径して形成される地中穴は直線状のものに限定されるという問題がある。
加えて、ガスや上水道の供給管の引き込み側である例えば一般家庭の敷地は通常狭隘であり、その引き込み側に設置する推進機の据付面積はごく少ないことが望ましい。しかしながら、特開平１１−２２３２７７号公報に記載されている工法では、発進立抗、連結部材および推進機を設ける面積が必要となるため実質的に推進機を設置できなくなるという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされたものであり、大型の作業用ピットを設けることなく、地上から地下埋設管の接続部近傍へ下穴を非開削で掘削し、供給管を敷設するための大きさに拡径することが可能で、特に、一般家庭など供給管を引き込む側に推進機を設置して曲線状の下穴を形成し、引き込み側からその下穴に沿う地中穴を形成できる掘削方法及び掘削装置を提供することを目的としている。加えて、本発明は、ごく少ない据付面積で推進機を設置できる掘削方法及び掘削装置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】
本発明の掘削装置は、下穴を掘削する下穴掘削手段と該下穴掘削手段へ連結すると共に下穴掘削手段へ回転力と推力を伝達し可撓性を有する駆動手段を備えた下穴掘削体と、前記駆動手段により回転可能になされた拡径手段と前記拡径手段へ連結すると共に拡径手段へ推力を伝達し可撓性を有する推進手段を備えた拡径掘削体とを有する掘削装置であって、前記推進手段は、連接された推進部材及び前記推進部材と前記駆動手段を掛止する掛止部材を有し、前記推進部材及び／又は前記掛止部材には地中穴の内径と略同一な外径を有する支持部を設けることを特徴とする掘削装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係わる掘削装置１の概略構成図である。図１において、掘削装置１は、下穴を掘削する下穴掘削手段と該下穴掘削手段へ連結すると共に下穴掘削手段へ回転力と推力を伝達し、可撓性を有する駆動手段を備えた下穴掘削体２と、該駆動手段で回転可能になされた拡径手段と該拡径手段へ連結すると共に拡径手段へ推力を伝達し、可撓性を有する推進手段を備えた拡径掘削体３と、掘削ヘッド２１と拡径ビット３１へ該回転力と該推力を付与する推進機４とを有している。
【００１０】
そして掘削装置１は、地表面５に設置した推進機４から発進する下穴掘削体２により下穴５２を掘削し、推進機４から発進する拡径掘削体３により該下穴軸心に沿い下穴５２を拡径し、例えば供給管を引き込む地中穴５３または供給管と地下埋設管を接続する接続手段を挿入する地中穴５３を形成するものである。以下、下穴掘削体２、拡径掘削体３及び推進機４それぞれについて説明する。
【００１１】
[下穴掘削体]
下穴掘削体２について図７〜図９に基づいて説明する。
下穴掘削体２は、図７に示すように、下穴を形成する掘削ヘッド２１（下穴掘削手段）と回転力と推力を掘削ヘッド２１へ伝達するロッドユニット２２（駆動手段）を有している。
【００１２】
全体が略円柱状の掘削ヘッド２１には、先端側が先鋭になるように傾斜面２１１を形成し、後端側に雄ネジ２１２を形成している。傾斜面２１１の傾斜角度θは、３０°±１５°の範囲で、掘削する土質や、曲線状穴の曲率を考慮して定めればよい。ロッドユニット２２は、同一の基本構造を有する３種類のロッド部材を一列に接続して組立てたものである。即ち、図８に示すように、ロッドユニット２２は、連結された複数（図８では１５個）の中間ロッド部材２３（２３ａ、２３ｂ、…）の一端側に前部ロッド部材２４を連結し、他端側に後部ロッド部材２５を連結した構造を有するものである。
【００１３】
図９は、中間ロッド部材２３の断面図である。中間ロッド部材２３は、軸部２３１とフランジ状の胴部２３２を持つ段付き円筒形状部材である。胴部２３２の外径は、掘削ヘッド２１の外径と同じか、それより小さくする。胴部２３２の中心部には、軸部２３１の外径ｄよりやや大きい内径Ｄの軸部装着穴２３３を形成する。軸部装着穴２３３の端面側にはＯリング装着溝２３４を設ける。胴部２３２には、軸心Ｘと直交する方向（紙面に対して垂直）に、連結用ピン２３７を装着するための胴ピン穴２３５を設ける。軸部２３１には、胴ピン穴２３５と直交する方向に、後述する連結用ピン２３７を装着するための軸ピン穴２３６を設ける。中間ロッド部材２３は、図７及び図８に示すように、隣接する中間ロッド部材２３の軸部装着穴２３３と軸部２３１とが嵌装し、連結用ピン２３７を介して連結する。
【００１４】
前部ロッド部材２４は、中間ロッド部材２３の、軸部装着穴２３３の内径に雌ネジ２４５を形成したものである。後部ロッド部材２５は、同じく軸部２３１の外径に雄ネジ２５６を形成したものである。前記掘削ヘッド２１の雄ネジ２１２と、後部ロッド部材の雄ネジ２５６を同一仕様とし、前部ロッド部材２４の雌ネジ２４５にねじ込み可能とすることにより、掘削ヘッド２１は、前部ロッド部材２４にネジで結合することができる。また、ロッドユニット２２どうしもネジ締結で連結することができ、下穴掘削体２の長さを容易に調整することができる。
【００１５】
前部ロッド部材２４、中間ロッド部材２３、後部ロッド部材２５を相互に組み付けて形成されたロッドユニット２２には、軸心Ｚ（図７、図８参照）が形成される。各ロッド部材は隣接して嵌装した軸部２３１と軸部装着穴２３３をＯリング２３８で圧着しているので、軸心Ｚと同心に保持することができる。また、各ロッド部材間にはゴムシート２６を密接的に装着しているため、ロッドユニット２２にはゴムシート２６の弾性等で定まる所定の曲げ剛性を付与することができる。一方、隣接する中間ロッド部材２３は、軸心Ｚ方向と直交した方向で互いに９０度方向が異なる軸方向回りに揺動することができる。従って、ロッドユニット２２は、軸心Ｚから３６０度の範囲で向きを変えて進むことができるとともに、所定の曲げ力が作用した場合は所定の曲率で曲がることができる。
【００１６】
上述した下穴掘削体２によれば、次のようにして直進穴、曲進穴又は直進穴と曲進穴を掘削することができる。
直進穴を掘削する場合は、後部ロッド部材２５に回転力と推力を作用する。回転力及び推力を、ロッド部材を連結している連結用ピン２３７を介して掘削ヘッド２１へ伝達する。これにより、掘削ヘッド２１先端の傾斜面２１１は回転するので、傾斜面２１１が受ける推進反力の向きは軸心Ｚまわりに順次移動し、ロッドユニット２２には曲がりは発生しない。従って、ロッドユニット２２は真直状態を維持して推進し、直進穴を形成することとなる。
【００１７】
曲進穴を掘削する場合は、掘削進行方向と逆向きに掘削ヘッド２１先端の傾斜面２１１を位置決めし、回転させずに掘削体を推し進める。この時は、掘削ヘッド２１先端が傾斜面２１１からの一方向の反力を受けて、ロッドユニット２２に曲げモーメントが作用する。これにより、中間ロッド部材は、連結用ピン２３７を中心にゴムシート２６の材質や圧縮代等により定まる曲げ剛性に応じた角度だけ傾き、ロッドユニット２２は曲進し、曲率を有する穴を形成することとなる。
下穴掘削体２は、曲進穴を形成した後でも、再度直進穴をあけることができる。これは、ロッドユニット２２が、その特徴的構造により、曲がった掘削穴中でも軸心Ｚ回りに回転することができるからである。
【００１８】
[拡径掘削体]
次に拡径掘削体３について、図２に基づいて説明する。
本実施態様の拡径掘削体３は、ロッドユニット２２の外周面に沿い移動可能なように嵌合する拡径ビット３１（拡径手段）と拡径ビット３１に一端部が連結する推進ユニット３５（推進手段）とを備えている。
【００１９】
図２に断面で示すように、拡径ビット３１は非回転部３３と回転部３４を有しており、各々の中央部には、ロッドユニット２２が貫通できる穴部が形成されてている。非回転部３３は、ロッドユニット２２の外周部とは非接触でロッドユニット２２が挿通される穴部を有する段付き円筒形状部材である。非回転部３３の小径側外周部には、円筒状の回転部３４を、ラジアル軸受け３４２とスラスト軸受け３４３を介して回転可能に装着しており、半径方向にセットされた複数本のピン３４４により軸方向への移動を阻止している。回転部３４の端部には、複数の拡径用刃具３２を、回転半径が回転部３４及び非回転部３３の外径より大きくなるように、ピン３２１等で固着している。
【００２０】
回転部３４の貫通穴部３４１は、ロッドユニット２２の外周部と回転力伝達可能な嵌合い形状に形成されている。後述するように、ロッドユニット２２の外周部断面形状は基本的には円であるが、拡径ビット３１を装着して拡径する工法に用いるには、回転力伝達部を形成するための、軸方向に沿った溝や平面部を加工しておく必要がある。図３にロッドユニット２２の半径方向断面図を示しているが、本実施態様においては外周部に２対の平面を設けている。このロッドユニット２２を用いる場合、回転部３４の貫通穴部３４１は、少なくとも１対の平面には嵌合する形状で、かつ軸方向にはスライドできる寸法とする。
【００２１】
推進ユニット３５は、図４に示すように、同一の基本構造を有する複数の推進部材３６（本図では３６ａ、３６ｂ、３５ｃの３本）を一列に接続して組立てたもので、先端の推進部材３６ａは拡径ビット３１の非回転部３３に連接し、後端の推進部材３６ｃは後述の推進具４２に連接するように、ロッドユニット２２に沿って配設する。
【００２２】
推進部材３６は、ロッドユニット２２を半径方向から抱き込んで接続でき、かつロッドユニット２２の回転時に回転力が伝達しないように構成する。即ち、推進部材３６の内周部は、図３に断面図で示すように、例えばロッドユニット２２の外径寸法より大きな内径寸法を有する半円形部と、平行な延長線部からなる壁部を有し一方が開放された略Ｕ字形状とする。また、図４及び図５に示すように、推進部材３６の軸心方向の一端面には先端が円弧状の突起３６１を、また他端面には円弧状溝３６２を、半円形部と延長線部の境界箇所で１８０°対向する位置に設けている。よって、例えば一つの推進部材３６ｂの突起３６１ｂと別の推進部材３６ａの円弧状溝３６２ａは、嵌め合って、円弧状溝廻りに回転可能な関節を形成することができる。複数の推進部材３６は、ロッドユニット２２に沿って節で連接することとなる。
【００２３】
前記したように、前端の推進部材３６ａは拡径ビット３１の非回転部３３と連接し、後端の推進部材３６ｃは推進具４２と連接する。従って、前述の推進部材同士の連接におけると同様、非回転部３３には、推進部材３６ａの突起３６１ａと嵌め合って関節をなすような円弧状の溝３３１を形成する。また推進具４２には、推進部材３６ｃの円弧状の溝３６２ｃと嵌め合って関節をなすような、先端が円弧状の突起４２１を形成する。隣接する推進部材３６間、或いは推進部材３６ａと拡径ビット３１間には、関節が外れないように圧縮力を作用させる。その圧縮力は、例えば、各部材に設けたピン３６３にゴム等の弾性部材３６４を係止して付与するようにする。
【００２４】
また、推進部材３６には、図５に示すように、例えば関節に、ロッドユニット２２を推進部材３６とは逆方向から抱き込むように掛止する掛止部材３６５を装着し、推進ユニット３６がロッドユニット２２から浮上がって外れないようにする。従って、突起３６１は、掛止部材３６５を挿入しても関節機能を果すために必要な隙間を確保できるような長さとする。また、掛止部材３６５やピン３６３等は、刃具３２の回転直径の範囲に収まる寸法や構造とする。
【００２５】
前述したように構成される関節は、推進部材３６を通じて拡径ビット３１の非回転部３３に推進機４から付与される推力を伝達するとともに、図６に示すように、推進部材３６をロッドユニット２２の曲がりに合せて傾かせることができる。図６は、関節が円弧状溝廻りに回転する方向に推進ユニット３５が曲がっている場合を示しているが、関節は、円弧状溝廻りに直交する方向にも溝内で傾くことができる。よって推進ユニット３５は、ロッドユニット２２の曲がりに沿い曲折することが可能である。なお、関節は、前記１８０°対向する位置に設けるだけでなく、半円形部頂点である中間位置にも設ければ、関節回転中心が確保されて、推進部材３６が半径方向にずれることがなく好ましい。
【００２６】
図１１に示すように、掛止部材３６５の外径を拡径ビット３１で掘削された地中穴５３の内径と略同一として支持部３６６となし、支持部３６６により拡径ビット３１が通過後のロッドユニット２２を支えるようにしてもよい。支持部３６６の軸心方向の長さ、形状は、支持部３６６により上述した関節の動作を妨害しないよう適宜設定し、例えば図１１に示すように凸でＲ状となっていれば好適である。なお支持部３６６は、推進部材３６の長手方向の一部に設けても良い。支持部３６６を設けることにより、例えば掘削長さが長くなった場合にも、ロッドユニット２２の撓みや座屈を防止することができ、安定して掘削作業を行うことができる。
【００２７】
[推進機]
推進機４について図１に基づいて説明する。
推進機４は、（１）地表面５に配置する本体部４３と、（２）本体部４３に配設すると共に推進方向に沿う案内部４６１を備えた案内手段４６と、（３）ロッドユニット２２が連結される回転手段４１１と案内部４６１に嵌装できる案内部材４１２を備えた駆動部４１と、（４）推進ユニット３５が連結され、ロッドユニット２２を軸心方向に貫通できる挿通部４２２と前記案内部材４１２と同様な案内部材４２３を備えた推進具４２と、（５）駆動部４１に連結し駆動部４１を推進方向に沿い移動させる推進手段４７と、推進機４の動作を制御する制御部４５とを有し、推進具４２と駆動部４１は、推進具４２を駆動部４１の前方に、それぞれの案内部材４１２、４２３が案内部４６１に嵌装するように案内手段４６へ設けると共に、前記回転手段４１１に連結されたロッドユニット２２が軸心方向に推進具４２の挿通部４２２を貫通するよう配設するものである。
【００２８】
また、前記下穴掘削体２と拡径掘削体３を連結し地表面５に設置する推進機４は、推進機４の地表面５に対向する面に垂設し、地表面５に形成した縦穴５１の壁面を利用して推進機４を固設する固定装置６を有するものである。
【００２９】
本体部４３は、案内手段４６を上面に配設する傾動板４３１と、下面が地表面５に接地する底板４３２と、傾動板４３１を傾動する傾動部材４３３とを有している。傾動板４３１と底板４３２は蝶番状に連結したものである。すなわち、傾動板４３１と底板４３２の一方端部には共通に軸４３４を挿着しており傾動板４３１は傾動可能となっている。それぞれの他方端部の内側には、例えばジャッキなどからなる傾動部材４３３が、傾動板４３１と底板４３２を連結するように配設している。上述のように構成される本体部４３により、傾動板４３１の地表面５に対する傾き量を調整し、推進具４２及び駆動部４１に連結する下穴掘削体２及び拡径掘削体３を所定の角度で地中に進入することが可能となる。
【００３０】
案内手段４６は、図１において矢印Ｄで示すように、紙面上で右上から左下の推進方向に沿い配置した、例えばリニアスライドレールなどからなる案内部４６１を有している。案内手段４６には、本体部４３の傾動板４３１へ案内手段４６を固定するための推進方向に沿う長穴（図示せず）が設けられている。
【００３１】
駆動部４１は、ロッドユニット２２の後部ロッド部材２５の雄ネジ２５６が嵌合する雌ネジ４１４を備えた回転手段４１１と、案内部４６１に嵌装できる案内部材４１２を有している。回転手段４１１は、ロッドユニット２２を介して掘削ヘッド２１と拡径ビット３１へ回転力を付与するものである。駆動部４１は、その案内部材４１２が案内部４６１へ嵌装されると共に案内手段４６の後方に配設する。
駆動部４１には、推進手段４７を連結する。推進手段４７は、駆動部４１を推進し、掘削ヘッド２１と拡径ビット３１へ推力を付与するものである。すなわち、推進手段４７の推力は、回転手段４１１を介して駆動部４１へ連結するロッドユニット２２を通じ掘削ヘッド２１へ伝達されると共に、下記で説明するように推進具４２に連結する推進ユニット３５を介して拡径ビット３１へも伝達できる。
前記回転手段４１１の駆動方法としては例えば電動モータやエアモータ、推進手段４７の駆動方法としては例えば電動シリンダー、エアシリンダーまたは送りネジとモータを使用した送り機構などの部材を使用することができるが、比較的大きな駆動力を得られる油圧モータや油圧シリンダーを使用することが望ましい。
【００３２】
推進具４２は、ロッドユニット２２を軸心方向に貫通できる挿通部４２２と、推進部材３６の円弧状溝３６２と嵌め合って関節をなすような先端が円弧状の突起４２１と、案内部４６１に嵌装できる案内部材４２３を有している。推進具４２は、案内部材４２３が案内部４６１に嵌装されると共に駆動部４１の前方に配設する。また推進具２は、回転手段４１１に連結されたロッドユニット２２が挿通部４２２を貫通するように配設する。
【００３３】
以上のように駆動部４１、推進具４２及び推進手段４７を配設することにより、下穴５２を掘削する際には掘削ヘッド２１を単独に、下穴５２を拡径して地中穴５３を掘削する際にはロッドユニット２１とそれに嵌合する拡径ビット３１を協調して推進することが可能となる。
すなわち、下穴５２を掘削する際には、前方に配設された推進具４２へ駆動部４１が当接しないように、例えば案内手段４６の推進方向の端部に推進具４２を位置決めし、推進手段４７により駆動部４１のみを前進して掘削ヘッド２１を単独に推進する。
下穴５２を拡径して地中穴５３を掘削する際には、例えば駆動部４１に当接するよう推進具４２を位置決めし、または結合部材（図示せず）により駆動部４１と推進具４２を結合するなどして、駆動部４１が推進具４２を押圧し、それぞれが一体に推進できるようにする。推進手段４７により前進する駆動部４１は、推進具４２を押圧し、推進手段４７の推力を推進具４２へ伝達する。その推力は、推進ユニット３５を介して拡径ビット３１へ作用し、拡径ビット３１を推進する。よって、駆動部４１に連結するロッドユニット２２と推進ユニット３５を介し推進具４２に連結する拡径ビット３１は、推進手段４７により同期して推進することが可能となる。
【００３４】
上述のように、掘削ヘッド２１と拡径ビット３１は、回転手段４１１に連結したロッドユニット２２を介して回転可能であり、掘削ヘッド２１は単独にあるいはロッドユニット２２と拡径ビット３１は協調して推進手段４７が連結した駆動部４１を介し推進可能であるので、掘削ヘッド２１により下穴５２を掘削できると共に、拡径ビット３１により下穴軸心に沿い下穴５２を拡径して地中穴５３を形成することが可能となる。
【００３５】
次に、固定装置６について図１２に基づいて説明する。図１２（ａ）は、固定装置６の正面図、図１２（ｂ）はＣ−Ｃ断面を示したものである。
固定装置６は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、固定部材６４４、６５４を収納した状態（実線）で、固定装置６を縦穴５１へ挿入し、その後、固定部材６４４、６５４を拡張し（点線）て縦穴５１の内壁を押圧し、推進機４を固定するものである。なお図１に示すように、本実施態様の縦穴５１は略円筒形状をなし、推進機４の直下の地表面５に形成したものである。
【００３６】
固定装置６は、一軸方向に移動可能な直動部材６１１を備えた例えば油圧シリンダーである直動手段６１と、略円柱形状の駆動部材６２と、駆動部材６２を嵌挿できる孔部を備えた案内部材６３と、一対の固定手段６４、６５とを有している。直動手段６１は、底板４３２の下面と直動部材６１１の軸心が略直交すると共に直動部材６１１が下方を向くように配設する。駆動部材６２は、直動部材６１１の先端部にそれぞれの軸心を合せ連結する。案内部材６３は、直動手段６１の下部に設けると共に駆動部材６２を孔部に嵌通するよう配設する。固定手段６４、６５は、駆動部材６２の軸心に対し対称になるようその下部に配設する。固定手段６４、６５の構造は同一であるので、以下固定手段６４についてのみ説明する。
【００３７】
固定手段６４は、駆動部材６２より操作されるリンク機構である。すなわち、固定手段６４は、図１２（ｂ）に示すように、縦穴５１の壁面の曲率と略同一の曲率で形成された外周面を備えた円環の一部をなす断面形状で、半径方向においては駆動部材６２に対し大略同心円状に、軸心方向においては外周面と縦穴５１の壁面が略平行に対向するように配置される固定部材６４４と、図１２（ａ）に示すように、駆動部材６２の先端部に上下の位置関係となるよう設けられる一対の第１のリンク６４１及び６４２と、案内部材６３の先端部に設けられる第２のリンク６４６を有している。
【００３８】
第１のリンク６４１、６４２は、その一方端部がピン６４３により駆動部材６２の先端部に、その他方端部がピン６４５により固定部材６４４の内周部に回動可能なよう連結する。よって、第１のリンク６４１、６４２は、ピン６４３を支点とし、ピン６４５を作用点として回動することが可能となっている。
同様に第２のリンク６４６は、その一方端部がピン６４７により案内部材６３の先端部に、その他方端部がピン６４８により上側のリンク６４１に回動可能なよう連結する。よって、第２のリンク６４６は、ピン６４７を支点とし、ピン６４８を作用点として回動することが可能となっている。
【００３９】
固定装置６を縦穴５１に挿入する際には、図１２（ａ）において実線で示すように、直動手段６１の直動部材６１１はストローク端にあり、よって前記固定部材６４４は収納された状態にある。
固定装置６を縦穴５１に装入した後、直動手段６１の直動部材６１１を引き戻し、駆動部材６２を上方に移動させる。上側の第１のリンク６４１には上方に向かう力が作用し、その力は、上側のリンク６４１と第２のリンク６４６を接合しているピン６４８を介して第２のリンク６４６へ伝達される。その力により、第２のリンク６４６は、図１２（ａ）において点線で示すように、支点であるピン６４７を中心として反時計回りに回動し、それに伴い上側のリンク６４１も支点であるピン６４３を中心として時計周りに回動する。その上側のリンク６４１の一端が連結している固定部材６４４は縦穴５１の壁面側へ移動する。同時に、その上側のリンク６４１の下方で固定部材６４４と連結している下側のリンク６４２も支点であるピン６４３を中心として同様に時計回りに回動する。よって、固定部材６４４は収納時の姿勢を保ちつつ拡張し、その外周面は縦穴５１の壁面に当接し、直動手段６１の引き戻し力により縦穴５１の壁面を大きさＥの力で押圧し、推進機４を固定する。
【００４０】
上述したようにリンク機構を用いて固定手段６４を構成することにより、例えば押圧を付与する手段として固定用切ばりやシリンダーを用いた場合に比べ、固定装置６をコンパクトにすることができる。また、固定装置６を挿入する縦穴５１は、推進機４の直下の地面に形成すればよく、よって推進機４の据付には推進機４を設置できる面積があれば足りる。
【００４１】
上記本実施態様の説明では、縦穴５１は略円筒形状のものとしたが、大略直方体形状に形成されたものでも良く、その際には固定装置６の固定部材６４４、６５４の外周面の形状は平坦面とする。
また固定手段６４、６５は３式以上設けてもよく、例えばシャフト６２の外周部に９０°、６０°などのピッチで複数個設ければ、押圧力を等分に分散されることができ、例えば縦穴５１の壁部の地耐力が低い場合でも壁の崩壊を防止しつつ推進機４を固定することが可能となる。
固定装置６は複数個設けることもでき、例えば推進方向において底板４３２の前後に固定装置６を設ければ、推進方向に発生するモーメント荷重を受けることができ、より確実に推進機４を固定することが可能となる。
【００４２】
次に、本実施態様の掘削方法について、地中穴５３は、例えばガスや水などの流体を供給、排出する管体の敷設用地中穴であり、始端部は管体を引き込む側である例えば一般家庭など民地に設定し、至端部は管体の他端側を接続する例えば地下埋設管９に設定し、その民地から地下埋設管９へ地中穴５３を形成する場合を例として説明する。
【００４３】
図１０、図７、図１を参照しながら、まず下穴掘削について説明する。
まず、図１に示すように、供給管引込み側の地表面５の掘削開始地点の近傍に、推進機４の固定装置６を挿入できる大きさの略円筒形状の縦穴５１を形成し、上述したように推進機４を固設する。
【００４４】
次に、図７に示すように、掘削ヘッド２１に最初のロッドユニット２２ａを接続した下穴掘削体２を組立て、設置した推進機４の駆動部４１の回転手段４１１に挿着する。ここで図１に示すように、下穴掘削体２が所定の進入角度で地中に推進できるよう傾動部材４３３で上板４３１の傾き量を調整する。また、駆動部４１をストローク端まで移動させた際に、回転手段４１１に連結しているロッドユニット２２の後部が、拡径掘削体３の拡径ビット３１の長さ以上で地表から出るように案内手段４６の位置を調整する。その後案内手段４６は、案内手段４６に設けられた長穴により傾動板４３１へ固定する。下穴掘削の際には、推進具４２は案内手段４６の前部に配置する。
【００４５】
次に、図１０に示すように、推進機４の駆動部４１を操作して下穴掘削体２を地中へ発進し、掘削ヘッド２１を回転させつつ斜め下方へ推進する。駆動部４１がストローク端まで押し込まれたら、ロッドユニット２２ａと回転手段４１１の結合を外し、駆動部４１をストローク分後退させる。次いで、新たなロッドユニット２２ｂの前部ロッドユニット２４ｂを、既挿入のロッドユニット２２ａの後部ロッドユニット２５ａにネジ込んで結合するとともに、後部ロッドユニット２５ｂを回転手段４１１に挿着し、駆動部４１の操作を再開する。前記操作を、計画した斜め直進区間Ｓ１の終端部に掘削ヘッド２１が達するまで繰り返す。
【００４６】
水平掘削のための遷移区間としての曲進区間Ｓ２では、下穴掘削体２は掘削ヘッド２１の傾斜面２１１の向きを所定方向に固定して推進のみを行う。例えば掘削方向を斜め下方向から水平方向に修正する場合は、傾斜面２１１を下に向けた状態で、下穴掘削体２を回転させずに推進する。直進区間Ｓ３開始点に達し、掘削ヘッド２１が水平方向になると、下穴掘削体２を再度回転させながら前進させ、目標地下埋設管９の方向に掘削ヘッド２１を推し進める。
【００４７】
ここで、例えば目標地下埋設管９への掘削区間Ｓ３の途中に他の埋設管等障害物があった場合、前記曲進区間及び再直進区間における操作と同様操作をすることにより、迂回することができる。
なお、掘削ヘッド２１の深さおよび傾斜面２１１の向きは、例えば電磁波を発するゾンデ（図示せず）を掘削ヘッド２１に組み込み、その磁界を受信機器で計測することにより検出することができる。
【００４８】
また、ロッドユニット２２は、ロッド部材が円筒形状で、嵌装している軸部と軸部装着穴とはＯリング２３８を圧着しているため、内部に水、空気等の圧力流体を流すことができる。従って、掘削ヘッド２１に、先端に通じる貫通穴を設ければ、ロッドユニット２２内部に供給された例えば圧力水を掘削ヘッド先端から噴出しながら推進することができ、土質等の状態に応じて適用することにより、掘削を容易にすることができる。
【００４９】
次に、拡径動作について図４、図１０及び図１１により説明する。
前述したようにして、所定長さの下穴掘削を終了すると、ロッドユニット２２と回転手段４１１の結合を外し、駆動部４１をストローク分後退させる。次いで、地表に出ているロッドユニット２２に拡径ビット３１を通し、駆動部４１をストローク端まで前進させてロッドユニット２２と回転手段４１１を結合し、ロッドユニット２２をストローク分だけ引き戻す。これにより、地中に推進していた下穴掘削体２は、ストローク分地上に引き戻される。
【００５０】
上記の状態で、図４に示すように、推進具４２を後退させ、駆動部４１の前方の所定位置にセットし、所定数の推進部材３６を、地上に引戻されたロッドユニット２２に沿って軸方向に連接する。最初にセットした推進部材３６ａは、拡径ビット３１の非回転部３３と関節を介して連接し、その後推進部材３６同士を順次同様に関節を介して連接し、最後にセットする推進部材３６ｃの端部に推進具４２を連接する。図４には推進部材３６は３本だけしか示していないが、推進部材３６の長さ、推進手段４７のストローク等の条件に応じてその適宜本数を定めることができる。
【００５１】
拡径は、推進機４より拡径掘削体３を地中へ発進し、駆動部４１の回転手段４１１を回転しつつ駆動部４１を推進して行う。回転手段４１１に連結されているロッドユニット２２は回転しながら軸方向に移動し、同時に駆動部４１により押圧される推進具４２に連結した推進ユニット３５もロッドユニット２２と軸方向相対位置を保ちながら移動する。よって、拡径ビット３１は、推進ユニット３５を介して軸方向に移動するとともに、回転部３４はロッドユニット２２からの回転力が伝達されて回転する。即ち、拡径用刃具３２は回転しながらロッドユニット２２と共に推進するので、下穴を拡径することができる。
【００５２】
下穴掘削体２は、ロッドユニット２２が自由度高く変形するので、直進穴だけでなく曲進穴も掘削できるものであり、拡径される穴は、変形したロッドユニット２２に沿って掘削されなければならない。前記拡径時には、ロッドユニット２２は、１ストローク分後退した位置から回転しながら前進するが、この時は下穴掘削時と異なり、既に掘削した穴中を移動するので、掘削ヘッド２１には掘削反力は作用せず、ロッドユニット２２は掘削済みの下穴が曲線状であっても、下穴に沿って移動しながら軸心Ｚまわりに回転する。前述したように、推進ユニット３５を構成している推進部材３６は関節で連接されているので、ロッドユニット２２の曲がりに合せて推進部材３６を傾けることができ、拡径ビット３１はロッドユニット２２に沿って移動することができる。
【００５３】
上述のようにして１ストローク分の拡径された地中穴５３を形成した後、駆動部４１と推進具４２を１ストローク分だけ引戻す。次いで、前述したと同様に、再び所定数の推進部材３６を連接して、駆動部４１と推進具４２を作動させ、さらに地中穴５３を１ストローク分の長さ延長する。以降、同様な操作を繰返し、地中穴５３を所定長さだけ形成する。図１は、地中を推進した拡径ビット３１が、ロッドユニット２２先端の掘削ヘッド２１の直前まで到達した状態を示している。掘削ヘッド２１の外径をロッドユニット２２の外径より大きくしておけば、拡径ビット３１は掘削ヘッド２１に当接するので、それ以上は進まなくなる。又、ロッドユニット２２の回収時、拡径ビット３１を掘削ヘッド２１で引っかけて引戻すことができるので、掘削ヘッド２１と拡径ビット３１を同時に地中から回収することができる。
【００５４】
以上、圧密で拡径する場合について説明したが、高圧水を噴射しながら拡径することもできる。この場合の拡径ビットを図２に示すが、拡径ビットの非回転部３３に噴出口３３２を設け、継手３７で地上の放水ポンプに連なるホース３８と接続する。また泥水吸引用ホース３９を、拡径ビット非回転部３３の後方に吸引口３９１が開口するように設け、地表の吸引ポンプと接続する。この状態で地表の吐出ポンプを動作させると、噴出口３３２から矢印Ａ方向へと放水され、拡径ビット３１で切り崩した土砂を泥水状態とすることができる。吸引ポンプを動作させると、泥水状態となった土砂を吸引口３９１から矢印Ｂ方向へと吸引し、地表へと排出することができる。
例えば浅い穴を圧密で拡径する場合には、拡径の圧力が地表面５まで達し、拡径された地中穴５３から地表面５までの土質はその圧力でボロボロとなり拡径直後から地中穴５３の崩落が始まる。しかし、上記のように切り崩した土砂を排土して圧密状態を緩和させると、地中穴５３が崩落する危険性は減少する。
【００５５】
上述した掘削装置は、（１）地表面に配置する本体部４３と、（２）本体部４３に配設すると共に推進方向に沿う案内部４６１を設けた案内手段４６と、（３）ロッドユニット２２が連結される回転手段４１１と案内部４６１に嵌装できる案内部材４１２を設けると共に推進ユニット３５が連結される駆動部４１と、（４）駆動部４１に連結し駆動部４１を推進させる推進手段４７とを備えた推進機４を有するようにしてもよい。すなわち、前記推進具４２に設ける、後端の推進部材３６ｃの円弧状の溝３６２ｃと嵌め合って関節をなすような先端が円弧状の突起４２１と同様な突起を駆動部４１に形成し、推進ユニット３５が駆動部４１へ連結できるようにする。よって上述の説明と同様に、ロッドユニット２２に嵌合した拡径ビット３１は回転することができ、そのロッドユニット２２と拡径ビット３１を同期して推進することができ、下穴軸心に沿い下穴５２を拡径し、地中穴５３を形成することが可能となる。
【００５６】
また、前述の拡径動作においては、駆動部４１に設けた回転手段４１１により回転動作と推進手段４７により推進動作を付与したが、回転手段４１１は回転動作のみを行わせ、推進具４２への推進動作は、駆動部４１とは別の第２の推進手段で行わせることもできる。即ち、駆動部４１は軸方向に移動せず、推進具４２だけが第２の推進手段により移動するので、移動しないロッドユニット２２に沿って、推進ユニット３５と拡径ビット３１が地中に推し進められることになる。このため、地中穴を延長するために、推進部材３６を継ぎ足すに際し、ロッドユニット２２を地中から引き抜かなくてもよく、作業能率がよくなる。
【００５７】
また、掘削穴が直線状であれば、拡径は必ずしも下穴を掘削した後に行うようにする必要はなく、同時に掘削することができる。即ち、下穴開け当初の段階、又はソケットの１ストローク分掘削した段階から、拡径掘削体３を下穴掘削体３に組合せ、回転手段４１１を回転させながら推進すれば、直進状下穴が掘削されるすぐ後ろから拡径していくことができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、
１）下穴掘削と同様な方向から拡径掘削して、供給管の敷設や接続装置を挿入するための弧状に曲がった地中穴を形成することができ、また下穴掘削体及び拡径掘削体は地上に設置する推進機より発進するので大型の発進立抗や到達立抗の掘削やその復旧といった作業が不要となり、もって能率的に地中穴を形成することができると共に道路などの公共施設を掘り返す必要もないことから地域への影響を極めて少なくすることが可能である。
２）拡径掘削体の推進ユニットに支持部を設けることにより、掘削長さが長くなった場合でも安定して掘削作業を行うことができ、もって一様な大きさの地中穴を能率よく形成することが可能となる。
３）圧密状態の土砂を高圧水で緩和しつつ地中穴を形成することにより、拡径ビットを駆動させる回転力や推力を低減することができ、更にその泥水を地中穴外に吸引排出するので地中穴の崩落が発生し難く、安定した掘削作業を行うことが可能となる。
４）推進機は、下穴掘削体と拡径掘削体を同期又は個別に推進することができるので、掘削状況に応じて掘削作業を行うことが可能である。
５）推進機の固定部を推進機の下面に設けたことにより、推進機の据付には推進機を設置できる面積があれば良く、もって狭隘な民地などからも掘削作業が可能となる。
６）リンク機構により固定手段を形成することによりコンパクトな固定部とすることができ、もって固定部を挿入する縦穴を形成する際にも大掛かりな土木工事をする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の掘削装置の一例を示す断面図である。
【図２】拡径掘削体の拡径ビットを示す断面図である。
【図３】推進部材とロッド部材の配置関係を示す断面図である。
【図４】拡径掘削体の一例を示す側面図である。
【図５】抜け止め具の装着状態を示す断面図である。
【図６】ロッドユニットに沿って推進ユニットが曲がっている時の状態を示す図である。
【図７】下穴掘削体の一例を示す側面図である。
【図８】ロッドユニットの一部断面を含む側面図である。
【図９】ロッドユニットに用いる中間ロッド部材の軸方向断面図である。
【図１０】下穴掘削体を用いた穴掘削の一例を示す図である。
【図１１】支持部の構造の一例を示す図である。
【図１２】固定部の構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
１：掘削装置
２：下穴掘削体、２１：掘削ヘッド、２２：ロッドユニット
３：拡径掘削体、３１：拡径ビット、３５：推進ユニット
４：推進機、４１：駆動部、４２拡径ビット推進部、
４３：本体部、４５：制御部
４６：案内手段
５：地表面、５１：縦穴、５２：下穴、５３：地中穴
６：固定装置
９：埋設管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an excavation method and excavation apparatus for forming underground holes without excavation, and particularly suitable for forming underground holes for laying supply pipes branched from underground underground pipes such as gas and water and sewerage. The present invention relates to a simple excavation method and excavator.
[0002]
[Prior art]
In order to branch the supply pipe from underground pipes such as gas and water and sewage, it is common to excavate the underground pipe part and the supply pipe laying part from the ground and remove the earth and sand, but proceed with the work. It is not only economical, but the work period is long, and the construction period is long, which is uneconomical. The influence on the area by digging up roads cannot be ignored. In order to solve this, a non-cutting method has been proposed in which underground holes are formed by non-cutting and a supply pipe is laid. When excavating an underground hole having a diameter of about 100 mm or more in the non-cutting method, for example, an underground hole is often formed by excavating a pilot hole having a diameter of about 50 mm and then expanding the prepared hole.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-149084 discloses a method of forming an underground hole by drilling a pilot hole and then expanding the inner surface of the pilot hole with an enlarged reamer. The construction method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-149084 is a method of forming an underground hole between the starting resistance and the reaching resistance. For example, the propulsion unit is propelled from the starting resistance to the reaching resistance. Drill the pilot hole and attach the expansion reamer to the tip of the drive shaft that penetrates the propulsion unit to reach the bottom and drive the drive unit while rotating the expansion reamer by driving the drive shaft. An underground hole is formed by pulling out to the side.
[0004]
In addition, a magazine “Monthly Sewerage” (published in 1993, Vol. 16, No. 11) describes a method for digging underground holes for installing pipes from the ground to underground sewer mains. The magazine “Monthly Sewerage” (published in 1993, Vol. 16, No. 11) describes two methods, “SD Speeder Method” and “TPH Method”, which are similar methods. The former is described in the article titled “Installation pipe construction by the small-diameter pipe propulsion method in Nara City”, and is used when laying sewer pipes, linearly towards the main pipe in the ground. After propelling the guide rod, the auger and auger that penetrate the guide rod are connected and set, and the auger is rotated and propelled, and excavated by the auger bit. The earth and sand generated by excavation is carried out to the surface with an auger. The latter is described in an article entitled “TPH method that exerts its power in house connection”. Instead of an auger in the method, a shield pipe is used, and a bit for excavation is attached to the tip of the shield pipe. The shield pipe is rotated, propelled, and drilled with a drill bit. In this method, water is poured into the shield pipe and discharged with return water.
[0005]
In addition, a method for forming an underground hole by a ground-starting propulsion device in a non-open cut is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223277. The construction method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223277 includes a propulsion unit installed on the ground surface in the vicinity of a predetermined start resistance, and a fixing cut that presses the opposing inner walls of the start resistance. It consists of a connecting member of a beam, a propulsion unit and a fixed cutting beam. The reaction force acting on the propulsion unit during excavation is received by the fixing beam, preventing vibration of the propulsion unit due to the reaction force, and stable excavation work Is to be able to do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the non-cutting method, it is desirable not to perform excavation work from the ground as much as possible, but in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-149084, it is necessary to provide a large work pit so that a propulsion device can be installed inside Is not preferable.
Also, when using flexible pipes such as polyethylene pipes for gas and water supply to general households, avoid any obstacles such as other buried pipes in the middle of the laying path. Can be bent. Therefore, it is desirable that the underground hole for laying is detoured by avoiding obstacles such as other pipes, and formed with the smallest possible bending radius. However, in the construction method described in the magazine “Monthly Sewer” (published in 1993, Vol. 16, No. 11), the guide rod is linear, and the underground hole formed by expanding the diameter is linear. There is a problem that it is limited to things.
In addition, for example, a general household site on the drawing side of a gas or water supply pipe is usually narrow, and it is desirable that the installation area of the propulsion unit installed on the drawing side is very small. However, in the construction method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223277, there is a problem that the propulsion unit cannot be installed substantially because a start area, an area for providing the connecting member and the propulsion unit are required.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and without providing a large work pit, a pilot hole is excavated from the ground to the vicinity of a connection portion of an underground buried pipe, and a supply pipe is laid. In particular, the propulsion unit is installed on the side where the supply pipe is drawn in such as general households to form a curved pilot hole, and the underground hole along the pilot hole from the draw side An object of the present invention is to provide a drilling method and a drilling apparatus capable of forming a slab. In addition, an object of the present invention is to provide a drilling method and a drilling apparatus that can install a propulsion device with a very small installation area.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A drilling device according to the present invention comprises a pilot hole excavating means for excavating a pilot hole and a pilot hole connected to the pilot hole excavating means and having a flexible driving means for transmitting rotational force and thrust to the pilot hole excavating means. A drilling body, a diameter-expanding means that can be rotated by the driving means, and a diameter-expanding drilling body that is connected to the diameter-expanding means and that has a propulsion means that transmits thrust to the diameter-expanding means and has flexibility. A drilling device, wherein the propulsion means is articulated. Guess A propelling member and a latching member for latching the propelling member and the driving means, and the propelling member and / or the latching member are provided with a support portion having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the underground hole This is an excavator characterized by that.
000 9 ]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an excavator 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a drilling device 1 includes a pilot hole excavating means for excavating a pilot hole and a driving means that is connected to the pilot hole excavating means and transmits a rotational force and a thrust to the pilot hole excavating means and has flexibility. Drilling body 2 having a hole, a diameter expanding means that can be rotated by the driving means, a diameter expanding means that is connected to the diameter expanding means and transmits a thrust to the diameter expanding means, and has a propelling means having flexibility. The excavator 3 and the propulsion unit 4 that applies the rotational force and the thrust to the excavation head 21 and the diameter expansion bit 31 are provided.
00 10 ]
Then, the excavator 1 excavates the pilot hole 52 by the pilot hole excavator 2 starting from the propulsion device 4 installed on the ground surface 5, and along the pilot hole axis by the diameter expanding excavator 3 starting from the propeller 4. The diameter of the pilot hole 52 is increased to form, for example, an underground hole 53 into which the supply pipe is drawn or an underground hole 53 into which a connecting means for connecting the supply pipe and the underground pipe is inserted. Hereinafter, each of the prepared hole excavation body 2, the expanded diameter excavation body 3, and the propulsion unit 4 will be described.
00 11 ]
[Preliminary drilling body]
The pilot hole excavation body 2 is demonstrated based on FIGS.
As shown in FIG. 7, the pilot hole excavation body 2 includes a drilling head 21 (pilot drilling means) that forms a pilot hole and a rod unit 22 (driving means) that transmits rotational force and thrust to the drilling head 21. ing.
00 12 ]
In the excavation head 21 having a substantially cylindrical shape as a whole, an inclined surface 211 is formed so that the front end side is sharp, and a male screw 212 is formed on the rear end side. The inclination angle θ of the inclined surface 211 may be determined in the range of 30 ° ± 15 ° in consideration of the soil to be excavated and the curvature of the curved hole. The rod unit 22 is assembled by connecting three types of rod members having the same basic structure in a row. That is, as shown in FIG. 8, the rod unit 22 connects the front rod member 24 to one end side of a plurality (15 in FIG. 8) of intermediate rod members 23 (23a, 23b,...) Connected, The rear rod member 25 is connected to the other end side.
00 13 ]
FIG. 9 is a cross-sectional view of the intermediate rod member 23. The intermediate rod member 23 is a stepped cylindrical member having a shaft portion 231 and a flange-like body portion 232. The outer diameter of the trunk 232 is the same as or smaller than the outer diameter of the excavation head 21. A shaft portion mounting hole 233 having an inner diameter D slightly larger than the outer diameter d of the shaft portion 231 is formed at the center of the body portion 232. An O-ring mounting groove 234 is provided on the end face side of the shaft portion mounting hole 233. The body portion 232 is provided with a body pin hole 235 for mounting the connecting pin 237 in a direction orthogonal to the axis X (perpendicular to the paper surface). The shaft portion 231 is provided with a shaft pin hole 236 for mounting a connecting pin 237 described later in a direction orthogonal to the trunk pin hole 235. As shown in FIGS. 7 and 8, the intermediate rod member 23 is fitted with the shaft portion mounting hole 233 and the shaft portion 231 of the adjacent intermediate rod member 23. For connection The pins 237 are connected.
00 14 ]
The front rod member 24 is formed by forming a female screw 245 on the inner diameter of the shaft mounting hole 233 of the intermediate rod member 23. Similarly, the rear rod member 25 is formed by forming a male screw 256 on the outer diameter of the shaft portion 231. The external thread 212 of the excavation head 21 and the external thread 256 of the rear rod member have the same specifications and can be screwed into the internal thread 245 of the front rod member 24, so that the excavation head 21 is attached to the front rod member 24. Can be connected with screws. Further, the rod units 22 can be connected to each other by screw fastening, and the length of the prepared hole excavation body 2 can be easily adjusted.
00 15 ]
An axial center Z (see FIGS. 7 and 8) is formed on the rod unit 22 formed by assembling the front rod member 24, the intermediate rod member 23, and the rear rod member 25 to each other. Each rod member can be held concentrically with the shaft center Z because the shaft portion 231 and the shaft portion mounting hole 233 that are fitted adjacent to each other are crimped by the O-ring 238. Further, since the rubber sheet 26 is closely attached between the rod members, the rod unit 22 can be provided with a predetermined bending rigidity determined by the elasticity of the rubber sheet 26 and the like. On the other hand, the adjacent intermediate rod members 23 can swing around axial directions whose directions are different from each other by 90 degrees in a direction orthogonal to the axial center Z direction. Therefore, the rod unit 22 can move in a range of 360 degrees from the axis Z, and can be bent with a predetermined curvature when a predetermined bending force is applied.
00 16 ]
According to the pilot hole excavation body 2 described above, a straight hole, a curved hole, or a straight hole and a curved hole can be drilled as follows.
When excavating a straight hole, rotational force and thrust are applied to the rear rod member 25. Rotating force and thrust are connected to the rod member For connection This is transmitted to the excavation head 21 via the pin 237. Thereby, since the inclined surface 211 at the tip of the excavation head 21 rotates, the direction of the propulsion reaction force received by the inclined surface 211 sequentially moves around the axis Z, and no bending occurs in the rod unit 22. Therefore, the rod unit 22 is propelled while maintaining a straight state to form a straight hole.
00 17 ]
When excavating a curved hole, the inclined surface 211 at the tip of the excavation head 21 is positioned in the direction opposite to the excavation progress direction, and the excavated body is pushed forward without rotating. At this time, the tip of the excavation head 21 receives a reaction force in one direction from the inclined surface 211, and a bending moment acts on the rod unit 22. Thereby, the intermediate rod member is For connection The rod unit 22 bends around the pin 237 by an angle corresponding to the bending rigidity determined by the material of the rubber sheet 26, the compression allowance, etc., and a hole having a curvature is formed.
The pilot hole excavation body 2 can make a rectilinear hole again even after forming a curved hole. This is because the rod unit 22 can rotate around the axis Z even in a bent excavation hole due to its characteristic structure.
00 18 ]
[Expanded drilling body]
Next, the diameter expanded excavation body 3 will be described with reference to FIG.
The diameter expanded excavation body 3 of this embodiment includes a diameter expansion bit 31 (diameter expansion means) that is fitted so as to be movable along the outer peripheral surface of the rod unit 22 and a propulsion unit 35 having one end connected to the diameter expansion bit 31. (Propulsion means).
00 19 ]
As shown in a cross section in FIG. 2, the diameter-expanding bit 31 has a non-rotating portion 33 and a rotating portion 34, and a hole portion through which the rod unit 22 can pass is formed in each central portion. The non-rotating portion 33 is a stepped cylindrical member having a hole portion through which the rod unit 22 is inserted without being in contact with the outer peripheral portion of the rod unit 22. A cylindrical rotating portion 34 is rotatably mounted on the outer peripheral portion on the small diameter side of the non-rotating portion 33 via a radial bearing 342 and a thrust bearing 343, and a plurality of pins 344 set in the radial direction. The movement in the axial direction is blocked. A plurality of diameter-enlarging blades 32 are fixed to the end of the rotating portion 34 with pins 321 or the like so that the rotation radius is larger than the outer diameter of the rotating portion 34 and the non-rotating portion 33.
00 20 ]
The through hole portion 341 of the rotating portion 34 is formed in a fitting shape capable of transmitting rotational force to the outer peripheral portion of the rod unit 22. As will be described later, the cross-sectional shape of the outer peripheral portion of the rod unit 22 is basically a circle, but in order to use it in a method of expanding the diameter by mounting the diameter-expanding bit 31, to form a rotational force transmitting portion, It is necessary to process grooves and flat portions along the axial direction. 3 shows the rod unit 2 2 In the present embodiment, two pairs of planes are provided on the outer peripheral portion. When this rod unit 22 is used, the through-hole portion 341 of the rotating portion 34 has a shape that fits in at least one pair of planes and is slidable in the axial direction.
00 21 ]
As shown in FIG. 4, the propulsion unit 35 is constructed by connecting a plurality of propulsion members 36 having the same basic structure (three members 36a, 36b, and 35c in this figure) in a row, and propelling the tip. The member 36a is connected to the non-rotating portion 33 of the diameter expanding bit 31, and the propulsion member 36c at the rear end is disposed along the rod unit 22 so as to be connected to a propulsion tool 42 described later.
00 22 ]
The propelling member 36 is configured so that the rod unit 22 can be held and connected from the radial direction, and the rotational force is not transmitted when the rod unit 22 rotates. That is, as shown in a cross-sectional view in FIG. 3, the inner peripheral portion of the propelling member 36 includes, for example, a semicircular portion having an inner diameter larger than the outer diameter of the rod unit 22 and a wall portion formed of parallel extension line portions. It has a substantially U shape with one open. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, one end surface in the axial direction of the propelling member 36 has an arc-shaped protrusion 361 on the end, an arc-shaped groove 362 on the other end surface, and a semicircular portion and an extension line. It is provided in the position which opposes 180 degrees in the boundary part of a part. Therefore, for example, the protrusion 361b of one propelling member 36b and the arc-shaped groove 362a of another propelling member 36a can be fitted together to form a joint that can rotate around the arc-shaped groove. The plurality of propulsion members 36 are connected at the nodes along the rod unit 22.
00 23 ]
As described above, the front end propulsion member 36 a is connected to the non-rotating portion 33 of the diameter-expanding bit 31, and the rear end propulsion member 36 c is connected to the propulsion tool 42. Therefore, as in the above-described connection between the propelling members, the non-rotating portion 33 is formed with an arcuate groove 331 that fits with the protrusion 361a of the propelling member 36a to form a joint. The propulsion tool 42 is formed with a projection 421 having an arcuate tip that fits with the arcuate groove 362c of the propelling member 36c to form a joint. A compressive force is applied between the adjacent propulsion members 36 or between the propulsion members 36a and the diameter-expanding bit 31 so that the joint does not come off. The compressive force is applied by, for example, engaging an elastic member 364 such as rubber with a pin 363 provided on each member.
00 24 ]
Further, as shown in FIG. 5, for example, the propelling member 36 is provided with a latching member 365 that latches the rod unit 22 in a joint so that the rod unit 22 is held in a direction opposite to the propelling member 36. The rod unit 22 is lifted so as not to come off. Accordingly, the protrusion 361 has a length that can secure a gap necessary for performing the joint function even when the latching member 365 is inserted. In addition, the latch member 365, the pin 363, and the like have dimensions and structures that fall within the range of the rotation diameter of the cutting tool 32.
00 25 ]
The joint configured as described above transmits the thrust applied from the propulsion device 4 to the non-rotating portion 33 of the diameter-expanding bit 31 through the propulsion member 36, and the propulsion member 36 is connected to the rod unit as shown in FIG. It can be tilted according to the 22 bends. FIG. 6 shows the case where the propulsion unit 35 is bent in the direction in which the joint rotates around the arcuate groove, but the joint can also be tilted in the groove in the direction orthogonal to the arcuate groove. Therefore, the propulsion unit 35 can be bent along the bend of the rod unit 22. In addition, if the joint is provided not only at the position opposite to the 180 ° but also at an intermediate position that is the apex of the semicircular portion, the center of rotation of the joint is secured and the propelling member 36 is not displaced in the radial direction. preferable.
00 26 ]
As shown in FIG. 11, the outer diameter of the hooking member 365 is made substantially the same as the inner diameter of the underground hole 53 excavated by the enlarged-diameter bit 31, so that the support portion 366 is formed. The rod unit 22 may be supported. The length and shape of the support portion 366 in the axial center direction are appropriately set so that the support portion 366 does not interfere with the operation of the joint described above. For example, as shown in FIG. . The support portion 366 may be provided in a part of the propulsion member 36 in the longitudinal direction. By providing the support portion 366, for example, even when the excavation length becomes long, the rod unit 22 can be prevented from bending and buckling, and the excavation work can be performed stably.
00 27 ]
[Propulsion machine]
The propulsion device 4 will be described with reference to FIG.
The propulsion device 4 includes (1) a main body 43 disposed on the ground surface 5, (2) a guide means 46 provided on the main body 43 and provided with a guide 461 along the propulsion direction, and (3) a rod unit. And a drive unit 41 having a guide member 412 that can be fitted to the guide unit 461, and a rotation unit 411 to which the rod unit 22 is connected, and (4) an insertion unit 422 to which the propulsion unit 35 is coupled and can penetrate the rod unit 22 in the axial direction. And a propulsion tool 42 provided with a guide member 423 similar to the guide member 412; (5) a propulsion means 47 connected to the drive unit 41 to move the drive unit 41 along the propulsion direction; and the operation of the propulsion unit 4 is controlled. The propulsion tool 42 and the drive unit 41 are connected to the guide unit 46 so that the propulsion tool 42 is fitted in front of the drive unit 41 and the respective guide members 412 and 423 are fitted in the guide unit 461. And providing Rod unit 22 coupled to the rolling means 411 is to provided to penetrate through the insertion portion 422 of the advancer 42 in the axial direction.
00 28 ]
Further, the propulsion unit 4 that connects the pilot hole excavation body 2 and the diameter-excavation excavation body 3 and is installed on the ground surface 5 is suspended from the surface facing the ground surface 5 of the propulsion unit 4 and formed on the ground surface 5. The fixing device 6 for fixing the propulsion device 4 using the wall surface of the vertical hole 51 is provided.
00 29 ]
The main body 43 includes a tilting plate 431 on which the guide means 46 is disposed on the upper surface, a bottom plate 432 whose lower surface is in contact with the ground surface 5, and a tilting member 433 that tilts the tilting plate 431. The tilting plate 431 and the bottom plate 432 are connected in a hinge shape. That is, the shaft 434 is inserted in common at one end of the tilt plate 431 and the bottom plate 432 so that the tilt plate 431 can tilt. Inside each of the other end portions, a tilting member 433 made of, for example, a jack is disposed so as to connect the tilting plate 431 and the bottom plate 432. The main body 43 configured as described above adjusts the amount of inclination of the tilting plate 431 with respect to the ground surface 5, and the prepared hole excavation body 2 and the expanded diameter excavation body 3 connected to the propulsion tool 42 and the drive unit 41 are set in a predetermined manner. It is possible to enter the ground at an angle.
00 30 ]
As shown by an arrow D in FIG. 1, the guide means 46 has a guide portion 461 made of, for example, a linear slide rail, which is arranged along the propulsion direction from the upper right to the lower left on the paper surface. The guide means 46 is provided with a slot (not shown) along the propulsion direction for fixing the guide means 46 to the tilting plate 431 of the main body 43.
00 31 ]
The drive unit 41 includes a rotating unit 411 provided with a female screw 414 into which the male screw 256 of the rear rod member 25 of the rod unit 22 is fitted, and a guide member 412 that can be fitted into the guide unit 461. The rotating means 411 applies a rotational force to the excavation head 21 and the diameter expansion bit 31 via the rod unit 22. The drive unit 41 is disposed behind the guide means 46 while the guide member 412 is fitted into the guide unit 461.
Propulsion means 47 is connected to the drive unit 41. The propulsion means 47 propels the drive unit 41 and applies thrust to the excavation head 21 and the diameter expansion bit 31. That is, the thrust of the propulsion unit 47 is transmitted to the excavation head 21 through the rod unit 22 coupled to the drive unit 41 via the rotation unit 411, and the propulsion unit 35 coupled to the propulsion unit 42 as described below. Can be transmitted to the diameter-expanding bit 31.
As a driving method of the rotating means 411, for example, an electric motor or an air motor, and as a driving method of the propulsion means 47, for example, an electric cylinder, an air cylinder or a member such as a feed mechanism using a feed screw and a motor can be used. It is desirable to use a hydraulic motor or a hydraulic cylinder that can obtain a relatively large driving force.
00 32 ]
The propulsion tool 42 includes an insertion portion 422 that can penetrate the rod unit 22 in the axial direction, an arc-shaped protrusion 421 that fits into the arc-shaped groove 362 of the propulsion member 36 to form a joint, and a guide portion 461. It has a guide member 423 that can be fitted. The propulsion tool 42 is disposed in front of the drive unit 41 while the guide member 423 is fitted in the guide unit 461. Further, the propulsion tool 2 is arranged so that the rod unit 22 connected to the rotating means 411 passes through the insertion portion 422.
00 33 ]
By arranging the drive unit 41, the propulsion tool 42, and the propulsion means 47 as described above, when excavating the prepared hole 52, the excavation head 21 is used alone, the diameter of the prepared hole 52 is increased, and the underground hole 53 is expanded. When excavating, the rod unit 21 and the diameter expanding bit 31 fitted to the rod unit 21 can be promoted in a coordinated manner.
That is, when excavating the pilot hole 52, the propulsion device disposed in the front 4 For example, the propulsion tool 42 is positioned at the end in the propulsion direction of the guide means 46 so that the drive section 41 does not come into contact with 2, and only the drive section 41 is advanced by the propulsion means 47 to propel the excavation head 21 independently. .
When excavating the underground hole 53 by increasing the diameter of the pilot hole 52, for example, the propulsion tool 42 is positioned so as to come into contact with the drive unit 41, or the drive unit 41 and the propulsion tool 42 are connected by a coupling member (not shown). The driving unit 41 presses the propulsion tool 42 so that they can be integrally propelled. The drive unit 41 advanced by the propulsion unit 47 presses the propulsion unit 42 and transmits the thrust of the propulsion unit 47 to the propulsion unit 42. The thrust acts on the diameter expansion bit 31 via the propulsion unit 35 and propels the diameter expansion bit 31. Therefore, the rod unit 22 connected to the drive unit 41 and the diameter expanding bit 31 connected to the propulsion tool 42 via the propulsion unit 35 can be propelled synchronously by the propulsion means 47.
00 34 ]
As described above, the excavation head 21 and the diameter-expanding bit 31 can be rotated via the rod unit 22 connected to the rotating means 411, and the excavation head 21 can be used alone or the rod unit 22 and the diameter-expansion bit 31 can cooperate with each other. Therefore, the excavation head 21 can excavate the pilot hole 52 and the diameter-expanding bit 31 expands the pilot hole 52 along the axis of the pilot hole so that the ground can be grounded. The inner hole 53 can be formed.
00 35 ]
Next, the fixing device 6 will be described with reference to FIG. Fig.12 (a) is a front view of the fixing device 6, and FIG.12 (b) shows CC cross section.
The fixing device 6 includes a fixing member 6 as shown in FIGS. 44 , 6 54 In a state (solid line) in which the fixing device 6 is inserted, and then the fixing member 6 is inserted into the vertical hole 51. 44 , 6 54 Is extended (dotted line), the inner wall of the vertical hole 51 is pressed, and the propulsion device 4 is fixed. As shown in FIG. 1, the vertical hole 51 of the present embodiment has a substantially cylindrical shape and is formed on the ground surface 5 immediately below the propulsion device 4.
00 36 ]
The fixing device 6 includes a linear motion means 61 that is, for example, a hydraulic cylinder provided with a linear motion member 611 movable in a uniaxial direction, a substantially cylindrical drive member 62, and a hole portion into which the drive member 62 can be fitted. It has a guide member 63 and a pair of fixing means 64 and 65. The linear motion means 61 is disposed such that the lower surface of the bottom plate 432 and the axis of the linear motion member 611 are substantially orthogonal and the linear motion member 611 faces downward. The drive member 62 is connected to the front end portion of the linear motion member 611 with the respective axis centers aligned. The guide member 63 is provided in the lower part of the linear motion means 61, and is arrange | positioned so that the drive member 62 may be fitted in a hole. The fixing means 64 and 65 are disposed below the driving member 62 so as to be symmetrical with respect to the axis. Since the structures of the fixing means 64 and 65 are the same, only the fixing means 64 will be described below.
00 37 ]
The fixing means 64 is a link mechanism operated by the driving member 62. That is, as shown in FIG. 12 (b), the fixing means 64 has a cross-sectional shape that forms a part of a ring with an outer peripheral surface formed with substantially the same curvature as the curvature of the wall surface of the vertical hole 51, and is in the radial direction. In FIG. 12A, the fixing member 644 is arranged substantially concentrically with respect to the drive member 62, and is arranged so that the outer peripheral surface and the wall surface of the vertical hole 51 are substantially parallel to each other in the axial direction. A pair of first links 6 provided at the front end of the drive member 62 so as to have a vertical positional relationship. 41 And 6 42 And a second link 646 provided at the distal end portion of the guide member 63.
00 38 ]
One end of each of the first links 641 and 642 is a pin 643. Drive member The other end portion is connected to the tip end portion of 62 by a pin 645 so as to be rotatable to the inner peripheral portion of the fixing member 644. Therefore, the first links 641 and 642 can be rotated with the pin 643 as a fulcrum and the pin 645 as an action point.
Similarly, the second link 646 has one end connected to the tip of the guide member 63 by a pin 647 and the other end connected to the upper link 641 by a pin 648 so as to be rotatable. Therefore, the second link 646 can be rotated with the pin 647 as a fulcrum and the pin 648 as an action point.
00 39 ]
When the fixing device 6 is inserted into the vertical hole 51, as shown by the solid line in FIG. Means of movement The linear movement member 611 of the 61 is at the stroke end, and thus the fixing member 644 is in the housed state.
After inserting the fixing device 6 into the vertical hole 51, Means of movement 61 linear motion part Material 611 is pulled back, and the drive member 62 is moved upward. An upward force acts on the upper first link 641, and the force is transmitted to the second link 646 via the pin 648 joining the upper link 641 and the second link 646. . Due to this force, the second link 646 rotates counterclockwise about the pin 647 as a fulcrum as indicated by a dotted line in FIG. 12A, and accordingly, the upper link 641 is also a pin as a fulcrum. It rotates clockwise around 643. The fixing member 644 connected to one end of the upper link 641 moves to the wall surface side of the vertical hole 51. At the same time, the lower link 642 connected to the fixing member 644 below the upper link 641 also rotates clockwise around the pin 643 as a fulcrum. Therefore, the fixing member 644 expands while maintaining the posture at the time of storage, and its outer peripheral surface abuts against the wall surface of the vertical hole 51, and the wall surface of the vertical hole 51 is pressed with a force of size E by the pulling back force of the linear motion means 61. The propulsion device 4 is fixed.
00 40 ]
By configuring the fixing means 64 using the link mechanism as described above, for example, the fixing device 6 can be made compact compared to the case where a fixing edge or cylinder is used as a means for applying pressure. Further, the vertical hole 51 into which the fixing device 6 is inserted may be formed on the ground directly below the propulsion unit 4, and therefore, the installation of the propulsion unit 4 only needs an area where the propulsion unit 4 can be installed.
00 41 ]
In the description of the present embodiment, the vertical hole 51 has a substantially cylindrical shape. However, the vertical hole 51 may have a substantially rectangular parallelepiped shape. In this case, the shape of the outer peripheral surfaces of the fixing members 644 and 654 of the fixing device 6 is A flat surface.
Further, three or more fixing means 64, 65 may be provided. For example, if a plurality of fixing means 64, 65 are provided on the outer periphery of the shaft 62 at a pitch of 90 °, 60 °, etc., the pressing force can be evenly distributed. For example, even when the ground strength of the wall portion of the vertical hole 51 is low, the propulsion device 4 can be fixed while preventing the wall from collapsing.
A plurality of fixing devices 6 may be provided. For example, if the fixing devices 6 are provided before and after the bottom plate 432 in the propulsion direction, a moment load generated in the propulsion direction can be received, and the propulsion device 4 can be fixed more reliably. It becomes possible.
00 42 ]
Next, in the excavation method of the present embodiment, the underground hole 53 is an underground hole for laying a pipe body that supplies and discharges fluids such as gas and water, and the start end is a side that draws in the pipe body. An example is set in a private place such as a general household, the extreme end is set to, for example, an underground pipe 9 that connects the other end of the pipe body, and an underground hole 53 is formed from the private area to the underground pipe 9 Will be described.
00 43 ]
First, the drilling of the pilot hole will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 1, a substantially cylindrical vertical hole 51 having a size capable of inserting the fixing device 6 of the propulsion device 4 is formed in the vicinity of the excavation start point on the ground surface 5 on the supply pipe drawing side. Thus, the propulsion unit 4 is fixed.
00 44 ]
Next, as shown in FIG. 7, the pilot hole excavation body 2 in which the first rod unit 22 a is connected to the excavation head 21 is assembled and inserted into the rotating means 411 of the drive unit 41 of the installed propulsion unit 4. Here, as shown in FIG. 1, the tilting amount of the upper plate 431 is adjusted by the tilting member 433 so that the prepared hole excavation body 2 can be propelled into the ground at a predetermined approach angle. Further, when the drive unit 41 is moved to the stroke end, the rear part of the rod unit 22 connected to the rotating means 411 comes out of the ground surface at a length longer than the diameter expansion bit 31 of the diameter expansion excavation body 3. The position of the guide means 46 is adjusted. Thereafter, the guide means 46 is fixed to the tilting plate 431 by a long hole provided in the guide means 46. When drilling the pilot hole, the propulsion tool 42 is disposed in front of the guide means 46.
00 45 ]
Next, as shown in FIG. 10, the drive unit 41 of the propulsion device 4 is operated to start the prepared hole excavation body 2 into the ground and propel it obliquely downward while rotating the excavation head 21. When the drive unit 41 is pushed to the stroke end, the rod unit 22a and the rotating means 411 are disconnected, and the drive unit 41 is moved backward by the stroke. Next, the front rod unit 24b of the new rod unit 22b is screwed and coupled to the rear rod unit 25a of the already inserted rod unit 22a, and the rear rod unit 25b is inserted into the rotating means 411, and the drive unit 41 Restart the operation. The above operation is repeated until the excavation head 21 reaches the end portion of the planned oblique straight section S1.
00 46 ]
In the bending section S2 as a transition section for horizontal excavation, the pilot hole excavating body 2 performs only propulsion while fixing the direction of the inclined surface 211 of the excavation head 21 in a predetermined direction. For example, when correcting the excavation direction from the obliquely downward direction to the horizontal direction, the excavation body 2 is propelled without rotating the prepared hole excavation body 2 with the inclined surface 211 facing downward. When the start point of the straight section S3 is reached and the excavation head 21 is in the horizontal direction, the prepared hole excavation body 2 is advanced while rotating again, and the excavation head 21 is pushed in the direction of the target underground pipe 9.
00 47 ]
Here, for example, when there is an obstacle such as another buried pipe in the middle of the excavation section S3 to the target underground buried pipe 9, detouring is performed by performing the same operation as that in the curved section and the second straight section. Can do.
The depth of the excavation head 21 and the direction of the inclined surface 211 can be detected by, for example, incorporating a sonde (not shown) that emits electromagnetic waves into the excavation head 21 and measuring the magnetic field with a receiving device.
00 48 ]
In addition, the rod unit 22 has a cylindrical rod member, and the fitted shaft portion and the shaft portion mounting hole are crimped with an O-ring 238, so that a pressure fluid such as water or air flows inside. Can do. Therefore, if the excavation head 21 is provided with a through hole leading to the tip, for example, pressure water supplied to the inside of the rod unit 22 can be propelled while being ejected from the tip of the excavation head, and is applied according to the state of soil and the like. By doing so, excavation can be facilitated.
00 49 ]
Next, the diameter expansion operation will be described with reference to FIGS.
As described above, when the drilling of the pilot hole having a predetermined length is completed, the rod unit 22 and the rotating unit 411 are disconnected, and the drive unit 41 is moved backward by the stroke. Next, the diameter-expanding bit 31 is passed through the rod unit 22 on the ground surface, the drive unit 41 is advanced to the stroke end, the rod unit 22 and the rotating means 411 are coupled, and the rod unit 22 is pulled back by the stroke. Thereby, the pilot hole excavation body 2 propelled into the ground is pulled back to the ground by the stroke.
00 50 ]
In the above state, as shown in FIG. 4, the propulsion tool 42 is retracted, set at a predetermined position in front of the drive unit 41, and a predetermined number of the propulsion members 36 are moved along the rod unit 22 pulled back to the ground. Connected in the axial direction. The propelling member 36a set first is connected to the non-rotating portion 33 of the diameter-expanding bit 31 via a joint, and thereafter the propelling members 36 are sequentially connected via the joint in the same manner, and finally the propelling member 36c to be set is set. edge Propeller 42 are connected. Although only three propelling members 36 are shown in FIG. 4, the number of the propelling members 36 can be appropriately determined according to conditions such as the length of the propelling member 36 and the stroke of the propelling means 47.
00 51 ]
The diameter expansion is performed by starting the diameter-excavated excavation body 3 from the propulsion unit 4 into the ground and propelling the drive unit 41 while rotating the rotating means 411 of the drive unit 41. The rod unit 22 connected to the rotating means 411 moves in the axial direction while rotating. At the same time, the propulsion unit 35 connected to the propulsion tool 42 pressed by the drive unit 41 also maintains the axial relative position with the rod unit 22. Moving. Therefore, the diameter-expanding bit 31 moves in the axial direction via the propulsion unit 35, and the rotating part 34 rotates by receiving the rotational force from the rod unit 22. That is, since the diameter-enlarging cutting tool 32 is propelled together with the rod unit 22 while rotating, the diameter of the prepared hole can be increased.
00 52 ]
Since the rod unit 22 is deformed with a high degree of freedom, the pilot hole excavation body 2 can excavate not only a straight hole but also a curved hole, and the hole to be expanded is drilled along the deformed rod unit 22. There must be. During the diameter expansion, the rod unit 22 advances while rotating from a position retracted by one stroke. At this time, unlike the drilling of the pilot hole, the rod unit 22 moves through the already drilled hole. The reaction force does not act, and the rod unit 22 rotates around the axis Z while moving along the prepared hole even if the prepared drilled hole is curved. As described above, since the propulsion member 36 constituting the propulsion unit 35 is articulated by the joint, the propulsion member 36 can be tilted in accordance with the bending of the rod unit 22, and the diameter-expanding bit 31 is the rod unit 22. Can move along.
00 53 ]
After forming the underground hole 53 whose diameter has been expanded for one stroke as described above, the drive unit 41 and the propulsion tool 42 are pulled back by one stroke. Next, as described above, a predetermined number of propulsion members 36 are connected again, the drive unit 41 and the propulsion tool 42 are operated, and the underground hole 53 is further extended by one stroke. Thereafter, the same operation is repeated to form the underground hole 53 by a predetermined length. FIG. 1 shows a state in which the diameter expansion bit 31 propelled in the ground has reached the position just before the excavation head 21 at the tip of the rod unit 22. If the outer diameter of the excavation head 21 is made larger than the outer diameter of the rod unit 22, the diameter-expanding bit 31 comes into contact with the excavation head 21 and does not advance further. Further, when the rod unit 22 is recovered, the diameter-expanding bit 31 can be pulled back with the excavation head 21, so that the excavation head 21 and the diameter-expansion bit 31 can be recovered simultaneously from the ground.
00 54 ]
As described above, the case where the diameter is increased by compaction has been described. However, the diameter can be increased while jetting high-pressure water. A diameter expansion bit in this case is shown in FIG. 2, and a jet outlet 332 is provided in the non-rotating portion 33 of the diameter expansion bit, and a joint 37 is connected to a hose 38 connected to a ground water discharge pump. A muddy water suction hose 39 is provided behind the diameter-enlarged bit non-rotating portion 33 so that a suction port 391 is opened, and is connected to a suction pump on the ground surface. When the discharge pump on the ground surface is operated in this state, the earth and sand discharged from the outlet 332 in the direction of arrow A and cut by the diameter expanding bit 31 can be made muddy. When the suction pump is operated, the muddy soil can be sucked in the direction of arrow B from the suction port 391 and discharged to the ground surface.
For example, when the diameter of a shallow hole is increased by consolidation, the expansion pressure reaches the ground surface 5, and the soil from the expanded underground hole 53 to the ground surface 5 becomes tattered by the pressure, and the ground immediately after the expansion. The collapse of the inner hole 53 begins. However, if the soil that has been cut as described above is drained to reduce the compacted state, the risk of the underground hole 53 falling is reduced.
00 55 ]
The excavator described above includes (1) a main body 43 disposed on the ground surface, (2) a guide means 46 provided on the main body 43 and provided with a guide 461 along the propulsion direction, and (3) a rod unit. And a drive unit 41 to which the propulsion unit 35 is coupled, and (4) a propulsion for propelling the drive unit 41 by coupling to the drive unit 41. You may make it have the propulsion machine 4 provided with the means 47. FIG. That is, a protrusion similar to the protrusion 421 having an arcuate shape is formed on the driving portion 41 so as to be engaged with the arcuate groove 362c of the propulsion member 36c at the rear end provided in the propulsion tool 42, and the propulsion unit 42c. The unit 35 can be connected to the drive unit 41. Therefore, as described above, the diameter-expanding bit 31 fitted to the rod unit 22 can rotate, and the rod unit 22 and the diameter-expanding bit 31 can be propelled synchronously, It is possible to enlarge the diameter of the along hole 52 and form the underground hole 53.
00 56 ]
Further, in the above-described diameter expansion operation, the rotation unit 411 provided in the drive unit 41 is provided with the rotation operation and the propulsion unit 47 is provided with the propulsion operation. However, the rotation unit 411 performs only the rotation operation, The propulsion operation can be performed by a second propulsion unit different from the drive unit 41. That is, the drive unit 41 does not move in the axial direction, and only the propulsion tool 42 moves by the second propulsion means, so that the propulsion unit 35 and the diameter expansion bit 31 push forward into the ground along the rod unit 22 that does not move. Will be. For this reason, when extending the propelling member 36 in order to extend the underground hole, it is not necessary to pull out the rod unit 22 from the underground, and the work efficiency is improved.
00 57 ]
Further, if the excavation hole is linear, it is not always necessary to increase the diameter after excavating the pilot hole, and the excavation can be performed at the same time. That is, if the diameter-excavated body 3 is combined with the pilot hole excavated body 3 from the initial stage of drilling the pilot hole or the stage where the socket is excavated for one stroke, and propelled while rotating the rotating means 411, the linearly shaped pilot hole is formed. The diameter can be expanded from just behind the excavation.
00 58 ]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention,
1) It is possible to form an underground hole that is bent in an arc shape for laying a supply pipe and inserting a connecting device by expanding the diameter from the same direction as the drilling of the prepared hole. Since the excavated body starts from the propulsion unit installed on the ground, work such as excavation and recovery of large start and counter-resist is unnecessary, so that underground holes can be formed efficiently and roads etc. Since there is no need to dig up public facilities, the impact on the area can be minimized.
2) By providing a support in the propulsion unit of the expanded drilling body, even when the excavation length is long, the excavation work can be performed stably. It becomes possible to form.
3) By forming the underground hole while relaxing the compacted sediment with high-pressure water, it is possible to reduce the rotational force and thrust that drives the diameter-expanding bit, and further, the mud is sucked and discharged out of the underground hole. Therefore, the collapse of the underground hole is unlikely to occur, and stable excavation work can be performed.
4) Since the propulsion device can propel the prepared hole excavation body and the diameter expansion excavation body synchronously or individually, it is possible to perform excavation work according to the excavation situation.
5) Since the fixed portion of the propulsion unit is provided on the lower surface of the propulsion unit, the propulsion unit need only have an area where the propulsion unit can be installed, and excavation work can be performed from a narrow private land.
6) By forming the fixing means by the link mechanism, it is possible to make a compact fixing portion, and it is not necessary to perform a large-scale civil engineering work when forming the vertical hole into which the fixing portion is inserted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an excavator of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a diameter expansion bit of a diameter expansion excavation body.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an arrangement relationship between a propelling member and a rod member.
FIG. 4 is a side view showing an example of a diameter expanded excavation body.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a mounting state of the retainer.
FIG. 6 is a diagram showing a state when the propulsion unit is bent along the rod unit.
FIG. 7 is a side view showing an example of a prepared hole excavation body.
FIG. 8 is a side view including a partial cross section of the rod unit.
FIG. 9 is an axial sectional view of an intermediate rod member used in the rod unit.
FIG. 10 is a diagram showing an example of hole excavation using a prepared hole excavation body.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a structure of a support portion.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a structure of a fixing unit.
[Explanation of symbols]
1: Drilling equipment
2: pilot hole drilling body, 21: drilling head, 22: rod unit
3: Expanded drilling body, 31: Expanded bit, 35: Propulsion unit
4: propulsion unit, 41: drive unit, 42 diameter expansion bit propulsion unit,
43: Main unit, 45: Control unit
46: Guiding means
5: Ground surface, 51: Vertical hole, 52: Pilot hole, 53: Underground hole
6: Fixing device
9: buried pipe

Claims

A pilot hole excavating means for excavating a pilot hole, a pilot hole excavating body connected to the pilot hole excavating means and having a flexible driving means for transmitting rotational force and thrust to the pilot hole excavating means, and the driving means A drilling device having a diameter-expanding means that is rotatable by a diameter-expanding body that is connected to the diameter-expanding means and that has a diameter-expanded excavator having a propelling means that transmits thrust to the diameter-expanding means and has flexibility.
The propulsion unit includes a latch member for latching said drive means and articulated promoted member and the propulsion member, an inner diameter substantially equal of the propulsion members and / or the underground hole in the latch member A drilling device comprising a support portion having an outer diameter.