JP4397296B2 - 片押し推進工法による管敷設工法 - Google Patents

Description

この発明は、片押し推進工法による管敷設工法に関し、より詳細には、地下水を集水するための集水管、地下に水を浸透させるための排水管、あるいは上下水道管、ガス管、さらには各種ケーブル管などを片押し推進工法により地中に敷設する工法に関する。

近年、地盤を非開削でかつ推進を発進側からのみ行う片押し推進工法による管の敷設工法が知られている。この出願人は、このような管敷設工法の１つとして、先に特許文献１に記載のような工法を提案している。この工法は、それぞれ先端にビットを有するインナロッド掘削ツールスとケーシングパイプとからなる２重管により、地盤を掘削しながら同時に推進させる。所定位置に達した後、インナロッド掘削ツールスを回収して、ケーシングパイプ内に敷設管を挿入する。敷設管を挿入したらこれを残置したまま、ケーシングパイプを回収するという工法である。

しかし、この工法は次のような難点がある。すなわち、２重管を同時に推進させるため、推進抵抗が大きく岩盤などに遭遇すると掘進が困難となる場合がある。また、曲線部においてはケーシングパイプもインナロッドとともに曲げながら施工することとなるので、曲げ抵抗が大きくなる。このため、ケーシングパイプとして曲げやすい樹脂管を使用せざるを得ず、強度的に不安である。
特願２００３−０２１１１１号明細書

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、推進抵抗や曲げ抵抗を小さく抑えることができ、動力源が小さなもので済む片押し推進工法による管敷設工法を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、先端に曲線施工可能なビットを有するパイロット掘削ツールスにより、地中に曲線部を含むパイロット孔を掘削する工程と、
前記パイロット掘削ツールスをガイドとしてその外周に、先端にリングビットを有するケーシングパイプを建て込む工程と、
前記パイロット掘削ツールスを回収する工程と、
前記ケーシングパイプの内部に敷設管を挿入する工程と、
前記敷設管を残置したまま前記ケーシングパイプを回収する工程とを備え、
前記パイロット掘削ツールスを構成する複数本のドリルロッド及び前記ケーシングパイプを構成する複数本のパイプユニットは、いずれも鋼製のものであって、かつ曲げやすくするために中間部の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっていることを特徴とする片押し推進工法による管敷設工法にある。

より具体的には、前記ケーシングパイプの先端に設けられるリングビットは、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面となっている。

この発明工法によれば、パイロット掘削ツールスによりパイロット孔を掘削した後、当該パイロット掘削ツールスをガイドとしてケーシングパイプを建て込むので、２重管を同時に推進させる既提案の工法に比べて推進抵抗や曲げ抵抗を小さなものとすることができ、動力源が小さなもので済む。

また、パイロット掘削ツールスを構成するドリルロッド及びケーシングパイプを構成するパイプユニットは、いずれも鋼製のものであって中間部の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっている構造とすることにより、所要の強度を持たせつつ曲げやすいものとすることができる。

さらに、ケーシングパイプの先端に設けられるリングビットは、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面となっている構造とすることにより、ケーシングパイプの建て込み時にはパイロット掘削ツールスの外周に引っ掛かったりすることがなく、当該パイロット掘削ツールスをガイドとしてスムーズに建て込むことができる。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明工法に使用するパイロット掘削ツールス１を示す軸線方向断面図である。パイロット掘削ツールス１は、先端のビットアッセンブリ２と、これに接続される複数本のドリルロッド３とからなっている。

ビットアッセンブリ２は、先端から順にビット４、アダプタ管５、ゾンデ収容管６及びアダプタ管７をねじ接続して構成される。これらの部材４〜７の内部は掘削水の供給路８となっている。ビット４には供給路８と連通する噴射孔９が設けられ、この噴射孔９はビット４の先端面１０に開口している。ビット４の先端面１０には超硬チップ１１が植設されている。ビット４は、その軸線に対して傾斜して先端面１０に連なる傾斜面１２を有している。ビット４はこのような傾斜面１２を持つので、ビットアッセンブリ２を非回転で推進させることにより、曲線施工が可能となる。ゾンデ収容管６の内部に収容されたゾンデ１３は、掘削位置を検知してその信号を送出するためのものである。

掘進に伴って順次継ぎ足される複数本のドリルロッド３は、その先端及び後端にそれぞれ形成されたねじ１４，１５により前後に隣接するものどうしが接続される。先頭のドリルロッド３は、先端の雌ねじ１４がアダプタ管７の後端の雄ねじ１６に嵌合されることにより、ビットアッセンブリ２に接続される。ドリルロッド３は鋼製のものであり、中間部１７の肉厚が所定範囲に亘って小さくなっている。

図２は、この発明工法に使用するケーシングパイプ２０を示す軸線方向断面図である。ケーシングパイプ２０は、先端のリングビット２１と、これに接続される複数本のパイプユニット２２とからなっている。リングビット２１は先端に超硬チップ２３が植設され、ている。また、リングビット２１の先端内周は、ラッパ状に拡がる環状傾斜面２４となっている。

ケーシングパイプ２０の建て込みに伴って順次継ぎ足される複数本のパイプユニット２２は、その先端及び後端にそれぞれ形成されたねじ２５，２６により前後に隣接するものどうしが接続される。先頭のパイプユニット２２は、先端の雄ねじ２５がリングビット２１の後端の雌ねじ２７に嵌合されることにより、該リングビット２１に接続される。パイプユニット２２は鋼製のものであり、中間部２８の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっている。

次に上記のパイロット掘削ツールス１及びケーシングパイプ２０を使用した管敷設工法の実施形態について説明する。図３〜図７は管敷設工法の実施形態を示す断面図であり、各図において（ａ）は全体図、（ｂ）は要部拡大図を示している。

施工に使用されるボーリングマシン３０は、走行クローラ３１に搭載される形式のものである。ボーリングマシン３０は、ガイドセル３２に沿って走行するドリルヘッド３３を備え、このドリルヘッド３３に上述のパイロット掘削ツールス１あるいはケーシングパイプ２０が接続される。ボーリングマシン３０は、図面上明示はされていないが、ドリルヘッド３３を走行させて、掘削ツールスを推進させる推進（給進）機構を備えている。さらに、この実施形態で使用されるボーリングマシン３０は、ロータリパーカッションドリルとして知られているマシンであり、掘削ツールスを回転させる回転駆動機構に加えて、打撃力を付与する打撃機構を備えている。

（１）パイロット孔掘削
図３に示すように、ドリルヘッド３３にパイロット掘削ツールス１を接続し、この掘削ツールス１を推進・回転させ（地質状態によってはさらに打撃して）、先端のビット４によりパイロット孔３５を掘削する。その際、掘削ツールス１の内部の供給路８を通して掘削水を供給し、ビット４の噴射孔９から噴射させる。また、曲線施工する際には、ビット４の回転を停止し、傾斜面１２を所要の方向に向けて掘削ツールス１に推進力のみを与える。

（２）ケーシングパイプ建て込み
パイロット掘削ツールス１の先端が所要位置に到達したら、図４に示すように、パイロット掘削ツールス１の外周を被うように、ドリルヘッド３３にケーシングパイプ２０を接続する。そして、パイロット孔掘削の場合と同様に、このケーシングパイプ２０を推進・回転させ（地質状態によってはさらに打撃して）、パイロット掘削ツールス１をガイドとして、先端のリングビット２１により孔３６を掘削する。このようにして、パイロット孔３５を拡径した孔３６を形成しつつ、当該孔にケーシングパイプ２０が建て込まれる。

（３）パイロット掘削ツールス回収
ケーシングパイプ２０の先端が所要位置に到達したら、図５に示すように、パイロット掘削ツールス１を回収する。パイロット掘削ツールス１は、これをドリルヘッド３３に接続し、ドリルヘッド３３を後退させることにより回収することができる。

（４）敷設管挿入
次いで、図６に示すように、ケーシングパイプ２０の内部に敷設管３７を挿入する。敷設管３７の挿入も、ドリルヘッド３３に接続してボーリングマシン３０により行うことができる。

（５）ケーシングパイプ回収
敷設管３７を挿入したら、図７に示すように、敷設管３７を残置したままケーシングパイプ２０を回収する。ケーシングパイプ２０は、これをドリルヘッド３３に接続し、ドリルヘッド３３を後退させることにより回収することができる。

上記実施形態によれば、パイロット掘削ツールス１によりパイロット孔３５を掘削した後、当該パイロット掘削ツールス１をガイドとしてケーシングパイプ２０を建て込むという手順を採っているので、２重管を同時に推進させる既提案の工法に比べて推進抵抗や曲げ抵抗を小さなものとすることができる。

また、パイロット掘削ツールス１を構成するドリルロッド３及びケーシングパイプ２０を構成するパイプユニット２２は、いずれも鋼製のものであって中間部１７，２８の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっているので、所要の強度を持たせつつ曲げやすいものとすることができる。

さらに、ケーシングパイプ２０の先端に設けられるリングビット２１は、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面２４となっているので、ケーシングパイプ２０の建て込み時にはパイロット掘削ツールス１の外周に引っ掛かったりすることがなく、当該パイロット掘削ツールスをガイドとしてスムーズに建て込むことができる。

この発明工法に使用するパイロット掘削ツールスを示す軸線方向断面図である。 この発明工法に使用するケーシングパイプを示す軸線方向断面図である。 この発明による管敷設工法の実施形態であって、パイロット孔掘削工程を示す断面図である。 ケーシングパイプ建て込み工程を示す断面図である。 パイロット掘削ツールス回収工程を示す断面図である。 敷設管挿入工程を示す断面図である。 ケーシングパイプ回収工程を示す断面図である。

符号の説明

１ パイロット掘削ツールス
２ ビットアッセンブリ
３ ドリルロッド
４ ビット
８ 供給路
９ 噴射孔
１０ 先端面
１１ 超硬チップ
１２ 傾斜面
１７ 中間部
２０ ケーシングパイプ
２１ リングビット
２２ パイプユニット
２３ 超硬チップ
２４ 環状傾斜面
２８ 中間部
３０ ボーリングマシン
３２ ガイドセル
３３ ドリルヘッド
３５ パイロット孔
３６ 孔
３７ 敷設管

Claims (2)

1. 先端に曲線施工可能なビットを有するパイロット掘削ツールスにより、地中に曲線部を含むパイロット孔を掘削する工程と、
   前記パイロット掘削ツールスをガイドとしてその外周に、先端にリングビットを有するケーシングパイプを建て込む工程と、
   前記パイロット掘削ツールスを回収する工程と、
   前記ケーシングパイプの内部に敷設管を挿入する工程と、
   前記敷設管を残置したまま前記ケーシングパイプを回収する工程とを備え、
   前記パイロット掘削ツールスを構成する複数本のドリルロッド及び前記ケーシングパイプを構成する複数本のパイプユニットは、いずれも鋼製のものであって、かつ曲げやすくするために中間部の肉厚が所定長さ範囲に亘って小さくなっていることを特徴とする片押し推進工法による管敷設工法。
2. 前記ケーシングパイプの先端に設けられるリングビットは、先端内周がラッパ状に拡がる環状傾斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の管敷設工法。

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