JP6502199B2

JP6502199B2 - 孔経路測定方法

Info

Publication number: JP6502199B2
Application number: JP2015141664A
Authority: JP
Inventors: 大島　浩; 浩大島; 山本　彰; 山本　　彰; 守佐原; 雄宣稲川
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-07-15
Also published as: JP2017025477A

Description

本発明は、削孔ビッドによる掘削により地中に挿入された削孔管の内孔の孔経路を計測する孔経路測定方法に関する。

従来より、地盤の液状化を防止するなどの地盤改良工事のために、地表より地盤中に作業孔を形成し、この孔を通して地盤中に土壌間隙水の移動を防止するための薬液等を注入することが行われている。
この地盤改良工事を建造物下の基礎地盤において行うために、作業孔を形成する工法として、対象建造物周囲の地表面から建造物下向に向かって斜めに曲線削孔を行い、その後、水平方向に向きを変えて直線削孔を行う曲がりボーリング工法が知られている。

曲がりボーリング工法には、削孔管の先端部に先端ビットが連結された削孔装置が用いられる。この削孔管は、折り曲げ可能な中空の筒状のものであり、地中に挿入される深さに応じて、挿入方向に複数の筒状体を順次継ぎ足すように連結することで形成される（特許文献１）。

また、曲がりボーリング工法においては、削孔が所望の経路で行われているかを確認するために削孔経路の測定を行っている。測定は、削孔管の基端部の開口から削孔管の先端部までセンサープローブを挿入し、センサープローブ内に設けられたセンサーを初期化した後、センサープローブを一定速度で削孔管の基端部まで引っ張って移行させることで行われる。

特開２０１３−２０９８２７号公報

センサープローブに設けられた加速度計や角速度計などのセンサーはセンサープローブの姿勢の急激な変化により測定誤差が生じやすい。このため、削孔経路の測定を行う際には、センサープローブの姿勢に急激な変化が生じないことが求められる。
しかし、削孔管は複数の筒状体を連結しているため、隣り合う筒状体の連結部分で内壁面が連続せずに段差が生じている場合がある。また、削孔管内に供給された薬剤等が削孔管の内壁に固まって付着し、段差となる場合がある。削孔経路の測定においては、センサープローブを削孔管の基端部に向けて引っ張る際にセンサープローブが段差に引っかかって跳ね、径方向に急激に動いて測定値に大きい誤差が生じるという問題があった。

本発明は、上記した課題に着目してなされたものであり、センサープローブを削孔管の基端部に向けて引っ張る際に、センサープローブの姿勢に大きな変化が生じることを防止する孔経路測定方法を提供することを目的とする。

本発明の孔経路測定方法は、先端に削孔ビッドを備える中空の削孔管を前記削孔ビッドにより掘削しつつ地中へ挿入した後、前記削孔管の内孔へ削孔管の基端部の開口よりセンサープローブを押し込んで削孔管の先端部まで導いた後、前記センサープローブを削孔管の内孔を逆方向へ移行させつつ孔経路を測定するものであって、前記センサープローブの後端部にセンサープローブを削孔管の内孔へ押し込むための可撓性のある棒材をセンサープローブの外形より大きい外形の治具を介して接続する準備工程と、前記削孔管の内孔へ削孔管の基端部の開口より挿入したセンサープローブを前記棒材の押込み操作により削孔管の先端部まで導くセンサープローブの導入工程と、前記削孔管の内孔を通って後端部の開口より引き出されたセンサープローブのケーブルを引っ張ることより前記治具を一体に伴ってセンサープローブを削孔管の内孔を逆方向へ移行させつつ前記孔経路の測定を行う計測工程とを実施することを特徴とし、上記の目的はこの孔経路測定方法により達成される。

上記の構成によれば、孔経路の測定時に削孔管の内孔においては、センサープローブのケーブルが引っ張られることにより、センサープローブは自身の外形より大きい外形の治具を一体に伴って押し込み方向とは逆方向に移行する。この時、センサープローブには、治具を介して接続された棒材によってケーブルによる引っ張り力と反対方向の力が作用し、また、センサープローブには冶具の重量や棒材の重量が加わるため、削孔管の内孔の段差にセンサープローブの本体部や冶具が引っ掛かっても、センサープローブが跳ねにくくなる。また、跳ねた場合であっても、センサープローブの外形よりも大きい外形の冶具が削孔管の内壁面に当たるため、センサープローブの径方向の変位は冶具と削孔管の内壁面までの距離に抑えられ、センサープローブの姿勢に大きな変化が生じることを防止することができる。

好ましい実施形態においては、前記センサープローブは、本体部と、ケーブルと、前記ケーブルを前記本体部に接続するためのコネクター部とから成り、前記治具は、前記コネクター部上に被せられる本体部の外形より大きい外形の筒状部に前記棒材が接続される接続部が一体に形成されていることを特徴としている。

本発明に係る孔経路測定方法によると、孔経路の測定時に削孔管の内孔においては、センサープローブのケーブルが引っ張られることにより、センサープローブは自身の外形より大きい外形の治具を一体に伴って押し込み方向とは逆方向に移行する。この時、センサープローブには治具を介して接続された棒材によってケーブルによる引っ張り力と反対方向の力が作用し、また、センサープローブには冶具の重量や棒材の重量が加わるため、削孔管の内孔の段差にセンサープローブの本体部や冶具が引っ掛かっても、センサープローブが跳ねにくくなる。また、跳ねた場合であっても、センサープローブの外形よりも大きい外形の冶具が削孔管の内壁面に当たるため、センサープローブの変位は冶具と削孔管の内壁面までの距離に抑えられ、センサープローブの姿勢に大きな変化が生じることを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る孔経路測定方法を用いる削孔装置の全体構成を示す概略図である。センサープローブに冶具を取り付けた状態を示す断面図である。冶具の正面図である。冶具の他の例を示す断面図である。図４の例の正面図である。冶具の他の例を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る孔経路測定方法に用いる削孔装置１０の全体構成を示す概略図であり、図２はセンサープローブ２０に治具３０を取り付けた状態の断面図、図３は治具３０の正面図である。
以下の説明においては、図１の削孔管１１を地中へ挿入する方向を先端側、削孔管１１の基端部側を後端側とする。他の図面においても、これらを基準として説明する。

削孔装置１０は、中空の削孔管１１と、削孔管１１の先端部に設けられた削孔ビッド１２を備えている。
削孔管１１は、折り曲げ可能であり、管内に各種液体の供給や各種器具が挿入可能な内孔１１１を有している。この削孔管１１は、地中に挿入される深さに応じて、挿入方向に１．５ｍ〜３ｍ程度の長さの複数の筒状体を順次継ぎ足すように連結することで形成されている。この連結部分において、隣り合う筒状体の内壁面が連続せずに段差Ｐが生じている場合がある。また、削孔管１１内に供給される薬剤等が削孔管１１の内壁に固まって付着し、段差Ｐとなる場合がある。

本発明の孔経路測定方法においては、削孔管１１を削孔ビッド１２により掘削しつつ地中へ挿入した後、削孔管１１の内孔１１１へ削孔管１１の基端部の開口１１２よりセンサープローブ２０を押し込んで削孔管１１の先端部まで導いた後、センサープローブ２０を押し込み方向とは逆方向（後端側）へ移行させつつ孔経路を測定する。

図２に示すように、センサープローブ２０は、本体部２１と、コネクター部２２と、ケーブル２３とを備えている。
本体部２１は円筒形状であり、内部に孔経路を測定するための加速度計や角速度計が配置されている。

コネクター部２２は円筒形状であって本体部２１の後端部に連結されている。図２に示すように、コネクター部２２の後端部は先が細く円錐形状となっており長さ方向の断面においてテーパー面２２１が形成されている。

コネクター部２２の後端部にはケーブル２３の一端が接続されている。ケーブル２３は複数の信号線を絶縁体で被覆したものであり、ケーブル２３の信号線が本体部２１の加速度計や角速度計と接続されている。センサープローブ２０が削孔管１１に押し込まれたときに、ケーブル２３は削孔管１１の内孔１１１を通って後端部の開口１１２より引き出され、ケーブル２３の他端は地表に設置されたケーブル２３の巻き取り機２４に接続されている。また、ケーブル２３は加速度計や角速度計からのデータを計測するパソコン等の計測機（図示せず）と接続されている。

図２、図３に示すように、治具３０は、筒状部３１と、接続部３２とが一体に形成されている。
筒状部３１は、センサープローブ２０の本体部２１の外形より大径の円筒状体であって、内部にコネクター部２２の形状に対応した内孔３１１が形成されており、コネクター部２２上に被せられる。筒状部３１の外径は、削孔管１１内を移行可能なように削孔管１１の内径より小さいが、できるだけ大きい径に設定されている。
図３に示すように、筒状部３１の下端には、長さ方向全長に亘って筒状部３１の一部を切り欠いた切り欠き部３１２を設けている。切り欠き部３１２は内孔３１１と連通し、ケーブル２３を通過させることが可能である。

接続部３２は筒状部３１の後端に筒状部３１に連続して形成されており、筒状部３１と同じ径の半円筒形状である。接続部３２の後端には、棒材３３の先端が接続されている。
棒材３３は、センサープローブ２０を削孔管１１の内孔１１１へ押し込むために長さ方向の剛性を備えているとともに、地中に曲がって挿入された削孔管１１に沿うように可撓性を備えている。
棒材３３の後端は、地表に設置された棒材３３の巻き取り機３４に接続されている。
棒材３３は、センサープローブ２０の押し込み操作や巻き取り機３４による巻き取りの際に、ねじれが生じにくい素材から構成されており、例えば、グラスファイバーやカーボンから構成されている。

このような削孔装置１０の削孔管１１の内孔１１１の孔経路を測定する本発明の孔経路測定方法について説明する。
まず、準備工程では、センサープローブ２０のケーブル２３を、治具３０の筒状部３１の切り欠き部３１２を経て内孔３１１に通し、治具３０を移動させて後端側からコネクター部２２に治具３０の筒状部３１を嵌めこむ。これにより、センサープローブ２０の後端部に棒材３３が治具３０を介して接続される。
次に、センサープローブ２０の導入工程では、センサープローブ２０は削孔管１１の基端部の開口１１２より削孔管１１の内孔１１１へ挿入される。治具３０に接続された棒材３３の押込み操作によりセンサープローブ２０のテーパー面２２１が治具３０の内孔３１１の内壁面に押され、センサープローブ２０は削孔管１１の先端部まで導かれる。

次に、計測工程では、削孔管１１の内孔１１１を通って後端部の開口１１２より引き出されたセンサープローブ２０のケーブル２３を引っ張ると、センサープローブ２０のテーパー面２２１が治具３０の内孔３１１の内壁面を押し、センサープローブ２０は治具３０を一体に伴って削孔管１１の内孔１１１を逆方向へ移行する。センサープローブ２０の移行中にセンサープローブ２０内に設けられたセンサーにより孔経路の測定が行われる。削孔管１１の後端部の開口より引き出されたケーブル２３は順次巻き取り機２４で巻き取っていく。治具３０に接続された棒材３３も削孔管１１の後端部の開口より順次引き出されるため、巻き取り機３４によって順次巻き取っていく。

本発明によれば、このような計測工程において、削孔管１１の内壁に生じた段差Ｐにセンサープローブ２０の本体部２１や治具３０が引っ掛かった場合、センサープローブ２０には治具３０の重量や棒材３３の重量が加わっており、また、センサープローブ２０には治具３０を介して接続された棒材３３によってケーブル２３による引っ張り力と反対方向の力が作用するため、センサープローブ２０が跳ねにくくなる。また、跳ねたときでも、センサープローブ２０の外形よりも大きい外形の治具３０が削孔管１１の内壁面に当たるため、センサープローブ２０の変位は治具３０と削孔管１１の内壁面までの距離に抑えられ、センサープローブ２０の姿勢に大きな変化が生じることを防止することができる。

また、ケーブル２３が複数の素線を撚り合わせて形成されている場合にはケーブル２３にねじれが生じやすい。このため、従来技術においては、削孔経路の測定時にケーブル２３を引っ張ってセンサープローブ２０を移行させると、ケーブル２３のねじれによりセンサープローブ２０が軸まわりに回転し、測定誤差が生じることがある。
しかし、本発明においては、センサープローブ２０は、治具３０を介して接続された棒材３３を伴って削孔管１１の内孔１１１を移行しており、棒材３３はねじれが生じにくい素材から構成されているため、棒材３３によりセンサープローブ２０の回転が抑制され、センサープローブ２０の回転に起因する測定誤差が生じるのを防止することができる。

さらに、センサープローブ２０が跳ねにくくなりセンサープローブ２０の姿勢に大きな変化が生じないため、ケーブル２３が削孔管１１の内部でたるみにくくなり、ケーブル２３のよじれ（キンク）等による損傷を防止することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態では治具３０の筒状部３１に形成された内孔３１１は筒状部３１の中心部に形成されているが、図４、図５に示す冶具４０のように、内孔４１１を長さ方向に対して垂直方向の断面において筒状部４１の中心部より一方側に（図４では下端側に）形成してもよい。
また、治具３０の筒状部３１の長さ方向に対して垂直方向の断面は円形に限定されず、図６に示す冶具５０の筒状部５１のように、長さ方向に対して垂直方向の断面を矩形としてもよく、他の形状であってもよい。

１０削孔装置
１１削孔管
１１１内孔
１２削孔ビッド
２０センサープローブ
２１本体部
２２コネクター部
２３ケーブル
３０、４０、５０治具
３１、４１、５１筒状部
３１１、４１１内孔
３２接続部

Claims

先端に削孔ビッドを備える中空の削孔管を前記削孔ビッドにより掘削しつつ地中へ挿入した後、前記削孔管の内孔へ削孔管の基端部の開口よりセンサープローブを押し込んで削孔管の先端部まで導いた後、前記センサープローブを削孔管の内孔を逆方向へ移行させつつ孔経路を測定する孔経路測定方法であって、
前記センサープローブの後端部にセンサープローブを削孔管の内孔へ押し込むための可撓性のある棒材をセンサープローブの外形より大きい外形の治具を介して接続する準備工程と、
前記削孔管の内孔へ削孔管の基端部の開口より挿入したセンサープローブを前記棒材の押込み操作により削孔管の先端部まで導くセンサープローブの導入工程と、
前記削孔管の内孔を通って後端部の開口より引き出されたセンサープローブのケーブルを引っ張ることより前記治具を一体に伴ってセンサープローブを削孔管の内孔を逆方向へ移行させつつ前記孔経路の測定を行う計測工程とを実施することを特徴とする孔経路測定方法。
前記センサープローブは、本体部と、ケーブルと、前記ケーブルを前記本体部に接続するためのコネクター部とから成り、前記治具は、前記コネクター部上に被せられる本体部の外形より大きい外形の筒状部に前記棒材が接続される接続部が一体に形成されている請求項１に記載の孔経路測定方法。