JP7236929B2 - 埋設物探査方法及びそのための探査装置 - Google Patents

Description

本発明は、地中に埋設された地中埋設物をボーリング探査により精度良く把握するための埋設物探査方法及びそのための装置に関する。

従来より、埋設構造物が輻輳した地下部分に、シールド工、杭打ち工、土留め工などを行う場合、埋設構造物の位置を正確に探査・把握することは非常に重要なことである。埋設構造物の図面が無い場合や、図面はあるものの図面通りに施工されていないことも多く正確な位置が把握できない場合も多い。

現在、地中埋設物の探査方法としては、従来より試験堀による目視確認、人力による探査ロッドの挿入、磁気探査や超音波探査などの非接触による手法、地上からのボーリング探査などの方法がある。

これらの探査方法の内、本発明が対象とするボーリング探査の場合は、先端に装着された金属製ビットが埋設物に接触し破損させる事故がたびたび発生していた。

そこで、下記特許文献１では、地下埋設物が既設された地盤に新たな配管を埋設するに際して、前記既設の地下埋設管の埋設位置などを探査するために行われる地下埋設管の探査方法において、前記既設の地下埋設管の埋設予想位置を、穿孔ロッドの先端部にプラスチックビットを装着したボーリングマシンによってその管径方向と長手方向に一定間隔毎でマトリクス状に穿孔して、既設の地下埋設管の探査を行うようにした地下埋設管の探査方法が開示されている。

また、下記特許文献２では、地表面から地中埋設物の近傍までボーリング管を用いてボーリングした後、先端ビットを合成樹脂製に置き換えて、さらにボーリングを行い、該ボーリング管に、挿入ガイド管とイメージガイドを挿入し、該イメージガイドにて上記埋設物の外表面か否かを、該挿入ガイド管に清水を注入しつつ、観察して、該ボーリングが地中埋設物に到達したことを確認して、該地中埋設物の位置を確認するようにした地中埋設物の位置確認方法が提案されている。

特開平４－１６６５９４号公報 特開昭６３－１０３１９１号公報

前記特許文献１に係る地下埋設管の探査方法は、穿孔ロッドの先端に、通常の金属製ビットに代えてプラスチックビットを用いることで、埋設管の損傷・破壊するのを防止するものであるが、プラスチックビットの適用可能な土質はＮ値で概ね１５以下の粘性土か砂質土であり、これ以上硬い地盤や砂礫などの場合は、穿孔に時間が掛かるか穿孔不能となるため、適用可能な土質が限られるとともに、深い穿孔はビットの摩耗が激しく不適であるという問題があった。

一方、前記プラスチックビットのように埋設物の破損に対応したビット（以下、埋設物対応ビットという。）の中には、切削チップを有さず先端形状が半球面形状とされる金属製の「丸ビット」（東陽商事(株)製）と呼ばれる商品も市販されている。この丸ビットは金属製であるため、前記プラスチックビットよりも深さへの対応は可能であるが、切削チップを有しないため地盤種や探査深さにも限界があった。

また、これら埋設物対応ビットを用いたロッドの場合は、ロッド径を小さくしないと穿孔できないという問題点を有する。その結果、ロッド径が小さいため（概ねφ５０mm以下）、剛性が十分ではなく穿孔中に孔曲りが生じ、穿孔位置の直下に埋設物が存在しているにも拘わらず、埋設物に衝突しないという不具合が生じることが多々あった。

これに対して、前記特許文献２に係る地中埋設物の位置確認方法は、金属製のビットを使って埋設物の近傍まで削孔を行い、この段階で金属製ビットを樹脂製ビットに交換することにより、ビットが衝突した際の損傷や破損を防止するようにしているものである。金属製ビットを用いた削孔ではある程度大径のロッドを用いることができるため、前述のようなロッドの孔曲りの問題は回避することができるが、樹脂製ビットに交換した後の削孔は、ロッドがある程度大径であるため、地盤種によっては削孔が困難であったり、削孔が不能であったりすることがあるなどの問題があった。さらに、地表面から地中埋設物の近傍までボーリングした後、一旦ロッドを引き抜いて先端ビットを合成樹脂製に交換するなどの作業手間が余計に掛かるため、穿孔作業が非効率的になるなどの問題もあった。

そこで本発明の主たる課題は、埋設物対応ビットを用いた探査ロッドによって、孔曲りを防止しながら、深い位置までの探査を可能とするとともに、地中埋設物の探査を精度良く効率的に行うことにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、地中に埋設された埋設物をボーリングによって探査するための埋設物探査方法であって、
先端に金属製ビットを装着したケーシングロッドと、このケーシングロッドの内部に挿通可能されるとともに、先端にプラスチックビット又は丸ビットからなる埋設物対応ビットを装着し、前記ケーシングロッドの先端面から突出可能された探査ロッドとを用い、
地上より前記ケーシングロッドを、埋設物の近傍であって埋設物よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する第１手順と、
地上より前記ケーシングロッドの基端より探査ロッドを挿入し、前記ケーシングロッドの先端面よりも突出させ、これより以深に貫入させることにより地中埋設物を探査する第２手順と、
前記第１手順及び第２手順を平面的位置を変えて所定数だけ繰り返す第３手順とからなることを特徴とする埋設物探査方法が提供される。

上記請求項１記載の発明では、探査装置として、先端に金属製ビットを装着したケーシングロッドと、このケーシングロッドの内部に挿通可能されるとともに、先端にプラスチックビット又は丸ビットからなる埋設物対応ビットを装着し、前記ケーシングロッドの先端面から突出可能された探査ロッドとを用いる。

そして、地上より前記ケーシングロッドを、埋設物の近傍であって埋設物よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置したならば（第１手順）、次に地上より前記ケーシングロッドの基端より探査ロッドを挿入し、前記ケーシングロッドの先端面よりも突出させ、これより以深に貫入させることにより地中埋設物を探査する（第２手順）。その後は、前記第１手順及び第２手順を平面的位置を変えて所定数だけ繰り返すことにより、地中に埋設された地中埋設物をボーリング探査により精度良く位置や形状を把握するものである。

本発明では、埋設物の近傍であってそれよりも浅い位置まで貫入させた状態でケーシングロッドを設置し、このケーシングロッドを通して探査ロッドをこれよりも以深の地盤に貫入させるようにしているため、探査ロッド単体で行う場合と比べて、かなり深い位置までの探査が可能になるとともに、前記ケーシングロッドによって孔曲りを防止しながら埋設物探査を行うことができるため、地中埋設物を精度良く効率的に行うことが可能になる。

請求項２に係る本発明として、前記第３手順において、地中埋設物の横断方向と長手方向とに平面的位置を変えて行うことにより地中埋設物の位置と形状とを把握する請求項１記載の埋設物探査方法が提供される。

上記請求項２記載の発明は、前記第３手順において、地中埋設物の横断方向と長手方向とに平面的位置を変えて行うことにより地中埋設物の位置と形状とを精度良く把握するようにしたものである。地中埋設物がどの範囲にどのような状態で埋設されているかを把握するには、地中埋設物の横断方向と長手方向とに平面的位置を変えて行う必要がある。

請求項３に係る本発明として、前記第１手順は、前記ケーシングロッドを外管とする二重管削孔方式により所定の深さ位置まで削孔を行ったならば、内管ロッドを引き抜くことにより、前記ケーシングロッドを、その先端が埋設物よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する請求項１，２いずれかに記載の埋設物探査方法が提供される。

上記請求項３記載の発明では、前記ケーシングロッドの設置方法に関して、前記ケーシングロッドを外管とする二重管削孔方式を採用することによって、広い地盤種に対応しながら前記ケーシングロッドを効率的に設置することが可能となる。

請求項４に係る本発明として、前記第１手順は、前記ケーシングロッドを用いた単管削孔方式により所定の深さ位置まで削孔を行い、該ケーシングロッドを、その先端が埋設物よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する請求項１、２いずれかに記載の埋設物探査方法が提供される。

上記請求項４記載の発明では、前記ケーシングロッドの設置方法に関して、前記ケーシングロッドを用いた単管削孔方式を採用することによって、前記ケーシングロッドを効率的に設置するものである。なお、この単管削孔方式は対応可能な地盤種が限定されるという欠点はあるものの、削孔作業自体は簡素化される。

請求項５に係る本発明として、前記ケーシングロッドは、所定長さの単ロッドを長軸方向に連結することによって構成されるとともに、これら単ロッドの内の少なくとも複数本は、一部に内径を探査ロッドの外径に若干の余裕代を加えた径まで絞り込んだセンターガイド部を有し、前記ケーシングロッドの基端より挿入した前記探査ロッドをケーシングロッドの断面中心位置に保持するようにしてある請求項１～４いずれかに記載の埋設物探査方法が提供される。

上記請求項５記載の発明は、探査精度の向上を図るために、探査ロッドをケーシングロッドの断面中心に位置決めするための構造例を示したものである。具体的には、記ケーシングロッドは、所定長さの単ロッドを長軸方向に連結することによって構成されるとともに、これら単ロッドの内の少なくとも複数本は、一部に内径を探査ロッドの外径に若干の余裕代を加えた径まで絞り込んだセンターガイド部を有することにより、前記ケーシングロッドの基端より挿入した前記探査ロッドがケーシングロッドの断面中心位置に保持されるようにしてある。

請求項６に係る本発明として、先端に金属製ビットを装着したケーシングロッドと、このケーシングロッドの内部に挿通可能されるとともに、先端にプラスチックビット又は丸ビットからなる埋設物対応ビットを装着し、前記ケーシングロッドの先端面から突出可能された探査ロッドとからなることを特徴とする請求項１～５いずれかに記載の埋設物探査方法のための探査装置が提供される。

以上詳説のとおり本発明によれば、埋設物対応ビットを用いた探査ロッドによって、孔曲りを防止しながら、深い位置までの探査を可能とするとともに、地中埋設物の探査を精度良く効率的に行うことが可能となる。

本発明に係る埋設物探査方法の探査要領を示す図である。 使用する埋設物探査装置１の分解図である。 埋設物対応ビット５を示す、(A)は丸ビット、(B)はプラスチックビットである。 本発明に埋設物探査方法の手順図（その１）である。 本発明に埋設物探査方法の手順図（その２）である。 本発明に埋設物探査方法の手順図（その３）である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

本発明に係る埋設物探査方法は、地中に埋設された地中埋設物をボーリングによって探査するものである。

具体的には、図２に示されるように、先端に金属製ビット３を装着したケーシングロッド２と、このケーシングロッド２の内部に挿通可能されるとともに、先端にプラスチックビット又は丸ビットからなる埋設物対応ビット５を装着し、前記ケーシングロッド２の先端面から突出可能された探査ロッド４とを用いて、図１に示されるように、地上より前記ケーシングロッド２を、埋設物６の近傍であって埋設物６よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する第１手順と、地上より前記ケーシングロッド２の基端より探査ロッド４を挿入し、前記ケーシングロッド２の先端面よりも突出させ、これより以深に貫入させることにより地中埋設物６の有無を探査する第２手順と、前記第１手順及び第２手順を平面的位置を変えて所定数だけ繰り返す第３手順とからなるものである。

以下に、さらに具体的に詳述する。

地中に埋設された埋設物６をボーリングによって探査する場合、最も大きな問題はボーリングの先端が埋設物６に当接した際に、その衝撃力によって埋設物６を破損させてしまうことである。中でも市街地域における埋設ガス管の破壊や水道管の破壊などは全体に避けなければならない課題である。

従って、本埋設物探査方法では、図２に示されるように、先端に金属製ビット３を装着したケーシングロッド２と、このケーシングロッド２の内部に挿通可能されるとともに、先端にプラスチックビット又は丸ビットからなる埋設物対応ビット５を装着し、前記ケーシングロッド２の先端面から突出可能された探査ロッド４とからなる探査装置１を用いるものとする。

前記ケーシングロッド２は、所定長さの単ロッド２Ａ～２Ｅを長軸方向に連結することによって構成されるものである。最先端の単ロッド２Ａの先端には金属製ビット３が装着されている。これら単ロッド２Ａ～２Ｅの内の少なくとも複数本、本例では単ロッド２Ｂ及び２Ｄは、一部に内径を探査ロッド４の外径に若干の余裕代を加えた径まで絞り込んだセンターガイド部Ｇ、Ｇを有し、前記ケーシングロッド２の基端より挿入した前記探査ロッド４をケーシングロッド２の断面中心位置に保持するようにしてある。前記ケーシングロッド２の外径は、概ねφ９０～１３０ｍｍ程度とされる。

一方、前記探査ロッド４は、前記ケーシングロッド２の内部に挿通可能とされる外径とされ、所定長さの単ロッド４Ａ～４Ｆが長軸方向に連結することによって構成されるものである。最先端の単ロッド４Ａの先端には埋設物対応ビット５が装着されている。埋設物対応ビット５は、ロッド先端が埋設物６に接触した場合でも埋設物６が破損しないような工夫を施したビットであり、図５(A)に示される丸ビット５Ａや図５(B)に示されるプラスチックビット５Ｂが挙げられる。前者の丸ビット５Ａは、金属材料からなり、切削チップを有せず先端形状が半球状のビットであり、先端には削孔水の噴出孔５ａ、５ａ…を複数有する。後者のプラスチックビット５Ｂは、塩化ビニルやＭＣナイロン（ポリアミド樹脂）などの樹脂から製作されたビットであり、中央部に削孔水の吐出孔５ｂを有する。後者のプラスチックビット５Ｂは粘性土の場合であれば概ねＮ値が１５以下、砂質土の場合であればＮ値が５以下の地質に対して適用される。それ以上硬い地盤の場合は、前記丸ビット５Ａを用いるのが望ましい。この探査ロッド４の外径は、概ねφ４０～５５ｍｍ程度とされる。

〔探査手順〕
以下に、上記探査装置１を用いた埋設物探査方法の手順について、図４～図６も基づいて詳述する。

＜第１手順＞
図４に示されるように、地中に埋設管６が埋設されている状況で、この埋設管６の正しい埋設深さと位置を把握するために、本発明の埋設探査方法によって探査を行う。

削孔機１０を現場に持ち込み、本第１手順では、地上より前記ケーシングロッド２を、埋設物６の近傍であって埋設物６よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する。具体的には、前記ケーシングロッド２を外管とし、これと組み合わされる内管ロッド７との組み合わせによる二重管削孔方式により削孔を行う。ケーシングロッド２と内管ロッド７とを埋設物６の近傍であって埋設物６よりも浅い深さ位置まで貫入させたならば削孔を終了したならば、図５に示されるように、前記内管ロッド７のみを地上側に引き抜いて撤去する。前記二重管削孔方式による場合は、ほぼ全ての地盤種に対して対応が可能となる。また、ケーシングロッド２の剛性も高いため、孔曲がりを無くして直線的にケーシングロッド２を設置することが可能である。

前記ケーシングロッド２の先端から埋設物６までの鉛直距離Ｓは、絶対にケーシングロッド２の先端が衝突することがないとともに、次工程の探査ロッド４の貫入作業の効率化を考慮して、５０cm～１５０cm程度とするのが望ましい。

なお、本形態例では、前記ケーシングロッド２の設置に当たって、前記ケーシングロッド２を外管とし、これと組み合わされる内管ロッド７との組み合わせによる二重管削孔方式により削孔を行ったが、地盤種によっては、前記ケーシングロッド２のみを用いた単管削孔方式によって削孔を行い、該ケーシングロッド２を地中に設置するようにしてもよい。

＜第２手順＞
前記ケーシングロッド２を地中に設置したならば、図６に示されるように、地上から前記ケーシングロッド２の基端より探査ロッド４を挿入し、前記ケーシングロッド２の先端面よりも突出させ、これより以深に貫入させることにより地中埋設物６を探査する。この際、前記探査ロッド４の先端には削孔水吐出口が形成されており、削孔水を吐出させながら探査ロッド４を回転させ、地盤に貫入させる。地中埋設物６に対して、当接したかどうかの確認は、掘削中の音の変化や、回転モータの回転エネルギー値、ドリフタのフィードエネルギー値などの削孔エネルギーの変化などによって感知するようにする。

＜第３手順＞
図１に示されるように、前記第１手順及び第２手順を平面的位置を変えて所定数だけ繰り返すことにより、埋設物６の位置や形状などを把握するようにする。すなわち、任意の断面位置で、横断方向に所定の間隔で前記第１手順及び第２手順を行い、探査ロッド４の埋設物への衝突の有無、埋設物６に衝突した場合にはその埋設物深さＬ_Nを探査ロッド４の貫入深さから計測するようにする。横断方向の探査が完了したならば、埋設物６の長手方向位置を変えて再び横断方向に所定の間隔で前記第１手順及び第２手順を行うようにする。

１…探査装置、２…ケーシングロッド、３…金属製ビット、４…探査ロッド、５…埋設物対応ビット（プラスチックビット又は丸ビット）、６…埋設物、７…内管ロッド、１０…削孔機

Claims (6)

1. 地中に埋設された埋設物をボーリングによって探査するための埋設物探査方法であって、
   先端に金属製ビットを装着したケーシングロッドと、このケーシングロッドの内部に挿通可能されるとともに、先端にプラスチックビット又は丸ビットからなる埋設物対応ビットを装着し、前記ケーシングロッドの先端面から突出可能された探査ロッドとを用い、
   地上より前記ケーシングロッドを、埋設物の近傍であって埋設物よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する第１手順と、
   地上より前記ケーシングロッドの基端より探査ロッドを挿入し、前記ケーシングロッドの先端面よりも突出させ、これより以深に貫入させることにより地中埋設物を探査する第２手順と、
   前記第１手順及び第２手順を平面的位置を変えて所定数だけ繰り返す第３手順とからなることを特徴とする埋設物探査方法。
2. 前記第３手順において、地中埋設物の横断方向と長手方向とに平面的位置を変えて行うことにより地中埋設物の位置と形状とを把握する請求項１記載の埋設物探査方法。
3. 前記第１手順は、前記ケーシングロッドを外管とする二重管削孔方式により所定の深さ位置まで削孔を行ったならば、内管ロッドを引き抜くことにより、前記ケーシングロッドを、その先端が埋設物よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する請求項１，２いずれかに記載の埋設物探査方法。
4. 前記第１手順は、前記ケーシングロッドを用いた単管削孔方式により所定の深さ位置まで削孔を行い、該ケーシングロッドを、その先端が埋設物よりも浅い深さ位置まで貫入させた状態で設置する請求項１，２いずれかに記載の埋設物探査方法。
5. 前記ケーシングロッドは、所定長さの単ロッドを長軸方向に連結することによって構成されるとともに、これら単ロッドの内の少なくとも複数本は、一部に内径を探査ロッドの外径に若干の余裕代を加えた径まで絞り込んだセンターガイド部を有し、前記ケーシングロッドの基端より挿入した前記探査ロッドをケーシングロッドの断面中心位置に保持するようにしてある請求項１～４いずれかに記載の埋設物探査方法。
6. 先端に金属製ビットを装着したケーシングロッドと、このケーシングロッドの内部に挿通可能されるとともに、先端にプラスチックビット又は丸ビットからなる埋設物対応ビットを装着し、前記ケーシングロッドの先端面から突出可能された探査ロッドとからなることを特徴とする請求項１～５いずれかに記載の埋設物探査方法のための探査装置。

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