JPH0639877B2 - 地盤改良しながら地中に管体を敷設する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、河川，道路，港湾等の障害物の下方の崩壊
性地盤を改良すると共に、改良された地盤を掘進して管
体を水平または曲線状に敷設する方法に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来、河川，道路，港湾等の障害物の下方の地盤を横断
するように掘進して管体を敷設する方法として、先端に
穿孔ビツトを取付けた小径管を回転しながら地中に推進
して、その小径管を地中に直線状または曲線状に設置
し、次に先端に大径の拡孔用掘削ビツトを取付けた大径
の管体を前記小径管の後部の外側に嵌挿し、次いで前記
管体を回転すると共に前記小径管によりガイドしながら
前進移動して、前記掘削ビツトにより大径孔を掘進する
と共にその大径孔に前記管体を挿入していく方法が知ら
れている。

この方法を実施する際の対象地盤が軟弱地盤や地下水位
の高い砂地盤等の崩壊し易い地盤である場合は、掘削孔
の崩壊を防止する手段を採用する必要がある。

従来、掘削孔の崩壊を防止しながら掘進する方法とし
て、(1)掘削孔内にベントナイト泥水等を充満させて、
孔壁面に泥水圧をかけながら掘進する方法、(2)特開昭
５２−３１５１２号公報に示されているように、障害物
の一側部の地表付近からその障害物の下方を横断して障
害物の多側部の地表付近に向かつて曲線状に延長する小
径管を敷設し、次にその小径管の両端から、先端に拡孔
用掘削ビツト（リーマ）を備えかつ径が異なつている複
数のケーシング管を、前記小径管によりガイドしながら
順次地中に推進すると共に、前記掘進ビツトにより掘進
し、次に管体（延進管）を、各ケーシング管の内側およ
び前記小径管の外側を通つて推進敷設する方法が知られ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、前記(1)の方法の場合、油井の掘削と異な
り、地表から浅い深さにおいて直線状または曲線状に掘
進するので、孔壁面に作用する泥水圧が低く、そのため
軟弱地盤や地下水位以下の流動化し易い砂地盤等の崩壊
性地盤では、長時間にわたつて孔壁が崩壊しないように
保持することが難しいという問題がある。

また前記(2)の方法の場合は、障害物の巾が広い等の理
由で掘進距離が長いときには、小径管の両端から、先端
に掘削ビツトを取付けた異なる径の複数のケーシング管
を推進敷設する必要があるので、施工が煩雑であり、か
つ径の異なる複数種類のケーシング管を２組必要とする
ので不経済である。

〔発明の目的、構成〕

この発明は前述の問題を有利に解決できる地盤改良しな
がら地中に管体を敷設する方法を提供することを目的と
するものであつて、この発明の要旨とするところは、小
径管１の先端部に設けられた穿孔ビツト２により地盤に
小径孔３を掘削しながらその小径孔３に小径管１を挿入
し、次に先端に拡孔掘削ビツト４を取付けた大径の管体
５を前記小径管１の外側に嵌挿し、次いで前記管体５を
回転しながら前進移動して、前記拡孔掘削ビツト４によ
り大径孔６を掘進すると共に、その大径孔６に管体５を
挿入して行き、孔壁崩壊地盤においては、管体５の先端
部から地盤改良材７を地中に注入しながら、管体５を後
方に引抜き、地盤改良材７が固化して改良地盤８が構成
されたのち、前記拡孔掘削ビツト４よりも小径の掘削ビ
ツト９を先端に取付けた管体５を、回転すると共に小径
管１によりガイドしながら前進移動して、前記掘削ビツ
ト９により改良地盤８に大径孔１０を掘進すると共にそ
の大径孔１０に管体５を挿入していくことを特徴とする
地盤改良しながら地中に管体を敷設する方法にある。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によつて詳細に説明する。

この発明を実施して、地盤改良しながら地中に管体を敷
設する場合は、まず第１図および第２図に示すように、
先端に小径の穿孔ビツト２を固定した小径管１を、地上
に固定した回転推進用駆動装置１１により、回転しなが
ら地中に推進して、前記穿孔ビツト２により小径孔３を
直線状または曲線状に掘進するか、あるいは小径管１の
先端に固定したビツト回転用駆動装置（図示を省略し
た）により穿孔ビツト２を回転しながら、地上に固定し
た推進装置により小径管１を地中に推進して、前記穿孔
ビツト２により小径孔３を直線状または曲線状に掘進す
る。

次いで第３図ないし第５図に示すように、大径の拡孔掘
削ビツト４を先端に固定した大径の管体５を、前記小径
管１の外側に嵌挿し、次いでその管体５を、回転推進用
駆動装置１１により回転すると共に小径管１によりガイ
ドしながら前進移動して、前記拡孔掘削ビツト４により
地中に大径孔６を掘進していくと共に、その大径孔６に
管体５を挿入していく。

前記拡孔掘削ビツト４により掘削された掘削屑は、小径
管１と管体５との間を通つて送られてきたベントナイト
泥水により、管体５と大径孔６との間の管状間隙１２を
通つて地上に排出される。この場合、地下水位の高い砂
地盤や軟弱地盤等の崩壊性地盤において、掘進距離が長
くなるにしたがつて、大径孔６の途中の孔壁の崩壊が発
生すると、前記管状間隙１２が閉塞されて、地上に排出
される泥水量が減少し始めたり、管体５の周面摩擦が増
大して管体５を回転させるトルクが急激に増大し始め
る。

このような現象をキヤツチしたら、第６図に示すよう
に、ベントナイトとセメント系固化剤とからなる地盤改
良材７を、地上において小径管１と管体５との間に圧送
して、その地盤改良材７を管体５の先端の周囲から大径
孔６内に注入しながら、管体５を回転すると共に徐々に
後方に引抜く。

単位時間当りの地盤改良材７の注入量は管体５の引抜き
速度に応じて決定される。またベントナイトとセメント
系固化剤とからなる地盤改良材の比重はベントナイト泥
水の比重よりも大きいので、前記管状間隙１２に滞留し
ていたベントナイト泥水は地盤改良材７の圧送により容
易に置換される。さらにまた、前記地盤改良材７を注入
後１日程度で固化させて掘削可能な改良地盤８を構成す
るために、材令１日の一軸圧縮強度が３〜５kgf／cm²に
なる地盤改良材が適しており、かつ長時間を経過しても
改良地盤を容易に掘削できるようにするために、材令２
８日の一軸圧縮強度が５〜１０kgf／cm²になる地盤改良
材が適している。

次に地盤改良材が固化して改良地盤８が構成されたの
ち、第７図に示すように、拡孔掘削ビツト４よりも若干
小径の第１の掘削ビツト９を先端に固定した管体５を、
前記小径管１の外側に嵌挿し、次いでその管体５を、回
転推進用駆動装置１１により回転すると共に小径管１に
よりガイドしながら前進移動して、前記掘削ビツト９に
より、改良地盤８に前記大径孔６よりも若干小径の大径
孔10をその大径孔１０の周囲に改良地盤８を残しながら
掘進していくと共に、その大径孔１０に管体５を挿入し
ていく。

第１の掘削ビツト９による改良地盤８の掘進が終了した
のちは、第８図に示すように、第１の掘削ビツト９によ
り改良地盤８の前方の地盤に大径孔１３を掘進すると共
に、その大径孔１３に管体５を挿入していく。この場合
も、掘削屑を前述のようにベントナイト泥水流により地
上に排出する。

第１の掘削ビツト９による掘進中に、大径孔13の途中に
おける孔壁の崩壊が発生した場合、前述のように管体５
の先端の周囲から地盤改良材を地盤に注入し、かつ管体
５を回転しながら後方に引抜く。

次に前記地盤改良材が固化したのち、第９図に示すよう
に、前記第１の掘削ビツト９よりも若干小径の第２の掘
削ビツト１４を先端に固定した管体５を、前記小径管１
の外側に嵌挿し、次いでその管体５を回転推進用駆動装
置により回転すると共に小径管１によりガイドしながら
前進移動して、前記第２の掘削ビツト１４により、改良
地盤８に前記大径孔１０よりも若干小径の大径孔１５を
その大径孔１５の周囲に改良地盤８を残しながら掘進
し、かつ前記大径孔１５内に管体５を挿入していく。

前述のようにして地盤を改良しながら掘進して管体５の
推進敷設を終了したのち、その管体５の中から小径管１
を引抜く。

前述のように、孔壁の崩壊が生じたとき改良地盤を形成
し、次いで管体の先端に径が若干小さい掘削ビツトを取
付けて、その掘削ビツトにより孔壁に改良地盤を残しな
がら掘進していく操作を必要回数繰返して行なうことに
より、障害物の巾が広くて掘進距離が長い場合でも、孔
壁の崩壊を防止して、掘削屑を泥水により確実に地上に
排出しながら、小さい回転トルクおよび推力で管体を地
中に回転推進していくことができる。

予め土質調査により知られている崩壊性地盤に管体を推
進敷設する場合、拡孔掘削ビツト４により掘削された大
径孔の孔壁が崩壊する前に、前述のように地盤改良材を
注入しながら管体を引抜いて改良地盤８を構成してもよ
い。

〔発明の効果〕

この発明によれば、先端に拡孔掘削ビツト４を取付けた
大径の管体５を、予め地中に敷設された小径管１の外側
に嵌挿し、次いで前記管体５を回転しながら前進移動し
て、前記拡孔掘削ビツト４により大径孔６を掘進すると
共に、その大径孔６に管体５を挿入して行き、孔壁崩壊
地盤においては、管体５の先端部から地盤改良材７を地
中に注入しながら、管体５を後方に引抜き、地盤改良材
７が固化して改良地盤８が構成されたのち、前記拡孔掘
削ビツト４よりも小径の掘削ビツト９を先端に取付けた
管体５を、回転すると共に小径管１によりガイドしなが
ら前進移動して、前記掘削ビツト９により改良地盤８に
大径孔１０を掘進すると共にその大径孔１０に管体５を
挿入していくので、軟弱地盤や地下水位の高い砂地盤等
の崩壊性地盤においても、掘削孔の孔壁が崩壊しないよ
うに防護しながら管体５を掘進敷設していくことがで
き、かつ孔壁の崩壊を防止しながら掘進するので、長距
離の管体敷設をも容易に行なうことができ、さらに前記
従来の方法における異なる径の複数のケーシング管の推
進敷設を省略することができるので、施工が容易である
と共に経済的である等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すものであつて、第１図
は穿孔ビツトを有する小径管により掘進している状態を
示す縦断側面図、第２図はその一部を拡大して示す縦断
側面図、第３図は拡孔掘進を行なつている状態を示す縦
断側面図、第４図はその一部を拡大して示す縦断側面
図、第５図は第４図のＡ−Ａ線断面図、第６図は地盤改
良材を注入しながら管体を引抜いている状態を示す縦断
側面図、第７図は管体の先端に取付けられた第１の掘削
ビツトにより改良地盤を掘進している状態を示す縦断側
面図、第８図は前記第１の掘削ビツトにより改良地盤の
前方の地盤を掘進している状態を示す縦断側面図、第９
図は管体の先端に取付けられた第２の掘進ビツトにより
改良地盤を掘進している状態を示す縦断側面図である。 図において、１は小径管、２は穿孔ビツト、３は小径
孔、４は拡孔掘削ビツト、５は管体、６は大径孔、７は
地盤改良材、８は改良地盤、９は掘削ビツト、１１は回
転推進用駆動装置、１４は掘削ビツトである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小径管１の先端部に設けられた穿孔ビツト
   ２により地盤に小径孔３を掘削しながらその小径孔３に
   小径管１を挿入し、次に先端に拡孔掘削ビツト４を取付
   けた大径の管体５を前記小径管１の外側に嵌挿し、次い
   で前記管体５を回転しながら前進移動して、前記拡孔掘
   削ビツト４により大径孔６を掘進すると共に、その大径
   孔６に管体５を挿入して行き、孔壁崩壊地盤において
   は、管体５の先端部から地盤改良材７を地中に注入しな
   がら、管体５を後方に引抜き、地盤改良材７が固化して
   改良地盤８が構成されたのち、前記拡孔掘削ビツト４よ
   りも小径の掘削ビツト９を先端に取付けた管体５を、回
   転すると共に小径管１によりガイドしながら前進移動し
   て、前記掘削ビツト９により改良地盤８に大径孔１０を
   掘進すると共にその大径孔１０に管体５を挿入していく
   ことを特徴とする地盤改良しながら地中に管体を敷設す
   る方法。