JPH0893373A - 削進用先導管装置 - Google Patents

削進用先導管装置

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JPH0893373A
JPH0893373A JP25725294A JP25725294A JPH0893373A JP H0893373 A JPH0893373 A JP H0893373A JP 25725294 A JP25725294 A JP 25725294A JP 25725294 A JP25725294 A JP 25725294A JP H0893373 A JPH0893373 A JP H0893373A
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栄三 真木
Katsunori Miura
勝則 三浦
Masami Kurosawa
政美 黒澤
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KUROSAWA KOGYO KK
MORIGUMI KK
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KUROSAWA KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水平ボーリング削進工法に用いる削進用先導
管装置の削進方向の修正を容易に行うこと。 【構成】先導管の内部に、前記先導管の前面に露出し且
つ前記先導管の外径を越えて半径方向に突出する部分を
有する第1ハンマヘッドを具備した第1ハンマ装置と、
前記先導管の前面に露出する第2ハンマヘッドを具備し
た第2ハンマ装置とを取りつける。また、所定寸法以下
の粉砕屑のみを除去するための取り込み口を除いて前記
先導管の前面を全面的に遮蔽する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボーリング削進工法、
特に水平ボーリング削進工法に用いる削進用先導管装置
に関する。本発明の装置は下水道掘削、トンネル掘削等
に使用することができる。
【0002】
【従来の技術】従来、下水道工事等の管渠工事におい
て、硬質岩盤や岩石の多い地中を掘削するには、竪坑の
側壁から削進用先導管装置を土中にほぼ水平に挿入して
掘削を行う工法が広く行われている。また、トンネル掘
削においては、同様な装置を使用していわゆる芯抜き
(本掘削を容易にするための予備掘削)が行われてい
る。このような装置には、大別して先導管の前端周縁に
掘削ビットを取りつけ先導管に回転力と推力を与えて削
進するビット方式のものと、先導管の前面に1個以上の
ハンマーヘッドを取りつけたハンマー装置を用いハンマ
ーヘッドの衝撃で岩盤を破砕しながら削進するハンマー
方式のものと、両者を具備した併用方式がある。ビット
方式の削進用先導管装置では、岩盤や岩石を含む場合に
はビットの摩耗が激しいので、ビットの頻繁な交換が必
要となるが、先導管を引き出してビットを交換する作業
は面倒で時間がかかり不経済である。ハンマー方式はハ
ンマーの振動による衝撃による削進方法であるから、岩
盤や岩石を含む土の削進に適するが、逆に、岩盤のない
場所の掘削には向かない。
【0003】そこで、掘削ビットを前端周縁に設けた先
導管にエアハンマー装置を取り付け、岩盤に遭遇した時
にハンマーヘッドを動作させる方式が実願平4−548
33号で本発明者により提案された。また、一般に水平
削進用先導管装置では土質によりその削進方向が偏倚す
る欠点があるので、削進方向の修正手段が必要であり、
上記実願平4−54833号ではハンマーヘッドを管の
軸線はずれで先導管に取りつけておくと、先導管の削進
方向はその方向に偏る傾向が生じるので、修正したい方
向に先導管を回転させてハンマーヘッドをその方向に位
置付け、先導管を管軸線周りに小刻みに振動させながら
削進する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
実願平4−54833号に記載された掘削ビットとエア
ハンマーを併用する削進先導管装置には次の問題があ
る。すなわち、軸はずれ位置に設けた単一のハンマーヘ
ッドを使用するので、亀裂が多く崩落する硬質岩盤、あ
るいは転石混じり土においては崩落した部分の側あるい
は軟弱な側に削進方向が大きくずれる欠陥があり、上記
の従来装置には削進方向の修正機能はあるが修正の能率
は低い。また、先導管の前面は約2/3が開放している
ため、亀裂が多く崩落し易い硬質岩盤、あるいは転石混
じり土においては、この開放部分に崩落した大きい岩石
片が崩れ込み、そのため崩落した側に削進方向が大きく
ずれる欠陥がある。したがって、本発明の目的は、従来
よりも掘削能力が大きく、削進方向の修正が容易な削進
用先導管装置を提供することである。本発明の他の目的
は、自然の岩亀裂、ハンマー打撃による岩亀裂による崩
壊、先導管上部に発生する転石等による岩石の崩落を防
止しながら削進ができる削進用先導管装置を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の削進用先導管装
置は、先導管1の内部に、前記先導管の前面に露出し且
つ前記先導管の外径を越えて半径方向に突出する部分を
有する第1ハンマーヘッド7aを具備した第1ハンマー
装置8aと、前記先導管の前面に露出する第2ハンマー
ヘッド7bを具備した第2ハンマー装置8bとを取りつ
けたことを特徴とする。本発明においては、先導管1
は、所定寸法以下の粉砕屑のみを除去するための取り込
み口9を除いて前記先導管の前面を全面的に遮蔽する覆
板5を有する。第1ハンマーヘッド7aは第2ハンマー
ヘッド7bの作用面よりも大きい作用面を有することが
望ましい。
【0006】
【発明の作用】本発明の構成によると、自然の岩亀裂の
多い硬質岩盤、ハンマー打撃による岩亀裂の発生する硬
質岩盤、あるいは転石混り土の掘削において、従来より
も削進方向の修正が容易となり、またこのような地盤の
岩石の崩落を防止しながら直進削進ができる。すなわ
ち、本発明の削進用先導管装置では、第1ハンマーヘッ
ド7aは、先導管の外径を越えて半径方向に突出する部
分を有するために、地盤はこの部分により余分に掘削さ
れるために、第1ハンマーヘッドの管軸周りの角度を修
正方向に選択することにより削進方向を容易に修正でき
る。この場合に、この設定角度を中心にして所定角度で
先導管を軸周りに揺動させることにより方向の修正と削
進が可能になる。また、削進は第1ハンマーヘッドのみ
でもその管軸周りの揺動と回転を組み合わせれば削進で
きるが、その代わりに本発明では第1ハンマーヘッドを
揺動させながら第1ハンマーヘッドがカバーできない部
分は第2ハンマーが引き受けることになり、削進効率が
高まる。第1ハンマーヘッドを主ハンマーヘッドとして
その作用面積を大きくして主たる削進作用を担当させ、
第2ハンマーヘッドを補助ハンマーヘッドとして主ハン
マーヘッドがカバーできない部分の掘削を行うようにし
ても良い。また、先導管1の前面は取り出し口9を除い
て覆板5によりほぼ全面的に覆われているので岩盤の崩
落を防止しながら削進を実行することができる。
【0007】
【実施例の説明】以下に図1〜3の実施例を参照して本
発明を詳しく説明する。先導管1は地中に埋設すべき後
続の管と同等の直径を有し、後続の管の先端に溶接結合
されるものであり、埋設すべき管に先導して地下の地盤
にほぼ水平なボーリングを行う。先導管1の前面周縁に
沿って刃物状のビット6を多数植設する。先導管内部に
はエアハンマー支持及び保護用の大小2本の筒体2a、
2bを平行に配置し、スラストブロック3a、3bによ
り先導管1にそれぞれ固定する。大径の筒体2aには主
エアハンマー装置8aの駆動部10aを、小径の筒体2
bには補助エアハンマー装置8の駆動部10bをそれぞ
れ装入し、それらの後端には圧搾空気導入用のエアパイ
プ9a、9bをそれぞれ結合する。また、先導管の後端
またはそれに後続の管が溶接された場合にはその管に管
軸線周りの回転力を与える電動機等の駆動装置15(図
4)を結合する。
【0008】主及び補助エアハンマー装置8a、8bの
前部にはスプライン−溝結合を介して可動ピストン11
a、11bが延び出しており、それらの先端には作用面
に多数の突起を有する主ハンマーヘッド7a及び補助ハ
ンマーヘッド7bがそれぞれ一体化されている。図2か
ら分かるように主ハンマーヘッド7aと補助ハンマーヘ
ッド7bは先導管の管軸はずれの位置で同一直径上に配
置されており、それにより管軸周りの揺動で所定の掘削
面積をカバーできるようになっている。ハンマーヘッド
の形状は任意であり実施例では長方形を基本としている
が、円形その他の形状を基本にしそれらの外形を異形に
加工しても良いし、さらに、破砕屑の除去を容易にする
ために地盤への作用面に1本以上の溝を設けても良い。
図2のように主ハンマーヘッド7aの一部は先導管1の
外径よりも寸法e(通常は5〜15mm)だけ半径方向
外方に突出させて地盤の掘削を過剰に行うようにする。
一方、補助ハンマーヘッド7bは先導管1の外径よりも
寸法d(通常は5〜15mm)だけ半径方向内方に位置
して、過剰な掘削は行わないようにする。
【0009】先導管1の前面は覆板5により周辺を除い
てほぼ全面閉塞する。覆板5の周縁に沿って一定間隔で
複数個の細長状の取り込み口9を形成する。取り込み口
の寸法は所定寸法以下の破砕された小片のみを先導管内
に取り込むように定める。主及び補助ハンマーヘッド7
a、7bはそれぞれピストン11a、11と一体に形成
されており、覆板5に形成された開口に嵌合している。
【0010】なお、図3のように先導管前端に光反射板
13を設けて先導管または後続管の後端から光線を入射
させ、光反射板13からの反射光を受けて先導管前端の
正確な位置を測定して削進方向の直線からの偏りを検出
する。また、光反射板13に近接して水パイプ14を設
けて、その水を光反射板13の洗浄に使用し、更に掘削
した土砂からの粉塵を抑え、土砂を粘性流として先導管
並びに鋼管の内部を後方へ流して排出することができ
る。
【0011】
【動作】使用において、図4に示すように竪坑17に設
置した駆動装置15の回転力と推力を先導管1またはそ
の後端にアーク溶接した鋼管16の後端に作用させて動
力を先導管前端に伝え、また硬質岩盤や転石等に遭遇す
ると2つのエアハンマー装置8a、8bを作働させてハ
ンマーヘッドの打撃力で岩盤等を破砕しながら進む。先
導管1の前面をほぼ塞いでいる覆板5は、自然の岩亀裂
やハンマー打撃による岩亀裂から生じる岩石、あるいは
転石混り土の崩壊を抑えるので、所定寸法以下に細かく
破砕された岩片のみが細長い取り入れ口9から先導管1
内に取り入れられて後方に自然搬送される。その際の削
進断面の半径は先導管半径+10〜15mm程度であ
る。均質岩石や軟弱土の場合には先導管1を全回転させ
ながら推進させる。このような直進モードにおいても本
発明の装置は先に述べた従来の装置よりも掘削効率が良
くしかも方向の保持性が良い。不整岩石に遭遇して推進
方向のずれが生じた時、あるいは均質岩石や軟弱土でも
方向のずれが生じた時には次のように修正を行う。
【0012】削進方向の修正 先導管の削進方向を光反射板13を利用してずれを測定
し、削進方向がずれた場合には、先導管を回転させて主
ハンマーヘッド7aをずれの反対方向に位置付け、次い
で先導管をその位置の周りに全回転に至らない角度範囲
で左右に揺動させる。それにより、主ハンマーヘッド7
aはその一部が半径方向に突出しているために地盤を過
剰に掘削し、先導管の先端はずれを修正する方向に移動
する。また補助ハンマーヘッド7bはその際に主ハンマ
ーヘッド7aが掘削できなかった部分を掘削する。な
お、その時先導管前面の外周の摩耗をビット6により保
護する。修正が確認された後、全回転に戻し削進する。
なお、先導管を軸線周りに左右に回した時、両ハンマー
ヘッドのねじ部が緩もうとするが、ハンマーヘッドが出
没する開口の形状とハンマーヘッドの断面外形が適合し
ているために緩みが防止される。
【0013】
【発明の効果】本発明の構成によると、自然の岩亀裂の
多い硬質岩盤、ハンマー打撃による岩亀裂が発生する硬
質岩盤、あるいは転石混り土の掘削において、従来より
も削進方向の修正が容易となり、またこのような地盤の
岩石の崩落を防止しながら直進削進ができる。また、本
発明の装置は均質な硬質岩盤や軟弱な土質の掘削におい
ても従来の工法より方向性および掘削能率が良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の削進用先導管装置の先導管のエアハン
マー本体の詳細を省略した断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明の削進用先導管装置の先導管の正面図で
ある。
【図4】本発明の削進用先導管装置の使用状態を示す図
である。
【符号の説明】
1:先導管 2a,2b:筒体 5:覆板 7a,7b:ハンマーヘッド 8a,8b:エアハンマー装置 9a,9b:エアパイプ 10a,10b:駆動部 11a,11b:ピストン 13:光反射板 14:水パイプ 15:駆動装置 16:鋼管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒澤 政美 宮城県仙台市太白区茂庭台2丁目2番17号 有限会社黒澤工業内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先導管の内部に、前記先導管の前面に露
    出し且つ前記先導管の外径を越えて半径方向に突出する
    部分を有する第1ハンマーヘッドを具備した第1ハンマ
    ー装置と、前記先導管の前面に露出する第2ハンマーヘ
    ッドを具備した第2ハンマー装置とを取りつけたことを
    特徴とする削進用先導管装置。
  2. 【請求項2】 所定寸法以下の粉砕屑のみを除去するた
    めの取り込み口を除いて前記先導管の前面を全面的に遮
    蔽する覆板を設けた、請求項1の削進用先導管装置。
  3. 【請求項3】 第1ハンマーヘッドは第2ハンマーヘッ
    ドの作用面よりも大きい作用面を有する請求項1または
    2の削進用先導管装置。
  4. 【請求項4】 先導管の後端または前記先導管に溶接し
    た鋼管を軸線の周りに回転させる動力手段を有する請求
    項1、2または3の削進用先導管装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018009420A (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 隆広 青木 推進管敷設装置及び推進管敷設方法、並びに既設管更新方法
JP2019094708A (ja) * 2017-11-24 2019-06-20 大智株式会社 掘削装置、回転式掘削機、掘削方法および掘削ビット
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JPS60176009A (ja) * 1984-02-22 1985-09-10 Canon Inc 自動焦点カメラ

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