JPH10317883A - Method of ultrasmall bore drilling construction - Google Patents

Method of ultrasmall bore drilling construction

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JPH10317883A
JPH10317883A JP12860897A JP12860897A JPH10317883A JP H10317883 A JPH10317883 A JP H10317883A JP 12860897 A JP12860897 A JP 12860897A JP 12860897 A JP12860897 A JP 12860897A JP H10317883 A JPH10317883 A JP H10317883A
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JP
Japan
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hole
drilling
ground
route
tunnel
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Withdrawn
Application number
JP12860897A
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Japanese (ja)
Inventor
Shohei Kato
正平 加藤
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NIPPON KAIYO KUTSUSAKU KK
Original Assignee
NIPPON KAIYO KUTSUSAKU KK
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Publication date
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Publication of JPH10317883A publication Critical patent/JPH10317883A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve workability by excavating a small bore pit, in which a diameter is specified, by a drill pipe while adjusting drilling as monitoring the locus of the pit by a measuring instrument. SOLUTION: When a pit having a diameter of 120-230 mm is excavated along a designed curve penetrated from a ground surface 21 to a ground 20, an excavation bit 2 corresponding to soil and the quality of rocks is pushed into the ground 20 while rotating a drill pipe 1 installed at a front end by an excavator 10, and the bit 2 is turned by a mud motor 3 driven by high- pressure water. High-pressure water is sent in from the pipe 1 as required, and injected into the ground 20 from the front end of the bit 2. The orientation, inclination, position, etc., of the pit are detected by a measuring instrument 5 while or the direction of the injection of high-pressure water are adjusted and the bit 2 is moved forward as adjusting the locus of the pit along the designed curve. Accordingly, the pit having a small bore can be executed efficiently and accurately, and the method of extra-small bore drilling construction can be utilized for the wide field of a piping, transport, communication, power generation, a subsurface structure, a tunnel, etc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超小口径削孔工法
に関する。本発明において、超小口径の孔とは、内径2
30mm以下の孔を言う。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultra-small bore drilling method. In the present invention, an ultra-small hole has an inner diameter of 2 mm.
It refers to a hole of 30 mm or less.

【0002】[0002]

【従来の技術】地上に障害物がある場合に、これを避け
て地中に管路等を設置する場合、従来、発進立坑と到達
立坑とを設け、推進工法等によりこの2つの立坑間に管
路を形成する技術がある。このような立坑を掘削するこ
となく地中に管路を設置する技術として、特公昭61−
40840号公報には、逆アーチ状の地下坑道に沿って
ケーシング又は導管を敷設する方法及びその装置が開示
されており、ウオッシュオーバーパイプを用いて、順次
大径の地中孔を掘削し、ケーシング又は導管路を施工す
る技術が開示されている。
2. Description of the Related Art When there is an obstacle on the ground and a pipeline or the like is to be installed in the ground to avoid the obstacle, conventionally, a starting shaft and a reaching shaft are provided, and between the two shafts by a propulsion method or the like. There is a technique for forming a conduit. As a technique for installing a pipeline in the ground without excavating such a shaft, Japanese Patent Publication No.
Japanese Patent No. 40840 discloses a method and a device for laying a casing or a conduit along an inverted arch-shaped underground tunnel, and sequentially excavating a large-diameter underground hole using a washover pipe to form a casing. Alternatively, a technique for constructing a conduit is disclosed.

【0003】また、特公昭62−13480号公報に
は、河川等の障害物の下を横切って起点から終点まで鋼
管を敷設する方法が開示されており、ボーリングロッド
によりパイロットビットを押し込みながら弧状のパイロ
ット孔を掘削し、このボーリングロッドに拡孔ビットを
取付け、拡孔ビットの後方にドリルパイプを取付け、ド
リルパイプを回転させながら拡孔し、最終工程として起
点側に拡孔リーマ又は浚渫リーマを取付け、リーマの後
方に中管をリーマと共に回転するように取付け、敷設す
べき鋼管を中管にかぶせ、リーマにスイベルジョイント
を設けてそれを介して鋼管を後続させるようにし、中管
を回転させながら、孔の中に押し込んで、円弧状の孔内
に鋼管を敷設する技術が示されている。
Further, Japanese Patent Publication No. 62-13480 discloses a method of laying a steel pipe from a starting point to an end point under an obstacle such as a river, and presses a pilot bit with a boring rod to form an arc-shaped pipe. Drill a pilot hole, attach a drill bit to this boring rod, attach a drill pipe behind the drill bit, drill while rotating the drill pipe, and use a drill reamer or dredging reamer on the starting point side as the final step. Attach, install the middle pipe behind the reamer so as to rotate with the reamer, cover the steel pipe to be laid on the middle pipe, provide the swivel joint on the reamer, pass the steel pipe through it, and rotate the middle pipe. Meanwhile, there is disclosed a technique in which a steel pipe is laid in an arc-shaped hole by being pushed into the hole.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらの技術は、河川
等を地下で横断する円弧状の曲線状のボーリング孔を先
ず掘削し、これを順次拡孔して管を敷設する技術であ
る。このような技術は、超小口径の孔を削孔後そのまま
利用しようとする技術ではない。本発明は直径120〜
230mmの曲線状の経路を有する超小口径の孔を精密
に地中に掘削し、この孔を直接種々の用途に利用する発
明を提供するものである。この場合に、拡孔してライン
パイプを迅速に施工することも、もちろん可能である。
In these techniques, an arcuate curved boring hole which traverses a river or the like underground is firstly excavated, and this is sequentially expanded to form a pipe. Such a technique is not a technique for attempting to use an ultra-small hole after drilling. The present invention has a diameter of 120 to
It is an object of the present invention to provide an invention in which an ultra-small hole having a curved path of 230 mm is precisely excavated in the ground, and the hole is directly used for various uses. In this case, it is of course possible to expand the hole and quickly construct the line pipe.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、次の技術手段
を講じたことを特徴とするものである。すなわち、本発
明は、地表から地中に進入する計画曲線に沿って、直径
120〜230mmの掘削孔を掘削するに当り、掘削す
べき土質又は岩質に応じて掘進ツールの編成を選定して
ドリルパイプの先端に装着し、該ドリルパイプを回転、
押込、牽引し、測定器によってモニターされた孔の方
位、傾斜、位置に応じて孔の軌跡を調整しながら掘削孔
を掘削することを特徴とする超小口径削孔工法である。
The present invention is characterized by taking the following technical means. That is, the present invention selects a formation of a drilling tool according to the soil or rock quality to be drilled when drilling a drilling hole having a diameter of 120 to 230 mm along a planned curve to enter the ground from the ground surface. Attach to the tip of the drill pipe, rotate the drill pipe,
This is an ultra-small bore drilling method characterized by excavating a hole while adjusting the locus of the hole according to the direction, inclination, and position of the hole monitored by a measuring device.

【0006】この場合、さらに、掘削流体をドリルパイ
プ内を経て掘進ツールのビットのノズルから噴射して掘
進し、ジェット噴射を偏向するか又はベントサブにより
孔の軌跡を調整することとするとよい。本発明におい
て、超小口径とは、直径230mm以下の口径を言う。
超小口径の削孔としては、120mm〜230mmの削
孔が対象となる。
In this case, it is preferable that the drilling fluid is jetted from the nozzle of the bit of the drilling tool through the drill pipe to excavate, and the jet jet is deflected or the trajectory of the hole is adjusted by a vent sub. In the present invention, the ultra-small diameter refers to a diameter of 230 mm or less.
As the ultra-small bore, a bore of 120 mm to 230 mm is targeted.

【0007】前記計画曲線は、河川横断経路、飛行場滑
走路横断、土壌・地下水汚染のモニター又は対策孔、地
盤改良用孔、液状化対策用孔、陸揚げ・汀線アプロー
チ、都市地下横断経路、山岳貫通経路、地滑り対策排水
経路、止水グラウト孔、調査ボーリング孔、トンネル計
測孔経路、トンネル周囲孔、送電線地中挿通経路、及び
トンネル掘削水抜き経路からなる群から選ばれた何れか
であると好ましく、また、前記計画曲線の用途は、パイ
プライン、送電線路、光ファイバ経路、コージェネ(地
域冷暖房システム)、ライフライン、排水路、計測孔、
及び、注入孔からなる群から選ばれた何れかの用途に好
適に用いることができる。
[0007] The planning curve includes a river crossing route, an airfield runway crossing, a soil or groundwater contamination monitoring or countermeasure hole, a ground improvement hole, a liquefaction countermeasure hole, a landing / shoreline approach, an urban underground crossing route, a mountain penetrating route. Route, landslide prevention drainage route, water stop grout hole, survey boring hole, tunnel measurement hole route, tunnel surrounding hole, transmission line underground insertion route, and tunnel excavation drainage route Preferably, the use of the planning curve is a pipeline, a transmission line, an optical fiber route, a cogeneration (district heating / cooling system), a lifeline, a drainage channel, a measurement hole,
And it can be suitably used for any application selected from the group consisting of injection holes.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の超小口径削孔工法は、地
表から地中に進入する計画曲線に沿って、直径120〜
230mmの掘削孔を掘削するものである。図1はこの
ような削孔工法の説明図で、とくに固い土質、岩盤に好
適に適用される掘進ツールを示している。掘削すべき地
中20に地表21から斜に、ドリルパイプ1を進入させ
る。ドリルパイプ1の先端には、掘削ビット2が装着さ
れ、マッドモータ3、ベントサブ4、測定器5、非磁性
カラー6がこれに続いて装着されている。ドリルパイプ
1から高圧水を送入し、掘削ビット2の先端から地中に
噴射させる。掘削装置(推進装置)10は、ドリルパイ
プ1を回転させながら地中に押込み、測定器5により進
行方向すなわち孔の方位、傾斜、位置を検知しつつ、計
画曲線に沿って高圧水の噴射方向を調節しながら、又は
ベントサブにより孔の軌跡を調整しながら掘削ビットを
前進させる。マッドモータ3は高圧水によって回転駆動
されビットを回転させる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The ultra-small bore drilling method according to the present invention has a diameter of 120 to 120 mm along a planned curve that enters the ground from the ground surface.
It excavates a 230 mm borehole. FIG. 1 is an explanatory view of such a drilling method, and shows a digging tool suitably applied to particularly hard soil and rock. The drill pipe 1 is made to enter the underground 20 to be excavated from the ground surface 21 obliquely. A drill bit 2 is mounted on the tip of the drill pipe 1, and a mud motor 3, a vent sub 4, a measuring device 5, and a non-magnetic collar 6 are mounted subsequently thereto. High pressure water is fed from the drill pipe 1 and injected into the ground from the tip of the drill bit 2. The drilling device (propulsion device) 10 pushes the drill pipe 1 into the ground while rotating it, and detects the traveling direction, that is, the direction, inclination, and position of the hole by the measuring device 5, and sprays the high-pressure water along the planned curve. The drilling bit is advanced while adjusting the drilling or adjusting the hole trajectory by the vent sub. The mud motor 3 is driven to rotate by high-pressure water to rotate the bit.

【0009】測定器5は、ビット側から発信した磁気シ
グナルを検出してビットの位置や深さを地上から測定す
る手段、ジャイロ又は地磁気により測定する手段、地表
に形成した人工磁場によって測定する手段等から選定し
た測定手段を用いることができる。これらの2以上の手
段を組み合わせて用いることも可能である。図2は、硬
土質、礫混じり等の地質条件に使用される掘進ツール構
成を示すもので、掘削ビット2、ベントサブ4、測定器
5、非磁性カラー6が装着されている。図3は軟土質に
適用される掘進ツールであって、偏った掘削刃物を先端
に取付け、回転と押圧の調節によって孔の進行方向を調
整する。
The measuring device 5 is a means for detecting a magnetic signal transmitted from the bit side to measure the position and depth of the bit from the ground, a means for measuring with a gyro or geomagnetism, and a means for measuring with an artificial magnetic field formed on the surface of the earth. Measurement means selected from the above can be used. It is also possible to use these two or more means in combination. FIG. 2 shows a configuration of a drilling tool used for geological conditions such as hard soil and gravel, in which a drill bit 2, a vent sub 4, a measuring device 5, and a non-magnetic collar 6 are mounted. FIG. 3 shows a digging tool applied to soft soil, in which a biased digging tool is attached to the tip, and the traveling direction of the hole is adjusted by adjusting rotation and pressing.

【0010】次に、本発明の前記計画曲線は、河川横断
経路、飛行場滑走路横断、土壌・地下水汚染のモニター
又は対策孔、地盤改良用孔、液状化対策用孔、陸揚げ・
汀線アプローチ、都市地下横断経路、山岳貫通経路、地
滑り対策排水経路、止水グラウト孔、調査ボーリング
孔、トンネル計測孔経路、トンネル周囲孔、送電線地中
挿通経路、及びトンネル掘削水抜き経路からなる群から
選ばれた何れかであることを特徴とし、また、前記計画
曲線の用途は、パイプライン、送電線路、光ファイバ経
路、コージェネ(地域冷暖房システム)、ライフライ
ン、排水路、計測孔、及び、注入孔からなる群から選ば
れた何れかの用途に好適に用いることができる。
[0010] Next, the planning curve of the present invention includes a river crossing route, an airfield runway crossing, a soil or groundwater pollution monitoring or countermeasure hole, a ground improvement hole, a liquefaction countermeasure hole,
It consists of a shoreline approach, an urban underground route, a mountain penetration route, a landslide prevention drainage route, a water stop grout hole, a survey boring hole, a tunnel measurement hole route, a tunnel surrounding hole, a transmission line underground insertion route, and a tunnel excavation drainage route. Characterized in that it is selected from the group, and the use of the planning curve is a pipeline, a transmission line, an optical fiber route, a cogeneration (district heating and cooling system), a lifeline, a drainage channel, a measurement hole, and It can be suitably used for any application selected from the group consisting of injection holes.

【0011】図4は河川23を横断して地表21から地
中20を通って河底下を対岸まで計画曲線11に沿って
超小口径掘削を示す説明図である。この超小口径孔にそ
のまま又はさらに拡孔して各種パイプライン、送電線、
光ファイバ等の経路として用いることができる。図5
は、海洋、湖沼等24の岸の地表21から地中20を通
って沖合に計画曲線11に沿って超小口径孔を掘削した
ものを示す。石油その他の陸揚げ、汀線アプローチ、各
種パイプライン、送電線、光ファイバ等の経路として用
いることができ、防波堤25や港湾設備等に何らの影響
を与えることなく、設置することができる。
FIG. 4 is an explanatory view showing the excavation of a very small diameter along the planned curve 11 from the surface 21 to the underground 20 across the river 23 to the bottom of the river and the other side. Various pipes, transmission lines,
It can be used as a path for an optical fiber or the like. FIG.
Indicates a drilled ultra-small borehole along the planned curve 11 from the ground surface 21 on the shore of the ocean, lake, or marsh 24, through the underground 20, and offshore. It can be used as a route for oil or other landing, shoreline approach, various pipelines, transmission lines, optical fibers, etc., and can be installed without any influence on the breakwater 25, port facilities, and the like.

【0012】図6は、都市の地上構造物26を横断して
地表21から地中20を通って到達先まで計画曲線11
に沿って超小口径孔を設けたものである。図7は、さら
に、種々の地下構造物27を横断してこれらに何らの影
響を及ぼすことなく、各種パイプライン、送電線、光フ
ァイバ、コージェネ、各種ライフライン等を設置するこ
とができる。
FIG. 6 shows a plan curve 11 from the ground surface 21 to the destination through the underground 20 across the urban ground structure 26.
Are provided with an ultra-small diameter hole. FIG. 7 further shows that various pipelines, transmission lines, optical fibers, cogeneration, various lifelines, and the like can be installed across the various underground structures 27 without affecting them.

【0013】図8は、山岳、丘陵等28を横断して両側
の地表間に計画曲線11に沿って孔を掘削した例を示
す。図9は、地滑り区域29の地滑り対策排水孔を施工
する場合の説明図で、地滑り地盤の縦断面図を示し、図
10、図11はそれぞれその平面図の例を示すものであ
る。地滑り区域29の地滑り面12又はそれより下方の
地中20に多数の排水孔を施工する説明図である。多数
の計画曲線11に沿って、地表21から地中20を通っ
て超小口径排水孔を掘削する。本発明では、従来の短距
離で確度の低い集水ボーリングに代って、長距離の確度
の高い超小口径排水孔を施工することが可能となった。
図10は、1か所に掘削装置10を設置して地滑り区域
29内の多数の方向に超小口径排水孔を掘削している様
子を示している。実情に応じて複数の位置から多数の方
向に超小口径排水孔を掘削することも自由で、掘削を地
滑り区域外の安全な場所から行い、かつ集水は水流を待
ちぶせするように超小口径排水孔を配置して効果的に排
水することもできる。図11は複数の位置10、10か
ら多数の計画曲線11に沿って超小口径排水孔を掘削
し、これらをネットワーク状に順次連結する等、効率の
よい排水経路を構築する様子を示している。また、図1
2は、含水層13の地下水を集水する多数の集水井14
の底部を縫うように貫通する計画曲線11に沿って、超
小口径排水孔を地中に施工する例を示した地層の縦断面
図である。このような集水井14からの排水には従来ト
ンネル等を築造していたが、本発明により、多数の集水
井から簡易に効果的に排水することが可能となった。
FIG. 8 shows an example in which a hole is excavated along the planned curve 11 between the ground surfaces on both sides across a mountain, a hill, or the like 28. FIG. 9 is an explanatory view in the case where a landslide countermeasure drainage hole is constructed in the landslide area 29. FIG. 9 shows a vertical cross-sectional view of the landslide ground. FIGS. 10 and 11 show examples of plan views thereof. It is explanatory drawing which constructs many drain holes in the landslide surface 12 of the landslide area 29 or underground 20 below it. An ultra-small bore drainage hole is drilled from the ground surface 21 through the underground 20 along a number of planning curves 11. According to the present invention, it has become possible to construct a long-distance, highly-accurate ultra-small-diameter drainage hole instead of the conventional short-range, low-accuracy water collecting boring.
FIG. 10 shows a state in which the excavator 10 is installed at one place and excavates ultra-small-diameter drain holes in many directions in the landslide area 29. It is also possible to drill ultra-small boreholes from multiple locations in multiple directions according to the actual situation.The drilling is performed from a safe place outside the landslide area, and the water collection is performed in a very small size so as to make the water flow wait. An effective drainage can also be achieved by arranging a caliber drain hole. FIG. 11 shows how to construct an efficient drainage path by excavating ultra-small diameter drainage holes from a plurality of positions 10 and 10 along a large number of planning curves 11 and sequentially connecting them in a network. . FIG.
2 is a large number of collecting wells 14 for collecting groundwater in the hydrous layer 13.
FIG. 5 is a vertical sectional view of a stratum showing an example of constructing an ultra-small-diameter drainage hole in the ground along a planned curve 11 penetrating the bottom of the seam. Conventionally, a tunnel or the like was constructed for drainage from such a well 14, but the present invention has made it possible to easily and effectively drain from a number of wells.

【0014】図13は、例えば揚水発電所の上池30な
どの止水グラウト注入孔に本発明を適用した例を示すも
のである。揚水発電は夜間電力を用いて上池30に揚水
しておき、電力使用量のピーク時に導水路32を経て発
電所31を稼動させるものである。上池30は、地下に
水が浸透するのを防止する必要があるが、近年、地盤の
よい上池造成地が少なく、漏水防止が重要である。この
場合に、地表21から地中20に計画曲線11に沿う多
数のグラウト孔を削孔し、上池30の下面の地中に防水
グラウトを施工する。
FIG. 13 shows an example in which the present invention is applied to a still water grout injection hole such as the upper pond 30 of a pumped storage power plant. The pumped-storage power generation pumps water into the upper pond 30 using nighttime electric power, and operates the power plant 31 via the water conduit 32 at the peak of the electric power consumption. The upper pond 30 needs to prevent water from penetrating underground, but in recent years there are few upper pond development sites with good ground, and it is important to prevent water leakage. In this case, a number of grout holes are cut from the ground surface 21 to the underground 20 along the planned curve 11, and waterproof grout is constructed under the lower surface of the upper pond 30.

【0015】図14は、海33を横断する海底トンネル
等の調査ボーリングに本発明を適用した例を示すもので
ある。従来このような調査は、海上から複数の垂直ボー
リングを行って地質等を調査する。この場合、トンネル
経路の数点の位置のデータしか得られず、その中間は推
定によるものであった。これを明確にするためには調査
トンネルを掘削して確認するほかはなかった。これに対
し、本発明の方法によれば、海底トンネルの予定線に沿
う計画曲線11に沿って超小口径の孔を掘削して、連続
的に地質調査等を行うことができ、安価に短期間に完全
な調査が可能となる。なおこの例は、海33を横断する
トンネルの例で説明したが、海33の代りに陸地であっ
ても同様の技術となる。
FIG. 14 shows an example in which the present invention is applied to survey drilling of a submarine tunnel or the like that crosses the sea 33. Conventionally, such a survey is carried out by performing a plurality of vertical drillings from the sea to investigate the geology and the like. In this case, only the data of several positions of the tunnel route were obtained, and the middle was based on the estimation. The only way to clarify this was to drill and confirm the survey tunnel. On the other hand, according to the method of the present invention, it is possible to excavate a hole having a very small diameter along the planned curve 11 along the planned line of the submarine tunnel, and to continuously perform geological surveys, etc. In the meantime, a complete investigation is possible. Although this example has been described with reference to an example of a tunnel crossing the sea 33, the same technology is applied to a land instead of the sea 33.

【0016】図15は、都市の地下にトンネル34を施
工する場合に、これに先だって計測孔を設けておく場合
に適用する例である。立坑35内から、例えば、トンネ
ル34の経路の上方の地中20に計画曲線11に沿って
超小口径孔を掘削しておき、地中の応力、変位等を計測
し、地盤沈下等のチェックを行う。この超小径孔はトン
ネルの数m上方にトンネルに沿って設けておくことによ
り、トンネル掘削に伴なう変位、地盤の緩み等を正確に
把握することができるようになった。
FIG. 15 shows an example applied to a case where a measurement hole is provided prior to the construction of a tunnel 34 underground in a city. From the inside of the shaft 35, for example, a very small diameter hole is excavated along the planned curve 11 in the underground 20 above the path of the tunnel 34, and the underground stress, displacement, etc. are measured, and the subsidence check is performed. I do. By providing this ultra-small hole along the tunnel several meters above the tunnel, it is possible to accurately grasp the displacement and the loosening of the ground accompanying the tunnel excavation.

【0017】図16(a)、(b)は、施工すべきトン
ネル36の周囲に多数の計画曲線11に沿う多数の超小
口径孔を掘削し、この孔から固化材、例えば水ガラス
系、セメント系の固化材を地中に注入し、止水工を施し
てからトンネルの掘削を開始する例を示している。施工
すべきトンネル36が地下水レベル37より下方にある
場合に、固化材等の薬注に代り、冷却媒体を供給する凍
結工法を用いることもできる。図17(a)は既設のト
ンネル覆工の背面が、長年の水などの影響によって、疎
になったり損傷してきているときに、トンネル自体の健
全性を保つための補修用超小径孔を示すものである。従
来は、このような補修は図17(b)に示すように、ト
ンネル内に作用機械54を持ち込み注入孔掘削、補修材
注入を行っていた。従って、鉄道用トンネルでは工事が
交通の制約を受け、道路用トンネルでは工事の影響によ
り交通規制を受けるという大変な問題があった。これに
対して本工法によれば、図17(a)に示すようにトン
ネル36の外部からトンネルの長手方向に孔を通して施
工することができ、上記問題はすべて解消することがで
きる。
FIGS. 16 (a) and 16 (b) show that a number of ultra-small holes along the planned curve 11 are excavated around a tunnel 36 to be constructed, and a solidifying material, for example, a water glass system, is cut out from these holes. An example is shown in which a cement-based solidified material is injected into the ground, water is stopped, and then tunnel excavation is started. When the tunnel 36 to be constructed is below the groundwater level 37, a freezing method of supplying a cooling medium may be used instead of chemical injection of a solidified material or the like. FIG. 17 (a) shows an ultra-small hole for repair to maintain the soundness of the tunnel itself when the back surface of the existing tunnel lining has become sparse or damaged due to the effects of water or the like for many years. Things. Conventionally, for such repair, as shown in FIG. 17 (b), the working machine 54 was brought into the tunnel to perform injection hole excavation and repair material injection. Therefore, there is a serious problem that construction is restricted by traffic in a railway tunnel and traffic is restricted by a construction in a road tunnel. On the other hand, according to the present construction method, as shown in FIG. 17A, the construction can be performed from the outside of the tunnel 36 through the hole in the longitudinal direction of the tunnel, and all the above problems can be solved.

【0018】図18は、豪雪地帯や山地における送電線
の地下埋設地中化の例を示すものである。鉄塔を立てて
送電線を架設する方式では、豪雪地帯では雪害による送
電線事故が避けられない。このような事故の発生を防止
するため、トレンチ掘削埋設工法により埋設工38が行
われている。このような場合に、高い山39を横断する
位置では、計画曲線11に沿って地下に地中孔を設け、
この孔の中に送電線を挿通する。
FIG. 18 shows an example of underground burial of a transmission line in a heavy snowfall area or a mountain area. In the method of erection of transmission lines by erecting a tower, transmission line accidents due to snow damage are unavoidable in heavy snowfall areas. In order to prevent such an accident from occurring, the burying work 38 is performed by a trench excavation burying method. In such a case, at a position crossing the high mountain 39, an underground hole is provided underground along the planned curve 11,
A transmission line is inserted into this hole.

【0019】図19は、施工すべきトンネル40が含水
層41を通過するとき等に、従来は、掘削切羽面から水
抜きボーリングや止水ボーリングを行い、水処理をした
後掘削を行うというサイクルにより掘削進行していた。
本発明では、掘削切羽面より後方で、トンネル掘削作業
に影響を与えることなく平行的に計画曲線11に沿って
超小口径孔を掘削し、排水工、止水工を行う。
FIG. 19 shows a cycle in which, when the tunnel 40 to be constructed passes through the water-containing layer 41, draining boring and water stopping boring are conventionally performed from the excavation face, water excavation is performed after water treatment. Excavation was in progress.
In the present invention, an ultra-small diameter hole is excavated along the planning curve 11 in parallel without affecting the tunnel excavation work behind the excavation face, and drainage work and water stop work are performed.

【0020】図20は飛行場42の滑走路43を横断す
る位置相互間、例えば飛行場施設44と油タンク45や
レーダーサイト46との間等に、油送管、送電線、通信
ケーブル、物流管等を設置する場合を示している。この
場合、地上の施設や運営になんらの制約を受けることな
く滑走路43の下方に計画曲線を設定し、これに沿って
超小径掘削孔を施工することができる。
FIG. 20 shows oil pipes, transmission lines, communication cables, distribution pipes, etc. between positions crossing the runway 43 of the airfield 42, for example, between the airfield facility 44 and the oil tank 45 or the radar site 46. Is shown. In this case, a planned curve can be set below the runway 43 without any restrictions on the facilities and operation on the ground, and an ultra-small borehole can be constructed along this curve.

【0021】図21には、土壌・地下水汚染層48のモ
ニター孔又は対策孔を施工する場合の例を示した。土壌
・地下水汚染層48等は、地下の不透水層47の上に滞
留したり、地下水と共に移動したり拡散したりする。本
発明によって汚染を監視すべき区域又は汚染された層に
沿って一次元〜三次元的に配置された計画曲線11に沿
って掘削孔を施工し、土壌・地下水汚染のモニター孔又
は対策孔とすることができる。この場合、図21に示す
ように、建築物、構築物等49の下方の汚染にも効果的
に対応することができる。また、汚染対策として、汚染
物質の除去、無害化、固化、封止、その他の各種の対策
に対応することができる。
FIG. 21 shows an example in which a monitoring hole or a countermeasure hole in the soil / groundwater contaminated layer 48 is constructed. The soil / groundwater contaminated layer 48 or the like stays on the underground impermeable layer 47 and moves or diffuses with the groundwater. According to the present invention, a drilling hole is constructed along a planned curve 11 arranged one-dimensionally to three-dimensionally along an area or a contaminated layer where contamination is to be monitored, and a hole for monitoring soil or groundwater contamination or a hole for countermeasures. can do. In this case, as shown in FIG. 21, it is possible to effectively cope with contamination below the building 49 or the like. Further, as a countermeasure against contamination, it is possible to cope with removal, detoxification, solidification, sealing, and other various countermeasures of contaminants.

【0022】図22は地盤改良に適用する例である。改
良を必要とする地盤50中に、必要数と必要配置に従っ
て計画曲線11を設定し、この計画曲線11に沿って孔
を掘削し、薬注等を行う。地盤改良が必要な区域50は
地表近くからある深度まででもよく、地中の特定の地層
でもよく、また建築物等の下方の区域でも良い。図23
は地盤の液状化対策のために本発明を適用する例を示し
ている。地震時における地盤の液状化対策としては、従
来、地盤の密度の増大、地盤を構成する地層の粒度改良
又は固結、含有水の飽和度の低下、間隙水圧の消散、せ
ん断変形の抑制等が行われている。従来、地盤の密度の
増大手段は、地表又は浅層を地上から圧密施工する技術
又はサンドドレーン等垂直孔を施工するものである。ま
た、粒度改良又は固結手段もボーリングによるグラウチ
ング以外は地表からの土砂の置換又は混合処理であり、
また従来の含有水の飽和度の低下、間隙水圧の消散、せ
ん断変形の抑制等の手段も地表からせいぜい20m程度
までの垂直孔によるウエルポイント、グラベルドレー
ン、シートパイル等によるものである。これに対して、
本発明では、深度、方向、経路を自由に決定し、例え
ば、液状化の可能性のある地層51内に計画曲線11を
設定し、これに沿った孔を掘削し、上述の各種の対策に
対応することができる。本発明の工法によれば建築物5
3の下方でも施工することが可能であり、また地下水位
52より深層の液状化の可能性のある地層51だけを選
別して対策することも可能である。また液状化の可能性
がある地層51の土砂粒子の固結また孔を固化すること
によって地層の密度を増大し、せん断変形抑制をするこ
とができる。また孔と孔との間に薬液注入その他の処理
を行うことによってせん断変形の抑制を達成することが
でき、又はドレーンを孔内に設置することによって間隙
水圧を消散させることもできる。また、土砂の液状化の
原因となる砂層等の含水の飽和度の低下を図るために、
孔内に設置したパイプから極く微細な空気泡を地層内に
送り込むという新規な液状化対策をとることもできる。
FIG. 22 shows an example applied to ground improvement. A planned curve 11 is set in the ground 50 requiring improvement according to a required number and a required arrangement, and a hole is excavated along the planned curve 11 to perform chemical injection or the like. The area 50 requiring ground improvement may be from near the surface to a certain depth, a specific underground layer, or a lower area such as a building. FIG.
Shows an example in which the present invention is applied as a measure against liquefaction of the ground. Conventionally, measures against liquefaction of the ground during an earthquake include increasing the density of the ground, improving or consolidating the size of the stratum constituting the ground, decreasing the saturation of contained water, dissipating pore water pressure, suppressing shear deformation, etc. Is being done. Conventionally, the means for increasing the density of the ground is a technique of compacting the ground surface or a shallow layer from the ground or a technique of constructing a vertical hole such as a sand drain. In addition, except for grouting by boring, grain size improvement or consolidation means is replacement or mixing of earth and sand from the surface,
Further, conventional means for lowering the degree of saturation of contained water, dissipating pore water pressure, suppressing shear deformation, and the like also use well points, gravel drains, sheet piles, and the like formed by vertical holes up to about 20 m from the ground surface. On the contrary,
In the present invention, the depth, direction, and route are freely determined. For example, the planned curve 11 is set in the liquefaction-possible stratum 51, and a hole along this is excavated. Can respond. According to the method of the present invention, the building 5
It is also possible to carry out the work below 3, and it is also possible to take measures by selecting only the liquefied formation 51 deeper than the groundwater level 52. In addition, by consolidating the earth and sand particles or solidifying the pores of the formation layer 51 which may be liquefied, the density of the formation layer can be increased and the shear deformation can be suppressed. In addition, it is possible to achieve suppression of shear deformation by injecting a chemical solution or the like between the holes, or to disperse pore water pressure by installing a drain in the holes. In addition, in order to reduce the saturation of water containing, such as sand layers that cause liquefaction of earth and sand,
A new liquefaction countermeasure can be taken in which extremely fine air bubbles are sent into the stratum from a pipe installed in the hole.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、超小口径削孔工法を各
種の用途に利用することができ、配管、輸送、通信、発
電、送配電、地下構造物、トンネル等土木を含む広い技
術分野に適用することができ、省力、合理化、工期短
縮、資金効率化等に寄与するところが大である。
According to the present invention, the ultra-small bore drilling method can be used for various applications, and a wide range of technologies including civil engineering such as piping, transportation, communication, power generation, power transmission and distribution, underground structures, tunnels and the like. It can be applied to various fields and greatly contributes to labor saving, rationalization, shortening of construction period, and improvement of fund efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の超小口径削孔工法を示す地中断面図で
ある。
FIG. 1 is an underground sectional view showing an ultra-small bore drilling method according to an embodiment.

【図2】掘削ツールの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a drilling tool.

【図3】掘削ツールの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a drilling tool.

【図4】河川横断の超小口径削孔を示す地中断面図であ
る。
FIG. 4 is an underground sectional view showing an ultra-small bore drilling across a river.

【図5】陸揚げ、汀線アプローチの超小口径削孔を示す
地中断面図である。
FIG. 5 is an underground cross-sectional view showing an ultra-small bore drilling by landing and shoreline approach.

【図6】都市部地下横断の超小口径削孔を示す地中断面
図である。
FIG. 6 is an underground sectional view showing an ultra-small bore drilling underground in an urban area.

【図7】都市部地下横断の超小口径削孔を示す地中断面
図である。
FIG. 7 is an underground sectional view showing an ultra-small bore drilling underground in an urban area.

【図8】山地横断の超小口径削孔を示す地中断面図であ
る。
FIG. 8 is an underground sectional view showing an ultra-small bore drilling across a mountain area.

【図9】地滑り対策配水孔を示す地中断面図である。FIG. 9 is an underground sectional view showing a landslide countermeasure water distribution hole.

【図10】図9の平面図である。FIG. 10 is a plan view of FIG. 9;

【図11】図9の平面図である。FIG. 11 is a plan view of FIG. 9;

【図12】集水井の底部を縫う孔を示す地中断面図であ
る。
FIG. 12 is an underground sectional view showing a hole for sewing the bottom of the catchment well.

【図13】止水グラウトを示す地中断面図である。FIG. 13 is an underground sectional view showing a still water grout.

【図14】海底下トンネル等の調査ボーリングを示す地
中断面図である。
FIG. 14 is an underground sectional view showing an investigation boring of a subsea tunnel or the like.

【図15】都市トンネル計測孔を示す地中断面図であ
る。
FIG. 15 is an underground sectional view showing an urban tunnel measurement hole.

【図16】トンネル周囲の多数の超小口径孔を示す
(a)地中断面図、(b)部分斜視図である。
16A is an underground sectional view showing a number of ultra-small diameter holes around a tunnel, and FIG. 16B is a partial perspective view.

【図17】既設トンネルの背面の補修を示し、(a)斜
視図、(b)従来技術の説明図である。
FIGS. 17A and 17B show the repair of the back surface of the existing tunnel, and are a perspective view and an explanatory view of the prior art.

【図18】豪雪地帯送電線地中化を示す地中断面図であ
る。
FIG. 18 is an underground sectional view showing underground transmission lines in a heavy snowfall area.

【図19】トンネル掘削水抜きを示す地中断面図であ
る。
FIG. 19 is an underground sectional view showing drainage of tunnel excavation water.

【図20】飛行場の滑走路を横断する埋設管工事を示す
説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a buried pipe work crossing a runway of an airfield.

【図21】土壌、地下水汚染のモニター孔又は対策孔を
示す地中断面図である。
FIG. 21 is an underground sectional view showing a monitoring hole or a countermeasure hole for soil and groundwater contamination.

【図22】地盤改良を示す地中断面図である。FIG. 22 is an underground sectional view showing ground improvement.

【図23】液状化対策を示す地中断面図である。FIG. 23 is an underground sectional view showing liquefaction countermeasures.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ドリルパイプ 2 掘削ビット 3 マッドモータ 4 ベントサブ 5 測定器 6 非磁性カラー 10 掘削装置(推進装置) 11 計画曲線 20 地中 21 地表 23 河川 24 海洋、湖沼 25 防波堤 26 地上構造物 27 地下構造物 28 山岳、丘陵 29 地滑り区域 30 上池 31 発電所 32 導水路 33 海 34 トンネル 35 立坑 36 トンネル 37 地下水レベル 38 埋設工 39 高い山 40 トンネル 41 含水層 42 飛行場 43 滑走路 44 飛行場施設 45 油タンク 46 レーダーサイト 47 不透水層 48 汚染層 49 建築物、構築物等 50 改良を必要とする地盤 51 液状化の可能性のある地層 52 地下水位 53 建築物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drill pipe 2 Drill bit 3 Mud motor 4 Vent sub 5 Measuring instrument 6 Nonmagnetic collar 10 Drilling rig (propulsion device) 11 Planning curve 20 Underground 21 Ground surface 23 River 24 Ocean, lake and marsh 25 Breakwater 26 Above-ground structure 27 Underground structure 28 Mountains and hills 29 Landslide area 30 Upper pond 31 Power station 32 Headrace 33 Sea 34 Tunnel 35 Shaft 36 Tunnel 37 Groundwater level 38 Burial 39 High mountain 40 Tunnel 41 Water layer 42 Airfield 43 Runway 44 Airfield facility 45 Oil tank 46 Radar Site 47 Water-impervious layer 48 Contaminated layer 49 Buildings, structures, etc. 50 Ground requiring improvement 51 Geologic layer with potential liquefaction 52 Groundwater level 53 Building

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地表から地中に進入する計画曲線に沿っ
て、直径120〜230mmの掘削孔を掘削するに当
り、掘削すべき土質又は岩質に応じて掘進ツールの編成
を選定してドリルパイプの先端に装着し、該ドリルパイ
プを回転、押込、牽引し、測定器によってモニターされ
た孔の方位、傾斜、位置に応じて孔の軌跡を調整しなが
ら掘削孔を掘削することを特徴とする超小口径削孔工
法。
When drilling a borehole having a diameter of 120 to 230 mm along a planned curve that enters the ground from the ground surface, the formation of a drilling tool is selected according to the soil or rock quality to be drilled. Attaching to the tip of the pipe, rotating, pushing, and towing the drill pipe, and drilling a drill hole while adjusting the trajectory of the hole according to the direction, inclination, and position of the hole monitored by the measuring instrument. Small diameter drilling method.
【請求項2】 さらに、掘削流体をドリルパイプ内を経
て掘進ツールのビットのノズルから噴射して掘進し、ジ
ェット噴射を偏向するか又はベントサブにより孔の軌跡
を調整することを特徴とする請求項1記載の超小口径削
孔工法。
2. The drilling machine according to claim 1, wherein the drilling fluid is jetted from the nozzle of the bit of the drilling tool through the drill pipe and excavated to deflect the jet jet or adjust the trajectory of the hole by a vent sub. 1. The ultra-small bore drilling method according to 1.
【請求項3】 前記計画曲線は、河川横断経路、飛行場
滑走路横断、土壌・地下水汚染のモニター又は対策孔、
地盤改良用孔、液状化対策用孔、陸揚げ・汀線アプロー
チ、都市地下横断経路、山岳貫通経路、地滑り対策排水
経路、止水グラウト孔、調査ボーリング孔、トンネル計
測孔経路、トンネル周囲孔、送電線地中挿通経路、及び
トンネル掘削水抜き経路からなる群から選ばれた何れか
であることを特徴とする請求項1又は2記載の超小口径
削孔工法。
3. The planning curve comprises a river crossing path, an airfield runway crossing, a soil or groundwater contamination monitor or countermeasure hole,
Ground improvement hole, liquefaction countermeasure hole, landing / shoreline approach, urban underground route, mountain penetration route, landslide prevention drainage route, water stop grout hole, survey boring hole, tunnel measurement hole route, tunnel surrounding hole, transmission line The method according to claim 1 or 2, wherein the hole is selected from the group consisting of an underground insertion route and a tunnel excavation drainage route.
【請求項4】 前記計画曲線の用途は、パイプライン、
送電線路、光ファイバ経路、コージェネ、ライフライ
ン、排水路、計測孔、及び、注入孔からなる群から選ば
れた何れかの用途であることを特徴とする請求項1〜3
の何れかに記載の超小口径削孔工法。
4. The use of the planning curve is in a pipeline,
4. An application selected from the group consisting of a transmission line, an optical fiber route, a cogeneration, a lifeline, a drainage channel, a measurement hole, and an injection hole.
The ultra-small bore drilling method according to any one of the above.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002171666A (en) * 2000-11-29 2002-06-14 Osaka Gas Co Ltd Method for supplying energy and information
CN101793332A (en) * 2010-03-18 2010-08-04 中国石油化工集团公司 Horizontal directional drilling composite-curve pipeline crossing construction method
JP2015117945A (en) * 2013-12-16 2015-06-25 信吉 森元 Radioactive contaminated water treatment method and seal treatment method of reactor facility
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CN114060043A (en) * 2021-12-01 2022-02-18 中国铁建大桥工程局集团有限公司 Construction method for soil pressure balance shield to penetrate through composite stratum

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