JP2000220376A

JP2000220376A - パイプルーフ工法

Info

Publication number: JP2000220376A
Application number: JP11026296A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yokoo; 尾充横; Shohei Kato; 藤正平加; Hiroyuki Sekino; 野宏之関
Original assignee: Japan Drilling Co Ltd; Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Japan Drilling Co Ltd; Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-08
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP4204130B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長尺の掘削或いはパイプ建て込みを、直線・
曲線にかかわらず掘削予定線に沿って高精度にて行うこ
とが出来て、しかも、隣接する複数のパイプの建て込み
を効率良く行うことの出来る工法の提供。【解決手段】長尺のドリルロッド（１２）及び掘削ビ
ット（２２）を用いてパイプ建て込み用の掘削孔（Ｈ）
を掘削し、掘削孔（Ｈ）内に長尺のパイプ（１４）を建
て込み、所定本数のパイプ（１４）を建て込んだ後にパ
イプ（１４）の内外に注入材（ＭＳ）を注入し、前記掘
削孔（Ｈ）を掘削する際に、掘削軌道を修正しつつパイ
プルーフの予定線（Ｔ−Ｖ）に沿ってドリルロッド（１
２）及び掘削ビット（２２）を進行せしめている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパイプルーフ工法に
関し、特に、トンネルを掘削する以前に、パイプルーフ
の予定線に沿って且つトンネル横断面の上方に、複数の
パイプを建て込むパイプルーフ工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この様なパイプルーフ工法は、支保が困
難な施工環境において、安全且つ確実にトンネル等の掘
削を行うことが出来るので、広範囲に用いられている。

【０００３】図２０は、パイプルーフ工法によるトンネ
ルパイプルーフ工法の概要を示しており、パイプルーフ
の予定線Ｔ−Ｖに沿って、掘削されるべきトンネル横断
面に対応する領域ＰＴの上方或いは周囲に、複数のパイ
プ１４・・・が建て込まれた状態が示されている。複数
のパイプ１４・・・を建て込むことにより、トンネル上
方或いは周囲の土圧を支持する屋根（ルーフ）として機
能せしめ、以てトンネル内の作業を安全ならしめている
のである。

【０００４】しかし、従来のパイプルーフ工法では削孔
精度が悪く且つ削孔途中の方向制御が出来ないので、長
尺の掘削を行うと、掘削孔の位置が所望の位置から離隔
してしまうという問題が存在する。例えば図２０で示す
様に、複数のパイプ１４・・・の内、２点鎖線で示すパ
イプの様に、パイプルーフの予定線Ｔ−Ｖから離隔して
しまい、パイプルーフとしての機能を奏することが困難
になる。

【０００５】そのため従来は、図２１で示す様に、拡幅
部Ｗを断続的に設け、拡幅部Ｗ間の短い区間ごとにパイ
プの建て込みを行っていた。しかし、短い区間毎にパイ
プの建て込みを行った結果、掘削孔の掘削、パイプの建
て込み、モルタルやセメントミルク等の注入材の注入、
といった作業を多数回繰り返して行わなければならず、
作業に費される労力が多大となってしまう。さらに、従
来のパイプルーフ工法においては、曲線部分はごく一部
の例外を除いて施工できず、直線部のみの施工となる。
例外的に、曲線部分を施工する方法は、パイプの口径が
大きい場合のみ行われ、施工コストが高額となってしま
うので、さほど実用化はされていないのが現状である。
図２２において、パイプルーフの予定線Ｔ−Ｖが湾曲し
ている場合には、直線状のパイプ１４の端部１４Ｅはパ
イプルーフの予定線から離隔してしまい、パイプルーフ
としての機能を発揮する事が困難となってしまう。

【０００６】その他の従来技術として、例えばフォアパ
イリング工法が存在する。しかし、フォアパイリング工
法では、削孔と掘削と支保工で段取り替えが必要であ
る。また、図２３で示す様に、フォアパイリング工法で
は余掘部分ＡＤＣを必要とするが、余剰掘削部分ＡＤＳ
の多量の掘削土の処理コスト、及び掘削部分へ注入する
べき注入剤のコストが無視出来ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたもので、掘削或いはパ
イプ建て込みを直線或いは曲線に限らず、また特に１０
０ｍを超える長距離のパイプルーフの予定線に沿って高
精度にて行うことが出来て、しかも、掘削についての余
剰部分が発生しない様なパイプルーフ工法の提供を目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者は種々研究の結
果、測定器で掘削位置を測定し、掘削方向或いは掘削軌
道を修正しつつ、水平孔掘削機によって長尺のドリルロ
ッドを押し、引き、回転させて地盤を掘削（或いは削
孔）、進行する所謂「リードドリル工法」を応用すれ
ば、パイプルーフ工法或いはフォアパイリング工法によ
るパイプルーフ工法に極めて有効であると判断した。

【０００９】本発明のパイプルーフ工法は、ドリルロッ
ド及び掘削ビットを用いてパイプ建て込み用の掘削孔を
掘削する工程と、該工程により掘削された掘削孔内にパ
イプを建て込む工程と、所定本数のパイプを建て込んだ
後にパイプの内外に注入材を注入する工程とを含み、前
記掘削孔を掘削する工程では掘削軌道を修正しつつパイ
プルーフの予定線に沿ってドリルロッド及び掘削ビット
を進行せしめていることを特徴としている。

【００１０】また本発明のパイプルーフ工法は、先端に
掘削ビットを有するドリルロッドをパイプ内に挿入し、
該パイプの先端から掘削ビットが突出した状態で地盤を
掘削し、パイプ建て込み用の掘削孔の掘削とパイプの建
て込みとを同時に行う工程と、ドリルロッド及び掘削ビ
ットを回収する工程と、所定本数のパイプを建て込んだ
後にパイプの内外に注入材を注入する工程とを含み、掘
削及び建て込みを行う工程では掘削軌道を修正しつつパ
イプルーフの予定線に沿ってドリルロッド及びパイプを
進行せしめていることを特徴としている。

【００１１】さらに本発明のパイプルーフ工法は、先端
に掘削ビットを有するドリルロッドをパイプ内に挿入
し、該パイプの先端から掘削ビットが突出した状態で地
盤を掘削し、パイプ建て込み用の掘削孔の掘削とパイプ
の建て込みとを同時に行う工程と、ドリルロッドから掘
削ビットを切り離して掘削ビット以外の掘削編成を回収
する工程と、所定本数のパイプを建て込んだ後にパイプ
の内外に注入材を注入する工程とを含み、掘削及び建て
込みを行う工程では掘削軌道を修正しつつパイプルーフ
の予定線に沿ってドリルロッド及びパイプを進行せしめ
ていることを特徴としている。

【００１２】そして本発明のパイプルーフ工法は、ドリ
ルロッド及び掘削ビットを用いてパイプ建て込み用の掘
削孔を掘削する工程と、該工程により掘削された掘削孔
内に注入材を注入する工程と、注入材が充填された掘削
孔内にパイプを建て込む工程とを含み、前記掘削孔を掘
削する工程では掘削軌道を修正しつつパイプルーフの予
定線に沿ってドリルロッド及び掘削ビットを進行せしめ
ていることを特徴としている。

【００１３】或いは本発明のパイプルーフ工法は、ドリ
ルロッド及び掘削ビットを用い且つ注入材を混合した泥
水を充填した状態でパイプ建て込み用の掘削孔を掘削す
る工程と、該工程により掘削された掘削孔内にパイプを
建て込む工程とを含み、前記掘削孔を掘削する工程では
掘削軌道を修正しつつパイプルーフの予定線に沿ってド
リルロッド及び掘削ビットを進行せしめていることを特
徴としている。

【００１４】これに加えて本発明のパイプルーフ工法
は、先端に掘削ビットを有するドリルロッドをパイプ内
に挿入し、該パイプの先端から掘削ビットが突出した状
態で且つ注入材を混合した泥水を充填した状態で地盤を
掘削し、注入材の注入とパイプ建て込み用の掘削孔の掘
削とパイプの建て込みとを同時に行う工程と、ドリルロ
ッド及び掘削ビットを回収する工程とを含み、注入と掘
削と建て込みを行う工程では掘削軌道を修正しつつパイ
プルーフの予定線に沿ってドリルロッド及びパイプを進
行せしめていることを特徴としている。

【００１５】また本発明のパイプルーフ工法は、先端に
掘削ビットを有するドリルロッドをパイプ内に挿入し、
該パイプの先端から掘削ビットが突出した状態で且つ注
入材を混合した泥水を充填した状態で地盤を掘削し、注
入材の注入とパイプ建て込み用の掘削孔の掘削とパイプ
の建て込みとを同時に行う工程と、ドリルロッドから掘
削ビットを切り離して掘削ビット以外の掘削編成を回収
する工程とを含み、注入と掘削と建て込みを行う工程で
は掘削軌道を修正しつつパイプルーフの予定線に沿って
ドリルロッド及びパイプを進行せしめていることを特徴
としている。

【００１６】本発明の実施に際して、掘削孔の掘削工程
がパイプの建て込み工程に先行する場合には、ドリルロ
ッド及び掘削ビットを用いてパイプ建て込み用の掘削孔
を掘削する工程で、先行して建て込まれたパイプに設け
た継手とドリルロッドに設けた継手とを係合して、ドリ
ルロッドはパイプの継手で案内されつつ掘削を行い、以
て、先行して建て込まれたパイプと連結して建て込まれ
る様にパイプ建て込み用の掘削孔を掘削するのが好まし
い。

【００１７】また、パイプ建て込み用の掘削孔の掘削と
パイプの建て込みとを同時に行う場合には、パイプ建て
込み用の掘削孔の掘削とパイプの建て込みとを同時に行
う工程で、先行して建て込まれたパイプに設けた継手と
後発して掘削を行っているパイプに設けた継手とを係合
して、後発のパイプは先行するパイプの継手で案内され
つつ掘削を行い、以て、先行して建て込まれたパイプと
連結して建て込まれる様にパイプ建て込みを行うのが好
ましい。

【００１８】ここで、掘削孔の掘削工程がパイプの建て
込み工程に先行する場合には、ドリルロッド及び掘削ビ
ットを用いてパイプ建て込み用の掘削孔を掘削する工程
で、ドリルロッドにガイド管を取り付け且つ先行して建
て込まれたパイプにガイド管の大径リングを通し、ドリ
ルロッドが先行して建て込まれたパイプに案内されて掘
削を行い、以て、先行して建て込まれたパイプと連結し
て建て込まれる様にパイプ建て込み用の掘削孔を掘削す
るのが好ましい。

【００１９】そして、パイプ建て込み用の掘削孔の掘削
とパイプの建て込みとを同時に行う場合には、パイプ建
て込み用の掘削孔の掘削とパイプの建て込みとを同時に
行う工程で、後発的に建て込まれるパイプにガイド管を
取り付け且つ先行して建て込まれたパイプにガイド管の
大径リングを通し、後発のパイプは先行して建て込まれ
たパイプに案内されつつ掘削及び建て込みを行い、以
て、先行して建て込まれたパイプと連結するように建て
込まれるのが好ましい。

【００２０】さらに本発明の実施に際しては、パイプ同
士が間隔を空けて建て込まれる様にする事が可能であ
る。

【００２１】ここで本発明では、ドリルロッド及び掘削
ビットを用いて、或いはドリルロッドをパイプの内側に
位置せしめて、掘削孔の掘削を行う際に、測定器で掘削
位置を測定し、掘削方向或いは掘削軌道を修正しつつ、
水平孔掘削機を用いて、ドリルロッド或いはパイプを操
作して地盤を掘削（或いは削孔）する。

【００２２】係る構成を具備する本発明によれば、掘削
孔を掘削するに際して、掘削軌道を修正しつつパイプル
ーフの予定線に沿ってドリルロッド及び掘削ビットを進
行せしめているので、掘削方向或いは掘削軌道が所望の
軌道からずれてしまったならば、直ちに軌道修正するこ
とが出来る。同様に、長尺のドリルロッドを長尺のパイ
プ内に挿入し、該パイプの先端から掘削ビットが突出し
た状態で地盤の掘削と、長尺のパイプの建て込みとを同
時に行うに際しては、掘削軌道を修正しつつパイプルー
フの予定線に沿ってドリルロッド及び長尺のパイプを進
行せしめているので、掘削軌道が所望の軌道からずれて
も、直ちに軌道修正することが出来る。

【００２３】すなわち本発明によれば、長尺のドリルロ
ッドや長尺のパイプを用いて、長尺の掘削或いはパイプ
建て込みを、掘削予定線に沿って、高精度にて行うこと
が出来る。そして、長尺のドリルロッドや長尺のパイプ
を用いることが出来る結果、拡幅部を設ける必要が無
く、また、短い区間毎に区切って施工する必要が無くな
る。

【００２４】また、長尺のパイプを複数埋め込むので、
フォアパイリング工法の様な余剰掘削部分は発生しな
い。

【００２５】さらに、継手同士の係合或いはガイド管を
使用することにより、先行して建て込まれたパイプを、
隣接する掘削孔を掘削するドリルロッド或いは後発的に
立て込まれるパイプの案内部材として利用することが出
来るので、所定の線形で、複数のパイプを迅速に建て込
むことが出来る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図１−図１９を参照して、
本発明の実施形態について説明する。ここで、図中、同
一の部材には同一の符号を付してある。

【００２７】図１−図５は、本発明によるトンネル掘削
及びその補助工法、より詳細にはパイプルーフ工法によ
って支保工を構成するトンネル断面の概要を示してい
る。図１において、符号Ｇはトンネルを掘削しようとす
る地盤を示し、符号ＰＴで示すのが掘削するべきトンネ
ルの横断面に対応する領域であり、２点鎖線Ｔ−Ｖは掘
削しようとするトンネルの予定線を示しており、符号１
０は水平孔掘削機を示している。

【００２８】水平孔掘削機１０は、ドリルロッド１２を
回転させたり、押し込んだり、引き込む機能を有してお
り、方向を制御しながらドリルロッド１２先端の図示し
ないビットにより、トンネルのパイプルーフの予定線Ｔ
−Ｖ直上に沿って地盤Ｇを掘削する。より詳細には、ト
ンネル横断面に対応する領域ＰＴの直上及び周囲の位置
を、パイプルーフの予定線Ｔ−Ｖに沿って掘削するので
ある。なお図１において、ドリルロッド１２を用いて掘
削される掘削孔（図１では点線で示す）は、符号Ｈで示
されている。

【００２９】次に、図２で示す様に、ドリルロッド１２
（図１）を用いて方向を制御しつつ掘削された掘削孔Ｈ
に、水平孔掘削機１０により、パイプルーフ用の鋼管
（或いはパイプ）１４を建て込む。ここで水平孔掘削機
１０は、ドリルロッド１２のみならず、パイプ１４を回
転させたり、押し込んだり、引き込む機能を有している
のである。

【００３０】明確には図示されていないが、ドリルロッ
ド１２を用いて掘削された掘削孔Ｈに、パイプ１４を建
て込むのに代えて、パイプ１４自体により削孔を行って
も良い。この場合においても、先端に掘削ビットを備え
た長尺のパイプ１４を、水平孔掘削機１０により、回転
し、押し込み、引き込むことにより、地盤Ｇをパイプル
ーフの予定線Ｔ−Ｖに沿って掘削するのである。

【００３１】図３において、ドリルロッド１２を用いて
掘削してパイプ１４を建て込み、或いは、パイプ１４自
体で削孔した後に、図示しないモルタル注入機構によ
り、パイプ１４内外にモルタルを注入する。なお、図３
中の符号１４Ｍは、内外にモルタルを注入したパイプを
示している。

【００３２】この様に、内外にモルタルを注入したパイ
プ１４Ｍを所定数だけ構成した後に、図４及び図５で示
す様に、パイプルーフの予定線Ｔ−Ｖに沿って、トンネ
ルＴを掘削する。ここで、トンネルＴの天井部分は、パ
イプ１４及び注入されたモルタルにより、支保工を形成
する事が出来る。

【００３３】ここで、パイプ１４の配置に際して、図４
及び図５で示す様に円弧状に配置することに限定するも
のではない。図６で示す様に、パイプルーフ工法では、
トンネル横断面の予定形状、或いは、地下構造物ＳＧを
避ける様に、パイプ１４・・・を配置出来るのである。
なお、パイプルーフ工法の実施に際して、本発明は複数
のパイプを一定間隔で建て込むことも、図６で示す様
に、間隔を空けずに建て込むこともできる。より詳細に
述べると、隣り合う複数のパイプの離隔或いは接触につ
いては、図２５で示す様に、３通りの態様が存在する。
すなわち、図２５の（イ）で示す様に、隣り合うパイプ
１４、１４及び周囲のグラウト充填部５０、５０の双方
とも離隔している態様と、図２５の（ロ）で示す様に、
パイプ１４、１４は離隔しているがグラウト充填部５
０、５０は接触している態様と、図２５（ハ）で示す様
に、パイプ１４、１４同士が接触している（当然にグラ
ウト充填部５０、５０同士も接触している）態様、とが
ある。そして、パイプ同士が隙間無く建て込まれた状態
としては、図２５（ロ）の状態と、図２５（ハ）の状態
の双方が該当する。図２５（ロ）の状態では、パイプ同
士がグラウトを介して一体化されており、パイプ周辺土
砂の崩落防止効果や止水効果は問題ない。

【００３４】図７−図１６は、ドリルロッドを用いた掘
削（図１参照）及びパイプ１４を建て込む際における種
々の実施形態を示している。図７は、ドリルロッド１２
を用いた掘削行程、及びパイプ１４を一定間隔で建て込
む工程における最も基本的な実施形態を示している。

【００３５】図７において、先ず（ａ）で示す様に、ド
リルロッド１２（図１参照：図７では図示せず）の先端
には、計測装置２０及び掘削用のビット２２が設けられ
ている。ここで計測装置２０は、ビット２２により地盤
Ｇのどの部分が掘削されているかを検出する。またベン
トサブ２１は、計画線Ｔ−Ｖに沿って掘削が行われる様
に制御するための装置である。また、ビット２２は、地
盤Ｇの土質等により適宜選定される。なお、ドリルロッ
ド１２先端、計測装置２０、ビット２２は、「掘削編
成」と総称され、全体が符号３０で示されている。

【００３６】図７の（ａ）において、矢印Ｄは掘削編成
による掘削・進行方向である。

【００３７】所定の掘削孔Ｈの掘削が完了したならば、
図７の（ｂ）で示す様に、掘削孔Ｈから掘削編成を引き
抜いて回収する。図７の（ｂ）において、矢印Ｐは、掘
削編成３０の引き抜き方向を示している。

【００３８】そして、図７の（ｃ）で示す様に、穿孔さ
れた掘削孔Ｈにパイプルーフ用のパイプ１４を挿入す
る。ここでパイプ１４は、掘削孔Ｈの曲率等に追従出来
る程度の可撓性を有しており、図１の水平孔掘削機１０
（図７では図示せず）等により建て込まれる。なお、図
７の（ｃ）における矢印Ｄ１４は、パイプ１４の挿入方
向或いは建て込み方向を示している。

【００３９】パイプ１４を掘削孔Ｈに建て込んだなら
ば、図７の（ｄ）で示す通り、セメントミルク或いはモ
ルタル等ＭＳをパイプ１４の内側に充填（中込注入）
し、パイプ１４の外側に充填（裏込注入）する。これに
より、図３で符号１４Ｍによって示す様な、内外にモル
タルを注入したパイプが形成される。

【００４０】図８も、ドリルロッド１２を用いた掘削行
程、及びパイプ１４を一定間隔で建て込む工程における
他の実施形態を示している。先ず、図８の（ａ）で示す
様に、先端に掘削ビット２２ｓを設けたドリルロッド１
２を長尺のパイプ１４の内側に挿入し、掘削ビット２２
ｓのみがパイプ１４の先端よりも突出している様な形態
に構成する。そして、水平孔掘削機１０（図８では図示
せず）を用いて掘削編成による掘削とパイプ１４の建て
込みとを同時に行う。ここでビット２２ｓは、その外径
が可変に構成されており、掘削時にはパイプ１４の外径
よりも大きいが、後述する掘削編成回収時にはパイプ１
４の内径よりも小さくなるタイプのビットである。

【００４１】所定の掘削孔Ｈの掘削が完了したならば、
ビット２２ｓの外径がパイプ１４の内径よりも小さくな
るまでを縮径して、図８の（ｂ）で示す様に、掘削孔Ｈ
から掘削編成３０（ドリルロッド１２先端、計測装置２
０、ベントサブ２１、ビット２２ｓ）を引き抜いて回収
する。但し、図８の（ｂ）で示す通り、パイプ１４はそ
のまま残留する。

【００４２】そして、図８の（ｃ）で示す通り、セメン
トミルク或いはモルタル、薬液、自硬性泥水等ＭＳをパ
イプ１４の内側に充填（中込注入）し、パイプ１４の外
側に充填（裏込注入）する。これにより、図３で符号１
４Ｍによって示す様な、内外にモルタルを注入したパイ
プが形成される。

【００４３】図９は、ドリルロッド１２を用いた掘削行
程、及びパイプ１４を一定間隔で建て込む工程における
さらに別の実施形態を示している。図９の（ａ）におい
ては、上述した図８の実施形態における（ａ）で示す工
程と同様に、先端に掘削ビット２２Ａを設けたドリルロ
ッド１２を長尺のパイプ１４の内側に挿入し、掘削ビッ
ト２２Ａのみがパイプ１４の先端よりも突出している様
な形態に構成し、水平孔掘削機１０（図９では図示せ
ず）を用いて掘削編成による掘削とパイプ１４の建て込
みとを同時に行う。

【００４４】明確には図示されていないが、図９の実施
形態で用いられる掘削ビット２２Ａは、外径が縮小する
タイプではない。このビット２２Ａは、所定の掘削孔Ｈ
が掘削されたならば、ロッド１２或いは計測装置２０
（図９では図示せず：図７参照）から簡単に切り離し可
能な構成となっている。なお掘削ビット２２Ａを切り離
す構造については、既存の切り離し可能な掘削ビットを
そのまま適用すれば良い。

【００４５】所定の掘削孔Ｈの掘削が完了したならば、
図９の（ｂ）で示す様に、ビット２２Ａをロッド１２或
いは計測装置２０（図９では図示せず：図７参照）から
切り離し、パイプ１４をそのまま残留して、掘削孔Ｈか
らビット２２Ａ以外の掘削編成３０を引き抜いて回収す
る。換言すれば、図９の実施形態では、ビット２２Ａが
埋め殺しになる点で、図８の実施形態とは相違するので
ある。

【００４６】そして、図９の（ｃ）で示す通り、セメン
トミルク或いはモルタル、薬液、自硬性泥水等ＭＳをパ
イプ１４の内側に充填（中込注入）し、パイプ１４の外
側に充填（裏込注入）して、図３で符号１４Ｍによって
示す様な、内外にモルタルを注入したパイプを形成する
のである。

【００４７】図７−図９では、ドリルロッド１２を用い
た掘削行程、及びパイプ１４を一定間隔で建て込む工程
における実施形態を示した。

【００４８】図１０−図１６は、前工程で建て込まれた
パイプとの隙間を無くした状態で隣接するべきパイプの
建て込みを行う際における実施形態が示されている。

【００４９】図１０の実施形態では、先ず工程（ａ）に
おいて、ロッド１２先端の掘削編成３０により、水平孔
掘削機１０（図１０では図示せず）を用いて、地盤Ｇに
掘削孔Ｈを掘削する。所定の掘削孔Ｈが掘削されたなら
ば、図１０の（ｂ）で示す様に、ドリルロッド１２及び
掘削編成３０を矢印Ｐ方向に引き抜く。そして工程
（ｃ）において、パイプ１４Ａの建て込みを行う。

【００５０】ここで、図１０で示す工程（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）については、図７の実施形態における工
程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と概略同一である。但し、図
１０で示す実施形態で用いられるパイプ１４Ａには、継
手１４Ｊが設けられている点で異なっている。

【００５１】次に、図１０の（ｄ）で示す通り、パイプ
１４Ａの継手１４Ｊと係合する様な継手１２Ｊを有する
ロッド１２Ａ及び先端の掘削編成により、掘削孔Ｈと連
続する掘削孔Ｈ２を掘削する。この際に、図１０の
（ｄ）及び（ｅ）で示されている様に、ロッド１２Ａの
継手１２Ｊがパイプ１４Ａの継手１４Ｊと係合した状態
で、矢印Ｄ方向に掘削が行われる。そして、継手１４Ｊ
及び継手１２Ｊがガイド部材として作用して、ロッド１
２Ａ及び先端の掘削編成（ビット２２、計測装置２０）
が掘削孔Ｈに連続した状態（隙間の無い状態：図２５の
（ロ）、（ハ）で示す状態）で掘削孔Ｈ２を掘削する様
に案内するのである。

【００５２】パイプ１４Ａの継手１４Ｊで案内された状
態で所定の掘削孔Ｈ２が掘削されたならば、ロッド１２
Ａ及び先端の掘削編成を引き抜く。そして、図１０の
（ｆ）で示す様に、掘削孔Ｈ２にパイプ１４Ａを建て込
む。図１０の（ｆ）からも明らかな様に、新たに建て込
まれるパイプ１４Ａの継手１４Ｊは、既に建て込まれて
いるパイプの継手１４Ｊと係合している。換言すれば、
隣接するべきパイプ１４Ａの継手１４Ｊ同士の係合によ
り、新たに建て込まれるパイプが案内されて、建て込ま
れたパイプ１４Ａが連続した状態、或いは隙間の無い状
態（図２５の（ロ）、（ハ）で示す状態）となるのであ
る。

【００５３】所定本数のパイプ１４Ａが隣接するパイプ
１４Ａ同士が隙間無く（図２５の（ロ）、（ハ）で示す
状態）建て込まれたならば、図１０の（ｇ）で示す様に
（図示の簡略化のため、２本のパイプのみが建て込まれ
た状態で示す）、セメントミルク或いはモルタル等ＭＳ
をパイプ１４の内側に充填（中込注入）し、パイプ１４
の外側に充填（裏込注入）するのである。

【００５４】図１１は、パイプ１４Ａに設けられる継手
１４Ｊの形状を例示しており、図１１の（ａ）で符号Ｊ
−１で示す雄・雌の継手は二港湾形と呼ばれ、（ｂ）で
示す継手はＷＬ（Ａ）形と呼ばれ、（ｃ）で示す継手は
ＷＬ（Ｂ）形と呼ばれ、（ｄ）で示す継手はＣＨ形と呼
ばれる。さらに図１１（ｅ）で示すような継手を使用す
る事も可能である。図１１（ｅ）で示す継手は、雄継手
・雌継手を組み合わせたものであり、継手部分における
捩れ或いはローリング現象を防止する効果を有する。

【００５５】図１２の実施形態では、先ず（ａ）で示す
様に、先端に掘削ビット２２ｓを設けたドリルロッド１
２が、継手１４Ｊを設けた長尺のパイプ１４Ａの内側に
配置されており、掘削ビット２２ｓのみがパイプ１４Ａ
の先端よりも突出している。そして、水平孔掘削機１０
（図１２では図示せず）を用いて掘削編成（ドリルロッ
ド１２先端、計測装置、ビット２２ｓ）による掘削と、
パイプ１４Ａの建て込みとを同時に行う。ビット２２ｓ
は、その外径が変化するタイプであり、掘削時にはパイ
プ１４の外径よりも大きいが、掘削編成回収時にはパイ
プ１４の内径よりも小さく縮径される。

【００５６】所定の掘削孔Ｈの掘削が完了したならば、
ビット２２ｓの外径をパイプ１４の内径よりも小さくな
るまでを縮径して、図１２の（ｂ）で示す様に、パイプ
１４Ａを残留したまま、掘削孔Ｈからドリルロッド１２
及びビット２２を引き抜いて回収する。ここで、図１２
で示す工程（ａ）、（ｂ）は、パイプ１４Ａに継手１４
Ｊが設けられている点を除けば、図８の実施形態におけ
る工程（ａ）、（ｂ）と概略同一である。

【００５７】次に、図１２の（ｃ）で示す通り、建て込
まれたパイプ１４Ａ（図１２（ｃ）では符号１４Ａ−１
で示す）に隣接した位置で、図１２の（ａ）で示す様な
構成を有するビット２２ｓ、ロッド１２、パイプ１４Ａ
−２によって、掘削孔Ｈ２の掘削と当該パイプ１４Ａ−
２の建て込みとを同時に行う。ここで、掘削及び建て込
みを同時に行う際に、先行して建て込まれたパイプ１４
Ａ−１の継手１４Ｊと、後発的に建て込まれたパイプ１
４Ａ−２の継手１４Ｊとが係合した状態で、矢印Ｄ方向
に掘削が行われる。すなわち、先行するパイプ１４Ａ−
１の継手１４Ｊがガイド部材として作用して、先行して
掘削された掘削孔Ｈに連続して、或いは隙間の無い状態
で、掘削孔Ｈ２が掘削される様に、後発のパイプ１４Ａ
−２を案内するのである。

【００５８】先行パイプ１４Ａ−１の継手１４Ｊで案内
された状態で所定の掘削孔Ｈ２が掘削されたならば、図
１２の（ｂ）で示す様に、ロッド１２Ａ及び先端の掘削
編成を引き抜く。ここで、パイプ１４Ａ−１とパイプ１
４Ａ−２とは、継手１４Ｊ同士の係合により、建て込ま
れたパイプ１４Ａが連続した状態となる。

【００５９】所定本数（図１２でも、図示の簡略化のた
め２本のみ示す）の隣接するパイプ１４Ａ同士が隙間無
く（図２５の（ロ）、（ハ）で示す状態）建て込まれた
ならば、図１２の（ｄ）で示す様に、セメントミルク或
いはモルタル等ＭＳをパイプ１４の内側に充填（中込注
入）し、パイプ１４の外側に充填（裏込注入）するので
ある。

【００６０】図１３で示す実施形態は、使用する掘削ビ
ット２２Ａは、外径が縮小するタイプではない。このビ
ット２２Ａは、所定の掘削孔Ｈが掘削されたならば、ロ
ッド１２或いは計測装置２０（図１３では図示せず：図
７参照）から簡単に切り離し可能な構成となっている。
その他については、図１２の実施形態と概略同様であ
る。

【００６１】図１４の実施形態では、先ず工程（ａ）に
おいて、ロッド１２先端の掘削編成３０により、水平孔
掘削機１０（図１４では図示せず）を用いて、地盤Ｇに
掘削孔Ｈを掘削する。所定の掘削孔Ｈが掘削されたなら
ば、図１４の（ｂ）で示す様に、ドリルロッド１２及び
掘削編成３０を矢印Ｐ方向に引き抜く。

【００６２】そして工程（ｃ）において、パイプ１４Ｂ
の建て込みを行う。ここで、図１４の（ｃ）及び（ｄ）
で示す様に、パイプ１４Ｂにはガイド管３４が取り付け
られており、そして、ガイド管３４のもう一方の側は、
掘削編成３０を有するロッド１２に取り付けられてい
る。すなわち、掘削編成３０を有するロッド１２とパイ
プ１４Ｂとは、ガイド管３４を介して連結されている。
従って、パイプ１４Ｂが掘削孔Ｈに建て込まれるのと同
時に、該掘削孔Ｈに連続する掘削孔Ｈ２が掘削されるの
である。

【００６３】パイプ１４Ｂが掘削孔Ｈに建て込まれたな
らば、ロッド１２及びガイド管３４を回収する（図１４
の（ｅ）の状態）。

【００６４】そして、図１４の（ｆ）で示す様に、掘削
孔Ｈ２に新たなパイプ１４Ｂ−２を建て込むが、このパ
イプ１４Ｂ−２も、ガイド管３４を介してロッド１２に
連結している。従って、パイプ１４Ｂ−２の建て込みと
同時に、掘削孔Ｈ２に連続する新たな掘削孔Ｈ３が、ロ
ッド先端の掘削編成３０により掘削される。

【００６５】この様にして所定本数のパイプ１４Ｂの建
て込みが完了したならば（図１４の（ｇ）では、図示を
簡略化するため３本のみ示す）、セメントミルク或いは
モルタル等ＭＳをパイプ１４Ｂの内側に充填（中込注
入）し、パイプ１４Ｂの外側に充填（裏込注入）するの
である。

【００６６】図１５の実施形態では、先ず（ａ）で示す
様に、先端に掘削ビット２２ｓを設けたドリルロッド１
２が、長尺のパイプ１４Ｂ−１の内側に配置されてお
り、掘削ビット２２ｓのみがパイプ１４Ｂ−１の先端よ
りも突出している。そして、水平孔掘削機１０（図１５
では図示せず）を用いて掘削編成による掘削と、パイプ
１４Ｂ−１の建て込みとを同時に行う。ビット２２ｓ
は、その外径が変化するタイプであり、掘削時にはパイ
プ１４Ｂ−１の外径よりも大きいが、掘削編成回収時に
はパイプ１４Ｂ−１の内径よりも小さく縮径される。

【００６７】所定の掘削孔Ｈの掘削が完了したならば、
ビット２２ｓの外径をパイプ１４Ｂ−１の内径よりも小
さくなるまでを縮径して、図１５の（ｂ）で示す様に、
パイプ１４Ｂ−１を残留したまま、掘削孔Ｈからドリル
ロッド１２及びビット２２ｓを引き抜いて回収する。

【００６８】次に、図１５の（ｃ）、（ｄ）で示す通
り、建て込まれたパイプ１４Ｂ−１にガイド管３４Ａの
一方のリング部Ｒ−１を通し、他方のリング部Ｒ−２を
後発的に建て込まれるパイプ１４Ｂ−２に取り付ける。
このパイプ１４Ｂ−２は、パイプ１４Ｂ−１と同様に、
ビット２２ｓ等と組み合わせて、掘削孔Ｈ２の掘削と、
当該パイプ１４Ｂ−２の建て込みとを同時に行う様に構
成されている。但し、パイプ１４Ｂ−２では、ガイド管
３４Ａにより、先行して建て込まれたパイプ１４Ｂ−１
により案内されるので、掘削孔Ｈと掘削孔Ｈ２とは連続
し、且つ、パイプ１４Ｂ−１と１４Ｂ−２とは隙間を空
けること無く（図２５の（ロ）、（ハ）で示す状態）建
て込まれるのである。

【００６９】隣接するパイプ１４Ｂ同士が隙間無く（図
２５の（ロ）、（ハ）で示す状態）建て込まれたなら
ば、図１２の（ｄ）で示す様に（図示の簡略化のため、
２本のみパイプを示す）、セメントミルク或いはモルタ
ル等ＭＳをパイプ１４の内側に充填（中込注入）し、パ
イプ１４の外側に充填（裏込注入）する。

【００７０】図１６で示す実施形態は、使用する掘削ビ
ット２２Ａは、外径が縮小するタイプではない。このビ
ット２２Ａは、所定の掘削孔Ｈが掘削されたならば、ロ
ッド１２或いは計測装置２０（図１６では図示せず：図
７参照）から簡単に切り離し可能な構成となっている。
その他については、図１５の実施形態と概略同様であ
る。

【００７１】上述した本発明の実施形態の作用につい
て、図１７−図２３を参照して、従来技術と比較しつつ
説明する。上述した本発明によれば、ドリルロッド１２
による掘削或いはパイプ１４（１４Ａ、１４Ｂ）の建て
込みに際して、掘削ビット２２（２２ｓ、２２Ａ）によ
る掘削或いは削孔の方向に誤差が生じた場合には、方向
修正を行うことが出来るので、長尺の掘削及びパイプ建
て込みを、パイプルーフの予定線Ｔ−Ｖに沿って、高精
度にて行うことが出来る。明確には示されていないが、
図１７において、符号５０で示す箇所は掘削或いはパイ
プ建て込みに際して軌道修正した箇所である。この点
で、図２０で示す様に、掘削方向の精度を高くすること
が出来ず、長尺の掘削或いはパイプ建て込みを行うと、
掘削孔の位置やパイプの位置がパイプルーフの予定線Ｔ
−Ｖから離隔してしまう従来技術に比較して、本発明は
優れている。

【００７２】また、従来技術において、掘削孔の位置や
パイプの位置がパイプルーフの予定線Ｔ−Ｖから離隔し
ない様にするためには、図２１で示す様に、拡幅部Ｗを
設けて、短い区間毎に施工しなればならない。これに対
して図示の実施形態によれば、拡幅部Ｗを設けずに、長
尺のドリルロッド２２による掘削と、長尺のパイプの建
て込みとを行うことが可能なのである。

【００７３】さらに上述の実施形態によれば、長尺のド
リルロッド２２による掘削と、長尺のパイプの建て込み
とを行うので、図１８において符号Ｂ−Ｂで示す領域で
曲線ボーリングを行う場合には、当該領域において方向
修正を連続的に行えば良い。一方、従来技術では、曲線
部分には掘削やパイプ建て込みを行うことは殆ど実用化
されていない。

【００７４】これに加えて、図１９で示す様に、本発明
によれば長距離（長尺）範囲に亘ってパイプによる先受
けが行われる。そのため、図２３で示す従来のフォアパ
イリング工法の様に、トンネルの余剰掘削部分が発生し
ないのである。

【００７５】図６及び図１０以下の実施形態は、主とし
てパイプ１４間の間隔を無くする様に連結して施工する
場合を示しているが、図７から図９までの実施形態によ
って図２４で示すように、パイプ１４間の間隔を空けて
施工する事も勿論可能である。なお、図２４は、トンネ
ル掘削工事におけるパイプルーフ工法に本発明を適用し
た場合を正面から示しており、図２４中の符号Ｔで示す
領域はトンネル断面である。

【００７６】図示の実施形態はあくまでも例示であっ
て、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではな
い。換言すれば、本発明は図示の実施形態の変形等を、
その技術的範囲に包含するものである。例えば、図示の
実施形態においては、パイプ建て込み工程が注入材注入
工程に先行しているが、パイプ建て込み用掘削孔に注入
材を注入・充填した後にパイプを建て込む事が可能であ
る。或いは、注入材を混在した泥水を充填しつつパイプ
建て込み用掘削孔を削孔して、削孔工程と注入材注入工
程とを同時に行う事も可能である。

【００７７】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。（１）掘削或いはパイプ建て込みを、パイプルーフの
予定線に沿って、長距離に亘って高精度にて行うことが
出来る。（２）拡幅部Ｗを設ける必要が無く、また、短い区間
毎に区切って施工する必要が無い。従って、トンネル掘
削及びトンネル掘削補助工法の全工期を短縮する事が出
来る。（３）余剰掘削部分が減少する。（４）掘削及びパイプ建て込みを効率善く行うことが
出来る。（５）隣接するパイプ間に隙間を生じさせること無
く、或いはグラウト材充填領域に隙間を生じさせること
無く、複数のパイプを建て込むことが出来る。（６）湾曲したパイプルーフの予定線に沿って、施工
する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態における掘削工程を示す
図。

【図２】図１の実施形態におけるパイプ建て込み工程の
要部を示す図。

【図３】図１の実施形態においてパイプ建て込みが完了
した状態を示す図。

【図４】図１の実施形態において、トンネルを掘削する
工程を示す図。

【図５】図４のトンネル坑口付近を拡大して示す図。

【図６】複数のパイプルーフを連結して曲線状に建て込
んだ状態を示す図。

【図７】パイプルーフ建て込みの１実施形態を示す図。

【図８】図７とは異なる、パイプルーフ建て込みの実施
形態を示す図。

【図９】図７、図８とは異なる、パイプルーフ建て込み
の実施形態を示す図。

【図１０】図７−図９とは異なる、パイプルーフ建て込
みの実施形態を示す図。

【図１１】継手の例を示す図。

【図１２】図７−図１１とは異なる、パイプルーフ建て
込みの実施形態を示す図。

【図１３】図７−図１２とは異なる、パイプルーフ建て
込みの実施形態を示す図。

【図１４】図７−図１３とは異なる、パイプルーフ建て
込みの実施形態を示す図。

【図１５】図７−図１４とは異なる、パイプルーフ建て
込みの実施形態を示す図。

【図１６】図７−図１５とは異なる、パイプルーフ建て
込みの実施形態を示す図。

【図１７】本発明の実施形態の作用効果を説明するため
の図。

【図１８】図１７とは異なる、本発明の実施形態の作用
効果を説明するための図。

【図１９】図１７、図１８とは異なる、本発明の実施形
態の作用効果を説明するための図。

【図２０】従来のパイプルーフ工法の問題点を説明する
図。

【図２１】従来のパイプルーフ工法の別の問題点を説明
する図。

【図２２】従来のパイプルーフ工法のさらに別の問題点
を説明する図。

【図２３】従来のパイプルーフ工法のその他の問題点を
説明する図。

【図２４】間隔を空けてパイプを配置する実施形態を示
す正面断面図。

【図２５】隣り合うパイプの位置関係を模式的に示す断
面図。

【符号の説明】

Ｇ・・・トンネルを掘削しようとする地盤ＰＴ・・・掘削するべきトンネルの横断面に対応する領
域Ｔ−Ｖ・・・トンネルの掘削予定線１０・・・水平孔掘削機１２・・・ドリルロッドＨ、Ｈ２、Ｈ３・・・掘削孔１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｍ・・・パイプ１２Ｊ・・・ドリルロッドに設けた継手１４Ｊ・・・パイプに設けた継手２０・・・計測装置２１・・・ベントサブ２２、２２ｓ、２２Ａ・・・掘削用ビット３０・・・掘削編成ＭＳ・・・セメントミルク或いはモルタル等３４、３４Ａ・・・ガイド管Ｗ・・・拡幅部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤正平東京都港区西麻布３丁目20番16号日本海洋掘削株式会社内 (72)発明者関野宏之東京都港区西麻布３丁目20番16号日本海洋掘削株式会社内Ｆターム(参考） 2D054 AC15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドリルロッド及び掘削ビットを用いてパ
イプ建て込み用の掘削孔を掘削する工程と、該工程によ
り掘削された掘削孔内にパイプを建て込む工程と、所定
本数のパイプを建て込んだ後にパイプの内外に注入材を
注入する工程とを含み、前記掘削孔を掘削する工程では
掘削軌道を修正しつつパイプルーフの予定線に沿ってド
リルロッド及び掘削ビットを進行せしめていることを特
徴とするパイプルーフ工法。
【請求項２】先端に掘削ビットを有するドリルロッド
をパイプ内に挿入し、該パイプの先端から掘削ビットが
突出した状態で地盤を掘削し、パイプ建て込み用の掘削
孔の掘削とパイプの建て込みとを同時に行う工程と、ド
リルロッド及び掘削ビットを回収する工程と、所定本数
のパイプを建て込んだ後にパイプの内外に注入材を注入
する工程とを含み、掘削及び建て込みを行う工程では掘
削軌道を修正しつつパイプルーフの予定線に沿ってドリ
ルロッド及びパイプを進行せしめていることを特徴とす
るパイプルーフ工法。
【請求項３】先端に掘削ビットを有するドリルロッド
をパイプ内に挿入し、該パイプの先端から掘削ビットが
突出した状態で地盤を掘削し、パイプ建て込み用の掘削
孔の掘削とパイプの建て込みとを同時に行う工程と、ド
リルロッドから掘削ビットを切り離して掘削ビット以外
の掘削編成を回収する工程と、所定本数のパイプを建て
込んだ後にパイプの内外に注入材を注入する工程とを含
み、掘削及び建て込みを行う工程では掘削軌道を修正し
つつパイプルーフの予定線に沿ってドリルロッド及びパ
イプを進行せしめていることを特徴とするパイプルーフ
工法。
【請求項４】ドリルロッド及び掘削ビットを用いてパ
イプ建て込み用の掘削孔を掘削する工程と、該工程によ
り掘削された掘削孔内に注入材を注入する工程と、注入
材が充填された掘削孔内にパイプを建て込む工程とを含
み、前記掘削孔を掘削する工程では掘削軌道を修正しつ
つパイプルーフの予定線に沿ってドリルロッド及び掘削
ビットを進行せしめていることを特徴とするパイプルー
フ工法。
【請求項５】ドリルロッド及び掘削ビットを用い且つ
注入材を混合した泥水を充填した状態でパイプ建て込み
用の掘削孔を掘削する工程と、該工程により掘削された
掘削孔内にパイプを建て込む工程とを含み、前記掘削孔
を掘削する工程では掘削軌道を修正しつつパイプルーフ
の予定線に沿ってドリルロッド及び掘削ビットを進行せ
しめていることを特徴とするパイプルーフ工法。
【請求項６】先端に掘削ビットを有するドリルロッド
をパイプ内に挿入し、該パイプの先端から掘削ビットが
突出した状態で且つ注入材を混合した泥水を充填した状
態で地盤を掘削し、注入材の注入とパイプ建て込み用の
掘削孔の掘削とパイプの建て込みとを同時に行う工程
と、ドリルロッド及び掘削ビットを回収する工程とを含
み、注入と掘削と建て込みを行う工程では掘削軌道を修
正しつつパイプルーフの予定線に沿ってドリルロッド及
びパイプを進行せしめていることを特徴とするパイプル
ーフ工法。
【請求項７】先端に掘削ビットを有するドリルロッド
をパイプ内に挿入し、該パイプの先端から掘削ビットが
突出した状態で且つ注入材を混合した泥水を充填した状
態で地盤を掘削し、注入材の注入とパイプ建て込み用の
掘削孔の掘削とパイプの建て込みとを同時に行う工程
と、ドリルロッドから掘削ビットを切り離して掘削ビッ
ト以外の掘削編成を回収する工程とを含み、注入と掘削
と建て込みを行う工程では掘削軌道を修正しつつパイプ
ルーフの予定線に沿ってドリルロッド及びパイプを進行
せしめていることを特徴とするパイプルーフ工法。
【請求項８】ドリルロッド及び掘削ビットを用いてパ
イプ建て込み用の掘削孔を掘削する工程で、先行して建
て込まれたパイプに設けた継手とドリルロッドに設けた
継手とを係合して、ドリルロッドはパイプの継手で案内
されつつ掘削を行い、以て、先行して建て込まれたパイ
プと連結して建て込まれる様にパイプ建て込み用の掘削
孔を掘削する請求項１、４、５のいずれか１項のパイプ
ルーフ工法。
【請求項９】パイプ建て込み用の掘削孔の掘削とパイ
プの建て込みとを同時に行う工程で、先行して建て込ま
れたパイプに設けた継手と後発して掘削を行っているパ
イプに設けた継手とを係合して、後発のパイプは先行す
るパイプの継手で案内されつつ掘削を行い、以て、先行
して建て込まれたパイプと連結して建て込まれる様にパ
イプ建て込みを行う請求項２、３、６、７のいずれか１
項のパイプルーフ工法。
【請求項１０】ドリルロッド及び掘削ビットを用いて
パイプ建て込み用の掘削孔を掘削する工程で、ドリルロ
ッドにガイド管を取り付け且つ先行して建て込まれるパ
イプにガイド管の大径リングを通し、ドリルロッドが先
行して建て込まれるパイプに案内されて掘削を行い、以
て、先行して建て込まれるパイプと連結して建て込まれ
る様にパイプ建て込み用の掘削孔を掘削する請求項１、
４、５のいずれか１項のパイプルーフ工法。
【請求項１１】パイプ建て込み用の掘削孔の掘削とパ
イプの建て込みとを同時に行う工程で、後発的に建て込
まれるパイプにガイド管を取り付け且つ先行して建て込
まれたパイプにガイド管の大径リングを通し、後発のパ
イプは先行して建て込まれたパイプに案内されつつ掘削
及び建て込みを行い、以て、先行して建て込まれたパイ
プと連結して建て込まれる請求項２、３、６、７のいず
れか１項のパイプルーフ工法。