JP2000248894A - 排土装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 大出力の推進機を準備しなくても工程数を少
なくして非開削の状態で大口径の配管を敷設することが
できるとともに、排土による地面の隆起などを生じない
ようにすることができる非開削での配管敷設工法を提供
する。 【解決手段】ボーリング孔を拡径しながら同時に挿入さ
れる鞘管１１内で往復動可能に設けられ、該鞘管１１の
内周面の略半分を覆うことができる周面形状を有し、上
記鞘管１１の移動方向前後が開放されているバケット本
体２１と、上記バケット本体２１の往復動方向の少なく
とも往動方向前側に位置し、上記バケット本体２１によ
り覆われる内周面と反対側の周面に当接可能な乗り上げ
規制部材２２と、上記バケット本体２１の往復動方向前
側にて上記バケット本体２１の底部側を揺動端として揺
動可能に設けられ、上記バケット本体２１の往動時には
上記バケット本体２１内に上記鞘管１１内の土砂を導入
する方向に揺動可能な開閉蓋２３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス等の流通管路
となる配管を非開削により地中に敷設するための配管敷
設工法を実施する際に用いられる排土装置に関し、さら
に詳しくは、土中に形成されたボーリング孔を拡径する
際に生じる土砂を外部に排出する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】非開削による配管の地中敷設工法とし
て、上述のような路上設置型の推進機を使用し、この推
進機から繰出される回転ロッドを、推進機の押込み力に
より発進立坑から到達立坑に至る経路に押し込んでボー
リング孔を掘進し、その後に、推進機の引込み力により
ロッドに接続された引込み対象の配管を到達立坑の側か
ら発進立坑に至る経路のボーリング孔に引込む工法が提
唱されている。

【０００３】上記の配管敷設工法を、図５乃至図９にお
いて説明すると次の通りである。図５において、管の敷
設経路には発進立坑１と、到達立坑２とが設けられ、発
進立坑１側の地上に路上設置型の推進機３が配置され
る。この推進機３には、回転するロッド４を所要の押込
み力で繰出し、また所要の引込み力で引き戻すように作
用するガイドドリルユニット３ａが備えられている。

【０００４】図５に示す第１工程では、推進機３から繰
り出されるロッド４の先端にドリルヘッド５を取付けた
状態で、このロッド４の先端を、地上に設けた貫入孔６
より地中に進入させ、推進機３による押込み力により発
進立坑１を横断して到達立坑２に至る目標ラインの地中
にロッド４を回転推進させることで、地中に配管引込み
用のボーリング孔（パイロット孔）を掘進させる。この
際に、ドリルヘッド５の先端からベントナイト泥水をジ
ェット噴射し、その水流により土壌を切り崩しながら掘
進させるようにしている。

【０００５】上記第１工程でのロッド推進時には、ドリ
ルヘッド５に組み込んだ発信器（図示せず）からの信号
７を、地上の検知器８で検知してボーリングの先端位置
を把握し、地上からの遠隔操作によってロッド４の先端
が、他の埋設物等の障害を避けるように逐次方向修正さ
れている。

【０００６】次いで図６に示す第２工程では、到達立坑
２の側で上記ドリルヘッド５を取外し、これに代えてロ
ッド４の先端に、埋設管径よりも小さい外径を有する拡
径リーマ９を取り付け、この拡径リーマ９を推進機３に
よる引き込み力で引き戻して引き込み対象の配管を引き
込むためのボーリング孔を形成する。このようなボーリ
ング孔の形成は、土中を進行する拡径リーマ９に作用す
る土圧を考慮して複数回に分けられて実行され、順次拡
径リーマの外径を大きくして最終的に所定内径を有する
ボーリング孔を形成するようになっている。

【０００７】ボーリング孔の形成が終了すると、図７に
示す第３工程が実施される。第３工程では、引き込み対
象となる配管１０を内部に挿通するための鞘管１１の引
き込みが行われる。鞘管１１の引き込みに際して発進立
坑１から到達立坑２に向けてロッド４を挿通し、その先
端に到達立抗２に準備された鞘管１１を連結する。推進
機３による引き込み力によりロッド４を引き戻すことで
鞘管１１をパイロット孔内に挿通して引き込む。鞘管１
１は、所定長さを一群として引き込まれ、その一群の長
さのものが順次到達立抗２から引き込まれて発進立坑１
までのボーリング孔の全長を埋め尽くすようになってい
る。

【０００８】鞘管１１が到達立抗２から発進立抗１に至
るボーリング孔の全長に引き込まれると、次いで、図８
に示すように引き込み対象となる配管１０を鞘管１１内
に引き込むための準備を行う第４工程が実施される。つ
まり、この工程では、発進立坑１側から到達立抗２に向
けて鞘管１１内にロッド４が挿通され、その先端が到達
立抗２側で配管１０に連結される。

【０００９】ロッド４が配管１０に連結されると、図９
に示すように、推進機３の引き込み力によってロッド４
が発進立抗１に向けて引き戻され、配管１０が鞘管１１
内に引き込まれる第５工程が実施される。配管１０は、
所定長さを一群として順次引き込まれていく一群の末端
に対し、到達立坑２内に吊り下ろされる新たな一群の配
管１０が溶接されて鞘管１１内に引き込まれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したような路上設
置型の推進機を使用した従来の配管地中敷設工法では、
比較的小口径の配管を引き込み対象とした場合は推進機
の出力を大出力としなくても良好に行われる反面、大口
径の配管を引き込む場合には推進機の出力が不足しがち
となる。従って、大口径の配管を引き込む場合には、大
出力の推進機を用意する必要があるので、設備が大がか
りとなる。そこで、従来では、大口径の配管を敷設する
際には、推進機によってではなく、開削して埋設する作
業が行われている。このため、開削作業に係る時間や設
備が甚大なものとなり、作業コストの上昇は否めない。
敢えて、開削しないで大出力の推進機を準備し、上述し
た手順を用いて配管を敷設した場合には、拡孔リーマに
よる拡孔時に生じる排土の処理が問題となる。つまり、
ボーリング孔の内径よりも相当に大きい内径まで拡大す
ると、排土の量も多大であり、このような量の排土が地
中に残っていると地面が隆起してしまうことがあり、こ
れを防止するためには隆起した地面の地均しなどの作業
が必要となり、これによっても敷設作業が煩雑となる虞
がある。

【００１１】本発明の目的は、上記従来の配管の敷設工
法における問題、特に大口径の配管を敷設する場合の問
題に鑑み、大出力の推進機を準備しなくても工程数を少
なくして非開削の状態で大口径の配管を敷設することが
できるとともに、排土による地面の隆起を確実に防止で
きる排土装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、配管の敷設経路に発進立
坑、到達立坑を設け、地上設置型の推進機から繰出され
る回転ロッドを用いてボーリング孔を掘進し、ボーリン
グ孔掘進後、上記回転ロッドを上記到達立抗から発進立
抗に向け引き戻すことで引き込み対象の配管を上記ボー
リング孔内に引き込むように施工する非開削による配管
の敷設工法に用いられる排土装置であって、上記ボーリ
ング孔を拡径しながら同時に挿入される管材内で往復動
可能に設けられ、該管材の内周面の略半分を覆うことが
できる周面形状を有し、上記管材の移動方向前後が開放
されているバケット本体と、上記バケット本体の往復動
方向の少なくとも往動方向前側に位置し、上記バケット
本体により覆われる内周面と反対側の周面に当接可能な
乗り上げ規制部材と、上記バケット本体の往復動方向前
側にて上記バケット本体の底部側を揺動端として揺動可
能に設けられ、上記バケット本体の往動時には上記バケ
ット本体内に上記管材内の土砂を導入する方向に揺動可
能な開閉蓋とを備え、上記バケット本体は、上記管材内
で往動することにより該管材内に溜まっている土砂を掬
い、復動時には上記開閉蓋が閉じられることで掬い取っ
た土砂を堆積させた状態で外部に搬送することを特徴と
している。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の排
土装置において、上記管材として、鞘管若しくは該鞘管
を内部に挿入可能な敷設対象となる配管が相当している
ことを特徴としている。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の非
開削による配管の敷設工法において、上記バケット本体
には、上記開閉蓋における往動方向前側の面に対向する
位置にストッパ部材が固定されており、該ストッパ部材
は、上記バケット本体の復動時、上記開閉蓋を衝止する
ことで該開閉蓋を閉じた状態に維持することを特徴とし
ている。

【００１５】

【作用】請求項１および３記載の発明では、バケット本
体が管材内で往動する際には、乗り上げ規制部材によっ
てバケット本体が管材の内周面に押し付けられるので、
管材内の土砂に載り上げることなく土砂中に入り込むこ
とができ、しかも、往動時に土砂が開閉蓋と対面する
と、土砂が開閉蓋を押圧することで開閉蓋が開放されて
バケット本体内へ容易に土砂が入り込める。これによ
り、管材内に堆積している土砂を容易に、かつ取り損ね
なく掬い取ることができる。またバケット本体の復動時
には、開閉蓋がストッパ部材により閉じられたままであ
るので、バケット本体に堆積している土砂をバケット本
体の移動時に生じる慣性力が作用した場合でもこぼすこ
となく外部に搬送することができる。

【００１６】請求項２記載の発明では、拡径しながら同
時に引き込まれる鞘管若しくはこれを内部に挿入可能な
敷設対象となる配管が用いられることで配管の引き込み
手順を簡略化しでき、しかも、鞘管を土砂の排出部とし
て用いることで配管内面の汚損や損傷を防止することも
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例により、本発明
の実施の形態を説明する。なお、本発明による排土装置
を用いる配管の敷設工法は、図２乃至図４に示す工法を
対象とし、これら各図面において、図５乃至図９に示し
たものと同じ構成部材に関しては同符号により示してあ
る。

【００１８】図１は、本発明実施例による排土装置の要
部構造を説明するための斜視図である。図１において排
土装置２０は、バケット本体２１、乗り上げ規制部材２
２及び開閉蓋２３を主要部として備えている。バケット
本体２１は、半割りのパイプ材などを用いて鞘管１１の
略半周を覆えるように鞘管１１の周面形状に倣った形状
とされ、換言すれば、鞘管１１の内周面と略同等な曲率
半径によって形成されている。

【００１９】乗り上げ規制部材２２は、バケット本体２
１における矢印で示す往動方向の前側及び後側にそれぞ
れ配置されていて、鞘管１１の内周面でバケット本体２
１によって覆われる内周面と反対側の内周面に当接可能
な構造を備えている。本実施例では、線材を用いて鞘管
１１におけるバケット本体２１によって覆われている内
周面の残りの内周面と当接できるように曲折形成され、
その延長方向両端がバケット本体２１に溶接などによっ
て接合されている。

【００２０】開閉蓋２３は、バケット本体２１における
往動方向前側の端部に配置されてバケット本体２１の底
部側を揺動端としてバケット本体２１により揺動可能に
支持されている。バケット本体２１には、開閉蓋２３の
揺動端側で開閉蓋をはさんでバケット本体２１の往動方
向前側で開閉蓋２３の表面に相当する位置にストッパ部
材２４が設けられている。ストッパ部材２４は、往動時
での開閉蓋の開放（図１中、二点鎖線で示す状態）を許
容し、復動時に開閉蓋２３を衝止して閉じた状態を維持
するための部材であり、バケット本体２１において、復
動時に開閉蓋２３が慣性力によって開閉しようとする側
に固定されたブロック体などで構成されている。バケッ
ト本体２１には、長手方向でストッパ部材２４が設けら
れている側と反対側の端部にバケット本体２１の曲率半
径中心にロッド部材２５が設けられている。ロッド部材
２５は、到達立抗２において往復動方向に牽引押圧され
る部材であり、バケット本体２１の内周面を横断する方
向に架設されているロッド支持部材２６同士が交差する
中心位置、つまり上述した曲率半径中心位置に端部が連
結されている。

【００２１】本実施例は以上のような構成であるから、
配管の敷設工法に合わせて本実施例の排土装置を適用す
る場合を説明すると次の通りである。図２において、地
中配管の敷設経路には第１発進立坑１と、到達立坑２と
が設けられ、第１発進立坑１側の地上に路上設置型の推
進機３が配置される。この推進機３には、従来と同じよ
うに、回転推進ロッド４を所要の押込み力で繰出し、ま
た所要の引込み力で引き戻すように作用するガイドドリ
ルユニット３ａを備えている。また、ガイドドリルユニ
ット３ａの近傍には、動力源となるパワーユニットトラ
ック３ｂが配置されている。

【００２２】図２に示す第１工程では、まず推進機３か
ら繰り出されるロッド４の先端にドリルヘッド５を取付
ける。そして、推進機３を稼働することで、ドリルヘッ
ド５を取り付けたロッド４の先端を、地上に設けた貫入
孔６より地中に進入させる。次に、引き続き推進機３を
稼働することで、ロッド４が推進機３の押込み力により
第１発進立坑１を横断して到達立抗２に至る目標ライン
の地中に回転推進される。このように、配管引込み用の
ボーリング孔（長さ：１００ｍ）が形成される。なお、
この際に、ドリルヘッド５の先端からベントナイト泥水
がジェット噴射されて、その水流により土壌を切り崩し
ながら掘進させるようにすることも可能である。

【００２３】上記ロッド４の推進時には、図５に示した
従来の場合と同様に、ドリルヘッド５に組み込んだ発信
器（図示せず）からの信号７を、地上の検知器８で検知
してボーリング孔の先端位置を把握しているので、地上
からの遠隔操作によってロッド４の先端が、他の埋設物
等の障害を避けるように逐次方向修正されている。

【００２４】次いで図３に示す第２工程では、到達立坑
２の側で上記ドリルヘッド５を取外し、これに代えてロ
ッド４の先端に、埋設管径に近似させた大口径用拡孔リ
ーマ９’を取り付けるとともに、この拡径リーマ９’に
連続して埋設配管（図９において符号１０で示した配管
に相当）を挿入可能な口径を有する鞘管（便宜上、図８
に示した符号１１を用いる）を連結し、ロッド４を推進
機３による引き込み力で引き戻す。

【００２５】拡径リーマ９’に連結される鞘管１１に
は、拡径リーマ９’から噴射されるベントナイト泥水に
よって突き崩されることで軟化した土砂を回収するため
に上記排土装置２０が配備される。図４は、到達立坑２
から鞘管１１を挿入する状態を説明するための模式図で
あり、同図において、鞘管１１には、掘進方向（矢印Ｆ
で示す方向）の後方端の開口に、少なくとも後述するロ
ッド部材２５の挿通位置が開閉可能なシャッタ部材１２
が着脱可能に設けられている。シャッター部材１２は鞘
管１１の端部開口部に装着され（図４では、便宜上、端
部以外の位置に設けられている状態が示されているが、
実際には、端部に装着されている）、後述するロッド部
材２５の挿通部が開閉するようになっており、閉じた場
合には、ロッド部材２５の周方向の隙間を封止すること
ができるようになっている。

【００２６】シャッタ部材１２に挿通されるロッド部材
２５は、継ぎ足し可能な部材であり、その端部のうち
で、鞘管１１の掘進方向前方側に位置する端部には、本
実施例の排土装置２０をなすバケット本体２１が連結さ
れている。バケット本体２１は、ロッド部材２５に連結
されることで鞘管１１内で往復動することができる。鞘
管１１内で軸線を境にして上方に乗り上げ規制部材２２
が位置して内周面に当接しているので、バケット本体２
１は鞘管１１の下周面に押圧された状態となる。この場
合の押圧力はロッド部材２５により牽引された際の移動
力を妨げない値とされている。このため、ロッド部材２
５によって往動方向（掘進行方向と同じ方向）にバケッ
ト本体２１が移動すると、バケット本体２１が鞘管１１
の下周面に押圧されながら移動するので、鞘管１１内に
堆積している土砂の底部に入り込むことができ、これに
よって土砂の表面に載り上げることなく土砂を掬い取る
ことができる。

【００２７】バケット本体２１が土砂を掬い取る場合に
は、バケット本体２１の移動によって土砂が開閉蓋２３
を押し動かして開放するので、図４中、二点鎖線で示す
ように解放されることにより、土砂は抵抗なくバケット
本体２１内に導入されることになる。

【００２８】バケット本体２１が復動方向に移動すると
きには、バケット本体２１内に導入されて堆積した土砂
が慣性によって往動方向にこぼれようとする。しかし、
このときには、その慣性によって開閉蓋２３が閉じら
れ、この態位がす突破部材２４によって維持されるの
で、バケット本体２１内から外部に土砂が流れ出すこと
がなく、この状態で到達立坑２に向け移動することでバ
ケット本体２１内の土砂を外部に搬送することができ
る。この場合には、開閉蓋２３の前面に位置する土砂が
開閉蓋２３の閉塞を阻害しようとするが、慣性によって
それらの土砂が鞘管１１内にこぼれるので開閉蓋２３は
抵抗を受けることなく閉塞状態となる。

【００２９】第２工程では、鞘管１１内に流れ込む土砂
がバケット本体２１により掬い取られ、ロッド部材２５
の復動に連動して、バケット本体２１が鞘管１１の端部
に移動するとシャッタ部材１２を開放することでバケッ
ト本体２１に堆積している土砂を到達立坑２内に排出す
ることができる。到達立坑２内での土砂の回収は、図示
しない吸引手段が用いられ、この吸引手段により到達立
坑２外に回収される。なお、到達立坑２に図示しないベ
ルトコンベヤ等を設置して吸引手段を設けないような場
合には、ベルトコンベヤ上で鞘管１１の中心回りにバケ
ット本体２１を反転させるようにすれば、短時間で土砂
を排出することができる。

【００３０】第２工程終了後には、図示しないが、鞘管
１１の外周面と土壌との間に裏込め材が充填されて鞘管
１１の固定保持が行われ、この後、図７および図８にお
いて説明した場合と同様な処理により鞘管１１内に配管
１０が引き込まれる。

【００３１】上記実施例では、鞘管１１の内部に配管１
０を挿入する場合を対象として説明したが、本発明で
は、この実施例に限らず、敷設対象となる埋設配管１０
を拡径リーマ９’に連続さえることも可能である。この
場合には、配管１０内に鞘管を挿入し、その鞘管を土砂
の排出部として用いることで配管内面が流動する土砂に
より損傷されるのを防ぐことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１および３記載の
発明によれば、バケット本体が鞘管内で往動する際に
は、乗り上げ規制部材によってバケット本体が鞘管の内
周面に押し付けられるので、鞘管内の土砂に載り上げる
ことなく土砂中に入り込むことができ、しかも、往動時
に土砂が開閉蓋と対面すると、土砂が開閉蓋を押圧する
ことで開閉蓋が開放されてバケット本体内へ容易に土砂
が入り込める。これにより、鞘管内に堆積している土砂
を容易に、かつ取り損ねなく掬い取ることができる。こ
れにより、大出力の推進機などを要することなく大口径
の配管を敷設する場合に発生する土砂を円滑に排除する
ことができるので、地面の隆起などを発生させることな
く大口径の配管を敷設することが可能となる。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、拡径しなが
ら同時に引き込まれる鞘管若しくはこれを内部に挿入可
能な敷設対象となる配管が用いられることで配管の引き
込み手順を簡略化しでき、しかも、鞘管を土砂の排出部
として用いることで配管内面の汚損や損傷を防止するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による排土装置の構成を説明する
ための斜視図である。

【図２】本発明実施例による排土装置を用いる配管敷設
工法の第１工程を説明するための模式図である。

【図３】上記配管敷設工法の第２工程を説明するための
模式図である。

【図４】本発明実施例による排土装置の作用を説明する
ための模式図である。

【図５】従来の配管敷設工法の第１工程を説明するため
の模式図である。

【図６】従来の配管敷設工法の第２工程を説明するため
の模式図である。

【図７】従来の配管敷設工法の第３工程を説明するため
の模式図である。

【図８】従来の配管敷設工法の第４工程を説明するため
の模式図である。

【図９】従来の配管敷設工法の第５工程を説明するため
の模式図である。

【符号の説明】

１ 第１発進立坑 ２ 到達立坑 ３ 推進機 ３ａ ガイドドリルユニット ４ 前半経路の推進ロッド ５ ドリルヘッド ６ 貫入孔 ７ 信号 ８ 検知器 ９’ 拡孔リーマ １０ 配管 １１ 鞘管 １２ ゲート壁部材 ２０ 排土装置 ２１ バケット本体 ２２ 乗り上げ規制部材 ２３ 開閉蓋 ２４ ストッパ部材 ２５ ロッド部材

フロントページの続き (72)発明者 萬來 雄一 神奈川県横浜市磯子区汐見台３−３−２− 3306−646 (72)発明者 榎本 守和 東京都日野市多摩平６−10−１ 日野アパ ート126号 (72)発明者 勝田 力 神奈川県平塚市松風町27−22 ライオンズ ヴィアーレ湘南松風208 (72)発明者 大森 祥二郎 神奈川県藤沢市西俣野139 六会マンショ ン402 (72)発明者 三和 信二 東京都大田区千鳥３−６−９ 株式会社関 配太田寮207 Ｆターム(参考） 2D054 AC18 BA15 DA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管の敷設経路に発進立坑、到達立坑を
   設け、地上設置型の推進機から繰出される回転ロッドを
   用いてボーリング孔を掘進し、ボーリング孔掘進後、上
   記回転ロッドを上記到達立抗から発進立抗に向け引き戻
   すことで引き込み対象の配管を上記ボーリング孔内に引
   き込むように施工する非開削による配管の敷設工法に用
   いられる排土装置であって、 上記ボーリング孔を拡径しながら同時に挿入される管材
   内で往復動可能に設けられ、該管材の内周面の略半分を
   覆うことができる周面形状を有し、上記管材の移動方向
   前後が開放されているバケット本体と、 上記バケット本体の往復動方向の少なくとも往動方向前
   側に位置し、上記バケット本体により覆われる内周面と
   反対側の周面に当接可能な乗り上げ規制部材と、 上記バケット本体の往復動方向前側にて上記バケット本
   体の底部側を揺動端として揺動可能に設けられ、上記バ
   ケット本体の往動時には上記バケット本体内に上記管材
   内の土砂を導入する方向に揺動可能な開閉蓋とを備え、 上記バケット本体は、上記管材内で往動することにより
   該管材内に溜まっている土砂を掬い、復動時には上記開
   閉蓋が閉じられることで掬い取った土砂を堆積させた状
   態で外部に搬送することを特徴とする排土装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の排土装置において、 上記管材として、鞘管若しくは該鞘管を内部に挿入可能
   な敷設対象となる配管が相当していることを特徴とする
   非開削による配管の敷設工法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の非開削による配管の敷設
   工法において、 上記バケット本体には、上記開閉蓋における往動方向前
   側の面に対向する位置にストッパ部材が固定されてお
   り、該ストッパ部材は、上記バケット本体の復動時、上
   記開閉蓋を衝止することで該開閉蓋を閉じた状態に維持
   することを特徴とする排土装置。