JP2000249255A - 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
の略中心位置にて往復動可能に設けられている基板２１
と、基板２１の往動方向前側端部において鞘管１１の断
面中心よりも下方に揺動端を有し、鞘管１１の内面形状
に倣った形状を有する揺動可能な掻き取り板２２とを備
え、基板２１は、鞘管１１内で往動することにより鞘管
１１内に堆積している土砂の表面を移動し、復動する際
に掻き取り板２１によって上記土砂を掻き取った状態で
その土砂を外部に搬送することを特徴とする。

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、該管材の略中心位置にて往復動可能に
設けられている基板と、上記基板の往動方向前側端部に
おいて上記鞘管の断面中心よりも下方に揺動端を有し、
上記管材の内面形状に倣った形状を有する揺動可能な掻
き取り板とを備え、上記基板は、上記管材内で往動する
ことにより上記管材内に堆積している土砂の表面を移動
し、復動する際に上記掻き取り板によって上記土砂を掻
き取った状態でその土砂を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、管材若しくは該鞘管
を内部に挿入された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記載の排
土装置において、上記掻き取り板は、上記基板の往動時
にのみ上記基板側に倒れ込み、復動時には上記基板から
上記管材の下周面に向け起立した状態を維持される構成
とされていることを特徴としている。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１または３
記載の排土装置において、上記基板は、上記管材の直径
方向両端に、該管材の内周面に当接しながら転動する手
段を装備されていることを特徴としている。

【００１６】

【作用】請求項１および３記載の発明では、鞘管の中心
位置にて往復動する基板に設けられている掻き取り板が
復動時に基板から起立した状態を維持され、往動時には
土砂により押し動かされて基板側に倒れ込むことができ
るので、基板の往動時には堆積している土砂の表面を移
動し、復動時には掻き取り板によって土砂を掻き取りな
がら移動することができる。これにより、往動時に土砂
からの移動抵抗を受けることなく掻き取り位置に移動す
ることができ、復動時には掻き取り板により鞘管内で比
重の違いにより下部内周面に堆積している土砂のほとん
どを効率よく外部に排出することができる。

【００１７】請求項２記載の発明では、拡径作業に連続
して鞘管若しくはこれを内部に挿入した敷設対象となる
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。

【００１８】請求項４記載の発明では、基板に設けられ
ている転動体が鞘管内面に当接しながら移動することが
できるので、移動の際の浮き上がりなどの不安定な挙動
を発生することなく、しかも、抵抗を少なくして迅速な
土砂の排出を行うことができる。

【００１９】

【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。

【００２０】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、基板２１、掻き取り板２２および転動体
２３とを主要部として備えている。基板２１は、鞘管１
１の断面中心に位置して矢印で示す往動方向及びこれと
反対方向である復動方向に移動することができるように
なっている。このため、基板における復動方向前端部に
は往復同様の駆動部材であるロッド部材２４が連ｋねつ
されており、このロッド部材２４は、鞘管１１の継ぎ足
しに応じて継ぎ足され、鞘管１１の進行方向最前端に位
置する鞘管１１内に達することができるようになってい
る。

【００２１】基板２１は、鞘管１１の内径よりも多少狭
い幅を持ち、往動方向前端側の下面には後述する掻き取
り板２２が設けられている。掻き取り板２２は、基板２
１の下面に基端が枢支されて鞘管１１の下面側に揺動端
を位置させた揺動可能な部材であり、鞘管１１の断面中
心から下周面の形状に倣った形状である略半円形状を有
している。

【００２２】掻き取り板２２は、基板２１の往動時に基
板２１側に倒れ、復動時には鞘管１１の下周面に向け起
立する態位を設定されている。このため、基板２１に
は、往動方向前側端部において掻き取り板２２の面と対
向して掻き取り板２２の基端側にストッパ部材２５が固
定されている。

【００２３】基板２１には、鞘管１１の直径方向両端に
相当する幅方向両端に、往動方向に沿って複数箇所に転
動体２３が設けられている。転動体２３は、一対の車輪
で構成されており、基板２１に一体化されている支持ブ
ラケット２３Ａに軸支されている。転動体２３は、鞘管
１１の内周面に当接可能な位置まで張り出した状態で支
持されており、基板２１が移動する際に鞘管１１の内周
面に当接しながら自転することができる。転動体２３は
鞘管１１の内周面に当接することで鞘管１１内での基板
の位置決め、つまり、鞘管１１の断面中心に基板を位置
させる機能を備えている。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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して排出
するための排土装置２０が備えられている。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
後方端の開口に、少なくともロッド部材２４を挿通する
位置が開閉できるシャッタ部材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２４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
２４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。

【００２９】シャッタ部材１２に挿通されるロッド部材
２４は、前述したように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をなす基板２１が連
結されている。基板２１は復動方向前側端にロッド部材
２４が連結されて往復動できるようになっており、鞘管
１１内に挿入されると、鞘管１１の断面中心に位置され
る。

【００３０】ロッド部材２４の駆動により基板２１が往
動方向に移動すると、基板２１は鞘管１１の断面中心位
置で敷設方向に沿って移動する。基板２１の移動位置
は、鞘管１１の断面中心であるので、鞘管１１内に流れ
込む泥水中で水よりも比重が大きく鞘管１１の下周面に
堆積している土砂の上方に位置することができ、土砂の
表面上で移動することができる。しかも、転動体２３が
鞘管１１の断面形状中心位置にあるので、鞘管１１内の
垂直方向に基板２１が移動するのを規制することがで
き、これにより、不用意な浮き上がりなどを防止しなが
ら基板２１の移動を促すことができる。鞘管１１内の土
砂は鞘管１１の前側端部寄りの方が多く堆積しているの
で、基板２１が鞘管１１の前側端部に近づき土砂に対向
すると、堆積している土砂と相対方向に移動しているこ
とにより掻き取り板２２に土砂が当たることになり、こ
のときの土圧によって掻き取り板２２が基板２１側に倒
れる（図４中、二点鎖線で示す状態）。

【００３１】鞘管１１の前側端開口近傍に基板２１が達
すると、ロッド部材２４がそれまでと逆方向に牽引され
ることで基板２１が復動する。基板２１が復動すると、
基板２１の移動時に発生する慣性力によって掻き取り板
２２がそれまでとは違って鞘管１１の下周面に向け揺動
し、ストッパ部材２４に突き当たることで起立状態とな
る（図４中、実線で示す状態）。このため、掻き取り板
２２が基板の復動方向に移動するのに合わせて基板２１
の下方に位置する土砂が掻き取られる。掻き取り板２２
によって掻き取られた土砂は掻き取り板２２がストッパ
部材２３によって起立状態を維持されるので掻き取られ
たまま搬送される。基板２１が往動方向に移動する際に
は、鞘管１１内での土砂の堆積状態によっては鞘管１１
の断面中心よりも上方に土砂の表面が位置している場合
もある。この場合には、基板２１が土砂中に進入するの
で、掻き取り板２２によって基板２１の下方に位置する
土砂だけでなく、上面に載った土砂の同時に排出するこ
とができる。

【００３２】基板２１の移動時には、それに有する転動
体２３が鞘管１１の内周面に当接しながら自転するの
で、基板２１の位置ずれが抑制され、掻き取り板２２の
揺動端を鞘管１１の下周面に近接されることができるの
で、掻き取り板２２が鞘管１１の下周面で占有する空間
に位置する土砂のほとんどを掻き取ることが可能とな
る。

【００３３】第２工程では、鞘管１１内に流れ込む土砂
が基板２１に有する掻き取り板２２によって掻き取ら
れ、ロッド部材２４の復動に連動して、基板２１が鞘管
１１の到達縦坑側端部鞘管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。

【００３４】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。

【００３５】本実施例によれば、鞘管１１の断面中心に
位置する基板２１は、それに有する転動体２３によって
常時その中心を移動することができる。これにより、掻
き取り板２２の揺動端と鞘管１１の内周面との間の対向
間隔が常に一定化されるので、掻き取り量の減少を最小
限とすることができる。

【００３６】上記実施例では、拡径リーマ９’に連続し
て鞘管１１を引き込むことを対象として説明したが、引
き込まれる管材としてはこれに限らない。例えば、内部
に鞘管を挿入可能な敷設対象となる配管１０を直接引き
込むことも可能であり、この場合には、内部に挿入され
ている鞘管が配管の内面を覆うことで土砂などによる汚
損や損傷を防ぐことができる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１および３記載の発明によれば、
鞘管の中心位置にて往復動する基板に設けられている掻
き取り板が復動時に基板から起立した状態を維持され、
往動時には土砂により押し動かされて基板側に倒れ込む
ことができるので、基板の往動時には堆積している土砂
の表面を移動し、復動時には掻き取り板によって土砂を
掻き取りながら移動することができる。これにより、往
動時に土砂からの移動抵抗を受けることなく掻き取り位
置に移動することができ、復動時には掻き取り板により
鞘管内で比重の違いにより下部内周面に堆積している土
砂のほとんどを効率よく外部に排出することができる。
この結果、大口径の配管敷設作業を大型の推進機を用い
ることなく、しかも、発生した土砂を円滑に排出できる
ことによって、地面の隆起などを発生されることなく行
うことが可能となる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、拡径作業に
連続して鞘管若しくはこれを内部に挿入した敷設対象と
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。

【００３９】請求項４記載の発明によれば、基板に設け
られている転動体が鞘管内面に当接しながら移動するこ
とができるので、移動の際の抵抗を少なくして迅速な土
砂の排出を行うことができる。この結果、拡径した際に
発生する土砂を円滑に排出できるようにして地面の隆起
を招くことなく大口径の配管敷設作業を行うことが可能
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 基板 ２２ 掻き取り板 ２３ 転動体 ２４ ロッド部材 ２５ ストッパ部材

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 (4)

【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、該管材の略中心位置にて往
   復動可能に設けられている基板と、 上記基板の往動方向前側端部において上記鞘管の断面中
   心よりも下方に揺動端を有し、上記管材の内面形状に倣
   った形状を有する揺動可能な掻き取り板とを備え、 上記基板は、上記管材内で往動することにより上記管材
   内に堆積している土砂の表面を移動し、復動する際に上
   記掻き取り板によって上記土砂を掻き取った状態でその
   土砂を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、管材若しくは該鞘管を内部に挿入され
   た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記載の排土装置において、 上記掻き取り板は、上記基板の往動時にのみ上記基板側
   に倒れ込み、復動時には上記基板から上記管材の下周面
   に向け起立した状態を維持される構成とされていること
   を特徴とする排土装置。
4. 【請求項４】 請求項１または３記載の排土装置におい
   て、 上記基板は、上記管材の直径方向両端に、該管材の内周
   面に当接しながら転動する手段を装備されていることを
   特徴とする排土装置。