JP2002242574A

JP2002242574A - 削孔方法

Info

Publication number: JP2002242574A
Application number: JP2001037889A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yokoo; 尾充横; Masanori Kumegawa; 川正則粂
Original assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP3763399B2

Abstract

(57)【要約】【課題】削孔位置を正確に特定することが出来、しか
も、削孔方向を正確に予測して計画線に沿い高精度にて
削孔することが可能な削孔方法を提供する。【解決手段】地盤（Ｇ）を掘削している削孔ロッド
（３）内にジャイロスコープ（４）を挿入する工程と、
ジャイロスコープ（４）先端の雄型或いは雌型（１０
Ｂ）が回転して削孔ロッド先端部（２）の雌型（１０
Ａ）或いは雄型と係合する工程と、その際に前記雄型
（１０Ｂ）或いは雌型が回転した角度を検出する工程
と、捻れ検知装置（１０）の雄型（１０Ｂ）と雌型（１
０Ａ）とが係合した地点から地上側の収納位置までジャ
イロスコープ（４）を引き込む工程と、その際にジャイ
ロスコープ（４）からの信号を記録して削孔軌跡を計測
する工程とを有する削孔方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水平削孔機及び削
孔ロッドを用いて削孔計画線に沿って地盤を削孔する削
孔方法（所謂「曲がりボーリング」）に関する。

【０００２】

【従来の技術】曲がりボーリングにおいては、掘削位置
を正確に特定することが要求される。これに対しては、
従来、ビーコン型やステアリング型の位置検出装置が使
用されている。

【０００３】ビーコン型位置検出装置は、先端部の発信
機から双曲状に発信された電波または電磁波をその直上
で受信することで先端位置、削孔方向、深度などが計測
できる。通信の媒体として電波や電磁波を使っているの
で、自然界に存在する迷走電流や磁気により、通信がで
きなかったり、誤差が発生する。また、発信機と受信機
との間に存在する電気的な障害や、鉄筋コンクリート内
の鉄筋などの吸収体によって計測できない場合も多い。
また、躯体直下の位置計測はできない。

【０００４】一方、ステアリング型は、先端部の位置検
知センサからロッド内に挿入した通信ケーブルを介して
位置情報を取得し、手元側でコンピューター処理によっ
て削孔軌跡を計測するが、削孔方向は、方位計で地磁気
を計測することで決定するので、前記検出方法と同様の
理由で正確な地磁気を測定できない場合が多い。

【０００５】そして、計測はリアルタイムで行われ、計
測位置は計測値から算出された推定値であることや計測
済みの点を固定点として累積計算するので精度が悪い。
さらに、ロッド長と同じ長さのケーブルを１本ずつ接続
して行くので能率も悪い。

【０００６】なお、削孔位置を検出した際に、その直後
における削孔方向を把握或いは予測出来れば、計画線に
沿って高精度で削孔することが可能である。しかしなが
ら、これらの従来技術では、削孔方向の正確な予測は不
可能であり、計画線に沿った高精度な削孔作業は困難で
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した様
な従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、削
孔位置を正確に特定することが出来、しかも、削孔方向
を正確に予測して計画線に沿い高精度にて削孔すること
が可能な削孔方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の削孔方法は、地
盤を掘削している削孔ロッド内にジャイロスコープを挿
入する工程を有し、ジャイロスコープ先端には該ジャイ
ロスコープに対して回転自在に構成された捻れ検知装置
の雄型或いは雌型が設けられており、削孔ロッド先端部
には削孔ロッド先端の削孔方向決定部材に対して固定さ
れている捻れ検知装置の雌型或いは雄型が設けられてお
り、ジャイロスコープ先端の雄型或いは雌型が回転して
削孔ロッド先端部の雌型或いは雄型と係合する工程と、
その際に前記雄型或いは雌型が回転した角度を検出する
工程と、捻れ検知装置の雄型と雌型とが係合した地点か
ら地上側の収納位置までジャイロスコープを引き込む工
程と、その際にジャイロスコープからの信号を記録して
削孔軌跡を計測する工程、とを含むことを特徴とする。

【０００９】かかる構成を具備する本発明によれば、捻
れ検知装置の雄型と雌型とが係合した地点から地上側の
収納位置までジャイロスコープを引き込み、その際にジ
ャイロスコープからの信号を記録してジャイロスコープ
引き込みの軌跡、すなわち削孔軌跡を計測するので当該
軌跡から削孔位置を正確に特定することが出来る。

【００１０】また、本発明は、前記雄型或いは雌型が回
転した角度に基づいて削孔ロッドによる削孔方向を予測
する工程と、予測された削孔方向が削孔予定の計画線か
ら偏位しているか否かを判定する工程とを含んでいる。
そして、予測された削孔方向が削孔予定の計画線から偏
位している場合に、削孔ロッドを回転して削孔ロッド先
端の削孔方向決定部材が指向している方向を変更し削孔
方向を制御する。

【００１１】このように、前記雄型或いは雌型が回転し
た角度は削孔方向決定部材が指向する方向に対応するの
で、掘削ロッドの進行する角度を正確に予測することが
出来る。従って、予測された削孔方向が削孔予定の計画
線から偏位しているか否かの判定も可能である。

【００１２】また、本発明は、予め地上側から削孔ロッ
ドを所定角度だけ回転する工程と、該所定角度と前記雄
型或いは雌型が回転した角度とを用いて、地上側から削
孔ロッドを回転した角度と削孔ロッド先端における回転
角度との補正係数を演算する工程とを有している。

【００１３】したがって、削孔が進み、削孔ロッドが長
くなってロッドに残留歪みが生じ、ロッドの回転角度よ
り先端装置の回転角度が小さくなるような場合に、削孔
ロッドを１／２から１回転程度回転させ、そのときのロ
ッド回転角と先端装置の回転角とを比較してその差から
補正係数を算出し、コンピュータ処理の際に自動的に補
正を行って残留歪み発生による誤差を消去することがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１には本削孔方法を実施する削孔
手段の構成が示されている。図において、削孔機１で駆
動される削孔ロッド３が削孔機前下方の地盤Ｇ中に延
び、その先端には、公知の曲りボーリング施工用の先端
部２が取り付けられている。そして、削孔機１には、ジ
ャイロスコープ（以下、ジャイロという）４の挿入引き
込みを行うジャイロ挿入引き込み装置７およびジャイロ
４を収納する格納箱６が搭載されている。また、掘削機
１の後方には通信ケーブル８を巻いたリール５が置かれ
ており、そのケーブル８は、削孔ロッド３内に挿入され
たジャイロ４に接続されており、そのジャイロ４は、図
示の状態では先端部２に後記する捩れ検知装置１０を介
して係合されている。

【００１５】図２には、曲りボーリング施工用の先端部
２が示されており、その先端には、掘削用のジェットを
噴出するノズル１５ａが開口し、曲線状に掘進するため
の削孔方向決定部材１２が軸線に対し傾斜して設けられ
ている。そして、その後方にはビーコン型センサ１３が
配設されている。図２では、先端部２の後端に捩れ検知
装置１０を介してジャイロ４が係合される状態が示めさ
れている。

【００１６】図３および図４には、捩れ検知装置１０が
示されている。図３には、先端部２側の雌型１０Ａ、図
４には係合するジャイロ４側の雄型１０Ｂがそれぞれ示
されおり、雄型１０ＢをＸ方向に雌型１０Ａ内に挿入
し、螺旋面ｓに沿って矢印Ｒ方向に回転して係合され、
先端部２の捩れがジャイロ４により検知される。なお、
雌型と雄型との関係は、先端部２側とジャイロ４側との
いずれであっても良い。

【００１７】次に、削孔方法の態様について説明する。
削孔は、地上の削孔機１により削孔ロッド３を駆動して
先端部２で掘削推進する（従来の技術）。そして、削孔
終了部分の削孔軌跡の計測は、まず、図５に示すように
削孔ロッド３にジャイロ挿入引き込み装置７によってジ
ャイロ４を挿入し、ロッド３の先端部２に到達すると、
捩れ検知装置１０がジャイロ４とは独立して回転でき、
先端部２に嵌合して、その向きがジャイロ４で検出され
た鉛直方向を基準にして計測される。

【００１８】次に、ジャイロ４をジャイロ挿入引き込み
装置７によって引き抜きながら削孔軌跡を計測し、計測
値はケーブルにより地上のコンピュータ（図示なし）に
送られる。ひきぬかれたジャイロ４は格納箱６に収納さ
れる（図６）。ジャイロ４が格納箱６に収納された時点
で、コンピュータはデータ処理を行い、計測された削孔
軌跡を予定された計画線と共にディスプレイする。これ
と共に、計測された先端装置２の向きから次の削孔方向
を予測して表示する。こうして、予測された方向が、予
定の計画線と異なった場合には、ロッド３を回転させて
削孔方向を制御する。この際、ロッド３の回転に伴って
コンピュータディスプレイ上の予定計画線も変化するよ
うに構成する。

【００１９】図７は、曲り部分の削孔を終え、計測のた
めにジャイロ４を挿入した状態を示し、この状態からジ
ャイロ４を引き抜いて軌跡を計測し、ジャイロ４を収納
した状態でさらにその先の削孔を行う（図８）。このよ
うに、削孔中に削孔終了部分の削孔軌跡を随時計測し、
削孔方向を修正しながら削孔を進める。

【００２０】なお、削孔が進み、削孔ロッド３が長くな
るとロッド３に残留歪みが生じ、ロッド３の回転角度よ
り先端部２の回転角度が小さくなる恐れがある。このよ
うな場合には、地上側から削孔ロッド３を１／２から１
回転程度回転させ、そのときのロッド回転角と先端部の
回転角とを比較し、この差のから補正係数を算出する。
そして、コンピュータ処理の際に自動的に補正を行い残
留歪み発生による誤差を消去する。

【００２１】

【発明の効果】本発明による作用効果を以下に列挙す
る。（１）掘削軌跡を計測して掘削位置を正確に特定でき
る。計測は削孔終了後に行われ推定値の累積ではないの
で計測精度が高い。（２）捻れ検知装置の雄型と雌型とが係合した際の回
転角度により、削孔ロッドの進行方向を正確に予測でき
る。そして、削孔予定の計画線に沿って、高精度にて削
孔できる。（３）地上側のロッド回転と削孔ロッド先端のロッド
回転との補正係数が容易且つ正確に求められ残留歪み発
生による誤差を消去して高精度に削孔できる。（４）ジャイロを使用するため、電気的な障害の影響
を受けず、どのような環境でも計測が可能である。（５）機械組み込み型の計測器のため、設置・撤去の
手間を省くことができ、削孔時間を多く取ることができ
る。また、計測リールによりジャイロをロッド後端から
挿入、引き込みをすることで能率良く計測することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の削孔方法を実施する削孔手段の構成を
示す図。

【図２】図１の曲りボーリング削孔装置の詳細を示す断
面図。

【図３】捩れ検知装置の雌型を示す斜視図。

【図４】捩れ検知装置の雄型を示す斜視図。

【図５】ジャイロを挿入した状態を示す断面図。

【図６】図５からジャイロを引き込んだ状態を示す断面
図。

【図７】ジャイロを挿入して軌跡を計測する状態を示す
断面図。

【図８】図７からジャイロを引き込み削孔を再開する状
態を示す断面図。

【符号の説明】

１・・・削孔機２・・・先端部３・・・削孔ロッド４・・・ジャイロ５・・・リール６・・・ジャイロ格納箱７・・・ジャイロ挿入引き込み装置８・・・ケーブル１０・・・捩れ検知装置１０Ａ・・・雌型１０Ｂ・・・雄型１２・・・削孔方向決定部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤を掘削している削孔ロッド内にジャ
イロスコープを挿入する工程を有し、ジャイロスコープ
先端には該ジャイロスコープに対して回転自在に構成さ
れた捻れ検知装置の雄型或いは雌型が設けられており、
削孔ロッド先端部には削孔ロッド先端の削孔方向決定部
材に対して固定されている捻れ検知装置の雌型或いは雄
型が設けられており、ジャイロスコープ先端の雄型或い
は雌型が回転して削孔ロッド先端部の雌型或いは雄型と
係合する工程と、その際に前記雄型或いは雌型が回転し
た角度を検出する工程と、捻れ検知装置の雄型と雌型と
が係合した地点から地上側の収納位置までジャイロスコ
ープを引き込む工程と、その際にジャイロスコープから
の信号を記録して削孔軌跡を計測する工程、とを含むこ
とを特徴とする削孔方法。
【請求項２】前記雄型或いは雌型が回転した角度に基
づいて削孔ロッドによる削孔方向を予測する工程と、予
測された削孔方向が削孔予定の計画線から偏位している
か否かを判定する工程、とを含む請求項１の削孔方法。
【請求項３】予測された削孔方向が削孔予定の計画線
から偏位している場合に、削孔ロッドを回転して削孔ロ
ッド先端の削孔方向決定部材が指向している方向を変更
し、以って削孔方向を制御する請求項２の削孔方法。
【請求項４】予め地上側から削孔ロッドを所定角度だ
け回転する工程と、該所定角度と前記雄型或いは雌型が
回転した角度とを用いて、地上側から削孔ロッドを回転
した角度と削孔ロッド先端における回転角度との補正係
数を演算する工程、とを有する請求項３の削孔方法。