JPH037795B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非開削工法による管埋設工法及びそ
の実施に好適な装置に関する。

交通量の多い道路や市街地などにガス管、水道
管等比較的小口径の管の埋設するにあたり、従来
より非開削埋設工法が知られている。この工法は
一般に発進立坑から到達立坑に向つてパイロツト
管を布設した後、該パイロツト管に沿つて掘削ヘ
ツドにより拡孔しつつ本管を順次埋設するもので
ある。

この掘削ヘツドについても従来より種々のタイ
プのものが知られており、本発明者によつても先
に特願昭56−106288号（特公昭62−34918号公報）
として新たな掘削工法が提案されている。この工
法は、発進立坑から到達立坑までパイロツト管を
掘削貫通せしめ、到達立坑まで貫通したパイロツ
ト管先端に、掘削ヘツドを接続するとともに、こ
の掘削ヘツドに埋設予定管を接続し、前記パイロ
ツト管を介して掘削ヘツドだけを回転させながら
発進立坑側に引き寄せることにより、拡孔掘削を
行い且つ掘削ヘツドに連行される埋設予定管を埋
設するようにしたものである。ところで、このよ
うな工法では、掘削により生じた排土を排出する
ため、排土をスラリー化し、これをを吸引する方
式が採られる。具体的には、まずパイロツト管に
よるパイロツト孔の掘削では、掘削によりパイロ
ツト管内部に取り込まれた排土を発進立坑側から
パイロツト管内部を通じて供給された水によりス
ラリー化し、これを再びパイロツト管を通じて、
発進立坑側に排出するものであり、他方、このよ
うな掘削に続く掘削ヘツドによる拡孔掘削では、
発進立坑側からパイロツト管を通じて掘削ヘツド
内に水を供給して、掘削ヘツド内に取り込まれた
排土をスラリー化し、このスラリー化した排土を
ポンプと排出管により、掘削ヘツドに連行せしめ
られる埋設予定管を通じて到達立坑側に排出する
ものである。しかしながら、このような工法にお
いては、スラリー化した排土を、パイロツト管に
よる掘削では発進立坑側に、またこれに続く拡孔
掘削では到達立坑側にそれぞれ排出するというよ
うに、両掘削工程で異る側に排出するため、スラ
リー化した排土の処理装置を両立坑に別個に設
け、或いはパイロツト孔掘削後、発進立坑側から
到達立坑側に移動させる必要があるという問題が
ある。また拡孔掘削だけをみても、スラリー化用
水を発進立坑側から供給し、スラリー化した排土
を到達立坑側に排出するため、水関係の装置を両
立坑にそれぞれ設けなければならず、また水を循
環使用したい場合、到達立坑で処理した水を発進
立坑側にホース等により送り返さなければならな
いという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑み創案されたもの
で、パイロツト孔の掘削に続く掘削ヘツドによる
拡孔掘削において、排土排出のための水の供給及
び排土の排出を総てパイロツト管の発進立坑側で
行うことができる工法及びその実施に好適な掘削
ヘツドの構造を提供せんとするものである。

このため本発明の管埋設方法は、発進立坑から
到達立坑まで貫通したパイロツト管の先端に、到
達立坑において、前面に掘削ビツトと排土取入口
とを有する掘削ヘツドを接続するとともに、この
掘削ヘツドに埋設予定管を接続し、前記パイロツ
ト管を介して掘削ヘツドだけを回転させながら発
進立坑側に引き寄せ拡孔掘削することにより、掘
削ヘツドに連行された埋設予定管を埋設し、かか
る管埋設工程中、パイロツト管を通じて発進立坑
側から駆動水を供給し、この駆動水の一部または
パイロツト管を通じて別途供給される水を、スラ
リー化用水として掘削ヘツド内および／または掘
削ヘツド前面に供給しつつ、前記駆動水の他の一
部または全部を、掘削ヘツド内に排土排出用流路
と連通するようにして設けられた吸引管内部にパ
イロツト管方向に向けて噴射させることにより水
ジエツトポンプを形成し、該水ジエツトポンプの
作用により、掘削ヘツド内に前記排土取入口を通
じて取り込まれた排土を吸引管から吸引し、これ
を駆動水とともにパイロツト管を通じ発進立坑側
に排出するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の装置は、このような方法を実施
するため、前面に掘削ビツトと排土取入口を有す
るとともに、内部に排土を取り込み得るように構
成された掘削ヘツドの前面に、先端にパイロツト
管との接続部を有するとともに内部から掘削ヘツ
ドの内部および／または掘削ヘツドの前面に通じ
る水噴射孔が形成され、且つ内部長手方向に駆動
水用流路、スラリー化用水流路および排土排出用
流路が形成された筒状体を設け、該筒状体の後端
には、一端がヘツド内部の排土取込み用中空部内
に開口した吸引管を、その他端を介して前記排土
排出用流路と連通するようにして接続し、前記ス
ラリー化用水流路を前記水噴射孔に連通せしめる
とともに、前記駆動水用流路と連通した小径管
を、駆動水をパイロツト管方向に噴射できるよう
に吸引管に接続して吸引管内に水ジエツトポンプ
を形成したことをその特徴とする。

以下、本発明の一実施例を図面に示すものにつ
いて説明する。

図面は、本発明による装置の一実施例を示すも
ので、イは掘削ヘツド、ロはこの掘削ヘツドに接
続される埋設予定管（以下埋設管と称す）であ
る。

本考案の掘削ヘツドは、ヘツド本体１と該ヘツ
ド本体１の後部に回転可能に接続される管体２と
から構成されている。

ヘツド本体１はその前面に排土取入口と掘削ビ
ツトとを有しており、これについては後述する。
ヘツド本体１前面中心部には、後端側がヘツド本
体１内の中空部３に内装されるようにして筒状体
４が設けられている。この筒状体４は先端が開口
し、この先端部にパイロツト管との接続部５（雌
ネジ部）が形成されている。また、この筒状体４
には、内部から掘削ヘツド内部及び／又は掘削ヘ
ツド前面に通じる複数の水噴射孔６が形成されて
いる。本実施例では、水噴射孔６は後述するビツ
ト保持部材１８とヘツド本体１間の空間２９に通
じている。

筒状体４の後端には吸引管７が連設されてい
る。この吸引管７は一端が筒状体内部に連通する
とともに、他端がヘツド本体１内で開口してい
る。この吸引管７には、後述する駆動水用流路が
接続されることにより水ジエツトポンプが形成さ
れるものであり、前記流路を接続するため、長手
方向中間部にクランク軸状に屈曲した屈曲部７１
が形成されている。また本実施例では、屈曲部７
１より他端側に回転継手８を介して略Ｌ字状に屈
曲した垂下管部７２が設けられ、吸引管７本体の
回転にかかわらず、垂下管部７２をその自重によ
り常に図示するような垂下した状態に保たせ、排
土の吸引を適切に行わしめるようにしている。

筒状体４の内部長手方向には駆動水用流路１
２、スラリー化用水流路１３及び排土排出用流路
１４がそれぞれ形成されている。即ち、筒状体４
内には、パイロツト管内を通じて導かれる水を掘
削ヘツド内に導入するための２重管構造の水導入
管１１が設けられている。この水導入管１１の内
部管１１１から小径管部１１３が筒状体内を通つ
て中空部３内に延出し、吸引管７の前記屈曲部７
１に筒状体方向に向うよにして接続されている。
この接続部近傍の小径管部１１３にはエア吸込管
３１が接続されている。また、水導入管１１の後
端と筒状体４間には排土流通用の透孔１５１を有
するリング体１５が設けられている。このリング
体１５は一端が水導入管の外管部１１２内部と、
また他端が前記各水噴射孔６とそれぞれ連通した
複数の流通孔１５２を有している。そして、以上
の構成において、前記内管部１１１及び小径管部
１１３が駆動水用流路１２を、また内管部１１１
と外管部１１２との間隙及び各流通孔１５２がス
ラリー化用水流路１３を、さらに、筒状体４内部
が排土排出用流路１４をそれぞれ構成している。

水導入管１１を構成する内管部１１１と外管部
１１２のパイロツト管側端部には、パイロツト管
を通じて発進立坑側から導入される供給管ニの接
続部１６ａ及び１６ｂ（雌ネジ部）がそれぞれ設
けられている。また、吸引管７が接続された筒状
体４の内部後端部には、吸引管７の内径と略同径
の導入部９が形成され、該導入部９の先端側には
テーパ状の拡径部９１が形成されている。導入部
９の内面にはセラミツク部材１０が貼設されてい
る。

なお、以上の水導入管１１を単管構造とし、こ
の管体から前記小径管部１１３に相当する管部を
延出せしめて吸引管７に接続するようにし、駆動
水の一部をスラリー化用水として用いるようにす
ることも可能である。

その他の本実施例の構成を説明すると、本実施
例ではヘツド本体内に排土を取り入れるための排
土取入口に礫が噛み込んだ場合、これを排除する
ための機構が設けられており、このため、ヘツド
本体１の前面中央部にはガイド筒部１０１を形成
しつつ取付孔１７が設けられ、この取付孔１７に
前記筒状体４がヘツド本体軸線方向進退可能に嵌
挿されている。この筒状体４は、本実施例ではス
プライン軸状に構成され、取付孔１７に嵌挿され
ることにより周方向での回転が阻止されている。

筒状体４には、ヘツド本体前端部の形状と略対
応したフード状のビツト保持部材１８が取付けら
れている。このビツト保持部材１８は、前面がテ
ーパ状に構成されるとともに、後部に短管状のス
カート部１８１を有し、該スカート部１８１内周
面がヘツド本体１の周面にヘツド本体長手方向摺
動可能に当接している。スカート部１８１が当接
するヘツド本体１先端側の周面は、スカート部１
８１の厚み分を吸収するため本体部よりも小径に
構成されている。

前記ビツト保持部材１８の前面の半径方向には
数条の掘削ビツト１９が設けられ、その各近傍に
は、ビツト保持部材１８内側に排土を取り込むた
めのスリツト状の排土取入口２０ａが同じく半径
方向に向つて設けられている。また、ヘツド本体
１の前面にも半径方向に向うスリツト状の排土取
入口２０ｂが設けられている。そして、ビツト保
持部材１８の排土取入口２０ａとヘツド本体１の
排土取入口２０ｂは、周方向でその位置がずらさ
れた状態に設けられている。

そして、ヘツド本体１前面及びビツト保持部材
１８裏面には、ビツト保持部材２０ａの排土取入
口及びヘツド本体１の排土取入口２０ｂにそれれ
対向するようにして突起部材２１ｂ，２１ａが設
けられており、ビツト保持部材１８をヘツド本体
方向に後退せしめることにより、各突起部材２１
ａ，２１ｂを対向する排土取入口２０ｂ，２０ａ
に押し込むことができるようにしている。突起部
材２１ａ，２１ｂは本実施例では板状体により構
成されている。ヘツド本体の後部には回転継手２
４により前記管体２が連結されている。即ち、ヘ
ツド本体１の後部には軸体２２が設けられ、この
軸体２２を回転継手を構成する軸受により管体２
内で軸支することにより、ヘツド本体１と管体２
とが相互に回転可能に連結されている。また、こ
の管体２の後端部には埋設管ロが溶接等により連
結される。

また、本実施例では、ヘツド本体１前面に設け
られた排土取入口２０ｂの内側に排土取入れ量調
整用のバルブ２５が設けられている。このバルブ
２５は、軟弱地盤を掘削するような場合等に、ヘ
ツド本体１内に周囲の土を取り入れ過ぎることに
より土壁の崩壊を生じさせるおそれがあるため、
排土の取り入れ量を適当に調整することを目的と
している。このため、中空部３の内周にフランジ
部１０２が設けられ、このフランジ部１０２に各
排土取入口２０ｂに対応するようにして設けられ
た挿通孔２６に、先端にバルブ２５を備えたアー
ム２７を進退可能に各挿入するとともに、バルブ
２５の後端とフランジ部１０２間のアーム２７に
スプリング２８を外装し、このスプリング２８に
よりバルブ２５を常に押圧し、各排土取入口２０
ｂを閉塞するようにしている。各バルブ２５は、
前面に受ける土圧によりスプリング２８の弾性力
に抗して押し込まれ、排土取入口２０ｂから中空
部３内に排土が取り込まれる。

次に、本発明法を具体的に説明する。掘削ヘツ
ドイは発進立坑Ａから到達立坑Ｂまで貫通したパ
イロツト管ハの先端にその接続部５を介して取付
けられ、発進立坑Ａ側に引き寄せられつつ拡孔掘
削が行われる。即ち掘削ヘツドイは、駆動装置３
０の駆動力により回転しつつ発進立坑方向に後退
するパイロツト管ハによつて、ヘツド本体１のみ
が回転せしめらつつ索引され、前面の掘削ビツト
イによつて地盤を拡孔掘削する。そして、管体２
はその後部に埋設管ロを連行し、非回転の状態で
ヘツド本体１に追随する。掘削ヘツドイに導かれ
る埋設管ロはヘツドの進行に伴つて到達立坑Ｂ側
で継ぎ足され、掘削ヘツドイが発進立坑Ａ側に到
達することにより、その埋設が完了する。

なお、このような管埋設工程では、到達立坑Ｂ
側で押圧装置により埋設管ロの後端を押圧し、埋
設管ロの推進力を補うようにしてもよく、また、
上記押圧装置を用いることなく、埋設管と掘削孔
の土壁との間に間隙に生ずるようにして掘削する
とともに、この間隙内に減摩剤を圧入して土壁と
の周面抵抗を減少させつつ掘削を行うようにする
ことができる。

掘削により生じた排土は、まず、ビツト保持部
材１８の排土取入口２０ａから内側の空間２９に
取り入れられ、さらにヘツド本体１前面の排土取
入口２０ｂから本体内の中空部３内に導かれる。

このような掘削工程において、本発明では、パ
イロツト管を通じて発進立坑側から駆動水を供給
し、この駆動水の一部又は全部により掘削ヘツド
イ内で排土吸引用の水ジエツトポンプを形成す
る。第１図に示す装置では、パイロツト管ハの接
続時において、パイロツト管を通じて導かれる２
重管構造の供給管ニが水導入管１１に接続される
が、その供給管ニの内管部ニ−１を通じて水導入
管１１の内管部１１１に駆動水が供給され、この
駆動水は駆動水用流路１２を通じて吸引管７に供
給される。この駆動水は吸引管の屈曲部７１にお
いて筒状体４方向に向つて噴射されるもので、こ
の部分に水ジエツトポンプが形成され、その吸引
力により吸引管７の開口した端部から排土スラリ
ーが吸引され、駆動水とともに筒状体４内に送ら
れ、透孔１５１内及び水導入管１１と筒状体内面
との間隙を通つてパイロツト管ハ方向に移送され
る。

一方、前記駆動水の一部又はパイロツト管内を
通じて別途供給される水をスラリー化用水として
掘削ヘツド内又は掘削ヘツド前面、或いはその双
方に供給し、排土をスラリー化するものであり、
このようにすることで、水ジエツトポンプによる
排土の吸引管７からの吸引が可能となる。第１図
に示す装置では、前記駆動水とは別に、供給管ニ
の外部ニ−２と内管部ニ−１との間隙からスラリ
ー化用水が水導入管１１のスラリー化用水流路１
３に供給され、流通孔１５２を介してヘツド本体
の前面（空間２９内）に噴射される。ここでスラ
リー化された排土が排土取入口２０ｂから中空部
３内に取り込まれ、吸引管７により吸引されるこ
とは前述した通りである。

このように、本発明ではパイロツト管の発進立
坑側から駆動水、スラリー化用水を供給し、また
掘削により生じた排土も同じく発進立坑側に排出
するようにするので、一般にパイロツト孔掘削に
おける水の供給及び排土排出が前記発進立坑側で
行われることと相つて、水処理装置或いは他の水
関係の装置を総て発進立坑側に設置することがで
きる。

なお、その他本発明装置の作用について説明す
ると、上述した掘削の過程で、仮に排土取入口２
０ａ，２０ｂに礫等が噛み込んでこれを詰らせた
ような場合、掘削を一旦中止し、発進立坑側でパ
イロツト管ハを掘削ヘツドイ方向に押し戻す。こ
れにより、筒状体４は取付孔１７をヘツド本体内
方にスライドし、これに伴つて、各突起部材２１
ｂ，２１ａが対向する排土取入口２０ａ，２０ｂ
に押し込まれ、噛み込んでいる礫をビツト保持部
材外方又は、ヘツド保本体内方に押し出すもので
ある。その後、パイロツト管ハを牽引すれば筒状
体４は元の位置にスライドし、この状態で掘削を
再開することができる。

以上述べた本発明によれば、大型のジヤツキ等
を使用することなく、しかも土質にとらわれずに
１回の掘削工程で長距離の拡孔掘削を効率的に行
うことができるだけでなく、パイロツト孔掘削と
それに続く拡孔掘削からなる工事の全工程におい
て、水の供給とスラリーの排出および処理を発進
立坑側で行うことができ、このため水処理装置等
の水関係装置を発進立坑のみに設置すれば足り、
また、水の循環利用を容易に行うことができる。

さらに、掘削ヘツド内の排土を、水ジエツトポ
ンプを形成した吸引管を通じて排出するため、排
土排出を効率的に行うおとができるとともに、掘
削ヘツド内には駆動水を供給しないため、ヘツド
内において適正な圧密状態を形成させることがで
き、軟質地盤等の掘削においても、ヘツド内への
排土の取り過ぎるよる土壁崩壊や地盤沈下等の問
題を生じることなく管埋設を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置の一実施例を示すもので、第
１図は縦断面図、第２図は第１図中−線に沿
う断面図、第３図は筒状体を断面した状態で示す
正面図、第４図は第１図中−線に沿う筒状体
及び水導入管の断面図、第５図は本発明法の実施
状況の概略説明図である。 図において、３は中空部、４は筒状体、５は接
続部、６は水噴射孔、７は吸引管、１１は水導入
管、１２は駆動水用流路、１３はスラリー化用水
流路、１４は間隙、１６ａ，１６ｂは接続部、１
９は掘削ビツト、２０ａ，２０ｂは排土取入口、
イは掘削ヘツド、ロは埋設予定管、ハはパイロツ
ト管を各示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発進立坑から到達立坑まで貫通したパイロツ
   ト管の先端に、到達立坑において、前面に掘削ビ
   ツトと排土取入口とを有する掘削ヘツドを接続す
   るとともに、この掘削ヘツドに埋設予定管を接続
   し、前記パイロツト管を介して掘削ヘツドだけを
   回転させながら発進立坑側に引き寄せ拡孔掘削す
   ることにより、掘削ヘツドに連行された埋設予定
   管を埋設し、かかる管埋設工程中、パイロツト管
   を通じて発進立坑側から駆動水を供給し、この駆
   動水の一部またはパイロツト管を通じて別途供給
   される水を、スラリー化用水として掘削ヘツド内
   および／または掘削ヘツド前面に供給しつつ、前
   記駆動水の他の一部または全部を、掘削ヘツド内
   に排土排出用流路と連通するようにして設けられ
   た吸引管内部にパイロツト管方向に向けて噴射さ
   せることにより水ジエツトポンプを形成し、該水
   ジエツトポンプの作用により、掘削ヘツド内に前
   記排土取入口を通じて取り込まれた排土を吸引管
   から吸引し、これを駆動水とともにパイロツト管
   を通じ発進立坑側に排出するようにしたことを特
   徴とする非開削工法による管埋設方法。 ２ 前面に掘削ビツトと排土取入口を有するとと
   もに、内部に排土を取り込み得るように構成され
   た掘削ヘツドの前面に、先端にパイロツト管との
   接続部を有するとともに内部から掘削ヘツドの内
   部および／または掘削ヘツドの前面に通じる水噴
   射孔が形成され、且つ内部長手方向に駆動水用流
   路、スラリー化用水流路および排土排出用流路が
   形成された筒状体を設け、該筒状体の後端には、
   一端がヘツド内部の排土取込み用中空部内に開口
   した吸引管を、その他端を介して前記排土排出用
   流路と連通するようにして接続し、前記スラリー
   化用水流路を前記水噴射孔に連通せしめるととも
   に、前記駆動水用流路と連通した小径管を、駆動
   水をパイロツト管方向に噴射できるよう吸引管に
   接続して吸引管内に水ジエツトポンプを形成して
   なる非開削工法による管埋設装置。