JPH0586790A - 注水式横穴掘削方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 横穴掘削方法において、直線推進性を向上さ
せること。 【構成】 横穴掘削装置において、ねじ継ぎ足し式掘削
具６の先導管として、ねじ継ぎ足し式パイロット管２２
にねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管２１を取り付
けることにより、これが地山中に回転圧入されるので、
地山を軸受としたねじ継ぎ足し式掘削具の回転軸とな
り、直線推進性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下に埋設される電話
線、信号線または電力線等の収容管等を施工する横穴の
ように、比較的小口径の横穴を掘削するねじ継ぎ足し式
掘削具による注水式横穴掘削方法およびその装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のねじ継ぎ足し式掘削具による横穴
掘削工法は、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、メインチャック１、回転チャック２、回転チャック
回転用モータ３、推進用モータ４、ガイドレール５から
構成された横穴掘削装置を（ａ）のように発進縦穴１８
の溝内に固定し、第１のねじ継ぎ足し式掘削具６の先端
に矢尻型の推進ヘッド８を取り付け、これを回転チャッ
ク２に把持させ、回転用モータ３によってねじ継ぎ足し
式掘削具６を回転させ、推進ヘッド８の先端から注水９
を行いながら、推進用モータ４によりガイドレール５に
沿って推進機部１０を往復させることにより、縦穴側面
より土砂を掘削し、掘削土砂を縦穴溝内に排出しつつ、
第２以降のねじ継ぎ足し式掘削具７を継ぎ足しながら発
進縦穴１８に離隔した到達縦穴１９に到達するまで推進
する。しかし、この方法では、（ｂ）に示すように右回
転のねじ継ぎ足し式掘削具７は、自重１１と回転力１２
と推進力１３によって、合力１４である右斜め下前方向
に推進する特徴を有しており、推進ヘッド先端から注水
９することで、推進前方の地山１５が緩み、この特徴は
より顕著となり、（ｃ）に示すように、推進目標１６に
対して、ねじ継ぎ足し式掘削具７は剛性が十分でないた
めに３次元のカーブを描き、到達位置１７はかなり右下
方向へと移動してしまっていた。

【０００３】また、推進地山中に小さな礫等が存在した
場合、先ず回転している推進ヘッド８が、これに接触す
ることで推進ヘッドは小さな礫に跳ねられ、ねじ継ぎ足
し式掘削具７は剛性が十分でないために推進方向が容易
に変えられるなど、直線推進性が低いために、到達縦穴
１９内にねじ継ぎ足し式掘削具７が到達しなかったり、
推進位置近辺に他所管埋設物２０等が存在した場合、こ
れにねじ継ぎ足し式掘削具７が接触することで、それを
破損させる危険性があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
改善するために提案されたもので、その目的は、横穴掘
削装置において、ねじ継ぎ足し式掘削具の先導管とし
て、ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管を取り付け
ることにより、これが地山中に回転圧入されることで地
山を軸受としたねじ継ぎ足し式掘削具の回転軸となるこ
とで、ねじ継ぎ足し式掘削具の回転による移動を拘束す
ることで、直線推進性を著しく向上させたねじ継ぎ足し
式掘削具による注水式横穴掘削方法及びそれに用いる装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は先端にテーパ面を有し、後部にねじ部を有
するパイプ状のねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管
と、両端にねじ部を有するパイプ状のねじ継ぎ足し式パ
イロット管とを用い、発進縦穴内に設けた掘削装置の推
進機部の回転チャックに、前記ねじ継ぎ足し式片テーパ
付パイロット管を把持させて、前記回転チャックを回転
させつつ、前記推進機部を前進させ、地山中にねじ継ぎ
足し式片テーパ付パイロット管を回転圧入させる第１の
工程と、圧入後回転チャックを開放して、ねじ継ぎ足し
式片テーパ付パイロット管を外し、推進機部を後退させ
た後、回転チャックにねじ継ぎ足し式パイロット管を把
持させ、前記ねじ継ぎ足し式パイロット管とねじ継ぎ足
し式片テーパ付パイロット管とを回転チャックの回転に
より螺合させ、回転チャックを回転させつつ、推進機部
を前進させ地山中にねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロッ
ト管を回転圧入させる第２の工程と、圧入後回転チャッ
クを開放して、ねじ継ぎ足し式パイロット管を外し、推
進機部を後退させた後、回転チャックにねじ継ぎ足し式
パイロット管を把持させ、前記ねじ継ぎ足し式パイロッ
ト管相互を回転チャックの回転により螺合させ、回転チ
ャックを回転させつつ、推進機部を前進させ地山中にね
じ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管を回転圧入させる
第３の工程と、継ぎ足したねじ継ぎ足し式パイロット管
の全長が、推進機部の移動長の２倍以上となるまで第３
の工程を繰り返す第４の工程と、圧入後回転チャックを
開放して、ねじ継ぎ足し式パイロット管を外し、推進機
部を後退させた後、回転チャックにねじ継ぎ足し式推進
ヘッドを取り付けたねじ継ぎ足し式掘削具を把持させ、
前記ねじ継ぎ足し式掘削具とねじ継ぎ足し式パイロット
管とを回転チャックの回転により螺合させ、前記ねじ継
ぎ足し式推進ヘッドの先端から注水し、回転チャックを
回転させつつ、推進機部を前進させ発進縦穴溝内に排土
しながら掘削を行う第５の工程と、推進機部の前進後、
回転チャックを開放して、ねじ継ぎ足し式掘削具を外
し、推進機部を後退させた後、回転チャックにねじ継ぎ
足し式掘削具を把持させ、ねじ継ぎ足し式掘削具相互を
回転チャックの回転により螺合させ、前記ねじ継ぎ足し
式推進ヘッドの先端から注水し、回転チャックを回転さ
せつつ、推進機部を前進させ発進縦穴溝内に排土しなが
ら掘削を行う第６の工程と、前記ねじ継ぎ足し式推進ヘ
ッドが到達縦穴に到達するまで第６の工程を繰り返す第
７の工程とにより横穴を掘削することを特徴とする注水
式横穴掘削方法を発明の要旨とするものである。さら
に、本発明は地山に離隔して設けた２個の縦穴間を、ね
じ継ぎ足し式掘削具を使用し、地山を回転掘削および排
土を行いながら貫通させる注水式横穴掘削装置におい
て、ねじ継ぎ足し式掘削具に螺合し注水口を有するねじ
継ぎ足し式推進ヘッドと、前記ねじ継ぎ足し式推進ヘッ
ドに螺合する１つまたは複数のねじ継ぎ足し式パイロッ
ト管と、前記ねじ継ぎ足し式パイロット管に螺合するね
じ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管とを具備すること
を特徴とする注水式横穴掘削装置を発明の要旨とするも
のである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、ねじ継ぎ足し式掘削具による
横穴掘削工法において、ねじ継ぎ足し式掘削具の先端に
ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管を取り付け、こ
れが先導管として地山中に回転圧入されることで、片端
が地山を軸受けとし、他の片端は横穴推進機が軸受けと
したねじ継ぎ足し式掘削具の回転軸となり、ねじ継ぎ足
し式掘削具の回転による右下前方への移動を拘束すると
ともに、地山中の小さな礫等によって推進ヘッドが跳ね
られ、推進方向を変えてしまうことをも防止し、直進推
進性を著しく向上させうる作用を有する。

【０００７】従来の技術とは、ねじ継ぎ足し式掘削具の
先端にねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管を取り付
けることで、回転による移動右下前方への移動を拘束す
るとともに、地山中の小さな礫等によって推進ヘッドが
跳ねられ、推進方向が変わることを抑えることが可能と
なったことが異なる点である。

【０００８】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは言
うまでもない。

【０００９】図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の
実施例を説明する図であって、図において、１はメイン
チャック、２は回転チャック、３は回転チャック回転用
モータ、４は推進用モータ、５はガイドレール、６はね
じ継ぎ足し式掘削具、１０は推進機部、２１はねじ継ぎ
足し式片テーパ付パイロット管、２２はねじ継ぎ足し式
パイロット管、２３はねじ継ぎ足し式推進ヘッドであ
る。

【００１０】図２は、本発明に使用されるねじ継ぎ足し
式片テーパ付パイロット管、ねじ継ぎ足し式パイロット
管とねじ継ぎ足し式推進ヘッドの構造を説明する図であ
って、図において、２１はねじ継ぎ足し式片テーパ付パ
イロット管、２２はねじ継ぎ足し式パイロット管、２３
はねじ継ぎ足し式推進ヘッド、２６はナット部、２７は
ボルト部、２８は注水口である。このような構造となっ
ているため、ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管２
１とねじ継ぎ足し式推進ヘッド２３は、容易にナット部
２６およびボルト部２７によって接続でき、またねじ継
ぎ足し式掘削具６も同様に接続できるうえ、ねじ継ぎ足
し式掘削具の中を送られて来る注水用の水も注水口２８
から噴出でき、ねじ継ぎ足し式推進ヘッド２３による回
転掘削も従来どおり容易に行うことができる。

【００１１】これを動作するには、第１の手順として、
図１（ａ）のようにメインチャック１〜ガイドレール５
を装備した横穴掘削装置を、縦穴溝内に固定し、回転チ
ャック２にねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管２１
を把持させ、回転チャック回転用モータ３によってねじ
継ぎ足し式片テーパ付パイロット管２１を回転させなが
ら、推進用モータ４によってガイドレール５に沿って、
推進機部１０を前進させ地山中にねじ継ぎ足し式片テー
パ付パイロット管２１を回転圧入させる。

【００１２】第２の手順として、（ｂ）のように回転チ
ャック２を開放し、ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロッ
ト管２１を外し、推進機部１０を後退させた後、回転チ
ャック２にねじ継ぎ足し式パイロット管２２を把持さ
せ、回転チャック２を回転させることで、ねじ継ぎ足し
式片テーパ付パイロット管２１と接合させ、第１の手順
と同様に回転圧入を行う。この手順をねじ継ぎ足し式パ
イロット管２２の長さが２４の推進機部の移動長の２倍
以上となるまで繰り返す。

【００１３】第３の手順として、（ｃ）のように回転チ
ャック２に、ねじ継ぎ足し式推進ヘッド２３を取り付け
たねじ継ぎ足し式掘削具６を把持し、回転チャック２を
回転させることで、ねじ継ぎ足し式パイロット管２２と
接合し、ねじ継ぎ足し式推進ヘッド２３の先端から注水
を行いながら掘削を行い、推進機部１０を前進後進させ
ながら掘削土をねじ継ぎ足し式掘削具６の回転で発進縦
穴溝内に排土しながら推進を行い、以後同様にねじ継ぎ
足し式掘削具６を順次接続しながら回転掘削、排土を行
いながら推進を行う。

【００１４】図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、
本発明による推進メカニズムを説明する図であって、６
はねじ継ぎ足し式掘削具、９は注水、２１はねじ継ぎ足
し式片テーパ付パイロット管、２２はねじ継ぎ足し式パ
イロット管、２３はねじ継ぎ足し式推進ヘッド、２８は
注水口、１５は注水により乱された地山、２９は地山中
の小礫である。

【００１５】３図（ａ）は、推進部が前進した掘削推進
状況を表しており、ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロッ
ト管２１とねじ継ぎ足し式パイロット管２２が地山中に
回転圧入されることで、地山を軸受けとしたねじ継ぎ足
し式推進ヘッド２３による回転掘削とねじ継ぎ足し式掘
削具６の回転排土の回転軸となることで、掘削地山中に
小さな礫が存在した場合これに接触し、跳ねられて推進
方向を変えてしまったり、ねじ継ぎ足し式掘削具６の回
転による右下前方に推進する推進特性が抑えられるう
え、先導管として使用するねじ継ぎ足し式片テーパ付パ
イロット管２１とねじ継ぎ足し式パイロット管２２はね
じ継ぎ足し式掘削具６よりも小径であるため、推進地山
中に礫が存在しても、これに接触しにくく推進方向が変
えられることが無い。

【００１６】図３（ｂ）は、推進部が後進した掘削推進
状況を表しており、この場合においてもねじ継ぎ足し式
片テーパ付パイロット管２１とねじ継ぎ足し式パイロッ
ト管２２の長さが推進部の移動長の２倍以上としたこと
で、これらは注水９により乱された地山に入ること無
く、推進地山を軸受けとした回転軸となり、直進推進性
を向上させるようにねじ継ぎ足し式掘削具６の推進特性
に対抗している。

【００１７】しかし、ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロ
ット管２１とねじ継ぎ足し式パイロット管２２の長さが
推進部の移動長と近似した場合は、図３（ｃ）のよう
に、ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管２１とねじ
継ぎ足し式パイロット管２２が注水により乱された地山
１５に入ったり、ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット
管２１が回転圧入された孔から外れることで、ねじ継ぎ
足し式片テーパ付パイロット管２１による先導管として
の直進推進性が失われ、ねじ継ぎ足し式掘削具６の回転
による右下前方に推進する推進特性が現れる。

【００１８】次にねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット
管２１のテーパ角度について説明する。片テーパ付パイ
ロット管は、数種類の片テーパ角度について、砂質土お
よび粘性土において回転圧入による推進精度の確認実験
を行った結果、２０°の片テーパ角度における推進誤差
が最も小さく、２０°より小さい角度でも２０°より大
きい角度でも推進誤差が大きくなることを確認してい
る。従って本発明においては、片テーパ付パイロット管
のテーパ面３１の片テーパ角度は、図４に示すとおり２
０°に設定した。なお、片テーパ付パイロット管とは、
円筒形のパイロット管を竹槍のように斜めに切断し（２
０°）、その切断面に土砂が浸入しないように鉄板を溶
接した構造である。

【００１９】また、片テーパ付パイロット管は、図５
（ａ）〜（ｅ）に示すとおり、推進地山中に小さな礫３
２等が存在した場合においても、片テーパを回転圧入す
ることで、片テーパによる平面部分がこの小さな礫等を
推進位置から押し退ける効果を示している。すなわち
（ａ）に示すように、テーパ面３１に対して小さな礫３
２が接触した場合、（ｂ）に示すように、小さな礫は片
テーパの平面部（テーパ面）によって徐々に側方へ押し
退けられる。最終的には（ｅ）に示すように、パイロッ
ト管側面に押し退けられ、推進に影響を与えなくなる。

【００２０】図６は一般的なテーパの場合について示
す。一般的なテーパの場合直進性は向上するが、図６
（ａ）〜（ｄ）に示すように、回転圧入しても小さな礫
等がテーパに接触する位置は一箇所であり、この小さな
礫等を推進位置から押し退ける効果は無く、この小さな
礫等により推進位置を変えられてしまう。従って本発明
においては、片テーパ付パイロット管を回転圧入する工
法が効果的であることが理解できる。

【００２１】

【発明の効果】叙上のように本発明によれば、横穴掘削
装置においてねじ継ぎ足し式掘削具の先導管として、ね
じ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管を取り付け、これ
が推進地山中に回転圧入され、地山を軸受けとしたねじ
継ぎ足し式掘削具の回転軸となることで、ねじ継ぎ足し
式掘削具の回転による移動を拘束することで、今まで持
っていた右下前方に推進する特性を抑え、直進推進性を
著しく向上させうる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の横穴掘削方法の実施例を示す。
（ａ），（ｂ），（ｃ）は工程の順序を示す。

【図２】先導管としてのねじ継ぎ足し式の片テーパ付パ
イロット管の構造実施例を示す。

【図３】ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管の推進
実施例を示す。（ａ）〜（ｄ）は推進例である。

【図４】ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管の先端
部の構造を示す。

【図５】（ａ）〜（ｅ）ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイ
ロット管の動作説明図を示す。

【図６】（ａ）〜（ｄ）従来例の動作説明図を示す。

【図７】（ａ）〜（ｃ）従来例の構造及び動作説明図を
示す。

【符号の説明】

１ メインチャック ２ 回転チャック ３ 回転チャック回転用モータ ４ 推進用モータ ５ ガイドレール ６ ねじ継ぎ足し式掘削具 ７ ねじ継ぎ足し式掘削具 ８ 推進ヘッド ９ 注水 １０ 推進機部 １１ 自重 １２ 回転力 １３ 推進力 １４ 合力 １５ 推進地山の緩み部 １６ 推進目標位置 １７ 到達位置 １８ 発進縦穴 １９ 到達縦穴 ２０ 他所管埋設物 ２１ ねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管 ２２ ねじ継ぎ足し式パイロット管 ２３ ねじ継ぎ足し式推進ヘッド ２４ 推進部の移動長 ２５ ねじ継ぎ足し式パイロット管長 ２６ ナット部 ２７ ボルト部 ２８ 注水口 ２９ 礫 ３０ 直進推進予定線 ３１ テーパ面 ３２ 小さな礫

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 武徳 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 片井 利幸 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 石川 哲夫 大阪府大阪市中央区平野四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 足立 進 大阪府大阪市中央区平野四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にテーパ面を有し、後部にねじ部を
   有するパイプ状のねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット
   管と、両端にねじ部を有するパイプ状のねじ継ぎ足し式
   パイロット管とを用い、発進縦穴内に設けた掘削装置の
   推進機部の回転チャックに、前記ねじ継ぎ足し式片テー
   パ付パイロット管を把持させて、前記回転チャックを回
   転させつつ、前記推進機部を前進させ、地山中にねじ継
   ぎ足し式片テーパ付パイロット管を回転圧入させる第１
   の工程と、 圧入後回転チャックを開放して、ねじ継ぎ足し式片テー
   パ付パイロット管を外し、推進機部を後退させた後、回
   転チャックにねじ継ぎ足し式パイロット管を把持させ、
   前記ねじ継ぎ足し式パイロット管とねじ継ぎ足し式片テ
   ーパ付パイロット管とを回転チャックの回転により螺合
   させ、回転チャックを回転させつつ、推進機部を前進さ
   せ地山中にねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管を回
   転圧入させる第２の工程と、 圧入後回転チャックを開放して、ねじ継ぎ足し式パイロ
   ット管を外し、推進機部を後退させた後、回転チャック
   にねじ継ぎ足し式パイロット管を把持させ、前記ねじ継
   ぎ足し式パイロット管相互を回転チャックの回転により
   螺合させ、回転チャックを回転させつつ、推進機部を前
   進させ地山中にねじ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管
   を回転圧入させる第３の工程と、 継ぎ足したねじ継ぎ足し式パイロット管の全長が、推進
   機部の移動長の２倍以上となるまで第３の工程を繰り返
   す第４の工程と、 圧入後回転チャックを開放して、ねじ継ぎ足し式パイロ
   ット管を外し、推進機部を後退させた後、回転チャック
   にねじ継ぎ足し式推進ヘッドを取り付けたねじ継ぎ足し
   式掘削具を把持させ、前記ねじ継ぎ足し式掘削具とねじ
   継ぎ足し式パイロット管とを回転チャックの回転により
   螺合させ、前記ねじ継ぎ足し式推進ヘッドの先端から注
   水し、回転チャックを回転させつつ、推進機部を前進さ
   せ発進縦穴溝内に排土しながら掘削を行う第５の工程
   と、 推進機部の前進後、回転チャックを開放して、ねじ継ぎ
   足し式掘削具を外し、推進機部を後退させた後、回転チ
   ャックにねじ継ぎ足し式掘削具を把持させ、ねじ継ぎ足
   し式掘削具相互を回転チャックの回転により螺合させ、
   前記ねじ継ぎ足し式推進ヘッドの先端から注水し、回転
   チャックを回転させつつ、推進機部を前進させ発進縦穴
   溝内に排土しながら掘削を行う第６の工程と、 前記ねじ継ぎ足し式推進ヘッドが到達縦穴に到達するま
   で第６の工程を繰り返す第７の工程とにより横穴を掘削
   することを特徴とする注水式横穴掘削方法。
2. 【請求項２】 地山に離隔して設けた２個の縦穴間を、
   ねじ継ぎ足し式掘削具を使用し、地山を回転掘削および
   排土を行いながら貫通させる注水式横穴掘削装置におい
   て、ねじ継ぎ足し式掘削具に螺合し注水口を有するねじ
   継ぎ足し式推進ヘッドと、前記ねじ継ぎ足し式推進ヘッ
   ドに螺合する１つまたは複数のねじ継ぎ足し式パイロッ
   ト管と、前記ねじ継ぎ足し式パイロット管に螺合するね
   じ継ぎ足し式片テーパ付パイロット管とを具備すること
   を特徴とする注水式横穴掘削装置。