JPH094373A

JPH094373A - パイプ打込み用、パイロットボア拡張用ないし土中埋設配管系の交換用装置

Info

Publication number: JPH094373A
Application number: JP8101914A
Authority: JP
Inventors: Hesse Alfons; ヘッセアルフォンス
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG; Tracto Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1997-01-07
Also published as: EP0735231A3; EP0735231A2; DE19512602C1

Abstract

(57)【要約】【課題】既存の配管系の破壊又はパイロット孔の拡張時
に周囲の抵抗の変化に適合した推進が可能なよう配管系
の打込み、拡張、破壊装置を改良する。【解決手段】引張または押圧要素によって打込ヘッドに
力結合され打込ヘッドに対して軸線方向へ可動な打込装
置によって周囲の抵抗に適合させて推進制御を行うこと
ができ、パイプまたはロッドを打込むまたはパイロット
ボアを拡張するまたは地中に埋設された配管系を破壊す
る装置。この装置は、打込ヘッド（２）と、打込ヘッド
に対して軸線方向へ可動な自己駆動式打込装置（１）
と、切換手段を介して両者（１）、（２）を力結合する
引張又は押圧要素（３、１９、２３、２４）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプを打込み
（敷設し）、パイロットボアを拡張し、または土中に埋
設された配管系を交換（更新）する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は、例えば、パイプの水平
打込または土中に敷設された配管系の破壊交換に適す
る。配管系を破壊し、同時に拡張された土中ボアに交換
パイプを敷設するのに役立つ装置は、ヨーロッパ特許第
００５３４８０号から公知である。

【０００３】この種の装置（ラムボーリング装置ないし
ハンマボーリング装置とも呼ばれる）は、一般に、打込
ヘッドと、打込ピストンを有する円筒形ハウジングと、
コンプレッサに至るホース接続部とからなる。ラムボー
リング装置の地中の自動的前進運動は、一般に空気圧的
に制御される軸線方向の打込ピストン運動によって実現
される。

【０００４】しかしながら、公知のラムボーリング装置
には、前進駆動が、推進を妨害する土壌の抵抗に依存し
て不可能となるという欠点がある。旧配管系を破壊する
場合も、前進運動中、ラムボーリング装置によって克服
すべき抵抗に著しい差が現れる。ラムボーリング装置
が、例えば、既に亀裂があるパイプ部分にぶつかった場
合、破裂抵抗は、無傷の配管の範囲よりも本質的に小さ
くなる。ラムボーリング装置の打込ピストンは、周囲の
抵抗に無関係に（調節されずに）作動するので、上記部
分においても、減少されない打込作業が行われ、従っ
て、ラムボーリング装置の無制御の前進運動が行われ
る。旧配管系を通ってまたはパイロットボアの拡張のた
めに土壌中を通ってラムボーリング装置を引張する引張
ケーブル（ないしワイヤ）を使用した場合、無調節の打
込作業は、特に不利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かくして、引張ケーブ
ル方式の場合実際に、ラムボーリング装置は、抵抗の小
さい部分では、引張ケーブルの引張速度よりも高速で前
進運動し、しばしば、引張ケーブルが追越されて破壊さ
れる。

【０００６】引張ケーブルの代わりにロッドを使用した
場合は、割裂き抵抗または押しのけ抵抗またはラム抵抗
が小さいと、ラムボーリング装置がロッドにぶつかり、
従って、ロッド自体またはその引張ユニットが損傷され
るという危険性がある。さらにこの場合抵抗が小さい場
合に反発衝撃が生ずるという欠点もある。

【０００７】また、公知の装置は、その空気圧式駆動装
置に起因する欠点もある。この駆動装置は、運転起因の
排気にもとづき、装置の開放構造を必要とする。空気圧
による打込中に、潤滑油を含む排気が、ラムボーリング
装置の周囲に放出され、かくして、周囲の土壌および雰
囲気が汚染される。同時に、ラムボーリング装置は、開
放構造であるため、周囲の水の侵入に対して保護され
ず、従って、水中の使用は不可能である。

【０００８】上述の従来技術に鑑み、本発明の基本的課
題は、特に、配管系の破壊時またはパイロットボアの拡
張時に、周囲の抵抗変化に適合した推進を可能とする装
置を創成することにある。さらに、別の視点において、
本発明は作業時の土壌及び雰囲気汚染を防止可能な装置
を提供することも付加的課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この基本的課題の解決手
段は、ケーブルまたはロッドで引張される装置に、所定
の最小抵抗値を越えるときのみ動的補助駆動装置をオン
する切換手段を設けるという考え方に依拠する。

【００１０】更に詳細に云えば、上記課題は、打込ヘッ
ドと、打込ヘッドに対して軸線方向へ可動の自己駆動式
打込装置と、例えば旧パイプまたは土壌に起因する周囲
の抵抗によって作動され打込装置を制御する切換手段
（ないし切換弁機構）とによって、解決される。この場
合、引張または押圧要素（例えば、引張ロッドまたは引
張ケーブル）は、切換手段を介して打込装置と打込ヘッ
ドとを力結合的に（ないし機能的にkraftschluessig）
結合する。ここに「力結合的に」とは力伝達が可能であ
るような機能的結合関係を言いい、摩擦力ないし当接押
圧、引張等による力結合を含む。

【００１１】これに関連して、切換手段の本質は、打込
（押込）ユニットの予圧（ないし貯圧によるパイロット
弁制御ないしブースタ（倍力）機能）によって作動流体
供給ポート及び排出ポートを開放し（即ち給排弁の給排
ポートを開成制御し）、かくして、打込装置の作動を開
始するという点にある。

【００１２】本発明に係る装置によって、静的推進と動
的推進との運転確実な組合せを達成できる。かくして、
引張ケーブルおよびウインチまたは引張ロッドによって
行われる静的拡張作業は、段階的に、オンできる打込駆
動装置によって支援される。本発明に係る装置の場合、
打込装置の無制御の先行前進を回避して確実な運転を行
い得る。打込装置によって追越される引張ケーブルの問
題は、周囲の抵抗が無い場合または僅かな場合に打込駆
動装置が自動的にオフされるので、排除される。このた
め、ケーブルは、通常の態様の如く打込ヘッドに直接結
合されるのではなく、例えば、打込（駆動）装置（ない
し本体）に結合される。この場合、ケーブルを介する打
込装置の前進運動は、打込ヘッドに関する打込装置の軸
線方向のズレにもとづく打込ヘッドに作用する大きい周
囲の抵抗の範囲においてケーブルの大きい張力によって
且つこの場合に切換手段によって起動される打込駆動装
置によって支援される。打込ヘッドに作用する周囲の抵
抗が、所定の閾値を越え、逆方向へ作用する切換抵抗を
克服した場合、切換手段がオンされ打込装置がオンされ
る。以降の前進運動時に周囲の抵抗が上記閾値を下回る
と直ちに、切換手段がオフされ、その結果、打込装置が
オフされる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を各従
属請求項に示す。なお請求の範囲に付記した図面参照符
号は、専ら理解を助けるためであり、本発明を図示の態
様に限定することを意図しない。

【００１４】切換抵抗を適切に選択することによって、
打込駆動装置のオンのための閾値を使用条件に応じて自
由に選択できる。即ち、周囲の抵抗が僅かな場合も、打
込駆動装置の空打込を確実に回避でき、しかも、大きい
抵抗が突然に現れた場合、妨害のない前進運動を保証で
きる。

【００１５】液圧式打込駆動装置を有する本発明に係る
装置の使用が、特に有利である。

【００１６】液圧駆動装置には、高い効率および短い構
造様式が与えられる。短い構造様式によって、必要な始
発点の坑寸法が縮小される。

【００１７】液圧駆動装置の使用（請求項２）には、更
に、空気圧駆動装置の場合に現れる排気が生じないとい
う利点がある。なぜならば、液圧駆動装置は、基本的
に、閉じた系をなすからである。従って、空気圧装置の
含油排気に起因する土壌および雰囲気の汚染が回避さ
れ、更に、場合によっては引入れられた新しい配管系の
汚染も回避される。

【００１８】従って、本発明に係る装置は、液圧構造に
おいて、水道（飲料水）管路の引入れに特に適する。な
ぜならば、当該のパイプを閉じた系として引入れること
ができ、従って、パイプ内部の汚染が排除されるからで
ある。即ち、排気がないので、汚物が侵入する恐れのあ
る開口が存在しないよう、打込ヘッドまたは打込パイプ
をパイプに結合できる。

【００１９】応用分野は、閉じた構造様式の場合、これ
によって著しく拡張される。即ち、地下水の汚染および
装置への地下水の侵入のない地下水の使用、放圧される
高圧空気にもとづく開放機構のない冬季の使用および空
気圧装置の場合に排気とともに排出されるオイルミスト
によって損傷される恐れのある合成樹脂パイプの使用を
問題なく実施できる。

【００２０】更に、液圧装置は、空気圧装置の場合より
も始動がその確実な制御追随性（遅延の減少）に基づき
本質的に容易であり、これは、本発明に係る装置におい
て周囲の抵抗の変化によって打込駆動装置の頻繁なオン
・オフ操作の場合に特に、大きい利点とみなされる。

【００２１】本発明に係る使用において、ライン破壊交
換装置として使用する場合において、排水系の検査竪坑
（マンホール）をスタート竪坑として使用するとき、新
しい掘進パイプを設置するため、約８０ｍ毎に作業を停
止しなければならない。本発明は、このような場合につ
いて特に、本質的利点をもたらす。なぜならば、引張力
のオフ時、これまで慣用のラムボーリング装置の場合に
現れるような惰走が生ぜず、打込装置が直ちにオフされ
るからである。

【００２２】パイロットボアの静的拡張のために引張要
素を使用する場合、通常、液圧ウインチを使用する。こ
の場合、液圧式打込駆動装置を使用することによって、
ウインチおよび打込駆動装置について共通のパワステー
ション（動力源）を使用できる。この場合、打込駆動装
置には、ウインチから頭部ホースを介して高圧媒体を供
給できる。

【００２３】図面を参照して、以下に、本発明の実施例
を詳細に説明する。

【００２４】

【実施例】本発明に係る装置は、液圧式打込（駆動）装
置１と、打込ヘッド２と、打込装置をオン・オフするた
めの（切換手段から）外方に突出案内される押圧部材
（押し棒状）３を備えかつ打込装置１に設置された切換
手段３ａと、打込装置１を案内するすべりリング４と、
引込まれるパイプ６を閉鎖するストッパリング５と、引
張ケーブルを固定する前部およびアダプタを打込装置１
に結合（嵌合）する後部円筒部材８を有するアダプタ７
と、打込装置１の圧力媒体供給・排出管路９と、推進方
向とは逆方向へ装置を引戻すケーブル１１を固定するス
トッパアイ（止め具）１０と、その都度の所要各機能に
打込ヘッド２を適合させるアダプタヘッド１２と、押圧
部材３に当接し周囲の抵抗を打込装置１の切換手段に伝
達する受け部材（横断バー部材）１３とからなる。アダ
プタの後部円筒部材８は、力結合なく自由に軸方向移動
可能に打込ヘッド２のボア１４，１５を通って案内さ
れ、打込ヘッド２の内壁面に対し摺接するすべりリング
４および同様なすべりリングとして構成されたストッパ
リング５を介して打込ヘッド２に軸線方向へ摺動自在に
支持された打込装置１に直接に作用する。（なお両すべ
りリング４、５は打込装置１の外周に固定されてい
る。）打込装置１の端面と打込ヘッド２の受け部材１３
との間には、引張ケーブルを介してアダプタ７の前部に
作用する引張力によって打込装置１を介して作動され打
込装置の作業段階を決定する切換手段３０（感圧作動弁
ないしスイッチ手段、さらに図７参照）が設けてある。
この場合、打込装置１は、下部閾値の上方においてオン
され、上記閾値の下方で再びオフされる（切換手段のオ
ン・オフに対応して駆動液圧供給がオン・オフされ
る）。

【００２５】なお、打込装置１の液圧ラム往復動機構自
体は、詳細図を略するが、公知の手段を用いることがで
き、管路９を介しての液圧供給時はラム（ハンマー）の
往復打込運動を行うものである。

【００２６】受け部材１３は、図１において台形の断面
で示され紙面に直交して延在する横断バー部材から成
り、アダプタ後部円筒部材８の前部テーパ部８ａの横窓
部を横切って軸方向可動に貫通突出し打込ヘッド２の内
面に対し力結合的に（力伝達可能に）（この場合例えば
摩擦係合）結合している。他方受け部材１３は、切換手
段３０（即ち感圧作動弁）の押圧部材（感圧作動要素た
る押しノブ）３に固定されており、押圧部材３は、これ
に面する打込ヘッド２の端部内にピストン部材３１がシ
リンダ内に配されて蓄圧室２を達成している（図７）。
この蓄圧室内の媒体圧力を介して、打込ヘッド２の連行
が行われる。なお、アダプタ７は、先細部８ａの先端に
結合し、先細部８ａの後端は後部円筒部材８に連なって
いる。円筒状の打込ヘッド２の先端はコーン部２ａを成
し、アダプタヘッド１２の背面を受容する。アダプタ後
部円筒部材８の後端は内方へ突出し打込装置１の後端を
受止めるフランジ８ｃを有する。

【００２７】今、アダプタ７又はケーブル若しくはロッ
ドによって装置が図中左方へ引張られると、打込装置１
は、打込ヘッド２の外周部の地圧抵抗が大きい場合打込
ヘッド２に対し押圧部材３及び受け部材（横断バー部
材）１３を図中左方へ押圧する押圧力を及ぼす。この反
作用として押圧部材３の基部をなす前記ピストン部材３
１が蓄圧室３２に圧縮力を及ぼし、蓄圧室内の圧力を増
大させる所定の閾値圧力に達すると、蓄圧室に連通する
制御要素（例えば液圧作動スプール）を備える給排弁３
３のポートを開成し、かくて打込装置の流体圧（空気圧
又は液圧）駆動機構１ａに管路９（９ａ）を介して圧力
媒体（空気又は油）を導入せしめ、所望の打込振動（ハ
ンマ運動ないしラム運動）を生ぜしめ、管路９ｂを経て
排出させる。この振動は、押圧部材３及び受け部材１３
を介し、さらに受け部材１３と打込ヘッド２の間の力結
合を介して、打込ヘッド２へ伝送され、打込ヘッド２の
打込運動を生ずる。

【００２８】なお、打込装置１としては、公知のものを
用いることができ、切換手段（３，３ａ）を付設するの
みで足りる。

【００２９】また、図示の空間１４、１５及びすべりリ
ング４、５によって画成される空間は単なる空間でよ
い。

【００３０】アダプタ７，８による打込駆動装置１に対
する引張ケーブルの結合力は、アダプタの後部８におい
て衝撃吸収要素（すべりリングの摺動摩擦、受け部材１
３と打込ヘッド２の間の力結合機構等）によって減衰
（緩衝）できる。

【００３１】打込ヘッド２に送信器１６を配設すれば、
地表の受信器によって装置位置を決定するのに有利であ
る（図２）。

【００３２】図２に示す特殊な実施例の場合、装置は、
スラスト（押込）パイプ１７によって、例えば、パイロ
ットボアを介して移動される。この場合、パイプ自由端
は、所定閾値を上回った場合または下回った場合に切換
手段の作動のため図１のアダプタ後部円筒部材８に相当
する円筒部材８′（前端は開放）の外周に固定されたス
トッパリング５を介して打込装置１に作用し、かくし
て、パイプ６のスラスト力が、打込ヘッド２′に対して
打込装置１を軸線方向へ摺動させ、かくして、押圧部材
３を介して打込装置１の切換手段を作動する。

【００３３】図３に示すように、地中に敷設されたパイ
プを破壊する装置の場合、パイプ部材１７が、打込装置
１とブレードないし先細カッター刃２ａ′を先端に備え
た破壊ヘッドとして構成され旧パイプ１８を破壊する打
込ヘッド２″との間に介在する。この場合、押圧部材３
ａは、パイプ部材１７の内部に延び破壊または打込ヘッ
ド２″に作用する周囲の抵抗を打込装置１の端部に配さ
れた切換手段（即ち押圧部材３ａ）に伝達し、閾値を上
回った場合または下回った場合に切換手段を作動する押
圧ロッド１９に結合されている。押圧ロッド１９は打込
ヘッド２″のブレード２ａ′の後端部に結合している。
またパイプ部材１７は一方で打込ヘッド２″の後部に形
成したスリーブ２ｂ内に嵌合すると共に、他方で押圧部
材３ｄの基部フランジ３ｂに嵌合し、軸方向に所定の遊
び空隙２ｃ、３ｃを夫々ブレード２ａの後端面及び打込
装置の前端面に対し有する。

【００３４】この場合、打込装置１は、スライダ部材２
１を有する架台２０上に位置し、上記スライダ部材２１
と架台２０の右端の対向受け２５との間には、打込装置
１の送りのための（スラスト）シリンダ装置２６が設け
てある。打込ヘッド２″の先端には目穴２ｄにケーブル
１１′が結合されて、左方へ引張力を及ぼし、旧パイプ
１８の端部へ打込ヘッド２″を圧接する。

【００３５】図４から明らかな如く、旧パイプ１８を破
壊する工具２７は、打込ヘッド２の先端コーン部２ａに
設けた切欠き窓２ｄに遊嵌でき、押圧部材３に直接に作
用できるよう配設される。この場合、アダプタ７は、力
結合なく軸方向可能に工具２７を貫通して案内される。
工具２７の斜めのエッジ２７ａはパイプ１８の端部に当
接する。さらに、工具２７はアダプタ７の後部円筒部材
８との間の先細部８ａに対しても軸方向に相対位動可動
に保持される。従って図１にある受け部材１３は不要と
なる。図４においてその他の構成は図１と同様である。

【００３６】図５の場合、装置はパイプ６の後端に嵌合
したパイプアダプタ２２を使用して、パイプ６の打込
（押込）に使用することもできる。この場合、パイプア
ダプタ２２はフランジ２２ａを備えたリング形状を有
し、打込ヘッド２″′に当接して配される。この場合
も、所定の閾値圧を越えた場合、打込（駆動）装置１が
オンされる。なお、打込ヘッド２″′のコーン状面はパ
イプアダプタ２２の対応コーン面に係合する。

【００３７】図６の装置の場合、打込装置１は、目標坑
内にあり、引張ロッド２３を介して、開始点坑内にあり
旧パイプ１８を破壊して新パイプ６を引込む破壊ヘッド
の形式の打込ヘッド２″″に結合されている。旧パイプ
１８を貫通して延在する引張ロッド２３は、例えば、打
込装置を被うＵ字部材２４を介して後方へ突出する押圧
部材３に結合できる。この場合推進力（引張力）は、図
中右方へ向けて配された打込装置１から打込ヘッド
２″″に結合された引張ロッド２３、Ｕ字部材２４およ
び切換手段押圧部材３を介して打込ヘッド２″″に伝達
される。なお、打込ヘッド２″″はコーン状の対パイプ
当接面（刃部）を有する。架台２０の先端のＬ字状対向
壁２７（２５、２７でＵ字状対向壁をなす）に設けたボ
ア２７ａを通して、引張ロッド２３が延びる。但し、シ
リンダ装置２６は、図５とは逆に引張力を及ぼすものと
する。

【００３８】

【発明の効果】本発明の基本構成（請求項１）により、
配管系の破壊、拡張、交換、新設打込等の際、周囲の抵
抗変化に適合した打込装置（ラムボーリング装置）の推
進を実現し、抵抗が小さいとき、空打ちによるその急激
な前進を防止し、これによる障害（引張ケーブルないし
ロッドの損傷等）の発生を未然に防ぐことができる（基
本効果）。

【００３９】しかも突然大抵抗に出会ったとき、力（摩
擦）結合手段の存在により、その衝撃の緩衝（減衰）が
併せて確保される。各従属請求項の特徴によって、上記
基本効果にさらに特有の作用効果が付加される。その詳
細は、発明の実施の形態及び実施例等にて詳述した通り
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイロットボアを拡張するまたは地中に埋設さ
れた旧パイプを交換のため破壊して配管系を引込む装置
の軸線方向縦断面図である。

【図２】スラストパイプ駆動装置を有する装置の図面で
ある。

【図３】地中に埋設された旧パイプを破壊する装置の図
面である。

【図４】地中に埋設された旧パイプを破壊する別の装置
の図面である。

【図５】地中にパイプを打込む装置の図面である。

【図６】地中に埋設された旧パイプを破壊する別の装置
の図面である。

【図７】切換手段の概略模式図である。

【符号の説明】

１打込装置２，２′，２″′，２″″ 打込ヘッド３，１９，２３，２４引張または押圧要素７アダプタ８アダプタ後部円筒部材８′ 円筒部材１３受け部材（横断バー）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】打込ヘッド（２）と、打込ヘッド（２）に
対して軸線方向へ可動な自己駆動式打込装置（１）と、
切換手段を介して打込装置（１）と打込ヘッド（２、
２′、２″、２″′、２″″）とを力結合的に結合する
引張または押圧要素（３，１９，２３，２４）とを有す
ることを特徴とする、パイプ打込み用、パイロットボア
拡張用ないし土中埋設配管系の交換用装置
【請求項２】前記自己駆動式打込装置として液圧式打込
駆動装置を有することを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】前記切換手段が押圧部材（３）を備え、打込ヘッド（２）が切換手段の押圧部材（３）の受け部
材（１３）を有することを特徴とする請求項１または２
の装置。
【請求項４】引張ケーブルが、アダプタ（７，８）を介
して打込装置（１）に結合されていることを特徴とする
請求項１〜３の１つに記載の装置。
【請求項５】アダプタ（７，８）が、打込ヘッド（２）
のボア（１４，１５）に軸方向可動自在に挿通されてい
ることを特徴とする請求項１〜４の１つに記載の装置。
【請求項６】打込装置（１）が、打込ヘッド（２）に摺
接するすべりリング（４，５）に支持されていることを
特徴とする請求項１〜５の１つに記載の装置。
【請求項７】１つのすべりリング（５）が引込パイプ
（Nachziehrohr）（６）に固定されることを特徴とする
請求項１〜６の１つに記載の装置。
【請求項８】打込装置（１）を打込ヘッド（２）に結合
する引張または押圧ロッド（１９）を有することを特徴
とする請求項１〜７の１つに記載の装置。
【請求項９】打込ヘッド（２″″）に作用する引張ロッ
ド（２３）と、目標坑内に配される打込装置（１）とを
有することを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１０】打込ヘッド（２″）と打込装置（１）と
の間に配設されるパイプ部材（１７）を有し、該パイプ
部材内には押圧ロッド（１９）が挿通され、打込ヘッド
（２）と打込装置（１）とが互いに該パイプ部材を介し
て力結合的に結合されることを特徴とする請求項８の装
置。
【請求項１１】打込ヘッド（２″″）に結合される引張
ロッド（２３）と押圧部材（３）との間を結合するＵ字
状結合部材（２４）を有することを特徴とする請求項１
〜１０の１つに記載の装置。
【請求項１２】打込ヘッド（２″′）に適合しかつパイ
プ端に適合するパイプアダプタ（２２）を有することを
特徴とする請求項１〜１１の１つに記載の装置。
【請求項１３】打込ヘッド（２）に送信器（１６）を設
けたことを特徴とする請求項１〜１２の１つに記載の装
置。