JPS6117690A - 横穴掘削工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、地下に埋設されるガス管、水道管等の流体用
管、または電力線、光あるいは電気の信号線等を収容す
る管を施工する横穴、あるいは水を排出する横穴等のよ
うに比較的小径の横穴を掘進する工法に関する。

（従来の技術） 地中に比較的小径の横穴を掘削する場合、従来は第１Ｏ
図に示すように、地面より掘削した縦穴１に横穴掘進装
置２を入れ、オペレータが縦穴ｌ内に入り、掘削具３を
人手により継足し、横穴掘進装置２を操作しながら掘削
している。

この従来工法によると、縦穴１はオペレータが入るだけ
の広さが必要であるため、縦穴１の掘削土砂量が多く、
このため、工期、工費および労力の負担が大きい。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の問題点に鑑み、横穴掘進に用する工期
、工費および労力を小さくすることができる横穴掘削工
法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、縦穴の径より小さい長さの掘削具を装着した
横穴掘進装置を前記縦穴の中に降下させ、これを所定位
置に停止させ、前記横穴掘進装置によって掘削具を駆動
して掘進させ、掘削具の長さに相応する所定長さに掘進
した所で前記横穴掘進装置を地上より操作して掘削具を
横穴掘進装置から離脱し、次いで横穴掘進装置を縦穴上
に引上げ、その状態で前記縦穴の径より小さい長さの接
続用掘削具を横穴掘進装置に装着してこの横穴掘進装置
を前記縦穴内の前記所定位置に降下させ、前記横穴掘進
装置を地上より操作して接続用掘削具を横穴中に残置し
ている掘削具に接続し、これによって横穴を掘進し、以
上の工程を順次繰返して所定の長さの横穴を掘削するこ
とを特徴とする。

また本発明は、前述のように横穴を掘削した後、前記横
穴掘進装置を地上より操作して横穴中に残置している掘
削具および接続用掘削具全体を接続用掘削具に相応する
長さだけ引戻し、縦穴側端の接続用掘削具を離脱させ、
この状態で横穴掘進装置を前記縦穴上に引上げて、接続
用掘削具を横穴掘進装置から取外し、次いでこの横穴掘
進装置を前記縦穴内の前記所定位置に降下させ、前記横
穴掘進装置を地上より操作して横穴中に残置している接
続用掘削具を横穴掘進装置に連繋させ、以後前記掘削具
および接続用掘削具全体を引戻す以下の前記工程を繰返
して最後に先端の掘削具までを地上に取り出すことを特
徴とする。

（実施例） 以下本発明の詳細を、第１図に示す実施例により説明す
る。まず、第１図（Ａ）に示すように、縦穴５４の径よ
り小さい掘削具８２Ａを回転チャック装置８３により装
着した回転駆動装置６２を有する横穴掘進装置５７を、
地上からロッド、ワイヤ、チェーン等の支持手段７を介
して矢印ａに示すように縦穴５４の中に降下させ、これ
を縦穴５４の底部に載置して停止させる。

次に第１図（Ａ）（Ｂ）に示すように、前記横穴掘進装
置５７の回転駆動装置６２によって掘削具８２Ａを駆動
し、かつ横行装置（図示せず）により回転駆動装置６２
と共に掘削具８２Ａを矢印すに示すように前進させるこ
とにより掘進させ、掘削具８２Ａの長さに相応する所定
長さに掘進した所で前記横穴掘進装置５７の回転チャッ
ク装置８３を地上より操作して掘削具８２Ａを回転チャ
ック装置８３から離脱し、次いで矢印Ｃに示すように回
転駆動装置６２を後退させ、その後矢印ｄに示すように
横穴掘進装置５７を縦穴上に引上げる。

次に第１図（Ｃ）に仮想線ｄに示すように、横穴掘進装
置５７を上昇させた状態で前記縦穴５４の径より小さい
長さの接続用掘削具８２Ｂを横穴掘進装置５７の回転チ
ャック装置８３に装着する。次にこの横穴掘進”装置５
７を矢印ｅに示すように降下させて縦穴５４の底部に降
下させ、前記横穴掘進装置、５７の前部に設置している
固定チャック装置９３を地上より操作して横穴中に残置
している掘削具８２Ａの尾端を該固定チャック装置９３
により把持し、横行装置により回転駆動装置６２を矢印
ｆで示すように前進しながら作動させることにより、掘
削具８２Ａの尾端の雌ねじに接続用掘削具８２Ｂの先端
の雄ねじを螺合することにより接続し、さらに回転駆動
装置６２を前進させながら作動させることによって横穴
を掘進し、第１図（Ｄ）（Ｅ）に示すように以上の工程
を順次繰返して所定の長さの横穴１０２を掘削する。

掘削具８２Ａ、８２Ｂの引抜きは、横穴ｌｏｔの先端が
上向きになっている場合、あるいは第１図（Ｅ）に示す
ように、横穴１０２の先端が壁ｌＯ３から突出しており
、しかも横穴の総長が短かい場合には先頭掘削具８２Ａ
側から人力によって引抜くことは可能であり、横穴１０
２が長い場合には動力を使用して抜くことはできる。し
かし、穴１０２の先端が閉塞されている等によって先頭
掘削具８２Ａ側から引抜くことができない場合、下記の
ように横穴掘進装置５７を利用して掘削具８２Ｂ　、８
２Ａを引抜くようにする。また、下記のように横穴掘進
装置５７を利用して掘削具８２Ｂ、８２Ａを引抜くよう
にすれば、引抜きのための別設の動力装置が不要となる
。

この掘削具８２Ｂ、８２Ａの引抜きにつき、第１図（Ｅ
）ＣＦ）ＣＧ）により説明する。地上からの操作により
、前記横穴掘進装置５７の回転駆動装置６２を掘削時と
同じ方向に作動させ、かつ横行装置により第１図（Ｅ）
の矢印ｇに示すように後退させ、横穴中に残置している
掘削具８２Ａおよび接続用掘削具８２Ｂ全体を接続用掘
削具８２Ｂに相応する長さだけ引戻す。次に、第１図（
Ｆ）に示すように、回転チャック装置８３に装着されて
いる接続用掘削具８２Ｂの先端に接続されている接続用
掘削具８２Ｂ′の尾端部を固定チャック装置９３により
把持し１回転駆動装置６２を掘削時と反対方向に作動さ
せ、かつ横行装置により第１図ＣＦ）の矢印りに示すよ
うに後退させることにより、回転チャック装置８３に把
持されている縦穴側端の接続用掘削具８２Ｂを離脱させ
、その後固定チャック装置９３による接続用掘削具８２
Ｂ′の把持を解き、この状態で横穴掘進装置５７を前記
縦穴５４上に仮想線ｉに示すように引上げて、接続用掘
削具８２Ｂを回転チャック装置８３から取外す。

次いでこの前記横穴掘進装置５７を前記縦穴５４の底部
に降下させ、横行装置により回転駆動装置６２を前進さ
せ、横穴１０２から縦穴５４中に突出している接続用掘
削具８２Ｂ′の尾端を回転チャック装置８３により把持
し、前記同様に掘削具および接続用掘削具全体を引戻す
。

以下前記工程を繰返し、最後に第１図（Ｇ）に示すよう
に先端の掘削具８２Ａまでを地上に取り出す。

横穴掘進を管を地中に埋設するために行なう場合には、
上述のようにして掘削具８２Ｂ、８２Ａの引抜きを行な
う際、第１図（Ｅ）に示すように、先端の掘削具８２Ａ
の先端に施工すべき可撓性を有する管ｌｏｔを嵌合し固
定すれば、掘削具８２Ｂ、８２Ａの引抜きと同時に、（
Ｆ）（Ｇ）で示すように、掘進した横穴１０２に対して
管１０１を挿通することができる。

第２図および第３図は本発明の工法を実施する場合に用
いる機械の一例を示すもので、アウトリカーｌＯを有す
る走行車９上には、旋回輪１１を介して旋回体１２が設
置され、該旋回体１２には先端に水平の筒体１４を有す
る支持アーム１５が取付けてあり、筒体１４内には、水
平アーム１６が摺動自在に嵌合され、該水平アーム１６
は、その先端に固着したブラケット１９と筒体１４にそ
れぞれピン２３．２４により取付けた油圧シリンダ１７
により、矢印１８方向に摺動させられるように構成され
ている。

前記ブラケット１９の上端部には断面矩形の筒体２２が
ビン２０を中心として矢印２１で示すように少なくとも
地面に垂直な姿勢から平行をなす姿勢までとることがで
きるように傾動自在に取付けられ、該筒体２２どブラケ
ッ）１９の下端部に両端をピン２５．２６により連結し
て取付けた油圧シリンダ２７によって該筒体２２の傾き
が設定できるようになっている。該筒体２２内には断面
矩形の外筒２８が、該外筒２８と該筒体２２にそれぞれ
ピン２９．３０により取付けた油圧シリンダ３１により
摺動させられるように嵌合され、該外筒２８内には断面
矩形の内筒３２が、該内筒３２の下端と外筒２８の上端
にそれぞれピン３３゜３４により両端を連結して取付け
た油圧シリンダ３５により伸縮されるように挿入されて
いる。

油圧シリンダ１７．３１．３５や旋回輪１１の駆動装置
の油圧源は走行車９上に搭載される油圧ボン４プであり
、またこれらの操作装置は縦穴５４の近傍に据置かれれ
るが、これらの図示は省略している。

該内筒３２の下端には横穴掘進装置５７を取付けるため
の取付はフランジ３６と自在継手６０が・取付けてあり
、縦穴５４に底板４６ｂを有するケーシング４６を押し
込め、その上に継足し用ケーシング４７を押し込めてい
る例を示す、なおケーシング４６．４７の内壁には、横
穴掘進装置５７をガイドする２条のガイドレール５３（
第６図参照）が対抗する位置に縦向きに設けである。

この装置を用いる場合は、油圧シリンダ１７の伸縮によ
り横穴掘進装置５７が縦穴５４の中心に位置するように
設定し、油圧シリンダ３１．３５を伸縮させて横穴掘進
装置の昇降を行なわせる。

ここで、昇降手段としては巻上げウィンチやケーシング
４６．４７内を自刃で昇降するラック、ピニオン方式を
用いることもできる。

横穴掘進装置５７としては、−例として第４図ないし第
６図に示す構成のものを用いることができる。すなわち
、横穴掘進装置５７はほぼ門形をなすフレーム５９を有
し、該フレーム５９は、前記フランジ結合部３６と自在
継手６０を介して前記内筒３２かう垂下され、該フレー
ムの上下左右に前記対をなすガイドレール５３に沿って
転動するガイドローラ６１を取付け、該フレーム５９に
は掘削具の回転駆動装置６２を横行自在に搭載するガイ
ドフレーム６３が、前記ガイドレール５３．５３どうし
の対向方向に対して直角をなす方向（掘削具挿通用開口
部４６ａ）に向けて、取付はピン６４により取付けてあ
り、該ガイドフレームにはその長手方向に対をなすガイ
ドレール６５．６５が固設され、回転駆動装置６２の下
面の４隅に取付けたガイドローラ６６の外周に設けた溝
をガイドレール６５に嵌合することにより、回転駆動装
置６２が該ガイドレール６５によって位置決めされかつ
移動可能となっている。

また回転駆動装置６２を進退させる横行装置は下記のよ
うに構成される。すなわち、前記ガイドフレーム６３の
一部は延出してその延出部６３ａには前記回転駆動装置
６２を移動させるための油圧モータ６７を設置し、該油
圧モータ６７により回転されるスプロケット６８と、該
延出部６３ａの両端に取付けたスプロケット６９．７０
に掛けたチェーン７１を前記回転駆動装置６２の側部に
設けた接続部７２に接線し、油圧モータ６７を作動させ
ることにより、回転駆動装置６２がガイドレール６５に
沿って進退するようになっている。

また、前記回転駆動装置６２と回転チャック装置９３は
、第７図に示すように構成される。すなわち、本体７３
の上部に掘削具回転用油圧モータ７４をポルト７８によ
り固定し、また、本体７３に軸受７７を介して回転体７
９を回転自在に取付け、該油圧モータ７４の出力軸７５
に取付けた傘歯車７６と前記回転体７９にポルト８０に
より取付けた傘歯車８１とを噛合させ、回転体７９には
掘削具（８２Ａは先端を尖鋭に形成した先頭掘削具、８
２Ｂは接続用掘削具である）の接続部８２ａを掴む回転
チャック装置８３を取付けている。

該回転チャック装置８３は、複数個の把持用爪８３Ａに
、回転体７９に放射状に形成した払底溝７９ａに摺動可
能に嵌まる摺動部８３ａを形成することにより、矢印８
４の方向（回転体７９の回転中心に対して直角をなす方
向）に移動自在に取付けである。

該回転チャック装置８３の締緩装置は、前記回転体７９
と一体化され、出入孔８８．８９を介して作動油の供給
、排出を行なう油圧シリンダ８７と、該シリンダ８７の
ピストン９０に連結され、回転体７９の筒状部７９ｂに
移動可能に貫通したロッド９１と、該ロッド９１の先端
に取付けられた円錐形の締付具９２とからなり、該締付
具９２は、前記掘削具８２Ａ、８２Ｂの接続部８２ａの
嵌め込み穴９２ａと、前記各把持用爪８３Ａ対応に外周
の傾斜面に傾斜方向に沿って設けられた拡底溝９２ｂと
を有し、各把持用爪８３Ａには該溝９２ｂに摺動可能に
嵌まる摺動部８３ｂを設け、前記シリンダ８７のロッド
室に出入孔８８から作動油を供給すればピストン９０、
ロッド９１および締付具９２が矢印８５で示すように移
動し、拡底溝９２ｂと摺動部８３ｂとの係合により把持
用爪８３Ａが矢印８４の方向に縮むことにより、締付具
９２の嵌め込み穴９２ａに保持された掘削具８２Ａ、８
２Ｂ％蔗続部８２ａを締付は固定するように構成され、
この状態で油圧モータ７４を作動させると、回転体７９
はシリンダ８７や回転チャック装置８３と共に回転して
掘削具８２を掘削方向に回転させることができるように
なっている。また、出入孔８９から作動油をシリンダ８
７のボトム室に供給すれば前記とは反対の動きにより、
掘削具８２Ａ、８２Ｂを取外すことができるようになっ
ている。

また、前記ガイドフレーム６３の端部には掘削具継足し
のための固定チャック装置９３が設置され、該装置９３
は、第８図および第９図に示すように、ガイドフレーム
６３上に固定される門形のフレーム９４と、該フレーム
９４の内側に設けたガイド９５．９５に沿ってフレーム
９４の上部に取付けた油圧シリンダ９６により上下動可
能に装着された可動枠９７と、該可動枠９７の下端部の
左右にビン９８．９８を中心として回動自在に、かつ可
動枠９７に取付けた油圧シリンダ９９によりｒＭＩ閉さ
れるように取付番すられたｍ削具把持用爪１００．１０
０とからなる。

第５図ないし第９図に示した油圧モータ７４．６７およ
び油圧シリンダ８７．９６．９９はその各油圧ホースを
地上の操作装置を介して走行車９に搭載した油圧源ある
いは独立の油圧源に接続することトより、地上の操作装
置による作動制御が可能である。なお、駆動装置として
は、油圧装置以外に電気モータ等を用いることができる
。

本実施例においては、ケーシング４６．４７を用い、か
つケーシング４６の下部にストッパ８６を設けて横穴掘
進装置５７の位置を規制しているが、このストッパ８６
の位置を調節できるようにし、掘削具挿通用開口部４６
ａをケーシング４６．４７の全長にわたって設けておけ
ば、任意の高さに横穴を掘進することができる。

このような横穴掘進を行なえば、地表面から既設管に至
る縦穴５４を従来より小さい断面積の穴とすることがで
きる（例えば縦穴を丸穴としてその直径を５０ｃ＋ａの
場合、１ｍ程度の直径を有する従来の縦穴に比較して断
面積は約％程度となる）。

本発明を実施する場合、地面から所定の深さに掘削する
縦穴５４は必ずしも円形である必要はなく、正方形や長
方形等の四角形あるいは他の多角形等であってもよい。

縦穴５４の断面積を大とした場合、掘削される土砂の量
は断面積に比例して増加し、かつ、道路の損傷度合が大
となるという不具合はあるが、一方１本の掘削具８２Ａ
、８２Ｂで掘進できる長さが長くなるという利点はある
。このような点および仮復旧を必要としない程度の縦穴
の大きさであることを条件として考慮した場合、円形の
縦穴では、７０ｃ＋ｓ以下の直径で、４０ｃｍ以上の直
径であることが好ましく（より好ましくは４５〜６０ｃ
ｍ程度で人が縦穴の中で腰を曲げて作業することができ
ないような大きさである）、縦穴を多角形の断面形状に
した場合にも前後左右の縦穴の寸法も前記円形の場合に
準するが、掘削具進退方向の寸法を例えば前記７０ｃ腸
よりも大とし、掘削具進退方向に対して直角をなす方向
の寸法を前記４０ｃｍよりも小とする等の形状を採用す
ることによって、掘削具進退方向を大とし、縦穴の断面
積を小さくすることもできる。また、横穴１０２は傾斜
を有するものであってもよい。さらに、接続用掘削具８
２Ｂは前後に接続用の雌雄ねじを有する中実または中空
のロッドであってもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、地面から所定の深さに掘削する縦穴を
、横穴掘進装置が昇降できる程度の従来より小さい断面
積の穴とすることができ、掘削する土砂の体積が極めて
小さくなり、労力、工費および工期が著るしく軽減され
る。また、縦穴の断面積を小さくすることができるから
、交通上の制約を軽減することができる。また、本発明
によれば、人が縦穴内に入る必要がないから、安全であ
る。

また、本発明においては、横穴掘進装置を用い、地上か
らの操作により掘削具の離脱、引上げを行なうので、継
足し後の総長が長い掘削具を引抜く場合にも、別設の作
業機械を必要としない。

また、掘削具の引抜きと同時に管の横穴への挿通を行な
うこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の横穴掘進方法の一実施
例を説明する作業情況図、第２図は本発明の方法を実施
する場合の機械の一例を示す平面図、第３図はその側面
図、第４図は本発明の方法を実施する場合に用いる横穴
掘進装置の一例を示す側面断面図、第５図は第４図のＢ
−Ｂ断面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ断面図、第７図は
本発明の方法を実施する場合に用いる回転駆動装置の一
例を示す側面断面図、第８図および第９図は前記横穴掘
進装置に取付けた固定チャック装置をそれぞれ掘削具把
持状態、掘削具解放状態にて示す正面図、第１０図は従
来の横穴掘進方法を説明する断面図である。 ５４・・・縦穴、５７・・・横穴掘進装置、８２Ａ　、
　８２Ｂ・・・掘削具、１０２・・・横穴 特許出願人　東京瓦斯株式会社外１名 代理人　弁理士　秋本正実外１名 第２図 第４図 第７図 第８図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、縦穴の径より小さい長さの掘削具を装着した横穴掘
   進装置を前記縦穴の中に降下させ、これを所定位置に停
   止させ、前記横穴掘進装置によって掘削具を駆動して掘
   進させ、掘削具の長さに相応する所定長さに掘進した所
   で前記横穴掘進装置を地上より操作して掘削具を横穴掘
   進装置から離脱し、次いで横穴掘進装置を縦穴上に引上
   げ、その状態で前記縦穴の径より小さい長さの接続用掘
   削具を横穴掘進装置に装着してこの横穴掘進装置を前記
   縦穴内の前記所定位置に降下させ、前記横穴掘進装置を
   地上より操作して接続用掘削具を横穴中に残置している
   掘削具に接続し、これによって横穴を掘進し、以上の工
   程を順次繰返して所定の長さの横穴を掘削する横穴掘削
   工法。 ２、縦穴の径より小さい長さの掘削具を装着した横穴掘
   進装置を前記縦穴の中に降下させ、これを所定位置に停
   止させ、前記横穴掘進装置によって掘削具を駆動して掘
   進させ、掘削具の長さに相応する所定長さに掘進した所
   で前記横穴掘進装置を地上より操作して掘削具を横穴掘
   進装置から離脱し、次いで横穴掘進装置を縦穴上に引上
   げ、その状態で前記縦穴の径より小さい長さの接続用掘
   削具を横穴掘進装置に装着してこの横穴掘進装置を前記
   縦穴内の前記所定位置に降下させ、前記横穴掘進装置を
   地上より操作して接続用掘削具を横穴中に残置している
   掘削具に接続し、これによって横穴を掘進し、以上の工
   程を順次繰返して所定の長さの横穴を掘削した後、前記
   横穴掘進装置を地上より操作して横穴中に残置している
   掘削具および接続用掘削具全体を接続用掘削具に相応す
   る長さだけ引戻し、縦穴側端の接続用掘削具を離脱させ
   、この状態で横穴掘進装置を前記縦穴上に引上げて、接
   続用掘削具を横穴掘進装置から取外し、次いでこの横穴
   掘進装置を前記縦穴内の前記所定位置に降下させ、前記
   横穴掘進装置を地上より操作して横穴中に残置している
   接続用掘削具を横穴掘進装置に連繋させ、以後前記掘削
   具および接続用掘削具全体を引戻す以下の前記工程を繰
   返して最後に先端の掘削具までを地上に取り出す横穴掘
   削工法。