JP2001115776A - 非開削管埋設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管材と地盤との摩擦抵抗を低減し、地盤に対
してスムーズに管材を挿入可能となって埋設距離を十分
長くとることができ、埋設工事全体の能率向上が図れる
非開削管埋設工法を提供する。 【解決手段】 接続手段１４に加振手段を一体に配設
し、拡径用リーマ１３による拡径並びに管材２０の引込
み時に、地中の管材２０を振動させることから、管材２
０に周囲の地盤３０が密着するのを防ぐと共に、管材２
０と地盤３０との間への掘削用流体の浸入を促進して、
管材２０と地盤３０との間の摩擦抵抗を低減できること
となり、中途での破断等なく管材引込みを行える限界が
広がり、管材２０の一回の引込みによる埋設距離をより
長く設定することができ、工事区間における削孔・管材
引込みの一連の作業回数を減らして埋設工事の大幅な工
期短縮とコストダウンが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管埋設工事に使用
される非開削管埋設工法で、特に様々な地盤条件に対応
でき工期及び工事コスト面で優れる非開削管埋設工法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上下水道、電力線、通信線、及び
ガス等の管埋設工事は、軌道や水路等の下を通すような
特殊な工事を除き、地表面から管埋設位置まで地盤の掘
削を行う開削工事として行われてきた。しかし、近年は
工事に伴う環境負荷の低減や工事期間の短縮、また道路
部分の開削に伴う交通寸断の解消等が強く求められてお
り、これらに対応できる各種の非開削工法による工事も
行われるようになっている。こうした非開削の管埋設工
法の一例を図６及び図７に示す。図６は従来の非開削管
埋設工法におけるドリルヘッドでの掘削状態説明図並び
に拡径用リーマ取付状態説明図、図７は従来の非開削管
埋設工法における拡径用リーマでの拡径状態説明図並び
に可撓管の埋設完了状態説明図である。

【０００３】前記各図において従来の非開削管埋設工法
は、掘削用のドリルヘッド１１が先端に装着されている
管状のドリルロッド１２を掘削開始地点となる地上もし
くは発進立坑３１から地盤３０に挿入し、ドリルロッド
１２を推進並びに回転させて地中を掘進させ、所定距離
離れた掘削終了地点である到達立坑３２にドリルヘッド
１１を到達させた後、この到達立坑３２でドリルヘッド
１１に替えて略円錐形状の拡径用リーマ１３をドリルロ
ッド１２に連結すると共に、前記拡径用リーマ１３に埋
設用の管材２０先端を取付け、ドリルロッド１２を後退
並びに回転させ、前記掘進により生じた掘削孔３３を拡
径用リーマ１３で拡径し、且つ拡径した掘削孔３３に前
記管材２０を挿入していくというものである。

【０００４】前記拡径用リーマ１３は、埋設しようとす
る管材２０の外径より所定寸法大きい底部径を有する略
円錐体として形成され、この略円錐体の尖端側外面に螺
旋状に一又は複数の溝が形成されると共に、この螺旋状
の溝の複数所定箇所に掘削用流体（滑材としての泥水や
ポリマー液）を吐出する噴出孔１３ａがそれぞれ配設さ
れ、尖端部にドリルロッド１２を連結される一方、底部
側に埋設用の管材２０を所定の接続手段１４を介して連
結される構成である（図２参照）。

【０００５】次に、前記した従来の非開削管埋設工法に
よる管埋設作業について説明する。まず、管埋設予定箇
所の両端位置に発進立坑３１及び到達立坑３２を掘削形
成してから、前記発進立坑３１近傍の地上所定位置か
ら、一次削孔として所定の掘削用流体をドリルヘッド１
１先端部から吐出させながらドリルロッド１２を地盤３
０に挿入する。ドリルロッド１２先端のドリルヘッド１
１は地中の土砂を解きほぐしながら掘進すると共に、先
端から吐出した掘削用流体の充満する掘削孔３３を後方
に形成していく。

【０００６】ドリルヘッド１１が掘削終了地点としてあ
らかじめ準備された到達立坑３２に達したら、ドリルロ
ッド１２先端からドリルヘッド１１を外し、必要に応じ
て所定の径まで掘削孔３３を拡径する作業を行う。この
後、埋設する管材２０外径より大きい径で管材引込みに
適合した拡径用リーマ１３をその尖端とドリルロッド１
２先端との接続でドリルロッド１２に一体に連結すると
共に、拡径用リーマ１３に埋設しようとする管材２０の
先端を接続手段１４を介して取付ける。そして、二次削
孔並びに管材引込みとして、拡径用リーマ１３の尖端側
外面から掘削用流体を吐出させながら拡径用リーマ１３
を回転させ、一次削孔で形成された掘削孔３３周囲の土
砂を解きほぐしながらドリルロッド１２を引込むと、孔
３３が管材２０径以上に拡径されると共に、管材２０が
孔に挿入されていく。

【０００７】拡径用リーマ１３及び管材２０一端部が発
進立坑３１に到達し、管材２０の挿入が完了したら、管
材２０から拡径用リーマ１３を分離してドリルロッド１
２を全て引上げ、各立坑内に残留、溢出した掘削残土、
泥水などを処理する一方、ドリルロッド１２や拡径用リ
ーマ１３等を撤去すれば工事完了となる。このように従
来の非開削管埋設工法では、管埋設箇所の環境改変がご
くわずかに留まり、掘削・埋め戻し箇所が到達立坑３２
などごくわずかで済むことから、以前、試掘・掘削、管
の布設、埋め戻し・舗装復旧と長期の施工期間を必要と
していたのに比べて著しく施工量を低減できると共に、
埋め戻し後の養生等もほとんど考慮しなくてもよくな
り、工期の大幅な短縮が図れる。また、舗装物などの地
表面構築物の復旧を要する面積や、一時貯留及び移動が
必要となる掘削土砂の量も大きく低減でき、工事全体に
関しコストダウンが図れると共に、土砂の移動や掘削工
事の頻度減少に伴って周囲環境に与える負荷も大幅に軽
減できる。さらに、埋設作業のほとんどが地上から行え
るため、工事の安全性が確保しやすい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の非開削管埋設工
法は以上のように実施されていたことから、地盤３０へ
の引込み時において管材２０は掘削孔３３内を滑りなが
ら進み、地盤３０との間に摩擦を生じる。土圧がさほど
かからず、掘削用流体が十分管材２０周囲に存在できる
好条件では、管材２０と地盤３０との間の摩擦は小さ
く、管材２０を比較的スムーズに引込めるが、管材２０
の埋設を行おうとする地盤３０の状態によっては、管材
２０を所定の長さ以上地盤３０に引込むと摩擦抵抗が大
きくなって、ドリルロッド１２の引込み力を大きくして
もそれ以上引込みを進められなくなる場合があり、一回
の引込みで管材２０を埋設可能な距離が限られ、この距
離より工事区間が長い場合には削孔・管材引込みの一連
の作業が複数回必要となって埋設工事の能率が低下する
という課題を有していた。

【０００９】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、管材と地盤との摩擦抵抗を低減し、ほとんど
の地盤に対してスムーズに管材を挿入可能となって埋設
距離を十分長くとることができ、埋設工事全体の能率向
上が図れる非開削管埋設工法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る非開削管埋
設工法は、ドリルヘッドが先端に装着されたドリルロッ
ドを地盤に挿入して所定距離離れた掘削終了地点まで掘
進させて形成した掘削孔に対し、前記掘削終了地点で前
記ドリルロッド先端のドリルヘッドを拡径用リーマに交
換し且つ当該拡径用リーマに所定の接続手段を介して埋
設用の管材先端を取付けた後、ドリルロッドを後退させ
て拡径用リーマで前記掘削孔を拡径しつつ、当該拡径し
た掘削孔に前記管材を挿入していく非開削管埋設工法に
おいて、前記接続手段が、振動を発生させる加振手段を
一体に付加されてなり、当該加振手段の振動で前記管材
を振動させるものである。このように本発明において
は、拡径用リーマと管材とを連結する接続手段に加振手
段を一体に配設し、拡径用リーマによる拡径並びに管材
の引込み時に、地中の管材を振動させることにより、管
材に周囲の地盤が密着するのを防ぐと共に、管材と地盤
との間への掘削用流体の浸入を促進して、管材と地盤と
の間の摩擦抵抗を低減できることとなり、中途での破断
等なく管材引込みを行える限界が広がり、管材の一回の
引込みによる埋設距離をより長く設定することができ、
工事区間における削孔・管材引込みの一連の作業回数を
減らして埋設工事の大幅な工期短縮とコストダウンが可
能となる。また、摩擦抵抗に伴う力のロス分を低減して
管材の推進効率を向上させ、ドリルロッドの引込み力を
小さく抑えられることとなり、引込みの際のエネルギ消
費を減らして作業コストを低減できる。

【００１１】また、本発明に係る非開削管埋設工法は必
要に応じて、ドリルヘッドが先端に装着されたドリルロ
ッドを地盤に挿入して所定距離離れた掘削終了地点まで
掘進させて形成した掘削孔に対し、前記掘削終了地点で
前記ドリルロッド先端のドリルヘッドを拡径用リーマに
交換し且つ当該拡径用リーマに所定の接続手段を介して
埋設用の管材先端を取付けた後、ドリルロッドを後退さ
せて拡径用リーマで前記掘削孔を拡径しつつ、当該拡径
した掘削孔に前記管材を挿入していく非開削管埋設工法
において、振動する振動部分を有し、当該振動部分に接
触する被接触物に振動を伝達する一又は複数の加振手段
が管材内部に移動可能に配設されてなり、前記加振手段
の振動で管材を振動させるものである。このように本発
明においては、管材内部に加振手段を移動可能に配設
し、拡径用リーマによる拡径並びに管材の引込み時に、
加振手段の振動で地中の管材を振動させることにより、
管材に周囲の地盤が密着するのを防ぐと共に、管材と地
盤のと間への掘削用流体の浸入を促進して、管材と地盤
との間の摩擦抵抗を低減できることとなり、中途での破
断等なく管材引込みを行える限界が広がり、管材の一回
の引込みによる埋設距離をより長く設定することがで
き、工事区間における削孔・管材引込みの一連の作業回
数を減らして埋設工事の大幅な工期短縮とコストダウン
が可能となる。さらに、摩擦抵抗に伴う力のロス分を低
減して管材の推進効率を向上させ、ドリルロッドの引込
み力を小さく抑えられることとなり、引込みの際のエネ
ルギ消費を減らして作業コストを低減できる。加えて、
加振手段を移動させて最も摩擦抵抗の大きい箇所におい
て管材内側から振動を発生して管材を振動させられ、よ
り確実に摩擦抵抗を低減して管材の引込み力を低減でき
る。

【００１２】また、本発明に係る非開削管埋設工法は必
要に応じて、振動する振動部分を有し、当該振動部分に
接触する被接触物に振動を伝達する別の一又は複数の加
振手段が管材内部に移動可能に配設されてなり、前記別
の加振手段でも管材を振動させるものである。このよう
に本発明においては、管材内部の所定位置に加振手段を
追加して配設し、地中の管材に対し少なくとも二箇所か
ら振動を発生させて管材のより広い範囲を確実に振動さ
せられることにより、管材への周囲地盤の密着防止性能
及び管材と地盤との間への掘削用流体の浸入促進効果を
より一層高めて、管材と地盤との間の摩擦抵抗を大幅に
低減でき、どのような地盤に対しても管材の引込みがス
ムーズに行え、埋設工事の能率を向上させられる。さら
に、加振手段を移動させて最も摩擦抵抗の大きい箇所に
おいて管材内側から振動を発生して管材を振動させら
れ、より確実に摩擦抵抗を低減して管材の引込み力を低
減できる。

【００１３】また、本発明に係る非開削管埋設工法は必
要に応じて、前記管材の地盤への進入口となる前記掘削
終了地点位置で、振動を発生させる他の加振手段を管材
外側に接触させて管材を振動させるものである。このよ
うに本発明においては、管材の地盤に入る直前の位置に
加振手段を追加して配設し、地中の管材に対し少なくと
も二箇所から振動を発生させて管材のより広い範囲を確
実に振動させられることにより、管材への周囲地盤の密
着防止性能及び管材と地盤との間への掘削用流体の浸入
促進効果をより一層高めて、管材と地盤との間の摩擦抵
抗を大幅に低減でき、どのような地盤に対しても管材の
引込みがスムーズに行え、埋設工事の能率を向上させら
れる。

【００１４】また、本発明に係る非開削管埋設工法は必
要に応じて、前記各加振手段でそれぞれ異なる振動数の
振動を発生させ、前記管材の一又は複数の所定位置を各
加振手段の振動数とは異なる所定の振動数並びに所定の
振幅で振動させるものである。このように本発明におい
ては、複数の加振手段における振動の振動数をそれぞれ
異ならせ、管材の一又は複数の所定位置を各振動の共振
で生じる二つの加振手段のいずれとも異なる所定の振動
状態とすることにより、地盤の一部に管材に対する摩擦
抵抗の大きい箇所がある場合に、管材の対応する位置に
適切な振動状態を与えられ、必ずしも管材全体を一様に
振動させなくても管材を地盤にスムーズに引込むことが
でき、加振手段の出力を抑えてコストダウンを図れると
共に、加振手段の位置に関わりなく確実な振動部分を設
定でき、加振手段のレイアウトの自由度が大きくなり、
埋設作業における制約が少なく、作業性の向上が図れ
る。

【００１５】また、本発明に係る非開削管埋設工法は必
要に応じて、前記各加振手段での振動の振動数を異なる
所定値にそれぞれ制御し、前記管材の所定の振動数並び
に所定の振幅で振動する部位を管材長手方向へ連続的に
変位させるものである。このように本発明においては、
各加振手段における振動をそれぞれ異なる所定の振動数
に調整し、管材の振動状態を、共振に基づいて所定の振
動状態となる部分が管材長手方向へ連続的に動くうなり
状態とすることにより、管材の管材長手方向の一方に向
う振動の半周期と、管材長手方向の他方に向う振動の他
の半周期とのそれぞれにおける管材の地面に対する摩擦
状態を互いに異ならせて、振動する管材に管材長手方向
のいずれかの向きへの推進力を生じさせることができ、
この推進力の方向とドリルロッドの引込み方向を一致さ
せた場合には管材と地盤との摩擦抵抗が極めて小さくな
り、少ない引込み力で管材を地盤に挿入して埋設でき、
埋設工事の能率を飛躍的に向上させると共に工事コスト
を大幅に削減できる。

【００１６】また、本発明に係る非開削管埋設工法は必
要に応じて、前記各加振手段での振動の振動数を異なる
所定値にそれぞれ制御し、前記管材の地上に現れている
所定部分における振幅を０とするものである。このよう
に本発明においては、各加振手段における振動をそれぞ
れ異なる所定の振動数に調整し、それぞれの振動の共振
により生じる管材の振動の振幅が０となる節位置を地上
の特定部分に位置させ、この地上の特定部分において管
材を振動させないことにより、管材の地上の特定部分に
対する何らかの作業を行う場合にこの特定部分を無振動
状態にすることで作業能率を高められ、特に管材を複数
継足す際に管材同士の継ぎ合せ部分を無振動部分に設定
することで、抵抗の大きい地盤においても引込みながら
の連続継ぎ合せ作業が可能となり、埋設工事の能率が大
幅に向上し、工事全体の期間を短縮できる。

【００１７】また、本発明に係る非開削管埋設工法は必
要に応じて、前記拡径用リーマが、振動を発生させる加
振手段を一体に付加されてなり、当該加振手段の振動に
より振動するものである。このように本発明において
は、拡径用リーマに加振手段を一体に配設し、拡径用リ
ーマによる拡径並びに管材の引込み時に、拡径用リーマ
を振動させることにより、拡径の際に拡径用リーマに周
囲の地盤が密着するのを防ぐと共に、拡径用リーマと地
盤の間への掘削用流体の浸入を促進して、拡径用リーマ
と地盤との間の摩擦抵抗を低減できることとなり、拡径
がよりスムーズに進み、どのような地盤に管材を埋設す
る場合でもスムーズに拡径作業を行えると共に、摩擦抵
抗に伴う力のロス分を低減して拡径用リーマの推進効率
を向上させられ、ドリルロッドの引込み力をより一層低
減できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（本発明の第１の実施形態）以
下、本発明の第１の実施形態に係る非開削管埋設工法を
図１及び図２に基づいて説明する。この図１は本実施の
形態に係る非開削管埋設工法における管材引込み状態説
明図、図２は本実施の形態に係る非開削管埋設工法にお
ける拡径用リーマでの拡径状態説明図である。

【００１９】前記各図に示すように本実施の形態に係る
非開削管埋設工法は、前記した従来の非開削管埋設工法
に加えて、拡径用リーマ１３と管材２０とを連結する接
続手段１４のエキスパンダチャック１４ａ内部に振動を
発生する加振手段としての加振部（図示を省略）が配設
されると共に、到達立坑３２側で地盤３０から露出して
いる管材２０の外周に、別の加振手段として振動を発生
する加振装置１５が装着され、地中に形成した掘削孔３
３に対し拡径用リーマ１３による拡径と管材２０の引込
みを行う場合に、接続手段１４及び加振装置１５から振
動を発生させ、管材２０を振動させながら拡径した掘削
孔３３に挿入していくというものである。

【００２０】前記接続手段１４は、エキスパンダチャッ
ク１４ａ内部の加振部を振動させることで管材２０を振
動させる仕組みであり、この加振部に対しては、振動発
生のための電力、空気圧、又は油圧等が到達立坑３２側
の所定の供給源から管材２０外部に沿う電線又は管を通
じて供給される。なお、この電線又は管は管材２０の内
部を通して加振部に接続することもできる。

【００２１】前記加振装置１５は、管材２０の地盤３０
からの露出部分周囲に装着され、管材２０の地盤３０へ
の挿入進行に伴う移動を許容しつつ管材２０に振動を伝
える仕組みである。次に、本実施の形態に係る非開削管
埋設工法による管埋設作業について説明する。前記従来
同様、管埋設予定箇所の両端位置に発進立坑３１及び到
達立坑３２を掘削形成してから、前記発進立坑３１近傍
の地上所定位置から、一次削孔として所定の掘削用流体
をドリルヘッド１１先端部から吐出させつつドリルロッ
ド１２を地盤３０に挿入する。ドリルロッド１２先端の
ドリルヘッド１１が地中の土砂を解きほぐしながら掘進
して、掘削孔３３を後方に形成していく。

【００２２】ドリルヘッド１１が掘削終了地点の到達立
坑３２に達したら、ドリルロッド１２先端からドリルヘ
ッド１１を外し、必要に応じて所定径まで掘削孔３３を
拡径する作業を行った後、埋設する管材２０外径より大
きい径で管材引込みに適合した拡径用リーマ１３をその
尖端とドリルロッド１２先端との接続でドリルロッド１
２に一体に連結すると共に、拡径用リーマ１３に管材２
０の先端を接続手段１４を介して取付ける。また、到達
立坑３２において管材２０に加振装置１５を装着する。

【００２３】この後、二次削孔並びに管材引込みとし
て、拡径用リーマ１３の尖端側外面から掘削用流体を吐
出させながら拡径用リーマ１３を回転させ、一次削孔で
形成された掘削孔３３周囲の土砂を解きほぐしながらド
リルロッド１２を引込むと、掘削孔３３が管材２０径以
上に拡径されると共に、掘削孔３３に管材２０が挿入さ
れていく。

【００２４】この掘削孔３３に管材２０が挿入されてい
く間、エキスパンダチャック１４ａ内部の加振部と到達
立坑３２側の加振装置１５をそれぞれ振動させ、地中の
管材２０を所定の振動数で一様に振動させる。管材２０
が振動することで、周囲の地盤３０が管材２０に密着す
るのを防げると共に、管材２０と地盤３０との間に掘削
用流体が浸入するのを促進でき、管材２０と地盤３０と
の間の摩擦抵抗を低減し、摩擦抵抗増大に伴う管材２０
の引込みが不可能となる状態を防止できる。

【００２５】拡径用リーマ１３及び管材２０一端部が発
進立坑３１に到達し、管材２０の挿入が完了したら、接
続手段１４及び加振装置１５での振動発生を停止させ、
管材２０から拡径用リーマ１３を分離してドリルロッド
１２を全て引上げ、各立坑内に残留、溢出した掘削残
土、泥水などを処理する一方、ドリルロッド１２や拡径
用リーマ１３、加振装置１５等を撤去すれば工事完了と
なる。

【００２６】このように、本実施の形態に係る非開削管
埋設工法では、拡径用リーマ１３と管材２０とを連結す
る接続手段１４に加振部を一体に配設すると共に、管材
２０の地盤３０に入る直前の位置に加振装置１５を配設
し、拡径用リーマ１３による拡径並びに管材２０の引込
み時に、管材２０の地中部分に対し両端の二箇所から振
動を発生させて管材２０全体を振動させることから、管
材２０に周囲の地盤３０が密着するのを防げると共に、
管材２０と地盤３０との間への掘削用流体の浸入を促進
して、管材２０と地盤３０との間の摩擦抵抗を大幅に低
減できることとなり、どのような地盤に対しても管材２
０の引込みがスムーズに行え、中途での破断等なく管材
引込みを行える限界が広がり、管材２０の一回の引込み
による埋設距離をより長く設定することができ、工事区
間における削孔・管材引込みの一連の作業回数を減らし
て埋設工事の能率を向上させられる。また、摩擦抵抗の
低減で管材２０の推進効率を向上させ、ドリルロッド１
２の引込み力を小さく抑えられることとなり、引込みの
際のエネルギ消費を減らして作業コストを低減できる。

【００２７】（本発明の第２の実施形態）本発明の第２
の実施の形態に係る非開削管埋設工法を図３に基づいて
説明する。この図３は本実施の形態に係る非開削管埋設
工法における自走加振装置の使用状態説明図である。前
記図３に示すように本実施の形態に係る非開削管埋設工
法は、前記第１の実施形態で接続手段１４に配設した加
振部の代りに、加振手段として管材２０内部を移動可能
な自走加振装置１６を用い、掘削孔３３に対し拡径用リ
ーマ１３による拡径と管材２０の引込みを行う場合に、
自走加振装置１６及び加振装置１５から振動を発生さ
せ、管材２０を振動させながら拡径した掘削孔３３に挿
入していくというものである。

【００２８】前記自走加振装置１６は、公知の管内工事
用ロボットの一部として用いられる自走車１６ａに加振
ユニット１６ｂを取付けた構成であり、外部からの遠隔
操作に応じて管材２０内側の所定位置に移動し、その位
置で加振ユニット１６ｂを振動させ、外側の管材２０に
振動を伝えて管材２０を振動させる仕組みである。次
に、本実施の形態に係る非開削管埋設工法による管埋設
作業について説明する。一次削孔としての地盤３０への
掘削孔３３の形成、及び到達立坑３２でのドリルロッド
１２に対する拡径用リーマ１３と管材２０の接続までは
前記第１の実施形態と同様である。一端側を接続手段１
４を介して拡径用リーマ１３に取付けた管材２０に対
し、自走加振装置１５を管材２０の他端側から管材２０
内部に挿入し、内部を移動させて管材２０の所定の位置
に位置させると共に、到達立坑３２において管材２０外
周に加振装置１５を装着する。

【００２９】この後、二次削孔並びに管材引込みとし
て、前記第１の実施形態と同様に、拡径用リーマ１３の
尖端側外面から掘削用流体を吐出させながら拡径用リー
マ１３を回転させ、一次削孔で形成された掘削孔３３周
囲の土砂を解きほぐしながらドリルロッド１２を引込む
と、掘削孔３３が管材２０径以上に拡径されると共に、
掘削孔３３に管材２０が挿入されていく。この掘削孔３
３に管材２０が挿入されていく間、自走加振装置１６と
到達立坑３２側の加振装置１５をそれぞれ振動させ、地
中の管材２０を所定の振動数で一様に振動させる。

【００３０】ただし、地盤３０には、掘削孔３３の屈曲
部分や、土質により土圧が局部的に高くなっている部分
など、管材２０との摩擦抵抗の大きくなる特定箇所が存
在する場合もあり、管材２０がこのような特定箇所に達
したら、この特定箇所に接する管材２０の所定部分まで
自走加振装置１６を移動させ、この場所で自走加振装置
１６を振動させて管材２０に直接振動を伝え、管材２０
を振動させる。地盤３０に対し管材２０を減衰なく振動
させられることで、確実に摩擦抵抗を低減して、この特
定箇所を管材２０がスムーズに通過できる。自走加振装
置１６は、管材２０の挿入進行に伴う移動に応じて管材
２０内で進行方向と逆に少しずつ移動させ、管材引込み
の間、地盤３０の前記特定箇所に対応する管材２０の所
定部分に位置させるようにする。

【００３１】拡径用リーマ１３及び管材２０一端部が発
進立坑３１に到達し、管材２０の挿入が完了したら、自
走加振装置１６及び加振装置１５での振動発生を停止さ
せ、自走加振装置１６を管材２０他端側から回収する。
さらに、前記第１の実施形態と同様に、管材２０から拡
径用リーマ１３を分離してドリルロッド１２を全て引上
げ、このドリルロッド１２や拡径用リーマ１３、加振装
置１５等を撤去すれば工事完了となる。

【００３２】このように、本実施の形態に係る非開削管
埋設工法では、管材２０内部に自走加振装置１６を移動
可能に配設し、拡径用リーマ１３による拡径並びに管材
２０の引込み時に、自走加振装置１６を管材２０の所定
部分に位置させて振動させ、管材２０の所定部分を直接
振動させられることから、地盤３０における管材２０と
の摩擦抵抗の大きくなる箇所において確実に管材２０を
振動させられ、振動の減衰を抑えて効率よく摩擦抵抗の
低減が図れ、管材２０の引込み力をより一層低減できる
と共に、管材２０の一回の引込みによる埋設距離をより
長く設定可能とし、工事区間における削孔・管材引込み
の一連の作業回数を減らして埋設工事の能率を向上させ
られる。

【００３３】なお、前記実施の形態に係る非開削管埋設
工法においては、自走加振装置１６を管材２０引込みの
当初から管材２０内に入れて振動させる構成としている
が、これに限らず、管材２０引込みの当初は自走加振装
置１６を管材２０内に入れずに加振装置１５のみを用
い、管材２０をある程度地盤３０に引込んで摩擦抵抗が
大きくなった後、自走加振装置１６を管材２０他端から
挿入して管材２０所定位置に移動させ、振動を発生させ
る構成とすることもできる。

【００３４】また、前記第１及び第２の各実施の形態に
係る非開削管埋設工法においては、接続手段１４もしく
は自走加振装置１６と、加振装置１５との二箇所でそれ
ぞれ振動を発生させて管材２０を振動させる構成として
いるが、この他、管材２０の振動を減衰させにくい性質
の地盤３０に対しては、加振装置１５を用いずに接続手
段１４もしくは自走加振装置１６の一箇所のみで管材２
０に振動を発生させる構成とすることもでき、前記各実
施の形態同様に管材２０の地中部分を振動させて管材２
０と地盤３０との間の摩擦抵抗を低減できる。

【００３５】（本発明の第３の実施形態）本発明の第３
の実施形態に係る非開削管埋設工法を図４に基づいて説
明する。この図４は本実施の形態に係る非開削管埋設工
法における管材引込み状態説明図である。前記図４に示
すように本実施の形態に係る非開削管埋設工法は、前記
第１の実施の形態における接続手段１４の加振部及び加
振装置１５でそれぞれ異なる振動数の振動を発生させ、
前記管材２０の一又は複数の所定位置を各振動の共振に
基づく所定の振動数並びに所定の振幅で振動させるもの
である。

【００３６】次に、本実施の形態に係る非開削管埋設工
法による管埋設作業について説明する。一次削孔として
の地盤３０への掘削孔３３の形成、及び到達立坑３２で
のドリルロッド１２に対する拡径用リーマ１３と管材２
０の接続、並びにドリルロッド１２による拡径用リーマ
１３と管材２０の引込み開始までは前記第１の実施形態
と同様である。

【００３７】エキスパンダチャック１４ａ内部の加振部
と到達立坑３２側の加振装置１５をそれぞれ異なる所定
の振動数で各々振動させると、管材２０における各振動
の共振により管材２０の一又は複数の所定位置がそれぞ
れの個別の振動の振幅より著しく大きな振幅で振動する
状態になる場合がある。この現象を利用して、掘削孔３
３に管材２０が挿入されていく間、掘削孔３３の屈曲部
分（図４参照；範囲Ａ）や、土質により土圧が局部的に
高くなっている部分（図４参照；範囲Ｂ）など、管材２
０との摩擦抵抗の大きくなる特定箇所が一又は複数存在
する地盤３０に対し、二つの加振手段の振動数をそれぞ
れ調整して前記特定箇所に接する管材２０の一又は複数
の所定部分が前記大振幅振動状態となるようにする。地
盤３０に対し管材２０の振幅を大きくして振動させられ
ることで、確実に摩擦抵抗を低減してこの特定箇所を管
材２０がスムーズに通過できる。前記加振部と加振装置
１５のそれぞれの振動数は、大振幅位置を管材２０の挿
入進行に伴う移動に応じて管材２０において進行方向と
逆に少しずつ変位させ、管材引込みの間、この大振幅位
置を地盤３０の前記特定箇所に一致させるように適宜調
整される。

【００３８】拡径用リーマ１３及び管材２０一端部が発
進立坑３１に到達し、管材２０の挿入が完了したら、前
記第１の実施形態と同様に、接続手段１４及び加振装置
１５での振動発生を停止させ、管材２０から拡径用リー
マ１３を分離してドリルロッド１２を全て引上げ、各立
坑内に残留、溢出した掘削残土、泥水などを処理する一
方、ドリルロッド１２や拡径用リーマ１３、加振装置１
５等を撤去すれば工事完了となる。

【００３９】このように、本実施の形態に係る非開削管
埋設工法では、拡径用リーマ１３による拡径並びに管材
２０の引込み時に、接続手段１４の加振部と加振装置１
５とをそれぞれ異なる振動数で振動させ、異なる振動の
共振により管材２０の一又は複数の所定位置を所定の振
動状態、例えば大振幅で振動させられることから、地盤
３０における管材２０との摩擦抵抗の大きくなる箇所に
大振幅位置を合わせて確実に管材２０を振動させられ、
効率よく摩擦抵抗の低減が図れ、管材２０の引込み力を
より一層低減できると共に、共振により管材２０所定箇
所に大振幅振動を発生させられることで、各加振手段を
より出力の小さいものとすることができ、埋設工事のコ
ストをより一層抑えられる。

【００４０】なお、前記実施の形態に係る非開削管埋設
工法においては、接続手段１４の加振部及び加振装置１
５という二つの加振手段を異なる振動数で振動させ、共
振により管材２０の任意の部分を所定の振動状態とする
と共に、この所定振動状態部分を管材２０の挿入進行と
同じ速度で変位させる構成としているが、この他、各加
振手段での振動の振動数を別の異なる所定値にそれぞれ
制御し、振動の共振によって管材の所定の振動状態、例
えば、大振幅となる部位が管材長手方向へ管材２０の挿
入進行より速い速度で連続的に変位するうなり状態を得
る構成とすることもでき、管材２０の長手方向の一方に
向う振動の半周期と、長手方向の他方に向う振動の他の
半周期とのそれぞれにおける管材２０の地盤３０に対す
る摩擦状態が互いに異なる状態となることで、いわゆる
振動アクチュエータと同様に、振動する管材２０が地盤
３０に対して管材長手方向のいずれかの向きへの推進力
を有することとなり、この推進方向とドリルロッド１２
の引込み方向を一致させた場合には管材２０と地盤３０
との摩擦抵抗を極めて小さくすることができ、小さい引
込み力で管材２０を地盤３０に挿入して埋設でき、引込
みに用いる工事用機器の小型化が可能になる一方、摩擦
抵抗に余裕がある分、より大径の管を引込むことができ
るなど、埋設工事の能率を飛躍的に向上させると共に工
事コストを大幅に削減できる。

【００４１】また、前記実施の形態に係る非開削管埋設
工法においては、接続手段１４の加振部及び加振装置１
５という二つの加振手段を異なる振動数で振動させ、共
振により管材２０の任意の部分を所定の振動状態とする
構成としているが、この他、各加振手段での振動の振動
数を別の異なる所定値にそれぞれ調整し、それぞれの振
動の共振に基づく振幅０の節位置が管材２０の地上露出
部分の所定位置に位置する状態を得る構成とすることも
でき、前記地上の所定位置において管材２０を振動させ
ないことにより、管材２０の地上の特定部分に対する何
らかの作業を行う場合にこの特定部分を無振動状態にす
ることで作業能率を高められ、特に、引込み中の管材２
０に他の管材２０を溶接や熱融着等によって継足す際に
管材２０の継ぎ合せ部分を無振動部分に設定すること
で、摩擦抵抗が大きく管材２０を振動させる必要のある
地盤３０に対する工事においても、管材２０を引込みな
がらの連続継ぎ合せ作業が可能となり、埋設工事の能率
が大幅に向上し、工事全体の期間を短縮できる。

【００４２】また、前記第１ないし第３の各実施の形態
に係る非開削管埋設工法においては、加振手段を各位置
に配設して管材２０を振動させる構成としているが、こ
の他、拡径用リーマ１３にも加振手段を一体に内蔵する
構成とすることもでき、拡径用リーマ１３による拡径並
びに管材２０の引込み時に、拡径用リーマ１３を振動さ
せることで、拡径の際に拡径用リーマ１３に周囲の地盤
３０が密着するのを防ぐと共に、拡径用リーマ１３と地
盤３０の間への掘削用流体の浸入を促進して、拡径用リ
ーマ１３と地盤３０との間の摩擦抵抗を低減でき、どの
ような地盤３０に管材２０を埋設する場合でもスムーズ
に拡径作業を行えると共に、摩擦抵抗に伴う力のロス分
を低減して拡径用リーマ１３の推進効率を向上させら
れ、ドリルロッド１２の引込み力をより一層低減でき
る。

【００４３】また、前記第１及び第３の各実施の形態に
係る非開削管埋設工法においては、接続手段１４の加振
部で振動を発生させるために電力や油圧等を供給する電
線や管を管材２０外部に沿ってもしくは管材２０内部を
通じて配設する構成としているが、これに限らず、前方
のドリルロッド１２及び接続手段１４のスイベル部１４
ｂを通じて電力もしくは油圧を加振部に供給して振動を
発生させる構成とすることもできる。

【００４４】さらに、前記第１ないし第３の各実施の形
態に係る非開削管埋設工法においては、あらかじめ掘削
開始地点に発進立坑３１を、且つ掘削終了地点に到達立
坑３２をそれぞれ掘削形成し、これらを管埋設の始点並
びに終点とする構成としているが、これに限らず、発進
立坑３１及び／又は到達立坑３２を設けずに埋設工事を
行う構成とすることもでき、埋設工事期間を通して空い
たままの立坑を始めから形成しないことで、埋め戻し後
の養生期間もほとんど必要なくなり、工事期間の一層の
短縮が図れると共に、工事後の地盤の強度を大幅に高め
られる。この立坑を形成しない場合においては、掘削開
始地点となる地上の所定位置からドリルロッド１２を地
盤３０に挿入して掘削し、掘削終了地点となる地上の所
定位置に到達させ、さらにここから管材２０を引込んで
埋設することで、図５に示すように、引込み完了時点で
管材２０埋設部分の始点及び終点が地上に位置する状態
となる。また、掘削開始地点及び掘削終了地点には、ド
リルロッド１２及び管材２０の地盤に対する出入りをス
ムーズにするための小さなスロープ３４を必要に応じて
形成することもできる（図５参照）。このスロープ３４
を設けた場合でも、立坑に比べ地盤の強度にはほとんど
影響がなく、工事中断時の孔仮塞ぎ状態の強度も高く、
仮塞ぎ作業の手間も少ない。管材２０を引込んで埋設し
た後は、埋設部分の始点及び終点付近で地盤３０を下方
に削孔して管材２０を露出させ、ここで管材２０を切断
して、この切断部分に別の管材２０と接続するための加
工を施したり、あらかじめ埋設した別の管材２０と直接
接続したりする。一方、この削孔部分にはコンクリート
製のハンドホール等を埋込んで管材２０端部を収納する
管接続用孔を構築したり、そのまま埋め戻したりするな
ど、所定の処置を行って工事を終了する。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、拡径用リ
ーマと管材とを連結する接続手段に加振手段を一体に配
設し、拡径用リーマによる拡径並びに管材の引込み時
に、地中の管材を振動させることにより、管材に周囲の
地盤が密着するのを防ぐと共に、管材と地盤との間への
掘削用流体の浸入を促進して、管材と地盤との間の摩擦
抵抗を低減できることとなり、中途での破断等なく管材
引込みを行える限界が広がり、管材の一回の引込みによ
る埋設距離をより長く設定することができ、工事区間に
おける削孔・管材引込みの一連の作業回数を減らして埋
設工事の大幅な工期短縮とコストダウンが可能となると
いう効果を奏する。また、摩擦抵抗に伴う力のロス分を
低減して管材の推進効率を向上させ、ドリルロッドの引
込み力を小さく抑えられることとなり、引込みの際のエ
ネルギ消費を減らして作業コストを低減できるという効
果を有する。

【００４６】また、本発明によれば、管材内部に加振手
段を移動可能に配設し、拡径用リーマによる拡径並びに
管材の引込み時に、加振手段の振動で地中の管材を振動
させることにより、管材に周囲の地盤が密着するのを防
ぐと共に、管材と地盤のと間への掘削用流体の浸入を促
進して、管材と地盤との間の摩擦抵抗を低減できること
となり、中途での破断等なく管材引込みを行える限界が
広がり、管材の一回の引込みによる埋設距離をより長く
設定することができ、工事区間における削孔・管材引込
みの一連の作業回数を減らして埋設工事の大幅な工期短
縮とコストダウンが可能となるという効果を有する。さ
らに、摩擦抵抗に伴う力のロス分を低減して管材の推進
効率を向上させ、ドリルロッドの引込み力を小さく抑え
られることとなり、引込みの際のエネルギ消費を減らし
て作業コストを低減できるという効果を有する。加え
て、加振手段を移動させて最も摩擦抵抗の大きい箇所に
おいて管材内側から振動を発生して管材を振動させら
れ、より確実に摩擦抵抗を低減して管材の引込み力を低
減できるという効果を有する。

【００４７】また、本発明によれば、管材内部の所定位
置に加振手段を追加して配設し、地中の管材に対し少な
くとも二箇所から振動を発生させて管材のより広い範囲
を確実に振動させられることにより、管材への周囲地盤
の密着防止性能及び管材と地盤との間への掘削用流体の
浸入促進効果をより一層高めて、管材と地盤との間の摩
擦抵抗を大幅に低減でき、どのような地盤に対しても管
材の引込みがスムーズに行え、埋設工事の能率を向上さ
せられるという効果を有する。さらに、加振手段を移動
させて最も摩擦抵抗の大きい箇所において管材内側から
振動を発生して管材を振動させられ、より確実に摩擦抵
抗を低減して管材の引込み力を低減できるという効果を
有する。

【００４８】また、本発明によれば、管材の地盤に入る
直前の位置に加振手段を追加して配設し、地中の管材に
対し少なくとも二箇所から振動を発生させて管材のより
広い範囲を確実に振動させられることにより、管材への
周囲地盤の密着防止性能及び管材と地盤との間への掘削
用流体の浸入促進効果をより一層高めて、管材と地盤と
の間の摩擦抵抗を大幅に低減でき、どのような地盤に対
しても管材の引込みがスムーズに行え、埋設工事の能率
を向上させられるという効果を有する。

【００４９】また、本発明によれば、複数の加振手段に
おける振動の振動数をそれぞれ異ならせ、管材の一又は
複数の所定位置を各振動の共振で生じる二つの加振手段
のいずれとも異なる所定の振動状態とすることにより、
地盤の一部に管材に対する摩擦抵抗の大きい箇所がある
場合に、管材の対応する位置に適切な振動状態を与えら
れ、必ずしも管材全体を一様に振動させなくても管材を
地盤にスムーズに引込むことができ、加振手段の出力を
抑えてコストダウンを図れると共に、加振手段の位置に
関わりなく確実な振動部分を設定でき、加振手段のレイ
アウトの自由度が大きくなり、埋設作業における制約が
少なく、作業性の向上が図れるという効果を有する。

【００５０】また、本発明によれば、各加振手段におけ
る振動をそれぞれ異なる所定の振動数に調整し、管材の
振動状態を、共振に基づいて所定の振動状態となる部分
が管材長手方向へ連続的に動くうなり状態とすることに
より、管材の管材長手方向の一方に向う振動の半周期
と、管材長手方向の他方に向う振動の他の半周期とのそ
れぞれにおける管材の地面に対する摩擦状態を互いに異
ならせて、振動する管材に管材長手方向のいずれかの向
きへの推進力を生じさせることができ、この推進力の方
向とドリルロッドの引込み方向を一致させた場合には管
材と地盤との摩擦抵抗が極めて小さくなり、少ない引込
み力で管材を地盤に挿入して埋設でき、埋設工事の能率
を飛躍的に向上させると共に工事コストを大幅に削減で
きるという効果を有する。

【００５１】また、本発明によれば、各加振手段におけ
る振動をそれぞれ異なる所定の振動数に調整し、それぞ
れの振動の共振により生じる管材の振動の振幅が０とな
る節位置を地上の特定部分に位置させ、この地上の特定
部分において管材を振動させないことにより、管材の地
上の特定部分に対する何らかの作業を行う場合にこの特
定部分を無振動状態にすることで作業能率を高められ、
特に管材を複数継足す際に管材同士の継ぎ合せ部分を無
振動部分に設定することで、抵抗の大きい地盤において
も引込みながらの連続継ぎ合せ作業が可能となり、埋設
工事の能率が大幅に向上し、工事全体の期間を短縮でき
るという効果を有する。

【００５２】また、本発明によれば、拡径用リーマに加
振手段を一体に配設し、拡径用リーマによる拡径並びに
管材の引込み時に、拡径用リーマを振動させることによ
り、拡径の際に拡径用リーマに周囲の地盤が密着するの
を防ぐと共に、拡径用リーマと地盤の間への掘削用流体
の浸入を促進して、拡径用リーマと地盤との間の摩擦抵
抗を低減できることとなり、拡径がよりスムーズに進
み、どのような地盤に管材を埋設する場合でもスムーズ
に拡径作業を行えると共に、摩擦抵抗に伴う力のロス分
を低減して拡径用リーマの推進効率を向上させられ、ド
リルロッドの引込み力をより一層低減できるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る非開削管埋設工
法における管材引込み状態説明図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る非開削管埋設工
法における拡径用リーマでの拡径状態説明図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る非開削管埋設工
法における自走加振装置の使用状態説明図である。

【図４】本発明の第３の実施形態に係る非開削管埋設工
法における管材引込み状態説明図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る非開削管埋設工法
における管材引込み状態説明図である。

【図６】従来の非開削管埋設工法におけるドリルヘッド
での掘削状態説明図並びに拡径用リーマ取付状態説明図
である。

【図７】従来の非開削管埋設工法における拡径用リーマ
での拡径状態説明図並びに可撓管の埋設完了状態説明図
である。

【符号の説明】

１１ ドリルヘッド １２ ドリルロッド １３ 拡径用リーマ １３ａ 噴出孔 １４ 接続手段 １４ａ エキスパンダチャック １４ｂ スイベル部 １５ 加振装置 １６ 自走加振装置 １６ａ 自走車 １６ｂ 加振ユニット ２０ 管材 ３０ 地盤 ３１ 発進立坑 ３２ 到達立坑 ３３ 掘削孔 ３４ スロープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南里 和孝 佐賀県佐賀郡富士町南部工業団地内 株式 会社富士建内 Ｆターム(参考） 2D054 AA05 AC18 AD37 BA18 BA20 BA25 FA12

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドリルヘッドが先端に装着されたドリル
   ロッドを地盤に挿入して所定距離離れた掘削終了地点ま
   で掘進させて形成した掘削孔に対し、前記掘削終了地点
   で前記ドリルロッド先端のドリルヘッドを拡径用リーマ
   に交換し且つ当該拡径用リーマに所定の接続手段を介し
   て埋設用の管材先端を取付けた後、ドリルロッドを後退
   させて拡径用リーマで前記掘削孔を拡径しつつ、当該拡
   径した掘削孔に前記管材を挿入していく非開削管埋設工
   法において、 前記接続手段が、振動を発生させる加振手段を一体に付
   加されてなり、当該加振手段の振動で前記管材を振動さ
   せることを特徴とする非開削管埋設工法。
2. 【請求項２】 ドリルヘッドが先端に装着されたドリル
   ロッドを地盤に挿入して所定距離離れた掘削終了地点ま
   で掘進させて形成した掘削孔に対し、前記掘削終了地点
   で前記ドリルロッド先端のドリルヘッドを拡径用リーマ
   に交換し且つ当該拡径用リーマに所定の接続手段を介し
   て埋設用の管材先端を取付けた後、ドリルロッドを後退
   させて拡径用リーマで前記掘削孔を拡径しつつ、当該拡
   径した掘削孔に前記管材を挿入していく非開削管埋設工
   法において、 振動する振動部分を有し、当該振動部分に接触する被接
   触物に振動を伝達する一又は複数の加振手段が管材内部
   に移動可能に配設されてなり、前記加振手段の振動で管
   材を振動させることを特徴とする非開削管埋設工法。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載の非開削管埋設工法
   において、 振動する振動部分を有し、当該振動部分に接触する被接
   触物に振動を伝達する別の一又は複数の加振手段が管材
   内部に移動可能に配設されてなり、前記別の加振手段で
   も管材を振動させることを特徴とする非開削管埋設工
   法。
4. 【請求項４】 前記請求項１ないし３のいずれかに記載
   の非開削管埋設工法において、 前記管材の地盤への進入口となる前記掘削終了地点位置
   で、振動を発生させる他の加振手段を管材外側に接触さ
   せて管材を振動させることを特徴とする非開削管埋設工
   法。
5. 【請求項５】 前記請求項３又は４に記載の非開削管埋
   設工法において、 前記各加振手段でそれぞれ異なる振動数の振動を発生さ
   せ、前記管材の一又は複数の所定位置を各加振手段の振
   動数とは異なる所定の振動数並びに所定の振幅で振動さ
   せることを特徴とする非開削管埋設工法。
6. 【請求項６】 前記請求項５に記載の非開削管埋設工法
   において、 前記各加振手段での振動の振動数を異なる所定値にそれ
   ぞれ制御し、前記管材の所定の振動数並びに所定の振幅
   で振動する部位を管材長手方向へ連続的に変位させるこ
   とを特徴とする非開削管埋設工法。
7. 【請求項７】 前記請求項５に記載の非開削管埋設工法
   において、 前記各加振手段での振動の振動数を異なる所定値にそれ
   ぞれ制御し、前記管材の地上に現れている所定部分にお
   ける振幅を０とすることを特徴とする非開削管埋設工
   法。
8. 【請求項８】 前記請求項１ないし７のいずれかに記載
   の非開削管埋設工法において、 前記拡径用リーマが、振動を発生させる加振手段を一体
   に付加されてなり、当該加振手段の振動により振動する
   ことを特徴とする非開削管埋設工法。