JP3790566B2 - Excavator used for guide boring method - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横穴掘削のためのガイドボーリング工法及び掘削装置に関するものであり、特に硬岩・玉石層等を含む地盤中での管の敷設工事、例えば下水道管や電話線等の小口径管敷設のための小口径管推進工事に用いられるガイドボーリング工法及びこの工法に用いられる掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上下水道管や電話線等の小口径管のための横穴を横堀りによって掘削して推進するガイドボーリング工法に用いられる掘削装置として、図１５及び図１６に示すものがある。この掘削装置１には、図１５に示すように、架台２上の後方に油圧モータ３、推進機４、及びメインジャッキ５が配設された駆動部１７が備えられている。
又、前方側には、横方向に掘削するために回転しつつ推進される進退可能なガイドロッド６がメインジャッキ５と同軸に配設され、このガイドロッド６の前端にはトリゴンビット７が取り付けられている。
ガイドロッド６の外周面には、ガイドロッド６に対して摺回動可能な略リング状の面板掘削部８が設けられ、この面板掘削部８の先端面にはディスクカッタ９が設けられている。面板掘削部８の後方の筒状本体部１０には、軸受部１１を介して揺動ジャッキ１２、方向修正用球座１３等が設けられていて、掘削装置１の進行方向の修正を適宜行えるようになっている。又、ガイドロッド６と筒状本体部１０との間の空間にはオーガー１５が設けられていて、掘削された土砂等のくり粉が後方に排土されるようになっている。
【０００３】
推進機４やメインジャッキ５等の前方に位置するガイドロッド６や面板掘削部８や筒状本体部１０等は先導体１６を構成して、地中で横方向に掘削推進を可能にしている。
このような掘削装置１を用いたガイドボーリング工法について説明すると、横堀りに際しては、発進縦抗内に掘削装置１を下ろして、先ず先端にトリゴンビット７を装備したガイドロッド６を、面板掘削部８に対して先行させて、回転掘削によって横方向の先方地盤に例えば１ｍ程度掘進させる（図１６（ａ）参照）。そして、先行させたガイドロッド６を停止状態にして、ガイドロッド６をガイドとしてディスクカッタ７を備えた面板掘削部８を回転掘削させて、ガイドロッド６の先端部まで掘進させる（図１６（ｂ）参照）。これによって、ガイドロッド６で穿孔された***を面板掘削部８で拡径掘削し、このような掘進作業を繰り返して行うことで、所望の大口径の横穴を掘削できる。
尚、削孔方向の修正をするには、先導体１６内の揺動ジャッキ１２によって方向修正用球座１３で先導体１６を中折れさせることにより行う。
又、掘削する途中で、玉石層や礫層等の崩壊し易い層に出くわした場合には、掘削を一時中断して、地上から縦穴を掘って掘削領域の崩壊し易い層に薬液を注入することで地盤を強化し、薬液が固化した後、再度掘削を続けるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなガイドボーリング工法では、ガイドロッド６や面板掘削部８による掘削は、それぞれ回転推進のみによる掘削であるから、掘進速度が遅く、掘削効率が悪いという欠点がある。
しかも、ガイドロッド６は１ｍ程度の距離だけ面板掘削部８に先行するだけであり、先方地盤が硬岩・玉石層等硬い地盤であると、掘削方向をガイドするガイドロッド６の掘進方向が曲がり易くて、穴曲がりを生じ易く、その際、掘削方向の修正を行うには、掘削工具を穴曲がりの始まり位置まで引き戻して再度削孔し直さなければならず、修正に手間がかかり、困難であった。特に、深穴、長尺削孔が困難であった。そのため、掘削精度が出にくいという欠点がある。
又、崩壊し易い地盤の場合、その都度、地上から縦穴を掘って崩壊し易い層に薬注する等、作業が煩雑でボーリングコストが高いという欠点もあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みて、穴曲がりしにくい横穴を削孔できるようにしたガイドボーリング工法及び掘削装置を提供することにある。
又、本発明の他の目的は、穴曲がりしにくい横穴を迅速にしかも効率的に削孔できるようにしたガイドボーリング工法及び掘削装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に係る掘削装置は、パイロット孔用ビットにより地中に横穴のパイロット孔を削孔し、該パイロット孔をガイドとして拡径ビットにより大口径の拡孔を削孔する掘削装置であって、前記パイロット孔を削孔する前記パイロット孔用ビットは、回転推進力と打撃力が印加するロータリーパーカッション部にアウターケーシングとインナーロッドとを介して接続され、先端に削孔方向制御用の傾斜面が設けられ、前記アウターケーシングに接続された略円筒状のリングビットと、前記インナーロッドに接続され、リングビットの内周側に位置するインナービットとを備え、前記リングビットと、インナービットとは二重管式とされていることを特徴とするものである。
また、本発明による請求項２に係る掘削装置は、パイロット孔をガイドとして拡径ビットにより大口径の拡孔を削孔する請求項１記載の掘削装置であって、前記拡径ビットは、前記削孔されたパイロット孔に挿入するパイロットビットを備えていることを特徴とする。
また、本発明による請求項３に係る掘削装置は、パイロット孔をガイドとして拡径ビットにより大口径の拡孔を削孔する請求項１又は請求項２のいずれかに記載の掘削装置であって、前記拡径ビットは後端に円筒状の嵌合部が形成され、その外周面と内周面とにそれぞれ切られたネジにアウターケーシング及びインナーロッドとがそれぞれ螺合され、拡径ビットの先端側には拡径された先端部が形成され、先端部の後端側の面が拡径ビットの回転軸線に対してほぼ直交し、かつ該後端側の面に複数のビットが設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明による掘削装置によれば、ロータリーパーカッション部から回転力と打撃力を付与されて、パイロット孔内をパイロットビットが進行し、これに続いてリーミングビットで拡孔掘削することで、回転推進のみによるものと比較して約２倍の速度でしかも直進性の高い正確な横穴を掘削できる。
又、発進縦抗から到達縦抗迄の往工程で、ガイド部にパイロット孔掘削用の掘削工具が連結されてパイロット孔が削孔された後、復工程で、ガイド部にリーミングビットが連結されて、回転及び打撃推進すれば、パイロット孔内のガイド部に進行方向をガイドされて拡孔を掘削でき、１往復で所望径の横穴を得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施の形態を図１乃至図１０により説明する。
図１は実施の形態によるパイロット孔用ビットの断面図、図２は薬液注入の可能なノンコアビットの一部破断側面図、図３は図２に示すノンコアビットの基端側部分のドリフタとの装着構造を示す一部破断側面図、図４は拡径ビットについて一部を破断して示す側面図、図５は図４に示す拡径ビットの先端側から見た正面図、図６は図４のＡ−Ａ線断面図、図７は各種ビットを支持する支持部の構成を示す平面図、図８は図７の支持部の側面図、図９は本発明の実施の形態によるガイドボーリング工法のパイロット孔の削孔状態を示す図、図１０は同じく拡孔掘削状態を示す図である。
本実施の形態において、図１５に示す掘削装置１の後方側の油圧モータ３、推進機４及びメインジャッキ５を備えた駆動部１７の構成は、本実施の形態による掘削装置２０の駆動部とほぼ同様であるが、本実施の形態による掘削装置２０の駆動部は、後述する各種ビットを回転推進させる回転駆動部に加えて打撃掘削する打撃部を含むロータリパーカッション部２１を構成するものとする（図９、１０参照）。
【００１１】
図１に示すパイロット穴削孔のためのパイロット孔用ビット２３は二重管式で、その回転軸線Ｏを同じくするリングビット２４と、その内周側に位置するインナービット２５とによって構成されている。
リングビット２４は略円筒形状をなし、その後端で略円筒状のアウターケーシング２６と螺合し、その先端面２４ａはパイロット孔用ビット２３の回転軸線Ｏに対して斜めにカットされて略リング状傾斜面に形成され、放射状にカッタが設けられている。又、インナービット２５は先端側領域が拡径された二段の円柱状をなし、その後端で略円筒状のインナーロッド２７と螺合している。
そして、アウターケーシング２６とインナーロッド２７は、後方に位置するロータリーパーカッション部２１に接続されて、それぞれ回転軸線Ｏを中心とする回転推進力と回転軸線Ｏ方向に進退する打撃力とが印加されて、リングビット２４とインナービット２５に伝達するようになっている。又、リングビット２４とインナービット２５との間にはくり粉を後方に排出するための略円筒状の隙間２８が形成されている。
【００１２】
インナービット２５の後端面には、ターゲット２９が設けられており、ロータリーパーカッション部２１領域に設けられた図示しない発光器から投射される赤外線等の光線を受光するようになっている。この発光器とターゲット２９とはパイロット穴の曲がりを検出する検知器を構成し、パイロット孔用ビット２３が削孔時に穴曲がりを起こしたときに、ターゲット２９が発光器に対して回動することで、これを検知できるようになっている。
削孔時に、パイロット孔用ビット２３が穴曲がりを起こした場合には、回転軸線Ｏに対して穴曲がり方向と反対側に先端面２４ａの最先端部２４ｂが位置するようにリングビット２４を回転させ、この状態でリングビット２４に関して打撃推進を行えば、削孔方向の修正ができることになる。
【００１３】
図２は主として薬液注入用に用いられるノンコアビット３１を示すものであり、ノンコアビット３１は、回転軸線Ｏにほぼ直交する先端面３２に複数のビット３３が植設されており、後端側には円筒状の嵌合部３４が形成され、その外周面３４ａと内周面３４ｂとにそれぞれネジが切られている。
嵌合部３４の中央凹面３５からノンコアビット３１の周側面に向けて第１連通孔３６が形成され、その先端には、崩壊し易い地盤を固めるための薬液（Ａ液とする）を吐出する第１ノズル３７が穿設されている。又、嵌合部３４の内外周面３４ａ，３４ｂ間の端面からノンコアビット３１の周側面に向けて第２連通孔３８が形成され、その先端には、崩壊し易い地盤を固めるための別の薬液（Ｂ液とする）を吐出する第２ノズル３９が穿設されている。
【００１４】
そして、嵌合部３４の外周面３４ａは略円筒状のアウターケーシング４０と螺合され、内周面３４ｂは略円筒状のインナーロッド４１と螺合されている。インナーロッド４１内には、Ａ液供給用の第１通路４２が形成されて、ノンコアビット３１の第１連通路３６に連通している。アウターケーシング４０とインナーロッド４１との間には、略円筒状のＢ液供給用の第２通路４３が形成され、第２連通路３８に連通している。
尚、インナーロッド４１は、その後方において、ロータリーパーカッション部２１に接続されて、回転と打撃の推力を受けるようになっている。そして、図示しないチューブによってＡ液が第１通路４２内に供給されるようになっている。
アウターケーシング４０は、図３に示すように、その後端部分が、固定保持されたドリフタ４５内のウオータスイベル管継ぎ手４６によって摺回動自在に保持されていて、しかも継ぎ手４６とアウターケーシング４０とインナーロッド２７との間にはシールリング４７が配設されている。そして、ドリフタ４５に接続されたチューブ４５ａからＢ液が第２通路４３内に供給されている。
【００１５】
このノンコアビット３１は、パイロット孔用ビット２３で削孔している際に、玉石層や礫層等のように崩壊し易い地盤に出くわした場合、パイロット孔用ビット２３に代えて、（アウターケーシング４０及びインナーロッド４２によって）ドリフタ４５及びロータリーパーカッション部２１に接続してパイロット孔に挿入して、薬液注入するために用いられる。
尚、図２に一点鎖線で示すように、ノンコアビット３７の先端面３２を回転軸線Ｏに対して傾斜する先端面３２′として形成すれば、削孔方向の修正可能なパイロット孔用ビットとして兼用できる。この場合、先端面３２′は必ずしも全体を傾斜させる必要はなく、一部の面だけでもよい。
【００１６】
次に、パイロット孔ｄが削孔された後、そのパイロット孔ｄに基づいてこれを拡径して大口径の横穴Ｄを削孔するための拡径ビットについて図４乃至図８により説明する。
図４及び図５に示す拡径ビット５０において、パイロットビット５１は略円筒形状を呈しており、その先端部５２は拡径されて、その先端側の面に同心状に複数のボタンビット５３がリング状に取り付けられている。この先端部５２の外周面にはほぼ等間隔に複数（図では８つ）のくり粉溝５４が形成されている。
又、パイロットビット５１には、回転軸線Ｏと同軸に中央孔５５が穿設されており、しかも先端部５２においては中央孔５５から先端部５２に連通する一対の連通孔５６が穿設されていて、中央孔５５から連通孔５６を介して水が地盤に注入されるようになっており、選択的に薬液が吐出されるようにしてもよい。
このパイロットビット５１の後端には、パイロットビット５１より径の大きいリーミングビット５７が螺合されている。即ち、パイロットビット５１の後端ネジ部５１ａは、リーミングビット５７先端面の中央ボス部５８に設けられた中央凹部５８ａに螺合されている。しかも、図６に示す後端ネジ部５１ａの対向する一対の凹部５１ｂ，５１ｂに、中央ボス部５８の一対の小孔５８ｂを介してそれぞれスプリングピン５９が嵌合することで、両ビット５１、５７は堅固に固定保持されている。
【００１７】
リーミングビット５７は、略円筒形状で、先端部６１が拡径されて、その先端面にはボタンビット５３が同心状に複数列リング状に配列されている。先端部６１の外周面には、所定間隔に小くり粉溝６２が形成され、更に１２０゜間隔に大きな大くり粉溝６３が形成されている。
大くり粉溝６３の径方向中央側には、それぞれ連通孔６４が穿設されて先端部６１に開口し、これらの連通孔６４はパイロットビット５１領域から延在する中央孔５５に連通している。
【００１８】
図７及び図８は、カバー部分を省略した支持部６６であり、図中、左端には上述したパイロット孔用ビット２３、ノンコアビット３１、拡径ビット５０等の各種掘削工具が選択的に連結され（図８で一点鎖線図示）、右端にはロータリーパーカッション部２１が連結される（図示せず）構造とされている。
図において、上下動可能な架台部６７にその長手方向に伸縮可能な基枠６８が支持されている。基枠６８の拡径ビット５０等の掘削工具側端部には第一アーム６８が保持され、ロータリーパーカッション部２１に連結されていて回転打撃力を拡径ビット５０等の掘削工具に伝達する伸縮自在の駆動伝達機構６９の先端部を支持している。基枠６７のロータリーパーカッション部２１側端部には、駆動伝達機構６９の後端部がドリフタ４５に保持されている（図８参照）。
尚、掘削装置２０に、パイロット孔用ビット２３又はノンコアビット３１が装着されている場合には、駆動伝達機構６９に代えて、アウターケーシング２６又は４０及びインナーロッド２７又は４１が装着されるようになっている。
【００１９】
本実施の形態による掘削装置２０は上述のような構成を有しており、次にこの実施の形態によるガイドボーリング工法について図９及び図１０に基づいて説明する。
先ず最初に、図９において、小口径管用の横穴を削孔するための二区間に発進縦抗Ｂと到達縦抗Ｃを掘削する。そして、発進縦抗Ｂ内に、掘削装置２０として、ロータリーパーカッション部２１と支持部６６、そして図１に示すパイロット孔用ビット２３を装着配置する。
削孔に際しては、ロータリーパーカッション部２１の駆動による回転及び打撃推進力をアウターケーシング２６及びインナーロッド２７を介して、リングビット２４及びインナービット２５に伝達して、面前の地盤に対して両ビット２４、２５を回転推進しつつ打撃して掘削する。
そして、到達縦抗Ｂに向けてほぼ直線状のパイロット孔ｄを削孔するが、途中で、硬い岩盤等のためにパイロット孔用ビット２３の進行方向が曲がった場合、発光器からターゲット２９に照射されている掘削方向検知用の光線について、ターゲット２９の回動のために受光ポイントがずれることになり、これによって、穴曲がりを検知できる。
【００２０】
この場合には、削孔を停止し、その位置で、或いはパイロット孔用ビット２３をパイロット孔ｄ内で少し引き戻した状態にして、リングビット２４を回転させて、先端面２４ａの最先端部２４ｂが回転軸線Ｏに対して穴曲がり方向と反対側に位置するようにリングビット２４の角度を調整する。この状態で回転させることなく、リングビット２４の打撃推進を行なう。これにより、傾斜する先端面２４ａに沿って、削孔方向を最先端部２４ｂ側に修正でき、進行方向をパイロット孔ｄが直線状となるように軌道修正できる。
削孔方向の修正は、ターゲット２９の所定ポイントに発光器からの光線が入射することによって確認できる。そして、削孔方向の修正後に、再度回転打撃掘削を再開する。
このようにして、パイロット孔ｄが到達縦抗Ｃまで貫通したら、パイロット孔用ビット２３の引き抜きを行う。
【００２１】
尚、上述の説明では、リングビット２４とインナービット２５の両方でそれぞれ回転打撃するようにしたが、いずれか一方でもよい。インナービット２５でのみ回転打撃掘削を行う場合には、リングビットで方向修正のための回転と打撃を行えるようにする必要がある。或いは、リングビット２４に代えて（又は、リングビット２４と共に）、インナービット２５の先端面を傾斜面として方向修正用に用いてもよい。
【００２２】
尚、パイロット孔用ビット２３で、パイロット孔ｄを削孔する途中で、図９に示すように、玉石層や礫層や粘土層等の崩壊し易い層に到達した場合、発進縦抗Ｂに排土されるくり粉によってこれを知ることができる。このような場合には、パイロット孔用ビット２３をパイロット孔ｄから引き抜いて、図２及び図３に示すノンコアビット３１を掘削装置２０に装着して、パイロット孔ｄ内に挿入する。
ノンコアビット３１が玉石層や礫層等の崩壊し易い層に到達した状態で、ノンコアビット３１の各ノズル３７、３９からそれぞれ薬液Ａ、Ｂを吐出する。そして、この崩壊し易い層内をノンコアビット３１で回転打撃掘削しつつ薬液Ａ、Ｂを全周囲に亘って吐出して、地盤を固めることができる。更に、崩壊し易い層内をノンコアビット３１を引き抜きながら回転させつつ薬液Ａ、Ｂを吐出してもよい。
このようにして、崩壊し易い地盤の改良を行うことができる。そして、薬液の固化を待ってパイロット孔ｄの削孔を再開する。
【００２３】
尚、注入する薬液は２種に限定することなく、１種又は３種以上でもよい。又、吐出用のノズルは、図２で示す実施の形態では２つであるが、１又は３つ以上でもよいことはいうまでもない。
又、ノンコアビット３１の後端側の面にターゲット２９を取り付けて、検知器で穴曲がりの有無を検知しつつ回転打撃掘削するようにしてもよい。
更には、傾斜した先端面３２′を有するノンコアビット３１を用いた場合、ノンコアビット３１で、パイロット孔用ビット２３と同様にパイロット孔ｄの削孔及び掘削方向の修正をも行うことができる。この場合、薬液の注入に際して、掘削工具を交換する必要がない。そのため、ガイドボーリング工法の実施に際して、掘削工具の種類が減少して、より削孔作業が簡単になるという利点がある。
【００２４】
次に、このようにして二つの縦抗Ｂ，Ｃ間に掘削されたパイロット孔ｄをガイドとして、拡径された所望の大口径（例えばφ２３０〜６００ｍｍ）を削孔するためのガイドボーリング工法について説明する。
先ず、発進縦抗Ｂ内に図４乃至図６に示す拡径ビット５０を挿入して、支持部６６を介してロータリーパーカッション部２１に連結する。そして、図１０に示すように、パイロットビット５１をパイロット孔ｄ内に挿入した状態で、パイロットビット５１とリーミングビット５７とに回転打撃推進力を与えつつ到達縦抗Ｃ方向に推進させる。
その際、パイロットビット５１の掘進方向はパイロット孔ｄにガイドされるので、拡径ビット５０による掘進方向が特定され、穴曲がりを起こすことが少ない。しかも、パイロットビット５１に続くリーミングビット５７で地盤に回転及び打撃を加えることで、パイロット孔ｄは拡孔されて、所望の大口径の横穴Ｄが速い速度で形成されてゆく。
【００２５】
掘削にあたって、パイロットビット５１の掘削時には回転トルクや打撃力はあまり要求されないが、リーミングビット５７による掘削では拡孔推進が行われ、拡径穴Ｄが形成されるために、地盤の硬さに応じて大きな回転トルクや打撃力が要求される。その際、各ビット５１，５７の各連通孔５６，６４からは水が吐出され地盤に注入されて硬い地盤が崩され、掘削がしやすくなる。
しかも、地盤が硬岩等の硬い層である場合でも、水の注入とリーミングビット５７の回転打撃によって掘削推進することができる。
又、崩壊しやすい層に到達した場合、上述のノンコアビット３１での薬液注入とは別に、そのままの状態で連通孔５６，６４から水に代えて薬液を注入することも可能である。
【００２６】
このようにして、到達縦抗Ｃに達して大口径の横穴Ｄの削孔が完了したら、拡径ビット５０を横穴Ｄから引き抜いてゆくが、この時、同時に到達縦抗Ｃから鞘管を横穴Ｄに挿入し、これを引き込んでゆく。鞘管を縦抗Ｂ，Ｃ間に挿入し終えたら、塩ビ管又はヒューム管を横穴Ｄ内に挿入する。そして、鞘管と塩ビ管又はヒューム管との間、そして鞘管の外周に各管を固定するためのセメンティングを行う。
【００２７】
以上のように、本実施の形態によるガイドボーリング工法によれば、パイロット孔ｄの削孔と、大口径の横穴Ｄの削孔に際して、パイロット孔用ビット２３、ノンコアビット３１、及び拡径ビット５０による掘削で、回転推進に加えて打撃推進による掘削を行うようにしたから、従来の回転推進のみによる工法と比較して、約２倍の速度で掘削することができる。
又、パイロット孔用ビット２３や傾斜した先端面３２′を有するノンコアビット３１によれば、パイロット孔ｄの削孔に際して、穴曲がりを検知できると共に発生した穴曲がりを随時修正しつつ掘削できることになり、掘削方向の修正が容易である上に、削孔精度が向上する。又、掘削方向の検知器を備えることで、掘削方向の修正と管理が容易になる。
【００２８】
又、掘削時に、玉石層や礫層等崩壊し易い層に出くわした場合、ノンコアビット３１を用いれば、地盤を固めるための薬液注入に際して、ビット３１に設けられたノズル３７、３９から直接且つ掘削と同時に薬注することができ、従来のように別個に縦穴を掘って薬注する必要がないので、地盤改良作業の効率が著しく向上する。
しかも、ノンコアビット３１の先端面３２′を回転軸線Ｏに対して傾斜して形成すれば、薬液注入に加えて、パイロット孔の掘削と掘削方向の修正とを兼ねることができ、パイロット孔用ビット２３を用いる必要がないという利点がある。
又、予め削孔されたパイロット孔ｄに拡径ビット５０のパイロットビット５１を挿入して、パイロット孔ｄをガイドとして大口径の横穴Ｄを掘削するようにすれば、横穴Ｄが穴曲がりを起こすことなく所望の位置及び方向に削孔できる。しかも、拡径ビット５０の各ビット５１、５７の連通孔５６、６４から注水や薬液注入もすることができるから、硬い地盤の掘削を容易にし、崩壊し易い地盤の地盤改良を行うこともできる。
【００２９】
図１１及び図１２は、本実施の形態による拡径ビット５０の変形例を示すものである。本例による拡径ビット７２では、リーミングビット５７の拡径された先端部６１の外周に形成された大くり粉溝６３が、４５゜間隔で８つ設けられ、１つおきの大くり粉溝６３の径方向中央側には、それぞれ連通孔６４が穿設されている。
この形態によれば、注入する水や薬液の量を増大させることができ、掘削速度や薬液注入のよりいっそうの高速化を図ることができる。
【００３０】
次に、拡径ビットと、これを用いた横穴Ｄの削孔に関するガイドボーリング工法の第二の実施の形態について、図１３及び図１４により説明する。
図１３はこの実施の形態による拡径ビット７４の一部を破断して示す要部側面図である。この拡径ビット７４はパイロット孔用ビット２３（又はノンコアビット３１）に代えて、アウターケーシング２６（４０）及びインナーロッド２７（４１）に装着するものであり、拡径ビット７４の後端に円筒状の嵌合部７５が形成され、その外周面７５ａと内周面７５ｂとにそれぞれネジが切られていて、アウターケーシング２６及びインナーロッド２７とそれぞれ螺合するようになっている。尚、この場合、インナーロッド２７は端部内周面に加えて外周面にもネジが切られている。
拡径ビット７４の先端側には拡径された先端部７６が形成され、先端部７６の嵌合部７５方向を向く（後端側の）面７７が拡径ビット７４の回転軸線Ｏに対してほぼ直交し、この面７７に、図５に示すものと同様な複数のビット５３が設けられている。しかも、拡径ビット７４内には、インナーロッド２７内の第１通路２７ａに連通する連通路７９が穿設され、この連通路７９の吐出口は先端部７６に形成された大くり粉溝６３の径方向内側で面７７上に設けられている。
【００３１】
本第二の実施の形態においては、掘削装置は上述のように構成されているから、ガイドボーリング工法の実施に際して、パイロット孔用ビット２３（又はノンコアビット３１）でパイロット孔ｄが削孔された後、到達縦抗Ｃでパイロット孔用ビット２３に代えて拡径ビット７４をアウターケーシング２６とインナーロッド２７に螺合させる（図１３参照）。そして、図１４に示すように、ロータリーパーカッション部２１で拡径ビット７４を発進縦抗Ｂの方向に引き戻しながら、この方向に回転及び打撃掘削して推進すれば、拡径された横穴Ｄを掘削することができる。
本実施の形態によれば、パイロット孔ｄを削孔した後の引き戻し工程で、大口径の横穴Ｄを掘削できるから、上述の第一の実施の形態の場合と比較して、工程数を削減することができる。しかも、アウターケーシング２６及びインナーロッド２７のパイロット孔ｄ内での引き戻し作業が拡径掘削のガイドとなるから、横穴Ｄが穴曲がりすることがなく、掘削精度と速度が一層向上するという利点がある。又、この拡形ビット７４は、第一の実施の形態における拡径ビット５０と比較してパイロットビット５１が不要になって構成が簡単になるという利点がある。
更に、パイロット孔ｄの掘削に傾斜した先端面３２′を有するノンコアビット３１を用いれば、二種のビット３１、７４でパイロット孔ｄの削孔及び薬注と大口径の削孔とを行うことができ、しかも二つの縦抗Ｂ，Ｃ間の一往復掘削で、ガイドボーリング全体を行うことができるという実用上重要な利点がある。
【００３２】
尚、パイロット孔用ビット２３、ノンコアビット３１、拡径ビット５０、７２、７４等は掘削工具を構成する。
【００３３】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るガイドボーリング工法及び掘削装置は、パイロット孔をガイドとしてより大口径の拡孔を削孔するようにしたから、拡孔に際して穴曲がりを起こしにくい。
しかも、回転及び打撃による掘削を行うことで、回転推進のみによるものと比較して、掘削速度が約２倍になる。
又、本発明にかかる掘削装置は、パイロット孔を拡孔掘削するリーミングビットと、このリーミングビットが先端側に連結され且つパイロット孔に挿入されるガイド部と、ガイド部を介してリーミングビットに回転力と打撃力を付与するロータリーパーカッション部とを備えているから、パイロット孔削孔後の復工程で、ガイド部にリーミングビットが連結されて拡孔を掘削できて、１往復で所望径の横穴を得られ、しかも回転及び打撃推進することで、回転推進のみによるものと比較して約２倍の速度で、しかも直進性の高い正確な横穴を掘削できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるパイロット孔用ビットの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態によるノンコアビットの一部を破断して示す要部側面図である。
【図３】図２に示すノンコアビットの基端側部分のドリフタとの装着構造を示す一部破断平面図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態による拡径ビットの一部を破断して示す側面図である。
【図５】図４に示す拡径ビットの先端側から見た正面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】各種ビットを支持する支持部の構成を示す平面図である。
【図８】図７の支持部の側面図である。
【図９】本発明の実施の形態によるガイドボーリング工法のパイロット孔の掘削状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態によるガイドボーリング工法の拡孔の掘削状態を示す図である。
【図１１】拡径ビットの変形例を示す図４と同様な一部破断側面図である。
【図１２】図１１に示す拡径ビットを先端側から見た図５と同様な正面図である。
【図１３】本発明の第二の実施の形態による拡径ビットの一部破断側面図である。
【図１４】図１３による拡径ビットを用いた、本発明の第二の実施の形態によるガイドボーリング工法の拡孔掘削状態を示す図である。
【図１５】従来の掘削装置の概略構成を示す側面図である。
【図１６】図１５に示す掘削装置による掘削工程を示すもので、（ａ）はパイロット孔掘削工程、（ｂ）は拡孔掘削工程を示す図である。
【符号の説明】
２０ 掘削装置
２１ ロータリーパーカッション部
２３ パイロット孔用ビット
２４ リングビット
２５ インナービット
２４ａ，３２′ 傾斜面
２４ｂ 最先端部
３１ ノンコアビット
５０，７２，７４ 拡径ビット
５１ パイロットビット
５７ リーミングビット
ｄ パイロット孔
Ｄ 横穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a guide boring method and excavator for excavating a horizontal hole, and in particular, laying pipes in the ground including hard rocks, cobblestone layers, etc., for example, laying small-diameter pipes such as sewer pipes and telephone lines TECHNICAL FIELD The present invention relates to a guide boring method used for small-diameter pipe propulsion work and a drilling device used for this method.
[0002]
[Prior art]
DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, there exist some which are shown in FIG.15 and FIG.16 as a drilling apparatus used for the guide boring method of excavating and propelling a horizontal hole for small diameter pipes, such as a water and sewage pipe and a telephone line, by horizontal excavation. As shown in FIG. 15, the excavator 1 is provided with a drive unit 17 in which a hydraulic motor 3, a propulsion device 4, and a main jack 5 are arranged on the rear side of the gantry 2.
Also, on the front side, a guide rod 6 that can be advanced and retracted while being rotated for excavating in the lateral direction is disposed coaxially with the main jack 5, and a trigon bit 7 is attached to the front end of the guide rod 6. ing.
A substantially ring-shaped face plate excavating portion 8 that can be slidably rotated with respect to the guide rod 6 is provided on the outer peripheral surface of the guide rod 6, and a disc cutter 9 is provided on the distal end surface of the face plate excavating portion 8. . The cylindrical main body portion 10 behind the face plate excavating portion 8 is provided with a swinging jack 12, a direction correcting ball seat 13 and the like via a bearing portion 11, and can appropriately correct the traveling direction of the excavating device 1. It is like that. Further, an auger 15 is provided in the space between the guide rod 6 and the cylindrical main body 10 so that excavated dust such as excavated earth and sand is discharged rearward.
[0003]
The guide rod 6, the face plate excavating part 8, the cylindrical main body part 10 and the like located in front of the propulsion unit 4 and the main jack 5 constitute a leading conductor 16 to enable excavation and propulsion in the lateral direction in the ground. .
The guide boring method using such an excavator 1 will be described. When excavating, the excavator 1 is lowered into the starting vertical, and the guide rod 6 equipped with the trigonbit 7 at the tip is first attached to the face plate excavator 8. For example, about 1 m is dug on the ground in the lateral direction by rotary excavation (see FIG. 16A). Then, the guide rod 6 preceded is stopped, and the face plate excavating portion 8 provided with the disk cutter 7 is rotated and excavated using the guide rod 6 as a guide to advance to the tip of the guide rod 6 (FIG. 16B). )reference). As a result, a small hole drilled by the guide rod 6 is subjected to diameter expansion excavation by the face plate excavating section 8, and by repeating such excavation work, a lateral hole having a desired large diameter can be excavated.
To correct the direction of drilling, the leading conductor 16 is bent at the direction correcting ball seat 13 by the swinging jack 12 in the leading conductor 16.
Also, if you come across a collapsible layer such as a cobblestone or gravel layer during excavation, suspend the excavation and dig a vertical hole from the ground to inject the chemical into the collapsible layer in the excavation area In this way, the ground is strengthened, and after the chemical has solidified, the excavation is continued again.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the guide boring method as described above, the excavation by the guide rod 6 and the face plate excavating part 8 is excavation only by rotational propulsion, respectively, so that the excavation speed is slow and the excavation efficiency is poor.
In addition, the guide rod 6 only precedes the face plate excavating portion 8 by a distance of about 1 m. If the tip ground is hard ground such as hard rock or cobblestone layer, the digging direction of the guide rod 6 guiding the digging direction is bent. In order to correct the direction of excavation, the drilling tool must be pulled back to the beginning of the hole bending and drilled again. there were. In particular, deep holes and long holes were difficult. For this reason, there is a drawback that excavation accuracy is difficult to obtain.
In addition, in the case of a ground that is easy to collapse, there is a disadvantage that the work is complicated and the boring cost is high, such as digging a vertical hole from the ground and pouring it into a layer that tends to collapse.
[0005]
In view of such a problem, the present invention is to provide a guide boring method and an excavation apparatus that can drill a horizontal hole that is difficult to bend.
It is another object of the present invention to provide a guide boring method and excavation apparatus that can quickly and efficiently drill a side hole that is difficult to bend.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the invention According to claim 1 The drilling device is a drilling device that drills a pilot hole of a horizontal hole in the ground by a pilot hole bit, and drills a large-diameter expanded hole by a diameter-enlargement bit using the pilot hole as a guide, The pilot hole bit to be drilled has a rotary percussion portion to which rotational propulsive force and striking force are applied via an outer casing and an inner rod. Connected, An inclined surface for controlling the drilling direction is provided at the tip, and the outer casing has Connected A substantially cylindrical ring bit and the inner rod Connected And an inner bit positioned on the inner peripheral side of the ring bit, wherein the ring bit and the inner bit are of a double tube type.
Also according to the present invention According to claim 2 The drilling device drills large-diameter expansion holes with an expansion bit using the pilot hole as a guide. Claim 1 In the excavating apparatus described above, the diameter-expanding bit includes a pilot bit that is inserted into the drilled pilot hole.
Also according to the present invention According to claim 3 The drilling device drills large-diameter expansion holes with an expansion bit using the pilot hole as a guide. Claim 1 or claim 2 In the excavation apparatus according to any one of the above, an outer casing and an inner rod are formed on the outer diameter surface and the inner peripheral surface of the diameter expansion bit, each of which has a cylindrical fitting portion formed at a rear end thereof. And each Screwed, A tip end portion having an enlarged diameter is formed on the tip end side of the diameter expanding bit, and the rear end surface of the tip end portion is substantially perpendicular to the rotation axis of the diameter expanding bit, and a plurality of surfaces are provided on the rear end side surface. A bit is provided.
[0009]
According to the excavating device of the present invention, rotational force and striking force are applied from the rotary percussion part, the pilot bit advances in the pilot hole, and then the hole is excavated with the reaming bit, so that only the rotation propulsion is performed. It is possible to excavate a precise side hole that is about twice as fast as that of the above and highly straight.
In addition, the drilling tool for drilling the pilot hole is connected to the guide part in the forward process from the starting longitudinal to the reaching longitudinal, and the pilot hole is drilled, and then the reaming bit is connected to the guide part in the return process. By rotating and striking, the direction of travel is guided by the guide portion in the pilot hole and the expanded hole can be excavated, and a horizontal hole having a desired diameter can be obtained by one reciprocation.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a cross-sectional view of a pilot hole bit according to an embodiment, FIG. 2 is a partially cutaway side view of a non-core bit capable of injecting a chemical solution, and FIG. 3 is a view of a non-core bit shown in FIG. 4 is a partially cutaway side view showing the mounting structure, FIG. 4 is a side view showing a partially enlarged diameter bit, FIG. 5 is a front view seen from the front end side of the diameter enlarged bit shown in FIG. 4, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4, FIG. 7 is a plan view showing the structure of a support portion for supporting various bits, FIG. 8 is a side view of the support portion of FIG. 7, and FIG. The figure which shows the drilling state of the pilot hole of a construction method, FIG. 10 is a figure which similarly shows a borehole excavation state.
In the present embodiment, the configuration of the drive unit 17 including the hydraulic motor 3, the propulsion device 4, and the main jack 5 on the rear side of the excavator 1 shown in FIG. 15 is the same as the drive unit of the excavator 20 according to the present embodiment. Although it is substantially the same, the drive part of the excavation apparatus 20 by this Embodiment shall comprise the rotary percussion part 21 containing the striking part which carries out striking excavation in addition to the rotation drive part which carries out the rotation promotion of the various bits mentioned later. (See FIGS. 9 and 10).
[0011]
The pilot hole bit 23 for pilot drilling shown in FIG. 1 is a double pipe type, and is composed of a ring bit 24 having the same rotation axis O and an inner bit 25 located on the inner peripheral side thereof. Yes.
The ring bit 24 has a substantially cylindrical shape, and is threadedly engaged with a substantially cylindrical outer casing 26 at the rear end thereof. A front end surface 24a of the ring bit 24 is cut obliquely with respect to the rotation axis O of the pilot hole bit 23 to be substantially ring-shaped. Formed on an inclined surface, radial cutters are provided. Further, the inner bit 25 has a two-stage columnar shape whose tip end region is enlarged, and is screwed to the substantially cylindrical inner rod 27 at the rear end.
The outer casing 26 and the inner rod 27 are connected to the rotary percussion portion 21 located at the rear, and are applied with a rotational propulsion force centered on the rotation axis O and a striking force moving forward and backward in the direction of the rotation axis O, respectively. The ring bit 24 and the inner bit 25 are transmitted. Further, a substantially cylindrical gap 28 is formed between the ring bit 24 and the inner bit 25 for discharging the scraped powder backward.
[0012]
A target 29 is provided on the rear end surface of the inner bit 25 so as to receive light rays such as infrared rays projected from a light emitter (not shown) provided in the rotary percussion portion 21 region. The light emitter and the target 29 constitute a detector that detects the bending of the pilot hole. When the pilot hole bit 23 is bent during drilling, the target 29 rotates with respect to the light emitter. This can be detected.
When the pilot hole bit 23 is bent at the time of drilling, the ring bit 24 is rotated so that the most distal end portion 24b of the tip surface 24a is located on the opposite side of the rotation axis O to the hole bending direction. In this state, if the striking of the ring bit 24 is performed, the drilling direction can be corrected.
[0013]
FIG. 2 shows a non-core bit 31 mainly used for injecting a chemical solution. The non-core bit 31 has a plurality of bits 33 planted on a front end surface 32 substantially orthogonal to the rotation axis O, and on the rear end side. Is formed with a cylindrical fitting portion 34, and the outer peripheral surface 34a and the inner peripheral surface 34b thereof are threaded.
A first communication hole 36 is formed from the central concave surface 35 of the fitting portion 34 toward the peripheral side surface of the non-core bit 31, and a chemical liquid (referred to as liquid A) is discharged to the tip of the first communication hole 36. A first nozzle 37 is formed. Further, a second communication hole 38 is formed from the end surface between the inner and outer peripheral surfaces 34a and 34b of the fitting portion 34 toward the peripheral side surface of the non-core bit 31, and another tip for solidifying the ground that tends to collapse is formed at the tip. The 2nd nozzle 39 which discharges a chemical | medical solution (it is set as B liquid) is pierced.
[0014]
And the outer peripheral surface 34a of the fitting part 34 is screwed with the substantially cylindrical outer casing 40, and the inner peripheral surface 34b is screwed with the substantially cylindrical inner rod 41. A first passage 42 for supplying A liquid is formed in the inner rod 41 and communicates with the first communication passage 36 of the non-core bit 31. Between the outer casing 40 and the inner rod 41, a substantially cylindrical second B passage 43 for supplying the B liquid is formed and communicates with the second communication passage 38.
In addition, the inner rod 41 is connected to the rotary percussion portion 21 at the rear thereof so as to receive the thrust of rotation and impact. And A liquid is supplied in the 1st channel | path 42 with the tube which is not shown in figure.
As shown in FIG. 3, the outer casing 40 is slidably held by a water swivel pipe joint 46 in a fixedly held drifter 45, and the joint 46, the outer casing 40, and the inner casing 40 are slidably pivoted. A seal ring 47 is disposed between the rod 27. The B liquid is supplied into the second passage 43 from the tube 45 a connected to the drifter 45.
[0015]
When the non-core bit 31 is drilled by the pilot hole bit 23 and encounters a ground that is easily collapsed, such as a cobblestone layer or a gravel layer, the non-core bit 31 is replaced with the pilot hole bit 23 (outer casing). 40 and the inner rod 42) are connected to the drifter 45 and the rotary percussion part 21, inserted into the pilot hole, and used for injecting the chemical solution.
As shown by a one-dot chain line in FIG. 2, if the tip surface 32 of the non-core bit 37 is formed as a tip surface 32 'inclined with respect to the rotation axis O, it can also be used as a pilot hole bit that can correct the drilling direction. it can. In this case, it is not always necessary to incline the entire tip surface 32 ', and only a part of the surface may be used.
[0016]
Next, after the pilot hole d is drilled, a diameter expanding bit for expanding the diameter of the pilot hole d and drilling the large-diameter lateral hole D will be described with reference to FIGS.
4 and 5, the pilot bit 51 has a substantially cylindrical shape, the tip 52 is enlarged, and a plurality of button bits 53 are concentrically formed on the tip side surface. It is attached in a ring shape. A plurality of (eight in the figure) chipping grooves 54 are formed at substantially equal intervals on the outer peripheral surface of the distal end portion 52.
The pilot bit 51 is provided with a central hole 55 coaxially with the rotation axis O, and the tip 52 is provided with a pair of communication holes 56 communicating from the center hole 55 to the tip 52. Thus, water is injected into the ground from the central hole 55 through the communication hole 56, and the chemical solution may be selectively discharged.
A reaming bit 57 having a diameter larger than that of the pilot bit 51 is screwed to the rear end of the pilot bit 51. That is, the rear end threaded portion 51 a of the pilot bit 51 is screwed into a central recess 58 a provided in the central boss portion 58 on the front end surface of the reaming bit 57. Moreover, when the spring pins 59 are fitted into the pair of concavities 51b, 51b facing the rear end screw part 51a shown in FIG. 6 through the pair of small holes 58b, both the bits 51, 57 is firmly fixed and held.
[0017]
The reaming bit 57 has a substantially cylindrical shape, the distal end portion 61 has an enlarged diameter, and button bits 53 are concentrically arranged in a plurality of rows in a ring shape on the distal end surface. On the outer peripheral surface of the distal end portion 61, small chip powder grooves 62 are formed at predetermined intervals, and large chip powder grooves 63 are further formed at 120 ° intervals.
On the radial center side of the large dust groove 63, a communication hole 64 is formed to open to the tip portion 61, and these communication holes 64 communicate with a central hole 55 extending from the pilot bit 51 region. Yes.
[0018]
7 and 8 show a support portion 66 with the cover portion omitted, and various drilling tools such as the above-described pilot hole bit 23, non-core bit 31, and diameter-expanding bit 50 are selectively connected to the left end in the drawing. 8 (shown by a one-dot chain line in FIG. 8), and a rotary percussion portion 21 is connected to the right end (not shown).
In the figure, a base frame 68 that can be expanded and contracted in the longitudinal direction is supported by a gantry 67 that can move up and down. A first arm 68 is held at an end portion of the base frame 68 such as the diameter expansion bit 50, and is connected to the rotary percussion portion 21 so as to transmit the rotary impact force to the excavation tool such as the diameter expansion bit 50. The distal end portion of the free drive transmission mechanism 69 is supported. The rear end portion of the drive transmission mechanism 69 is held by the drifter 45 at the end portion of the base frame 67 on the rotary percussion portion 21 side (see FIG. 8).
When the pilot hole bit 23 or the non-core bit 31 is attached to the excavator 20, the outer casing 26 or 40 and the inner rod 27 or 41 are attached instead of the drive transmission mechanism 69. It has become.
[0019]
The excavator 20 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, a guide boring method according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
First, in FIG. 9, the start longitudinal B and the ultimate longitudinal C are excavated in two sections for drilling a horizontal hole for a small diameter pipe. Then, the rotary percussion part 21, the support part 66, and the pilot hole bit 23 shown in FIG.
When drilling, the rotation and impact propulsion force driven by the rotary percussion portion 21 is transmitted to the ring bit 24 and the inner bit 25 via the outer casing 26 and the inner rod 27, and both the bits 24 are transferred to the ground in front of the surface. , 25 and digging by hitting while rotating.
Then, a substantially straight pilot hole d is drilled toward the ultimate length B, but when the traveling direction of the pilot hole bit 23 is bent due to hard rock or the like on the way, the light emitter emits light to the target 29. With respect to the irradiated beam for detecting the excavation direction, the light receiving point is shifted due to the rotation of the target 29, and thus it is possible to detect the bending of the hole.
[0020]
In this case, the drilling is stopped, and the ring bit 24 is rotated at that position or with the pilot hole bit 23 slightly pulled back in the pilot hole d, so that the most distal portion 24b of the tip surface 24a is rotated. The angle of the ring bit 24 is adjusted so that is positioned on the opposite side of the hole bending direction with respect to the rotation axis O. The striking of the ring bit 24 is promoted without rotating in this state. Thereby, along the inclined front end surface 24a, the drilling direction can be corrected to the most distal end portion 24b side, and the traveling direction can be corrected so that the pilot hole d is linear.
The correction of the drilling direction can be confirmed by the incidence of light from the light emitter at a predetermined point on the target 29. Then, after correcting the drilling direction, the rotational blow excavation is resumed.
In this way, when the pilot hole d penetrates to the reaching longitudinal C, the pilot hole bit 23 is pulled out.
[0021]
In the above description, both the ring bit 24 and the inner bit 25 are rotated and hit, but either one may be used. In the case where the rotary hitting excavation is performed only with the inner bit 25, it is necessary to be able to perform rotation and hitting for direction correction with the ring bit. Alternatively, instead of the ring bit 24 (or together with the ring bit 24), the tip surface of the inner bit 25 may be used as an inclined surface for direction correction.
[0022]
In the middle of drilling the pilot hole d with the pilot hole bit 23, as shown in FIG. 9, when reaching a crushing layer such as a cobblestone layer, a gravel layer, a clay layer, etc., This can be known by the waste powder dumped. In such a case, the pilot hole bit 23 is pulled out from the pilot hole d, and the non-core bit 31 shown in FIGS. 2 and 3 is attached to the excavator 20 and inserted into the pilot hole d.
In a state where the non-core bit 31 reaches a layer that tends to collapse, such as a cobblestone layer and a gravel layer, the chemicals A and B are discharged from the nozzles 37 and 39 of the non-core bit 31, respectively. And the chemical | medical solution A and B can be discharged over the whole circumference | surroundings, and the ground can be hardened, carrying out the rotary impact drilling with the non-core bit 31 in the layer which is easy to collapse. Furthermore, you may discharge the chemical | medical solutions A and B, rotating the inside of the layer which is easy to collapse, pulling out the non-core bit 31.
In this way, it is possible to improve the ground that tends to collapse. Then, the drilling of the pilot hole d is resumed after the chemical solution is solidified.
[0023]
In addition, the chemical | medical solution inject | poured is not limited to 2 types, 1 type or 3 types or more may be sufficient. Further, in the embodiment shown in FIG. 2, there are two ejection nozzles, but it goes without saying that one or three or more nozzles may be used.
Alternatively, the target 29 may be attached to the rear end surface of the non-core bit 31, and the rotary hitting excavation may be performed while detecting the presence or absence of a hole bending with a detector.
Further, when the non-core bit 31 having the inclined tip surface 32 ′ is used, the drilling of the pilot hole d and the correction of the excavation direction can be performed with the non-core bit 31 in the same manner as the pilot hole bit 23. In this case, it is not necessary to replace the excavation tool when the chemical solution is injected. Therefore, when carrying out the guide boring method, there is an advantage that the number of types of excavation tools is reduced and the drilling operation becomes easier.
[0024]
Next, a guide boring method for drilling a desired large diameter (for example, φ230 to 600 mm) whose diameter has been increased using the pilot hole d excavated between the two longitudinal forces B and C as a guide in this way. explain.
First, the diameter-expansion bit 50 shown in FIGS. 4 to 6 is inserted into the starting longitudinal B and connected to the rotary percussion part 21 via the support part 66. Then, as shown in FIG. 10, with the pilot bit 51 inserted into the pilot hole d, the pilot bit 51 and the reaming bit 57 are propelled in the ultimate longitudinal C direction while applying a rotational striking propulsion force.
At that time, the direction of digging of the pilot bit 51 is guided by the pilot hole d, so that the direction of digging by the diameter expanding bit 50 is specified, and there is little occurrence of hole bending. Moreover, by rotating and striking the ground with the reaming bit 57 following the pilot bit 51, the pilot hole d is expanded, and a desired large-diameter lateral hole D is formed at a high speed.
[0025]
When excavating, the pilot bit 51 does not require much rotational torque or striking force. However, the excavation by the reaming bit 57 promotes hole expansion and forms the diameter expansion hole D, so that it depends on the hardness of the ground. Large rotational torque and impact force are required. At that time, water is discharged from the respective communication holes 56 and 64 of the respective bits 51 and 57 and injected into the ground, so that the hard ground is broken and excavation is facilitated.
Moreover, even when the ground is a hard layer such as hard rock, excavation can be promoted by injecting water and rotating the reaming bit 57.
In addition, when reaching the layer that easily breaks down, it is also possible to inject the chemical solution from the communication holes 56 and 64 as it is, in addition to the chemical solution injection in the non-core bit 31 described above.
[0026]
In this way, when the reaching longitudinal resistance C is reached and the drilling of the large-diameter lateral hole D is completed, the diameter-expanding bit 50 is pulled out from the lateral hole D. Insert it into D and pull it in. When the sheath tube has been inserted between the longitudinal lengths B and C, a PVC tube or a fume tube is inserted into the lateral hole D. Then, cementing is performed for fixing each tube between the sheath tube and the PVC tube or the fume tube and on the outer periphery of the sheath tube.
[0027]
As described above, according to the guide boring method according to the present embodiment, the pilot hole bit 23, the non-core bit 31, and the diameter-enlarged bit 50 are formed when drilling the pilot hole d and the large-diameter horizontal hole D. Since the excavation by the drilling is performed by the blow propulsion in addition to the rotation propulsion, the excavation can be performed at a speed approximately twice that of the conventional method using only the rotary propulsion.
Further, according to the pilot hole bit 23 and the non-core bit 31 having the inclined tip surface 32 ′, the drilling of the pilot hole d can be detected and the drilling can be performed while the generated hole bend is corrected at any time. The excavation direction can be easily corrected, and the drilling accuracy can be improved. In addition, the excavation direction detector is provided to facilitate correction and management of the excavation direction.
[0028]
If a non-core bit 31 is used when excavating a cobblestone layer or gravel layer during excavation, it is directly excavated from the nozzles 37 and 39 provided in the bit 31 when injecting a chemical solution for solidifying the ground. At the same time, it is possible to pour a chemical, and it is not necessary to dig a vertical hole separately to pour a chemical as in the conventional case, so that the efficiency of the ground improvement work is significantly improved.
Moreover, if the tip surface 32 ′ of the non-core bit 31 is formed so as to be inclined with respect to the rotation axis O, in addition to the chemical solution injection, the pilot hole excavation and the correction of the excavation direction can be performed. There is an advantage that it is not necessary to use 23.
Further, if the pilot bit 51 of the diameter-expanding bit 50 is inserted into the pilot hole d that has been drilled in advance and the large-diameter horizontal hole D is excavated using the pilot hole d as a guide, the horizontal hole D will be bent. Drilling can be performed in a desired position and direction. Moreover, since water can be injected and chemicals can be injected from the communication holes 56 and 64 of the respective bits 51 and 57 of the diameter-enlarged bit 50, excavation of the hard ground can be facilitated, and the ground can be improved easily to collapse. .
[0029]
11 and 12 show a modification of the diameter-expanding bit 50 according to this embodiment. In the enlarged diameter bit 72 according to this example, eight large powder grooves 63 formed on the outer periphery of the diameter-enlarged tip portion 61 of the reaming bit 57 are provided at intervals of 45 °, and every other large powder groove 63 is provided. A communication hole 64 is formed in each of the 63 in the radial center.
According to this embodiment, the amount of water or chemical liquid to be injected can be increased, and the excavation speed or chemical liquid injection can be further increased.
[0030]
Next, a second embodiment of the guide boring method relating to the diameter expanding bit and the drilling of the lateral hole D using the bit will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
FIG. 13 is a side view of an essential part showing a part of the enlarged diameter bit 74 according to this embodiment. This diameter expansion bit 74 is attached to the outer casing 26 (40) and the inner rod 27 (41) instead of the pilot hole bit 23 (or the non-core bit 31). A fitting portion 75 is formed, and an outer peripheral surface 75a and an inner peripheral surface 75b are respectively threaded so as to be screwed to the outer casing 26 and the inner rod 27, respectively. In this case, the inner rod 27 is threaded on the outer peripheral surface in addition to the inner peripheral surface of the end portion.
A tip end portion 76 having an enlarged diameter is formed on the tip end side of the diameter expanding bit 74, and a surface 77 facing the fitting portion 75 (the rear end side) of the tip end portion 76 with respect to the rotation axis O of the diameter expanding bit 74. The surface 77 is provided with a plurality of bits 53 similar to those shown in FIG. In addition, a communication passage 79 communicating with the first passage 27 a in the inner rod 27 is formed in the diameter expanding bit 74, and a discharge port of the communication passage 79 is a large chip groove 63 formed in the distal end portion 76. Is provided on the surface 77 on the radially inner side.
[0031]
In the second embodiment, since the excavator is configured as described above, the pilot hole d is drilled with the pilot hole bit 23 (or the non-core bit 31) when the guide boring method is performed. Then, instead of the pilot hole bit 23, the diameter-expanding bit 74 is screwed into the outer casing 26 and the inner rod 27 in the reaching longitudinal direction C (see FIG. 13). Then, as shown in FIG. 14, if the rotary percussion portion 21 pulls the diameter-expanded bit 74 back in the direction of the starting longitudinal B, and rotates and hits it in this direction and propels it, the diameter-expanded lateral hole D is excavated. can do.
According to the present embodiment, since the large-diameter horizontal hole D can be excavated in the pull-back process after drilling the pilot hole d, the number of processes is reduced compared to the case of the first embodiment described above. can do. In addition, since the operation of pulling back the outer casing 26 and the inner rod 27 in the pilot hole d serves as a guide for the enlarged diameter excavation, there is an advantage that the excavation accuracy and speed are further improved without the side hole D being bent. . Further, the expanded bit 74 has an advantage that the pilot bit 51 is not necessary and the configuration is simplified as compared with the expanded diameter bit 50 in the first embodiment.
Further, when the non-core bit 31 having the inclined tip surface 32 ′ is used for drilling the pilot hole d, the pilot bit d and the chemical injection and the large-diameter drilling are performed with the two types of bits 31 and 74. In addition, there is a practically important advantage that the entire guide boring can be performed by one reciprocating excavation between the two longitudinal supports B and C.
[0032]
The pilot hole bit 23, the non-core bit 31, the diameter expansion bits 50, 72, 74, etc. constitute an excavation tool.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, since the guide boring method and the excavation apparatus according to the present invention are configured to drill a larger-diameter enlarged hole using the pilot hole as a guide, it is difficult for the hole to be bent during the expansion.
Moreover, excavation speed is about doubled by performing excavation by rotation and blow as compared with the case by only rotational propulsion.
The excavation apparatus according to the present invention includes a reaming bit for expanding and drilling a pilot hole, a guide portion connected to the tip end of the reaming bit and inserted into the pilot hole, and rotating to the reaming bit via the guide portion. Because it has a rotary percussion part that gives force and striking force, a reaming step after pilot drilling can connect the reaming bit to the guide part and drill the expanded hole, making it a horizontal hole with the desired diameter in one round trip In addition, by rotating and hitting propulsion, it is possible to excavate an accurate lateral hole that is approximately twice as fast as that using only rotational propulsion and that is highly straight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pilot hole bit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a fragmentary side view showing a part of a non-core bit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partially cutaway plan view showing a mounting structure of a base end side portion of the non-core bit shown in FIG. 2 with a drifter.
FIG. 4 is a side view showing a part of the diameter-expanded bit according to the first embodiment of the present invention in a cutaway manner.
5 is a front view of the diameter-enlarged bit shown in FIG. 4 as viewed from the tip side.
6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a support portion for supporting various bits.
8 is a side view of the support portion of FIG.
FIG. 9 is a view showing a drilled state of a pilot hole in the guide boring method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an excavation state of a hole expansion in the guide boring method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a partially broken side view similar to FIG. 4 showing a modification of the diameter-expanding bit.
12 is a front view similar to FIG. 5 when the diameter-enlarged bit shown in FIG. 11 is viewed from the distal end side.
FIG. 13 is a partially broken side view of a diameter expanding bit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a state of drilling a hole in the guide boring method according to the second embodiment of the present invention using the diameter-expanding bit according to FIG. 13;
FIG. 15 is a side view showing a schematic configuration of a conventional excavator.
FIGS. 16A and 16B show a drilling process by the drilling apparatus shown in FIG. 15, where FIG. 16A shows a pilot hole drilling process, and FIG. 16B shows a hole expanding drilling process.
[Explanation of symbols]
20 drilling equipment
21 Rotary percussion club
23 Pilot hole bit
24 ring bit
25 Inner bit
24a, 32 'inclined surface
24b Cutting edge
31 Non-core bit
50, 72, 74 Expanding bit
51 pilot bits
57 Reaming bit
d Pilot hole
D side hole

Claims (3)

パイロット孔用ビットにより地中に横穴のパイロット孔を削孔し、該パイロット孔をガイドとして拡径ビットにより大口径の拡孔を削孔する掘削装置であって、
前記パイロット孔を削孔する前記パイロット孔用ビットは、
回転推進力と打撃力が印加するロータリーパーカッション部にアウターケーシングとインナーロッドとを介して接続され、
先端に削孔方向制御用の傾斜面が設けられ、前記アウターケーシングに接続された略円筒状のリングビットと、
前記インナーロッドに接続され、リングビットの内周側に位置するインナービットとを備え、
前記リングビットと、インナービットとは二重管式とされていることを特徴とする掘削装置。A drilling device that drills a pilot hole of a horizontal hole in the ground with a pilot hole bit, and drills a large-diameter expansion hole with a diameter expansion bit using the pilot hole as a guide,
The pilot hole bit for drilling the pilot hole is:
It is connected to the rotary percussion part to which the rotational driving force and impact force are applied via the outer casing and the inner rod ,
An inclined surface for controlling the drilling direction at the tip, and a substantially cylindrical ring bit connected to the outer casing;
An inner bit connected to the inner rod and positioned on the inner peripheral side of the ring bit,
The excavator characterized in that the ring bit and the inner bit are of a double pipe type. パイロット孔をガイドとして拡径ビットにより大口径の拡孔を削孔する掘削装置であって、
前記拡径ビットは、前記削孔されたパイロット孔に挿入するパイロットビットを備えていることを特徴とする請求項１記載の掘削装置。A drilling device that drills a large-diameter expansion hole with an expansion bit using a pilot hole as a guide,
The excavator according to claim 1 , wherein the diameter-expanding bit includes a pilot bit inserted into the drilled pilot hole. パイロット孔をガイドとして拡径ビットにより大口径の拡孔を削孔する掘削装置であって、
前記拡径ビットは後端に円筒状の嵌合部が形成され、その外周面と内周面とにそれぞれ切られたネジにアウターケーシング及びインナーロッドとがそれぞれ螺合され、
拡径ビットの先端側には拡径された先端部が形成され、先端部の後端側の面が拡径ビットの回転軸線に対してほぼ直交し、かつ該後端側の面に複数のビットが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の掘削装置。A drilling device that drills a large-diameter expansion hole with an expansion bit using a pilot hole as a guide,
A cylindrical fitting portion is formed at the rear end of the diameter expansion bit, and an outer casing and an inner rod are respectively screwed into screws cut on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface ,
A tip end portion having an enlarged diameter is formed on the tip end side of the diameter expanding bit, and a rear end surface of the tip end portion is substantially perpendicular to the rotation axis of the diameter expanding bit, and a plurality of surfaces are provided on the rear end surface. The excavator according to claim 1 , wherein a bit is provided.

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