JPH09195678A - 鋼管の地中引込み治具及び引込み工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 引き込み対象の鋼管を長距離にわたってスム
ーズに地中敷設できる治具及び工法を提供する。 【解決手段】 鋼管敷設経路の一方側に発進立坑１、他
方側に到達立坑２を形成し、発進立坑１側の地上には、
地中掘進用の回転ロッド４を所要の推進力で繰出したり
又は所要の引込み力で引戻す路上設置型の推進機３を設
置し、第１工程では、路上設置型の推進機３から繰り出
されるロッド４の先端にドリルヘッドを取付け、該ドリ
ルヘッドを回転させつつ地中に進入させて発進立坑１か
ら到達立坑２までの地中にボーリング孔を掘進させ、第
２工程では、到達立坑の側で前記ロッド４の先端部に、
リーマと引込み治具８と敷設対象の鋼管７とを直列に連
結させ、推進機３による前方からの引込み力でロッド４
を引き戻すことにより、鋼管７をボーリング孔に引込む
ように施工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス,水道,通信等の管
路を非開削により地中に敷設する工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】非開削による配管の地中敷設工法とし
て、路上設置型の推進機を地上に設置して第１工程では
地中にボーリング孔を掘進し、第２工程では掘進したボ
ーリング孔に敷設対象管を引込む工法が提案されてい
る。

【０００３】図５（Ａ）および（Ｂ）は上述の引込み工
法を示しており、図５（Ａ）は同工法の第１工程（ボー
リング孔の掘進工程）、図５（Ｂ）は同工法の第２工程
（敷設対象管の引込み工程）を示す。

【０００４】図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、管
の敷設経路には、一方側に発進立坑ａが形成され、他方
側に到達立坑ｂが形成されている。発進立坑ａの側の地
上に、路上設置型の推進機ｃが設置される。この推進機
ｃには、地中掘進用の回転ロッドｅを所要の推進力で繰
出したり又は所要の引込み力で引戻すガイドドリルユニ
ットｄを備えている。

【０００５】図５（Ａ）に示す第１工程では、推進機ｃ
から繰り出される回転ロッドｅの先端にドリルヘッドｆ
が取付けられ、ドリルヘッドｆを回転させつつ地中に進
入させて、発進立坑ａから到達立坑ｂまでの間にボーリ
ング孔を掘進させる。この際に、ドリルヘッドｆの先端
からベントナイト泥水をジェット噴射し、その水流によ
り土壌を切り崩しながらドリルヘッドｆを回転進行させ
る。このように、順次ロッドｅを継ぎ足すことで、到達
立坑ｂに至る経路の地中にボーリング孔を掘進すること
ができる。

【０００６】また、上記した掘進時には、ドリルヘッド
ｆに組み込んだ発信器（図示せず）からの信号ｇを、地
上の検知器ｈで検知してボーリングの先端位置を常に確
認しているので、地上からの遠隔操作で掘進中のドリル
ヘッドｆの掘進方向を修正できる状態となっている。

【０００７】次いで、図５（Ｂ）に示す第２工程では、
到達立坑ｂの側でドリルヘッドｆを取外し、これに代え
てロッドｅの端部に、埋設管径に合わせた拡孔リーマｎ
と、引込み対象管ｍとを直列に連結させて、推進機ｃに
よる引込み力でロッドｅを引き戻すことで、引込み対象
管ｍをボーリング孔に引込むようにしている。

【０００８】路上設置型推進機ｃを使用した引込み工法
は、配管の地中敷設工法として以下のような特徴を有し
ている。 その一、推進装置ｃは地上設置型なので、発進立坑ａお
よび到達立坑ｂを共に極小化することができ、立坑の掘
削工事は大幅に省力化される。 その二、掘削方式は、ベントナイト泥水のジェット水流
により土壌をソフト掘削するため、敷設対象管ｍが引き
込まれるボーリング孔の掘進工程がスムーズに行える。 その三、ドリルヘッドｆに組み込んだ発信器（図示せ
ず）からの信号を地上で検知し、ボーリングの先端位置
を確認しながら掘進を行うので、掘進精度が高く、障害
物を回避して掘進することができる。 その四、ベントナイト泥水のジェット水流は、土壌を切
り崩した後、速やかに切削力を失う特質を有するため、
余分な土を取り崩したり過剰掘削したりすることが回避
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した工
法において、鋼管をボーリング孔に引き込む際に、拡孔
リーマでボーリング孔を拡径しながら、該拡孔リーマの
後段側でシャックル等の連結具で連結される溶接カップ
を介して鋼管を引き込むようにしている。しかしなが
ら、拡孔リーマでボーリング孔を拡径する際、自立性の
ない土砂が、拡孔リーマと溶接カップとの間に入り込
み、鋼管の引き込み抵抗が大きくなってしまう問題点が
派生する。

【００１０】また、鋼管引込みの長距離化を考えた場
合、引込み力に限界のある所要型の推進機に加えて、到
達立坑内で鋼管の端部を押す元押し装置を併用すること
がある。この場合鋼管を引込む過程で、推進機と元押し
装置との連動誤差で、推進機の引込み量より元押し装置
の押込み量が上回った場合、上記連結具にその負荷が加
わり、連結具を溶接カップが押し壊してしまう現象が発
生する。この場合、鋼管の引込みが不能になってしまう
問題点が派生する。

【００１１】本発明は、上記の問題点に対処してなされ
たもので、引き込み対象の鋼管を長距離にわたってスム
ーズに地中敷設できる治具及び工法を提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明における地中引込み治具では、土中に開口さ
れた発進立坑と到達立坑との間に形成されたボーリング
孔に鋼管を引込む際に、該鋼管の前側に配設される地中
引込み治具であって、前記引込み治具は、引込む鋼管の
外径と略同径の外径を有する円柱形状の胴体部と、前記
胴体部の先端側に設けられる前連結部と、前記胴体部の
後端部に設けられる後連結部と、前記胴体部の後端部よ
り突出するように設けられ、前記後連結部を覆うように
固着される筒状の後カバー部材と、を具備して成ること
を特徴とするものである。

【００１３】また、上記地中引込み治具の胴体部の先端
部に、上記前連結部を覆うように筒状の前カバー部材を
設けたことを特徴とするものである。

【００１４】さらに、上記前カバー部材及び後カバー部
材は剛性の高い部材で形成され、且つ上記胴体部の外径
と略同径の外径を有していることを特徴とするものであ
る。

【００１５】また本発明における地中引き込み工法で
は、鋼管敷設経路の一方側に発進立坑、他方側に到達立
坑を形成し、発進立坑側の地上には、地中掘進用の回転
ロッドを所要の推進力で繰出したり又は所要の引込み力
で引戻す路上設置型の推進機を設置し、第１工程では、
路上設置型の推進機から繰り出されるロッドの先端にド
リルヘッドを取付け、該ドリルヘッドを回転させつつ地
中に進入させて発進立坑から到達立坑までの地中にボー
リング孔を掘進させ、第２工程では、到達立坑の側で前
記ロッドの先端部に、引込み治具と敷設対象の鋼管とを
直列に連結させ、推進機による前方からの引込み力でロ
ッドを引き戻すことにより、鋼管をボーリング孔に引込
むように施工することを特徴とする。

【００１６】また、上記第２工程時では、上記到達立坑
内に推進ジャッキを有する元押し装置を設置し、引込ま
れる鋼管の後端部に対して、該元押し装置による後方か
らの押込み力を補助的に同時付与することを特徴とす
る。

【００１７】

【作用】本発明における鋼管の地中引込み治具を用いる
引込み工法においては、第２工程の鋼管引込み時に、拡
孔リーマで拡径したボーリング孔は、該拡孔リーマの後
段に連結される地中引込み治具の通過によってある程度
圧接されて整地されるようになる。また、仮に土砂が自
立性を失い崩れたとしても、前記地中引込み治具の後端
部に設けられている後カバー部材がシャックル等の連結
具を覆うようにして配設されているため、土砂が連結具
に入り込むことが防止できる。また、地中引込み治具の
先端側に前カバー部材を設けた場合は、拡孔リーマと該
地中引込み治具との間の連結具に土砂が入り込むことを
防止できる。そのため、連結具への土砂の入り込みによ
る引込み抵抗の増加を回避できるようになる。

【００１８】また、鋼管引込みの長距離化を図るため
に、鋼管を押込む元押し装置を併用した際、推進機の引
込み量より元押し装置の押込み量が上回ることがある
が、この場合、鋼管の先端部が後カバー部材の後端部に
ぶつかる。この時該カバー部材は剛性の高い材質で形成
されていることから損傷することはなく、そのため、該
カバー部材で覆われている引込み治具の後連結部を鋼管
の先端部が押し壊してしまうことはなくなる。さらに前
記引込み治具の先端部に前カバー部材を設けた場合、先
述同様に前カバー部材で覆われている前連結部の押し壊
しを防止することができるようになる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明の鋼管の地中引込み治具の説
明図で、図１（ａ）に示すように、該地中引込み治具８
は、胴体部８１と，該胴体部の先端に設けられる前連結
部８２と，胴体部８１の後端部に設けられる後連結部８
３と，該後連結部８３を覆うようにして設けられる後カ
バー部材８４とで構成されている。

【００２０】前記胴体部８１は、引込む鋼管の外径と略
同程度の外径を有する円柱状に形成されており、前部は
テーパ状に先細りに形成されている。また表面は前記鋼
管と同様の表面処理（塗装等）が施されており、内部は
中空になっている。また前記前連結部８２は、前記胴体
部８１の先端部にボルト材とリング材が一体形成された
アイボルト８２ａと，該アイボルト８２ａのリング部分
に連結されるシャックル８２ｂとで構成されている。こ
こでシャックル８２ｂはアイボルト８２ａのリング部分
に対して前後方向（図面上では左右方向）に自由度を持
っている。さらに前記後連結部８３は、前記前連結部８
２と同様に、アイボルト８３ａ，シャックル８３ｂとで
構成されている。また、前記後カバー部材８４は、金属
等の剛性の高い材質で形成されており、形状としては、
外径が前記胴体部８１の外径と略同程度の外径を有する
円筒状になっており、前記後連結部８３を覆うように前
記胴体部８１の後端部に溶接等で固着されている。

【００２１】また、図１（ｂ）に示すものは、前記後カ
バー部材８４と同様な前カバー部材８５を、前記前連結
部８２を覆うように前記胴体部８１の先端部に固着した
ものである。

【００２２】上述のように構成される地中引込み治具８
を用いて鋼管をボーリング孔に引込んだ際、胴体部８１
の通過に伴いボーリング孔の内面の土砂はある程度圧接
されて整地されるようになり、また、仮に土砂が自立性
を失い崩れたとしても、前記胴体部８１の後端部に設け
られている後カバー部材８４、及び胴体部８１の先端部
に設けられている前カバー部材８５によって、土砂が後
連結部８３及び前連結部８２に入り込むことが防止でき
る。

【００２３】次に前記地中引込み治具８を用いた鋼管の
引込み工法を図２，図３を用いて説明する。図２におい
て、符号１は発進立坑、２は到達立坑を示す。発進立坑
１の側には、路上設置型の推進機３が設置されている。
この推進機３には、従来と同様に、地中掘進用の回転ロ
ッド４を所要の推進力で繰出したり所要の引込み力で引
き戻すガイドドリルユニット３１を装備している。回転
ロッド４は、所要の長さを有するものを順に継ぎ足すこ
とで管敷設経路の全長に対応する長さを有する。また、
推進機３の側には、動力源となるパワーユニットトラッ
ク（図示せず）を配置している。

【００２４】引込み工法の前工程としては、図５（ａ）
に示す従来の技術で説明したように、推進機３から繰り
出される回転ロッド４の先端にドリルヘッドｆを取付
け、該ドリルヘッドｆを回転させつつ地中に推進させる
際に、ドリルヘッドの先端部からベントナイト泥水をジ
ェット噴射し、その水流で土壌を切り崩しながら、到達
立坑２に至る経路の地中にボーリング孔を掘進させるよ
うにしている。また、この掘進時には、ドリルヘッドｆ
に組み込んだ発信器（図示せず）からの信号ｇを、地上
の検知器ｈで検知してボーリングの先端位置を確認して
いて、地上からの遠隔操作で掘進中のドリルヘッドｆの
掘進方向を修正している。

【００２５】図２に示す引込み工程では、到達立坑２に
到達した回転ロッド４の先端部より、ドリルヘッドｆを
取外し、これに代えて回転ロッド４の先端部に、拡孔リ
ーマ６と，地中引込み治具８と，溶接カップ９と，鋼管
７とを直列に接続する。接続にあたっては、図３に示す
ように、回転ロッド４と拡孔リーマ６とをネジ螺合（図
示せず）で連結し、拡孔リーマ６の後端に設けられた連
結片６１にシャックル８２ｂを接続して拡孔リーマ６と
地中引込み治具８とを連結し、溶接カップ９の先端に設
けられた連結片９１にシャックル８３ｂを接続して地中
引込み治具８と溶接カップ９とを連結し、溶接カップ９
と鋼管７とを溶接する。

【００２６】また、図３に示すように、鋼管７の地中引
き込みがスムーズに行えるように、滑材を土中に注入す
る手段を併用させている。この滑材注入手段として、前
記溶接カップ９に滑材注出口１１を備え、その注出口１
１には、滑材供給用のホース１２の一端が接続されてお
り、ホース１２の他端は、鋼管７の内部を通って、後方
の圧入部より外部へ引き出され、地上に設置した滑材注
入装置１３に接続されている。

【００２７】その場合、ホース１２の経路に巻取り装置
１４を備え、鋼管７の引込距離の延長に対応してホース
１２を順次繰り出せるようにしている。また、滑材注入
装置１３には、タンク部１３ａと、注入ポンプ部１３ｂ
と、圧力制御部１３ｃとを有している。注入装置１３の
滑材送出口１３ｄは、巻取り装置１４に接続されている
ので、滑材は、巻取り装置１４に巻回されたホース１２
を介して、溶接カップ９の注出口１１より土壌中に注出
できるようになっている。

【００２８】上述のような滑材注出手段を備えている場
合は、滑材の機能として土壌と鋼管７との摩擦力を半減
できる。この場合、土壌と鋼管７との摩擦力は、鋼管７
の引込み距離に応じて大きくならないことが実験により
確認されている。摩擦力の半減効果が得られることで、
鋼管７の引込み作業が軽快に達成できるようになる。

【００２９】上述のように連結構成される拡孔リーマ６
と，地中引込み治具８と，溶接カップ９と，鋼管７と
を、ロッド４を推進機３で牽引することでボーリング孔
内に引込むようにしている。ここで、引込み力を向上さ
せるために、到達立坑２の内部に元押し装置５を設置
し、引込む鋼管７の終端部を押して鋼管７の推進力を向
上させるようにしている。

【００３０】このようにしてボーリング孔内に鋼管を引
込んでいく過程で、ボーリング孔の内径を拡孔リーマ６
で一旦拡径し、そして該拡径孔を地中引込み治具８の胴
体部８１の通過によって圧接して整地し、さらに引込み
ラインの蛇行を縮小化するようにしている。ここで、仮
に拡径孔の土砂が自立性を失い崩れたとしても、前記胴
体部８１の後端部に設けられている後カバー部材８４に
よって、土砂が後連結部８３に入り込むことが防止で
き、土砂の流入によって引込み抵抗が増加するのを該カ
バー部材８４によって確実に防止することができる。ま
た、前カバー部材８５を設けた引込み治具８を用いた場
合は、前連結部８２に土砂が入り込むことを防止できる
ようになる。

【００３１】また、引込み工程が正常に行っている場合
は、図４（ａ）に示すように、回転ロッド４の牽引及び
元押し装置の押込みによって地中引込み治具８と溶接カ
ップ９とが所定の間隔を保った状態で鋼管７の推進が行
われるが、引込み過程で推進機３と元押し装置５との連
動に誤差が生じ、推進機３による引込み量より元押し装
置５の押込み量が上回ることがある。この際、図４
（ｂ）に示すように、鋼管７及び溶接カップ９が地中引
込み治具８の後連結部８３を押すようになる。この場
合、後連結部８３の自由度，すなわちアイボルト８３ａ
とシャックル８３ｂとの間でリング部分の内径分の自由
度があるが、これを越える前に溶接カップ９が前記後カ
バー部材８４の後端部にぶつかるようになる。この時、
後カバー部材８４は金属等の剛性の高い材質で形成され
ているため、溶接カップ９のぶつかりによって変形また
は損傷することなく、そのため後連結部８３の座屈を確
実に防止する。そして引込み量と押込み量との誤差量を
前記後連結部８３である程度吸収し、吸収しきれない場
合は、溶接カップ９で引込み治具８を押し、前連結部８
２で吸収するようになっている。

【００３２】さらに、前記誤差量が大きい場合、前連結
部８２の座屈の恐れがあるが、図１（ｂ）で説明した前
カバー部材８５が設けられている地中引込み治具を用い
れば、誤差量が大きい場合に、該前カバー部材８５の先
端部が拡孔リーマ６の後端にぶつかるようになり、前連
結部８２の座屈を防止できるようになる。

【００３３】ここで上述した地中引込み治具８の他の利
用形態として、引込み工程の前処理として該地中引込み
治具８のみをボーリング孔に挿通させる。図示しないが
具体的には、ロッド４に拡孔リーマ６と，地中引込み治
具８を直列に連結し、該引込み治具８の後連結部８３に
第２ロッドを連結させ、推進機３を駆動して地中引込み
治具８をボーリング孔内に引き込む。引込み治具８の表
面には鋼管７の表面処理と同様な表面処理が施されてい
るため、挿通後の引込み治具８の表面をチェックするこ
とで、引込んだ鋼管の状態を把握することができる。こ
のため、仮にボーリング孔内に石等の障害物があり、該
障害物で鋼管が損傷して、鋼管引込みのやり直しといっ
た無駄を防止することができるようなる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、第２工
程の鋼管引込み時に、拡孔リーマで拡径したボーリング
孔は、該拡孔リーマの後段に連結される地中引込み治具
の通過によってある程度圧接されて整地されるようにな
る。また、仮に土砂が自立性を失い崩れたとしても、前
記地中引込み治具の後端部に設けられている後カバー部
材がシャックル等の連結部を覆うようにして配設されて
いるため、土砂が連結部に入り込むことが防止でき、連
結具への土砂の入り込みによる引込み抵抗の増加を回避
できるようになり、施工の安定性を向上させることがで
きる。

【００３５】また、元押し装置を併用して、推進機の引
込み量より元押し装置の押込み量が上回った場合、鋼管
の先端部が後カバー部材の後端部にぶつかり、該カバー
部材で覆われている引込み治具の後連結部を鋼管の先端
部が押し壊してしまうことはなくなる。そのため、元押
し装置併用による連結具破損による鋼管引き込み不能と
いった事態が確実に防止されようになり、安定した鋼管
の長距離推進ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】地中引込み治具の説明図

【図２】本発明工法の第２工程を概略的に示す説明図

【図３】鋼管の接続態様および滑材注入装置を拡大して
示す説明図

【図４】本発明の作用説明図

【図５】路上設置型の推進機を利用した従来のフローモ
ール工法の説明図

【符号の説明】

１ 発進立坑 ２ 到達立坑 ３ 路上設置型の推進機 ３１ ガイドドリルユニット ４ 回転ロッド ５ 元押し装置 ６ 拡孔リーマ ６１ 接続部 ７ 敷設対象の鋼管 ８ 地中引込み治具 ８１ 胴体部 ８２ 前連結部 ８２ａ アイボルト ８２ｂ シャックル ８３ 後連結部 ８３ａ アイボルト ８３ｂ シャックル ８４ 後カバー部材 ８５ 前カバー部材 ９ 溶接カップ １１ 滑材注出口 １２ ホース １３ 滑材注入装置 １３ａ タンク部 １３ｂ 注入ポンプ部 １３ｃ 圧力制御部 １３ｄ 滑材の送出口 １４ 巻取り装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良 謙介 神奈川県海老名市上今泉５−31−14 (72)発明者 藤森 勲 東京都東村山市秋津町５−38−14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土中に開口された発進立坑と到達立坑と
   の間に形成されたボーリング孔に鋼管を引込む際に、該
   鋼管の前側に配設される地中引込み治具であって、 前記引込み治具は、引込む鋼管の外径と略同径の外径を
   有する円柱形状の胴体部と、 前記胴体部の先端側に設けられる前連結部と、前記胴体
   部の後端部に設けられる後連結部と、 前記胴体部の後端部より突出するように設けられ、前記
   後連結部を覆うように固着される筒状の後カバー部材
   と、を具備して成ることを特徴とする鋼管の地中引込み
   治具。
2. 【請求項２】 上記地中引込み治具の胴体部の先端部
   に、上記前連結部を覆うように筒状の前カバー部材を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の鋼管の地中引込み
   治具。
3. 【請求項３】 上記前カバー部材及び後カバー部材は剛
   性の高い部材で形成され、且つ上記胴体部の外径と略同
   径の外径を有していることを特徴とする請求項１，２記
   載の鋼管の地中引込み治具。
4. 【請求項４】 鋼管敷設経路の一方側に発進立坑、他方
   側に到達立坑を形成し、発進立坑側の地上には、地中掘
   進用のロッドを所要の推進力で繰出したり又は所要の引
   込み力で引戻す路上設置型の推進機を設置し、 第１工程では、路上設置型の推進機から繰り出されるロ
   ッドの先端にドリルヘッドを取付け、該ドリルヘッドを
   回転させつつ地中に進入させて発進立坑から到達立坑ま
   での地中にボーリング孔を掘進させ、 第２工程では、到達立坑の側で前記ロッドの先端部に、
   引込み治具と敷設対象の鋼管とを直列に連結させ、推進
   機による前方からの引込み力でロッドを引き戻すことに
   より、鋼管をボーリング孔に引込むように施工すること
   を特徴とする鋼管の地中敷設工法。
5. 【請求項５】 上記第２工程時では、上記到達立坑内に
   推進ジャッキを有する元押し装置を設置し、引込まれる
   鋼管の後端部に対して、該元押し装置による後方からの
   押込み力を補助的に同時付与することを特徴とする請求
   項４記載の鋼管の地中敷設工法。