JPS593636B2 - 横孔拡張装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地中に断面円形の横孔を形成する装置に関し、
更に詳細に述べれば、予め掘進用鋼管により地中に横孔
を形成し、この掘進用鋼管を利用して前記横孔を所定の
径に更に拡大して所望の大きさの横孔を形成する装置に
関する。

従来の横孔の形成は、水平ポーリング工法或は推管工法
などで行なわれていた。

しかしながら、これらの工法では埋設する管渠の外径が
変わるごとに横孔掘進装置もこの管渠の外径に応じた外
径の掘進用鋼管即ち掘進用ケーシングを用いなければな
らなかった。

そのため、あらゆる種類即ち外径の掘進用ケーシングを
常に取り揃えておかなければならず極めて不経済であっ
た。

特開昭５０−１４４２２６号公報には、横孔の拡張に用
いられる孔拡張器が示されている。

前記拡張器は、拡張しようとする孔を非回転的に推進さ
れる多段円錐状の多段ヘッドを備える。

この多段ヘッドには、掘削手段としてその周方向に配列
された多数の射水孔が形成されている。

前記拡張器によれば、前記射水孔から噴出される高圧水
によって孔を拡張することができる。

しかしながら、掘削手段として、射水孔すなわちウォー
タジェットノズルを用いた場合、各ウォータジェットノ
ズルの掘削領域は局部的となることから、孔をその周方
向へ均等に拡張するには、前記ヘッドに多数のウォータ
ジェットノズルを設ける必要があり、前記拡張器の構成
が複雑化する。

従って、本発明の目的は、掘削手段としてウオークジェ
ットノズルを備える横孔拡張装置において、比較的少数
のウォータジェットノズルによって孔をその周方向へ均
等に拡張し得る横孔拡張装置を提供することにある。

本発明は、掘進用鋼管により地中に形成された横孔を拡
張する装置であって、前記掘進用鋼管に着脱可能な接続
部および該接続部に連なり前記横孔の径よりも大きい径
を有する拡張部を備える管状部材と、前記拡張部に設け
られた掘削手段吉を含み、前記掘削手段が前記管状部材
に固定されたウオークジェットノズルから成り、前記管
状部材は掘進時にその軸線の回りに回転されることを特
徴とする。

本発明の横孔拡張装置は本発明の好適な実施例を示す添
附図面を参照して以下更に詳細に説明されよう。

第１図には、先端にビット１０を有する掘進用鋼管即ち
掘進用ケーシングｌｌａ、１１ｂ、１１ｃ・・・・・・
が地山１２内を掘進している状態が示されている。

このようにして、一種類のケーシングによって地山１２
に横孔１３が形成されると、第２図に示されるよう番こ
前記ケーシングの先端に取付けられていたビット１０が
取り外され、これに代えて本発明の拡張装置１４が取付
けられる。

この拡張装置１４は、第４図および第５図に示されるよ
うに、掘進用ケーシング１１ａの先端に着脱可能な接続
部１５と、該接続部とは一体的に形成された拡張部１６
とを備える管状部材を含む。

前記接続部１５はケーシング１１ａの端部を嵌入すべく
該ケーシングの外径に等しい内径を有する管状を呈して
いる。

また、前記拡張部１６は接続部１５から軸方向に向けて
径を漸増する截頭円錐形の管状部分（以下截頭円錐部と
称す）１７から成る。

この截頭円錐部１７の接続部を有する側と反対の側即ち
大径部側には、前拡張部１６が横孔を拡張しながら進行
する際引き続き拡張された横孔に埋設される管渠１８を
引き込むため該管渠を連結する管状のスリーブ部１９が
前記截頭円錐部１７と一体的に形成されている。

この管状のスリーブ部すなわち連結部１９にはその周囲
に多数のボルト２０が取付けられ、前記スリーブ部１９
に嵌入された管渠１８はこれらのボルトを締め付けるこ
とによって前記連結部１９に堅固に接続される。

また、前記接続部１５と該接続部に嵌入されるケーシン
グ１１ａとは同様にボルト（図示せず）などによって固
定することができる。

前記截頭円錐部１７の前記接続部１５側近傍には、その
周面から接続部１５側の方向であってやや上向きに配置
されたジェット水噴射ノズル２１が周囲に複数配置され
かつ前記管状部材に固定されている。

このジェット水噴射ノズル２１の両側（第５図に示され
るように軸方向からみた時）にはこのノズルを保護する
ためのプロテクタパネル２２ａ 、２２ｂが接続部の管
周面から截頭円錐部の周面へかけて伸長し且つこれらの
周面から立脚して配置されている。

１つのジエン１−水噴射ノズル２１の截頭円錐部内に位
置する開口端はポンプ２３から伸長しているホース２４
に接続され、且つ該開口端は更に他のジェット水噴射ノ
ズル２１の開口端にパイプ２５を介して接続されている
。

このような構造の拡張装置が前述したように第２図に示
される如く掘進用ケーシング１１ａの先端に取付けられ
ると、次いで、ポンプが作動されて高圧水がホース２４
およびパイプ２５を介して各ジェット水噴射ノズル２１
から噴射される。

これと同時に前記掘進用ケーシングは回転を与えられな
がら引き抜かれる。

このため、掘進用ケーシングの先端に取付けられた拡張
装置１４が進入しようとする横孔１３の内周壁部の地山
１２は、ジエン１〜水噴射ノズル２１からのジェット水
２６によって緩められ、これにより、進入している拡張
装置１４の截頭円錐部１７の斜面によって横孔が拡張さ
れていく。

前記拡張装置１４は前記掘進用ケーシングと共に全体的
に回転され、従って前記ノズル２１が固定された前記管
状部材がその軸線の回りに回転されることから、ジェッ
ト水２６は横孔の内壁全周面に均等に噴射される。

従って、前記管状部材の前記截頭円錐部１７の周方向に
従来のように多数のジェット水噴射ノズルを配置するこ
となく比較的少数の前記ノズルで以て、横孔１３の径を
その周方向へ均等に拡張することができる。

このように拡張装置１４が掘進用ケーシングの引き抜き
によって横孔１３内を該横孔を拡張しながら進入してい
くと、第３図に示されるようにこの拡張装置のスリーブ
部１９に連結された管渠１８が同時に拡張された横孔内
に配置される。

もちろん、この管渠１８は別の手段で拡張された横孔内
に別途挿入することもできる。

第６図には、第５図に示された本発明の拡張装置１４の
変形例を示している。

第６図に示された拡張装置１４は、該第６図からも明ら
かなように前記截頭円錐部１７の斜面に形成された４つ
の開口２７を備えている。

この開口２７は、ジェット水噴射ノズル２１からのジェ
ット水２６がケーシング周囲の地山１２を掘削すること
によって連続的に発生するすりを截頭円錐部１７内Ｏこ
導入するための排出孔である。

これによって、ジェット水２６によって掘削されたずり
は前記間Ｌ」２７を介して截頭円錐部１７内に導入され
、前記連結部１９に接続された管渠１８内を介して外部
へ排出することができる。

第７図および第８図には本発明に係る更に別な実施例が
示されている。

当該第７図および第８図に示された拡張装置５０は、掘
進用ケーシング５１の端部を嵌入すべく該ケーシングの
外径に等しい内径を有する管状の接続部５２が設けられ
た管状部材を含む。

前記拡張装置５０は、前記接続部５２の外径よりも大き
い内径を有する筒状の部材５３と、該筒状部材の長さ方
向中間部に該筒状部材を横断して配置された壁部材５４
とから成る拡張部分５５を含む。

前記接続部５２は第７図および第８図から明らかなよう
に前記壁部材５４と一体的に該壁部材５４から軸線方向
に伸長して形成されている。

前記壁部材５４の近傍で且つ接続部５２側の筒状部材５
３の内周部ζこはリング状のパイプ５６が配置され、該
パイプ５６には等間隔にシェツト水噴射ノズル５７が掘
削方向即ち接続部５２が位置側の方向に向って取付けら
れている。

このパイプ５６には高圧水を導入するためのホース５７
が接続されている。

さらに、前記壁部材５４には４つの開口５８が形成され
ている。

この開口５８は、ジェット水噴射ノズル５７からのジェ
ット水がケーシング周囲の地山を掘削することによって
連続的に発生するすりを前記筒状部材５３の内部であっ
て前記壁部材を境ζこして接続部とは反対の側に導入す
るための排出口である。

この壁部材５４を境にして接続部とは反対の側の筒状部
材は、拡張装置５０が掘進用ケーシング５１の引き抜き
によって横孔内を拡張しながら進行する際、拡張された
横孔内に同時に埋設用の管渠５９を引き込むため、該管
渠５９との連結作用をする部分である。

従って、管渠５９との連結部となる筒状部材の端部周囲
には管渠５９を筒状部材に固定するための多数のボルト
６０が配置されている。

さらに、第９図および第１０図には本発明に係る拡張装
置の他の実施例が示されている。

当該図に示された拡張装置７０は、掘進用ケーシング７
１の先端に着脱可能な接続部７２と、該接続部とは一体
的に形成された拡張部７３とを含む。

この拡張部７３は接続部７２から軸方向に向けて径を漸
増する截頭円錐形の管状部分７４から成る。

この截頭円錐部７４の接続部７２とは反対側の大径部側
には、前記拡張部７３が横孔を拡張しながら進行する際
引き続き拡張された横孔に埋設される管渠７５を引き込
むため、該管渠７５を連結する管状のスリーブ部γ６が
前記截頭円錐部７４と一体的に形成されている。

これら接続部７２と連結部７６とは第４図および第５図
に示された拡張装置１４のものと同じである。

前記截頭円錐部７４にはその斜面に翼状の多数の掘削刃
７７が設けられている。

この掘削刃７７は截頭円錐部Ｔ４の斜面部分即ち周囲壁
部７８を一辺７９を残して打ち抜き、その後この辺７９
に沿って外方へ打ち抜き部分を折り曲けることによって
掘削刃７７を形成することができる。

この場合、截頭円錐部の斜面には掘削刃７７を形成した
後の開口８０が同時に形成され、該開口はすりの排出孔
として利用できる。

第１０図には、前記截頭円錐部７４がケーシングの引き
抜きによって横孔を拡張しながら進行する際、前記掘削
刃７７によって掘削され且つ排出孔８０を介して截頭円
錐部７４内に導入されたすりを外部へ排出するため、ケ
ーシング７１内にスクリューコンベヤ８１を配置した例
が示されている。

このスクリューコンベヤ８１は、第１１図に示されるよ
うに、掘進用ケーシング７１が地山１２に横孔を先行掘
削する際前記ケーシング内に配置されて且つその先端に
ビットを取付け、ケーシングと共に回転されて協働して
横孔を掘削する。

先行の横孔を掘削した後はケーシングの先端に取付けら
れていたビットおよびスクリューコンベヤの先端に取付
けられていたビットが共に取り外され、ケーシング７１
の先端にビットに代えて前述の拡張装置７０が取付けら
れる。

次いで、第１１ｂ図に示されるようにケーシング７１お
よびスクリューコンベヤ８１が回転されながら引き抜か
れると、截頭円錐部７４が回転され且つ掘削刃７７によ
って先行横孔の内面を掘削してそのすりを開口８０を介
して截頭円錐部７４内に落す。

次いで、この截頭円錐部７３内に落されたすりは、回転
中のスクリューコンベヤ８１によってケーシング７１内
を外部へ搬送されて排出される。

しかし、このようなスクリューコンベヤ８１を使用する
ことなく開口８０より截頭円錐部７４内に落ちたすりを
管渠７５内に順次残して、後でこの管渠内のすりを別な
方法を用いて排出することもできる。

さらに、前記拡張装置７０はその拡張部７３の截頭円錐
部７４の斜面に設けられたすり排出用の開口８０をかな
らず必要とするものではない。

しかし、このようなすり排出用の開口を設けて積極的に
すりを排出することによって拡張装置の引き抜き抵抗を
より減少することができる。

前述した如き、本発明によれば、一種類の掘進用ケーシ
ングによって該ケーシングよりも大きな各種の径を有す
る横孔を形成すること、および該所望の径の横孔を形成
すると同時に管渠を埋設することができる。

この結果、極めて経済的に所望の横孔を形成することが
できる。

また、本発明によれば、前記拡張装置は掘削時に全体的
に回転され、従って、ウオークジェットノズルが固定さ
れた前記管状部材はその軸線の回りに回転されることか
ら、比較的少数のウオークジェットノズルで以て横孔を
その周方向へ均等に拡張することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は地山に掘進している掘進用鋼管を示す断面図、
第２図は掘進用鋼管の先端に拡張装置を取付けた状態を
示す断面図、第３図は拡張装置によって横孔を拡張して
いる状態を示す断面図、第４図は拡張装置を示す縦断面
図、第５図は拡張装置の正面図、第６図は第５図に示さ
れた拡張装置の変形例を示す第５図と同様な正面図、第
７図は本発明の他の実施例の拡張装置を示す縦断面図、
第８図は第７図の拡張装置を示す正面図、第９図は本発
明の拡張装置の更に他の実施例を示す側面図、第１０図
は掘進用ケーシング内にずり搬出用のスクリューコンベ
ヤを配置した例を示す断面図、第１１ａ図および第１１
１）図は掘進用ケーシング内にスクリューコンベヤを配
置した場合の横孔先行掘削状態および横孔拡張状態をそ
れぞれ示す断面図である。 １４．５０．７０・・・・・・拡張装置、１５，５２゜
７２・・・・・・接続部、１６，５５．７３・・・・・
・拡張部、１１．５Ｌ７１・・・・・・掘進用鋼管、１
２・・・・・・地山、２１．５７・・・・・・ジェット
水噴射ノズル、７７・・・・・・掘削刃。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 掘進用鋼管により地中に形成された横孔を拡張する
   装置であって、前記掘進用鋼管に着脱可能な接続部およ
   び該接続部に連なり前記横孔の径よりも大きい径を有す
   る拡張部を備える管状部材と前記拡張部に設けられた掘
   削手段とを含み、前記掘削手段が前記管状部材に固定さ
   れたウォータジェットノズルから成り、前記管状部材は
   掘進時にその軸線の回りに回転されることを特徴とする
   横孔拡張装置。 ２ 前記管状部材が前記拡張部の前記接続部とは反対の
   側に拡張された横孔に埋設される管渠を接続する連結部
   を有する前記特許請求の範囲第１項に記載の横孔拡張装
   置。 ３ 前記拡張部が前記接続部から軸線方向に向けて径を
   漸増する截頭円錐部から成る前記特許請求の範囲第１項
   或は第２項に記載の横孔拡張装置。 ４ 前記ウォータジェットノズルが前記截頭円錐部の減
   軽部から前記接続部の方向に且つ外方向斜め上方に向け
   て配置されている前記特許請求の範囲第３項に記載の横
   孔拡張装置。 ５ 前記拡張部が前記ウォータジェットノズルからのジ
   ェット水によって掘削されたすりを前記拡張部内に導入
   するための排出口を備える前記特許請求の範囲第１項、
   第２項、第３項或は第４項に記載の横孔拡張装置。