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技術 地中推進体およびこれを用いる配管の敷設工法

出願人 東京瓦斯株式会社株式会社キャプティ
発明者 佐竹志伸小林真澄猪股渉笠正志
出願日 2001年2月22日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 2001-046686
公開日 2002年8月28日 (18年9ヶ月経過) 公開番号 2002-242587
状態 特許登録済
技術分野 立坑・トンネルの掘削技術
主要キーワード 屈曲方向外側 空間内面 振れ止 仲介部材 先端ヘッド 流通管路 中空円筒部材 敷設領域
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

コストの上昇を招くことなくしかも方向制御が確実に行えることにより円滑な掘削部材の進行が可能な地中推進体提供する。

解決手段

ガス等の流通管路となる配管を非開削により地中に敷設する際に用いられる地中推進体1であって、地中で水平方向に複数連結されて推進可能な直進推進体2と、上記直進推進体2における推進方向前端連結可能であり、推進方向前端に土中からの推進抵抗を受けることで傾斜可能な先端推進体3とを備え、少なくとも上記先端推進体3とこれに連結される直進推進体2との間にこれら推進体同士を所定角度屈曲可能なソケット部材4を配置してそれぞれ連結したことを特徴とする。

概要

背景

開削による配管地中敷設工法の一つとして、地上設置型推進機を用いて地中推進体である回転ロッドにより地中にボーリング穴を形成し、そのボーリング穴内に引き込み対象である配管を引き込む工法がある。上記工法によれば、配管の敷設領域内に道路などがあり、その道路を横断して住宅地などの民地内に配管を敷設するような場合、路面の開削面積を小さくできるので、産業廃棄物となる廃土の低減および交通遮断の機会を少なくできる利点がある。

ところで、地中敷設工法には、地上に推進機を設置して地上から地中に向けロッド推進させる方法と地中に設けた立抗内に推進機を設置して地中から地上に向け推進する方法がある。地中に設けた立抗から推進する場合には、ボーリング穴の発進側となる立抗から民地内に至るまでの間、地中での直進掘進および地上に向けた上昇掘進という手順が必要となる。また、地中での掘進を行う場合としては、発進側および到達側にそれぞれ立抗を設け、その立抗間を掘進させる場合もある。従来、ボーリング穴を形成する際の回転ロッドの進行は、地上での探査により制御されているが、探査のための手段が必要であることや探査作業熟練が要求されるなどの設備及び人員確保の面で作業がコスト高になる問題がある。また、回転ロッドの推進作業および探査作業の両作業を並行することから、作業が繁雑となり、作業性が悪いという問題がある。また、発進側および到達側にそれぞれ立抗を設けて立抗間を掘進させる場合では、発進側と同じ深さで到達立抗を掘削するのが一般的であった。このため、例えば民地内などのように、到達立抗の掘削場所によっては浅くする方が好ましい場合でも不必要に掘削深さを深くしてしまう結果となる。これにより、掘削場所において好ましい形態の立抗を構成することができなくなる分、掘削時間や廃土などの問題が顕著となる。

そこで、低コスト且つ作業性の良好な工法として、例えば、特開平11−200773号公報、特開平11−264297号公報に記載されるような推進工法が提案されている。この工法は、掘削して形成した発進立抗から地中内を推進させる推進ロッドによって直進掘進を行った後、これを一旦回収し、その推進ロッドの先端にヒンジ結合によって屈曲可能な屈曲推進ロッドを複数段継ぎ足して再度掘進させて先端が地中からの掘削抵抗を受けて屈曲推進ロッドを屈曲させることで、地中から地上に向けて屈曲推進ロッドを推進させるものである。

概要

コストの上昇を招くことなくしかも方向制御が確実に行えることにより円滑な掘削部材の進行が可能な地中推進体提供する。

ガス等の流通管路となる配管を非開削により地中に敷設する際に用いられる地中推進体1であって、地中で水平方向に複数連結されて推進可能な直進推進体2と、上記直進推進体2における推進方向前端連結可能であり、推進方向前端に土中からの推進抵抗を受けることで傾斜可能な先端推進体3とを備え、少なくとも上記先端推進体3とこれに連結される直進推進体2との間にこれら推進体同士を所定角度に屈曲可能なソケット部材4を配置してそれぞれ連結したことを特徴とする。

目的

本発明の目的は、上記従来の推進工法における問題に鑑み、コストの上昇を招くことなくしかも方向制御が確実に行えることにより円滑な掘削部材の進行が可能な地中推進体およびこれを用いる配管の敷設工法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ガス等の流通管路となる配管を非開削により地中に敷設する際に用いられる地中推進体であって、地中で水平方向に複数連結されて推進可能な直進推進体と、上記直進推進体における推進方向前端連結可能であり、推進方向前端に土中からの推進抵抗を受けることで傾斜可能な先端推進体とを備え、少なくとも上記先端推進体とこれに連結される直進推進体との間にこれら推進体同士を設定角度屈曲可能なソケット部材を配置してそれぞれ連結したことを特徴とする地中推進体。

請求項2

請求項1記載の地中推進体において、上記先進推進体には、その推進方向前端面に推進方向を規制するガイド突起が設けられていることを特徴とする地中推進体。

請求項3

請求項1または2記載の地中推進体において、上記ソケット部材は、上記直進推進体同士における上記推進方向前方側の直進推進体同士の連結に用いられることを特徴とする地中推進体。

請求項4

請求項1または2記載の地中推進体において、上記ソケット部材は、上記直進推進体同士若しくは直進推進体と先端推進体にそれぞれ設けられている連結部に連結される挿嵌部材で構成され、上記挿嵌部材内に挿入される上記各推進体の連結部は、相対する状態で所定角度切除された傾斜面を備えていることを特徴とする地中推進体。

請求項5

請求項1または2記載の地中推進体において、上記ソケット部材は、上記直進推進体同士若しくは直進推進体と先端推進体にそれぞれ設けられている連結部に連結される挿嵌部材で構成され、内部には上記各推進体同士の連結部が傾動可能な形状の空間部が設けられていることを特徴とする地中推進体。

請求項6

請求項1乃至5のうちの一つに記載の地中推進体を用いる配管の敷設工法であって、予め掘削された発進立抗から地中に向けて先端にカッターを備えた推進ヘッドを取り付けた直進推進体を後押し状態で推進して配管を挿入可能な水平方向のボーリング穴を形成する直進工程と、所定の直進掘進完了後、直進推進体および推進ヘッドを発進立抗側に引き戻した後、先端の推進ヘッドを先端推進体に取り替えて再度上記ボーリング穴内を推進させ、推進時に上記先端推進体に対して土中から作用する推進抵抗により該先端推進体を傾斜させることにより地上に向けて配管を挿入可能な曲線状のボーリング穴を形成する曲進工程とを含むことを特徴とする配管の敷設工法。

請求項7

請求項1乃至5のうちの一つに記載の地中推進体を用いる配管の敷設工法であって、予め直進推進体の先頭に先端推進体を連結した状態で地上から地中に向け推進することにより、先端ヘッドが土中から受ける推進抵抗により該先端推進体を傾斜させながら推進させて配管を挿入可能な曲線状のボーリング穴を形成する曲進工程と、上記曲進工程完了後、上記先端推進体およびこれに連結されている直進推進体を地上側に引き戻して先端推進体をカッターを備えた推進ヘッドに交換後、再度曲進工程において形成されたボーリング穴内に推進ヘッドおよび直進推進体を挿入して予め掘削されている到達立抗に向けて直進推進体を直進させて配管を挿入可能なボーリング穴を形成する直進工程とを含むことを特徴とする配管の敷設工法。

技術分野

0001

本発明は、ガス等の流通管路となる配管を非開削により地中に敷設する際に用いる地中推進体およびこれを用いた配管の敷設工法に関する。

背景技術

0002

非開削による配管の地中敷設工法の一つとして、地上設置型推進機を用いて地中推進体である回転ロッドにより地中にボーリング穴を形成し、そのボーリング穴内に引き込み対象である配管を引き込む工法がある。上記工法によれば、配管の敷設領域内に道路などがあり、その道路を横断して住宅地などの民地内に配管を敷設するような場合、路面の開削面積を小さくできるので、産業廃棄物となる廃土の低減および交通遮断の機会を少なくできる利点がある。

0003

ところで、地中敷設工法には、地上に推進機を設置して地上から地中に向けロッド推進させる方法と地中に設けた立抗内に推進機を設置して地中から地上に向け推進する方法がある。地中に設けた立抗から推進する場合には、ボーリング穴の発進側となる立抗から民地内に至るまでの間、地中での直進掘進および地上に向けた上昇掘進という手順が必要となる。また、地中での掘進を行う場合としては、発進側および到達側にそれぞれ立抗を設け、その立抗間を掘進させる場合もある。従来、ボーリング穴を形成する際の回転ロッドの進行は、地上での探査により制御されているが、探査のための手段が必要であることや探査作業熟練が要求されるなどの設備及び人員確保の面で作業がコスト高になる問題がある。また、回転ロッドの推進作業および探査作業の両作業を並行することから、作業が繁雑となり、作業性が悪いという問題がある。また、発進側および到達側にそれぞれ立抗を設けて立抗間を掘進させる場合では、発進側と同じ深さで到達立抗を掘削するのが一般的であった。このため、例えば民地内などのように、到達立抗の掘削場所によっては浅くする方が好ましい場合でも不必要に掘削深さを深くしてしまう結果となる。これにより、掘削場所において好ましい形態の立抗を構成することができなくなる分、掘削時間や廃土などの問題が顕著となる。

0004

そこで、低コスト且つ作業性の良好な工法として、例えば、特開平11−200773号公報、特開平11−264297号公報に記載されるような推進工法が提案されている。この工法は、掘削して形成した発進立抗から地中内を推進させる推進ロッドによって直進掘進を行った後、これを一旦回収し、その推進ロッドの先端にヒンジ結合によって屈曲可能な屈曲推進ロッドを複数段継ぎ足して再度掘進させて先端が地中からの掘削抵抗を受けて屈曲推進ロッドを屈曲させることで、地中から地上に向けて屈曲推進ロッドを推進させるものである。

発明が解決しようとする課題

0005

上記公報に開示されている工法によれば、ボーリング穴の直進部を形成する推進ロッドに継ぎ足される複数の屈曲推進ロッドはそれぞれ締結あるいはヒンジ結合され、先端部のロッドには土中圧を受けて上向きに方向付けできる形状部が設けられている。先端部のロッドが傾くことにより後方に連結された屈曲推進ロッドがそれぞれ先端部のロッドの傾きに倣って傾きながら推進する。このため、予定している掘進経路曲率半径に応じた延長長さに対応する数の屈曲推進ロッドを準備する必要があり、部品点数、特に直進用のロッドとは異なる構造の屈曲推進ロッドの管理コストが上昇する。また、屈曲推進ロッドはそれ同士が締結若しくはヒンジ結合されているだけであるので、屈曲角度が先端のロッドの推進角度に一応は倣うものの、各ロッド同士は如何様な角度をも設定可能である。このため、曲進過程においては、形成されたボーリング穴の内面にロッドの角部が衝突することもあり、円滑な進行が妨げられる虞がある。ちなみに、ロッド同士の間にピボット継ぎ手という特殊な構造を組み込んだ推進ロッドを連結する構成もあるが(例えば、特開平11−270278号公報)、各ロッド同士およびピボット継ぎ手の組立というような手順が必要となり、作業工数が増えてしまうのが現状である。しかも、ピボット継ぎ手による揺動角相対方向に設定されているため、土中からの推進抵抗によって如何様な方向にも揺動してしまうため、所定角度に規定したうえで推進方向を制御することができない。

0006

一方、先端に位置するロッドには推進力に対する土中抵抗が作用することから、その形状による上昇動作だけでなく、後続のロッドとの結合状態によっては水平方向での振れ、いわゆる、横揺れを生じることがある。このため、水平方向において予定の屈伸方向とずれが生じてしまうこともある。

0007

本発明の目的は、上記従来の推進工法における問題に鑑み、コストの上昇を招くことなくしかも方向制御が確実に行えることにより円滑な掘削部材の進行が可能な地中推進体およびこれを用いる配管の敷設工法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

請求項1記載の発明は、ガス等の流通管路となる配管を非開削により地中に敷設する際に用いられる地中推進体であって、地中で水平方向に複数連結されて推進可能な直進推進体と、上記直進推進体における推進方向前端連結可能であり、推進方向前端に土中からの推進抵抗を受けることで傾斜可能な先端推進体とを備え、少なくとも上記先端推進体とこれに連結される直進推進体との間にこれら推進体同士を設定角度に屈曲可能なソケット部材を配置してそれぞれ連結したことを特徴としている。

0009

本発明では、ソケット部材を介在させることにより、各推進体同士の屈曲角度、換言すれば推進方向に対する傾斜角が一定化される。これにより、推進体の進行角度が途中で変化することがなく、掘進位置への到達精度を高めることができる。

0010

請求項2記載の発明は、上記先進推進体に、その推進方向前端面を規制するガイド突起を設けられていることを特徴としている。

0011

本発明では、先進推進体の推進方向前端面にガイド突起を設け、このガイド突起が推進方向と直角な方向での振れ止め手段として機能するので、推進方向と直角な水平方向での横揺れが防止できる。これにより、目的位置に向けた進行が可能となる。

0012

請求項3記載の発明は、上記ソケット部材が、上記直進推進体同士における上記推進方向前方側の直進推進体同士の連結に用いられることを特徴としている。

0013

本発明では、直進推進体同士を所定角度に屈曲させることができるソケット部材を介して直進推進体が連結されているので、直進推進体に屈曲機能を持たせる必要がなく、直進推進体の構造として、特別な屈曲構造を要しないですむ。

0014

請求項4記載の発明は、上記ソケット部材が、上記直進推進体同士若しくは直進推進体と先端推進体とにそれぞれ設けられている連結部に連結される挿嵌部材で構成され、上記挿嵌部材内に挿入される上記各推進体の連結部は、相対する状態で所定角度に切除された傾斜面を備えていることを特徴としている。

0015

本発明では、ソケット部材に挿入される推進体の連結部が所定角度を設定できる形状を備えているので、ソケット部材は特別な形状とすることなく内部で推進体同士の屈曲を可能にできる。これにより、特別な構造の角度設定構造を要することなく所定角度に推進体を傾けることが可能となり、構成の簡略化が図れる。

0016

請求項5記載の発明は、上記ソケット部材が、上記直進推進体同士若しくは直進推進体と先端推進体にそれぞれ設けられている連結部に連結される挿嵌部材で構成され、内部には上記各推進体同士の連結部が傾動可能な形状の空間部が設けられていることを特徴としている。

0017

本発明では、ソケット部材の内部に推進体の傾動を可能にする空間部が設けられているので、推進体の連結部を所定角度に傾斜させるための特殊な構造とする必要がない。これにより、ソケット部材を単なる推進体の挿入部材として用いることができると共に、推進体の屈曲に連動して変形することもないので、中空円筒部材などの簡単な部材が使用可能であることによりコストの上昇を抑えることができる。

0018

請求項6記載の発明は、予め掘削された発進立抗から地中に向けて先端にカッターを備えた推進ヘッドを取り付けた直進推進体を後押し状態で推進して配管を挿入可能な水平方向のボーリング穴を形成する直進工程と、所定の直進掘進完了後、直進推進体および推進ヘッドを発進立抗側に引き戻した後、先端の推進ヘッドを先端推進体に取り替えて再度上記ボーリング穴内を推進させ、推進時に上記先端推進体に対して土中から作用する推進抵抗により該先端推進体を傾斜させることにより地上に向けて配管を挿入可能な曲線状のボーリング穴を形成する曲進工程とを含むことを特徴としている。

0019

本発明では、直進工程実行後、先端推進体に付け替えて掘進するだけでソケット部材による傾動規制によって所定角度に従った傾動を行わせることができるので、所望する曲率半径での掘進が可能となる。

0020

請求項7記載の発明は、予め直進推進体の先頭に先端推進体を連結した状態で地上から地中に向け推進することにより、先端ヘッドが土中から受ける推進抵抗により該先端推進体を傾斜させながら推進させて配管を挿入可能な曲線状のボーリング穴を形成する曲進工程と、上記曲進工程完了後、上記先端推進体およびこれに連結されている直進推進体を地上側に引き戻して先端推進体をカッターを備えた推進ヘッドに交換後、再度曲進工程において形成されたボーリング穴内に推進ヘッドおよび直進推進体を挿入して予め掘削されている到達立抗に向けて直進推進体を直進させて配管を挿入可能なボーリング穴を形成する直進工程とを含むことを特徴としている。

0021

本発明では、地上から先端推進体を掘進させるだけで所定の位置に向けた埋没掘削が可能となる。しかもその掘削はソケット部材により所定角度に規定されるので、方向制御を簡単にしたボーリング穴の掘削が可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る地中推進体の実施例を示す図であり、本実施例における地中推進体1は、水平方向に掘進可能な直進推進体2と、曲進して掘進する際に用いられる先端推進体3と、曲進して掘進する行程において各推進体同士を連結するために用いられるソケット部材4とで主要部が構成されている。

0023

直進推進体2は、土中で直進させる際に用いられる推進ロッドであり、図2に示すように、推進方向一端部に一方の連結部をなす雄ネジ部2Aがそして推進方向他端部に他方の連結部をなす雌ネジ部2Bがそれぞれ形成されている。これにより、各直進推進体2同士は、推進方向各端部に形成されているネジ部同士を締結することにより連続したロッドを構成することができる。雄ネジ部2Aの端面は、掘削するボーリング穴の曲率に応じて後述する先端推進体3が屈曲する角度に対応した傾斜角度により切除されて切除面2Cが形成されている。

0024

先端推進体3は、図3に示すように、推進方向前方端面に傾斜面3Aが、そして推進方向後方端面に連結部として先端推進体3の外径よりも小径の雄ネジ部3Bがそれぞれ形成され、雄ネジ部3Bには径方向に貫通する連結孔3B1が設けられている。傾斜面3Aは、推進時、下方に向けた姿勢とされてこの状態を維持され、土中からの推進抵抗を受ける面であり、土中抵抗を受けることにより、雄ネジ部3Bの連結孔3B1を支点として先端推進体3を上方向に傾けることができる。雄ネジ部3Bは、傾斜面3Aの傾斜角度に応じた角度により先端が切除されて切除面3Cが形成されている。この切除面3Cは、後述するソケット部材4の内部で先端推進体3が傾いた際に対向する直進推進体2の雄ネジ部と干渉しないための逃げ部である。

0025

傾斜面3Aには、その面から垂直に直立する振れ止め手段となる板状のガイド突起5が一体化されて設けられている。ガイド突起5は、推進方向と直角な方向での移動抵抗を増加させる部分であり、先端推進体3が推進方向と直角な方向に向きを変化させるのを阻止し、いわゆる、横揺れを防止できるようになっている。

0026

ソケット部材4は、直進推進体2同士および直進推進体2と先端推進体3とを屈曲させた状態で連続させるための部材である。ソケット部材4は、内部に推進体の連結部を挿入可能な空間部4Aが形成されている。空間部4A内に挿入される場合の直進推進体2および先端推進体3の連結部は、いずれも雄ネジ部2A、3Bが該当する。図2に示した直進推進体2同士をソケット部材4に挿入するには、直進推進体2の雄ネジ部2A同士を対向させることが必要となる。このため、本実施例では、図示しないが、一方の直進推進体2の雌ネジ部2Bにネジロッドを締結し、その雄ネジ部を直進推進体2の雄ネジ部2Aに対向させることが可能となっている。ソケット部材4に挿入される直進推進体2の連結部の一つである雄ネジ部2Aには、図示しないが連結孔が設けられ、後述するソケット部材4側の連結孔都連通させてピン挿通できるようになっている。

0027

空間部4Aの内部では、推進体が傾動できるようになっている。このため、空間部4Aの形状として、図4(A)に示すように、軸方向に同径の内径を有する貫通穴とされる場合と、図4(B)に示すように、空間部4Aの一面が軸方向中心を境にして所定角度を設定された勾配面4A1を内周面に備えた貫通穴とされる場合とがある。なお、図4には、直進推進体2同士をソケット部材4内で連結する例が示されているが、直進推進体2と先端推進体3を連結する場合には、直進推進体2の雄ネジ2Aの代わりに、先端推進体3の雄ネジ部3Bが空間部4A内に挿入される。図4(A)に示す構成のソケット部材4には、径方向に貫通する連結孔4Aが各推進体の連結孔に連通する位置に設けられている。このため、空間部4A内に挿入される推進体、例えば、直進推進体2の雄ネジ部2Aおよび仲介部材であるネジロッドの雄ネジ部が挿入されると、連結孔に挿通されるピンを介してソケット部材4と直進推進体2同士が連結される。

0028

図4(A)に示すソケット部4の構成では、空間部4Aの内径が各推進体およびネジロッドの雄ネジ部の外径よりも大きくされて雄ネジ部2Aが傾動可能な隙間が設けてある。これにより、各推進体は、図4(A)において二点鎖線で示すように、連結位置を支点として空間内で傾動することができ、その傾動角度が雄ネジ部の切除面同士が突き当たるまでの角度とされている。この結果、ソケット部材4の内部では、直進推進体2同士あるいは直進推進体2と先端推進体3とが雄ネジ部の切除面の傾斜角度によって傾動角が規定される。

0029

図4(B)に示すソケット部材4の構成では、空間部4Aの内面で雄ネジ部の屈曲方向外側に対向する面に軸方向中心を境とした勾配面4A1が設けられている。勾配面4A1はソケット部材4の軸方向外側から中央に向けて低くされており、その勾配面4A1の角度は先端推進体3の傾斜角度に対応させてある。ソケット部材4の内部では、雄ネジ部との連結位置を支点として推進体、図4(B)では直進推進体2が傾くと、図4(B)において二点鎖線で示すように、雄ネジ部2Aおよび直進推進体2に締結されているネジロッドの先端が勾配面4A1に突き当たることにより傾斜角度が規定されるようになっている。なお、推進体の傾斜時、雄ネジ部2Aの先端を勾配面4A1に突き当てるようにすることに限らず、雄ネジ部の支点位置と勾配面4A1との間の距離を雄ネジ部の軸心と勾配面4A1との間の距離に対して異なる値とすることにより勾配面4A1に対向する雄ネジ部の先端ではなく周面部分を勾配面4A1に接触させるようにして傾斜角度を規定することも可能である。本実施例においては、雄ネジ部先端の切除面の傾斜角度およびソケット部材4の空間に有する勾配面4A1の傾斜角度は、屈進の際の曲率にもよるが、概ね1.5〜3°に設定されている。

0030

図4(C)は、図4(B)に示したソケット部材4の空間部4Aに勾配面4A1を形成した場合の変形例を示しており、この構成では、ソケット部材4内に挿入される雄ネジ部(図4(C)では直進推進体2を対象として示してある)2Aの先端部が勾配面4A1の角度に倣った傾斜面2A1とされている。これにより、傾動する際には勾配面4A1と傾斜面2A1との接触面積が大きくなり、雄ネジ部2Aでの欠損などの障害が起こにくくすることができる。これにより、傾動角度が正確に規定されることになる。また、雄ネジ部2Aの下周面だけでなく、上周面も勾配面4A1に対向させることにより、より正確に傾動角度を規定することができる。

0031

本実施例は以上のような構成であるから、次の手順により配管の敷設工法が実行される。図1において、予め配管の敷設箇所の一方に発進立抗Aを形成し、推進機6を設置する。推進機6には推進体を押し動かすための油圧駆動源装備されている。発進立抗Aからボーリング穴を形成する場合、まず、発進立抗Aから直進し(図1において、符号P1で示す領域)、道路などの下を掘進した後、民地に向けて上昇曲進させる(図1において符号P2で示す領域)手順となる。この場合には、発進立抗Aから直進推進体2を連続的に進行させて掘進する。直進推進体2同士は、雄ネジ部2Aと雌ネジ部2Bとを交互に締結することにより略直線状に連結することができ、推進方向最先端の直進推進体2には、カッターを備えた推進ヘッド(図示されず)が連結される。直進行程では、掘進するに従って、直進推進体2を継ぎ足し、所定の直進距離に至るまで継ぎ足しが繰り返される。

0032

所定の直進位置に至ると、これら直進推進体2および推進ヘッドが発進立抗Aに向けて引き戻され、推進ヘッドに代えて先端推進体3が連結される。先端推進体3と、その後方に位置する直進推進体2と、この直進推進体2の後方に位置して民地に向けて上昇掘進させるための曲率半径が得られる数を準備された直進推進体2同士とはソケット部材4を介して連結される。直進推進体2の後押し推進によって掘削されたボーリング穴内に先端推進体3が導入されると、推進ヘッドにより掘削されたボーリング穴の末端部までは抵抗少なく進行し、未端に位置する未掘削部に達すると土中からの推進抵抗、つまり推進反力が先端推進体3の傾斜面3Aに作用することにより先端推進体3が傾く。

0033

先端推進体3は、その後方に位置する直進推進体2とソケット部材4を介して連結されており、ソケット部材4の内部において、図4に示したように、雄ネジ部の先端に位置する切除面同士が突き当たることにより、あるいは、ソケット部材4の内部に形成されている勾配面4A1に雄ネジ部先端が突き当たることにより傾動角度が規定されて屈進する。

0034

先端推進体3は、屈進時、土中抵抗を受けることで傾動する他に水平方向にも向きを変えようとすることもあるが、本実施例では、先進推進体3の傾斜面3Aにガイド突起5が設けられているので、水平方向での抵抗が増大されていることにより水平方向での方向変換が阻止された状態を維持される。この結果、先端推進体3は、土中抵抗により傾動動作のみを行うことで所定の角度を維持しながら屈進することができる。

0035

先端推進体3とその後方に位置する直進推進体2以外の直進推進体2同士は、ソケット部材4を介して連結されているので、ソケット部材4の内部で先端推進体3により掘削されたボーリング穴の曲率に倣って傾くことができ、いずれの直進推進体2もソケット部材4によって傾動角度が規定されて先端推進体3の傾きによって得られる曲率を一致させながら屈進することができる。先端推進体3の傾動進行によって先端が地上に露呈することで途中に屈曲路を有するボーリング穴が掘削される。ボーリング穴が掘削されると、配管をボーリング穴内に挿入することになるが、この場合、例えば、図6に示すように、地上に露出した先端推進体3を配管Pの連結部材に取り替えることにより、各推進体群を立抗側に引き戻す(図6中、二点鎖線で示す方向)のと同時に配管Pの敷設を行うようにすることが可能である。

0036

本実施例によれば、屈進過程にある各推進体は、ソケット部材4の内部で所定の角度に規定されながら進行することができるので、屈進途中で先端推進体3の傾きによって設定された曲率を変化させるがない。これにより、敢えて進行方向の探査を行う必要がなく、探査に要する作業工数を省くことが可能となる。

0037

上記実施例に挙げた発進立抗Aから掘進する例としては、地上に向けた場合だけでなく、到達側にも立抗を設け、それら立抗間を掘進する場合もある。この場合、本実施例では、掘進方向途中で先端推進体3を用いることにより掘進方向を変更することができるので、到達立抗の深さを浅くしたい場合にも適用することができる。これにより、到達立抗の深さに応じた傾動角度を設定することにより、先端推進体3が目的とする方向にのみ掘進させることができるので、到達立抗に向けた正確な掘進が可能となり、到達立抗の深さを浅くすることができる。この結果、不必要に到達立抗を深くしなくてもよい場所において深く掘削した場合に発生する掘削時間および埋め戻し時間の増加や廃土処理などの問題を低減することができる

0038

一方、上述した敷設工法では、発進立抗Aから地上に向けてボーリング穴を形成する場合としているが、これに代えて、地上から所定の曲率半径を以て推進し、発進立抗Aにボーリング穴の端部末を開口させることも可能であり、この場合には、上述した発進立抗Aからの掘進と手順を逆にすればよい。また、曲率半径に応じた掘進状態を得る際には、ソケット部材4を連結する間隔を変更することで直進推進体の傾動状態を変化させて行えばよい。

0039

次に本発明の実施形態に係る一部変形例を説明する。図5は、直進推進体2の連結構造に関する変形例を示す図であり、同図において直進推進体2の連結部は、雄ネジ部および雌ネジ部に代えて軸方向一方端側に一対のフランジ片(便宜上、符号2A’で示す)が、軸方向他方端側には一対のフランジ片2A’の間に嵌合可能な単葉のフランジ片(便宜上、符号2B’で示す)がそれぞれ設けられている。各直進推進体2は、軸方向の各端部において一対のフランジ片2A’と単葉のフランジ片2B’とが対向する向きを設定することにより、フランジ片同士を連結することができる。なお、各フランジ片2A’、2B’には、その先端面に図2に示したと同様な切除面2Cが設けられている。両フランジ片2A’、2B’に切除面2Cを設けたのは、ソケット部材4の内部に挿入される端部がいずれの場合でも傾動が可能となるように便宜を図るためである。フランジ片に関しては、先端推進体3の雄ネジ部3Bに対しても置き換え可能である。先端推進体3側でのフランジ片は、単葉のフランジ片が適用される。

0040

このような構成によれば、直進推進体2同士は勿論のこと、直進推進体2と先端推進体3とをソケット部材4を介して連結する場合でもフランジ部をそのままソケット部材4の内部に挿入して連結することができる。特に、雄ネジ部と雌ネジ部とを備えた直進推進体2の場合には、ソケット部材4の内部に連結部が挿入されるために、一方の直進推進体2の雌ネジ部にネジロッドを締結してソケット部材4の内部でお互いの直進推進体2の連結部が雄部をなすような手順が必要となるが、図5に示した構成では、最初から雄部としてのフランジ片を備えているので、何ら特別な手順やネジロッドなどの治具を要することなくソケット部材4内で各推進体同士の連結が可能となる。図6図5に示した構成の推進体を用いた掘削状態を示しており、この場合にも、図1に示した場合と同様に直進掘削と屈曲掘削とが可能である。

0041

次にソケット部材4に関する変形例を図7において説明する。図7に示すソケット部材4は、図4(A)に示した構成を前提として可撓性を備えていることを特徴としている。ソケット部材4は、その内部に空間4Aを備えているが、空間4Aの大きさが推進体(図7では、直進推進体2を例示している)の連結部である雄ネジ部2Aの外径寸法に近づけてある。これにより、図4(A)に示した構成と違って、空間部4A内と雄ネジ部2Aとの間の隙間が小さくされており、推進体が傾いた際には連結部が空間内面に突き当たるのに連動してソケット部材4が撓み変形することができる(図7中、二点鎖線で示す状態)。

0042

この構成においては、ソケット部材4の曲げ剛性による弾性復元力を利用して曲率を規定することができる。つまり、推進体の傾動角度は雄ネジ部2Aの切除面によって規定されるが、推進体2の傾動抵抗をソケット部材4から推進体に与えることにより傾動量を変化させることができる。この場合の傾動量は、最大値が切除面同士が突き当たった際の角度から得られる量であり、この量に対してソケット部材4の曲げ剛性を設定することにより最大値以下の傾動量とすることができる。従って、屈進時での曲率に応じた曲げ剛性を有するソケット部材4を選択して各推進体同士での連結に用いることにより作業現場の状況に応じた屈進状態を得ることができる。しかも、急激な傾動動作が抑制できるので、曲率の急変により後続の推進体がボーリング穴につかえてしまうような事態をも防ぐことができる。

0043

次にソケット部材4のさらに別の変形例を図8において説明する。図8に示すソケット部材4は、図4(B)に示した勾配面4A1を備えた構成を前提としており、各推進体(図8では、直進推進体2が示されている)の連結部である雄ネジ部との連結構造として、雄ネジ部2Aが勾配面4A1に向けて傾く方向に並行する長穴4Bが用いられている。長穴4Bは、長手方向一端図8に示すように、推進体が平行している状態の時に連結のために挿通されるピン10の軸心がソケット部材3の縦方向中心に一致する位置にあり、長手方向他端は雄ネジ部2Aの先端が勾配面4A1に突き当たった際にピン10が位置する箇所とされている。

0044

この構成においては、推進体の傾動量を小さくしてソケット部材4の外周縁から推進体の外周縁がはみ出る量を少なくすることができる。これにより、ソケット部材4あるいは推進体の一つが相手側よりも先行する際には、ソケット部材4の後方に位置する推進体の肩部あるいはソケット部材4の肩部が相手側の肩部から大きくはみ出さないので、推進体がボーリング穴の内面に干渉することが少なくされ、推進抵抗の増加を抑制することができる。

0045

図9は、上記作用が得られる理由を説明するための図であり、図9(A)は図4(B)に示した構成と同様に、推進体が傾動する際の支点位置が不動な場合を示している。この場合には推進体は支点位置から肩部を対象とした場合、その肩部までの半径Rにより傾くことになり、雄ネジ部の先端が勾配面4A1に突き当たるまでに大きな傾動量となる。この結果、図9(A)において、「はみ出る部分」と表示されている箇所が比較的大きくなる。図9(A)において上側に表示した「はみ出る部分」はソケット部材4が先行する場合にボーリング穴内面と干渉して摺動抵抗を発生する部分であり、図9(A)において下側に表示した「はみ出る部部」は推進体が屈心時に推進体2が先行する場合にボーリング穴内面に干渉して摺動抵抗を発生する部分である。図9(B)に示す構成では、推進体が傾いた場合を示しているが、この場合には推進体2の傾きに応じて雄ネジ部が長穴4B内で加工し、雄ネジ部2Aの軸方向の一部が勾配面4A1に突き当たることによりその位置が支点位置となる。これにより、推進体2の傾動半径Rは、図9(A)に示した場合よりも小さくなる。この結果、推進体2の傾動量は少なくなり、図9(A)で示したはみ出る部分もきわめて小さくなる。このため、推進体2が先行する際にはソケット部材4の肩部でのはみ出る量が少ないことにより推進体2とソケット部材4との肩部がほぼ同一の傾動軌跡を移動することになり、工法の部材がボーリング穴内面に干渉することなく移動することが可能となる。

発明の効果

0046

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、直進推進体同士あるいは直進推進体と先端推進体とをソケット部材を介して連結することにより所定角度に屈曲進行させることができる。これにより、連結対象である推進体の一部をソケット部材とするだけの簡単な構成により、コストの上昇を招くことなく、しかも方向制御が確実に行えることにより円滑な掘削部材の進行が可能となる。しかも、不用意方向変化を起こさないようにして所望する配管の敷設形態を設定することが可能となる。

図面の簡単な説明

0047

図1本発明の実施形態による配管の敷設工法を説明するための模式図である。
図2図1に示した敷設工法に用いられる地中推進体の一つである直進推進体を示す側面図である。
図3図1に示した敷設工法に用いられる地中推進体の他の一つである先端推進体を示す側面図であり、(A)は側面図、(B)は(A)中の符号(B)で示す方向の矢視図である。
図4図1に示した敷設工法に用いられるソケット部材を示す図であり、(A)は雄ネジ部に切除面を設けて推進体を傾動させる例を、(B)はソケット部材の内部に設けた勾配面を利用して推進体を傾動させる例を、(C)は(B)の一部変形例をそれぞれ示している。
図5図2に示した直進推進体の構成の一部変形例を示す斜視図である。
図6図5に示した直進推進体を用いた配管の敷設状態を示す模式図である。
図7図4に示したソケット部材の変形例を示す図である。
図8図4に示したソケット部材のさらに他の変形例を示す図である。
図9図8に示したソケット部材と図4(B)に示したソケット部材との作用後害を説明するための図である。

--

0048

A発進立抗
1地中推進体
2直進推進体
2A、2B 連結部をなすフランジ
3 先端推進体
3A 傾斜面
3B 連結部をなすフランジ
3C締結穴
4ソケット部材
4A 空間部
4A1勾配面
5 先端推進体の振れ止め手段をなすガイド
6 推進機

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