(57)【要約】【課題】掘削流体を用いて地中孔を掘削するにあたって、地中孔の土被りが小さくなる部位で掘削流体が地表に噴出したり、地中孔の周囲に不安定な地層が存在する区域で掘削流体が地中に散逸して、土壌や地下水や湖水や河水や海水等を汚染することを防止する。【解決手段】掘削流体を用いて地中孔１０を掘削するに当り、掘削流体が地中孔１０の周囲の地中２０に散逸するおそれのある区域または地表２１に噴出するおそれのある部位に、掘削流体を抜取るボーリング孔４１，４２を予め設け、地中孔１０を掘削して地中孔１０とボーリング孔４１，４２とを連通させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削流体を用いて地中孔を掘削するに当り、該掘削流体が地中孔の周囲の地中に散逸するおそれのある区域または地表に噴出するおそれのある部位に、前記掘削流体を抜取る手段を予め設け、前記地中孔を掘削して該地中孔と前記手段とを連通させることを特徴とする地中孔の施工方法。
【請求項２】
前記手段は前記掘削流体を排出するボーリング孔または流体排出路を備えた空洞であることを特徴とする請求項１記載の地中孔の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中孔の施工方法に関し、さらに詳しくは、弧状推進工法等により掘削流体を用い地中に地中孔を形成する場合に、掘削流体、例えば、ベントナイト混入泥水等が地中孔の周囲の地中に散逸したり地表に噴出して、土壌、地下水、湖水、河水、海水等を汚染することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に導水管路等の地中管を布設する技術として、地表から地中に任意の計画曲線の管路を掘削する弧状推進工技術がある（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
この技術によれば、ドリルパイプの先端に掘削ツールを装着して、地表から地中に進入する計画曲線に沿って、所望の孔の方位、傾斜、位置に応じて孔の軌跡を調整しながら、河川の下や海底下や山地の地中の岩石層を通る掘削孔を掘削することができる。
【０００４】
弧状推進工の掘削流体は、通常、掘削ツールのドリルパイプ内側から先端の掘削ビットのノズルを通過して、地中孔内とドリルパイプ外側との間を通って発進点に戻り、循環利用する。
【０００５】
このような地中孔の施工に当って、例えば到達点付近に代表される地中孔の土被りが小さくなる部位、あるいは、亀裂・破砕・風化・緩み・みずみち等がある不安定な地層が存在する区域では、地層中の間隙または弱点となる部分に掘削流体が侵入することにより、地中孔の周囲の地中に散逸したり地表に噴出することがあり、掘削流体の循環利用ができなくなることがある。また掘削流体による汚染によって、産業廃棄物処理の実施が必要となったり、地下水や海水の汚濁など環境汚染となることがある。
【０００６】
このような問題を回避するための従来技術として、地中孔の計画コースの地質を安定固化させる地盤改良工法が知られている。地盤改良はセメント系改良材、薬液注入等により地盤を固化させ、掘削流体の散逸または噴出を防止する技術である。
【０００７】
この技術は、施工可能な地域が限定されること、施工時間が長期となること、施工範囲が大規模となること等から工費も高く、実際に適用されることは非常に少ない。
【特許文献１】特開平１０―３１７８８３号公報
【特許文献２】特許第３５４２１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、掘削流体を用いて地中孔を掘削するにあたって、地中孔の土被りが小さくなる部位で掘削流体が地表に噴出したり、地中孔の周囲に不安定な地層が存在する区域で掘削流体が地中に散逸して、土壌や地下水や湖水や河水や海水等を汚染することを防止する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、掘削流体を用いて地中孔を掘削するに当り、その掘削流体が地中孔の周囲の地中に散逸するおそれのある区域または地表に噴出するおそれのある部位に、上記掘削流体を抜取る手段を予め設け、上記地中孔を掘削してその地中孔と上記手段とを連通させることを特徴とする地中孔の施工方法である。
【００１０】
上記本発明において、具体的手段として前記掘削流体を排出するボーリング孔または流体排出路を備えた空洞を採用すると好適である。
【００１１】
具体的手段としてボーリング孔を採用する場合、地中孔の予定推進経路に複数本のボーリング孔を予め設けておき、弧状推進工で進行方向を制御しながらボーリング孔と交差するか又はその近傍を通るように地中孔をコントロール掘削し、ボーリング孔に到達する以前より不安定な地層中（亀裂・破砕・風化・緩み・みずみち等）からボーリング孔へ掘削流体を導く。この掘削流体を地表に自噴させたり、ポンプなどといった排出手段を設けて汲み上げることにより、掘削流体が地中孔の周囲の地中に散逸したり地表に噴出することが防止される。
【００１２】
また、特に高所から低所に向う地中孔を施工する場合などでは、具体的手段として流体排出路を備えた空洞を予め設けておき、この空洞に到達するように地中孔の経路を調節し、掘削流体をこの空洞内に導入し、この空洞に設けた流体排出路から掘削流体を排出する。
【００１３】
回収された掘削流体は、排水処理装置などによって処理され、掘削流体が環境を汚染することはなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、弧状推進工法等により地中孔を掘削する場合に、掘削流体が地中孔の周囲の地中に散逸するおそれがある区域または地表に噴出するおそれのある部位で、散逸または噴出を防止することが容易に可能となった。このため環境汚染等を生ずることなく、亀裂・破砕・風化・緩み・みずみち等がある不安定な地層等に地中孔を構築することが可能となり、寄与するところが大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例を示す施工図であり、図２は、図１のＣ部拡大図であり、図３は、到達点Ｂ近傍の平面図である。
【００１７】
この実施例は、海峡３０下を横断する水道配水管を布設するための地中孔１０の到達点Ｂ近傍の海岸付近において、海上部に掘削流体の漏出が懸念される地中孔１０の施工例である。地中孔１０の到達点Ｂ近傍に地表２１からボーリング孔４０を穿削し、この待ち受けボーリング孔４０へ掘削流体を導き回収した。この結果、海上部への掘削流体の漏出を防ぐことが可能である。
【００１８】
具体的には、まず、到達点Ｂから例えば１０ｍ発進点Ａ側に戻った地表２１に、内面コンクリートの排水ピット５１を施工する。
【００１９】
次に、排水ピット５１から、例えば４本のボーリング孔４１（例えばφ１１６ｍｍ、Ｌ＝７．５ｍ）を、地中孔１０（例えばφ２１６ｍｍ）の掘削コース上に例えば２００ｍｍの間隔で横並び（千鳥状）に穿削する。
【００２０】
また、到達点Ｂから例えば３ｍ発進点Ａ側に戻った地点に、例えば４本のボーリング孔４２（例えばφ１１６ｍｍ、Ｌ＝４ｍ）を、地中孔１０の掘削コース上に例えば２００ｍｍの間隔で横並び（千鳥状）に穿削する。尚、これら４本のボーリング孔４２は地表２１から施工する。また、これら４本のボーリング孔４２を施工した地表２１から排水ピット５１に通じるコンクリート水路５２を形成する。
【００２１】
尚、ボーリング孔４１，４２は、上述したφ１１６ｍｍに限らず、大口径のボーリング孔（φ２００ｍｍ〜φ５００ｍｍ）や小口径のボーリング孔（φ８０ｍｍ〜φ１５０ｍｍ）であってもよい。
【００２２】
次に、掘削流体を吸引するためのバキュームポンプ６１をボーリング孔４１，４２の近傍に設置し、吸い込み用配管６２をボーリング孔４１，４２内に入れ、バキュームポンプ６１と連結する。
【００２３】
このようにして施工したボーリング孔４１，４２は、地中孔１０の掘削コースに対して４本で１．４６ｍの幅を持つため、地中孔１０は必ず１本もしくは２本のボーリング孔４１，４２を通過することとなる。
【００２４】
以上説明した各工程は、準備工として、地中２０を掘削してなる地中孔１０が、ボーリング孔４１，４２に到達する前に行う。
【００２５】
地中２０を掘削してきた地中孔１０が、到達点Ｂから１０ｍ発進点Ａ側に戻った地点に予め施工した４本のボーリング孔４１と交差するか又はその近傍を通るように調整することにより、まず、それら４本のボーリング孔４１の１本もしくは２本に当たり、この１本もしくは２本のボーリング孔４１を通して、掘削流体をバキュームポンプ６１で排水ピット５１へ汲み出す。
【００２６】
さらに地中２０を掘削してきた地中孔１０が、上記４本のボーリング孔４１よりも到達点Ｂ側に予め施工した４本のボーリング孔４２と交差するか又はその近傍を通るように調整することにより、それら４本のボーリング孔４２の１本もしくは２本に当たり、この１本もしくは２本のボーリング孔４２を通して、掘削流体をバキュームポンプ６１で地表２１に汲み出し、汲み出した掘削流体をコンクリート水路５２を通して排水ピット５１ヘ導く。
【００２７】
これら８本のボーリング孔４１，４２により、掘削流体は外部に流出することなく全て排水ピット５１に回収される。
【００２８】
このようにして排水ピット５１に回収した掘削流体は、例えばサンドポンプ６３でタンク７０に導き、凝集剤（ＰＡＣ）と混合させ濁質を凝集し沈殿させる。沈殿させた後のうわ水は、ｐＨ値を放流基準値（５．８〜８．６）に調整し放流する。タンク７０に沈殿した掘りクズは、削孔終了後に土嚢袋に収容して回収処分する。尚、回収した掘削流体の処理方法は、このような、凝集剤と混合させ濁質を凝集し沈殿させた後のうわ水を放流基準値に調整し放流し、沈殿した掘りクズを土嚢袋に収容して回収処分する処理方法に限らず、例えば発進点Ａに戻して再利用したり、薬液を混合して凝固させて回収処分してもよい。
【００２９】
計８本のボーリング孔４１，４２は、弧状推進工の本管引き込み後にセメントミルク等で充填し閉塞させる。
【００３０】
以上説明したように、地中孔１０の到達点Ｂ付近手前の掘削コース上にボーリング孔４１，４２を複数本施工しておき、地中孔１０内の掘削流体をボーリング孔４１，４２から導き回収することによって、外部へ漏出させない閉回路システムを構成した。
【００３１】
図４，５は、標高差のある山岳地帯の高所側から低所側へ向う地中孔の施工に本発明を適用する例を示した図である。
【００３２】
地中孔１１の経路に標高差がある場合等は、図４に示すように到達点Ｅに密閉された空洞を有する箱型構造物８１を設けておき、その箱型構造物８１内に流入した掘削流体を回収したり、図５に示すように、地中孔１１の到達点Ｅに密閉された空洞を有する箱型構造物８１を設けるとともに、地中孔１１の経路途中Ｆにボーリング孔４３を設けておき、その箱型構造物８１内に流入した掘削流体を回収したり、ボーリング孔４３を通して掘削流体を回収する。
【００３３】
ここで、図５に示す例における、経路途中Ｆに設けたボーリング孔４３は、図２，図３を参照して説明したボーリング孔４１，４２と同様に施工されたものであり、経路途中Ｆにおける掘削流体は、ボーリング孔４３を通してタンク７０に汲み出される。尚、ボーリング孔４３を通して掘削流体をタンク７０に汲み出す手順は、図２，図３を参照して説明した、ボーリング孔４１を通して掘削流体をタンク７０に汲み出す手順と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。そして、経路途中Ｆにおいてタンク７０に汲み出された掘削流体は、例えば、架設パイプ９０を通して発進点Ｄに戻して再利用されたり、排水処理装置などによって処理されたり、薬液を混合して凝固させて回収処分される。
【００３４】
以下、図６〜図８を参照して、箱型構造物８１について詳細に説明する。
【００３５】
図６は、図４，５に示す箱型構造物８１の平面図であり、図７は、図６に示すＧ−Ｇ断面図である。また、図８は、地中孔１１の箱型構造物８１への到達手順を説明する図である、
図６，図７に示すように、箱型構造物８１は、密閉された空洞８１１を有し、空洞８１１は、外部に通じる流体排出路８１２を備えている。また、流体排出路８１２には、排出流量を調整するコック８１２１が備えられている。また、箱型構造物８１の近傍にタンク７１を設置し、箱型構造物８１に備えられた流体排出路８１２とタンク７１とを配管７２で連結する。
【００３６】
この箱型構造物８１の施工は、地中２０を掘削してなる地中孔１１が、箱型構造物８１に到達する前に行う。
【００３７】
箱型構造物８１の施工が完了した後、図８に示すように、地中２０を掘削してきた地中孔１１を、その箱型構造物８１に突き当て、さらに箱型構造物８１を穿削して、地中孔１１と箱型構造物８１の空洞８１１とを連通させる。
【００３８】
そして、掘削流体を箱型構造物８１の密閉された空洞８１１内に導き、タンク７１に通じる流体排出路８１２に備えられたコック８１２１を調整して、掘削流体の圧力を低下させることにより、外部へ掘削流体を漏出させることなくタンク７１に掘削流体を回収することが可能となる。そして、到達点Ｅにおいてタンク７１に回収された掘削流体は、例えば、発進点Ｄに運搬されて再利用されたり、排水処理装置などによって処理されたり、薬液を混合して凝固させて回収処分される。
【００３９】
以上、図４〜図８を参照して説明した実施例は、例えば、水力発電所の導水管を山地の地中を通って施工する場合などに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例を示す施工図である。
【図２】図１のＣ部拡大図である。
【図３】到達点Ｂ近傍の平面図である。
【図４】標高差のある山岳地帯の高所側から低所側へ向う地中孔の施工に本発明を適用する例を示した図である。
【図５】標高差のある山岳地帯の高所側から低所側へ向う地中孔の施工に本発明を適用する例を示した図である。
【図６】図４，５に示す箱型構造物の平面図である。
【図７】図６に示すＧ−Ｇ断面図である。
【図８】地中孔の箱型構造物への到達手順を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１１    地中孔
２０    地中
２１    地表
３０    海峡
４０，４１，４２，４３    ボーリング孔
５１    排水ピット
５２    コンクリート水路
６１    バキュームポンプ
６２    吸い込み用配管
６３    サンドポンプ
７０，７１    タンク
７２    配管
８１    箱型構造物
８１１    空洞
８１２    流体排出路
９０    架設パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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