(57)【要約】【課題】削孔位置をより正確に把握し、削孔を精度よく行う。【解決手段】本発明の実施の形態に係る削孔方法は、削孔軌跡計測工程（Ｓ１３０、Ｓ１８０）と、姿勢計測工程（Ｓ１４０、Ｓ１９０）と、調整工程（Ｓ２１０〜Ｓ２６０）とを含んでいる。削孔軌跡計測工程では、削孔管に電流を流して磁界を発生させ、その磁界の受信結果から削孔管の絶対位置（削孔軌跡）を計測することで、削孔管の位置をより正確に把握する。姿勢計測工程では、先端ヘッドの内部に設置した傾斜計により、先端ヘッドの回転角度とピッチング角度とを計測する。調整工程では、削孔軌跡計測工程及び姿勢計測工程での計測結果に基づいて、削孔位置が計画到達位置へと近づいて修正されるように、先端ヘッドの回転角度位置を調整する。このように、削孔管の位置情報と先端ヘッドの姿勢情報とを併用することで、削孔を精度よく行うことが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にテーパ面を有する回転可能な先端ヘッドを装着した削孔管を利用し、前記先端ヘッドを回転させながら前記削孔管を押し込むことで直線孔を削孔する直線削孔工程と、前記回転ヘッドを回転させずに前記削孔管を押し込むことで曲線孔を削孔する曲線削孔工程とを組み合わせて、地中を削孔する方法であって、
地上に露出している前記削孔管の一部から電流を流すことで、地中の前記削孔管を中心とした磁界を発生させ、地上から受信器により前記磁界を受信し、該受信結果に基づいて、削孔開始位置から前記先端ヘッドまでの削孔軌跡を計測する削孔軌跡計測工程と、
前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度を計測する姿勢計測工程と、
前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程における計測結果に基づいて、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整する調整工程と、を含むことを特徴とする削孔方法。
【請求項２】
前記削孔軌跡計測工程において、地上から前記受信器により前記削孔管の複数の部位の位置を検出し、該複数の部位の位置を仮想的に線状に繋げて得られる仮想曲線に基づき、前記削孔軌跡を計測することを特徴とする請求項１記載の削孔方法。
【請求項３】
前記姿勢計測工程において、前記先端ヘッドに予め取り付けた傾斜計に対して、地上から前記削孔管の内部を通して光受信手段を接近させることで、前記傾斜計から前記光受信手段へ、前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度に係るデータを光信号で送信させ、前記光受信手段からケーブルを介して前記データを取得することを特徴とする請求項１又は２記載の削孔方法。
【請求項４】
前記直線削孔工程及び前記曲線削孔工程において、所定距離を削孔する毎に、前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程及び前記調整工程を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の削孔方法。
【請求項５】
前記曲線削孔工程中に行う前記調整工程において、前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程の計測結果から、前記曲線孔の予測終点位置を算出すると共に、該曲線孔の予測終点位置と、前記曲線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記削孔軌跡計測工程で計測した前記削孔軌跡の先端から、前記曲線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記曲線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整した後、前記曲線削孔工程に復帰することを特徴とする請求項４記載の削孔方法。
【請求項６】
前記直線削孔工程中に行う前記調整工程において、前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程の計測結果から、前記直線孔の予測終点位置を算出すると共に、該直線孔の予測終点位置と、前記直線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記削孔軌跡計測工程で計測した前記削孔軌跡の先端から、前記直線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記直線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整して、前記曲線削孔工程を所定削孔長行った後、前記直線削孔工程に復帰することを特徴とする請求項４又は５記載の削孔方法。
【請求項７】
前記所定削孔長を、削孔済みの前記曲線孔を削孔時の、前記削孔軌跡計測工程の計測結果から求められる、削孔済みの前記曲線孔の曲率半径に基づいて算出することを特徴とする請求項６記載の削孔方法。
【請求項８】
前記削孔軌跡計測工程において、少なくともピッチング方向とヨーイング方向とを計測可能なジャイロセンサを、前記削孔管の内部を通して前記先端ヘッドの近傍まで送り込んだ後、前記ジャイロセンサを引き上げながら該ジャイロセンサにより計測を行うと共に、前記ジャイロセンサに接続した線状の送り込み手段の繰り出し量を計測し、前記ジャイロセンサによる計測結果と前記繰り出し量とに基づいて、前記削孔軌跡を計測する方法を併用することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の削孔方法。
【請求項９】
先端にテーパ面を有する回転可能な先端ヘッドを装着した削孔管を利用し、前記先端ヘッドを回転させながら前記削孔管を押し込むことで直線孔を削孔する直線削孔と、前記回転ヘッドを回転させずに前記削孔管を押し込むことで曲線孔を削孔する曲線削孔とを組み合わせて、地中を削孔する削孔機を備えた削孔装置であって、
地上に露出している前記削孔管の一部から電流を流すことで、地中の前記削孔管を中心とした磁界を発生させる磁界発生手段と、前記磁界を地上から受信するための受信器と、該受信器による受信結果に基づいて、削孔開始位置から前記先端ヘッドまでの削孔軌跡を計測する第１の計測手段と、を備える第１の削孔軌跡計測手段と、
前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度を計測する姿勢計測手段と、
前記第１の削孔軌跡計測手段及び前記姿勢計測手段による計測結果に基づいて、前記先端ヘッドの回転角度位置を算出する回転角度算出手段と、
装置全体を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする削孔装置。
【請求項１０】
前記第１の削孔軌跡計測手段は、地上から前記受信器により前記削孔管の複数の部位の位置を検出し、前記第１の計測手段により前記複数の部位の位置を仮想的に線状に繋げて得られる仮想曲線に基づき、前記削孔軌跡を計測するものであることを特徴とする請求項９記載の削孔装置。
【請求項１１】
前記姿勢計測手段は、前記先端ヘッドに予め取り付けられる傾斜計と、地上から前記削孔管の内部を通して前記傾斜計に接近させられることで、前記傾斜計から前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度に係るデータを光信号で受信する光受信手段と、該光受信手段からケーブルを介して前記データを取得するデータ取得手段と、を含むことを特徴とする請求項９又は１０記載の削孔装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記削孔機による前記直線孔及び前記曲線孔の削孔中に、所定距離が削孔される毎に、前記第１の削孔軌跡計測手段による前記削孔軌跡の計測と、前記姿勢計測手段による前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度の計測と、前記回転角度算出手段による前記先端ヘッドの回転角度位置の算出とが行われるように制御することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載の削孔装置。
【請求項１３】
前記回転角度算出手段は、前記削孔機による前記曲線孔の削孔中に、前記第１の削孔軌跡計測手段及び前記姿勢計測手段による計測結果から、前記曲線孔の予測終点位置を算出すると共に、該曲線孔の予測終点位置と、前記曲線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記第１の削孔軌跡計測手段により計測された前記削孔軌跡の先端から、前記曲線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記曲線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を算出するものであり、
前記制御手段は、前記削孔機による前記曲線孔の削孔中に、前記回転角度算出手段による前記先端ヘッドの回転角度位置の算出を受けて、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整した後、前記削孔機による前記曲線孔の削孔に復帰させることを特徴とする請求項１２記載の削孔装置。
【請求項１４】
前記回転角度算出手段は、前記削孔機による前記直線孔の削孔中に、前記第１の削孔軌跡計測手段及び前記姿勢計測手段による計測結果から、前記直線孔の予測終点位置を算出すると共に、該直線孔の予測終点位置と、前記直線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記第１の削孔軌跡計測手段により計測された前記削孔軌跡の先端から、前記直線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記直線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を算出するものであり、
前記制御手段は、前記削孔機による前記直線孔の削孔中に、前記回転角度算出手段による前記先端ヘッドの回転角度位置の算出を受けて、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整し、前記削孔機による前記曲線孔の削孔を所定削孔長行わせた後、前記削孔機による前記直線孔の削孔に復帰させることを特徴とする請求項１２又は１３記載の削孔装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、削孔済みの前記曲線孔の削孔時に、前記第１の削孔軌跡計測手段による計測結果から求められる、削孔済みの前記曲線孔の曲率半径に基づいて、前記所定削孔長を算出することを特徴とする請求項１４記載の削孔装置。
【請求項１６】
前記削孔管の内部を通して前記先端ヘッドの近傍まで送り込まれ、少なくともピッチング方向とヨーイング方向とを計測可能なジャイロセンサと、該ジャイロセンサに接続された線状の送り込み手段の繰り出し量を計測する繰り出し量計測手段と、前記ジャイロセンサ及び前記繰り出し量計測手段による計測結果に基づいて、前記削孔軌跡を計測する第２の計測手段と、を備える第２の削孔軌跡計測手段を含み、
前記回転角度算出手段及び前記制御手段は、前記第１の削孔軌跡計測手段により計測される前記削孔軌跡と、前記第２の削孔軌跡計測手段により計測される前記削孔軌跡とを併用して利用することを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項記載の削孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端ヘッドを装着した削孔管を利用して、地中に直線孔や曲線孔を削孔する削孔方法及び削孔装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば地盤改良等を目的として、削孔管を利用して地中を削孔する際、設計通りに精度良く施工するために、削孔している位置、すなわち、削孔管の位置を正確に把握する必要がある。そのような削孔管の位置を把握する方法として、削孔管内や専用の磁界発生孔に磁界発生装置を設置して地中に磁界を発生させ、地上や削孔管内の受信器により磁界の強さを計測して位置を測定する方法や、削孔管の先端に送り込むジャイロセンサの計測値を利用する方法（例えば、特許文献１参照）等が挙げられる。一方、削孔管の先端に傾斜計やひずみ計を設置することで、削孔管の先端の姿勢を計測する技術も発案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８１２３３号公報
【特許文献２】特開２０１５−５９３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述した磁界を発生させる方法は、地上構造物や地中埋設物の影響により、測定が困難になる虞がある。このため、そのような場合でも削孔管の最終到達位置が予測できるように、削孔管の先端の姿勢を計測する技術を併用することが考えられるが、上記の磁界を発生させる方法は、削孔管に磁界発生装置や受信器を備える必要があるため、削孔管に傾斜計やひずみ計を設置するスペースを確保することが困難である。一方、ジャイロセンサを利用する方法は、起点からの相対位置が把握できるものの、絶対位置が把握できないため、計測位置の精度に改善の余地があり、又、一回の計測に時間を要するため、全体の作業時間が長くなってしまう。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、削孔位置をより正確に把握し、削孔を精度よく行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００６】
（１）先端にテーパ面を有する回転可能な先端ヘッドを装着した削孔管を利用し、前記先端ヘッドを回転させながら前記削孔管を押し込むことで直線孔を削孔する直線削孔工程と、前記回転ヘッドを回転させずに前記削孔管を押し込むことで曲線孔を削孔する曲線削孔工程とを組み合わせて、地中を削孔する方法であって、地上に露出している前記削孔管の一部から電流を流すことで、地中の前記削孔管を中心とした磁界を発生させ、地上から受信器により前記磁界を受信し、該受信結果に基づいて、削孔開始位置から前記先端ヘッドまでの削孔軌跡を計測する削孔軌跡計測工程と、前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度を計測する姿勢計測工程と、前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程における計測結果に基づいて、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整する調整工程と、を含む削孔方法（請求項１）。
【０００７】
本項に記載の削孔方法は、先端ヘッドを装着した削孔管を利用して、直線孔を削孔する直線削孔工程と、曲線孔を削孔する曲線削孔工程とを組み合わせて、地中を削孔するものであり、更に、削孔軌跡計測工程と、姿勢計測工程と、調整工程とを含んでいる。削孔軌跡計測工程では、地上に露出している削孔管の一部、すなわち、地中に挿入されている削孔管の尾端近傍から、削孔管に電流を流すことで、地中に挿入されている削孔管を中心とした磁界を発生させる。そして、作業員等に操作される受信器によって、地上から磁界を受信し、受信した磁界の強弱等の受信結果から、地中の削孔管の絶対位置を計測する。これにより、削孔開始位置から現状の先端ヘッドの位置までの、削孔管による削孔軌跡が計測される。このように、本項に記載の削孔方法は、削孔管を中心とした磁界を発生させながらも、地上に露出した削孔管の一部から電流を流す方法を採用しているため、削孔管に磁界発生装置や受信器を備える必要がなく、削孔管や先端ヘッドに別の計測器を設置するためのスペースが確保される。
【０００８】
又、姿勢計測工程では、例えば、上記のように確保された先端ヘッドのスペースに傾斜計やひずみ計等を設置することで、先端ヘッドの回転角度とピッチング角度とを計測する。そして、調整工程では、削孔軌跡計測工程で得られた削孔軌跡と、姿勢計測工程で得られた先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度とに基づいて、例えば、削孔管の予測到達位置を算出する。すなわち、それまでの削孔管による削孔軌跡と、現状の先端ヘッドの姿勢とが把握されることで、そのまま直線孔或いは曲線孔を削孔する場合の予測到達位置が算出される。そして、例えば、削孔管の予測到達位置が計画到達位置から逸れている場合に、実際の到達位置が計画到達位置へと近づいて修正されるように、先端ヘッドの回転角度位置、すなわち、先端ヘッドに設けられているテーパ面の向きを調整する。その後、テーパ面の向きを調整した状態で、先端ヘッドを回転させずに削孔管を押し込んで曲線孔を削孔することで、計画到達位置へと近づくように削孔位置が修正される。このように、本項に記載の削孔方法は、削孔軌跡計測工程において削孔管の位置をより正確に把握し、更に先端ヘッドの姿勢情報と併用することで得られる予測到達位置を利用することにより、削孔を精度よく行うものである。
【０００９】
（２）上記（１）項における、前記削孔軌跡計測工程において、地上から前記受信器により前記削孔管の複数の部位の位置を検出し、該複数の部位の位置を仮想的に線状に繋げて得られる仮想曲線に基づき、前記削孔軌跡を計測する削孔方法（請求項２）。
本項に記載の削孔方法は、削孔軌跡計測工程において、削孔開始位置から先端ヘッドまでの削孔軌跡を計測する際に、地上から受信器により削孔管の複数の部位の位置を検出し、これら複数の部位の位置を仮想的に線状に繋げて得られる仮想曲線に基づいて、削孔軌跡を計測するものである。すなわち、削孔管の位置を線状に連続的に計測するのではなく、複数の点状に断続的に計測することで、削孔管の計測位置の精度を維持しながら、作業時間を短縮するものである。更に、地上構造物や地中埋設物の影響によって、受信器による磁界の受信が困難な区間が存在する場合であっても、その区間を除いた複数の位置において削孔管の位置を計測することで、削孔軌跡が問題なく把握されるものである。
【００１０】
（３）上記（１）（２）項における、前記姿勢計測工程において、前記先端ヘッドに予め取り付けた傾斜計に対して、地上から前記削孔管の内部を通して光受信手段を接近させることで、前記傾斜計から前記光受信手段へ、前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度に係るデータを光信号で送信させ、前記光受信手段からケーブルを介して前記データを取得する削孔方法（請求項３）。
本項に記載の削孔方法は、上記（１）項に記載した如く先端ヘッドに確保されるスペースに、予め傾斜計を取り付ける。傾斜計としては、先端ヘッドの回転角度とピッチング角度との夫々を計測する２つの傾斜計、或いは、それら２つの角度を同時に計測可能な２軸式の傾斜計が挙げられ、又、何れの場合であっても、光信号を送信可能な光送信手段と共に設置する。
【００１１】
そして、姿勢計測工程において先端ヘッドの姿勢を計測する際に、先端ヘッドに取り付けた傾斜計に対して、地上から削孔管の内部を通して光受信手段を接近させ、傾斜計から光送信手段を介して光受信手段へ、先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度に係るデータを光信号で送信させる。この際、光受信手段にケーブルを接続しておくことで、先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度に係るデータを、光受信手段からケーブルを介して地上側で取得する。これにより、先端ヘッドの姿勢情報が、必要に応じた任意のタイミングで、地上側において把握されることとなる。なお、傾斜計に対する光受信手段の接近は、削孔管の内部で光受信手段を推進させ得る剛性を有する、ワイヤ等を利用して行えばよい。
【００１２】
（４）上記（１）から（３）項における、前記直線削孔工程及び前記曲線削孔工程において、所定距離を削孔する毎に、前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程及び前記調整工程を行う削孔方法（請求項４）。
本項に記載の削孔方法は、直線削孔工程及び曲線削孔工程において、直線孔或いは曲線孔を所定距離削孔する毎に、削孔作業を一時中断して、削孔軌跡計測工程と姿勢計測工程と調整工程とを実行するものである。これにより、実際の削孔位置が計画位置から大幅に逸れる前に、削孔位置が修正されるため、削孔位置の精度がより向上されるものである。なお、上記の所定距離は、例えば地中の土質等に応じて任意の距離が設定でき、又、直線削孔工程と曲線削孔工程とで距離が異なっていてもよい。
【００１３】
（５）上記（４）項における、前記曲線削孔工程中に行う前記調整工程において、前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程の計測結果から、前記曲線孔の予測終点位置を算出すると共に、該曲線孔の予測終点位置と、前記曲線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記削孔軌跡計測工程で計測した前記削孔軌跡の先端から、前記曲線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記曲線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整した後、前記曲線削孔工程に復帰する削孔方法（請求項５）。
【００１４】
本項に記載の削孔方法は、曲線削孔工程中に行う調整工程、すなわち、曲線孔の削孔中に所定距離削孔する毎に削孔を中断して行う調整工程において、その直前の削孔軌跡計測工程で計測した削孔軌跡と、同じく調整工程の直前の姿勢計測工程で計測した先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度とから、曲線孔の予測終点位置を算出する。つまり、それまでの曲線孔の削孔軌跡と、現状の先端ヘッドの姿勢情報とが把握されることで、そのまま曲線孔の削孔を続けた場合の、曲線孔の予測終点位置が算出される。更に、そのように算出した曲線孔の予測終点位置と、施工前に予め設定した曲線孔の計画終点位置との差分を算出する。
【００１５】
そして、算出した終点位置の差分が、予め設定した所定範囲から外れている場合に、曲線孔の削孔方向が計画終点位置に近づく方向に修正されるような、先端ヘッドの回転角度位置を算出する。具体的には、削孔軌跡計測工程で計測した削孔軌跡の先端から、曲線孔の計画線（施工前に予め設定した計画削孔軌跡）に対して仮想的に垂線を引き、この垂線方向視で、先端ヘッドのテーパ面が曲線孔の計画線と反対側を向くような、先端ヘッドの回転角度位置を算出する。そして、先端ヘッドの回転角度位置を、算出した回転角度位置に調整した後、曲線削孔工程に復帰して曲線孔を削孔するものである。この状態で先端ヘッドを回転させずに削孔することにより、先端ヘッドは、テーパ面で受ける圧力の影響によって、計画終点位置に近づく方向へと推進することになる。このため、より精度よく曲線孔を削孔するものとなる。なお、上記の所定範囲は、削孔軌跡計測工程や姿勢計測工程において用いる計測器の性能等に応じて設定する。
【００１６】
（６）上記（４）（５）項における、前記直線削孔工程中に行う前記調整工程において、前記削孔軌跡計測工程及び前記姿勢計測工程の計測結果から、前記直線孔の予測終点位置を算出すると共に、該直線孔の予測終点位置と、前記直線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記削孔軌跡計測工程で計測した前記削孔軌跡の先端から、前記直線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記直線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整して、前記曲線削孔工程を所定削孔長行った後、前記直線削孔工程に復帰する削孔方法（請求項６）。
【００１７】
本項に記載の削孔方法は、直線削孔工程中に行う調整工程、すなわち、直線孔の削孔中に所定距離削孔する毎に削孔を中断して行う調整工程において、その直前の削孔軌跡計測工程で計測した削孔軌跡と、同じく調整工程の直前の姿勢計測工程で計測した先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度とから、直線孔の予測終点位置を算出する。つまり、それまでの直線孔の削孔軌跡と、現状の先端ヘッドの姿勢情報とが把握されることで、そのまま直線孔の削孔を続けた場合の、直線孔の予測終点位置が算出される。更に、そのように算出した直線孔の予測終点位置と、施工前に予め設定した直線孔の計画終点位置との差分を算出する。そして、算出した終点位置の差分が、予め設定した所定範囲から外れている場合に、直線孔の削孔方向が計画終点位置に近づく方向に修正されるような、先端ヘッドの回転角度位置を算出する。
【００１８】
具体的には、削孔軌跡計測工程で計測した削孔軌跡の先端から、直線孔の計画線（施工前に予め設定した計画削孔軌跡）に対して仮想的に垂線を引き、この垂線方向視で、先端ヘッドのテーパ面が直線孔の計画線と反対側を向くような、先端ヘッドの回転角度位置を算出する。そして、先端ヘッドの回転角度位置を、算出した回転角度位置に調整した後、所定削孔長のみ曲線孔を削孔する。この状態で先端ヘッドを回転させずに曲線孔を削孔することにより、先端ヘッドは、テーパ面で受ける圧力の影響によって、直線孔の計画終点位置に近づく方向へと推進することになる。すなわち、直線孔の予測終点位置が計画終点位置から逸れている場合、一時的に曲線孔を削孔して削孔方向を修正する必要があるため、その削孔方向の修正に必要な所定削孔長のみ、曲線孔を削孔する。その後、直線削孔工程に復帰して直線孔を削孔するものである。これにより、より精度よく直線孔を削孔するものとなる。なお、上記の所定範囲についても、削孔軌跡計測工程や姿勢計測工程において用いる計測器の性能等に応じて設定すればよい。
【００１９】
（７）上記（６）項において、前記所定削孔長を、削孔済みの前記曲線孔を削孔時の、前記削孔軌跡計測工程の計測結果から求められる、削孔済みの前記曲線孔の曲率半径に基づいて算出する削孔方法（請求項７）。
本項に記載の削孔方法は、直線孔の方向を修正する際に削孔する曲線孔の長さである所定削孔長を、既に削孔済みの曲線孔の曲率半径に基づいて算出するものである。この際、削孔済みの曲線孔の曲率半径は、その曲線孔の削孔中に実行した、削孔軌跡計測工程において計測した曲線孔の削孔軌跡から求められる。このように求められた曲線孔の曲率半径は、実際に削孔している地中の土質の影響等が反映された曲率半径となる。このため、それに基づいて算出される所定削孔長は、地中の土質の影響等が加味された、適切な削孔長が算出されるものとなる。
【００２０】
（８）上記（１）から（７）項における、前記削孔軌跡計測工程において、少なくともピッチング方向とヨーイング方向とを計測可能なジャイロセンサを、前記削孔管の内部を通して前記先端ヘッドの近傍まで送り込んだ後、前記ジャイロセンサを引き上げながら該ジャイロセンサにより計測を行うと共に、前記ジャイロセンサに接続した線状の送り込み手段の繰り出し量を計測し、前記ジャイロセンサによる計測結果と前記繰り出し量とに基づいて、前記削孔軌跡を計測する方法を併用する削孔方法（請求項８）。
本項に記載の削孔方法は、削孔軌跡計測工程において、削孔開始位置から先端ヘッドまで削孔軌跡を計測する方法として、２つの方法を併用するものである。すなわち、一方の方法は、上記（１）項に記載した削孔管に電流を流す方法であり、もう一方の方法は、先端ヘッドの近傍までジャイロセンサを送り込む方法である。
【００２１】
より詳しくは、もう一方の方法は、少なくともピッチング方向とヨーイング方向とを計測可能なジャイロセンサを、削孔管の内部を通して先端ヘッドの近傍まで送り込んだ後、削孔管の内部を通してジャイロセンサを引き上げながら、ジャイロセンサが移動した経路上で角速度の計測を行う。この際、削孔管内でジャイロセンサを推進させ得る剛性を有する、ワイヤ等の線状の送り込み手段を、ジャイロセンサに接続して送り込み、線状の送り込み手段の繰り出し量を計測する。このとき、送り込み手段の繰り出し量は、送り込み手段の繰り出し時と繰り取り時との、何れにおいて計測してもよい。そして、ジャイロセンサによる計測結果と、送り込み手段の繰り出し量とに基づいて、削孔軌跡を計測するものである。これにより、例えば、削孔軌跡のメインの計測方法として、削孔管に電流を流す方法を用い、この方法による計測が困難な区間については、ジャイロセンサを用いる計測方法を採用する、といった使い分けが行われる。このように削孔軌跡を計測することによって、削孔管の到達位置の予測精度が向上し、削孔をより精度よく行うものとなる。
【００２２】
（９）先端にテーパ面を有する回転可能な先端ヘッドを装着した削孔管を利用し、前記先端ヘッドを回転させながら前記削孔管を押し込むことで直線孔を削孔する直線削孔と、前記回転ヘッドを回転させずに前記削孔管を押し込むことで曲線孔を削孔する曲線削孔とを組み合わせて、地中を削孔する削孔機を備えた削孔装置であって、地上に露出している前記削孔管の一部から電流を流すことで、地中の前記削孔管を中心とした磁界を発生させる磁界発生手段と、前記磁界を地上から受信するための受信器と、該受信器による受信結果に基づいて、削孔開始位置から前記先端ヘッドまでの削孔軌跡を計測する第１の計測手段と、を備える第１の削孔軌跡計測手段と、前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度を計測する姿勢計測手段と、前記第１の削孔軌跡計測手段及び前記姿勢計測手段による計測結果に基づいて、前記先端ヘッドの回転角度位置を算出する回転角度算出手段と、装置全体を制御する制御手段と、を含む削孔装置（請求項９）。
【００２３】
（１０）上記（９）項において、前記第１の削孔軌跡計測手段は、地上から前記受信器により前記削孔管の複数の部位の位置を検出し、前記第１の計測手段により前記複数の部位の位置を仮想的に線状に繋げて得られる仮想曲線に基づき、前記削孔軌跡を計測するものである削孔装置（請求項１０）。
（１１）上記（９）（１０）項において、前記姿勢計測手段は、前記先端ヘッドに予め取り付けられる傾斜計と、地上から前記削孔管の内部を通して前記傾斜計に接近させられることで、前記傾斜計から前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度に係るデータを光信号で受信する光受信手段と、該光受信手段からケーブルを介して前記データを取得するデータ取得手段と、を含む削孔装置（請求項１１）。
【００２４】
（１２）上記（９）から（１１）項において、前記制御手段は、前記削孔機による前記直線孔及び前記曲線孔の削孔中に、所定距離が削孔される毎に、前記第１の削孔軌跡計測手段による前記削孔軌跡の計測と、前記姿勢計測手段による前記先端ヘッドの回転角度及びピッチング角度の計測と、前記回転角度算出手段による前記先端ヘッドの回転角度位置の算出とが行われるように制御する削孔装置（請求項１２）。
（１３）上記（１２）項において、前記回転角度算出手段は、前記削孔機による前記曲線孔の削孔中に、前記第１の削孔軌跡計測手段及び前記姿勢計測手段による計測結果から、前記曲線孔の予測終点位置を算出すると共に、該曲線孔の予測終点位置と、前記曲線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記第１の削孔軌跡計測手段により計測された前記削孔軌跡の先端から、前記曲線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記曲線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を算出するものであり、前記制御手段は、前記削孔機による前記曲線孔の削孔中に、前記回転角度算出手段による前記先端ヘッドの回転角度位置の算出を受けて、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整した後、前記削孔機による前記曲線孔の削孔に復帰させることを特徴とする請求項１２記載の削孔装置（請求項１３）。
【００２５】
（１４）上記（１２）（１３）項において、前記回転角度算出手段は、前記削孔機による前記直線孔の削孔中に、前記第１の削孔軌跡計測手段及び前記姿勢計測手段による計測結果から、前記直線孔の予測終点位置を算出すると共に、該直線孔の予測終点位置と、前記直線孔の計画終点位置との差分を算出し、該差分が所定範囲から外れている場合に、前記第１の削孔軌跡計測手段により計測された前記削孔軌跡の先端から、前記直線孔の計画線に対して仮想的に垂線を引き、該垂線方向視で前記テーパ面が前記直線孔の計画線と反対側を向くように、前記先端ヘッドの回転角度位置を算出するものであり、前記制御手段は、前記削孔機による前記直線孔の削孔中に、前記回転角度算出手段による前記先端ヘッドの回転角度位置の算出を受けて、前記先端ヘッドの回転角度位置を調整し、前記削孔機による前記曲線孔の削孔を所定削孔長行わせた後、前記削孔機による前記直線孔の削孔に復帰させる削孔装置（請求項１４）。
（１５）上記（１４）項において、前記制御手段は、削孔済みの前記曲線孔の削孔時に、前記第１の削孔軌跡計測手段による計測結果から求められる、削孔済みの前記曲線孔の曲率半径に基づいて、前記所定削孔長を算出する削孔装置（請求項１５）。
【００２６】
（１６）上記（９）から（１５）項において、前記削孔管の内部を通して前記先端ヘッドの近傍まで送り込まれ、少なくともピッチング方向とヨーイング方向とを計測可能なジャイロセンサと、該ジャイロセンサに接続された線状の送り込み手段の繰り出し量を計測する繰り出し量計測手段と、前記ジャイロセンサ及び前記繰り出し量計測手段による計測結果に基づいて、前記削孔軌跡を計測する第２の計測手段と、を備える第２の削孔軌跡計測手段を含み、前記回転角度算出手段及び前記制御手段は、前記第１の削孔軌跡計測手段により計測される前記削孔軌跡と、前記第２の削孔軌跡計測手段により計測される前記削孔軌跡とを併用して利用する削孔装置（請求項１６）。
そして、（９）から（１６）項に記載の削孔装置は、各々、上記（１）から（８）項の削孔方法に利用されるものであり、上記（１）から（８）項の削孔方法と同等の作用を奏するものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は上記のような構成であるため、削孔位置をより正確に把握し、削孔を精度よく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る削孔装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る削孔装置で利用する先端ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る削孔方法の一例を示すフロー図である。
【図４】図３に引き続き、本発明の実施の形態に係る削孔方法の一例を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る削孔方法により地中を削孔する様子を示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体にわたって、同一部分又は対応する部分は、同一符号で示している。
まず、図１には、本発明の実施の形態に係る削孔装置１０の構成を示している。図示のように、削孔装置１０は、削孔機１２と、第１の削孔軌跡計測手段３０と、姿勢計測手段４０と、回転角度算出手段６０と、制御手段６４と、第２の削孔軌跡計測手段７０とを含んでいる。削孔機１２は、詳しい説明は省略するが、先端ヘッド１４を装着した削孔管２６を地中に押し込むことで削孔し、削孔管２６を継ぎ足しながら順次押し込むことで、削孔距離を延ばしていくものである。この際、先端ヘッド１４を回転させながら削孔管２６を押し込むことで直線孔を削孔し、先端ヘッド１４を回転させずに削孔管２６を押し込むことで曲線孔を削孔する。
【００３０】
ここで、先端ヘッド１４は、本実施例では、図２に示すような構成を有している。先端ヘッド１４は、先端の一部にテーパ面１６が形成されており、テーパ面１６が設けられていない部位の先端側（図中左側）に、削孔中に削孔水を噴射するための噴射口１８が設けられている。又、先端ヘッド１４の内部には、削孔水の水圧を計測するための水圧センサ２０が設置されている。更に、詳しくは後述するが、先端ヘッド１４の内部には、姿勢計測手段４０を構成するセンサ部４２が設置されている。
【００３１】
図１に戻ると、第１の削孔軌跡計測手段３０は、削孔管２６による削孔軌跡を計測するものであり、磁界発生手段３２、受信器３４、第１の計測手段３６を備えている。磁界発生手段３２は、地上に露出している削孔管２６の一部２６ａ（図５参照）から、削孔管２６に電流を流すことで、地中において削孔管２６を中心とした磁界を発生させるものである。受信器３４は、地上において作業員等によって操作され、地中において削孔管２６を中心として発生している磁界を地上から受信するものである。又、第１の計測手段３６は、受信器３４により受信した磁界の強弱等に基づいて、地中に挿入されている削孔管２６の位置を計測することで、削孔管２６による削孔軌跡を計測するものである。なお、第１の削孔軌跡計測手段３０により計測される削孔管２６の位置は、削孔管２６の絶対位置である。
【００３２】
第２の削孔軌跡計測手段７０は、第１の削孔軌跡計測手段３０と同じく、削孔管２６による削孔軌跡を計測するものであり、ジャイロセンサ７２、繰り出し量計測手段７４、第２の計測手段７６を備えている。ジャイロセンサ７２は、少なくともピッチング方向とヨーイング方向との加速度を計測するものであり、ワイヤ等の線状の送り込み手段によって、削孔管２６の内部を通して先端ヘッド１４の近傍まで送り込まれる。その後、線状の送り込み手段を介して、削孔管２６の内部を通して引き上げられながら、ジャイロセンサ７２が移動した経路上で加速度の計測を行うものである。繰り出し量計測手段７４は、先端ヘッド１４の近傍までジャイロセンサ７２が送り込まれたときの、ジャイロセンサ７２に接続された線状の送り込み手段の繰り出し量（繰り出し長さ）を計測するものである。第２の計測手段７６は、ジャイロセンサ７２による計測結果と、繰り出し量計測手段７４による計測結果とに基づいて、ジャイロセンサ７２が通された削孔管２６の位置を計測することで、削孔管２６による削孔軌跡を計測するものである。なお、第２の削孔軌跡計測手段７０により計測される削孔管２６の位置は、ジャイロセンサ７２が削孔管２６の内部に挿入され始めた位置を起点とした相対位置である。
【００３３】
姿勢計測手段４０は、削孔管２６の先端に装着された先端ヘッド１４の姿勢を計測するものであり、センサ部４２を構成する傾斜計４４、基板４６、電池４８、及び、光送信手段５０と、光受信手段５２と、データ取得手段５４とを備えている。図２に示すように、センサ部４２は、先端ヘッド１４の内部に予め取り付けられ、傾斜計４４は、本実施例では、先端ヘッド１４の回転角度（ローリング角度）とピッチング角度とを計測可能な、２軸式のものが採用されている。基板４６は、傾斜計４４により計測されたデータの、光信号への変換等を行い、光送信手段５０は、光信号に変換されたデータの送信を行う。電池４８は、傾斜計４４、基板４６、光送信手段５０等に、電力の供給を行うものである。図１に示す光受信手段５２は、ワイヤ等によって削孔管２６の内部を通して光送信手段５０に接近させられることで、光送信手段５０から傾斜計４４による計測データを光信号として受信する。又、データ取得手段５４は、光送信手段５０に接近させられた光受信手段５２とケーブル接続されることで、光送信手段５０及び光受信手段５２を介して、傾斜計４４による計測データを地上側で取得するためのものである。
【００３４】
回転角度算出手段６０は、第１の削孔軌跡計測手段３０又は第２の削孔軌跡計測手段７０により計測された削孔管２６の削孔軌跡と、姿勢計測手段４０により計測された先端ヘッド１４の姿勢情報とに基づいて、削孔管２６による削孔方向を修正するための、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出するものである。回転角度算出手段６０による算出方法については後述する。一方、制御手段６４は、削孔装置１０全体の制御を行うものであり、本実施例では、上記の回転角度算出手段６０の役割も担っている。このため、制御手段６４は、削孔機１２、第１の削孔軌跡計測手段３０、第２の削孔軌跡計測手段７０、及び、姿勢計測手段４０の各々と接続され、例えば、複数又は単数のコンピュータにより構成される。
【００３５】
続いて、図３及び図４に示すフロー図の流れに沿って、上述した削孔装置１０を利用して実行する、本発明の実施の形態に係る削孔方法について説明する。本実施例では、削孔機１２を利用して、図５のイメージ図に示すようにして削孔する場合を例に説明する。図５の例では、長さが約５ｍの直線孔ＳＨ１と、曲線長さが約２１ｍの曲線孔ＣＨと、長さが約４４ｍの直線孔ＳＨ２とを組み合わせて削孔しており、曲線孔ＣＨの曲率半径は約６０ｍ、直線孔ＣＨ２の深さは約５．３ｍ、削孔開始位置から直線孔ＳＨ２の終点までの水平長さは約６９ｍである。なお、図３及び図４に示している符号Ａは、図３の符号Ａから図４の符号Ａへ処理が続くことを示している。又、削孔装置１０の構成については図１を、先端ヘッド１４の構成については図２を、適宜、参照のこと。
Ｓ１００（削孔機据付）：事前に計画した位置に削孔機１２を据付け、先端ヘッド１４を装着した削孔管２６を削孔機１２にセットする。なお、削孔管２６には、通電性及び可撓性を有する金属製のもの等を用いることとする。
【００３６】
Ｓ１１０（直線削孔開始）：事前に計画した削孔開始位置から、削孔機１２により、まずは初期の斜めの直線孔ＳＨ１の削孔を開始する。このとき、削孔管２６の先端に装着した先端ヘッド１４を回転させながら、かつ、先端ヘッド１４の噴射口１８から削孔水を噴射しながら、直線孔ＳＨ１を削孔する。
Ｓ１２０（直線削孔終了）：直線孔ＳＨ１を事前に計画した削孔長削孔した後、直線孔ＳＨ１の削孔を終了する。なお、この初期の直線孔ＳＨ１は、削孔長がさほど長くなく（例えば５ｍ程度）、削孔機１２から近い部分であることから、削孔の計画位置からほとんど逸れることはない。このため、本実施例では、直線孔ＳＨ１の削孔中は、後述する削孔軌跡計測工程や先端ヘッド１４の姿勢計測工程を行わず、例えば、削孔管２６の地中Ｇに挿入された部分の長さ等から、直線孔ＳＨ１の削孔長を判断すればよい。
【００３７】
Ｓ１３０（削孔軌跡計測）：第１の削孔軌跡計測手段３０、或いは、第２の削孔軌跡計測手段７０により、直線孔ＳＨ１の削孔が終了した時点での削孔軌跡を計測する。第１の削孔軌跡計測手段３０を用いて計測を行う場合は、まず、磁界発生手段３２を、削孔管２６の地上に露出している一部２６ａに接続し、削孔管２６全体に電流を流すことで、地中Ｇ内の削孔管２６を中心とした磁界を発生させる。そして、受信器３４により、地上から地中Ｇの磁界を受信し、第１の計測手段３６により、受信器３４で受信した磁界の強弱等から、削孔管２６の位置（絶対位置及び深度）を計測する。このとき、削孔管２６の位置は、線状に連続的に計測してもよく、複数の点状に断続的に計測してもよい。その後、第１の計測手段３６により、削孔管２６の位置から削孔軌跡を計測する。すなわち、削孔管２６の位置が、線状に連続的に計測された場合は、それがそのまま削孔軌跡を示しており、複数の点状に断続的に計測された場合は、それら複数の位置が仮想的に線状に繋げられることで得られる仮想曲線が、削孔軌跡を示すこととなる。
【００３８】
他方、第２の削孔軌跡計測手段７０を用いて計測を行う場合は、まず、ジャイロセンサ７２を、ワイヤ等の線状の送り込み手段によって、削孔管２６の尾端側から削孔管２６の内部を通して先端ヘッド１４の近傍まで送り込む。その後、線状の送り込み手段を繰り取ることで、削孔管２６の内部を通してジャイロセンサ７２を引き上げながら、ジャイロセンサ７２が移動した経路上で、ジャイロセンサ７２によりピッチング方向とヨーイング方向との加速度を計測する。又、ジャイロセンサ７２の送り込み時或いは引き上げ時に、繰り出し量計測手段７４によって、線状の送り込み手段の繰り出し量を計測する。そして、第２の計測手段７６により、ジャイロセンサ７２による計測結果と、繰り出し量計測手段７４による計測結果とに基づいて、ジャイロセンサ７２が移動した経路の位置、すなわち、ジャイロセンサ７２が通された削孔管２６の位置（ジャイロセンサ７２の送り込み開始位置を起点とした相対位置）を計測する。このように計測した削孔管２６の位置が、削孔管２６による削孔軌跡となる。
【００３９】
ここで、第１の削孔軌跡計測手段３０と第２の削孔軌跡計測手段７０との使い分けについて言及する。例えば、削孔軌跡の計測には、基本的に第１の削孔軌跡計測手段３０を用いることとし、地上構造物や地中埋設物の影響等によって、第１の削孔軌跡計測手段３０の磁界発生手段３２により発生させた磁界を、受信器３４で受信するのが困難な区間のみ、第２の削孔軌跡計測手段７０を用いることとすればよい。又、同じタイミングで第１の削孔軌跡計測手段３０と第２の削孔軌跡計測手段７０との双方を用いて計測を行うことで、計測結果の精度を高めることとしてもよい。
【００４０】
Ｓ１４０（先端ヘッド姿勢計測）：姿勢計測手段４０により、直線孔ＳＨ１の削孔が終了した時点での、先端ヘッド１４の姿勢を計測する。ここで、本実施例において、先端ヘッド１４に内蔵されている姿勢計測手段４０のセンサ部４２は、削孔中は常にオン状態にあり、傾斜計４４によって先端ヘッド１４の回転角度及びピッチング角度を常時計測するように設定されている。このため、本工程では、傾斜計４４により計測されたデータを取得するために、光受信手段５２をセンサ部４２の光送信手段５０に接近させる作業を行う。具体的に、光受信手段５２とデータ取得手段５４とをケーブルで接続し、ケーブルで接続した状態の光受信手段５２を、ワイヤ等によって削孔管２６の内部を通して光送信手段５０に接近させる。そして、基板４６等によって光信号に変換された傾斜計４４による計測データを、光送信手段５０から光受信手段５２に受信し、ケーブルを介して、光受信手段５２からデータ取得手段５４へ送信させる。このようにして、姿勢計測手段４０の傾斜計４４により計測した、先端ヘッド１４の回転角度及びピッチング角度のデータを、地上側において取得する。
【００４１】
Ｓ１５０（回転角度位置算出）：回転角度算出手段６０により、上記Ｓ１３０及び上記Ｓ１４０における計測結果に基づき、直線孔ＳＨ１に続く曲線孔ＣＨを削孔するための、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。具体的には、上記Ｓ１３０で把握された位置にあり、上記Ｓ１４０で把握された姿勢にある先端ヘッド１４により、計画通りに曲線孔ＣＨを削孔するための、先端ヘッド１４に設けられているテーパ面１６の向きを算出する。そのようなテーパ面１６の向きは、通常、曲線孔ＣＨの径方向視で曲線孔ＣＨの曲がり方向と反対側の向きである。このため、テーパ面１６がそのような方向を向くように、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。
【００４２】
Ｓ１６０（回転角度位置調整）：上記Ｓ１５０で算出した先端ヘッド１４の回転角度位置になるように、制御手段６４により、先端ヘッド１４の回転角度位置を調整する。具体的には、上記Ｓ１４０で把握した先端ヘッド１４の現状の姿勢（回転角度）と、上記Ｓ１５０で算出した先端ヘッド１４の回転角度位置との角度の差分を算出し、この角度の差分だけ先端ヘッド１４を回転させる。
Ｓ１７０（曲線削孔開始）：上記Ｓ１６０において先端ヘッド１４の回転角度位置を調整した状態で、削孔機１２により、曲線孔ＣＨの削孔を開始する。このとき、削孔管２６の先端に装着した先端ヘッド１４を回転させずに、先端ヘッド１４の噴射口１８から削孔水を噴射しながら、曲線孔ＣＨを削孔する。
【００４３】
Ｓ１８０（削孔軌跡計測）：曲線孔ＣＨを所定距離（例えば３ｍ）削孔した後、曲線孔ＣＨの削孔を一時中断し、第１の削孔軌跡計測手段３０、或いは、第２の削孔軌跡計測手段７０により、現時点での削孔軌跡を計測する。計測の方法は、上記Ｓ１３０と同様であるため、詳しい説明を省略する。
Ｓ１９０（先端ヘッド姿勢計測）：上記Ｓ１８０に引き続き、曲線孔ＣＨを所定距離（例えば３ｍ）削孔した時点での、先端ヘッド１４の姿勢を、姿勢計測手段４０により計測する。計測の方法は、上記Ｓ１４０と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【００４４】
Ｓ２００（曲線孔終点判定）：上記Ｓ１８０で計測した削孔軌跡に基づき、制御手段６４により、曲線孔ＣＨが、予め設定されている曲線孔ＣＨの計画終点位置に達したか否かを判定する。そして、計画終点位置に達したと判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ２７０へ移行し、計画終点位置に達していないと判定した場合（ＮＯ）は、Ｓ２１０へ移行する。
Ｓ２１０（曲線孔終点位置の差分算出）：回転角度算出手段６０により、上記Ｓ１８０及び上記Ｓ１９０における計測結果から、曲線孔ＣＨの予測終点位置を算出する。具体的に、上記Ｓ１８０で計測された削孔管２６の位置から、上記Ｓ１９０で計測された先端ヘッド１４の姿勢で、曲線孔ＣＨを削孔し続けた場合の、曲線孔ＣＨの予測終点位置を算出する。このとき、上記Ｓ１８０で計測された削孔軌跡から、現時点での曲線孔ＣＨの曲率半径Ｒを算出し、それを曲線孔ＣＨの予測終点位置の算出に利用すればよい。更に、回転角度算出手段６０により、算出した曲線孔ＣＨの予測終点位置と、予め設定されている曲線孔ＣＨの計画終点位置との差分を算出する。
【００４５】
Ｓ２２０（差分判定）：回転角度算出手段６０により、上記Ｓ２１０において算出した曲線孔ＣＨの終点位置の差分が、所定範囲内であるか否かを判定する。そして、差分が所定範囲内であると判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ２３０へ移行し、差分が所定範囲内でないと判定した場合（ＮＯ）は、Ｓ２４０へ移行する。なお、判定に用いる所定範囲は、上記Ｓ１８０で利用した第１の削孔軌跡計測手段３０又は第２の削孔軌跡計測手段７０や、上記Ｓ１９０で利用した姿勢計測手段４０の、計測性能等に応じて、任意の範囲を設定すればよい。
Ｓ２３０（曲線削孔継続）：上記Ｓ２２０において、そのまま曲線孔ＣＨを削孔しても問題ないと判定されたため、削孔機１２による曲線孔ＣＨの削孔を継続する。そして、曲線孔ＣＨを所定距離（例えば３ｍ）削孔した後、上記Ｓ１８０へ復帰する。
【００４６】
Ｓ２４０（回転角度位置算出）：上記Ｓ２２０において、削孔方向の修正が必要と判定されたため、曲線孔ＣＨの削孔方向を修正するための、先端ヘッド１４の回転角度位置を、回転角度算出手段６０により算出する。具体的には、まず、上記Ｓ１８０において計測した削孔軌跡の先端（曲線孔ＣＨの現時点での先端）から、予め設定されている曲線孔ＣＨの計画線（計画削孔軌跡）に対して、仮想的に垂線を引く。そして、この垂線方向視で、先端ヘッド１４のテーパ面１６が、曲線孔ＣＨの計画線と反対側を向くような、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。
Ｓ２５０（回転角度位置調整）：上記Ｓ２４０で算出した先端ヘッド１４の回転角度位置になるように、制御手段６４により、先端ヘッド１４の回転角度位置を調整する。具体的な方法は、上記Ｓ１６０と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【００４７】
Ｓ２６０（曲線削孔再開）：上記Ｓ２５０において先端ヘッド１４の回転角度位置を調整した状態で、削孔機１２による曲線孔ＣＨの削孔を再開する。そして、曲線孔ＣＨを所定距離（例えば３ｍ）削孔した後、上記Ｓ１８０へ復帰する。
ここで、Ｓ２３０或いはＳ２６０からＳ１８０へ復帰することを考慮すると、Ｓ１８０〜Ｓ２６０は、曲線孔ＣＨが終点に到達するまでの間、曲線孔ＣＨが所定距離（例えば３ｍ）削孔される毎に、繰り返し実行されることとなる。
【００４８】
Ｓ２７０（直線削孔開始）：上記Ｓ２００において曲線孔ＣＨの削孔が終了したと判定されたため、削孔機１２により、曲線孔ＣＨに続いて直線孔ＳＨ２の削孔を開始する。このとき、削孔管２６の先端に装着した先端ヘッド１４を回転させながら、かつ、先端ヘッド１４の噴射口１８から削孔水を噴射しながら、直線孔ＳＨ２を削孔する。
Ｓ２８０（削孔軌跡計測）：直線孔ＳＨ２を所定距離（例えば３〜６ｍ）削孔した後、直線孔ＳＨ２の削孔を一時中断し、第１の削孔軌跡計測手段３０、或いは、第２の削孔軌跡計測手段７０により、現時点での削孔軌跡を計測する。計測の方法は、上記Ｓ１３０と同様であるため、詳しい説明を省略する。
【００４９】
Ｓ２９０（先端ヘッド姿勢計測）：上記Ｓ２８０に引き続き、直線孔ＳＨ２を所定距離（例えば３〜６ｍ）削孔した時点での、先端ヘッド１４の姿勢を、姿勢計測手段４０により計測する。計測の方法は、上記Ｓ１４０と同様であるため、詳しい説明を省略する。
Ｓ３００（直線孔終点判定）：上記Ｓ２８０で計測した削孔軌跡に基づき、制御手段６４により、直線孔ＳＨ２が、予め設定されている直線孔ＳＨ２の計画終点位置に達したか否かを判定する。そして、計画終点位置に達したと判定した場合（ＹＥＳ）は、直線孔ＳＨ２までの削孔が全て終了したことになり、本発明の実施の形態に係る削孔方法による削孔が終了となる。一方、計画終点位置に達していないと判定した場合（ＮＯ）は、Ｓ３１０へ移行する。
【００５０】
Ｓ３１０（直線孔終点位置の差分算出）：回転角度算出手段６０により、上記Ｓ２８０及び上記Ｓ２９０における計測結果から、直線孔ＳＨ２の予測終点位置を算出する。具体的に、上記Ｓ２８０で計測された削孔管２６の位置から、上記Ｓ２９０で計測された先端ヘッド１４の姿勢で、直線孔ＳＨ２を削孔し続けた場合の、直線孔ＳＨ２の予測終点位置を算出する。更に、回転角度算出手段６０により、算出した直線孔ＳＨ２の予測終点位置と、予め設定されている直線孔ＳＨ２の計画終点位置との差分を算出する。このとき、上記Ｓ２８０で計測された削孔軌跡と、予め設定されている直線孔ＳＨ２の計画線（計画削孔軌跡）との差分や、それらが成す角度等を利用すればよい。
【００５１】
Ｓ３２０（差分判定）：回転角度算出手段６０により、上記Ｓ３１０において算出した直線孔ＳＨ２の終点位置の差分が、所定範囲内であるか否かを判定する。そして、差分が所定範囲内であると判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ３３０へ移行し、差分が所定範囲内でないと判定した場合（ＮＯ）は、Ｓ３４０へ移行する。なお、判定に用いる所定範囲は、上記Ｓ２８０で利用した第１の削孔軌跡計測手段３０又は第２の削孔軌跡計測手段７０や、上記Ｓ２９０で利用した姿勢計測手段４０の、計測性能等に応じて、任意の範囲を設定すればよい。
【００５２】
Ｓ３３０（直線削孔継続）：上記Ｓ３２０において、そのまま直線孔ＳＨ２を削孔しても問題ないと判定されたため、削孔機１２による直線孔ＳＨ２の削孔を継続する。そして、直線孔ＳＨ２を所定距離（例えば３〜６ｍ）削孔した後、上記Ｓ２８０へ復帰する。
Ｓ３４０（回転角度位置算出）：上記Ｓ３２０において、削孔方向の修正が必要と判定されたため、直線孔ＳＨ２の削孔方向を修正する曲線削孔を行うための、先端ヘッド１４の回転角度位置を、回転角度算出手段６０により算出する。具体的には、まず、上記Ｓ２８０において計測した削孔軌跡の先端（直線孔ＳＨ２の現時点での先端）から、予め設定されている直線孔ＳＨ２の計画線（計画削孔軌跡）に対して、仮想的に垂線を引く。そして、この垂線方向視で、先端ヘッド１４のテーパ面１６が、直線孔ＳＨ２の計画線と反対側を向くような、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。
【００５３】
Ｓ３５０（回転角度位置調整）：上記Ｓ３４０で算出した先端ヘッド１４の回転角度位置になるように、制御手段６４により、先端ヘッド１４の回転角度位置を調整する。具体的な方法は、上記Ｓ１６０と同様であるため、詳しい説明を省略する。
Ｓ３６０（所定削孔長のみ曲線削孔）：上記Ｓ３５０において先端ヘッド１４の回転角度位置を調整した状態で、直線孔ＳＨ２の削孔方向を修正するための所定削孔長のみ、削孔機１２により曲線孔を削孔する。このような所定削孔長は、制御手段６４により、既に削孔した曲線孔ＣＨの曲率半径Ｒから算出すればよく、曲線孔ＣＨの曲率半径Ｒは、曲線孔ＣＨの削孔中に計測した削孔軌跡、すなわち、上記Ｓ１８０で計測した曲線孔ＣＨの削孔軌跡から求めればよい。そして、算出した所定削孔長のみ、先端ヘッド１４を回転させずに、曲線孔を削孔する。
【００５４】
Ｓ３７０（直線削孔再開）：上記Ｓ３６０の曲線削孔により削孔方向を修正した後、削孔機１２による直線孔ＳＨ２の削孔を再開する。そして、直線孔ＳＨ２を所定距離（例えば３〜６ｍ）削孔した後、上記Ｓ２８０へ復帰する。
ここで、Ｓ３３０或いはＳ３７０からＳ２８０へ復帰することを考慮すると、Ｓ２８０〜Ｓ３７０は、直線孔ＳＨ２が終点に到達するまでの間、直線孔ＳＨ２が所定距離（例えば３〜６ｍ）削孔される毎に、繰り返し実行されることとなる。
なお、図３及び図４のフロー図では、削孔軌跡計測工程（Ｓ１３０、Ｓ１８０、Ｓ２８０）と、先端ヘッド姿勢計測工程（Ｓ１４０、Ｓ１９０、Ｓ２９０）とは、削孔軌跡計測工程の方を先に行っているが、その実行順序が逆であってもよい。
【００５５】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、図１に示すような構成の削孔装置１０を利用して、図３及び図４に示すような流れに沿って、図５に示すように削孔するものである。より具体的には、先端ヘッド１４を装着した削孔管２６を利用して、直線孔ＳＨ１、ＳＨ２を削孔する直線削孔工程（Ｓ１１０〜Ｓ１２０、Ｓ２７０〜Ｓ３７０）と、曲線孔ＣＨを削孔する曲線削孔工程（Ｓ１７０〜Ｓ２６０）とを組み合わせて、地中Ｇを削孔するものであり、更に、削孔軌跡計測工程（Ｓ１３０、Ｓ１８０、Ｓ２８０）と、姿勢計測工程（Ｓ１４０、Ｓ１９０、Ｓ２９０）と、調整工程（Ｓ２１０〜Ｓ２６０、Ｓ３１０〜Ｓ３７０）とを含んでいる。
【００５６】
削孔軌跡計測工程では、第１の削孔軌跡計測手段３０の磁界発生手段３２により、地上に露出している削孔管２６の一部２６ａ、すなわち、地中Ｇに挿入されている削孔管２６の尾端近傍から、削孔管２６に電流を流すことで、地中Ｇに挿入されている削孔管２６を中心とした磁界を発生させる。そして、作業員等に操作される受信器３４によって、地上から磁界を受信し、受信した磁界の強弱等の受信結果から、第１の計測手段３６により、地中Ｇの削孔管２６の絶対位置を計測する。これにより、削孔開始位置から現状の先端ヘッド１４の位置までの、削孔管２６による削孔軌跡が計測される。このように、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、削孔管２６を中心とした磁界を発生させながらも、地上に露出した削孔管２６の一部２６ａから電流を流す方法を採用しているため、削孔管２６に磁界発生装置や受信器を備える必要がなく、削孔管２６や先端ヘッド１４に別の計測器を設置するためのスペースを確保することができる。
【００５７】
又、姿勢計測工程では、上記のように確保された先端ヘッド１４のスペースに、本実施例では傾斜計４４を設置することで、先端ヘッド１４の回転角度とピッチング角度とを計測する。そして、調整工程では、削孔軌跡計測工程で得られた削孔軌跡と、姿勢計測工程で得られた先端ヘッド１４の回転角度及びピッチング角度とに基づいて、例えば、削孔管２６の予測到達位置を算出する。すなわち、それまでの削孔管２６による削孔軌跡と、現状の先端ヘッド１４の姿勢とが把握されることで、そのまま直線孔ＳＨ２或いは曲線孔ＣＨを削孔する場合の予測到達位置が算出される。
【００５８】
そして、例えば、削孔管２６の予測到達位置が計画到達位置から逸れている場合に、実際の到達位置が計画到達位置へと近づいて修正されるように、先端ヘッド１４の回転角度位置、すなわち、先端ヘッド１４に設けられているテーパ面１６の向きを調整する。その後、テーパ面１６の向きを調整した状態で、先端ヘッド１４を回転させずに削孔管２６を押し込んで曲線孔を削孔することで、計画到達位置へと近づくように削孔位置が修正される。このように、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、削孔軌跡計測工程において削孔管２６の位置をより正確に把握することができ、更に先端ヘッド１４の姿勢情報と併用することで得られる予測到達位置を利用することにより、削孔を精度よく行うことが可能となる。
【００５９】
更に、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、削孔軌跡計測工程（Ｓ１３０、Ｓ１８０、Ｓ２８０）において、削孔開始位置から先端ヘッド１４までの削孔軌跡を計測する際に、地上から受信器３４により削孔管２６の複数の部位の位置を検出し、これら複数の部位の位置を仮想的に線状に繋げて得られる仮想曲線に基づいて、削孔軌跡を計測してもよい。すなわち、削孔管２６の位置を線状に連続的に計測するのではなく、複数の点状に断続的に計測することで、削孔管２６の計測位置の精度を維持しながら、作業時間を短縮することができる。更に、地上構造物や地中埋設物の影響によって、受信器３４による磁界の受信が困難な区間が存在する場合であっても、その区間を除いた複数の位置において削孔管２６の位置を計測することで、削孔軌跡を問題なく把握することができる。
【００６０】
又、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、削孔軌跡計測工程（Ｓ１３０、Ｓ１８０、Ｓ２８０）において、削孔開始位置から先端ヘッド１４まで削孔軌跡を計測する方法として、２つの方法を併用してもよい。すなわち、一方の方法は、上述した第１の削孔軌跡計測手段３０を利用する方法であり、もう一方の方法は、第２の削孔軌跡計測手段７０を利用する方法である。第２の削孔軌跡計測手段７０を利用する方法では、少なくともピッチング方向とヨーイング方向とを計測可能なジャイロセンサ７２を、削孔管２６の内部を通して先端ヘッド１４の近傍まで送り込んだ後、削孔管２６の内部を通してジャイロセンサ７２を引き上げながら、ジャイロセンサ７２が移動した経路上で角速度の計測を行う。
【００６１】
この際、削孔管２６内でジャイロセンサ７２を推進させ得る剛性を有する、ワイヤ等の線状の送り込み手段を、ジャイロセンサ７２に接続して送り込み、繰り出し量計測手段７４によって、線状の送り込み手段の繰り出し量を計測する。このとき、送り込み手段の繰り出し量は、送り込み手段の繰り出し時と繰り取り時との、何れにおいて計測してもよい。そして、ジャイロセンサ７２による計測結果と、繰り出し量計測手段７４による計測結果とに基づいて、第２の計測手段７６により削孔軌跡を計測するものである。これにより、例えば、削孔軌跡のメインの計測方法として、第１の削孔軌跡計測手段３０を利用する方法を用い、この方法による計測が困難な区間については、第２の削孔軌跡計測手段７０を利用する方法を採用する、といった使い分けを行うことができる。このように削孔軌跡を計測することによって、削孔管２６の到達位置の予測精度が向上し、削孔をより精度よく行うことができる。
【００６２】
又、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、姿勢計測工程（Ｓ１４０、Ｓ１９０、Ｓ２９０）において、姿勢計測手段４０を用いて計測を行うものである。すなわち、施工に先立ち、上述した如く先端ヘッド１４に確保される設置スペースに、予め傾斜計４４を含むセンサ部４２を取り付ける。傾斜計４４としては、先端ヘッド１４の回転角度とピッチング角度との夫々を計測する２つの傾斜計、或いは、それら２つの角度を同時に計測可能な２軸式の傾斜計が挙げられ、又、何れの場合であっても、光信号を送信可能な光送信手段５０と共に設置する。
【００６３】
そして、姿勢計測工程において先端ヘッド１４の姿勢を計測する際に、先端ヘッド１４に取り付けた光送信手段５０に対して、地上から削孔管２６の内部を通して光受信手段５２を接近させ、傾斜計４４から光送信手段５０を介して光受信手段５２へ、先端ヘッド１４の回転角度及びピッチング角度に係るデータを光信号で送信させる。この際、光受信手段５２とデータ取得手段５４とをケーブルで接続しておくことで、先端ヘッド１４の回転角度及びピッチング角度に係るデータを、光受信手段５２からケーブルを介して地上側のデータ取得手段５４で取得する。これにより、先端ヘッド１４の姿勢情報を、必要に応じた任意のタイミングで、地上側において把握することが可能となる。
【００６４】
更に、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、直線削孔工程（Ｓ２７０〜Ｓ３７０）及び曲線削孔工程（Ｓ１７０〜Ｓ２６０）において、直線孔ＳＨ２或いは曲線孔ＣＨを所定距離削孔する毎に、削孔作業を一時中断して、削孔軌跡計測工程と姿勢計測工程と調整工程とを実行するものである。これにより、実際の削孔位置が計画位置から大幅に逸れる前に、削孔位置を修正することができるため、削孔位置の精度をより向上することが可能となる。
【００６５】
又、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、曲線削孔工程中に行う調整工程、すなわち、曲線孔ＣＨの削孔中に所定距離削孔する毎に削孔を中断して行う調整工程（Ｓ２１０〜Ｓ２６０）において、その直前の削孔軌跡計測工程（Ｓ１８０）で計測した削孔軌跡と、同じく調整工程の直前の姿勢計測工程（Ｓ１９０）で計測した先端ヘッド１４の回転角度及びピッチング角度とから、回転角度算出手段６０により、曲線孔ＣＨの予測終点位置を算出する。つまり、それまでの曲線孔ＣＨの削孔軌跡と、現状の先端ヘッド１４の姿勢情報とが把握されることで、そのまま曲線孔ＣＨの削孔を続けた場合の、曲線孔ＣＨの予測終点位置が算出される。更に、そのように算出した曲線孔ＣＨの予測終点位置と、施工前に予め設定した曲線孔ＣＨの計画終点位置との差分を算出する。
【００６６】
そして、算出した終点位置の差分が、予め設定した所定範囲から外れている場合に、曲線孔ＣＨの削孔方向が計画終点位置に近づく方向に修正されるような、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。具体的には、削孔軌跡計測工程で計測した削孔軌跡の先端から、曲線孔ＣＨの計画線（施工前に予め設定した計画削孔軌跡）に対して仮想的に垂線を引き、この垂線方向視で、先端ヘッド１４のテーパ面１６が曲線孔ＣＨの計画線と反対側を向くような、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。そして、先端ヘッド１４の回転角度位置を、算出した回転角度位置に調整した後、曲線削孔工程に復帰して曲線孔ＣＨを削孔するものである。この状態で先端ヘッド１４を回転させずに削孔することにより、先端ヘッド１４は、テーパ面１６で受ける圧力の影響によって、計画終点位置に近づく方向へと推進することになる。このため、より精度よく曲線孔ＣＨを削孔することができる。
【００６７】
又、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、直線削孔工程中に行う調整工程、すなわち、直線孔ＳＨ２の削孔中に所定距離削孔する毎に削孔を中断して行う調整工程（Ｓ３１０〜Ｓ３７０）において、その直前の削孔軌跡計測工程（Ｓ２８０）で計測した削孔軌跡と、同じく調整工程の直前の姿勢計測工程（Ｓ２９０）で計測した先端ヘッド１４の回転角度及びピッチング角度とから、回転角度算出手段６０により、直線孔ＳＨ２の予測終点位置を算出する。つまり、それまでの直線孔ＳＨ２の削孔軌跡と、現状の先端ヘッド１４の姿勢情報とが把握されることで、そのまま直線孔ＳＨ２の削孔を続けた場合の、直線孔Ｓ２の予測終点位置が算出される。更に、そのように算出した直線孔ＳＨ２の予測終点位置と、施工前に予め設定した直線孔ＳＨ２の計画終点位置との差分を算出する。そして、算出した終点位置の差分が、予め設定した所定範囲から外れている場合に、直線孔ＳＨ２の削孔方向が計画終点位置に近づく方向に修正されるような、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。
【００６８】
具体的には、削孔軌跡計測工程で計測した削孔軌跡の先端から、直線孔ＳＨ２の計画線（施工前に予め設定した計画削孔軌跡）に対して仮想的に垂線を引き、この垂線方向視で、先端ヘッド１４のテーパ面１６が直線孔ＳＨ２の計画線と反対側を向くような、先端ヘッド１４の回転角度位置を算出する。そして、先端ヘッド１４の回転角度位置を、算出した回転角度位置に調整した後、所定削孔長のみ曲線孔を削孔する。この状態で先端ヘッド１４を回転させずに曲線孔を削孔することにより、先端ヘッド１４は、テーパ面１６で受ける圧力の影響によって、直線孔ＳＨ２の計画終点位置に近づく方向へと推進することになる。すなわち、直線孔ＳＨ２の予測終点位置が計画終点位置から逸れている場合、一時的に曲線孔を削孔して削孔方向を修正する必要があるため、その削孔方向の修正に必要な所定削孔長のみ、曲線孔を削孔する。その後、直線削孔工程に復帰して直線孔ＳＨ２を削孔するものである。これにより、より精度よく直線孔ＳＨ２を削孔することができる。
【００６９】
更に、本発明の実施の形態に係る削孔方法は、制御手段６４により、直線孔ＳＨ２の方向を修正する際に削孔する曲線孔の長さである所定削孔長を、既に削孔済みの曲線孔ＣＨの曲率半径Ｒに基づいて算出するものである。この際、削孔済みの曲線孔ＣＨの曲率半径Ｒは、その曲線孔ＣＨの削孔中に実行した、削孔軌跡計測工程（Ｓ１８０）において計測した曲線孔ＣＨの削孔軌跡から求めることができる。このように求められた曲線孔ＣＨの曲率半径Ｒは、実際に削孔している地中Ｇの土質の影響等が反映された曲率半径となる。このため、それに基づいて算出される所定削孔長は、地中Ｇの土質の影響等が加味された、適切な削孔長を算出することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０：削孔装置、１２：削孔機、１４：先端ヘッド、１６：テーパ面、２６：削孔管、２６ａ：削孔管の地上に露出している一部、３０：第１の削孔軌跡計測手段、３２：磁界発生手段、３４：受信器、３６：第１の計測手段、４０：姿勢計測手段、４４：傾斜計、５２：光受信手段、５４：データ取得手段、６０：回転角度算出手段、６４：制御手段、７０：第２の削孔軌跡計測手段、７２：ジャイロセンサ、７４：繰り出し量計測手段、７６：第２の計測手段、ＳＨ１、ＳＨ２：直線孔、ＣＨ：曲線孔、Ｇ：地中、Ｒ：曲線孔の曲率半径
【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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