(57)【要約】【課題】簡単な工法で、安全に高い強度で新設管を敷設することができる配管敷設方法と装置を提供するこ。【解決手段】所定位置に設けられた発進坑２から到達坑４に向けて、所定深さのパイロット孔１０を掘削するドリルヘッド６を有する。ドリルヘッド６に連結され、パイロット孔１０に沿って発進坑２側から到達坑４側に挿通され、ドリルヘッド６を回転させるドリルパイプ８と。ドリルパイプ８を回転させながら前進及び後退させるドリルユニット１２を備える。到達坑４側からドリルパイプ８を介してパイロット孔１０内に引き込まれる拡径装置２０と、拡径装置２０へ液状の遅硬性滑剤３１を送る遅硬性滑剤供給装置１６を備える。拡径装置２０に設けられ拡径された推進孔５０に新設管２２を引き込むための新設管保持部２６と、推進孔５０と新設管２２の隙間に充填される液状の遅硬性滑剤３１を吐出する遅硬性滑剤吐出部３０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定位置に設けられた発進坑から到達坑に向けてあらかじめ所定深さのパイロット孔を掘削し、そのパイロット孔の前記到達坑側から拡径装置を挿入し、前記発進坑まで前記拡径装置を進行させて前記パイロット孔を拡径するとともに、新設管を拡径跡の推進孔に挿入する配管敷設方法において、前記拡径装置から液状の遅硬性滑剤を吐出させ、拡径された前記推進孔と前記新設管の隙間に前記遅硬性滑剤を充填しながら前記新設管を引き込むことを特徴とする配管敷設方法。
【請求項２】
所定位置に設けられた発進坑から到達坑に向けて所定深さのパイロット孔を掘削するドリルヘッドと、このドリルヘッドに連結され前記パイロット孔に沿って前記発進坑側から前記到達坑側に挿通され前記ドリルヘッドを回転させるドリルパイプと、前記ドリルパイプを回転させながら前進及び後退させるドリルユニットと、前記到達坑側から前記ドリルパイプを介して前記パイロット孔内に引き込まれる拡径装置と、前記拡径装置へ液状の遅硬性滑剤を送る遅硬性滑剤供給装置と、前記拡径装置に設けられ拡径された推進孔に新設管を引き込むための新設管保持部と、前記推進孔と前記新設管の隙間に充填される液状の遅硬性滑剤を吐出する遅硬性滑剤吐出部とを備えたこと特徴とする配管敷設装置。
【請求項３】
前記遅硬性滑剤吐出部は、前記新設管保持部に設けられ、前記遅硬性滑剤は、前記新設管内に挿通されたホースを経て前記到達坑側に設置された前記遅硬性滑剤供給装置から供給されることを特徴とする請求項２記載の配管敷設装置。
【請求項４】
前記遅硬性滑剤吐出部の吐出口の周回には、前記遅硬性滑剤の流動誘導溝を設けたことを特徴とする請求項３記載の配管敷設装置。
【請求項５】
前記遅硬性滑剤吐出部は、前記拡径装置の拡径部に設けられ、前記遅硬性滑剤は、前記ドリルパイプを経て前記発進坑側に設置された前記遅硬性滑剤供給装置から供給され、前記ドリルパイプによる前記拡径部の回転により、前記新設管の周囲に充填されることを特徴とする請求項２記載の配管敷設装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス管や水道管、下水管等を、非開削工法によって地中に埋設する配管敷設方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス管、水道管、下水管など地中に敷設する際には、新設管を敷設する経路上の道路や地盤を開削し、新設管を配置して埋め戻す方法が一般的であった。
【０００３】
また、特許文献１に開示されているように、まず、新設管を敷設する経路の始点位置と終点位置に縦坑を設け、その始点側の縦坑から終点側の縦坑に向けて、ドリルヘッドをドリルユニットにより回転させてパイロット孔を掘削する。次に、終点側の縦坑でドリルヘッドを外して、後方に新設管が連結された拡径装置の先端部にドリルパイプ先端を接続する。そして、ドリルパイプを回転させながらパイロット孔の反対側からドリルパイプを引いて、拡径装置でパイロット孔を拡径しながら新設管を引き込む配管敷設方法がある。この敷設方法では、拡径装置がその移動方向前方の土砂に対してベントナイト泥水を噴射し、掘進する拡径装置及び新設管の引き込み抵抗を軽減している。
【特許文献１】特開２０００−２４８８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、配管を敷設する経路上の道路や地盤を開削し、新設管を配置して埋め戻す方法にあっては、掘削、復旧に多大の労力と費用を要し、更に地上に建造物や河川がある場合は作業自体が不可能である等の問題があった。
【０００５】
また、地下水が浸透しやすい軟弱な土質の場合、配管に対して水圧による曲げやその他の土圧等による力が加わりやすいものである。したがって、特許文献１に開示された新設管敷設方法にあっては、比較的柔らかく変形しやすい塩化ビニル等の合成樹脂管を敷設した場合、その合成樹脂の強度を超える力により、配管に大きな曲げ応力等が発生すると、配管自体の形状又は直線性を維持することが困難になり、場合によっては破損する恐れもあった。
【０００６】
この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、簡単な工法で、安全に高い強度で新設管を敷設することができる配管敷設方法と装置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】
【０００７】
この発明は、所定位置に設けられた発進坑から到達坑に向けてあらかじめ所定深さのパイロット孔を掘削し、パイロット孔前記到達坑側から拡径装置を挿入し、前記発進坑まで前記拡径装置を進行させて前記パイロット孔を拡径するとともに、新設管を拡径跡の推進孔に挿入する配管敷設方法であって、前記拡径装置から液状の遅硬性滑剤を吐出させ、拡径された前記推進孔と前記新設管の隙間に前記遅硬性滑剤を充填しながら前記新設管を引き込む配管敷設方法である。
【０００８】
またこの発明は、所定位置に設けられた発進坑から到達坑に向けて所定深さのパイロット孔を掘削するドリルヘッドと、このドリルヘッドに連結され前記パイロット孔に沿って前記発進坑側から前記到達坑側に挿通され前記ドリルヘッドを回転させるドリルパイプと、前記ドリルパイプを回転させながら前進及び後退させるドリルユニットと、前記到達坑側から前記ドリルパイプを介して前記パイロット孔内に引き込まれる拡径装置と、前記拡径装置へ液状の遅硬性滑剤を送る遅硬性滑剤供給装置と、前記拡径装置に設けられ拡径された推進孔に新設管を引き込むための新設管保持部と、前記推進孔と前記新設管の隙間に充填される液状の遅硬性滑剤を吐出する遅硬性滑剤吐出部とを備えた配管敷設装置である。
【０００９】
前記遅硬性滑剤吐出部は、前記新設管保持部に設けられ、前記遅硬性滑剤は、前記新設管内に挿通されたホースを経て前記到達坑側に設置された前記遅硬性滑剤供給装置から供給されるものである。前記遅硬性滑剤吐出部の吐出口の周回には、前記遅硬性滑剤の流動誘導溝を設けることが好ましい。
【００１０】
また、前記遅硬性滑剤吐出部は、前記拡径装置の拡径部に設けられ、前記遅硬性滑剤は、前記ドリルパイプを経て前記発進坑側に設置された前記遅硬性滑剤供給装置から供給され、前記ドリルパイプによる前記拡径部の回転により、前記新設管の周囲に充填されるものでも良い。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の配管敷設方法と装置によれば、パイロット孔の拡径作業と同時に遅硬性滑剤を充填することにより、新設管の挿入抵抗を低下させ新設管の挿入負荷が軽減され、短時間かつ低コストで新設管の敷設を行うことができる。さらに、敷設後は新設管の外周面に遅効性滑剤の硬化層が一体化されて強度が高くなり、土圧や地下水の水圧などによる力が加わっても、配管自体の形状又は直線性を維持することができる。
【００１２】
またこの発明の配管敷設装置によれば、遅硬性滑剤を配管孔と新設管の隙間全体に偏りなく充填することができ、新設管の挿入をより容易なものにするとともに、新設管の外周面全体の強度を偏りなく一律に向上させることができる。さらに、既存の設備をそのまま利用することができ、設備コストの増加なく、高い強度で新設管の敷設が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の配管敷設方法と装置の一実施形態について、図１〜図５を基に説明する。この実施形態の配管敷設装置は、所定位置に設けられた縦坑である発進坑２から到達位置の縦坑である到達坑４に向けて、あらかじめ所定深さのパイロット孔１０を掘削するドリルヘッド６を備えている。ドリルヘッド６は、ドリルヘッド６に連結されパイロット孔１０に沿って発進坑２側から到達坑４側に挿通されドリルヘッド６を回転させるドリルパイプ８が接続されている。ドリルパイプ８は、例えば発進坑２内に設置されたドリルユニット１２により回転駆動される。
【００１４】
ドリルユニット１２は、発進坑２の周囲に位置した車両１に載せられた発電機３と油圧ユニット５により駆動される図示しない油圧モータを備え、ドリルパイプ８を回転させる。ドリルユニット１２は、発進坑２内で位置決めする油圧シリンダ装置１４と保持部材１５により位置決め固定されている。また、車両１には、図示しない潤滑剤の泥水タンクや、その駆動装置も設けられている。
【００１５】
発進坑２から所定距離離れた到達坑４及びその周辺には、パイロット孔１０内に挿入される拡径装置２０と、到達坑４の近傍に位置し拡径装置２０へ液状の遅硬性滑剤を送る遅硬性滑剤供給装置１６と、拡径装置に遅硬性滑剤を送るホース１８が設けられている。拡径装置２０は、パイロット孔１０の内径寸法よりも径が大きい部分を有する円錐状の拡径部２４と、新設管２２の一端を保持する新設管保持部２６を備える。
【００１６】
拡径部２４は、円錐状の頂部にドリルヘッド６を取り外されたドリルパイプ８が接続され、新設管保持部２６に対して、回転自在の継ぎ手である連結部２８を介して回転自在に設けられている。また、車両１の泥水タンクからドリルパイプ８を介して供給される潤滑剤の泥水が吐出される吐出穴２５が、拡径部２４の周囲に複数形成されている。
【００１７】
新設管保持部２６は、遅硬性滑剤３１を吐出する遅硬性滑剤吐出部３０を備え、遅硬性滑剤吐出部３０には、ホース１８を介して遅硬性滑剤３１を受け入れる受入口３２と、それを吐出する吐出口３４を有する。吐出口３４の後方には、新設管２２の先端部を保持する係合部３６が設けられている。
【００１８】
遅硬性滑剤３１は、施工工事中は液状の流動体であって圧入時の摩擦を減少させるとともに、施工工事終了後１〜４ヶ月で硬化して補強材としての機能を果たす材料である。例えば、株式会社薬材開発センター社から販売されているＣａＯ、ＳｉＯ２等を主成分としたセメント系の材料である商品名ＡＨＬや、高炉スラグを利用したユニオンヒューム管株式会社の遅効性滑材を用いることができる。
【００１９】
さらに、拡径装置２０の遅硬性滑剤吐出部３０の吐出口３４には、吐出口３４に連通して新設管保持部２６の全周に流動誘導溝３８が形成されている。流動誘導溝３８は、吐出口３４から吐出された遅硬性滑剤３１が流動誘導溝３８に沿って周回し、新設管の外周面全体に偏りなく充填されるように設けられている。また、吐出口３４の前方部分（拡径部２４側部分）には、遅硬性滑剤３１が前方に流入するのを防止する流動防止材４０が固定部材４２により取り付けられている。
【００２０】
流動防止材４０は、図３に示すように、遅硬性滑材吐出部３０に装着するための取付穴４４を有する円筒形の取付部４６と、取付部４６の一端からラッパ状に延設された開口部４８を有している。流動防止材４０は、例えばパイロット孔１０の拡径作業の途中で拡径装置２０の移動を停止させたり、移動の速度を低下させたとき等に、吐出口３４から吐出された遅硬性滑剤３１が拡径部２４側に流入しないように防御する働きをする。なお、流動防止材４０の取付部４６は必ずしも円筒形である必要はなく、遅硬性滑材吐出部３０の外周の形状に合わせて周回するように装着できればよい。
【００２１】
次に、配管敷設装置の動作及び配管敷設方法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、配管を敷設する経路の両端位置に発進坑２と到達坑４を掘削する。そして、発進坑２にドリルユニット１２を設置して固定し、ドリルヘッド６を回転させながらドリルパイプ８を継ぎ足して、ドリルヘッド６を推進させ、パイロット孔１０を到達坑に向けて掘削する。パイロット孔１０の深さや位置は図示しない受信機により把握しながら、一定の深さで直線的に到達坑４に向かうようにドリルヘッド６の向きを制御する。
【００２２】
ドルヘッド６が到達坑４に達すると、ドリルヘッド６を外して、ドリルパイプ８の先端部に拡径装置２０の拡径部２４の先端部を連結固定する。また、拡径装置２０の新設管保持部２６には、ポリエチレン等の新設管２２の先端部を係合部３６に連結する。また、新設管保持部２６の遅硬性滑剤吐出部３０の受入口３２にホース１８を接続し、遅硬性滑剤供給装置１６により遅硬性滑剤３１を供給可能にする。
【００２３】
そして、拡径部２４をパイロット孔１０に挿入するとともに、ドリルパイプ８を図示しない泥水供給装置に接続し、拡径部２４の吐出穴２５から潤滑剤の泥水を吐出させる。この状態で、ドリルユニット１２を回転させて、ドリルパイプ８を発進坑２側へ引く。これにより、拡径装置２０が到達坑４からパイロット孔１０内へ引き込まれ、パイロット孔１０内を拡径装置２０が進行して、パイロット孔１０を拡径する。
【００２４】
パイロット孔１０に引き込まれた拡径装置２０は、拡径部２４回転しながら推進し、パイロット孔１０の内径を広げて推進坑５０を形成し、新設管保持部２６により保持された新設管２２を推進坑５０内へ引き込む。このとき、連結部２８は回転自在であるので、新設管保持部２６は回転することなく引き込まれる。
【００２５】
また、地上には遅硬性滑剤供給装置１６と、遅硬性滑剤供給装置１６から拡径装置２０の遅硬性滑剤吐出部３０に接続されたホース１８が設けられ、拡径装置２０に遅硬性滑剤３１が供給される。これにより、拡径部２４の吐出穴２５から潤滑剤の泥水が吐出して、上述の拡径装置２０による拡径作業の抵抗を減らす。さらに、図４に示すように、遅硬性滑剤吐出部３０の吐出口３４から遅硬性滑剤３１が吐出し、新設管２２の敷設抵抗を軽減させるとともに、図５に示すように、新設管２２の周囲に遅硬性滑材３１の層を形成する。そして、拡径装置２０が発進坑２に達して、新設管２２が発進坑２内に出ると、新設管２２の引き込みが終了する。
【００２６】
この配管敷設方法と装置によれば、新設管２２の敷設に際して、地盤を開削して新設管２２を配置し埋め戻すと言う作業が不要であり、敷設作業が効率化され、正確に短期間で施工することができる。しかも、拡径装置２０の拡径部２４から潤滑剤の泥水が吐出するとともに、新設管保持部２６の遅硬性滑剤吐出部３０からは遅硬性滑剤３１が吐出し、新設管２２の敷設抵抗を軽減する。
【００２７】
さらに、新設管２２の周囲には遅硬性滑材３１の層が形成されるので、新設管２２が敷設された区間全長に亘って、新設管２２の挿入作業が完了した後、所定の期間が経過すると、遅硬性滑剤３１は新設管２２の外表面に一体的に硬化し、周囲の土砂を硬化させ、配管の敷設状態の強度を大幅に高いものにする。
【００２８】
なお、遅硬性滑剤吐出部３０には吐出口３４が１箇所だけ設けられているが、複数箇所に設けてもよく、これにより新設管２２の外周面全体に偏りなく充填され易くなる。また、流動誘導溝３８の形状や本数は図４の実施形態に限定されるものではなく、図６に示すように放射状に流動誘導溝５２が形成されたものでも良く、拡径されたパイロット孔１０と新設管２２の隙間の広さ、パイロット孔１０内壁の状態（土砂の粗さや粘度等）及び新設管２２の材質、遅硬性滑剤３１の流動性等の性質によって、適宜設定することができる。
【００２９】
また、遅硬性滑剤吐出部は、図７に示すように、拡径装置２０の拡径部２４の吐出穴２５で兼用しても良い。これにより、遅硬性滑剤３１は拡径部２４の拡径時の潤滑剤としても機能し、遅硬性滑剤供給装置を別に設ける必要がなく、装置を簡略化することができる。
【００３０】
また、拡径装置２０においては、拡径部２４と新設管保持部２６が別個のユニットの他、各部が一体に形成された形態であってもよい。また、新設管の材質は、ポリエチレンに限らず、塩化ビニル等の合成樹脂管やその他の配管でも良く、材質は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施形態の配管敷設装置を示す拡大断面図である。
【図２】この実施形態の配管敷設方法のパイロット孔を掘削する状態を示す全体断面図（ａ）と、推進孔を掘削し新設管を敷設する状態を示す全体断面図（ｂ）である。
【図３】この実施形態の拡径装置の流動防止材を示す側面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図４】この実施形態の拡径装置の新設管保持部を示す側面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】この実施形態の拡径装置の新設管保持部の他の実施形態を示す側面図である。
【図７】この発明の他の実施形態の配管敷設装置を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２  発進坑
４  到達坑
６  ドリルヘッド
８  ドリルパイプ
１０  パイロット孔
１２  ドリルユニット
１６  遅硬性滑剤供給装置
１８  ホース
２０  拡径装置
２２  新設管
２４  拡径部
２６  新設管保持部
２８  連結部
３０  遅硬性滑材吐出部
３１  遅硬性滑剤
３８  流動誘導溝
４０  流動防止材
５０  推進孔
【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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