JP4060201B2 - Inner pipe connection method in drilling using a double pipe - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、二重管を用いてトンネル周辺の地山をボーリングする方法に関するもので、特に、上記地山に埋設される外管の内側に配置される内管の接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、軟弱な地盤にトンネルを掘進する際には、掘削作業を行う前に、切羽からトンネル周辺の地山に掘進方向に向けてボーリングを行い、この削孔内に注入管を挿入して地盤固化剤を注入して上記地山を補強した後、上記補強した部分を掘削して支保工を構築する方法が行われている。しかし、この方法では、地山の補強と支保工の構築とを交互に繰り返して行わなければならないため、作業効率が悪く、工期が長期化するといった問題点があった。そこで、予め、トンネルの掘進方向に先進導坑を構築した後、上記先進導坑の側壁より、本坑のトンネル断面のアーチ部分となる地山内へ、所定の曲率を有する曲がり鋼管を挿入・埋設してこれを先行支保工とし、しかる後に地山を掘削する方法が提案されている(例えば、特許文献1,2など)。
【0003】
ところで、上記方法では、曲がり鋼管自体を回転させて地山を掘削するように構成されているため、装置が大規模となるだけでなく、曲がり鋼管の曲率半径が小さい場合には施工が困難であった。そこで、図6(a),(b)に示すような、地山60に挿入する鋼管を、その側面に注入孔51hを有する曲がり鋼管(以下、外管という)51と、この外管51内に設けられた内管52との二重管構造とするとともに、上記内管51の先端部に、モータ53aにより回転する先端ビット53bを備えた先端装置53を取付けて地山60を掘削して上記外管51を上記地山60内に挿入して埋設する曲線ボーリング装置50が用いられている。この曲線ボーリング装置50では、外管51と内管52とを、先進導坑61内において、スイベル54にて結合し、外管51の外周面を推進装置55のホルダ55Hにて把持して推進させ、上記先端装置53で地山60を掘削しながら、上記外管51と内管52とを同時に地山60内に挿入させる。
【0004】
そして、上記地山60を掘削として外管51と内管52とを推進する工程と、内管52と外管51のそれぞれを繋ぎ合わせて二重管を延長する工程とを繰り返し行いながら、外管51を所定の長さまで挿入した後、上記先端装置53と内管52とを回収し、上記外管51内に、図7に示すような、吐出口56hの前,後にパッカー56pを備えた注入管56を挿入し、上記注入管56の後端部に接続された注入液移送管57を介して圧送された地盤固化剤を上記外管51内に吐出させ、上記外管51の側面に設けられた注入孔51hからトンネル周辺の地山60に上記地盤固化剤を注入して上記地山60を補強する(例えば、特許文献1,2、非特許文献1など)。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−160980号公報(第2,3頁、第1,3図)
【特許文献2】
2002−242581号公報(第2,3頁、第1−3図)
【非特許文献1】
亀岡 美友、粕谷 太郎、「曲線ボーリング工法(TURIP工法)
の開発」、土木学会誌、1995年4月号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地山中の曲がり鋼管(外管51)の断面には、図8(a)に示すように、周囲の地山60からの圧力が作用する。この圧力の大きさは、一般の地中に埋設される直線管の場合には、地山の上下方向の面に作用する圧力の方が側面に作用するよりも大きい。一方、トンネルのアーチ部に設置される曲がり管のような場合には、その大きさは、上記地山の上下方向の圧力差の影響もあるが、総合的にみると、外管51の曲率半径方向の面に作用する圧力の方がそれに直角な方向の面に作用する圧力よりも大きい。そのため、上記圧力により、上記外管51は、図8(b)に示すように、その断面が曲がり管(外管)51の曲率半径方向に押し潰されるように変形してしまう。このように、外管51が変形してしまうと内管52の回収作業に支障をきたしてしまうといった問題点があった。
そこで、外管51の曲率半径方向の肉厚を厚くして上記外管51の強度を高める方法も考えられるが、このような円管を作製することは実用的ではない。また、外管51全体の肉厚を厚くすると、コスト高となるといった問題点があった。
【0007】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、二重管を用いたボーリングにおいて、地山からの圧力により外管が変形してしまった場合でも、内管の回収作業を容易に行うことのできる内管の接続方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の発明は、二重管を用いたボーリングにより地山に挿入される曲がり管内に配置される内管の接続方法であって、上記内管の接続部外周側に、上記曲がり管の潰れる方向である曲率半径方向に対して所定の角度ずれた方向に突出する4個の突出片を有するフランジ部を設けて、このフランジ部の突出片同士を接続するようにしたことを特徴とするものである。これにより、外管である曲がり管の断面形状が曲がり管の曲率半径方向に変形した場合でも、曲がり管の肉厚を厚くすることなく、内管の回収作業を容易に行うことができる。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、外管である直線管内に配置される内管の接続部外周側に、上記直線管の潰れる方向である地山の上下方向に対して所定の角度ずれた方向に突出する4個の突出片を有するフランジ部を設け、このフランジ部の突出片同士を接続するようにしたもので、これにより、直線管の断面形状が地山の上下方向に変形した場合でも、内管の回収作業を容易に行うことができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の二重管を用いたボーリングにおける内管の接続方法において、上記突出片間の角度を90度としたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る内管の接続方法を示す図で、11は円筒状の内管10の本体、12は上記内管本体11の端部、すなわち、内管10,10の接続部に設けられたフランジ部で、このフランジ部12には、図2(a),(b)に示すように、同図の矢印で示した、外管(曲がり管)20の曲率半径方向から45度ずれた方向に突出する4個の突出片13が設けられている。また、これらの突出片13のそれぞれにはボルト挿入孔14が形成されており、内管10,10を接続する際には、前段と後段のフランジ部12,12の突出片13,13同士をボルト15などの締結手段で接続する。
これにより、外管20の断面に、外管20をその曲率半径方向に押しつぶすような力が作用した場合でも、図3に示すように、外管20は上記突出片13により内側から保持されているので、その中心位置を保持することができるだけでなく、上記突出片13は曲がり管である外管20の曲率半径方向から45度ずれた方向、すなわち、外管20が潰れる方向とは45度ずれた方向に突出しているので、上記突出片13が外管20と噛み合うことがない。したがって、外管20の挿入後に行う内管10の回収をスムースに行うことができる。
なお、図4(a)に示すように、突出片13Zを外管20の曲率半径方向に設けた場合には、外管20は、図4(b)に示すように変形してしまうので、フランジ部12と外管20とが噛み合ってしまい、内管10の回収作業が困難となる。
【0011】
このように、本実施の形態では、内管10の本体11の端部、すなわち、内管10,10の接続部に、外管20の曲率半径方向から45度ずれた方向に突出する4個の突出片13を有するフランジ部12を設け、上記突出片13同士をボルト15で連結するとともに、上記突出片13により、外管20を内側から保持するようにしたので、外管20に地山からの圧力が作用しても、外管20の中心位置を保持することができるとともに、上記突出片13が外管20と噛み合うことがないので、内管10の回収をスムースに行うことができる。
【0012】
なお、上記実施の形態では、外管20として曲がり管を用いた曲線ボーリングについて説明したが、図5(a),(b)に示すように、外管20Mが直線管の場合には、上述したように、地山の上下方向の面に作用する圧力Pの方が側面に作用する圧力pよりも大きいので、上記突出片13を、上記外管20Mの地山の上下方向に対して所定の角度(ここでは、45°)だけ回転させた位置に設けるようにすれば、外管20Mが地山の上下方向に潰れるように変形した場合でも、上記外管20Mの中心位置を保持することができるとともに、上記突出片13が外管20Mと噛み合うことがないので、内管10の回収をスムースに行うことができる。
【0013】
また、上記例では、フランジ部12に4個の突出片13を設けた場合について説明したが、上記突出片13の個数はこれに限るものではなく、5個以上であってもよい。但し、このときには、少なくとも外管20の上部側に位置する突出片13は、外管20の曲率半径方向からずれた方向に設ける必要がある。
また、上記例では、外管20を推進する二重管について説明したが、本発明は、内管10を推進する二重管についても適用可能である。この場合には、油圧ホースや送水ホースなどを上記突出片13,13間に配置することができる。これにより、内管10内のスペースを広げることができるので、排土の効率が向上し、作業効率を向上させることができる。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボーリングにより地山に挿入される曲がり管内に配置される内管の接続部外周側に設けられた、上記曲がり管の曲率半径方向から所定の角度ずれた方向に突出する4個の突出片を有するフランジ部を設け、このフランジ部の突出片同士を接続するようにしたので、地山からの圧力により曲がり管が変形した場合でも、上記内管の回収を容易に行うことができる。
また、地山に挿入される外管が直線管である場合には、突出片を地山の上下方向に対して所定の角度だけ回転させた位置に設けるようにすれば、地山からの圧力により直線管が変形した場合でも、内管の回収を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る内管の接続方法を示す図である。
【図2】 本実施の形態に係る内管のフランジ部の構成を示す図である。
【図3】 地山の圧力が作用した時の外管の変形状態を示す模式図である。
【図4】 突出片を有する内管のフランジ部を示す図である。
【図5】 直線管に作用する地山の圧力と、外管が直線管である場合の変形状態を示す図である。
【図6】 従来の曲線ボーリング装置の構成を示す図である。
【図7】 地山への地盤固化剤の注入方法を示す図である。
【図8】 外管に作用する地山の圧力を示す図である。
【符号の説明】
10 内管、11 内管本体、12 フランジ部、13 突出片、
14 ボルト挿入孔、15 ボルト、20 外管。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for boring a natural ground around a tunnel using, for example, a double pipe, and more particularly, to a method for connecting an inner pipe disposed inside an outer pipe embedded in the natural ground.
[0002]
[Prior art]
In general, when excavating a tunnel in soft ground, before excavation work, drill from the face to the ground around the tunnel in the direction of excavation, and insert an injection pipe into this drilling hole. A method of constructing a supporting work by excavating the reinforced portion after injecting a solidifying agent to reinforce the natural ground is performed. However, this method has a problem in that work efficiency is poor and the construction period is prolonged because it is necessary to alternately repeat the reinforcement of the natural ground and the construction of the support work. Therefore, after constructing the advanced guide shaft in the tunnel excavation direction in advance, a bent steel pipe having a predetermined curvature is inserted and embedded from the side wall of the advanced guide shaft into the natural ground that becomes the arch part of the tunnel cross section of the main shaft Thus, a method for excavating a natural ground is proposed (for example,
[0003]
By the way, in the above method, since the bent steel pipe itself is rotated to excavate the natural ground, not only the apparatus becomes large, but also the construction is difficult when the radius of curvature of the bent steel pipe is small. there were. Therefore, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a steel pipe to be inserted into the
[0004]
Then, while repeating the step of propelling the outer tube 51 and the inner tube 52 by excavating the
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-160980 (
[Patent Document 2]
No. 2002-242581 (
[Non-Patent Document 1]
Yoshitomo Kameoka, Taro Sugaya, “Curved Boring Method (TURIP Method)
Development, "Journal of Japan Society of Civil Engineers, April 1995 issue [0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the pressure from the surrounding
Thus, a method of increasing the strength of the outer tube 51 by increasing the thickness of the outer tube 51 in the radius direction of curvature is also conceivable, but it is not practical to make such a circular tube. Further, when the thickness of the entire outer tube 51 is increased, there is a problem that the cost is increased.
[0007]
The present invention has been made in view of the conventional problems, and in the boring using the double pipe, even when the outer pipe is deformed by the pressure from the natural ground , the inner pipe can be easily recovered. An object of the present invention is to provide an inner pipe connection method that can be performed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Invention of
[0009]
Further, the invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the method for connecting the inner pipe in the boring using the double pipe according to the first or second aspect, the angle between the protruding pieces is 90 degrees.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a method for connecting inner pipes according to an embodiment of the present invention, in which 11 is a main body of a cylindrical
As a result, even when a force that crushes the
Contact name as shown in FIG. 4 (a), the case of providing the projecting piece 13Z curvature radius direction of the
[0011]
As described above, in the present embodiment, the four protruding from the end portion of the main body 11 of the
[0012]
In the above embodiment, the curved boring using a bent pipe as the
[0013]
Moreover, although the case where the four protrusion pieces 13 were provided in the flange part 12 was demonstrated in the said example, the number of the said protrusion pieces 13 is not restricted to this, Five or more may be sufficient. However, at this time, it is necessary to provide at least the protruding piece 13 positioned on the upper side of the
In the above example, the double pipe for propelling the
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a predetermined angular deviation from the curvature radius direction of the bent pipe provided on the outer peripheral side of the connecting portion of the inner pipe disposed in the bent pipe inserted into the natural ground by boring. direction in the flange portion is provided with four projecting pieces that project, this since so as to connect the protruding pieces with each other of the flange portion, even if the deformed curved pipe by pressure from the natural ground, the upper Symbol the recovered tubes can be easily performed.
In addition, when the outer pipe inserted into the natural ground is a straight pipe, if the protruding piece is provided at a position rotated by a predetermined angle with respect to the vertical direction of the natural ground, the pressure from the natural ground even if the straight tube is deformed, Ru can be performed recovered of the inner tube readily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an inner pipe connection method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a flange portion of an inner pipe according to the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic view showing a deformed state of the outer tube when a natural mountain pressure is applied.
FIG. 4 is a view showing a flange portion of an inner tube having a protruding piece.
FIG. 5 is a diagram showing a natural mountain pressure acting on a straight pipe and a deformed state when the outer pipe is a straight pipe.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional curved boring apparatus.
FIG. 7 is a view showing a method of injecting a ground solidifying agent into a natural ground.
FIG. 8 is a diagram showing a natural pressure acting on the outer pipe.
[Explanation of symbols]
10 inner pipe, 11 inner pipe main body, 12 flange part, 13 protruding piece,
14 bolt insertion hole, 15 bolt, 20 outer tube.
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