JPH0980161A - 地中管外側の空洞探査方法及び探査機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中管外側に生じた深い位置の空洞を確実に
探査することのできる地中管外側の空洞探査機を提供す
る。 【解決手段】 キャタピラ３を備えた移動体５上に、前
方から順に、ハンマ装置７、振動センサ装置９、穿孔装
置１１、テレビカメラ装置１３及び補修装置１５を設け
る。ハンマ装置７により下水管Ｂの内壁に衝撃を与え、
下水管に生じた振動を振動センサ装置９で測定して空洞
を探査する。その後、穿孔装置１１で下水管Ｂに孔をあ
け、テレビカメラ装置１３によって空洞の大きさを把握
してから補修装置１５を用いて空洞内に充填剤を注入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水管などの地中
管の外側に生じている空洞を探査する地中管外側の空洞
探査方法及びこの探査方法に用いるのに特に適した空洞
探査機に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に埋められた下水管の外側周囲に空
洞が生じていると地表面陥没のおそれがあり、また空洞
内で岩石等が落下して下水管に大きな破損が生じる可能
性もある。したがって、下水管の埋設に際しては外側周
囲に空洞が生じないように作業が進められることとなる
が、下水管の接続部又は下水管に生じた亀裂、あるいは
取付管の接続部から地下水が下水管内に浸入している
と、この地下水の浸入にともなって周囲の土や砂が管内
に流れ出てしまい、地下水の漏水量が小さい場合でも長
い間には漏水箇所に大きな空洞が生じてしまう。そこ
で、適当な時期に、又は定期的に下水管の外側の空洞を
探査し、探査結果に基づいて空洞を埋める補修作業を行
う必要がある。探査方法としては、地上から探査車を用
いて地中に電磁波を送信し、下水管からの反射波の受信
までに要した時間により空洞の探査を行うレーダー探査
法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】レーダー探査法は空洞
の有無による電磁波の伝播速度の違いに基づき空洞を探
査するものであるが、空洞内に地下水が溜まっていると
電磁波の伝播速度は空洞がない場合とほとんど異ならな
いので、下水管が地下水位以下に埋設されている場合に
は空洞の有無を把握できない場合が多い。また、電磁波
を地中に送信すると不要反射がきわめて多く、これらの
不要反射によって正確な探査ができないこともある。そ
して、強力な電磁波を送信することは電波規制上制限さ
れていることが多いので、深い位置に埋設されている下
水管周辺の探査にはそもそもレーダー探査法は不向きで
ある。

【０００４】そこで、本発明は地中管外側に生じた深い
位置の空洞を確実に探査することができる地中管外側の
空洞探査方法及びこの空洞探査方法に用いる空洞探査機
の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の地中管外側の空洞探査方法は、地中管に衝
撃を加え、この衝撃により地中管に生じた振動を測定す
ることにより地中管外側の空洞を探査するものである。
探査作業自体は地中管（マンホールを含む）内で行われ
る場合が多い。衝撃は地中管に振動を与えるものであれ
ばよく、地中管（多くは地中管内面）に機械的衝突を加
える場合や振動波を与える場合などがある。加えられた
衝撃により地中管には振動が生じるが、この振動の形は
衝撃箇所における空洞の有無により異なる。したがっ
て、地中管に生じる振動を測定することにより空洞の有
無及び位置を把握することができる。そして、空洞内に
地下水が溜まっている場合と溜まっていない場合、地中
管外面に土や砂などが薄く堆積し、その外側に空洞が生
じている場合と土や砂などが堆積していない場合などで
も振動の形が異なるので、測定結果からこれらの事項を
判別することも可能である。

【０００６】また、本発明の地中管外側の空洞探査機
は、地中管内を移動する移動体と、この移動体に設けら
れ、地中管に衝撃を加える衝撃装置と、この衝撃装置か
ら加えられた衝撃により地中管に生じた振動を測定する
振動センサと、を備えたものである。移動体が適当位置
で停止すると衝撃装置が作動して地中管（多くは地中管
内面）に機械的衝突を加え、その結果地中管に生じた振
動を振動センサが測定する。この作業の繰り返しにより
地中管全長にわたる空洞探査が行われるが、空洞は漏水
個所に発生する場合が多いので、下水管の接続部、下水
管に生じた亀裂位置あるいは取付管の接続部などに探査
位置を限定する場合もある。振動センサとしては、ピッ
クアップなどの接触式センサを用いることが多いが、非
接触式の高感度受信機を使用することもある。

【０００７】移動体は、地中管に孔をあける穿孔装置
と、この穿孔装置によりあけられた孔から空洞内にコン
クリートなどの充填剤を注入する補修装置と、を備えて
いることが効果的である。空洞が生じている場合にはこ
の空洞を埋める補修作業が必要となるが、探査作業と同
時に補修作業を行うことにより作業効率を高めることが
できる。

【０００８】移動体は、空洞の大きさを把握するため
に、穿孔装置によりあけられた孔から空洞内に挿入され
る確認手段を備えていることが好ましい。空洞内に過不
足なく充填剤を注入するためには空洞の大きさを正確に
把握することが必要となる。確認手段としては、テレビ
カメラを用いる場合が多いが、超音波センサなどの空洞
容積を測定するものを用いる場合もある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１０】図１は本発明に係る地中管外側の空洞探査
機を下水管内に配置した状態を示す図である。

【００１１】空洞探査機１は、キャタピラ３を備えた移
動体５上に、前方から順に、ハンマ装置７（衝撃装
置）、振動センサ装置９、穿孔装置１１、テレビカメラ
装置１３及び補修装置１５を有し、マンホールＡから下
水管Ｂ内に挿入されてこの下水管Ｂ内を矢印Ｃ方向に
（下流のマンホールＤに向かって）移動する。空洞探査
機１には電源・信号ケーブル１７とホースケーブル１９
とが接続されていて、この電源・信号ケーブル１７及び
ホースケーブル１９はマンホールＡを通過して地上に延
びている。電源・信号ケーブル１７は地上に配置された
観察車２１内に引き込まれ、空洞探査機１に電力を供給
するとともに、振動センサ装置９からの検出信号を伝達
してパソコン（図示せず）に入力し、またテレビカメラ
装置１３の撮影結果をモニター（図示せず）に表示する
ために映像信号を伝達する。ホースケーブル１９は地上
に配置された制御装置２３内に延びて、エアコンプレッ
サ（図示せず）、油圧ポンプ（図示せず）及び充填剤供
給装置（図示せず）に接続されている。

【００１２】図２は空洞探査機１の詳細を示す図であ
る。

【００１３】ハンマ装置７は、移動体５に設けられたシ
リンダ２５のピストンロッド２７に上方開口の円筒体２
９を取り付けたものであり、この円筒体２９内には外周
にシール用リング３１を備えた鉄製ハンマ３３が気密的
に上下動できるように収められ、また円筒体２９の上端
には円盤状の保護ゴム盤３５が開口を塞ぐように取り付
けられている。シリンダ２５は制御装置２３（図１参
照）内の油圧ポンプからの油圧によって作動し、鉄製ハ
ンマ３３は制御装置２３内のエアコンプレッサからの空
気圧によって作動する。空気圧はホースケーブル１９内
に収められた供給ホース３６から円筒体２９内に供給さ
れる。振動センサ装置９は、移動体５に設けられたシリ
ンダ３７のピストンロッド３９先端に圧縮コイルバネ４
１を介して圧電型のピックアップ４３（振動センサ）を
取り付けたものであり、シリンダ３７は油圧ポンプから
の油圧によって作動する。そして、穿孔装置１１は、移
動体５に設けられたシリンダ４５のピストンロッド４７
にモータ４９を取り付け、このモータ４９の出力軸５１
に円錐状先端部を有する直径約５０ｍｍのダイヤモンド
ホイール５３を固定したものであり、シリンダ４５は油
圧ポンプからの油圧によって作動する。また、テレビカ
メラ装置１３は、移動体５に設けられたアクチュエータ
５５のピストンロッド５７にテレビカメラ５９（確認手
段）を固定したもので、アクチュエータ５５は油圧ポン
プからの油圧により作動してピストンロッド５７を伸縮
及び回転させる。さらに、補修装置１５は、移動体５に
設けられたシリンダ６１のピストンロッド６３にダイヤ
モンドホイール５３より大径の噴出器６５を固定したも
ので、シリンダ６１は油圧ポンプからの油圧によって作
動し、噴出器６５は制御装置２３内の充填剤供給装置か
ら供給された充填剤を噴出口６６から噴出する。

【００１４】なお、ダイヤモンドホイールに代えてドリ
ルを用いる場合もある。

【００１５】図３は空洞の探査過程を説明する図であ
る。

【００１６】空洞探査機１（図２参照）が探査位置で停
止すると、シリンダ３７のピストンロッド３９が伸長し
てピックアップ４３を下水管Ｂの内壁に押し付ける。振
動センサ装置９のピックアップ４３は圧縮コイルバネ４
１の収縮により適当な押圧力で内壁と接触することとな
る。次ぎに、シリンダ２５のピストンロッド２７が伸長
して上端が内壁に近接するまでハンマ装置７の円筒体２
９を上昇させる（図３ａ）。そして、供給ホース３６か
ら供給口６７を介して圧縮空気を供給し、シート６９に
支えられていた鉄製ハンマ３３が保護ゴム盤３５を介し
て下水管Ｂの内壁に衝突するようにこの鉄製ハンマ３３
を上昇させる（図３ｂ）。円筒体２９の上端部には空気
抜き口７１が設けられているので、鉄製ハンマ３３は円
滑に円筒体２９内を上昇する。ピックアップ４３は鉄製
ハンマ３３の衝突により下水管Ｂに生じた振動を測定す
る。圧縮空気の供給は短時間しか行われないが、鉄製ハ
ンマ３３が衝突後瞬間的に下降して内壁から離れるよう
に円筒体２９の中間部（内壁に衝突した鉄製ハンマ３３
より下側位置）にも空気抜き口７３が設けられている。
圧縮空気の供給が停止されると鉄製ハンマ３３はシート
６９に支えられるまで下降し、シリンダ２５，３７のピ
ストンロッド２７，３９が収縮して円筒体２９及びピッ
クアップ４３は下降する（図３ｃ）。

【００１７】図４は空洞の補修過程を説明する図であ
る。

【００１８】ピックアップ４３からの検出信号により空
洞Ｅが生じていることが確認されると、空洞探査機１
（図２参照）は多少前方に移動して停止する。そして、
穿孔装置１１のモータ４９の作動とともにシリンダ４５
のピストンロッド４７が伸長してダイヤモンドホイール
５３を下水管Ｂの内壁に押し付け、この内壁に孔Ｆをあ
ける（図４ａ）。その後、シリンダ４５のピストンロッ
ド４７が収縮してダイヤモンドホイール５３が下降する
と、空洞探査機１は再び多少前方に移動して停止する。
それから、アクチュエータ５５のピストンロッド５７が
伸長してテレビカメラ５９を孔Ｆから空洞Ｅ内に挿入す
る。挿入されたテレビカメラ５９はピストンロッド５７
の回転にともなって回転し、空洞Ｅ全体を撮影する（図
４ｂ）。アクチュエータ５５のピストンロッド５７が収
縮してテレビカメラ５９が下降すると、空洞探査機１は
さらに多少前方に移動して停止する。その後、シリンダ
６１のピストンロッド６３が伸長して、噴出口６６が孔
Ｆに入り込むように噴出器６５を下水管Ｂの内壁に接触
させる。噴出器６５は、テレビカメラ装置１３のテレビ
カメラ５９からの映像信号により把握された空洞Ｅの大
きさに対応する量の懸濁型充填剤を噴出口６６からこの
空洞Ｅ内に注入する（図４ｃ）。懸濁型充填剤が半硬化
状態となった後に、シリンダ６１のピストンロッド６３
が収縮して補修装置１５の噴出器６５が下降し、補修作
業は完了する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の地中管外
側の空洞探査方法を用いれば、探査作業位置と空洞発生
場所とが近接しているので深い位置の空洞を確実に探査
することが可能である。

【００２０】そして、本発明の地中管外側の空洞探査機
は簡単な構成でありながら、効果的に空洞を探査するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地中管外側の空洞探査機を下水管
内に配置した状態を示す図である。

【図２】空洞探査機の詳細を示す図である。

【図３】空洞の探査過程を説明する図である。

【図４】空洞の補修過程を説明する図である。

【符号の説明】

１ 空洞探査機 ５ 移動体 ７ ハンマ装置（衝撃装置） １１ 穿孔装置 １５ 補修装置 ４３ ピックアップ（振動センサ） ５９ テレビカメラ（確認手段） Ｂ 下水管（地中管） Ｅ 空洞

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中管に衝撃を加え、この衝撃により地
   中管に生じた振動を測定することによって地中管外側の
   空洞を探査することを特徴とする地中管外側の空洞探査
   方法。
2. 【請求項２】 地中管内を移動する移動体と、この移動
   体に設けられた地中管に衝撃を加える衝撃装置と、この
   衝撃装置から加えられた衝撃により地中管に生じた振動
   を測定する振動センサと、を備えたことを特徴とする地
   中管外側の空洞探査機。
3. 【請求項３】 前記移動体は、地中管に孔をあける穿孔
   装置と、この穿孔装置によりあけられた孔から空洞内に
   充填剤を注入する補修装置と、を備えていることを特徴
   とする請求項２記載の地中管外側の空洞探査機。
4. 【請求項４】 前記移動体は、空洞の大きさを把握する
   ために、前記穿孔装置によりあけられた孔から空洞内に
   挿入される確認手段を備えていることを特徴とする請求
   項３記載の地中管外側の空洞探査機。