JP6385806B2 - Free surface forming method - Google Patents

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Description

本発明は、切羽に自由面を形成する自由面形成工法に関する。   The present invention relates to a free surface forming method for forming a free surface on a face.

従来、トンネル等の構築のために岩盤を掘削する際には、火薬を用いる発破工法が行われている。一般的な発破工法では、切羽の中央部に心抜き発破を行って自由面を形成し、その周囲を払い発破で破砕する。この心抜き発破で発生する振動は払い発破に比べて大きくなる。従って、近年では、心抜き発破を行わないで自由面を形成することが提案されている。   Conventionally, a blasting method using gunpowder has been performed when excavating a rock for construction of a tunnel or the like. In a general blasting method, a free surface is formed by centering blasting at the center of the face, and the surroundings are crushed by blasting. The vibration generated by the blasting is larger than that of the blasting. Therefore, in recent years, it has been proposed to form a free surface without performing a centering blast.

発破を使わない自由面の形成方法としては、ドリルジャンボを使用して、空孔を連続して削孔して、空孔が連なった連続孔を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。既設の空孔に隣接して削孔を行う場合には、削孔時に削孔ビットの受ける抵抗が既設の空孔側において小さくなるため、削孔の方向が既設の空孔側に曲がって重なってしまう。これにより、隣接する空孔の間隔を一定にすることができず、連続孔を形成することが困難である。そこで、特許文献１では、既設の空孔に案内ロッドを挿入することで、既設の空孔に隣接して行う削孔の曲りを防止している。   As a method of forming a free surface that does not use blasting, a technique has been proposed in which holes are continuously drilled using a drill jumbo to form continuous holes with continuous holes (for example, patents). Reference 1). When drilling adjacent to an existing hole, the resistance received by the drill bit during drilling is reduced on the existing hole side, so the direction of the hole is bent and overlaps with the existing hole side. End up. Thereby, the space | interval of an adjacent void | hole cannot be made constant and it is difficult to form a continuous hole. Therefore, in Patent Document 1, a guide rod is inserted into an existing hole to prevent bending of the drilling hole adjacent to the existing hole.

特開平８−２９１６８６号公報JP-A-8-291686

しかしながら、従来技術では、自由面となる連続孔を削孔するために、ドリルジャンボのガイドセルに特殊な案内ロッドを装着しなければならない。この案内ロッドは、連続孔を形成するための特殊な機械設備であり、掘削作業のコストアップにつながってしまう。   However, in the prior art, a special guide rod must be attached to a guide cell of a drill jumbo in order to drill a continuous hole serving as a free surface. This guide rod is a special mechanical facility for forming a continuous hole, leading to an increase in the cost of excavation work.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、特殊な機械設備を用いることなく、自由面となる連続孔を削孔することができる自由面形成工法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a situation, the above-mentioned subject is eliminated, and the free surface formation construction method which can drill the continuous hole used as a free surface, without using special machinery equipment Is to provide.

本発明の自由面形成工法は、切羽に自由面を形成する自由面形成工法であって、切羽に複数の鋼管を近接させて打設する鋼管打設工程と、打設した前記鋼管を切羽から抜き取る鋼管抜き取り工程とを有し、前記鋼管を抜き取った跡の空孔が連なった連続孔を前記自由面として形成することを特徴とする。
さらに、本発明の自由面形成工法は、前記鋼管打設工程での前記鋼管の打設と、前記鋼管抜き取り工程での前記鋼管の抜き取りとは、長尺鋼管先受け工法に用いられる２重管構造のボーリングロッドによって行っても良い。
さらに、本発明の自由面形成工法は、前記ボーリングロッドの掘削チップは、先端が凸球面状のボタンチップであっても良い。
さらに、本発明の自由面形成工法は、前記鋼管打設工程によって所定本数の前記鋼管を打設した後、前記鋼管抜き取り工程と前記鋼管打設工程とを順次繰り返して、徐々に前記連続孔を延ばしても良い。
さらに、本発明の自由面形成工法は、前記鋼管打設工程によって所定本数の前記鋼管を打設した後は、前記鋼管打設工程おいて、前記鋼管抜き取り工程によって抜き取った前記鋼管をそのまま用いて打設しても良い。 The free surface forming method of the present invention is a free surface forming method for forming a free surface on the face, a steel pipe placing step for placing a plurality of steel pipes close to the face, and the placed steel pipe from the face. And a step of extracting a steel pipe, and forming a continuous hole in which the holes of the trace of the steel pipe are formed as the free surface.
Furthermore, the free surface forming method of the present invention is a double pipe used for a long steel pipe tip receiving method in which the steel pipe is placed in the steel pipe placing process and the steel pipe is drawn in the steel pipe drawing process. You may carry out by the boring rod of a structure.
Furthermore, in the free surface forming method of the present invention, the drilling tip of the boring rod may be a button tip having a convex spherical tip.
Further, in the free surface forming method of the present invention, after the predetermined number of the steel pipes are cast by the steel pipe placing process, the steel pipe drawing process and the steel pipe placing process are sequentially repeated to gradually form the continuous holes. It may be extended.
Furthermore, in the free surface forming method of the present invention, after the predetermined number of the steel pipes are placed by the steel pipe placing step, the steel pipes drawn by the steel pipe removing step are used as they are in the steel pipe placing step. You may cast it.

本発明によれば、一般的な機械設備を用いて、自由面となる連続孔を簡単に削孔することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that a continuous hole serving as a free surface can be easily drilled using general mechanical equipment.

本発明に係る自由面形成工法の実施の形態に用いるボーリングロッドをドリルジャンボに装着した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounted | wore the drill jumbo with the boring rod used for embodiment of the free surface formation construction method which concerns on this invention. 図１に示すボーリングロッドの構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of the boring rod shown in FIG. 図２に示すボーリングロッドの構成を示す正面図及び側断面図である。It is the front view and side sectional view which show the structure of the boring rod shown in FIG. 本発明に係る自由面形成工法の第１の実施の形態における鋼管打設工程及び鋼管抜き取り工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the steel pipe placing process and steel pipe extraction process in 1st Embodiment of the free surface formation method which concerns on this invention. 本発明に係る自由面形成工法の第１の実施の形態における払い発破工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the payment blasting process in 1st Embodiment of the free surface formation construction method which concerns on this invention. 本発明に係る自由面形成工法の第２の実施の形態における鋼管打設工程及び鋼管抜き取り工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the steel pipe placement process and steel pipe extraction process in 2nd Embodiment of the free surface formation method which concerns on this invention. 本発明に係る自由面形成工法の第２の実施の形態における破砕工程及び払い発破工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the crushing process and payment blasting process in 2nd Embodiment of the free surface formation construction method which concerns on this invention. 本発明に係る自由面形成工法の第３の実施の形態における鋼管打設工程及び鋼管抜き取り工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the steel pipe placement process and steel pipe extraction process in 3rd Embodiment of the free surface formation method which concerns on this invention.

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施の形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。   Next, modes for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “embodiments”) will be specifically described with reference to the drawings.

本実施の形態の自由面形成工法では、地山の安定性を図る長尺鋼管先受け工法に用いられるボーリングロッド１を用いて連続孔を形成する。ボーリングロッド１は、図１に示すように、現場で通常使用されているドリルジャンボ（削孔機）１００に装着して使用される。   In the free surface forming method of the present embodiment, a continuous hole is formed by using a boring rod 1 used in a long steel pipe tip receiving method for improving the stability of natural ground. As shown in FIG. 1, the boring rod 1 is used by being mounted on a drill jumbo (hole drilling machine) 100 that is normally used in the field.

ボーリングロッド１は、図２に示すように、先端からリングビット２、ケーシングシュー３、鋼管４の順に連なる外管部１１と、先端からインナービット５、中継ロッド６の順に連なる内管部１２とで構成された２重管構造である。   As shown in FIG. 2, the boring rod 1 includes an outer pipe portion 11 that is continuous from the tip in the order of the ring bit 2, the casing shoe 3, and the steel pipe 4, and an inner pipe portion 12 that is continuous in the order of the inner bit 5 and the relay rod 6 from the tip. It is a double pipe structure comprised by these.

内管ロッド８の後端には、アダプタ１３を介してドリフター１４が連結される。ドリフター１４は、内管部１２に対して回転力及び打撃力を出力する回転・打撃装置であり、ドリルジャンボ１００に設けられたフィード装置１５によって前後方向に移動可能に取り付けられている。ドリフター１４が出力する衝撃力及び回転力は、中継ロッド６を介してインナービット５に伝達される。中継ロッド６とインナービット５とは、正逆いずれの回転でも連結が緩まないように連結されている。これらの連結は、例えば端部同士を相互に螺着することによって行うことができ、連結部を貫通するピンを設けることで正逆いずれの回転方向に対しても固定させると良い。   A drifter 14 is connected to the rear end of the inner tube rod 8 via an adapter 13. The drifter 14 is a rotation / striking device that outputs a rotational force and a striking force to the inner tube portion 12, and is attached to be movable in the front-rear direction by a feed device 15 provided in the drill jumbo 100. The impact force and rotational force output from the drifter 14 are transmitted to the inner bit 5 via the relay rod 6. The relay rod 6 and the inner bit 5 are connected so that the connection is not loosened by either forward or reverse rotation. These connections can be performed, for example, by screwing the end portions to each other, and it is preferable to fix the rotation direction in either the forward or reverse direction by providing a pin that penetrates the connection portion.

インナービット５は、図３を参照すると、先端に岩盤を掘削する複数の掘削チップ７を有する。そして、インナービット５の後方には、拡径した部分を設けてケーシングシュー３を前方に押し付ける押付力伝達部５１としている。掘削チップ７は、凸球面状の先端部を有するボタンチップである。また、先端の掘削チップ７と押付力伝達部５１との間には、打撃力、押付力及び後方に引き抜く引抜力をリングビット２に伝達する打撃力伝達部５２と、リングビット２に回転力を伝達する回転力伝達部５３とが設けられている。   Referring to FIG. 3, the inner bit 5 has a plurality of excavation tips 7 for excavating rock at the tip. Then, an enlarged diameter portion is provided behind the inner bit 5 to form a pressing force transmission portion 51 that presses the casing shoe 3 forward. The excavation tip 7 is a button tip having a convex spherical tip. Further, between the excavation tip 7 at the tip and the pressing force transmission portion 51, a striking force transmission portion 52 that transmits the striking force, the pressing force, and the pulling force to be pulled backward to the ring bit 2, and a rotational force to the ring bit 2. Is provided.

ケーシングシュー３の内周には、縮径し、インナービット５の押付力伝達部５１と係合し、押付力伝達部５１から押付力及び打撃力が伝達される押付力被伝達部３１が形成されている。ケーシングシュー３の後端には、鋼管４が螺合や溶接によって取り付けられ、ケーシングシュー３の先端には、リングビット２が回転自在に取り付けられる。   On the inner periphery of the casing shoe 3, a pressing force transmitted portion 31 is formed which is reduced in diameter, engaged with the pressing force transmission portion 51 of the inner bit 5, and the pressing force and impact force are transmitted from the pressing force transmission portion 51. Has been. A steel pipe 4 is attached to the rear end of the casing shoe 3 by screwing or welding, and a ring bit 2 is rotatably attached to the front end of the casing shoe 3.

鋼管４としては、長尺鋼管先受け工法に用いられるＡＧＦ鋼管を使用することができる。なお、長尺鋼管先受け工法では、定着材を注入するための孔がＡＧＦ鋼管に形成されているが、本実施の形態の自由面形成工法では、孔が形成されていないＡＧＦ鋼管を使用する。   As the steel pipe 4, an AGF steel pipe used for a long steel pipe tip receiving method can be used. In the long steel pipe tip receiving method, a hole for injecting the fixing material is formed in the AGF steel pipe, but in the free surface forming method of the present embodiment, an AGF steel pipe in which no hole is formed is used. .

リングビット２は、先端に岩盤を掘削する複数の掘削チップ７を有する。リングビット２の内周には、インナービット５の打撃力伝達部５２と係合し、打撃力伝達部５２から打撃力及び押付力が伝達される打撃・押付力被伝達部２１と、インナービット５の打撃力伝達部５２と係合し、打撃力伝達部５２から引抜力が伝達される引抜力被伝達部２２と、インナービット５の回転力伝達部５３と係合し、回転力伝達部５３から回転力が伝達される回転力被伝達部２３とが形成されている。インナービット５の打撃力伝達部５２と、リングビット２の打撃・押付力被伝達部２１及び引抜力被伝達部２２とは、インナービット５の正方向の回転によって係合され、インナービット５の逆方向の回転によって係合が解消される。   The ring bit 2 has a plurality of excavation tips 7 for excavating rock at the tip. The inner periphery of the ring bit 2 is engaged with the striking force transmitting portion 52 of the inner bit 5, and the striking / pressing force transmitted portion 21 to which the striking force and the pressing force are transmitted from the striking force transmitting portion 52, and the inner bit 5 is engaged with the striking force transmitting portion 52, and is engaged with the pulling force transmitted portion 22 to which the pulling force is transmitted from the striking force transmitting portion 52, and with the rotating force transmitting portion 53 of the inner bit 5, and is connected with the rotating force transmitting portion A rotational force receiving portion 23 to which rotational force is transmitted from 53 is formed. The striking force transmitting portion 52 of the inner bit 5, the striking / pressing force transmitted portion 21 and the pulling force transmitted portion 22 of the ring bit 2 are engaged by the rotation of the inner bit 5 in the positive direction, and the inner bit 5 The engagement is released by the reverse rotation.

（第１の実施の形態）
次に、ボーリングロッド１を用いて自由面を形成する自由面形成工法の第１の実施の形態について図４及び図５を参照して詳細に説明する。なお、図４及び図５では、鋼管４の長さ方向の縮尺が幅方向の縮尺に比べて大きくなっている。
まず、図４（ａ）に示すように、鋼管打設工程としてボーリングロッド１を用いて切羽に複数本の鋼管４を打設する。複数本の鋼管４は、形成したい自由面の形状内に満遍なく近接させて打設する。図４（ａ）に示す例では、円形の自由面を形成するため、鋼管４として７本のＡＧＦ鋼管（鋼管径φ＝１１４．３ｍｍ、肉厚ｔ＝６．０ｍｍ、長さＬ＝３ｍ）を相互に接するように自由面の形状内に満遍なく打設した例が示されている。なお、自由面の形状は任意である。また、鋼管４を打設する順番は任意である。最初の鋼管４を打設した後、新たな鋼管４を既設の鋼管４に近接させて順次打設しても良い。また、間隔をおいて鋼管４を打設した後、既設の鋼管４の間に新たな鋼管４を近接させて打設しても良い。 (First embodiment)
Next, a first embodiment of a free surface forming method for forming a free surface using the boring rod 1 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. 4 and 5, the scale in the length direction of the steel pipe 4 is larger than the scale in the width direction.
First, as shown in FIG. 4A, a plurality of steel pipes 4 are placed on the face using a boring rod 1 as a steel pipe placing process. The plurality of steel pipes 4 are placed in close proximity to the shape of the free surface to be formed. In the example shown in FIG. 4A, seven AGF steel pipes (steel pipe diameter φ = 114.3 mm, wall thickness t = 6.0 mm, length L = 3 m) are formed as the steel pipe 4 in order to form a circular free surface. An example is shown in which they are placed evenly in the shape of the free surface so as to contact each other. Note that the shape of the free surface is arbitrary. Further, the order of placing the steel pipes 4 is arbitrary. After the first steel pipe 4 is placed, new steel pipes 4 may be placed sequentially in the vicinity of the existing steel pipe 4. Alternatively, after placing the steel pipe 4 at intervals, a new steel pipe 4 may be placed between the existing steel pipes 4.

鋼管４の打設は、以下に示す工程によって行われる。
まず、内管部１２をドリルジャンボ１００に装着し、この内管部１２を外管部１１の内部後端から挿入させ、図２及び図３に示すボーリングロッド１を構成させる。そして、ドリフター１４の駆動によって打撃力と正方向の回転力とを発生させると共に、フィード装置１５によってドリフター１４を前方に移動させて押付力を発生させ、ボーリングロッド１によってトンネル内の切羽を削孔する。ドリフター１４からの打撃力及び正方向の回転力と、フィード装置１５からの押付力とは、中継ロッド６を介してインナービット５に伝達され、インナービット５によって削孔が行われる。また、打撃力、正方向の回転力及び押付力は、インナービット５からリングビット２に伝達され、リングビット２によっても削孔が行われる。また、打撃力及び押付力は、インナービット５からケーシングシュー３へも伝達され、掘削に伴ってケーシングシュー３と、ケーシングシュー３の後方に取り付けた鋼管４とが引き込まれる。このようにして、所定の到達距離まで削孔した後、ドリフター１４を逆方向に回転させることで、インナービット５の打撃力伝達部５２と、リングビット２の打撃・押付力被伝達部２１及び引抜力被伝達部２２との係合を解消させ、内管部１２を後方に引き抜く。これにより、先端にリングビット２及びケーシングシュー３を残した状態で鋼管４が打設される。なお、削孔の際には、中継ロッド６及びインナービット５の内部に形成された供給通路を通して削孔水がインナービット５及びリングビット２に送られる。この削孔水によってインナービット５及びリングビット２が冷却されると共に、掘削したスライムが外管部１１内部を通って後方からスムーズに排出される。 The casting of the steel pipe 4 is performed by the following process.
First, the inner tube portion 12 is attached to the drill jumbo 100, and the inner tube portion 12 is inserted from the inner rear end of the outer tube portion 11 to form the boring rod 1 shown in FIGS. The driving of the drifter 14 generates a striking force and a positive rotational force, and the feed device 15 moves the drifter 14 forward to generate a pressing force. The boring rod 1 cuts the face in the tunnel. To do. The striking force and the positive rotational force from the drifter 14 and the pressing force from the feed device 15 are transmitted to the inner bit 5 through the relay rod 6, and the inner bit 5 performs drilling. Further, the striking force, the positive rotational force and the pressing force are transmitted from the inner bit 5 to the ring bit 2, and the ring bit 2 also performs drilling. Further, the striking force and the pressing force are also transmitted from the inner bit 5 to the casing shoe 3, and the casing shoe 3 and the steel pipe 4 attached to the rear of the casing shoe 3 are drawn with excavation. In this way, after drilling to a predetermined reach distance, by rotating the drifter 14 in the reverse direction, the striking force transmitting portion 52 of the inner bit 5, the striking / pressing force transmitted portion 21 of the ring bit 2, and The engagement with the drawing force transmitted portion 22 is released, and the inner tube portion 12 is drawn backward. As a result, the steel pipe 4 is driven with the ring bit 2 and the casing shoe 3 left at the tip. In the drilling, drilling water is sent to the inner bit 5 and the ring bit 2 through a supply passage formed inside the relay rod 6 and the inner bit 5. The inner bit 5 and the ring bit 2 are cooled by the drilling water, and the excavated slime is smoothly discharged from the rear through the outer pipe portion 11.

新たな鋼管４を既設の鋼管４に近接させて打設する場合、既設の鋼管４がガイドとして機能し、新たな鋼管４を既設の鋼管４と略平行に打設することができる。すなわち、ボーリングロッド１による削孔に、鋼管４が埋設されているため、ボーリングロッド１の先端が既設の鋼管４の方向に曲がろうとしても、ボーリングロッド１の先端が既設の鋼管４に当接して軌道が修正される。なお、リングビット２の掘削チップ７として先端が凸球面状のボタンチップを用いているため、ボーリングロッド１の先端、すなわち掘削チップ７が既設の鋼管４に当接しても、掘削チップ７が鋼管４の表面で滑り、鋼管４が大きなダメージを受けることがない。   When the new steel pipe 4 is driven close to the existing steel pipe 4, the existing steel pipe 4 functions as a guide, and the new steel pipe 4 can be driven substantially parallel to the existing steel pipe 4. That is, since the steel pipe 4 is embedded in the drilling hole by the boring rod 1, even if the tip of the boring rod 1 tries to bend in the direction of the existing steel pipe 4, the tip of the boring rod 1 contacts the existing steel pipe 4. In contact, the trajectory is corrected. In addition, since the tip having a convex spherical surface is used as the excavation tip 7 of the ring bit 2, even if the end of the boring rod 1, that is, the excavation tip 7 abuts on the existing steel pipe 4, the excavation tip 7 remains in the steel pipe. 4 slips on the surface of the steel pipe 4 so that the steel pipe 4 is not greatly damaged.

図４（ａ）では、削孔の所定の到達距離を３ｍとした。この場合、鋼管４の後端部は、インナービット５及びケーシングシュー３の長さ分、切羽から突出した状態となる。このように、打設した鋼管４の後端部を切羽から突出させることで、突出させた既設の鋼管４を基準にして新たな鋼管４の位置あわせを容易に行うことができる。   In Fig.4 (a), the predetermined reach | attainment distance of drilling was 3 m. In this case, the rear end portion of the steel pipe 4 protrudes from the face by the length of the inner bit 5 and the casing shoe 3. In this manner, by projecting the rear end portion of the cast steel pipe 4 from the face, it is possible to easily align the new steel pipe 4 with reference to the projected existing steel pipe 4.

次に、鋼管抜き取り工程として打設した鋼管４を全て引き抜く。鋼管４を引き抜くことで連続した空孔（連続孔）が形成され、図４（ｂ）に示すように、鋼管４を引き抜いた跡が心抜き自由面１６となる。図４（ａ）に示すように７本の鋼管４を相互に接するように円形に打設した場合には、鋼管４の鋼管径φの約３倍の直径を有し、鋼管４の長さとほぼ同じ深さを有する心抜き自由面１６が形成される。   Next, all the steel pipes 4 that have been cast are pulled out as a steel pipe extraction step. By pulling out the steel pipe 4, continuous holes (continuous holes) are formed, and as shown in FIG. 4B, the trace of the steel pipe 4 being pulled out becomes the centering free surface 16. As shown in FIG. 4 (a), when the seven steel pipes 4 are placed in a circular shape so as to contact each other, the steel pipe 4 has a diameter approximately three times as large as the steel pipe diameter φ. A centering free surface 16 having approximately the same depth is formed.

鋼管４の引き抜きは、以下に示す工程によって行われる。
まず、ドリルジャンボ１００に装着した内管部１２を打設されている鋼管４の内部後端から挿入させ、ドリフター１４の駆動によって正方向の回転力を発生させると共に、フィード装置１５によってドリフター１４を前方に移動させる。これにより、先端にインナービット５が連結された内管部１２が前方に移動され、インナービット５がリングビット２の位置まで到達すると、インナービット５の打撃力伝達部５２と、リングビット２の打撃・押付力被伝達部２１及び引抜力被伝達部２２とが係合する。インナービット５の打撃力伝達部５２と、リングビット２の打撃・押付力被伝達部２１及び引抜力被伝達部２２とが係合したか否かは、鋼管４の挙動を観察することで判断することができる。すなわち、インナービット５が鋼管４及びケーシングシュー３の内部に位置している際には、回転力がインナービット５から鋼管４及びケーシングシュー３に伝達され、鋼管４の動き（回転や振動）が大きい。これに対して、インナービット５がリングビット２の位置まで到達すると、回転力はインナービット５からリングビット２に伝達されるため、鋼管４の動き（回転や振動）が小さくなる。 Drawing of the steel pipe 4 is performed by the process shown below.
First, the inner pipe portion 12 attached to the drill jumbo 100 is inserted from the inner rear end of the cast steel pipe 4, and a positive rotational force is generated by driving the drifter 14, and the drifter 14 is moved by the feed device 15. Move forward. As a result, the inner pipe portion 12 with the inner bit 5 connected to the tip is moved forward, and when the inner bit 5 reaches the position of the ring bit 2, the striking force transmission portion 52 of the inner bit 5 and the ring bit 2 The striking / pressing force transmitted portion 21 and the pulling force transmitted portion 22 are engaged. It is determined by observing the behavior of the steel pipe 4 whether or not the striking force transmitting portion 52 of the inner bit 5 is engaged with the striking / pushing force receiving portion 21 and the pulling force receiving portion 22 of the ring bit 2. can do. That is, when the inner bit 5 is positioned inside the steel pipe 4 and the casing shoe 3, the rotational force is transmitted from the inner bit 5 to the steel pipe 4 and the casing shoe 3, and the movement (rotation and vibration) of the steel pipe 4 is performed. large. On the other hand, when the inner bit 5 reaches the position of the ring bit 2, the rotational force is transmitted from the inner bit 5 to the ring bit 2, so that the movement (rotation and vibration) of the steel pipe 4 is reduced.

次に、ドリフター１４の駆動によって正方向の回転力を発生させると共に、フィード装置１５によってドリフター１４を後方に移動させる。これにより、引抜力がインナービット５の打撃力伝達部５２からリングビット２の引抜力被伝達部２２に伝達され、リングビット２及びケーシングシュー３と共に鋼管４が引き抜かれる。   Next, the rotational force in the positive direction is generated by driving the drifter 14, and the drifter 14 is moved backward by the feed device 15. As a result, the pulling force is transmitted from the striking force transmitting portion 52 of the inner bit 5 to the pulling force transmitted portion 22 of the ring bit 2, and the steel pipe 4 is pulled out together with the ring bit 2 and the casing shoe 3.

次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、払い発破によって所定長（例えば、１０００ｍｍ）ずつ掘削を行う。心抜き自由面１６を形成することで、払い発破に爆薬に比べて振動を低減できる非火薬破砕剤（蒸気圧破砕薬、静的破砕剤等）を使用して振動を低減させることができる。   Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, excavation is performed by a predetermined length (for example, 1000 mm) by blasting. By forming the centering free surface 16, vibration can be reduced by using a non-explosive crushing agent (vapor pressure crushing agent, static crushing agent, etc.) that can reduce vibration compared to explosives for blasting.

（第２の実施の形態）
次に、ボーリングロッド１を用いて自由面を形成する自由面形成工法の第２の実施の形態について図６及び図７を参照して詳細に説明する。なお、図６及び図７では、鋼管４の長さ方向の縮尺が幅方向の縮尺に比べて大きくなっている。
第２の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、鋼管打設工程として複数本の鋼管４を形成したい自由面の周囲に近接させて打設する。図６（ａ）に示す例では、円形の自由面を形成するため、鋼管４として２４本のＡＧＦ鋼管（鋼管径φ＝１１４．３ｍｍ、肉厚ｔ＝６．０ｍｍ、長さＬ＝３ｍ）を相互に近接するように円周状に打設した例が示されている。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of a free surface forming method for forming a free surface using the boring rod 1 will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7, the scale in the length direction of the steel pipe 4 is larger than the scale in the width direction.
In the second embodiment, as shown in FIG. 6A, a plurality of steel pipes 4 are placed close to the periphery of the free surface where the steel pipes 4 are to be formed as a steel pipe placing step. In the example shown in FIG. 6A, 24 AGF steel pipes (steel pipe diameter φ = 14.3 mm, wall thickness t = 6.0 mm, length L = 3 m) are formed as the steel pipes 4 in order to form a circular free surface. An example is shown in which they are placed circumferentially so as to be close to each other.

次に、鋼管抜き取り工程として打設した鋼管４を全て引き抜く。鋼管４を引き抜くことで連続した空孔（連続孔）が形成され、図６（ｂ）に示すように、鋼管４を引き抜いた跡が円周状の自由面１７となる。鋼管４は、互いが接するように打設することなく、少し離れていても、鋼管４の引き抜きの際に、間の岩盤が崩れるため、連続した空孔（連続孔）が形成される。   Next, all the steel pipes 4 that have been cast are pulled out as a steel pipe extraction step. By pulling out the steel pipe 4, continuous holes (continuous holes) are formed, and as shown in FIG. 6B, the trace of the steel pipe 4 being pulled out becomes a circumferential free surface 17. The steel pipes 4 are not placed so as to be in contact with each other, and even if they are separated from each other, the rock mass between them collapses when the steel pipe 4 is pulled out, so that continuous holes (continuous holes) are formed.

次に、図７（ａ）に示すように、円周状の自由面１７に囲まれた円形部分を最小限の発破、又はブレーカによって破砕し、円周状の自由面１７を面状の自由面１８に拡大する。その後、図７（ｂ）に示すように、払い発破によって掘削を行う。この円形部分の破砕と、払い発破による掘削とを所定長（例えば、１０００ｍｍ）ずつ行う。   Next, as shown in FIG. 7 (a), the circular portion surrounded by the circumferential free surface 17 is crushed by minimum blasting or a breaker, and the circumferential free surface 17 is planar free. Magnify on surface 18. After that, as shown in FIG. 7B, excavation is performed by blasting. The crushing of the circular portion and the excavation by blasting are performed for a predetermined length (for example, 1000 mm).

（第３の実施の形態）
次に、ボーリングロッド１を用いて自由面を形成する自由面形成工法の第３の実施の形態について図８を参照して詳細に説明する。
第２の実施の形態では、２４本の鋼管４（外管部１１）を用いて円周状の自由面１７を形成したが、第３の実施の形態では、５本の鋼管４ａ〜４ｅを用いて円周状の自由面１７をする。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of a free surface forming method for forming a free surface using the boring rod 1 will be described in detail with reference to FIG.
In the second embodiment, the circumferential free surface 17 is formed using 24 steel pipes 4 (outer pipe portions 11), but in the third embodiment, five steel pipes 4a to 4e are formed. A circumferential free surface 17 is used.

まず、鋼管打設工程として５本の鋼管４ａ〜４ｅを、図８（ａ）に示すように、形成したい自由面の周囲に近接させて打設する。５本の鋼管４ａ〜４ｅでは、形成したい自由面の周囲全部をカバーすることができず、自由面の周囲の一部に線状に打設される。次に、鋼管抜き取り工程として真ん中に位置する鋼管４ｃを抜き取り、図８（ｂ）に示すように、鋼管打設工程として抜き取った鋼管４ｃを端部に位置する鋼管４ｅに近接させて打設する。次に、鋼管抜き取り工程として鋼管４ｃを抜き取った後の空穴に隣接して打設されている鋼管４ｄを抜き取り、図８（ｃ）に示すように、鋼管打設工程として抜き取った鋼管４ｄを端部に位置する鋼管４ｃに近接させて打設する。このように鋼管４ｃ〜４ｅの抜き取る鋼管抜き取り工程と、鋼管４ｃ〜４ｅを打設する鋼管打設工程とを順次行うことで、連続孔が徐々に延びて円周状の自由面１７が徐々に形成されていく。そして、図８（ｄ）に示すように、鋼管４ｃ〜４ｅと、反対側の抜き取らずに残した鋼管４ａ、４ｂとが繋がると、５本の鋼管４ａ〜４ｅを抜き取る。これにより、図６（ｂ）に示すような円周状の自由面１７が形成される。なお、第３の実施の形態では、５本の鋼管４ａ〜４ｅを使用する例について説明したが、使用する鋼管４の本数は、２本以上であれば任意である。円周状の自由面１７のように、両端が閉じた自由面を形成する場合には、鋼管４が３本以上必要になるが、両端が開いた線状の自由面を形成する場合には、鋼管４が２本以上であれば良い。   First, as a steel pipe placing step, five steel pipes 4a to 4e are placed close to the periphery of the free surface to be formed as shown in FIG. 8 (a). The five steel pipes 4a to 4e cannot cover the entire periphery of the free surface that is desired to be formed, and are placed linearly on a part of the periphery of the free surface. Next, the steel pipe 4c located in the middle is extracted as a steel pipe extracting step, and the steel pipe 4c extracted as the steel pipe placing step is placed close to the steel pipe 4e located at the end as shown in FIG. 8 (b). . Next, as a steel pipe extraction process, the steel pipe 4d placed adjacent to the hole after extracting the steel pipe 4c is extracted, and the steel pipe 4d extracted as the steel pipe placement process is removed as shown in FIG. 8 (c). It is placed close to the steel pipe 4c located at the end. In this way, by sequentially performing the steel pipe extraction process for extracting the steel pipes 4c to 4e and the steel pipe placing process for placing the steel pipes 4c to 4e, the continuous hole gradually extends and the circumferential free surface 17 gradually Will be formed. Then, as shown in FIG. 8D, when the steel pipes 4c to 4e are connected to the steel pipes 4a and 4b left without being extracted on the opposite side, the five steel pipes 4a to 4e are extracted. Thereby, a circumferential free surface 17 as shown in FIG. 6B is formed. In the third embodiment, an example in which five steel pipes 4a to 4e are used has been described. However, the number of steel pipes 4 to be used is arbitrary as long as it is two or more. In the case of forming a free surface closed at both ends, such as the circular free surface 17, three or more steel pipes 4 are required, but in the case of forming a linear free surface with both ends open. The steel pipe 4 may be two or more.

このように、第３の実施の形態によると、使用する鋼管４の本数を削減することができ、コストダウンを実現することができる。また、最初の鋼管打設工程によって所定本数の鋼管４ａ〜４ｅを打設した後は、鋼管抜き取り工程によって抜き取った鋼管４ｃ〜４ｅをそのまま用いて打設するため、抜き取った鋼管４ｃ〜４ｅを内管部１２から取り外す作業と、打設する鋼管４ｃ〜４ｅを内管部１２に装着する作業と軽減することができる。   Thus, according to 3rd Embodiment, the number of the steel pipes 4 to be used can be reduced, and cost reduction can be implement | achieved. In addition, after the predetermined number of steel pipes 4a to 4e have been placed by the first steel pipe placing process, the steel pipes 4c to 4e that have been removed by the steel pipe removing process are placed directly, so The work of removing from the pipe part 12 and the work of mounting the steel pipes 4c to 4e to be placed on the inner pipe part 12 can be reduced.

以上説明したように、本実施の形態によれば、切羽に自由面を形成する自由面形成工法であって、切羽に複数の鋼管４を近接させて打設する鋼管打設工程と、打設した鋼管４を切羽から抜き取る鋼管抜き取り工程とを有し、鋼管４を抜き取った跡の空孔が連なった連続孔を自由面（心抜き自由面１６、円周状の自由面１７）として形成する。
この構成により、鋼管４やドリルジャンボ１００等の一般的な機械設備を用いて、自由面となる連続孔を簡単に削孔することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is a free surface forming method for forming a free surface on a face, and a steel pipe placing step for placing a plurality of steel pipes 4 in close proximity to the face, and a placement The steel pipe 4 is extracted from the face, and a continuous hole is formed as a free surface (a centering free surface 16 and a circumferential free surface 17). .
With this configuration, it is possible to easily drill a continuous hole serving as a free surface using general mechanical equipment such as the steel pipe 4 and the drill jumbo 100.

さらに、本実施の形態では、鋼管打設工程での鋼管４の打設と、鋼管抜き取り工程での鋼管４の抜き取りとは、長尺鋼管先受け工法に用いられる２重管構造のボーリングロッド１によって行う。
この構成により、長尺鋼管先受け工法用の一般的な機械設備を用いて、自由面となる連続孔を簡単に削孔することができる。 Further, in the present embodiment, the steel pipe 4 is cast in the steel pipe placing process and the steel pipe 4 is drawn in the steel pipe drawing process. The double-bore boring rod 1 used in the long steel pipe tip receiving method is used. Do by.
With this configuration, a continuous hole serving as a free surface can be easily drilled using general mechanical equipment for a long steel pipe tip receiving method.

さらに、本実施の形態において、ボーリングロッド１の掘削チップ７は、先端が凸球面状のボタンチップである。
この構成により、掘削チップ７が既設の鋼管４に当接しても、掘削チップ７が鋼管４の表面で滑り、鋼管４が大きなダメージを受けることがない。 Further, in the present embodiment, the excavation tip 7 of the boring rod 1 is a button tip having a convex spherical tip.
With this configuration, even when the excavation tip 7 contacts the existing steel pipe 4, the excavation tip 7 does not slide on the surface of the steel pipe 4 and the steel pipe 4 is not significantly damaged.

さらに、本実施の形態では、鋼管打設工程によって所定本数の鋼管４ａ〜４ｅを打設した後、鋼管抜き取り工程と鋼管打設工程とを順次繰り返して、徐々に連続孔を延ばすようにしても良い。
この構成により、使用する鋼管４の本数を削減することができ、コストダウンを実現することができる。 Furthermore, in the present embodiment, after a predetermined number of steel pipes 4a to 4e are driven by the steel pipe driving process, the steel pipe drawing process and the steel pipe driving process are sequentially repeated to gradually extend the continuous holes. good.
With this configuration, the number of steel pipes 4 to be used can be reduced, and cost reduction can be realized.

さらに、本実施の形態では、鋼管打設工程によって所定本数の鋼管４ａ〜４ｅを打設した後、一部の鋼管４ａ〜４ｂを残した状態で他の鋼管４ｃ〜４ｅを用いて鋼管抜き取り工程と鋼管打設工程とを順次繰り返す際に、鋼管抜き取り工程によって抜き取った鋼管４ｃ〜４ｅをそのまま用いて、次の鋼管打設工程で打設するようにしても良い。
この構成により、抜き取った鋼管４ｃ〜４ｅを内管部１２から取り外す作業と、打設する鋼管４ｃ〜４ｅを内管部１２に装着する作業と軽減することができる。 Further, in the present embodiment, after a predetermined number of steel pipes 4a to 4e are driven by the steel pipe driving process, a steel pipe extraction process is performed using other steel pipes 4c to 4e in a state where some of the steel pipes 4a to 4b are left. When the steel pipe placing process is sequentially repeated, the steel pipes 4c to 4e extracted by the steel pipe extracting process may be used as they are, and the steel pipe may be placed in the next steel pipe placing process.
With this configuration, the work of removing the extracted steel pipes 4c to 4e from the inner pipe part 12 and the work of mounting the steel pipes 4c to 4e to be placed on the inner pipe part 12 can be reduced.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of these components, and that such modifications are within the scope of the present invention.

１ ボーリングロッド
１００ ドリルジャンボ
２ リングビット
３ ケーシングシュー
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 鋼管
５ インナービット
６ 中継ロッド
７ 掘削チップ
１１ 外管部
１２ 内管部
１３ アダプタ
１４ ドリフター
１５ フィード装置
１６ 心抜き自由面
１７ 円周状の自由面
１８ 面状の自由面
２１ 打撃・押付力被伝達部
２２ 引抜力被伝達部
２３ 回転力被伝達部
５１ 押付力伝達部
５２ 打撃力伝達部
５３ 回転力伝達部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Boring rod 100 Drill jumbo 2 Ring bit 3 Casing shoe 4, 4a, 4b, 4c, 4d Steel pipe 5 Inner bit 6 Relay rod 7 Drilling tip 11 Outer pipe part 12 Inner pipe part 13 Adapter 14 Drifter 15 Feed device 16 Centering freedom Surface 17 Circumferential free surface 18 Planar free surface 21 Strike / pressing force transmitted portion 22 Pulling force transmitted portion 23 Rotating force transmitted portion 51 Pushing force transmitting portion 52 Impact force transmitting portion 53 Rotating force transmitting portion

Claims (5)

切羽に自由面を形成する自由面形成工法であって、
切羽に複数の鋼管を近接させて打設する鋼管打設工程と、
打設した前記鋼管を切羽から抜き取る鋼管抜き取り工程とを有し、
前記鋼管を抜き取った跡の空孔が連なった連続孔を前記自由面として形成することを特徴とする自由面形成工法。 A free surface forming method for forming a free surface on the face,
A steel pipe placing process for placing a plurality of steel pipes close to the face;
A steel pipe extracting step of extracting the cast steel pipe from the face,
A free surface forming method characterized in that a continuous hole formed by continuous holes formed by extracting the steel pipe is formed as the free surface. 前記鋼管打設工程での前記鋼管の打設と、前記鋼管抜き取り工程での前記鋼管の抜き取りとは、長尺鋼管先受け工法に用いられる２重管構造のボーリングロッドによって行うことを特徴とする請求項１記載の自由面形成工法。   The steel pipe placement in the steel pipe placement step and the steel pipe extraction in the steel pipe removal step are performed by a double tube structure boring rod used in a long steel pipe tip receiving method. The free surface forming method according to claim 1. 前記ボーリングロッドの掘削チップは、先端が凸球面状のボタンチップであることを特徴とする請求項２記載の自由面形成工法。   3. The free surface forming method according to claim 2, wherein the drilling tip of the boring rod is a button tip having a convex spherical tip. 前記鋼管打設工程によって所定本数の前記鋼管を打設した後、
前記鋼管抜き取り工程と前記鋼管打設工程とを順次繰り返して、徐々に前記連続孔を延ばすことを特徴とする請求項１又乃至３のいずれかに記載の自由面形成工法。 After placing a predetermined number of the steel pipes by the steel pipe placing step,
4. The free surface forming method according to claim 1, wherein the continuous hole is gradually extended by sequentially repeating the steel pipe extracting step and the steel pipe placing step. 5. 前記鋼管打設工程によって所定本数の前記鋼管を打設した後は、
前記鋼管打設工程おいて、前記鋼管抜き取り工程によって抜き取った前記鋼管をそのまま用いて打設することを特徴とする請求項４記載の自由面形成工法。 After casting a predetermined number of the steel pipes by the steel pipe placing process,
5. The free surface forming method according to claim 4, wherein, in the steel pipe placing step, the steel pipe drawn by the steel pipe drawing step is used as it is.
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