JP2000204870A - 削孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばトンネル掘削時の補助工法の１つであ
る長尺先受け工法等に用いる削孔装置に係り、削孔と同
時にその孔内に埋設管を効率よく埋設することができる
と共に、削孔ロッド等を削孔から簡単かつ確実に回収で
きるようにする。 【解決手段】 削孔ロッド５の先端部に取付け支持され
る削孔用インナービット４と、その外周に配置される削
孔用リングビット１と、上記両ビット１・４で削孔した
孔内に埋設される埋設管３とを備え、リングビット１に
対してインナービット４を削孔時の回転方向に相対回動
したとき係合し、それと反対方向に相対回動したとき係
合が解除される凹凸係合部４４・１１を上記両ビット間
に設け、上記凹凸係合部の係合解除時に埋設管３に対し
てリングビット１を回り止め係止す手段１４・２１と、
削孔時のインナービットの移動動作に連動して埋設管３
を削孔内に引き込むための当接係合部２ｂ・４ｄを設け
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、岩盤等に削孔を施
すための削孔装置に関する。更に詳しくは、例えばトン
ネル掘削時の補助工法の１つである長尺先受け工法等に
用いるのに適した削孔装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばトンネル掘削時に切羽の前
方地山を予め補強するために、長尺の先受け鋼管による
地山先受け工法や鏡部補強工法が多く用いられている。
これらの工法は切羽前方地山を長尺に亘って拘束するこ
とにより、地山の先行ゆるみを抑制するもので、短尺の
フォアポーリング工法等に比べ先受け長が長いのが特徴
である。この長尺の先受け鋼管による削孔方式に各々の
特徴を持った地山先受け工が実施され、長尺の鏡部補強
工も種々の形状の樹脂ボルトが使用され実施されてい
る。

【０００３】上記のような地山先受け工法の一例として
注入式長尺先受け工法（以下、ＡＧＦ工法という）があ
る。このＡＧＦ工法はトンネル掘削に使用されるドリル
ジャンボにより、削孔ロッドの先端に装着した拡径ビッ
トまたは鋼管の先端にリングビットを装着した２重管方
式の削孔装置を用いて、削岩機からのフラッシング水を
噴出させながら地山を削孔し、３ｍ程度の鋼管を順次継
ぎ足すことにより削孔内の略全長にわたって長尺の鋼管
を打設する。この鋼管を削孔内に存置し、この鋼管を通
して周囲の地山内に固結材を注入して固化させることに
より、地山の安定性を高めるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
削孔装置においては、削孔時にドリルジャンボからの打
撃、押し込み力の伝達効率が悪く、特に削孔深さが深く
なると削孔効率が低下する。また、削孔に用いた削孔ロ
ッドは引き抜き回収するが、削孔中に削孔ロッドと拡径
ビット又はリングビットの係合状態が膠着してしまい、
これが解除できずに引き抜きに苦労する。

【０００５】本発明は上記の問題点に鑑みて提案された
もので、埋設管、特に長尺の埋設管にあっても削孔と同
時に効率よく埋設することができると共に、削孔ロッド
等を削孔から簡単かつ確実に回収することのできる削孔
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による削孔装置は、以下の構成としたもの
である。

【０００７】即ち、削孔ロッドの先端部に取付け支持さ
れる削孔用インナービットと、そのインナービットの外
周に配置される削孔用リングビットと、上記両ビットで
削孔した孔内に埋設される埋設管とを備え、上記リング
ビットに対してインナービットを削孔時の回転方向に相
対回動したとき係合し、それと反対方向に相対回動した
とき係合が解除される凹凸係合部を上記インナービット
とリングビットとの間に設け、上記凹凸係合部の係合解
除時に埋設管に対してリングビットを回り止め係止する
回り止め係止手段を設けると共に、上記インナービット
と埋設管との間に削孔時のインナービットの移動動作に
連動して埋設管を削孔内に引き込むための当接係合部を
設けたことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の態様】以下、図に示す実施形態に基づい
て本発明による削孔装置を具体的に説明する。図１〜図
６は本発明による削孔装置の一実施形態を示すもので、
図において、１はリングビット、２はケーシングシュ
ー、３は埋設管、４はインナービット、５は削孔ロッド
である。

【０００９】リングビット１は、硬質の金属等により図
２（ａ）に示すように全体略円形環状に形成され、その
内周面側にはインナービット４との凹凸係合部を構成す
る３つの凸部１１が一体に形成されている。その各凸部
１１の前側（図１で左側、図２（ａ）で正面側、以下こ
れと同一方向を前側、それと反対方向を後側という）の
面には小凹部１１ａ（図２（ａ）参照）が形成され、そ
の小凹部１１ａ内には略半球状のゴム等よりなる弾性突
起１２が設けられている。またリングビット１の前面に
は、超硬合金等よりなる略半球状の切削突起１３が設け
られ、リングビット１の後部には埋設管３に対する回り
止め係止手段を構成する係合突部１４が設けられてい
る。

【００１０】ケーシングシュー２は短円筒状に形成さ
れ、その前端部には上記リングビット１の回り止め係合
突部１４が係合する切り欠き凹部２１が形成されてい
る。ケーシングシュー２の後部外周面は小径に形成さ
れ、その小径部に鋼管等よりなる埋設管３の前端部を嵌
合して溶接等で固着する構成である。なお本実施形態に
おける埋設管３の周面には多数の吐出孔が形成されてい
るが図には省略した。

【００１１】インナービット４は、図３および図５に示
すように内部に軸方向に貫通する内孔４０が形成され、
その前面には超硬質合金等よりなる略円錐状の切削突起
４１が多数設けられている。インナービット４の後端部
４ｂを除く前部４ａおよび中央部４ｃの外径寸法は、リ
ングビット１の前記凸部１１を除くリング状部分の内径
寸法およびケーシングシューの内径寸法より僅かに小さ
く形成され、それよりも大径に形成したインナービット
４の後端部４ｂとの間に、埋設管を削孔内に引き込むた
めの前記当接係合部を構成する段部４ｄが形成されてい
る。

【００１２】インナービット４の外周には、周方向に３
つの断面コ字型の凹溝４２がビット４の長手方向全長に
わたって形成され、その各凹溝４２と略直交するように
ビット４の長手方向中央部４ｃと前部４ａとの間に周方
向のＶ字溝４３（図６参照）が形成されている。その各
凹溝４２とＶ字溝４３との交差部近傍にリングビット１
の凸部１１が係合する凹部４４が形成され、その各凹部
４４の前面の隅部近傍に前記弾性突起１２が係合する小
凹部４４ａが形成されている。上記各凹溝４２とＶ字溝
４３および凹部４４のビット半径方向の深さは略等しく
形成されている。

【００１３】また上記凹部４４よりも前側の凹溝４２の
周方向の幅はリングビット１の凸部１１の周方向の幅よ
りも僅かに大きく形成され、上記凹部４４およびＶ字溝
４３よりも後側の凹溝４２の周方向の幅は、その一部
（図の場合は半径方向外側の周方向の幅）がリングビッ
ト１の凸部１１の周方向の幅よりも小さく形成されてい
る。それによって、リングビット１の凸部１１を凹溝４
２に前側から挿入したとき凸部１１の一部が、凹溝４２
とＶ字溝４３との交差縁部４ｅに当接してそれよりも後
側に移動しないように構成されている（図４参照）。さ
らに各凹溝４２の前部に形成した斜面４２ａには、図６
に示すように前記内孔４０と連通するフラッシング用開
口４０ａが、また各凹溝４２の長手方向略中央部には前
記内孔４０と連通する排泥用の開口４０ｂがそれぞれ形
成されている。

【００１４】削孔ロッド５は、図６に示すように内部に
インナービット４の内孔４０と略同径の内孔５０を有
し、外周面に断面波形のロープねじを形成した管状のも
のが用いられ、その前端部を穿孔ビット４の内孔４０の
後端部に形成した雌ねじ孔４５にねじ込んで連結する構
成である。

【００１５】上記の構成において、岩盤等を削孔して埋
設管をその削孔内に埋設するに当たっては、予め埋設管
３の前端部にケーシングシュー２を溶接等で固着し（或
いは予め埋設管３の前端とケーシングシュー２に互いに
螺合するねじを形成しておいて、それをねじ込み）、イ
ンナービット４の雌ねじ孔４５に削孔ロッド５の前端部
をねじ込んで連結する。そのインナービット４と削孔ロ
ッド５を、埋設管３の後端部側から挿入してケーシング
シュー２の後端面２ｂをインナービット４の段部４ｄに
当接させる。

【００１６】次いで、インナービット４の外周にリング
ビット１を嵌め、該ビット１の凸部１１をインナービッ
ト４の凹溝４２に前側から挿入すると、前述のように凹
部４４およびＶ字溝４３よりも後側の凹溝４２の周方向
の幅は、その一部がリングビット１の凸部１１の周方向
の幅よりも小さく形成されているので、図４（ａ）のよ
うに凸部１１の一部が凹溝４２とＶ字溝４３との交差縁
部４ｅに当接してそれよりも後側への移動が阻止され
る。その状態でリングビット１を図４（ａ）で反時計方
向に回動すると、同図（ｂ）および図５に示すように上
記凸部１１が凹部４４内に進入すると共に、弾性突起１
２が小凹部４４ａに係合してその状態に抜け止め保持さ
れる。そのとき、リングビット１とケーシングシュー２
は図５に示すようにやや離れた位置にあってリングビッ
ト１の係合突部１４とケーシングシュー２の切り欠き凹
部２１とは非係合状態にある。

【００１７】その状態で、削孔ロッド５の後端部をドリ
ルジャンボ等に連結して該ロッド５を図５の矢印方向に
回転させると、そのロッド５とともにインナービット４
およびリングビット１が同方向に一体に回転して岩盤等
を削孔することができる。その削孔時には上記削孔ロッ
ド５を介して両ビット１・４に適宜打撃を加えることも
できる。また上記ロッド５およびビット４の内孔５０・
４０を介して前記フラッシング用開口４０ａおよび排泥
用開口４０ｂから水等の流体を噴出させることによって
両ビット１・４を潤滑および冷却すると同時に、削孔ス
ライムを凹溝４２を通って後方に排出することができ
る。その凹溝４２の後方に排出されたスライムは、削孔
ロッド５と埋設管３との間を通って孔の外に排出され
る。

【００１８】また上記の削孔時にインナービット４が孔
奥に向かって前進することによってインナービット４の
段部４ｄに当接するケーシングシュー２を介して埋設管
３が孔奥に順次引き込まれ、削孔と同時に埋設管を削孔
内に挿入することができる。この場合、埋設管３および
削孔ロッド５は必要に応じて適宜カップリング材（不図
示）等を介して順次継ぎ足すことができる。また削孔時
インナービット４はケーシングシュー２および埋設管３
に対して周方向に摺動可能であり、ケーシングシュー２
および埋設管３と削孔内面との接触抵抗が大きい場合に
は、ケーシングシュー２および埋設管３が傾転すること
なく、インナービット４およびリングビット１のみが回
転して削孔時の負荷が軽減される。

【００１９】上記のようにして所定の深さまで削孔した
ところで削孔ロッド５およびインナービット４を孔から
引き抜くもので、先ず削孔ロッド５の回転を止め、該ロ
ッド５を後方に引っ張る、あるいは埋設管３を孔奥側に
押し込むことによって、リングビット１とケーシングシ
ュー２とを互いに接近させながら上記ロッド５を前記削
孔時と反対方向に回転させる。すると、リングビット１
の係合突部１４とケーシングシュー２の切り欠き凹部２
１とが係合した後、引き続く削孔ロッド５の回転でイン
ナービット４がリングビット１に対して前記の係合方向
と反対方向に相対回動する。

【００２０】それによって、リングビット１の凸部１１
が、前記図４（ｂ）のようにインナービット４の凹部４
４に係合した状態から同図（ａ）のように凹溝４２内に
位置した状態となる。その状態で、削孔ロッド５を引き
抜くと、インナービット４はリングビット１から抜け出
て、そのリングビット１とケーシングシュー２および埋
設管３を削孔内に残留させたままでインナービット４お
よび削孔ロッド５を孔から引き抜いて回収することがで
きる。

【００２１】このようにインナービット４および削孔ロ
ッド５を引き抜いて後、埋設管３内にインサート管を挿
入すると共にバルブあるいはパッカー等をセットし、該
インサート管を介してセメントミルク等の固結材を注入
し、埋設管３内およびその周面に形成した吐出孔を介し
て埋設管と削孔内面との間、および岩盤内に固結材を充
填して地山を補強することもできる。

【００２２】なお上記実施形態においては、インナービ
ット４の移動動作に連動して埋設管３を削孔内に引き込
むための当接係合部としてインナービット４に段部４ｄ
を設け、それにケーシングシュー２の後端面２ｂを当接
させるようにしたが、ケーシングシュー２の内径をイン
ナービット４の後端部４ｂよりも大径に形成して、その
内面に上記段部４ｄに当接する段部や突条もしくは突起
等を形成してもよく、上記段部４ｄも突条や突起等であ
ってもよい。

【００２３】また例えば図７に示すように埋設管３の端
部に、上記段部４ｄに当接する段部３ｄもしくは突条ま
たは突起等を形成すると共に、リングビット１の係合突
部１４に係合する切り欠き凹部３１を形成することによ
って、前記のようなケーシングシュー２を用いることな
く、埋設管３をインナービット４およびリングビット１
に直接係合させることもできる。

【００２４】さらに図示例は、埋設管３に対するリング
ビット１の回り止め係止手段としてリングビット１に突
部１４を、ケーシングシュー２または埋設管３に凹部２
１・３１を形成したが、ケーシングシュー２または埋設
管３に突部を、それに係合する凹部をインナービット１
に形成してもよい。同様にリングビット１とインナービ
ット４との凹凸係合部１１・４４についてもインナービ
ット４に凸部を、それに係合する凹部をリングビット１
に形成してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明による削孔装置は、
リングビット１に対してインナービット４を削孔時の回
転方向に相対回動したとき係合し、それと反対方向に相
対回動したとき係合が解除される凹凸係合部４４・１１
をインナービット４とリングビット１との間に設け、上
記凹凸係合部の係合解除時に埋設管３に対してリングビ
ット１を回り止め係止する回り止め係止手段１４・２１
（３１）を設けると共に、上記インナービット４と埋設
管３との間に削孔時のインナービットの移動動作に連動
して埋設管３を削孔内に引き込むための当接係合部２ｂ
・４ｄを設けたから、埋設管３を削孔と同時に効率よく
埋設することができると共に、削孔ロッド５およびイン
ナービットを削孔から簡単かつ確実に回収できる等の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による削孔装置の一実施形態を示す分解
側面図。

【図２】（ａ）はリングビットの正面図。（ｂ）はイン
ナービットの正面図。

【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面図。

【図４】（ａ）はインナービットにリングビットを組み
付ける状態の正面図。（ｂ）は組み付けた状態の正面
図。

【図５】組み付けた状態の一部縦断側面図。

【図６】組み付けた状態の図４（ｂ）におけるＢ−Ｂ線
断面図。

【図７】本発明による削孔装置の他の実施形態を示す一
部縦断側面図。

【符号の説明】

１ リングビット １１ 凸部 １４ 係合突部 ２ ケーシングシュー ２１ 切り欠き凹部 ３ 埋設管 ４ インナービット ４ｄ 段部 ４２ 凹溝 ４４ 凹部 ５ 削孔ロッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 削孔ロッドの先端部に取付け支持される
   削孔用インナービットと、そのインナービットの外周に
   配置される削孔用リングビットと、上記両ビットで削孔
   した孔内に埋設される埋設管とを備え、上記リングビッ
   トに対してインナービットを削孔時の回転方向に相対回
   動したとき係合し、それと反対方向に相対回動したとき
   係合が解除される凹凸係合部を上記インナービットとリ
   ングビットとの間に設け、上記凹凸係合部の係合解除時
   に埋設管に対してリングビットを回り止め係止する回り
   止め係止手段を設けると共に、上記インナービットと埋
   設管との間に削孔時のインナービットの移動動作に連動
   して埋設管を削孔内に引き込むための当接係合部を設け
   たことを特徴とする削孔装置。
2. 【請求項２】 前記埋設管の端部にケーシングシューを
   一体的に設け、そのケーシングシューを介してリングビ
   ットを埋設管に対して回り止め係止すると共に、上記ケ
   ーシングシューを介して埋設管を削孔内に引き込むよう
   にした請求項１記載の削孔装置。