JP2003301681A - さく孔装置 - Google Patents

さく孔装置

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JP2003301681A
JP2003301681A JP2002108090A JP2002108090A JP2003301681A JP 2003301681 A JP2003301681 A JP 2003301681A JP 2002108090 A JP2002108090 A JP 2002108090A JP 2002108090 A JP2002108090 A JP 2002108090A JP 2003301681 A JP2003301681 A JP 2003301681A
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JP
Japan
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bit
pipe
ring
drilling
tip
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JP2002108090A
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Kenji Hirose
健二 廣瀬
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Toho Kinzoku Co Ltd
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Toho Kinzoku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟弱地盤に補強用の鋼管を埋設するために使
用するさく孔装置であって、穴詰りによるトラブルが生
じにくく、しかもコストが削減できるさく孔装置を提供
すること。 【解決手段】 地山に埋設される補強用パイプと、さく
岩機に連結されるさく孔ロッドと、該さく孔ロッドの先
端部に取り付けられるロックビットと、前記パイプの先
端部に取り付けられたリングビットとを備え、前記ロッ
クビットは、頭部の外径が前記パイプの内径より小さ
く、当該ビットの後部にはパイプの内面に摺接する複数
条の凸条を有するガイド部が設けられ、さらに、前記リ
ングビットの先端部にはリング状の切刃部が設けられ、
さく孔ロッドに推力が付加されたときは前記凸条の前端
部が前記リングビットの後端部に当接して打撃と推力を
伝達し、当該リングビットでも掘削が行われるように構
成されているさく孔装置。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱地盤に補強用
の鋼管を埋設するために使用するさく孔装置に関するも
のである。 【0002】 【従来の技術】例えば、軟弱地盤にトンネルを掘削する
場合、切羽を安定させるため、掘削前に予め鋼管挿入用
の孔を穿孔し、しかる後、その孔に定着剤を注入し、そ
の後鋼管を別途挿入していた。この方法は、さく孔と定
着剤の注入及び鋼管の挿入を別に行うので、作業効率が
悪く、しかもさく孔時又はさく孔後すぐに孔の内壁が崩
落して、鋼管の挿入が困難になることがある等の問題点
があった。 【0003】これを解決するため、図8に示すように、
さく孔部の先端部に設けられている先行ビット54と、
該先行ビットより後方位置に設けられている拡縮可能な
複数のウイングビット55,…とを備え、さく孔時には
上記ウイングビットを外方に張出させて、さく孔を行な
うと同時に、さく孔ロッド2の外周部に装着した鋼管5
3を地山中に挿入し、さく孔終了後はウイングビットを
縮径して小径化し、鋼管53だけを残してさく孔ロッド
2を引き抜くことにより、さく孔と鋼管の挿入を同時に
行うことのできるさく孔装置が開発されている(特公平
7−113315号)。このさく孔装置は、複数(例え
ば4個)のウイングビットが軸心に対し所定の間隔で放
射状に配置されており、その後端部を基点として内外に
回動することにより拡縮するようになっている。 【0004】しかしながら、上記拡縮式のさく孔装置
は、ウイングビットが拡縮するので構造的に複雑とな
り、その分だけ損傷事故が生じやすいという問題点があ
った。また、ウイングビットが内外に回動して拡縮する
ため、拡径部とパイプ先端との間に一定の間隔(L)が
設けられているが、崩落性の激しい地盤では、その間隔
部に大径の礫が崩落し、パイプとビットの間隙を蓋し
て、繰粉の排出を阻害する場合があった。さらに、ウイ
ングビットは拡張するので、大きい礫が存在すると回転
抵抗が過大となり、さく孔に支障をきたすおそれがあっ
た。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】このような問題点を改
良するものとして、本願出願人は、さく孔ロッドの先端
部に取り付けられる筒状のガイド部材と、当該ガイド部
材が嵌合する中空部によって前記ガイド部材に嵌着され
る先端ビットとを備え、当該先端ビットとガイド部材と
の嵌合部には、両者を嵌合した状態で所定方向に相対回
転させることにより互いに係合して両者を離脱不能に結
合し、逆方向に相対回転させることにより互いの係合が
解かれて両者が離脱可能となる凸部と凹部とを設けたさ
く孔装置を開発し、特許出願している(特開2001−
32664号)。 【0006】図9はこの装置を例示するもので、この装
置は、さく孔終了後はパイプとともにビットを穴底に残
すワンユース式の装置であり、ビットを繰り返し使用で
きないものである。また、ビットに一定の強度が要求さ
れるレキ層でのパイプ打設まで想定しているので、ビッ
トの構造上、パイプの内径とビット外径との差が小さ
く、両者の間の隙間が小さいため、さく孔速度を大きく
できる砂層や粘土層では、繰粉の排出が不十分となり、
穴詰まり等が生じることがあった。この点は上記拡縮式
の装置の場合も同様であった。 【0007】さらに、さく孔容易な砂層や粘土層等の地
盤では、打設コストの削減が要望されるが、このために
は打設速度を向上すること、及び工具費を削減すること
が必要となる。この点、従来の拡縮ビットを用いる工法
では、ビットを繰り返し使用できるが、構造が複雑であ
るため高価であるという問題点がある。しかも、拡縮ビ
ットを用いる工法では、パイプの後端部を打撃するた
め、パイプの後端部に専用の工具が必要となり、その分
コストが高くなるという問題点もある。 【0008】一方、上記ワンユースビットを用いる工法
では、ビットをパイプと共に穴内に残すため、不経済で
あるという問題点がある。そこで本発明は、穴詰りによ
るトラブルが生じにくく、しかもコストが削減できるさ
く孔装置を提供することを課題としている。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかるさく孔装置は、地山に埋設される補強用パイプ
と、さく岩機に連結されるさく孔ロッドと、該さく孔ロ
ッドの先端部に取り付けられるロックビットと、前記パ
イプの先端部に取り付けられたリングビットとを備え、
前記ロックビットは、頭部の外径が前記パイプの内径よ
り小さく、当該ビットの後部にはパイプの内面に摺接す
る複数条の凸条を有するガイド部が設けられ、さらに、
前記リングビットの先端部にはリング状の切刃部が設け
られ、さく孔ロッドに推力が付加されたときは前記凸条
の前端部が前記リングビットの後端部に当接して打撃と
推力を伝達し、当該リングビットでも掘削が行われるよ
うに構成されていることを特徴としている。 【0010】このさく孔装置は、ビットの外径がパイプ
の内径よりも小さいので、さく孔終了後にパイプの内部
を通してビットとロッドを引き抜くことができる。ま
た、パイプの先端部にリングビットが設けられており、
当該リングビットによっても掘削が行われるので、ビッ
トによる掘削径が小さくても、砂層や粘土層では、十分
にパイプの打設を行うことができる。さらに、リングビ
ットの後端部にビットの後部が当接して推力や打撃力を
付与するので、パイプの後端部に打撃を与える必要がな
い。 【0011】 【発明の実施の形態】以下、図1乃至図7にあらわされ
た実施の形態について説明する。このさく孔装置1は、
さく孔ロッド2にネジで装着されるロックビット(「イ
ンナービット」とも云う)5を備えている。ロックビッ
ト5とロッド2は、地中に打設される補強用パイプ7が
外嵌されている。パイプ7の先端部には雌ネジ部7aが
設けられ、この雌ネジ部にリングビット9が螺着されて
いる。パイプ2の中間部には薬液注入用の複数の通孔7
b,…が穿孔されている。 【0012】リングビット9の先端部には、外径がパイ
プ7の外径と同じで、断面楔状にとがった刃先部9aが
全周にわたって設けられている。刃先部9aの後部は段
状に径が小さくなり、その小径部分に前記パイプの雌ネ
ジ部と螺合する雄ネジ部9bが設けられている。リング
ビット9の後端部は、後述のロックビット5の当接面が
当接する傾斜面9bとなっている。リングビットは、全
体が鋼製であり、HrC30程度に比較的軟らかく調質
されている。これはロックビット5の当接面の摩耗を抑
制するためである。なお、リングビット9とパイプ7の
接合部に緩み止めのための熔接8(スポット的でもよ
い)を施しておけば、両者の結合がより強固となるので
好ましい。 【0013】ロックビット5は、頭部10と後部(ガイ
ド部)12とを備え、両者の間には小径の胴部13が設
けられている。頭部10の先端部には、超硬合金の刃体
15が植設固着されている。図1、図2の実施形態で
は、この刃体15は一方の面が平面となるカッタータイ
プの刃体となっているが、図3、図4の例では、刃体1
5’がチゼルタイプとなっている。刃体の形状は、強度
的にすぐれながら効率よい掘削が行われるものであれ
ば、他の形状でもよい。なお、頭部10の外径、すなわ
ちビットの口径とリングビット9の外径との差は20〜
30mmであり、頭部10の外径とリングビット9の内
径との差は、当該頭部10がリングビット9の内部を通
過できるような大きさであり、数mm程度とするのが好
ましい。 【0014】頭部10の外周部には、複数(図では4箇
所)の繰粉溝14が形成されている。また、頭部10に
は、前向きの流体吐出口16,16が設けられている。
この吐出口16はロックビットの内部に設けられている
中空部17に連通しており、さく孔ロッド2の水孔を通
して送られてきた水、高圧エア等の流体がここから吐出
されて繰粉(掘削屑)を掘削された穴から送り出すよう
になっている。 【0015】ロックビット5の後部12には、スプライ
ン状の4本の凸条20,…が設けられている。この凸条
20の間隔部21は前後方向の溝として形成され、この
溝を通って繰粉が排出される。凸条20の外面は、パイ
プの内径よりも僅かに(数mm)小さい径の円周上にあ
り、その前後両端部は、傾斜面22,23として形成さ
れている。凸条20の前側端面は前記リングビット9の
後端部の傾斜面9bに当接して推力と打撃力を伝達する
当接面であり、高周波焼き入れによりHrC55〜60
に調質されている。さく孔中は、この凸状20,…の外
周面がパイプ内面に摺接してビットとパイプをほぼ同芯
に維持する。 【0016】図6は、このさく孔装置1の使用時におけ
る説明図であって、さく孔ロッド2をさく岩機Dのシャ
ンクロッドSにジョイントJで接続し、該さく孔ロッド
2の外周部にリングビット付きのパイプ7を外嵌する。
図7はパイプの連結法の説明図であり、先行のパイプの
後端部の雄ネジ部を後続のパイプの前端部の雌ネジ部に
螺合する。この状態でさく岩機の打撃、回転、推力をさ
く孔ロッド2を通じてロックビット5に伝達すると、さ
く孔が行われる。この時、ロックビット5の後部(ガイ
ド部)12の当接面22がリングビットの後端部に当接
し、打撃と推力をリングビット9を介してパイプ7に伝
達する。このため、パイプ7の後端部に打撃や押圧力を
付与しなくてもパイプが前進し、リングビットによる掘
削が行われるのである。 【0017】さく孔中は、ロッド2の芯部に設けられて
いる水孔を通して水、空気等の冷却流体が供給され、ビ
ット5の吐出口から吐出される。また、ビットの硬質刃
体によって粉砕された繰粉は、上記水、空気等の流れに
したがって、パイプの内部に入り込み、該パイプの内部
を通って外部に排出される。 【0018】所定深さのさく孔が行われ、パイプ7が所
望の深さまで地中に埋設されると、さく孔を停止し、ロ
ッド2を後向きに牽引してロックビットごとパイプ7か
ら後方に引き抜く。パイプ7はリングビット9とともに
さく孔された穴内に残され、パイプ7が地中に打設され
た状態となる。 【0019】1本のさく孔とパイプ埋設を終えたら、当
該孔から抜き取ったロッド2に新たなパイプ7を外嵌
し、引き続き新たなさく孔とパイプ埋設を行う。 【0020】このさく孔装置1は、さく孔とパイプ埋設
後に該パイプ内を通してロックビットを回収することが
できるので、当該ビットが繰り返し使用可能となり、経
済的である。なお、パイプの先端部に固着されているリ
ングビットは、当該パイプとともに穴内に残されるが、
このリングビットは総鋼製であり、形状、構造も簡単な
ものであるから、それほどコストはかからない。 【0021】また、このさく孔装置を用いる工法では、
パイプ7中に繰粉が詰まった場合は、ロックビット5と
ロッド2をパイプ7に対し相対的に後退させて前後動さ
せることにより、繰粉を効果的に排出できる。従来の拡
縮ビットを用いる工法では、ビットをパイプ内に引き込
むと、前進させる時パイプ内でビットが拡径し、動かな
くなるので、このような繰粉の排出はできない。さら
に、さく孔終了後にパイプとともにビットを穴底に残す
ワンユース式の装置では、ビットを後退させることがで
きないので、このような繰粉の排出は不可能である。以
上に述べたとおり、本発明の装置は、パイプ内の繰粉の
詰りに対しても効果的なものである。 【0022】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
さく孔装置は、ロックビットの外径が打設されるパイプ
の内径よりも小さいので、さく孔終了後に当該パイプ内
を通して容易に引き抜くことができ、回収したロックビ
ットを繰り返し使用することが可能となった。ロックビ
ットは拡縮するものではないので、構造的に簡単で、比
較的安価である。また、パイプの後端部に打撃を加える
必要がないので、特別な打撃用部品が不要である。この
ため、経済的に補強パイプを打設することが可能となっ
た。なお、繰粉の通路を大きくすることができるので、
穴詰り等のトラブルは生じにくい。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のさく孔装置の1例を表す一部断面側面
図である。 【図2】そのA矢視図である。 【図3】ロックビットの側面図である。 【図4】そのB矢視図である。 【図5】そのC矢視図である。 【図6】使用法の説明図である。 【図7】パイプの接続法の説明図である。 【図8】従来の拡縮ビットを使用するさく孔法の説明図
である。 【図9】従来のワンユースビットを使用するさく孔法の
説明図である。 【符号の説明】 1 さく孔装置 2 さく孔ロッド 5 ロックビット 7 パイプ 9 リングビット 10 頭部 15 刃体 16 吐出口 20 凸条

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 地山に埋設される補強用パイプと、さく
    岩機に連結されるさく孔ロッドと、該さく孔ロッドの先
    端部に取り付けられるロックビットと、前記パイプの先
    端部に取り付けられたリングビットとを備え、前記ロッ
    クビットは、頭部の外径が前記パイプの内径より小さ
    く、当該ビットの後部にはパイプの内面に摺接する複数
    条の凸条を有するガイド部が設けられ、さらに、前記リ
    ングビットの先端部にはリング状の切刃部が設けられ、
    さく孔ロッドに推力が付加されたときは前記凸条の前端
    部が前記リングビットの後端部に当接して打撃と推力を
    伝達し、当該リングビットでも掘削が行われるように構
    成されていることを特徴とするさく孔装置。
JP2002108090A 2002-04-10 2002-04-10 さく孔装置 Pending JP2003301681A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006021995A1 (ja) * 2004-08-25 2006-03-02 Mitsubishi Materials Corporation 掘削工具及び鋼管先受け工法
JP2011149065A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Maruwa Giken:Kk 高炉等の開孔装置における排出口開孔用ビット

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