JP2005163434A - 削孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大掛かりな処理プラント設備を必要とせずに駆動排水の再使用化が図れ、運転コストの低減が図れる削孔装置を提供する。
【解決手段】 先端部に地盤を掘削するビット２を有する削孔管３と、該削孔管３内の先端側に設けられ、前記ビット２に打撃力を与える水圧式ハンマ４とを備えた削孔装置１において、前記削孔管３は内管５を備え、該内管５内には前記水圧式ハンマ４に地上から駆動水を供給する駆動水供給管６が設けられ、該駆動水供給管６と前記内管５との間が水圧式ハンマ４から排水される使用済みの駆動水を地上に戻すための還流通路７とされ、前記内管５と削孔管３の間が掘削部にスライム処理水を供給するスライム処理水供給通路８とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は削孔装置に係り、特に削孔管の先端側に水圧式ハンマを備えた削孔装置に関する。

削孔装置としては、ビットに打撃力を付与するために空気圧式や水圧式のハンマを備えた削孔装置が知られている（例えば特開２００１−３６６７号公報参照）。図５は従来の削孔装置の一例を示す図で、（ａ）は要部縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。この削孔装置は削孔管の先端側に水圧式ハンマ（ハンマ装置）を備えており、この水圧式ハンマ４の先端部に地盤を掘削するためのビット２が取付けられている。ビット２はビットシャンク部１２を備えている。ビット２に削孔管側から回転力を伝えると共に水圧式ハンマ４からの打撃力によるビット２の軸方向の振動を可能とするために、ビットシャンク部１２の外周面にはスプライン１８が所定範囲で設けられ、水圧式ハンマ４にはビットシャンク部１２のスプライン１８に対応する溝１９を内周面に設けたビットサブ２０が螺合接続されている。ビット２の脱落を防止するために、ビットシャンク部１２には半割りリングからなるリテーナリング２２が装着され、このリテーナリング２２がビットサブ２０の内端面に係止されることによりビット２の脱落が防止されている。

水圧式ハンマ４を駆動するために、水圧式ハンマ４には地上から高圧ポンプにより高圧の駆動水が圧送供給される。水圧式ハンマ４で使用された使用済みの駆動水（駆動排水ともいう）はビットシャンク部１２及びビット２に設けられた排出孔４０を通して地盤側（掘削部側）に排出され、スライムを地上へ搬出処理するためのスライム処理水として用いられる。

特開２００１−３６６７号公報

しかしながら、前記削孔装置においては、水圧式ハンマを駆動するために現場において多量の駆動水（清水）を確保する必要があるだけでなく、水圧式ハンマから地盤に排出され、スライムの搬出処理に使用された多量の駆動排水（スライム等を含む泥水）を処理することもその現場において必要となる。なお、駆動排水を駆動水として再度使用することも考えられるが、駆動排水を駆動水とし再度使用するためには、駆動排水からスライム等を分離除去しなければならず、そのための大掛かりな処理プラント設備が必要となり、駆動排水の再使用化が容易に図れないのが現状である。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、大掛かりな処理プラント設備を必要とせずに駆動排水の再使用化が図れ、運転コストの低減が図れる削孔装置を提供することを目的とする。

本発明のうち、請求項１の発明は、先端部に地盤を掘削するビットを有する削孔管と、該削孔管内の先端側に設けられ、前記ビットに打撃力を与える水圧式ハンマとを備えた削孔装置において、前記削孔管は内管を備え、該内管内には前記水圧式ハンマに地上から駆動水を供給する駆動水供給管が設けられ、該駆動水供給管と前記内管との間が水圧式ハンマから排水される使用済みの駆動水を地上に戻すための還流通路とされ、前記内管と外管の間が掘削部にスライム処理水を供給するスライム処理水供給通路とされていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記削孔管、内管及び駆動水供給管が同軸的に設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記内管には水圧式ハンマの後端部を取付ける台座部が設けられ、水圧式ハンマとビットを連結するビットシャンク部には水圧式ハンマから使用済みの駆動水を内管内に排出する排出口が設けられ、ビットシャンク部と内管の間には駆動水がビット側へ流出するのを防止する止水部材が設けられ、前記台座部には駆動水を地上に戻すための還流孔が設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１，２または３の発明において、前記削孔管、内管及び駆動水供給管が適宜長さに接続可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。

請求項１の発明によれば、先端部に地盤を掘削するビットを有する削孔管と、該削孔管内の先端側に設けられ、前記ビットに打撃力を与える水圧式ハンマとを備えた削孔装置において、前記削孔管は内管を備え、該内管内には前記水圧式ハンマに地上から駆動水を供給する駆動水供給管が設けられ、該駆動水供給管と前記内管との間が水圧式ハンマから排水される使用済みの駆動水を地上に戻すための還流通路とされ、前記内管と外管の間が掘削部にスライム処理水を供給するスライム処理水供給通路とされているため、駆動水及びスライム処理水をそれぞれ循環使用することが可能となり、大掛かりな処理プラント設備を必要とせずに駆動排水の再使用化が図れ、運転コストの低減が図れる。

請求項２の発明によれば、前記削孔管、内管及び駆動水供給管が同軸的に設けられているため、簡単な構造で駆動水の循環使用及びスライム処理水の供給が可能となる。

請求項３の発明によれば、前記内管には水圧式ハンマの後端部を取付ける台座部が設けられ、水圧式ハンマとビットを連結するビットシャンク部には水圧式ハンマから使用済みの駆動水を内管内に排出する排出口が設けられ、ビットシャンク部と内管の間には駆動水がビット側へ流出するのを防止する止水部材が設けられ、前記台座部には駆動水を地上に戻すための還流孔が設けられているため、水圧式ハンマから排出される使用済みの駆動排水を地盤側に排出することなく地上へ容易に戻して駆動水として再使用（循環使用）することができる。

請求項４の発明によれば、前記削孔管、内管及び駆動水供給管が適宜長さに接続可能に構成されているため、岩盤の深さに応じて削孔管を適宜長さに延長して使用することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を基に詳述する。図１は、本発明の実施の形態である削孔装置を示す要部縦断面図、図２は中間の削孔管を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３は先端の削孔管を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図４は図１の削孔装置の要部縦断面図である。

これらの図において、１は削孔装置であり、この削孔装置１は、先端部に地盤を掘削するビット２を有する削孔管３と、この削孔管３内の先端側に設けられ、前記ビット２に打撃力を与える水圧式ハンマ（ハンマ装置）４とを備えている。前記削孔管３は、内側に内管５を備え、この内管５内には前記水圧式ハンマ４に地上から駆動水を供給する駆動水供給管６が設けられ、この駆動水供給管６と前記内管５との間（環状通路）が水圧式ハンマ４から排水される使用済みの駆動水（駆動排水ともいう）を地上に戻すための還流通路７とされ、前記内管５と外管である削孔管３との間（環状通路）が掘削部にスライム処理水を供給するスライム処理水供給通路８とされている。

内管５は外管である削孔管３の内周に適宜間隔で配した取付部材９を介して削孔管３内に一体的に取付けられ、駆動水供給管６は内管５の内周に適宜間隔で配した取付部材１０を介して内管５内に一体的に取付けられている。前記削孔管３、内管５及び駆動水供給管６は、同軸的すなわち同心円状に設けられており、三重管構造とされている。

前記内管５には水圧式ハンマ４の後端部を取付ける台座部１１が一体的に設けられ、水圧式ハンマ４とビット２を連結するビットシャンク部１２の外周面には水圧式ハンマ４から使用済みの駆動水（駆動排水）を内管５内に排出する排出口１３が設けられている。ビットシャンク部１２と内管５の間には駆動水がビット２側（掘削部側、地盤側）へ流出するのを防止する止水部材例えばＯリング１４が設けられ、前記台座部１１には排出口１３から排出された駆動水（駆動排水）を地上に戻すための還流孔１５が設けられている。

前記水圧式ハンマ（ハンマ装置）４はハンマ本体（ハンマ装置本体）４ａを有し、このハンマ本体４ａの後端部が台座部１１に取付固定されている。台座部１１の軸心部には駆動水供給管６の先端部を接続するための接続口１６が設けられ、この接続口１６に駆動水供給管６の先端部がＯリング１７を介して気密に挿入接続されている。

ビット２はビットシャンク部１２を備えている。ビット２に削孔管３側から回転力を伝えると共に水圧式ハンマ４からの打撃力によるビット２の軸方向の振動を可能とするために、ビットシャンク部１２の外周面にはスプライン１８が所定範囲で設けられ、水圧式ハンマ４のハンマ本体４ａにはビットシャンク部１２のスプライン１８に対応する溝１９を内周面に設けたビットサブ２０が螺合接続されている。ビット２の脱落を防止するために、ビットシャンク部１２の後端部にはビットサブ２０の内径よりも小さい後端フランジ部２１が設けられると共にこの後端フランジ部２１よりも前側には半割りリングからなるリテーナリング２２が装着され、このリテーナリング２２がビットサブ２０の内端面に係止されることによりビット２の脱落が防止されている。更に具体的には、リテーナリング２２の内径はビットシャンク部１２の外径よりも僅かに大きく、ビットシャンク部１２の外径はビットサブ２０の内径よりも大きく、且つハンマ本体４ａの内径よりも小さく形成されている。

ビットシャンク部１２の先端側にはビットサブ２０の外径よりも大きく内管５の内径よりも小さい前端フランジ部２３が設けられ、ビットシャンク部１２における前端フランジ部２３よりも後側近傍に前記排出口１３がビットシャンク部１２の半径方向に開口形成されている。前端フランジ部２３よりも後側のビットシャンク部１２の略軸心部には排出口１３とハンマ本体４ａ内の駆動水排水部とを連通する排水通路２４が設けられている。前記前端フランジ部２３の外周面と前記内管５の内周面との間に止水部材であるＯリング１４が設けられている。ビット２には従来のように駆動排水を掘削部側に排水する排水孔は設けられていない。ハンマ本体４ａと内管５の間は排出口１３から排出された駆動排水を後方すなわち地上側へ戻すための前方還流通路２５とされ、この前方還流通路２５と前記台座部１１よりも後方の還流通路７とを連通させるために台座部１１には還流孔１５が周方向に適宜間隔で複数設けられている。

前記削孔管３、内管５及び駆動水供給管６は適宜長さに接続可能に構成されている。削孔管３は水圧式ハンマ４を有する先端管（先端の削孔管）３ａと駆動水供給管６を有する三重管（中間の削孔管）３ｂとに分割され、これら先端管３ａと三重管３ｂとが接続可能になっていると共に、三重管３ｂ同士が接続可能になっている。図示例の場合、先端管３ａの後端部内周には雌ねじ部２６が設けられ、三重管３ｂの先端部外周には雌ねじ部２６に螺合する雄ねじ部２７が設けられている。また、三重管３ｂの後端部内周には他の三重管３ｂの先端部の雄ねじ部２７を螺合するための雌ねじ部２８が設けられている。

また、内管５は先端管３ａ側の内管５ａと三重管３ｂ側の内管５ｂとに分割され、これら内管５ａ，５ｂが接続可能になっていると共に、内管５ｂ、５ｂが接続可能になっている。図示例では、先端管３ａの内管５ａの内径よりも三重管３ｂの内管５ｂの外径が小さく形成され、三重管３ｂの内管５ｂの先端部が先端管３ａの内管５ａの後端部にＯリング２９を介して気密に挿入接続されるようになっている。三重管３ｂの内管５ｂの後端部にはこの内管５ｂの外径よりも大きい内径を有する接続管部３０が設けられ、この接続管部３０に対して他の三重管３ｂの内管５ｂの先端部がＯリングを介して挿入接続されるようになっている。これと同様に、三重管３ｂの駆動水供給管６の後端部にはこの駆動水供給管６の外径よりも大きい内径を有する接続管部３１が設けられ、この接続管部３１に対して他の三重管３ｂの駆動水供給管６の先端部がＯリング３２を介して挿入接続されるようになっている。

このように構成された削孔管３は、作業機である例えばロータリ式ドリルマシンの回転駆動機構であるドリフタに駆動水給排水及びスライム処理水給水用スイベルを介して基端部（後端部）が接続され、例えば削孔管３を地面に対して垂直に立てて軸回りに回転させつつ押し進めて地盤を削孔するようになっている。スイベルには駆動水タンク（水槽）から駆動水を駆動水供給管６を介して水圧式ハンマ４に圧送供給するための高圧ポンプが接続され、水圧式ハンマ４を経由した使用済みの駆動排水は削孔管３内の還流通路７（先端還流通路２５を含む）及びスイベルを介して駆動水タンクに戻され駆動水として再使用（循環使用）されるようになっている。また、スイベルにはスライム処理水タンク（水槽）からスライム処理水をスライム処理水供給通路６を介して削孔管先端の地盤に供給するためのポンプが接続され、スライム処理水は地盤の掘削により生じるスライム等を伴って削孔管３と削孔内壁間の隙間を通りスライム処理水タンクに戻され、そのスライム処理排水（好ましくはその上澄み液）がスライム処理水として再使用（循環使用）されるようになっている。

以上の構成からなる削孔装置１によれば、先端部に地盤を掘削するビット２を有する削孔管３と、該削孔管３内の先端側に設けられ、前記ビット２に打撃力を与える水圧式ハンマ４とを備え、前記削孔管３は内管５を有し、該内管５内には前記水圧式ハンマ４に地上から駆動水を供給する駆動水供給管６が設けられ、該駆動水供給管６と前記内管５との間が水圧式ハンマ４から排水される使用済みの駆動水を地上に戻すための還流通路７とされ、前記内管５と削孔管３の間が掘削部にスライム処理水を供給するスライム処理水供給通路８とされているため、駆動水及びスライム処理水をそれぞれ独立して循環使用することが可能となり、大掛かりな処理プラント設備を必要とせずに駆動排水の再使用化が図れ、設備コスト及び運転コストの低減が図れる。

また、前記削孔管３、内管５及び駆動水供給管６が同軸的に設けられ、三重管構造になっているため、簡単な構造で駆動水とスライム処理水を分けて削孔管３の先端側へ供給することできると共に、水圧式ハンマ４の駆動に供された後の使用済みの駆動水（駆動排水）をスライムと混合させることなく地上に戻すことができる。

前記内管５には水圧式ハンマ４の後端部を取付ける台座部１１が設けられ、水圧式ハンマ４とビット２を連結するビットシャンク部１２には水圧式ハンマ４から使用済みの駆動水（駆動排水）を内管５内に排出する排出口１３が設けられ、ビットシャンク部１２と内管５の間には駆動水がビット２側（掘削部側）へ流出するのを防止する止水部材例えばＯリング１４が設けられ、前記台座部１１には使用済みの駆動水を地上に戻すための還流孔１５が設けられているため、水圧式ハンマ４から排出される使用済みの駆動水を地盤側（掘削部側）に排出することなく地上へ容易に戻して駆動水として再使用（循環使用）することができる。

前記削孔管３、内管５及び駆動水供給管６が適宜長さに接続可能に構成されているため、岩盤の深さに応じて削孔管３を適宜長さに延長して使用することができる。前記削孔管３においては、削孔管３内の先端側に、ビット２に打撃力を与える水圧式ハンマ４を設けているため、削孔管３の後端側（トップ側）に水圧式ハンマを設けた場合よりも打撃力を減衰させずにビット２に対して直接打撃力を与えることができ、削孔性能の向上が図れる。

本発明の実施の形態ないし実施例を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、先端管の内管と三重管の内管を接続する場合或いは三重管の内管同士を接続する場合、前記実施例では挿入接続構造が採用されているが、先端管と三重管を接続する場合と同様に螺合接続構造を採用しても良い。

本発明の実施の形態である削孔装置を示す要部縦断面図である。 中間の削孔管を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 先端の削孔管を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図１の削孔装置の要部縦断面図である。 従来の削孔装置の一例を示す図で、（ａ）は要部縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１ 削孔装置
２ ビット
３ 削孔管
４ 水圧式ハンマ
５ 内管
６ 駆動水供給管
７ 還流通路
８ スライム水供給通路
１１ 台座部
１２ ビットシャンク部
１３ 排出口
１４ Ｏリング（止水部材）
１５ 還流孔

Claims (4)

1. 先端部に地盤を掘削するビットを有する削孔管と、該削孔管内の先端側に設けられ、前記ビットに打撃力を与える水圧式ハンマとを備えた削孔装置において、前記削孔管は内管を備え、該内管内には前記水圧式ハンマに地上から駆動水を供給する駆動水供給管が設けられ、該駆動水供給管と前記内管との間が水圧式ハンマから排水される使用済みの駆動水を地上に戻すための還流通路とされ、前記内管と外管の間が掘削部にスライム処理水を供給するスライム処理水供給通路とされていることを特徴とする削孔装置。
2. 前記削孔管、内管及び駆動水供給管が同軸的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の削孔装置。
3. 前記内管には水圧式ハンマの後端部を取付ける台座部が設けられ、水圧式ハンマとビットを連結するビットシャンク部には水圧式ハンマから使用済みの駆動水を内管内に排出する排出口が設けられ、ビットシャンク部と内管の間には駆動水がビット側へ流出するのを防止する止水部材が設けられ、前記台座部には駆動水を地上に戻すための還流孔が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の削孔装置。
4. 前記削孔管、内管及び駆動水供給管が適宜長さに接続可能に構成されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の削孔装置。
   

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