JP2018059342A - ボーリング方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
その後、フレキシブルホースを引き抜きつつ、前記流体噴射口よりグラウト材を注入する。
地盤を鉛直方向に削孔して基幹ボーリング孔を形成し、
前記基幹ボーリング孔内に、上面から側面へ円弧状に貫通する曲がり孔を有するガイド箱を設置し、
前記ガイド箱の前記曲がり孔に可撓性のボーリング部材を挿入することで、前記ボーリング部材を横向きにして、横向きのボーリング孔を形成し、
前記ボーリング部材を引き抜いて、前記基幹ボーリング孔内での前記ガイド箱の深度位置及び水平面内の回転角度位置の少なくとも一方を変更した後、前記ボーリング部材を再度挿入することで、複数の横向きのボーリング孔を形成する
ことを特徴とする。
地盤に鉛直方向に削孔された基幹ボーリング孔内に設置され、上面から側面へ円弧状に貫通する曲がり孔を有するガイド箱と、
前記基幹ボーリング孔内での前記ガイド箱の深度位置及び水平面内の回転角度位置の少なくとも一方を変更する位置変更手段と、
前記ガイド箱の前記曲がり孔に挿入されることで、鉛直方向から水平方向に向きを変えられる可撓性のボーリング部材と、
を含んで構成されることを特徴とする。
また、曲がり孔を有するガイド箱を用いることで、直径200mm程度の小径の基幹ボーリング孔で、ボーリング部材を鉛直方向から水平方向に方向変換することが可能で、狭隘な現場でも実施が可能となる。
本実施形態では、例えば既設構造物の直下の地盤改良のため、当該地盤にボーリング孔を形成し、このボーリング孔から薬液(地盤改良剤)の注入を行う。
先ず、図1(a)に示すように、既設構造物(図示せず)に隣接する地盤1に、バックフォーなどで釜場2を掘削し、排泥ポンプ2aをセットする。そして、施工機3をセットし、施工機3に削孔ロッド4を下向きに取付ける。削孔ロッド4はその下端に水噴射方式あるいは回転ビット方式の削孔部4aを備える。尚、図1(a)以降には排泥ポンプ2aの図示を省略した。
ガイド箱7は、矩形の箱状体(直方体)で、上面中央の入口8aから側面の出口8bへ円弧状に貫通する曲がり孔8を有している。
尚、曲がり孔8は、所定の曲率を持って曲がる曲率部分と、当該曲率部分の少なくとも出口側に続くストレートな矯正部分とを有する構成としてもよい。
また、曲がり孔8の内面に、多数の回転自在なベアリングを埋め込み、ベアリングの球面の一部が露出するようにして、摺動性を向上させるようにしてもよい。
パッカー9は、膨縮用の流体(エア又は水など)を抜いた初期状態では、収縮し(図示I位置)、このときはガイド箱7を基幹ボーリング孔5内にて自由に上下方向に移動させることができ、また周方向に回転させることができる。
パッカー9はまた、膨縮用の流体の供給を受けて膨張し(図示II位置)、基幹ボーリング孔5の内面に圧着することにより、ガイド箱7を基幹ボーリング孔5内の任意の位置に固定することができる。
そして、図1(e)に示すように、ボーリング部材10を曲がり孔8を通過させることで、鉛直方向から水平方向に向きを変えさせて、ガイド箱7の側面から地盤1を水平方向に削孔するようにする。
ボーリング部材10は、内外二重管構造で、外側の可撓性の保護管11と内側の可撓性の削孔用ホース12とから構成される。尚、保護管11と削孔用ホース12とは互いに固定されておらず、相対的に、挿入・引き抜きが可能である。
回転削孔体14は、パイプ状で、その基端側が、削孔用ホース12の先端部に固定される筒状の支持部13に、ホース12の中心軸と同軸に、回転自在に支持されている。
回転削孔体14の内部には、ホース12を通じて供給される高圧水が支持部13を介して供給される。
回転削孔体14は、また、外周面の前側に、斜め後方に向かって高圧水を噴射可能な噴射口14bを備え、外周面の後側に、斜め前方に向かって高圧水を噴射可能な噴射口14cを備える。これらの噴射口14b、14cの噴射方向線は回転削孔体14の外側で交差する。従って、回転削孔体14の回転と共に噴射口14b、14cから高圧水を噴射することで、回転削孔体14回りを図8に示す孔形状(15)に削孔できる。
可撓性の削孔用ホース12全体を施工機3側から回転させることは困難であるが、上記のような方法で、先端部(回転削孔体14)のみを回転させることで、回転削孔が可能となる。
図10は、削孔用ホース先端の回転削孔体の変形例(回転ビット方式の例)を示している。
この例の削孔用ホース12は、先端部に電動式あるいは油圧式のモータ23を介して回転削孔体24を備えている。
回転削孔体24は、先端面に複数のビット24aをリング状に配置して構成され、モータ23により駆動されて回転することで、削孔する。尚、モータ23は、削孔用ホース12内に引き通された電力ラインあるいは油圧ラインにより、電力あるいは油圧の供給を受けて作動する。
図1(f)の横向きのボーリング孔15の形成完了後、図2(a)に示すように、ボーリング部材10の外側の保護管11を残して、内側の削孔用ホース12を引き抜く。尚、図10の回転ビット方式の場合は、予め削孔用ホース12に対し回転削孔体24を脱着可能に取付けておき、引き抜き時に回転削孔体24を地中に残置してもよい。
薬液注入用ホース16は、薬液を通流させることができるフレキシブルな耐圧ホースで、先端部に筒状のパッカー取付部17aを介して薬液注入体18を備えている。
薬液注入体18は、外周部が網目状に形成又は外周部に多数の孔が形成された筒状体で、その周囲に薬液を噴出することができる。
パッカー17は、膨縮用の流体(エア又は水)を抜いた初期状態では、収縮し、このときは薬液注入用ホース16と共に保護管11の内部を自由に移動することができる。
パッカー17はまた、膨縮用の流体の供給を受けて膨張し、横向きのボーリング孔15内面に圧着することにより、薬液注入用ホース16を固定すると共に、薬液注入体18から噴出させる薬液がボーリング孔15と保護管11との間の隙間からボーリング孔15の孔口側に向かうのを阻止して、所望の注入範囲が確保されるようにする。
すなわち、先ず、保護管11を所定距離(1球目と2球目の中心間のピッチ分)引き抜く。次いで、パッカー17を収縮させてから、薬液注入用ホース16を同距離引き抜き、再びパッカー17を膨張させて固定する。そして、この状態で、薬液注入用ホース16の先端部の薬液注入体18からその周囲に薬液を噴出させる。これにより、2球目の薬液注入が完了する。
1孔目のボーリング及び薬液注入工程の終了後、図3(a)に示すように、基幹ボーリング孔5内のガイド箱7の位置を変更する。
すなわち、ガイド箱7の側部のパッカー9を収縮させてから、クレーンの吊り具6によりガイド箱7を吊り上げ、深度位置を上方へ変更する。そして、その位置でガイド箱7の側部のパッカー9を膨張させて、ガイド箱7を固定する。
すなわち、ボーリング部材10の外側の保護管11を残して、内側の削孔用ホース12を引き抜く。そして、ボーリング部材10の外側の保護管11の中に、前記引き抜いた削孔用ホース12に代えて、可撓性の薬液注入用ホース16を挿入し、薬液注入用ホース16の先端部(薬液注入体18)を保護管11の先端部より突出させる。そして、薬液注入用ホース16の先端部の薬液注入体18からその周囲に薬液を噴出させて、ボーリング孔15−2回りの地盤に薬液を注入する。このときの薬液注入範囲は、薬液注入体18を中心とする球状となる。
1孔目のボーリング及び薬液注入工程の終了後、図4(a)に示すように、基幹ボーリング孔5内のガイド箱7の位置を変更する。
すなわち、ガイド箱7の側部のパッカー9を収縮させてから、クレーンの吊り具6によりガイド箱7を吊り上げ、介錯ロープなどを用いて、回転させ、曲がり孔8の出口8bの周方向位置を変更する。そして、その位置でガイド箱7の側部のパッカー9を膨張させて、ガイド箱7を固定する。
尚、吊り具6として、リモートコントロールで吊り荷(ガイド箱7)を目的の方向・角度に旋回可能なフックブロックを使用するようにしてもよい。
すなわち、ボーリング部材10の外側の保護管11を残して、内側の削孔用ホース12を引き抜く。そして、ボーリング部材10の外側の保護管11の中に、前記引き抜いた削孔用ホース12に代えて、可撓性の薬液注入用ホース16を挿入し、薬液注入用ホース16の先端部(薬液注入体18)を保護管11の先端部より突出させる。そして、薬液注入用ホース16の先端部の薬液注入体18からその周囲に薬液を噴出させて、ボーリング孔15−2回りの地盤に薬液を注入する。このときの薬液注入範囲は、薬液注入体18を中心とする球状となる。
もちろん、深度位置を異ならせたボーリング及び薬液注入と、回転角度位置を異ならせたボーリング及び薬液注入は、組み合わせてもよい。これにより、放射状のボーリング及び薬液注入を上下複数段に実施することができる。
1)地盤を鉛直方向に削孔して基幹ボーリング孔5を形成し、
2)前記基幹ボーリング孔5内に、上面から側面へ円弧状に貫通する曲がり孔8を有するガイド箱7を設置し、
3)前記ガイド箱7の前記曲がり孔8に可撓性のボーリング部材10を挿入することで、前記ボーリング部材10を横向きにして、横向きのボーリング孔15を形成し、
4)前記ボーリング部材10を引き抜いて、前記基幹ボーリング孔5内での前記ガイド箱7の深度位置及び水平面内の回転角度位置の少なくとも一方を変更した後、前記ボーリング部材10を再度挿入することで、複数の横向きのボーリング孔15−1、15−2、・・・を形成する。
従って、基幹ボーリング孔5内におけるガイド箱7の深度位置、及び/又は、水平面内の回転角度位置を変更することにより、横向きのボーリング孔15を、1つの基幹ボーリング孔5から、上下方向に複数、及び/又は、放射状に複数、形成することができ、工数の低減を図ることができる。
また、曲がり孔8を有するガイド箱7を用いることで、直径200mm程度の小径の基幹ボーリング孔5で、ボーリング部材10を鉛直方向から水平方向に方向変換することが可能で、狭隘な現場でも実施が可能となる。
従って、ガイド箱7の位置変更は容易であり、ボーリング作業の作業効率向上に寄与できる。
従って、ボーリング作業の作業効率向上と相まって、薬液注入範囲の拡大を図ることができる。
従って、保護管11を保孔管としてボーリング孔を孔崩れを防止しつつ、削孔用ホース12で削孔することができ、必要とする十分な削孔長を得ることが可能となる。特に削孔に用いる耐圧ホースのみでは、途中で引っ掛かるなどして、十分な削孔長を確保することが難しいが、保護管により保護することで、所望の削孔長を実現できる。
従って、薬液注入用ホース16を用いて薬液を注入する際も、保護管11を保孔管としてボーリング孔の孔崩れを防止しつつ、薬液注入用ホース16によって薬液を注入することができ、薬液注入の信頼性が向上する。
かかる構成により、基幹ボーリング孔5内におけるガイド箱7の深度位置、及び/又は、水平面内の回転角度位置を変更することにより、横向きのボーリング孔15を、1つの基幹ボーリング孔5から、上下方向に複数、及び/又は、放射状に複数、形成することができ、工数の低減を図ることができる。
また、曲がり孔8を有するガイド箱7を用いることで、直径200mm程度の小径の基幹ボーリング孔5で、ボーリング部材10を鉛直方向から水平方向に方向変換することが可能で、狭隘な現場でも実施が可能となる。
かかる構成により、ガイド箱7の位置変更は容易であり、複数の横向きのボーリング孔15の形成が容易となる。
すなわち、基幹ボーリング孔5内におけるガイド箱7の深度位置又は水平面内の回転角度位置のうち、少なくとも回転角度位置を変更することにより、横向きのボーリング孔15を、1つの基幹ボーリング孔5から、少なくとも放射状に複数形成するのである。
1)地盤を鉛直方向に削孔して基幹ボーリング孔5を形成し、
2)前記基幹ボーリング孔5内に、上面から側面へ円弧状に貫通する曲がり孔8を有するガイド箱7を設置し、
3)前記基幹ボーリング孔5内で前記ガイド箱7を水平面内にて所定の角度ずつ回転させつつ、各回転角度位置にて、前記ガイド箱7の前記曲がり孔8に可撓性のボーリング部材10を挿入することで、前記ボーリング部材10を横向きにして、横向きのボーリング孔15を形成することにより、前記基幹ボーリング孔5を中心として放射状に複数の横向きのボーリング孔15−1、15−2、・・・を形成する、
と記載することもできる。
また、前記各回転角度位置にて、形成した横向きのボーリング孔15を用いて、地盤改良のための薬液注入を行うと記載することもできる。
また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
2 釜場
2a 排泥ポンプ
3 施工機
4 削孔ロッド
4a 削孔部
5 基幹ボーリング孔
6 クレーンの吊り具
7 ガイド箱
8 曲がり孔
8a 入口
8b 出口
9 パッカー
10 ボーリング部材
11 保護管
11a 筒状体
11b リンク
11c ストッパ
12 削孔用ホース
13 支持部
14 回転削孔体
14a、14b、14c 噴射口
15(15−1、15−2、15−3) 横向きのボーリング孔
16 薬液注入用ホース
17 パッカー
17a パッカー取付部
18 薬液注入体
23 モータ
24 回転削孔体
24a ビット
Claims (9)
- 地盤を削孔するボーリング方法であって、
地盤を鉛直方向に削孔して基幹ボーリング孔を形成し、
前記基幹ボーリング孔内に、上面から側面へ円弧状に貫通する曲がり孔を有するガイド箱を設置し、
前記ガイド箱の前記曲がり孔に可撓性のボーリング部材を挿入することで、前記ボーリング部材を横向きにして、横向きのボーリング孔を形成し、
前記ボーリング部材を引き抜いて、前記基幹ボーリング孔内での前記ガイド箱の深度位置及び水平面内の回転角度位置の少なくとも一方を変更した後、前記ボーリング部材を再度挿入することで、複数の横向きのボーリング孔を形成する
ことを特徴とするボーリング方法。 - 前記ガイド箱の側部に膨縮可能なパッカーを取付け、
前記パッカーを膨張させることで、前記ガイド箱を前記基幹ボーリング孔内に固定し、前記パッカーを収縮させることで、前記ガイド箱の固定を解除することを特徴とする、請求項1記載のボーリング方法。 - 前記横向きのボーリング孔には、可撓性の薬液注入用ホースを挿入して、地盤改良のための薬液注入を行うことを特徴とする、請求項1又は請求項2記載のボーリング方法。
- 前記ボーリング部材は、剛性を有する複数の筒状体を折れ曲がり可能に連結してなる保護管と、この保護管内に挿入配置される可撓性の削孔用ホースと、を含んで構成されることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のボーリング方法。
- 前記ボーリング部材は、剛性を有する複数の筒状体を折れ曲がり可能に連結してなる保護管と、この保護管内に挿入配置される可撓性の削孔用ホースと、を含んで構成され、
前記ボーリング部材による前記横向きのボーリング孔の形成後、前記保護管を残して、前記削孔用ホースを引き抜き、
前記薬液注入用ホースは、前記引き抜いた削孔用ホースに代えて、前記保護管内に挿入し、
前記保護管と前記薬液注入用ホースとを引き抜きつつ、前記薬液注入用ホースの先端部から薬液を注入することを特徴とする、請求項3記載のボーリング方法。 - 地盤を削孔するボーリング方法であって、
地盤を鉛直方向に削孔して基幹ボーリング孔を形成し、
前記基幹ボーリング孔内に、上面から側面へ円弧状に貫通する曲がり孔を有するガイド箱を設置し、
前記基幹ボーリング孔内で前記ガイド箱を水平面内にて所定の角度ずつ回転させつつ、各回転角度位置にて、前記ガイド箱の前記曲がり孔に可撓性のボーリング部材を挿入することで、前記ボーリング部材を横向きにして、横向きのボーリング孔を形成することにより、前記基幹ボーリング孔を中心として放射状に複数の横向きのボーリング孔を形成することを特徴とする、ボーリング方法。 - 前記各回転角度位置にて、形成した横向きのボーリング孔を用いて、地盤改良のための薬液注入を行うことを特徴とする、請求項6記載のボーリング方法。
- 地盤を削孔するボーリング装置であって、
地盤に鉛直方向に削孔された基幹ボーリング孔内に設置され、上面から側面へ円弧状に貫通する曲がり孔を有するガイド箱と、
前記基幹ボーリング孔内での前記ガイド箱の深度位置及び水平面内の回転角度位置の少なくとも一方を変更する位置変更手段と、
前記ガイド箱の前記曲がり孔に挿入されることで、鉛直方向から水平方向に向きを変えられる可撓性のボーリング部材と、
を含んで構成されることを特徴とする、ボーリング装置。 - 前記位置変更手段は、前記ガイド箱の側部に取付けられる膨縮可能なパッカーを含み、
前記パッカーを膨張させることで、前記ガイド箱を前記基幹ボーリング孔内の任意の位置に固定し、前記パッカーを収縮させることで、前記ガイド箱の固定を解除することを特徴とする、請求項8記載のボーリング装置。
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