JP2020190105A - ダウンザホールハンマー用の粉塵抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダウンザホールハンマー１による削孔時に粉塵の発生、飛散を抑制する。【解決手段】 地面Ｇ上でかつ地面Ｇから離れた位置でダウンザホールハンマー１の移動経路を囲む内筒１１と、地面Ｇ上でかつ地面Ｇから離れた位置で前記内筒１１の外周部を囲むと共に、前記内筒１１の上方に位置する蓋部１２ｂを有し、該蓋部１２ｂにダウンザホールハンマー１が通過可能な開口部１２ｃを有する外筒１２と、を備える。また、前記内筒１１の下端部に垂下されて前記内筒１１の下端部と地面Ｇとの間を覆い、外側に変形して内側から外側へ排土可能な内側スカート１３と、前記外筒１２の下端部に垂下されて前記外筒１２の下端部と地面Ｇとの間を覆い、外側に変形して内側から外側へ排土可能な外側スカート１４と、備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、先端にハンマービットを有して回転及び打撃作用により地面を鉛直方向に削孔するダウンザホールハンマー用の粉塵抑制装置に関する。

例えばＨ形鋼杭の施工方法として、「ダウンザホールハンマー工法」による削孔、削孔内への砂の充填、バイブロハンマー又は打撃でＨ型鋼を建て込む方法が知られている。

ダウンザホールハンマー工法は、先端にハンマービットを有するハンマーを用い、油圧による回転と空気圧による上下動（打撃）とによって、地盤を砕き、空気圧で削孔ずりを削孔口から上方へ噴出させることで、円形断面の孔を掘り進めるものであり、沖積層、洪積層、礫混じり層、軟岩、硬岩と、ほぼ全ての地盤の削孔に対応できる。特に、他の工法に比較して、軟岩、硬岩を効率的に削孔することができ、山岳部に桟橋杭を打設する場合などに多く用いられる削孔方法である。

ところが、上記の削孔方法は、削孔口から微粉末を含んだ削孔ずりを高圧空気によって排出することから、微粉末が大量に粉塵として噴出し、周辺に飛散するという問題がある。このため、ダウンザホールハンマーによる削孔時に、外部への粉塵の飛散を抑制することが求められている。

特許文献１には、ダウンザホールハンマー用の粉塵抑制装置（作業支援ユニット）が提案されている。
この装置は、地面上でダウンザホールハンマーの移動経路を囲む内筒（外周壁）と、この内筒を囲む外筒（カバー）とを備えており、この外筒は、内筒の上方に位置する天井壁と、内筒の外周面を囲む円筒壁とを有している。そして、円筒壁の下端部と地面との間に排出口が形成されている。従って、削孔内からの粉塵は、内筒の内側空間から上方へ噴出し、天井壁に当たって落下し、内筒の外側、すなわち外筒の内側に堆積して、排出口へ向かう。

特許第５７７３３０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の粉塵抑制装置では、次のような問題点がある。
（１）外筒の下端部と地面との間に排出口が形成されるが、排出口は常に開放されているため、高圧空気が逃げるときに、削孔ずりの微粒分が粉塵となり、洩れ出ていく。
（２）外筒内に十分な堆積スペース（高さ）がなく、深さ１ｍ程度の削孔で、内筒と外筒との間の空間が削孔ずりで満たされてしまい、例えば削孔１ｍ深さごとに、外筒を取外して、排土する必要があり、手間がかかる。

本発明は、このような実状に鑑み、排出口からの粉塵の流出を効果的に防止できるなどの効果を有する粉塵抑制装置を提供することを課題とする。

本発明に係るダウンザホールハンマー用の粉塵抑制装置は、
地面上でかつ地面から離れた位置でダウンザホールハンマーの移動経路を囲む内筒と、
地面上でかつ地面から離れた位置で前記内筒の外周部を囲むと共に、前記内筒の上方に位置する蓋部を有し、該蓋部にダウンザホールハンマーが通過可能な開口部を有する外筒と、
前記内筒の下端部に垂下されて前記内筒の下端部と地面との間を覆い、外側に変形して内側から外側へ排土可能な内側スカートと、
前記外筒の下端部に垂下されて前記外筒の下端部と地面との間を覆い、外側に変形して内側から外側へ排土可能な外側スカートと、
を含んで構成される。

本発明によれば、内筒及び外筒を地面上でかつ地面から離れた高さ位置に設けているので、外筒内での削孔ずりの堆積高さを十分に確保することができ、排土作業の手間を減らすことができる。
また、内筒の下端部と地面との間、及び、外筒の下端部と地面との間に、二重に排出口が形成されるが、かかる排出口を単に開放させるのではなく、これらを覆う開閉可能なスカートを設けているので、粉塵の発生、飛散を抑制することができる。

ダウンザホールハンマーによる削孔工程を含むＨ形鋼杭の施工方法を示す図 本発明に係る粉塵抑制装置の一実施形態を示す断面図 図２のIII−III矢視断面図 図２のIV−IV矢視断面図 本発明に係る粉塵抑制装置の他の実施形態を示す断面図 図５のVI−VI矢視断面図

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
先ず、ダウンザホールハンマーによる削孔工程を含む施工例として、Ｈ形鋼杭の施工例を、図１により説明する。

図１（Ａ）はダウンザホールハンマーによる削孔工程を示している。本工程では、ダウンザホールハンマー１を用い、地面Ｇを鉛直方向に削孔する。

ダウンザホールハンマー１は、その先端側にハンマービット２を備え、基端側は、連結ロッド３を介して、図外の駆動装置に連結されている。ダウンザホールハンマー１は、ハンマービット２の油圧による回転と、空気圧による上下動（打撃）とによって、地盤を砕き、空気圧で削孔ずりを削孔口４ａから上方へ噴出させることで、円形断面の孔４を掘り進める。図中のＰＬは削孔計画線を示している。

図１（Ｂ）は削孔後の砂充填工程を示している。本工程では、削孔後の孔４内にホッパー等を用いて砂５を充填する。

図１（Ｃ）は杭の建て込み工程を示している。本工程では、砂５が充填された孔４内にバイブロハンマー又は打撃でＨ形鋼６を打ち込む。
この杭（Ｈ形鋼６）は例えば桟橋杭として利用し、役目を終えた後は、砂地であることから、比較的容易に、引き抜いて、撤去することができる。

本発明では、図１（Ａ）のダウンザホールハンマーによる削孔工程において、粉塵抑制装置を使用する。

本発明に係る粉塵抑制装置について、図２〜図４により説明する。
図２は本発明に係る粉塵抑制装置の一実施形態を示す断面図、図３は図２のIII−III矢視断面図、図４は図２のIV−IV矢視断面図である。

図２の粉塵抑制装置１０は、鋼製の内筒（フード内筒）１１と、鋼製の外筒（フード外筒）１２と、内筒１１の下端部に垂下される布製の内側スカート１３と、外筒１２の下端部に垂下される布製の外側スカート１４と、を含んで構成される。

ここにおいて、外筒１２は、外筒１２の外周部複数箇所に固定したＨ形鋼などからなる支持脚１５により地面Ｇ上に支持してあり、これにより、外筒１２の下端部を地面Ｇから浮かしている。
また、内筒１１は、外筒１２との間に放射状に配置して固定した複数の支持梁１６により支持してあり、これにより、内筒１１の下端部を地面Ｇから浮かしている。

内筒１１は、円筒状に形成され、地面Ｇ上で、かつ地面Ｇから離れた位置で、ダウンザホールハンマー１の移動経路を囲む。内筒１１はまた、ダウンザホールハンマー１との間に環状の空隙２１を形成する。この空隙２１は、内筒１１の上下両端で開口し、下側の開口は削孔口４ａに相対し、上側の開口は噴出口２１ａを形成する。

外筒１２は、有蓋円筒状に形成され、内筒１１の外周部を環状の空間部２２を介して囲む筒部１２ａと、内筒１１の上方に位置する蓋部１２ｂとを有している。蓋部１２ｂはその中央にダウンザホールハンマー１が通過可能な円形の開口部１２ｃを有している。特に本実施形態では、外筒１２は、上側が円錐台形をなし、下側が円筒形をなしている。

内側スカート１３は、内筒１１の下端部に垂下されて、内筒１１の下端部と地面Ｇとの間を覆う。この内側スカート１３は、内側からの圧力で、内筒１１の下端部側を支点として、外側に変形可能で、これにより内側から外側に排土可能となる。

外側スカート１４は、外筒１２の下端部に垂下されて、外筒１２の下端部と地面Ｇとの間を覆う。この外側スカート１４は、内側からの圧力で、外筒１２の下端部側を支点として、外側に変形可能で、これにより内側から外側に排土可能となる。

内側スカート１３及び外側スカート１４は、柔軟性を有する布製、より好ましくは帆布などの丈夫な布で構成され、複数のスリットを有している。各スリットは、下縁側から上方向に延びるように形成され、周方向に複数配置されている。

また、外筒１２の蓋部１２ｂ又はその近傍から外筒１２内へ水を噴霧するように、複数のスプリンクラー２５が設けられる。スプリンクラー２５は、粉塵が舞い上がるのを防止するためのものであるが、削孔地盤や粉塵の状態に応じて、必要な場合のみ使用する。

尚、ダウンザホールハンマー１の直径が例えば６００ｍｍであるとすると、内筒１１の直径は７００ｍｍ程度、外筒１２の直径は１５００ｍｍ程度に設定される。また、スカート１３、１４の高さは、５００〜７５０ｍｍ程度に設定される。

次に作用を説明する。
ダウンザホールハンマー１の回転及び打撃動作により空気圧で削孔ずりが削孔口４ａから噴き上げられると、削孔ずりは内筒１１とダウンザホールハンマー１との間の環状の空隙２１を通過し、噴出口２１ａから外筒１２内に噴出される。そして、削孔ずりは蓋部１２ｂに当たって落下し、外筒１２と内筒１１との間の環状の空間部２２に堆積する。

また、削孔口４ａから噴き上げられた削孔ずりの一部は、内側スカート１３を内側から外側に開いて、外筒１２内に至る。このとき、内側スカート１３が干渉作用を呈することで、粉塵の発生、飛散が抑制される。

また、外筒１２と内筒１１との間の空間部２２に堆積した削孔ずりは、外側スカート１４を内側から外側に開いて、外筒１２外に至る。このときも外側スカート１４が干渉作用を呈することから、粉塵の発生、飛散が抑制される。

本実施形態によれば、内筒１１及び外筒１２を地面Ｇ上でかつ地面Ｇから離れた高さ位置に設けているので、外筒１２内での削孔ずりの堆積高さを十分に確保することができ、排土作業の手間を減らすことができる。

また、内筒１１の下端部と地面Ｇとの間、及び、外筒１２の下端部と地面Ｇとの間に、二重に排出口が形成されるが、かかる排出口を単に開放させるのではなく、スカート１３、１４を設けているので、粉塵の発生、飛散を抑制することができる。

また、必要により、スプリンクラー２５を作動させ、外筒１２内に水を噴霧することにより、噴出した削孔ずりの微粒分が水分を含んだ状態となり、粉塵化することなく、外筒１２内に堆積させることができる。

次に本発明に係る粉塵抑制装置の他の実施形態を図５及び図６により説明する。
図５は本発明に係る粉塵抑制装置の他の実施形態を示す断面図、図６は図５のVI−VI矢視断面図である。

本実施形態（図５及び図６の実施形態）は、図２〜図４の実施形態を基に、斜板３０などを追加したものであり、同一要素には同一符号を付して説明を省略し、追加要素を中心に説明する。

本実施形態では、内筒１１と外筒１２との間の環状の空間部２２に斜板３０が固定配置される。斜板３０は、内筒１１と外筒１２との間を上下に仕切ると共に水平方向に対し傾斜させて配置される。斜板３０は、外筒１２による内筒１１の支持機能を有することから、図２中の支持梁１６は廃止される。

また、斜板３０の最下方位置に合わせて、外筒１２の周方向の一部を開口させ、これにより排土口３１が形成される。
この排土口３１には、外側に変形して内側から外側へ排土可能なカーテン３２が設けられる。

カーテン３２は、スカート１３、１４が全周にわたって設けられるのに対し、周方向の一部に設けられる点で、スカート１３、１４とは相違するが、材質的には同じでよく、帆布などの布製で、必要により、１〜複数のスリットを有している。

次に本実施形態特有の作用について説明する。
ダウンザホールハンマー１の回転及び打撃動作により空気圧で削孔ずりが削孔口４ａから噴き上げられると、削孔ずりの多くは内筒１１とダウンザホールハンマー１との間の環状の空隙２１を通過し、噴出口２１ａから外筒１２内に噴出される。そして、削孔ずりは蓋部１２ｂに当たって落下し、外筒１２と内筒１１との間の斜板３０上に堆積する。

すると、斜板３０上の削孔ずりは、斜板３０の傾斜に沿って、排土口３１へ向かう。しかも、外筒１２や斜板３０はダウンザホールハンマー１の振動に晒されていることから、斜板３０の振動も、斜板３０の傾斜に沿う削孔ずりの移動を手助けし、排土口３１へ向かわせる。

排土口３１へ向かった削孔ずりは、カーテン３２を押し開いて排出される。従って、削孔ずりは排土口３１から自動的に外部に排出され、排土口３１から排土された分を逐次撤去していけば、連続しての削孔が可能となる。
また、排土口３１から排出される削孔ずりは、カーテン３２を押し開いて排出されるので、カーテン３２の干渉作用により、粉塵の発生、飛散が抑制される。

また、削孔口４ａから噴き上げられ、内側スカート１３を内側から外側に開いて、外筒１２内に至った削孔ずりは、図２〜図４の実施形態と同様に、外側スカート１４を内側から外側に開いて、外筒１２外に至る。このときも内外のスカート１３、１４が干渉作用を呈することから、粉塵の発生、飛散が抑制される。

尚、以上では、Ｈ形鋼杭の施工に際しての削孔工程での粉塵抑制対策として説明したが、本発明は、これに限るものではなく、ダウンザホールハンマーによる削孔時の粉塵抑制対策として利用可能である。

また、図示の実施形態はあくまで本発明を概略的に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。

１ ダウンザホールハンマー
２ ハンマービット
３ 連結ロッド
４ 孔
４ａ 削孔口
５ 砂
６ Ｈ形鋼（杭）
１０ 粉塵抑制装置
１１ 内筒
１２ 外筒
１２ａ 筒部
１２ｂ 蓋部
１２ｃ 開口部
１３ 内側スカート
１４ 外側スカート
１５ 支持脚
１６ 支持梁
２１ 空隙
２１ａ 噴出口
２２ 空間部
２５ スプリンクラー
３０ 斜板
３１ 排土口
３２ カーテン

Claims (4)

1. 先端にハンマービットを有して回転及び打撃作用により地面を鉛直方向に削孔するダウンザホールハンマー用の粉塵抑制装置であって、
   地面上でかつ地面から離れた位置でダウンザホールハンマーの移動経路を囲む内筒と、
   地面上でかつ地面から離れた位置で前記内筒の外周部を囲むと共に、前記内筒の上方に位置する蓋部を有し、該蓋部にダウンザホールハンマーが通過可能な開口部を有する外筒と、
   前記内筒の下端部に垂下されて前記内筒の下端部と地面との間を覆い、外側に変形して内側から外側へ排土可能な内側スカートと、
   前記外筒の下端部に垂下されて前記外筒の下端部と地面との間を覆い、外側に変形して内側から外側へ排土可能な外側スカートと、
   を含んで構成される、粉塵抑制装置。
2. 前記内筒と前記外筒との間を上下に仕切ると共に水平方向に対し傾斜させて配置された斜板と、
   前記外筒に前記斜板の最下方位置に合わせて形成した排土口と、
   を更に含んで構成される、請求項１記載の粉塵抑制装置。
3. 前記排土口に設けられ、外側に変形して内側から外側へ排土可能なカーテンを更に含んで構成される、請求項２記載の粉塵抑制装置。
4. 前記外筒内に水を噴霧するスプリンクラーを更に含んで構成される、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の粉塵抑制装置。