JP2021116542A - 深井戸の掘削方法及び二重管保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】二重管ロッドを鉛直方向に向けて削孔をする場合でも、安全に短時間で容易に接続作業を行えるようにする。【解決手段】開閉可能な一対の半割環状体１５、１６（２５、２６）と締付機構１９（２９）を備えた外管把持環１２並びに内管把持環１３と、この両者１２、１３を連結するワイヤロープ１４とからなる二重管保持具８により、二重管ロッド２を、内管１１の下端が外管１０の下端から突き出た状態で保持し、内管１１の下端が削孔済みの二重管ロッドの内管１１の上端に載るように吊り上げて供給する。供給した内管１１から内管把持環１３を取外して、供給した外管１０を下降させた後、供給した内管１１をドリルヘッド３と削孔済みの内管１１とに接続し、供給した外管１０をドリルヘッド３に接続し、その外管１０から外管把持環１２を取外して削孔済みの外管１０と接続する。【選択図】図２

Description

本発明は、ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置を用いて深井戸を掘削する深井戸の掘削方法、及び、ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置における削孔済みの二重管ロッドと次の二重管ロッドとの接続位置へ前記次の二重管ロッドを吊り上げて供給する際に前記次の二重管ロッドを保持する二重管保持具に関する。

従来、ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置は、掘削速度が速く、多様な掘削方向に対応できる等の利点を有しており、法面にアンカーを設置するための掘削等に用いられることが多い。この装置では、外管と該外管に挿入した内管とからなる二重管ロッドを用いて削孔する。深井戸を掘るには地中深くまで削孔する必要があるが、１本の二重管ロッドの長さには限りがあるので、削孔済みの二重管ロッドに、ロッド延長用の二重管ロッドを順次接続しながら掘削を行うことにより、地中深くまで掘削できるようにしている。そして削孔済みの二重管ロッドに次の二重管ロッドを接続する作業は、作業者が外管に内管を挿入して手作業で接続位置に供給して接続するのが一般的である。しかし、その接続作業は、重労働であり、多くの時間を要する。そして例えば外管に挿入してある内管が外管から抜けて落下し、それによって作業者が怪我をすることもあり、危険が伴うものであった。

そこで、二重管ロッド接続時の作業者の労力を軽減し、作業者の危険性を排除するために、例えば特許文献１に開示されているように、内管を外管の内部の所定位置で受け止める内管受部を備えたストッパーを、次の二重管ロッドの外管の先端外周に環着し、その外管の外周を把持装置で把持し、その把持装置を吊り上げて接続位置へ移送するという方法が提案されている。

特開平０５−１６３８８４号公報

ところが、近年、二重管ロッドの大型化等により外管や内管の重量が増大する傾向にあり、しかもロータリーパーカッション二重管ボーリング装置を用いて深井戸を掘削する場合、二重管ロッドを鉛直方向に向けて削孔しなければならない。

しかし、二重管ロッドを鉛直方向に向けて削孔をする場合、前述のストッパーを外管の先端部に環着して二重管ロッドを接続位置に供給するようにすると、削孔済みの二重管ロッドの上端に次の二重管ロッドの内管の下端を載せたとき、ストッパーが削孔済みの二重管ロッドの内管と次の二重管ロッドの内管とに挟まれ、次の二重管ロッドの内管の荷重が直接的にストッパーに加わるので、ストッパーを挟む上下の内管とストッパーとの摩擦力が大きくなる。そのため、ストッパーを外管から除去する作業が難しくなり、そのストッパーの除去作業に多くの時間と労力を費やすことになる。また二重管ロッドを吊り上げるために用いる把持装置は、所定間隔をおいて連結した対をなすアームを、その上端部でクランクにより回動自在にリンクさせ、鋏のように二重管ロッドの外管の外周面を把持するものであり、二重管ロッドの落下を防ぐために、その二重管ロッドの重量によりアームにそれを閉じる方向に力が作用するようにしたものであるので、吊り上げた二重管ロッドの姿勢を鉛直方向に維持するのは難しい。したがって、前述のストッパーを外管の先端部に環着し、前述の把持装置を用いて二重管ロッドを接続位置へ供給するようにしても、作業性や作業時間等の観点から十分とはいえなかった。

本発明は、上述のような問題点に鑑み、二重管ロッドを鉛直方向に向けて削孔をする場合でも、安全に短時間で容易に接続作業を行えるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の第1の側面に係る深井戸の掘削方法によれば、ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置を用いて深井戸を掘削する深井戸の掘削方法であって、削孔済みの二重管ロッドに次の二重管ロッドを接続するために、互いに一端を枢着した開閉可能な一対の半割環状体と、前記一対の半割環状体の開閉端側に設けた、前記一対の半割環状体を閉じる方向に締付ける締付機構とを個々に備えた外管把持環並びに内管把持環と、前記外管把持環と前記内管把持環とを連結する可撓性を有する連結部材とからなる、前記次の二重管ロッドを保持する二重管保持具を予め準備しておく予備工程と、前記次の二重管ロッドの外管を前記外管把持環に装着すると共に、前記外管に挿入した当該二重管ロッドの内管を、当該内管の下端が前記外管の下端から突き出た状態で前記内管把持環に装着した後、前記外管把持環を吊り上げて、前記次の二重管ロッドの内管の下端が前記削孔済みの二重管ロッドの内管の上端に載るように前記次の二重管ロッドを供給する二重管ロッド供給工程と、前記供給した次の二重管ロッドの内管から前記内管把持環を取外して前記外管把持環を下降させた後、前記次の二重管ロッドを駆動するためのドリルヘッドと前記内管とを、並びに前記次の二重管ロッドの内管と前記削孔済みの二重管ロッドの内管とを夫々連結する内管連結工程と、前記供給した次の二重管ロッドの外管を前記ドリルヘッドに連結し、該連結した外管から前記外管把持環を取外し、前記ドリルヘッドに連結した外管と前記削孔済みの二重管ロッドの外管とを連結する外管連結工程と、所定の深さまで削孔した前記二重管ロッドから前記外管を残して削孔済みの前記内管を順次抜取る内管抜管工程と、全ての前記内管の抜取りが完了した後、地中の前記外管内にスリットを有する保孔管を、所定の深さまで順次接続しながら挿入する保孔管挿入工程と、所定の深さまで前記保孔管が挿入された後、前記外管を順次抜管し、その外管が抜管された部分に前記外管と前記保孔管との間を通して埋設材を投入することで、保孔管と孔壁の間を順次埋設する埋設工程と、を含むように構成できる。

前記構成により、二重管ロッドを鉛直方向に向けて削孔をする場合でも、安全に短時間で容易に接続作業を行うことができるようになる。

本発明の第２の側面に係る深井戸の掘削方法によれば、前記保孔管は、地下水溜まり由来の軟弱地盤の地すべり対策となり得る揚水能力を有する、最大外寸が１００ｍｍ未満のポンプが挿入できるよう、内径が１４０ｍｍφ〜１６０ｍｍφの範囲にあるように構成できる。

前記構成により、軟弱地盤の地すべり対策において、安全性及び操作性のより高い施工方法を提供できる。

本発明の第３の側面に係る深井戸の掘削方法によれば、前記内管抜管工程において、前記二重管保持具の内管把持環は、削孔済の前記内管に着脱する際の操作性を良くするために、前記外管把持環から切り離して単独で使用することができる。

前記構成により、二重管保持具を内管抜管工程でも活用できるので、新たな器具が不要となるため経済的であり、また器具が増えることによって作業現場が煩雑になるのを回避できるため効率性にも優れる。

本発明の第４の側面に係る深井戸の掘削方法によれば、前記保孔管挿入工程において、前記二重管保持具の内管把持環は、前記内管と同じ又は略同じ外径を有する前記保孔管を吊り上げて削孔済の外管に挿入する際に、前記保孔管を保持するために、前記外管把持環から切り離して単独で使用することができる。

前記構成により、二重管保持具を保孔管挿入工程でも活用できるので、新たな器具が不要となるため経済的であり、また器具が増えることによって作業現場が煩雑になるのを回避できるため効率性にも優れる。

本発明の第５の側面に係る深井戸の掘削方法によれば、前記締付機構は、前記一対の半割環状体のうちの片方の半割環状体の開閉端近くの外周に、もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に向けて倒れ込むことができるように基部を枢着したねじ棒と、前記ねじ棒の先端近くに螺合したナットと、前記もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に設けた、前記ねじ棒を受け入れる溝を有する突出片とからなるように構成できる。

前記構成により、外管把持環、内管把持環は、ねじ棒を倒して突出片の溝に入れてからナットを締めることにより、確実に外管、内管を把持することができる。そのため外管や内管の外周面に抜け落ち防止用の凹凸を形成する必要がなくなる。また外管把持環や内管把持環から、それを構成する部品を取外すことなく外管や内管を着脱することができるので、着脱作業が楽になり、着脱時間の一層の短縮を図ることができる。

本発明の第６の側面に係る深井戸の掘削方法によれば、前記内管把持環の前記内管への着脱時、及び前記外管把持環の前記外管への着脱時に、前記ナットをインパクトレンチで回動させるように構成できる。

前記構成により、作業者の労力を軽減することができ、確実に一層短時間で前記内管把持環の前記内管への着脱、及び前記外管把持環の前記外管への着脱を行うことが可能になる。

本発明の第７の側面に係る二重管保持具によれば、ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置における削孔済みの二重管ロッドと次の二重管ロッドとの接続位置へ前記次の二重管ロッドを吊り上げて供給する際に前記次の二重管ロッドを保持する二重管保持具であって、前記二重管ロッドの外管の外周面に装着する外管把持環と、前記外管把持環に可撓性を有する連結部材で連結した、前記二重管ロッドの内管の外周面に装着する内管把持環とを備え、前記内管把持環及び外管締付環は、夫々、互いに一端を枢着した開閉可能な一対の半割環状体と、前記一対の半割環状体の開閉端側に設けた、前記一対の半割環状体を閉じる方向に締付ける締付機構とを備えることができる。

前記構成により、二重管ロッドを鉛直方向に向けて削孔をする場合でも、安全に短時間で容易に接続作業を行うことができる二重管保持具を得ることができる。

本発明の第８の側面に係る二重管保持具によれば、前記締付機構は、前記一対の半割環状体のうちの片方の半割環状体の開閉端近くに、もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に向けて倒れ込むことができるように、基部を枢着したねじ棒と、前記ねじ棒の先端近くに螺合したナットと、前記もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に設けた、前記ねじ棒を受け入れる溝を有する突出片とからなるように構成できる。

前記構成により、外管把持環、内管把持環は、ねじ棒を倒して突出片の溝に入れてからナット締めることにより、確実に外管、内管を把持することができる。そのため外管や内管の外周面に抜け落ち防止用の凹凸を形成する必要がなくなる。また外管把持環や内管把持環から、それを構成する部品を取外すことなく外管や内管を着脱することができるので、着脱作業が楽になり、着脱時間の一層の短縮を図ることができる。そのため外管や内管の外周面に抜け落ち防止用の凹凸を形成する必要がなくなる。また外管把持環や内管把持環から、それらを構成する一部の部品を取外すことなく外管や内管を着脱することができるので、便利である。

本発明に係る深井戸の掘削方法を実施するため用いる装置の側面図である。 二重管保持具の正面図である。 内管把持環の平面図である。 内管把持環の左側面図である。 一対の半割環状体を開いた状態を示す内管把持環の平面図である。 外管把持環の平面図である。 本発明に係る深井戸の掘削方法の一例を示すフローチャートである。 深井戸の掘削方法における掘削工程の一例を示すフローチャートである。 二重管ロッドの接続方法の一例を示すフローチャートである。 外管切離し工程で削孔済みの外管を把持した状態を示す説明図である。 削孔済みの外管からドリルヘッドを切り離した状態を示す説明図である。 内管切離し工程で削孔済みの内管を把持した状態を示す説明図である。 延長用の二重管ロッドを接続位置に搬入した状態を示す説明図である。 内管から内管把持環を取外した状態を示す説明図である。 内管接続工程で外管を下降させた状態を示す説明図である。 内管接続工程で内管の接続が完了した状態を示す説明図である。 外管の上端をドリルヘッドに接続した状態を示す説明図である。 外管から外管把持環を取外した状態を示す説明図である。 外管を掘削済みの外管に接続した状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための深井戸の掘削方法、及び、二重管保持具を例示するものであって、本発明はそれらを以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（深井戸の掘削方法を実施するために用いる装置）

図１に示すように、本発明の深井戸の掘削方法を実施する際に用いるロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１は、二重管ロッド２を駆動するドリルヘッド３と、ドリルヘッド３を、掘削方向に向けたガイドセル４に沿って進退させる給進装置５とを備えている。ガイドセル４は、その姿勢を、クローラ６ａを有する装置本体６に設けた掘削姿勢変更機構７により多様に変えることが可能であり、図１では鉛直方向に掘削可能な姿勢をとっている。ドリルヘッド３は、先端に削孔用ビットを有する二重管ロッド２を回転駆動しながら掘削方向に振動させることができる。ドリルヘッド３に二重管ロッド２を接続し、ドリルヘッド３で二重管ロッド２を駆動しながら、ドリルヘッド３を給進装置５により前進させることにより、二重管ロッド２は地面を掘り進むことができる。削孔済みの二重管ロッド２に新たな二重管ロッド２を順次接続して延長しながら掘削を行うことで、地中深くまで掘削できる。二重管ロッド２の接続を行うとき、二重管ロッド２は、二重管保持具８に装着され、その二重管保持具８を吊り上げ装置９で吊り上げて、待避中のドリルヘッド３の下方の接続位置へ搬入され、最終的に作業者の手作業で、図１に二点鎖線で示すように配置される。
（二重管保持具８）

図２は、二重管ロッド２を吊り上げて接続位置へ供給するために二重管ロッド２を二重管保持具８に装着した状態を示している。二重管ロッド２は、外管１０と該外管１０に挿入した内管１１とからなり、外管１０、内管１１は、各々の一方の先端外周部に雄ねじ１０ａ、１１ａが形成してあり、反対側の先端内周部に雌ねじ１０ｂ、１１ｂが形成してある。外管１０同士、内管１１同士は、互いに雄ねじ１０ａ、１１ａと雌ねじと１０ｂ、１１ｂを螺合させることで接続することができる。二重管保持具８は、外管把持環１２並びに内管把持環１３と、外管把持環１２と内管把持環１３とを連結する可撓性を有する連結部材１４とからなる。この実施形態では連結部材１４として鋼線を撚り合わせたワイヤロープを用いているが、代わりに他の材質のロープ、帯や紐等を用いる場合もあり得る。
（内管把持環１３）

図３及び図４に示すように、内管把持環１３は、内管１１の外周面を把持するための一対の半割環状体１５、１６を備えている。この一対の半割環状体１５、１６は、各々の一端に枢着部１７を有しており、軸体１８を中心に回動して開閉することができるヒンジ構造になっている。また、一対の半割環状体１５、１６の自由端側つまり開閉端側には、一対の半割環状体１５、１６を閉じる方向に締付ける締付機構１９が設けてある。
（締付機構１９）

締付機構１９は、片方の半割環状体１５の開閉端近くの外周に基部２０ａを枢着したねじ棒２０と、ねじ棒２０の先端近くに螺合したナット２１と、もう片方の半割環状体１６の開閉端近くの外周に設けた突出片２２とからなる。片方の半割環状体１５の開閉端近くの外周にはブラケット２３が固設してあり、ねじ棒２０の基部２０ａは、ブラケット２３に取付けた軸体２４で回動可能に貫通して保持されている。そして軸体２４の長手中心軸線は、半割環状体１５の円周の接線方向と平行になっているので、ねじ棒２０は、軸体２４を中心に揺動して、もう片方の半割環状体１６の開閉端近くの外周に向けて倒れ込むことができる。そして突出片２２は、倒れ込んだねじ棒２０の、ナット２１より基部２０ａ寄りの部分を受け入れる溝２２ａを有している。

図３に示す内管把持環１３は、内管１１を把持した状態にあり、締付機構１９は、一対の半割環状体１５、１６を締め付けた状態にある。内管把持環１３から内管１１を取外すには、ナット２１を緩めて突出片２２の片面２２ｂから所定の高さまで浮き上がらせた後、ねじ棒２０を、軸体２４を中心として突出片２２から離反する方向、図３では時計方向に回転させることで起こし、その後、図５に示すように一対の半割環状体１５、１６を開く。また内管把持環１３に内管１１を装着するには、一対の半割環状体１５、１６を開いておき、その一対の半割環状体１５、１６のうちの何れか片方を内管１１の外周面に被せて一対の半割環状体１５、１６を閉じる。そしてねじ棒２０を突出片２２側へ倒してナット２１を突出片２２の片面２２ｂに掛けてからナット２１を回して締める。
（外管把持環１２）

図６に示すように、外管把持環１２も、外管１０の外周面を把持するための一対の半割環状体２５、２６を備えており、この一対の半割環状体２５、２６も、各々の一端に枢着部２７を有しており、軸体２８を中心に回動して開閉することができるヒンジ構造になっている。また、一対の半割環状体２５、２６の開閉端側には、一対の半割環状体２５、２６を閉じる方向に締付ける締付機構２９が設けてある。締付機構２９は、内管把持環１３の締付機構１９と同様の構造であり、片方の半割環状体２５の開閉端近くの外周に基部３０ａを枢着したねじ棒３０と、ねじ棒３０の先端近くに螺合したナット３１と、もう片方の半割環状体２６の開閉端近くの外周に設けた突出片３２とからなり、突出片３２は、溝３２ａ、片面３２ｂを有している。

内管把持環１３、外管把持環１２に、内管１１、外管１０を着脱する作業の時間短縮、省力化を図るために、ナット２１、ナット３１を夫々同じ大きさのものとし、それらを、インパクトレンチで回転させるのが望ましい。インパクトレンチは、電気や圧縮空気を動力源として、その出力軸に装着したソケットに回転方向の打撃を与えながら、そのソケットとを回転させることができるものである。動力源としてバッテリーを装備したものが特に良い。

図２に示すように連結部材であるワイヤロープ１４の両端部には、連結用金具３３が取付けてあり、外管把持環１２には吊り片３４、内管把持環１３には、吊り片３５が固設してある。この実施形態では、吊り片３５は片方の半割環状体２５に設けている。また吊り上げ装置９は公知のクレーン車である。連結用金具３３はＳＣシャックルであり、各々連結用の穴を有する吊り片３４、吊り片３５に対して容易に着脱可能である。また外管把持環１２の片方の半割環状体２５の幅は、もう片方の半割環状体２６の幅より大きくなっており、片方の半割環状体２５には、吊り上げ用のスリングベルト等の吊下げ部材９ａを掛けるための吊り片３６と、吊り上げた二重管ロッド２の位置決め等の操作性を高めるための把手３７が設けてある。

内管把持環１３は、外管把持環１２から分離して使用可能であり、図３に示すように、掘削完了後に内管１１を回収するとき内管１１を略鉛直方向に向けて安定的に吊り上げるために、半割環状体１５と半割環状体１６とに別々に固着した二つの吊り片３５を有している。
（ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１）

ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１は、二重管ロッドの接続作業に要する労力を更に軽減するために、図１に示すように、ガイドセル４の下端付近に配設した、外管１０を把持可能な外管クランプ３８と、外管クランプ３８の上側に配設した、削孔済みの内管１１を把持可能な内管クランプ３９とを備えている。更に、削孔済みの内管１１を回収する際に、内管１１同士のねじ結合を解くための分離用クランプ４０を備えている。この分離用クランプ４０は、内管６を把持して所定角度だけ回転させることができるようになっている。またドリルヘッド３には、その駆動力を二重管ロッド２の外管１０に伝達する外管駆動ロッド４１ａと、内管１１に伝達する内管駆動ロッド４１ｂとからなる駆動ロッド４１が設けてあり、外管駆動ロッド４１ａ及び内管駆動ロッド４１ｂは一体となって駆動される。そして外管駆動ロッド４１ａの先端部外周には、外管１０の端部内周の雌ねじ１０ｂに螺合する雄ねじが形成されており、内管駆動ロッド４１ｂの先端部内周には、内管１１の端部外周の雄ねじ１１ａに螺合する雌ねじが形成されている。そして外管１０、内管１１は、駆動ロッド４１を締り方向に正転、逆転させることで、外管駆動ロッド４１ａ、内管駆動ロッド４１ｂに接続、切離し可能になっている。
（深井戸の掘削方法）

次に、本発明に係る深井戸の掘削方法の一例を説明すると、この深井戸の掘削方法は、図７に示すようにロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１を用いて、削孔済みの二重管ロッドに延長用の二重管ロッド２を順次接続しながら、所定の深さまで削孔する掘削工程Ｓ１と、所定の深さまで削孔した二重管ロッド２から外管１０を残して削孔済みの内管１１を順次抜取る内管抜管工程Ｓ２と、全ての内管１１の抜取りが完了した後、地中の外管１０内にスリットを有する保孔管を、所定の深さまで順次接続しながら挿入する保孔管挿入工程Ｓ３と、所定の深さまで保孔管が挿入された後、外管１０を順次抜管し、その外管１０が抜管された部分に外管１０と保孔管との間を通して埋設材を投入することで、保孔管と孔壁の間を順次埋設する埋設工程Ｓ４とからなる。

上述の掘削工程Ｓ１は、図８に示すように、二重管ロッド２の二重管保持具８を予め準備する予備工程Ｓ１１を含んでおり、予備工程Ｓ１１を実施した後、削孔工程Ｓ１２を実施する。削孔工程Ｓ１２では、先端に掘削用のビットを設けた先頭の二重管ロッド２により削孔を行い、その二重管ロッド２の後端が地表面近くに達すると、ドリルヘッド３による二重管ロッド２の駆動を停止する。削孔工程Ｓ１２が完了したとき、先頭の二重管ロッド２が所定の深さに達していなければ、接続準備工程Ｓ１３、接続工程Ｓ１４に移り、先頭の二重管ロッド２が所定の深さに達していれば、掘削工程Ｓ１を終了する。

接続準備工程Ｓ１３では、図２に示すように二重管保持具８を用いて、次の二重管ロッド２、つまり削孔済みの二重管ロッド２を延長するために当該削孔済みの二重管ロッド２に接続する二重管ロッド２について、その外管１０を外管把持環１２に装着すると共に、外管１０に挿入した内管１１を、その内管１１の下端が外管１０の下端から突き出た状態で内管把持環１３に装着する。そして外管把持環１２の吊り片３６にスリングベルト等を連結して吊り上げ装置９で外管把持環１２を吊り上げて待機させる。外管把持環１２を吊り上げると、外管把持環１２と内管把持環１３とは連結部材１４で連結されているので、内管把持環１３も、更に内管１１及び外管１０も、外管把持環１２と一緒に吊り上げられる。

図９は、図８に示す二重管ロッドの接続工程Ｓ１４で実施される二重管ロッド２の接続方法の一例を示すフローチャートである。この二重管ロッドの接続方法は、ドリルヘッド３を削孔済みの外管１０から切離す外管切離し工程Ｓ１４１と、ドリルヘッド３を削孔済みの内管１１から切離し、ドリルヘッド３を図１に示すように待機位置に退避させる内管切離し工程Ｓ１４２と、図８に示す接続準備工程Ｓ１３で準備した二重管ロッド２を、削孔済みの二重管ロッド２との接続位置に搬入するロッド搬入工程Ｓ１４３と、二重管保持具８の内管把持環１３を、接続位置に搬入されている内管１１から取外す内管把持環取外し工程Ｓ１４４と、ドリルヘッド３を、接続位置に搬入された内管１１に接続すると共に、ドリルヘッド３に接続された内管１１を削孔済みの内管１１に接続する内管接続工程Ｓ１４５と、外管把持環１２に装着されている外管１０を上昇させてドリルヘッド３に接続する外管上端接続工程Ｓ１４６と、外管把持環１２を接続位置に搬入された外管１０から取外す外管把持環取外し工程Ｓ１４７と、ドリルヘッド３を、接続位置に搬入された外管１０に接続した後、ドリルヘッド３に接続された外管１０と削孔済みの外管１０とを接続する外管下端接続工程Ｓ１４８とからなる。

外管切離し工程でＳ１４１では、図１０に示すように削孔済みの外管１０Ａを外管クランプ３８により把持した後、駆動ロッド４１を逆転させながらドリルヘッド３を後退させることで、削孔済みの外管１０Ａから外管駆動ロッド４１ａが切離される。それによって削孔済みの外管１０Ａからドリルヘッド３を切り離すことができる。

内管切離し工程Ｓ１４２では、削孔済みの外管１０Ａから外管駆動ロッド４１ａを切離した後もドリルヘッド３を後退させ、図１１に示すように削孔済みの内管１１Ａの上端部が内管クランプ３９に対応する位置まで上昇すると、ドリルヘッド３の後退を停止させる。そして図１２に示すように内管クランプ３９で、削孔済みの内管１１Ａを把持した後、駆動ロッド４１を逆転させながらドリルヘッド３を後退させることで、削孔済みの内管１１Ａから内管駆動ロッド４１ｂを切り離す。それによってドリルヘッド３は削孔済の内管１１Ａから切離される。その後、ドリルヘッド３を、図１２に二点鎖線で示すように待機位置まで後退させて停止する。

図８に示す接続準備工程Ｓ１３で準備されたロッド延長用の二重管ロッド２は、ドリルヘッド３が待機位置に退避するまでに、図１に示すように二重管保持具８の外管把持環１２を吊り上げ装置９で吊上げて、図１２に示すように接続位置の近くまで搬送して待機させておくとよい。

ロッド供給工程Ｓ１４３では、接続準備工程Ｓ１３で準備された二重管保持具８の外管把持環１２を吊り上げ装置９で吊り上げて、図１３に示すように待機位置に退避中のドリルヘッド３の下方にある接続位置へ搬入する。そして搬入した二重管ロッド２の内管１１Ｂの下端が、削孔済みの二重管ロッドの内管１１Ａの上端に載るように、搬入した二重管ロッド２の位置決め作業を行う。その位置決め作業が済むと、二重管ロッド２の接続位置への供給工程が完了する。外管把持環１２は、二重管ロッド２の供給完了後も、接続位置に吊り上げ装置９によって安定性良く吊るされている。そして内管１１はその上端部分が外管１０に挿入されているので、削孔済みの内管１１Ａの上端に載置された内管１１Ｂが倒れる心配がない。また外管把持環１２と内管把持環１３とを連結する連結部材１４は可撓性を有しているので、削孔済みの内管１１Ａの上端に載置された次の内管１１Ｂは、外管把持環１２に装着されている外管１０Ｂに対してスライドすることができる。それゆえ、接続位置へ搬入した二重管ロッド２を、削孔済みの内管１１Ａの上端に降ろす際に、吊り上げ装置９による外管把持環１２の下降量にばらつきがあっても支障がない。

内管把持環取外し工程Ｓ１４４では、内管把持環１３のナット２１を緩めてねじ棒２０をもう片方の半割環状体１６から離れる方向に傾けて突出片２２から外し、一対の半割環状体１５、１６を開いて内管１１Ｂから内管把持環１３を取外す。この状態を図１４に示す。

内管接続工程Ｓ１４５では、先ず、吊り上げ装置９により外管把持環１２を図１５に示すように下降させる。このとき外管把持環１２と一緒に外管１０Ｂも下降する。外管１０Ｂが下降すると内管１１Ｂの上端が外管１０Ｂの上端から突出した状態になる。次いで、ドリルヘッド３を下降させて内管駆動ロッド４１ｂの先端を、内管１１Ｂの上端に当接させる。その後、駆動ロッド４１を回転させながらドリルヘッド３を下降させ、内管駆動ロッド４１ｂと内管１１Ｂの上端部とを接続し、更に内管１１Ｂの下端部と削孔済みの内管１１Ａとを接続する。この接続が完了した状態を図１６に示す。

外管上端接続工程Ｓ１４６では、先ず内管クランプ３９による削孔済みの内管１１Ａの把持を解く。次いで、吊り上げ装置９により外管把持環１２を吊り上げて、それに装着されている外管１０Ｂを上昇させて、外管駆動ロッド４１ａの下端と外管１０Ｂの上端とを同心状に当接させ、更に吊り上げ装置９により外管１０Ｂを上昇させながら、駆動ロッド４１をドリルヘッド３により締り方向に回転させることで、図１７に示すように外管駆動ロッド４１ａに外管１０Ｂの上端部を接続する。

外管把持環取外し工程Ｓ１４７では、外管把持環１２の締付機構２９を、内管把持環取外し工程Ｓ１４４における内管把持環１３の取外し時と同様に操作して、外管把持環１２を取外す。そして取外された外管把持環１２は、吊り上げ装置９により、図１８に示すように吊下げた状態で接続位置から退避させる。この実施形態では、内管把持環取外し工程Ｓ１４４、外管把持環取外し工程Ｓ１４７では、締付機構１９のナット２１、締付機構２９のナット３１の回動はインパクトレンチを用いて行う。

外管下端接続工程Ｓ１４８では、ドリルヘッド３を下降させて外管１０Ｂの下端を、削孔済みの外管１０Ａの上端に同心状に当接させ、ドリルヘッドにより駆動ロッド４１ａを締り方向に回転させながらドリルヘッド３を更に下降させる。それによって、図１９に示すように外管１０Ｂの下端部は、削孔済みの外管１０Ａの上端部に接続される。その後、外管クランプ３８による削孔済みの外管１０Ａの把持を解く。それによって削孔の再開が可能な状態になる。

また、図７に示す内管抜管工程Ｓ２では、二重管保持具８の内管把持環１３は、削孔済の内管１１に着脱する際の操作性を良くするために、外管把持環１２から切り離して単独で使用する。即ち、内管把持環１３は、図２に示す連結部材１４の下端の連結用金具３３を吊り片３６から外して外管把持環１２から切り離し、吊り下げ部材９ａの下端の連結用金具９ｂ、９ｂを、図３に示す吊り片３３、３３に取付けて吊り上げ装置９により吊り上げ可能にする。また図７に示す保孔管挿入工程Ｓ３でも、内管１１と同じ又は略同じ外径を有する保孔管を吊り上げて削孔済の外管１０に挿入する際に保孔管を保持するために、内管１１に装着する場合と同様に保孔管に装着して使用する。

このように、二重管保持具８は、二重管ロッドの接続工程Ｓ１４だけではなく、内管抜管工程Ｓ２及び保孔管挿入工程Ｓ３でも活用できる。そのため、新たな器具が不要となるため経済的であり、また器具が増えることによって作業現場が煩雑になるのを回避できるため効率性にも優れる。
（地すべり対策のための実施例）

以上に説明したように、ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１を用いて、二重管ロッドを鉛直方向に向けて削孔をする場合でも、安全に短時間で容易に接続作業を行うことができるようになった。また、従来は、地下水溜まり由来の軟弱地盤の地すべり対策となり得る揚水能力を有し、かつ、最大外寸が１００ｍｍ未満である水中ポンプがなかったが、近年になり、コンパクトでありながら十分な揚水能力を有する水中ポンプが製造されるようになった。

このため、地下水溜まり由来の軟弱地盤での地すべり対策に、本発明の一実施形態に係る深井戸の掘削方法が採用できるようになった。本発明の一実施形態に係る深井戸の掘削方法を地すべり対策に採用する場合、ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１による削孔径を２００ｍｍφとし、削孔完了後に挿入する保孔管には、内径が１５５．２ｍｍφの配管用炭素鋼鋼管ＳＧＰ１５０（ＪＩＳ Ｇ ３４５２）を用いる。また、当該保孔管に挿入する水中ポンプは、ポンプ外径９７ｍｍφのサンロング（株式会社川本製作所製 登録商標）を使用する。

ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１を地すべり対策に用いる場合、保孔管の内径として許容される範囲は、１４０ｍｍφ〜１６０ｍｍφであり、当該保孔管に挿入する水中ポンプの最大外寸として許容される範囲は、８０ｍｍ〜１００ｍｍである。保孔管も水中ポンプも製品規格があり、いずれも許容範囲内であれば好適に施工できる。水中ポンプについては、最大外寸が８０ｍｍ未満の場合、地下水溜まり由来の軟弱地盤の地すべり対策となり得る揚水能力を有さず、また、１００ｍｍを越えると、保孔管内にスムーズに挿入できない虞があるからである。

この実施例によれば、大規模の装置が搬入できない軟弱地盤においても、比較的小規模のロータリーパーカッション二重管ボーリング装置１であれば搬入できるため、安全に短時間で容易に地すべり対策の施工が行えるようになる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、その実施形態は多様に変化し得る。本発明の深井戸の掘削方法は、図７に示したものに限らず、図８に示す掘削工程を含むものであれば、他の目的で削孔するものであってもよい。また本発明の二重管保持具は、例えば法面にロックアンカーを設置するために削孔する場合のように、掘削方向が鉛直方向でない場合にも適用し得る。

１…ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置
２…二重管ロッド
３…ドリルヘッド
４…ガイドセル
５…給進装置
６…装置本体；６ａ…クローラ
７…掘削姿勢変更機構
８…二重管保持具
９…吊り上げ装置
１０…外管；１０ａ…雄ねじ；１０ｂ…雌ねじ
１１…内管；１１ａ…雄ねじ；１１ｂ…雌ねじ
１２…外管把持環
１３…内管把持環
１４…連結部材
１５…半割環状体
１６…半割環状体
１７…枢着部
１８…軸体
１９…締付機構
２０…ねじ棒；２０ａ…基部
２１…ナット
２２…突出片；２２ａ…溝；２２ｂ…片面
２３…ブラケット
２４…軸体
２５…半割環状体
２６…半割環状体
２７…枢着部
２８…軸体
２９…締付機構
３０…ねじ棒；３０ａ…基部
３１…ナット
３２…突出片；３２ａ…溝；３２ｂ…片面
３３…連結用金具片
３４…吊り片
３５…吊り片
３６…吊り片
３７…把手
３８…外管クランプ
３９…内管クランプ
４０…分離用クランプ
４１…駆動ロッド；４１ａ…外管駆動ロッド；４１ｂ…内管駆動ロッド
Ｓ１…掘削工程；Ｓ１１…予備工程；Ｓ１２…削孔工程；Ｓ１３…接続準備工程；Ｓ１４…接続工程；Ｓ１４１…外管切離し工程；Ｓ１４２…内管切離し工程；Ｓ１４３…ロッド搬入工程；Ｓ１４４…内管把持環取外し工程；Ｓ１４５…内管接続工程；Ｓ１４６…外管上端把持環取外し工程；Ｓ１４７…外管把持管取外し工程；Ｓ１４８…外管下端接続工程
Ｓ２…内管抜管工程
Ｓ３…保孔管挿入工程
Ｓ４…埋設工程

Claims (8)

1. ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置を用いて深井戸を掘削する深井戸の掘削方法であって、
   削孔済みの二重管ロッドに次の二重管ロッドを接続するために、互いに一端を枢着した開閉可能な一対の半割環状体と、前記一対の半割環状体の開閉端側に設けた、前記一対の半割環状体を閉じる方向に締付ける締付機構とを個々に備えた外管把持環並びに内管把持環と、前記外管把持環と前記内管把持環とを連結する可撓性を有する連結部材とからなる、前記次の二重管ロッドを保持する二重管保持具を予め準備しておく予備工程と、
   前記次の二重管ロッドの外管を前記外管把持環に装着すると共に、前記外管に挿入した当該二重管ロッドの内管を、当該内管の下端が前記外管の下端から突き出た状態で前記内管把持環に装着した後、前記外管把持環を吊り上げて、前記次の二重管ロッドの内管の下端が前記削孔済みの二重管ロッドの内管の上端に載るように前記次の二重管ロッドを供給する二重管ロッド供給工程と、
   前記供給した次の二重管ロッドの内管から前記内管把持環を取外して前記外管把持環を下降させた後、前記次の二重管ロッドを駆動するためのドリルヘッドと前記内管とを、並びに前記次の二重管ロッドの内管と前記削孔済みの二重管ロッドの内管とを夫々連結する内管連結工程と、
   前記供給した次の二重管ロッドの外管を前記ドリルヘッドに連結し、該連結した外管から前記外管把持環を取外し、前記ドリルヘッドに連結した外管と前記削孔済みの二重管ロッドの外管とを連結する外管連結工程と、
   所定の深さまで削孔した前記二重管ロッドから前記外管を残して削孔済みの前記内管を順次抜取る内管抜管工程と、
   全ての前記内管の抜取りが完了した後、地中の前記外管内にスリットを有する保孔管を、所定の深さまで順次接続しながら挿入する保孔管挿入工程と、
   所定の深さまで前記保孔管が挿入された後、前記外管を順次抜管し、その外管が抜管された部分に前記外管と前記保孔管との間を通して埋設材を投入することで、保孔管と孔壁の間を順次埋設する埋設工程と、
   を含む深井戸の掘削方法。
2. 請求項１に記載の深井戸の掘削方法であって、
   前記保孔管は、地下水溜まり由来の軟弱地盤の地すべり対策となり得る揚水能力を有する、最大外寸が１００ｍｍ未満のポンプが挿入できるよう、内径が１４０ｍｍφ〜１６０ｍｍφの範囲にあることを特徴とする深井戸の掘削方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の深井戸の掘削方法であって、
   前記内管抜管工程において、前記二重管保持具の内管把持環は、削孔済の前記内管に着脱する際の操作性を良くするために、前記外管把持環から切り離して単独で使用することを特徴とする深井戸の掘削方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一に記載の深井戸の掘削方法であって、
   前記保孔管挿入工程において、前記二重管保持具の内管把持環は、前記内管と同じ又は略同じ外径を有する前記保孔管を吊り上げて削孔済の外管に挿入する際に、前記保孔管を保持するために、前記外管把持環から切り離して単独で使用することを特徴とする深井戸の掘削方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一に記載の深井戸の掘削方法であって、
   前記締付機構は、
   前記一対の半割環状体のうちの片方の半割環状体の開閉端近くの外周に、もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に向けて倒れ込むことができるように、基部を枢着したねじ棒と、
   前記ねじ棒の先端近くに螺合したナットと、
   前記もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に設けた、前記ねじ棒を受け入れる溝を有する突出片とからなることを特徴とする深井戸の掘削方法。
6. 請求項５に記載の深井戸の掘削方法であって、
   前記内管把持環の前記内管への着脱時、及び前記外管把持環の前記外管への着脱時に、前記ナットをインパクトレンチで回動させる深井戸の掘削方法。
7. ロータリーパーカッション二重管ボーリング装置における削孔済みの二重管ロッドと次の二重管ロッドとの接続位置へ前記次の二重管ロッドを吊り上げて供給する際に前記次の二重管ロッドを保持する二重管保持具であって、
   前記二重管ロッドの外管の外周面に装着する外管把持環と、
   前記外管把持環に可撓性を有する連結部材で連結した、前記二重管ロッドの内管の外周面に装着する内管把持環とを備え、
   前記内管把持環及び外管締付環は、夫々、互いに一端を枢着した開閉可能な一対の半割環状体と、前記一対の半割環状体の開閉端側に設けた、前記一対の半割環状体を閉じる方向に締付ける締付機構とを備えることを特徴とする二重管保持具。
8. 請求項７に記載の二重管保持具であって
   前記締付機構は、
   前記一対の半割環状体のうちの片方の半割環状体の開閉端近くに、もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に向けて倒れ込むことができるように、基部を枢着したねじ棒と、
   前記ねじ棒の先端近くに螺合したナットと、
   前記もう片方の半割環状体の開閉端近くの外周に設けた、前記ねじ棒を受け入れる溝を有する突出片とからなることを特徴とする二重管保持具。

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