JP2866498B2 - 地中構造物腐食調査のための空洞作成方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱な地盤での掘削技
術に関する。更に詳述すると、本発明は地中に埋設され
ている土木構造物・建築物などの構造物の腐食・劣化状
況を調査・測定するための空洞を作成する方法及びその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中に埋設された構造物の腐食・
劣化状況を調査するためには、地表面から調査しようと
する地中の構造物の表面に達する穴ないし空洞を作成し
て行なわれている。例えば、人手あるいは機構によって
地表面から地中の構造物に達する穴を掘削している。ま
た、掘削ビットを先端に備えたボーリングマシーンや高
圧水を噴射するウォータージェットによる地盤掘削技術
を利用して地盤に空洞を作成することが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人手や
機械によって地表面から穴を掘る場合、穴が大きくなり
崩落の虞も高くなることから、安全を確保するためにコ
スト高となるし作業性も悪くなる問題があり、数ｍある
いはそれ以上の深さに達する地中構造物の調査には適さ
ない。また、ボーリングマシーンのような掘削手段によ
ると、地下に埋設された構造物の表面を傷つけ、正確な
腐食・劣化状況を測定することが困難となる問題があ
る。また、高圧水を利用した従来の岩盤掘削技術による
と、高圧水をただ単に噴射し岩盤を掘削するだけである
ので、軟弱な地盤に適用する場合には孔壁が自立できず
に潰れてしまい調査用の空洞を形成することが難しい。
即ち、従来の掘削技術ではスライム状の掘削土の排除や
孔壁の保護、地下水処理等について配慮がされておら
ず、軟弱な地盤への適用が難しい問題がある。

【０００４】本発明は、比較的軟弱な地盤に建設された
土木構造物の腐食・劣化状況を調査するための空洞を作
成することができる方法及び装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、地中に埋設された構造物の腐食・劣化状
況を調査・計測するための空洞を地盤中に作成する方法
において、外管を挿入しながら水圧によって地盤を掘削
しかつ掘削土を地上に排除し、地表面等から調査対象た
る構造物に到達する穴を掘削する工程と、前記外管の先
端とその周辺の調査対象構造物を覆うグラウト材を注入
する工程と、前記グラウト材を水圧で掘削して調査対象
構造物の表面を露呈させる工程とから成る。

【０００６】また、この空洞作成方法は、地中に埋設さ
れた構造物の腐食・劣化状況を調査・計測するための空
洞を地盤中に作成する装置において、高圧水及びグラウ
ト材を噴射可能なロッドと、該ロッドを囲繞しその間に
掘削土排除用の圧縮空気を導入する流路を設ける内管
と、この内管を囲繞し開削した空洞の周壁の崩れを防ぐ
と共に後端側から掘削土を排除可能とした外管とから成
る掘進部と、前記掘進部のロッドと内管との間の流路に
圧縮空気を供給する空圧供給部と、前記ロッドに高圧水
を供給する高圧水供給部と、前記ロッドにグラウト材を
供給するグラウト材供給部とから構成されている。

【０００７】

【作用】したがって、ロッド先端から噴射される高圧水
の水圧によって地盤が掘削されるのと同時にこの水が掘
削土と混り合ってスライム化する。一方、空圧源から供
給される圧縮空気の圧力によってスライム状の掘削土が
外管と内管との間の流路を通過して外管の後端から地盤
の外に押し出される。この地盤の掘削と外部への排出を
同時に進行させて掘削を進める。また、地盤の掘削と並
行して外管が挿入され孔壁の崩落を防いで空洞が形成さ
れる。地中構造物にまで空洞が達したとき、ロッドの先
端からグラウト材を地盤内に注入して外管の先端と構造
物との間を被覆して周辺の地盤を固める。このグラウト
材は噴射高圧水の水圧によってロッド先端の周囲が掘削
されて排出される。そこで、グラウト材と外管とで保持
される空洞内に構造物の表面が露呈する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【０００９】図１に本発明の地中構造物腐食調査のため
の空洞作成方法を実施する装置の一例を示す。この空洞
作成装置は、地盤内に挿入され地盤を掘削する掘進部１
と、この掘進部１に圧縮空気を供給する空圧供給部２
と、掘進部１に高圧水及びグラウト材を供給するための
水圧供給部３とから構成されており、水圧供給部３にお
いて掘削やグラウト材注入に必要な圧力を発生させると
共に空圧供給手段２において掘削により発生したスライ
ム状の掘削土を地中から排除する空気圧を発生させるよ
うにしている。

【００１０】掘進部１は、高圧水あるいはグラウト材を
噴射するロッド４と、その周囲を囲繞する内管５と、更
に内管５の周囲を囲繞する外管６とで構成される三重管
構造を成し、ロッド４と内管５との間に空圧供給手段２
と連通する流路７を設ける一方、内管５と外管６との間
にスライム状の掘削土を排除するための流路８を形成し
ている。ロッド４は回転しながら先端から高圧水あるい
はグラウト材を噴出するもので、例えば本実施例の場
合、噴射用のノズルを開口したビット９を先端に設ける
と共に後端側にウォータスイベル１０を介して水圧供給
部３が接続されている。このロッド４は例えば中空の棒
状物であり、先端のビット９から例えば斜め方向に高圧
水を噴射させることによって地盤を掘削するように設け
られている。また、ウォータスイベル１０はロッド４と
水圧供給部３とを水密状態を維持しながら回転自在に連
結する回転継手である。また、ロッド４はジョイント１
１によって回転自在に支持されている。ジョイント１１
はロッド４を回転自在に支持すると共に該ロッド４と内
管５との間の流路７と空圧供給部２とを気密状態を保ち
ながら回転可能に接続するためのもので、例えばシール
等によって密封されている。また、外管６の後端側には
スライム状の掘削土を排除するためのスライム排除手段
１２が設けられている。スライム排除手段１２として
は、例えば、本実施例の場合、空圧供給部２から供給さ
れる空圧によって排除されるスライム状の掘削土を外管
６の外に流出させるスリットのようなものが採用されて
おり、外管６の周壁面に開口されている。

【００１１】空圧供給部２は例えばエアーコンプレッサ
１３と気泡発生装置１４とから構成され、エアーコンプ
レッサ１３において得られた圧縮空気を気泡発生装置１
４に導入して気泡を得、この気泡を掘進部１のジョイン
ト１１へ移送するように設けられている。この空圧供給
部２から供給される圧縮空気は気泡状態あるいは一部圧
縮空気のまま掘進部１へ供給される。

【００１２】水圧供給部３は高圧ポンプ１５とグラウト
材タンク１６とから構成され、高圧ポンプ１５から吐出
される所定圧力の水がそのままウォータスイベル１０を
介してロッド４に供給されるか、あるいはグラウト材タ
ンク１６に水圧がかけられてグラウト材がタンク１６か
らウォータスイベル１０を介してロッド４内に供給され
るように設けられている。即ち、高圧ポンプ１５は高圧
水供給部を構成し、この高圧ポンプ１５とグラウト材タ
ンク１６とでグラウト材供給部１７を構成している。

【００１３】以上のように構成された空洞作成装置によ
って次のようにして調査用の空洞が形成される。尚、図
を簡便なものとするため、図１の掘進手段１は外管６の
みを表わすことによって全体表示に代えている。

【００１４】まず、水圧供給部３の高圧ポンプ（高圧水
供給部）１５から供給される高圧水をロッド４の先端の
ビット９から噴出させることにより高圧水２１で地盤２
０を削る。噴射水２１の圧力は、掘削しようとする地盤
の硬さによっても異なるが、例えば通常の地盤では約２
００ｋｇｆ／ｃｍ² 以下に設定される。このとき発生す
るスライム状の掘削土は、ジョイント１１を介して空圧
供給部２からロッド４と内管５との間の流路７に導入さ
れた圧縮空気ないし気泡を外管６の先端側から地盤中の
スライム状掘削土に噴射して圧力を付与することによっ
て、内管５と外管６との間の流路８から外部へ排除され
る。この高圧水２１による地盤２０の掘削と圧縮空気導
入によるスライム状掘削土の排除とを同時に行いながら
掘進部１全体を地盤２０内の調査対象構造物２２に向け
て押し込んで行く。このとき、高圧水２１の噴射による
掘削と同時に外管６を含めた掘削部１全体を地盤２０内
へ押し込んで行くので、掘削された部分は外管６によっ
て孔壁が支持される。この高圧水２１による掘削と外管
挿入を調査対象とする構造物２２の近傍まで行う［図２
の（Ａ）参照］。そして、調査対象物２２の近傍に達し
たとき、高圧水２１の噴射を止めて調査箇所へ向けてグ
ラウト材２３を注入する［図２の（Ｂ）参照］。グラウ
ト材２３の注入は、高圧ポンプ１５から供給される圧力
水をグラウト材タンク１６に導入して水圧を付与し、グ
ラウト材タンク１６からグラウト材を吐出させることに
よって供給する。グラウト材２３が固化した後、再び高
圧ポンプ１５から吐出される水を直接ウォータースイベ
ル１０側へ切替え高圧水２１を噴射させてグラウト材２
３を掘削する。このとき掘削されるグラウト材２３はス
ライム状の掘削土と同様に圧縮空気の圧力で外管６と内
管５との間の流路８を経て地表面上に排出される。そし
て、構造物２２の表面を露呈させる［図２の（Ｃ）参
照］。これによって、構造物２２の調査対象部分はその
周囲をグラウト材２３で被覆された状態となり、地盤２
０の孔壁は外管６によって維持される。そこで、外管６
はそのままにしてロッド４と内管５とを引き抜くことに
よって、外管６内に地中構造物２２の腐食調査のための
空洞２４を形成する。この空洞２４を利用して地中構造
物２２の腐食及び劣化に関する調査を実施する。

【００１５】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれ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において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例ではロッド４の先端に高圧水噴射
用のノズルを開口したビット９を装着しているが、特に
これに限定されるものではなく、ロッド４そのものの先
端にノズルを直接開口したり、羽根付きのビット（図示
省略）を装着したりすることもある。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、地中に埋設された構造物の腐食・劣化状況を調査・
計測するための空洞を地盤中に作成する方法において、
外管を挿入しながら水圧によって地盤を掘削して、地表
面等から調査対象たる構造物に到達する穴を掘削する一
方、外管の先端とその周辺の調査対象構造物をグラウト
材で覆い、グラウト材が固まった後にこれを水圧で掘削
して調査対象構造物の表面をグラウト材と外管とで保持
された空洞内に露呈させるようにしているので、孔壁が
自立しないような軟弱地盤や地下水があるような地盤に
おいても地表から地中構造物の表面に達する空洞を容易
に確保することができる。しかも、構造物に損傷を与え
ない程度の水圧によって地盤を掘削するため腐食劣化調
査を不正確なものとすることがない。

【００１７】例えば、本実施例の場合、深度１０ｍ程度
までにおいて直径１０〜２０ｃｍ程度の円柱または円錐
状の空洞を形成することができ、従来のオープン掘削に
よる地中構造物の腐食劣化調査と比べて著しく経済性、
安全性、作業性の全てにおいて優れ、コスト面から見る
と１／１０以下に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地中構造物腐食調査のための空洞
作成装置の一実施例を示す概略原理図である。

【図２】本発明の空洞作成方法の一例を示す原理図であ
る。

【符号の説明】

１ 掘進部 ２ 空圧供給部 ３ 水圧供給部 ４ ロッド ５ 内管 ６ 外管 ７ 空圧を供給する流路 ８ スライム状の掘削土を排除するための流路 １２ スライム状の掘削土を排除するための手段 ２０ 地盤 ２１ 高圧水 ２２ 調査対象構造物 ２３ グラウト材 ２４ 空洞

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設された構造物の腐食・劣化状
   況を調査・計測するための空洞を地盤中に作成する方法
   において、外管を挿入しながら水圧によって地盤を掘削
   しかつ掘削土を地上に排除し、地表面等から調査対象た
   る構造物に到達する穴を掘削する工程と、前記外管の先
   端とその周辺の調査対象構造物を覆うグラウト材を注入
   する工程と、前記グラウト材を水圧で掘削して調査対象
   構造物の表面を露呈させる工程とから成ることを特徴と
   する地中構造物腐食調査のための空洞作成方法。
2. 【請求項２】 地中に埋設された構造物の腐食・劣化状
   況を調査・計測するための空洞を地盤中に作成する装置
   において、高圧水及びグラウト材を噴射可能なロッド
   と、該ロッドを囲繞しその間に掘削土排除用の圧縮空気
   を導入する流路を設ける内管と、この内管を囲繞し開削
   した空洞の周壁の崩れを防ぐと共に後端側から掘削土を
   排除可能とした外管とから成る掘進部と、前記掘進部の
   ロッドと内管との間の流路に圧縮空気を供給する空圧供
   給部と、前記ロッドに高圧水を供給する高圧水供給部
   と、前記ロッドにグラウト材を供給するグラウト材供給
   部とから成ることを特徴とする地中構造物腐食調査のた
   めの空洞作成装置。