JP2901733B2 - 土壌掘削工法及び装置 - Google Patents
土壌掘削工法及び装置Info
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Description
本発明は、埋設物に損傷を与えることなく、簡単な作
業によって土壌を能率良く掘削する方法及び装置に関す
る。
業によって土壌を能率良く掘削する方法及び装置に関す
る。
土壌掘削用に、パワーショベル，オーガー等の機械力
を利用した装置が一般的に使用されている。この装置
は、掘削によって土壌から突き崩された土砂をショベ
ル，スクリューフィーダ等で所定の場所まで搬送させる
ため、掘削作業を円滑に進めることができる。 しかしながら、土壌中には、ガス，電気，上下水等の
各種配管等（以下、これを埋設物という）が埋設されて
いる。このような土壌に対し機械力を利用した掘削を行
うとき、ショベル等が埋設物に当り、埋設物を破壊・損
傷させることがある。そのため、機械的な掘削装置の適
用が可能な土壌として埋設物のないことが要求され、掘
削装置の使用が制約される。 そこで、埋設物に対し損傷を与えることがない掘削方
法として、圧縮空気等の高圧流体を使用する工法が開発
されている。 例えば、エアナイフと真空掘削機を併用して掘削を行
う方法が知られている。この方法では、第６図に示すよ
うに、エアナイフ１を介して高圧源から送り出される圧
縮空気２が、掘削しようとする土壌３の表面に吹き付け
られる。土壌３は、圧縮空気２の噴出圧によって突き崩
され、第８図に示すように掘削穴４が形成される。 圧縮空気２の噴射圧を効率よく土壌３の掘削に利用す
るため、エアナイフ１の下端部を可能な限り土壌３の表
面に接近させることが必要とされる。場合によっては、
第７図に示すように、エアナイフ１の先端部を僅かに土
壌３中に挿入して、圧縮空気２を噴出させる方法も採用
されている。 土壌３から突き崩された土砂は、別途用意した真空掘
削・吸引機によって掘削穴４から取り除かれる。
を利用した装置が一般的に使用されている。この装置
は、掘削によって土壌から突き崩された土砂をショベ
ル，スクリューフィーダ等で所定の場所まで搬送させる
ため、掘削作業を円滑に進めることができる。 しかしながら、土壌中には、ガス，電気，上下水等の
各種配管等（以下、これを埋設物という）が埋設されて
いる。このような土壌に対し機械力を利用した掘削を行
うとき、ショベル等が埋設物に当り、埋設物を破壊・損
傷させることがある。そのため、機械的な掘削装置の適
用が可能な土壌として埋設物のないことが要求され、掘
削装置の使用が制約される。 そこで、埋設物に対し損傷を与えることがない掘削方
法として、圧縮空気等の高圧流体を使用する工法が開発
されている。 例えば、エアナイフと真空掘削機を併用して掘削を行
う方法が知られている。この方法では、第６図に示すよ
うに、エアナイフ１を介して高圧源から送り出される圧
縮空気２が、掘削しようとする土壌３の表面に吹き付け
られる。土壌３は、圧縮空気２の噴出圧によって突き崩
され、第８図に示すように掘削穴４が形成される。 圧縮空気２の噴射圧を効率よく土壌３の掘削に利用す
るため、エアナイフ１の下端部を可能な限り土壌３の表
面に接近させることが必要とされる。場合によっては、
第７図に示すように、エアナイフ１の先端部を僅かに土
壌３中に挿入して、圧縮空気２を噴出させる方法も採用
されている。 土壌３から突き崩された土砂は、別途用意した真空掘
削・吸引機によって掘削穴４から取り除かれる。
ところが、エアナイフを使用した工法では、埋設物を
損傷する危険は少ないものの、土壌突崩し能力に限界が
ある。また、突き崩した土砂の除去を別途用意した真空
掘削・吸引機で行っているため、大規模な装備を必要と
することは勿論、作業効率も悪くなる。 圧縮空気による土壌の突崩しを促進するため、第７図
に示すようにエアナイフ１の先端部を若干土壌３に挿入
する場合、エアナイフ１から噴出した圧縮空気が土壌３
中で広がり、当初予定したものよりも大きな円錐状の掘
削穴４が形成される。更に、エアナイフ１を土壌３中に
深く挿入して圧縮空気２を噴出させると、土壌３中にエ
アナイフ１から地表にいたる空気通路５が形成される。
この空気通路５によって土壌３が広範囲にわたって浮き
上がり、しかも土壌３の土崩し自体も行われなくなる。 他方、エアナイフ１から噴出する圧縮空気２の圧力や
噴出量を高めても、掘削が思うように進行しない。かえ
って、土壌３に対する圧縮空気２の吹込みによる影響が
広範囲に及び、予想外の箇所でトラブルを発生させる原
因ともなる。 そこで、本発明は、このような問題を解消するために
案出されたものであり、筒の周縁部から突崩し用の圧縮
空気を土壌表面に噴出させると共に、筒の中央部で突き
崩された土砂を吸引排出することにより、周辺の土壌中
への圧縮空気の侵入を抑制しながら、簡単な設備で土壌
の掘削を行うことを目的とする。
損傷する危険は少ないものの、土壌突崩し能力に限界が
ある。また、突き崩した土砂の除去を別途用意した真空
掘削・吸引機で行っているため、大規模な装備を必要と
することは勿論、作業効率も悪くなる。 圧縮空気による土壌の突崩しを促進するため、第７図
に示すようにエアナイフ１の先端部を若干土壌３に挿入
する場合、エアナイフ１から噴出した圧縮空気が土壌３
中で広がり、当初予定したものよりも大きな円錐状の掘
削穴４が形成される。更に、エアナイフ１を土壌３中に
深く挿入して圧縮空気２を噴出させると、土壌３中にエ
アナイフ１から地表にいたる空気通路５が形成される。
この空気通路５によって土壌３が広範囲にわたって浮き
上がり、しかも土壌３の土崩し自体も行われなくなる。 他方、エアナイフ１から噴出する圧縮空気２の圧力や
噴出量を高めても、掘削が思うように進行しない。かえ
って、土壌３に対する圧縮空気２の吹込みによる影響が
広範囲に及び、予想外の箇所でトラブルを発生させる原
因ともなる。 そこで、本発明は、このような問題を解消するために
案出されたものであり、筒の周縁部から突崩し用の圧縮
空気を土壌表面に噴出させると共に、筒の中央部で突き
崩された土砂を吸引排出することにより、周辺の土壌中
への圧縮空気の侵入を抑制しながら、簡単な設備で土壌
の掘削を行うことを目的とする。
本発明の土壌掘削工法は、この目的を達成するため、
垂直方向の衝撃力が付与され、予定掘削形状に形成され
た開口部を有する筒状本体10の内周面側より、土壌表面
に圧縮空気を吹き付けることにより土壌の突崩しを行い
ながら、前記筒状本体10の中心側より突き崩された土砂
を吸入空気の流れに乗せて吸引排出することを特徴とす
る。 また、筒状本体10からの圧縮空気が、連続的或いは断
続的に土壌表面に吹き付けられることを特徴とする。 本発明の土壌掘削装置は、外周部に圧縮空気により作
動して垂直方向の衝撃力を付与する反力機構50を有し、
上流側に土砂取出し口13が設けられ、下流側開口部が予
定掘削形状に形成された筒状本体10と、この筒状本体10
の内周面に沿って複数本設けられ、上流側が圧縮空気源
に接続され、下端に噴出孔21を有する圧縮空気噴出管20
とを備えており、前記圧縮空気噴出管20から送り出され
た圧縮空気により突き崩された土砂を前記土砂取出し口
13から排出するように、前記土砂取出し口13と真空源と
をダクト14で接続していることを特徴とする。 また他の装置は、外周部に圧縮空気により作動して垂
直方向の衝撃力を付与する反力機構50を有し、上流側に
土砂取出し口13が設けられ、下流側開口部が予定掘削形
状に形成され、且つ二重構造の外側壁15及び内側壁16を
もつ筒状本体10と、前記外側壁15内部に形成され、圧縮
空気源に接続され、下端に噴出孔21を有する圧縮空気供
給路24とを備えており、前記圧縮空気供給路24から送り
出された圧縮空気により突き崩された土砂を前記土砂取
出し口13から排出するように、前記土砂取出し口13と真
空源とをダクト14で接続していることを特徴とする。 これら土壌掘削装置における反力機構50は、環状室51
の内部に加圧スプリング52及び該環状室51の水平断面を
塞ぐようなリング状に形成されたウエイト53を設け、加
圧空気によりウエイト53を加圧スプリング52の弾発力に
抗して移動させ、加圧スプリング52が圧縮された時点で
加圧空気を放出して、ウエイト53を加圧スプリング52の
弾発力により移動させて衝撃力を発生させることを特徴
とする。
垂直方向の衝撃力が付与され、予定掘削形状に形成され
た開口部を有する筒状本体10の内周面側より、土壌表面
に圧縮空気を吹き付けることにより土壌の突崩しを行い
ながら、前記筒状本体10の中心側より突き崩された土砂
を吸入空気の流れに乗せて吸引排出することを特徴とす
る。 また、筒状本体10からの圧縮空気が、連続的或いは断
続的に土壌表面に吹き付けられることを特徴とする。 本発明の土壌掘削装置は、外周部に圧縮空気により作
動して垂直方向の衝撃力を付与する反力機構50を有し、
上流側に土砂取出し口13が設けられ、下流側開口部が予
定掘削形状に形成された筒状本体10と、この筒状本体10
の内周面に沿って複数本設けられ、上流側が圧縮空気源
に接続され、下端に噴出孔21を有する圧縮空気噴出管20
とを備えており、前記圧縮空気噴出管20から送り出され
た圧縮空気により突き崩された土砂を前記土砂取出し口
13から排出するように、前記土砂取出し口13と真空源と
をダクト14で接続していることを特徴とする。 また他の装置は、外周部に圧縮空気により作動して垂
直方向の衝撃力を付与する反力機構50を有し、上流側に
土砂取出し口13が設けられ、下流側開口部が予定掘削形
状に形成され、且つ二重構造の外側壁15及び内側壁16を
もつ筒状本体10と、前記外側壁15内部に形成され、圧縮
空気源に接続され、下端に噴出孔21を有する圧縮空気供
給路24とを備えており、前記圧縮空気供給路24から送り
出された圧縮空気により突き崩された土砂を前記土砂取
出し口13から排出するように、前記土砂取出し口13と真
空源とをダクト14で接続していることを特徴とする。 これら土壌掘削装置における反力機構50は、環状室51
の内部に加圧スプリング52及び該環状室51の水平断面を
塞ぐようなリング状に形成されたウエイト53を設け、加
圧空気によりウエイト53を加圧スプリング52の弾発力に
抗して移動させ、加圧スプリング52が圧縮された時点で
加圧空気を放出して、ウエイト53を加圧スプリング52の
弾発力により移動させて衝撃力を発生させることを特徴
とする。
掘削しようとする土壌の表面に対して、垂直方向の衝
撃力が付与される筒状本体10の先端が掘削穴に当たる箇
所に圧縮空気が吹き付けられる。この圧縮空気によっ
て、土壌の表面部分が突き崩される。土壌から突き崩さ
れた土砂は、筒状本体から土砂取出し口を経て外部に排
出される。すなわち、土壌の突崩しと排出とを同時に行
いながら掘削が進行されるため、真空掘削機を別途使用
する必要がなく、能率の良い掘削作業が可能となる。 しかも、土壌の突崩しが筒状本体の内部に限定され、
掘削穴の中央部から土砂が排出される。そのため、周り
の土壌中に圧縮空気が侵入せず、周辺部に悪影響を与え
ることがない。このとき、掘削に使用される圧縮空気の
流量よりも吸引流量を大きく設定すると、掘削部周辺の
土壌に対する悪影響が確実に抑制される。
撃力が付与される筒状本体10の先端が掘削穴に当たる箇
所に圧縮空気が吹き付けられる。この圧縮空気によっ
て、土壌の表面部分が突き崩される。土壌から突き崩さ
れた土砂は、筒状本体から土砂取出し口を経て外部に排
出される。すなわち、土壌の突崩しと排出とを同時に行
いながら掘削が進行されるため、真空掘削機を別途使用
する必要がなく、能率の良い掘削作業が可能となる。 しかも、土壌の突崩しが筒状本体の内部に限定され、
掘削穴の中央部から土砂が排出される。そのため、周り
の土壌中に圧縮空気が侵入せず、周辺部に悪影響を与え
ることがない。このとき、掘削に使用される圧縮空気の
流量よりも吸引流量を大きく設定すると、掘削部周辺の
土壌に対する悪影響が確実に抑制される。
以下、図面を参照しながら、実施例によって本発明を
具体的に説明する。 本実施例においては、第１図に示すような構造をもつ
掘削装置を使用した。 この掘削装置は、筒状本体10の側壁11内面に圧縮空気
噴出管20を同心円状に取り付けている。しかし、圧縮空
気噴出管20の本数及び取付け装置は、掘削しようとする
孔の大きさに応じて適宜選定することができる。たとえ
ば、比較的大きな掘削穴を設ける場合、筒状本体10の中
央部にも圧縮空気噴出管20を設け、中央部の土壌も圧縮
空気によって突き崩すことができる。 筒状本体10の上部には、吸引室12が設けられており、
該吸引室12は、筒状本体10の上部に設けられた土砂取出
し口13からダクト14を経て土砂回収部及び吸引機構（何
れも図示せず）に接続されている。 圧縮空気噴出管20は、その先端部に設けられている噴
出孔21が側壁11の下端から若干上方に位置するように、
側壁11の内面側に取り付けられている。また、噴出孔21
は、垂直下方に開口させてもよく、或いは図示するよう
に筒状本体10の中心部に向けて上方に傾斜した状態に加
工されている。 本実施例においては、第２図に示すように、複数の圧
縮空気噴出管20を筒状本体10の側壁11の内周面に等間隔
で配置している。それぞれの圧縮空気噴出管20は主管22
から分岐されたものであり、この主管22が供給導管23を
介して圧縮空気源（図示せず）に接続されている。 なお、筒状本体10の断面形状は、土壌に掘削しようと
する掘削穴の形状に対応する限り、制約を受けるもので
はない。たとえば、円形の掘削穴が必要な場合には、第
２図に示したように円筒状の筒状本体10を使用する。ま
た、四角柱状の掘削穴を設ける場合には、その掘削穴に
対応した四角柱状の筒状本体を使用する。 次いで、この掘削装置を使用した掘削工法を具体的に
説明する。 筒状本体10として内径100mmの円筒体を使用し、この
筒状本体10の側壁11の内面側に内径10mmの圧縮空気噴出
管20を４本等間隔で取り付けた。この圧縮空気噴出管20
の先端部を管軸方向に対して45度の角度で切断し、斜め
に開口した噴出孔21を形成した。また、側壁11の下端か
ら噴出孔21までの距離を5mmに設定した。 そして、側壁11の下端部が若干土壌30中に差し込まれ
るような力で筒状本体10を土壌30表面に押し付けた。こ
の状態で、圧縮空気噴出管20から7kgf/mm2の圧縮及び10
m3/分の流量で圧縮空気を土壌30に吹き付け、掘削を開
始した。なお、吸引室12は、約−0.5気圧に維持され
た。 噴出孔21から噴出された圧縮空気は、側壁11の内面に
沿って流れ、土壌30の表面に吹き付けられた。この圧縮
空気の噴射圧により、土壌30が突き崩された。突崩しに
より生じた土砂は、吸引室12側に送られ、圧縮空気と共
に矢印で示すように土砂取出し口13及びダクト14を経て
系外に持ち去られた。 このようにして、土壌30の表面に掘削穴31が形成され
た。ここで、深さ1mの掘削穴31を形成するのに要した時
間は、３分であった。しかも、作業終了後の掘削穴31に
残留している土砂の量は、極めて少ないものであった。 掘削穴31は、筒状本体10の形状を正確に倣った直径10
0mmの円筒状であり、その断面形状は深さ方向に関して
一定していた。また、掘削穴31の周面を形成する周りの
土砂は、浮き上がることがなく、掘削前と変わらない密
度を保っていた。 このことから、圧縮空気噴出管20から送り出された圧
縮空気は、掘削穴31の形成に全量使用されていることが
判る。また、圧縮空気が周囲に散逸することがないた
め、掘削穴31周辺の土壌が浮き上がることに起因して種
々の悪影響を生じることが抑制される。 しかも、噴出孔21から出た圧縮空気は、土壌30の突崩
しに使用された後、吸引室12に流入する。そのため、土
壌30の突崩しにより生じた土砂は、この圧縮空気の流れ
に随伴されて、効率よく系外に排出される。 また、筒状本体10としては、第３図に示すように、二
重構造の側壁をもったものを使用することができる。こ
の場合、外側壁15と内側壁16との間に、環状の圧縮空気
供給路24が形成される。圧縮空気供給路24としては、図
示した環状のものに代え、環状空間の数カ所に仕切りを
挿入したものを使用することもできる。 外側壁15及び内側壁16の下端部は、第１図に示した側
壁11と噴出孔21との関係と同様に、外側壁15の下端部よ
りも内側部16の下端部が若干高くなっている。これによ
り、圧縮空気供給路24から吹き出された圧縮空気は、暫
時外側壁15の内面に沿って流れた後、筒状本体10の中央
部にある吸引室12へと流動する。 この二重側壁をもつ筒状本体10を組み込んだ掘削装置
によっても、第１図及び第２図の掘削装置と同様に、能
率良く掘削穴を設けることができ、また、掘削穴周辺の
土壌に悪影響を与えることがなかった。 更に、圧縮空気の吹込み量とダクト14を介した吸引量
とをバランスさせるため、側壁11の下端を潜り込む状態
で、筒状本体10の内部に臨む送気管を付設してもよい。 土壌に対する筒状本体10の沈下速度を上げるために
は、筒状本体10を土壌表面と直角な方向に沿って筒状本
体10に衝撃を加える方法を採用することができる。第４
図及び第５図は、その衝撃力を付与する機構を組み込ん
だ例を示す。 本例においては、二重構造の側壁11をもつ筒状本体10
を使用した。圧縮空気供給路20は側壁11の内部に形成さ
れており、側壁11の上部に穿設された圧縮空気取入れ口
22が穿設されている。また、下端の噴出孔21は、内側壁
16の下端を外側壁15の下端よりも短く設定することによ
り、内方に向かって傾斜した切口になっている。その結
果、噴出孔21から吹き出された圧縮空気は、筒状本体10
の上部にある吸引室12に指向する方向性が付与される。 更に、筒状本体10に垂直下方に向かう衝撃力を与え、
土壌に対する筒状本体10の侵入を促進させるため、反力
機構50が設けられている。この反力機構50は、筒状本体
10の周囲を取り囲む環状室51を備えており、環状室51の
内部に加圧スプリング52及びウエイト53が設けられてい
る。ウエイト53は、環状室51の水平断面を塞ぐようなリ
ング状に形成され、環状室51の内面に接触する側面にＯ
リング54が組み込まれている。これによって、ウエイト
53の上方空間55と下方空間56とが気密に保たれている。 環状室51の下部には、圧縮空気供給源に接続された圧
縮空気取入れ口57が穿設されている。この圧縮空気供給
源としては、圧縮空気供給管路20に圧縮空気を供給する
圧縮空気供給源と共用するこもできる。また、環状室51
の側壁の所定位置に排気孔58が穿設されている。 圧縮空気取入れ口57から圧縮空気を環状室51に送り込
んでいないとき、ウエイト53は、第４図に示すように、
加圧スプリング52の弾性力によって下方に押し下げられ
ている。この状態から環状室51に圧縮空気を送り込む
と、その圧縮空気による押上力がウエイト53の弾発力に
打ち勝ち、ウエイト53を上方に持ち上げる。 ウエイト53が上昇して、第５図に示すように、下方空
間56が排気孔58に連通すると、下方空間56に送り込まれ
ていた圧縮空気は、排気孔58から瞬時に排気される。そ
の結果、圧縮空気の押上力がなくなり、ウエイト53は、
加圧スプリング52によって押し下げられ、第４図に示し
たように環状室51の底面に押し付けられる。 このように、圧縮空気を環状室51に送り込むことによ
り、ウエイト53は、環状室51内を連続的に上下動する。
このウエイト53の上下動に伴って、筒状本体10に垂直方
向に反力が働き、筒状本体10が土壌表面に断続的に押し
付けられる。そして、筒状本体10の下端の噴出孔21から
吹き出されている圧縮空気によって土壌表面の突き崩し
が行われているので、突き崩された量に見合って筒状本
体10が沈下する。 この反力機構50を備えたものにあっては、前述した場
合と同じ条件下で土壌の掘削を行ったところ、1mの同じ
深さの掘削穴を10分で形成することができた。この場合
にも、土壌の突き崩しによって生じた土砂等がほとんど
掘削作業と同時に除去されており、掘削後の穴の内部に
残留している土砂はごく僅かであった。
具体的に説明する。 本実施例においては、第１図に示すような構造をもつ
掘削装置を使用した。 この掘削装置は、筒状本体10の側壁11内面に圧縮空気
噴出管20を同心円状に取り付けている。しかし、圧縮空
気噴出管20の本数及び取付け装置は、掘削しようとする
孔の大きさに応じて適宜選定することができる。たとえ
ば、比較的大きな掘削穴を設ける場合、筒状本体10の中
央部にも圧縮空気噴出管20を設け、中央部の土壌も圧縮
空気によって突き崩すことができる。 筒状本体10の上部には、吸引室12が設けられており、
該吸引室12は、筒状本体10の上部に設けられた土砂取出
し口13からダクト14を経て土砂回収部及び吸引機構（何
れも図示せず）に接続されている。 圧縮空気噴出管20は、その先端部に設けられている噴
出孔21が側壁11の下端から若干上方に位置するように、
側壁11の内面側に取り付けられている。また、噴出孔21
は、垂直下方に開口させてもよく、或いは図示するよう
に筒状本体10の中心部に向けて上方に傾斜した状態に加
工されている。 本実施例においては、第２図に示すように、複数の圧
縮空気噴出管20を筒状本体10の側壁11の内周面に等間隔
で配置している。それぞれの圧縮空気噴出管20は主管22
から分岐されたものであり、この主管22が供給導管23を
介して圧縮空気源（図示せず）に接続されている。 なお、筒状本体10の断面形状は、土壌に掘削しようと
する掘削穴の形状に対応する限り、制約を受けるもので
はない。たとえば、円形の掘削穴が必要な場合には、第
２図に示したように円筒状の筒状本体10を使用する。ま
た、四角柱状の掘削穴を設ける場合には、その掘削穴に
対応した四角柱状の筒状本体を使用する。 次いで、この掘削装置を使用した掘削工法を具体的に
説明する。 筒状本体10として内径100mmの円筒体を使用し、この
筒状本体10の側壁11の内面側に内径10mmの圧縮空気噴出
管20を４本等間隔で取り付けた。この圧縮空気噴出管20
の先端部を管軸方向に対して45度の角度で切断し、斜め
に開口した噴出孔21を形成した。また、側壁11の下端か
ら噴出孔21までの距離を5mmに設定した。 そして、側壁11の下端部が若干土壌30中に差し込まれ
るような力で筒状本体10を土壌30表面に押し付けた。こ
の状態で、圧縮空気噴出管20から7kgf/mm2の圧縮及び10
m3/分の流量で圧縮空気を土壌30に吹き付け、掘削を開
始した。なお、吸引室12は、約−0.5気圧に維持され
た。 噴出孔21から噴出された圧縮空気は、側壁11の内面に
沿って流れ、土壌30の表面に吹き付けられた。この圧縮
空気の噴射圧により、土壌30が突き崩された。突崩しに
より生じた土砂は、吸引室12側に送られ、圧縮空気と共
に矢印で示すように土砂取出し口13及びダクト14を経て
系外に持ち去られた。 このようにして、土壌30の表面に掘削穴31が形成され
た。ここで、深さ1mの掘削穴31を形成するのに要した時
間は、３分であった。しかも、作業終了後の掘削穴31に
残留している土砂の量は、極めて少ないものであった。 掘削穴31は、筒状本体10の形状を正確に倣った直径10
0mmの円筒状であり、その断面形状は深さ方向に関して
一定していた。また、掘削穴31の周面を形成する周りの
土砂は、浮き上がることがなく、掘削前と変わらない密
度を保っていた。 このことから、圧縮空気噴出管20から送り出された圧
縮空気は、掘削穴31の形成に全量使用されていることが
判る。また、圧縮空気が周囲に散逸することがないた
め、掘削穴31周辺の土壌が浮き上がることに起因して種
々の悪影響を生じることが抑制される。 しかも、噴出孔21から出た圧縮空気は、土壌30の突崩
しに使用された後、吸引室12に流入する。そのため、土
壌30の突崩しにより生じた土砂は、この圧縮空気の流れ
に随伴されて、効率よく系外に排出される。 また、筒状本体10としては、第３図に示すように、二
重構造の側壁をもったものを使用することができる。こ
の場合、外側壁15と内側壁16との間に、環状の圧縮空気
供給路24が形成される。圧縮空気供給路24としては、図
示した環状のものに代え、環状空間の数カ所に仕切りを
挿入したものを使用することもできる。 外側壁15及び内側壁16の下端部は、第１図に示した側
壁11と噴出孔21との関係と同様に、外側壁15の下端部よ
りも内側部16の下端部が若干高くなっている。これによ
り、圧縮空気供給路24から吹き出された圧縮空気は、暫
時外側壁15の内面に沿って流れた後、筒状本体10の中央
部にある吸引室12へと流動する。 この二重側壁をもつ筒状本体10を組み込んだ掘削装置
によっても、第１図及び第２図の掘削装置と同様に、能
率良く掘削穴を設けることができ、また、掘削穴周辺の
土壌に悪影響を与えることがなかった。 更に、圧縮空気の吹込み量とダクト14を介した吸引量
とをバランスさせるため、側壁11の下端を潜り込む状態
で、筒状本体10の内部に臨む送気管を付設してもよい。 土壌に対する筒状本体10の沈下速度を上げるために
は、筒状本体10を土壌表面と直角な方向に沿って筒状本
体10に衝撃を加える方法を採用することができる。第４
図及び第５図は、その衝撃力を付与する機構を組み込ん
だ例を示す。 本例においては、二重構造の側壁11をもつ筒状本体10
を使用した。圧縮空気供給路20は側壁11の内部に形成さ
れており、側壁11の上部に穿設された圧縮空気取入れ口
22が穿設されている。また、下端の噴出孔21は、内側壁
16の下端を外側壁15の下端よりも短く設定することによ
り、内方に向かって傾斜した切口になっている。その結
果、噴出孔21から吹き出された圧縮空気は、筒状本体10
の上部にある吸引室12に指向する方向性が付与される。 更に、筒状本体10に垂直下方に向かう衝撃力を与え、
土壌に対する筒状本体10の侵入を促進させるため、反力
機構50が設けられている。この反力機構50は、筒状本体
10の周囲を取り囲む環状室51を備えており、環状室51の
内部に加圧スプリング52及びウエイト53が設けられてい
る。ウエイト53は、環状室51の水平断面を塞ぐようなリ
ング状に形成され、環状室51の内面に接触する側面にＯ
リング54が組み込まれている。これによって、ウエイト
53の上方空間55と下方空間56とが気密に保たれている。 環状室51の下部には、圧縮空気供給源に接続された圧
縮空気取入れ口57が穿設されている。この圧縮空気供給
源としては、圧縮空気供給管路20に圧縮空気を供給する
圧縮空気供給源と共用するこもできる。また、環状室51
の側壁の所定位置に排気孔58が穿設されている。 圧縮空気取入れ口57から圧縮空気を環状室51に送り込
んでいないとき、ウエイト53は、第４図に示すように、
加圧スプリング52の弾性力によって下方に押し下げられ
ている。この状態から環状室51に圧縮空気を送り込む
と、その圧縮空気による押上力がウエイト53の弾発力に
打ち勝ち、ウエイト53を上方に持ち上げる。 ウエイト53が上昇して、第５図に示すように、下方空
間56が排気孔58に連通すると、下方空間56に送り込まれ
ていた圧縮空気は、排気孔58から瞬時に排気される。そ
の結果、圧縮空気の押上力がなくなり、ウエイト53は、
加圧スプリング52によって押し下げられ、第４図に示し
たように環状室51の底面に押し付けられる。 このように、圧縮空気を環状室51に送り込むことによ
り、ウエイト53は、環状室51内を連続的に上下動する。
このウエイト53の上下動に伴って、筒状本体10に垂直方
向に反力が働き、筒状本体10が土壌表面に断続的に押し
付けられる。そして、筒状本体10の下端の噴出孔21から
吹き出されている圧縮空気によって土壌表面の突き崩し
が行われているので、突き崩された量に見合って筒状本
体10が沈下する。 この反力機構50を備えたものにあっては、前述した場
合と同じ条件下で土壌の掘削を行ったところ、1mの同じ
深さの掘削穴を10分で形成することができた。この場合
にも、土壌の突き崩しによって生じた土砂等がほとんど
掘削作業と同時に除去されており、掘削後の穴の内部に
残留している土砂はごく僅かであった。
以上説明したように、本発明においては、筒状本体10
に反力機構50により垂直方向の衝撃力が与えられて土壌
に対する筒状本体10の侵入が促進され、掘削穴周縁部に
当たる土壌表面に圧縮空気を吹き付けると共に、突き崩
された土砂を吸引空気の流れに乗せて外部に排出してい
る。そのため、筒状本体10の先端部が土壌中に入った状
態で土壌の突崩しと土砂の排出が同時に行われ、効率の
良い掘削作業を簡単な設備で行うことが可能となる。し
かも、周辺の土壌中への圧縮空気の侵入が抑制されるた
め、掘削穴周辺の土壌が浮き上がるなどの問題が発生す
ることもない。
に反力機構50により垂直方向の衝撃力が与えられて土壌
に対する筒状本体10の侵入が促進され、掘削穴周縁部に
当たる土壌表面に圧縮空気を吹き付けると共に、突き崩
された土砂を吸引空気の流れに乗せて外部に排出してい
る。そのため、筒状本体10の先端部が土壌中に入った状
態で土壌の突崩しと土砂の排出が同時に行われ、効率の
良い掘削作業を簡単な設備で行うことが可能となる。し
かも、周辺の土壌中への圧縮空気の侵入が抑制されるた
め、掘削穴周辺の土壌が浮き上がるなどの問題が発生す
ることもない。
第１図は本発明の第１実施例で使用した掘削装置を示す
垂直断面図、第２図はその掘削装置における圧縮空気噴
出管と減圧室との関係を示す水平断面図、第３図は二重
構造の側壁をもつ筒状本体を使用した例を示し、第４図
及び第５図は衝撃力付与機構を備えた掘削装置を示し、
第６図〜第８図は従来のエアナイフを使用した掘削作業
及びその問題を説明するための図である。 10……筒状本体,11……側壁,12……減圧室,13……土砂
取出し口,14……ダクト,15……外側壁,16……内側壁,20
……圧縮空気噴出管,21……噴出孔,22……主管,23……
供給導管,24……圧縮空気供給路,30……土壌,31……掘
削穴,50……反力機構,51……環状室,52……加圧スプリ
ング,53……ウエイト。
垂直断面図、第２図はその掘削装置における圧縮空気噴
出管と減圧室との関係を示す水平断面図、第３図は二重
構造の側壁をもつ筒状本体を使用した例を示し、第４図
及び第５図は衝撃力付与機構を備えた掘削装置を示し、
第６図〜第８図は従来のエアナイフを使用した掘削作業
及びその問題を説明するための図である。 10……筒状本体,11……側壁,12……減圧室,13……土砂
取出し口,14……ダクト,15……外側壁,16……内側壁,20
……圧縮空気噴出管,21……噴出孔,22……主管,23……
供給導管,24……圧縮空気供給路,30……土壌,31……掘
削穴,50……反力機構,51……環状室,52……加圧スプリ
ング,53……ウエイト。
Claims (5)
- 【請求項１】垂直方向の衝撃力が付与され、予定掘削形
状に形成された開口部を有する筒状本体（10）の内周面
側より、土壌表面に圧縮空気を吹き付けることにより土
壌の突崩しを行いながら、前記筒状本体（10）の中心側
より突き崩された土砂を吸入空気の流れに乗せて吸引排
出することを特徴とする土壌掘削工法。 - 【請求項２】請求項１記載の筒状本体（10）からの圧縮
空気が、連続的或いは断続的に土壌表面に吹き付けられ
ることを特徴とする土壌掘削工法。 - 【請求項３】外周部に圧縮空気により作動して垂直方向
の衝撃力を付与する反力機構（50）を有し、上流側に土
砂取出し口（13）が設けられ、下流側開口部が予定掘削
形状に形成された筒状本体（10）と、この筒状本体（1
0）の内周面に沿って複数本設けられ、上流側が圧縮空
気源に接続され、下端に噴出孔（21）を有する圧縮空気
噴出管（20）とを備えており、前記圧縮空気噴出管（2
0）から送り出された圧縮空気により突き崩された土砂
を前記土砂取出し口（13）から排出するように、前記土
砂取出し口（13）と真空源とをダクト（14）で接続して
いることを特徴とする土壌掘削装置。 - 【請求項４】外周部に圧縮空気により作動して垂直方向
の衝撃力を付与する反力機構（50）を有し、上流側に土
砂取出し口（13）が設けられ、下流側開口部が予定掘削
形状に形成され、且つ二重構造の外側壁（15）及び内側
壁（16）をもつ筒状本体（10）と、前記外側壁（15）内
部に形成され、圧縮空気源に接続され、下端に噴出孔
（21）を有する圧縮空気供給路（24）とを備えており、
前記圧縮空気供給路（24）から送り出された圧縮空気に
より突き崩された土砂を前記土砂取出し口（13）から排
出するように、前記土砂取出し口（13）と真空源とをダ
クト（14）で接続していることを特徴とする土壌掘削装
置。 - 【請求項５】請求項３又は４記載の反力機構（50）は、
環状室（51）の内部に加圧スプリング（52）及び該環状
室（51）の水平断面を塞ぐようなリング状に形成された
ウエイト（53）を設け、加圧空気によりウエイト（53）
を加圧スプリング（52）の弾発力に抗して移動させ、加
圧スプリング（52）が圧縮された時点で加圧空気を放出
して、ウエイト（53）を加圧スプリング（52）の弾発力
により移動させて衝撃力を発生させることを特徴とする
土壌掘削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25467090A JP2901733B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 土壌掘削工法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25467090A JP2901733B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 土壌掘削工法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131491A JPH04131491A (ja) | 1992-05-06 |
| JP2901733B2 true JP2901733B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=17268232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25467090A Expired - Fee Related JP2901733B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 土壌掘削工法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2901733B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105971046B (zh) * | 2016-06-30 | 2018-06-15 | 李桂芳 | 挖掘装置 |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP25467090A patent/JP2901733B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04131491A (ja) | 1992-05-06 |
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