JP3239788B2 - 掘削工法 - Google Patents
掘削工法Info
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- JP3239788B2 JP3239788B2 JP03409797A JP3409797A JP3239788B2 JP 3239788 B2 JP3239788 B2 JP 3239788B2 JP 03409797 A JP03409797 A JP 03409797A JP 3409797 A JP3409797 A JP 3409797A JP 3239788 B2 JP3239788 B2 JP 3239788B2
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Description
される掘削工法に係り、特に、掘削孔内に流体を供給
し、掘削により生じた土砂をこの流体とともに回収する
掘削工法に関する。
例を図2及び図3に示す。図2中符号1はロッドで、こ
のロッド1は、図3に示すように、中央に延設された流
路1aの周囲に、ハンマピストン(後述)作動用の給気
管1b、及びハンマピストンからの排気管1c,1dを
平行に延設したもので、掘削すべき地盤2に対し垂直に
立設されている。
アスイベルで、このエアスイベル3にて、コンプレッサ
Cにより圧縮された圧縮空気が、給気管3aから給気管
1bに供給され、かつ排気管1c,1dからの排気が排
気管3bから系外に排出されるようになっている。ま
た、符号4は、コンプレッサCにより圧縮された圧縮空
気を流路1aに供給する管路、符号5はハンマシリンダ
(後述)駆動用の回転駆動装置である。
同軸をなすよう支持されたエアハンマで、その中央部に
は、流路1aと同軸をなす流路6aが、エアハンマ6を
貫通して形成されている。また、符号7は、エアハンマ
6の先端に設置された掘削工具で、この掘削工具7は、
エアハンマ6の先端にエアハンマ6と同軸をなすよう支
持されたデバイス8と、デバイス8の先端に拡径可能に
支持され、かつ先端面に超硬合金製のチップ(刃体)9
が植設された複数のブロック10とから概略構成されて
いる。
に、土砂排出路6aと同軸をなすよう延設された流路
で、流路8aの底面からは、複数の連通路(流路)8b
が、デバイス8の先端縁に向け放射状に延設されてい
る。更に、連通路8bの先端は、後述する図5に示すよ
うに、拡径した個々のブロック10の掘削回転方向(図
4中矢印X方向)前方側にそれぞれ開口している。そし
て、これらロッド1、エアハンマ6及び掘削工具7は、
円筒状をなすケーシング11内に、空間Hを介して同軸
をなすよう挿通されている。
削工具7の一例を示すもので、図4及び図5はそれぞれ
掘削工具7の縮径時及び拡径時の正面図、図6は掘削工
具の拡径時の縦断面図である。デバイス8の先端面(底
面)には、複数(図では3箇所)の軸穴8cが、デバイ
ス8の中心からずれ、かつデバイス8の周に沿って等間
隔となるよう設けられている。更に、軸穴8c内には、
ブロック軸10aが、それぞれ回転自在かつ抜け止めさ
れて支持されている。
見て扇状をなす同一形状のブロック10が、それぞれの
側端面10b,10cを対向させ、かつその円弧部10
dが全体でデバイス8と略同径をなすよう配設されてい
る。ここで、ブロック10に対するブロック軸10aの
相対位置は、ブロック10をケーシング11の先端から
突出させ、掘削工具7を掘削回転方向(図4中矢印X方
向)に回転させた際に、地盤2との掘削抵抗によりブロ
ック10がそれぞれ自転して、ブロック10の一方の側
端面10bと円弧部10dとの交差部分がケーシング1
1の外周面より所定の掘削量分だけ突出し、かつその際
に各ブロック10の隣接する側端面10b,10c同士
が当接するよう設定されている。
掘削回転方向前方にてそれぞれ径方向内方に屈曲され、
その結果、デバイス8の側面とケーシング11の内周面
との間には、この部分にて、空間Hと連通する隙間Sが
形成されている。一方、図6中符号8dは、デバイス8
の外周面に形成された拡径部である。この拡径部8d
は、ケーシング11の先端部に形成された縮径部11a
に基端側から係合してケーシング11を支持し、かつ掘
削時にケーシング11を先端方向に押圧するためのもの
である。
で、ブロック10をケーシング11の先端から突出させ
る。次いで、回転駆動装置5を駆動すると、この回転
が、ロッド1及びエアハンマ6に内蔵されたハンマシリ
ンダ(図示せず)を介してデバイス8に伝達され、デバ
イス8及びブロック10が図4中矢印X方向に回転す
る。また、コンプレッサCから給気管3a,1bを経て
供給された圧縮空気により、エアハンマ6に内蔵された
ハンマピストン(図示せず)が上下に駆動され、その結
果生じる先端方向への衝撃力が、デバイス8を経てブロ
ック10に付与される。そして、この回転力及び衝撃力
により、チップ9が地盤2を掘削し、掘削孔20が形成
される。
盤2との掘削抵抗によりブロック10がそれぞれ自転
し、その結果、図5及び図6に示すように、ブロック1
0の一方の側端面10bと円弧部10dとの交差部分が
ケーシング11の外周面より所定の掘削量分だけ突出
し、外周刃Aとして掘削孔20の孔壁部を掘削する。し
かも、外周刃Aがケーシング11の外周面より径方向外
方に突出しているため、ケーシング11が、自重及び縮
径部11aと拡径部8dとの係合により掘削と同時に下
降して掘削孔20内に挿入され、その結果、孔壁の崩壊
が防止される。
個々のブロック10の掘削回転方向前方側にそれぞれ貯
留するが、この部位には、図5に示すように連通路8b
の先端がそれぞれ開口し、かつその更に前方には隙間S
が形成されている。また、掘削の開始に伴い、コンプレ
ッサCから管路4、流路1a,6a,8aを経て連通路
8bに供給された圧縮空気が、図2中矢印F1で示すよ
うに連通路8bから掘削孔20内に噴射される。その結
果、掘削の結果生じた土砂は、連通路8bから噴射され
る圧縮空気とともに隙間Sを経て空間H内に移送され、
空間H内を上昇して、図2中矢印F2で示すように、ケ
ーシング11の上端から地上へと排出される。
法では、掘削の結果生じた土砂を圧縮空気により排出し
ているため、地盤2が例えば粘土等、気体による搬送性
の低い土壌で構成されている場合には、大容量のコンプ
レッサCを多数設置して圧縮空気の流量を高めないと、
土砂の排出が困難となる場合があった。
連通路8bからの圧縮空気の噴射に伴い、掘削孔20の
うち、特に圧縮空気の噴射を直接受ける部分(図2中B
で示す部分)の孔壁が崩壊し、その結果、ケーシング1
1が掘削孔20内にて自立しにくくなるという問題が生
じていた。しかも、大容量のコンプレッサCの設置は、
設備費や燃料費等の増加を招き、かつ排出された土砂に
よる粉塵や、コンプレッサCが発生する騒音や排気ガス
等が周辺環境に及ぼす影響も無視できない。
で、掘削孔内に流体を供給し、掘削により生じた土砂を
この流体とともに回収する掘削工法において、穿孔すべ
き地盤が気体による搬送性の低い土壌で構成されている
場合でも、掘削孔内におけるケーシングの自立を妨げる
ことなく、かつコストや周辺環境に及ぼす影響を最小に
留めつつ、土砂の排出を可能とすることをその目的とし
ている。
ケーシング内に所定幅の空間を介して同軸をなすよう挿
通されたロッドの先端側に掘削工具を設置し、この掘削
工具により掘削孔を穿孔する掘削工法であって、前記掘
削工具が、エアハンマを介して前記ロッドの先端に支持
され、前記エアハンマの衝撃力及び回転力を受けるデバ
イスと、このデバイスの先端面に、前記デバイスの中心
からずれた位置に設けられた軸穴と、この軸穴内に回転
自在に支持されたブロック軸と、このブロック軸の先端
に、その外径が前記デバイスと略同径をなすよう設けら
れたブロックと、このブロックの先端面に植設された刃
体とを具備し、前記ブロックを前記ケーシングの先端か
ら突出させ、前記デバイスを掘削回転方向に回転させた
際に、前記ブロックの一部が前記ケーシングの外周面よ
り所定の掘削量分だけ突出するように、前記ブロックに
対する前記ブロック軸の相対位置が設定されるととも
に、前記ロッド及び掘削工具内に設けられた流路を介し
て前記掘削孔内に液体を供給して該掘削孔の孔壁が直接
噴射を受けるように該液体を噴射し、掘削により生じた
土砂を、前記掘削孔内から前記空間に導入された前記液
体とともに前記空間を介して回収し、回収された前記液
体を前記流路に還流することをその特徴としている。
体から土砂を除去し、前記液体のみを前記流路に還流す
ることが望ましい。また、前記液体には、例えばベント
ナイト溶液が用いられる。
を、前記デバイスの先端面に、前記デバイスの中心から
ずれ、かつ前記デバイスの周に沿って等間隔となるよう
複数箇所に設け、この軸穴にそれぞれ挿入された前記ブ
ロック軸の先端に、扇状をなす前記ブロックを、それぞ
れの側端面を対向させ、かつその円弧部が全体で前記デ
バイスと略同径をなすよう設け、前記ブロックを前記ケ
ーシングの先端から突出させ、前記デバイスを掘削回転
方向に回転させた際に、前記ブロックの一方の側端面と
円弧部との交差部分が前記ケーシングの外周面より所定
の掘削量分だけ突出し、かつその際に隣接する前記側端
面同士が当接するように、前記ブロックに対する前記ブ
ロック軸の相対位置を設定することが望ましい。
施形態について具体的に説明する。なお、本発明は、上
記図2ないし図6に示す掘削工法において、特に、掘削
により生じた土砂の回収方法の改良に関するものである
ため、上記図2ないし図6に示す掘削工法に用いられる
ものと同一の構成を有する設備については、同一の符合
を付して、その説明を省略する。
一例を図1に示す。図1中符合30は、ケーシング11
の上端の周囲に、ケーシング11を取り囲むよう形成さ
れたリザーブタンクで、リザーブタンク30にはベント
ナイト溶液が貯留され、かつケーシング11の上端から
の排出物が、リザーブタンク30内に貯留されるように
なっている。
aとを連結する管路で、管路31中には、リザーブタン
ク30の貯留物を流路1aに向け移送するポンプPが設
置されている。また、リザーブタンク30内あるいはリ
ザーブタンク30とポンプPの間には、ベントナイト溶
液中の土砂を分離する分離手段(図示せず。)が設けら
れている。
掘削について、掘削により生じた土砂の回収方法を中心
として以下に説明する。
ブロック10をケーシング11の先端から突出させて回
転駆動装置5を駆動し、デバイス8及びブロック10を
掘削回転させる。また、コンプレッサCから給気管3
a,1bを介して供給された圧縮空気により、エアハン
マ6に内蔵されたハンマピストンが上下に駆動され、そ
の結果生じる先端方向への衝撃力により、チップ9が地
盤2を掘削し、掘削孔20が形成される。
ック10がそれぞれ自転し、その結果、図5及び図6に
示すように、ブロック10の端面がケーシング11の外
周面より所定量だけ突出し、掘削孔20の孔壁部を掘削
する。更に、ケーシング11が、掘削と同時に下降して
掘削孔20内に挿入され、その結果、孔壁の崩壊が防止
される。
し、リザーブタンク30内に貯留されたベントナイト溶
液が、管路31、流路1a,6a,8aを経て連通路8
bに供給され、図1中矢印F3で示すように連通路8b
から噴射される。その結果、掘削の結果生じた土砂は、
連通路8bから噴射されるベントナイト溶液とともに隙
間Sを経て空間H内に移送され、空間H内を上昇して、
図1中矢印F4で示すように、ケーシング11の上端か
らリザーブタンク30内に回収される。リザーブタンク
30内に回収された土砂は、分離手段にてベントナイト
溶液から分離回収され、ベントナイト溶液のみが、ポン
プPの作用により管路31を経て流路1aに還流され
て、掘削により生じた土砂の回収に再使用される。
をベントナイト溶液とともに排出、回収しているため、
地盤2が、例えば粘土等、気体による搬送性の低い土壌
で構成されている場合でも、土砂の排出性が低下するこ
とはない。従って、ベントナイト溶液の流量を高める必
要がなく、その結果、掘削孔20の孔壁の崩壊と、それ
に伴う掘削孔20内におけるケーシング11の自立性低
下が防止される。
ト溶液がリザーブタンク30内に回収され、更に管路3
1を経て流路1aに還流、再使用されるため、ベントナ
イト溶液が無駄とならず、かつ排出されたベントナイト
溶液により掘削孔20の周辺が汚れることもない。しか
も、大容量のコンプレッサCやポンプPが不要なため、
設備費や燃料費等のコストや、騒音や排気ガスの発生等
による周辺環境への影響も低水準に抑えられる。
内に貯留され、土砂の排出に用いられる液体としてベン
トナイト溶液を用いたが、この液体に、単なる水や、あ
るいは他の溶液を用いることももちろん可能である。
削孔内に流体を供給し、掘削により生じた土砂をこの流
体とともに回収する掘削工法において、穿孔すべき地盤
が気体による搬送性の低い土壌で構成されている場合で
も、掘削孔内におけるケーシングの自立を妨げることな
く、かつコストや周辺環境に及ぼす影響を最小に留めつ
つ、土砂を排出することが可能となる。
を示す図である。
示す図である。
ロッドのIII−III線に沿った断面図である。
削工具の縮径時の正面図である。
削工具の拡径時の正面図である。
削工具の拡径時の縦断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 円筒状をなすケーシング内に所定幅の空
間を介して同軸をなすよう挿通されたロッドの先端側に
掘削工具を設置し、この掘削工具により掘削孔を穿孔す
る掘削工法であって、 前記掘削工具が、エアハンマを介して前記ロッドの先端
に支持され、前記エアハンマの衝撃力及び回転力を受け
るデバイスと、このデバイスの先端面に、前記デバイス
の中心からずれた位置に設けられた軸穴と、この軸穴内
に回転自在に支されたブロック軸と、このブロック軸の
先端に、その外径が前記デバイスと略同径をなすよう設
けられたブロックと、このブロックの先端面に植設され
た刃体とを具備し、前記ブロックを前記ケーシングの先
端から突出させ、前記デバイスを掘削回転方向に回転さ
せた際に、前記ブロックの一部が前記ケーシングの外周
面より所定の掘削量分だけ突出するように、前記ブロッ
クに対する前記ブロック軸の相対位置が設定されるとと
もに、 前記ロッド及び掘削工具内に設けられた流路を介して前
記掘削穴内に液体を供給して該掘削孔の孔壁が直接噴射
を受けるように該液体を噴射し、掘削により生じた土砂
を、前記掘削孔内から前記空間に導入された前記液体と
ともに前記空間を介して回収し、回収された前記液体を
前記流路に還流することを特徴とする掘削工法。 - 【請求項2】 前記空間から排出された前記液体から土
砂を除去し、前記液体のみを前記流路に還流することを
特徴とする請求項1記載の掘削工法。 - 【請求項3】 前記液体にベントナイト溶液を用いるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の掘削工法。 - 【請求項4】 前記軸穴を、前記デバイスの先端面に、
前記デバイスの中心からずれ、かつ前記デバイスの周に
沿って等間隔となるよう複数箇所に設け、この軸穴にそ
れぞれ挿入された前記ブロック軸の先端に、扇状をなす
前記ブロックを、それぞれの側端面を対向させ、かつそ
の円弧部が全体で前記デバイスと略同径をなすよう設
け、 前記ブロックを前記ケーシングの先端から突出させ、前
記デバイスを掘削回転方向に回転させた際に、前記ブロ
ックの一方の側端面と円弧部との交差部分が前記ケーシ
ングの外周面より所定の掘削量分だけ突出し、かつその
際に隣接する前記側端面同士が当接するように、前記ブ
ロックに対する前記ブロック軸の相対位置を設定するこ
とを特徴とする請求項1,2または3記載の掘削工法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03409797A JP3239788B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 掘削工法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03409797A JP3239788B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 掘削工法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10231676A JPH10231676A (ja) | 1998-09-02 |
JP3239788B2 true JP3239788B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=12404783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03409797A Expired - Lifetime JP3239788B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 掘削工法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239788B2 (ja) |
-
1997
- 1997-02-18 JP JP03409797A patent/JP3239788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10231676A (ja) | 1998-09-02 |
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