JP3513698B2 - Drilling head - Google Patents

Drilling head

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JP3513698B2 JP34532799A JP34532799A JP3513698B2 JP 3513698 B2 JP3513698 B2 JP 3513698B2 JP 34532799 A JP34532799 A JP 34532799A JP 34532799 A JP34532799 A JP 34532799A JP 3513698 B2 JP3513698 B2 JP 3513698B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、柱列式地下連続壁の構築工法に用いる掘削装置の掘削軸の先端に取付けられる掘削ヘッドに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to drilling head attached to the tip of the drilling axis of the drilling apparatus used in the construction method of the tubular elements type diaphragm wall. 【0002】 【従来の技術】土木・建築の山留め壁築造において、土とセメント系懸濁液を現位置で混合攪拌して柱状の地中壁連続して造成するSMW(ソイル・ミキシング・ウォール)工法が一般的となっている。 [0002] In Retaining wall construction of the Related Art civil engineering and construction, the soil and cement-based suspension mixture stirred to in situ to reclamation continuously columnar underground walls SMW (Soil Mixing Wall) method has become common. 【0003】この工法においては、三軸の大型杭打ち機械を用いて地中壁の延設方向に効率よく短時間で連続壁を掘削築造できる利点があることから、工期短縮、コストの縮減のために、施工コストの比較的高いRC地下連続壁工法にかわりあらゆる施工場所での適用が求められてきた。 [0003] In this method, since there is an advantage that the continuous wall can be excavated construction in a short time efficiently extending direction of the diaphragm wall using a large pile driving machine triaxial, shortening the construction period, the cost of reduction in order, apply at any construction site changes to a relatively high RC underground continuous wall construction method of construction cost have been sought. このため硬い岩盤を含む地盤や、地中40mをこえる大深度に及ぶ連続壁における施工の要求が生じてきた。 For this reason or ground, including hard rock, request of the construction in a continuous wall spanning the large depth of more than 40m underground has arisen. 【0004】この工法に使用される従来の掘削ヘッドを図7及び図8に示す。 [0004] illustrates a conventional drilling head used in this method in FIGS. 図7の掘削ヘッド100aは、従来この工法が適用されてきた軟地盤用のもので、掘削軸1の先端部の周面に螺旋状の排土ブレード2が形成され、その排土ブレード2の下端に爪状の掘削ビット3が複数取付けられたものである。 Drilling head 100a of FIG. 7 is intended for conventional 軟地 Release of this method has been applied, helical dumping blade 2 is formed on the peripheral surface of the distal end portion of the drilling shaft 1, the earth removal blade 2 claw-shaped drill bit 3 at the lower end in which is mounted a plurality. 掘削軸1を回転させながら地中に押しすすめることにより前記掘削ビット3が地盤を剥ぎ取るように掘り進む。 The burrows As the drill bit 3 is peeled off the ground by advancing pushing into the ground while drilling shaft 1 is rotated. また、掘り起こされた土は排土ブレード2により上方に搬送される。 Furthermore, excavated soils are transported upward by the earth unloading blade 2. 【0005】図8に示す掘削ヘッド100bは、従来この工法が適用されてきた軟地盤用のものでは掘削できない巨れき、岩盤などの硬地盤に対応するため、岩盤を削掘するトンネルボウリングマシン(TBM)等に用いられているローラビットを掘削軸先端部に取付けたものである。 [0005] Drilling head 100b shown in FIG. 8, a conventional This method is applied can not be drilled intended for 軟地 board has huge gravel, in order to respond to hard ground, such as rock, tunnel bowling machine that Kezuho rock ( TBM) and roller bits are used in such are those attached to the excavating shaft tip. この掘削ヘッド100bは掘削軸1の先端部にローラビット軸支部材4を有し、前記掘削軸1と交差する方向の回転軸7を有すると共に外周に複数の破砕ビット列5aを有し、前記回転軸7回りに回転自在状態で硬い地盤の掘削を行うローラビット6が設けられている。 The drilling head 100b has a roller bit shaft support member 4 to the distal end of the excavating shaft 1, having a plurality of crushing bit strings 5a to the outer periphery and having a rotation axis 7 in a direction intersecting the drilling shaft 1, the rotation roller bit 6 for excavating hard soil freely rotatable in the axial 7 around is provided. 掘削軸1を回転させながら地中に押しすすめることにより前記ローラビット6が地盤との摩擦により回転軸7回りに自転しながら掘削軸1の軸回りに公転し、このときローラビット6の外周に設けられた破砕ビット5が岩盤と当接して圧砕して掘り進む。 The roller bit 6 by advancing down the drilling shaft 1 into the ground while rotating revolves around the axis of the drilling shaft 1 while rotating the rotary shaft 7 around due to friction with the ground, on the outer periphery of the case roller bit 6 burrowing crushing bits 5 is provided with crush in contact with the rock. 【0006】以上のような掘削ヘッドを地盤の土質に応じて使用することができるが、軟硬複合地盤の掘削において、掘削ヘッドの交換作業は時間がかかり施工能率を著しく低下させる問題であった。 [0006] The above drilling head, such as can be used in accordance with the soil of the ground, in drilling 軟硬 composite ground, replacement of the drilling head has been a problem of lowering significantly the construction efficiency takes time . この解決のため図7に示した掘削ヘッド100aの掘削ビット3と、図8に示した掘削ヘッド100bのローラビット6を組み合わせて設けた掘削ビットが提案されている。 And Figure 7 the drill bit 3 of the drilling head 100a shown for this solution, the drilling bit is provided by combining roller bit 6 of the drill head 100b shown in FIG. 8 has been proposed. 【0007】互いに異なる土質が併存する地盤に対しヘッドを交換することなく能率良く掘削を行う掘削ヘッドとして特開平7−166788号公報が知られている。 [0007] JP-A 7-166788 JP are known as high efficiency drilling head for drilling without changing the head to ground different soil coexist with each other.
この従来例を図9に示す。 It shows a conventional example in FIG. 掘削ヘッド100cは、掘削軸1の周囲に排土ブレード(螺旋羽根)2を形成し、その下端に掘削ビット(掘削用爪)3を形成し、前記排土ブレード(螺旋羽根)2の一部に一対のコーン軸受け部4aを形成し、各コーン軸受け部4aよりローラビット(コーン)6を前記掘削軸1の回転軸X1に対して傾斜する軸X2回りに回転可能に支持している。 Drilling head 100c is earth removal blade (screw blade) around the drilling shaft 1 2 is formed, to form a drill bit (drill nail) 3 at its lower end, the soil discharge blade (helical blade) 2 part forming a pair of cone bearing portions 4a, rotatably supports the roller bits (cone) 6 from each cone bearing portions 4a in the axial X2 around inclined with respect to the rotation axis X1 of the drilling shaft 1. 前記掘削ビット(掘削用爪)3の下端位置は、前記ローラビット(コーン)6の下端位置よりも高く且つ上端位置よりも低い位置に設定されている。 Lower end position of the drill bit (drill nail) 3 is set at a position lower than the higher and the upper end position than a lower end position of the roller bit (cone) 6. 【0008】前記掘削ヘッド100cによれば、軟らかい土質と硬い岩盤や巨れきの双方が併存する地盤に対して掘削ヘッドを交換することなく良好な掘削を行うことができる効果を得ることができる。 According to the excavating head 100c, it is possible to obtain an advantage of being able to perform a good drilling without both soft soil and hard rock and giant gravel to exchange the drilling head against the ground to coexist. しかしながら、掘削能率の向上のためには軟地盤においては掘削ビット(掘削用爪)3が先端に位置して地盤を掘削させるのが望ましいが、硬い地盤に到達した時にローラビット(コーン)6を岩盤と当接させるため掘削ビット(掘削用爪) However, the roller bits (cone) 6 when the drill bit (drill nail) 3 in 軟地 board in order to improve drilling efficiency it is desirable to drill the ground located at the tip, which has reached a hard ground drill bit in order to abut against the rock (drilling nail)
3の下端位置はローラビット(コーン)6の下端位置よりも高い位置に設定されている。 Lower end position of 3 is set at a higher position than the lower end position of the roller bits (cone) 6. このため、軟らかい地盤の掘削において掘削ビット(掘削用爪)3より下端にローラビット(コーン)6が設けられているため回転、 Therefore, soft rotation for ground excavation bit in drilling the lower end to the roller bits than (excavating claws) 3 (cone) 6 is provided,
掘進の両面で抵抗となり掘削効率を低下させる問題があった。 A problem of reducing the excavation efficiency becomes resistance in both excavation. また軟らかい粘土などの掘削土が掘削ビット(掘削用爪)3やローラビット(コーン)6に付着し掘削力を低下させる障害となっていた。 The soft excavated soil, such as clay has been an obstacle to reduce the drill bit (drill nail) 3 and roller bits (corn) attached to 6 drilling force. 【0009】これらの不都合を回避する手段として、掘削軸1の先端に掘削液噴射ノズル30a,bを設けて、 [0009] As a means to avoid these disadvantages, the drilling fluid ejection nozzle 30a, the b is provided at the tip of the drilling shaft 1,
洗浄液を地上から送り掘削軸の先端の噴射ノズル30 Injection nozzle 30 at the tip of the excavation axis feed the washing liquid from the ground
a、30bから掘削用爪(掘削ビット)3及びローラビット(コーン)6に向けて噴射して洗浄しながら掘削する構造がとられているが、その分地上設備が大掛かりとなる欠点を有している。 a, although the structure of excavating, washing by spraying toward the excavating claws (drill bit) 3 and the roller bits (cone) 6 is taken from 30b, has the disadvantage that correspondingly ground facility becomes large-scaled ing. 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軟地盤での掘削効率が高く、硬い岩盤に到達したときには硬岩盤対応の掘削ビットが効率よく低トルクで駆動され、さらに掘削土が掘削ビット付着して掘削力を低下させることがない掘削ヘッドを提供にすることにある。 [0010] [0008] The present invention has been made in view of the aforementioned problems, it is an object of hard when the excavation efficiency in 軟地 board is high, reaches the hard bedrock rock corresponding drilling bit is driven efficiently low torque, further excavated soil is to a provide a drilling head is not reduced drilling power and drill bit attached. 【0011】また、この掘削ヘッドを用いることにより、軟硬複合地盤の削孔工法において単軸での削孔は勿論のこと三軸の大型杭打ち機で三軸同時削孔を可能とし、硬岩盤到達時の掘削ヘッドの交換工程を無くし、掘削軸駆動トルク確保のため従来一軸で先行削孔していた事前工程の不要化を図り、工期短縮とコストの縮減を目的とする。 [0011] By using this drilling head, and enabling a three-axis simultaneous drilling a large pile driver of course that triaxial the drilling of a single axis in the drilling method of 軟硬 composite ground, hard eliminating the exchange process of drilling head during rock reach, aims to unnecessary reduction of pre-process was followed drilling with conventional uniaxial for excavating shaft driving torque secured, for the purpose of reduction of construction time and costs. 【0012】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため、請求項1の発明は、単軸又は並列状態で地中に同時に掘進される掘削軸と、先端に複数の掘削ビットが取付けられた状態で前記掘削軸のそれぞれの先端部分に取付けられて軟地盤を掘削すると共に掘削土石を搬送する排土スクレーパと、前記掘削軸と交差する方向の回転軸を有すると共に外周に複数の破砕ビット列を有し、前記回転軸回りに回転自在状態で岩盤の掘削を行うローラビットと、前記排土スクレーパ上部に連続しており排土スクレーパからの掘削土石を上方に搬送する螺旋羽根からなる排土ブレードとを備えた掘削ヘッドにおいて前記破砕ビット列の間隙の掘削土石を前記排土ブレードに導くローラスクレーパが前記複数のローラビットの間に位置するよう [0012] To solve the above object, according to an aspect of, the invention of claim 1, the drilling shaft which is excavation simultaneously in the ground in uniaxial or parallel state, a plurality of drill bits to the tip and earth removal scrapers mounted in mounted state, each of the tip portions of the excavating shaft for conveying the drilling debris with excavating 軟地 board, a plurality of the outer periphery and having a rotation axis in a direction intersecting the drilling shaft has a crushing bit string consisting of the a roller bit to drill the bedrock in rotatable state around the rotation shaft, helical blade for conveying the drilling debris from earth unloading the scraper is continuous to the dumping scraper upper upward so that the drilling head with an earth removal blade leads the gap drilling debris of the crushing bit string to said dumping blade roller scraper is positioned between the plurality of rollers bit に掘削軸の先端に取付けられており、前記掘削ビットが前記ローラビットに先行して地盤を掘削すると共に、岩盤に到達したときローラビットが先行して岩盤を掘削することを特徴とする。 It is attached to the tip of the drilling shaft, together with the drill bit to drill ground prior to the roller bits, roller bits when it reaches the bedrock ahead, characterized in that drilling a rock. 【0013】請求項2の発明は、請求項1記載の発明であって、前記掘削ビットは岩圧感知部材を介して前記排土スクレーパの先端に取付けられており、前記岩圧感知部材は掘削ビットに作用する岩圧が所定値以上となったことを感知すると共に当該感知によって掘削ビットをローラビットの下端よりも上方に退避させることを特徴とする。 [0013] According to a second aspect of the invention, an invention of claim 1, wherein the drill bit is attached to the tip of the earth removing scraper through the rock pressure sensing member, the rock pressure sensing member excavating rock pressure acting on the bit, characterized in that the retracting above the lower end of the drill bit of the roller bit by the sense with senses that becomes a predetermined value or more. 【0014】請求項3の発明は、請求項1又は2記載の発明であって、前記岩圧感知部材は前記排土スクレーパの先端に取付けられたケースと、このケースの内部に設けられ前記掘削ビットを所定のトルクで押圧するばねとを備えていることを特徴とすることを特徴とする。 [0014] The invention according to claim 3, an invention of claim 1 or 2, wherein the rock pressure sensing member is a case attached to the tip of the dumping scraper, the drilling is provided in the interior of the case characterized in that characterized in that a spring which presses the bit at a predetermined torque. 【0015】請求項4発明は、請求項1から3のいずれかに記載の発明であって、前記ローラービットは掘削軸中心に向かった頂点を有した円錐形状に形成され、前記破砕ビット列は破砕ビットの間に差し渡すように設けられて土石が破砕ビットの間隙に挟まることを防止する排除壁を備えていることを特徴とする。 [0015] Claim 4 invention is an invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the roller bits are formed in a conical shape having an apex towards the drilling axis center, the crushing bit string crushing debris disposed to pass insert between the bit is characterized in that it comprises a rejection walls to prevent sandwiched in the gap of the crushing bits. 【0016】この発明によれば、軟地盤の掘削においては排土スクレーパの先端に取付けられた複数の掘削ビットが効率よく掘進すると共に、掘削土はローラスクレーパと排土スクレーパに導かれ螺旋状の排土ブレードによって上方に搬送される。 According to this invention, a plurality of drill bits attached to the tip of the earth unloading the scraper in drilling 軟地 board is thereby tunneling efficiently excavated soil spiral led to roller scraper and earth removal scraper It is conveyed upward by earth unloading blade. 【0017】巨れきや岩盤などの固い地盤に到達したときは、岩圧感知部材が掘削ビットに作用する岩圧が所定値以上となったことを感知し、掘削ビットをローラビットの下端よりも上方に退避させ、ローラビットが硬い岩盤に先に当たり、硬岩盤を圧砕するように効率よく掘進することができる。 [0017] When reaching the hard ground, such as giant gravel or rock is rock pressure rock pressure sensing member acts on the drilling bit senses that becomes a predetermined value or more, than the lower end of the drill bit roller bit are retracted upwardly, per above roller bits in hard rock, it is possible to tunneling efficiently to crush the hard rock. 【0018】また、掘削力を低下させるローラビットに付着した掘削土は、ローラスクレーパにより掻き落とされると共に排土スクレーパに導かれ、破砕ビットの間に付着する掘削土は排除壁で防止されるため高い掘削力を維持できる。 Further, since excavated soil adhering to the roller bits to lower drilling force is guided to discharge earth scraper with scraped off by the roller scraper, excavated soil adhering between the crushing bits to be prevented by eliminating the wall capable of maintaining a high digging force. 【0019】このように、軟地盤、硬岩盤のいずれか適した掘削ヘッドに地中で自動的に切り替わるため、掘削軸に無理なトルク負荷を掛けることがない。 [0019] Thus, 軟地 board, for switching automatically in the ground in any suitable drilling head of the hard rock, is not to apply excessive torque load on the drilling axis. このため、 For this reason,
単軸での削孔は勿論、掘削軸が並列状態に取付けられた三軸杭打ち機によって三軸同時掘削を行うことができる。 Drilling of a single axis, of course, can perform a three-axis simultaneous drilling by triaxial pile driver drilling shaft is mounted in parallel state. 【0020】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, will be explained based on FIG an embodiment of the present invention. 図1は本発明の掘削ヘッドの正面図、 Figure 1 is a front view of the drilling head of the present invention,
図2は本発明の掘削ヘッドの側面を示す断面図、図3は図2の底面図である。 Figure 2 is a sectional view showing a side face of the drilling head of the present invention, FIG. 3 is a bottom view of FIG. 従来技術で説明した構成部分と同様な部分は同一の符号を付して説明する。 The same parts as components described in the prior art are denoted by the same reference numerals. 【0021】図1〜図3に示す本発明の掘削ヘッド10 The drilling head 10 of the present invention shown in FIGS. 1 to 3
0は、三軸等の大型杭打ち機械に取付られ、並列状態で地中に同時に掘進される掘削軸1と、先端に複数の掘削ビット3が取付けられた状態で前記掘削軸1のそれぞれの先端部分に取付けられて軟地盤を掘削すると共に掘削土石を搬送する排土スクレーパ8と、前記掘削軸1と交差する方向の回転軸7を有すると共に外周に複数の破砕ビット列5aを有し、前記回転軸7回りに回転自在状態で岩盤の掘削を行うローラビット6と、前記排土スクレーパ8上部に連続しており排土スクレーパ8からの掘削土石を上方に搬送する螺旋羽根からなる排土ブレード2 0 triaxial large piling machine such as the attached, and drilling shaft 1 to be simultaneously excavation in the ground in a juxtaposed state, a plurality of drill bit 3 states respectively of the drilling shaft 1 attached to the distal end and earth removal scraper 8 for conveying the drilling debris with attached to the tip portion drilling a 軟地 board, having a plurality of crushing bit strings 5a to the outer periphery and having a rotation axis 7 in a direction intersecting the drilling shaft 1, the a roller bit 6 for drilling of rock freely rotatable state to the rotation shaft 7 around, the composed drilling debris from dumping scraper 8 upper portion and dumping the scraper 8 continuously from spiral vane to convey upward dumping blade 2
とを備えた掘削ヘッド100において前記破砕ビット列5aの間隙の掘削土石を前記排土ブレード2に導くローラスクレーパ9が前記複数のローラビット6の間に位置するように掘削軸1の先端に取付けられている。 Attached bets on the tip of the excavating shaft 1 so as to be positioned between the crushing gap drilling debris bit string 5a leading to the dumping blade 2 roller scraper 9 wherein the plurality of rollers bit 6 in the drilling head 100 having a ing. 【0022】以上の構成から、通常の軟地盤では前記掘削ビット3が前記ローラビット6に先行して地盤を掘削すると共に、岩盤に到達したときはローラビット6が先行して岩盤を掘削することを特徴とする。 [0022] From the above configuration, in a normal 軟地 Edition by the drilling bit 3 prior to the roller bit 6 with drilling a ground, that the roller bit 6 when it reaches the bedrock prior drilling a rock the features. 【0023】図1に示すように、軟地盤の掘削に適した掘削ビット3は排土スクレーパ8の先端に取付けられ、 As shown in FIG. 1, the drill bit 3 which is suitable for drilling 軟地 board is attached to the end of the earth unloading the scraper 8,
排土スクレーパ8の上端は螺旋状に上方に伸びる排土ブレード2と接続している。 The upper end of the earth removal scraper 8 is connected to the earth removal blade 2 extending upward spirally. 仮想線Lで示すこの掘削ビット3の下端はローラビット6の周囲に設けられている破砕ビット列5aの先端より下部になるように取付けられている。 The lower end of the drill bit 3 indicated by the phantom line L is mounted so as to be lower than the tip of the crushing bit string 5a provided around the roller bits 6. 【0024】このため、軟地盤の掘削においては、図5 [0024] For this reason, in the drilling of 軟地 board, as shown in FIG. 5
(a)に示すように掘削軸1の回動により円周方向Fに掘削ビット3が移動しながら地盤Gを掘削する。 Drilling bit 3 in the circumferential direction F by the rotation of the drilling shaft 1 as shown in (a) excavating ground G while moving. 図5 Figure 5
(b)は掘削ビット3が地盤Gを掘削する動作を示し、 (B) shows an operation in which the drill bit 3 to excavate the ground G,
掘削ビット3の先端が地盤Gを矢印Fに示すように水平方向に削るように掘削する。 The tip of the drill bit 3 is drilled to cut horizontally to indicate the ground G to the arrow F. 【0025】図1に示す、硬い岩盤や巨れきの掘削に適したローラビット6は、掘削軸1の先端に取付固定されたローラビット軸支部材4の回転軸7に回転自在に取付けられている。 [0025] FIG. 1, the roller bit 6 that is suitable for drilling hard rock and giant gravel is mounted rotatably on the rotation shaft 7 of the roller bit shaft support member 4 that is attached and fixed to the tip of the drilling shaft 1 there. 図2は図1の側面を示す断面図を示し、 Figure 2 is a cross sectional view illustrating a side surface of FIG. 1,
以下図2により前記ローラビット6及びローラスクレーパ9の取付状態を説明する。 Following the Figure 2 illustrating the mounting state of the roller bits 6 and roller scraper 9. 【0026】ローラビット6は外周に複数の破砕ビット列5aを有し、ローラビット軸支部材4の先端の回転軸部分にボールベアリング7a、ローラーベアリング7b The roller bit 6 has a plurality of crushing bit strings 5a on the outer circumference, the ball bearing 7a to the rotation shaft portion of the tip of the roller bit shaft support member 4, roller bearings 7b
などの回転部材を介して回転自在に取付られている。 Rotation is freely mounted via a rotating member such as. 前記回転軸部分は掘削軸1と交差する方向で掘削軸1の回転中心に向かって下向きの回転軸7を有しており、掘削軸1中心に向かった頂点を持つ円錐形状のローラビット6の外周に複数設けられた破砕ビット列5aのそれぞれが下端Lで地盤と接するように取付けてある。 It said rotary shaft portion of the drilling shaft 1 in a direction intersecting the drilling shaft 1 towards the rotation center has a downward rotary shaft 7, the conical shape of the roller bit 6 having an apex towards the drilling axis 1 center each of the plurality provided crush bit string 5a on the outer circumference is attached in contact with the ground at the lower end L. また、左側のローラビット6は掘削軸1の中心までの範囲を掘削できるように4列の破砕ビット列5aを有し、右側のローラビット6'は3列の破砕ビット列5aを有している。 Also, the left roller bit 6 has a crushing bit string 5a four rows to allow drilling range to the center of the drilling shaft 1, the right side of the roller bit 6 'has a crushing bit string 5a of three columns. 【0027】また、前記複数の破砕ビット列5aの間隙の掘削土石を排土ブレード2に導くローラスクレーパ9 Further, it leads to clearance of drilling debris of the plurality of crushing bit strings 5a to earth removal blade 2 roller scraper 9
が左右のローラビット6,6'の間に位置するように掘削軸1の先端に取付けられている。 There has been attached to the tip of the excavating shaft 1 so as to be positioned between the left and right roller bits 6, 6 '. ローラスクレーパ9 Roller scraper 9
は先端が櫛の歯状に形成されており、ローラビット6の破砕ビット列5aと破砕ビット列5aの間に櫛の歯が位置してローラビット6に付着した掘削土石を削ぎ落とす。 The tip is formed in a tooth shape of a comb, I scraped off the drilling debris which comb teeth between the crushing bit string 5a and crushing bit string 5a of the roller bit 6 is attached to the roller bits 6 located. このため、付着土石でローラビット6の掘削力が低下することを防ぐことができる。 Accordingly, excavation force of the roller bit 6 in deposition debris can be prevented from being lowered. 【0028】図6(a)はローラビット6の要部を示し、破砕ビット列5aの周囲の複数の破砕ビット5,5 [0028] FIG. 6 (a) shows an essential part of the roller bit 6, a plurality of crushing bits around the crushing bit string 5a 5,5
の間に差し渡すように排除壁12が設けられ、破砕ビット5の間に掘削土石が挟まることを防止している。 Eliminating wall 12 to pass insert between is provided, which prevents the drilling debris is caught between the crushing bits 5. 図6 Figure 6
(b)はローラビット6が地盤Gを掘削する動作を示し、ローラビットの回転により破砕ビット5の先端が次々に地盤Gに押し下げるように降りてきて矢印Fで示す垂直方向に岩盤を圧砕して掘削する。 (B) the roller bit 6 indicates the operation of excavating ground G, the rotation of the roller bit comes down so that the tip end of the crushing bits 5 is pushed down to the ground G in turn the rock is crushed in the vertical direction indicated by the arrow F drilling Te. 【0029】図3は、本発明の掘削ヘッド100を底面視した図でこの実施の形態では180度間隔を設けて取付けられた先端に掘削ビット3を有する2枚の排土スクレーパ8と、それぞれの排土スクレーパ8の間に回転軸7をもつ2個のローラビット6とが設けられている。 [0029] Figure 3, in this embodiment the drilling head 100 in FIG who bottom view of the present invention and two soil removing scraper 8 having a drill bit 3 at the tip attached provided 180 degree intervals, respectively and two roller bit 6 is provided with a rotary shaft 7 between the dumping scraper 8. 掘削軸1の回転により想像線Sで示す円周に沿って掘削ビット3とローラビット6が回転して地盤を掘削する。 Along the circumference indicated by an imaginary line S by the rotation of the drill shaft 1 drill bit 3 and the rollers bits 6 to excavate the ground to rotate. 【0030】図4は、本発明の掘削ヘッド100の排土スクレーパ8の先端に取付けられた岩圧感知部材10を説明するためローラビット6を外し一部を示した図である。 FIG. 4 is a diagram showing a part Remove the roller bits 6 for explaining the rock pressure sensing member 10 which is attached to the tip of dumping scraper 8 drilling head 100 of the present invention. 掘削ビット3は岩圧感知部材10を介して排土スクレーパ8の先端に取付けられており、前記岩圧感知部材10は掘削ビット3に作用する岩圧が所定値以上となったことを感知すると共に当該感知によって掘削ビット3 Drill bit 3 is mounted on the tip of the dumping scraper 8 through the rock pressure sensing member 10, the rock pressure sensing member 10 senses that the rock pressure acting on the drill bit 3 is equal to or larger than a predetermined value drill bit 3 by the sensing with
をローラビット6の下端よりも上方に退避させる。 It is retracted upward from the lower end of the roller bit 6. 【0031】前記岩圧感知部材10は排土スクレーパ8 [0031] The rock pressure sensing member 10 Hyde scraper 8
の先端に取付けられたケース10aと、このケース10 A case 10a which is attached to the tip of the casing 10
aの内部に設けられ掘削ビット3を所定のトルクで押圧するばね10bとを備えている。 The drill bit 3 is provided inside of a and a spring 10b pressing at a predetermined torque. 図4(b)は岩圧感知部材10の要部拡大図で、排土スクレーパ8の先端に溶接等の接続手段により取付けられたケース10aの内部に掘削ビット3を所定のトルクで押圧するコイル状のばね10bが備えられて、ビット固定ボルト10cにより掘削ビット3が取付けられている。 4 (b) is in the enlarged view of the rock pressure sensing member 10, the coil for pressing inside the drill bit 3 at a predetermined torque case 10a attached by connection means such as welding tip Hyde scraper 8 Jo spring 10b is provided, the drill bit 3 is mounted by the bit fixing bolt 10c. この掘削ビットは、 The drilling bit,
岩盤等の硬い地盤に到達したとき、掘削ビット3に作用する岩圧が所定値以上となることによりばね10bが収縮されて掘削ビット3が矢印F1方向に後退する。 Upon reaching the hard ground of rock or the like, the spring 10b by the rock pressure acting on the drill bit 3 is equal to or greater than a predetermined value is the drill bit 3 is contracted to retract the arrow F1. このため、通常は掘削ビット3の上方に位置していた岩盤掘削に適したローラビット6が岩盤等の硬い地盤に当接するようになる。 This usually is as roller bit 6 that is suitable for rock drilling which is located above the drill bit 3 is brought into contact with a hard ground of rock and the like. 【0032】図4(c)は、別の実施の形態の岩圧感知部材10'を示す。 FIG. 4 (c) shows a rock pressure sensing member 10 'of another embodiment. 岩圧感知部材10'は、排土スクレーパ8の先端に水平に設けられたビット固定ボルト10 Rock pressure sensing member 10 ', the bit fixing bolt 10 provided horizontally on the tip of the earth unloading the scraper 8
c'を備え、ビット固定ボルト10c'に回動可能に取付けられたケース10a'が、ばね10b'により先端の掘削ビット3が排土スクレーパ8の延長線L1方向を保つよう所定のトルクで付勢されている。 'With a bit fixing bolt 10c' c 'is the spring 10b' rotatably mounted case 10a biasing a predetermined torque so that the drill bit 3 of the tip keep extension line L1 direction of earth removal scraper 8 by It is energized. この岩圧感知部材10'は、岩盤等の硬い地盤に到達したとき、掘削ビット3に作用する岩圧が所定値以上となることによりばね10b'が上方に回転収縮されて掘削ビット3が矢印F2方向に後退する。 The rock pressure sensing member 10 ', when it reaches the stiff rock like ground, the spring 10b by the rock pressure acting on the drill bit 3 is equal to or greater than a predetermined value' is rotated contracted upward drilling bit 3 arrow F2 to retreat in the direction. このため、通常は掘削ビット3 For this reason, the normal drill bit 3
の上方に位置していた岩盤掘削に適したローラビット6 Roller bit 6 that is suitable for rock drilling which was located above the
が岩盤等の硬い地盤に当接するようになる。 There comes to abut against the rigid ground of rock and the like. 【0033】 【発明の効果】本発明は以下の効果を奏する。 [0033] The present invention has the following effects. 軟地盤の掘削においては排土スクレーパの先端に取付けられた複数の掘削ビットが効率よく掘進すると共に、掘削土はローラスクレーパと排土スクレーパに導かれ螺旋状の排土ブレードによって上方に搬送される。 With 軟地 Release plurality of drill bit attached to the tip of the earth unloading the scraper in drilling is efficiently excavating, excavated soil is conveyed upward by the roller scraper and led to earth removal scraper spiral dumping blade . 【0034】また、巨れきや岩盤などの固い地盤に到達したときは、岩圧感知部材が掘削ビットに作用する岩圧が所定値以上となったことを感知し、掘削ビットをローラビットの下端よりも上方に退避させ、ローラビットが硬い岩盤に先に当たり、硬岩盤を圧砕するように効率よく掘進することができる。 Further, when it reaches the hard ground, such as giant gravel or rock senses that the rock pressure rock pressure sensing member acts on the drill bit is a predetermined value or more, the drill bit of the roller bit lower are retracted above the strike earlier roller bits in hard rock, it is possible to tunneling efficiently to crush the hard rock. 【0035】また、掘削力を低下させるローラビットに付着した掘削土は、ローラスクレーパにより掻き落とされると共に排土スクレーパに導かれ、破砕ビットの間に付着する掘削土は排除壁で防止されるため高い掘削力を維持できる。 Further, it excavated soil adhering to the roller bits to lower the excavation force, since guided to dumping scraper with scraped off by the roller scraper, excavated soil adhering between the crushing bits to be prevented by eliminating the wall capable of maintaining a high digging force. 【0036】このように、軟地盤、硬岩盤のいずれか適した掘削ヘッドに地中で自動的に切り替わるため、掘削軸に無理なトルク負荷を掛けることがない。 [0036] Thus, 軟地 board, for switching automatically in the ground in any suitable drilling head of the hard rock, is not to apply excessive torque load on the drilling axis. このため、 For this reason,
単軸での削孔は勿論、掘削軸が並列状態に取付けられた三軸杭打ち機によって三軸同時掘削を行うことができる。 Drilling of a single axis, of course, can perform a three-axis simultaneous drilling by triaxial pile driver drilling shaft is mounted in parallel state. 硬岩盤到達時の掘削ヘッドの交換工程を無くし、掘削軸駆動トルク確保のため従来一軸で先行削孔していた事前工程の不要化を図り、工期短縮とコストの縮減を図ることができる。 Hard rock eliminated exchange step of the arrival time of the drilling head, achieving unwanted of a preliminary step that was followed by drilling with conventional uniaxial for excavating shaft driving torque ensured, it is possible to reduction of construction time and costs.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の掘削ヘッドの正面図である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front view of the drilling head of the present invention. 【図2】本発明の掘削ヘッドの側面を示す断面図である。 It is a sectional view showing a side face of the drilling head of the present invention; FIG. 【図3】図2の底面図である。 FIG. 3 is a bottom view of FIG. 2. 【図4】(a)は本発明の掘削ヘッド一部を示す正面図、(b)は(a)の岩圧感知部材を示す要部拡大図、 4 (a) is a front view showing a drilling head part of the present invention, (b) is a fragmentary enlarged view showing a rock pressure sensing member of (a),
(c)は別の形態の岩圧感知部材を示す要部拡大図である。 (C) is an enlarged view showing a rock pressure sensing member of another form. 【図5】(a)は本発明の掘削ビットの動作を示す説明図、(b)は(a)の掘削ビットが地盤を掘削する動作の説明図である。 5 (a) is an explanatory view showing the operation of the drill bit of the present invention, (b) is an explanatory view of operation of the drill bit is drilling ground in (a). 【図6】(a)は本発明のローラビットの動作を示す説明図、(b)は(a)の破砕ビットが岩盤を掘削する動作の説明図である。 6 (a) is an explanatory view showing the operation of the roller bit of the present invention, (b) is an explanatory view of the operation of crushing bit drilling bedrock (a). 【図7】従来技術の掘削ヘッドの正面図である。 FIG. 7 is a front view of the drilling head of the prior art. 【図8】別の従来技術の掘削ヘッドの斜視図である。 It is a perspective view of a drilling head of FIG. 8] Another prior art. 【図9】別の従来技術の掘削ヘッドの正面図である。 It is a front view of the drilling head of Figure 9 Another prior art. 【符号の説明】 1 掘削軸2 排土ブレード(螺旋羽根) 3 掘削ビット(掘削用爪) 4 ローラビット軸支部材5 破砕ビット6 ローラビット(コーン) 7 回転軸8 排土スクレーパ9 ローラスクレーパ10 岩圧感知部材10a、10a'ケース10b、10b' ばね10c、10c' ビット固定ボルト30a、30b 掘削液噴射ノズル100,100a,100b、100c 掘削ヘッドX1、X2 回転軸G 地盤、 [Reference Numerals] 1 excavating shaft 2 earth removal blade (screw blade) 3-boring bit (nail drilling) 4 roller bit shaft support member 5 crushing Bit 6 roller bits (corn) 7 rotary shaft 8 earth removal scraper 9 roller scraper 10 rock pressure sensing member 10a, 10a 'case 10b, 10b' spring 10c, 10c 'bit fixed bolts 30a, 30b drilling fluid ejection nozzle 100, 100a, 100b, 100c drilling head X1, X2 the rotation axis G ground,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−166788(JP,A) 実開 昭59−111888(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) E21B 10/44 E21B 10/08 - 10/24 E21B 12/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (56) reference Patent flat 7-166788 (JP, a) JitsuHiraku Akira 59-111888 (JP, U) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) E21B 10/44 E21B 10/08 - 10/24 E21B 12/06

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 単軸又は並列状態で地中に同時に掘進される掘削軸と、先端に複数の掘削ビットが取付けられた状態で前記掘削軸のそれぞれの先端部分に取付けられて軟地盤を掘削すると共に掘削土石を搬送する排土スクレーパと、前記掘削軸と交差する方向の回転軸を有すると共に外周に複数の破砕ビット列を有し、前記回転軸回りに回転自在状態で岩盤の掘削を行うローラビットと、前記排土スクレーパ上部に連続しており排土スクレーパからの掘削土石を上方に搬送する螺旋羽根からなる排土ブレードとを備えた掘削ヘッドにおいて前記破砕ビット列の間隙の掘削土石を前記排土ブレードに導くローラスクレーパが前記複数のローラビットの間に位置するように掘削軸の先端に取付けられており、前記掘削ビット (57) Each of the tip of the drilling shaft and the drilling shaft to be excavation simultaneously in the ground in [Claims 1. A uniaxial or parallel state, in a state in which a plurality of drill bits attached to the distal end attached to parts having the earth removal scraper for conveying the drilling debris with excavating 軟地 board, a plurality of crushing bit sequence periphery and having a rotation axis in a direction intersecting the drilling shaft, rotates in the rotational axis a roller bit is used to drill the bedrock in free state, the crushing in the drilling head comprising a soil discharge blade made of spiral blade for conveying the drilling debris from earth unloading the scraper is continuous to the dumping scraper upper upward is attached to the tip of the drilling shaft as roller scraper for guiding the gap drilling debris bit string to said dumping blade is positioned between the plurality of rollers bit, said drill bit 前記ローラビットに先行して地盤を掘削すると共に、岩盤に到達したときローラビットが先行して岩盤を掘削することを特徴とする掘削ヘッド。 Drilling head, characterized in that the prior to the roller bit while drilling the ground, the roller bits when it reaches the bedrock prior drilling rock. 【請求項2】 前記掘削ビットは岩圧感知部材を介して前記排土スクレーパの先端に取付けられており、前記岩圧感知部材は掘削ビットに作用する岩圧が所定値以上となったことを感知すると共に当該感知によって掘削ビットをローラビットの下端よりも上方に退避させることを特徴とする請求項1記載の掘削ヘッド。 Wherein said drill bit is attached to the tip of the earth removing scraper through the rock pressure sensing member, the rock pressure sensing member that rocks pressure acting on the drill bit is a predetermined value or more drilling head according to claim 1, wherein the retracting above the lower end of the roller bit drilling bit by the sensing with sensing. 【請求項3】 前記岩圧感知部材は前記排土スクレーパの先端に取付けられたケースと、このケースの内部に設けられ前記掘削ビットを所定のトルクで押圧するばねとを備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の掘削ヘッド。 Characterized wherein the rock pressure sensing member is a case attached to the tip of the dumping scraper, that a spring that presses the drill bit is provided inside of the case at a predetermined torque claim 1 or 2 drilling head according to. 【請求項4】 前記ローラービットは掘削軸中心に向かった頂点を有した円錐形状に形成され、前記破砕ビット列は破砕ビットの間に差し渡すように設けられて土石が破砕ビットの間隙に挟まることを防止する排除壁を備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の掘削ヘッド。 Wherein said roller bits are formed in a conical shape having an apex towards the drilling axis center, the crushing bit string that debris disposed to pass insert between the crushing bits sandwiched gap crushing bits drilling head according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a rejection walls to prevent.
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