JP3573260B2 - Continuous hole drilling method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤の改良や止水壁造成等のために地中に連続孔を削孔する連続孔掘削方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば地中に止水壁を造成する際には、一部がラップした連続孔を掘削し、ソイルセメント柱列等を造成して連続壁とするようになされているが、従来地中に連続孔を掘削する方法としては、周囲に攪拌羽根を設けた掘削ロッドを互いに攪拌羽根の回転軌跡がラップするように複数並設した掘削装置を用いて第1次掘削を行い、次いで第2次掘削を第1次掘削により削孔した連続孔端に一部がラップするようにして行ない、結果として図10に示すような掘削孔列(イ)、(ロ)、(ハ)が造成されるようにしているのが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記従来の方法では、掘削地盤の硬軟により各掘削ロッドが曲がった場合、並設される掘削孔列間の連続性が失われてしまうことがあり、造成される地中壁が不連続になるというおそれがあって信頼性に欠けるという問題があった。
【0004】
一方、上記問題点の発生を回避するため、既設の掘削孔列と次位の掘削孔列とを大きく重複させて削孔することも行なわれているが、これによると施工効率が著しく減退してしまうことは否めない。
【0005】
本発明は、地中に連続孔を効率よく削孔することができる連続孔掘削方法およびその方法を実施するに適する掘削装置を提供することを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明による連続孔掘削方法は、小径単孔と、大径孔と、連続孔施工方向に対し直交する方向に並設される小径複孔とを互いにラップさせて同時に削孔する第1次掘削を行ない、次設の小径単孔が既設の小径複孔および大径孔にラップするようにして第2次掘削を行ない、以後この手順を繰返して連続孔を造成することを特徴とする連続孔掘削方法であり、好ましくは、駆動装置の下端に回転駆動自在に設けられ周囲に攪拌羽根を有する主掘削ロッドによる大径孔と、この主掘削ロッドの一側にあって回転駆動自在に設けられ周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有する1本の第1副掘削ロッドによる小径単孔と、前記主掘削ロッドの他側にあって回転駆動自在に設けられ周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有していて連続孔施工方向に対し直交する方向に互いに間隔をおいて並設された2本の第2副掘削ロッドによる2つの小径複孔とを同時に削孔する第1次掘削を行なったのち、次設の小径単孔が既設の大径孔および2つの小径複孔に一部がラップするように第2次掘削を行なうことにより連続孔列を削孔するようにされる。
【0007】
また上記方法を実施するための装置として、前記第1、第2掘削ロッドの少なくとも一方は、連続孔施工方向に対し少なくとも90度以上旋回できるようにすることが連続孔の連続方向を変える際における連続性を得るうえで好ましい。
【0008】
また前記第1および第2副掘削ロッドは、前記主掘削ロッドの回転を受けて従動回転させるようにすることにより駆動装置を簡素化するうえにおいて好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【0010】
図1は本発明による連続孔の掘削に用いられる掘削装置の一実施形態の全体正面図を示し、図2はその要部の拡大正面図を示している。
【0011】
この実施形態では2本の主掘削ロッド1A,1Bを備える場合を示しており、これら主掘削ロッド1A,1Bは、その上端が自走式の作業機械2に立設されたタワー3にそってワイヤロープ4により昇降動可能に支持された駆動装置5の出力軸6,6に連結されて回転駆動自在とされ、その下方部がタワー3に拘束部材7により相互の間隔を保つとともに振れ止めされている。
【0012】
上記主掘削ロッド1A,1Bの下端には掘削ヘッド8,8が、またこの掘削ヘッド8,8より上方部の周面には複数段の攪拌羽根9,9がそれぞれ設けられており、これら攪拌羽根9,9は図3に示すようにその回転軌跡a,bが一部ラップする回転半径を有するものとされる。
【0013】
上記主掘削ロッド1A,1Bの下方部は上下に間隔をおいた位置で連結部材10,10により連結され、この連結部材10,10による連結位置において主掘削ロッド1Aには第1連結ボックス11A,11Bが、主掘削ロッド1Bには第2連結ボックス12A,12Bが水平面内で旋回可能に取付けられている。
【0014】
上記第1連結ボックス11A,11B間には1本の第1副掘削ロッド13の上下端が軸支され、上記第2連結ボックス12A,12Bは図4にみられるように平面視V字状をなしていてその分岐した分岐ボックス12a,12aの各先端間に2本の第2副掘削ロッド14,14の上下端が軸支されており、これら第2副掘削ロッド14,14はその軸心を結ぶ線が連続孔施工方向Yに対し直角をなす配置をとるようになっている。
【0015】
上記第1、および第2副掘削ロッド13,14の下端には掘削ヘッド15,16が、これより上方の周面には攪拌羽根17,18がそれぞれ設けられている。そして第2副掘削ロッド14,14の相互間の間隔は、図8(C)のように該ロッド14,14の攪拌羽根18,18の回転軌跡cに第1掘削ロッド13の攪拌羽根17の回転軌跡dが一部ラップする寸法とされている。
【0016】
前記第1副掘削ロッド13および第2副掘削ロッド14,14は、各主掘削ロッド1A,1Bから回転の伝達を受けて従動回転するようになっている。
【0017】
図示の実施形態では、上記回転の伝達にギヤ系列を用いた場合を示しており、図4(A)に示すように第1副掘削ロッド13は下部の第1連結ボックス11B内において第1副掘削ロッド13側の主掘削ロッド1Aに固着のギヤ19から第1副掘削ロッド13に固着のギヤ20に中間ギヤ列21を介して噛合され、また第2副掘削ロッド14,14には下部の第2連結ボックス12B内において第2副掘削ロッド14,14側の主掘削ロッド1Bに固着のギヤ22から第2副掘削ロッド14,14に固着のギヤ23,23に各分岐ボックス12a,12a内の中間ギヤ列24,24を介して噛合されており、これらギヤを通じて主掘削ロッド1A,1Bの回転駆動力が第1、第2副掘削ロッド13および14,14に伝達されるようになされている。なおこの回転伝達手段はギヤ系列によるもののほかスプロケットとチエンによるものであってもよい。
【0018】
前記各主掘削ロッド1A,1B内には、通常の掘削ロッドと同様にセメントミルク等の薬液を供給する薬液供給路33,33が2重管構造として設けられており、この薬液供給路33,33の内管の下端は掘削ヘッド8,8の下端に開口する吐出口に連通されているとともに、ら前記薬液供給路33,33の外管は上部の第1、第2連結ボックス11A,12Aの部分で分岐され、これらボックス11A,12A内の分岐通路33a,33aを通じ第1、第2副掘削ロッド13,14内の薬液供給路13a,14aに連通され、主掘削ロッド1A,1Bと同様にその掘削ヘッド15,16の下端の吐出口に連通されていて、いずれも掘削土中に薬液を吐出するようになっている。
【0019】
図示の実施形態では、連続孔の掘削施工方向Yが途中で屈曲する場合を考慮して第1連結ボックス11A,11Bおよび第2連結ボックス12A,12Bがそれぞれ主掘削ロッド1A,1Bの軸心を通る中心線に対し水平面内でいずれの方向へも90度の範囲にわたり旋回可能とされており、非旋回時および旋回時に各連結ボックス11A,11B,12A,12Bを前記連結部材10に対して拘束する拘束手段を有している。
【0020】
すなわち図示の例では、第1連結ボックス11A,11Bおよび第2連結ボックス12A,12Bが主掘削ロッド1A,1Bの軸心間を結ぶ中心線上に位置するとき(非旋回時)それぞれ整合するよう連結部材10,10と第1連結ボックス11A,11Bおよび第2連結ボックス12A,12Bとにブラケット25,26,27,28が設けられ、これらブラケット25,26および27,28の孔に係止ピン29,30を挿着することにより各連結ボックス11A,11B,12A,12Bが固定されるようになっている。
【0021】
前記第1連結ボックス11A,11Bおよび第2連結ボックス12A,12Bを90度旋回させたときそのブラケット26,28が整合する位置の連結部材10,10に別のブラケット31,32が突設されており、第1連結ボックス11A,11B、第2連結ボックス12A,12Bをいずれかの方向に90度旋回させたとき各ブラケット26と31および28と32が整合してその孔に係止ピン29,30を挿着することにより各連結ボックスが旋回位置に固定されるようになっている。
【0022】
次に連続孔の掘削作業の手順について説明する。
【0023】
連続孔の掘削に際しては、連続孔の掘削始端位置に作業機械2を移動させ、駆動装置5を起動して各主掘削ロッド1A,1Bを回転させ、掘削を開始する。このとき第1副掘削ロッド13および第2副掘削ロッド14,14も主掘削ロッド1A,1Bの回転がギヤ系列を通じて従動回転し、主掘削ロッド1A,1Bによる掘削と共に第1、第2副掘削ロッド13,14,14による掘削が行なわれる。
【0024】
この掘削時に各主掘削ロッド1A,1B内の薬液供給路33,33および13a,14aを通じその先端からセメントミルク等の薬液を吐出させながら掘削を進め、その間、攪拌羽根9,9,17,18により掘削土砂と薬液との攪拌混合を図りつつ図5のように予定の深度まで掘削を進める。その後各主掘削ロッド1A,1Bを逆転させつつ土砂と薬液との攪拌混合を行ない、地上に引上げて第1次掘削を終了する。
【0025】
上記第1次掘削によって削孔された孔形状は、縦断面においては図6のように、また平面においては図8(B)のように、主掘削ロッド1A,1Bによる大径孔A,Bと、第1副掘削ロッド13による小径単孔Dと、第2副掘削ロッド14,14による小径複孔C,Cがそれぞれ一部がラップした状態に削孔される。
【0026】
次いで図3の矢印Y方向に連続孔を造成する場合には、図7および図8(C)のように上記第1次掘削による小径複孔C,Cの間に第1副掘削ロッド13を位置させかつ大径孔A,Bの中心を結ぶ線と主掘削ロッド1A,1Bの軸心間を結ぶ線が一直線をなすように作業機械2を移動させて第2次掘削を前記第1次掘削と同じ要領で行なう。
【0027】
このとき地盤の硬軟等により各主掘削ロッド1A,1Bが曲がっても、第2次掘削における第1副掘削ロッド13が第1次掘削による大径孔Bに一部がラップした状態に削孔されるので孔の連続性は保たれる。
【0028】
こうして同様に第3次、第4次…と掘削を行なうことにより連続孔の掘削ができる。
【0029】
次に連続孔の施工方向を90度変更するときは、第2副掘削ロッド14,14を支持する第2連結ボックス12A,12Bを拘束している係止ピン30,30を抜き、第2連結ボックス12A,12Bの拘束を解いて図4(B)のように90度旋回させ、このとき合致するブラケット28と32とに係止ピン30を挿着して上下の第2連結ボックス12A,12Bを共に90度旋回した状態に拘束させる。
【0030】
こうして掘削を開始すれば、小径複孔C,Cは90度旋回した位置に削孔され、次の削孔時にこれら小径複孔C,Cの間に第1副掘削ロッド13が位置するように作業機械2を位置づけるとともに第2連結ボックス12A,12Bを元の状態(図4示)に戻して前述と同様に掘削を繰返すことにより図9に一例を示すような連続孔列を掘削することができる。
【0031】
上記の施工例では第2副掘削ロッド14,14を連続孔施工方向前側として行う場合について示したが、第1副掘削ロッド13を施工方向前側として掘削するようにしてもよい。この場合の施工方向変更時には第1副掘削ロッド13側の第1連結ボックス11A,11Bを前述と同じように係止ピン29,29の差替えで向きを変えることにより方向変換することができる。なお施工時の進行方向をいずれか一方に限定するものとする場合には進行方向とする側の連結ボックスのみを旋回可能とすればよい。
【0032】
図示の実施形態では主掘削ロッドを2本とした場合について示しているが、これは1本あるいは3本以上としてもよいことはもちろんである。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、互いに連続する大径孔、小径単孔、2つの小径複孔の計4つの孔を一単位とし、これを連続して削孔することにより連続孔を造成するようにしたので、掘削中に掘削地盤の硬軟により各掘削ロッドが仮に曲がっても掘削される孔が不連続になることを極力回避するとができ、連続地中壁、止水壁等の造成に支障をきたすことをなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による連続孔掘削装置の一実施形態を示す全体の正面図。
【図2】同、要部の拡大正面図。
【図3】図1、図2の掘削装置で掘削される孔の範囲を示す平面図。
【図4】(A)は図1、図2における第1副掘削ロッドおよび第2副掘削ロッドの従動回転伝達手段の一例を示す図2のX−X線断面図、(B)は同第2連結ボックスを90度旋回させた状態を示す断面図。
【図5】掘削途上の状態を示す正面図。
【図6】第1次掘削で削孔された孔の断面図。
【図7】第2次掘削の開始時の状態を示す正面図。
【図8】連続孔掘削過程を示し、(A)は図3相当図、(B)は第1次掘削により削孔された孔形状を示す平面図、(C)は第2次掘削時の状態を示す平面図。
【図9】本発明により削孔した連続孔の形態例を示す平面図。
【図10】従来の技術による連続孔の形態例を示す平面図。
【符号の説明】
1A,1B 主掘削ロッド
5 駆動装置
8,15,16 掘削ヘッド
9,17,18 攪拌羽根
10 連結部材
11A,11B 第1連結ボックス
12A,12B 第2連結ボックス
13 第1副掘削ロッド
14 第2副掘削ロッド
29,30 係止ピン
A,B 大径孔
C 小径複孔
D 小径単孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous hole excavation method for drilling a continuous hole in the ground for improving the ground or creating a water blocking wall, and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
For example, when constructing a water blocking wall in the ground, a continuous hole that is partially wrapped is excavated, and a soil cement column is created to form a continuous wall. As a method of drilling a hole, primary drilling is performed using a drilling device in which a plurality of drilling rods having stirring blades provided therearound are arranged side by side so that the rotation trajectories of the stirring blades overlap each other, and then secondary drilling is performed. In such a manner that a part of the hole is wrapped around the end of the continuous hole drilled by the first excavation, and as a result, a row of drill holes (a), (b), and (c) as shown in FIG. 10 is formed. It is common to do.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional method, when each excavation rod is bent due to the hardness and softness of the excavation ground, continuity between the rows of excavation holes arranged in parallel may be lost, and the underground wall to be formed is discontinuous. There is a problem that reliability may be lacking and reliability may be lacking.
[0004]
On the other hand, in order to avoid occurrence of the above-mentioned problems, drilling is performed by greatly overlapping the existing drilling hole row and the next drilling hole row, but this significantly reduces the construction efficiency. I can't deny it.
[0005]
An object of the present invention is to provide a continuous hole excavation method capable of efficiently drilling a continuous hole in the ground and a drilling apparatus suitable for performing the method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problems, the continuous hole excavation method according to the present invention comprises a small-diameter single hole, a large-diameter hole, and a small-diameter double hole arranged side by side in a direction orthogonal to a continuous hole construction direction. The first excavation for drilling is performed, and the second excavation is performed so that the next small-diameter single hole wraps around the existing small-diameter double hole and large-diameter hole, and thereafter, this procedure is repeated to form a continuous hole. Preferably, a large-diameter hole formed by a main drilling rod rotatably driven at a lower end of a driving device and having stirring blades around the periphery thereof, and one side of the main drilling rod is provided. A small diameter single hole formed by one first sub drilling rod having a stirring blade having a rotation radius smaller than that of the stirring blade and partially surrounding the rotation locus of the stirring blade of the main drilling rod. And other than the main drilling rod And has a stirring blade having a rotation radius smaller than that of the stirring blade and partially wrapped around the rotation trajectory of the stirring blade of the main excavation rod, and is orthogonal to the continuous hole construction direction. After the first excavation for simultaneously drilling two small-diameter double holes by two second sub-drilling rods arranged side by side at an interval in the direction of The continuous drilling is performed by performing the second excavation so as to partially overlap the large-diameter hole and the two small-diameter double holes.
[0007]
Further, as an apparatus for performing the above method, it is preferable that at least one of the first and second excavation rods be capable of turning at least 90 degrees or more with respect to the continuous hole construction direction when changing the continuous direction of the continuous hole. It is preferable for obtaining continuity.
[0008]
In addition, the first and second sub drilling rods are preferable for simplifying the drive device by receiving the rotation of the main drilling rod and rotating the driven drilled rod.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings.
[0010]
FIG. 1 is an overall front view of an embodiment of a drilling apparatus used for drilling a continuous hole according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged front view of a main part thereof.
[0011]
In this embodiment, a case is shown in which two main
[0012]
At the lower ends of the
[0013]
The lower portions of the
[0014]
The upper and lower ends of one first
[0015]
[0016]
The
[0017]
In the illustrated embodiment, a case where a gear train is used for transmitting the rotation is shown. As shown in FIG. 4A, the first
[0018]
In each of the
[0019]
In the illustrated embodiment, the
[0020]
That is, in the illustrated example, when the
[0021]
When the
[0022]
Next, the procedure of the continuous hole excavation work will be described.
[0023]
When excavating the continuous hole, the
[0024]
During this excavation, excavation is advanced while discharging a chemical such as cement milk from the tip through the
[0025]
As shown in FIG. 6 in a longitudinal section and as shown in FIG. 8B in a plane, large holes A and B formed by
[0026]
Next, when forming a continuous hole in the direction of the arrow Y in FIG. 3, the first
[0027]
At this time, even if each of the
[0028]
In this manner, the digging of the third, fourth,.
[0029]
Next, when the construction direction of the continuous hole is changed by 90 degrees, the locking pins 30, 30 that restrain the
[0030]
When the excavation is started in this manner, the small-diameter double holes C, C are drilled at the positions turned by 90 degrees, and the first
[0031]
In the above construction example, the case where the second
[0032]
In the illustrated embodiment, the case where the number of main excavation rods is two is shown, but it is needless to say that the number of main excavation rods may be one or three or more.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a continuous hole is formed by continuously drilling a large hole, a small single hole, and two small double holes as a unit. Since the excavation was made, even if each excavation rod is bent due to the softness of the excavation ground during excavation, it is possible to avoid discontinuity of the excavated hole as much as possible. It does not hinder the development.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall front view showing an embodiment of a continuous hole drilling apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged front view of the main part.
FIG. 3 is a plan view showing a range of a hole excavated by the excavator shown in FIGS. 1 and 2;
4 (A) is a sectional view taken along line XX of FIG. 2 showing an example of driven rotation transmitting means of the first sub drilling rod and the second sub drilling rod in FIG. 1 and FIG. 2, and FIG. Sectional drawing which shows the state which turned the 2 connection box 90 degrees.
FIG. 5 is a front view showing a state during excavation.
FIG. 6 is a sectional view of a hole drilled in the first excavation.
FIG. 7 is a front view showing a state at the start of the second excavation.
FIG. 8 shows a continuous hole excavation process, (A) is a diagram corresponding to FIG. 3, (B) is a plan view showing a hole shape drilled by the first excavation, and (C) is a diagram at the time of the second excavation. The top view showing a state.
FIG. 9 is a plan view showing a form example of a continuous hole drilled according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing an example of a form of a continuous hole according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1A, 1B
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