JP3672638B2

JP3672638B2 - 掘削用ビット

Info

Publication number: JP3672638B2
Application number: JP25515795A
Authority: JP
Inventors: 銀市郎山本
Original assignee: Altech Corp
Current assignee: Altech Corp
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: JPH0996185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤の掘削、特に、アンカー形成の際の掘削に用いるのに適した掘削用ビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木構造物や地下構造物の基礎やトンネル、地山の‘のり面’の保護区や修景工あるいは地山の掘削に伴う土塁工の際に、土塁壁に作用する力（土圧・水圧）と対向することを目的としてアンカーが設置される。
【０００３】
ところで、このアンカー設置時のアンカー孔の掘削における一般的な在来方法としては、例えば、ボーリングマシンに鉄製パイプからなるロッドを取り付け、そのロッドの先に掘削刃を有する掘削用ビット（以下、ビット）を装着し、そのロッドの先に装着されたビットをボーリングマシンによって回転させながら例えば、地山に圧接し掘削する。このとき、ロッドに注水を行ってビットの先端に設けた噴出孔から噴出させ、その噴出した戻り水により孔底のスライムを地上に排出させている。
【０００４】
ところが、上記の方法では、ロッドへの注水による戻り水、すなわち、ロッドの外周と孔壁との間を伝って流れ出る戻り水によって孔底のスライムを地上に排出しているため、この戻り水により孔壁が削り取られ、その確保が難しいという問題があった。
【０００５】
その問題を解決する一つの方法として、我々は、特願平６−２７７９９８において、図６（ａ）及び（ｂ）に示すようなビット１を提案した。
【０００６】
このビット１は、アウトケーシング２とインナーロッド３とからなる２重管が取り付けられるパイプ取り付け部４とその取り付け部の先端に設けられた刃部５とからなり、前記刃部５の刃先６にパイプ取り付け部４を介してインナーロッド３に連通する第１の貫通孔７とインナーロッド３とアウトケーシング２間に連通する第２の貫通孔８とを設けたものである。
【０００７】
すなわち、掘削時の注水をインナーロッド３から行ってビット１の第１の貫通孔７から孔内に水を噴出するとともに、その噴出した水とスライムとを第２の貫通孔８からインナーロッド３とアウトケーシング２間に形成された通路を介して地上に排出することによって、掘削時の孔壁の確保が行えるようにしたものである。そして、その際、ビットに２重管が取り付けられるパイプ取り付け部を設け、注入水の噴出と吸引とを一つのビットで行えるようにすることによって作業性の向上も図れるようにしたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のビットでは、例えば浸透性の高い地層で使用した場合、その高い浸透性のために、第１の貫通孔から噴出した水の全てを第２の貫通孔によって吸引する事ができず、噴出水の一部が周囲に浸透し、掘削した孔壁の余分な崩壊を招く恐れがある。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、注入水が地層に浸透することを極力防ぐことのできる掘削用ビットを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明では、アウトケーシングとインナーロッドとからなる２重管が取り付けられるパイプ取り付け部とその取り付け部の先端に設けられた刃部とからなり、前記刃部の刃先にパイプ取り付け部を介してインナーロッドに連通する第１の貫通孔とインナーロッドとアウトケーシング間に連通する第２の貫通孔とが設けられた掘削用ビットにおいて、上記刃部に、刃先の周囲を囲む筒状体を設け、その筒状体の先端を鋸歯状に形成したという構成を採用したのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明することにする。
【００１２】
図１及び図２に第１実施形態として請求項１の発明に係る掘削用ビット１０の一形態を示す。
【００１３】
このビット１０は、アウトケーシング２とインナーロッド３とからなる２重管式のロッドの先端に取り付けられるパイプ取り付け部４’と、その先端に設けられた刃部５’とで構成されている。
【００１４】
パイプ取り付け部４’は、図１（ｂ）に示すように、アウトケーシング２と嵌合する中空円筒体１１と、その内側に設けられた嵌入孔１２とからなっている。
【００１５】
中空円筒体１１は、アウトケーシング２の内径よりもやや小径の外径を有し、その外周には、図１（ｂ）に示すように、係合用の突出部１３と周方向に沿った２本の溝１４が設けられている。
【００１６】
前記係合用の突出部１３は、中空円筒体１１の先端部に２箇所対向して設られ、この突出部１３がアウトケーシング２の先端に形成された切欠と係合することにより、アウトケーシング２を介してボーリングマシンの回転が付与されるようになっている。
【００１７】
また、このとき、前記周方向の溝１４には、ゴム製のＯリング１５を嵌入し、アウトケーシング２の内周と当接させて抜け止めとシールとを行うようになっている。
【００１８】
一方、前記内側の嵌入孔１２は、その内径がインナーロッド３の外径よりやや大径に形成され、内周には、周方向に沿って２本の溝１４が形成されている。また、その２本の溝には、それぞれ、Ｏリングを嵌入し、インナーロッド３が嵌入された際に、インナーロッド３の外周と当接させて抜け止めとシールとを行うようにしてある。
【００１９】
この際、前記嵌入孔１２の挿入端部は内側へ向けての傾斜面とすることにより、インナーロッド３の嵌入がやりやすいようにしてある。
【００２０】
刃部５’は、刃先６と刃先６を囲む筒状体１６とで構成されている。前記刃先６は、図２（ｂ）の底面図に示すように、突先１７から放射状に形成されたクローネン型となっており、その刃先６には、同心円状に２列、計８個の貫通孔１８，１９が設けられている。
【００２１】
すなわち、貫通孔１８，１９は、内側の同心円状に形成された第１の貫通孔１８と外側の同心円状に形成された第２の貫通孔１９とからなっており、第１と第２の貫通孔１８，１９は、９０度ずつ間隔を開けて４個ずつ設けられている。
【００２２】
第１の貫通孔１８は、パイプ取り付け部４’に形成された前記嵌入孔１２の中空内２０に貫通する貫通孔で、この形態では、インナーロッド３から注水された加圧水を噴出する噴出孔１８となっており、この噴出孔１８は、孔口を刃先６に沿って外向きに形成することにより、広範囲に水を噴出できるようになっている。
【００２３】
また、第２の貫通孔１９は、前記嵌入孔１２とその外側の中空円筒体１１間に貫通する貫通孔１９で、この形態では、戻り水を排出するための吸引孔となっており、前記吸引孔は、孔内を図１（ｂ）に示すようにテーパー状に形成し、刃先６の開口を大きくして、目詰まりを起こしにくい構造にしてある。
【００２４】
一方、刃先６を囲む筒状体１６は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、刃先６の根元から設けられ、その先端は鋸歯状２１に形成してある。そして、その高さは刃先６の突先１７より、前記の鋸歯２１の半分の高さの分だけ高くしてある。そのため、筒状体１６の鋸歯２１は、掘削の際、図３に示すように、刃先６よりも先に地盤に食い込んで、刃先６の周囲を筒状体１６により閉塞する事ができるようになっている。
【００２５】
この実施形態は、以上のように構成され、次に、この掘削用ビット１０の作用を説明することにする。
【００２６】
このビット１０は、図４に示すように、ボーリングマシン（あるいは、ドリルマシン）Ｍのシャンクロッド２２に例えば、ウォータースイベル２３やクリーニングアダプター２４を介して取り付けられたアウトケーシング２とインナーロッド３からなる２重管の先端に取り付けられる。
【００２７】
すなわち、図１（ｂ）に示すように、インナーロッド３の先端をビット１０のパイプ取り付け部４’の嵌入孔１２の中空内２０へ嵌入し、アウトケーシング２の先端を中空円筒体１１の外周に嵌入する。その際、中空円筒体１１の外周に設けられた突出部１３に、アウトケーシング２の先端に形成した切欠を嵌入する。このとき、このように取り付けられたインナーロッド３とアウトケーシング２とは、Ｏリング１５によってシールされ、水漏れや逆に湧水の侵入が起きないように取り付けられる。
【００２８】
一方、このようにインナーロッド３とアウトケーシング２とを取り付けたことにより、ビット１０の噴出孔（第１の貫通孔）１８はパイプ取り付け部４’を介してインナーロッド３と連通し、送水路を形成する。同様に、ビット１０の吸引孔（第２の貫通孔）１９はパイプ取り付け部４’を介してインナーロッド３とアウトケーシング２間に連通し、排水路を形成する。
【００２９】
ここで、上記ウォータースイベル２３は、インナーロッド３の端部と接続される注水口２５とアウトケーシング２の端部と接続される排水口２６とが設けられた、いわゆる、スイベル機構を有する注水及び排水用のジョイントである。
【００３０】
このため、例えばウォータースイベル２３の注水口２５に送水ポンプと接続された送水ホースを接続して、加圧水の注入をできるようにする。一方、ウォータースイベル２３の排水口２６にサクションホースを取り付けてスライムの排出ができるようにする。そして、前記送水ポンプを作動し、加圧水の注入を行いながらビット１０を地山の掘削点に圧接し、ボーリングマシンＭによって給圧を加えながら堀り進む。
【００３１】
このとき、ビット１０は図３に示すように、筒状体１６の鋸歯２１が刃先６よりも先に地盤に食い込んで、刃先６の周囲を閉塞し、噴出孔１８からの噴出水のビット１０の周囲への流出を防ぐことができる。このため、噴出孔１８から噴出された加圧水は、殆ど吸引孔１９によって吸引され、インナーロッド３とアウトケーシング２間に形成された排水路によって排水することができる。
【００３２】
このように、このビット１０は、筒状体１６により、注入水の周囲の地盤に対する浸透を防ぐことができるため、掘削した孔壁の余分な崩壊を防ぐことができる。
【００３３】
図４に第２実施形態として、請求項１の発明に係る掘削用ビット１０の他の態様を示す。
【００３４】
このビット１０’は、第１実施形態のビット１０の嵌入孔１２の中空内２０に弁室３０を設け、その弁室３０に逆止弁３１を設けたものである。
【００３５】
前記逆止弁３１は、スプリング３２とそのスプリング３２によって弁室３０の入口に圧接される球状の弁３３とからなり、前記弁室３０の入口は、弁３３よりも小径となっている。
【００３６】
すなわち、弁３３は、インナーロッド３からの注水圧力がスプリング３２によって付勢される噴出孔１８側の圧力よりも高いと、その水圧により押し下げられて開き、インナーロッド３から噴出孔１８へ向けての送水が行なえるようになっている。逆に、インナーロッド３側の注水圧が低くなると、弁３３が押し上げられて、弁室３０の入口を閉塞し、噴出孔１８からの逆流を防ぐというものである。
【００３７】
そのため、例えば掘削中に高水圧の湧水層を掘削した場合でも、湧水層の水圧が注水圧を上回ると、弁が閉塞して湧水の逆流を防ぐことができるというものである。
【００３８】
したがって、湧水の逆流による孔壁の崩壊を防ぎ、地山の乱れを防止することができる。また、逆流に伴うスライムの侵入によるインナーロッドの詰まりを防止できる。
【００３９】
なお、このビットの他の部分及び前述した以外の作用効果については、第１実施形態と同じであるので、その説明は省略することにする。
【００４０】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る発明は、以上のように構成し、刃先の周囲を囲む筒状体を設け、その筒状体の先端を鋸歯状に形成したことにより、筒状体の鋸歯が刃先よりも先に地盤に食い込んで、刃先の周囲を筒状体１６により閉塞し、注入水の周囲の地盤に対する浸透を防ぐことができる。
【００４１】
このため、浸透水による孔壁の余分な崩壊を防ぎ、良質なアンカー孔を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）第１実施形態の斜視図
（ｂ）第１実施形態の一部断面図
【図２】（ａ）第１実施形態の平面図
（ｂ）第１実施形態の底面図
【図３】第１実施形態の作用説明図
【図４】第１実施形態の作用説明図
【図５】第２実施形態の断面図
【図６】（ａ）従来例の斜視図
（ｂ）従来例の一部断面図
【符号の説明】
２アウトケーシング
３インナーロッド
４’パイプ取り付け部
５’刃部
６刃先
１０，１０’掘削用ビット
１１中空円筒体
１２嵌入孔
１６筒状体
１８第１の貫通孔
１９第２の貫通孔
２０中空内
２１鋸歯

Claims

アウトケーシングとインナーロッドとからなる２重管が取り付けられるパイプ取り付け部と、その取り付け部の先端に設けられた刃部とからなり、前記刃部の刃先にパイプ取り付け部を介してインナーロッドに連通する第１の貫通孔とインナーロッドとアウトケーシング間に連通する第２の貫通孔とが設けられた掘削用ビットにおいて、
上記刃部に、刃先の周囲を囲む筒状体を設け、その筒状体の先端を鋸歯状に形成したことを特徴とする掘削用ビット。