JP3742070B2 - 地中削孔用補強管の埋設工法及びこの工法に用いられる接続用回転アダプタ - Google Patents
地中削孔用補強管の埋設工法及びこの工法に用いられる接続用回転アダプタ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、トンネル等を掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化するために、地中削孔用補強管を埋設する工法及びこの方法に用いられる補強管とケーシングシューとの接続用回転アダプタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル等を掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化する目的で注入式長尺先受け工法が採用されている。この工法は、補強管（埋設管又は外管）の内部に削孔ロッドを配置し、この削孔ロッドの先端に接続された削孔ビットを補強管の先端から露出してドリルジャンボ等によって削孔ロッドを介して削孔ビットに回転力と打撃力とを与えつつ地山を削孔しつつ補強管を前進し、この際、削岩機からの水を削孔ロッドの内部中空部を介して削孔ビットから削孔水を噴射して地山を砕き、その際に発生するスライムを補強管と削孔ロッドとの空間から外部に排出し、このようにして補強管を打設した後、補強管を地中に残して削孔ロッドと削孔ビットとを回収し、残された補強管内に樹脂を注入して固化する方法である。補強管は、数ｍ単位のものを削孔の進行につれて順次継ぎ足して長尺化される。
【０００３】
この工法では、補強管を切羽前方の鋼製支保工にできるだけ接近するように小さな仰角を保って補強管を打設するのが好ましいが、これを達成するために、最近、補強管を繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製の管から作ってこの繊維強化樹脂製の補強管を順次継ぎ足して打設することが提案されている(特許文献1参照)。
【０００４】
この繊維強化樹脂製の補強管を用いると、鋼製の補強管を用いる場合に比べて小さな仰角で打設することができ、従って支保工を建て込む際に断面を拡幅する必要がなく、また補強管が繊維強化樹脂であるため、支保工に支障となる補強管部分は、掘削の過程で削り取ることができる。
【０００５】
この工法に用いられる繊維強化樹脂製の補強管は、全長が繊維補強管であると、単位長の補強管を高い強度で接続するために、金属製のカップリングを必要とするため、接続状態の補強管は、カップンリグで拡径され、削孔に伴う補強管の地山への前進に抵抗を発生し、削孔を一層大きくしない限り円滑な補強管の打設ができない上に、削孔の拡径によって、埋め込まれた補強管と削孔との間に隙間が発生し、地山の安定性が低下する欠点があった。
【０００６】
また、全長が繊維強化樹脂である補強管とカップリングとのねじ接続部分の機械的強度が小さく、またカップリングという余分の部品を必要とするので、部品管理が面倒である上に接続作業が面倒となる欠点があった。
【０００７】
このため、本出願人は、先に、繊維強化樹脂製の補強管の管本体の両端に金属管口部を管本体と同径で接続した補強管を提案している（特許文献２参照）。
【０００８】
この補強管は、その両端に予め接続された雄ねじ金属筒及び雌ねじ金属筒から成るねじ接続部を有するので、従来のように補強管をカップンリグによって接続する必要がなく、従って接続状態の補強管が拡径されることがないので、削孔径を大きくすることなく、補強管の地山への前進を円滑に行うことができ、また削孔内で補強管は安定して埋め込まれるので、高い強度で支保工を組み立てることができる。
【０００９】
この補強管は、ケーシングシューを介して削孔ロッドの先端に取付けられた削孔ビットに回転自在に結合される。このように、ケーシングシューは、削孔ビットに対して回転自在に結合されているが、削孔ビットの回転は、削孔ビットとケーシングシューとの間の摩擦抵抗によってケーシングシューに伝達されることがある。この回転は、ケーシングシューに接続されている金属管口部に伝達されるので、補強管の繊維強化樹脂製の管本体と金属管口部との間で破断を生ずる傾向がある。
【００１０】
なお、この金属管口部を有する補強管や全長が金属性である補強管がケーシングシューに直接ねじ止めしたり、ケーシングシューに溶接等によって接続されるアダプタにねじ止めしてケーシングシューに接続されることが考えられるが、これｒの場合、アダプタと補強管の金属管端部（繊維強化樹脂製の補強管の場合には金属管口部）とのねじ止め部がケーシングシューに伝達される回転によって破壊されることがある。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−３４８８２号公報
【００１２】
【特許文献２】
特願２００３−５２４２８号
【００１３】
【特許文献３】
特願２００３−７２１２号
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、繊維強化樹脂製や金属製の補強管を埋設する際に、補強管の本体と金属管口部（端部）との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断が生ずることがないようにしつつ補強管を埋設することができる地中削孔用補強管の埋設工法を提供することにある。
【００１５】
本発明が解決しようとする他の課題は、繊維強化樹脂製や金属製の補強管を埋設する際に、補強管の本体と金属管口部（端部）との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断が生ずることがないようにしつつ補強管を埋設することができるのに好適な地中削孔用補強管とケーシングシューとの接続用回転アダプタを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の課題解決手段は、削孔内に埋め込まれる補強管とこの補強管に囲まれて削岩機のシャンクロッドに接続される削孔ロッドとをケーシングシューを介して接続し、補強管と削孔ロッドとを削岩機によって操作して削孔ロッドの先端に取り付けられた削孔ユニットによって地中を削孔しつつ補強管を削孔ロッドと共に地中に押し込み、その後削孔ロッドを補強管から引き抜く地中削孔用補強管の埋設工法において、補強管の金属管端部とケーシングシューとの間を相互に回転自在となるように結合して削孔ロッドからケーシングシューに伝達される回転が補強管の金属管端部に伝達されないようにしつつ埋設することを特徴とする地中削孔用補強管の埋設工法を提供することにある。
【００１７】
この第１の課題解決手段において、補強管は、金属管端部にねじ結合された回転アダプタを有し、この回転アダプタは、相互に噛み合って補完される内外の凹凸部から成る凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、第１のアダプタスリーブは、凹凸結合部に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有し、この縦割溝を広げながら第２のアダプタスリーブの外周凹凸部を第１のアダプタスリーブの内周凹凸部内に打ち込み、その後第１のアダプタスリーブの縦割溝を第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いて溶接することができる。
【００１８】
この第１の課題解決手段において、補強管は、繊維強化樹脂製の管本体とこの管本体の端部に接続された金属管口部とから成っている場合には、回転アダプタは、この補強管の金属管口部を金属管端部としてこの口部にねじ結合される。
【００１９】
本発明の第２の課題解決手段は、上記の第１の課題解決手段による地中削孔用補強管の埋設工法に用いられる補強管とケーシングシューとの接続用回転アダプタであって、相互に回転自在に噛み合って補完される内外の凹凸部から形成される凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、第１のアダプタスリーブは、ケーシングシューに接続されものであり、第２のアダプタスリーブは、補強管の金属管端部に接続されるものであることを特徴とする接続用回転アダプタを提供することにある。
【００２０】
この第２の課題解決手段において、第１のアダプタスリーブは、その凹凸結合部に相応する部分に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有し、第１と第２のアダプタスリーブは、第１のアダプタスリーブの縦割溝での拡径によってその凹凸部が噛み合わせられ、この縦割溝は、第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いた溶接部によって閉じられるのが好ましい。
【００２１】
このように、補強管の金属管端部とケーシングシュとの間を相互に回転自在に結合すると、削孔ビットの回転が摩擦抵抗によってケーシングシューに伝達されることがあっても、この回転が金属管端部に伝達されることがないので、補強管の繊維強化樹脂製の管本体と金属管口部との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断を生ずることがない。
【００２２】
また、補強管の金属管端部とケーシングシューとの間に設けられた回転アダプタが相互に噛み合って補完される内外の凹凸部から成る凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、第１のアダプタスリーブは、凹凸結合部に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有すると、第１と第２のアダプタスリーブは、第１のアダプタスリーブの縦割溝での拡径によってその凹凸結合部を容易に噛み合わせることができ、また第１のアダプタスリーブの縦割溝は、第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いてた溶接部によって閉じられると、この溶接部が第１と第２のアダプタスリーブを相互に固定することがなく、補強管の破断の防止を確実に維持することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、本発明に係わる地中補強用補強管の埋設方法は、図１及び図２に示すように、トンネル１等を掘削する際に予め坑内の奧の地盤を補強する目的で地山２を先受けするために切羽３の上縁３ａに沿ってその上方の地山部分２ａに斜めに補強管１０を打設するのに用いられる。
【００２４】
図２に示すように、複数の補強管１０がトンネル１の天井に沿って並べて打設される。各補強管１０は、図１に示すように、数ｍの長さの複数の鋼管製のパイプユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、−−−等を順次継ぎ足して所定の長さとされる。
【００２５】
補強管１０は、図３に示すように、繊維強化樹脂製の管本体１２とこの管本体の両端に設けられた金属管口部１４、１４’とから成っている。管本体１２の材料である繊維強化樹脂は、典型的には、ガラス繊維、炭素繊維又は金属繊維が含有された不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等の繊維強化樹脂である。
【００２６】
金属管口部１４、１４’のうち一方の金属管口部１４は、雄ねじ金属管から成り、他方の金属管口部１４’は、雌ねじ金属管から成り、これらの金属管口部１４、１４’は、基部を除いて相互に補完するように形成され、従って隣り合う補強管１０は、一方の補強管１０の雄ねじ金属管口部１４を他方の補強管１０の雌ねじ金属管口部１４’にねじ込んで相互に接続される。金属管口部１４、１４’は、例えば、鋼から成っている。
【００２７】
雄ねじ金属管口部１４と雌ねじ金属管口部１４’とは、図４及び図５に示すように、その基部（ねじを有しない部分）外周に長手方向に交互に凹凸が表われる凹凸小径部１８、１８’を有し、繊維強化樹脂製の管本体１２は、雄ねじ金属管口部１４の凹凸小径部１８と雌ねじ金属管口部１４’の凹凸小径部１８’とに跨ってこれらの凹凸小径部１８、１８’の凹凸面を埋め込むように形成されている。なお、図示の形態では、凹凸小径部１８、１８’は、連続的に形成されているが、間欠的に形成されていてもよい。
【００２８】
補強管１０は、例えば、次のようにして製造することができる。図示しないステンレス製の中空コアの周りにビニルテープ等を巻き付けて離型層を形成し、この中空コアの両端に雄ねじ金属管口部１４と雌ねじ金属管口部１４’とを嵌合して接続し、この雄ねじ金属管口部１４の凹凸小径部１８と雌ねじ金属管口部１４’の凹凸小径部１８’とに跨って中空コアの上に強化用繊維シート（例えばガラス繊維不織布）を、このシートにエポキシ樹脂等を塗布又はスプレーによって含浸させながら、多層に巻き付けて強化材入り樹脂製の管本体１２を形成する。各強化用繊維シートと含浸樹脂とは、シートの巻き付け時に、雄ねじ金属管口部１４及び雌ねじ金属管口部１４’の凹凸小径部１８、１８’の凹凸面に食い込ませる。このようにして、繊維強化樹脂製の管本体１２が雄ねじ金属管口部１４及び雌ねじ金属管口部１４’に大きな引き抜き強度を保って接続される。なお、図４及び図５から解るように、管本体１２の内径、即ち中空コアの外径は、ねじ金属管口部１４、１４’の内径よりも小さい上に中空コアの外面に離型層を有するので、強化材入り樹脂製の管本体１２を形成した後、中空コアは、ねじ金属管口部１４又は１４’から容易に引き出すことができる。この際、離型層は、管本体１２の内面に残るが、それは補強管１０の打設に全く支障はない。
【００２９】
この補強管１０は、図１に示すように、順次継ぎ足しながら地中に前進するが、これらの補強管１０は、その雄ねじ金属管口部１４の雄ねじをその直前の補強管１０の雌ねじ金属管口部１４’の雌ねじ内にねじ込んで接続することによって継ぎ足される。この場合、補強管１０は、カップリングを使用することなく、継ぎ足すことができるので、接続された補強管１０の外周にカップリングによる拡径部分が生ずることがなく、削孔を大きくする必要がない。従って、削孔と補強管との間に隙間が生ずることがなく、地山の安定性を向上することができる。
【００３０】
補強管１０を切羽３の前方に埋設するために、図１に示すように、削岩機３０のシャンクロッド３０Ｓに接続されて補強管１０の中に挿入される中空の削孔ロッド２０が用いられる。この削孔ロッド２０は、図１に示すように、複数の単位ロッド２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、−−−等をカップリング２２を介して順次連結して形成される。削岩機３０のシャンクロッド３０Ｓは、シャンクロッド連結ップリング３２を介して削孔ロッド２０の後端に連結される。
【００３１】
図６に示すように、削孔ユニット２６は、削孔ロッド２０の先端に接続され、この削孔ユニット２６は、それぞれ鋼鉄の鋳造などによって形成された削孔ビット２８とリングビット３０とから成っている。これらの削孔ビット２８とリングビット３０とは、その先端面に露出するように埋め込まれた超硬チップ２８T、３０Tを有する。削孔ビット２８は、地山２の岩壁に中央孔２ｂを穿孔する機能を有し、また、リングビット３０は、この中央孔２ｂを拡径する機能を有する（図１参照）。
【００３２】
図６に示すように、削孔ビット２８は、削孔ロッド２２の先端の雄ねじねじが結合される雌ねじ結合部３２Tを有するビットアダプタ３２を含み、このビットアダプタ３２は、削孔ユニット２６のリングビット３０内に差込・回転動作でこのリングビット３０に結合される。この結合は、削孔ビット２８が削孔動作で回転する方向にはリングビット３０と共に回転するが、削孔ビット２８が削孔動作の回転方向とは反対方向に回転すると、削孔ビット２８がリングビット３０から抜け出すことができるようにして行われる。
【００３３】
同様にして図６に示すように、ケーシングシュー３４がビットアダプタ３２に相対的に回転自在に嵌合されており、このケーシングシュー３４は、最先端の補強管１０の金属管口部１４’に後に述べるように回転自在に結合された回転アダプタ３６の先端傾斜面３６Cに対応する反対傾斜面３４Cを有し、これらの傾斜面３６Cと３４Cとの間で形成される開先部分を溶接して補強管１０に接続される。図６において符号Wは、ケーシングシュー３４と補強管１０との間の溶接部を示す。
【００３４】
回転アダプタ３６は、図７及び図８に示すように、相互に回転自在であるが軸線方向には結合されている第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０から成っており、図示の形態では、これらのアダプタスリーブ３８、４０は、相互に回転自在に噛み合う凹凸結合部４２によって結合されている。
【００３５】
更に詳細に述べると、第１のアダプタスリーブ３８は、図８（Ａ)に示すように内周に先端に向けて階段状に次第に大径となる環状凹部と環状凸部とが交互に設けられた内周凹凸部４２Ａを有し、第２のアダプタスリーブ４０は、図８(Ｂ）に示すように、第１のアダプタスリーブ３８の内周凹凸部４２Ａを補完するように対応する外周凹凸部４２Ｂを有する。従って、回転アダプタ３６は、第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０の凹凸結合部で軸線方向には結合されているが、回転方向には相互に自由に動くことができるようになっている。
【００３６】
回転アダプタ３６の第１のアダプタスリーブ３８は、図９及び図１０に示すように、その内周凹凸部４２Ａを有する部分（凹凸結合部に相応する部分）に少なくとも１つの拡径用縦割溝３８ＳＬ、図示の形態では２つのシュー拡径用縦割溝３８ＳＬを有し、第２のアダプタスリーブ４０は、この縦割溝４４を広げながらその外周凹凸部４２Ｂを第１のアダプタスリーブ３８内に打ち込んでこれらの内外の凹凸部４２Ａ、４２Ｂを相互に噛み合わせ、その後第１のアダプタスリーブ３８の縦割溝３８ＳＬを第２のアダプタスリーブ４０に付着することがない溶剤を用いて溶接することによって第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０を相互に回転自在に結合する。なお、図７では、第１のアダプタスリーブ３８の内周凹凸部４２Ａ及び第２のアダプタスリーブ４０の外周凹凸部４２Ｂは、矩形波状となっているのに対して、図８（Ａ）（Ｂ）では、これらの凹凸部４２Ａ、４２Ｂは、鋸波状となっているが、実際には、図７又は図８のいずれかの形態のものが用いられる。ただし、第２のアダプタスリーブ４０を第１のアダプタスリーブ３８に打ち込みやすくするためには、図８の形態の凹凸部４２Ａ、４２Ｂが好ましい。
【００３７】
回転アダプタ３６の先端傾斜面３６Ｃは、第１のアダプタスリーブ３８の先端に形成され、この第１のアダプタスリーブ３８がケーシングシュー３４に溶接によって接続される。第２のアダプタスリーブ４０の後端外周面には補強管１０の最先端の金属管口部１４’の雌ねじ部が結合される雄ねじ部４０ａを有し、補強管１０の最先端の金属管口部１４’は、その雌ねじ部をこの雄ねじ部４０ａに螺合して結合される。このようにして、補強管１０は、回転アダプタ３６を介してケーシングシュー３４に接続される。
【００３８】
ケーシングシュー３４は、削孔ユニット２６のリングビット３０の内周に抜け止めされるが回転自在となるように結合するリングビット結合部４４を有する。このリングビット結合部４４は、ケーシングシュー３４の外周に形成された断面略半円状の環状溝４６とこの環状溝４６に係入されてリングビット３０の下端内鍔３０Ｆによって抜け止めされる柔軟性のワイヤ結合部材４８とから成っている。このワイヤ結合部材４８は、リングビット３０の外周面に開口してその内部空間に斜めに貫通する図示しないワイヤ貫通孔から差し込まれてリングビット３０内に差し込まれたケーシングシュー３４の環状溝４６内に係入される。
【００３９】
ビットアダプタ３２とケーシングシュー３４とは、その相対する面に相互に係合する肩部３２S、３４Sをそれぞれ有し、これらの肩部３２S、３４Sは、ビットアダプタ３２が削孔ユニット２６に結合された状態で相互に係合して削孔ロッド２０からの押し込み力をケーシングシュー３４を介して補強管１０に伝達して補強管１０を押し込むようにしている。
【００４０】
図６に示すように、削孔ビット２８は、削孔ロッド２６の内部からビットアダプタ３２の中空部３２Ｈに圧送される削孔水を中央孔２ｂを穿孔すべき岩壁に噴射して土を砕くように導く二股状に分岐した導水孔５０とこの導水孔５０の２つの出口に接近して設けられ削孔水によって砕かれて生ずるスライムを逆流するための２つの逆流孔５２とを有する。これらの逆流孔５２は、ビットアダプタ３２の相応する１対の側溝３２Ｇ（図６には点線で示されている）を介して補強管１０に連通しているので、スライムは、この補強管１０内を逆流して排出される。
【００４１】
このようにして、削孔ユニット２６の削孔ビット２８とリングビット３０とは、図１に示すように、削岩機３０のシャンクロッド３０Ｓから削孔ロッド２０を介して打撃力と回転力とを受けると共に、削孔ロッド２０内を圧送される圧力水が削孔ユニット２６の導水孔５０から噴出して補強管１０の先端開口より前方の地山部分２ａを削孔し、また、補強管１０は、図１に示すように、削孔ロッド２０に接続されたビットアダプタ３２からケーシングシュー３４を介して押し込み力を受けるので、削孔ユニット２６による削孔（穿孔）につれて前進する。
【００４２】
補強管１０が所定の長さで地山２に打設された後、削孔ロッド２２の先端のビットアダプタ３２に一体の削孔ビット２８を削孔ロッド２０と共に削孔動作の回転方向とは反対方向に回転してリングビット３０との結合を外し、リングビット３０、ケーシングシュー３４、回転アダプタ３６を含む補強管１０から引き抜いて削孔ロッド２０をこの削孔ビット２８と共に回収する。従って、削孔ユニット２６のリングビット３０とケーシングシュー３４とは、補強管１０と共に地中に取り残されたままとなる。
【００４３】
その後、図示しないシリカレジン等の注入材を注入する注入機にホースを介して接続された注入管を補強管１０の中に引き入れ、注入材を補強管１０内に充填し、またその一部を補強管１０の図示しない多数の吐出孔を通して補強管１０のまわりに漏出し、この内外の注入材を硬化して切羽３の前方の地山部分２ａを先受けする。
【００４４】
なお、図示の形態では、回転アダプタ３６は、溶接によってケーシングシュー３４に接続されているが、ケーシングシュー３４の後端外周に雄ねじを形成し、回転アダプタ３６の第１のアダプタスリーブ３８の先端内周に雌ねじを形成して回転アダプタ３６とケーシングシュー３４とをねじ結合で接続してもよい。
【００４５】
また、図示の形態では、削孔ユニット２６は、ビットアダプタ３２に接続される削孔ビット２８とこの削孔ビット２８に嵌合されるリングビット３０とから成っているが、削孔ビット２８とリングビット３０とが一体である形態のものにも本発明を適用することができる。この場合には、埋設作業が終了した後、ビットアダプタ３２と共に削孔ロッド２０を補強管１０から引き抜く際に、削孔ユニット２６全体を地中に取り残すことになる（特許文献３参照）。
【００４６】
上記の実施の形態では、両端に金属管口部を有する繊維強化樹脂製の補強管に本発明を適用したが、全長が金属管である補強管にも本発明を適用することができ、この場合には、補強管の金属管端部の雌ねじ部が回転アダプタ３６の第２のアダプタスリーブ４０の雄ねじ４０ａにねじ結合して接続される。
【００４７】
補強管の埋設に際して、削孔ロッド２６に打撃力と回転力とを付与すると、この削孔ロッド２６に回転自在に嵌合されているケーシングシュー３４にも摩擦抵抗によって回転力が付与されるが、この回転は、回転アダプタ３６の第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０の相対的回転によって補強管１０に伝達されることがない。従って、補強管１０の繊維強化樹脂製の管本体１２と金属管口部１４’との間や繊維強化樹脂製や金属製の補強管１０と回転アダプタ３６との間のねじ止め部で破断を生ずることがない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、上記のように、補強管の金属管端部をケーシングシューに相互に回転自在に結合するので、削孔ビットの回転が摩擦抵抗によってケーシングシューに伝達されることがあっても、この回転が金属管端部に伝達されることがなく、従って補強管の繊維強化樹脂製の管本体と金属管口部との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断を生ずることがない。
【００４９】
また、補強管の金属管端部とケーシングシューとの間に介在された回転アダプタの第１と第２のアダプタスリーブが相互に回転自在に噛み合うように補完する内外凹凸部から成る凹凸結合部によって結合されるが、第１のアダプタスリーブは、その凹凸結合部に相応して少なくとも１つの拡径用縦割溝を有するので、補強管の回転アダプタの第１と第２のアダプタスリーブとは、拡径用縦割溝による第１のアダプタスリーブの拡径によってその凹凸部を容易に噛み合わせることができ、また第１のアダプタスリーブの縦割溝は、第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いてた溶接部によって閉じられるので、この溶接部が第１と第２のアダプタスリーブが相互に固定されることがなく、補強管の破断の防止を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって地中を掘削しながら補強管を埋設している状態を説明する概略側断面図である。
【図２】図１の状態を正面から示す概略正断面図である。
【図３】本発明に用いられる補強管の一例として繊維強化樹脂製の補強管の一部を省略した縦断面図である。
【図４】図３の補強管に用いられる雄ねじ金属管口部の上半部を縦断面で示した拡大側面図である。
【図５】図３の補強管に用いられる雌ねじ金属管口部の上半部を縦断面で示した拡大側面図である。
【図６】削孔ユニットと削孔ロッド及び補強管との接続部の拡大縦断面図である。
【図７】補強管の最先端の金属管口部とケーシングシューとの間に結合された回転アダプタの拡大断面図である。
【図８】図７の回転アダプタの第１と第２のアダプタスリーブの分解状態を示し、図８（Ａ）は、第１のアダプタスリーブの拡大縦断面図、図８（Ｂ）は、第２のアダプタスリーブの拡大断面図である。
【図９】ケーシングシューの縦割溝を有する部分の斜視図である。
【図１０】ケーシングシューの溶接部の正面図である。
【符号の説明】
１ トンネル
２ 地山
２ａ 地山部分
２ｂ 削孔部分
３ 切羽
１０ 補強管
１０Ａ１ 管ユニット
１０Ａ２ 管ユニット
１０Ａ３ 管ユニット
１２ 管本体
１２C 傾斜面
１４ 金属管口部
１４’ 金属管口部
１８、１８’ 凹凸小径部
２０ 削岩機
２０Ｓ シャンクロッド
２２ 中空の削孔ロッド
２２Ａ 単位ロッド
２４ シャンクロッド連結カップリング
２６ 削孔ユニット
２８ 削孔ビット
２８T 超硬チップ
３０ リングビット
３０T 超硬チップ
３２ ビットアダプタ
３２Ｓ 肩部
３２Ｇ 側溝
３２Ｈ 中空孔
３４ ケーシングシュー
３４C 反対傾斜面
３４S 肩部
３６ 回転アダプタ
３８ 第１のアダプタスリーブ
３８ＳＬ 拡径用縦割溝
４０ 第２のアダプタスリーブ
４２ 凹凸結合部
４２Ａ 第１のアダプタスリーブの外周凹凸部
４２Ｂ 第２のアダプタスリーブの内周凹凸部
４６ 環状溝
４８ ワイヤ結合部材
５０ 二股状の導水孔
５２ 逆流孔
W 溶接部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、トンネル等を掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化するために、地中削孔用補強管を埋設する工法及びこの方法に用いられる補強管とケーシングシューとの接続用回転アダプタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル等を掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化する目的で注入式長尺先受け工法が採用されている。この工法は、補強管（埋設管又は外管）の内部に削孔ロッドを配置し、この削孔ロッドの先端に接続された削孔ビットを補強管の先端から露出してドリルジャンボ等によって削孔ロッドを介して削孔ビットに回転力と打撃力とを与えつつ地山を削孔しつつ補強管を前進し、この際、削岩機からの水を削孔ロッドの内部中空部を介して削孔ビットから削孔水を噴射して地山を砕き、その際に発生するスライムを補強管と削孔ロッドとの空間から外部に排出し、このようにして補強管を打設した後、補強管を地中に残して削孔ロッドと削孔ビットとを回収し、残された補強管内に樹脂を注入して固化する方法である。補強管は、数ｍ単位のものを削孔の進行につれて順次継ぎ足して長尺化される。
【０００３】
この工法では、補強管を切羽前方の鋼製支保工にできるだけ接近するように小さな仰角を保って補強管を打設するのが好ましいが、これを達成するために、最近、補強管を繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製の管から作ってこの繊維強化樹脂製の補強管を順次継ぎ足して打設することが提案されている(特許文献1参照)。
【０００４】
この繊維強化樹脂製の補強管を用いると、鋼製の補強管を用いる場合に比べて小さな仰角で打設することができ、従って支保工を建て込む際に断面を拡幅する必要がなく、また補強管が繊維強化樹脂であるため、支保工に支障となる補強管部分は、掘削の過程で削り取ることができる。
【０００５】
この工法に用いられる繊維強化樹脂製の補強管は、全長が繊維補強管であると、単位長の補強管を高い強度で接続するために、金属製のカップリングを必要とするため、接続状態の補強管は、カップンリグで拡径され、削孔に伴う補強管の地山への前進に抵抗を発生し、削孔を一層大きくしない限り円滑な補強管の打設ができない上に、削孔の拡径によって、埋め込まれた補強管と削孔との間に隙間が発生し、地山の安定性が低下する欠点があった。
【０００６】
また、全長が繊維強化樹脂である補強管とカップリングとのねじ接続部分の機械的強度が小さく、またカップリングという余分の部品を必要とするので、部品管理が面倒である上に接続作業が面倒となる欠点があった。
【０００７】
このため、本出願人は、先に、繊維強化樹脂製の補強管の管本体の両端に金属管口部を管本体と同径で接続した補強管を提案している（特許文献２参照）。
【０００８】
この補強管は、その両端に予め接続された雄ねじ金属筒及び雌ねじ金属筒から成るねじ接続部を有するので、従来のように補強管をカップンリグによって接続する必要がなく、従って接続状態の補強管が拡径されることがないので、削孔径を大きくすることなく、補強管の地山への前進を円滑に行うことができ、また削孔内で補強管は安定して埋め込まれるので、高い強度で支保工を組み立てることができる。
【０００９】
この補強管は、ケーシングシューを介して削孔ロッドの先端に取付けられた削孔ビットに回転自在に結合される。このように、ケーシングシューは、削孔ビットに対して回転自在に結合されているが、削孔ビットの回転は、削孔ビットとケーシングシューとの間の摩擦抵抗によってケーシングシューに伝達されることがある。この回転は、ケーシングシューに接続されている金属管口部に伝達されるので、補強管の繊維強化樹脂製の管本体と金属管口部との間で破断を生ずる傾向がある。
【００１０】
なお、この金属管口部を有する補強管や全長が金属性である補強管がケーシングシューに直接ねじ止めしたり、ケーシングシューに溶接等によって接続されるアダプタにねじ止めしてケーシングシューに接続されることが考えられるが、これｒの場合、アダプタと補強管の金属管端部（繊維強化樹脂製の補強管の場合には金属管口部）とのねじ止め部がケーシングシューに伝達される回転によって破壊されることがある。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−３４８８２号公報
【００１２】
【特許文献２】
特願２００３−５２４２８号
【００１３】
【特許文献３】
特願２００３−７２１２号
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、繊維強化樹脂製や金属製の補強管を埋設する際に、補強管の本体と金属管口部（端部）との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断が生ずることがないようにしつつ補強管を埋設することができる地中削孔用補強管の埋設工法を提供することにある。
【００１５】
本発明が解決しようとする他の課題は、繊維強化樹脂製や金属製の補強管を埋設する際に、補強管の本体と金属管口部（端部）との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断が生ずることがないようにしつつ補強管を埋設することができるのに好適な地中削孔用補強管とケーシングシューとの接続用回転アダプタを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の課題解決手段は、削孔内に埋め込まれる補強管とこの補強管に囲まれて削岩機のシャンクロッドに接続される削孔ロッドとをケーシングシューを介して接続し、補強管と削孔ロッドとを削岩機によって操作して削孔ロッドの先端に取り付けられた削孔ユニットによって地中を削孔しつつ補強管を削孔ロッドと共に地中に押し込み、その後削孔ロッドを補強管から引き抜く地中削孔用補強管の埋設工法において、補強管の金属管端部とケーシングシューとの間を相互に回転自在となるように結合して削孔ロッドからケーシングシューに伝達される回転が補強管の金属管端部に伝達されないようにしつつ埋設することを特徴とする地中削孔用補強管の埋設工法を提供することにある。
【００１７】
この第１の課題解決手段において、補強管は、金属管端部にねじ結合された回転アダプタを有し、この回転アダプタは、相互に噛み合って補完される内外の凹凸部から成る凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、第１のアダプタスリーブは、凹凸結合部に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有し、この縦割溝を広げながら第２のアダプタスリーブの外周凹凸部を第１のアダプタスリーブの内周凹凸部内に打ち込み、その後第１のアダプタスリーブの縦割溝を第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いて溶接することができる。
【００１８】
この第１の課題解決手段において、補強管は、繊維強化樹脂製の管本体とこの管本体の端部に接続された金属管口部とから成っている場合には、回転アダプタは、この補強管の金属管口部を金属管端部としてこの口部にねじ結合される。
【００１９】
本発明の第２の課題解決手段は、上記の第１の課題解決手段による地中削孔用補強管の埋設工法に用いられる補強管とケーシングシューとの接続用回転アダプタであって、相互に回転自在に噛み合って補完される内外の凹凸部から形成される凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、第１のアダプタスリーブは、ケーシングシューに接続されものであり、第２のアダプタスリーブは、補強管の金属管端部に接続されるものであることを特徴とする接続用回転アダプタを提供することにある。
【００２０】
この第２の課題解決手段において、第１のアダプタスリーブは、その凹凸結合部に相応する部分に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有し、第１と第２のアダプタスリーブは、第１のアダプタスリーブの縦割溝での拡径によってその凹凸部が噛み合わせられ、この縦割溝は、第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いた溶接部によって閉じられるのが好ましい。
【００２１】
このように、補強管の金属管端部とケーシングシュとの間を相互に回転自在に結合すると、削孔ビットの回転が摩擦抵抗によってケーシングシューに伝達されることがあっても、この回転が金属管端部に伝達されることがないので、補強管の繊維強化樹脂製の管本体と金属管口部との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断を生ずることがない。
【００２２】
また、補強管の金属管端部とケーシングシューとの間に設けられた回転アダプタが相互に噛み合って補完される内外の凹凸部から成る凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、第１のアダプタスリーブは、凹凸結合部に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有すると、第１と第２のアダプタスリーブは、第１のアダプタスリーブの縦割溝での拡径によってその凹凸結合部を容易に噛み合わせることができ、また第１のアダプタスリーブの縦割溝は、第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いてた溶接部によって閉じられると、この溶接部が第１と第２のアダプタスリーブを相互に固定することがなく、補強管の破断の防止を確実に維持することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、本発明に係わる地中補強用補強管の埋設方法は、図１及び図２に示すように、トンネル１等を掘削する際に予め坑内の奧の地盤を補強する目的で地山２を先受けするために切羽３の上縁３ａに沿ってその上方の地山部分２ａに斜めに補強管１０を打設するのに用いられる。
【００２４】
図２に示すように、複数の補強管１０がトンネル１の天井に沿って並べて打設される。各補強管１０は、図１に示すように、数ｍの長さの複数の鋼管製のパイプユニット１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、−−−等を順次継ぎ足して所定の長さとされる。
【００２５】
補強管１０は、図３に示すように、繊維強化樹脂製の管本体１２とこの管本体の両端に設けられた金属管口部１４、１４’とから成っている。管本体１２の材料である繊維強化樹脂は、典型的には、ガラス繊維、炭素繊維又は金属繊維が含有された不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等の繊維強化樹脂である。
【００２６】
金属管口部１４、１４’のうち一方の金属管口部１４は、雄ねじ金属管から成り、他方の金属管口部１４’は、雌ねじ金属管から成り、これらの金属管口部１４、１４’は、基部を除いて相互に補完するように形成され、従って隣り合う補強管１０は、一方の補強管１０の雄ねじ金属管口部１４を他方の補強管１０の雌ねじ金属管口部１４’にねじ込んで相互に接続される。金属管口部１４、１４’は、例えば、鋼から成っている。
【００２７】
雄ねじ金属管口部１４と雌ねじ金属管口部１４’とは、図４及び図５に示すように、その基部（ねじを有しない部分）外周に長手方向に交互に凹凸が表われる凹凸小径部１８、１８’を有し、繊維強化樹脂製の管本体１２は、雄ねじ金属管口部１４の凹凸小径部１８と雌ねじ金属管口部１４’の凹凸小径部１８’とに跨ってこれらの凹凸小径部１８、１８’の凹凸面を埋め込むように形成されている。なお、図示の形態では、凹凸小径部１８、１８’は、連続的に形成されているが、間欠的に形成されていてもよい。
【００２８】
補強管１０は、例えば、次のようにして製造することができる。図示しないステンレス製の中空コアの周りにビニルテープ等を巻き付けて離型層を形成し、この中空コアの両端に雄ねじ金属管口部１４と雌ねじ金属管口部１４’とを嵌合して接続し、この雄ねじ金属管口部１４の凹凸小径部１８と雌ねじ金属管口部１４’の凹凸小径部１８’とに跨って中空コアの上に強化用繊維シート（例えばガラス繊維不織布）を、このシートにエポキシ樹脂等を塗布又はスプレーによって含浸させながら、多層に巻き付けて強化材入り樹脂製の管本体１２を形成する。各強化用繊維シートと含浸樹脂とは、シートの巻き付け時に、雄ねじ金属管口部１４及び雌ねじ金属管口部１４’の凹凸小径部１８、１８’の凹凸面に食い込ませる。このようにして、繊維強化樹脂製の管本体１２が雄ねじ金属管口部１４及び雌ねじ金属管口部１４’に大きな引き抜き強度を保って接続される。なお、図４及び図５から解るように、管本体１２の内径、即ち中空コアの外径は、ねじ金属管口部１４、１４’の内径よりも小さい上に中空コアの外面に離型層を有するので、強化材入り樹脂製の管本体１２を形成した後、中空コアは、ねじ金属管口部１４又は１４’から容易に引き出すことができる。この際、離型層は、管本体１２の内面に残るが、それは補強管１０の打設に全く支障はない。
【００２９】
この補強管１０は、図１に示すように、順次継ぎ足しながら地中に前進するが、これらの補強管１０は、その雄ねじ金属管口部１４の雄ねじをその直前の補強管１０の雌ねじ金属管口部１４’の雌ねじ内にねじ込んで接続することによって継ぎ足される。この場合、補強管１０は、カップリングを使用することなく、継ぎ足すことができるので、接続された補強管１０の外周にカップリングによる拡径部分が生ずることがなく、削孔を大きくする必要がない。従って、削孔と補強管との間に隙間が生ずることがなく、地山の安定性を向上することができる。
【００３０】
補強管１０を切羽３の前方に埋設するために、図１に示すように、削岩機３０のシャンクロッド３０Ｓに接続されて補強管１０の中に挿入される中空の削孔ロッド２０が用いられる。この削孔ロッド２０は、図１に示すように、複数の単位ロッド２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、−−−等をカップリング２２を介して順次連結して形成される。削岩機３０のシャンクロッド３０Ｓは、シャンクロッド連結ップリング３２を介して削孔ロッド２０の後端に連結される。
【００３１】
図６に示すように、削孔ユニット２６は、削孔ロッド２０の先端に接続され、この削孔ユニット２６は、それぞれ鋼鉄の鋳造などによって形成された削孔ビット２８とリングビット３０とから成っている。これらの削孔ビット２８とリングビット３０とは、その先端面に露出するように埋め込まれた超硬チップ２８T、３０Tを有する。削孔ビット２８は、地山２の岩壁に中央孔２ｂを穿孔する機能を有し、また、リングビット３０は、この中央孔２ｂを拡径する機能を有する（図１参照）。
【００３２】
図６に示すように、削孔ビット２８は、削孔ロッド２２の先端の雄ねじねじが結合される雌ねじ結合部３２Tを有するビットアダプタ３２を含み、このビットアダプタ３２は、削孔ユニット２６のリングビット３０内に差込・回転動作でこのリングビット３０に結合される。この結合は、削孔ビット２８が削孔動作で回転する方向にはリングビット３０と共に回転するが、削孔ビット２８が削孔動作の回転方向とは反対方向に回転すると、削孔ビット２８がリングビット３０から抜け出すことができるようにして行われる。
【００３３】
同様にして図６に示すように、ケーシングシュー３４がビットアダプタ３２に相対的に回転自在に嵌合されており、このケーシングシュー３４は、最先端の補強管１０の金属管口部１４’に後に述べるように回転自在に結合された回転アダプタ３６の先端傾斜面３６Cに対応する反対傾斜面３４Cを有し、これらの傾斜面３６Cと３４Cとの間で形成される開先部分を溶接して補強管１０に接続される。図６において符号Wは、ケーシングシュー３４と補強管１０との間の溶接部を示す。
【００３４】
回転アダプタ３６は、図７及び図８に示すように、相互に回転自在であるが軸線方向には結合されている第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０から成っており、図示の形態では、これらのアダプタスリーブ３８、４０は、相互に回転自在に噛み合う凹凸結合部４２によって結合されている。
【００３５】
更に詳細に述べると、第１のアダプタスリーブ３８は、図８（Ａ)に示すように内周に先端に向けて階段状に次第に大径となる環状凹部と環状凸部とが交互に設けられた内周凹凸部４２Ａを有し、第２のアダプタスリーブ４０は、図８(Ｂ）に示すように、第１のアダプタスリーブ３８の内周凹凸部４２Ａを補完するように対応する外周凹凸部４２Ｂを有する。従って、回転アダプタ３６は、第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０の凹凸結合部で軸線方向には結合されているが、回転方向には相互に自由に動くことができるようになっている。
【００３６】
回転アダプタ３６の第１のアダプタスリーブ３８は、図９及び図１０に示すように、その内周凹凸部４２Ａを有する部分（凹凸結合部に相応する部分）に少なくとも１つの拡径用縦割溝３８ＳＬ、図示の形態では２つのシュー拡径用縦割溝３８ＳＬを有し、第２のアダプタスリーブ４０は、この縦割溝４４を広げながらその外周凹凸部４２Ｂを第１のアダプタスリーブ３８内に打ち込んでこれらの内外の凹凸部４２Ａ、４２Ｂを相互に噛み合わせ、その後第１のアダプタスリーブ３８の縦割溝３８ＳＬを第２のアダプタスリーブ４０に付着することがない溶剤を用いて溶接することによって第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０を相互に回転自在に結合する。なお、図７では、第１のアダプタスリーブ３８の内周凹凸部４２Ａ及び第２のアダプタスリーブ４０の外周凹凸部４２Ｂは、矩形波状となっているのに対して、図８（Ａ）（Ｂ）では、これらの凹凸部４２Ａ、４２Ｂは、鋸波状となっているが、実際には、図７又は図８のいずれかの形態のものが用いられる。ただし、第２のアダプタスリーブ４０を第１のアダプタスリーブ３８に打ち込みやすくするためには、図８の形態の凹凸部４２Ａ、４２Ｂが好ましい。
【００３７】
回転アダプタ３６の先端傾斜面３６Ｃは、第１のアダプタスリーブ３８の先端に形成され、この第１のアダプタスリーブ３８がケーシングシュー３４に溶接によって接続される。第２のアダプタスリーブ４０の後端外周面には補強管１０の最先端の金属管口部１４’の雌ねじ部が結合される雄ねじ部４０ａを有し、補強管１０の最先端の金属管口部１４’は、その雌ねじ部をこの雄ねじ部４０ａに螺合して結合される。このようにして、補強管１０は、回転アダプタ３６を介してケーシングシュー３４に接続される。
【００３８】
ケーシングシュー３４は、削孔ユニット２６のリングビット３０の内周に抜け止めされるが回転自在となるように結合するリングビット結合部４４を有する。このリングビット結合部４４は、ケーシングシュー３４の外周に形成された断面略半円状の環状溝４６とこの環状溝４６に係入されてリングビット３０の下端内鍔３０Ｆによって抜け止めされる柔軟性のワイヤ結合部材４８とから成っている。このワイヤ結合部材４８は、リングビット３０の外周面に開口してその内部空間に斜めに貫通する図示しないワイヤ貫通孔から差し込まれてリングビット３０内に差し込まれたケーシングシュー３４の環状溝４６内に係入される。
【００３９】
ビットアダプタ３２とケーシングシュー３４とは、その相対する面に相互に係合する肩部３２S、３４Sをそれぞれ有し、これらの肩部３２S、３４Sは、ビットアダプタ３２が削孔ユニット２６に結合された状態で相互に係合して削孔ロッド２０からの押し込み力をケーシングシュー３４を介して補強管１０に伝達して補強管１０を押し込むようにしている。
【００４０】
図６に示すように、削孔ビット２８は、削孔ロッド２６の内部からビットアダプタ３２の中空部３２Ｈに圧送される削孔水を中央孔２ｂを穿孔すべき岩壁に噴射して土を砕くように導く二股状に分岐した導水孔５０とこの導水孔５０の２つの出口に接近して設けられ削孔水によって砕かれて生ずるスライムを逆流するための２つの逆流孔５２とを有する。これらの逆流孔５２は、ビットアダプタ３２の相応する１対の側溝３２Ｇ（図６には点線で示されている）を介して補強管１０に連通しているので、スライムは、この補強管１０内を逆流して排出される。
【００４１】
このようにして、削孔ユニット２６の削孔ビット２８とリングビット３０とは、図１に示すように、削岩機３０のシャンクロッド３０Ｓから削孔ロッド２０を介して打撃力と回転力とを受けると共に、削孔ロッド２０内を圧送される圧力水が削孔ユニット２６の導水孔５０から噴出して補強管１０の先端開口より前方の地山部分２ａを削孔し、また、補強管１０は、図１に示すように、削孔ロッド２０に接続されたビットアダプタ３２からケーシングシュー３４を介して押し込み力を受けるので、削孔ユニット２６による削孔（穿孔）につれて前進する。
【００４２】
補強管１０が所定の長さで地山２に打設された後、削孔ロッド２２の先端のビットアダプタ３２に一体の削孔ビット２８を削孔ロッド２０と共に削孔動作の回転方向とは反対方向に回転してリングビット３０との結合を外し、リングビット３０、ケーシングシュー３４、回転アダプタ３６を含む補強管１０から引き抜いて削孔ロッド２０をこの削孔ビット２８と共に回収する。従って、削孔ユニット２６のリングビット３０とケーシングシュー３４とは、補強管１０と共に地中に取り残されたままとなる。
【００４３】
その後、図示しないシリカレジン等の注入材を注入する注入機にホースを介して接続された注入管を補強管１０の中に引き入れ、注入材を補強管１０内に充填し、またその一部を補強管１０の図示しない多数の吐出孔を通して補強管１０のまわりに漏出し、この内外の注入材を硬化して切羽３の前方の地山部分２ａを先受けする。
【００４４】
なお、図示の形態では、回転アダプタ３６は、溶接によってケーシングシュー３４に接続されているが、ケーシングシュー３４の後端外周に雄ねじを形成し、回転アダプタ３６の第１のアダプタスリーブ３８の先端内周に雌ねじを形成して回転アダプタ３６とケーシングシュー３４とをねじ結合で接続してもよい。
【００４５】
また、図示の形態では、削孔ユニット２６は、ビットアダプタ３２に接続される削孔ビット２８とこの削孔ビット２８に嵌合されるリングビット３０とから成っているが、削孔ビット２８とリングビット３０とが一体である形態のものにも本発明を適用することができる。この場合には、埋設作業が終了した後、ビットアダプタ３２と共に削孔ロッド２０を補強管１０から引き抜く際に、削孔ユニット２６全体を地中に取り残すことになる（特許文献３参照）。
【００４６】
上記の実施の形態では、両端に金属管口部を有する繊維強化樹脂製の補強管に本発明を適用したが、全長が金属管である補強管にも本発明を適用することができ、この場合には、補強管の金属管端部の雌ねじ部が回転アダプタ３６の第２のアダプタスリーブ４０の雄ねじ４０ａにねじ結合して接続される。
【００４７】
補強管の埋設に際して、削孔ロッド２６に打撃力と回転力とを付与すると、この削孔ロッド２６に回転自在に嵌合されているケーシングシュー３４にも摩擦抵抗によって回転力が付与されるが、この回転は、回転アダプタ３６の第１と第２のアダプタスリーブ３８、４０の相対的回転によって補強管１０に伝達されることがない。従って、補強管１０の繊維強化樹脂製の管本体１２と金属管口部１４’との間や繊維強化樹脂製や金属製の補強管１０と回転アダプタ３６との間のねじ止め部で破断を生ずることがない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、上記のように、補強管の金属管端部をケーシングシューに相互に回転自在に結合するので、削孔ビットの回転が摩擦抵抗によってケーシングシューに伝達されることがあっても、この回転が金属管端部に伝達されることがなく、従って補強管の繊維強化樹脂製の管本体と金属管口部との間や補強管とアダプタとの間のねじ止め部で破断を生ずることがない。
【００４９】
また、補強管の金属管端部とケーシングシューとの間に介在された回転アダプタの第１と第２のアダプタスリーブが相互に回転自在に噛み合うように補完する内外凹凸部から成る凹凸結合部によって結合されるが、第１のアダプタスリーブは、その凹凸結合部に相応して少なくとも１つの拡径用縦割溝を有するので、補強管の回転アダプタの第１と第２のアダプタスリーブとは、拡径用縦割溝による第１のアダプタスリーブの拡径によってその凹凸部を容易に噛み合わせることができ、また第１のアダプタスリーブの縦割溝は、第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いてた溶接部によって閉じられるので、この溶接部が第１と第２のアダプタスリーブが相互に固定されることがなく、補強管の破断の防止を確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって地中を掘削しながら補強管を埋設している状態を説明する概略側断面図である。
【図２】図１の状態を正面から示す概略正断面図である。
【図３】本発明に用いられる補強管の一例として繊維強化樹脂製の補強管の一部を省略した縦断面図である。
【図４】図３の補強管に用いられる雄ねじ金属管口部の上半部を縦断面で示した拡大側面図である。
【図５】図３の補強管に用いられる雌ねじ金属管口部の上半部を縦断面で示した拡大側面図である。
【図６】削孔ユニットと削孔ロッド及び補強管との接続部の拡大縦断面図である。
【図７】補強管の最先端の金属管口部とケーシングシューとの間に結合された回転アダプタの拡大断面図である。
【図８】図７の回転アダプタの第１と第２のアダプタスリーブの分解状態を示し、図８（Ａ）は、第１のアダプタスリーブの拡大縦断面図、図８（Ｂ）は、第２のアダプタスリーブの拡大断面図である。
【図９】ケーシングシューの縦割溝を有する部分の斜視図である。
【図１０】ケーシングシューの溶接部の正面図である。
【符号の説明】
１ トンネル
２ 地山
２ａ 地山部分
２ｂ 削孔部分
３ 切羽
１０ 補強管
１０Ａ１ 管ユニット
１０Ａ２ 管ユニット
１０Ａ３ 管ユニット
１２ 管本体
１２C 傾斜面
１４ 金属管口部
１４’ 金属管口部
１８、１８’ 凹凸小径部
２０ 削岩機
２０Ｓ シャンクロッド
２２ 中空の削孔ロッド
２２Ａ 単位ロッド
２４ シャンクロッド連結カップリング
２６ 削孔ユニット
２８ 削孔ビット
２８T 超硬チップ
３０ リングビット
３０T 超硬チップ
３２ ビットアダプタ
３２Ｓ 肩部
３２Ｇ 側溝
３２Ｈ 中空孔
３４ ケーシングシュー
３４C 反対傾斜面
３４S 肩部
３６ 回転アダプタ
３８ 第１のアダプタスリーブ
３８ＳＬ 拡径用縦割溝
４０ 第２のアダプタスリーブ
４２ 凹凸結合部
４２Ａ 第１のアダプタスリーブの外周凹凸部
４２Ｂ 第２のアダプタスリーブの内周凹凸部
４６ 環状溝
４８ ワイヤ結合部材
５０ 二股状の導水孔
５２ 逆流孔
W 溶接部
Claims (5)
- 削孔内に埋め込まれるべき補強管と前記補強管に囲まれて削岩機のシャンクロッドに接続される削孔ロッドとをケーシングシューを介して接続し、前記補強管と削孔ロッドとを前記削岩機によって操作して前記削孔ロッドの先端に取り付けられた削孔ユニットによって地中を削孔しつつ前記補強管を前記削孔ロッドと共に地中に押し込み、その後前記削孔ロッドを前記補強管から引き抜く地中削孔用補強管の埋設工法において、前記補強管の金属管端部と前記ケーシングシューとの間に相互に回転自在となるように結合して前記削孔ロッドから前記ケーシングシューに伝達される回転が前記補強管の金属管端部に伝達されることがないようにしつつ埋設することを特徴とする地中削孔用補強管の埋設工法。
- 請求項１に記載の地中削孔用補強管の埋設工法であって、前記補強管の金属管端部と前記ケーシングシューとの間に回転アダプタを介在し、前記回転アダプタは、相互に回転自在に噛み合って補完される内外の凹凸部から形成された凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、前記第１のアダプタスリーブは、前記凹凸結合部に相応する部分に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有し、前記縦割溝を広げながら前記第２のアダプタスリーブの外周凹凸部を前記第１のアダプタスリーブの内周凹凸部内に打ち込み、その後前記第１のアダプタスリーブの縦割溝を前記第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いて溶接することを特徴とする地中削孔用補強管の埋設工法。
- 請求項１又は２に記載の地中削孔用補強管の埋設工法であって、前記補強管は、繊維強化樹脂製の管本体と前記管本体の端部に接続された金属管口部とから成り、前記補強管の金属管端部は、前記金属管口部であることを特徴とする地中削孔用埋設工法。
- 請求項１に記載の地中削孔用補強管の埋設方法に用いられる補強管とケーシングシューとの接続用回転アダプタであって、相互に回転自在に噛み合って補完される内外の凹凸部から形成される凹凸結合部によって回転自在に結合される第１のアダプタスリーブと第２のアダプタスリーブとから成り、前記第１のアダプタスリーブは、前記ケーシングシューに接続されものであり、前記第２のアダプタスリーブは、前記補強管の金属管端部に接続されるものであることを特徴とする接続用回転アダプタ。
- 請求項４に記載の接続部用回転アダプタであって、前記第１のアダプタスリーブは、前記凹凸結合部に相応する部分に少なくとも１つの拡径用縦割溝を有し、前記第１と第２のアダプタスリーブは、前記第１のアダプタスリーブの縦割溝での拡径によってその凹凸部が噛み合わせられ、前記縦割溝は、前記第２のアダプタスリーブに付着することがない溶剤を用いた溶接部によって閉じられることを特徴とする接続用回転アダプタ。
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