JP4224596B2 - 接地用孔のさく孔方法及びそれに使用するさく孔装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気機器の接地工事における接地用孔のさく孔方法、及びそれに使用するさく孔装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電柱上に接地したトランス等の電気機器の接地工事は、当該電柱の近傍に所定深さの接地用孔をさく孔し、接地部材を埋設して、これにアース線を接続することにより行われる。また、橋脚補強工事等では、軟弱な地盤に杭を打設して補強を行うことが多いが、この杭は、さく岩機で地盤に縦方向の穴に埋め込まれるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記接地工事等における接地部材埋設用の孔のさく孔は、従来クローラードリルや油圧ショベルにさく岩機を取り付けた装置を用いて行っていたが、作業現場が狭かったり、足場が悪かったりするので、クローラードリルや油圧ショベル等の重機をさく孔位置まで搬入することができない場合が多かった。これを改良したものとして、クレーン等で吊り下げて使用するさく孔装置がすでに提案されている（特開平９−２１２９１号）。この装置は、橋脚補修工事等に便利なものであるが、接地工事用の装置としてさらに便利なものとすることに対する要望があった。
【０００４】
また、接地用孔をさく孔する場合、さく孔作業を停止して接地抵抗を測定しない限り、規定の接地抵抗が得られる深さが不明であるから、不必要に深い穴をさく孔することが多く、不経済であった。さらに、軟弱な地盤にさく孔した場合、その孔壁がすぐに崩落して、接地部材の埋設ができなくなることも多かった。そこで、本発明は、このような軟弱地盤にも接地用孔を効率よくさく孔することのできるさく孔方法と、それに使用するに適した軽量かつコンパクトなさく孔装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、請求項１に記載の接地用孔のさく孔方法は、クレーンによって吊り下げて移動され、さく孔時にはフットパット、支持脚、柱体への固定装置等の固定手段により固定されるガイドセルに、先端部にビットを備えたさく孔ロッドを装着したさく岩機を搭載して接地電極埋設用の接地用孔をさく孔するに際し、接地抵抗測定用の補助電極を当該さく孔位置の付近の適当な位置に設けるとともに、前記さく孔ロッド自体を接地電極として流用して、これらさく孔ロッドと補助電極と接地抵抗計で接地抵抗を測定しながらさく孔を行い、測定された接地抵抗が規定値以下に達したら、さく孔を停止してさく孔ロッドを抜き取り、当該さく孔された孔を前記接地電極埋設用の接地用孔として使用することを特徴としている。この場合、さく孔ロッドと地盤との電気的接触を確実にするため、請求項２に記載の発明のように、生石灰を水で溶いたスラリーを孔内に導入しながらさく孔を行うのが好ましい。
【０００６】
また、請求項３に記載の発明は、さく岩機でさく孔された孔の内部に生石灰を水で溶いたスラリーを導入して孔壁に付着させた後、当該孔内に炭酸ガスを供給し、前記生石灰と炭酸ガスを化学反応させて、孔壁に付着した生石灰を素早く固化させるとともに、接地電極を埋設することを特徴としている。この場合、上記炭酸ガスをさく岩機に供給し、該さく岩機に装着されているさく孔ロッドとビットを通して孔内部に吐出させるのが便利である。
【０００７】
さらに、請求項５に記載の発明にかかるさく孔装置は、さく岩機を上下移動自在に搭載したガイドセルの上部に、前記さく岩機を移動させる駆動装置と、クレーンに吊り下げるための吊り下げ具を設け、ガイドセルの下端部には、当該ガイドセルを地盤に固定するフットパットを設けるとともに、前記ガイドセルの背面部に、バランスウエイトを取り付けることのできるブラケットと、下端部が接地する伸縮可能な支持脚と、ガイドセルを電柱等の柱状体に固定することのできる固定装置とを設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例について具体的に説明する。まず、さく孔装置について説明すると、このさく孔装置１は、ガイドセル２にさく岩機５を搭載した装置本体と、油圧ユニット、エアコンプレッサー、炭酸ガス容器等の付設装置を備えている。ガイドセル２の上端部には、クレーンに吊り下げるための吊り下げ部３が設けられている。また、ガイドセル２の下端部には、フットパット４と支持脚７とセントラライザー８が設けられている。フットパット４は、従来のものと異なり、ガイドセル２に固着した筒体４ａと該筒体に上下スライド可能に取り付けられたロッド４ｂからなり、該ロッドは、ロックネジ４ｃで筒体に固定される。このロックネジ４ｃを緩めることにより、ロッド４ｂを下向きに数百ｍｍ（図示例の装置では５００ｍｍ）伸長させることができる。この場合、フットパット挿入用の孔をあらかじめ地盤に穿孔しておき、その中にフットパットの伸縮可能なロッド４ｂを挿入すればよい。場合によっては、このロッド４ｂを伸長させずに使用することもできる。
【０００９】
支持脚（レッグ）７は、ガイドセル２の背面側に突設したブラケット１２に左右一対のスリーブ１３，１３が固着され、該スリーブにそれぞれロッド１４がスライド可能に嵌合されている。このロッド１４は、ねじ式のロックハンドル１５により、任意の位置で固定することができる。ブラケット１２の内側には、バランスウエイト取り付け部１６が設けられている。すなわち、図３（ａ）に示すように、ガイドセル２の下部に背面側に突出する支持部材１７が設けられ、該支持部材に上向きに伸びる支持ロッド１８が取り付けられている。この支持ロッド１８には、芯部に孔が穿孔された角盤状のウエイト２０，…が、その芯孔を該支持ロッドに嵌合することにより、積み重ね状態で取り付けられる。このウエイト２０は、穿孔装置自体の重量を軽減しながら、穿孔時の反力を支えるためのもので、これを取り外した状態では装置の自重が軽くなるので、運搬や取扱に便利であり、使用時には必要数のウエイトを取り付けることにより、穿孔時の反力を支えることが可能となる。なお、ウエイト２０の枚数を増減することにより、その重量を調節することができる。
【００１０】
前記支持脚用のブラケット１２の近辺には、セットバー取り付けブラケット２２がガイドセル２に固着して設けられている。このセットバー取り付けブラケット２２の左右両端部には、ガイドセル２の前面側に突出するセットバー２５が取り付けられている。セットバー２５は、さく岩機による穿孔位置の側に壁等がある場合に、先端部を当該壁等に当接させて当該壁等との間隔を保つとともに、ガイドセルの位置決めと固定を行うもので、該セットバー２５の先端部は、さく岩機の外面よりも僅かに外側まで伸びている。なお、このセットバー２５の突出長さは、セットボルト２５ａを緩めることにより適宜調節することができる。
【００１１】
ガイドセル２の下端部には、セントラライザー８が設けられている。図示例のセントラライザー８は、手動開閉式のものであり、ネジ棒８を操作することにより、二つ割りのロッド保持部材８ａ，８ａを開閉することができる。このロッド保持部材によってさく孔ロッドを回転自在に保持し、ロッドの芯が振れないように保つ。
【００１２】
前記セットバー取り付けブラケット２２の上側には操作ユニット３０がガイドセル２に取り付けて設けられている。操作ユニット３０には、外部からエア、水、その他の配管が接続されるとともに、さく岩機やガイドセルを操作する複数の操作弁がまとめて設けられていて、これらの弁を切替操作することにより、さく孔装置１を操作することができるようになっている。この操作ユニット３０の外周部には当該操作弁等が異物に接触しないように保護する保護枠３３が設けられている。保護枠３３は、基部がガイドセル２に固着されており、その突出端部は、前記支持脚７よりも外側に位置している。
【００１３】
ガイドセル２の上端部には、送り装置であるエア式（油圧式でもよい）のフィードモータ４０が取り付けられ、その回転軸に設けたスプロケットによりガイドセル２に沿わせて設けたフィード用チェーン（図示を省略）を駆動するようになっている。このフィード用チェーンにはさく岩機５を取り付けたドリフターベッド４２が取り付けられ、該チェーンの移動によりさく岩機５がガイドセルに沿って前後（上下）に移動するようになっている。なお、図示例のさく岩機５はエア式さく岩機であり、排気口に消音用マフラー５０が接続され、公害防止上好ましいものとなっているが、使用条件によってはこのようなマフラーを設けておかなくてもよく、エア式さく岩機の代わりに油圧式さく岩機もしくはエンジン付きさく岩機を用いてもよい。
【００１４】
前記フィードモータ４０の位置には、ガイドセル２を寝かした状態で支持する支持部材４５が設けられている。この支持部材４５は、パイプをコ字形に成形したフレームであり、ガイドセル２からの突出量は、前記操作弁保護枠３３と同じである。このため、ガイドセル２を寝かせたとき、これら支持部材４５と保護枠３３とで当該ガイドセルを地面から浮かせた状態で支持することができる。このさく孔装置１は、操作弁等の付設機器が床面に接しない状態で、水平に寝かせて支持することができるので、クローラドリルのように走行車体に装着されていなくても、トラック等で運搬する場合に便利である。
【００１５】
また、上記支持部材４５の付近には、配管接続用のブラケット４７が設けられ、これに水・炭酸ガスラインの接続金具４８と、マッフルクリーナー（消音器）４９ａ付きのエア接続金具４９が取り付けられている。さらに、このガイドセル２の上端部には、吊り下げ部３が設けられている。この吊り下げ部３は、ガイドセル２の端部に突設したブラケット５１に複数（図示例では３個）の穴付きの板状部材５２，５３がそれぞれボルトで固定されている。この部材の穴にクレーンのフックを係合して吊り下げることができる。
【００１６】
さらに、このガイドセル２の背面部には、電柱等の柱体に固定するための固定装置として、クランプブラケット６０が設けられている。このブラケット（固定装置）６０は、ガイドセルに固着されたフレーム部６１と該フレーム部に着脱される押さえ部６２とで構成され、両者は、左右両端部を互いに対向させてハンドル付きのボルト６５，６５で締め付け固定するようになっている。フレーム部６１の先端部に設けられている受け部６１ａと押さえ部６２の内面は断面円弧状であり、図３に示すように、両者で断面円形の電柱Ｐの回りを締め付けることにより、ガイドセル２を当該電柱から所定距離離した状態でしっかりと固定することができる。
【００１７】
次に、図４乃至図６はこのさく孔装置１の使用状態を表すもので、この例では、クレーン車７０で現場に運び込んださく孔装置１を、クレーンのアームにワイヤロープ７２で吊り下げて使用している。この場合、クレーン車は、アウトリガー装置７１で固定しておく。さく孔装置１の本体には操作装置７５から複数のホースが接続され、操作装置７５に設けられている操作弁によって動作を制御することができる。また、操作装置７５には、付設装置である油圧ユニット７７、コンプレッサー７８、ウオータータンク７９、炭酸ガス容器８０が接続され、これらから、必要な油圧や圧縮空気、水、炭酸ガス等が供給される。なお、前記油圧ユニット７７は、油圧タンクと油圧ポンプを備えたもので、発電機８２によって駆動される。さく孔中に生石灰のスラリーを孔内に導入する場合は、ウオータータンク７９の代わりにスラリータンクを接続してもよく、バケツ等で孔の入り口から注入してもよい。
【００１８】
図５は、接地用孔のさく孔に際し、さく孔装置本体から離れた位置に設置した遠隔操作用の操作装置７５でさく孔装置１の操作を行う状態を示し、図６はガイドセル２に設けられた前記操作ユニット３０で直接操作する状態を表す。このように、図示例の装置では、さく孔装置の側で直接操作することも、さく孔装置本体から離れた位置で遠隔操作することもできるので、実用上便利であるが、いずれか一方の操作装置のみを設けておいてもよい。
【００１９】
このさく孔装置１を用いて接地用孔を地面にさく孔するに際しては、本体１０に設けられているさく岩機５にさく孔ロッド９０を接続し、該ロッドの先端部にロックビット９１を装着して、該ロッドをセントラライザーで振れないように支持する。この時、ガイドセル２を強固に固定するため、前記フットパット４のロッド４ｂを地中に挿入（例えば５００ｍｍ）しておくのが好ましい。
【００２０】
なお、接地用孔をさく孔する時は、図５に示すように、さく孔位置から規定距離Ｌ（例えば１０ｍ）と２Ｌ（２０ｍ）だけ離れた２点に補助電極１０１，１０２を打ち込み、これら２本の補助電極１０１，１０２とさく孔ロッド（ガイドセルその他、さく孔ロッドと電気的に接続されている部材でも可）９０とを接地抵抗計１００に導線で接続しておく。また、上記流体の代りに（又は上記流体とともに）生石灰を水で溶いたスラリーをビット９１から吐出させる。この生石灰を水で溶いたスラリーは、導電性を改良して、大地に対するさく孔ロッドの電気的接続を良好なものとすることにより、接地抵抗の測定に寄与する。
【００２１】
この状態でビット９１を地面に押し付け、さく岩機５から打撃と回転と推力を付与することによりさく孔が行われる。さく孔中は、ビット９１からエア、水等の流体を噴出させ、繰粉を孔底から排出する。なお、さく孔ロッド９０としては、通常１ｍ程度のロッドが使用されるが、これよりも深い孔をさく孔する時は、公知のカップリングスリーブを用いてさく孔ロッドを継ぎ足しながらさく孔を行う。この状態でさく孔を進めると、さく孔ロッドが地中深く挿入されるので、大地との接触面積が増大し、接地抵抗計１００で測定される接地抵抗が徐々に低減する。この接地抵抗が規定の値以下となったら、さく孔を停止し、さく孔ロッド９０とビット９１を地中から抜き取って、生石灰を固化させるとともに、さく孔された孔内へ接地極となる部材（銅棒等）を埋設する。
【００２２】
さく孔終了後に、孔内に導入した上記スラリーを固化させる際には、この固化を促進するため、ビット先端部から炭酸ガスを吐出させるのが好ましい。上記スラリーは、穿孔された孔の内壁部に付着した状態となっているが、ビットから吐出された炭酸ガスにより、生石灰が化学反応を起こして固化し、孔壁が強化されるのである。なお、上記のようにスラリーをロッドとビットを通して導入する代りに、穿孔された孔の開口部から適宜バケツ等で流し込んでもよい。この方法によると、さく岩機やロッド等の水孔詰まりが生じず、孔内壁へ効果的に付着させることができるので好ましい。スラリーの濃度と量は、穿孔場所の状態とさく孔条件を勘案して適当に調整すればよい。
【００２３】
このさく孔装置１の本体は、クレーン等で吊り下げて穿孔することができるので、クレーンのアームを伸ばすことにより、足場の悪い場所にも簡単にさく孔することができる。その移動も容易である。また、ガイドセル２の下端部にフットパット４と支持脚７が設けられているので、吊り下げ状態でも安定した姿勢で穿孔を行うことができる。特に、フットパット４には、地中へ数百ｍｍ挿入される伸縮可能なロッドが設けられているので、ガイドセルの固定が確実に行われる。さらに、さく孔装置本体を立てた状態で電柱等に固定することのできる固定装置として、クランプブラケット６０が設けられているので、電柱等の柱体のある場所では当該電柱に抱かせて支持し、穿孔を行うことができる。なお、場合によっては、ワイヤロープ等で電柱等に固定することも考えられる。
【００２４】
さらに、本発明のさく孔方法によれば、接地抵抗を測定しながらさく孔を行うので、接地抵抗値が規定値以下の値に達した時にさく孔を停止し接地極を埋設することができる。このため、余計なさく孔を行わずにすむので経済的かつ能率的である。また、さく孔された孔内に生石灰を水で練ったスラリーを導入し、炭酸ガスを吹き込んで当該スラリーを固化させることにより、孔壁を強化するので、きわめて簡単な操作で確実かつ経済的に孔壁を強化することができる。
【００２５】
なお、以上の説明では接地用電極を埋設する孔のさく孔について説明したが、このさく孔装置は、コンパクトかつ軽量で、クレーン等で吊り下げて使用することができるので、例えば橋桁の補修工事等、下向き孔をさく孔する必要のある種々の工事に使用できるものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のさく孔方法によれば、接地電極材を埋設する接地用孔をさく孔するためのさく孔ロッドを一つの接地電極として流用し、該接地電極によって測定される接地抵抗が所定値以下となったときにさく孔を停止して、当該さく孔された孔に別途容易した接地電極を埋設するので、接地用工事を能率的かつ経済的に行うことができる。また、崩落しやすい軟弱な地盤に接地用の孔をさく孔した場合にその孔壁を簡単かつ経済的に強化することが可能である。さらに、本発明のさく孔装置は、軽量かつコンパクトであり、クレーンで吊り下げた状態で移動することができ、しかも、既設の電柱等を利用して固定することもできるので、足場の悪い場所でも下向きの孔を容易にさく孔することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例を表すさく孔装置の側面図である。
【図２】その正面図である。
【図３】電柱に固定した状態を表す側面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図４】クレーンで保持してさく孔する場合の外観図である。
【図５】遠隔操作により接地用孔をさく孔する場合の説明図である。
【図６】直接操作する場合の説明図である。
【符号の説明】
１ さく孔装置
２ ガイドセル
３ 吊り下げ部
４ フットパット
５ さく岩機
７ 支持脚
８ セントラライザー
２０ バランスウエイト
３０ 操作ユニット
６０ 固定装置（クランプブラケット）
９０ さく孔ロッド
９１ ビット
１００ 接地抵抗計
１０１ 補助電極
１０２ 補助電極

Claims (6)

1. クレーンによって吊り下げて移動され、さく孔時にはフットパット、支持脚、柱体への固定装置等の固定手段により固定されるガイドセルに、先端部にビットを備えたさく孔ロッドを装着したさく岩機を搭載して接地電極埋設用の接地用孔をさく孔するに際し、接地抵抗測定用の補助電極を当該さく孔位置の付近の適当な位置に設けるとともに、前記さく孔ロッド自体を接地電極として流用して、これらさく孔ロッドと補助電極と接地抵抗計で接地抵抗を測定しながらさく孔を行い、測定された接地抵抗が規定値以下に達したら、さく孔を停止してさく孔ロッドを抜き取り、当該さく孔された孔を前記接地電極埋設用の接地用孔として使用することを特徴とする接地用孔のさく孔方法。
2. さく孔中の孔に生石灰を水で溶いたスラリーを導入しながらさく孔と接地抵抗の測定を行う請求項１に記載の接地用孔のさく孔方法。
3. さく岩機でさく孔された孔の孔壁に生石灰を水で溶いたスラリーを付着させた後、当該孔内に炭酸ガスを供給し、前記生石灰と炭酸ガスを化学反応させて、孔壁に付着した生石灰を固化させるとともに、接地電極を埋設する請求項１または２に記載の接地用孔のさく孔方法。
4. 炭酸ガスをさく岩機に供給し、該さく岩機に装着されているさく孔ロッドとビットを通して孔内部に吐出させる請求項３に記載の接地用孔のさく孔方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の接地用孔のさく孔方法に使用されるさく孔装置であって、さく岩機を上下移動自在に搭載したガイドセルの上部に、前記さく岩機を移動させる駆動装置と、クレーンに吊り下げるための吊り下げ具を設け、ガイドセルの下端部には、当該ガイドセルを地盤に固定するフットパットを設けるとともに、前記ガイドセルの背面部に、バランスウエイトを取り付けることのできるブラケットと、下端部が接地する伸縮可能な支持脚と、ガイドセルを電柱等の柱状体に固定することのできる固定装置とを設けたことを特徴とするさく孔装置。
6. 前記フットパットが、地面に挿入される伸縮可能なロッドを備えている請求項５に記載のさく孔装置。

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