JP4515164B2 - Drilling device and drilling method - Google Patents

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Description

本発明は、削孔装置および削孔方法に係り、特に、トンネルの周囲における地山の補強を行うための長尺先受工法などに用いて好適な削孔装置および削孔方法に関する。   The present invention relates to a hole drilling apparatus and a hole drilling method, and more particularly to a hole drilling apparatus and a hole drilling method suitable for use in a long tip receiving method for reinforcing a natural ground around a tunnel.

地質条件の悪い地山にトンネルを施工する際、トンネルの周囲において地山の安定化を図る、いわゆる先受工法を行うことがある。この先受工法は、トンネルアーチの外周に沿って補強管を打設し、補強管と地山との間に硬化剤などを注入することにより、切羽の前方における地中に補強材アーチを形成するというものである。   When a tunnel is constructed in a natural ground with poor geological conditions, a so-called prior construction method is sometimes used to stabilize the natural ground around the tunnel. In this prior construction method, a reinforcing pipe is formed along the outer periphery of the tunnel arch, and a reinforcing agent arch is formed in the ground in front of the face by injecting a hardener or the like between the reinforcing pipe and the ground. That's it.

このような先受工法における削孔方法として、従来、特開平１１−１７３０５７号公報に開示されたものがある。この削孔方法は、削孔ビットが装着された内管ロッドと、内管ロッドを収容する外管とを用いたいわば二重管構造をなす装置を用いており、内管ロッドには、削孔水やエアなどの冷却媒体を削孔ビットに供給する媒体供給通路が貫通形成されている。内管ロッドには、ドリフタが取り付けられており、ドリフタを駆動することにより内管ロッドを介して削孔ビットに推力、回転、打撃が加えられて削孔が行われる。また、削孔ビットに冷却媒体が供給されることにより、スライムが内管ロッドの外側および外管の内側を通過して、外管ロッドの後端部に送られる。外管の後端側は解放されており、この解放部分がスライムの排出口とされている。
特開平１１−１７３０５７号公報 As a hole drilling method in such a prior receiving method, there has been conventionally disclosed in JP-A-11-173057. This drilling method uses a so-called double pipe structure that uses an inner tube rod with a drill bit attached and an outer tube that houses the inner tube rod. A medium supply passage for supplying a cooling medium such as hole water or air to the drill bit is formed through. A drifter is attached to the inner tube rod, and driving the drifter applies a thrust, rotation, and blow to the drilling bit through the inner tube rod to perform drilling. In addition, when the cooling medium is supplied to the drill bit, the slime passes through the outer side of the inner tube rod and the inner side of the outer tube and is sent to the rear end portion of the outer tube rod. The rear end side of the outer tube is open, and this open portion is used as a slime discharge port.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-173057

しかし、上記特許文献１に開示された削孔工法においては、内管から冷却媒体を供給している。このため、冷却媒体（フラッシング媒体）として削孔水が用いられる場合には、スライムの除去などを含めた外管内のフラッシングを好適に行うことができるものの、削孔水を用いた場合には、高圧かつ大量の削孔水を供給すると、削孔孔における孔壁の崩落の危険性などが懸念される。   However, in the drilling method disclosed in Patent Document 1, a cooling medium is supplied from the inner pipe. For this reason, when drilling water is used as a cooling medium (flushing medium), flushing in the outer tube including removal of slime can be suitably performed, but when drilling water is used, When a large amount of drilling water is supplied at high pressure, there is a concern about the risk of collapse of the hole wall in the drilling hole.

また、エアなどの気体が冷却媒体（フラッシング媒体）として用いられる場合には、冷媒供給通路が形成されている二重管における内管の径が小さいため、十分な圧力でエアを供給することが困難である。したがって、冷却媒体としてエアなどを用いる場合には、フラッシングを十分に行うことができないという問題があった。   When a gas such as air is used as a cooling medium (flushing medium), the diameter of the inner pipe in the double pipe in which the refrigerant supply passage is formed is small, so that air can be supplied with sufficient pressure. Have difficulty. Therefore, when air or the like is used as the cooling medium, there is a problem that the flushing cannot be performed sufficiently.

特に、長尺である長尺先受鋼管を用いた場合には、フラッシング媒体として気体を用いた場合に、フラッシングを十分に行うことができないという問題が顕著となるものであった。   In particular, when a long, long steel pipe is used, when gas is used as the flushing medium, the problem that flushing cannot be sufficiently performed becomes significant.

また、上記特許文献１に開示された削孔工法では、エアの供給などによるフラッシング作業を行う必要がある。このため、装置構成が複雑となるという問題もあった。   Further, in the drilling method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to perform a flushing operation by supplying air or the like. For this reason, there was also a problem that the device configuration was complicated.

そこで、本発明の課題は、フラッシング媒体として気体を用いた場合でも、フラッシングを確実に行うことができる削孔装置および削孔方法を提供することにある。また、他の課題は、簡素な構成の装置を用いて掘削作業を行うことができる掘削装置および掘削方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a hole drilling apparatus and a hole drilling method capable of reliably performing flushing even when a gas is used as a flushing medium. Another object is to provide an excavation apparatus and excavation method capable of performing excavation work using an apparatus having a simple configuration.

上記課題を解決した本発明に係る削孔装置は気体噴射孔が形成され、気体噴射孔から気体を噴射しながら地山を掘削するビット部材と、ビット部材の後端部に先端が接続され、気体噴射孔から噴射される気体の流通路が内部に形成された先受鋼管と、先受鋼管の後端部に接続され、先受鋼管に対して気体を供給する気体供給路が形成されたジョイント部材と、ジョイント部材および先受鋼管を介してビット部材の気体噴射孔に気体を供給する気体供給手段と、ジョイント部材に取り付けられ、ジョイント部材および先受鋼管を介してビット部材に掘削力を付与する掘削力付与手段と、を備え、ビット部材およびジョイント部材にそれぞれ接続され、気体供給手段から供給される気体を気体噴射孔に案内する気体案内管が先受鋼管の内側に形成され、先受鋼管と気体案内管との間に、気体の排出路が形成されているものである。 The hole drilling apparatus according to the present invention that has solved the above problems is formed with a gas injection hole, a bit member that excavates a natural ground while injecting gas from the gas injection hole, and a tip connected to a rear end portion of the bit member, A gas receiving passage for supplying gas to the receiving steel pipe is formed, which is connected to a receiving steel pipe in which a flow passage of gas injected from the gas injection hole is formed, and a rear end portion of the receiving steel pipe. A joint member, a gas supply means for supplying gas to the gas injection hole of the bit member via the joint member and the receiving steel pipe, and a drilling force applied to the bit member via the joint member and the receiving steel pipe. comprising a digging force applying means for applying, a, is connected to the bit member and a joint member, forming a gas supplied from the gas supply means to the inside of the gas guide pipe for guiding the gas injection hole is previously受鋼tube It is, between the previous受鋼tube and a gas guiding tube, in which the discharge path of gas is formed.

本発明に係る削孔装置においては、フラッシング媒体として液体ではなく気体を用いている。このため、液体を供給した場合などにおける削孔孔における孔壁の崩落の心配などを低くすることができる。   In the drilling device according to the present invention, gas is used as the flushing medium instead of liquid. For this reason, it is possible to reduce the concern about the collapse of the hole wall in the drilling hole when the liquid is supplied.

また、本発明に係る掘削装置は、単管構造をなしており、ビット部材に掘削力を付与する掘削力付与手段が、ジョイント部材および先受鋼管を介して接続されている。このため、気体をビット部材に供給するにあたり、径の大きい先受鋼管内に流通させることができる。したがって、掘削部における気圧を高いものとすることができるので、フラッシング媒体として気体を用いた場合でも、フラッシングを確実に行うことができる。   Moreover, the excavation apparatus according to the present invention has a single pipe structure, and excavation force applying means for applying excavation force to the bit member is connected via a joint member and a tip receiving steel pipe. For this reason, when supplying gas to a bit member, it can be made to distribute | circulate in a receiving steel pipe with a large diameter. Therefore, since the atmospheric pressure in the excavation part can be increased, flushing can be reliably performed even when gas is used as the flushing medium.

なお、本発明における気体とは、純粋な気体のほか、ミスト状や泡状の添加剤を含有する気液混合体をも含むものである。   In addition, the gas in this invention contains the gas-liquid mixture containing a mist-like or foam-like additive other than pure gas.

ここで、先受鋼管の径は、前記ビット部材の径よりも小径とされており、先受鋼管とビット部材によって掘削された掘削孔との間に、気体の排出路が形成される態様とすることができる。   Here, the diameter of the tip receiving steel pipe is smaller than the diameter of the bit member, and a mode in which a gas discharge passage is formed between the tip receiving steel pipe and the excavation hole excavated by the bit member; can do.

このように、先受鋼管の径をビット部材の径よりも小径なものとすることにより、先受鋼管とビット部材との間に気体の排出路が形成され、この排出路を介して気体が掘削孔から排出される。このとき、フラッシング媒体が気体であることから、孔壁の崩落防止効果を高めることができる。   Thus, by making the diameter of the tip receiving steel pipe smaller than the diameter of the bit member, a gas discharge path is formed between the tip receiving steel pipe and the bit member, and the gas passes through the discharge path. It is discharged from the borehole. At this time, since the flushing medium is a gas, the effect of preventing the collapse of the hole wall can be enhanced.

このように、先受鋼管の内部に気体案内管を配置することにより、先受鋼管と気体案内管との間に気体の排出路を形成することができる。このため、先受鋼管と掘削孔との間に気体の排出路を形成する必要がなくなるので、掘削孔の孔壁の崩落をさらに確実に防止することができる。また、本実施形態に係る掘削装置では、先受鋼管の内部に気体案内管を配置するが、気体案内管は、掘削力付与手段とビット部材との間の掘削力の伝達には寄与しないものである。したがって、掘削力付与手段の掘削力をビット部材に伝達するための剛性などを必要としないので、その分気体案内管に対する制約を少なくすることができる。   As described above, by disposing the gas guide pipe inside the pre-receiver steel pipe, a gas discharge path can be formed between the pre-receiver steel pipe and the gas guide pipe. For this reason, it is not necessary to form a gas discharge path between the receiving steel pipe and the excavation hole, so that the collapse of the hole wall of the excavation hole can be prevented more reliably. Moreover, in the excavation apparatus according to the present embodiment, the gas guide pipe is disposed inside the steel pipe, but the gas guide pipe does not contribute to the transmission of the excavation force between the excavation force applying means and the bit member. It is. Therefore, since the rigidity for transmitting the excavation force of the excavation force applying means to the bit member is not required, restrictions on the gas guide tube can be reduced accordingly.

さらに、気体案内管は、ビット部材およびジョイント部材のうちの少なくとも一方に対して、スライド可能とされている態様とすることができる。   Furthermore, the gas guide tube can be configured to be slidable with respect to at least one of the bit member and the joint member.

このように、気体案内管がビット部材およびジョイント部材の少なくとも一方に対してスライド可能とされていることにより、ビット部材とジョイント部材との間で前後方向を向いた運動があった場合でも、気体案内管は、ビット部材、ジョイント部材との間で相対的に移動可能となる。したがって、気体案内管に掛かる掘削力を逃がすことができ、気体案内管の破損を防止することができる。   As described above, since the gas guide tube is slidable with respect to at least one of the bit member and the joint member, even when there is a movement in the front-rear direction between the bit member and the joint member, The guide tube is relatively movable between the bit member and the joint member. Therefore, excavation force applied to the gas guide tube can be released, and damage to the gas guide tube can be prevented.

また、気体案内管が、可とう性を有する態様とすることができる。   In addition, the gas guide tube may be flexible.

気体案内管が可とう性を有することにより、気体案内管内における掘削土砂などの先受鋼管内への不着を防止することができる。   Since the gas guide tube has flexibility, non-adherence of excavated earth and sand within the gas guide tube into the receiving steel tube can be prevented.

さらに、ジョイント部材がスイベルジョイントであり、前記掘削力付与手段は、回転、打撃、および押付による掘削力を付与する態様とすることができる。   Further, the joint member may be a swivel joint, and the excavation force applying means may apply an excavation force by rotation, impact, and pressing.

このように、ジョイント部材としてスイベルジョイントを用い、掘削力付与手段によって回転、打撃、および押付の掘削力を付与することにより、ビット部材における掘削孔の掘削力を高いものとすることができる。   Thus, by using the swivel joint as the joint member and applying the excavation force of rotation, impact, and pressing by the excavation force applying means, the excavation force of the excavation hole in the bit member can be increased.

また、上記課題を解決した本発明に係る掘削方法は、上記の削孔装置を用い、気体供給手段から、ジョイント部材および先受鋼管を介して気体噴射孔に気体を供給するとともに、掘削力付与手段によって、ジョイント部材および先受鋼管を介してビット部材に掘削力を付与し、気体噴射孔から気体を噴射しながら、ビット部材によって削孔を行うことを特徴とする。   Moreover, the excavation method according to the present invention that solves the above-described problems uses the above-described drilling device to supply gas from the gas supply means to the gas injection hole through the joint member and the tip receiving steel pipe, and to apply excavation force. The means is characterized in that excavating force is applied to the bit member via the joint member and the tip receiving steel pipe, and drilling is performed by the bit member while injecting gas from the gas injection hole.

本発明に係る掘削方法では、フラッシング媒体として液体ではなく気体を用いている。このため、液体を供給した場合などにおける削孔孔における孔壁の崩落の心配などを低くすることができる。   In the excavation method according to the present invention, gas is used instead of liquid as the flushing medium. For this reason, it is possible to reduce the concern about the collapse of the hole wall in the drilling hole when the liquid is supplied.

また、本発明に係る掘削方法は、単管構造を有する掘削装置を用いており、掘削装置におけるビット部材に掘削力を付与する掘削力付与手段が、ジョイント部材および先受鋼管を介して接続されている。このため、気体をビット部材に供給するにあたり、径の大きい先受鋼管内に流通させることができる。したがって、掘削部における気圧を高いものとすることができるので、フラッシング媒体として気体を用いた場合でも、フラッシングを確実に行うことができる。   The excavation method according to the present invention uses an excavator having a single pipe structure, and excavation force applying means for applying excavation force to a bit member in the excavator is connected via a joint member and a steel pipe. ing. For this reason, when supplying gas to a bit member, it can be made to distribute | circulate in a receiving steel pipe with a large diameter. Therefore, since the atmospheric pressure in the excavation part can be increased, flushing can be reliably performed even when gas is used as the flushing medium.

他方、上記課題を解決した本発明に係る掘削装置は、先端部の断面形状が三角形をなす三角ビット部材が取り付けられた三角ビット部材と、三角ビット部材の後端部に先端部が接続された先受鋼管と、先受鋼管の後端部に接続され、先受鋼管を介して三角ビット部材に掘削力を付与する掘削力付与手段と、を備えるものである。   On the other hand, in the excavation apparatus according to the present invention that has solved the above-described problems, a triangular bit member to which a triangular bit member having a triangular cross-sectional shape is attached and a distal end portion is connected to a rear end portion of the triangular bit member A receiving steel pipe and a drilling force applying means connected to a rear end portion of the receiving steel pipe and applying a drilling force to the triangular bit member via the receiving steel pipe are provided.

本発明に係る掘削装置は、ビット部材として、先端部の断面形状が三角形をなす三角ビット部材を用いている。このため、掘削力付与手段によって与えられる掘削力が三角ビットの先端部に伝達され、この先端部から掘削を進めていく。このため、簡素な構成によって高い掘削能力を発揮することができる。   The excavator according to the present invention uses a triangular bit member having a triangular cross-sectional shape at the tip as a bit member. For this reason, the excavation force given by the excavation force applying means is transmitted to the tip of the triangular bit, and excavation proceeds from this tip. For this reason, a high excavation capability can be exhibited with a simple configuration.

また、上記課題を解決した本発明に係る掘削方法は、上記の掘削装置を用い、掘削力付与手段によって、先受鋼管を介して三角ビット部材に掘削力を付与し、三角ビット部材によって削孔を行うものである。   Moreover, the excavation method according to the present invention that has solved the above-described problems uses the above-described excavator, applies excavation force to the triangular bit member via the tip receiving steel pipe by the excavation force applying means, and drills holes with the triangular bit member. Is to do.

本発明に係るシールドトンネルの削孔装置および削孔方法によれば、フラッシング媒体として気体を用いた場合でも、フラッシングを確実に行うことができる。また、簡素な構成の装置を用いて掘削作業を行うことができる。   According to the shield tunnel hole drilling apparatus and hole drilling method of the present invention, flushing can be reliably performed even when gas is used as the flushing medium. In addition, excavation work can be performed using an apparatus having a simple configuration.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。まず、本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side sectional view of a drilling device according to a first embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施形態に係る削孔装置１は、１本の鋼管を用いた、いわば単管式の削孔装置であり、先受鋼管１０を備えている。先受鋼管１０は、長さ約１０ｍ程度の長尺の鋼管であり、先受鋼管１０の内部が本発明の気体の流通路となる。   As shown in FIG. 1, the drilling device 1 according to this embodiment is a so-called single-pipe drilling device using a single steel pipe, and includes a pre-receiving steel pipe 10. The pre-receiving steel pipe 10 is a long steel pipe having a length of about 10 m, and the inside of the pre-receiving steel pipe 10 serves as the gas flow passage of the present invention.

先受鋼管１０は、先受鋼管前部１０Ａと先受鋼管後部１０Ｂとを有しており、先受鋼管前部１０Ａの後部と、先受鋼管後部１０Ｂの前部には、継手部が形成されている。これらの継手部同士をネジ結合等することにより、先受鋼管前部１０Ａと先受鋼管後部１０Ｂとが接続されて先受鋼管１０が形成される。また、先受鋼管前部１０Ａおよび先受鋼管後部１０Ｂにおける継手部は、先受鋼管前部１０Ａおよび先受鋼管後部１０Ｂの他の部分よりも厚肉に形成されている。   The pre-receiving steel pipe 10 has a pre-receiving steel pipe front part 10A and a pre-receiving steel pipe rear part 10B, and a joint part is formed at the rear part of the pre-receiving steel pipe front part 10A and the front part of the pre-receiving steel pipe rear part 10B. Has been. By connecting these joints with screws or the like, the front receiving steel pipe front part 10A and the front receiving steel pipe rear part 10B are connected to form the front receiving steel pipe 10. Further, the joint portions in the front receiving steel pipe front part 10A and the front receiving steel pipe rear part 10B are formed to be thicker than the other parts of the front receiving steel pipe front part 10A and the front receiving steel pipe rear part 10B.

先受鋼管１０の先端部には、本発明のビット部材である削孔ビット１１が取り付けられており、先受鋼管１０の後端部には、本発明のジョイント部材であるスイベルジョイント１２が取り付けられている。削孔ビット１１は先受鋼管１０の先端部にネジ結合されて固定されている。   A drilling bit 11 which is a bit member of the present invention is attached to the front end portion of the first steel pipe 10, and a swivel joint 12 which is a joint member of the present invention is attached to the rear end portion of the first steel pipe 10. It has been. The drill bit 11 is screwed and fixed to the tip of the tip receiving steel pipe 10.

図２に示すように、削孔ビット１１の正面には、複数のボタンビット１１Ａが設けられており、これらのボタンビット１１Ａによって地山を掘削して削孔を行う。また、削孔ビット１１には、本発明の気体噴射孔であるエア噴射口１１Ｂが形成されている。削孔ビット１１には、先受鋼管１０を介してフラッシングエアが供給され、このフラッシングエアはエア噴射口１１Ｂから掘削面に向けて噴出される。なお、ボタンビット１１Ａに代えて、出入り可能なクロスビットを用いることもできる。   As shown in FIG. 2, a plurality of button bits 11 </ b> A are provided in front of the drilling bit 11, and drilling is performed by excavating natural ground with these button bits 11 </ b> A. Further, the drill bit 11 is formed with an air injection port 11B which is a gas injection hole of the present invention. Flushing air is supplied to the drilling bit 11 through the tip receiving steel pipe 10, and this flushing air is ejected from the air injection port 11B toward the excavation surface. Instead of the button bit 11A, a cross bit that can be entered and exited can be used.

さらに、削孔ビット１１には、排出エア流通部１１Ｃが形成されている。ボタンビット１１Ａによって地山が掘削されて発生するくり粉は、エア噴射口１１Ｂから排出されたフラッシングエアとともに、排出エア流通部１１Ｃを通って先受鋼管１０と掘削孔との間のクリアランス部分に流入する。また、削孔ビット１１の後端部には、エア流入口１１Ｄが設けられている。先受鋼管１０を流通したフラッシングエアは、エア流入口１１Ｄから削孔ビット１１の内側に流入し、エア噴射口１１Ｂから排出される。なお、この削孔ビット１１は、捨てビットであり、掘削が終了した後、地山内に埋め殺される。   Further, the drilling bit 11 is formed with an exhaust air circulation portion 11C. The dust generated by excavating the natural ground by the button bit 11A, along with the flushing air discharged from the air injection port 11B, passes through the discharge air circulation part 11C to the clearance portion between the receiving steel pipe 10 and the excavation hole. Inflow. An air inflow port 11D is provided at the rear end of the drill bit 11. The flushing air that has circulated through the tip receiving steel pipe 10 flows into the drill bit 11 from the air inlet 11D and is discharged from the air injection port 11B. The drill bit 11 is a discarded bit and is buried in a natural ground after excavation is completed.

スイベルジョイント１２は、スイベルボディ１３およびスイベルアダプタ１４を備えている。スイベルボディ１３は、筒状の部材であり、その内部にスイベルアダプタ１４が設けられ、スイベルアダプタ１４はスイベルボディ１３に対して相対的に回動可能とされている。また、スイベルジョイント１２のスイベルアダプタ１４は、先受鋼管１０の後端部にネジ結合等されて固定されている。   The swivel joint 12 includes a swivel body 13 and a swivel adapter 14. The swivel body 13 is a cylindrical member, and a swivel adapter 14 is provided therein, and the swivel adapter 14 is rotatable relative to the swivel body 13. The swivel adapter 14 of the swivel joint 12 is fixed to the rear end portion of the tip receiving steel pipe 10 by screwing or the like.

また、スイベルボディ１３とスイベルアダプタ１４との間には、シール材１５が設けられて。このシール材１５をスイベルボディ１３とスイベルアダプタ１４との間に設けることにより、スイベルアダプタ１４内に供給されたエアがスイベルボディ１３とスイベルアダプタ１４との間から漏れるのを防止している。   Further, a sealing material 15 is provided between the swivel body 13 and the swivel adapter 14. By providing this sealing material 15 between the swivel body 13 and the swivel adapter 14, the air supplied into the swivel adapter 14 is prevented from leaking between the swivel body 13 and the swivel adapter 14.

さらに、スイベルアダプタ１４には、本発明の気体供給路であるエア通路１６が形成されており、スイベルボディ１３には、エア通路１６に連通するエア流入口１７が設けられている。エア流入口１７には、本発明の気体供給手段であるコンプレッサ１８が接続されている。   Further, the swivel adapter 14 is provided with an air passage 16 that is a gas supply passage of the present invention, and the swivel body 13 is provided with an air inlet 17 that communicates with the air passage 16. The air inlet 17 is connected with a compressor 18 which is a gas supply means of the present invention.

コンプレッサ１８は、エア流入口１７を介してスイベルアダプタ１４に形成されたエア通路１６に対して圧縮したエアを供給する。ここで、スイベルアダプタ１４におけるエア通路１６は、スイベルアダプタ１４の周方向に沿って形成された部分と軸方向に形成された部分とを有している。このため、スイベルアダプタ１４がスイベルボディ１３に対して相対的に回転した場合であっても、エア流入口１７から流入したエアをエア通路１６に供給可能とされている。   The compressor 18 supplies compressed air to the air passage 16 formed in the swivel adapter 14 via the air inlet 17. Here, the air passage 16 in the swivel adapter 14 has a portion formed along the circumferential direction of the swivel adapter 14 and a portion formed in the axial direction. For this reason, even when the swivel adapter 14 rotates relative to the swivel body 13, the air flowing in from the air inlet 17 can be supplied to the air passage 16.

また、スイベルアダプタ１４の先端部には、先受鋼管１０が接続されており、スイベルアダプタ１４の後端部には、削岩機１９におけるシャンクロッド２０がネジ結合されて固定されている。削岩機１９は、回転、打撃、押付などの掘削力を付与することができ、削岩機１９によって与えられた掘削力は、シャンクロッド２０およびスイベルアダプタ１４を介して先受鋼管１０に与えられ、さらに先受鋼管１０を介して削孔ビット１１に与えられる。また、スイベルアダプタ１４の軸方向に延在するエア通路１６は、先受鋼管１０の内部に流通している。このエア通路１６から流出するエアは、先受鋼管１０内に流入する。   Further, a tip receiving steel pipe 10 is connected to the distal end portion of the swivel adapter 14, and a shank rod 20 in the rock drill 19 is screwed and fixed to the rear end portion of the swivel adapter 14. The rock drill 19 can apply excavation force such as rotation, hammering, and pressing, and the excavation force applied by the rock drill 19 is applied to the receiving steel pipe 10 via the shank rod 20 and the swivel adapter 14. Furthermore, it is given to the drill bit 11 through the pre-receiver steel pipe 10. In addition, an air passage 16 extending in the axial direction of the swivel adapter 14 circulates inside the steel pipe 10. The air flowing out from the air passage 16 flows into the pre-receiving steel pipe 10.

以上の構成を有する本実施形態に係る削孔装置を用いた削孔方法について説明する。   A drilling method using the drilling apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration will be described.

削孔を行う目的としては、軟弱な地山にトンネルを形成するにあたり、トンネルの形成に先立ち、図３に示すように、トンネルＴの形成位置の周囲に、複数の掘削孔を形成し、先受鋼管１０を挿入してトンネルの周囲における地山の崩落を防止することである。掘削装置によって形成された複数の掘削孔における先受鋼管１０に対して、それぞれ硬化剤などを充填し、切羽の前方における地中に補強材をアーチ状に形成することにより、地山の崩落を防止する。   The purpose of drilling is to form a plurality of excavation holes around the position where the tunnel T is formed, as shown in FIG. The steel receiving pipe 10 is inserted to prevent the collapse of the natural ground around the tunnel. The tip receiving steel pipes 10 in the plurality of excavation holes formed by the excavator are filled with a hardener and the like, and a reinforcing material is formed in an arch shape in the ground in front of the face, thereby preventing the collapse of the natural ground. To prevent.

また、図４に示すように、先受鋼管１０は、トンネルＴに対してある程度の傾斜を持って配置されている。このように、先受鋼管１０を所定の角度を持って配置し、補強材を形成することにより、高い補強性能を発揮する。なお、トンネル内には、作業用重機Ｍが配備されている。   Further, as shown in FIG. 4, the pre-receiving steel pipe 10 is arranged with a certain degree of inclination with respect to the tunnel T. Thus, high reinforcement performance is exhibited by arranging the receiving steel pipe 10 with a predetermined angle and forming a reinforcing material. A heavy work machine M is provided in the tunnel.

削孔装置を用いた削孔を行うにあたり、まず、トンネルの形成位置の周囲に、ビット部材１１を押し当て、削岩機１９を駆動する。削岩機１９を駆動することにより、削岩機１９による掘削力が発生する。削岩機１９による掘削力には、回転、打撃、および押付によるものがある。   In drilling using the drilling device, first, the bit member 11 is pressed around the tunnel forming position, and the rock drill 19 is driven. By driving the rock drill 19, excavation force by the rock drill 19 is generated. The excavation force by the rock drill 19 includes rotation, striking, and pressing.

スイベルジョイント１２におけるスイベルアダプタ１４は、スイベルボディ１３に収容され、スイベルボディ１３に対して相対的に回転可能であるとともに、前後方向への微少な移動が可能とされている。削岩機１９を駆動すると、削岩機１９の掘削力による回転、打撃、および押付による運動は、シャンクロッド２０を介してスイベルアダプタ１４に伝達される。スイベルアダプタ１４は、削岩機１９からの回転運動を受けて、スイベルボディ１３に対して相対的に回転する。また、削岩機１９からの打撃、押付運動を受けてスイベルボディ１３に対して相対的に前後動運動する。   The swivel adapter 14 in the swivel joint 12 is accommodated in the swivel body 13 and can be rotated relative to the swivel body 13 and can be moved slightly in the front-rear direction. When the rock drill 19 is driven, the rotation, striking, and pressing motion due to the excavating force of the rock drill 19 are transmitted to the swivel adapter 14 via the shank rod 20. The swivel adapter 14 receives a rotational movement from the rock drill 19 and rotates relative to the swivel body 13. Further, it receives a hitting and pressing movement from the rock drill 19 and moves back and forth relative to the swivel body 13.

スイベルアダプタ１４が回転運動および前後動運動を行うと、これらの運動は、先受鋼管１０に伝達され、さらに削孔ビット１１に伝達される。先受鋼管１０では、先受鋼管前部１０Ａと先受鋼管後部１０Ｂとを接続する継手部は、それぞれ厚肉に形成されているので、削岩機１９から与えられる掘削力に先受鋼管１０が耐えられるようにされている。削孔ビット１１は、これらの運動を受けて、ボタンビット１１Ａにより、前方の地山に対して回転、打撃、押付の各掘削力を与えて、掘削を進めて先受鋼管１０を地山に侵入させていく。   When the swivel adapter 14 performs a rotational motion and a longitudinal motion, these motions are transmitted to the receiving steel pipe 10 and further to the drill bit 11. In the pre-receiver steel pipe 10, the joint portions connecting the pre-receiver steel pipe front part 10 </ b> A and the pre-receiver steel pipe rear part 10 </ b> B are each formed with a thick wall, so that the pre-receptive steel pipe 10 is subjected to excavation force applied from the rock drill 19. Is tolerable. In response to these movements, the drill bit 11 applies rotation, striking, and pressing excavation forces to the front ground by the button bit 11A, and advances the excavation to bring the tip receiving steel pipe 10 into the ground. Let it invade.

また、掘削を進めている間、コンプレッサ１８からは、圧縮されたフラッシングエアがエア流入口１７に対して供給されている。エア流入口１７に供給されたフラッシングエアは、エア通路１６を通過して先受鋼管１０へと流入する。   Further, during the excavation, the compressed flushing air is supplied from the compressor 18 to the air inlet 17. The flushing air supplied to the air inflow port 17 passes through the air passage 16 and flows into the tip receiving steel pipe 10.

ここで、スイベルアダプタ１４に形成されたエア通路１６は、スイベルアダプタ１４がスイベルボディ１３に対して相対的に移動した場合でも、エア流入口１７との連通が維持されるように形成されているので、エア通路１６には、フラッシングエアが確実に供給される。また、スイベルボディ１３とスイベルアダプタ１４との間にはシール材１５が設けられているので、スイベルボディ１３とスイベルアダプタ１４との間からのフラッシングエアの漏洩を防止することができる。   Here, the air passage 16 formed in the swivel adapter 14 is formed so that the communication with the air inlet 17 is maintained even when the swivel adapter 14 moves relative to the swivel body 13. Therefore, the flushing air is reliably supplied to the air passage 16. Moreover, since the sealing material 15 is provided between the swivel body 13 and the swivel adapter 14, it is possible to prevent the flushing air from leaking between the swivel body 13 and the swivel adapter 14.

エア通路１６に流入したフラッシングエアは、そのまま先受鋼管１０の内部に形成されたエア流通路に流入し、このエア流通路を介してビット部材１１におけるエア噴射口１１Ｂから、掘削部Ｅに噴射される。このとき、フラッシングエアは、通過断面積の大きい先受鋼管１０内を流通してエア噴射口１１Ｂから噴射されている。このため、圧力損失がほとんどない状態で供給されているので、掘削部Ｅに対して高い圧力を維持したままのフラッシングエアを噴射することができる。   The flushing air that has flowed into the air passage 16 directly flows into the air flow passage formed inside the receiving steel pipe 10, and is injected into the excavation part E from the air injection port 11B of the bit member 11 through this air flow passage. Is done. At this time, the flushing air circulates in the receiving steel pipe 10 having a large passage cross-sectional area and is injected from the air injection port 11B. For this reason, since it is supplied in a state with almost no pressure loss, it is possible to inject flushing air while maintaining a high pressure with respect to the excavation part E.

掘削部Ｅに流入したフラッシングエアは、高い圧力の状態であるので、ビット部材１１によって地山を掘削して発生したくり粉を浮遊させた状態とすることができる。このまま、くり粉を浮遊させたフラッシングエアは、排出エア流通部１１Ｃを介して先受鋼管１０と掘削孔との間に流入する。   Since the flushing air that has flowed into the excavation part E is in a high pressure state, the bite generated by excavating the natural ground by the bit member 11 can be brought into a suspended state. In this state, the flushing air in which the chopped powder is suspended flows between the tip receiving steel pipe 10 and the excavation hole via the discharge air circulation portion 11C.

ここで、ビット部材１１の径は、先受鋼管１０の径よりも大径とされているので、ビット部材１１で掘削された掘削孔と先受鋼管１０との間には、クリアランス（空隙）が形成されている。この空隙を通過することにより、くり粉を含むフラッシングエアは、先受鋼管１０の後端部方向に移動する。そして、くり粉を含むフラッシングエアは、掘削孔の開口部から外部に排出される。   Here, since the diameter of the bit member 11 is larger than the diameter of the tip receiving steel pipe 10, there is a clearance (gap) between the excavation hole excavated by the bit member 11 and the tip receiving steel pipe 10. Is formed. By passing through this gap, the flushing air containing the cutting powder moves in the direction of the rear end portion of the tip receiving steel pipe 10. Then, the flushing air containing the dust is discharged to the outside from the opening of the excavation hole.

こうして、掘削が進行し、先受鋼管１０が所定の深さ位置まで埋設されたときに、掘削作業を終了し、その後、先受鋼管１０をスイベルジョイント１２から切離す。それから、先受鋼管１０の内部に硬化剤を充填して、トンネルの周囲の補強を行い、地山の崩落を防止する。このときに、削孔ビット１１は、地山内に埋め殺される。   Thus, when excavation progresses and the tip receiving steel pipe 10 is buried to a predetermined depth position, the excavation work is finished, and then the tip receiving steel pipe 10 is separated from the swivel joint 12. Then, a hardener is filled in the pre-receiver steel pipe 10 to reinforce the periphery of the tunnel and prevent collapse of the natural ground. At this time, the drill bit 11 is buried in a natural ground.

このように、本実施形態に係る掘削方法においては、くり粉の排出を行うために供給する媒体として、水などの液体を用いることなく、フラッシングエアを用いている。このため、地山に水などを付加することなどがないので、水などの増加による地山の崩落を防止することができる。   As described above, in the excavation method according to the present embodiment, flushing air is used as a medium to be supplied for discharging the dust powder without using a liquid such as water. For this reason, since water etc. are not added to a natural ground, collapse of the natural ground by increase of water etc. can be prevented.

また、スイベルアダプタ１４に先受鋼管１０を接続し、先受鋼管１０の内部にフラッシングエア流通路を形成しているので、フラッシングエアが通過する通路の断面が大きなものとなる。したがって、フラッシングエアの圧力損失は少なくなり、くり粉の排出性を高いものとすることができ、もってフラッシングを確実に行うことができる。さらに、本実施形態に係る掘削方法では、削岩機１９によって回転、打撃、押付による掘削力をビット部材１１に与えている。このため、高い掘削性能を発揮することができる。   Further, since the tip receiving steel pipe 10 is connected to the swivel adapter 14 and the flushing air flow passage is formed inside the tip receiving steel pipe 10, the cross section of the passage through which the flushing air passes becomes large. Therefore, the pressure loss of the flushing air is reduced, and the dischargeability of the powdered powder can be increased, so that the flushing can be performed reliably. Furthermore, in the excavation method according to the present embodiment, the rock drill 19 applies excavation force by rotation, impact, and pressing to the bit member 11. For this reason, high excavation performance can be exhibited.

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図５は、本発明の第二の実施形態に係る掘削装置の側断面図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a side sectional view of the excavator according to the second embodiment of the present invention.

図５に示すように、本実施形態に係る削孔装置２は、上記第一の実施形態と同様、先受鋼管２１を備えている。先受鋼管２１は、先受鋼管前部２１Ａと、先受鋼管後部２１Ｂとを有しており、先受鋼管前部２１Ａの後端部および先受鋼管後部２１Ｂの先端部には、それぞれ段差を有する互いに嵌め合い可能な継手部が形成されている。これらの継手部は、先受鋼管前部２１Ａおよび先受鋼管後部２１Ｂの他の部分よりも厚肉に形成されており、これらの継手部を嵌め合わせ、ネジ結合によって固定することにより、先受鋼管２１が形成されている。また、先受鋼管後部２１Ｂの後端部には、先受鋼管前部２１Ａの後端部と同様の継手部が形成されている。   As shown in FIG. 5, the hole drilling device 2 according to the present embodiment includes a pre-receiving steel pipe 21 as in the first embodiment. The pre-receiving steel pipe 21 has a pre-receiving steel pipe front portion 21A and a pre-receiving steel pipe rear portion 21B. Steps are respectively provided at the rear end portion of the front receiving steel pipe front portion 21A and the front end portion of the pre-receiving steel pipe rear portion 21B. The joint part which can mutually fit is formed. These joint portions are formed to be thicker than the other portions of the front receiving steel pipe front portion 21A and the front receiving steel tube rear portion 21B. By fitting these joint portions and fixing them by screw connection, the front receiving portion is received. A steel pipe 21 is formed. Moreover, the joint part similar to the rear-end part of 21 A of front-receiving steel pipe front parts is formed in the rear-end part of 21 A of rear-end steel pipes.

また、先受鋼管２１の先端部には、削孔ビット２２がネジ結合されて固定されている。図６に示すように、削孔ビット２２の正面には、複数の複数のボタンビット２２Ａが設けられている。また、削孔ビット２２には、エア噴射口２２Ｂが形成されており、先受鋼管２１を介して供給されたフラッシングエアを掘削面に向けて噴射する。   In addition, a drill bit 22 is screwed and fixed to the tip of the steel pipe 21. As shown in FIG. 6, a plurality of button bits 22 </ b> A are provided in front of the drill bit 22. Further, the air drilling hole 22B is formed in the drill bit 22 and the flushing air supplied through the tip receiving steel pipe 21 is sprayed toward the excavation surface.

さらに、削孔ビット２２には、排出エア流通部２２Ｃが形成されている。本実施形態に係る削孔ビット２２における排出エア流通部２２Ｃは、先受鋼管２１の内部に連通しており、排出エア流通部２２Ｃから排出されるくり粉を含むフラッシングエアは、先受鋼管２１の内側に送られる。   Further, the drilling bit 22 is formed with a discharge air circulation portion 22C. The exhaust air circulation part 22C in the drill bit 22 according to the present embodiment communicates with the interior of the tip receiving steel pipe 21, and the flushing air containing chip powder discharged from the exhaust air circulation part 22C is the tip receiving steel pipe 21. Sent to the inside.

先受鋼管２１の内部には、本発明の気体案内管であるサクションホース２３が配設されている。サクションホース２３は、可とう性を有するたとえば塩化ビニルによって形成されており、中間部に設けられホースカップリング２４によって２本のサクションホース前部２３Ａおよびサクションホース後部２３Ｂが接続されて形成されている。また、サクションホース前部２３Ａとサクションホース後部２３Ｂとは、ホースバンドによって固定されている。   A suction hose 23, which is a gas guide pipe of the present invention, is disposed inside the pre-receiver steel pipe 21. The suction hose 23 is made of, for example, vinyl chloride having flexibility, and is formed by connecting two suction hose front parts 23A and a suction hose rear part 23B by a hose coupling 24 provided at an intermediate part. . Further, the suction hose front part 23A and the suction hose rear part 23B are fixed by a hose band.

このサクションホース２３内をフラッシングエアが通過する。削孔ビット２２の後端部には、エア流入口２２Ｄが形成されており、このエア流入口２２Ｄには、第一アダプタ２５を介してサクションホース２３の先端部が接続されている。サクションホース２３を通過したフラッシングエアは、エア流入口２２Ｄを介して削孔ビット２２内に流入し、エア噴射口２２Ｂから噴出される。また、排出エア流通部２２Ｃから先受鋼管２１内に流入するくり粉を含むフラッシングエアは、先受鋼管２１とサクションホース２３との間に流入する。   Flushing air passes through the suction hose 23. An air inlet 22 </ b> D is formed at the rear end of the drill bit 22, and the tip of a suction hose 23 is connected to the air inlet 22 </ b> D via a first adapter 25. The flushing air that has passed through the suction hose 23 flows into the drill bit 22 through the air inlet 22D and is ejected from the air injection port 22B. Further, the flushing air containing chip powder that flows into the pre-receiver steel pipe 21 from the exhaust air circulation portion 22 </ b> C flows between the pre-receiver steel pipe 21 and the suction hose 23.

先受鋼管２１の後端部には、スイベルジョイント２６が配置されている。スイベルジョイント２６は、上記第一の実施形態と同様のスイベルボディ２７およびスイベルボディ２７の内側に配置されたスイベルアダプタ２８を備えている。スイベルボディ２７には、エア流入口２９が設けられており、エア流入口２９には、上記第一の実施形態と同様のコンプレッサ１８が接続されている。   A swivel joint 26 is disposed at the rear end portion of the pre-receiving steel pipe 21. The swivel joint 26 includes a swivel body 27 similar to that in the first embodiment and a swivel adapter 28 disposed inside the swivel body 27. The swivel body 27 is provided with an air inlet 29, and the air inlet 29 is connected to the compressor 18 similar to that of the first embodiment.

スイベルアダプタ２８は、スイベルボディ２７に対して相対的に回転方向および前後方向に移動可能であり、スイベルアダプタ２８には、上記第一の実施形態と同様、シャンクロッド２０を介して削岩機１９が接続されている。シャンクロッド２０は、スイベルアダプタ２８にネジ結合されて固定されている。スイベルアダプタ２８には、先受鋼管２１が接続されている。先受鋼管２１の後端部およびスイベルアダプタ２８の前端部には、それぞれ嵌めあい可能な継手部が形成されており、これらの継手部を嵌め合わせ、ネジ結合によって固定することにより、スイベルアダプタ２８と先受鋼管２１とが接続される。   The swivel adapter 28 can move relative to the swivel body 27 in the rotational direction and the front-rear direction, and the swivel adapter 28 is connected to the rock drill 19 via the shank rod 20 as in the first embodiment. Is connected. The shank rod 20 is fixed to the swivel adapter 28 by screwing. The swivel adapter 28 is connected to the tip receiving steel pipe 21. Fitting parts that can be fitted to each other are formed at the rear end part of the first steel pipe 21 and the front end part of the swivel adapter 28, and these swivel parts are fitted together and fixed by screw connection, thereby allowing the swivel adapter 28 to be fitted. And the tip receiving steel pipe 21 are connected.

また、スイベルアダプタ２８にはエア通路３０が形成されており、エア通路３０の流入部はエア流入口２９と接続され、エア通過部の排出口は、第二アダプタ３１を介してサクションホース２３と連結されている。このため、スイベルアダプタ２８の回転に伴ってサクションホース２３も回転する構造をなしている。   An air passage 30 is formed in the swivel adapter 28, an inflow portion of the air passage 30 is connected to the air inlet 29, and an outlet of the air passage portion is connected to the suction hose 23 via the second adapter 31. It is connected. For this reason, the suction hose 23 is also rotated with the rotation of the swivel adapter 28.

さらに、スイベルアダプタ２８には、くり粉を含むエアを外部に排出するくり粉排出部３２が設けられている。くり粉排出部３２は、先受鋼管２１の内側であってサクションホース２３の外側と、スイベルジョイント２６との外側を連通している。また、スイベルボディ２７とスイベルアダプタ２８との間には、上記第一の実施形態と同様のシール材３３が設けられている。   Further, the swivel adapter 28 is provided with a chip discharge portion 32 that discharges air containing the chip powder to the outside. The dust discharge part 32 is in communication with the outside of the suction hose 23 and the outside of the swivel joint 26 inside the steel pipe 21. Further, a seal material 33 similar to that in the first embodiment is provided between the swivel body 27 and the swivel adapter 28.

以上の構成を有する本実施形態に係る掘削装置を用いた掘削方法について説明する。   A drilling method using the drilling apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration will be described.

本実施形態に係る掘削方法では、上記第一の実施形態と同様、地山の周囲に補強材を形成するために掘削を行う。掘削を行う際には、トンネルの形成位置の周囲に、ビット部材１１を押し当て、削岩機１９を駆動し、そのまま地山の掘削を進めながら先受鋼管２１を地山に侵入させていく。   In the excavation method according to the present embodiment, excavation is performed in order to form a reinforcing material around the natural ground, as in the first embodiment. When excavation is performed, the bit member 11 is pressed around the tunnel formation position, the rock drill 19 is driven, and the receiving steel pipe 21 is allowed to invade the natural ground while excavating the natural ground as it is. .

先受鋼管２１を地山に侵入させるにあたり、いまだ侵入長さが短い場合には、先受鋼管前部２１Ａとスイベルジョイント２６とを接続して、先受鋼管前部２１Ａを地山に侵入させる。先受鋼管前部２１Ａがほとんど地山に侵入したら、図７（ａ）に示すように、先受鋼管前部２１Ａからスイベルジョイント２６を一旦取り外し、サクションホース前部２３Ａにサクションホース後部２３Ｂをホースカップリング２４で接続する。   If the intrusion length is still short when the pre-receiving steel pipe 21 is invaded into the natural ground, the pre-receiving steel pipe front portion 21A and the swivel joint 26 are connected to cause the pre-receiving steel pipe front portion 21A to enter the natural ground. . When the pre-receiver steel pipe front part 21A almost intrudes into the natural ground, as shown in FIG. 7 (a), the swivel joint 26 is temporarily removed from the pre-receiver steel pipe front part 21A, and the suction hose rear part 23B is hose to the suction hose front part 23A. Connect with the coupling 24.

続いて、図７（ｂ）に示すように、先受鋼管前部２１Ａと先受鋼管後部２１Ｂとを接続してネジ結合して固定する。さらに図７（ｃ）に示すように、先受鋼管後部２１Ｂとスイベルアダプタ２６とを接続し、ネジ結合して固定するする。このようにして、先受鋼管２１を地山に侵入させることにより、先受鋼管２１を精度よく地山に侵入させることができる。   Subsequently, as shown in FIG. 7 (b), the front receiving steel pipe front part 21A and the front receiving steel pipe rear part 21B are connected and fixed by screw connection. Furthermore, as shown in FIG.7 (c), the tip receiving steel pipe rear part 21B and the swivel adapter 26 are connected, and it fixes by screwing. In this way, by allowing the pre-receiving steel pipe 21 to enter the natural ground, the pre-receiving steel pipe 21 can be accurately intruded into the natural ground.

掘削を進めている間、コンプレッサ１８からは、圧縮されたフラッシングエアがエア流入口２９に対して供給されている。エア流入口２９に供給されたフラッシングエアは、エア通路３０を通過してサクションホース２３内へと流入する。この間、スイベルボディ２７とスイベルアダプタ２８との間にはシール材３３が設けられているので、エア通路３０に供給されたフラッシングエアがスイベルボディ２７とスイベルジョイント２６との間から漏洩することが防止されている。   During the excavation, the compressed flushing air is supplied from the compressor 18 to the air inlet 29. The flushing air supplied to the air inlet 29 passes through the air passage 30 and flows into the suction hose 23. During this time, since the sealing material 33 is provided between the swivel body 27 and the swivel adapter 28, the flushing air supplied to the air passage 30 is prevented from leaking from between the swivel body 27 and the swivel joint 26. Has been.

また、スイベルアダプタ２８はスイベルボディ２７に対して回転しているが、スイベルアダプタ２８が回転している場合でも、エア流入口２９からエア通路３０に対するエアの供給は可能となっている。このため、掘削作業を行っている間、掘削部にフラッシングエアの供給を継続することができる。   Further, although the swivel adapter 28 rotates with respect to the swivel body 27, even when the swivel adapter 28 rotates, air can be supplied from the air inlet 29 to the air passage 30. For this reason, the supply of flushing air to the excavation part can be continued while the excavation work is performed.

サクションホース２３内に流入したフラッシングエアは、削孔ビット２２におけるエア噴射口２２Ｂから噴射される。フラッシングエアは、通過断面積の大きいサクションホース２３内を流通してエア噴射口２２Ｂから噴射されている。このため、圧力損失がほとんどない状態で供給されているので、掘削部に対して高い圧力を維持したままのフラッシングエアを噴射することができる。   The flushing air that has flowed into the suction hose 23 is ejected from the air ejection port 22 </ b> B in the drill bit 22. The flushing air flows through the suction hose 23 having a large passage cross-sectional area and is injected from the air injection port 22B. For this reason, since it is supplied in a state where there is almost no pressure loss, it is possible to inject flushing air while maintaining a high pressure on the excavation part.

掘削部に流入したフラッシングエアは、高い圧力の状態であるので、削孔ビット２２によって地山を掘削して発生したくり粉を浮遊させた状態とすることができる。このまま、くり粉を浮遊させたフラッシングエアは、排出エア流通部２２Ｃを介して先受鋼管１０とサクションホース２３との間に流入する。   Since the flushing air that has flowed into the excavation part is in a high pressure state, the ground powder generated by excavating the natural ground by the drill bit 22 can be made to float. In this state, the flushing air in which the powdered powder is suspended flows between the pre-receiver steel pipe 10 and the suction hose 23 via the discharge air circulation part 22C.

先受鋼管２１と、サクションホース２３との間には、クリアランスが設けられている。排出エア流通部２２Ｃに流入したくり粉を含むフラッシングエアは、このクリアランスを通過して、くり粉排出部３２へと送られる。くり粉排出部３２に送られたくり粉を含むフラッシングエアは、くり粉排出部３２からスイベルジョイント２６の外部に排出することができる。   A clearance is provided between the receiving steel pipe 21 and the suction hose 23. The flushing air containing the powder that flows into the discharged air circulation part 22 </ b> C passes through this clearance and is sent to the powder discharge part 32. The flushing air containing the powdered powder sent to the powdered powder discharger 32 can be discharged from the powdered powder discharger 32 to the outside of the swivel joint 26.

ここで、くり粉が先受鋼管２１の内部を通過することから、先受鋼管２１内へのくり粉の残留が懸念される。この点、サクションホース２３が可とう性を有することから、フラッシングエアを供給する際にわずかな振動を起こす。この振動により、先受鋼管２１内へのくり粉の残留を防止するので、先受鋼管２１内におけるくり粉の残留量を少ない、または無くすことができる。   Here, since the chip powder passes through the inside of the pre-receiver steel pipe 21, there is a concern that the chip powder remains in the pre-receiver steel pipe 21. In this respect, since the suction hose 23 has flexibility, a slight vibration occurs when the flushing air is supplied. This vibration prevents the residue of the chip powder in the tip receiving steel pipe 21, so that the amount of the chip powder remaining in the tip receiving steel pipe 21 can be reduced or eliminated.

その後、先受鋼管２１が所定の深さ位置に到達したら、掘削作業を終了する。この後、先受鋼管２１および削孔ビット２２は地山内に埋め殺されるが、サクションホース２３は回収される。その後は、上記第一の実施形態と同様の処理を行う。   Thereafter, when the pre-receiver steel pipe 21 reaches a predetermined depth position, the excavation work is finished. Thereafter, the steel pipe 21 and the drill bit 22 are buried in the ground, but the suction hose 23 is recovered. Thereafter, the same processing as in the first embodiment is performed.

このように、本実施形態に係る掘削方法においては、上記第一の実施形態と同様、水などの増加による地山の崩落を防止することができ、フラッシングエアの圧力損失は少なくなり、くり粉の排出性を高いものとすることができ、もってフラッシングを確実に行うことができる。また、削岩機１９によって回転、打撃、押付による掘削力をビット部材１１に与えているため、高い掘削性能を発揮することができる。   Thus, in the excavation method according to the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to prevent the collapse of the natural ground due to an increase in water and the like, the pressure loss of flushing air is reduced, and the dust is reduced. Therefore, flushing can be performed reliably. Moreover, since the excavation force by rotation, hammering, and pressing is given to the bit member 11 by the rock drill 19, high excavation performance can be exhibited.

さらに、本実施形態に係る掘削方法では、くり粉を含むフラッシングエアが先受鋼管２１の内部を通過して排出される。このため、フラッシングエアが先受鋼管の外部を通過しないようにすることができるので、さらに確実に地山の崩落を防止することができる。   Furthermore, in the excavation method according to the present embodiment, flushing air containing chopping powder passes through the inside of the first steel pipe 21 and is discharged. For this reason, it is possible to prevent the flushing air from passing through the outside of the steel pipe, so that it is possible to more reliably prevent the collapse of the natural ground.

続いて、本発明の第三の実施形態について説明する。図８は、本発明の第三の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。本実施形態に係る削孔装置は、上記第二の実施形態と同様、単管の先受鋼管内にサクションホースを設けたものであるが、サクションホースと削孔ビットおよびサクションホースとスイベルアダプタとの接続態様が主に異なる。   Subsequently, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a sectional side view of a hole drilling apparatus according to a third embodiment of the present invention. As in the second embodiment, the hole drilling device according to the present embodiment is provided with a suction hose in a single pipe receiving steel pipe, a suction hose, a hole drilling bit, a suction hose, a swivel adapter, The connection mode is mainly different.

図８に示すように、本実施形態に係る削孔装置３は、上記第二の実施形態と同様の先受鋼管２１を備えている。先受鋼管２１の先端部には、削孔ビット２２が取り付けられており、削孔ビット２２におけるエア流入口２２Ｄには、サクションホース２３が直接取り付けられている。   As shown in FIG. 8, the hole drilling device 3 according to the present embodiment includes a pre-receiver steel pipe 21 similar to that of the second embodiment. A drill bit 22 is attached to the tip of the pre-receiver steel pipe 21, and a suction hose 23 is directly attached to an air inlet 22 </ b> D in the drill bit 22.

サクションホース２３は、削孔ビット２２におけるエア流入口２２Ｄに対して、スライド可能に取り付けられている。また、削孔ビット２２のエア流入口２２Ｄにおけるサクションホース２３との接続部分には、シール材３５が設けられている。このシール材３５により、サクションホースが前後方向に摺動しながらスライドした際に、エア流入口２２Ｄとサクションホース２３との間からのフラッシングエアの漏洩を防止している。
エア流入口２２Ｄには、シール材３５が設けられており、サクションホース２３は、削孔ビット２２におけるエア流入口２２Ｄにスライド可能に取り付けられている。 The suction hose 23 is slidably attached to the air inlet 22D in the drill bit 22. Further, a sealing material 35 is provided at a connection portion with the suction hose 23 at the air inlet 22 </ b> D of the drill bit 22. The sealing material 35 prevents the flushing air from leaking from between the air inlet 22D and the suction hose 23 when the suction hose slides while sliding in the front-rear direction.
The air inlet 22D is provided with a sealing material 35, and the suction hose 23 is slidably attached to the air inlet 22D in the drill bit 22.

さらに、サクションホース２３の後端部には、スイベルジョイント２６におけるスイベルアダプタ２８が接続されている。スイベルアダプタ２８には、エア通路３０が形成されており、エア通路３０とサクションホース２３とは連通している。サクションホース２３とスイベルアダプタ２８とはスライド可能に接続されており、スイベルアダプタ２８におけるサクションホース２３との接続部分には、シール材３６が設けられている。このシール材３６により、サクションホースが前後方向に摺動しながらスライドした際に、スイベルアダプタ２８とサクションホース２３との間からのフラッシングエアの漏洩を防止している。その他の点については、上記第二の実施形態と同様の構成を有している。   Further, a swivel adapter 28 in the swivel joint 26 is connected to the rear end portion of the suction hose 23. An air passage 30 is formed in the swivel adapter 28, and the air passage 30 and the suction hose 23 communicate with each other. The suction hose 23 and the swivel adapter 28 are slidably connected, and a sealing material 36 is provided at a connection portion of the swivel adapter 28 with the suction hose 23. The sealing material 36 prevents the flushing air from leaking between the swivel adapter 28 and the suction hose 23 when the suction hose slides while sliding in the front-rear direction. About another point, it has the structure similar to said 2nd embodiment.

本実施形態に係る削孔装置３では、上記第二の実施形態に係る削孔装置２による削孔方法と同様、削岩機１９によって、スイベルアダプタ２８および先受鋼管２１を介して削孔ビット２２に掘削力を付与し、地山を掘削する。また、地山の掘削を行う間、コンプレッサ１８から圧縮されたフラッシングエアがスイベルジョイント２６に形成されたエア通路３０に供給される。このフラッシングエアは、サクションホース２３を介して削孔ビット２２のエア噴射口２２Ｂから噴射される。それから、排出エア流通部２２Ｃをくり粉とともに通り、先受鋼管２１の内側とサクションホース２３の外側との間のクリアランス部分を通過して、スイベルジョイント２６に形成されたくり粉排出部３２から排出される。   In the drilling device 3 according to this embodiment, a drill bit is drilled by the rock drill 19 via the swivel adapter 28 and the pre-received steel pipe 21 as in the drilling method by the drilling device 2 according to the second embodiment. Excavation force is given to 22 and a natural ground is excavated. Further, during excavation of natural ground, the flushing air compressed from the compressor 18 is supplied to the air passage 30 formed in the swivel joint 26. This flushing air is injected from the air injection port 22 </ b> B of the drill bit 22 through the suction hose 23. Then, it passes through the discharge air circulation part 22C together with the dust, passes through the clearance part between the inside of the receiving steel pipe 21 and the outside of the suction hose 23, and is discharged from the dust discharge part 32 formed in the swivel joint 26. The

また、削孔作業を行っている間、削岩機１９からの掘削力がスイベルアダプタ２８を介して先受鋼管２１およびサクションホース２３に伝達されている。ここで、先受鋼管２１に伝達される掘削力は、削孔ビット２２に伝達されるが、サクションホース２３は、この掘削力のうち、前後方向を向いた運動によって、スイベルアダプタ２８と削孔ビット２２との間で挟まれてストレスとなることが考えられる。この点、サクションホース２３と削孔ビット２２およびサクションホース２３とスイベルアダプタ２８との間はスライド可能とされている。このため、サクションホース２３に掛かる掘削力を逃がすことができるので、サクションホース２３の破損を防止することができる。   Further, during the drilling operation, the excavation force from the rock drill 19 is transmitted to the first steel pipe 21 and the suction hose 23 via the swivel adapter 28. Here, the excavation force transmitted to the tip receiving steel pipe 21 is transmitted to the drill bit 22, and the suction hose 23 moves the swivel adapter 28 and the drill hole by the movement in the front-rear direction of the excavation force. It can be considered that stress is caused by being sandwiched between the bit 22. In this respect, it is possible to slide between the suction hose 23 and the drill bit 22 and between the suction hose 23 and the swivel adapter 28. For this reason, since the digging force applied to the suction hose 23 can be released, the suction hose 23 can be prevented from being damaged.

次に、本発明の第四の実施形態について説明する。図９は、本発明の第四の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a side sectional view of a hole drilling device according to a fourth embodiment of the present invention.

図９に示すように、本実施形態に係る削孔装置４は、上記第一の実施形態と同様の先受鋼管１０を備えている。先受鋼管１０の先端には、断面が三角形である円錐形状をなす削孔ビット４０が取り付けられている。また、先受鋼管１０の後端部には、上記第一の実施と同様のスイベルジョイント２６が設けられており、スイベルジョイント２６は、スイベルボディ２７およびスイベルアダプタ２８を備えている。先受鋼管１０は、スイベルジョイント２６におけるスイベルアダプタ２８に接続されている。   As shown in FIG. 9, the hole drilling device 4 according to this embodiment includes a pre-receiver steel pipe 10 similar to that of the first embodiment. A drill bit 40 having a conical shape with a triangular cross section is attached to the tip of the pre-receiver steel pipe 10. Further, a swivel joint 26 similar to that in the first embodiment is provided at the rear end portion of the tip receiving steel pipe 10, and the swivel joint 26 includes a swivel body 27 and a swivel adapter 28. The tip receiving steel pipe 10 is connected to a swivel adapter 28 in the swivel joint 26.

また、スイベルアダプタ２８には、シャンクロッド２０を介して削岩機１９が接続されている。削岩機１９は、上記各実施形態と同様、回転、打撃、および押付による掘削力を与えることができる。   A rock drill 19 is connected to the swivel adapter 28 via the shank rod 20. The rock drill 19 can give excavation force by rotation, striking, and pressing as in the above embodiments.

以上の構成を有する本実施形態に係る削孔装置４においては、削岩機１９による掘削力を、先受鋼管１０を介して削孔ビット４０に伝達している。削孔ビット４０では、削岩機１９によって与えられる掘削力によって、地山を掘削していき、先受鋼管１０を地山に侵入させる。   In the drilling device 4 according to the present embodiment having the above-described configuration, the excavation force by the rock drill 19 is transmitted to the drill bit 40 via the tip receiving steel pipe 10. In the drilling bit 40, the natural ground is excavated by the excavation force given by the rock drill 19, and the leading steel pipe 10 enters the natural ground.

ここで、削孔ビット４０の先端部は、円錐形状をなしている。このため、削岩機１９による掘削力を、削孔ビット４０に対して先受鋼管１０を介して伝達するのみで、地山の掘削を行うことができる。したがって、簡素な構成の掘削装置でありながら、高い掘削性能を発揮することができる。   Here, the tip of the drill bit 40 has a conical shape. For this reason, the excavation force by the rock drill 19 can be excavated only by transmitting the excavation force to the drill bit 40 via the tip receiving steel pipe 10. Therefore, high excavation performance can be exhibited while the excavator has a simple configuration.

なお、本実施形態において、削孔ビットとして円錐形状をなすものを用いているが、先端が尖鋭状である断面三角形状をなす他の形状の削孔ビットを用いることもできる。具体的には、三角錐、四角錐などの多角錐体を用いることもできる。   In the present embodiment, a conical shape is used as the drill bit, but a drill bit having another shape having a triangular cross-section with a sharp tip can also be used. Specifically, a polygonal pyramid such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid can be used.

以上、本発明の好適な実施形態について説明してが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記第二、第三の実施形態において、くり粉排出口をスイベルジョイントに設けているが、くり粉排出口を先受鋼管の後部に設ける態様とすることができる。また、上記各実施形態では、トンネル掘削の際の地山の補強のために用いているが、他の削孔工法、たとえばＢＡＦ工法（脚部補強工法）に用いることなどもできる。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention is described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the second and third embodiments, the dust discharge port is provided in the swivel joint, but the chip discharge port may be provided in the rear portion of the steel pipe. Moreover, in each said embodiment, although it uses for the reinforcement of the natural ground at the time of tunnel excavation, it can also be used for another drilling method, for example, a BAF method (leg reinforcement method).

第一の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。It is a sectional side view of the hole drilling apparatus which concerns on 1st embodiment. 第一の実施形態における削孔ビットの正面図である。It is a front view of a drill bit in a first embodiment. 補強材を設けたトンネル周辺の模式的斜視図である。It is a typical perspective view around the tunnel which provided the reinforcing material. トンネルを掘削する状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the state which excavates a tunnel. 第二の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。It is a sectional side view of the hole drilling apparatus which concerns on 2nd embodiment. 第二の実施形態における削孔ビットの正面図である。It is a front view of the drilling bit in 2nd embodiment. 先受鋼管の接続工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the connection process of a pre-receiving steel pipe. 第三の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。It is a sectional side view of the hole drilling apparatus which concerns on 3rd embodiment. 第四の実施形態に係る削孔装置の側断面図である。It is a sectional side view of the hole drilling apparatus which concerns on 4th embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１〜４削孔装置
１０，２１…先受鋼管
１１，２２，４０…削孔ビット
１２，２６…スイベルジョイント
１３，２７…スイベルボディ
１４，２８…スイベルアダプタ
１５，３３，３５，３６…シール材
１６，３０…エア通路
１７，２９…エア流入口
１８…コンプレッサ
１９…削岩機
２０…シャンクロッド
２３…サクションホース
２４…ホースカップリング
２５…第一アダプタ
３１…第二アダプタ
３２…くり粉排出部 1-4 drilling devices 10, 21 ... pre-received steel pipes 11, 22, 40 ... drill bits 12, 26 ... swivel joints 13, 27 ... swivel bodies 14, 28 ... swivel adapters 15, 33, 35, 36 ... sealing materials 16, 30 ... Air passages 17, 29 ... Air inlet 18 ... Compressor 19 ... Rock drill 20 ... Shank rod 23 ... Suction hose 24 ... Hose coupling 25 ... First adapter 31 ... Second adapter 32 ... Chip discharge part

Claims (6)

気体噴射孔が形成され、前記気体噴射孔から気体を噴射しながら地山を掘削するビット部材と、
前記ビット部材の後端部に先端が接続され、前記気体噴射孔から噴射される気体の流通路が内部に形成された先受鋼管と、
前記先受鋼管の後端部に接続され、前記先受鋼管に対して気体を供給する気体供給路が形成されたジョイント部材と、
前記ジョイント部材および前記先受鋼管を介して前記ビット部材の気体噴射孔に気体を供給する気体供給手段と、
前記ジョイント部材に取り付けられ、前記ジョイント部材および前記先受鋼管を介して前記ビット部材に掘削力を付与する掘削力付与手段と、
を備え、
前記ビット部材および前記ジョイント部材にそれぞれ接続され、前記気体供給手段から供給される気体を前記気体噴射孔に案内する気体案内管が前記先受鋼管の内側に形成され、
前記先受鋼管と前記気体案内管との間に、前記気体の排出路が形成されていることを特徴とする削孔装置。 A bit member in which a gas injection hole is formed and excavating a natural ground while injecting gas from the gas injection hole;
A tip receiving steel pipe in which a tip is connected to a rear end portion of the bit member, and a gas flow path injected from the gas injection hole is formed inside,
A joint member connected to a rear end portion of the pre-receiver steel pipe and having a gas supply path for supplying gas to the pre-receiver steel pipe;
A gas supply means for supplying a gas to the gas injection hole of the bit member via the joint member and the steel pipe;
Excavation force applying means attached to the joint member and applying an excavation force to the bit member via the joint member and the steel pipe.
Equipped with a,
A gas guide pipe that is connected to the bit member and the joint member and guides the gas supplied from the gas supply means to the gas injection hole is formed inside the steel pipe.
A drilling device, wherein the gas discharge path is formed between the steel pipe and the gas guide pipe. 前記気体案内管は、前記ビット部材および前記ジョイント部材のうちの少なくとも一方に対して、スライド可能とされている請求項１に記載の削孔装置。 The drilling device according to claim 1 , wherein the gas guide tube is slidable with respect to at least one of the bit member and the joint member. 前記気体案内管が、可とう性を有する請求項２に記載の削孔装置。 The drilling device according to claim 2 , wherein the gas guide tube has flexibility. 前記先受鋼管の径は、前記ビット部材の径よりも小径とされており、
前記先受鋼管と前記ビット部材によって掘削された掘削孔との間に、前記気体の排出路が形成されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の削孔装置。 The diameter of the receiving steel pipe is smaller than the diameter of the bit member,
The drilling device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the gas discharge path is formed between the receiving steel pipe and a drilling hole drilled by the bit member. 前記ジョイント部材がスイベルジョイントであり、
前記掘削力付与手段は、回転、打撃、および押付による掘削力を付与する請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の削孔装置。 The joint member is a swivel joint;
The drilling device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the excavation force applying means applies excavation force by rotation, impact, and pressing. 請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の削孔装置を用い、
前記気体供給手段から、前記ジョイント部材および前記先受鋼管を介して前記気体噴射孔に気体を供給するとともに、
前記掘削力付与手段によって、前記ジョイント部材および前記先受鋼管を介して前記ビット部材に掘削力を付与し、
前記気体噴射孔から気体を噴射しながら、前記ビット部材によって削孔を行うことを特徴とする削孔方法。 Using the drilling device according to any one of claims 1 to 5 ,
While supplying gas from the gas supply means to the gas injection hole via the joint member and the steel pipe,
By the excavation force applying means, an excavation force is applied to the bit member via the joint member and the tip receiving steel pipe,
A drilling method comprising performing drilling with the bit member while injecting gas from the gas injection hole.
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