JP4686067B2 - 管内掘削装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事において地盤に基礎等の一部として打ち込まれる鋼管等において、管内の土砂を掘削し除去するために用いられる管内掘削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の管内掘削装置としては、図示しないが、鋼管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、前記ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む鋼管内の泥水を鋼管外へと排出するためのエアーリフトとから構成されるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる管内掘削装置では、ウォータージェットにより掘削した掘削土をエアーリフトにより排出することとなっていることから、以下のような問題がある。
【0004】
すなわち、かかる管内掘削装置によれば、掘削土は、エアーリフトにより、管内の底部から泥水に含められ、鋼管内を上昇していき、鋼管頂部から溢れ出ていく泥水とともに鋼管外に直接排出されることとなる。
【0005】
それゆえ、かかる管内掘削装置では、掘削土のうち比重の小さいものが優先的に鋼管外へと排出され、比重の大きいものは鋼管頂部まで上昇できず鋼管内に残存することとなり、排出できる掘削土が限られることに加え、残存する重い掘削土がウォータージェットによる掘削の妨げとなってしまう。
【0006】
また、そればかりか、鋼管外に溢れ出る大量の泥水の処理や処理設備も必要となり、単位時間当たりの掘削土の排出量が不可避的に少なくなってしまう。
【0007】
その結果、効率的かつ低廉な管内掘削作業を実現させることが実際上相当に困難となってしまうのである。
【0008】
そこで、本発明の課題は、効率的かつ低廉な管内掘削作業が実現するように、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大するような管内掘削装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る管内掘削装置は、管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、前記ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む管内の泥水を管外へと排出する水中サンドポンプと、がユニットとして構成され、前記ウォータージェットの給水管と、前記水中サンドポンプの排水管との間には連結部材が跨設され、前記連結部材には吊りピースが設けられており、前記ユニットは、前記吊りピースを吊り点として重機により吊り下げられることで、管内における昇降が自在であることを特徴としている。
【0010】
本発明に係る管内掘削装置によれば、ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む管内の泥水を水中サンドポンプにより管外へと排出するので、掘削土の一部が管内に残存しこれがウォータージェットによる掘削の妨げとなるようなことがなく、加えて、管外に溢れ出る大量の泥水の処理等も不要となる。
【0011】
したがって、掘削土をエアーリフトにより管外へと排出するような従来技術に比して、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大することとなり、効率的かつ低廉な管内掘削作業を実現させることが可能となる。
【0014】
なお、このような一体化されたユニットの一部としてのウォータージェットには、少なくとも鋼管やフレキシブル管など、管内の土砂の掘削に用いる噴射水を供給するための給水管と、供給された水を噴射するためのノズルとが含まれる。
【0015】
また、このような一体化されたユニットの一部としての水中サンドポンプには、少なくとも掘削土を含む管内の泥水を汲み上げるためのポンプ装置それ自体と、鋼管やフレキシブル管など、ポンプ装置により吸引された泥水を管外へ導き出すための排水管とが含まれる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0017】
図1は本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の概略構成を示す側面図、図2は該管内掘削装置の下端側の詳細構成を示す図(図2(a)は側面図、図2(b)は図2(a)におけるA方向矢視図)、図3は該管内掘削装置の上端側の詳細構成を示す側面図である。
【0018】
なお、以下の説明は、鋼管矢板井筒基礎における鋼管矢板の管内に中詰コンクリートを打設するに際しての管内掘削についてのものであるが、これ以外の例えば仮設の鋼管矢板の引き抜きに際しての管内掘削などについても妥当性を有するものである。
【0019】
本実施の形態において、管内掘削装置は、図1に示すように、ウォータージェット1と、水中サンドポンプ2と、配管ユニット3とから構成されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【0020】
(1)ウォータージェット1
ウォータージェット1は、管11a内の土砂11bを噴射水を用いて掘削する役割を果たすものである。
【0021】
このウォータージェット1は、具体的には、同図に示すように、井筒11内に設置される給水用水中ポンプ装置1aと、給水ホース1bと、給水管1cと、ノズルユニット1dとからなっている。
【0022】
ここで、この給水管1cは、図3に示すように、この管内掘削装置の分解、組立の便宜に資することが可能となるように、フランジ継手21により、連結されている。
【0023】
また、このノズルユニット1dは、図2に示すように、略円柱形状を呈する水中サンドポンプ装置2aの吸水口付近の外周部に対して固着され、給水管1cに連通するリング状給水管31と、リング状給水管31に対して取り付けられる複数のジェットノズル32とからなっている。
【0024】
ここで、このジェットノズル32は、同図に示すように、噴射水を用いた効果的な掘削が実現するように、適宜間隔及び噴射方向で、リング状給水管31に取り付けられている。具体的には、このジェットノズル32のうちの半分は、鉛直下方向に取り付けられているが、余りの半分は、外側下方向に取り付けられている。
【0025】
(2)水中サンドポンプ2
水中サンドポンプ2は、ウォータージェット1により掘削した掘削土を含む管11a内の泥水を汲み上げて管11a外へと排出する役割を果たすものである。
【0026】
この水中サンドポンプ2は、具体的には、図1に示すように、掘削対象となる管11a内の土砂11bに対向して設置されるはずの水中サンドポンプ装置2aと、排水管2bと、排水ホース2cとからなっている。
なお、排水ホース2cの下端部には、排出土の目視確認と、排水ホース2cに作用する力の低減を目的として、フロート2dが取り付けられている。
【0027】
この排水管2bは、図1及び図3に示すように、この管内掘削装置の分解、組立の便宜に資することが可能となるように、フランジ継手41により、連結されている。
【0028】
(3)配管ユニット3
配管ユニット3は、図3に示すように、ウォータージェット1及び水中サンドポンプ2が一体化されたユニットとして構成されるように、ウォータージェット1のうちの給水管1c及び水中サンドポンプ2のうちの排水管2b、また、給水管1cと排水管2bを連結する役割を果たす連結金具3aから構成されるものである。
【0029】
連結金具3aは、図1に示すように、給水管1c及び排水管2bの間において複数段にわたって跨設されるものであり、最上段に係る連結金具3aには、図3に示すように、クレーン51によりこの一体化されたユニットを吊り下げるための吊りピース3bが設けられている。
【0030】
すなわち、このようなウォータージェット1、水中サンドポンプ2及び配管ユニット3からなる一体化されたユニットは、図1に示すように、重機たるクレーン51により吊り下げられることにより、管11a内において自由に昇降することが可能となる。
【0031】
このような管内掘削装置を用いた管内掘削は、同図に示すように、クレーン51により、一体化されたユニットを、ウォータージェット1及び水中サンドポンプ2を停止させたまま管11a内を降下させ、装置の最下端をこの時点での管11a内の底部となっている土砂11b面に着地させた上で、ウォータージェット1及び水中サンドポンプ2をともに稼働させることにより、ウォータージェット1により掘削した掘削土を含む管11a内の泥水を水中サンドポンプ2により管11a外へと排出するというものである。
【0032】
つまり、このような管内掘削装置を用いた管内掘削によれば、ウォータージェット1による掘削直後に掘削土のすべてを管11a内の泥水に含めて汲み上げて管11a外へと排出できるので、掘削土の一部が管11a内に残存することがなく、ウォータージェット1による掘削を妨げないばかりか、管11a外に直接溢れ出る大量の泥水の処理等も不要となる。
【0033】
したがって、本実施の形態に係る管内掘削装置によれば、掘削土をエアーリフトにより管外へと排出するような従来技術に比して、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大させることが可能となり、ひいては効率的かつ低廉な管内掘削作業を実現させることが可能となる。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、効率的かつ低廉な管内掘削作業が実現するように、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大するような管内掘削装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の概略構成を示す側面図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の下端側の詳細構成を示す図(図2(a)は側面図、図2(b)は図2(a)におけるA方向矢視図)である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の上端側の詳細構成を示す側面図である。
【符号の説明】
1…ウォータージェット
1a…給水用水中ポンプ装置
1b…給水ホース
1c…給水管
1d…ノズルユニット
2…水中サンドポンプ
2a…水中サンドポンプ装置
2b…排水管
2c…排水ホース
2d…フロート
3…配管ユニット
3a…連結金具
3b…吊りピース
11…井筒
11a…管
11b…土砂
21…フランジ継手
31…リング状給水管
32…ジェットノズル
41…フランジ継手
51…クレーン
Claims (1)
- 管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、
前記ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む管内の泥水を管外へと排出する水中サンドポンプと、がユニットとして構成され、
前記ウォータージェットの給水管と、前記水中サンドポンプの排水管との間には連結部材が跨設され、前記連結部材には吊りピースが設けられており、
前記ユニットは、前記吊りピースを吊り点として重機により吊り下げられることで、管内における昇降が自在であることを特徴とする、
管内掘削装置。
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