JP5124009B2 - ワイヤーライン掘削装置及びその工法 - Google Patents
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Description
(a)前記アウター部(4)は、以下の(a1)〜(a4)の構成を備える。
(a1)回転駆動されるロッド。
(a2)前記ロッドの下端に連結され該ロッドと共に回転するアウターチューブ(4B)。
(a3)前記アウターチューブ(4B)の下端に装着された掘削ビット(4C)。
(a4)前記アウターチューブ(4B)の内面に形成され該アウターチューブの回転を前記インナー部(5)に伝達する回転伝動部(4D)。
(b)前記インナー部(5)は、軸方向に上方から下方に向かって、以下の(b1)〜(b6)の構成を備える。
(b1)前記ワイヤライン部(3)の下端に係合脱離可能な吊り金具(5A)。
(b2)前記アウターチューブ(4B)に対し係合脱離可能なラッチ部(5B)。
(b3)前記通水用間隙(6)から前記インナー部(5)の内部へと水を入水させるために形成された入水口(5G21,5G22)。
(b4)前記通水用間隙(6)を閉塞するように前記アウターチューブ(4B)の回転伝動部(4D)と嵌合することにより該アウターチューブの回転を伝達され、かつ前記入水口(5G21,5G22)と連通して軸方向に貫通する第1の通水路(5D5)を形成された回転従動部(5D)。
(b5)前記回転従動部(5D)に連結され前記第1の通水路(5D5)と連通する第2の通水路(5H3)と該第2の通水路から前記通水用間隙(6)へと水を出水させるための出水口(5H2)とを形成された送水ジョイント部(5H)。
(b6)前記送水ジョイント部(5H)に連結される交換部であって、前記インナー部(5)を前記アウター部(4)から取り出した際に互いに交換可能である少なくとも2つの交換部(51,52)のうち、いずれか1つの交換部。
(b61)第1の交換部(51)は、前記回転従動部(5D)の回転を伝達しないようにベアリング部(5E2)を介して連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも上方に位置するシングルインナーチューブ(5C)と、前記第1のシングルインナーチューブの下端近傍に内蔵されたコアリフター(5F)と、を具備する。
第3の交換部は、前記送水ジョイント部(5H)に替えて前記回転従動部(5D)に連結される遮水ジョイント部(5L)と、前記遮水ジョイント(5L)に連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも下方に突出するダブルインナーコアチューブ(5M)であって、前記回転従動部(5D)と共に回転するように連結された外側のインナーコアチューブ(5M1)と、該回転従動部(5D)の回転を伝達しないようにベアリング部(5L8)を介して連結された内側のインナーチューブ(5M2)とからなるダブルインナーコアチューブ(5M)と、前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の下端に装着された掘削ビット(5Q)と、を備える。
また、前記遮水ジョイント部(5L)は、前記通水用間隙(6)を遮断するべく外周に装着された弾性材パッカー(5L2)と、前記回転従動部(5D)の第1の通水路(5D5)と連通し軸方向に貫通する第3の通水路(5L3)とを形成され、該第3の通水路(5L3)の下端は前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の上端に開口することが、好適である。
硬質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記送水ジョイント部(5H)及び第1の交換部(51)を連結し、前記通水用間隙(6)の下端から水を噴出させつつ前記アウターチューブ(4B)の掘削ビット(4C)により掘削して前記シングルインナーチューブ(5C)内にコアを回収する。
軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記送水ジョイント部(5H)及び第2の交換部(52)を連結し、前記シングルインナーコアチューブ(5K)を回転させて前記コア収容ビット(5P)により該シングルインナーコアチューブ(5K)内にコアを回収する。
前記第1及び第2の交換部(51,52)の互いの交換は、前記ワイヤライン部(3)により前記インナー部(5)を吊り上げ前記アウター部(4)から取り出して行う。
前記硬質層と前記軟質層の中間の硬度である準軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記遮水ジョイント部(5L)及び前記第3の交換部(53)を連結し、前記通水用間隙(6)の下端から水を噴出させず前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の下端から水を噴出させつつ前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の掘削ビット(5Q)により掘削して前記内側のインナーチューブ(5M2)内にコアを回収する。
前記第1、第2及び第3の交換部(51,52,53)の互いの交換は、前記ワイヤライン部(3)により前記インナー部(5)を吊り上げ前記アウター部(4)から取り出して行う。
(a)前記アウター部(4)は、以下の(a1)〜(a4)の構成を備える。
(a1)回転駆動されるロッド。
(a2)前記ロッドの下端に連結され該ロッドと共に回転するアウターチューブ(4B)。
(a3)前記アウターチューブ(4B)の下端に装着された掘削ビット(4C)。
(a4)前記アウターチューブ(4B)の内面に形成され該アウターチューブの回転を前記インナー部(5)に伝達する回転伝動部(4D)。
(b)前記インナー部(5)は、軸方向に上方から下方に向かって、以下の(b1)〜(b5)の構成を備える。
(b1)前記ワイヤライン部(3)の下端に係合脱離可能な吊り金具(5A)。
(b2)前記アウターチューブ(4B)に対し係合脱離可能なラッチ部(5B)。
(b3)前記通水用間隙(6)から前記インナー部(5)の内部へと水を入水させるために形成された入水口(5G21,5G22)。
(b4)前記通水用間隙(6)を閉塞するように前記アウターチューブ(4B)の回転伝動部(4D)と嵌合することにより該アウターチューブの回転を伝達され、かつ前記入水口(5G21,5G22)と連通し軸方向に貫通する第1の通水路(5D5)を形成された回転従動部(5D)。
(b5)前記回転従動部(5D)に連結される交換部であって、前記インナー部(5)を前記アウター部(4)から取り出した際に互いに交換可能な軟質層用の交換部(54)と準軟質層用の交換部(55)のうち、いずれか1つの交換部。
上記の2つの交換部は、それぞれ以下の構成を具備する。
軟質層用の交換部(54)は、前記回転従動部(5D)に連結されかつ前記第1の通水路(5D5)と連通する第2の通水路(5H3)と前記第2の通水路から前記通水用間隙(6)へと水を出水させるための出水口(5H2)とを形成された送水ジョイント部(5H)と、前記回転従動部(5D)と共に回転するように連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも下方に突出するシングルインナーコアチューブ(5K)と、前記シングルインナーコアチューブ(5K)の下端に装着されたコア収容ビット(5P)と、を具備する。
前記準軟質層用の交換部(55)は、前記回転従動部(5D)に連結される遮水ジョイント部(5L)と、前記遮水ジョイント(5L)に連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも下方に突出するダブルインナーコアチューブ(5M)であって、前記回転従動部(5D)と共に回転するように連結された外側のインナーコアチューブ(5M1)と、該回転従動部(5D)の回転を伝達しないようにベアリング部(5L8)を介して連結された内側のインナーチューブ(5M2)とからなるダブルインナーコアチューブ(5M)と、前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の下端に装着された掘削ビット(5Q)と、を具備し、前記遮水ジョイント部(5L)は、前記通水用間隙(6)を遮断するべく外周に装着された弾性材パッカー(5L2)と、前記回転従動部(5D)の第1の通水路(5D5)と連通し軸方向に貫通する第3の通水路(5L3)と、を具備し、前記第3の通水路(5L3)の下端は前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の上端に開口する。
軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記軟質層用の交換部(54)を連結し、前記シングルインナーコアチューブ(5K)を回転させて前記コア収容ビット(5P)により該シングルインナーコアチューブ(5K)内にコアを回収する。
準軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記準軟質層用の交換部(55)を連結し、前記通水用間隙(6)の下端から水を噴出させず前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の下端から水を噴出させつつ前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の掘削ビット(5Q)により掘削して前記内側のインナーチューブ(5M2)内にコアを回収する。
前記軟質層用と準軟質層用の交換部(54,55)の互いの交換は、前記ワイヤライン部(3)により前記インナー部(5)を吊り上げ前記アウター部(4)から取り出して行う。
インナー部において、交換部を除いた共通部分は、インナー部の上方部分である。このインナー部の上方部分には、アウター部のアウターチューブに形成された回転伝動部から回転を伝達される回転従動部が含まれており、それによりインナー部の上方部分はアウター部と共に回転する。インナー部の下方部分に連結されるコア回収用の内部空間を有するチューブは、交換部に含まれており、地層に応じて最適な構成のものに交換することができる。
・回転させない単管のチューブ:「シングルインナーチューブ」
・回転させる単管のチューブ:「シングルインナーコアチューブ」
・外側チューブを回転させ内側チューブを回転させない二重管のチューブ全体:「ダブルインナーコアチューブ」
・二重管のチューブのうち外側の回転させるチューブ:「インナーコアチューブ」
・二重管のチューブのうち内側の回転させないチューブ:「インナーチューブ」
図3は、図2(a)に示した硬質層用の形態及び図2(b)に示した軟質層用の形態に共通する部分を詳細に示す図である。インナー部において軸方向に配置された各部品同士は、基本的に螺合により連結されており、螺合された部品同士は、軸周りの回転を伝達可能である(以下の他の形態についても同様)。インナー部のラッチ部5Bの下端には、ランディング部5Fが連結されている。ランディング部5Fは、略円柱状であり外周に間隙調整用又は振れ止め用のランディング5F2を装着されている。ランディング部5Fは、通水用間隙を確保するために縦方向に複数の通水溝5F1を形成されている。上方からの水は、ランディング5F2の内側の通水溝5F1を通り、下方へ流れる。
一実施例として、回転伝動部4Dの嵌合上部4D1の円筒部分の外径は100mmであり、回転従動部5Dの嵌合下部5D2の円筒部分の外径は88.9mmである。回転伝動部4Dの内周面と回転従動部5Dの外周面の径寸法には、インナー部が円滑に入り込みかつ抜け出すための適度な遊びが設けられている。
図5は、硬質層工法に適した第1の交換部をインナー部に連結したワイヤライン掘削装置の部分図である。第1の交換部は、送水ジョイント部5Hの下端に連結されるベアリングスピンドル部5Eと、その下端に連結されるシングルインナーチューブ5Cとを具備する。
・アウターチューブ4B :外径117.5mm、内径103.2mm
・掘削ビット4C :外径122.04mm、内径78.5mm
・シングルインナーチューブ5C:外径 88.9mm、内径 82.5mm
・コアリフターケース :内径 79.5mm
図8は、軟質層工法に適した第2の交換部をインナー部に連結したワイヤライン掘削装置の部分図である。第2の交換部は、送水ジョイント部5Hの下端に連結されるチェックバルブ部5Jと、その下端に連結されるシングルインナーコアチューブ5Kとを具備する。
・アウターチューブ4B :外径117.5mm、内径103.2mm
・掘削ビット4C :外径117.5mm、内径 78.5mm
・シングルインナーコアチューブ5K :外径 74.0mm、内径 66.6mm
・コア回収ビット5P(メタルクラウン):外径 76.0mm、内径 61.0mm
図11は、準軟質層工法に適した第3の交換部をインナー部に連結したワイヤライン掘削装置の部分図である。第3の交換部は、上記の第1及び第2の交換部を連結した送水ジョイント部5Hに替えて回転従動部に連結される遮水ジョイント部5Lを具備する。さらに、遮水ジョイント部5Lの下端に連結されるダブルインナーコアチューブ5Mを具備する。
・アウターチューブ4B :外径117.5mm、内径103.2mm
・掘削ビット4C :外径122.04mm、内径78.5mm
・ダブルインナーチューブ5M
・インナーコアチューブ5M1:外径 75.0mm、内径 69.0mm
・コア回収ビット5P(メタルクラウン):外径 76.0mm、内径 60.0mm
・インナーチューブ5M2 :外径 66.5mm、内径61.5mm
・コアリフターケース :内径 61mm
上記の軟質層用及び準軟質層用の第2及び第3の交換部は、硬質層用の第1の交換部とアウター部を兼用している。このため、インナー部の下端をアウター部の掘削ビットより突出させる第2及び第3の交換部では、インナー部のチューブの外径をアウター部の掘削ビットの内径よりも小さくせざるを得ない。その結果、軟質層及び準軟質層から回収するコアの径も小さくなる。
・アウターチューブ4B :外径117.5mm、内径103.2mm
・掘削ビット4C :外径122.04mm、内径89.0mm
・シングルインナーコアチューブ5K :外径 84.0mm、内径 74.5mm
・コア回収ビット5P(メタルクラウン):外径 76.0mm、内径 71.0mm
・アウターチューブ4B :外径117.5mm、内径103.2mm
・掘削ビット4C :外径122.04mm、内径93.06mm
・ダブルインナーチューブ5M
・インナーコアチューブ5M1:外径 85.0mm、内径 79.0mm
・コア回収ビット5P(メタルクラウン):外径 86.0mm、内径 70.0mm
・インナーチューブ5M2 :外径 76.5mm、内径74.5mm
・コアリフターケース :内径 71mm
図16(a)は、硬質層11及び軟質層12が混在する地層に対して行う本発明のワイヤライン掘削工法を模式的に示す図である。図5に示した第1の交換部と図8に示した第2の交換部とを地層に応じて交換しつつ掘削進行し、コアを回収する。
硬質層11からコアを回収する場合、回転従動部5Dに送水ジョイント部5H及び第1の交換部を連結する。アウターチューブ4Bを回転させる一方、シングルインナーチューブ5Cは回転させずに、通水用間隙6の下端から水を噴出させつつアウターチューブ4Bの掘削ビット4Cにより掘削してシングルインナーチューブ5C内にコアを回収する。
軟質層12からコアを回収する場合、回転従動部5Dに送水ジョイント部5H及び第2の交換部を連結する。アウターチューブ4B及びシングルインナーコアチューブ5Kを回転させ、コア収容ビット5Pによりシングルインナーコアチューブ5K内にコアを回収する。
・165.5〜173.5mの区間:シングルインナーチューブでコア採取を開始したが、コア採取率は好ましくなく、171.5〜173.5mで崩落が発生し、掘削続行困難となった。崩落は、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した際に発生する。そこで、シングルインナーコアチューブに交換した。このとき、シングルインナーコアチューブの突出長さは3mとした。シングルインナーコアチューブを用いて崩落発生箇所の沈殿物を全て回収できた。沈殿物には、崩落物の他に、引き上げられなかった残留コアも含まれる。沈殿物の回収は、対象区間において掘削装置の掘進と後退を何回か繰り返して行った。これにより、掘削続行可能となった。
・173.5〜181.5mの区間:シングルインナーコアチューブを用いて60%のコアを採取できた。特に、177.5〜180.5mの区間のみを見ると、シルト質砂を主とする軟質層でありながら、100%のコア採取率という良好な結果が得られた。これは、従来の工法では全く得られなかった結果である。
・181.5〜192.5mの区間:再びシングルインナーチューブに交換してコア採取を行い、90%のコア採取率が得られた。191.5〜192.5mで崩落が発生したため、シングルインナーコアチューブに交換して、崩落による沈殿物を回収した。
・192.5〜231.5mの区間:シングルインナーコアチューブによりコア採取を行い、コア採取率78%が得られた。途中、217.5m付近で崩落が発生したが、沈殿物を回収でき、掘削続行可能となった。この区間も軟質層であり、従来の工法ではコア採取は極めて困難であった。
図16(b)は、硬質層11、軟質層12及び準軟質層13が混在する地層に対して行う本発明のワイヤライン掘削工法を模式的に示す図である。図5に示した第1の交換部と図8に示した第2の交換部と図11に示した第3の交換部とを地層に応じて交換しつつ掘削進行し、コアを回収する。
硬質層11及び軟質層12における工法は、図16(a)と同じである。
準軟質層13からコアを回収する場合、回転従動部5Dに遮水ジョイント部5L(送水ジョイント部5Hは用いない)を含む第3の交換部53を連結する。アウターチューブ4B及びダブルインナーコアチューブ5Mのインナーコアチューブ5M1を回転させかつインナーチューブ5M2は回転させずに、通水用間隙6の下端から水を噴出させずダブルインナーコアチューブ5Mの間隙5M3の下端から水を噴出させつつインナーコアチューブ5M1の掘削ビット5Qにより掘削してインナーチューブ5M2内にコアを回収する。
図16(c)は、軟質層12及び準軟質層13が混在する地層に対して行う本発明のワイヤライン掘削工法を模式的に示す図である。図14(a)に示した大径軟質層用の交換部と図14(b)に示した大径準軟質層用の交換部とを地層に応じて交換しつつ掘削進行し、コアを回収する。
軟質層12における工法は、上記の第2の交換部を用いる場合と同じである。
準軟質層13における工法は、上記の第3の交換部を用いる場合と同じである。
2:装置本体部
3:ワイヤライン部
3A:ワイヤライン
3B:オーバーショットアッセンブリ
3C:リフティングドック
4:アウター部
4A:ロッキングカップリング
4B:アウターチューブ
4C:掘削ビット
4D:回転伝動部
4G:アダプターカップリング
5:インナー部
51:第1の交換部
52:第2の交換部
53:第3の交換部
54:大径軟質層用の交換部
55:大径準軟質層用の交換部
5A:吊り金具
5B:ラッチ部
5C:シングルインナーチューブ
5D:回転従動部
5E:ベアリング部
5F:ランディング部
5G:入水部
5H:送水ジョイント部
5I:コアリフター
5J:チェックバルブ部
5K:シングルインナーコアチューブ
5L:遮水ジョイント部
5M:ダブルインナーコアチューブ
5M1:インナーコアチューブ
5M2:インナーチューブ
5P:コア収容ビット
5Q:掘削ビット
Claims (6)
- 装置本体部(2)とワイヤライン部(3)とから構成され、前記装置本体部(2)は、円筒状のアウター部(4)と、該アウター部との間に通水用間隙(6)を設けて内部空間に設置されるインナー部(5)とから構成され、前記インナー部(5)は、前記ワイヤライン部(3)により前記アウター部(4)内に投下されかつ吊り上げられるワイヤライン掘削装置(1)において、
(a)前記アウター部(4)は、
(a1)回転駆動されるロッドと、
(a2)前記ロッドの下端に連結され該ロッドと共に回転するアウターチューブ(4B)と、
(a3)前記アウターチューブ(4B)の下端に装着された掘削ビット(4C)と、
(a4)前記アウターチューブ(4B)の内面に形成され該アウターチューブの回転を前記インナー部(5)に伝達する回転伝動部(4D)と、を備え、
(b)前記インナー部(5)は、軸方向に上方から下方に向かって、
(b1)前記ワイヤライン部(3)の下端に係合脱離可能な吊り金具(5A)と、
(b2)前記アウターチューブ(4B)に対し係合脱離可能なラッチ部(5B)と、
(b3)前記通水用間隙(6)から前記インナー部(5)の内部へと水を入水させるために形成された入水口(5G21,5G22)と、
(b4)前記通水用間隙(6)を閉塞するように前記アウターチューブ(4B)の回転伝動部(4D)と嵌合することにより該アウターチューブの回転を伝達され、かつ前記入水口(5G21,5G22)と連通して軸方向に貫通する第1の通水路(5D5)を形成された回転従動部(5D)と、
(b5)前記回転従動部(5D)に連結され前記第1の通水路(5D5)と連通する第2の通水路(5H3)と該第2の通水路から前記通水用間隙(6)へと水を出水させるための出水口(5H2)とを形成された送水ジョイント部(5H)と、
(b6)前記送水ジョイント部(5H)に連結される交換部であって、前記インナー部(5)を前記アウター部(4)から取り出した際に互いに交換可能である少なくとも2つの交換部(51,52)のうち、いずれか1つの交換部と、を備え、
(b61)第1の交換部(51)は、
前記回転従動部(5D)の回転を伝達しないようにベアリング部(5E2)を介して連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも上方に位置するシングルインナーチューブ(5C)と、
前記第1のシングルインナーチューブの下端近傍に内蔵されたコアリフター(5F)と、を具備し、
(b62)第2の交換部(52)は、
前記回転従動部(5D)と共に回転するように連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも下方に突出するシングルインナーコアチューブ(5K)と、
前記シングルインナーコアチューブの下端に装着されたコア収容ビット(5P)と、を具備することを特徴とするワイヤライン掘削装置。 - 請求項1に記載のワイヤライン掘削装置において、前記インナー部(5)はさらに第3の交換部を備え、該第3の交換部は、
前記送水ジョイント部(5H)に替えて前記回転従動部(5D)に連結される遮水ジョイント部(5L)と、
前記遮水ジョイント(5L)に連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも下方に突出するダブルインナーコアチューブ(5M)であって、前記回転従動部(5D)と共に回転するように連結された外側のインナーコアチューブ(5M1)と、該回転従動部(5D)の回転を伝達しないようにベアリング部(5L8)を介して連結された内側のインナーチューブ(5M2)とからなるダブルインナーコアチューブ(5M)と、
前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の下端に装着された掘削ビット(5Q)と、を具備し、
前記遮水ジョイント部(5L)は、前記通水用間隙(6)を遮断するべく外周に装着された弾性材パッカー(5L2)と、前記回転従動部(5D)の第1の通水路(5D5)と連通し軸方向に貫通する第3の通水路(5L3)とを形成され、該第3の通水路(5L3)の下端は前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の上端に開口することを特徴とするワイヤライン掘削装置。 - 請求項1に記載のワイヤライン掘削装置を用いたワイヤライン掘削工法において、
硬質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記送水ジョイント部(5H)及び第1の交換部(51)を連結し、前記通水用間隙(6)の下端から水を噴出させつつ前記アウターチューブ(4B)の掘削ビット(4C)により掘削して前記シングルインナーチューブ(5C)内にコアを回収し、
軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記送水ジョイント部(5H)及び第2の交換部(52)を連結し、前記シングルインナーコアチューブ(5K)を回転させて前記コア収容ビット(5P)により該シングルインナーコアチューブ(5K)内にコアを回収し、
前記第1及び第2の交換部(51,52)の互いの交換は、前記ワイヤライン部(3)により前記インナー部(5)を吊り上げ前記アウター部(4)から取り出して行うことを特徴とするワイヤライン掘削工法。 - 請求項2に記載のワイヤライン掘削装置を用いたワイヤライン掘削工法において、
硬質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記送水ジョイント部(5H)及び第1の交換部(51)を連結し、前記通水用間隙(6)の下端から水を噴出させつつ前記アウターチューブ(4B)の掘削ビット(4C)により掘削して前記シングルインナーチューブ(5C)内にコアを回収し、
軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記送水ジョイント部(5H)及び第2の交換部(52)を連結し、前記シングルインナーコアチューブ(5K)を回転させて前記コア収容ビット(5P)により該シングルインナーコアチューブ(5K)内にコアを回収し、
前記硬質層と前記軟質層の中間の硬度である準軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記遮水ジョイント部(5L)及び前記第3の交換部(53)を連結し、前記通水用間隙(6)の下端から水を噴出させず前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の下端から水を噴出させつつ前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の掘削ビット(5Q)により掘削して前記内側のインナーチューブ(5M2)内にコアを回収し、
前記第1、第2及び第3の交換部(51,52,53)の互いの交換は、前記ワイヤライン部(3)により前記インナー部(5)を吊り上げ前記アウター部(4)から取り出して行うことを特徴とするワイヤライン掘削工法。 - 装置本体部(2)とワイヤライン部(3)とから構成され、該アウター部との間に通水用間隙(6)を設けて内部空間に設置されるインナー部(5)とから構成され、前記インナー部(5)は前記ワイヤライン部(3)により前記アウター部(4)内に投下されかつ吊り上げられるワイヤライン掘削装置(1)において、
(a)前記アウター部(4)は、
(a1)回転駆動されるロッドと、
(a2)前記ロッドの下端に連結され該ロッドと共に回転するアウターチューブ(4B)と、
(a3)前記アウターチューブ(4B)の下端に装着された掘削ビット(4C)と、
(a4)前記アウターチューブ(4B)の内面に形成され該アウターチューブの回転を前記インナー部(5)に伝達する回転伝動部(4D)と、を備え、
(b)前記インナー部(5)は、軸方向に上方から下方に向かって、
(b1)前記ワイヤライン部(3)の下端に係合脱離可能な吊り金具(5A)と、
(b2)前記アウターチューブ(4B)に対し係合脱離可能なラッチ部(5B)と、
(b3)前記通水用間隙(6)から前記インナー部(5)の内部へと水を入水させるために形成された入水口(5G21,5G22)と、
(b4)前記通水用間隙(6)を閉塞するように前記アウターチューブ(4B)の回転伝動部(4D)と嵌合することにより該アウターチューブの回転を伝達され、かつ前記入水口(5G21,5G22)と連通し軸方向に貫通する第1の通水路(5D5)を形成された回転従動部(5D)と、
(b5)前記回転従動部(5D)に連結される交換部であって、前記インナー部(5)を前記アウター部(4)から取り出した際に互いに交換可能な軟質層用の交換部(54)と準軟質層用の交換部(55)のうち、いずれか1つの交換部と、を備え、
(b51)前記軟質層用の交換部(54)は、
前記回転従動部(5D)に連結されかつ前記第1の通水路(5D5)と連通する第2の通水路(5H3)と前記第2の通水路から前記通水用間隙(6)へと水を出水させるための出水口(5H2)とを形成された送水ジョイント部(5H)と、
前記回転従動部(5D)と共に回転するように連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも下方に突出するシングルインナーコアチューブ(5K)と、
前記シングルインナーコアチューブ(5K)の下端に装着されたコア収容ビット(5P)と、を具備し、
(b52)前記準軟質層用の交換部(55)は、
前記回転従動部(5D)に連結される遮水ジョイント部(5L)と、
前記遮水ジョイント(5L)に連結されその下端が前記アウター部(4)の掘削ビット(4C)よりも下方に突出するダブルインナーコアチューブ(5M)であって、前記回転従動部(5D)と共に回転するように連結された外側のインナーコアチューブ(5M1)と、該回転従動部(5D)の回転を伝達しないようにベアリング部(5L8)を介して連結された内側のインナーチューブ(5M2)とからなるダブルインナーコアチューブ(5M)と、
前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の下端に装着された掘削ビット(5Q)と、を具備し、
前記遮水ジョイント部(5L)は、前記通水用間隙(6)を遮断するべく外周に装着された弾性材パッカー(5L2)と、前記回転従動部(5D)の第1の通水路(5D5)と連通し軸方向に貫通する第3の通水路(5L3)と、を具備し、前記第3の通水路(5L3)の下端は前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の上端に開口することを特徴とするワイヤライン掘削装置。 - 請求項5に記載のワイヤライン掘削装置を用いたワイヤライン掘削工法において、
軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記軟質層用の交換部(54)を連結し、前記シングルインナーコアチューブ(5K)を回転させて前記コア収容ビット(5P)により該シングルインナーコアチューブ(5K)内にコアを回収し、
準軟質層からコアを回収する場合、前記回転従動部(5D)に前記準軟質層用の交換部(55)を連結し、前記通水用間隙(6)の下端から水を噴出させず前記ダブルインナーコアチューブ(5M)の間隙(5M3)の下端から水を噴出させつつ前記外側のインナーコアチューブ(5M1)の掘削ビット(5Q)により掘削して前記内側のインナーチューブ(5M2)内にコアを回収し、
前記軟質層用と準軟質層用の交換部(54,55)の互いの交換は、前記ワイヤライン部(3)により前記インナー部(5)を吊り上げ前記アウター部(4)から取り出して行うことを特徴とするワイヤライン掘削工法。
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