JP6626343B2 - 鋼管矢板打設用部材、鋼管矢板打設方法 - Google Patents

Description

本発明は、エアや液体などの搬送用流体を利用して掘削ずりを上に向かって移動させ、鋼管矢板上部側から前記掘削ずりや濁水を排出する鋼管矢板打設工事（例えばダウンザホールハンマを利用する鋼管矢板打設工事）で用いることを前提とする鋼管矢板打設方法と、この鋼管矢板打設工事で用いる鋼管矢板打設用部材および鋼管矢板打設補助部材に関するものである。

従来より一般的に用いられている鋼管矢板は、本管と、その両脇の長手方向に沿って一体的に設けられた一対の継手を有している。各継手は、隣り合う位置に打設された鋼管矢板を連結するための手段として機能するものであり、現在では、Ｐ−Ｐ継手、Ｐ−Ｔ継手、Ｌ−Ｔ継手といったタイプの継手が標準化され、この種の継手を具備する鋼管矢板が広く普及している。

このような継手と本管を含んで構成される鋼管矢板は、砂質土、シルト等の軟弱地盤に対する高い水平耐力を有しているという特徴を持っている。このような特徴を生かし、港湾部ばかりでなく河川や複数の鋼管矢板をその側部の継手を介して相互連結した壁状構造体が、仮締め切りなどの仮設工事において広く採用されている。

また近年では、大規模地震における被災の教訓に鑑み、加えて、上述のように鋼管矢板の性能が高く評価されていることもあり、鋼管矢板は、耐震構造を考慮した土留め壁、井筒基礎等の永久構造物、近年ではダムの機能追加工事におけるダム湖内の大水深の仮締切工などに広汎に用いられるに至っている。従って、さらにこの鋼管矢板は、従来の軟弱層ばかりでなく、礫質土層、玉石を含む河床堆積層、岩盤層など各種硬質地盤に対しても適用されるに至っている。

このような鋼管矢板の打設にあたっては、港湾部、河川下流部を中心として、例えばダウンザホールハンマによる打撃圧入工法などを利用した打設工事が行われている。
ダウンザホールハンマによる鋼管矢板の打撃圧入の原理を図１１及び図１２に示す。
図１１は、ダウンザホールハンマによる打撃圧入の原理を示す概略図である。
図１２は、ダウンザホールハンマによる打撃圧入の原理を示す詳細図である。

図１１及び図１２に示すように、鋼管矢板の打設に用いる掘削装置８は主として、クレーン吊り下げ式の回転駆動装置８１と、該回転駆動装置８１に連結されたドリルロッド８２（回転駆動シャフト）と、該ドリルロッドの下方に設けられたダウンザホールハンマ８３を有している。

回転駆動装置８１は、その下部のドリルロッド８２を介してダウンザホールハンマ８３を回転駆動する。この回転駆動装置８３の下端には、排土経路制御手段として機能する排土キャップ９が設けられている。排土キャップ９は、ドリルロッド８３の上端側を取り囲むように取り付けられている。

排土キャップ９の具体的構成例や機能作用を図１３〜図１６に例示する。
図１３は、排土キャップ９の単体の構成例を示す図である。
図１４は、図１３に示す排土キャップを回転駆動装置８１の下端に取り付けた状態を例示する図である。
図１５は、排土キャップ９等を利用した鋼管矢板打設の様子を概略的に例示する図である。なお、同図において、回転駆動装置の図示は省略している。
図１６は、図１５のａ−ａ線、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線、ｄ−ｄ線に沿った断面図である。

図１３及び図１４に例示するように、排土キャップ９は、
・ドリルロッドの上端側を取り囲む略円筒形状の筒状部９１と、
・該筒状部の天端位置に設けられた接続部９２（回転駆動装置下端への接続部）と、
・筒状部９１の外周面から張り出すように設けられた排土部９３と、
・打設する鋼管矢板の継手７３の上端側付け根部（溶接部位）に差し込まれる一対の切欠き部９４と、を具備している。

排土キャップ９の筒状部９１の内側には、図１１及び図１５に示すように、回転駆動装置８１に連結されたドリルロッド８２が挿通するとともに、打設する鋼管矢板本管７１の上端側が挿入される。なお、図１６(a)(b)(c)に示すように、打設する鋼管矢板本管７１の外周面と排土キャップの筒状部９１の内周面との間には、平面視環状の隙間９５が形成される。図１５(b)も併せて参照のこと。
接続部９２は、図１４に示すように、回転駆動装置８１の下端部に固設される。
排土部９３は、略箱状の外観を有していて、底部が開口している。すなわち、排土部９３の底部には、開口部９６が形成されている。この開口部９６からは、図１５の矢印で示すように、掘削ずりや濁水が噴出する。
一対の切欠き部９４は、図１３(b)に示すようにそれぞれ略ｎ字状（逆Ｕ字状）に形成され、また、各切欠き部９４には、図１５(b)及び図１６(c)に示すように、打設する鋼管矢板継手７３の上部側が挿入される。この切欠き部９４は、回転駆動装置８１の駆動用反力を鋼管矢板に対して確保するための反力確保手段として機能する。継手７３の付け根部位（溶接部）の長手方向に沿って、各切欠き部９４に対し継手７３を相対的に差し込むことで、切欠き部９４を形成する縁部と継手７３が相互に係合可能になる。

回転駆動装置８１の動力を受けて排土キャップ９（回転駆動装置８１と一体となっている排土キャップ９）が回転しようとすると、切欠き部９４を形成する縁部が継手７３の付け根部分（溶接部位の近傍）に引っ掛かる。すなわち、回転駆動装置８１の動力を受けて排土キャップ９が回転しようとしても、切欠き部９４に差し込まれている継手７３が排土キャップ９の回転を妨げるので、回転駆動装置８１の反力が、切欠き部９４と継手７３を介して鋼管矢板７０に確保される。

上記構成の排土キャップ９は、図１１及び図１５に示すように、掘削装置のドリルロッド８２の外周面との間に隙間を空けた状態で、回転駆動装置８１の下端に固設されている。

ダウンザホールハンマ８３は、打撃圧入力発生用のピストンを内蔵している。ダウンザホールハンマ８３の上端側にはドリルロッド８２が接続され、該ドリルロッド８２は排土キャップ９の筒状部９１の内側を通って、回転駆動装置８１に作動可能に連結されている。

一方、ダウンザホールハンマ８３の下方には、地盤を掘削するための拡縮可能な掘削ビット８５が設けられている。掘削ビット８５の上方であって、ダウンザホールハンマ８３の下方の外周面には、打撃力を鋼管矢板本管７１の下部に印加するためのリング状段部１０１（鋼管矢板側のケーシングトップ７５とぶつかり合う係合部）が固設されている。

掘削装置先端の掘削ビット８５は、拡径状態と縮径状態との間で変位可能に構成されている。掘削ビット８５が縮径状態にあるときには、当該掘削ビットを鋼管矢板本管７１に対して自在に抜き差しすることができる。拡径状態では、掘削ビット８５は外方に張り出して、その外側端の旋回軌跡は、図１２に示すように鋼管矢板本管７１の外径を上回る。

鋼管矢板の打設時には、図１１に示すように鋼管矢板本管７１の内空部にドリルロッド８２とダウンザホールハンマ８３との結合体を挿入し、その先端開口部から掘削ビット８５を突き出し、該掘削ビットを拡径状態にセットして対象地盤を掘削する。

上記構成の掘削装置８を用いて打設を行う際には、回転駆動装置８１でダウンザホールハンマ８３に回転力を付与すると同時に、コンプレッサーでダウンザホールハンマ８３内に圧縮エア（圧搾空気）を供給する。圧縮エアがダウンザホールハンマ８３内に供給されると、ダウンザホールハンマ８３に内蔵したピストンが上下駆動して、該ピストンの打撃力がハンマ先端の掘削ビット８５に伝達される。その結果、回転を加えながら掘削対象地盤に対し連続的に打撃掘削を行うことができる。

一方、ダウンザホールハンマ８３に向けて供給される駆動用エア（圧搾空気）は、当該ダウンザホールハンマを駆動させるだけでなく、鋼管矢板本管７１の内側でエアリフト効果を発生させ、掘削ビット８５で削り出される掘削ずり（掘削土）をエアによって吹き上げる。すなわち、掘削ビット８５で削り出される掘削ずり（掘削土）は、ダウンザホールハンマ８３の駆動用エア（圧搾空気）に由来するエアフローに乗ってエアリフト式に吹き上がる。

エアリフト効果を発生させる上記駆動用エア（圧搾空気）に由来するエアは、より低圧の大気（外気）へと向かって流れる。
すなわち、図１５において矢印で示すように、ダウンザホールハンマ８３の駆動に用いられたエア（圧搾空気）は、
１）鋼管矢板本管７１の内空部（詳細には、該鋼管矢板本管７１の内壁とドリルロッド７２の外周面との間の隙間などから成る経路）を通り、
２）鋼管矢板本管７１の上端開口部から排出され、さらに、
３）鋼管矢板本管７１の上に覆い被さるように設けられた排土キャップ９の天端にぶつかってエアフローの方向を変え、さらに、
４）排土キャップの排土口９６を経て外部に（より低圧の系外に）排出されるとともに、
５）鋼管矢板本管の上端側外周面と排土キャップ内周面との間に形成された平面視環状の隙間９５を経て外部に（より低圧の系外に）排出される。

つまり、上記１）〜５）の排土口９６や隙間９５などを含んで構成される経路は、当該排土口９６や隙間９５を出口とする開放的な流路（大気へ通ずる経路）を構成しており、ダウンザホールハンマ８３の駆動用エア（圧搾空気）は、低圧の外気へ向かう経路を経て排土口９６や隙間９５から排出される。

なお、排土口９６よりも内側の経路、隙間９５よりも内側の経路では、駆動用エア（圧搾空気）の影響により気圧が大気よりも高く、他方で、排土口９６よりも外側、隙間９５よりも外側では、大気圧となっている。そのため、ダウンザホールハンマ８３の駆動用エア（圧搾空気）は、排土口９６と隙間９５に向かうエアフロー（高圧から低圧へと向かう気流）を生じさせる。

したがって、エアリフト効果によって吹き上げられた掘削ずりは、ダウンザホールハンマ８３の駆動用エアに由来するエアフローに乗って誘導され、鋼管矢板本管７１の内空部（詳細には、該鋼管矢板本管７１の内周面とドリルロッド８２の外周面との間の隙間などから成る経路）を通って、鋼管矢板本管７１の上端開口部から排出され、さらに、鋼管矢板本管７１の上から覆いかぶさるように設けられた排土キャップ９の天端にぶつかって移動方向を変え、排土キャップ９の排土口９６（図１５参照）から噴出する。同時に、鋼管矢板本管７１の上端側外周面と排土キャップ内周面との間に形成された平面視環状の隙間９５（図１５(b)と図１６(a)(b)を参照）からも、掘削ずりがエアの流れに乗って噴出し、その後は自由落下する。

上述した原理で対象地盤を打撃掘削することにより、鋼管矢板上部側からの掘削ずりの噴出を伴いながら、ダウンザホールハンマ８３が掘進する。そして図１２に示すように、ダウンザホールハンマ８３が掘進するとき、掘削ビット上部であってダウンザホールハンマ下方の外周面に固設したリング状段部１０１と、鋼管矢板本管７１の下端側内壁側に固設した段部８７とが、上下方向で相互干渉して（相互にぶつかり合って）、鋼管矢板が掘進方向へ打撃圧入される。

したがって、ダウンザホールハンマ８３を鋼管矢板本管７１に挿通させた状態で地盤を掘削すれば、それと同時に打撃力が鋼管矢板下部に印加されて、該鋼管矢板がダウンザホールハンマ８３に追随するので、掘削と同時に鋼管矢板本管３の打撃圧入が進行する。

上述したダウンザホールハンマなどを用いた河川部等での鋼管矢板打設工事では、図１５において矢印で示すように、圧搾空気に由来するエアリフト効果（流体搬送効果）によって吹き上げられた「小石混じりのくり粉状の掘削ずり」が「濁水」に混じった状態で、エアフローに誘導されて、排土キャップ９の排土口９６や、排土キャップ内周面と鋼管矢板本管外周面との間の隙間９５から、エアリフトの勢いに乗って爆発的に噴出する。つまり、（排土口９６や隙間９５から単に落ちてくるのではなく）後続の圧搾空気等による押し流し作用の影響を受けて勢いよく爆発的に噴き出すように排出される。

このようにエアフローに誘導されて次々に噴出する「小石混じりのくり粉状の掘削ずり」や「濁水」の多くは、エアフローの勢いに乗って、鋼管矢板本管７１の外側に噴出して地表方向に向かって落下または飛散するものの、掘削ずりや濁水の一部は、落下または飛散する過程で継手７３内に進入する。特に、（図１６(b)(c)に示す位置関係から分かるように）継手７３の間近に位置する隙間９５’や切欠き部９４からほぼ連続的に噴出し続ける掘削ずりや濁水の多くは、噴出位置の下方にある継手７３の方へ向かって落下または飛散し、（落下コース、飛散コースに継手７３の上部開口部があるため）そのまま継手７３内に進入する。

このように鋼管矢板の継手７３内に入り込んだ掘削ずりは、後工程で継手内に充填する止水材による止水性を妨げるといった問題がある。

そこで、本願発明者によって、鋼管矢板の打設後に継手内を洗浄することが提案されているが、打設時に継手内に入り込む掘削ずりは大量で、しかも、打設完了後では継手内に入り込んだ掘削ずりの逃げ場がなく、さらに、濁水の影響等を受けて継手内で締め固まっているため、継手内に入り込んだ掘削ずりの除去作業（洗浄作業）が困難で且つ煩雑であるといった問題がある。

また、打設の過程で鋼管矢板の継手内に入り込んだ掘削ずりは、後工程で止水性を妨げるだけでなく、当該鋼管矢板を打ち込むときの貫入抵抗を増大させる一因となって鋼管矢板の打ち込み（圧入）を妨げるといった問題がある。

そこで、上述した従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、鋼管矢板打設時には鋼管矢板の貫入抵抗を緩和することができ、しかも、鋼管矢板打設後には鋼管矢板継手部における止水性を向上させることができる、鋼管矢板打設用部材、鋼管矢板打設補助部材、鋼管矢板打設方法を提供することにある。

上記目的は、
流体を利用して掘削ずりを移動させ、鋼管矢板上部側から前記掘削ずりを排出する鋼管矢板打設工事で用いる部材であって、
打設の過程で落下または飛散してくる前記掘削ずりが鋼管矢板の継手内へ進入するのを可及的に防止するための掘削ずり進入防止手段を含んで構成される鋼管矢板打設用部材によって達成される。

上記の鋼管矢板打設用部材において、掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の継手上部側に対して嵌め込み可能に構成されていることが好ましい。

また上記の鋼管矢板打設用部材において、掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の打設に用いる機材または部材に吊り下げ可能に構成されていることが好ましい。

また上記の鋼管矢板打設用部材において、掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の上方から落下または飛散してくる掘削ずりが継手内に進入しないように庇の如く設けられていることが好ましい。

また上記目的は、
流体を利用して掘削ずりを移動させ、鋼管矢板上部側から前記掘削ずりを排出する鋼管矢板打設工事で用いる部材であって、
打設する鋼管矢板の継手と係合する既打設鋼管矢板の継手に対して用いられ、
打設の過程で落下または飛散してくる前記掘削ずりが既打設鋼管矢板側の継手内へ進入するのを可及的に防止するための掘削ずり進入防止手段を含んで構成される鋼管矢板打設補助部材によって達成される。

また上記目的は、
流体を利用して掘削ずりを移動させ、鋼管矢板上部側から前記掘削ずりを排出する鋼管矢板打設工事で利用する方法であって、
鋼管矢板の継手上部側から当該継手内へ掘削ずりが進入するのを可及的に防止する第１の掘削ずり進入防止手段を配置する工程と、
前記鋼管矢板の継手を既打設鋼管矢板の継手に係合させた状態で、鋼管矢板上部側から掘削ずりを排出しながら該鋼管矢板を対象地盤に打ち込む工程と、
を含む鋼管矢板打設方法によって達成される。

上記の鋼管矢板打設方法では、好ましくは、既打設鋼管矢板の継手に対して、その継手上部側からその継手内へ掘削ずりが進入するのを可及的に防止する第２の掘削ずり進入防止手段を配置する工程を、更に含むことが望ましい。

本発明に係る鋼管矢板打設用部材は、打設の過程で上から落下または飛散してくる掘削ずり等が鋼管矢板の継手内へ進入するのを可能な限り防止するための掘削ずり進入防止手段を含んで構成される。
これにより鋼管矢板打ち込み時において、掘削ずりがその継手内へ入り込むのを可能な限り避けることができるので、鋼管矢板の貫入抵抗（継手内に入り込んだ掘削ずり等に起因する貫入抵抗）を緩和することができる。
また、継手内への掘削ずりの進入を可及的に抑制できるので、仮に、鋼管矢板打設後に継手の洗浄を行う場合でも、継手内の掘削ずり等の除去（打設後の洗浄作業）が容易になる。
さらに、継手内への掘削ずりの進入が可及的に抑制される結果、打設後に充填する止水材を継手のほぼ全体にわたって行き渡らせることが可能になるので、打設した鋼管矢板継手部における止水性が向上する。

本発明に係る鋼管矢板打設用部材において、掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の継手上部側に対して嵌め込み可能に構成されている。
このように、継手に対して掘削ずり進入防止手段を嵌め込むことで、掘削ずりや濁水などの落下衝撃を受けても当該部材が外れにくくなり、継手上部からの掘削ずりの進入をより確実に防止できるようになる。

本発明に係る鋼管矢板打設用部材において、掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の打設に用いる機材または部材に吊り下げ可能に構成されている。
このように、掘削ずり進入防止手段を吊り下げ式に設けることで、打設完了時の掘削ずり進入防止手段の取り外しが容易になる（当該機材や部材を吊り上げれば鋼管矢板打設用部材が自動的に継手から外れるため）。

本発明に係る鋼管矢板打設用部材において、掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の上方から落下または飛散してくる掘削ずりが継手内に進入しないように「庇（ひさし）」の如く設けられている。
ここでいう庇とは、例えば、継手上部の開口部に対して屋根の如く機能するものである。このような庇手段によっても、掘削ずりや濁水の進入を可及的に妨げることができるので、前述した貫入抵抗の緩和と止水性の向上の効果を達成することができる。

本発明に係る鋼管矢板打設補助部材は、打設する鋼管矢板の継手と係合する既打設鋼管矢板の継手（つまり打設済みの隣の鋼管矢板の継手）に対して用いられる部材であり、打設の過程で上から落下または飛散してくる前記掘削ずりが既設側の継手内へ進入するのを可及的に防止するための掘削ずり進入防止手段を含んで構成される。
このような部材を用いることで、打設済みの隣の鋼管矢板の継手内に掘削ずりが進入するのを可及的に防止することができる。その結果、鋼管矢板の貫入抵抗（隣接鋼管矢板の継手と係合する新設鋼管矢板の貫入抵抗）を緩和することができる。
また、継手内への掘削ずりの進入を可及的に抑制できるので、仮に、鋼管矢板打設後に継手の洗浄を行う場合でも、継手内の掘削ずり等の除去が容易になる。その結果、打設後に充填する止水材を継手のほぼ全体にわたって行き渡らせることができるので、打設した鋼管矢板継手部における止水性が向上する。
また、隣り合う鋼管矢板の連結部（相互に係合しあう継手内）のほぼ全体にわたって確実に止水材を行き渡らせることができるので、連結状態の鋼管矢板継手部における止水性を向上させることができる。

本発明に係る鋼管矢板打設方法は、鋼管矢板打設用部材流体や鋼管矢板打設補助部材を用いることを前提とする。したがって、上述した格別の効果を達成することができる。

第１実施形態に係る鋼管矢板打設用部材の使用状態（鋼管矢板打設用部材を排土キャップに取り付けた状態）を示す正面図と側面図である。 第１実施形態に係る鋼管矢板打設用部材の使用状態（鋼管矢板打設用部材を使って鋼管矢板を地盤に打ち込んでいる状態）を示す正面図と側面図である。 図１および図２の鋼管矢板打設用部材の単体を拡大して示す平面図、正面図、側面図である。 鋼管矢板打設時における鋼管矢板継手と鋼管矢板打設用部材の位置関係を示す平面図である。 鋼管矢板打設補助部材の使用状態を示す平面図である。 第２実施形態に係る鋼管矢板打設用部材の使用状態（鋼管矢板打設用部材を排土キャップの切欠き部に取り付けた状態）を示す正面図と側面図である。 第３実施形態に係る鋼管矢板打設用部材の使用状態（鋼管矢板打設用部材を排土キャップに取り付けた状態）を示す正面図と側面図である。 図７のｅ−ｅ線に沿った断面図である。 図７および図８の鋼管矢板打設補助部材の単体を示す正面図、側面図、平面図である。 本発明を適用可能な鋼管矢板の継手形状のバリエーションを示す平面図である。 ダウンザホールハンマによる打撃圧入の原理を示す概略図である。 ダウンザホールハンマによる打撃圧入の原理を示す詳細図である。 排土キャップの単体の構成例を示す図である。 図１３に示す排土キャップを回転駆動装置の下端に取り付けた状態を例示する図である。 排土キャップ等を利用した鋼管矢板打設の様子を概略的に例示する図である。 図１５のａ−ａ線、ｂ−ｂ線、ｃ−ｃ線、ｄ−ｄ線に沿った断面図である。

本発明に係る鋼管矢板打設用部材は、鋼管矢板の本管上部からの掘削ずりや濁水の排出を伴う鋼管矢板打設工事で用いる部材である。鋼管矢板打設時の掘削によって生じる掘削ずりや濁水などは、エアや液体などの流体エネルギーを利用して鋼管矢板本管の上部に向かって移動させる。エアリフトなどの搬送流体の流れに乗って鋼管矢板上部に移動してきた掘削ずりや濁水は、当該流体の勢いに乗って外部（より低圧の外部）へ放出される。

そのような流体を用いる鋼管矢板打設工事の具体例としては、従来技術との関係で前述したダウンザホールハンマを具備する掘削装置などが挙げられる。
また、掘削ずりを鋼管矢板上部まで搬送するとともに、該鋼管矢板上部から排出するための「流体」の具体例としては、ダウンザホールハンマの駆動（動力源）に利用するエア（圧搾空気）などが挙げられる。

以下、ダウンザホールハンマを具備する掘削装置を用いることを前提として、本発明の具体的実施形態について説明する。なお、ダウンザホールハンマを具備する掘削装置の具体的説明（構成や機能作用など）や符号については、図１１〜図１６との関係で言及した従来技術の説明を援用するとともに、本実施形態での図示や詳細説明を省略する。また、本実施形態の実施の前提である「ダウンザホールハンマを具備する掘削装置」は、本発明で適用可能な掘削装置の一例であり、掘削装置は必ずしもこれに限定されるものではない。

（鋼管矢板打設用部材の構成）
以下、図１〜図４に基づいて、本発明に係る鋼管矢板打設用部材の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る鋼管矢板打設用部材の使用状態（鋼管矢板打設用部材を排土キャップに取り付けた状態）を示す正面図と側面図である。
図２は、第１実施形態に係る鋼管矢板打設用部材の使用状態（鋼管矢板打設用部材を使って鋼管矢板を地盤に打ち込んでいる状態）を示す正面図と側面図である。
図３は、図１および図２の鋼管矢板打設用部材の単体を拡大して示す平面図、正面図、側面図である。
図４は、鋼管矢板打設時における鋼管矢板継手と鋼管矢板打設用部材の位置関係を示す平面図である。

鋼管矢板打設用部材１は、鋼管矢板打設の過程で落下または飛散してくる掘削ずりや濁水が鋼管矢板の継手内へ進入するのを可及的に防止する「掘削ずり進入防止手段」として機能する。なお、従来技術との関係で前述したとおり、ダウンザホールハンマを使った鋼管矢板の打撃圧入では、掘削ずりや濁水が、鋼管矢板本管の内側でエアリフトによって吹き上げられて、本管の上端開口部から排出され、排土キャップ９の排土口９６や隙間９５から噴出するようになっている。図１５及び図１６を参照。

図１〜図３に示すように、この鋼管矢板打設用部材１は、全体として止水栓のような形態に形成されており、チェーン３（連結部材）を介して、吊りピース５（連結部）に連結されている。吊りピース５は、排土キャップ９の筒状部９１の外周面に固設されている。なお以下の説明において、排土キャップ９（排土経路制御手段）については、図１１〜図１６との関係で前述した従来技術の説明を援用するとともに、添付図面において同一符号を用いる。

この鋼管矢板打設用部材１は、図３の拡大図に示すように、
・ 鋼管矢板の継手上端側の開口部から継手内に挿入される栓状の本体１１と、
・ 継手の上端部に引っ掛かるように張り出したフランジ部１３と、
・ この部材の上に降り注いだ掘削ずりや濁水の落下方向（流れ落ちる方向／逃げる方向）を制御するための落下方向制御部１５と、
・ チェーンなどの連結部材を連結するための連結部１６と、
を具備している。

栓状の本体１１は、鋼管矢板の継手上部側に対して嵌め込み可能に構成されている。したがって、本体１１の外径は、継手上部の内径よりも僅かに小さく形成されている。

フランジ部１３は、本体１１よりも外側に張り出すように形成されており、また、継手上部の内径よりも大きくなるように形成されている。このフランジ部１３は、継手の上端部に引っ掛かるように張り出しおり、その結果、鋼管矢板打設用部材１の全体が継手内に完全に埋没してしまうのを防いでいる。

連結部１６は落下方向制御部１５の上に固設されている。この連結部１６は、図１に示すチェーン３を連結するための部分であるとともに、把手としても機能するように設けられている。

なお、本実施形態の場合では、鋼管矢板打設用部材１（掘削ずり進入防止手段）は、排土キャップ９に対して吊り下げ可能に構成されているが、鋼管矢板打設用部材１を吊り下げるものは必ずしも排土キャップに限定されるものではなく、鋼管矢板の打設に用いる他の機材や部材に吊り下げることも可能である。そのような機材や部材の具体例としては、排土キャップのほか、回転駆動装置などの機材やその付属部材などが挙げられる。

落下方向制御部１５は、フランジ部１３の上に形成されており、
・谷状の斜面が形成された第１のガイド部１７と、
・第１のガイド部を横切るように形成された窪み状（凹部形状）の第２のガイド部１８と、を有している。

谷状の斜面を具備する第１のガイド部１７は、上から落下または飛散してきた掘削ずりや濁水を、凹部である第２のガイド部１８の方へ誘導する役割などを担う。

第２のガイド部１８は、図３(b)に示すように、湾曲凸状の底面を有している。この第２のガイド部１８は、第１のガイド部１７によって誘導されてきた掘削ずりや濁水を、所定の方向（隣の既打設の鋼管矢板継手に向かわない方向）に向かって落下させる役割などを担う。

このような落下方向制御部１５を鋼管矢板打設用部材１の上面側に形成することで、鋼管矢板打設用部材１の上に落下または飛散してきた掘削ずりや濁水が、既打設鋼管矢板の継手７３’の内空部の方へ向かわないように逃がすことが可能になる。図４参照。

なお、本実施形態では図２に示すように、鋼管矢板打設用部材１を排土キャップ９に対して一つ設けて、片側の継手７３だけに配設しているが、鋼管矢板打設用部材１を排土キャップ９に対して二つ設けて、両側の継手７３，７３のそれぞれに配設することも可能である。

（鋼管矢板打設補助部材の構成）
次に、図５に基づいて、本発明の係る鋼管矢板打設補助部材について説明する。
図５は、鋼管矢板打設補助部材２の使用状態を示す平面図である。

鋼管矢板打設補助部材２は、図５に示すように、打設する鋼管矢板の継手７３と係合する既打設鋼管矢板の継手７３’（隣の既打設鋼管矢板の継手）に対して用いられる部材である。

この鋼管矢板打設補助部材２は、
・ 打設の過程で落下または飛散してくる掘削ずりや濁水が既打設鋼管矢板側の継手内へ進入するのを可及的に防止するためのカバープレート２１（掘削ずり進入防止手段）と、
・ このカバープレート２１を既打設鋼管矢板側の継手７３’の上端に位置決めするための差し込み部２３（カバープレート２１の下面側に突き出た位置決め部材）と、
を具備している。

カバープレート２１は、新たに打設する鋼管矢板継手７３と係合する既打設の鋼管矢板継手７３’の上端部に載置される。具体的には図５(a)に示すように、このカバープレート２１は、新たに打設する鋼管矢板継手７３の外側位置（平面視での外側位置）において、既打設の鋼管矢板継手７３’の上端側開口部を略塞ぐように取り付けられる。なお、図５(a)に示すように、新たに打設する鋼管矢板継手７３に接触しないように、カバープレート２１を形成するとともに設置することが望ましい。

カバープレート２１をこのように取り付けることで、打設の過程で落下または飛散してくる掘削ずりや濁水が既打設鋼管矢板側の継手７３’内へ進入するのを可及的に防止することができる。また、新たに打設する鋼管矢板継手７３の外側位置（平面視での外側位置）において、既打設の鋼管矢板継手７３’の上端開口部を覆うように設けられるので、新たに打設する鋼管矢板の打撃圧入を妨げることはない。

差し込み部２３は、カバープレート２１の下面側に突き出るように設けられた部材で構成されている。この差し込み部２３を、既打設の鋼管矢板継手７３’内に差し込むことで、掘削ずりや濁水などの落下衝撃を受けても継手上端から外れにくくなる。したがって、鋼管矢板７０の打設中において、継手７３’上端の開口部を略塞ぐ状態が保持される。

なお、図５(a)に示すように、今回打設する鋼管矢板７０の片側にのみ既打設の鋼管矢板７０’が存在する場合には、当該片側の既打設鋼管矢板の継手７３’上端に鋼管矢板打設補助部材２を配設し、また、図５(b)に示すように、今回打設する鋼管矢板７０の両側に既打設の鋼管矢板７０’，７０’が存在する場合には、当該両側の既打設鋼管矢板の継手上端にそれぞれ鋼管矢板打設補助部材２，２を配設する。

（鋼管矢板の打設方法）
次に、上述した鋼管矢板打設用部材１と鋼管矢板打設補助部材２を用いた鋼管矢板の打設方法について説明する。なお、本実施形態は、ダウンザホールハンマを具備する掘削装置を用いることを前提とする。ダウンザホールハンマを具備する掘削装置の具体的説明については、図１１〜図１６との関係で言及した従来技術の説明を援用するとともに、同一符号を用いる。

本実施形態において
・鋼管矢板打設用部材１は「第１の掘削ずり進入防止手段」として機能し、
・鋼管矢板打設補助部材２は「第２の掘削ずり進入防止手段」として機能する。

はじめに、排土キャップ９を下端に具備する掘削装置８をクレーンで吊り下ろし、ドリルロッド８２、ダウンザホールハンマ８３、掘削ビット８５等の結合体（連結体）を、鋼管矢板本管７１に挿入する。そのまま掘削装置８を吊り下ろすと、鋼管矢板本管７１が排土キャップ９の筒状部９１に内側に入り込む。図１１参照。

そのとき、鋼管矢板本管７１の両側に設けられた継手７３，７３が、それぞれ、排土キャップ９の略ｎ字状の切欠き部９４，９４に入り込むように、掘削装置８（排土キャップ９）の周方向の位置決めを行う。すなわち図１６(c)の断面図に示すように、切欠き部９４が継手７３の付け根側に位置するように（切欠き部９４が継手の溶接部の近傍を挟み込むように）、当該切欠き部９４に対して継手７３を相対的に差し込む。

打設する鋼管矢板７０に対する排土キャップ９の位置決め（切欠き部９４，９４への継手７３，７３の相対的な差し込み）が完了したら、続いて、排土キャップ９の外周面に連結された鋼管矢板打設用部材１（第１の掘削ずり進入防止手段）を鋼管矢板の継手７３に配設する。本実施形態の場合では、鋼管矢板打設用部材１が具備する栓状の本体１１を、継手７３上端側の内空部に嵌め込むように挿入する。図２参照。

これにより、上から落下または飛散してくる掘削ずりや濁水が継手７３内へ進入するのを可能な限り防止することができる。なお、従来技術との関係で前述したとおり、鋼管矢板の打撃圧入の過程で、排土キャップ９の排土口９６や隙間９５（図１５及び図１６参照）からは掘削ずりや濁水が噴出して、それらが落下または飛散するようになっている。

また、上述した鋼管矢板打設用部材１（第１の掘削ずり進入防止手段）の配置に加えて、本実施形態の場合では、鋼管矢板打設補助部材２（第２の掘削ずり進入防止手段）を、新たに打設する鋼管矢板の継手７３と係合する既打設鋼管矢板（隣の既設鋼管矢板）の継手７３’に対して配置する。図５参照。

本実施形態の場合では、鋼管矢板打設用部材２が具備するカバープレート２１を、新たに打設する鋼管矢板継手７３の外側位置（平面視での外側位置）において、既打設の鋼管矢板継手７３’の上端側開口部を略塞ぐように取り付ける。そのとき、カバープレート２１の下面側に突き出るように設けられた差し込み部２３を、既打設の鋼管矢板継手７３’内に差し込む。

このような鋼管矢板打設補助部材２を配設することで、打設の過程で落下または飛散してくる掘削ずりや濁水が既打設鋼管矢板側の継手７３’内へ進入するのを可及的に防止することができる。

以上のとおり、
・新たに打設する鋼管矢板の継手７３に対して鋼管矢板打設用部材１（第１の掘削ずり進入防止手段）を配設し、更に
・隣接位置にある既打設の鋼管矢板の継手７３’に対して鋼管矢板打設補助部材２（第２の掘削ずり進入防止手段）を配設したら、
以後は従来と同様に、ダウンザホールハンマ８３や排土キャップ９等を利用した鋼管矢板の打撃圧入を進める。図１１及び図１２参照。

そして、鋼管矢板の打撃圧入が完了したら、掘削装置８をクレーンで吊り上げて、排土キャップ９を鋼管矢板本管７１から引き離すとともに、ドリルロッド８２やダウンザホールハンマ８３などの結合体を鋼管矢板本管７１から引き抜く。すると、排土キャップ９の外周面にチェーン３を介して連結されていた鋼管矢板打設用部材１（第１の掘削ずり進入防止手段）が排土キャップ９とともに持ち上げられて、その栓状の本体１１が継手７３内から引き抜かれる。

なお、図５(a)に示すように、今回打設する鋼管矢板７０の片側にのみ既打設の鋼管矢板７０’が存在する場合には、上記打撃圧入の最終段階では、鋼管矢板７０の継手７３上端に載置された（のみで連結はされていない）鋼管矢板打設用部材１は、その本体１１の下端が、当該片側の既打設鋼管矢板の継手７３’上端に当接し、打設の進行と共に容易に押し上げられるため、上記掘削装置８の引き抜き以前に、打設が完了し嵌合した継手７３と７３’の上端位置が揃った状態では自動的に外れるようになっている。その際も、鋼管矢板打設部材１は上記チェーン３を介して排土キャップ９と連結されているため、単独で落下して紛失する心配もない。

続いて、隣の既打設鋼管矢板の継手７３’上端に配設していた鋼管矢板打設補助部材２（第２の掘削ずり進入防止手段）を取り外す。取り外した鋼管矢板打設補助部材２は、次回の鋼管矢板の打設時に再利用することができる。

以上の手順を経て、鋼管矢板１本分の打設作業が完了する。

（鋼管矢板打設補助部材の第２実施形態）
次に、図６に基づいて、鋼管矢板打設補助部材の第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態に係る鋼管矢板打設用部材１ｂの使用状態（鋼管矢板打設用部材１ｂを排土キャップ９に取り付けた状態）を示す正面図と側面図である。

第２実施形態に係る鋼管矢板打設補助部材１ｂは、庇（ひさし）状の部材からなる「掘削ずり進入防止手段」で構成されている。本実施形態では、この庇状部材は一例としてゴム板で構成している。

庇状の鋼管矢板打設補助部材１ｂは、図６に示すように、打設する鋼管矢板継手７３の上端開口部を覆うことができるように、排土キャップ９の切欠き部９４の部位に取り付けられている。したがって、鋼管矢板本管７１の外周面と排土キャップ９の内周面との間の隙間であって、継手の上端開口部の近傍の隙間９５’（図１６(b)参照）から、掘削ずりや濁水が噴出してきても、鋼管矢板打設補助部材１ｂをなすゴム板によって進路（継手７３の上端開口部に向かう進路）が遮られることになる。

よって、このような庇状の鋼管矢板打設補助部材１ｂを、鋼管矢板継手７３の上端開口部の上に継続的に位置するように配設することで、打設の過程で落下または飛散してくる掘削ずりや濁水が鋼管矢板継手７３内へ進入するのを可及的に防止することができる。

（鋼管矢板打設補助部材の第３実施形態）
次に、図７〜図９に基づいて、鋼管矢板打設補助部材の第３実施形態について説明する。
図７は、第３実施形態に係る鋼管矢板打設用部材１ｃの使用状態（鋼管矢板打設用部材１ｃを排土キャップ９に取り付けた状態）を示す正面図と側面図である。
図８は、図７のｅ−ｅ線に沿った断面図である。
図９は、図７および図８の鋼管矢板打設補助部材（ゴム板）の単体を示す正面図、側面図、平面図である。

第３実施形態に係る鋼管矢板打設補助部材１ｃは、隙間９５を部分的に埋める部材からなる「掘削ずり進入防止手段」で構成されている。本実施形態では、この鋼管矢板打設補助部材１ｃ（隙間を埋める部材）は一例としてゴム板で構成され、図７及び図８に示すように、打設する鋼管矢板本管７１の外周面と排土キャップ９の内周面との間の隙間９５のうち、切欠き部９４の周囲にある隙間（すなわち、継手７３の周囲に位置する隙間）を埋めるように配設される。

このような鋼管矢板打設補助部材１ｃを、鋼管矢板継手７３の上端開口部を略取り囲むように隙間９５に配設することで、継手７３の上端部（上端開口部）に向かう掘削ずりや濁水の落下コース、飛散コースを遮ることができる。すなわち、打設の過程で落下または飛散してくる掘削ずりや濁水が鋼管矢板継手７３内へ進入するのを可及的に防止することができる。

なお、本実施形態では、図７および図８に示すように、切欠き部９４の近傍に限定して鋼管矢板打設補助部材１ｃ（隙間を埋める部材）を設けているが、鋼管矢板本管７１の外周面と排土キャップ９の内周面の間の隙間９５の略全周を、この部材（ゴム板）で埋めるようにしてもよい。

（その他の実施形態や変形例）
上述した実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の例示的実施形態であり、本発明の技術的範囲をこれに限定する趣旨ではない。すなわち、特許請求の範囲の記載の本発明には、上述した実施形態のほかにも、流体を利用して掘削ズリや濁水の排出をする際、鋼管矢板継手上空部を経由する―従って継手内に掘削ずりが落下・進入する恐れのある開放的な―流路を用いる掘削装置を使うことを前提とする実施形態が含まれることに留意されたい。

また、例えば、上述した実施形態では、図１０(a)に示すＰ−Ｐ継手と呼ばれるタイプの継手部を具備する鋼管矢板を打設することを前提としているが、図１０(b)(c)に示すようなＰ−Ｔ継手、Ｌ−Ｔ継手といったタイプの継手部を具備する鋼管矢板の打設に本発明を適用することも可能である。

１ 鋼管矢板打設用部材（掘削ずり進入防止手段）
１ｂ 鋼管矢板打設用部材（掘削ずり進入防止手段）
１ｃ 鋼管矢板打設用部材（掘削ずり侵入防止手段）
２ 鋼管矢板打設補助部材（掘削ずり進入防止手段）
３ チェーン（連結部材）
５ 吊りピース（連結部）
８ 掘削装置
９ 排土キャップ（排土経路制御手段）
１１ 栓状の本体
１３ フランジ部
１５ 落下方向制御部
１６ 連結部
１７ 第１のガイド部
１８ 第２のガイド部
２１ カバープレート（掘削ずり進入防止手段）
２３ 差し込み部（カバープレートの下面側に突き出た位置決め部材）
７０ 鋼管矢板
７１ 鋼管矢板の本管
７３ 鋼管矢板の継手
７５ ケーシングトップ
８１ 回転駆動装置
８２ ドリルロッド（回転駆動シャフト）
８３ ダウンザホールハンマ
８５ 掘削ビット
９１ 筒状部
９２ 回転駆動装置下端への接続部
９３ 排土部
９４ 切欠き部
９５ 隙間
９５’ 隙間
９６ 排土口（開口部）
１０１ リング状段部（係合部）

Claims (4)

1. 流体を利用して掘削ずりを移動させ、鋼管矢板上部側から前記掘削ずりを排出する鋼管矢板打設工事で用いる部材であって、
   打設の過程で落下または飛散してくる前記掘削ずりが鋼管矢板の継手内へ進入するのを可及的に防止するための掘削ずり進入防止手段を含んで構成され、
   前記掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の継手上部側に対して嵌め込み可能に構成されている、ことを特徴とする鋼管矢板打設用部材。
2. 流体を利用して掘削ずりを移動させ、鋼管矢板上部側から前記掘削ずりを排出する鋼管矢板打設工事で用いる部材であって、
   打設の過程で落下または飛散してくる前記掘削ずりが鋼管矢板の継手内へ進入するのを可及的に防止するための掘削ずり進入防止手段を含んで構成され、
   前記掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の打設に用いる機材または部材に吊り下げ可能に構成されている、ことを特徴とする鋼管矢板打設用部材。
3. 前記掘削ずり進入防止手段は、鋼管矢板の上方から落下または飛散してくる掘削ずりが継手内に進入しないように庇の如く設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管矢板打設用部材。
4. 流体を利用して掘削ずりを移動させ、鋼管矢板上部側から前記掘削ずりを排出する鋼管矢板打設工事で利用する方法であって、
   鋼管矢板の継手上部側から当該継手内へ掘削ずりが進入するのを可及的に防止する第１の掘削ずり進入防止手段を配置する工程と、
   前記鋼管矢板の継手を既打設鋼管矢板の継手に係合させた状態で、鋼管矢板上部側から掘削ずりを排出しながら該鋼管矢板を対象地盤に打ち込む工程と、
   前記既打設鋼管矢板の継手に対して、その継手上部側からその継手内へ掘削ずりが進入するのを可及的に防止する第２の掘削ずり進入防止手段を配置する工程と、
   を含むことを特徴とする鋼管矢板打設方法。