JP7110054B2

JP7110054B2 - 二重管ローディング機

Info

Publication number: JP7110054B2
Application number: JP2018184839A
Authority: JP
Inventors: 殖朗永山
Original assignee: ソイルメックジャパン株式会社
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-08-01
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: JP2020051232A

Description

本発明は、削孔作業を行うための二重管を削孔機に装填するための二重管ローディング機に関する。

地中に孔を開けるために削孔機が使用され、削孔機により開けられた孔は削孔と言われる。地盤を改良する場合には、削孔にスリーブを建て込んで削孔内に薬液が注入され、削孔に薬液を注入する作業はケミカルグラウチングとも言われている。地盤改良工事の他に、法面の崩落防止や斜面の地滑り防止のための法面安定アンカー工事、土留壁を構築するための土留壁アンカー工事等においても、削孔機が使用され、開けられた削孔にセメント（モルタル）が注入され、ＰＣ鋼線を建て込んで緊張作業が行われる。さらに、地質調査のために削孔機が使用されることもあり、井戸の掘削のためにも削孔機を使用することができる。

特許文献１には、インナーロッドとケーシングとを備えた二重管掘削システムが記載されている。この二重管掘削システムは、掘削用ビットが取り付けられたインナーロッドと、このインナーロッドを収容するアウターケーシングとを有している。掘削用機械によりインナーロッドとアウターケーシングを介して掘削用ビットには回転トルクと打撃力とが伝達される。掘削用機械からはインナーロッドに設けられた流路に掘削水が供給され、切削水と土壌との混合物であるスライムは、アウターケーシング内径とインナーロッド外径との間の空間を流れて外部に排出される。

掘削作業の進行に伴って、インナーロッドには他のインナーロッドが継ぎ足され、アウターケーシングにも他のアウターケーシングが継ぎ足される。これにより、インナーロッドとアウターロッドとからなる二重管掘削システムは、形成すべき削孔の深さに応じて所望の長さになる。

特開２００８－１５０７７３号公報

このように、掘削システムを構成する二重管つまり削孔用の二重管は、地盤に所定の深さまで削孔するために、先端のロッドには複数本の連結ロッドが連なって接続され、全てのロッドによりインナーロッド群が形成される。同様に、ケーシングにも複数本の連結ケーシングが連なって接続され、ケーシング群が形成される。両方の基端部つまり上端部は、削孔機のドリルヘッドに装着され、ドリルヘッドにより削孔用の二重管は、回転駆動と打撃力とが加えられるとともに、ドリルヘッドをガイドレールに沿って駆動することにより掘進駆動される。

二重管を用いて地盤に削孔作業を行うときには、削孔機が削孔箇所の近傍に据え付けられ、ドリルヘッドを上下方向に案内するガイドセルは削孔箇所の真上に位置決めされる。削孔機により先端ロッドと先端ケーシングとが所定の深さまで掘進されると、その基端部には連結ロッドと連結ケーシングとが継ぎ足される。したがって、所定の深さまで削孔作業を行うには、連結ロッドとこれが挿入された連結ケーシングとからなる連結二重管が、削孔作業箇所の近傍に集積配置される。それぞれの連結二重管の削孔機までの運搬は、作業者が手作業により行っている。

連結二重管は金属製であり、重い連結二重管を作業者が運搬することは容易な作業ではない。近年では、連結二重管の大口径化と、大深度削孔とが主流となっている。特に、大深度削孔のために、連結二重管の標準長さが、従来の１．５倍～２倍程度まで長くなっており、作業者にとっては運搬作業は重労働である。

本発明の目的は、連結二重管を自動的に削孔機に装填することができる二重管ローディング機を提供することにある。

本発明の二重管ローディング機は、連結ロッドと当該連結ロッドが収容される連結ケーシングとからなる連結二重管を、当該連結二重管を駆動するドリルヘッドを有する操作アームが設けられた削孔機に装填する二重管ローディング機であって、走行機構を備え前記削孔機に走行するローディング機本体と、前記ローディング機本体に設けられ、平面視において長円形であり水平方向に移動する無端移動部材を有する割出し移動機構と、前記無端移動部材に複数設けられ、それぞれ内部に前記連結二重管を上下方向に収容する円筒形状のホルダーと、前記連結ロッドを把持するロッドクランプ、および前記連結ケーシングを把持するケーシングクランプを備えたクランプユニットと、前記ローディング機本体に設けられ、前記クランプユニットを前記ホルダーと前記削孔機の装填位置との間で移動する装填用アームと、を有し、前記ホルダーに収容された前記連結二重管を前記装填用アームにより前記削孔機の前記装填位置に搬送する。

二重管ローディング機は走行機構を有しており、削孔作業を行うための削孔機に接近移動することができ、二重管ローディング機は連結二重管を収容する複数のホルダーが設けられた割出し移動機構を有しており、連結二重管は装填用アームにより削孔機に装填される。これにより、連結二重管の削孔機に対する装填作業を人手によらず、自動的に行うことができる。特に、連結二重管の長さが長くなるとともに径が大径化されており、連結二重管の手作業による装填は困難であるが、これを自動的に行うことができる。

先端二重管と複数の連結二重管からなる二重管組立体を示す断面図である。（Ａ）は先端二重管からなる二重管組立体を示す断面図であり、（Ｂ）は先端二重管と１つの連結二重管とからなる二重管組立体を示す断面図である。１組の連結二重管を示す断面図である。二重管組立体を駆動して地盤に削孔作業を行う削孔機を示す側面図である。図４に示された削孔機の正面図である。（Ａ）は図５のＡ部拡大正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。二重管ローディング機を示す側面図である。図７におけるＢ－Ｂ線方向から見た割出し移動機構の拡大平面図である。二重管ローディング機の制御部を示すブロック図である。（Ａ）～（Ｃ）は、二重管ローディング機と削孔機とを併用使用して削孔工程を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示す二重管組立体１０は、先端二重管２０と、２つの連結二重管３０とを備えており、二重管組立体１０は削孔機に取り付けられるスイベルセット４０に装着される。先端二重管２０は、先端ロッド２１と先端ロッド２１を収容する先端ケーシング２２とを有しており、先端ロッド２１はショートインナーロッドとも言われる。先端ロッドの先端には切刃としてのインナービット２３が取り付けられ、先端ケーシング２２の先端には切刃としてのリングビット２４が取り付けられている。先端ロッド２１には給水流路２５が軸方向に貫通して設けられ、先端ロッド２１と先端ケーシング２２との間には排水スペース２６が設けられている。

それぞれの連結二重管３０は、連結ロッド３１と連結ロッド３１を収容する連結ケーシング３２とを有している。連結ロッド３１はインナーロッドとも言われ、連結ケーシング３２は単にケーシングとも言われる。連結ロッド３１の先端部には雌ねじが形成され、その雌ねじは先端ロッド２１の基端部、つまり図１における上端部に形成された雄ねじにねじ結合され、連結ロッド３１の先端部は先端ロッド２１の基端部に接続される。連結ケーシング３２の先端部には雄ねじ３３が形成され、基端部には雌ねじ３４が形成されている。連結ロッド３１には給水流路３５が設けられ、連結ロッド３１と連結ケーシング３２との間には排水スペース３６が設けられている。

連結二重管３０を先端二重管２０に接続するときには、連結ケーシング３２の先端部に形成された雄ねじ３３が先端ケーシング２２の基端部に形成された雌ねじ２７にねじ結合される。連結二重管３０が先端二重管２０に接続されると、給水流路２５と給水流路３５は連通され、排水スペース２６と排水スペース３６は連通される。

図１に示される二重管組立体１０においては、先端二重管２０に接続された連結二重管３０には、さらに別の連結二重管３０が接続されている。図１においては、先端二重管２０に接続された第１段目の連結二重管３０には（ａ）が付され、この連結二重管３０（ａ）に接続される第２段目の連結二重管３０には（ｂ）が付されている。連結二重管３０（ｂ）の連結ロッド３１は連結二重管３０（ａ）の連結ロッド３１にねじ結合され、連結二重管３０（ｂ）の連結ケーシング３２は連結二重管３０（ａ）の連結ケーシング３２にねじ結合される。

図１に示される二重管組立体１０は、先端二重管２０と２つの連結二重管３０とを有しており、２段目の連結二重管３０（ｂ）は、スイベルセット４０に取り付けられる。スイベルセット４０は、後述する削孔機に取り付けられるアダプター４１を有し、アダプター４１の基端部つまり図１における上端部に形成された雌ねじ４２には、削孔機に取り付けられた図示しないシャンクロッドがねじ結合される。アダプター４１の先端部にはエクステンションロッド４３が取り付けられる。エクステンションロッド４３の基端部に形成された雄ねじ４４は、アダプター４１に形成された雌ねじ４５にねじ結合される。エクステンションロッド４３の外側に位置させてカップリング４６がアダプター４１に取り付けられ、カップリング４６の基端部に形成された雄ねじ４７はアダプター４１に形成された雌ねじ４８にねじ結合される。カップリング４６の先端部には雄ねじ４９が形成されており、雄ねじ４９は２段目の連結二重管３０（ａ）の雌ねじ３４にねじ結合される。

アダプター４１には給水孔５１が外周面に開口して形成されており、給水孔５１はエクステンションロッド４３に形成された給水流路５２に連通している。アダプター４１には複数の排水孔５３が外周面に開口して形成されており、それぞれの排水孔５３はエクステンションロッド４３とカップリング４６との間の排水スペース５４に連通している。

アダプター４１の外側には円筒形状のスイベル継手５５が装着されている。スイベル継手５５には、給水孔５１に連通する環状溝５６と、排水孔５３に連通する環状溝５７とが設けられている。環状溝５６に連通し、径方向外方に突出する図示ない給水ポートがスイベル継手５５に設けられ、外部から給水ポートに供給された切削水は給水流路５２、３５、２５を介して先端ロッド２１の先端面から地盤に供給される。環状溝５７に連通し、径方向外方に突出する図示しない排水ポートがスイベル継手５５に設けられ、切削された土壌を含む切削水は排水スペース２６、３６、５４を介して排水ポートから外部に排出される。

図１に示した二重管組立体１０においては、上端部つまり２段目の連結二重管３０（ｂ）の基端部にさらに他の連結二重管３０を接続すると、３つの連結二重管を備えた二重管組立体１０が形成される。

図２（Ａ）に示される二重管組立体１０は、先端二重管２０のみからなり、削孔機に取り付けられるスイベルセット４０に先端二重管２０が接続された状態を示す。図２（Ｂ）に示される二重管組立体１０は、先端二重管２０と１つの連結二重管３０とからなり、削孔機に取り付けられたスイベルセット４０に接続された状態を示す。図３は連結ロッド３１と連結ケーシング３２とからなる連結二重管３０を示す。

図４は二重管組立体１０を駆動して地盤に削孔作業を行う削孔機６０を示す側面図である。図５は図４に示された削孔機６０の正面図であり、図６（Ａ）は図５のＡ部拡大正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の右側面図である。

削孔機６０は、左右両側に無限軌道であるキャタピラー６１が設けられた削孔機本体６２を有し、削孔機本体６２の前部には、水平軸を中心に上下方向に揺動自在に操作アーム６３が装着されている。操作アーム６３の先端にはガイドセル６４が油圧シリンダ６５を介して取り付けられており、ガイドセル６４にはドリルヘッド６６が移動自在に装着されている。ドリルヘッド６６をガイドセル６４に沿って移動させるために、ドリルヘッド６６には送りモータ６７が設けられている。

ドリルヘッド６６には、図１および図２に示したスイベルセット４０が取り付けられている。スイベルセット４０は、上述のように、アダプター４１、エクステンションロッド４３、カップリング４６、スイベル継手５５を有している。スイベルセット４０に装着される二重管組立体１０には、ドリルヘッド６６により回転運動と掘進運動が加えられるとともに、打撃力が加えられるようになっており、この削孔機６０は、ロータリパーカッションマシンとも言われる。

スイベルセット４０に対向してガイドセル６４には、クランプユニット７０が取り付けられている。クランプユニット７０は、図６に示されるように、先端ケーシング２２および連結ケーシング３２をクランプするアウタークランプ７１と、先端ロッド２１および連結ロッド３１をクランプするインナークランプ７２とを有し、インナークランプ７２はアウタークランプ７１よりも図４～図６において上側に設けられている。クランプユニット７０には、さらに、ブレーカ７３が取り付けられている。ブレーカ７３は、削孔作業によって地盤中に埋め込まれた二重管組立体１０を、地上に抜管する際に使用される。

図４に示されるように、削孔機６０は油圧シリンダ７４ａ、７４ｂを有している。油圧シリンダ７４ａは操作アーム６３を上下方向に駆動し、油圧シリンダ７４ｂはガイドセル６４を揺動運動させる。

図１および図２に示される環状溝５６に連通してスイベル継手５５に設けられた給水ポートには削孔機６０から切削水が供給される。一方、排水孔５３に連通してスイベル継手５５に設けられた排水ポートには削孔機６０に設けられた排水パイプが接続され、切削された土壌を含む切削水は排水パイプにより削孔機に送られる。

削孔機６０による削孔作業は、まず、図２（Ａ）に示した二重管組立体１０を、削孔機６０に装着されたスイベルセット４０に取り付けることによって、先端二重管２０のみからなる二重管組立体１０により行われる。図２（Ａ）に示した二重管組立体１０により所定の深さまで削孔作業が終了したら、図２（Ｂ）に示されるように、先端二重管２０の基端部とスイベルセット４０との間に連結二重管３０を接続して、同様に削孔作業が行われる。図２（Ｂ）に示す二重管組立体１０により削孔作業が終了したら、上端部の連結二重管３０とスイベルセット４０との間に他の連結二重管３０を接続して、同様に削孔作業が行われる。

このように、上端部の連結二重管３０とスイベルセット４０との間に他の連結二重管３０を順次接続することにより、所定の深さまで削孔作業が行われる。継ぎ足される連結二重管３０は、図３に示されるように、ほぼ同じ長さの連結ロッド３１と連結ケーシング３２とからなり、以下に記載の二重管ローディング機から順次自動的に装填される。

図７は二重管ローディング機８０を示す側面図であり、図８は図７におけるＢ－Ｂ線方向から見た割出し移動機構９３の拡大平面図である。

図７に示されるように、二重管ローディング機８０は、左右両側に走行機構としての無限軌道であるキャタピラー８１が設けられたローディング機本体８２を有し、ローディング機本体８２の後部にはパワーユニット８３が取り付けられている。垂直軸を中心に旋回移動自在に基台８４がパワーユニット８３に取り付けられ、基台８４には装填用アーム８５が揺動自在に取り付けられている。装填用アーム８５は、基部側アーム８５ａと、これの先端部に揺動自在に取り付けられた先端側アーム８５ｂとを有し、先端側アーム８５ｂにはロータ８６が装着されている。ロータ８６は先端側アーム８５ｂに取り付けられた油圧シリンダ８７ａによって、先端側アーム８５ｂから突出する方向と先端側アーム８５ｂに向けて後退する方向とに軸方向に移動自在である。基部側アーム８５ａは油圧シリンダ８７ｂにより揺動駆動され、先端側アーム８５ｂは油圧シリンダ８７ｃにより揺動駆動される。

ロータ８６にはクランプユニット８８が取り付けられており、クランプユニット８８はロータ８６により矢印で示すように回転自在である。クランプユニット８８には、連結ケーシング３２を把持するケーシングクランプ９１と、連結ロッド３１を把持するロッドクランプ９２とが設けられている。

割出し移動機構９３がローディング機本体８２に設けられており、割出し移動機構９３は、図８に示されるように、平面視において長円形のエンドレスな移動部材、つまり無端移動部材９４を有している。無端移動部材９４にはそれぞれ連結二重管３０を収容する多数のホルダー９５が所定の隙間を隔てて取り付けられている。図８においては、連結ケーシング３２と連結ロッド３１とからなる連結二重管３０が収容されたホルダー９５と、連結二重管３０が収容されていないホルダー９５とが示されている。連結ケーシング３２と連結ロッド３１はほぼ同じ長さであり、連結二重管３０は、図７において二点鎖線で示すように、連結ロッド３１の基端部側つまり上端部側が連結ケーシング３２の基端面よりも上方に突出した状態でホルダー９５に収容される。

連結ロッド３１を連結ケーシング３２の基端面よりも突出させるために、図８に示されるように、それぞれのホルダー９５の内部には、位置決め部材９６が無端移動部材９４の上面よりも突出して設けられている。したがって、連結二重管３０がホルダー９５に収容された状態のもとでは、図３に二点鎖線で示されるように、連結ロッド３１の端部は連結ケーシング３２の端部よりも突出する。

ホルダー９５内に収容された連結二重管３０は、無端移動部材９４により図８において矢印で示す方向に移動され、搬出部Ｆからクランプユニット８８によりクランプされて削孔機６０に搬送される。二重管ローディング機８０は削孔機６０の近傍に走行され、連結二重管３０を削孔機６０に装填する。二重管ローディング機８０は、外部からの無線操縦により駆動が制御される。

図９は、二重管ローディング機８０の制御部を示すブロック図である。装填用アーム８５を駆動するための油圧シリンダ８７ａ～８７ｃは、コントローラ９７からの制御信号により駆動が制御される。走行機構としてのキャタピラー８１を駆動するための走行用油圧モータ１０１、および無端移動部材９４を駆動するための割出し移動用油圧モータ１０２は、コントローラ９７からの制御信号により駆動が制御される。ケーシングクランプ９１を駆動するクランプ駆動用油圧シリンダ１０３、およびロッドクランプ９２を駆動するクランプ駆動用油圧シリンダ１０４もコントローラ９７からの制御信号により駆動が制御される。油圧シリンダ等のそれぞれの駆動機器に対して作動油を供給するための駆動源としての油圧ポンプ１０５もコントローラ９７からの制御信号により制御される。

油圧シリンダ等の駆動機器に対して駆動力を供給するための油圧ポンプ等の駆動源は、パワーユニット８３内に設けられている。パワーユニット８３内には、走行機構としてのキャタピラー８１を駆動するためのエンジンが搭載されており、二重管ローディング機８０が走行していないときにはエンジンにより油圧ポンプ１０５等が駆動される。さらに、二重管ローディング機８０に設けられた電気機器に対して電力を供給するためのバッテリもパワーユニット８３内に設けられている。なお、油圧シリンダに代えて空気圧シリンダや電動モータを使用するようにしても良い。また、キャタピラー８１に代えて車輪により二重管ローディング機８０を走行させるようにしても良い。

コントローラ９７には操作ボード１１０から無線通信により操作信号が送信され、二重管ローディング機８０は無線信号により遠隔操作される。したがって、作業者が操作ボード１１０を操作することにより、二重管ローディング機８０は自動操縦される。

二重管ローディング機８０による最初の連結二重管３０の装填位置への搬送は、作業者が操作ボード１１０を操作することによって、搬出部Ｆの位置の連結二重管３０はクランプユニット８８にクランプされて削孔機６０のスイベルセット４０つまり装填位置に装填される。このときに、搬出部Ｆと削孔機６０のスイベルセット４０との間の距離と方向のデータは、メモリー１１１に格納される。したがって、それ以降の連結二重管３０の装填操作は、メモリー１１１に格納されたデータに基づいて自動的に行われる。

次に、上述した削孔機６０と二重管ローディング機８０とを併用使用することによって、削孔作業を行うための併用使用方法の各工程について、図１０を参照しつつ説明する。
［先端二重管の装填操作］
削孔機６０のドリルヘッド６６には、予め図１および図２に示したスイベルセット４０が取り付けられている。このスイベルセット４０には、まず、図２（Ａ）に示すように先端二重管２０からなる二重管組立体１０が取り付けられる。この取付作業においては、予めインナービット２３が取り付けられた先端ロッド２１の雄ねじに、エクステンションロッド４３の雄ねじがねじ結合され、予めリングビット２４が取り付けられた先端ケーシング２２の雌ねじ２７がカップリング４６の雄ねじ４９にねじ結合される。これにより、先端二重管２０のみからなる二重管組立体１０は、削孔機６０に装填される。その装填操作は、ガイドセル６４を垂直に立てずに水平または傾斜させて作業者により手作業により行うことができる。ただし、先端二重管２０の削孔機６０への装填作業は、専用の装填機を使用するようにしても良く、先端二重管２０を二重管ローディング機８０のホルダー９５に収容しておき、ホルダー９５からクランプユニット８８により把持して装填するようにしても良い。
［削孔作業］
先端二重管２０が削孔機６０に装填されたら、ガイドセル６４を垂直の姿勢として、図１０（Ａ）に示されるように、先端二重管２０を削孔ポイントＰに位置決めする。この位置決めに際しては、先端二重管２０を把持して削孔機６０を削孔箇所に走行させるようにしても良く、削孔箇所に削孔機６０を走行させた後に、先端二重管２０を削孔機６０に装填するようにしても良い。

先端二重管２０の先端を地面に接触させて削孔作業が開始される。削孔作業が開始されると、先端二重管２０はドリルヘッド６６により正転方向つまり削孔方向に回転駆動されるとともに、ガイドセル６４に沿って下方に駆動される。この駆動に加えて、先端二重管２０に打撃力を加えるようにしても良い。さらに、パワーユニット８３内に設けられた送水ポンプを駆動してスイベル継手５５の給水ポートに切削水が供給される。切削水は給水流路５２、２５を通ってインナービット２３から吐出され、土壌を含む切削水は排水スペース２６、５４を通って削孔機６０に戻される。

このようにして、先端二重管２０により地中に穿孔されて、所定の深さまで削孔作業が行われたら、先端二重管２０とスイベルセット４０との分離操作が実行される。
［分離操作］
削孔作業が終了したら、図６に示されるように、クランプユニット７０のアウタークランプ７１により先端ケーシング２２を把持つまりクランプする。クランプする位置は先端ケーシング２２の雌ねじ２７よりも下側の位置である。この状態のもとで、ドリルヘッド６６を逆転駆動してカップリング４６の雄ねじ４９を先端ケーシング２２の雌ねじ２７に対して緩めて先端ケーシング２２をカップリング４６から分離する。さらに、ドリルヘッド６６を送りモータ６７により上昇移動させると、先端ロッド２１の上端部が先端ケーシング２２の上端面よりも上方に突出する。次いで、先端ロッド２１の上端部をインナークランプ７２により把持してクランプする。先端ロッド２１がインナークランプ７２によりクランプされた状態のもとで、ドリルヘッド６６を再度逆転駆動すると、先端ロッド２１とエクステンションロッド４３は切り離される。

先端ロッド２１とエクステンションロッド４３とが切り離される前に、二重管ローディング機８０は、削孔機６０の近傍に走行される。ただし、削孔作業が行われる前に、予め、二重管ローディング機８０を削孔機６０とともに削孔作業箇所の近傍に走行させるようにしても良い。

先端二重管２０は、削孔機６０のクランプユニット７０により把持された状態である。つまり、図２（Ａ）に示した二重管組立体１０の先端ケーシング２２はアウタークランプ７１によりクランプされ、先端ロッド２１はインナークランプ７２によりクランプされている。この状態のもとで、図１０（Ｂ）に示されるように、ドリルヘッド６６を上昇移動させてスイベルセット４０と先端二重管２０との間に連結二重管３０を配置するための間隔を保持する。
［連結二重管の装填操作］
次いで、作業者が操作ボード１１０を操作して二重管ローディング機８０を遠隔操作し、搬出部Ｆの位置のホルダー９５に収容された連結二重管３０をクランプユニット８８によりクランプする。つまり、ケーシングクランプ９１により連結ケーシング３２をクランプし、ロッドクランプ９２により連結ロッド３１をクランプする。そして、装填用アーム８５を駆動させて連結二重管３０の中心を、削孔機６０のスイベルセット４０の中心に位置決めして連結二重管３０の連結ロッド３１をスイベルセット４０に接触させる。

このときの連結二重管３０の位置情報は、作業者が操作ボード１１０のキーを操作して入力することにより、コントローラ９７のメモリー１１１に格納される。このように、先端二重管２０に直接装着される第１番目の連結二重管３０を削孔機６０に装填する際には、操作ボード１１０を作業者が操作して連結二重管３０を削孔機６０に装填すると、搬出部Ｆと削孔機６０の装填箇所との間の方向と距離についての三次元の位置情報がメモリー１１１に格納される。これにより、２番目以降の連結二重管３０の装填作業は、操作ボード１１０のスタートキーを操作するだけで、二重管ローディング機８０により自動的に行うことができる。さらに、２番目以降の連結二重管３０は、割出し移動機構９３の無端移動部材９４が自動的に割出し移動されて、次のホルダー９５を搬出部Ｆの位置に位置決めされる。

連結二重管３０の連結ロッド３１をスイベルセット４０に接触させた状態のもとで、ドリルヘッド６６を回転駆動して連結ロッド３１をエクステンションロッド４３にねじ結合する。連結ロッド３１がエクステンションロッド４３にねじ結合されたら、ロッドクランプ９２を連結ロッド３１から離す。次に、連結ケーシング３２をクランプしているケーシングクランプ９１は、装填用アーム８５を操作することにより上昇移動され、連結ケーシング３２はカップリング４６に突き当てられる。この状態のもとで、スイベルセット４０を回転駆動することにより、連結ケーシング３２はカップリング４６にねじ結合される。これにより、連結二重管３０のスイベルセット４０への装填操作が終了する。

この時点で、連結ケーシング３２をクランプしていたケーシングクランプ９１はクランプが開放される。二重管ローディング機８０の装填用アーム８５は次の連結二重管３０をクランプすべき位置に戻される。
［連結二重管の接続操作］
このようにしてスイベルセット４０に装填された連結二重管３０は、先端二重管２０に接続される。この操作においては、まず、ドリルヘッド６６を駆動してスイベルセット４０を回転させることにより、連結ロッド３１を回転し、インナークランプ７２に保持された先端ロッド２１に連結ロッド３１をねじ結合させる。次いで、同様にして、連結ケーシング３２を先端ケーシング２２にねじ結合する。これにより、連結二重管の接続操作が終了する。

連結ロッド３１と連結ケーシング３２は、例えば２ｍ程度の同じ長さに設定されているが、エクステンションロッド４３はカップリング４６より下方に突出しており、この突出長さに相当する寸法だけ、先端ロッド２１は先端ケーシング２２よりも短いので、図２（Ｂ）に示されるように、先端二重管２０と連結二重管３０とからなる二重管組立体１０がスイベルセット４０を介して削孔機６０に装填されると、インナービット２３とリングビット２４はほぼ同一位置となる。
［削孔作業］
図２（Ｂ）に示されるように、先端二重管２０と連結二重管３０とからなる二重管組立体１０により、削孔作業が行われる。図１０（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示した二重管組立体１０により削孔作業が行われた後、スイベルセット４０が上昇した状態を示す。

このようにして、図２（Ｂ）に示した二重管組立体１０による削孔作業が終了すると、まず、二重管組立体１０とスイベルセット４０との分離操作が行われる。この操作は上述した［分離操作］と同様である。二重管組立体１０をスイベルセット４０から分離した後に、連結二重管３０の基端部に他の連結二重管３０つまり第２番目の連結二重管を接続するために、連結二重管３０が削孔機６０のスイベルセット４０に装填される。このときには、搬出部Ｆと削孔機６０の装填位置との間の位置情報がメモリー１１１に格納されているので、その位置情報に基づいて二重管ローディング機８０は自動的に連結二重管３０を装填位置に装填する。この連結二重管３０の装填操作は、上述した［連結二重管の装填操作］と同様である。

スイベルセット４０に装填された連結二重管３０は、上述した［連結二重管の接続操作］と同様にしてクランプユニット７０に保持された下側の連結二重管３０に連結される。これにより、先端二重管２０と２つの連結二重管３０からなる二重管組立体１０により削孔作業が再び開始される。

このようにして、所定の削孔深度に掘進するまで、上述した［分離操作］から［連結二重管の接続操作］までの工程が繰り返され、地中に所定の深度の削孔が形成される。

次に、上述した削孔機６０と二重管ローディング機８０とを併用使用することによって、地盤に埋め込まれた二重管組立体１０を地盤から抜き出す手順つまり抜管手順について説明する。

先端二重管２０と複数の連結二重管３０からなる二重管組立体１０の抜管手順は、先端ロッド２１と複数本の連結ロッド３１とからなるロッド群の抜管操作と、先端ケーシング２２と複数の連結ケーシング３２とからなるケーシング群の抜管操作とにより達成される。
［ロッド群の抜管操作］
まず、一番上の連結二重管３０の連結ケーシング３２を削孔機６０のアウタークランプ７１によりクランプし、ドリルヘッド６６によりスイベルセット４０を回転させて連結ケーシング３２をスイベルセット４０のカップリング４６から分離する。この分離操作によりロッド群は引き上げられ、一番上の連結ロッド３１は、インナークランプ７２によりクランプされる。次いで、ブレーカ７３によりエクステンションロッド４３をクランプしてエクステンションロッド４３を僅かに回転させる。

次いで、ロッド群を引き上げて２番目の連結ロッド３１をロッドクランプ９２によりクランプし、ブレーカ７３により１番上の連結ロッド３１と２番目の連結ロッドとを分離する。次いで、二重管ローディング機８０のロッドクランプ９２により１番目の連結ロッド３１をクランプし、この状態のもとで削孔機６０のドリルヘッド６６によりエクステンションロッド４３とこれにねじ結合された連結ロッド３１とを分離する。分離された連結ロッド３１は二重管ローディング機８０の装填用アーム８５により元のホルダー９５に収納される。この作業工程を繰り返すことにより、先端ロッド２１が地上に引き上げられると、ケーシング群の中は孔底まで空洞にされ、ロッド群の抜管作業が終了する。
[ケーシング群の抜管操作]
ケーシング群を抜管するために、まず、アウタークランプ７１によりクランプされている１番上の連結ケーシング３２とカップリング４６とをねじ結合させた後に、連結ケーシング３２のクランプを開放してケーシング群を上昇させる。２番目の連結ケーシング３２がアウタークランプ７１の位置にまで上昇したら、その連結ケーシング３２をアウタークランプ７１によりクランプする。次いで、インナークランプ７２により１番上の連結ケーシング３２をクランプして回転させることにより、１番上の連結ケーシング３２を２番目の連結ケーシング３２から分離する。この状態のもとで、二重管ローディング機８０のクランプユニット８８により１番上の連結ケーシング３２をクランプし、ドリルヘッド６６によりスイベルセット４０を回転させてカップリング４６と連結ケーシング３２とを分離する。分離された連結ケーシング３２は二重管ローディング機８０により、既に連結ロッドが収納されたホルダー９５に被せるようにして治められる。

このようなケーシング群の抜管作業の工程を繰り返すことによって、所定の深度まで穿孔したケーシング群を構成する全ての連結ケーシングがホルダー９５に収納される。

二重管組立体１０を駆動して削孔作業を行う削孔機６０と、削孔機６０に装填される複数の連結二重管３０が収容された二重管ローディング機８０とを併用使用することにより、連結二重管３０を自動的に削孔機に装填することができるとともに、削孔作業後の抜管作業をも自動的に行うことができる。これにより、作業者が手作業により連結二重管３０を削孔機６０に装填することが不要となり、削孔作業を安全に行うことができる。特に、土木建築現場における作業者の高齢化と少数傾向化が進む状況において、削孔機６０と二重管ローディング機８０の併用使用により、安全に削孔作業と抜管作業とを行うことができる。

二重管ローディング機８０は、ローディング機本体８２にパワーユニット８３と割出し移動機構９３とを搭載した構造であり、操作者が搭乗することなく、遠隔操作により駆動される。したがって、二重管ローディング機８０は小型であり、トラックにより土木建築現場に容易に搬送することができる。さらに、装填用アーム８５の旋回半径が小さいので、狭い現場においても、自由自在に装填作業と抜管作業とを行うことができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１０二重管組立体
２０先端二重管
２１先端ロッド
２２先端ケーシング
３０連結二重管
３１連結ロッド
３２連結ケーシング
４０スイベルセット
４１アダプター
４３エクステンションロッド
４６カップリング
５１給水孔
５３排水孔
５５スイベル継手
６０削孔機
６１キャタピラー
６２削孔機本体
６３操作アーム
６４ガイドセル
６６ドリルヘッド
６７送りモータ
７０クランプユニット
７１アウタークランプ
７２インナークランプ
７３ブレーカ
８０二重管ローディング機
８１キャタピラー
８２ローディング機本体
８３パワーユニット
８４基台
８５装填用アーム
８６ロータ
８８クランプユニット
９１ケーシングクランプ
９２ロッドクランプ
９３割出し移動機構
９４無端移動部材
９５ホルダー
９６位置決め部材
９７コントローラ

Claims

連結ロッドと当該連結ロッドが収容される連結ケーシングとからなる連結二重管を、当該連結二重管を駆動するドリルヘッドを有する操作アームが設けられた削孔機に装填する二重管ローディング機であって、
走行機構を備え前記削孔機に走行するローディング機本体と、
前記ローディング機本体に設けられ、平面視において長円形であり水平方向に移動する無端移動部材を有する割出し移動機構と、
前記無端移動部材に複数設けられ、それぞれ内部に前記連結二重管を上下方向に収容する円筒形状のホルダーと、
前記連結ロッドを把持するロッドクランプ、および前記連結ケーシングを把持するケーシングクランプを備えたクランプユニットと、
前記ローディング機本体に設けられ、前記クランプユニットを前記ホルダーと前記削孔機の装填位置との間で移動する装填用アームと、を有し、
前記ホルダーに収容された前記連結二重管を前記装填用アームにより前記削孔機の前記装填位置に搬送する、二重管ローディング機。
請求項１記載の二重管ローディング機において、
前記ローディング機本体に設けられたパワーユニットと、
前記パワーユニットに設けられ、前記走行機構、前記割出し移動機構、前記クランプユニット、および前記装填用アームを駆動する駆動機器に動力を供給する駆動源と、
前記駆動源を制御するコントローラに、無線通信により操作信号を送信する操作ボードと、
を有する二重管ローディング機。
請求項２記載の二重管ローディング機において、
前記コントローラは、前記連結二重管が前記クランプユニットに把持されて前記削孔機に移動されたときの装填位置の位置情報が前記操作ボードにより入力されたときに、前記位置情報が格納されるメモリーを有し、
引き続いて、他の前記連結二重管を前記ホルダーから前記削孔機に装填する際に、前記位置情報に基づいて前記クランプユニットを自動的に駆動する、二重管ローディング機。
請求項１～３のいずれか１項に記載の二重管ローディング機において、
それぞれの前記ホルダーの内部に、前記無端移動部材の上面よりも突出して前記連結ロッドに当たる位置決め部材を前記無端移動部材に設け、前記位置決め部材は、前記連結二重管が前記ホルダーに収容された状態のもとで、前記連結ロッドの端部を前記連結ケーシングの端部よりも上方に突出させる、二重管ローディング機。
請求項１～４のいずれか１項に記載の二重管ローディング機において、
前記走行機構は、無限軌道である、二重管ローディング機。