JPH0340197B2 - - Google Patents
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- JPH0340197B2 JPH0340197B2 JP22156685A JP22156685A JPH0340197B2 JP H0340197 B2 JPH0340197 B2 JP H0340197B2 JP 22156685 A JP22156685 A JP 22156685A JP 22156685 A JP22156685 A JP 22156685A JP H0340197 B2 JPH0340197 B2 JP H0340197B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- pipe
- hammer drill
- exhaust
- excavation
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000009527 percussion Methods 0.000 claims description 13
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、圧力エアによりピストンを上下動さ
せ、そのピストンの打撃エネルギによりドリルビ
ツトに繰り返し打撃振動を与えるようにした空圧
打撃式掘削方法並びにその装置に係り、特に水中
で使用可能な空圧打撃式掘削方法並びにその装置
に関する。
せ、そのピストンの打撃エネルギによりドリルビ
ツトに繰り返し打撃振動を与えるようにした空圧
打撃式掘削方法並びにその装置に係り、特に水中
で使用可能な空圧打撃式掘削方法並びにその装置
に関する。
エアハンマドリルは、ビツトを先端部で軸方向
に摺動自在に支持する円筒状ケーシングと、ケー
シング内で軸方向に摺動自在に支持されその下端
部でビツトを打撃するピストンとから構成されて
いる。ピストンの上下には圧力室が形成され、上
下の圧力室には交互に外部からの圧力エアによつ
て加圧されピストンを連続的に上下動させてい
る。
に摺動自在に支持する円筒状ケーシングと、ケー
シング内で軸方向に摺動自在に支持されその下端
部でビツトを打撃するピストンとから構成されて
いる。ピストンの上下には圧力室が形成され、上
下の圧力室には交互に外部からの圧力エアによつ
て加圧されピストンを連続的に上下動させてい
る。
従来ピストンの作動に利用した圧力エアは、ビ
ツトの先端から噴出され、この噴出エアはビツト
の歯先を洗浄すると共に掘削したスライム等を地
上に吹き上げ除去しながら掘進する。エアハンマ
ドリルは、圧縮エアを利用するため高い衝撃力が
得られるので岩盤の掘削に通常用いられる。
ツトの先端から噴出され、この噴出エアはビツト
の歯先を洗浄すると共に掘削したスライム等を地
上に吹き上げ除去しながら掘進する。エアハンマ
ドリルは、圧縮エアを利用するため高い衝撃力が
得られるので岩盤の掘削に通常用いられる。
しかしながら、水中で使用する場合このような
従来の空圧式打撃ドリルでは種々の不具合を生じ
る。例えば海中や川やダム等の水中で掘削する場
合水頭圧がビツトの先端にかかり泥水等がエア圧
力室に逆流して浸入するため打撃ドリルが作動不
能になつてしまう。また水頭圧が噴出エア圧に達
しなくても、作動エア圧力はこの水頭圧に左右さ
れるのでピストンの打撃エネルギーが低下しビツ
トを充分に打撃することができなくなり掘削効率
が悪くなる不具合がある。
従来の空圧式打撃ドリルでは種々の不具合を生じ
る。例えば海中や川やダム等の水中で掘削する場
合水頭圧がビツトの先端にかかり泥水等がエア圧
力室に逆流して浸入するため打撃ドリルが作動不
能になつてしまう。また水頭圧が噴出エア圧に達
しなくても、作動エア圧力はこの水頭圧に左右さ
れるのでピストンの打撃エネルギーが低下しビツ
トを充分に打撃することができなくなり掘削効率
が悪くなる不具合がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、水中での掘削に於いても空圧打撃式掘削装置
の掘削性能を損うことがなく、ます大口径の掘削
に於いても効率よく行うことができる空圧打撃式
掘削方法並びにその装置を提案することを目的と
している。
で、水中での掘削に於いても空圧打撃式掘削装置
の掘削性能を損うことがなく、ます大口径の掘削
に於いても効率よく行うことができる空圧打撃式
掘削方法並びにその装置を提案することを目的と
している。
本発明の空圧打撃式掘削方法は、前記目的を達
成する為に地上からの圧力エアによつてエアハン
マドリルを作動させると共に、その作動に供した
エアをエアハンマドリルの排気通路と連通する排
気管を介して地上に排気させると共に掘屑を逆循
環方式或いは、正循環方式によつて排出しつつ地
中を掘削することを特徴としている。
成する為に地上からの圧力エアによつてエアハン
マドリルを作動させると共に、その作動に供した
エアをエアハンマドリルの排気通路と連通する排
気管を介して地上に排気させると共に掘屑を逆循
環方式或いは、正循環方式によつて排出しつつ地
中を掘削することを特徴としている。
本発明の空圧打撃式掘削装置は前記目的を達成
する為に、地上からの圧力エアによつてピストン
を作動させビツトに打撃振動を与えながら掘削す
るエアハンマドリルを、ケーシングに１本或い
は、複数本並列に結束すると共に、該ケーシング
は、前記エアハンマドリルに圧力エアを供給する
ための給気通路と、前記エアハンマドリルのピス
トン作動に供した排気エアの排気孔と連通して排
気エアを地上へ排出するための排気通路と、前記
エアハンマドリルのビツト近傍に開口し、該ビツ
トで掘削した土砂を輸送する手段のための給排水
通路と、を備えていることを特徴としている。
する為に、地上からの圧力エアによつてピストン
を作動させビツトに打撃振動を与えながら掘削す
るエアハンマドリルを、ケーシングに１本或い
は、複数本並列に結束すると共に、該ケーシング
は、前記エアハンマドリルに圧力エアを供給する
ための給気通路と、前記エアハンマドリルのピス
トン作動に供した排気エアの排気孔と連通して排
気エアを地上へ排出するための排気通路と、前記
エアハンマドリルのビツト近傍に開口し、該ビツ
トで掘削した土砂を輸送する手段のための給排水
通路と、を備えていることを特徴としている。
以下、添付図面に従つて本発明に係る空圧打撃
式掘削方法並びにその装置の好ましい実施例を詳
説する。
式掘削方法並びにその装置の好ましい実施例を詳
説する。
第１図では本発明に係る空圧式打撃掘削装置の
施工図が示されており、海底の表土層１０上には
支持杭１２が建込まれ、ステージ１４が構築され
ている。また表土層１０の崩壊を防ぐためケーシ
グパイプ６２が岩盤上まで建込まれている。この
ステージ１４上にはベースマシーン１６に備えら
れたリーダ１８が立設され、このリーダ１８には
ロープ２０を介してパワースイベル２２が上下方
向摺動自在に設けられている。このパワースイベ
ル２２には給気管２４、排気管２６並びに給排水
管２８から成る掘管２９が一体的に回動可能に支
持され、この掘管２９の端にはシール部材を介し
てボルト止め等により次に述べる本発明に係る空
圧式打撃掘削装置３０が設けられている。
施工図が示されており、海底の表土層１０上には
支持杭１２が建込まれ、ステージ１４が構築され
ている。また表土層１０の崩壊を防ぐためケーシ
グパイプ６２が岩盤上まで建込まれている。この
ステージ１４上にはベースマシーン１６に備えら
れたリーダ１８が立設され、このリーダ１８には
ロープ２０を介してパワースイベル２２が上下方
向摺動自在に設けられている。このパワースイベ
ル２２には給気管２４、排気管２６並びに給排水
管２８から成る掘管２９が一体的に回動可能に支
持され、この掘管２９の端にはシール部材を介し
てボルト止め等により次に述べる本発明に係る空
圧式打撃掘削装置３０が設けられている。
本発明に係る空圧式打撃掘削装置３０の構造は
第２図乃至第５図に於いて詳細に示されており、
第３図は第２図上−線に沿う断面図、第４図
は第２図上−線に沿う断面図、第５図は第２
図上−線に沿う底面図である。空圧式打撃掘
削装置３０はエアハンマドリル３２，３４を有
し、これらエアハンマドリル３２，３４は上下の
ケーシング３６，３７によつて並列的に結束され
ている。エアハンマドリル３２の下端部はケーシ
ング３７の下部にシール４９を設けて固定される
と共にビツト４０がスプライン結合等により軸方
向所定量摺動自在に支持され、このビツト４０の
上方には圧力エアにより上下動するピストン４２
が配置されている。このピストン４２は掘管２９
に設けた給気管２４からケーシング３６に設けた
給気通路２５に送られて圧力エアにより上下動
し、ビツト４０を打撃する。一方エアハンマドリ
ル３４に於いてもその下端部にはビツト４４を有
し、このビツト４４も図示しないピストンにより
打撃されるようになつている。ビツト４０の本体
には軸方向の排気通路４６並びに半径方向の排気
通路４８が形成され、この排気通路４８が空圧式
打撃掘削装置３０の中央部に配置された排気通路
５０と連通されている。この排気通路５０は図示
しないが他方のドリルビツト４４に形成された排
気通路とも連通されている。排気通路５０は第２
図に示すように掘管２９に設けられた排気管２６
に連通され、地上側にエアを排出するようになつ
ている。
第２図乃至第５図に於いて詳細に示されており、
第３図は第２図上−線に沿う断面図、第４図
は第２図上−線に沿う断面図、第５図は第２
図上−線に沿う底面図である。空圧式打撃掘
削装置３０はエアハンマドリル３２，３４を有
し、これらエアハンマドリル３２，３４は上下の
ケーシング３６，３７によつて並列的に結束され
ている。エアハンマドリル３２の下端部はケーシ
ング３７の下部にシール４９を設けて固定される
と共にビツト４０がスプライン結合等により軸方
向所定量摺動自在に支持され、このビツト４０の
上方には圧力エアにより上下動するピストン４２
が配置されている。このピストン４２は掘管２９
に設けた給気管２４からケーシング３６に設けた
給気通路２５に送られて圧力エアにより上下動
し、ビツト４０を打撃する。一方エアハンマドリ
ル３４に於いてもその下端部にはビツト４４を有
し、このビツト４４も図示しないピストンにより
打撃されるようになつている。ビツト４０の本体
には軸方向の排気通路４６並びに半径方向の排気
通路４８が形成され、この排気通路４８が空圧式
打撃掘削装置３０の中央部に配置された排気通路
５０と連通されている。この排気通路５０は図示
しないが他方のドリルビツト４４に形成された排
気通路とも連通されている。排気通路５０は第２
図に示すように掘管２９に設けられた排気管２６
に連通され、地上側にエアを排出するようになつ
ている。
一方給排水管２８はケーシング３６に設けた給
排水通路５１に接続されて途中から分岐して給排
水通路５２，５４を形成し、この給排水通路５
２，５４の開口部５２Ａ，５４Ａは図に示すよう
にビツト４０，４４の近傍に位置している。これ
によりビツト４０，４４により掘削された土砂は
地上に設けたサクシヨンポンプ６６により給排水
通路５２，５４を通じて給排水管２８に送られ、
地上側に回収されるようになつている。
排水通路５１に接続されて途中から分岐して給排
水通路５２，５４を形成し、この給排水通路５
２，５４の開口部５２Ａ，５４Ａは図に示すよう
にビツト４０，４４の近傍に位置している。これ
によりビツト４０，４４により掘削された土砂は
地上に設けたサクシヨンポンプ６６により給排水
通路５２，５４を通じて給排水管２８に送られ、
地上側に回収されるようになつている。
ビツト４０，４４は第５図に示すように略扇形
状に構成され、またビツト４０には突起部４０Ａ
が形成されると共にビツト４４にはこの突起部４
４Ａが嵌入する凹部４４Ａが形成され、これによ
りビツト４０，４４は相互干渉された状態で降下
され、この為破砕滞や不均一層の掘削に於いても
いづれかのビツトのみが下降して掘削不能に陥る
ようなことはない。
状に構成され、またビツト４０には突起部４０Ａ
が形成されると共にビツト４４にはこの突起部４
４Ａが嵌入する凹部４４Ａが形成され、これによ
りビツト４０，４４は相互干渉された状態で降下
され、この為破砕滞や不均一層の掘削に於いても
いづれかのビツトのみが下降して掘削不能に陥る
ようなことはない。
更に排気管２６或いは給気管２４と給排水管２
８との間にはチエツキバルブ６０が設けられ、こ
のチエツキバルブ６０はエアリフト方式により排
土する場合に用いられ第２図の場合、排気管２６
内が所定圧以上になると、開口し、排気管２６内
のエアの一部が給排水管２８内に送られて、エア
リフトにより給排水管２８内を土砂が吸い込まれ
るようになつている。この場合排気圧力を調整す
るため、排出ライン７４にバルブ等を設けるとよ
い。
８との間にはチエツキバルブ６０が設けられ、こ
のチエツキバルブ６０はエアリフト方式により排
土する場合に用いられ第２図の場合、排気管２６
内が所定圧以上になると、開口し、排気管２６内
のエアの一部が給排水管２８内に送られて、エア
リフトにより給排水管２８内を土砂が吸い込まれ
るようになつている。この場合排気圧力を調整す
るため、排出ライン７４にバルブ等を設けるとよ
い。
前記の如く構成された空圧式打撃掘削装置３０
は第１図において、ケーシングパイプ６２内に於
いて配置されて掘削される。また給排水管２８は
リバースライン６４を介してサクシヨンポンプ６
６と連結され、吸引された土砂は分離されて循環
水は再び送水パイプ６８によりケーシングパイプ
６２内に供給するようになつている。また給気管
２４はエア供給ライン７０を介してエアコンプレ
ツサー７２と連結され、圧力エアが供給されるよ
うになつており、また排気管２６はエア排出ライ
ン７４と連結され、ピストンの作動に供したエア
はエア排出ライン７４から排出されるようになつ
ている。以上の排土方法は、水とともに吸い上げ
るウオータリバース（逆循環）方式であるが、給
排水管２８より水を孔底に送水し、掘削スライム
を孔壁と掘管の間を通つて排出させる正循環方式
も可能である。さらに孔内に水が無い場合は、ブ
ロアーやコンプレツサーを使つてエアによる排土
方法も可能である。
は第１図において、ケーシングパイプ６２内に於
いて配置されて掘削される。また給排水管２８は
リバースライン６４を介してサクシヨンポンプ６
６と連結され、吸引された土砂は分離されて循環
水は再び送水パイプ６８によりケーシングパイプ
６２内に供給するようになつている。また給気管
２４はエア供給ライン７０を介してエアコンプレ
ツサー７２と連結され、圧力エアが供給されるよ
うになつており、また排気管２６はエア排出ライ
ン７４と連結され、ピストンの作動に供したエア
はエア排出ライン７４から排出されるようになつ
ている。以上の排土方法は、水とともに吸い上げ
るウオータリバース（逆循環）方式であるが、給
排水管２８より水を孔底に送水し、掘削スライム
を孔壁と掘管の間を通つて排出させる正循環方式
も可能である。さらに孔内に水が無い場合は、ブ
ロアーやコンプレツサーを使つてエアによる排土
方法も可能である。
前記の如く構成された空圧式打撃掘削装置の作
用は次の通りである。先ず給気管２４から供給さ
れたエアは給気通路２５に送られピストン４２を
上下動させ、ビツト４０，４４を打撃し、掘削す
る。ピストン４２を作動させた圧力エアは排気通
路４６，４８を通つて排気管５０に送られ、この
排気エアは排気管２６を通つて地上側に排気され
る。また掘削した土砂は給排水通路５２，５４の
開口部５２Ａ，５４Ａから吸い込まれ、吸排水管
２８を通つて地上側に回収される。
用は次の通りである。先ず給気管２４から供給さ
れたエアは給気通路２５に送られピストン４２を
上下動させ、ビツト４０，４４を打撃し、掘削す
る。ピストン４２を作動させた圧力エアは排気通
路４６，４８を通つて排気管５０に送られ、この
排気エアは排気管２６を通つて地上側に排気され
る。また掘削した土砂は給排水通路５２，５４の
開口部５２Ａ，５４Ａから吸い込まれ、吸排水管
２８を通つて地上側に回収される。
第６図は本発明に係る他の実施例の構造を示す
断面図、第７図は第６図上−線に沿う断面図
である。第６図に示す実施例に於いて、第２図に
示した実施例中と同一の各部材若しくは類似の部
材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第２図に示した実施例では、２本のエアハンマド
リル３２，３４が用いられていたのであるが、第
６図に示す実施例では１本のエアハンマドリル６
０で構成されている。このエアハンマドリル６０
に於いても給気管２４から送られた圧力エアはピ
ストン６２を上下動してビツト６３に打撃を与
え、打撃に供した圧力エアは、排気通路６４，６
６，６８，５０を通つて排気管２６に入り、地上
側に排出される。また、給排水通路５２，５４の
開口部５２Ａ，５４Ａはビツト６３の左右対称位
置に形成された凹部６３Ａ，６３Ａに位置し、ビ
ツト６３により掘削された土砂を排土する。
断面図、第７図は第６図上−線に沿う断面図
である。第６図に示す実施例に於いて、第２図に
示した実施例中と同一の各部材若しくは類似の部
材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
第２図に示した実施例では、２本のエアハンマド
リル３２，３４が用いられていたのであるが、第
６図に示す実施例では１本のエアハンマドリル６
０で構成されている。このエアハンマドリル６０
に於いても給気管２４から送られた圧力エアはピ
ストン６２を上下動してビツト６３に打撃を与
え、打撃に供した圧力エアは、排気通路６４，６
６，６８，５０を通つて排気管２６に入り、地上
側に排出される。また、給排水通路５２，５４の
開口部５２Ａ，５４Ａはビツト６３の左右対称位
置に形成された凹部６３Ａ，６３Ａに位置し、ビ
ツト６３により掘削された土砂を排土する。
以上説明したように本発明に係る空圧打撃式掘
削方法並びにその装置によれば、エアハンマドリ
ルに給排水管が備えてあるのでリバース方式によ
つて大口径の掘削が能率的に出来るようになり、
またビツトを上下動した圧力エアをケーシング内
の排気通路から回収するので、エアハンマドリル
の打撃能率を失うことなく、また掘削部の水頭に
左右されることなく高深度の水中でも能率的な掘
削をすることができる。
削方法並びにその装置によれば、エアハンマドリ
ルに給排水管が備えてあるのでリバース方式によ
つて大口径の掘削が能率的に出来るようになり、
またビツトを上下動した圧力エアをケーシング内
の排気通路から回収するので、エアハンマドリル
の打撃能率を失うことなく、また掘削部の水頭に
左右されることなく高深度の水中でも能率的な掘
削をすることができる。
第１図は本発明に係る実施例の施工図、第２図
は本発明に係る空圧打撃式掘削装置の構造を示す
断面図、第３図は第２図上で−線に沿う断面
図、第４図は第２図上で−線に沿う断面図、
第５図は第２図上で−線に沿う底面図第６図
は本発明に係る他の実施例の構造を示す断面図、
第７図は第６図−線に沿う断面図である。 ２４……給気管、２５……給気通路、２６……
排気管、２８……給排水管、２９……掘管、３０
……空圧式打撃掘削装置、３２，３４……エアハ
ンマドリル、４０，４４……ビツト、５０……排
気通路、５２，５４……排土通路。
は本発明に係る空圧打撃式掘削装置の構造を示す
断面図、第３図は第２図上で−線に沿う断面
図、第４図は第２図上で−線に沿う断面図、
第５図は第２図上で−線に沿う底面図第６図
は本発明に係る他の実施例の構造を示す断面図、
第７図は第６図−線に沿う断面図である。 ２４……給気管、２５……給気通路、２６……
排気管、２８……給排水管、２９……掘管、３０
……空圧式打撃掘削装置、３２，３４……エアハ
ンマドリル、４０，４４……ビツト、５０……排
気通路、５２，５４……排土通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 掘管に固定されたエアハンマドリル装置に回
転と送りを与え、掘管の給気管を介して、圧力エ
アでエアハンマドリル装置を作動させて水中で地
中を掘削し、水と共に掘屑を排出する空圧打撃式
掘削方法に於いて、 前記エアハンマドリル装置の作動に供した排気
エアをエアハンマドリル装置内で回収し、回収さ
れた排気エアを掘管の排気管を介して地上に排気
させることを特徴とする空圧打撃式掘削方法。 ２ 掘管の給気管と連通した給気通路から供給さ
れた圧力エアでピストンを作動させビツトに打撃
振動を与えながら掘削するエアハンマドリルを、
ケーシングに１本或いは、複数本並列に結束して
密封構造にすると共に、掘屑排出手段を構成する
給排水通路の開口部が前記ビツト近傍に備えられ
た水中掘削用の空圧打撃式掘削装置に於いて、 前記エアハンマドリル装置内に形成されて前記
ピストンの作動に供した排気エアを回収する回収
路を形成し、 前記回収路に掘管の排気管の一端を連通すると
共に他端を地上に開口した、 ことを特徴とする空圧打撃式掘削装置。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221566A JPS6282195A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 空圧打撃式掘削方法並びにその装置 |
| GB08623005A GB2181473B (en) | 1985-10-04 | 1986-09-24 | Air pressure impact drilling apparatus |
| US06/911,251 US4790391A (en) | 1985-10-04 | 1986-09-24 | Air pressure impact drilling method and apparatus for same |
| SE8604183A SE501282C2 (sv) | 1985-10-04 | 1986-10-02 | Tryckluftsdriven slagborranordning |
| FR868613832A FR2599782B1 (fr) | 1985-10-04 | 1986-10-03 | Procede et appareil de forage par percussion |
| IT67750/86A IT1195188B (it) | 1985-10-04 | 1986-10-03 | Procedimento e dispositivo in perforazione mediante energia d urto generata da aria compressa |
| DE3633749A DE3633749C2 (de) | 1985-10-04 | 1986-10-03 | Druckluft-Schlagbohrverfahren und Druckluft-Schlagbohrvorrichtung zur Durchführung desselben |
| CA000519785A CA1260922A (en) | 1985-10-04 | 1986-10-03 | Air pressure impact drilling method and apparatus for same |
| CN86106885A CN1009847B (zh) | 1985-10-04 | 1986-10-04 | 空气压力冲击钻孔方法和所用设备 |
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