JPH051876B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は主として軟弱な地盤における大規模な
地中空間の開削を、無人で迅速かつ経済的に行い
うる遠心式堀削孔装置に関するものである。

（従来の技術とその問題点） 最近軟弱な地盤深部における大規模な地中空
間、例えば海浜のような軟弱な地盤を立地点とす
る、ガスタービン発電プラント用加圧空気や、燃
料ガスその他の貯蔵用として、深度が10〜1000m
の地中における100〜100000m³程度の容量をもつ
地中空間の建設の要求が強く、その実現は電力系
統の効率的運用などに大きな効果を発揮する。

しかし現状ではボーリングによる削孔手段や人
間が地中に入つて堀削する方法に頼らざるを得な
いため、その実現は経済性や安全性の面などから
事実上実現は困難である。

即ちその名が示すようにボーリングが削孔の技
術であつて、鋼棒の回転による削孔と鋼棒の打撃
による粉砕を主とするものである。従つてボーリ
ング直径の２〜３倍程度の孔しか掘れないため、
この方法のみによつては深さは満足できても、大
規模大容量の地中空間の開削は到底不可能であ
る。

そこで地中空間の所望の開削深さまでボーリン
グしたのち、人間が地中に入つて堀削する方法を
とらざるを得ない。しかしそのためには、シール
ド工法のような堅牢な補強手段や強力な排水工事
により、軟弱地盤において著しい浸出泥水による
壁面の崩落防止を行うなどの充分な安全対策を施
しながらの堀削が必要である。このため長い工期
が必要となるばかりでなく、建設費の高騰を招い
て発電コストを著しく高くする結果となる。従つ
て従来方法による開削対象地点は、硬い岩盤や外
国におけるような岩塩層などに制限され、到底軟
弱な地盤における大規模地中空間の実現は実際上
不可能に近い。

（発明の目的） 本発明は硬い岩盤はもとより軟弱な地盤におけ
る、前記した加圧空気の蓄圧用タンクのような大
規模地中空間はもとより、軟弱な地盤に築造され
る各種構造物、例えば建築物、橋梁、鉄塔などの
重量の大きい構造物の坑底基礎用、ウラン鉱石そ
の他の鉱物資源の深部からの採掘、更には通常の
トンネル工事や立坑工事、その他に必要とされる
NATM工法その他におけるロツクボルト孔やグ
ランド坑の削孔などの広い分野における堀削を、
高い安全性を確保しながら迅速かつ経済的に行い
うる、汎用性にすぐれた地上遠隔式の堀削削孔装
置を提供し、従来困難視された軟弱地盤における
大規模地中空間の実現を図りうるようにしたもの
である。

（問題点を解決するための本発明の手段） 本発明の堀削削孔装置は要するに第１図のよう
にボーリング孔内への差込み用主軸ａと、それぞ
れ主軸ａに支承されて周方向に自由回転できると
共に、地上などからの遠隔操作により少なくとも
一方が主軸ａの軸方向に移動される上部および下
部巻取り巻戻し機構ｂ，ｃと、それぞれに両端が
固定されて巻取り巻戻しにより長さが変わる求心
索ｄと、その中間部に堀削工具を堀削壁面に対向
させて設けた自走型の魚雷型堀削具ｅとを備えた
ものである。

そして例えば上部および下部巻取り巻戻し機構
ｂ，ｃにより求心索ｄの両端を一杯に巻取ること
により、堀削具ｅを主軸ａに近接位置させてボー
リング孔内に降ろす。そののち第１図中に点線に
よつて図示するように、巻取り巻戻し機構ｂ，ｃ
により、求心索ｄを繰出し、かつ上部索と下部索
の長さを調節しながら、堀削具ｅを自走させるこ
とにより地中空間Ｓを堀削することを特徴とする
ものである。次に本発明の実施例について説明す
る。

（実施例） 第２図ａ，ｂは本発明の一実施例を示す一部断
面側面図およびそのＡ−A′部矢視断面図である。
図において１は円筒状の主軸、１ａはその下端に
設けられた浸出泥水の排出孔、２は下部固定台、
３は主軸１の軸方向運動機構である油圧ジヤツキ
であつて、下部固定台座２と主軸１間に設けら
れ、図示しない地上の遠隔操作機構により制御さ
れて、主軸１をボーリング孔内において上下させ
る。４は可撓性を持つた求心索であつて、例えば
高張力綱により、中空状に作られる。５，６は求
心索４の上部及び下部巻取り巻戻し機構であつ
て、主軸１の離れた２点に支承されて自由に回転
する支持体５ａ，６ａと、これに同軸的に回転し
うるように支承された巻取り巻戻し円筒５ｂ，６
ｂ、および支持体５ａ，６ａに固定されて、巻取
り巻戻し円筒５ｂ，６ｂを正または逆方向に回転
させる正逆転モータ５ｃ，６ｃとからなる。そし
て巻取り巻戻し円筒５ｂ，６ｂは図示しない地上
の操作機構により操作されるモータ５ｃ，６ｃに
より回転を制御されて、ここに両端が結合された
求心索４をそれぞれ独立に巻取りまたは巻戻し
て、求心索４の上部索４ａの長さと下部索４ｂの
長さを図中点線図示のように独立に調節する。次
に７は求心索４の中間部に取付られた自走できる
魚雷型の堀削具、８は堀削工具例えばチエーンソ
ーであつて、堀削具７外に突出し堀削壁面に対向
するように堀削具７内に収容される。そして求心
索４の中空部を介して駆動力が供給される図示し
ない堀削具内蔵の駆動源例えはモータにより動作
する。９は推進プロペラであつて、魚雷型堀削具
７の軸方向に取付けられ、求心索を介して駆動力
が供給される図示しない堀削具内蔵の駆動源、例
えばモータによつて駆動される。そして第２図ｂ
に点線で示すように堀削具７を巻取り巻戻しによ
つて定まる求心索４の長さに対応した半径のもと
に、主軸１を中心として回転させ、また回転によ
る遠心力により堀削具７の堀削工具８が壁面に圧
接されるようにする。次に以上の構成をもつ装置
による堀削例について説明する。

（堀削例） 第１図によつて前記したように先ず地中空間
の所望の開削深度までボーリングする。次に巻
取り巻戻し機構５，６により第３図ａのように下
部索４ｂが上部索４ａより短かくなるように求心
索４を巻取つて自走査堀削具７が主軸１に沿うよ
うに位置させ、また軸方向運動機構である油圧ジ
ヤツキ３を最低の高さにしておく。そしてこの
状態のもとに主軸１を、第３図ａのように固定台
座２が孔底に接するまでボーリング孔内に降ろし
たのち、主軸１の坑外部分を支持架１０によつて
固定する。しかるのち地上からの指令により推
進プロペラ９と堀削工具８を駆動して、推進プロ
ペラ９によりボーリング孔内に浸出した泥水中に
おいて堀削具７を自走させ、その回転にもとづく
遠心力により堀削具８を壁面に圧接して開削を開
始する。そののち巻取り巻戻し機構５，６による
求心索４の巻戻しを行つて自走堀削具７の位置を
第３図ｂの点線のように徐々に変えて点線Ａの位
置まで堀削する。次に求心索４の巻取りによる堀
削具７を再び主軸１に沿うように戻すと同時に、
油圧ジヤツキ３を地上から操作して主軸１を上昇
させて、再び求心索４の操作により第３図ｂの点
線Ｂまで堀削する。以下これと同一要領により順
次点線Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの堀削を行つて地中空間Ｓ
を完成する。

なお開削に当たつては、例えば主軸の求心索取
付部付近に回転できる超音波発振器を設け、その
探知結果を地上のモニタ受像機で受けて堀削状態
を監視する。

（発明の効果） 本発明は以上のように求心索の長さによつて回
転半径が異なるようにした堀削具を、ボーリング
孔中に降ろして地上からの遠隔操作により堀削す
る。従つてボーリング孔中に人が入ることなく堀
削を行うことができるので極めて高い安全性を確
保できる。また無人であるので浸出泥水の排出や
シールドの必要がないばかりか、逆に泥水圧を利
用して壁の崩落を防ぎながら堀削を行うことがで
きる。その結果工期の短縮などのすぐれた経済性
が得られる。また本発明によればボーリングの可
能深度に地中空間を開削でき、求心索の長さの調
整によつて自由に所望する大きさの空間を開削で
きる。

（他の実施例） 以上本発明について説明したが、堀削具として
チエーンソーの代わりにオーガ式のスクリユーソ
ー、キヤタピラ状のスクレーバ、水ジエツトまた
はこれらの組合わせを用いることができ、ドリ
ル、ロータリーヘツド、エアハンマなどを用いる
ことにより硬い岩盤の堀削を行える。また油圧ジ
ヤツキを用いたが、空気圧、水圧などによるジヤ
ツキその他を用いることができる。また堀削具の
駆動源として任意公知の駆動源を用いることがで
き、堀削具の回転に当たつても以上の推進プロペ
ラに代えて、他の任意公知の駆動方法と駆動源を
用いうる。また以上の堀削方法に代えて地中空間
の形状・堀削具の種類に応じて最も適切な堀削方
法をとることができる。また以上では堀削具を一
個としたがその個数を多くして堀削の迅速化を図
ることもできる。

また更に以上では軸方向運動機構である油圧ジ
ヤツキ３により、主軸１をボーリング孔の軸方向
に移動させて上部および下部巻取り機構５，６を
主軸１の軸方向に移動させて自走堀削具７の位置
を変えるようにしたが、第２図中に点線によつて
図示するように上部巻取り巻戻し機構５と主軸１
間に軸方向運動機構１１を設けて、上部巻取り巻
戻し機構５が移動して下部巻取り巻戻し機構６と
の間隔を変えうるようにしてもよい。また更に、
第２図の軸方向運動機構である油圧ジヤツキ３を
主軸１と下部巻取り巻戻し機構６間に設けて、上
部と下部巻取り巻戻し機構５，６が共に移動でき
るようにして、主軸１をボーリング孔内において
軸方向に移動をさせないようにしてもよい。また
推進プロペラの自走機構を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は本発明
の一実施例図、第３図は堀削例図である。 ａ，１……主軸、１ａ……浸出泥水の排出孔、
２……下部固定台、３，１１……軸方向運動機
構、ｅ……堀削具、４……求心索、ｂ，５……上
部巻取り巻戻し機構、ｃ，６……下部巻取り巻戻
し機構、ｄ……求心索、７……自走する堀削具、
８……堀削工具、９……推進プロペラ、１０……
軸方向運動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボーリング孔内或いはトンネル内などへの差
   込み用主軸と、この主軸上の２点において円周方
   向に自由回転できるように支承されると共に、少
   なくとも一方が地上などからの遠隔操作により前
   記主軸の軸方向に移動可能な上部および下部巻取
   り巻戻し機構と、この巻取り巻戻し機構に両端が
   接続されて長さが変わる求心索と、この求心索に
   取り付けられて遠隔操作により動力源が供給され
   ることによつて主軸の円周方向に推進力が与えら
   れかつ堀削作用を行う自走堀削具とを備え、前記
   巻取り巻戻し機構による巻取りにより求心索を主
   軸面に沿つて位置させて主軸をボーリング孔内に
   降したのち、自走堀削具と上部および下部の巻取
   り巻戻し機構による求心索の上部索と下部索の長
   さの調節により自走堀削具の高低及び円周方向位
   置を調節し、当該自走堀削具の円周方向への推進
   力にもとづく遠心力と堀削作用により壁面を堀削
   し、地中空間の堀削削孔を行うことを特徴とする
   遠心式堀削削孔装置。