JPH0533589A - Method of excavating tunnel, etc., and boring machine thereof - Google Patents

Method of excavating tunnel, etc., and boring machine thereof

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Publication number
JPH0533589A
JPH0533589A JP20891491A JP20891491A JPH0533589A JP H0533589 A JPH0533589 A JP H0533589A JP 20891491 A JP20891491 A JP 20891491A JP 20891491 A JP20891491 A JP 20891491A JP H0533589 A JPH0533589 A JP H0533589A
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JP
Japan
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outer casing
tunnel
boring
inner rod
excavation
Prior art date
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Pending
Application number
JP20891491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Wataru Nakanishi
渉 中西
Shiro Nakajima
志朗 中嶋
Akihiko Kamei
昭彦 亀井
Teruo Masumoto
輝男 増本
Mitsuhiro Yoshida
満宏 吉田
Michio Ichimaru
道雄 市丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKIWA KENSETSU KK
YOSHIDA TEKKOSHO KK
Sumitomo Coal Mining Co Ltd
NIT Inc
Original Assignee
TOKIWA KENSETSU KK
YOSHIDA TEKKOSHO KK
Sumitomo Coal Mining Co Ltd
NIT Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by TOKIWA KENSETSU KK, YOSHIDA TEKKOSHO KK, Sumitomo Coal Mining Co Ltd, NIT Inc filed Critical TOKIWA KENSETSU KK
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to form an improved longer column in an injection stirring type fore-piling method. CONSTITUTION:In a tunnel excavation method, boring is made by means of a drill unit equipped with a double pipe mounted on a boring machine. An outer casing 21 on the outside of the double pipe is rotated in the first direction, and an inner rod 30 of the double pipe is rotated in the second direction opposite to the first direction to make boring.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル等の掘削工法
に関する。更に詳しくは、トンネルの切羽面より掘削を
行い、その後超高圧ジェットグラウトを使用し、地山に
柱状の改良を柱をアーチ状に形成して、地山を補強しな
がらトンネル、地下坑道などを掘削するためのトンネル
等の掘削工法及びその削孔機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of excavating a tunnel or the like. More specifically, excavating from the face of a tunnel, and then using an ultra-high pressure jet grout to form a pillar-shaped improvement on the ground in the shape of an arch, to reinforce the ground and to build tunnels, underground tunnels, etc. The present invention relates to a method of excavating a tunnel or the like for excavating and a hole making machine thereof.

【0002】[0002]

【従来技術】トンネルの掘削工法としてフォアパイリン
グ工法が知られている。このフォアパイリング工法は、
切羽から10度〜30度の角度で長さ2〜3m程度の鉄
筋、ロックボルト、あるいは単管パイプを削孔して打ち
込む工法である。更に、このフォアパイリング工法を改
良した噴射攪拌式フォアパイリング工法の施工法も提案
され施工されている。この施工法は、まず切羽から前方
の地山に向けて削孔する。この削孔したロッドを引き抜
くときに、先端のジェットノズルからセメントミルクな
どをロッドと直角方向に高圧で噴射しながら回転させ、
直径50〜70cmの改良を行い地盤改良柱を形成す
る。
2. Description of the Related Art A fore piling method is known as a tunnel excavation method. This forepiling method
This is a method in which a reinforcing bar, a rock bolt, or a single pipe having a length of 2 to 3 m is drilled and driven at an angle of 10 to 30 degrees from the face. Furthermore, a construction method of an injection stirring type fore piling method, which is an improvement of this fore piling method, has been proposed and constructed. In this construction method, first, a hole is drilled from the face to the ground ahead. When pulling out this drilled rod, rotate it while jetting cement milk etc. from the jet nozzle at the tip in a direction perpendicular to the rod at high pressure,
Improvement of diameter of 50-70 cm is carried out to form ground improvement columns.

【0003】このとき使用する削孔機は、切羽の前面に
位置決めしトンネルのアーチに合わせて削孔ロッドを所
望の位置に位置決めできるものである。これは、ベース
マシンに昇降及び角度位置決めできるステージを設け、
これをガイドとして左右にスライド可能で、なおかつ回
転や角度調整もできるリーダーを取り付けたものであ
る。削孔ロッドの回転力は、リーダー上を前後にスライ
ドできる油圧モーターによって与えられる。ロッドは1
本であり、硬化材は後端からロッド内を通ってノズルま
で高圧で圧送される(例えば特開平1−137094号
参照)。
The drilling machine used at this time is capable of positioning the drilling rod on the front face of the face and positioning the drilling rod at a desired position according to the arch of the tunnel. This is a base machine equipped with a stage that can be raised and lowered and angularly positioned.
It is equipped with a reader that can be slid to the left and right using this as a guide, and can also be rotated and adjusted in angle. The turning force of the drilling rod is provided by a hydraulic motor that can slide back and forth over the leader. One rod
It is a book, and the hardening material is pressure-fed from the rear end to the nozzle through the inside of the rod (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 1-137094).

【0004】一方、土木工事において、表土に水平およ
び傾斜の穴を掘削する工事がある。この掘削の目的は、
例えばグラウトホールの削孔、アンカー孔の削孔、薬液
注入孔の削孔、発破孔の削孔、水抜き孔の削孔などのた
めである。この掘削機を向上させるために、掘削ドリル
に回転と衝撃荷重をかけるのが提案されている。例え
ば、特開昭60−141987号公報には、外部パイプ
系、穿孔クラウンを支持する内部パイプ系、穿孔クラウ
ンに衝撃を与える衝撃手段、外部パイプ系駆動用第1回
転駆動手段、内部パイプ系駆動用第2回転駆動手段を備
えた表土類の穿孔装置が開示されている。前記衝撃手段
は、キャリッジに固定されており、内部パルプ系の後端
に衝撃に与える液圧力ハンマードリルからなる。
On the other hand, in the civil engineering work, there is a work of excavating horizontal and inclined holes in the topsoil. The purpose of this excavation is
For example, it is for drilling grout holes, anchor holes, chemical injection holes, blast holes, drain holes, and the like. In order to improve this excavator, it has been proposed to subject the drill drill to rotation and impact loads. For example, in JP-A-60-141987, an outer pipe system, an inner pipe system for supporting a perforated crown, an impact means for impacting the perforated crown, a first rotary drive means for driving the outer pipe system, and an inner pipe system drive. There is disclosed a boring device for top soil, which is provided with a second rotation drive means for use. The impact means is fixed to the carriage and comprises a hydraulic hammer drill that impacts the rear end of the internal pulp system.

【0005】西ドイツ公開特許出願2,924,392
号には、内部パルプ中に設けたダウン・ザ・ホール(
own he ole、以下DTHという。)ハン
マーと称される衝撃手段を有し、穿孔クラウンに衝撃を
与えるものが記載されている。このハンマーにより穿孔
クラウンは、回転中に打撃を受ける。一方、外部パイプ
系は、ボアホールの前進量に応じて回転して同時に前進
する。
West German Published Patent Application 2,924,392
No. down the hall ( D
own T he H ole, hereinafter referred to as DTH. ) It is described to have an impact means called a hammer, which impacts the perforated crown. The hammer causes the perforated crown to be hit during rotation. On the other hand, the external pipe system rotates and moves forward at the same time according to the amount of advance of the borehole.

【0006】このボアホールの側壁は、外部パイプ系に
よって支持されているので、地層は崩壊しない。内部パ
イプ系を通して、圧縮空気がDTHハンマーに送られ、
これによりこのハンマーが駆動されて打撃が行われる。
DTHハンマーを出た空気は、内部パイプ系と外部パイ
プ系の間の環状溝を通して、ボアホールの底から排出さ
れる堀りくずを外部流出させるのに使用される。
The sidewalls of the borehole are supported by an external pipe system so that the formation does not collapse. Compressed air is sent to the DTH hammer through an internal pipe system,
As a result, the hammer is driven to strike.
The air exiting the DTH hammer is used to flush out the debris discharged from the bottom of the borehole through the annular groove between the inner and outer pipe systems.

【0007】DTHハンマーの排出空気は、堀りくずを
排出させるには不十分な場合が多いので、通常排除のた
め水を供給して使用している。本発明者等は、これを改
良して長尺の穴を直線に掘削できるダブルヘッダードリ
ルによる表土掘削工法(特願平1−260098号)を
提案した。
Since the exhaust air of the DTH hammer is often insufficient for discharging the shavings, water is usually supplied and used for removal. The present inventors have improved this and proposed a topsoil excavation method (Japanese Patent Application No. 1-260098) using a double header drill capable of excavating a long hole in a straight line.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記した噴射攪拌式フ
ォアパイリング工法は、掘削に先行して切羽前方地山を
確実に直径50〜70cmの改良柱ができる。この改良
柱の長さは、現段階では地質にもよるが約10m程度が
最大長である。この改良柱は、曲がりがあってはならな
い。施工の能率から言えば、改良柱は、可能な限り長尺
に形成できればできるほど良い。すなわち、切羽前方に
トンネル掘削に先行してアーチ状に改良柱を形成した
後、トンネルの全断面を繰り返して行うので、1回で形
成できる改良柱が長ければ長いほど良い。また、前方地
山の応力を開放するには、長尺であればあるほど良い。
しかし、前記した削孔機の性能に限界があり、あまり長
い改良柱は形成できない。
The jet agitation type forepiling method described above is capable of reliably forming an improved pillar having a diameter of 50 to 70 cm in front of the cutting face before excavation. The maximum length of this improved pillar is about 10 m, although it depends on the geology at this stage. This improved pillar must not have any bends. From the viewpoint of construction efficiency, it is better if the improved columns can be formed as long as possible. That is, since the improved pillar is formed in an arch shape in front of the face of the cutting face in advance of the excavation of the tunnel, and the entire cross section of the tunnel is repeatedly performed, the longer the improved pillar that can be formed at one time, the better. In addition, the longer the length, the better in order to release the stress in the front ground.
However, there is a limit to the performance of the hole drilling machine described above, and it is not possible to form a too long improved column.

【0009】この発明は、こうした技術的背景で発明さ
れたものであり、次の目的を達成する。
The present invention has been invented in such a technical background, and achieves the following objects.

【0010】この発明の目的は、噴射攪拌式フォアパイ
リング工法において、施工能率が良いトンネル等の掘削
工法及びその削孔機を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an excavation method for a tunnel or the like and a drilling machine therefor, which have a high construction efficiency in the injection stirring type fore piling method.

【0011】この発明の他の目的は、噴射攪拌式フォア
パイリング工法において、長尺の改良柱を形成するため
のトンネル等の掘削工法及びその削孔機を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a method for excavating a tunnel or the like for forming a long and improved column in a jet agitation type forepiling method, and a drilling machine therefor.

【0012】[0012]

【前記課題を解決するための手段及び作用】前記課題を
解決するために次のような手段を採用する。
[Means and Actions for Solving the Problems] The following means are adopted to solve the problems.

【0013】切羽前方地山を削孔機で削孔し、この削孔
後前記削孔に噴射ノズルを挿入して前記地山を改良する
ための硬化材を超高圧で噴射させて複数の円柱状の改良
体をトンネル上半部の周方向に連続して造成し、この造
成後前記改良体の下部の切羽を掘削し、前記削孔、前記
改良体の造成、掘削を繰り返すトンネル等の掘削工法に
おいて、前記削孔を前記削孔機に搭載した2重管を備え
たドリルユニットを用い、前記2重管の外側のアウター
ケーシングを第1の方向に回転させ、この第1の方向と
逆方向である第2の方向に前記2重管のインナーロッド
を回転させて前記削孔を行うことを特徴とするトンネル
等の掘削工法である。
The ground in front of the face is drilled by a boring machine, and after the boring, a jetting nozzle is inserted into the boring to inject a hardening material for improving the ground at an ultrahigh pressure to form a plurality of circles. A columnar improved body is continuously formed in the circumferential direction of the upper half part of the tunnel, and after this formation, the face of the lower part of the improved body is excavated, and the drilling, the formation of the improved body, and the excavation of a tunnel or the like that repeats excavation. In the construction method, a drill unit equipped with a double pipe in which the hole is mounted on the hole drilling machine is used, an outer casing outside the double pipe is rotated in a first direction, and the outer casing is reversed from the first direction. It is an excavation method for a tunnel or the like, characterized in that the inner rod of the double pipe is rotated in a second direction, which is a direction, to perform the drilling.

【0014】前記アウターケーシング及びインナーロッ
ドの少なくとも一方に掘削方向の衝撃力を発生させて掘
削するとなお効率的に掘削できる。
Excavation can be performed more efficiently by generating an impact force in the excavation direction on at least one of the outer casing and the inner rod.

【0015】この掘削工法は、次の掘削機で施工する。
切羽前方地山を削孔機で削孔し、この削孔後前記削孔に
噴射ノズルを挿入して前記地山を改良するための硬化材
を超高圧で噴射させて複数の円柱状の改良体をトンネル
上半部の周方向に連続して造成し、この造成後前記改良
体の下部の切羽を掘削し、前記削孔、前記改良体の造
成、掘削を繰り返すトンネル等の掘削工法に用いる前記
削孔機であって、先端にビットを有するアウターケーシ
ングと、このアウターケーシング内に設けられかつ先端
に掘削用のビットを有するインナーロッドと、前記アウ
ターケーシングを回転駆動するためのアウターケーシン
グ回転駆動手段と、前記インナーロッドを回転駆動する
ためのインナーロッド回転駆動手段とからなるトンネル
等の掘削工法用削孔機である。
This excavation method is carried out by the following excavator.
Drilling the ground in front of the cutting face with a drilling machine, and after drilling, insert a jet nozzle into the drilling hole and inject a hardening material to improve the ground by ultra-high pressure to improve multiple cylindrical shapes The body is continuously formed in the circumferential direction of the upper half of the tunnel, and after this formation, the face under the improved body is excavated, and used for the drilling method such as the drilling, the formation of the improved body, and the repeated excavation of the tunnel. The hole punching machine, wherein an outer casing having a bit at a tip thereof, an inner rod provided in the outer casing and having a bit for excavation at a tip, and an outer casing rotation drive for rotationally driving the outer casing. A drilling machine for excavation method such as a tunnel, which comprises a means and an inner rod rotation driving means for rotating the inner rod.

【0016】また、前記アウターケーシング及びインナ
ーロッドの少なくとも一方に衝撃力を発生させるための
衝撃力発生手段を設けると更に効率的である。
It is more efficient to provide an impact force generating means for generating an impact force on at least one of the outer casing and the inner rod.

【0017】[0017]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図1は、削孔機1の側面図である。自走式の
削孔機1は、切羽の前面に据付けされて、切羽前方の地
山を削孔後地盤改良柱を造る。削孔機1を構成するフレ
ーム2には、キャタピラ3が設けられている。キャタピ
ラ3は、油圧パワーユニット4から供給される油圧によ
りモータを駆動し所望の位置に移動できる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of the boring machine 1. The self-propelled boring machine 1 is installed on the front face of a face to make a ground improvement pillar after boring the ground in front of the face. A caterpillar 3 is provided on a frame 2 that constitutes the boring machine 1. The caterpillar 3 can move a motor by a hydraulic pressure supplied from the hydraulic power unit 4 to move to a desired position.

【0018】油圧パワーユニット4は、フレーム2の後
端に設けられ電動機により駆動される油圧ユニットであ
る。矩形フレーム2の四隅には、アウトリーガ5が設け
られている。フレーム2上には、一対のX字状の機構か
らなるリンク機構6が設けられている。Xリンク機構6
は、中心が中心軸7により回動自在に軸支され、この中
心軸7は2つのXリンクを相互に連結している。このX
リンク機構6の中心軸7には、リフトシリンダ10の一
端が連結されて、この他端はフレーム2に連結されてい
る。Xリンク機構6の上部には、作業台11が搭載され
ている。Xリンク機構6の一端は、作業台11のレール
9及びフレーム3のレール8上を移動できる。したがっ
て、作業台11は、リフトシリンダ10を作動すること
により上下動される。
The hydraulic power unit 4 is a hydraulic unit provided at the rear end of the frame 2 and driven by an electric motor. Outriggers 5 are provided at the four corners of the rectangular frame 2. A link mechanism 6 including a pair of X-shaped mechanisms is provided on the frame 2. X-link mechanism 6
Is rotatably supported at its center by a central shaft 7, and the central shaft 7 connects two X links to each other. This X
One end of a lift cylinder 10 is connected to the central shaft 7 of the link mechanism 6, and the other end is connected to the frame 2. A workbench 11 is mounted on the X-link mechanism 6. One end of the X-link mechanism 6 can move on the rail 9 of the workbench 11 and the rail 8 of the frame 3. Therefore, the workbench 11 is moved up and down by operating the lift cylinder 10.

【0019】作業台11の両端には、円盤状の形をした
前部回転盤12、後部回転盤13が設けられている。更
に、前部回転盤12及び後部回転盤13は、作業台11
上で揺動させられ、所望の角度位置に固定できる構造で
ある。前部回転盤12及び後部回転盤13には、支持部
材15,16の一端が設けられている。支持部材15,
16の他端には、スライド17が固定されている。結
局、前部回転盤12に及び後部回転盤13が割出し回転
されると、取付台17が揺動させられる。スライド17
上には、ダブルヘッドドリルユニット20が搭載されて
いる。
A disk-shaped front rotary disk 12 and a rear rotary disk 13 are provided at both ends of the workbench 11. Further, the front turntable 12 and the rear turntable 13 are the workbench 11
It is a structure that can be swung up and fixed at a desired angular position. The front rotary disk 12 and the rear rotary disk 13 are provided with one end of support members 15 and 16. Support member 15,
A slide 17 is fixed to the other end of 16. After all, when the front rotary disk 12 and the rear rotary disk 13 are indexed and rotated, the mount 17 is swung. Slide 17
A double head drill unit 20 is mounted on the top.

【0020】ダブルヘッドドリルユニット20 図2は、ダブルヘッドドリルユニット20を一部切断し
た図である。アウターケーシング21は、管状の部材で
あり、先端には掘削用のメタルビット22を有してい
る。メタルビット22は、公知の超硬合金材などから作
られたもので、岩盤などの硬い地層でも掘削できる。ア
ウターケーシング21の後端は、カップリング23に固
定されている。カップリング23の後端には、駆動ギヤ
機構(図示せず)が設けてある。
Double Head Drill Unit 20 FIG. 2 is a view in which the double head drill unit 20 is partially cut. The outer casing 21 is a tubular member, and has a metal bit 22 for excavation at its tip. The metal bit 22 is made of a known cemented carbide material or the like, and can excavate in a hard stratum such as rock. The rear end of the outer casing 21 is fixed to the coupling 23. A drive gear mechanism (not shown) is provided at the rear end of the coupling 23.

【0021】駆動ギヤ機構は、油圧モータ24により回
転駆動され、カップリング23が回転駆動する。カップ
リング23の外周には、エアースライム排出継手25が
カップリング23の外周に回転自在に設けてある。エア
ースライム排出継手25はアウターケーシング21の回
転中には固定されており、この突出口26から掘削した
スライムがエアーと共に排出される。一方、インナーロ
ッド30の後端は、アンビル31を介してドリフター3
2に連結されている。ドリフター32は、インナーロッ
ド30に軸線方向に衝撃荷重と回転を与えるものであ
る。
The drive gear mechanism is rotationally driven by the hydraulic motor 24, and the coupling 23 is rotationally driven. On the outer circumference of the coupling 23, an air slime discharge joint 25 is rotatably provided on the outer circumference of the coupling 23. The air slime discharge joint 25 is fixed during rotation of the outer casing 21, and the slime excavated from the projecting port 26 is discharged together with air. On the other hand, the rear end of the inner rod 30 is connected to the drifter 3 via the anvil 31.
It is connected to 2. The drifter 32 applies an impact load and rotation to the inner rod 30 in the axial direction.

【0022】ドリフター32内には、衝撃発生油圧回路
34と回転駆動用の油圧モータ33を有している。アン
ビル31は、ドリフター32で発生した衝撃荷重と回転
をアウターケーシング21に軸線方向に衝撃荷重を与え
ると共に、インナーロッド30に油圧モータ33による
回転と衝撃荷重を伝達する。なお、衝撃荷重を発生する
油圧回路は、特公昭54−23150号、特公昭54−
32992号などで公知であり、ここでは詳記しない。
Inside the drifter 32, an impact generating hydraulic circuit 34 and a rotary driving hydraulic motor 33 are provided. The anvil 31 applies the impact load and the rotation generated in the drifter 32 to the outer casing 21 in the axial direction, and also transmits the rotation and the impact load by the hydraulic motor 33 to the inner rod 30. The hydraulic circuit that generates an impact load is disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 54-23150 and 54-54.
No. 32992 and the like are publicly known and will not be described in detail here.

【0023】インナーロッド30の先端には、掘削用の
ハンマービット29が設けてある。このハンマービット
29は。エアーハンマー28により衝撃荷重が加えられ
る。このエアーハンマー28は、前記したように供給さ
れた加圧空気より作動するものであり、DTHハンマー
と呼ばれている公知のものである。
A hammer bit 29 for excavation is provided at the tip of the inner rod 30. This hammer bit 29. An impact load is applied by the air hammer 28. The air hammer 28 is operated by the pressurized air supplied as described above, and is a known one called a DTH hammer.

【0024】掘削工法 以上のような、ダブルヘッドタイプのドリルユニット2
0でフォアパイリング工法で掘削する例を述べる。前記
ドリフター32は、回転と回転荷重を付与できるがこの
掘削工法では、ドリフター32の衝撃機能は使用しな
い。ダブルヘッドドリルユニット20を作業台17に載
せる。キャタピラ3を駆動し削孔しようとする位置に削
孔機を固定する。シリンダー10を駆動させ必要な高さ
にする。また角度位置は、前部回転盤12と後部回転盤
13を回して調節し、トンネルの必要なアーチ位置に位
置決めする。
Excavation method Double-head type drill unit 2 as described above
An example of excavating by the fore piling method at 0 will be described. The drifter 32 can apply rotation and rotation load, but in this excavation method, the impact function of the drifter 32 is not used. The double head drill unit 20 is placed on the workbench 17. The caterpillar 3 is driven and the drilling machine is fixed at a position where drilling is to be performed. Drive the cylinder 10 to the required height. Further, the angular position is adjusted by rotating the front rotary disk 12 and the rear rotary disk 13 to position it at a required arch position of the tunnel.

【0025】油圧モータ24を起動しアウターケーシン
グ21を回転駆動(a方向)させる。本例では、10〜
200rpmの範囲内の回転から選択する。この回転方
向と逆方向(b方向)にインナーロッド30もほぼ同じ
回転数で回す。これらの回転数は、掘削される土質の状
態などで選択する。パワーユニット台の送り装置により
ドリルユニットを送る。土質により異なるが約0.2m
/s程度の速度で送る。この送りと同時に、インナーロ
ッド30の中心孔には、圧縮空気および水を供給する。
The hydraulic motor 24 is activated to drive the outer casing 21 to rotate (direction a). In this example, 10 to
Select from rotations within the range of 200 rpm. The inner rod 30 is also rotated at substantially the same number of rotations in the direction opposite to this rotation direction (direction b). These rotation speeds are selected depending on the soil condition to be excavated. The drill unit is fed by the feeding device on the power unit base. About 0.2m, depending on soil type
Send at a speed of about / s. Simultaneously with this feeding, compressed air and water are supplied to the center hole of the inner rod 30.

【0026】圧縮空気は、エアーハンマー28を掘削方
向に振動させる。メタルビット22にハンマービット2
9は、振動(c方向)しつつ岩盤を破砕してスライムに
し掘削を続ける。破砕されたスライムは、空気、水と共
に吐出口26から排出される。また、インナーロッド3
0とアウターケーシングとは、相互に逆回転しているの
で、互いに掘削に伴うトルクを打ち消しあう。土質によ
り若干異なるが従来は水平掘削で約1/100(100
mで1mの曲がり)の曲がりで合ったが、本例では、約
1/1000(1000で1mの曲がり)程度の曲がり
しかない直線穴が掘削できた。
The compressed air vibrates the air hammer 28 in the excavating direction. Metal Bit 22 and Hammer Bit 2
In No. 9, the rock is crushed into a slime while vibrating (direction c), and excavation is continued. The crushed slime is discharged from the discharge port 26 together with air and water. Also, the inner rod 3
0 and the outer casing rotate in opposite directions to each other, and thus cancel each other's torque associated with excavation. Although it differs slightly depending on the soil quality, conventional horizontal excavation is approximately 1/100 (100
Although a bend of 1 m was obtained at m, a straight hole having only a bend of about 1/1000 (bent of 1 m at 1000) could be excavated in this example.

【0027】前記削孔機による設定長さの削孔が終了す
ると、ダブルヘッドドリルユニット20を削孔から引き
抜く。この削孔された孔に、噴射ノズルを先端に備えた
注入装置を削孔の最深部まで挿入する。高圧ポンプで硬
化材を高圧で噴射させながら、噴射管を後退させつつ、
円柱状の硬化層、すなわち改良柱を造成する。この改良
柱は、切羽前方にアーチ状に形成する。この点の詳細に
ついては、特開平1−137094号、特開平2−19
0510号、特開平2−190511号等で公知であ
る。この後、切羽の削孔を順次進めて行く。この掘削
は、従来と同様なので詳細は説明しない。
When the drilling of the set length by the drilling machine is completed, the double head drill unit 20 is pulled out from the drilling hole. An injection device equipped with an injection nozzle at its tip is inserted into the drilled hole up to the deepest part of the drilled hole. While injecting the hardening material at high pressure with a high pressure pump, while retracting the injection pipe,
A columnar hardened layer, that is, an improved column is formed. The improved column is formed in an arch shape in front of the face. For details of this point, see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-137094 and 2-19.
No. 0510, JP-A No. 2-190511 and the like are known. After this, the face drilling is carried out in sequence. Since this excavation is the same as the conventional one, the details will not be described.

【0028】[0028]

【第2実施例】図3に示すものは、ドリル部分を他の構
造にした例を示す。アウターケーシング40の内孔にイ
ンナーロッド41が挿入されている点では、前記実施例
と同一である。アウターケーシング40の先端には、リ
ングビット42が設けられている。インナーロッド41
の先端には、インナービット43が設けてある。前記第
1実施例のインナービットはインナーロッド30の先端
に設けたエアーハンマー28で衝撃荷重を発生させてい
るが、この第2実施例はその機能を有していない。この
衝撃力は、前記ドリフター32によりアウターケーシン
グ40にd方向、インナーケーシング41にe方向の衝
撃力を発生させる。
[Second Embodiment] FIG. 3 shows an example in which the drill portion has another structure. This is the same as the above embodiment in that the inner rod 41 is inserted into the inner hole of the outer casing 40. A ring bit 42 is provided at the tip of the outer casing 40. Inner rod 41
An inner bit 43 is provided at the tip of the. In the inner bit of the first embodiment, the impact load is generated by the air hammer 28 provided at the tip of the inner rod 30, but the second embodiment does not have the function. This impact force causes the drifter 32 to generate an impact force in the outer casing 40 in the d direction and in the inner casing 41 in the e direction.

【0029】また、前記実施例では、水と圧力空気を先
端掘削部に送ったが、この実施例では、加圧された水を
インナーロッド41の中心孔から供給する。スライム
は、前記実施例と同様にアウターケーシング40とイン
ナーロッド41との間から戻す。掘削工法は、前記第1
実施例と同様にアウターケーシシング40、インナーロ
ッド41とを互いに逆方向に回転させることにより掘削
を進める。
Further, in the above embodiment, water and pressurized air were sent to the tip excavation portion, but in this embodiment, pressurized water is supplied from the center hole of the inner rod 41. The slime is returned from between the outer casing 40 and the inner rod 41 as in the case of the above embodiment. The excavation method is the first
As in the embodiment, the outer casing 40 and the inner rod 41 are rotated in opposite directions to advance excavation.

【0030】[0030]

【第3実施例】図4(a),(b)に示すものは、第3
実施例である。インナーロッド46にDTHハンマーを
使用する点では第1実施例と同一であるが、アウターケ
ーシング45の先端の構造が相違する。アウターケーシ
ング45の外周には、スプライン47が形成してあり、
このスプライン47にハンマービット48がスプライン
結合されている。ハンマービット48の後端外周には、
ストッパーブロック49が環状のストップリング50に
より係止されている(図4(b))。
[Third Embodiment] FIG. 4A and FIG.
This is an example. It is the same as the first embodiment in that a DTH hammer is used for the inner rod 46, but the structure of the tip of the outer casing 45 is different. A spline 47 is formed on the outer periphery of the outer casing 45,
A hammer bit 48 is splined to the spline 47. On the outer periphery of the rear end of the hammer bit 48,
The stopper block 49 is locked by an annular stop ring 50 (FIG. 4 (b)).

【0031】ストッパーブロック49は、アウターケー
シング45の溝51内を前後摺動する。この実施例で
は、アウターケーシング45に回転aと衝撃dを加える
と、ハンマービット48は、前後動し、より破砕力を増
す。インナーケーシング46には、回転bと衝撃荷重e
を前記第1実施例に示した装置で加える。更に、インナ
ーロッド46の中心孔には、空気圧が供給されているの
で、この空気圧によりDTHハンマー52が衝撃荷重を
加える。ハンマービット48は、前記リフター12によ
るインナーロッド46に対する荷重と共に、二重に作動
し、破砕力を増加させる。
The stopper block 49 slides back and forth in the groove 51 of the outer casing 45. In this embodiment, when the rotation a and the impact d are applied to the outer casing 45, the hammer bit 48 moves back and forth to further increase the crushing force. The inner casing 46 has a rotation b and an impact load e.
Is added by the apparatus shown in the first embodiment. Furthermore, since air pressure is supplied to the center hole of the inner rod 46, the DTH hammer 52 applies an impact load by this air pressure. The hammer bit 48 double-acts with the load on the inner rod 46 by the lifter 12 to increase the crushing force.

【0032】[0032]

【その他の実施例】前記した実施例は、いずれもアウタ
ーケーシングまたはインナーロッドに衝撃荷重を加えて
いるが、この衝撃荷重は必ずしも必要ではなく、アウタ
ーケーシングとインナーロッドを相互に逆方向に回転さ
せるだけでも良い。アウターケーシング、インナーケー
シングのどちらかに衝撃荷重をかけても良い。DTHハ
ンマー単独または併用して使用しても良い。
[Other Embodiments] In each of the above-mentioned embodiments, an impact load is applied to the outer casing or the inner rod, but this impact load is not always necessary, and the outer casing and the inner rod are rotated in opposite directions. It's just good. An impact load may be applied to either the outer casing or the inner casing. The DTH hammer may be used alone or in combination.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳記したように、この発明のトンネ
ル掘削工法は、きわめて長い削孔をした後、地山の改良
を行うので、未固結地山のトンネル掘削に画期的な効果
を発揮した。また、この発明の削孔機は、アウターケー
スとインナーロッド互いに単に逆回転させるだけで直線
度の高い長尺の穴が掘削できる。したがって、長尺の改
良柱が施工できるので、トンネル掘削の能率が良い。ま
た、長尺な改良柱を造成できるので地山支持効果が大き
く、作業の安全性も高くなった。
As described above in detail, in the tunnel excavation method of the present invention, since the ground is improved after drilling a very long hole, it is an epoch-making effect for the tunnel excavation of unconsolidated ground. Demonstrated. Further, in the hole drilling machine of the present invention, a long hole with high linearity can be drilled by simply rotating the outer case and the inner rod in opposite directions. Therefore, it is possible to construct a long and improved pillar, and the efficiency of tunnel excavation is good. Also, since a long and improved pillar can be created, the ground support effect is great and the work safety is high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は削孔機の側面図である。FIG. 1 is a side view of a drilling machine.

【図2】図2はこの発明の掘削工法に用いる二重管ドリ
リングシステムの第1実施例である。
FIG. 2 is a first embodiment of a double pipe drilling system used in the excavation method of the present invention.

【図3】図3は第2実施例の二重管ドリリングシステム
である。
FIG. 3 is a double tube drilling system of a second embodiment.

【図4】図4(a)は第3実施例の二重管ドリリングシ
ステムである。 図4(b)は図4(a)のb−b断面図である。
FIG. 4 (a) is a double tube drilling system of a third embodiment. FIG. 4B is a bb sectional view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…削孔機、2…フレーム、3…キャタピラ、4…油圧
パワーユニット、11…作業台、12…前部回転盤、1
3…後部回転盤、20…ダブルヘッドドリルユニット、
21…アウターケーシング、22…メタルビット、28
…エアーハンマー、29…ハンマービット、30…イン
ナーロッド、31…アンビル、32…リフター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drilling machine, 2 ... Frame, 3 ... Caterpillar, 4 ... Hydraulic power unit, 11 ... Workbench, 12 ... Front turntable, 1
3 ... rear turntable, 20 ... double head drill unit,
21 ... Outer casing, 22 ... Metal bit, 28
… Air hammer, 29… Hammer bit, 30… Inner rod, 31… Anvil, 32… Lifter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 渉 東京都町田市三輪緑山1−26−11 株式会 社エヌ・アイ・テイ内 (72)発明者 中嶋 志朗 大阪府大阪市西区靱本町3丁目1番26号 常盤建設株式会社内 (72)発明者 亀井 昭彦 東京都小金井市東町5−19−22 (72)発明者 増本 輝男 佐賀県唐津市原1534番地 株式会社吉田鉄 工所内 (72)発明者 吉田 満宏 佐賀県唐津市原1534番地 株式会社吉田鉄 工所内 (72)発明者 市丸 道雄 佐賀県唐津市原1534番地 株式会社吉田鉄 工所内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Wataru Nakanishi             1-26-11 Miwa Midoriyama, Machida City, Tokyo Stock Association             Inside the company NTA (72) Inventor Shiro Nakajima             Osaka Prefecture Osaka City Nishi-ku Tsutohoncho 3-chome 1-26             Tokiwa Construction Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Kamei             5-19-22 Higashimachi, Koganei-shi, Tokyo (72) Inventor Teruo Masumoto             1534 Hara, Karatsu City, Saga Prefecture Yoshida Steel Co., Ltd.             Inside the factory (72) Inventor Mitsuhiro Yoshida             1534 Hara, Karatsu City, Saga Prefecture Yoshida Steel Co., Ltd.             Inside the factory (72) Inventor Michio Ichimaru             1534 Hara, Karatsu City, Saga Prefecture Yoshida Steel Co., Ltd.             Inside the factory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】切羽前方地山を削孔機で削孔し、この削孔
後前記削孔に噴射ノズルを挿入して前記地山を改良する
ための硬化材を超高圧で噴射させて複数の円柱状の改良
体をトンネル上半部の周方向に連続して造成し、この造
成後前記改良体の下部の切羽を掘削し、前記削孔、前記
改良体の造成、掘削を繰り返すトンネル等の掘削工法に
おいて、 前記削孔を前記削孔機に搭載した2重管を備えたドリル
ユニットを用い、前記2重管の外側のアウターケーシン
グを第1の方向に回転させ、この第1の方向と逆方向で
ある第2の方向に前記2重管のインナーロッドを回転さ
せて前記削孔を行うことを特徴とするトンネル等の掘削
工法。
1. A plurality of holes are drilled in front of the face by a boring machine, and after the boring, a jetting nozzle is inserted into the boring to inject a hardening material at a super high pressure to improve the rock. Of the cylindrical improved body is continuously formed in the circumferential direction of the upper half of the tunnel, and after this formation, the lower face of the improved body is excavated, and the hole is drilled, the improved body is formed, and the tunnel is repeatedly excavated. In the excavation method described above, a drill unit including a double pipe in which the hole is mounted on the drilling machine is used, an outer casing outside the double pipe is rotated in a first direction, and the outer casing is rotated in a first direction. An excavation method for a tunnel or the like, characterized in that the inner rod of the double pipe is rotated in a second direction, which is the opposite direction to the above, to perform the drilling.
【請求項2】請求項1において、前記アウターケーシン
グ及びインナーロッドの少なくとも一方に掘削方向の衝
撃力を発生させて掘削することを特徴とするトンネル等
の掘削工法。
2. The excavation method for a tunnel or the like according to claim 1, wherein at least one of the outer casing and the inner rod is excavated by generating an impact force in an excavation direction.
【請求項3】切羽前方地山を削孔機で削孔し、この削孔
後前記削孔に噴射ノズルを挿入して前記地山を改良する
ための硬化材を超高圧で噴射させて複数の円柱状の改良
体をトンネル上半部の周方向に連続して造成し、この造
成後前記改良体の下部の切羽を掘削し、前記削孔、前記
改良体の造成、掘削を繰り返すトンネル等の掘削工法に
用いる前記削孔機であって、 先端にビットを有するアウターケーシングと、このアウ
ターケーシング内に設けられかつ先端に掘削用のビット
を有するインナーロッドと、前記アウターケーシングを
回転駆動するためのアウターケーシング回転駆動手段
と、前記インナーロッドを回転駆動するためのインナー
ロッド回転駆動手段とからなるトンネル等の掘削工法用
削孔機。
3. A plurality of ground materials are prepared by boring a ground in front of a face with a boring machine, inserting a jet nozzle into the boring holes after the boring, and injecting a hardening material for improving the ground at an ultrahigh pressure. Of the cylindrical improved body is continuously formed in the circumferential direction of the upper half of the tunnel, and after this formation, the lower face of the improved body is excavated, and the hole is drilled, the improved body is formed, and the tunnel is repeatedly excavated. The outer casing having a bit at the tip, an inner rod having a bit for excavation at the tip and provided in the outer casing, for driving the outer casing to rotate. A drilling machine for excavation method such as a tunnel, which comprises the outer casing rotation driving means and the inner rod rotation driving means for rotating the inner rod.
【請求項4】請求項3において、前記アウターケーシン
グ及びインナーロッドの少なくとも一方に衝撃力を発生
させるための衝撃力発生手段を設けたことを特徴とする
トンネル等の掘削工法用削孔機。
4. A boring machine for excavation method such as a tunnel according to claim 3, wherein at least one of the outer casing and the inner rod is provided with an impact force generating means for generating an impact force.
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