JPH0626291A - さく孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 地山にさく孔しつつ同時に補強用鋼管を打ち
込むさく孔装置において、大口径のさく孔を行う場合に
さく孔速度の大幅な低下とウイングビットの早期損耗が
生じないようにする。 【構成】 さく岩機本体に取り付けられるさく孔ロッド
先端部のヘッドステム１２外周部に軸方向に摺動自在で
相互回転不能に嵌合するヘッドスリ−ブと、ヘッドスリ
−ブの前端部に装着される先行ビットと、ヘッドスリ−
ブに形成されたウイングビット収容部としての溝状凹部
に後部側を基点として径方向に拡縮可能に保持され、さ
く孔時には前進したヘッドステム１２によって内側から
押されて先行ビットの外径よりも外方に張出させられ、
ヘッドステムが後退する縮径時には先行ビットの外径程
度かもしくはそれよりも内側に引込まされるウイングビ
ットを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤に鋼管を打ち
込むことによって、トンネルの切羽の安定および坑口の
補強等地盤を改良するためや、ＮＡＴＭ工法等によるト
ンネル掘削にあたり、掘削後の地山中に補強用の鋼管を
打ち込むため等に使用されるさく孔装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルＴの掘削前に切羽を安定させる
ため、従来は、図１５乃至図１７に例示する如く、予め
鋼管挿入用の孔Ｐを穿設し、しかる後その孔に定着剤を
注入し、その後鋼管を別途挿入していた。この方法はさ
く孔と定着剤の注入及び鋼管の挿入を別に行なうので作
業効率が悪く、しかもさく孔時またはさく孔後すぐに孔
の内壁が崩落して、定着剤の注入または棒鋼の挿入が困
難になることがある等の問題点があった。

【０００３】これを解決するため、さく孔部の先端部に
設けられている先行ビットと、該先行ビットより後方位
置に設けられている拡縮可能なウィングビットとを備
え、さく孔時には、ウィングビットを外方に張出させ
て、さく孔を行なうと同時にさく孔ロッドの外周部に装
着した鋼管を地山中に挿入し、さく孔終了後はウィング
ビットを縮径して小径化し、鋼管だけを残してさく孔ロ
ッドを引き抜くことにより、さく孔と鋼管の挿入を同時
に行うことのできるさく孔装置が提案されている（特願
昭６２−１１２５９４）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のこの種のさ
く孔装置は、いずれも拡縮するウイングビットが直径方
向に一対設けられているだけであったので、比較的小口
径のパイプを打設する場合はさく孔に支障は生じなかっ
たが、大口径のパイプを打設する場合は、さく孔速度が
大幅に低下するとともに、ウイングビットが早期に損耗
するという問題があった。そこで本発明は、比較的大口
径の鋼管を打設する場合に使用するに適したさく孔装置
を提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかるさく孔装置は、さく岩機本体に取り付けられる
さく孔ロッド先端部のヘッドステム外周部に軸方向に摺
動自在で相互回転不能に嵌合するヘッドスリ−ブと、該
ヘッドスリ−ブの前端部に装着される先行ビットと、前
記ヘッドスリ−ブに形成されたウイングビット収容部と
しての溝状凹部に後部側を基点として径方向に拡縮可能
に保持され、さく孔時には前進したヘッドステムによっ
て内側から押されて先行ビットの外径よりも外方に張出
させられ、ヘッドステムが後退する縮径時には先行ビッ
トの外径程度かもしくはそれよりも内側に引込まされる
ウイングビットとを備えたさく孔装置において、前記ウ
イングビットは、ヘッドスリ−ブの周方向に沿って３個
以上が等しい角度間隔で設けられ、それぞれの内面部
に、拡径時にはヘッドステムによって押圧され縮径時に
はヘッドステムの軸芯を中心として放射状に重なり合う
断面楔状の突起が設けられていることを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】拡縮可能なウイングビットが周方向に沿って３
個以上設けられているので、１個あたりの負荷が小さく
てすみ、さく孔速度の大幅な低下とウイングビットの早
期損耗を効果的に防止することができる。

【０００７】

【実施例】以下、図面に表された実施例について説明す
る。このさく孔装置１は、さく岩機２に取り付けたシャ
ンクロッド３にカップリングスリ−ブ５を介して接合さ
れるさく孔ロッド６の先端部に取り付けられている。カ
ップリングスリ−ブ５の前側にはホルダキャップ７を介
してパイプホルダ８が設けられ、該パイプホルダに打設
用の鋼管（パイプ）１０が螺着されている。

【０００８】図２および図３は、さく孔装置１の互いに
異なる状態をあらわす断面図であって、前記さく孔ロッ
ド６の先端部にヘッドステム１２のねじソケット部１２
ｂが螺着され、該ヘッドステムの断面円形の嵌合部１２
ａの外周部に断面円形のヘッドスリーブ１３が軸方向に
摺動自在でかつ相互回転不能に嵌合している。前記ヘッ
ドステム１２の嵌合部１２ａとねじソケット部１２ｂと
の間には、ヘッドスリ−ブの後端部が当接するフランジ
部１２ｃが形成されている。このヘッドスリーブ１３の
前端部には取付けねじ１５が螺刻されており、前面部に
複数の球状刃（他の形状の刃でもよい）１６，・・・ を有
する先行ビット１７がこの取付けねじ１５に取り付けら
れている。また、ヘッドスリーブ１３の中間部には軸方
向の溝状切欠部からなる複数（図示例では４個）のウィ
ングビット収容部１９，…が形成されており、この収容
部に、外端部に複数の球状刃２０を有するウィングビッ
ト２１がそれぞれ収容されている。さらにヘッドスリ−
ブ１３の後部外周面には、鋼管の偏心を防止する複数の
スプライン状の突条１３ａ，…が等間隔で設けられてい
る。

【０００９】ウィングビット２１は、後部内面２１ａが
えぐられた形状に成形されており、これよりも前の部分
の内面は内側に張出する張出面２１ｂとなっている。ま
た、前端部には斜め内向きに突出部２３が設けられ、後
端部には内側に張り出す張出部２２が設けられている。
この張出部２２の前面２２ａは段状に形成され、該張出
部２２の外側には段部２４が設けられている。ウィング
ビット２１の前側の突出部２３は、正面から見た時左右
対称な楔状に形成されている。その尖った内面側の角度
αは３６０／ｎ（ｎはウイングビットの数）度となって
おり、図示例の場合はウィングビットの数が４個である
からα＝９０度である。このため、ウイングビット２
１，…を収容部１９，…に没入させた状態では、さく孔
装置の軸心を中心として放射状に重なり合う。

【００１０】一方、前記ヘッドステム１２の前端部に
は、前記ウイングビットの突出部２３に対応させて、角
棒状のガイド突起２５が前方に向かって突設されてい
る。このガイド突起２５は、断面がウイングビットの数
に対応する多角形（図示例では４角）であり、その後部
に設けられている同じ角数の拡径部２６に滑らかな曲面
で接続されている。さらに、このガイド突起２５よりも
後方には、前記張出部２２が摺動自在に係合する切欠部
２７が設けられている。ヘッドステム１２の芯部には主
水孔１２ｄ及びその中間部から斜め前方へ向かって分岐
する分岐水孔１２ｅ，１２ｅが設けられている。

【００１１】また、ヘッドスリーブ１３の円形内面に
は、直径方向に対向する位置に軸方向のピン溝３０，３
０が設けられ、断面円形のヘッドステム１２にはこれら
ヘッドスリーブ側のピン溝と対向する位置に同様なピン
溝３１，３１が設けられている。ヘッドスリーブ側のピ
ン溝３０およびヘッドステム側のピン溝３１は、ともに
断面半円状に形成され、両者が重なりあって円形断面を
呈するようになっている。このピン溝３０，３１によっ
て形成される円形長穴に丸棒状のピン３２，３２が挿通
され、ヘッドスリーブ１３とヘッドステム１２の相対回
転を拘束する。

【００１２】このさく孔装置１は、さく孔ロッド６の外
周部に鋼管１０を遊嵌して前記パイプホルダ８でこれを
保持し、さく岩機２を作動させつつ、先行ビット１７を
地山の表面に押し付けて使用される。このとき、水孔６
ａ，１２ｄ，１７ａを通して水もしくはエアが前方へ吐
出される。この水もしくはエアは、分岐水孔１２ｅ，…
からウイングビット後部にも吐出されるので、ウイング
ビットの動きが確実になる。このさく孔時には、まず、
先行ビット１７によって比較的小径の孔が穿孔され、つ
いで拡径状態にあるウィングビット２１，…によってこ
の孔が鋼管１０の外径よりも大きく拡径される。ウィン
グビット２１の拡径は、ヘッドステム１２がこれに対し
相対的に前進することにより行なわれるもので、ヘッド
ステムのガイド突起２５が前進して突出部２３，…に当
接し、さらに拡径部２６がこれらを外側へ押し拡げるこ
とにより行なわれる。

【００１３】さく孔ロッドの推力と打撃力は、ヘッドス
テム１２からヘッドスリ−ブ１３に伝達され、ウイング
ビット２１と先行ビット１７に伝えられる。先行ビット
１７の奥側でヘッドスリーブ１３に嵌合するリング２２
とヘッドスリーブによってウィングビット２１の遠心方
向への移動が拘束されている。さく孔ロッド６からヘッ
ドステム１２に伝えられた回転力は、ピン３２，３２を
介してヘッドスリーブ１３に伝えられ、先行ビット１７
とウィングビット２１を回転させる。

【００１４】さく孔が終了してさく孔ロッドを後退させ
ると、ヘッドステム１２がヘッドスリーブ１３およびウ
ィングビット２１に対し相対移動し、図３に示すよう
に、ガイド突起２５が突出部２３よりも後方に引込むと
ともに、切欠部２７の前端部がウイングビット２１の内
側段部２２ａに当接して、ウイングビットを後方へ引き
下げる。このため、ウィングビット２１の縮径方向への
移動に抗するものがなくなり、鋼管１０の端部等によっ
て内側に押されたときウィングビット２１，…が収容部
１９，…内に没入する。このとき、鋼管１０をパイプホ
ルダ８から取り外しておけば、先行ビット１７、ウィン
グビット２１、ヘッドステム１２、ヘッドスリーブ１３
等を鋼管１０の内部を通して外部に引き抜くことができ
る。

【００１５】すなわち、鋼管１０の外径よりも小径の先
行ビット１７でまず小径の下孔を穿孔し、引続き鋼管の
外径よりも大径のウィングビット２１，…で下孔の拡口
を行う。この間、埋設用の鋼管１０を一緒に孔の中に挿
入し、所定深さの穿孔が終了すると、鋼管１０をパイプ
ホルダ８から取り外して穿孔された孔の中に残し、先行
ビット、ウィングビット、さく孔ロッド等を鋼管１０の
内部を通して外部に引き抜くのである。残された鋼管内
へは定着材が注入される。

【００１６】このさく孔装置１は、拡径用のウイングビ
ットが軸回りに３個以上設けられているので、１個あた
りのウイングビットにかかる負荷が少なくてすみ、大口
径のさく孔を行う時でも、さく孔速度をそれほど低下さ
せなくてもすむので、能率的である。また、負荷がそれ
ほど増加しないので、ウイングビットの早期損耗が防止
される。複数のウイングビットの突出部２３，…は、縮
径時にヘッドステムの軸芯を中心として放射状に重なり
合うようになっているので、３個以上のウイングビット
をヘッドスリ−ブ内にうまく収納することができるので
ある。なお、ウイングビットの数は、３個乃至６個程度
とするのが実用的である。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明にかかる
さく孔装置は、拡縮可能なウイングビットが周方向に沿
って３個以上設けられているので、大口径のさく孔を行
う場合でも１個あたりの負荷が小さくてすみ、さく孔速
度の大幅な低下とウイングビットの早期損耗を効果的に
防止することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例であるさく孔装置の使用状態
をあらわす全体構成図である。

【図２】さく孔時における断面図である。

【図３】引き抜き時における断面図である。

【図４】組立状態の外観図である。

【図５】ヘッドステムの外観図である。

【図６】その正面図である。

【図７】ヘッドスリ−ブの外観図である。

【図８】その正面図である。

【図９】ウイングビットの平面図である。

【図１０】その側面図である。

【図１１】その正面図である。

【図１２】図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図１３】図３におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図１４】図２におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図１５】使用法の説明図である。

【図１６】使用法の説明図である。

【図１７】使用法の説明図である。

【符号の説明】

１ さく孔装置 ２ さく岩機 ３ シャンクロッド ６ さく孔ロッド １０ 鋼管 １２ ヘッドステム １３ ヘッドスリーブ １７ 先行ビット １９ ウィングビット収容部 ２１ ウィングビット ２３ 突出部 ２５ ガイド突起 ３０ ピン溝 ３１ ピン溝 ３２ ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 さく岩機本体に取り付けられるさく孔ロ
   ッド先端部のヘッドステム外周部に軸方向に摺動自在で
   相互回転不能に嵌合するヘッドスリ−ブと、該ヘッドス
   リ−ブの前端部に装着される先行ビットと、前記ヘッド
   スリ−ブに形成されたウイングビット収容部としての溝
   状凹部に後部側を基点として径方向に拡縮可能に保持さ
   れ、さく孔時には前進したヘッドステムによって内側か
   ら押されて先行ビットの外径よりも外方に張出させら
   れ、ヘッドステムが後退する縮径時には先行ビットの外
   径程度かもしくはそれよりも内側に引込まされるウイン
   グビットとを備えたさく孔装置において、前記ウイング
   ビットは、ヘッドスリ−ブの周方向に沿って３個以上が
   等しい角度間隔で設けられ、それぞれの内面部に、拡径
   時にはヘッドステムによって押圧され縮径時にはヘッド
   ステムの軸芯を中心として放射状に重なり合う断面楔状
   の突起が設けられていることを特徴とするさく孔装置。