JPH06264676A - 水中掘削装置及び水中掘削工法 - Google Patents
水中掘削装置及び水中掘削工法Info
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- JPH06264676A JPH06264676A JP7505393A JP7505393A JPH06264676A JP H06264676 A JPH06264676 A JP H06264676A JP 7505393 A JP7505393 A JP 7505393A JP 7505393 A JP7505393 A JP 7505393A JP H06264676 A JPH06264676 A JP H06264676A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｎ値の高い地山の掘削が可能であり、熟練を
要さず簡易な機械設備で効率の高い掘削を行うことにあ
る。 【構成】 一端に地山の掘削対象面と対向される接地開
口部１１が形成され他端に排出部１２が形成された掘削
本管１と、前記掘削対象面に向けて接地開口部１１の周
囲に配置された複数のウォータジェットノズル２と、エ
ア噴出口３２が掘削本管１内に開口されたエアリフト管
３とを備え、ウォータジェットノズル２から高圧の掘削
水Ｗを噴射して前記掘削対象面をほぐし、これによって
発生した土砂Ｅと掘削水Ｗの混合体を、エアリフト管３
からのエア噴出によるリフト作用により掘削本管１に吸
い上げて排出する。
要さず簡易な機械設備で効率の高い掘削を行うことにあ
る。 【構成】 一端に地山の掘削対象面と対向される接地開
口部１１が形成され他端に排出部１２が形成された掘削
本管１と、前記掘削対象面に向けて接地開口部１１の周
囲に配置された複数のウォータジェットノズル２と、エ
ア噴出口３２が掘削本管１内に開口されたエアリフト管
３とを備え、ウォータジェットノズル２から高圧の掘削
水Ｗを噴射して前記掘削対象面をほぐし、これによって
発生した土砂Ｅと掘削水Ｗの混合体を、エアリフト管３
からのエア噴出によるリフト作用により掘削本管１に吸
い上げて排出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば鋼管矢板による
水中締切工事等において鋼管矢板を設置するために管内
を掘削する掘削装置及び掘削工法に関する。
水中締切工事等において鋼管矢板を設置するために管内
を掘削する掘削装置及び掘削工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大口径の鋼管矢板による水中締切
工事における鋼管矢板設置のための鋼管内掘削は、次の
ような工法により行われている。 (a) ハンマーグラブによる掘削；ベノト式掘削機を用い
て地山にケーシングチューブを圧入し、内部の土砂（コ
ア）を、クレーンでハンマーグラブバケットを落下させ
てつかみ取りながら掘削する。 (b) アースドリルによる掘削；地山に圧入したケーシン
グチューブ内に、下端に刃を設けた円筒形の回転式バケ
ットを回転させながら掘り下げ、このバケットにある程
度の土砂が溜るごとに引き上げて土砂を排出する。 (c) アースオーガーによる掘削；鋼管からなる円筒状ケ
ーシング内で回転する螺旋状のアースオーガー（穿孔
機）により地山をほぐしてから、このほぐされた土砂を
ハンマーグラブバケットで掘削し、排出する。 (d) リバース工法による掘削；ロッドの先端に取り付け
たドリルビットに泥水を供給しながらを回転させて地山
を掘削し、掘削した土砂は泥水と共にサンドポンプで吸
い上げて沈殿池に排出し、沈殿池で土砂から分離された
泥水を再びドリルビットに循環供給する。
工事における鋼管矢板設置のための鋼管内掘削は、次の
ような工法により行われている。 (a) ハンマーグラブによる掘削；ベノト式掘削機を用い
て地山にケーシングチューブを圧入し、内部の土砂（コ
ア）を、クレーンでハンマーグラブバケットを落下させ
てつかみ取りながら掘削する。 (b) アースドリルによる掘削；地山に圧入したケーシン
グチューブ内に、下端に刃を設けた円筒形の回転式バケ
ットを回転させながら掘り下げ、このバケットにある程
度の土砂が溜るごとに引き上げて土砂を排出する。 (c) アースオーガーによる掘削；鋼管からなる円筒状ケ
ーシング内で回転する螺旋状のアースオーガー（穿孔
機）により地山をほぐしてから、このほぐされた土砂を
ハンマーグラブバケットで掘削し、排出する。 (d) リバース工法による掘削；ロッドの先端に取り付け
たドリルビットに泥水を供給しながらを回転させて地山
を掘削し、掘削した土砂は泥水と共にサンドポンプで吸
い上げて沈殿池に排出し、沈殿池で土砂から分離された
泥水を再びドリルビットに循環供給する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の掘削工法には、次のような問題がある。 (1) Ｎ値（標準貫入試験による打撃回数により土層の硬
さの度合いを示す値）が５０以上の硬い地盤では、従来
工法では施工が困難である。 (2) 一般に採用されるハンマーグラブによる掘削は、ハ
ンマーグラブバケット自体の掘削効率が悪く、クレーン
のオペレータの熟練度に作業能率が大きく依存される。 (3) アースドリルやアースオーガー等の掘削機を掘削動
作させるための特殊な重機械が必要である。
来の掘削工法には、次のような問題がある。 (1) Ｎ値（標準貫入試験による打撃回数により土層の硬
さの度合いを示す値）が５０以上の硬い地盤では、従来
工法では施工が困難である。 (2) 一般に採用されるハンマーグラブによる掘削は、ハ
ンマーグラブバケット自体の掘削効率が悪く、クレーン
のオペレータの熟練度に作業能率が大きく依存される。 (3) アースドリルやアースオーガー等の掘削機を掘削動
作させるための特殊な重機械が必要である。
【０００４】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その技術的課題とするところは、Ｎ値の高
い地山の掘削が可能であり、熟練を要さず簡易な機械設
備で効率の高い掘削を行うことにある。
れたもので、その技術的課題とするところは、Ｎ値の高
い地山の掘削が可能であり、熟練を要さず簡易な機械設
備で効率の高い掘削を行うことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明は、一端に地山の掘削対象面と対向される接地開
口部が形成され他端に排出部が形成された掘削本管と、
掘削水加圧供給源に接続されると共に前記掘削対象面に
向けて前記接地開口部の周囲に配置された複数のウォー
タジェットノズルと、リフトエア供給源に接続されると
共にエア噴出口が前記掘削本管内に挿入されたエアリフ
ト管を備えた水中掘削装置を提供し、併せて、前記掘削
本管の接地開口部を地山の掘削対象面に対向させ、掘削
水加圧供給源からの高圧の掘削水を前記接地開口部の周
囲に噴射して前記掘削対象面に衝突させると共に、前記
掘削本管内に所定流量のリフトエアを噴出させる水中掘
削工法を提供するものである。
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明は、一端に地山の掘削対象面と対向される接地開
口部が形成され他端に排出部が形成された掘削本管と、
掘削水加圧供給源に接続されると共に前記掘削対象面に
向けて前記接地開口部の周囲に配置された複数のウォー
タジェットノズルと、リフトエア供給源に接続されると
共にエア噴出口が前記掘削本管内に挿入されたエアリフ
ト管を備えた水中掘削装置を提供し、併せて、前記掘削
本管の接地開口部を地山の掘削対象面に対向させ、掘削
水加圧供給源からの高圧の掘削水を前記接地開口部の周
囲に噴射して前記掘削対象面に衝突させると共に、前記
掘削本管内に所定流量のリフトエアを噴出させる水中掘
削工法を提供するものである。
【０００６】
【作用】上記構成によると、掘削本管の接地開口部と対
向する地山の掘削対象面に、ウォータジェットノズルか
ら高圧の掘削水を吐出して衝突させることによって、前
記掘削対象面が侵食されてほぐされ、液状化される。そ
して、掘削本管内の水中に、エアリフト管のエア噴出口
から所定流量のエアを噴出すると、この掘削本管内の水
はエアとの混合によって軽くなり、水圧が掘削本管の外
側の水圧よりも低くなるため、この圧力差（水頭圧）に
よって、掘削本管内の水とエアの混合体は上方に押し上
げられる。このため、掘削水の吐出によってほぐされた
土砂は、前記混合体の上昇流により吸い上げられて排出
部より排出される。
向する地山の掘削対象面に、ウォータジェットノズルか
ら高圧の掘削水を吐出して衝突させることによって、前
記掘削対象面が侵食されてほぐされ、液状化される。そ
して、掘削本管内の水中に、エアリフト管のエア噴出口
から所定流量のエアを噴出すると、この掘削本管内の水
はエアとの混合によって軽くなり、水圧が掘削本管の外
側の水圧よりも低くなるため、この圧力差（水頭圧）に
よって、掘削本管内の水とエアの混合体は上方に押し上
げられる。このため、掘削水の吐出によってほぐされた
土砂は、前記混合体の上昇流により吸い上げられて排出
部より排出される。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明に係る水中掘削装置の一実施
例を示す概略的な斜視図、図２はこの実施例を示すシス
テム図で、符号１は下端に地山の掘削対象面と対向され
る接地開口部１１が形成され上端に排出管１２が接続さ
れた掘削本管、符号２は掘削本管１の外周にその円周方
向等間隔でかつ掘削本管１の長手方向と略平行に添設さ
れた３本のウォータジェットノズル、符号３は掘削本管
１の外側に添設されると共に先端部３ａが掘削本管１の
下部側壁からその内側空間に挿入されたエアリフト管で
ある。
例を示す概略的な斜視図、図２はこの実施例を示すシス
テム図で、符号１は下端に地山の掘削対象面と対向され
る接地開口部１１が形成され上端に排出管１２が接続さ
れた掘削本管、符号２は掘削本管１の外周にその円周方
向等間隔でかつ掘削本管１の長手方向と略平行に添設さ
れた３本のウォータジェットノズル、符号３は掘削本管
１の外側に添設されると共に先端部３ａが掘削本管１の
下部側壁からその内側空間に挿入されたエアリフト管で
ある。
【０００８】各ウォータジェットノズル２は、その基端
部２ａが給水用フレキシブルチューブ２１から分岐接続
されたもので、このフレキシブルチューブ２１を介して
水中ポンプ又は高圧水発生装置からなる掘削水加圧供給
源４に接続されており、このノズル２の下端に絞り形成
された掘削水噴射口２２が前記掘削対象面に向けて掘削
本管１の接地開口部１１の外周に配置されている。エア
リフト管３は、その基端部３ｂが給気用フレキシブルチ
ューブ３１に接続されたもので、このフレキシブルチュ
ーブ３１を介してエアコンプレッサからなるリフトエア
供給源５に接続されており、掘削本管１の内側空間に挿
入された先端部３ａは上方へ屈曲し、排出管１２側へ向
いたエア噴出口３２が形成されている。なお、ウォータ
ジェットノズル２及びエアリフト管３は、掘削本管１に
対して、図示しないブラケット等の適宜連結手段を介し
て支持されており、掘削本管１は、図示しないクレーン
等の適宜昇降手段を介して掘削対象の地山に設置され
る。
部２ａが給水用フレキシブルチューブ２１から分岐接続
されたもので、このフレキシブルチューブ２１を介して
水中ポンプ又は高圧水発生装置からなる掘削水加圧供給
源４に接続されており、このノズル２の下端に絞り形成
された掘削水噴射口２２が前記掘削対象面に向けて掘削
本管１の接地開口部１１の外周に配置されている。エア
リフト管３は、その基端部３ｂが給気用フレキシブルチ
ューブ３１に接続されたもので、このフレキシブルチュ
ーブ３１を介してエアコンプレッサからなるリフトエア
供給源５に接続されており、掘削本管１の内側空間に挿
入された先端部３ａは上方へ屈曲し、排出管１２側へ向
いたエア噴出口３２が形成されている。なお、ウォータ
ジェットノズル２及びエアリフト管３は、掘削本管１に
対して、図示しないブラケット等の適宜連結手段を介し
て支持されており、掘削本管１は、図示しないクレーン
等の適宜昇降手段を介して掘削対象の地山に設置され
る。
【０００９】上述の水中掘削装置を用いて、例えば大口
径の鋼管矢板による水中締切工事における鋼管矢板設置
のための掘削を行う場合は、まず、この水中掘削装置
を、掘削本管１の接地開口部１１が地山の掘削対象面に
対向した状態に設け、前記掘削対象面に、ウォータジェ
ットノズル２の掘削水噴射口２２から高圧の掘削水Ｗを
吐出して衝突させる。これにより、土質の種類や硬軟に
拘らず前記掘削対象面が掘削水Ｗに侵食されてほぐさ
れ、液状化される。なお、掘削水加圧供給源４として
は、地山を侵食してほぐすのに必要な相応の吐出圧及び
吐出流量を備えたものを選定することは勿論である。一
方、前記掘削本管１内に、その上方へ向けてエアリフト
管３のエア噴出口３２から所定流量のエアＡを噴出する
と、掘削本管１内に入り込んだ水は、噴出されるエアＡ
との混合によって見かけ上の密度が小さくなるので、掘
削本管１の外側の水との間に水頭圧の差が生じる。この
ため、掘削本管１の下端で掘削水Ｗによってほぐされた
土砂Ｅは、接地開口部１１から掘削水Ｗと共に掘削本管
１内に吸い上げられ、エアＡと混合されて、上端の排出
管１２から排出される。
径の鋼管矢板による水中締切工事における鋼管矢板設置
のための掘削を行う場合は、まず、この水中掘削装置
を、掘削本管１の接地開口部１１が地山の掘削対象面に
対向した状態に設け、前記掘削対象面に、ウォータジェ
ットノズル２の掘削水噴射口２２から高圧の掘削水Ｗを
吐出して衝突させる。これにより、土質の種類や硬軟に
拘らず前記掘削対象面が掘削水Ｗに侵食されてほぐさ
れ、液状化される。なお、掘削水加圧供給源４として
は、地山を侵食してほぐすのに必要な相応の吐出圧及び
吐出流量を備えたものを選定することは勿論である。一
方、前記掘削本管１内に、その上方へ向けてエアリフト
管３のエア噴出口３２から所定流量のエアＡを噴出する
と、掘削本管１内に入り込んだ水は、噴出されるエアＡ
との混合によって見かけ上の密度が小さくなるので、掘
削本管１の外側の水との間に水頭圧の差が生じる。この
ため、掘削本管１の下端で掘削水Ｗによってほぐされた
土砂Ｅは、接地開口部１１から掘削水Ｗと共に掘削本管
１内に吸い上げられ、エアＡと混合されて、上端の排出
管１２から排出される。
【００１０】上述のような掘削水Ｗの吐出による地山の
掘削対象面の洗掘及びこれによって発生した掘削水Ｗと
土砂Ｅの混合体の吸い上げ排出は連続して行われ、これ
によって、連続的に縦孔の掘削が行われる。そしてこの
掘削の進行と共に、掘削本管１及びこれと一体の各ウォ
ータジェットノズル２及びエアリフト管３を前記昇降手
段によって徐々に下降させて行く。
掘削対象面の洗掘及びこれによって発生した掘削水Ｗと
土砂Ｅの混合体の吸い上げ排出は連続して行われ、これ
によって、連続的に縦孔の掘削が行われる。そしてこの
掘削の進行と共に、掘削本管１及びこれと一体の各ウォ
ータジェットノズル２及びエアリフト管３を前記昇降手
段によって徐々に下降させて行く。
【００１１】この工法によると、掘削された土砂Ｅ中に
多量の礫が混入しているような場合でも、掘削水Ｗと土
砂Ｅの混合体の排出には全く支承がない。これは、この
混合体がポンプの羽根車のような機械要素を通って排出
されるものではないからである。また、例えば掘削地の
近傍には予め沈殿池を作っておき、排出管１２から排出
されエアＡから分離された掘削水Ｗと土砂Ｅの混合体
を、この沈殿池に一旦貯留し、土砂Ｅを沈殿させてから
その上澄み水を汲み上げ、補助給水源６を介して掘削水
Ｗとして循環利用することができる。また、上述の水中
掘削工法によって実際に地山の水中掘削試験を行ったと
ころ、ハンマーグラブを用いた従来工法に比較して約２
〜５倍の掘削速度が得られ、Ｎ値が７５以上の硬い砂質
地盤に対しても容易に連続掘削可能であった。
多量の礫が混入しているような場合でも、掘削水Ｗと土
砂Ｅの混合体の排出には全く支承がない。これは、この
混合体がポンプの羽根車のような機械要素を通って排出
されるものではないからである。また、例えば掘削地の
近傍には予め沈殿池を作っておき、排出管１２から排出
されエアＡから分離された掘削水Ｗと土砂Ｅの混合体
を、この沈殿池に一旦貯留し、土砂Ｅを沈殿させてから
その上澄み水を汲み上げ、補助給水源６を介して掘削水
Ｗとして循環利用することができる。また、上述の水中
掘削工法によって実際に地山の水中掘削試験を行ったと
ころ、ハンマーグラブを用いた従来工法に比較して約２
〜５倍の掘削速度が得られ、Ｎ値が７５以上の硬い砂質
地盤に対しても容易に連続掘削可能であった。
【００１２】なお、本発明は、図示の一実施例に限定さ
れるものではない。例えばウォータジェットノズル２の
本数は４本あるいはそれ以上としても良く、また、この
ノズル２の掘削水噴射口２２の形状は、地山の掘削対象
が粘性土であるか砂質土であるかといった土質の相違に
対応した形状とする。
れるものではない。例えばウォータジェットノズル２の
本数は４本あるいはそれ以上としても良く、また、この
ノズル２の掘削水噴射口２２の形状は、地山の掘削対象
が粘性土であるか砂質土であるかといった土質の相違に
対応した形状とする。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、掘削水の吐出による地山の掘削対象面の洗掘
及びこれによって発生する掘削水と土砂の混合体の吸い
上げ排出によって、掘削が連続的に行われるものである
ため、Ｎ値の高い地山の掘削も容易に行うことができ、
エアコンプレッサや水中ポンプといった簡易な機械設備
で効率の良い掘削を行うことができ、作業に熟練を要し
ないといった優れた効果を実現することができる。
によると、掘削水の吐出による地山の掘削対象面の洗掘
及びこれによって発生する掘削水と土砂の混合体の吸い
上げ排出によって、掘削が連続的に行われるものである
ため、Ｎ値の高い地山の掘削も容易に行うことができ、
エアコンプレッサや水中ポンプといった簡易な機械設備
で効率の良い掘削を行うことができ、作業に熟練を要し
ないといった優れた効果を実現することができる。
【図１】本発明に係る水中掘削装置の一実施例を示す概
略的な斜視図である。
略的な斜視図である。
【図２】上記実施例を系統的に示すシステム図である。
１ 掘削本管 １１ 接地開口部 １２ 排出管 ２ ウォータジェットノズル ２２ 掘削水噴射口 ３ エアリフト管 ３２ エア噴出口 Ａ エア Ｅ 土砂 Ｗ 掘削水
Claims (2)
- 【請求項１】 一端に地山の掘削対象面と対向される接
地開口部が形成され他端に排出部が形成された掘削本管
と、 掘削水加圧供給源に接続されると共に前記掘削対象面に
向けて前記接地開口部の周囲に配置された複数のウォー
タジェットノズルと、 リフトエア供給源に接続されると共にエア噴出口が前記
掘削本管内に挿入されたエアリフト管と、を具備してな
ることを特徴とする水中掘削装置。 - 【請求項２】 掘削本管の接地開口部を地山の掘削対象
面に対向させ、 掘削水加圧供給源からの高圧の掘削水を前記接地開口部
の周囲に噴射して前記掘削対象面に衝突させると共に、 前記掘削本管内に所定流量のリフトエアを噴出させるこ
とを特徴とする水中掘削工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7505393A JPH06264676A (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 水中掘削装置及び水中掘削工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7505393A JPH06264676A (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 水中掘削装置及び水中掘削工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264676A true JPH06264676A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=13565080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7505393A Pending JPH06264676A (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 水中掘削装置及び水中掘削工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264676A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155495A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Penta Ocean Constr Co Ltd | 地中汚染調査方法 |
| US20120285051A1 (en) * | 2009-12-01 | 2012-11-15 | Kryzak Thomas J | Environmental Remediation System |
| WO2019234808A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 株式会社アサヒテクノ | 揚水システム、及び揚水管と、水力発電システム、及び送水システム |
| CN113445924A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-09-28 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种大直径救生孔泥浆气举反循环成孔方法 |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP7505393A patent/JPH06264676A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155495A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Penta Ocean Constr Co Ltd | 地中汚染調査方法 |
| JP4697634B2 (ja) * | 2005-12-05 | 2011-06-08 | 五洋建設株式会社 | 地中汚染調査方法 |
| US20120285051A1 (en) * | 2009-12-01 | 2012-11-15 | Kryzak Thomas J | Environmental Remediation System |
| WO2019234808A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 株式会社アサヒテクノ | 揚水システム、及び揚水管と、水力発電システム、及び送水システム |
| CN113445924A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-09-28 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种大直径救生孔泥浆气举反循环成孔方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020612 |