JPH09324592A - ハンマー付き穿孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 含水比率が高い土質や粘着性の低い土質にお
いても、地山の崩壊を無くして能率良く確実に穿孔でき
るハンマー付き穿孔装置を提供する。 【解決手段】 ハンマー１０付きロッド５の上部にスイ
ベル６を、下部にドリルビット７を組み付ける。上記ハ
ンマー１０は油圧で作動する油圧ハンマーにより構成す
る。上記ロッド５をボーリング装置１で往復旋回・昇降
駆動しながら、作動油Ｂを上記スイベル６から圧送して
油圧ハンマー１０を作動させ、このハンマー１０でドリ
ルビット７を連打するとともに、これと並行して孔壁安
定液Ｃを上記スイベル６から圧送してロッド５を介して
ドリルビット７に供給し、地山の崩壊を防ぎつつ、穿孔
２２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬化材注入孔や水
井戸の掘削、あるいは土留壁アンカー用等、地盤に各種
の穿孔を形成するために用いられるハンマー付き穿孔装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のハンマー付き穿孔装置として
は、従来より例えば本出願人の提案に係るもので、特公
平７−８８７４０号公報に開示されたものが知られてい
る。このハンマー付き穿孔装置は、図４に示すように、
ボーリングマシン１０１と、下部にエアハンマー１１０
を内設した内管ロッド１０５と、この内管ロッド１０５
に外嵌される外管１０８と、内管ロッド１０５の上部に
回転自在に接続されエアＡを供給する回転継手１０６
と、上記内管ロッド１０５の下部に組つけられたドリル
ビット１０７と、上記外管１０８の上部に回転自在に接
続され排泥Ｇを排出する回転継手１０９とを備えてな
り、ボーリングマシン１０１の往復旋回・昇降駆動機構
１０２で外管１０８と内管ロッド１０５とを一体に往復
旋回・昇降駆動しながら、エアハンマー１１０でドリル
ビット１０７を連打することにより地盤を掘削するとと
もに、外管１０８と内管ロッド１０５との間に形成され
た排泥通路１０７を介してエアハンマー１１０から吹き
出るエアで排泥Ｇを押上げ、地盤に穿孔２２を形成する
ように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のエアハンマ
ー付き穿孔装置では、以下のような問題がある。 （イ）地中の含水比率が高い土質の穿孔においては、エ
アで排泥を押上げることに誘発されて、地下水が沸き出
て地山が崩壊し易くなる。 （ロ）また、エアハンマーから吹き出るエアの噴出力に
より、外管のまわりの地山が崩壊し易くなる。そして崩
壊し易い地盤においては、崩壊した土砂の圧力により外
管が外側より締め付けられ、また、外管と内管ロッドと
の間の排泥通路を介して排泥を押上げるため、外管が内
側より加圧される。このためジャーミング現象を誘発し
て穿孔不能に至る。 （ハ）粘着性の低い土質では、穿孔時にベントナイト泥
水等の孔壁安定液を使用する場合でも、エアの噴出力が
強すぎて孔壁の崩壊をきたし、安定液の循環使用が困難
になり、ひいては当該安定液を無駄に消費することとな
る。

【０００４】本発明の技術課題は、上記難点（イ）〜
（ハ）を解決するためになされたもので、含水比率が高
い土質や粘着性の低い土質においても、地山の崩壊を無
くして能率良く確実に穿孔できるハンマー付き穿孔装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、上記課題を解決するために、以下のように構成され
る。即ち、ハンマー１０付きロッド５の上部にスイベル
６を、下部にドリルビット７を組み付け、上記ロッド５
をボーリング装置１で往復旋回・昇降駆動しながら、ハ
ンマー１０でドリルビット７を連打することにより地盤
に穿孔２２を形成するように構成したハンマー付き穿孔
装置において、上記ハンマー１０は油圧で作動する油圧
ハンマーにより構成し、作動油Ｂを上記スイベル６から
圧送して油圧ハンマー１０を作動させるとともに、孔壁
安定液Ｃを上記スイベル６から圧送してロッド５を介し
てドリルビット７に供給するように構成したことを特徴
としている。

【０００６】また、請求項２に記載した発明は、エアハ
ンマー１０Ａ付き内管ロッド５Ａの上部にスイベル６
を、下部にドリルビット７を組み付け、上記内管ロッド
５Ａに外管８を外嵌し、上記内管ロッド５Ａと外管８と
をボーリング装置１で一体に往復旋回・昇降駆動しなが
ら、エアハンマー１０Ａでドリルビット７を連打するこ
とにより地盤に穿孔２２を形成するように構成した、ハ
ンマー付き穿孔装置において、上記エアハンマー１０Ａ
に放出エアの戻り通路２５を付設し、この戻り通路２５
を上記スイベル６に形成したエア排出口６Ｂに連通する
とともに、孔壁安定液Ｃを上記スイベル６から圧送して
外官８と内管ロッド５Ａとの隙間２４を介してドリルビ
ット７に供給するように構成したことを特徴としてい
る。

【０００７】

【発明の作用・効果】本発明に係るハンマー付き穿孔装
置においても、ロッド５をボーリング装置１で往復旋回
・昇降駆動しながら、ハンマー１０でドリルビット７を
連打することにより地盤に穿孔２２を形成するが、請求
項１に記載した発明では、作動油Ｂをスイベル６から圧
送して油圧ハンマー１０でドリルビット７を連打し、こ
れと並行して孔壁安定液Ｃを上記スイベル６から圧送し
てロッド５を介してドリルビット７に供給することか
ら、以下の作用・効果を奏する。

【０００８】（イ）ドリルビットに供給された孔壁安定
液の潤滑作用により円滑に掘削でき、スイベルから圧送
された孔壁安定液で掘削泥を地上へ押上げる。また、油
圧ハンマーでドリルビットを連打する際に作動油は回収
される。つまり、エアハンマーのようなエアの噴出がな
いので、地中の含水比率が高い土質の穿孔においても、
地下水が沸き出て地山が崩壊し易くなる虞れはなく、能
率良く穿孔できる。 （ロ）粘着性が低く崩壊し易い地盤においても、孔壁安
定液で孔壁を安定させるので、孔壁が崩壊しにくくな
り、ジャーミング現象を誘発したり穿孔不能に陥る虞れ
もなくなる。 （ハ）孔壁安定液を使用することにより孔壁が崩壊しに
くくなるので、安定液の循環使用が可能になり、当該安
定液の無駄な消費を低減できる。

【０００９】また、請求項２に記載した発明では、エア
ハンマー１０Ａに放出エアの戻り通路２５を付設し、こ
の戻り通路２５を上記スイベル６に形成したエア排出口
６Ｂに連通したことから、エアハンマーでドリルビット
を連打する際に放出エアは戻り通路２５を介して回収さ
れる。つまり、エアの噴出がないので、上記の作用・効
果（イ）を奏する。また、孔壁安定液Ｃを上記スイベル
６から圧送して外官８と内管ロッド５Ａとの隙間２４を
介してドリルビット７に供給するように構成したことか
ら、上記作用・効果（ロ）（ハ）をも奏する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は請求項１に記載した発明に係
るハンマー付き穿孔装置を示し、図１（Ａ）はそのハン
マー付き穿孔装置の概要図、図１（Ｂ）はそのハンマー
付き穿孔装置の油圧ハンマーの縦断面図である。

【００１１】このハンマー付き穿孔装置は、図１（Ａ）
に示すように、ボーリングマシン１と、このボーリング
マシン１で駆動される３重管ロッド５と、３重管ロッド
５の上部に組つけられた３重管スイベル６と、３重管ロ
ッド５の下部に組つけられた油圧ハンマー１０と、油圧
ハンマー１０の下部に組つけられたドリルビット７とを
備え、上記３重管ロッド５をボーリングマシン１で往復
旋回・昇降駆動しながら、上記スイベル６から圧送した
作動油Ｂで油圧ハンマー１０を作動させてドリルビット
７を連打し、これと並行して孔壁安定液Ｃを上記スイベ
ル６から圧送して３重管ロッド５を介してドリルビット
７に供給しながら、地盤に穿孔２２を形成するように構
成されている。

【００１２】上記ボーリングマシン１は往復旋回・昇降
機構２を備え、３重管ロッド５はこの往復旋回・昇降機
構２によって往復旋回・昇降駆動可能に支持される。な
お、図１（Ａ）中の符号２５は、スイベル６を介して３
重管ロッド５を吊持するためのクレーンであり、当該ロ
ッド５の継ぎ足し時や交換時に安全上の観点から用いら
れる。上記３重管スイベル６の作動油入口６ａと作動油
出口６ｂには、図示しない作動油供給装置が接続され、
安定液入口６ｃに図示しない安定液圧送装置が接続され
ている。また、上記３重管ロッド５の軸心部には、作動
油圧送通路５ａが、その外側には作動油戻り通路５ｂ
が、さらにその外側には安定液圧送通路５ｃが、それぞ
れ同心状に形成され、この３重管ロッド５の下部には、
図１(Ｂ)に示すように、油圧ハンマー１０とドリルビッ
ト７が組み付けられている。

【００１３】上記油圧ハンマー１０は、上記３重管ロッ
ド５の作動油圧送通路５ａと連通するように本体１１内
に形成された第１作動油室１２ａと、この第１作動油室
１２ａ内と第２作動油室１２ｂ内とにわたり摺動自在に
設けられたピストン１３と、このピストン１３と一体に
形成された打撃ロッド１４と、上記第１作動油室１２ａ
と連通するアキュームレータ１５と、このアキュームレ
ータ１５の油圧で駆動されるシャトル弁１６とを具備し
ている。なお、前記スイベル６には、油圧ハンマー１０
の作動停止用として、作動油入口６ａと作動油出口６ｂ
とをバイパスさせるため、図示しないバイパス弁が設け
られている。

【００１４】上記ドリルビット７は、油圧ハンマー１０
の本体１１内下部にスプライン嵌合部７ｂを介して一定
のストロークで昇降自在、かつ、本体１１と一体回転可
能に組み付けられており、打撃ロッド１４でドリルビッ
ト７の基端部７ａを連打可能に構成されている。また、
油圧ハンマー１０の本体１１の周囲には、孔壁安定液で
あるベントナイト泥水Ｃのガイド筒１７が設けられてお
り、上記スイベル６からロッド５の安定液圧送通路５ｃ
を経て圧送されるベントナイト泥水Ｃを隙間１８を介し
てドリルビット７に供給するように構成されている。こ
の油圧ハンマー１０は以下のように作動する。

【００１５】上記バイパス弁が閉じて、作動油圧送通路
５ａより作動油Ｂが圧送されると、第１作動油室１２ａ
内の作動油圧でピストン１３を打撃ロッド１４とともに
持ち上げる。ピストン１３が持ち上がると、作動油Ｂが
アキュームレータ１５に流入して蓄圧する。アキューム
レータ１５の蓄圧が完了すると、シャトル弁１６が開
き、図１(Ｂ)に示すように、アキュームレータ１５に蓄
圧されている作動油Ｂがシャトル弁１６を介して第２作
動油室１２ｂ内に放出され、ピストン１３を図１（Ｂ）
の実線で示す位置まで押し下げる。押し下げられたピス
トン１３は打撃ロッド１４を介してドリルビット７の基
端部７ａをたたく。作動油Ｂの放出によりアキュームレ
ータ１５の圧力が下がると、シャトル弁１６が閉じて第
１作動油室１２ａと第２作動油室１２ｂとの連通が遮断
され、第２作動油室１２ｂと作動油戻り通路５ｂとが連
通する。上記動作を１サイクルとして、１分間に略１２
００〜１４００回の速さで打撃ロッド１４がドリルビッ
ト７を連打する。

【００１６】即ち、ボーリングマシン１で３重管ロッド
５を往復旋回・昇降駆動しながら、スイベル６及び３重
管ロッド５を介して圧送した作動油Ｂで油圧ハンマー１
０を作動させてドリルビット７を連打する。これと並行
してベントナイト泥水Ｃを上記スイベル６から圧送して
３重管ロッド５を介してドリルビット７に供給する。こ
れによりベントナイト泥水Ｃの潤滑作用で円滑に掘削で
きる。なお、本実施形態のように油圧ハンマー１０をロ
ッド５の下部に設けた場合には、打撃音は下端部で吸収
されるので、騒音を格段に低減することができる。

【００１７】また、油圧ハンマー１０でドリルビット７
を連打する際に、エアハンマーのようなエアの噴出がな
いので、地中の含水比率が高い土質の穿孔においても、
地下水が沸き出て地山が崩壊し易くなる虞れはなく、能
率良く穿孔できる。また、粘着性が低く崩壊し易い地盤
においても、ベントナイト泥水等の孔壁安定液Ｃで孔壁
を安定させるので、孔壁が崩壊しにくくなり、ジャーミ
ング現象を誘発したり穿孔不能に陥る虞れもなくなる。

【００１８】上記スイベル６から圧送されるベントナイ
ト泥水Ｃのリフト効果により、泥醤Ｈ（掘削泥と孔壁安
定液Ｃとの混練物）は穿孔２２を介して地上へ押し上げ
られる。このようにして地上に排出された泥醤Ｈは、サ
ンドポンプ２０を介して圧送され、図示しないマットス
クリーン等で濾過された後、スイベル６の安定液入口６
ｃより注入されて３重管ロッド５の下部に組み付けられ
た油圧ハンマー１０とガイド筒１７との隙間１８より吐
出される。このように孔壁安定液であるベントナイト泥
水Ｃを使用することにより、孔壁２２ａが崩壊しにくく
なるので、ベントナイト泥水Ｃの循環使用が可能にな
り、当該安定液Ｃの無駄な消費をなくし、造成費用を一
層低減すことができる。

【００１９】図２は本発明の別の実施形態に係るハンマ
ー付き穿孔装置の概要図である。このハンマー付き穿孔
装置は、図２に示すように、油圧ハンマー１０をスイベ
ル６とロッド５との間に設けた点が前記実施形態と異な
り、その他の点は図１と同様に構成されている。

【００２０】即ち、この穿孔装置は、３重管スイベル６
と２重管ロッド５との間に油圧ハンマー１０を組つけ、
２重管ロッド５の軸心部にドリルビット７の打撃伝動軸
７ｃを貫通させてその下部にドリルビット７を組み付
け、上記２重管ロッド５をボーリングマシン１で往復旋
回・昇降駆動しながら、作動油Ｂを３重管スイベル６か
ら圧送して油圧ハンマー１０を作動させるとともに、こ
れと並行して孔壁安定液Ｃを上記スイベル６から圧送し
て２重管ロッド５を介してドリルビット７に供給するよ
うに構成されている。なお、請求項１に記載の発明は上
記実施形態に限らず、油圧ハンマー１０をスイベル６内
に組み込んだものでもよく、油圧ハンマーやロッドの内
部構造についても適宜変更を加えて適用できる。

【００２１】図３は請求項２に記載した発明の実施形態
に係るハンマー付き穿孔装置の概要図である。このハン
マー付き穿孔装置は、図３に示すように、前記油圧ハン
マー１０に代えてエアハンマー１０Ａを設け、エアハン
マー１０Ａに放出エアの戻り通路２５を付設し、この戻
り通路２５を上記スイベル６に形成したエア排出口６Ｂ
に連通した点が前記実施形態と異なり、その他の点は図
１と略同様に構成されている。

【００２２】即ち、この穿孔装置は、内管ロッド５Ａの
上部にスイベル６を、下部にエアハンマー１０Ａとドリ
ルビット７を組み付け、内管ロッド５Ａに外管８を外嵌
し、内管ロッド５Ａと外管８とをボーリングマシン１で
一体に往復旋回・昇降駆動しながら、エアハンマー１０
Ａでドリルビット７を連打することにより地盤に前記穿
孔２２を形成するように構成されている。そしてエアハ
ンマー１０Ａに放出エアの戻り通路２５を付設し、この
戻り通路２５をスイベル６に形成したエア排出口６Ｂに
連通するとともに、孔壁安定液Ｃを上記スイベル６から
圧送して外官８と内管ロッド５Ａとの隙間２４を介して
ドリルビット７に供給するように構成されている。

【００２３】上記内管ロッド５Ａと外管８は、規定寸法
のものを順次継ぎ足して用いるようになっている。ま
た、耐圧ホースで構成した戻り通路２５は、内管ロッド
５Ａに沿ってホースバンド２７で締結され、内管ロッド
５Ａと同様に規定寸法のものをソケット・プラグ２６を
介して順次継ぎ足して用いるようになっている。上記構
成によれば、エアハンマーでドリルビットを連打する際
に放出エアは戻り通路２５を介して回収され、エアの噴
出がなく、粘着性が低く崩壊し易い地盤においても、孔
壁安定液で孔壁を安定させるので、図１の穿孔装置と同
様の作用・効果を奏する。なお、請求項２に記載の発明
は上記実施形態に限らず、エアハンマー１０Ａをスイベ
ル６内に組み込んだものでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載したハンマー付き穿孔装置を示
し、図１（Ａ）はそのハンマー付き穿孔装置の概要図、
図１（Ｂ）はそのハンマー付き穿孔装置の油圧ハンマー
の縦断面図である。

【図２】本発明の別の実施形態に係る図１（Ａ）相当図
である。

【図３】請求項２に記載したハンマー付き穿孔装置の図
１（Ａ）相当図である。

【図４】従来例に係るハンマー付き穿孔装置の図１
（Ａ）相当図である。

【符号の説明】 １…ボーリング装置（ボーリングマシン）、５…ロッド
（３重管ロッド）、５Ａ…内管ロッド、６…スイベル
（３重管スイベル）、６ａ…スイベルの作動油入口、６
Ａ…、６ｂ…スイベルの作動油出口、６Ｂ…スイベルの
エア排出口、６ｃ…スイベルの安定液入口、７…ドリル
ビット、８…外管、１０…油圧ハンマー、１０Ａ…エア
ハンマー、２０…穿孔、２２…穿孔、２４…外官と内管
ロッドとの隙間、２５…戻り通路、Ａ…エア、Ｂ…作動
油、Ｃ…孔壁安定液（ベントナイト泥水）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンマー（１０）付きロッド（５）の上
   部にスイベル（６）を、下部にドリルビット（７）を組
   み付け、上記ロッド（５）をボーリング装置（１）で往
   復旋回・昇降駆動しながら、ハンマー（１０）でドリル
   ビット（７）を連打することにより地盤に穿孔（２２）
   を形成するように構成した、ハンマー付き穿孔装置にお
   いて、 上記ハンマー（１０）は油圧で作動する油圧ハンマーに
   より構成し、作動油（Ｂ）を上記スイベル（６）から圧
   送して油圧ハンマー（１０）を作動させるとともに、孔
   壁安定液（Ｃ）を上記スイベル（６）から圧送してロッ
   ド（５）を介してドリルビット（７）に供給するように
   構成した、ことを特徴とするハンマー付き穿孔装置。
2. 【請求項２】 エアハンマー（１０Ａ）付き内管ロッド
   （５Ａ）の上部にスイベル（６）を、下部にドリルビッ
   ト（７）を組み付け、上記内管ロッド（５Ａ）に外管
   （８）を外嵌し、上記内管ロッド（５Ａ）と外管（８）
   とをボーリング装置（１）で一体に往復旋回・昇降駆動
   しながら、エアハンマー（１０Ａ）でドリルビット
   （７）を連打することにより地盤に穿孔（２２）を形成
   するように構成した、ハンマー付き穿孔装置において、 上記エアハンマー（１０Ａ）に放出エアの戻り通路（２
   ５）を付設し、この戻り通路（２５）を上記スイベル
   （６）に形成したエア排出口（６Ｂ）に連通するととも
   に、孔壁安定液（Ｃ）を上記スイベル（６）から圧送し
   て外官（８）と内管ロッド（５Ａ）との隙間（２４）を
   介してドリルビット（７）に供給するように構成した、
   ことを特徴とするハンマー付き穿孔装置。