WO2006021995A1 - 掘削工具及び鋼管先受け工法 - Google Patents

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WO2006021995A1
WO2006021995A1 PCT/JP2004/012171 JP2004012171W WO2006021995A1 WO 2006021995 A1 WO2006021995 A1 WO 2006021995A1 JP 2004012171 W JP2004012171 W JP 2004012171W WO 2006021995 A1 WO2006021995 A1 WO 2006021995A1
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WO
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drilling
tool
excavation
drilling rod
steel pipe
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/012171
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takeshi Hayashi
Masaya Hisada
Kazuyoshi Nakamura
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corporation
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corporation filed Critical Mitsubishi Materials Corporation
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Priority to PCT/JP2004/012171 priority patent/WO2006021995A1/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/22—Rods or pipes with helical structure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/12—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using drilling pipes with plural fluid passages, e.g. closed circulation systems

Definitions

  • This invention is configured by inserting a drilling rod with a tool body attached to the tip into a steel pipe (casing), and using the tool body to drill a steel pipe while forming a drilling hole in a natural ground.
  • the present invention relates to a drilling tool to be used, and a steel pipe tip receiving method for reinforcing a natural ground by injecting an injection agent after a drilling operation using the drilling tool.
  • the present invention is configured such that a drilling rod having a tool body attached to the tip is inserted into a casing, and the casing is inserted while forming a drilling hole in a natural ground by the tool body, so that a sequential drilling rod and casing are formed.
  • the present invention relates to a drilling tool used for drilling work in which drill holes are formed by connecting together.
  • Fig. 5 shows the general construction of such a steel pipe tip receiving method.
  • the figure shows a cross section along the direction of travel near tunnel face 2 of tunnel 1 under construction.
  • Reinforcement material 3 such as concrete or steel is applied to the upper surface of tunnel 1, and excavation continues in tunnel 1.
  • the planned range is indicated by the two-dot chain line 4.
  • a number of steel pipes 5 are buried outside tunnel 1 and the excavation area, and steel pipe 5 under construction connected to hydraulic jumbo 6 and injection agent 8 are injected.
  • the finished steel pipe 5 is shown in the figure.
  • a drilling tool which is mounted on the boom 7 of the hydraulic jumbo 6 and has a base end connected to the drive device, includes an inner rod that transmits striking force and rotational force, and a drill bit that is attached to the tip of the inner rod.
  • a gap having a predetermined dimension is provided between the steel pipe 5 and the inner rod, and the excavation bit protrudes from the steel pipe 5 toward the tip side. Further, it is formed so as to penetrate the flow channel canner rod for supplying the drilling water, and a fluid supply port is formed in the drilling bit for jetting the drilling water toward the drilling site.
  • the steel pipe 5 is inserted into the excavation hole with the advancement of the excavation bit to be excavated in advance, and the inner rod and the steel pipe 5 are sequentially connected to embed the steel pipe 5 to a predetermined depth.
  • excavation debris such as earth and sand and debris generated by excavation is washed away by the drilling water supplied at high pressure through the inner rod, and the gap force between the steel pipe 5 and the inner rod is excavated outside the drilling hole. Discharged.
  • the excavation bit and inner rod are recovered, and the injection 8 is injected into the steel pipe 5 during the injection work, and injected from the steel pipe 5 into the ground as shown in the state after construction. Agent 8 penetrates and the ground is strengthened.
  • the check valve force installed in the strainer hole formed in the steel pipe 5 is also discharged to the ground side.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 8-121073 (FIG. 1)
  • drilling water is transferred from the excavation site to the ground during drilling work.
  • Infiltration may cause adverse effects on the surface structure, etc., when the earth covering with the ground surface is shallow, and may cause loosening of the ground in the case of soft strata. there were.
  • the drilling water from the strainer hole for discharging the infusate also flowed into the ground.
  • it is necessary not to use drilling water or reduce the amount of drilling water and drilling waste accumulates in the gap between the steel pipe and the inner rod, resulting in drilling.
  • the waste discharge performance deteriorated. In this way, it becomes difficult for drilling waste to be discharged, and the drilling operation may become impossible even if the drilling speed becomes extremely slow.
  • the present invention has been made under such a background, and it is possible to prevent a natural ground from being loosened by drilling water, and to provide a drilling tool capable of smoothly discharging drilling waste.
  • the purpose is to provide a steel pipe tip receiving method that can surely obtain a ground reinforcement effect using a drilling tool.
  • a drilling tool includes a drilling rod that can be driven to rotate about an axis, a tool body that is mounted in front of the drilling traveling direction of the drilling rod, and the drilling rod inserted therein.
  • the excavation tool configured to include a cylindrical steel pipe having a predetermined gap with respect to the rod, a flow path for supplying drilling water forward in the axial direction is provided in the tool body, and the flow It is characterized in that the fluid supply port that communicates with the passage and ejects the drilling water is formed only at a position that opens inside the steel pipe.
  • the fluid supply port formed in communication with the flow path of the tool body is opened only inside the steel pipe, that is, the opening position of the fluid supply port is at the tip of the steel pipe. And the proximal side
  • the drilling water supplied to the flow path provided in the tool body along the drilling rod force axis is ejected toward the inside of the fluid supply rocker steel pipe.
  • the ejected drilling water forms a flow that pushes the drilling debris against the gap between the steel pipe and the drilling rod, and the flow of drilling water to the drilling site is suppressed, so that the drilling water flows from the drilling site.
  • Looseness of the natural ground due to penetration into the natural ground is prevented.
  • the fluid supply port was formed so as to open from the tip of the steel pipe toward the excavation site, so that the excavation site force is the force with which the amount of drilling water penetrating into the ground is multi-functional.
  • the amount of excavated water penetrating into the natural ground can be reduced by forming a fluid supply port.
  • the drilling waste is discharged without accumulating, and the drilling operation can proceed smoothly. As a result, it is possible to prevent a decrease in drilling waste discharge performance and to prevent loosening of the ground due to drilling water.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein the fluid supply port is
  • the tool body is opened with a direct force toward the rear in the excavation direction.
  • the fluid supply port opens toward the rear of the tool body in the excavation direction, that is, the fluid supply port is directed from the front to the rear in the excavation direction in accordance with the direction toward the channel force side. Since the fluid supply port is formed in a slanting manner, the drilling water is ejected from the fluid supply port force toward the rear in the direction of digging, and the drilling water flows forward. Is suppressed. This further reduces the amount of drilling water penetrating from the excavation site into the natural ground. It is possible to eliminate the excavation waste to the rear more smoothly.
  • the excavation tool according to the present invention is the above-described excavation tool, provided with an air flow path for supplying drilling air independently of the flow path, and communicated with the air flow path.
  • the air supply port for ejecting the drilling air is characterized by opening forward in the direction of excavation.
  • the air flow path for supplying the drilling air is provided independently of the flow path, the drilling water and the drilling air are respectively supplied to the tool body, and the air flow Since the air supply port that communicates with the road and blows out drilling air opens toward the front in the direction of excavation, the excavation air is jetted to the excavation site. Drilling debris generated at the excavation site is introduced into the steel pipe by the excavation wheel, and is expelled by the gap between the steel pipe and the drilling rod by the drilling water. In this way, the drilling air forms a flow that introduces the drilling debris into the steel pipe, so that it is possible to prevent the drilling water from flowing forward and to discharge the drilling debris more smoothly. it can.
  • a drilling rod that can be driven to rotate around an axis, a tool body that is mounted in front of the drilling traveling direction of the drilling rod, and the drilling rod are inserted.
  • a drilling tool configured to include a cylindrical steel pipe having a predetermined gap with respect to the drilling rod in a state, a strainer hole equipped with a pressure valve for discharging an injectant is formed in the steel pipe.
  • the pressure valve is set so as not to open at the pressure at which the drilling water flows but to open at the injection pressure of the injection agent.
  • a strainer hole is formed in the steel pipe, and a pressure valve for discharging the injection agent is attached to the strainer hole, and the opening pressure of the pressure valve is used to distribute the drilling water. Since it is set so as to open with the injection pressure of the injecting agent without opening with the pressure to perform, the drilling water is prevented from flowing into the natural ground during excavation work.
  • strainer hole force Force that could cause the natural ground to loosen due to the drilling water flowing out and penetrating into the natural ground, thus the pressure valve The outflow of drilling water is suppressed, and loosening of the natural ground can be prevented.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein the pressure valve has a thin film portion positioned on the inner surface side of the steel pipe.
  • the pressure valve since the pressure valve has the thin film portion located on the inner surface side of the steel pipe, the outflow of drilling water is suppressed by the thin film portion during excavation work, and the thin film portion is prevented during the injection work.
  • the deformed agent is discharged.
  • the thin film portion is deformed by the outward force due to the pressure of the inner force of the steel pipe, but the thin film portion is located on the inner surface side of the steel pipe, so the deformation of the thin film portion is caused by the hole wall of the drilling hole.
  • the pressure valve is opened without being obstructed by.
  • the soil clogged between the steel pipe and the excavation hole does not become an obstacle to the opening of the pressure valve. As a result, the infusate can flow out smoothly and a good ground reinforcement effect can be obtained.
  • the excavation tool according to the present invention is the above-described excavation tool, characterized in that the excavation tool is provided with a steel pipe having a pressure valve attached thereto.
  • the excavation tool of the present invention for example, in the excavation tool in which the fluid supply port is opened to the inside of the steel pipe by force in the rearward direction of excavation of the tool body, and an air flow path for supplying drilling air is provided. Since the steel pipe is equipped with a pressure valve having a thin film part, it is possible to prevent the drilling water from penetrating into the natural ground during excavation work and to reliably inject the pressure valve force during the injection work. The agent can be discharged. As a result, loosening of the natural ground can be prevented and a reinforcing effect can be obtained.
  • the steel pipe tip receiving method includes a drilling operation in which a drill hole is formed in a natural ground and a steel pipe is inserted, and a drill rod and a tool body are pulled out while leaving the steel pipe in the natural ground.
  • drilling water for sweeping drilling waste generated during drilling work is a fluid supply loca for the tool body. It is ejected inside.
  • the pressure valve mounted on the strainer hole of the steel pipe is closed during the drilling operation, and the pressure valve is opened by the pressure of the injection agent during the injection operation.
  • the drilling water ejected from the fluid supply port of the tool body into the steel pipe is swept away by the drilling waste generated during the drilling operation. It can prevent loosening of natural ground due to penetration
  • the excavation work can proceed smoothly because the excavation waste is discharged without accumulating.
  • the pressure valve installed in the strainer hole of the steel pipe is closed during drilling work, it is possible to prevent outflow of drilling water, and it opens with the pressure of the infusate during injection work.
  • the injectant can be discharged, and the natural ground can be securely reinforced by preventing the natural ground from loosening.
  • the present invention proposes the following means.
  • An excavation tool is mounted in front of an excavation traveling direction of a drilling rod that can be driven to rotate about an axis and has a connecting portion at both ends, and the drilling rod that has a connected portion at a base end.
  • a tool body, a cylindrical casing having a predetermined gap with respect to the drilling rod in a state where the drilling rod is inserted, and connected portions at both ends are used for connecting the drilling rod.
  • a spiral discharge groove is formed on the entire outer peripheral side surface of the tool main body and the intermediate member over a drilling tool configured to include a member (intermediate member). Spiral blades are provided on the outer peripheral surface or the entire outer peripheral surface.
  • the intermediate member is a general term for members used to connect the drilling rods, and specifically refers to an intermediate sleeve (excluding devices) and a stabilizer described later.
  • spiral discharge grooves are formed on the entire outer peripheral side surfaces of the tool body and the intermediate member, and a spiral blade portion is provided on a part of the drilling rod or on the entire outer peripheral side surface. Therefore, the excavation waste that is discharged by pushing the inside of the casing toward the base end side is rotated by the discharge groove
  • the drilling waste is smoothly discharged because it is pushed to the base end along the discharge groove or spiral blade that is driven to rotate.
  • drilling waste By adopting such a structure that drilling waste is likely to be discharged, drilling waste will not accumulate, even if the amount of drilling water used is reduced or air is used instead of drilling water. Exhausted. As a result, loosening of the natural ground due to drilling water can be suppressed, and excavation work can proceed smoothly.
  • a drilling tool is the above-described drilling tool, wherein the drilling rod and the front A stabilizer (intermediate member) having a connecting portion at the distal end and a connected portion at the proximal end is mounted between the tool main body and a spiral-shaped part on the entire or the outer peripheral side surface of the stabilizer. It is characterized in that a discharge groove is formed.
  • the stabilizer having the connecting portion formed at the distal end portion and the connected portion formed at the proximal end portion is mounted between the drilling rod and the tool body.
  • a spiral discharge groove is formed on a part of the stabilizer or on the entire outer peripheral surface. The effect of flowing away is obtained. As a result, even if a stabilizer is used, drilling waste can be discharged smoothly.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein the connection portion is located outside the connected portion in a state where the connection portions are connected to the connected portions.
  • each connecting portion and each connected portion are connected to each other, wherein the axial dimension of the portion is 1.5 times or less of the inner diameter of the casing. Therefore, the dimension in the axial direction of the connecting part located outside the connected part, that is, the dimension in the axial direction of the connecting part excluding the part inserted into the connected part is 1.5 times or less of the inner diameter of the casing. Therefore, the accumulation of excavation waste at the connecting portion is suppressed.
  • the connecting part in which the discharge groove is not formed with the spiral blade part tends to accumulate excavation waste, and the discharge efficiency may be reduced.
  • the reduction in emission efficiency can be suppressed.
  • the drilling waste can be discharged smoothly.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein an inclined surface that gradually increases in diameter toward the proximal end side is formed in the connecting portion of the stabilizer, The angle with respect to the axis is 45 degrees or less.
  • the angle of the inclined surface formed at the connecting portion of the stabilizer with respect to the axis is 45 degrees or less, the adverse effect of the inclined surface on the discharge of the excavated waste is suppressed.
  • the angle with respect to the axis of the inclined surface that expands in diameter toward the base end side is set to 45 degrees or more, the flow of drilling waste directed toward the base end side is inclined.
  • drilling debris will accumulate on the connecting part due to the hindrance of the slope, but the accumulation of drilling debris can be suppressed by making the inclined surface 45 degrees or less. As a result, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of excavating swarf.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein a flow path for supplying drill water along the axis is formed in the tool body, and the discharge is performed from the flow path.
  • the fluid supply port formed in communication with the groove bottom surface of the groove opens toward the base end side of the tool body.
  • the fluid supply port communicating with the groove bottom surface of the discharge groove from the flow path formed inside the tool main body along the axis is opened toward the base end side of the tool main body. Formation, that is, the fluid supply port is inclined from the flow path toward the groove bottom and toward the base end side of the tool body.
  • the drilling water sprayed is the basis of the tool body.
  • a drilling tool includes a drilling rod that can be driven to rotate about an axis, a tool body that is mounted in front of the drilling traveling direction of the drilling rod, and the drilling rod inserted therein.
  • An excavation tool configured to include a cylindrical casing having a predetermined gap with respect to the rod, the distal end portion of the tool body is formed in a substantially conical shape, and extends from the distal end portion toward the proximal end side.
  • a spiral discharge groove is formed on the side surface of the tool body.
  • the tip portion force is also formed on the side surface of the tool main body having the tip portion formed in a substantially conical shape. Drilling waste generated by cutting flows toward the proximal end along the substantially conical tip, is guided by the discharge groove, and is introduced into the gap between the drill rod and the casing. That is, when the tool main body is rotationally driven by the driving force transmitted from the drilling rod, the spiral discharge groove stirs the drilling waste, and the side surface of the spiral discharge groove causes the drilling waste to be based. It is pushed away to the end side.
  • the amount of drilling water used can be reduced, and even if air is used instead of drilling water, it is possible to prevent a decrease in drilling waste discharge performance that does not accumulate drilling waste. In addition, it is possible to suppress the loosening of natural ground due to drilling water, and to proceed smoothly with excavation work.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein a notch portion is formed at a tip end portion of the tool main body so that the notch portion is directed forward in the rotation direction.
  • a cutting blade portion is formed at the intersection of the blade side surface and the tip surface, and the cutting blade side surface is formed so as to be continuous with the groove side surface facing forward in the rotation direction of the discharge groove.
  • a wear resistance treatment is applied to the apex portion and the cutting edge portion.
  • a notch is formed at the tip of the tool body formed in a substantially conical shape, and the side of the cutting edge facing the front in the rotation direction of the notch and the tip surface intersect.
  • the cutting edge is formed in the part, that is, the edge part on the rear side in the rotation direction of the notch is the cutting edge part, and the side of the cutting edge is continuous with the groove side facing the front in the rotation direction of the discharge groove. Therefore, excavation waste is generated by the cutting edge, and excavation waste is guided to the discharge groove by the side of the cutting edge.
  • the cutting blade portion is formed in such a positional relationship that guides the drilling waste to the discharge groove, so that the drilling waste can be discharged smoothly.
  • the wear resistance treatment is applied to the apex portion and the cutting edge portion of the tip end portion, wear of the apex portion and the cutting edge portion is suppressed.
  • an abrasion resistance treatment there is a method of forming a hard cladding so as to cover the apex portion and the cutting edge portion of the tip portion, or implanting a cemented carbide tip.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein a flow path for supplying drilling water along the axis is formed in the tool body, and the discharge is performed from the flow path.
  • the fluid supply port formed in communication with the groove bottom surface of the groove opens toward the base end side of the tool body.
  • the fluid supply port that communicates with the groove bottom surface of the discharge groove from the flow path formed inside the tool main body along the axis is opened toward the base end side of the tool main body.
  • the fluid supply port is formed so as to be inclined toward the base end side of the tool main body from the channel channel toward the groove bottom surface.
  • the drilling water sprayed from the mouth is sprayed into the discharge groove so as to be directed toward the base end side of the tool body. Drilling water is jetted in such a direction.
  • the excavation tool according to the present invention is the excavation tool described above, wherein a ring bit arranged on an outer periphery of the tool body is attached to a front end of the casing, and a front end of the ring bit
  • the inner peripheral surface of the part has an inclined surface that approaches the outer peripheral side toward the tip side, and an inclined surface that is similarly inclined is formed on the cutting edge portion provided at the tip end part.
  • the ring bit is provided with a cutting edge at the tip, and the tip and the inner peripheral surface of the cutting edge are formed on an inclined surface that approaches the outer periphery as it approaches the tip.
  • the inclined surfaces facing each other in the cross-sectional view along the axis are formed in a “groove shape”, the excavated waste is guided inside the ring bit by the inclined surface.
  • the cutting waste passing through the discharge groove of the tool body is prevented from flowing out of the ring bit, and the cutting waste can be discharged smoothly.
  • the fluid supply port formed in communication with the flow path of the tool body is opened only inside the steel pipe, so Drilling water can be prevented from penetrating into the mountain, and loosening of the ground due to drilling water can be prevented without deteriorating drilling waste discharge performance.
  • the fluid supply port opens toward the rear of the tool body in the direction of excavation, it is possible to further prevent the drilling water from flowing to the excavation site and to further discharge the excavation waste to the rear. It can be done smoothly.
  • the air supply port opens toward the front in the direction of excavation, the drilled water flows forward by forming a flow in which the expelled excavation air introduces excavated debris into the steel pipe.
  • the drilling air and drilling water can reduce drilling waste. Can be performed smoothly.
  • the excavation water flows into the natural ground during excavation work by setting the opening pressure of the pressure valve for discharging the injecting agent attached to the strainer hole. This can be prevented, and the injection can be reliably discharged during the injection operation.
  • the pressure valve has a thin film portion located on the inner surface side of the steel pipe, the pressure valve can be opened reliably without the deformation of the thin film portion during the injection operation being hindered by the earth and sand. Injectant can be discharged smoothly.
  • the excavation tool having the air supply port and the pressure valve as described above can prevent the drilling water from penetrating into the natural ground during excavation work and reliably discharge the injectant from the pressure valve. be able to.
  • the drilling water is ejected into the steel pipe, so that the rocks are prevented from loosening due to the drilling water and the drilling waste is efficiently discharged.
  • the excavation work can proceed smoothly.
  • the excavation tool according to the present invention since the snail-shaped discharge groove and the spiral blade portion are provided, the effect of stirring the excavation waste in the casing and forcing it to the proximal end side can be obtained. In addition, drilling waste can be discharged smoothly even if the amount of drilling water used is reduced, and loosening of the ground due to drilling water can be suppressed, and the drilling operation can proceed smoothly.
  • the stabilizer mounted between the drilling rod and the tool body is also provided with a spiral discharge groove, so that the same effect of smoothly discharging drilling waste can be obtained.
  • the dimension in the axial direction of the connecting part located outside the connected part is 1.5 times or less of the inner diameter of the casing. Accumulation of drilling debris at the connecting part can be suppressed, and reduction in discharge efficiency can be suppressed.
  • the angle with respect to the axis of the inclined surface formed at the connecting portion of the stabilizer is 45. Therefore, the influence of such an inclined surface on the discharge of excavation waste can be suppressed, and the decrease in the excavation efficiency of excavation waste can be suppressed.
  • the fluid supply port is formed so as to open toward the base end side of the tool main body, the drilling water can be jetted toward the base end side of the tool main body so as to force the drilling waste. It is possible to discharge more smoothly to the base end side of the discharge groove and improve the discharge efficiency.
  • the spiral discharge groove is formed on the side surface of the tool body, the effect of stirring the excavation waste in the casing and pushing it to the proximal end side can be obtained.
  • wear resistance treatment is applied to the apex part and the cutting edge, and the side of the cutting edge of the cutting edge and the side of the groove facing the front in the rotation direction of the discharge groove are formed continuously. In use, excavation waste can be smoothly guided to the discharge groove by the side surface of the cutting edge.
  • the fluid supply port is formed so as to open toward the base end side of the tool body, the drilling water is jetted so as to be directed toward the base end side, and the drilling waste is discharged more smoothly. It is possible to improve emission efficiency.
  • the excavation waste can be guided to the inside of the ring bit to improve the excavation efficiency of the excavation waste.
  • FIG. 1 shows a tip portion of an excavation tool 10 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (a) is a view of the excavation tool 10 viewed from the tip side of the axis O
  • FIG. ) Is a partial cross-sectional side view of the excavating tool 10
  • the cross-sectional portion of FIG. 1 (b) is a cross section taken along A—O—A ′ shown in FIG. 1 (a).
  • the direction of the arrow shown in FIG. 1 (a) is the rotation direction T during excavation
  • the left side of FIG. 1 (b) is the tip side of the excavation tool 10
  • the tip direction is the front of the excavation progress direction.
  • the digging tool 10 includes a tool body 11 for excavating natural ground located at the forefront, and the tool body 11 at the tip. It comprises a drilling rod 12 that is mounted on the cylinder and transmits a driving force, and a cylindrical steel pipe 13 into which the drilling rod 12 can be inserted.
  • the tool body 11 includes a device 09 that can be attached to the drilling rod 12, and a drilling bit 15 that is attached to two positions at the tip of the device 09.
  • Device 09 is a substantially columnar member centered on the axis O, and a mounting hole 16 for mounting the drilling rod 12 is opened around the axis O on the base end surface 14a, and the tip end surface 14b has Support holes 17 for supporting the excavation bit 15 so as to be rotatable are opened at two positions around a position shifted with respect to the axis O.
  • a pin hole 19 for inserting the fixing pin 18 perpendicular to the axis O is formed so that the side surface opens to the mounting hole 16.
  • a female thread portion 20 is formed on the inner peripheral surface 16a on the tip side from the hole 19, and a flow path 21 centering on the axis O is formed at a predetermined depth on the bottom surface 16b of the mounting hole 16.
  • an outlet discharge groove 22 is formed from the distal end surface 14b to the proximal end side, and communicates with the flow path 21 so as to open to the groove bottom surface 23 of the discharge groove 22.
  • a fluid supply port 24 is formed. The fluid supply port 24 extends from the flow path 21 to the discharge groove 22 toward the proximal end side from the distal side force.
  • the fluid supply port 24 is opened so as to be located inside the steel pipe 13, that is, the opening position of the fluid supply port 24 is It is set so that it is not located at the tip of the steel pipe 13.
  • the discharge grooves 22 are provided at two locations on the device 09 so as to face each other, and a fluid supply port 24 is formed in each of the discharge grooves 22.
  • an inclined surface 25 is formed on the front end side of the groove bottom surface 23 so that the groove bottom surface 23 expands toward the front end side.
  • the excavation bit 15 includes a head portion 31 in which the excavation tip 30 is implanted, and a shaft portion 32 provided toward the proximal end side of the head portion 31.
  • the head portions 31 have a substantially semicircular shape when viewed from the tip, and are in a diameter-expanded state due to the positional relationship between the head portions 31 as shown in FIG. Further, when the tool body 11 is rotated in the direction opposite to the rotation direction T, the tool body 11 is rotated about the central axis 02, so that the arc surface 31a of each head portion 31 is reduced in diameter so as to form a substantially circular shape. It is possible to pass through the steel pipe 13.
  • the drilling rod 12 is a tubular rod through which the flow path 40 penetrates along the axis O, and a male screw portion 41 that can be screwed into the female screw portion 20 of the tool body 11 is provided at the tip portion.
  • a concave portion 42 is formed on the base end side of the male screw portion 41.
  • the male screw part 41 is screwed into the female screw part 20, the concave part 42 is positioned so as to correspond to the pin hole 19, and the fixing pin 18 is inserted to be locked in the direction of the axis O.
  • the tool body 11 is mounted on the drill rod 12 so that the flow path 21 and the flow path 40 are continuous.
  • a cylindrical casing top 45 is attached to the tip of the steel pipe 13 by welding or the like.
  • the inner diameter of the casing top 45 is smaller than the inner diameter of the steel pipe 13, and the fitting portion 46 on the base end side is provided.
  • the steel pipe 13 can be fitted, and the base end face 47 of the fitting portion 46 is located inside the steel pipe 13.
  • FIG. 1 (b) in the state where the tool body 11 is inserted into the steel pipe 13, the outer peripheral surface of the sliding contact portion 26 of the device 09 can be slidably contacted with the inner peripheral surface of the casing top 45.
  • the transmission surface 28 can be brought into contact with the base end surface 47.
  • the opening position of the fluid supply port 24 is located closer to the base end side than the casing top 45.
  • a gap 48 having a predetermined size is provided between the steel pipe 13 and the drill rod 12.
  • the steel pipe 13 is formed with strainer holes 50 for discharging the injection agent at predetermined intervals, and the strainer holes 50 are provided with pressure valves 51. Yes.
  • the opening pressure of the pressure valve 51 is set so that the pressure valve 51 is not opened by the pressure when the drilling water flows inside the steel pipe 13 during the drilling operation, but is opened by the pressure of the infusate during the injection operation.
  • an annular wall portion 52 that can be fitted into the inner peripheral surface of the strainer hole 50 and one end of the outlet 53 formed by the inner peripheral surface of the annular wall portion 52 are sealed as shown in FIG. Thin film part that stops 54 And have. Further, as shown in FIG.
  • the outer peripheral surface 52a of the annular wall 52 is formed in a tapered shape so that the outer diameter decreases toward the thin film portion 54, and the height of the annular wall 52 is a steel pipe.
  • the radial dimension of the thin film portion 54 is set so as to be smaller than the height dimension of the annular wall portion 52 so as to be approximately the same as the thickness of 13.
  • the thickness t of the thin film portion 54 is appropriately selected from the range of 0.2-0.6 mm depending on the setting of the opening pressure. Further, depending on the use situation, the cross-shaped slit 55 is formed in the thin film portion 54, or the pinhole is formed in the center portion, thereby adjusting the discharge of the injection. Then, the outer force of the steel pipe 13 is also fitted and attached so that the thin film portion 54 is positioned inside the steel pipe 13.
  • the proximal end side of the drilling rod 12 is connected to a drilling machine (not shown), the rotational force around the axis O, the axis O Directional driving force and driving force such as striking force are applied as needed, and drilling water is supplied to the flow path 40 at high pressure.
  • This driving force is transmitted to the tool body 11 through the drilling rod 12, and the ground is excavated by the excavating bit 15 to form a drilling hole, while the propulsive force is transmitted from the transmission surface 28 to the base end surface 47. Then, the steel pipe 13 is inserted into the excavation hole.
  • the drilling water is supplied from the flow path 40 to the flow path 21 and is jetted from the fluid supply port 24 to the discharge groove 22. Then, the drilling debris generated at the excavation site and flowing into the discharge groove 22 is further pushed to the proximal end side by the injected drilling water, passes through the gap 48 and is discharged out of the drilling hole.
  • the pressure valve 51 is attached to the strainer hole 50, the discharge of drilling water from the strainer hole 50 is suppressed.
  • the drilling rod 12 and the steel pipe 13 are sequentially connected to form a drilling hole having a predetermined depth. After the drilling operation, the drill bit 15 is reduced in diameter, the tool body 11 and the drill rod 12 are pulled out, and the steel pipe 13 is buried in the ground.
  • the injecting agent in which the proximal side force of the steel pipe 13 is also injected by the pumping pump is forced to flow inside the steel pipe 13 toward the tip, and the thin film portion 54 is caused by the pressure of the injecting agent. Is broken and deformed outward, and discharged from the outlet 53 of the pressure valve 51 to the ground.
  • the thin slit 54 has a cross-shaped slit 55 or a pinhole, Deforms so that the cross-shaped slit 55 and the pinhole expand. In this way, the injection agent is discharged from the outlet 53, penetrates into the natural ground, and the natural ground is reinforced.
  • the opening position of the fluid supply port 24 force fluid supply port 24 formed in the device 09 of the excavating tool 10 is set to the proximal end side of the casing top 45 inside the steel pipe 13.
  • the drilling water is injected so as to be introduced into the gap 48 toward the proximal end side.
  • the drilling water is suppressed from flowing to the tip side of the steel pipe 13, so that the drilling water is prevented from penetrating into the natural ground, and the adverse effect such as loosening of the natural ground due to the drilling water is prevented. Can do.
  • drilling can be carried out smoothly without losing drilling waste discharge performance. Further, as shown in FIG. 5, when drilling at a predetermined angle upward, the drilling water tends to flow toward the proximal end side, so that the drilling toward the distal end side of the steel pipe 13 is performed. The outflow of pore water is further suppressed.
  • the discharge of drilling water from the strainer hole 50 can be suppressed by mounting the pressure valve 51, adverse effects such as loosening of natural ground due to drilling water can be prevented.
  • the opening pressure is set so that the pressure valve 51 is opened by the pressure of the infusate !, the infusate can be discharged reliably.
  • the pressure applied to the pressure valve 51 by the drilling water discharging the drilling debris is about atmospheric pressure, and the injection pressure of the injectant is 10 X 10 3 — The range is 40 X 10 3 Pa.
  • the thin film portion 54 that is deformed outward when opening is formed in the shape as described above and is located inside the steel pipe 13, the thin film portion 54 is deformed to the outside of the steel pipe 13. It is surely deformed by the injection agent that does nothing. In other words, the hole wall of the excavation hole and the earth and sand clogged between the hole wall and the steel pipe 13 do not hinder the deformation of the thin film portion 54. This allows the infusate to be dispensed at the specified discharge
  • an excavation tool 10A according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described.
  • portions having the same configuration as the excavation tool 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the pipe 60 is inserted into the flow path 40 and the flow path 21, and the air supply port 61 that opens from the flow path 21 to the inclined surface 25, and the flow path 21
  • a fluid supply port 62 that opens toward the base end side of the groove bottom surface 23 is also formed.
  • a seal portion 63 that fluidly partitions the inside of the flow path 21 between the front end side and the base end side is provided at the distal end portion of the pipe 60, and the inside of the pipe 60 serves as the air flow path 64.
  • the gap between the channel 40 and the channel 21 is a drilling water channel 65.
  • the air supply port 61 communicates with the distal end side in the flow path 21 partitioned by the seal portion 63, and the fluid supply port 62 communicates with the proximal end side in the flow path 21.
  • the air supplied from the air flow path 64 to the distal end side in the flow path 21 is ejected from the air supply port 61, and from the drilling water flow path 65 to the proximal end side in the flow path 21.
  • the supplied drilling water is ejected from the fluid supply port 62.
  • Drilling debris generated at the excavation site is introduced into the discharge groove 22 by excavation air ejected toward the excavation site, enters the inside of the steel pipe 13, and is expelled through the gap 48 by the drilling water and discharged.
  • the drilling air is jetted so that drilling debris flows without accumulating at the drilling site, and the drilling water that flows into the inside of the steel pipe 13 is prevented from flowing forward.
  • the drilling water can prevent the drilling site force from penetrating into the natural ground and adversely affect it, and it can prevent the drilling waste discharge performance from deteriorating, so the drilling work can be performed smoothly. .
  • fluid supply ports 24, 62 are opened in the direction of the proximal end, but the drill water ejected from fluid supply ports 24, 62 does not flow to the excavation site. As long as the fluid supply ports 24 and 62 are formed at such positions, the fluid supply ports 24 and 62 may not be open toward the proximal end.
  • the tool body may be configured by a combination of a drill bit and a ring bit that do not have a function of expanding and contracting diameter.
  • the thrust is transmitted from the transmission surface 28 to the base end surface 47 and the steel pipe 13 is inserted into the drilling hole, and the thrust is transmitted to the base end of the steel pipe 13 and inserted into the drilling hole.
  • the present invention may be applied to other drilling tools. Implementation status 2
  • FIG. 6 shows the overall configuration of the excavation tool 10 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 shows the tip portion of the excavation tool 10.
  • Fig. 7 (a) is a view of the excavating tool 10 as viewed from the tip side of the axis O, and the direction of the arrow indicates the rotational direction T during excavation
  • Fig. 7 (b) is the portion of the excavating tool 10.
  • the left side is the tip side of the drilling tool 10
  • the tip direction is It is the front of the excavation direction.
  • the excavating tool 10 includes a slew bit (tool body) 11 for excavating natural ground located at the foremost end, a drilling rod 12 that attaches a screw bit 11 to the tip and transmits driving force, and a drilling rod A cylindrical steel pipe (casing) 13 into which 12 can be inserted and an intermediate sleeve (intermediate member) 14 for connecting a plurality of drilling lots 12 are provided.
  • the screw bit 11 is a columnar member having a tip portion 15 formed in a substantially conical shape, and a spiral discharge groove 16 is a left-hand screw on the entire outer peripheral side surface of the base end side from the tip portion 15.
  • the spiral shape is twisted so as to be directed in the direction opposite to the rotational direction T from the end side toward the base end side, and a plurality of strips (three strips in the figure) are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the discharge groove 16 is a U-shaped groove having a groove bottom surface 16a with a slightly protruding central portion and a groove side surface 16b extending in the radial direction of the screw bit 11 and facing each other. From the conical surface 15a to the base end surface 1 la of the screw 1 bit 11
  • the lead angle of the discharge groove 16 is in the range of 45 °-75 °, and the groove depth is 5 mm or more.
  • V-shaped notches 17 are formed at a plurality of locations (three locations in the figure) of the tip 15 and the side facing the front in the rotational direction T of the notch 17 is defined as a cutting blade side 17a.
  • a portion including a ridge line formed by the cutting blade side surface 17a and the conical surface 15a is defined as a cutting blade portion 18.
  • the cutting edge side surface 17a continues to the groove side surface 16b facing the front in the rotational direction T of the discharge groove 16 via the ridge line 19, and the other side surface 17b of the notch 17 is the ridge line 20
  • a notch 17 is formed so as to be continuous with the groove bottom surface 16a through the gap.
  • a hard overlay for wear resistance treatment is formed in a certain range (hatched range in the figure) covering the apex portion 21 and the cutting edge portion 18 of the tip portion 15.
  • the outer peripheral portion of the screw bit 11 where the discharge groove 16 is not formed has a first outer peripheral portion 22, a second outer peripheral portion 23, and a second outer peripheral portion 23 from the base end side by two stepped portions.
  • the outer peripheral portion is divided into three outer peripheral portions having different outer diameters from the third outer peripheral portion 24, and the outer peripheral force S of the outer peripheral portion on the distal end side is reduced.
  • an inclined surface 25 facing the front end side is formed between the first outer peripheral portion 22 and the second outer peripheral portion 23, and an inclined surface 26 facing the front end side is formed between the second outer peripheral portion 23 and the third outer peripheral portion 24. Is formed.
  • the third outer peripheral portion 24 is formed with a ridge portion 27 protruding in the radial direction.
  • a connecting hole (connected portion) 30 for mounting the drilling rod 12 is opened on the base end surface 11a with the axis O as the center, and the base end portion of the inner peripheral surface 30a of the connecting hole 30 In the vicinity, a pin hole 32 for inserting the fixing pin perpendicular to the axis O is formed so as to open a part of the side surface to the connecting hole 30, and the inner peripheral surface on the tip side from the pin hole 32
  • An internal thread portion 33 is formed in 30a, and a flow path 34 centering on the axis O is formed on the bottom surface 30b of the connecting hole 30 with a predetermined depth. Then, fluid supply ports 35 and 36 are formed in communication with the flow path 34 so as to open to the groove bottom surface 16a.
  • the fluid supply port 35 is provided so as to be inclined with respect to the axis O so as to be directed from the flow path 34 to the discharge groove 16 and from the distal end side to the proximal end side. ) And the fluid supply port 36 opens to the groove bottom surface 16a toward the front of the excavation direction (front end direction).
  • the drilling rod 12 is a tubular rod through which the flow path 40 passes along the axis O, and a gap with a predetermined dimension is provided between the steel pipe 13 and the drilling rod 12.
  • a connecting portion 42 having a male threaded portion 41 is formed at both ends of the drilling rod 12, and a spiral blade portion 43 is provided on the entire outer peripheral side surface excluding the connecting portion 42, that is, a part of the outer peripheral side surface.
  • the spiral blade 43 is formed in a spiral shape in the same direction as the discharge groove 16, the lead angle is set in a range of 45 ° to 75 °, and the height of the spiral blade 43, that is, the radial dimension is set. It is set to 5mm or more.
  • the connecting portion 42 has a male screw portion 41 that can be screwed into the female screw portion 33, a recess that extends around the axis O, and is located outside the connecting hole 30 when connected.
  • the gripped portion 44 is formed in order from the end portion.
  • the concave portion is formed at a position corresponding to the pin hole 32 at the time of connection, and is a portion that engages with the fixing pin inserted into the pin hole 32 in the direction of the axis O, and the gripped portion 44 includes the drill rod 12 and the screw bit. This is the part that is gripped by the gripping tool when connecting to 11.
  • the connecting portion 42 is connected to the connecting hole 30 in the state where the connecting portion 42 is connected to the connecting hole 30, the dimension L1 in the axis O direction of the connecting portion 42 such as the gripped portion 44 positioned outside the connecting hole 30 is equal to the inner diameter D of the steel pipe 13. 1.
  • the connecting part 42 is formed so as to be 5 times or less.
  • the intermediate sleeve 14 has connection holes (connected portions) 46 having female screw portions 45 at both ends, and the connection holes 46 are formed so as to penetrate the axis O. .
  • connection holes (connected portions) 46 having female screw portions 45 at both ends, and the connection holes 46 are formed so as to penetrate the axis O.
  • a spiral discharge groove 47 twisted in the same direction as the discharge groove 16 of the screw bit 11 is formed on the entire outer peripheral side surface of the sleeve 14. Even in the state where the connecting portion 42 of the drilling rod 12 is connected to the connecting hole 46 of the intermediate sleeve 14, the dimension in the axis O direction of the connecting portion 42 located outside the connecting hole 46 is the inner diameter D of the steel pipe 13. 1.5 or less. Further, the groove depth is 5 mm or more when the lead angle of the discharge groove 47 is in the range of 45 ° -75 °.
  • a cylindrical casing top 48 is attached by welding or the like. As shown in FIG. 7, the casing top 48 has a distal end portion 49 located on the distal end side from the steel pipe 13 and a proximal end portion 50 whose inner and outer diameters are reduced by one step with respect to the distal end portion 49.
  • a base end face 50a is formed at the base end edge of the base end portion 50 so as to be gradually increased in diameter toward the base end side.
  • the outer peripheral surface of the base end portion 50 can be fitted into the steel pipe 13, the inner peripheral surface is formed so as to be slidable in contact with the second outer peripheral portion 23 of the screw bit 11, and the inner and outer diameters of the distal end portion 49 are the steel pipe 13.
  • annular groove 51 is formed in the center of the inner peripheral surface of the tip 49 in the direction of the axis O so as to circulate around this inner peripheral surface around the axis O.
  • the annular groove 51 extends along the axis O.
  • the cross section has a U shape with a predetermined dimension in the direction of the axis O.
  • the ring bit 52 is attached to the tip of the casing top 48 so as to be rotatable with respect to the casing top 48 and to be slidable within a predetermined range in the axis O direction.
  • the ring bit 52 has a distal end portion 53 located on the distal end side of the casing top 48 and a proximal end portion 54 that can be slidably contacted with the inner peripheral surface of the distal end portion 49 of the casing top 48.
  • the base end edge located inside the inner peripheral surface of the base end portion 50 of the casing top 48 is inclined so as to gradually increase in diameter toward the base end side.
  • a base end face 54a is formed.
  • the third outer peripheral portion 24 of the screw bit 11 can be slidably contacted, and a concave strip portion 55 that can accommodate the convex strip portion 27 is formed.
  • the distal end surface of the distal end portion 53 is a tapered inclined surface 53a that gradually increases in diameter toward the distal end side, that is, the inclined surfaces 53a that face each other in the cross section along the axis O are in the form of a “No-shape”. Is formed.
  • annular groove 56 is formed on the outer peripheral surface of the base end portion 54 of the ring bit 52 so as to extend around the axis O around the axis O, and the annular groove 56 is Axis O
  • the ring bit 52 is inserted into the inner periphery of the tip end portion of the casing top 48, and the annular groove 56 of the ring bit 52 and the annular groove 51 of the casing top 48 are inserted.
  • a locking member 57 that is elastically deformable in the radial direction with respect to the axis O is interposed in the annular hole that is defined by the above.
  • the locking member 57 is a C-type retaining ring having a cross section that can be fitted into the annular groove 56, and the dimension of the locking member 57 in the axis O direction is set shorter than the dimension of the annular groove 51 in the axis O direction.
  • the locking member 57 is slidable in the direction of the axis O of the annular groove 51.
  • the ring bit 52 is attached to the casing top 48 so as to be rotatable and slidable by the engagement of the annular hole by the annular groove 51 and the annular groove 56 and the locking member 57.
  • drilling tips 58 that are planted at multiple locations (three locations in the figure) so as to protrude toward the tip side of the ring bit 52 are cutting edge portions, and the drilling tips 58 are also inclined inward.
  • the shape has an inclined surface 58a.
  • an adjustment rod 60 is attached to the proximal end of the drill rod 12, and an adapter is attached to the proximal end of the steel pipe 13. 61 is installed.
  • the adjustment rod 60 has a spiral discharge groove 62 formed on the outer peripheral side surface, and has a rod body portion 63 and a shaft portion 64 extending from the rod body portion 63 to the proximal end side.
  • a connecting hole (connected portion) 66 having a female screw portion 65 around the axis O is formed on the tip surface of the portion 63, and a male screw portion 67 is formed on the tip of the shaft portion 64.
  • the adapter 61 includes a cylindrical portion 68 having substantially the same outer diameter as the steel pipe 13, a connecting portion 69 that is provided on the distal end side of the cylindrical portion 68 and can be fitted into the inner peripheral surface of the steel pipe 13, and a base end of the cylindrical portion 68. And a base portion 71 formed with a hole 70 into which the shaft portion 64 of the adjustment rod 60 can be inserted. Further, the cylindrical portion 68 is formed with a discharge port 72 for discharging drilling waste flowing in the steel pipe 13 to the outside.
  • the connecting hole 42 of the adjusting rod 60 is connected to the connecting part 42 of the drilling rod 12, and the connecting part 69 of the adapter 61 is connected to the steel pipe 13.
  • the base end surface of the steel pipe 13 and the front end surface of the cylindrical portion 68 are brought into contact with each other, and the adapter 61 Insert the shaft 64 of the adjusting rod 60 into the hole 70.
  • the ring member 73 is inserted into the shaft portion 64 protruding from the adapter 61 to the base end side, and the ring member 73 and the base portion 71 of the adapter 61 are brought into contact with each other so that the sleeve 74 comes into contact with the ring member 73.
  • One end of a sleeve 74 is screwed into the male threaded portion 67 of the shaft portion 64, and the shank rod 75 of the driving device is connected to the other end of the sleeve 74.
  • the rotational force around the axis O, the propulsive force in the direction of the axis O, and the driving force such as the striking force applied as necessary are changed to the shear rod. It is transmitted from 75 to the adapter 61 and the adjusting rod 60 through the sleeve 74, and is transmitted to the steel pipe 13 and the drilling rod 12, respectively.
  • the rotational force around the axis O is transmitted to the ring bit 52 by the engagement between the ridge 27 and the recess 55, and the axis O
  • Directional propulsive force and striking force are transmitted to the ring bit 52 by contact between the inclined surface 26 and the base end surface 54a.
  • the driving force is transmitted in this manner, and the ground is excavated by the cutting edge portion 18 of the screw bit 11 and the excavation tip 58 of the ring bit 52.
  • the drilling water supplied from the channel 40 of the drilling rod 12 to the channel 34 of the screw bit 11 is ejected from the fluid supply ports 35 and 36. Then, the drilling waste generated by the excavation flows inside the steel pipe 13 to the proximal end side and is discharged from the discharge port 72 of the adapter 61.
  • the dimension L1 in the axis O direction of the connecting portion 42 located outside the connecting hole 30 is 1.5 times the inner diameter D of the steel pipe 13. Since it is as follows, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of excavating waste. In other words, the connecting portion 42 is provided with the spiral blade portion 43, so that the effect of stirring the drilling waste is obtained. Although not obtained, by setting the dimension L1 to be 1.5 times the inner diameter D or less, the accumulation of excavation debris at the connecting portion 42 is suppressed, and the excavation debris can be discharged smoothly.
  • the fluid supply port 35 is provided so as to be inclined toward the base end direction and open to the groove bottom surface 16a, the drilling water ejected from the fluid supply port 35 is directed to the base end direction. It is possible to obtain the effect of ejecting the drilling waste toward the base end. In addition, since the amount of drilling water sprayed to the excavation site is suppressed, it is possible to suppress the drilling water from adversely affecting the natural ground.
  • the excavating tool 10A has a configuration in which a stabilizer 80 is mounted between the screw bit 11 and the drilling rod 12, and the driving force in the direction of the axis O is transmitted from the screw bit 11 to the steel pipe 13. This is different from the drilling tool 10 of the first embodiment.
  • parts having the same configuration as the digging tool 10 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the stabilizer 80 has a main body 81 having an outer diameter capable of sliding contact with the steel pipe 13, and a connecting portion 82 provided on the distal end side of the main body 81, and a flow path along the axis O. 83 is formed. Further, the connecting portion 82 has a male threaded portion 84 that can be screwed into the female threaded portion 33 of the screw bit 11 at the distal end portion, and has a curved inclined surface 85 that increases in diameter toward the proximal end side. The angle ⁇ with respect to the axis O of the tangent of the inclined surface 85 is 45 ° or less.
  • a spiral discharge groove 86 twisted in the same direction as the discharge groove 16 of the screw bit 11 is formed on the outer peripheral surface of the main body 81, and a connection hole (with a female screw portion 88 is formed on the base end surface 87. 89 to be connected, with the axis O as the center.
  • the discharge groove 86 has a lead angle of 45 ° to 75 ° and a groove depth of 5 mm or more.
  • the connecting portion 82 is formed such that the dimension L2 in the axis O direction of the connecting portion 82 located outside the hole 30 is 1.5 times or less the inner diameter D of the steel pipe 13.
  • the dimension LI in the axial direction O of the connecting portion 42 is also set to 1.5 times or less of the inner diameter D of the steel pipe 13.
  • the inclined surface 25 of the screw bit 11 and the base end surface 50a (see Fig. 7) of the casing top 48 are in contact with each other, and the axis line from the inclined surface 25 to the base end surface 50a is axial.
  • the driving force in the O direction is transmitted, and the steel pipe 13 is inserted into the drilling hole.
  • the drilling rod 12 and the shank rod 75 of the driving device are connected to each other without mounting the adapter 61, the adjusting rod 60, etc. There is.
  • a stabilizer 80 is mounted to ensure straightness during excavation work.
  • the excavation tool 10A equipped with the stabilizer 80 can also proceed smoothly without excavating debris inside the steel pipe 13.
  • a diameter expansion bit 90 as a first modification and a diameter expansion bit 90a as a second modification will be described.
  • the same reference numerals are given to the components common to the above-described embodiment, and the description is omitted.
  • the diameter expansion bit 90 is an excavation bit having an expansion / contraction diameter function, and is attached to the drilling rod 12 and the device 91 and the tip portion of the device 91 at two locations. It is configured with a drill bit 92.
  • the device 91 is a substantially columnar member centered on the axis O, and a connecting hole 93 for mounting the drilling rod 12 is opened on the base end surface 91a around the axis O, and a drilling is performed on the tip end surface 91b.
  • the support holes 94 are opened at two positions with the position shifted from the axis O as the center.
  • a female threaded portion 95 is formed on the inner peripheral surface 93a of the connecting hole 93, and a channel 96 centering on the axis O is formed on the bottom surface 93b of the connecting hole 93 at a predetermined depth.
  • a spiral spiral discharge groove 97 is formed from the front end surface 91b toward the base end side with a left-hand thread, and the flow path 96 opens to the groove bottom surface 97a of the discharge groove 97.
  • Fluid supply ports 98 and 99 are formed so as to communicate with each other.
  • the fluid supply port 98 is inclined with respect to the axis O so that the tip side force is directed toward the discharge groove 97 from the flow path 21 and the tip side force is also directed toward the base side, and the force is directed toward the base end 97a toward the groove bottom surface 97a.
  • the fluid supply port 99 opens in the groove bottom surface 97a toward the tip.
  • an inclined surface 100 facing the front end side is formed on the outer peripheral portion of the device 91 where the discharge groove 22 is not formed.
  • the excavation bit 92 includes a head portion 102 in which a plurality of excavation tips 101 are implanted, and a shaft portion 103 provided toward the base end side of the head portion 102.
  • the shaft portion 103 is inserted into the support hole 94 and locked in the axial direction, so that the shaft portion 103 is attached to the device 91 so as to be rotatable about the central axis 02 of the support hole 94.
  • the excavation tip 101 is a spike-like tip having an inclined surface formed at a substantially conical tip, and the tip edge line portion formed by the inclined surface extends radially so that the head portion 102 is It is planted on the tip.
  • the head portions 102 have a substantially semicircular shape when viewed from the tip, and are in a diameter-expanded state due to the positional relationship between the head portions 102 as shown in FIG.
  • the diameter-expanding bit 90 is rotated in the direction opposite to the rotation direction T, the diameter-reducing diameter is reduced so as to form a substantially circular shape on the arc surface of the head portion 102 by rotating about the central axis 02. It is possible to pass through the steel pipe 13.
  • the diameter expansion bit 90a has an expansion / contraction function similar to the diameter expansion bit 90, and the head portion 102a of the excavation bit 92a has a shape different from that of the diameter expansion bit 90. ing. Further, the same reference numerals are given to the components common to the diameter expanding bit 90, and description thereof will be omitted.
  • a plurality of excavation tips 104 having cutting edges formed so as to protrude in a V shape toward the distal end direction and the rotation direction T are implanted, and between the excavation tips 104, there is a gap between the excavation tips 104.
  • a groove 105 is formed.
  • a casing top 48a is attached to the tip of the steel pipe 13, and The base end surface of the top 48a and the inclined surface 100 of the diameter expansion bit 90 are in contact with each other, so that the driving force in the direction of the axis O is transmitted from the diameter expansion bit 90 to the steel pipe 13.
  • the base end surface of the casing top 48a and the inclined surface 100 of the diameter expansion bit 90a are in contact with each other, so that the driving force in the direction of the axis 0 is transmitted from the diameter expansion bit 90a to the steel pipe 13.
  • the second modified example is an example using a so-called “cutting type diameter expanding bit”.
  • Drilling tools are usually drilled by rotation and hammering. However, drilling with a cutting method that emphasizes rotation rather than hammering is more efficient for strata in extremely soft ground such as clay layers. Such a “cutting-type diameter-enlarged bit” is effective.
  • the spiral discharge groove 97 is formed on the outer periphery of the device 91 of the diameter expansion bits 90 and 90a having such an expansion / contraction diameter function, the drilling waste is agitated by the discharge groove 97 and the base end is agitated. The effect of flowing away to the side can be obtained, and the drilling waste can be discharged smoothly.
  • the lead angles of the discharge groove 16 of the screw bit 11, the spiral blade portion 43 of the drilling rod 12, the discharge groove 47 of the intermediate sleeve 14, and the discharge groove 86 of the stabilizer 80 are as follows: Forces formed at different angles It is more preferable that these lead angles are formed at substantially the same angle. Further, a drilling tip may be implanted in the cutting edge portion 18 and the apex portion 21 of the screw bit 11 to be subjected to wear resistance treatment. Furthermore, instead of the steel pipe 13, a casing with other material strength may be adopted!
  • FIG. 1 is a front end portion of an excavation tool according to the first embodiment of Embodiment 1 of the present invention, (a) is a front view of the excavation tool, and (b) is a partial cross-sectional side view.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a steel pipe near a strainer hole.
  • FIG. 3 (a) is a cross-sectional view of the pressure valve, and (b) is a front view of the pressure valve.
  • FIG. 4 is a cross-sectional side view of a tip portion of an excavation tool according to a second embodiment of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a steel pipe tip receiving method.
  • FIG. 6 is an overall configuration diagram of an excavation tool according to a first embodiment of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 shows the tip of the excavation tool, where (a) is a front view of the excavation tool and (b) is a partial cross-sectional side view of the excavation tool.
  • FIG. 8 is a perspective view of the tool body.
  • FIG. 9 is an overall configuration diagram of an excavation tool according to a second embodiment of Embodiment 2 of the present invention. ⁇ 10] A first variation of the tool body is shown, (a) is a front view of the excavation tool, (b) is a partial cross-sectional side view of the excavation tool, and the cross-section is A— O—A ′ cross section.
  • a second modification of the tool body is shown, (a) is a front view of the excavation tool, (b) is a partial cross-sectional side view of the excavation tool, and the cross-section is A— O—A ′ cross section.

Abstract

　掘削水による地山の緩みを防止することができ、掘削屑を順調に排出することができる掘削工具と、この掘削工具を使用して確実に地山補強効果を得ることのできる鋼管先受け工法を提供すること。 　軸線Ｏ回りに回転駆動可能な削孔ロッド１２と、削孔ロッド１２の掘削進行方向の前方に装着される工具本体１１と、削孔ロッド１２を挿入した状態で削孔ロッド１２に対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管１３とを備えて構成されている掘削工具１０において、軸線方向前方に削孔水を供給する流路２１が工具本体１１に設けられており、流路２１に連通して削孔水を噴出する流体供給口２４が、鋼管１３内部に開口する位置にのみ形成されているとともに、工具本体１１の掘削進行方向の後方に向かって開口していることを特徴とする。

Description

掘削工具および鋼管先受け工法
技術分野
[0001] この発明は、先端に工具本体を装着した削孔ロッドが鋼管 (ケーシング）に挿入され て構成され、工具本体により地山に掘削孔を形成しつつ鋼管を挿入する削孔作業に 使用される掘削工具、およびこの掘削工具を用いた削孔作業の後に注入剤を注入し て地山を補強する鋼管先受け工法に関する。
また、この発明は、先端に工具本体を装着した削孔ロッドがケーシングに挿入され て構成され、工具本体により地山に掘削孔を形成しつつケーシングを挿入して、順 次削孔ロッドおよびケーシングを連結して所定の深さの掘削孔を形成する削孔作業 に使用される掘削工具に関する。
背景技術
[0002] 一般に、トンネル掘削工事において地質の悪い地山を掘削する際に、トンネル壁面 の緩みを防止するために、あら力じめ地山を補強してトンネル掘削を行う工法が用い られている。従来、このようなトンネル工事に伴う地山先行補強工法として、複数の鋼 管を連結しながら、トンネル掘削に使用する油圧ジャンボによって掘削切羽の周辺部 からトンネルの軸方向斜め外方に向けて鋼管を埋設し、トンネル掘削領域外に埋設 された鋼管に注入剤を注入して地山を補強する鋼管先受け工法が実施されている。
[0003] このような鋼管先受け工法の概略施工状況を図 5に示す。図は、工事中のトンネル 1のトンネル切羽 2付近における進行方向に沿った断面図で、トンネル 1の上面はコ ンクリートや鋼材などによる補強材 3が施工されており、トンネル 1に連続して掘削され る予定の範囲が二点鎖線 4によって示されている。また、地山を補強するために、トン ネル 1および掘削範囲の外側に複数の鋼管 5が埋設されており、油圧ジャンボ 6に連 結されている施工中の鋼管 5と、注入剤 8が注入された施工後の鋼管 5とが図に示さ れて 、る。油圧ジャンボ 6のブーム 7に装備されて 、る駆動装置に基端部が連結され ている掘削工具は、打撃力および回転力を伝達するインナーロッドと、インナーロッド の先端に装着される掘削ビットと、掘削ビットおよびインナーロッドが挿入される鋼管 5 とを有している。鋼管 5とインナーロッドとの間には所定の寸法の間隙が設けられてお り、鋼管 5より掘削ビットが先端側に突出している。また、削孔水を供給するための流 路カ ンナーロッドを貫通するように形成されており、掘削箇所に向けて削孔水を噴 出するため流体供給口が掘削ビットに形成されて 、る。
[0004] そして、先行して掘削する掘削ビットの前進とともに掘削孔に鋼管 5を挿入していき 、順次インナーロッドおよび鋼管 5を連結して所定の深さまで鋼管 5が埋設される。こ のとき、掘削によって生じた土砂や岩屑などの掘削屑は、インナーロッドを通して高 圧で供給される削孔水によって押し流されて、鋼管 5とインナーロッドとの間隙力 掘 削孔の外に排出される。このような削孔作業の後に、掘削ビットおよびインナーロッド が回収されて、注入作業において鋼管 5に注入剤 8が注入され、図の施工後の状態 に示すように、鋼管 5から地山に注入剤 8が浸透して地山が強化される。このような注 入作業において、鋼管 5に形成されているストレーナ孔に装着された逆止弁力も注入 剤 8が地山側に吐出される。（例えば、特許文献 1参照。 )
[0005] 特許文献 1 :特開平 8— 121073号公報 (第 1図）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ところで、上記鋼管先受け工法にお!、て、削孔作業時に削孔水が掘削箇所から地 山中に
浸透してしまうことによって、地表との間の土被りが浅い場合において地表の構造物 などに悪影響を与えてしまうおそれや、軟質な地層の場合にぉ 、て地山が緩んでし まうおそれがあった。また、注入剤を吐出するためのストレーナ孔カもも削孔水が流 出してしまい、地山中に浸透してしまっていた。このような事態を回避するためには、 削孔水を使用しないか、削孔水の使用量を低減させなければならず、鋼管とインナ 一ロッドの間隙に掘削屑が堆積してしまって掘削屑の排出性能が低下してしまうとい う問題があった。このように掘削屑が排出され難くなることで、削孔速度が極端に遅く なってしまうだけでなぐ削孔作業が続行不可能となってしまうおそれがあった。また 、削孔水に代用してエアのみを使用して掘削屑を排出させるような場合においても、 十分な排出性能を得ることができな力つた。 [0007] また、特許文献 1のような注入作業時に注入剤の内圧によって逆止弁が押し広げら れたり、逆止弁が分離したりすることで開口する構成の場合、鋼管の外側は掘削孔の 孔壁となっており、孔壁に阻害されることによって逆止弁が開口できなくなるおそれが あった。とくに、掘削状態によっては鋼管と掘削孔との間に土砂が詰まってしまうこと があり、この土砂の圧力が開口の障害となる問題があった。このように、逆止弁が開 口し難くなることにより、ストレーナ孔カも注入剤が吐出され難くなつてしまい、十分に 地山を強化させる効果を得ることができな力つた。
[0008] また、上記鋼管先受け工法にお!、て、粘土のように粘性が高くて、かつ流動性が悪 い地層を掘削する場合、鋼管 5とインナーロッドとの間隙を通過する掘削屑が、この 間隙に堆積してしまって排出効率が低下してしまうという問題があった。そして、この ような堆積した掘削屑が順次積み重なることによって、掘削屑が排出されなくなつてし まい、これにより削孔作業が続行不可能となるおそれがあった。また、地層が軟質な 場合において削孔水によってさらに地山が軟ィ匕することを抑制するためや、地表との 土被りが浅 、場合にぉ 、て地表の構造物に与える影響を抑制するために、削孔水 の使用量を低減させなければならない、または削孔水に代用して空気を用いなけれ ばならないことがあり、このような場合において、とくに掘削屑の堆積が問題となって いた。
[0009] 本発明は、このような背景の下になされたものであって、掘削水による地山の緩み を防止することができ、掘削屑を順調に排出することができる掘削工具と、この掘削 工具を使用して確実に地山補強効果を得ることのできる鋼管先受け工法を提供する ことを目的としている。
また、本発明は、鋼管先受け工法に使用される掘削工具において、掘削屑が順調 に排出されて、削孔作業を滞ることなく進めることのできる掘削工具を提供することを 目的としている。
また、本発明は、掘削屑が順調に排出されて、削孔作業を滞ることなく進めることの できる掘削工具を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段
[0010] 上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。 本発明に係る掘削工具は、軸線回りに回転駆動可能な削孔ロッドと、該削孔ロッド の掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状態で 該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管とを備えて構成されている 掘削工具において、前記軸線方向前方に削孔水を供給する流路が前記工具本体 に設けられており、該流路に連通して削孔水を噴出する流体供給口が鋼管内部に 開口する位置にのみ形成されていることを特徴とする。
[0011] この発明の掘削工具では、工具本体の流路に連通して形成されている流体供給口 が鋼管内部にのみ開口している、つまり、流体供給口の開口位置が鋼管の先端部よ り基端側とな
るような位置にのみ形成されているので、削孔ロッド力 軸線に沿って工具本体に設 けられている流路に供給された削孔水は、流体供給ロカ 鋼管内部に向かって噴出 する。噴出された掘削水は、鋼管と削孔ロッドとの間隙に向力つて掘削屑を押し流す ような流れを形成し、掘削箇所への掘削水の流れが抑制され、削孔水が掘削箇所か ら地山中に浸透してしまうことによる地山の緩みが防止される。つまり、従来は、掘削 箇所に向けて鋼管の先端部より先端側に開口するように流体供給口が形成されてい たので、掘削箇所力 地山中に浸透する掘削水の量が多力つた力 上述したように 流体供給口を形成することで地山中に浸透する掘削水の量を少なくすることができる のである。また、掘削水の供給量は従来と同じであるので、掘削屑が堆積することなく 排出され、順調に掘削作業を進めることができる。これにより、掘削屑の排出性能の 低下を防止することができるとともに、掘削水による地山の緩みを防止することができ る。
[0012] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記流体供給口が
、前記工具本体の掘削進行方向の後方に向力つて開口していることを特徴とする。 この発明の掘削工具では、流体供給口が工具本体の掘削進行方向の後方に向か つて開口している、つまり、流路力 側方向に向力うに従い掘削進行方向の前方から 後方に向カゝうように傾斜して流体供給口が形成されて ヽるので、流体供給口力ゝら掘 削進行方向の後方に向かって掘削水が噴出され、掘削水が前方に向力つて流れ出 ることが抑制される。これにより、掘削箇所から地山に浸透する掘削水の量をさらに少 なくすることができるとともに、後方への掘削屑の排出をより順調に行うことができる。
[0013] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記流路と独立して 削孔エアを供給するエア流路が設けられており、該エア流路に連通して削孔エアを 噴出するエア供給口が掘削進行方向の前方に向力つて開口していることを特徴とす る。
[0014] この発明の掘削工具では、流路と独立して削孔エアを供給するエア流路が設けら れているので、掘削水と削孔エアとが工具本体にそれぞれ供給され、エア流路に連 通して削孔エアを噴出するエア供給口が掘削進行方向の前方に向かって開口して いるので、掘削箇所に掘削エアが噴出される。掘削箇所で生じた掘削屑は、掘削ェ ァによって鋼管内に導入されるとともに、掘削水によって鋼管と削孔ロッドとの間の間 隙を押し流されて排出される。このように、掘削エアが掘削屑を鋼管内に導入する流 れを形成することで、掘削水が前方へ流れることを抑制することができるとともに、掘 削屑の排出をより順調に行なうことができる。
[0015] また、本発明に係る掘削工具は、軸線回りに回転駆動可能な削孔ロッドと、該削孔 ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状 態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管とを備えて構成されて いる掘削工具において、注入剤を吐出するための圧力弁を装着したストレーナ孔が 前記鋼管に形成されており、前記圧力弁が掘削水の流通する圧力で開口せずに、 注入剤の注入圧力で開口するように設定されて ヽることを特徴とする。
[0016] この発明の掘削工具では、鋼管にストレーナ孔が形成され、このストレーナ孔に注 入剤を吐出するための圧力弁が装着されており、この圧力弁の開口圧力が、掘削水 の流通する圧力で開口せずに、注入剤の注入圧力で開口するように設定されている ので、掘削作業時に掘削水が地山に流出することが抑制される。つまり、圧力弁が装 着されて ヽな 、場合には、ストレーナ孔力 掘削水が流出して地山に浸透することで 地山が緩んでしまうおそれがあった力、このように圧力弁によって掘削水の流出が抑 制されて、地山の緩みを防止することができるのである。また、注入作業時には注入 剤を吐出する圧力で圧力弁が開口するので、確実に注入剤が吐出されて地山に浸 透する。これにより、地山の補強効果を確実に得ることができる。 [0017] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記圧力弁が前記 鋼管の内面側に位置する薄膜部を有して 、ることを特徴とする。
この発明の掘削工具では、鋼管の内面側に位置する薄膜部を圧力弁が有している ので、掘削作業時には薄膜部によって掘削水の流出が抑制されており、注入作業時 には薄膜部が変形して注入剤が吐出される。このとき、鋼管の内側力 の圧力によつ て外側に向力つて薄膜部が変形するが、薄膜部は鋼管の内面側に位置しているの で、薄膜部の変形が掘削孔の孔壁によって阻害されることなく圧力弁が開口される。 また、鋼管と掘削孔との間に詰まった土砂が圧力弁の開口の障害となることもない。 これにより、注入剤を順調に流出することができ、良好な地山の補強効果を得ること ができる。
[0018] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、圧力弁が装着されて V、る鋼管を備えて構成されて 、ることを特徴とする。
この発明の掘削工具では、たとえば、流体供給口が工具本体の掘削進行方向の後 方に向力つて鋼管内部に開口し、削孔エアを供給するエア流路が設けられている掘 削工具に、薄膜部を有する圧力弁を装着した鋼管が備えられて構成されているので 、掘削作業時に掘削水が地山に浸透することを抑制することができるとともに、注入 作業時に圧力弁力も確実に注入剤を吐出することができる。これにより、地山の緩み を防止し、補強効果を得ることができる。
[0019] また、本発明に係る鋼管先受け工法は、地山に掘削孔を形成するとともに鋼管を挿 入する削孔作業と、鋼管を地山に残置して削孔ロッドおよび工具本体を引き抜いた 後に、注入剤を注入して地山を補強する注入作業とを有する鋼管先受け工法におい て、削孔作業時に生じる掘削屑を押し流すための掘削水が、前記工具本体の流体 供給ロカ 前記鋼管内部に噴出されることを特徴とする。また、削孔作業時に前記 鋼管のストレーナ孔に装着されている圧力弁が閉口しており、注入作業時に注入剤 の圧力で前記圧力弁が開口することを特徴とする。
[0020] この発明の鋼管先受け工法では、工具本体の流体供給口から鋼管内部に噴出さ れる掘削水によって削孔作業時に生じる掘削屑が押し流されるので、削孔水が掘削 箇所力 地山中に浸透してしまうことによる地山の緩みを防止することができるととも に、掘削屑が堆積することなく排出されて順調に掘削作業を進めることができる。また 、鋼管のストレーナ孔に装着されている圧力弁が、削孔作業時では閉口しているの で掘削水の流出を防止することができ、注入作業時では注入剤の圧力で開口するの で注入剤を吐出することができ、地山の緩みを防止して確実に地山を補強することが できる。
[0021] また、上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る掘削工具は、軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する 削孔ロッドと、基端部に被連結部を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に 装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定 の間隙を有する円筒状のケーシングと、両端部に被連結部を有して前記削孔ロッド の連結に使用される部材（中間部材）とを備えて構成されて ヽる掘削工具にぉ ヽて、 前記工具本体および中間部材の全外周側面にスパイラル状の排出溝が形成されて おり、前記削孔ロッドの一部または全外周側面にスパイラル羽根部が設けられて 、る ことを特徴とする。なお、中間部材とは、削孔ロッドの連結に使用される部材の総称で あり、具体的には、後述の中間スリーブ (デバイスは除く）やスタビライザーなどを指す
[0022] この発明の掘削工具では、工具本体および中間部材の全外周側面にスパイラル状 の排出溝が形成されており、削孔ロッドの一部または全外周側面にスパイラル羽根 部が設けられているので、ケーシング内を基端側へ向力つて排出される掘削屑が、 回転駆動する排出溝
およびスパイラル羽根部によって攪拌されて、ケーシング内に堆積することが抑制さ れる。また、掘削屑は回転駆動する排出溝またはスパイラル羽根部に沿って基端側 へ押し流されるので、スムーズに排出される。
このような掘削屑が排出されやすい構成にすることで、削孔水の使用量を低減させ たり、削孔水に代用して空気を用いたりしても、掘削屑が堆積することなく順調に排 出される。これにより、削孔水による地山の緩みを抑制することができるとともに、順調 に掘削作業を進めることができる。
[0023] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記削孔ロッドと前 記工具本体との間に、先端部に連結部と基端部に被連結部とを有するスタビライザ 一（中間部材)が装着されており、該スタビライザーの一部または全外周側面にスパ ィラル状の排出溝が形成されて ヽることを特徴とする。
[0024] この発明の掘削工具では、先端部に連結部と基端部に被連結部とが形成されてい るスタビライザーが、削孔ロッドと工具本体との間に装着されているので、掘削作業時 の工具本体の直進性が確保されるとともに、スタビライザーの一部または全外周側面 にスパイラル状の排出溝が形成されているので、スタビライザーによっても掘削屑の 攪拌と、掘削屑を基端側へ押し流す効果が得られる。これにより、スタビライザーを使 用しても掘削屑を順調に排出することができる。
[0025] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記各連結部が前 記各被連結部に連結された状態で、該被連結部の外部に位置する前記連結部の軸 線方向の寸法が、前記ケーシングの内径の 1. 5倍以下とされていることを特徴とする この発明の掘削工具では、各連結部と各被連結部とが互いに連結された状態で、 被連結部の外部に位置する連結部の軸線方向の寸法、つまり被連結部に挿入され ている部分を除いた連結部の軸線方向の寸法が、ケーシングの内径の 1. 5倍以下と されているので、連結部における掘削屑の堆積が抑制される。つまり、排出溝ゃスパ ィラル羽根部が形成されていない連結部は、掘削屑が堆積しやすくなつてしまい、排 出効率が低下してしまうおそれがある力 このような範囲の寸法を上述したように設定 することで、排出効率の低下を抑制することができるのである。これにより、掘削屑を 順調に排出することができる。
[0026] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、スタビライザーの連 結部に基端側へ向かうに従 ヽ拡径する傾斜面が形成されており、該傾斜面の軸線 に対する角度が 45度以下であることを特徴とする。
この発明の掘削工具では、スタビライザーの連結部に形成されている傾斜面の軸 線に対する角度が 45度以下であるので、このような傾斜面が掘削屑の排出に与える 悪影響が抑制される。つまり、このように基端側へ向かうに従い拡径する傾斜面の軸 線に対する角度が 45度以上とされている場合、基端側に向力う掘削屑の流動が傾 斜面によって阻害されて、掘削屑が連結部に堆積してしまうおそれがあるが、傾斜面 を 45度以下にすることによって掘削屑の堆積が抑制されるのである。これにより、掘 削屑の排出効率の低下を抑制することができる。
[0027] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記軸線に沿って 削孔水を供給する流路が前記工具本体に形成されており、前記流路から前記排出 溝の溝底面に連通して形成されて ヽる流体供給口が、前記工具本体の基端側に向 力つて開口していることを特徴とする。
この発明の掘削工具では、軸線に沿って工具本体の内部に形成されている流路か ら排出溝の溝底面に連通する流体供給口が工具本体の基端側に向力つて開口する ように形成、つまり、流体供給口が流路カゝら溝底面に向カゝつて工具本体の基端側に 向かうように傾斜して形成されて ヽるので、流路に供給されて流体供給口から噴射さ れる削孔水は工具本体の基
端側に向力うように排出溝に噴射される。このような向きとなるように削孔水が噴射さ れることによって、排出溝を通過する掘削屑がよりスムーズに排出され、排出効率を 向上させることができる。
[0028] また、上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案して!/、る。
本発明に係る掘削工具は、軸線回りに回転駆動可能な削孔ロッドと、該削孔ロッド の掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状態で 該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円筒状のケーシングとを備えて構成されて いる掘削工具において、前記工具本体の先端部が略円錐形状に形成されており、 該先端部から基端側に向力うスパイラル状の排出溝が前記工具本体の側面に形成 されていることを特徴とする。
[0029] この発明の掘削工具では、先端部が略円錐形状に形成されている工具本体の側 面に、先端部力も基端側に向力 スパイラル状の排出溝が形成されているので、掘 削によって生じた掘削屑は略円錐形状の先端部に沿って基端側に流動し、排出溝 に案内されて削孔ロッドとケーシングとの間隙に導入される。つまり、削孔ロッドから伝 達される駆動力によって工具本体が回転駆動することによって、スパイラル状の排出 溝が掘削屑を攪拌するとともに、スパイラル状の排出溝の側面によって掘削屑が基 端側へ押し流されるのである。これにより、削孔水の使用量を低減させたり、削孔水 に代用して空気を用いたりしても掘削屑が堆積することなぐ掘削屑の排出性能の低 下を防止することができるので、削孔水による地山の緩みを抑制することができるとと もに、順調に掘削作業を進めることができる。
[0030] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記工具本体の先 端部に切欠き部が形成されることで、該切欠き部の回転方向前方を向く切刃側面と 先端面との交差部に切刃部が形成されているとともに、前記切刃側面が前記排出溝 の回転方向前方を向く溝側面に連続するように形成されており、前記先端部の頂点 部分および前記切刃部に耐摩耗処理が施されていることを特徴とする。
[0031] この発明の掘削工具では、略円錐形状に形成されている工具本体の先端部に切 欠き部が形成され、この切欠き部の回転方向前方を向く切刃側面と先端面との交差 部に切刃部が形成、つまり切欠き部の回転方向後方側のエッジ部分が切刃部とされ ているとともに、切刃側面が排出溝の回転方向前方を向く溝側面に連続するように形 成されているので、切刃部によって掘削屑が生じるとともに、切刃側面によって掘削 屑が排出溝に案内される。このように、掘削屑を排出溝に案内するような位置関係に 切刃部が形成されているので、掘削屑をスムーズに排出することができる。また、先 端部の頂点部分および切刃部に耐摩耗処理が施されて 、るので、頂点部分および 切刃部の摩耗が抑制される。たとえば、このような耐摩耗処理として先端部の頂点部 分および切刃部を覆うように硬化肉盛りを形成、または超硬チップを植設することなど がある。これにより、上述したような排出溝と切刃部との位置関係を長時間維持するこ とができ、掘削距離が長い場合においても掘削屑の排出効率が低下することを防止 することができる。
[0032] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記軸線に沿って 削孔水を供給する流路が前記工具本体に形成されており、前記流路から前記排出 溝の溝底面に連通して形成されて ヽる流体供給口が、前記工具本体の基端側に向 力つて開口していることを特徴とする。
[0033] この発明の掘削工具では、軸線に沿って工具本体の内部に形成されている流路か ら排出溝の溝底面に連通する流体供給口が工具本体の基端側に向力つて開口する ように形成、つまり、流体供給口が流路カゝら溝底面に向カゝつて工具本体の基端側に 向かうように傾斜して形成されて ヽるので、流路に供給されて流体供給口から噴射さ れる削孔水は工具本体の基端側に向力うように排出溝に噴射される。このような向き となるように削孔水が噴射され
ることによって、排出溝を通過する掘削屑がよりスムーズに排出され、排出効率を向 上させることができる。
[0034] また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記工具本体の外 周に配置されるリングビットが前記ケーシングの先端に装着されており、前記リングビ ットの先端部の内周面が先端側に向かうに従い外周側に近づく傾斜面を有し、該先 端部に設けられている切刃部にも同様に傾斜する傾斜面が形成されていることを特 徴とする。
[0035] この発明の掘削工具では、リングビットは先端部に切刃部が設けられており、先端 部および切刃部の内周面が先端側に向かうに従い外周側に近づく傾斜面に形成さ れている、つまり、軸線に沿った断面図において向かい合う傾斜面同士が「ノ、の字状 」に形成されているので、掘削屑は傾斜面によってリングビットの内側に案内される。 これにより、工具本体の排出溝を通過する切削屑がリングビットの外側に流れ出るこ とが防止され、スムーズに切削屑を排出することができる。
発明の効果
[0036] 以上説明したように、本発明に係る掘削工具によれば、工具本体の流路に連通し て形成されている流体供給口が鋼管内部にのみ開口しているので、掘削箇所から地 山に掘削水が浸透することを防止することができ、掘削屑の排出性能を低下させるこ となく掘削水による地山の緩みを防止することができる。
また、流体供給口が工具本体の掘削進行方向の後方に向力つて開口しているので 、掘削箇所に掘削水が流れ出ることをさらに抑制することができるとともに、後方への 掘削屑の排出をより順調に行うことができる。
また、エア供給口が掘削進行方向の前方に向かって開口しているので、噴出され た掘削エアが掘削屑を鋼管内に導入するような流れを形成して、掘削水が前方へ流 れることを抑制することができるとともに、掘削エアと掘削水とによって掘削屑の排出 を順調に行なうことができる。
[0037] また、本発明に係る掘削工具によれば、ストレーナ孔に装着されている注入剤を吐 出するための圧力弁の開口圧力の設定により、掘削作業時に掘削水が地山に流出 することを防止することができ、注入作業時に確実に注入剤を吐出することができる。 また、鋼管の内面側に位置する薄膜部を圧力弁が有しているので、注入作業時の 薄膜部の変形が孔壁ゃ土砂に阻害されることなぐ確実に圧力弁を開口させることが でき、注入剤を順調に吐出させることができる。
また、上述したようなエア供給口と圧力弁とを備えた掘削工具によって、掘削作業 時に掘削水が地山に浸透することを抑制することができるとともに、圧力弁から確実 に注入剤を吐出することができる。
[0038] また、本発明に係る鋼管先受け工法によれば、掘削水が鋼管内部に噴出されるの で、削孔水による地山の緩みを防止して、効率良く掘削屑を排出することができ、順 調に掘削作業を進めることができる。
また、圧力弁によって掘削水の流出を防止するので、地山の緩みを防止することが でき、注入剤の圧力で圧力弁が開口するので、確実に注入剤を吐出して地山を補強 することができる。
[0039] また、本発明に係る掘削工具によれば、スノィラル状の排出溝およびスパイラル羽 根部が設けられているので、ケーシング内の掘削屑を攪拌するとともに基端側へ押し 流す効果が得られ、削孔水の使用量を低減させても掘削屑をスムーズに排出するこ とができ、削孔水による地山の緩みを抑制することができるとともに、順調に掘削作業 を進めることができる。
また、削孔ロッドと工具本体との間に装着されているスタビライザーにもスパイラル状 の排出溝が形成されているので、同様に掘削屑を順調に排出する効果が得られる。 また、各連結部を各被連結部に連結された状態で、被連結部の外部に位置する連 結部の軸線方向の寸法が、ケーシングの内径の 1. 5倍以下とされているので、連結 部における掘削屑の堆積を抑制することができ、排出効率の低下を抑制することが できる。
また、スタビライザーの連結部に形成されている傾斜面の軸線に対する角度が 45 度以下であるので、このような傾斜面が掘削屑の排出に与える影響を抑制することが でき、掘削屑の排出効率の低下を抑制することができる。
また、流体供給口が工具本体の基端側に向かって開口するように形成されて 、る ので、工具本体の基端側に向力 ように削孔水を噴射することができ、掘削屑をよりス ムーズに排出溝の基端側へ排出することができ、排出効率を向上させることができる
[0040] また、本発明に係る掘削工具によれば、工具本体の側面にスパイラル状の排出溝 が形成されているので、ケーシング内の掘削屑を攪拌するとともに基端側へ押し流す 効果が得られ、削孔水の使用量を低減させても掘削屑の排出性能の低下を防止で き、削孔水による地山の緩みを抑制して順調に掘削作業を進めることができる。 また、頂点部分および切刃部に耐摩耗処理が施され、切刃部の切刃側面と排出溝 の回転方向前方を向く溝側面とが連続するように形成されているので、長時間の使 用においても切刃側面によってスムーズに掘削屑を排出溝に案内することができる。 また、流体供給口が工具本体の基端側に向かって開口するように形成されて 、る ので、基端側に向力うように削孔水が噴射され、掘削屑をよりスムーズに排出すること ができ、排出効率を向上させることができる。
また、リングビットの先端部および切刃部の内周面に傾斜面が形成されているので 、リングビットの内側に掘削屑を案内して、掘削屑の排出効率を向上させることができ る。
発明を実施するための最良の形態
[0041] 実施の態樣 1
以下、図 1一 4を参照し、この発明の実施の態樣 1について説明する。
図 1は、本発明の第 1の実施形態である掘削工具 10の先端部分を示しており、図 1 (a)が掘削工具 10を軸線 Oの先端側から見た図で、図 1 (b)が掘削工具 10の部分断 面側面図で、図 1 (b)の断面部分は図 1 (a)に示す A— O— A'による断面である。また 、図 1 (a)に示す矢印の方向が掘削時の回転方向 Tで図 1 (b)の左側が掘削工具 10 の先端側とされ、先端方向が掘削進行方向の前方とされる。本実施形態において掘 削工具 10は、最先端に位置して地山を掘削する工具本体 11と、工具本体 11を先端 に装着して駆動力を伝達する削孔ロッド 12と、削孔ロッド 12を挿入可能な円柱状の 鋼管 13とを備えて構成されて!、る。
[0042] 工具本体 11は、削孔ロッド 12に装着可能とされているデバイス 09と、デバイス 09 の先端部の 2箇所に装着されている掘削ビット 15とを備えて構成されている。デバイ ス 09は、軸線 Oを中心とした略柱状の部材で、基端面 14aには削孔ロッド 12を装着 するための装着孔 16が軸線 Oを中心として開口しており、先端面 14bには掘削ビット 15を回動可能に支持するための支持孔 17が軸線 Oに対して偏移した位置を中心と して 2箇所に開口している。装着孔 16の内周面 16a' 'の基端部付近には、軸線 Oに 直交して固定ピン 18を挿入するためのピン孔 19が側面を装着孔 16に開口するよう に形成され、ピン孔 19より先端側の内周面 16aには雌ネジ部 20が形成されており、 装着孔 16の底面 16bには軸線 Oを中心とした流路 21が所定の深さで形成されて!ヽ る。
[0043] デバイス 09の外周には、先端面 14bから基端側に向カゝぅ排出溝 22が形成されてお り、排出溝 22の溝底面 23に開口するように流路 21に連通して流体供給口 24が形成 されている。流体供給口 24は、流路 21から排出溝 22に向カゝつて先端側力ゝら基端側 に
向力うように軸線 Oに対して傾斜して設けられ、掘削進行方向の後方 (基端方向）に 向力つて溝底面 23に開口している。また、図に示すように鋼管 13に工具本体 11が 挿入されている状態で、流体供給口 24が鋼管 13の内部に位置するように開口して おり、つまり、流体供給口 24の開口位置が鋼管 13よりも先端に位置しないように設定 されている。また、図 1 (a)に示すように、排出溝 22は互いに反対を向くようにデバイ ス 09の 2箇所に設けられており、それぞれの排出溝 22に流体供給口 24が形成され ている。また、溝底面 23の先端側には、溝底面 23が先端側に向かって拡がるような 傾斜面 25が形成されている。
[0044] また、デバイス 09の排出溝 22が形成されていない外周部分には、先端側に所定の 外径を有する摺接部 26と、摺接部 26の基端側で摺接部 26より外径の大きな大径部 27とが形成されており、摺接部 26と大径部 27の間の先端側を向く傾斜面が伝達面 28とされている。 [0045] また、掘削ビット 15は、掘削チップ 30が植設されているヘッド部 31と、ヘッド部 31 の基端側に向けて設けられた軸部 32とを備えており、軸部 32が支持孔 17に挿入さ れて軸線方向に係止されることで、支持孔 17の中心軸 02を中心に回動自在となる ようにデバイス 09に装着されている。ヘッド部 31は、先端視して略半円形状をしてお り、掘削時には図 1 (a)に示すような互いのヘッド部 31の位置関係となって拡径状態 とされている。また、工具本体 11を回転方向 Tの反対方向に回転させると中心軸 02 を中心に回動することにより、互いのヘッド部 31の円弧面 31aで略円形形状を形成 するように縮径状態とされ、鋼管 13を通過可能とされる。
[0046] また、削孔ロッド 12は、軸線 Oに沿って流路 40が貫通している管状のロッドで、ェ 具本体 11の雌ネジ部 20に螺合可能な雄ネジ部 41が先端部に設けられており、雄ネ ジ部 41の基端側に凹部 42が形成されて ヽる。雌ネジ部 20に雄ネジ部 41を螺合さ せて、ピン孔 19に対応するように凹部 42を位置させ、固定ピン 18を挿入することで 互いに軸線 O方向に係止されることになり、流路 21と流路 40とが連続するように、削 孔ロッド 12に工具本体 11が装着される。
[0047] また、鋼管 13の先端には、円筒状のケーシングトップ 45が溶接などにより取り付け られており、ケーシングトップ 45の内径が鋼管 13の内径より小径で、基端側の嵌合 部 46が鋼管 13に嵌揷可能とされていて、嵌合部 46の基端面 47が鋼管 13の内側に 位置している。図 1 (b)に示すように、鋼管 13に工具本体 11を挿入した状態におい て、デバイス 09の摺接部 26の外周面がケーシングトップ 45の内周面に摺接可能で 、デバイス 09の伝達面 28が基端面 47に当接可能とされている。また、流体供給口 2 4の開口位置がケーシングトップ 45よりも基端側に位置している。また、鋼管 13と削 孔ロッド 12との間には所定の寸法の間隙 48が設けられている。
[0048] また、図 2に示すように、鋼管 13には所定の間隔で注入剤を吐出するためのストレ ーナ孔 50が形成されており、ストレーナ孔 50には圧力弁 51が装着されている。圧力 弁 51は、削孔作業時の鋼管 13の内側を掘削水が流通する際の圧力では開口され ることなく、注入作業時の注入剤の圧力で開口されるように開口圧力が設定されてい るゴム製の弁で、図 3に示すように、ストレーナ孔 50の内周面に嵌入可能な環状壁部 52と、環状壁部 52の内周面による流出口 53の一側端側を封止するような薄膜部 54 とを有している。また、図 3に示すように、環状壁部 52の外周面 52aは薄膜部 54側に 向けて外径が小さくなるようにテーパー状に形成されており、環状壁部 52の高さ寸法 は鋼管 13の肉厚とほぼ同じ寸法に、薄膜部 54の半径寸法は環状壁部 52の高さ寸 法より小さくなるように設定されている。
[0049] また、薄膜部 54の厚さ tは、開口圧力の設定によって 0. 2-0. 6mmの範囲から適 宜選定される。また、使用状況によって薄膜部 54に十字型スリット 55が形成されたり 、中心部にピンホールが形成されたりすることによって、注入剤の吐出が調整される。 そして、薄膜部 54が鋼管 13の内側に位置するように鋼管 13の外側力も嵌入されて 装着される。
[0050] 上述したように構成されている掘削工具 10による削孔作業において、削孔ロッド 12 の基端側が削孔機械（図示せず）に接続されて、軸線 O回りの回転力、軸線 O方向 の推進力、および必要に応じて打撃力などの駆動力が加えられるとともに、流路 40 に掘削水が高圧で供給される。この駆動力が削孔ロッド 12を介して工具本体 11に伝 達されて、掘削ビット 15によって地山が掘削されて掘削孔が形成されつつ、伝達面 2 8から基端面 47に推進力が伝達されて鋼管 13が掘削孔に挿入されていく。また、掘 削水は流路 40から流路 21に供給されて、流体供給口 24から排出溝 22に噴射され る。そして、掘削箇所で生じて排出溝 22に流れ込んできた掘削屑は、噴射された掘 削水によってさらに基端側へ押し流されて、間隙 48を通過して掘削孔の外に排出さ れる。
[0051] このとき、ストレーナ孔 50には圧力弁 51が装着されているので、ストレーナ孔 50か ら掘削水が吐出することが抑制される。このような削孔作業で、削孔ロッド 12および 鋼管 13が順次接続されて、所定の深さの掘削孔が形成される。削孔作業の後、掘削 ビット 15を縮径状態にして工具本体 11および削孔ロッド 12を引き抜き、鋼管 13が地 山に埋設された状態となる。
[0052] つぎに、注入作業において、鋼管 13の基端側力も圧送ポンプによって注入された 注入剤は、鋼管 13の内側を先端に向力つて流されつつ、注入剤の圧力によって薄 膜部 54が破けて外側に向かって変形して、圧力弁 51の流出口 53から地山に吐出さ れる。また、薄膜部 54に十字型スリット 55やピンホールが形成されている場合には、 十字型スリット 55やピンホールが拡がるように変形する。このように、注入剤が流出口 53から吐出されて地山に浸透し、地山が補強される。
[0053] 上述したように、掘削工具 10のデバイス 09に形成されている流体供給口 24力 流 体供給口 24の開口位置が鋼管 13の内部でケーシングトップ 45よりも基端側とされて いるとともに、基端方向に向力つて溝底面 23に開口しているので、削孔水は基端側 に向けて間隙 48に導入されるように噴射される。これにより、削孔水が鋼管 13の先端 側へ流れることが抑制されるので、削孔水が地山に浸透することが抑制され、削孔水 による地山の緩みなどの悪影響を防止することができる。さらに、削孔水の使用量を 低減させる必要もないので、掘削屑の排出性能が低下することもなぐ順調に削孔作 業を行うことができる。また、図 5に示したように、上方に向けて所定の角度を有して 削孔する場合には、削孔水が基端側に向けて流れやすくなるので、鋼管 13の先端 側へ削孔水が流出することがさらに抑制される。
[0054] また、圧力弁 51を装着することでストレーナ孔 50からの削孔水の吐出を抑制するこ とができるので、削孔水による地山の緩みなどの悪影響を防止することができる。また 、圧力弁 51は注入剤の圧力によって開口するように開口圧力が設定されて!、るので 、注入剤を確実に吐出することができる。たとえば、間隙 48の基端側は掘削孔の外 側に開放されているので掘削屑を排出する掘削水が圧力弁 51に加える圧力は大気 圧程度で、注入剤の注入圧力は 10 X 103— 40 X 103Paの範囲とされている。また、 開口する際に外側へ変形する薄膜部 54が上述したような形状に形成されているとと もに、鋼管 13の内側に位置しているので、薄膜部 54が鋼管 13の外側まで変形する ことがなぐ注入剤によって確実に変形する。つまり、掘削孔の孔壁や、孔壁と鋼管 1 3との間に詰まった土砂が薄膜部 54の変形の障害とならないのである。これにより、 規定の吐出量で注入剤を
吐出することができ、確実に地山を補強することができる。
[0055] つぎに、図 4に示す本発明の第 2の実施形態である掘削工具 10Aについて説明す る。また、第 1の実施形態の掘削工具 10と同一の構成である部分については同一の 符号を付して説明を省略する。掘削工具 10Aでは、流路 40および流路 21に配管 60 が挿入されており、流路 21から傾斜面 25に開口するようなエア供給口 61と、流路 21 力も溝底面 23の基端側に向カゝつて開口するような流体供給口 62とが形成されて 、る 。配管 60の先端部分には、流路 21内を先端側と基端側とで流体的に仕切るシール 部 63が設けられており、配管 60の内部がエア流路 64とされ、配管 60と流路 40およ び流路 21との間隙が掘削水流路 65とされている。また、エア供給口 61はシール部 6 3によって仕切られた流路 21内の先端側に連通しており、流体供給口 62は流路 21 内の基端側に連通している。
[0056] このような配管 60によって、エア流路 64から流路 21内の先端側に供給されたエア がエア供給口 61から噴出され、掘削水流路 65から流路 21内の基端側に供給された 掘削水が流体供給口 62から噴出される。掘削箇所で生じた掘削屑は、掘削箇所に 向かって噴出される掘削エアによって排出溝 22に導入されて鋼管 13の内側に入り 込み、掘削水によって間隙 48を押し流されて排出される。つまり、掘削エアを噴射す ることで掘削箇所に掘削屑が溜まらずに流れ、鋼管 13の内側に入り込む掘削屑の 流れにより掘削水が前方へ流れることが防止される。これにより、削孔水が掘削箇所 力も地山に浸透して悪影響を及ぼすことを防止できるとともに、掘削屑の排出性能の 低下を防止することができるので、順調に削孔作業を行うことができる。
[0057] なお、本実施の形態においては、流体供給口 24, 62が基端方向に向力つて開口 しているが、流体供給口 24, 62から噴出される掘削水が掘削箇所に流れ出ないよう な位置に流体供給口 24, 62が形成されていれば、基端方向に向かって開口してい なくてもよい。また、拡縮径の機能を有していない掘削ビットとリングビットとの組み合 わせによって工具本体が構成されていてもよい。また、伝達面 28から基端面 47に推 進力が伝達されて鋼管 13が掘削孔に挿入される構成でなぐ鋼管 13の基端部に推 進力が伝達されて掘削孔に挿入される構成の掘削工具に本発明を適用してもよい。 実施の態樣 2
[0058] 図 6— 11を参照し、この発明の実施の態樣 2について説明する。
図 6は、本発明の第 1の実施形態である掘削工具 10の全体構成を示しており、図 7 は、掘削工具 10の先端部分を示している。また、図 7 (a)は掘削工具 10を軸線 Oの 先端側から見た図で、矢印の方向が掘削時の回転方向 Tを示しており、図 7 (b)は掘 削工具 10の部分断面側面図で、左側が掘削工具 10の先端側とされ、先端方向が 掘削進行方向の前方とされる。掘削工具 10は、最先端に位置して地山を掘削するス クリュービット（工具本体） 11と、スクリュービット 11を先端に装着して駆動力を伝達す る削孔ロッド 12と、削孔ロッド 12を挿入可能な円筒状の鋼管 (ケーシング） 13と、複数 の削孔ロット 12を連結するための中間スリーブ（中間部材） 14とを備えて構成されて いる。
[0059] スクリュービット 11は、先端部 15が略円錐形状に形成された柱状の部材で、先端 部 15より基端側の外周側面の全面にスパイラル状の排出溝 16が左ネジで、つまり先 端側から基端側に向かうに従い回転方向 Tの逆方向に向力うように捩れた螺旋形状 で、周方向に等間隔に複数条 (図では 3条)形成されている。排出溝 16は、中央部分 が若干突出するような溝底面 16aと、スクリュービット 11の径方向に伸びて互 、に対 向する溝側面 16bとを有する断面コ字状の溝で、先端部 15の円錐面 15aからスクリュ 一ビット 11の基端面 1 laまで連続
して形成されている。また、排出溝 16のリード角が 45° — 75° の範囲で、溝深さが 5mm以上となるように形成されて!ヽる。
[0060] 先端部 15の複数箇所（図では 3箇所）に V字状の切欠き部 17が形成されており、 切欠き部 17の回転方向 Tの前方を向く側面が切刃側面 17aとされ、切刃側面 17aと 円錐面 15aとによる稜線を含む部分が切刃部 18とされている。図 8に示す斜視図の ように、切刃側面 17aが稜線 19を介して排出溝 16の回転方向 Tの前方を向く溝側面 16bに連続し、切欠き部 17の他方の側面 17bが稜線 20を介して溝底面 16aに連続 するように切欠き部 17が形成されている。そして、先端部 15の頂点部 21と切刃部 18 とを覆うような一定範囲（図においてハッチングされている範囲）に耐摩耗処理のため の硬化肉盛りが形成されている。
[0061] また、スクリュービット 11の排出溝 16が形成されていない外周部分は、 2箇所に形 成された段部によって、基端側から第 1外周部 22と、第 2外周部 23と、第 3外周部 24 との外径の異なる 3つの外周部に分けられており、先端側の外周部の外径力 S小さく形 成されている。また、第 1外周部 22と第 2外周部 23との間に先端側を向く傾斜面 25 が形成され、第 2外周部 23と第 3外周部 24との間に先端側を向く傾斜面 26が形成さ れている。また、第 3外周部 24には、径方向に突出する凸条部 27が形成されている [0062] また、基端面 11aには削孔ロッド 12を装着するための連結孔 (被連結部） 30が軸線 Oを中心として開口しており、連結孔 30の内周面 30aの基端部付近には、軸線 Oに 直交して固定ピンを挿入するためのピン孔 32が、その側面の一部を連結孔 30に開 口するように形成され、ピン孔 32より先端側の内周面 30aには雌ネジ部 33が形成さ れており、連結孔 30の底面 30bには軸線 Oを中心とした流路 34が所定の深さで形 成されている。そして、溝底面 16aに開口するように流路 34に連通して流体供給口 3 5, 36が形成されている。流体供給口 35は、流路 34から排出溝 16に向力つて先端 側から基端側に向力うように軸線 Oに対して傾斜して設けられ、掘削進行方向の後 方 (基端方向）に向力つて溝底面 16aに開口しており、流体供給口 36は掘削進行方 向の前方 (先端方向）に向かって溝底面 16aに開口して 、る。
[0063] 削孔ロッド 12は、軸線 Oに沿って流路 40が貫通している管状のロッドで、鋼管 13と 削孔ロッド 12との間には所定の寸法の間隙が設けられている。削孔ロッド 12の両端 部には、雄ネジ部 41を有する連結部 42が形成されており、連結部 42を除く全外周 側面、つまり、外周側面の一部にはスパイラル羽根部 43が設けられている。スパイラ ル羽根部 43は、排出溝 16と同じ向きに螺旋状に形成されており、リード角が 45° — 75° の範囲に設定され、スパイラル羽根部 43の高さ、つまり径方向の寸法が 5mm 以上に設定されている。
[0064] また、連結部 42には、雌ネジ部 33に螺合可能な雄ネジ部 41と、軸線 Oを中心に周 回するように伸びる凹部と、連結時に連結孔 30の外側に位置する被把持部 44とが、 端部から順に形成されている。凹部は、連結時にピン孔 32と対応する位置に形成さ れており、ピン孔 32に挿入される固定ピンと軸線 O方向に係合する部分で、被把持 部 44は削孔ロッド 12とスクリュービット 11とを連結する際に把持工具によって把持さ れる部分である。また、連結部 42を連結孔 30に連結させた状態において、連結孔 3 0の外側に位置する被把持部 44などの連結部 42の軸線 O方向の寸法 L1が、鋼管 1 3の内径 Dの 1. 5倍以下となるように連結部 42が形成されて 、る。
[0065] また、中間スリーブ 14には、両端部に雌ネジ部 45を有する連結孔 (被連結部) 46 が形成されており、連結孔 46は軸線 Oを中心に貫通して形成されている。また、中間 スリーブ 14の全外周側面には、スクリュービット 11の排出溝 16と同じ向きに捩れた螺 旋状の排出溝 47が形成されている。また、中間スリーブ 14の連結孔 46に削孔ロッド 12の連結部 42を連結させた状態においても、連結孔 46の外側に位置する連結部 4 2の軸線 O方向の寸法は鋼管 13の内径 Dの 1. 5倍以下とされている。また、排出溝 4 7のリード角が 45° — 75° の範囲で、溝深さが 5mm以上となるように形成されてい る。
[0066] 鋼管 13の先端には、円筒状のケーシングトップ 48が溶接などにより取り付けられて いる。ケーシングトップ 48は、図 7に示すように、鋼管 13より先端側に位置する先端 部 49と、先端部 49に対して内外径とも一段縮径するような基端部 50とを有しており、 基端部 50の基端縁には基端側に向けて漸次拡径するように傾斜する基端面 50aが 形成されている。基端部 50の外周面は鋼管 13に嵌入可能で、内周面はスクリュービ ット 11の第 2外周部 23に摺接可能となるように形成され、先端部 49の内外径は鋼管 13の内外径と略等しく形成されている。また、先端部 49の内周面の軸線 O方向略中 央には、この内周面を軸線 O回りに周回するように環状溝 51が形成されており、環状 溝 51は軸線 Oに沿った断面にぉ 、て、軸線 O方向に所定の寸法を有したコ字状とさ れている。
[0067] また、ケーシングトップ 48に対して回転自在で、かつ軸線 O方向へ所定の範囲だけ 摺動可能となるように、リングビット 52がケーシングトップ 48の先端に装着されている 。リングビット 52は、ケーシングトップ 48より先端側に位置する先端部 53と、ケーシン グトップ 48の先端部 49の内周面に摺接可能な基端部 54とを有している。また、基端 部 54の基端縁のうち、ケーシングトップ 48の基端部 50の内周面より内側に位置する 基端縁には、基端側に向けて漸次拡径するように傾斜する基端面 54aが形成されて いる。リングビット 52の内周面は、スクリュービット 11の第 3外周部 24が摺接可能とさ れ、凸条部 27を収容可能な凹条部 55が形成されている。また、先端部 53の先端面 は先端側に向けて漸次拡径するテーパ面状の傾斜面 53aとされ、つまり、軸線 Oに 沿った断面において向かい合う傾斜面 53a同士が「ノヽの字状」に形成されている。
[0068] また、リングビット 52の基端部 54の外周面には、軸線 Oを中心としてこの外周面を 軸線 O回りに周回するように延びる環状溝 56が形成されており、環状溝 56は軸線 O に沿った断面においてコ字状をなしており、そして、リングビット 52をケーシングトップ 48の先端部内周に嵌挿することによって、リングビット 52の環状溝 56とケーシングト ップ 48の環状溝 51とが合致して画成される環状孔には、軸線 Oに対する径方向に 弾性変形可能な係止部材 57が介装されている。係止部材 57は、環状溝 56に嵌合 可能な断面を有する C型止め輪で、係止部材 57の軸線 O方向の寸法が環状溝 51 の軸線 O方向の寸法より短く設定されているので、環状溝 51の軸線 O方向に係止部 材 57が摺動可能とされている。このような、環状溝 51および環状溝 56による環状孔 と係止部材 57との係合によって、リングビット 52がケーシングトップ 48に対して回転 自在、かつ摺動可能に装着されている。
[0069] また、リングビット 52の先端側に突出するように複数箇所（図では 3箇所）に植設さ れている掘削チップ 58が切刃部とされており、掘削チップ 58も内側に傾斜する傾斜 面 58aを有する形状とされている。また、掘削チップ 58が植設されている周方向の位 置は、スクリュービット 11とリングビット 52とが周方向に係合した状態で、スクリュービッ ト 11の切刃部 18は、掘削チップ 58より前方となるように設定されて!、る。
[0070] また、駆動装置からの駆動力を削孔ロッド 12および鋼管 13に伝達するために、削 孔ロッド 12の基端には調整ロッド 60が装着されており、鋼管 13の基端にアダプタ 61 が装着されている。調整ロッド 60は、外周側面にスパイラル状の排出溝 62が形成さ れて 、るロッド本体部 63と、ロッド本体部 63から基端側に伸びる軸部 64とを有してお り、ロッド本体部 63の先端面に軸線 Oを中心として雌ネジ部 65を有する連結孔 (被連 結部） 66が形成され、軸部 64の先端に雄ネジ部 67が形成されている。アダプタ 61 は、鋼管 13と略同一外径を有する円筒部 68と、円筒部 68の先端側に設けられて鋼 管 13の内周面に嵌入可能な連結部 69と、円筒部 68の基端側に設けられて調整ロッ ド 60の軸部 64が挿入可能な穴部 70が形成されている基部 71とを有している。また、 円筒部 68には鋼管 13内を流動してきた掘削屑を外部に排出するための排出口 72 が形成されている。
[0071] 削孔ロッド 12および鋼管 13を駆動装置に連結するには、削孔ロッド 12の連結部 4 2に調整ロッド 60の連結孔 66を連結させ、鋼管 13にアダプタ 61の連結部 69を嵌入 させて鋼管 13の基端面と円筒部 68の先端面とを当接させるとともに、アダプタ 61の 穴部 70に調整ロッド 60の軸部 64を挿入させる。そして、アダプタ 61より基端側に突 出している軸部 64にリング部材 73を挿入し、リング部材 73とアダプタ 61の基部 71と を当接させて、スリーブ 74がリング部材 73に当接するように軸部 64の雄ネジ部 67に スリーブ 74の一端を螺合させ、スリーブ 74の他端に駆動装置のシャンクロッド 75を連 結する。
[0072] 上述したように構成されている掘削工具 10による削孔作業では、軸線 O回りの回転 力、軸線 O方向の推進力、および必要に応じて加えられる打撃力などの駆動力がシ ヤンクロッド 75からスリーブ 74を介してアダプタ 61と調整ロッド 60とに伝達され、それ ぞれ鋼管 13と削孔ロッド 12とに伝達される。また、削孔ロッド 12からスクリュービット 1 1に伝達された駆動力のうち、軸線 O回りの回転力が凸条部 27と凹条部 55との係合 によってリングビット 52に伝達され、軸線 O方向の推進力および打撃力が傾斜面 26 と基端面 54aとの当接によってリングビット 52に伝達される。このように駆動力が伝達 されて、スクリュービット 11の切刃部 18とリングビット 52の掘削チップ 58とによって地 山が掘削される。また、削孔ロッド 12の流路 40からスクリュービット 11の流路 34に供 給された削孔水は、流体供給口 35, 36から噴出される。そして、掘削によって生じた 掘削屑は鋼管 13の内部を基端側へ流動して、アダプタ 61の排出口 72から排出され る。
[0073] このような削孔作業において、回転駆動するスクリュービット 11の排出溝 16、中間 スリーブ 14の排出溝 47、削孔ロッド 12のスパイラル羽根部 43、および調整ロッド 60 の排出溝 62によって、鋼管 13の内部を流動する掘削屑が攪拌されるとともに、基端 側へ向けて押し流されるような作用が働くので、鋼管 13の内部での掘削屑の堆積を 防止することができ、スムーズに掘削屑を排出することができる。これにより、削孔水 の使用量を低減させたり、削孔水に代用して空気を用いたりしても、順調に掘削作業 を進めることができるとともに、削孔水による地山の緩みを抑制することができる。
[0074] また、スクリュービット 11に削孔ロッド 12を連結させた状態において、連結孔 30の 外側に位置する連結部 42の軸線 O方向の寸法 L1が、鋼管 13の内径 Dの 1. 5倍以 下とされているので、掘削屑の排出効率の低下を抑制することができる。つまり、連結 部 42はスパイラル羽根部 43が設けられて 、な 、ために、掘削屑を攪拌する効果が 得られないが、寸法 L1を内径 Dの 1. 5倍以下とすることで、連結部 42における掘削 屑の堆積が抑制され、順調に掘削屑を排出することができるのである。
[0075] また、流体供給口 35が基端方向に向力つて溝底面 16aに開口するように傾斜して 設けられているので、流体供給口 35から噴出される削孔水は基端方向に向けて噴 出され、掘削屑を基端側に押し流す効果を得ることができる。また、掘削箇所に噴出 される削孔水の量が抑制されるので、削孔水が地山に悪影響を与えることを抑制す ることがでさる。
[0076] つぎに、図 9を用いて本発明の第 2の実施形態である掘削工具 10Aについて説明 する。掘削工具 10Aは、スクリュービット 11と削孔ロッド 12との間にスタビライザー 8 0が装着されるとともに、軸線 O方向の駆動力がスクリュービット 11から鋼管 13に伝達 される構成となっている点で第 1の実施形態の掘削工具 10と異なっている。また、掘 削工具 10と同一の構成である部分については同一の符号を付して説明を省略する
[0077] スタビライザー 80は、鋼管 13に摺接可能な外径を有する本体部 81と、本体部 81 の先端側に設けられた連結部 82とを有しており、軸線 Oに沿って流路 83が形成され ている。また、連結部 82には、スクリュービット 11の雌ネジ部 33に螺合可能な雄ネジ 部 84が先端部分に形成され、基端側へ向かうに従い拡径するような曲面状の傾斜 面 85が基端部分に形成されており、傾斜面 85の接線の軸線 Oに対する角度 Θが 4 5° 以下とされている。また、本体部 81の外周面には、スクリュービット 11の排出溝 1 6と同じ向きに捩れた螺旋状の排出溝 86が形成され、基端面 87には、雌ネジ部 88 を有する連結孔 (被連結部） 89が軸線 Oを中心として開口している。また、排出溝 86 のリード角が 45° — 75° の範囲で、溝深さが 5mm以上となるように形成されている
[0078] また、スクリュービット 11にスタビライザー 80を連結させた状態、つまり、雌ネジ部 3 3と雄ネジ部 84とを螺合させて連結孔 30に連結部 82を連結させた状態において、 連結孔 30の外部に位置する連結部 82の軸線 O方向の寸法 L2が、鋼管 13の内径 D の 1. 5倍以下となるように連結部 82が形成されている。また、スタビライザー 80の連 結孔 89に削孔ロッド 12の連結部 42を連結させた状態における連結孔 89の外部に 位置する連結部 42の軸線 O方向の寸法 LIも鋼管 13の内径 Dの 1. 5倍以下とされ ている。
[0079] また、掘削工具 10Aでは、スクリュービット 11の傾斜面 25とケーシングトップ 48の基 端面 50a (図 7参照）とが当接する構成となっており、傾斜面 25から基端面 50aに軸 線 O方向の駆動力が伝達されて、鋼管 13が掘削孔に挿入される。このように駆動力 を伝達することで、掘削工具 10Aの基端側ではアダプタ 61や調整ロッド 60などを装 着することなぐ削孔ロッド 12と駆動装置のシャンクロッド 75とが連結される構成とな つている。また、このように掘削工具 10Aの先端側で鋼管 13を引っ張るように駆動力 を伝達する場合、掘削作業時の直進性を確保するためにスタビライザー 80が装着さ れている。
[0080] このような掘削工具 10Aにおいて、スタビライザー 80に螺旋状の排出溝 86が形成 されているので、排出溝 86によって掘削屑を攪拌するとともに基端側へ押し流す効 果を得ることができ、掘削屑を順調に排出することができる。また、連結状態において 連結孔 30の外部に位置する連結部 82の軸線 O方向の寸法 L2が鋼管 13の内径 D の 1. 5倍以下とされているので、連結部 82において掘削屑を攪拌したり基端側へ押 し流したりする効果が得られなくても、掘削屑の排出効率の低下を抑制することがで きる。また、傾斜面 85の軸線 Oに対する角度 Θ力 5° 以下とされているので、傾斜 面 85によって掘削屑の流動が阻害されることによる排出効率の低下も抑制すること ができる。したがって、スタビライザー 80を装着している掘削工具 10Aによっても、鋼 管 13の内部に掘削屑が堆積することなぐ順調に掘削作業を進めることができる。
[0081] つぎに、工具本体の変形例として、第 1変形例である拡径ビット 90、および第 2変形 例である拡径ビット 90aについて説明する。また、上記実施形態と共通する構成には 同一の符号を付して説明を省略する。
図 10に示すように、拡径ビット 90は拡縮径機能を有する掘削ビットで、削孔ロッド 1 2に装着可能とされて ヽるデバイス 91と、デバイス 91の先端部の 2箇所に装着されて いる掘削ビット 92とを備えて構成されている。デバイス 91は、軸線 Oを中心とした略 柱状の部材で、基端面 91aには削孔ロッド 12を装着するための連結孔 93が軸線 O を中心として開口しており、先端面 91bには掘削ビット 92を回動可能に支持するため の支持孔 94が軸線 Oに対して偏移した位置を中心として 2箇所に開口している。連 結孔 93の内周面 93aには雌ネジ部 95が形成されており、連結孔 93の底面 93bには 軸線 Oを中心とした流路 96が所定の深さで形成されている。
[0082] デバイス 91の外周には、先端面 91bから基端側に向力 スパイラル状の排出溝 97 が左ネジで形成されており、排出溝 97の溝底面 97aに開口するように流路 96に連通 して流体供給口 98, 99が形成されている。流体供給口 98は、流路 21から排出溝 97 に向力つて先端側力も基端側に向力 ように軸線 Oに対して傾斜して設けられ、基端 方向に向力つて溝底面 97aに開口しており、流体供給口 99は先端方向に向かって 溝底面 97aに開口している。また、デバイス 91の排出溝 22が形成されていない外周 部分には、先端側を向く傾斜面 100が形成されている。
[0083] また、掘削ビット 92は、複数の掘削チップ 101が植設されているヘッド部 102と、へ ッド部 102の基端側に向けて設けられた軸部 103とを備えており、軸部 103が支持孔 94に挿入されて軸線方向に係止されることで、支持孔 94の中心軸 02を中心に回動 自在となるようにデバイス 91に装着されている。掘削チップ 101は、略円錐形状の先 端部に傾斜面が形成されて 、るスパイク状のチップで、傾斜面によって形成されて!ヽ る先端稜線部が放射状に延びるようにしてヘッド部 102の先端面に植設されている。 ヘッド部 102は、先端視して略半円形状をしており、掘削時には図 10 (a)に示すよう な互いのヘッド部 102の位置関係となって拡径状態とされている。また、拡径ビット 9 0を回転方向 Tの反対方向に回転させると中心軸 02を中心に回動することにより、互 いのヘッド部 102の円弧面で略円形形状を形成するように縮径状態とされ、鋼管 13 を通過可能とされる。
[0084] また、図 11に示すように、拡径ビット 90aは拡径ビット 90と同様に拡縮径機能を有し ており、掘削ビット 92aのヘッド部 102aが拡径ビット 90と異なる形状とされている。ま た、拡径ビット 90と共通する構成部には同一の符号を付して説明を省略する。ヘッド 部 102aには、先端方向および回転方向 Tに向けて V字状に突出するように形成され た切刃を有する複数の掘削チップ 104が植設されており、各掘削チップ 104の間に は溝部 105が形成されている。
[0085] 第 1変形例では、鋼管 13の先端にケーシングトップ 48aが装着されており、ケーシ ングトップ 48aの基端面と拡径ビット 90の傾斜面 100とが当接することで軸線 O方向 の駆動力が拡径ビット 90から鋼管 13に伝達される構成となっている。ケーシングトツ プ 48aの基端面と拡径ビット 90aの傾斜面 100とが当接することで、軸線 0方向の駆 動力が拡径ビット 90aから鋼管 13に伝達される構成になっている。
さらに、第二変形例（図 11)は、いわゆる「切削型拡径ビット」を用いた実施例である 。掘削工具は、通常は回転と打撃により削孔するが、粘土層など非常に軟弱な地山 の地層にお 、ては、打撃よりもむしろ回転を強調した切削方式で削孔した方が効率 的であり、このような「切削型拡径ビット」が効果を発揮する。
[0086] このような拡縮径機能を有する拡径ビット 90, 90aのデバイス 91の外周にスパイラ ル状の排出溝 97が形成されているので、排出溝 97によって掘削屑を攪拌するととも に基端側へ押し流す効果を得ることができ、掘削屑を順調に排出することができる。
[0087] なお、本実施の形態においては、スクリュービット 11の排出溝 16、削孔ロッド 12の スパイラル羽根部 43、中間スリーブ 14の排出溝 47、およびスタビライザー 80の排出 溝 86のリード角が、それぞれ異なる角度で形成されている力 これらのリード角が略 同角度で形成されていれば、より好ましい。また、スクリュービット 11の切刃部 18およ び頂点部 21に掘削チップが植設されて耐摩耗処理が施されていてもよい。さらに、 鋼管 13に代えて、他の材質力もなるケーシングを採用してもよ!、。
図面の簡単な説明
[0088] [図 1]本発明の実施態樣 1の第 1の実施形態における掘削工具先端部分で、（a)が 掘削工具の先端視図で、 (b)が部分断面側面図である。
[図 2]ストレーナ孔が装着された付近の鋼管の断面図である。
[図 3] (a)が圧力弁の断面図で、（b)が圧力弁の正面図である。
[図 4]本発明の実施態樣 1の第 2の実施形態における掘削工具の先端部分の断面側 面図である。
[図 5]鋼管先受け工法の説明図である。
[図 6]本発明の実施態樣 2の第 1の実施形態である掘削工具の全体構成図である。
[図 7]掘削工具の先端部分を示しており、（a)が掘削工具の先端視図で、（b)が掘削 工具の部分断面側面図である。 [図 8]工具本体の斜視図である。
圆 9]本発明の実施態樣 2の第 2の実施形態である掘削工具の全体構成図である。 圆 10]工具本体の第 1変形例を示しており、（a)が掘削工具の先端視図で、（b)が掘 削工具の部分断面側面図で、断面部分は (a)の A— O— A'断面である。
圆 11]工具本体の第 2変形例を示しており、（a)が掘削工具の先端視図で、（b)が掘 削工具の部分断面側面図で、断面部分は (a)の A— O— A'断面である。
符号の説明
09 デバイス
10 掘削工具
11 工具本体
12 削孔ロッド
13 鋼管
14 中間スリーブ
15 先端部
16, 47, 86 排出溝
16a 溝底面
16b 溝側面
17 切欠き部
17a 切刃側面
18 切刃部
21 , 34 流路
24, 62 流体供給口
30, 46, 89 連結孔 (被連結部）
35, 36 流体供給口
51a 傾斜面
56 掘削チップ (切刃部）
82, 42 連結部
43 スパイラル羽根部 50 ストレーナ孔 51 圧力弁
54 薄膜部
61 エア供給口 64 エア流路
74 スリーブ
80 スタビライザー 85 傾斜面
O 軸線
LI, L2 連結部の寸法 T 回転方向

Claims

請求の範囲
[1] 軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する削孔ロッドと基端部に連結部 を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と前記削孔 ロットを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円等状のケーシ ングと前記削孔ロッドの連結に使用される部材（中間部材)とを備えて構成される掘 削工具において、
前記軸線方向前方に削孔水を供給する流路が前記工具本体に設けられており、該 流路に連通して削孔水を噴出する流体供給口がケーシング内部に開口する位置に のみ形成されていること特徴とする掘削工具。
[2] 請求項 1に記載の工具であって、
前記流体供給口が、前記工具本体の掘削進行方向の後方に向かって開口している ことを特徴とする掘削工具。
[3] 請求項 1乃至 2に記載の掘削工具であって、
前記流路と独立して削孔エアを供給するエア流路が設けられており、該エア流路に 連通して削孔エアを噴出するエア供給口が掘削進行方向の前方に向かって開口し ていることを特徴とする掘削工具。
[4] 請求項 1から請求項 3に記載のいずれかの掘削工具であって、
前記工具本体の該先端部から基端部に向かうスハ。ィラル状の排出溝が、前記工具 本体の側面に形成されていることを特徴とする掘削工具。
[5] 軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する削孔ロッドと基端部に連結部 を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着されるインナービットと前記 削孔ロットを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円等状のケ 一シングと前記削孔ロッドの連結に使用される中間部材と該ケーシングの掘削進 行方向前方に装着されるリングビットとを備えて構成される掘削工具において、 前記工具本体 (インナービット)の該先端部力 基端部に向力ぅスハ。ィラル状の排出 溝が、前記工具本体の側面に形成されていることを特徴とする掘削工具。
[6] 請求項 5に記載の工具であって、
前記軸線方向前方に削孔水を供給する流路が前記工具本体 (インナービット)に設 けられており、該流路に連通して削孔水を噴出する流体供給口が上記リングビット 先端部を越えない位置にのみ開口するよう形成されていること特徴とする掘削工具。
[7] 請求項 5乃至 6に記載の掘削工具であって、
掘削工具前記流体供給口が、前記工具本体 (インナービット)の掘削進行方向の後 方に向力つて開口していることを特徴とする掘削工具。
[8] 請求項 5乃至 7に記載の掘削工具であって、
前記工具本体 (インナービット)の先端部に切り欠き部が形成されることで、該切り欠 き部の回転方向前方を向く切刃側面と先端面との交差部に切刃部が形成されている とともに、前記切刃側面が前記排出溝の回転方向前方を向く溝側面に連続するよう に形成されており、前記先端部の頂点部分及び前記切刃部に耐磨耗処理が施され ていることを特徴とする掘削工具。
[9] 請求項 5乃至 8に記載の掘削工具であって、
前記工具本体 (インナービット)の外周に配置されるリングビットが前記ケーシング の先端に装着されており、前記リングビットの先端部の内周面が先端側に向かうに 従い外周側に近づく傾斜面を有し、該先端部に設けられている切刃部にも同様に傾 斜する傾斜面が設けられていることを特徴とする掘削工具。
[10] 地山に掘削孔を形成するとともにケーシングを挿入する削孔作業とケーシングを地 山に残置して削孔ロッド、中間部材及び工具本体を引抜いた後に、注入剤を注入し て地山を補強する注入作業とを有する鋼管 (ケーシンク Ί先受け工法において、 削孔作業時に生じる掘削屑を押し流すための掘削水が、前記工具本体の流体供給 ロカも前記鋼管内に噴出されることを特徴とする鋼管先受け工法。
[11] 軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する削孔ロッドと、基端部に連結 部を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記 削孔ロットを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円等状のケ 一シンク"と、前記削孔ロッドの連結に使用される中間部材とを備えて構成される掘 削工具において、
注入剤を吐出するための圧力弁を装着したストレーナ一孔が前記ケーシングに形 成されており、前記圧力弁が掘削水の流通する圧力では開口せずに、注入剤の注 入圧力で開口するように設定されて!、ることを特徴とする掘削工具。
[12] 請求項 11に記載の掘削工具であって、
前記圧力弁が前記ケーシンク'、の内面側に位置する薄膜部を有して 、ることを特徴と する掘削工具。
[13] 請求項 1から請求項 4のいずれかに記載の掘削工具であって、
請求項 11及び 12に記載の 、ずれかの圧力弁が装着されて 、るケ一シングを備え て構成されていることを特徴とする掘削工具。
[14] 軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する削孔ロッドと、基端部に連結 部を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着されるインナービットと、 前記削孔ロットを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円等状 のケーシングと、前記削孔ロッドの連結に使用される中間部材と、該ケーシンク'、の 掘削進行方向前方に装着されるリングビット、を備えて構成される掘削工具におい て、
注入剤を吐出するための圧力弁を装着したストレーナ一孔が前記ケーシングに形 成されており、前記圧力弁が掘削水の流通する圧力では開口せずに、注入剤の注 入圧力で開口するように設定されて!、ることを特徴とする掘削工具。
[15] 請求項 14に記載の掘削工具であって、
前記圧力弁が前記ケーシンク'、の内面側に位置する薄膜部を有して 、ることを特徴と する掘削工具。
[16] 請求項 5から請求項 9のいずれかに記載の掘削工具であって、
請求項 14及び 15に記載のいずれかの圧力弁が装着されているケーシングを備え て構成されていることを特徴とする掘削工具。
[17] 地山に掘削孔を形成するとともにケーシングを挿入する削孔作業とケーシングを地 山に残置して削孔ロッド、中間部材及び工具本体を引抜いた後に、注入剤を注入し て地山を補強する注入作業とを有する鋼管 (ケーシンク Ί先受け工法において、 削孔作業時に前記鋼管 (ケーシング)のストレーナ一孔に装着されている前記圧力弁 が閉口しており、注入作業時に注入剤の圧力で前記圧力弁が開口することを特徴と する鋼管先受け工法。
[18] 軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する削孔ロッドと、基端部に連結 部を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記 削孔ロットを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円等状のケ 一シンク"と、前記削孔ロッドの連結に使用される中間部材とを備えて構成される掘 削工具において、
前記工具本体及び前記中間部材の外周側面にスハ。イラル状の排出溝が形成され ており、前記削孔ロッドの一部又は全外周側面にスハ。ィラル羽根部が設けられて いることを特徴とする掘削工具。
[19] 請求項 18に記載の掘削工具であって、
前記削孔ロッドと前記工具本体との間に中間部材 (スタビライサ"一)が装着されてお り、該中間部材 (スタビラィサ'、一)の外周面にスハ。ィラル状の排出溝が形成されてい ることを特徴とする掘削工具。
[20] 請求項 18又は請求項 19に記載の掘削工具であって、
スハ。ィラル状の排出溝が形成されて 、な 、前記中間部材の部分、及びその外周側 面にスハ。ィラル状の羽根部が形成されて 、な 、前記削孔ロッドの軸線方向寸法が 、前記ケーシンク'、の内径の 1. 5倍以下とされていることを特徴とする掘削工具。
[21] 請求項 19又は請求項 20に記載の掘削工具であって、
前記スタビライサ"一の連結部に基端側へ向かうに従い拡径する傾斜面が形成され ており、該傾斜面の軸線に対する角度が 45度以下で有ることを特徴とする掘削工具
[22] 請求項 1から請求項 4のいずれかに記載の掘削工具であって、
請求項 19から請求項 21に記載の ヽずれかの中間部材を備えて構成されて!ヽること を特徴とする掘削工具。
[23] 軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する削孔ロッドと、基端部に連結 部を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着されるインナービットと、 前記削孔ロットを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円等状 のケーシングと、前記削孔ロッドの連結に使用される中間部材と、該ケーシンク'、の 掘削進行方向前方に装着されるリングビット、を備えて構成される掘削工具におい て、
前記工具本体 (インナービット)及び前記中間部材の外周側面にスハ。ィラル状の排 出溝が形成されており、前記削孔ロッドの一部又は全外周側面にスノ、。ィラル羽根 部が設けられていることを特徴とする掘削工具。
[24] 請求項 23に記載の掘削工具であって、
前記削孔ロッドと前記工具本体 (インナービット)との間に中間部材 (スタビラィサ"一
)が装着されており、該中間部材 (スタビラィサ'、一)の外周面にスハ。ィラル状の排出 溝が形成されていることを特徴とする掘削工具。
[25] 請求項 23又は請求項 24に記載の掘削工具であって、
スハ。ィラル状の排出溝が形成されて 、な 、前記中間部材の部分、及びその外周側 面にスノヽ。イラノレ状
の羽根部が形成されて 、な 、前記削孔ロッドの軸線方向寸法が、前記ケーシンク'、 の内径の 1. 5倍以下とされて 、ることを特徴とする掘削工具。
[26] 請求項 24又は請求項 25に記載の掘削工具であって、
前記スタビライサ"一の連結部に基端側へ向かうに従い拡径する傾斜面が形成され ており、該傾斜面の軸線に対する角度が 45度以下で有ることを特徴とする掘削工具
[27] 請求項 5から請求項 9のいずれかに記載の掘削工具であって、
請求項 24から請求項 26に記載の ヽずれかの中間部材を備えて構成されて!ヽること を特徴とする掘削工具。
[28] 軸線回りに回転駆動可能で両端部に連結部を有する削孔ロッドと基端部に連結部 を有する前記削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着されるインナービットと前記 削孔ロットを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円等状のケ 一シングと前記削孔ロッドの連結に使用される中間部材と該ケーシングの掘削進 行方向前方に装着されるリングビットとを備えて構成される掘削工具において、 前記軸線に沿って削孔流体を供給する流路が前記工具本体 (インナービット)に形成 されており、前記流路力 排出溝の溝底面に連結して形成されている流体供給口の 少なくとも 1つが、前記工具本体 (インナービット)の基端側に向力つて開口しているこ とを特徴とする掘削工具。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196460B (zh) * 2014-08-25 2017-05-03 江苏长城石油装备制造有限公司 一种用于天然气岩芯钻探的回转组合式pdc钻头

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639676Y2 (ja) * 1983-01-24 1988-03-22
JPH04228796A (ja) * 1990-04-09 1992-08-18 Hilti Ag 削岩ドリル
JPH062474A (ja) * 1992-06-18 1994-01-11 Ohbayashi Corp 穿孔装置
JPH08121073A (ja) * 1994-08-31 1996-05-14 Tobishima Corp 鋼管先受け工法及び同工法に用いる装置
JPH08270355A (ja) * 1995-03-29 1996-10-15 Teikusu:Kk 二重管式ドリリングビット
JPH1162453A (ja) * 1997-08-22 1999-03-05 Koji Hioki ダウンザホールドリルを効果的に使用するシステム
JP2002250029A (ja) * 2000-12-22 2002-09-06 Raito Kogyo Co Ltd 既設構造物下部地盤の改良方法、ならびに管の地中建込み装置およびその方法
JP2003301681A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Toho Kinzoku Co Ltd さく孔装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE519575C2 (sv) * 2000-04-11 2003-03-18 Sandvik Ab Borrdkär för metallborrning

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639676Y2 (ja) * 1983-01-24 1988-03-22
JPH04228796A (ja) * 1990-04-09 1992-08-18 Hilti Ag 削岩ドリル
JPH062474A (ja) * 1992-06-18 1994-01-11 Ohbayashi Corp 穿孔装置
JPH08121073A (ja) * 1994-08-31 1996-05-14 Tobishima Corp 鋼管先受け工法及び同工法に用いる装置
JPH08270355A (ja) * 1995-03-29 1996-10-15 Teikusu:Kk 二重管式ドリリングビット
JPH1162453A (ja) * 1997-08-22 1999-03-05 Koji Hioki ダウンザホールドリルを効果的に使用するシステム
JP2002250029A (ja) * 2000-12-22 2002-09-06 Raito Kogyo Co Ltd 既設構造物下部地盤の改良方法、ならびに管の地中建込み装置およびその方法
JP2003301681A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Toho Kinzoku Co Ltd さく孔装置

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