二重管式掘削装置およびその施工方法
【課題】製造コストおよび施工コストの上昇を抑えることができる、ダウンザホールドリルを用いた二重管式掘削装置およびその施工方法を提供する。
【解決手段】二重管式掘削装置１は、地面２に立設された支柱４７に案内されて昇降する昇降ブロック６０と、昇降ブロック６０に傾動自在に設置された傾動ブロック７０とを有し、傾動ブロック７０には掘削駆動ブロック８０が設置され、これを構成する掘削用油圧モータ８４および圧空受入部８６が、それぞれダウンザホールドリル１００が接続されている掘削管５に回転および圧縮空気を供給している。ダウンザホールドリル１００には、アウタービット２０が着脱自在に接続されたインナービット１０が設置され、アウタービット２０にはケーシング７に固定されたケーシングシュー６が、管軸を回転中心にして回転自在かつ軸方向に拘束された状態で接続されている。
【解決手段】二重管式掘削装置１は、地面２に立設された支柱４７に案内されて昇降する昇降ブロック６０と、昇降ブロック６０に傾動自在に設置された傾動ブロック７０とを有し、傾動ブロック７０には掘削駆動ブロック８０が設置され、これを構成する掘削用油圧モータ８４および圧空受入部８６が、それぞれダウンザホールドリル１００が接続されている掘削管５に回転および圧縮空気を供給している。ダウンザホールドリル１００には、アウタービット２０が着脱自在に接続されたインナービット１０が設置され、アウタービット２０にはケーシング７に固定されたケーシングシュー６が、管軸を回転中心にして回転自在かつ軸方向に拘束された状態で接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重管式掘削装置およびその施工方法、特に、ダウンザホールドリルを具備する二重管式掘削装置およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小石が混在する地層や、硬い地層等の難地層を掘削する際、掘削管（ドリルロッドに同じ）の先端にダウンザホールドリルを設置し、これによって掘削ドリルに打撃力を付与するものが知られている。また、掘削孔の壁が崩壊し易い場合や、コンクリート充填杭を設置する場合等、ケーシングパイプ（以下「ケーシング」と称す）を具備する二重管式掘削装置による掘削が実施されていた。
そして、ケーシングをアウタービット（インナーロッドに連結されたダウンザホールドリルの先端に設置されているインナービットに、相対的に回転および進退不能に設置されている）に対して相対的に回転および進退自在にして、回転するリングビットが掘削した直後に、回転しないケーシングを押し込む発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、外管（ケーシングに相当する）と、これに挿入された下端側にダウンザホールハンマー（ダウンザホールドリルに同じ）が設けれた内管とを、上端近傍において着脱自在に連結し、内管に付与した回転力および打撃力を外管に伝える発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１００６８８号公報（第４−４頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−１６９４３６号公報（第５−６頁、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示された発明は、ケーシングを押し込む必要があるため、これを実行する押込装置が必要になると共に、押込装置を昇降自在に支持する支持手段（通常、ケーシングを支持するガイドフレームが兼ねる）が、大がかりになる。また、ケーシングには軸方向の圧縮力が付与されるため、所定の剛性が必要になることから管厚が厚くなる。このため、製造コストおよび施工コストが上昇するという問題があった。
また、前記特許文献２に開示された発明は、外管（ケーシング）に軸方向の圧縮力が付与されると共に、回転に伴って外周面に円周方向の摩擦力が作用するため、所定の剛性が必要になることから管厚が厚くなり、外管と内管との係合機構（突起と凹溝）が大型になる。さらに、ドリフタ（回転打撃装置に同じ）は前記摩擦力に対抗する能力が必要なため大型になる。このため、製造コストおよび施工コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、製造コストおよび施工コストの上昇を抑えることができる、ダウンザホールドリルを用いた二重管式掘削装置およびその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る二重管式掘削装置の施工方法は、
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在かつ軸方向に拘束された状態で連結されたケーシングと、
を有する二重管式掘削装置において、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気を供給して、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力を付与することによって地盤を掘削すると共に、該掘削に伴って前記ケーシングを地盤に引き込むことを特徴とする。
【０００７】
（２）また、本発明に係る二重管式掘削装置は、
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在に連結されたケーシングと、
を有し、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気が供給された際、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力が付与されることによって地盤が掘削されると共に、該掘削に伴って前記ケーシングが地盤に引き込まれることを特徴とする二重管式掘削装置。
【０００８】
（３）さらに、前記（２）において、地盤に立設される支柱と、
該支柱に案内されて昇降する昇降ブロックと、
該昇降ブロックに傾動自在に設置された傾動ブロックと、
を有し、
前記掘削管の上端が前記傾動ブロックに接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る二重管式掘削装置および二重管式掘削装置の施工方法は、ケーシングが地盤に引き込まれるため、ケーシング押込装置が不要になり、ケーシングを支持するガイドフレームが簡素になる。また、ケーシングには軸方向の圧縮力や、外周面に円周方向の摩擦力が作用しないから、ケーシングの管厚を薄くすることができる。さらに、掘削機本体は、インナービットおよびアウタービットを回転させるだけの動力を供給すればよく、それ以上の余計な動力を必要としない。よって、製造コストおよび施工コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（二重管式掘削装置）
図１は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置を模式的に示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）が側面図である。図１において、二重管式掘削装置１は、地面２に載置される基板ブロック３０と、基板ブロック３０に着脱自在に立設される支柱ブロック４０と、支柱ブロック４０に立設された支柱４７の先端に設置されるシーブブロック５０と、支柱ブロック４０に立設された支柱４７に案内されて昇降する昇降ブロック６０と、昇降ブロック６０に傾動自在に設置された傾動ブロック７０と、支柱ブロック４０に着脱自在に設置されたウインチブロック９０と、を有している（以下、これらをまとめて「装置部材」と称する場合がある）。
【００１１】
そして、傾動ブロック７０には掘削駆動ブロック８０が設置され、掘削駆動ブロック８０を構成する掘削用油圧モータ８４が掘削管５を回転すると共に、掘削駆動ブロック８０を構成する圧空受入部８６が掘削管５内に圧縮空気を供給している。
また、二重掘削ビット３は掘削管５に直接連結されたインナービット１０と、インナービット１０に着脱自在に設置されたアウタービット２０とから構成されている。そして、アウタービット２０にはケーシングシュー６が周方向には回転自在で、軸方向には拘束された状態で設置され、ケーシングシュー６にはケーシング７が連結されている。
なお、本発明は、傾動ブロック７０の昇降機構を限定するものではなく、傾動ブロック７０が直接支柱４７に案内されるもの、すなわち、昇降ブロック６０と一体になったものでもよく、支柱４７は公知の掘削機のガイドシェルマストであってもよい。
【００１２】
（掘削管）
図２は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置における掘削管を模式的に示す側面視の断面図である。図２において、掘削管５（ドリルロッドに同じ）の先端にダウンザホールドリル１００および二重掘削ビット３が設置されている。
二重掘削ビット３は、ダウンザホールドリル１００に連結されたインナービット１０と、インナービット１０に着脱自在に接合されたアウタービット２０とから構成され、アウタービット２０には、ケーシングシュー６を介してケーシング７が周方向で回転自在に連結されている。
【００１３】
（ダウンザホールドリル）
ダウンザホールドリル１００は公知のものであって、掘削管５に連結されたケース１０１と、ケース１０１内に配置され軸方向に往復運動をするピストン１０２と、同様に往復運動をするハンマー１０３と、所定の圧縮空気の流れを形成する各部材（図示しない）とを有している。ハンマー１０３はケース１０１から抜け出し不能であって、先端部（下端部）に二重掘削ビット３を構成するインナービット１０が設置されている。
また、ハンマー１０３の外周にはスプラインが形成され、該スプラインがケース１０１の内周に形成されたスプラインと噛み合っているから、ケース１０１に付与された回転は、ハンマー１０３に伝達されることになる。なお、インナービット１０を回転しないで掘削する場合には、前記スプラインの形成を省力して、ハンマー１０３がケース１０１に対して回転自在にしてもよい。
【００１４】
（インナービット）
二重掘削ビット３を構成するインナービット１０は、外周部１１の前面（図中、下面）に近い範囲に外周側に突出した略円環状の打撃付与部１２が設置され、打撃付与部１２の前面（下側の斜面）が打撃付与面１２ａを形成し、打撃付与部１２の後方（図中、上側）に軸方向の段差を有する回転付与部１５（外周側に突出している）が設置され、回転付与部１５の掘削時の回転方向側の側面が回転付与面１５ａを形成している。また、外周部１１および打撃付与部１２は、軸方向に設けられた４条の切欠溝１４によって分断されている。
【００１５】
（アウタービット）
一方、二重掘削ビット３を構成するアウタービット２０は、前面に近い範囲に内周側に突出した略円環状の打撃受け部２２が設置され、打撃受け部２２の内周側の後面（上側の斜面）が打撃受け面２２ａを形成している。また、打撃受け部２２の後方に軸方向の段差からなる回転受け部２５（内周側に突出している）が設置され、回転受け部２５の掘削時の回転方向とは反対の側面が回転受け面２５ａを形成している。さらに、アウタービット２０外周面に円環状の外周溝２４が形成されている。
【００１６】
（二重掘削ビット）
したがって、インナービット１０をアウタービット２０に装着すると、インナービット１０に付与された軸方向の打撃力（ダウンザホールドリル１００のピストン１０２の下降によってハンマー１０３を経由して付与される）は、当接する打撃付与面１２ａおよび打撃受け面２２ａを介してアウタービット２０に伝達される。
また、インナービット１０に付与された円周方向の回転（掘削駆動ブロック８０によって掘削管５を経由して付与される）は、当接する回転付与面１５ａおよび回転受け面２２ａを介してアウタービット２０に伝達される。
【００１７】
なお、インナービット１０は、掘削孔の底に押し付けながら（上方向に持ち上がる力を受けながら）、掘削時の回転方向とは反対の方向に回転すると、インナービット１０の切欠溝１４にアウタービット２０の回転受け部２５が侵入するようになっている。したがって、該侵入状態で、インナービット１０を引き戻せば（掘削管５の引き戻しに同じ）、インナービット１０はアウタービット２０とから分離し、インナービット１０を地上に回収することができるものである（詳細は、特開２００３−３８７３８１号公報参照）。
【００１８】
（ケーシングシュー）
ケーシングシュー６の内面には円環状の内周溝６ａが形成され、内周溝６ａとアウタービット２０の外周溝２４とが形成する円環状の空間に、Ｃ字状の弾性部材６ｂが配置されている。すなわち、弾性部材６ｂによって、ケーシングシュー６はアウタービット２０に対して、軸方向には拘束され、円周方向には回転自在に連結されている。
【００１９】
（掘削駆動ブロック）
図３は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置における掘削駆動ブロックを模式的に示すものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は裏面図である。図３において、掘削駆動ブロック８０は傾動ブロック７０に設置され、傾動ブロック７０は昇降ブロック６０に傾動自在に設置されるものである（これについては別途詳細に説明する）。
なお、本発明において、掘削駆動ブロック８０と傾動ブロック７０とを一体にしたものが「掘削機本体」に相当している。また、傾動ブロック７０と昇降ブロック６０とが一体化している場合（傾動ブロック７０が昇降ブロック６０に対して傾動しない場合）には、掘削駆動ブロック８０と傾動ブロック７０と昇降ブロック６０とを一体にしたものが、「掘削機本体」に相当する。
【００２０】
掘削駆動ブロック８０は、掘削管５を接続するための掘削管接続部８１と、掘削管接続部８１を回転駆動する掘削用油圧モータ８４と、掘削管５に供給する圧縮空気（正確には、ダウンザホールドリル１００に供給して、インナービット１０に形成された通孔から掘削孔中に噴出する圧縮空気）を受け入れる圧空受入部８６と、を有している。
掘削管接続部８１は断面６角形の止まり孔であって、抜け防止ピン（図示しない）が打ち込まれる抜け防止孔８２が形成されている。なお、掘削管５の端部が断面６角形の柱状に形成されていない場合、たとえば、断面４角形の場合には、掘削管接続部８１の止まり孔もまた、断面６角形でなく、断面４角形に形成されることになる。
【００２１】
圧空受入部８６は、圧縮空気を受け入れて回転する掘削管接続部８１に圧縮空気を送りこむ筒状であって、外面には圧空ホース（図示しない）を接続するため圧空継手８７が突出している。
掘削用油圧モータ８４は公知の型式であって、外面には油圧ホース（図示しない）を接続するため油圧継手８５が突出している。なお、掘削管５を回転しないで掘削する場合には、掘削用油圧モータ８４は撤去されるものである。
【００２２】
（施工方法）
二重管式掘削装置１は、以上の構成であるから、公知のダウンザホールドリルを用いた施工方法と同様の要領で地盤に掘削孔を形成することができる。
［工程１］すなわち、インナービット１０およびダウンザホールドリル１００が設置された掘削管５とアウタービット２０がケーシングシュー６を介して設置されたケーシング７とを、インナービット１０とアウタービット２０とを着脱自在に連結することによって一体にする。
［工程２］そして、掘削管５を掘削駆動ブロック８０の掘削管接続部８１に接続する。
［工程３］そして、かかる一体になった掘削管５とケーシング７とを、掘削孔を形成する位置に、鉛直または所定の傾斜した角度に配置する。
［工程４］そして、ダウンザホールドリル１００に圧縮空気を送ると共に、掘削管５を回転する。そうすると、ダウンザホールドリル１００のピストン１０２は、インナービット１０に連結されたハンマー１０３を打撃する。また、掘削管５の回転はダウンザホールドリル１００のケース１０１を経由してインナービット１０に伝達される。そして、アウタービット２０とインナービット１０とは一体的に組み合わせているから、かかる両者（二重掘削ビット３に同じ）の打撃と回転によって掘削が実行されることになる。
【００２３】
このとき、ケーシングシュー６はアウタービット２０に軸心を回転中心にして回転自在に連結されているから、ケーシング７は回転しないまま、アウタービット２０によって下方に引き込まれる。
【００２４】
さらに、以上は、二重掘削ビット３に打撃と回転の両方を付与するものについて説明しているが、本発明はこれに限定するものではなく、ダウンザホールドリル１００によって打撃のみを付与し、二重掘削ビット３を回転しないものであってもよい。このとき、掘削駆動ブロック８０の掘削用油圧モータ８４は不要になると共に、ダウンザホールドリル１００のケース１０１およびハンマー１０３に形成されたスプラインも不要になるから、掘削用油圧モータ８４を停止したりあるいは撤去したり、また、前記スプラインを撤去したりしてもよい。また、二重掘削ビットは、アウタービット２０がインナービット１０に対して周方向で回転不能であってもよい。
【００２５】
［工程５］そして、通常の深さの掘削孔が形成されたところで掘削を終了する。すなわち、前記圧縮空気の供給と回転の付与を停止する。そして、掘削管５を掘削時とは反対の方向に回転して、インナービット１０とアウタービット２０との連結（組み合わせ）を解除して、両者を分離し、さらに、掘削管５（インナービット１０およびダウンザホールドリル１００が設置されている）を地上に回収する。
［工程６］さらに、ケーシング７については、施工の目的に応じて、たとえば、そのまま地盤内に残置されたり、内部にモルタルが注入されたまま地盤内に残置されたり、あるいは、内部にモルタルが注入された後、地上に回収されたりする。
【００２６】
以下、再び、図１の（ｂ）を参照して、二重管式掘削装置１を構成するその他の部材について簡単に説明する。
【００２７】
（基板ブロック）
再び、図１の（ｂ）において、基板ブロック３０は、下面が平面を形成する枠体３１と、枠体３１に設置され、支柱ブロックを着脱自在に設置するため支柱ブロック設置部３２と、基板ブロック３０が地面２に載置された際、その移動や浮き上がりを防止するためのペグ（図示しない）が貫通する貫通孔（図示しない）と、を有している。
【００２８】
（支柱ブロック）
支柱ブロック４０は基板ブロック３０に着脱自在に設置されるものであって、支柱ブロックベース４１と、支柱ブロックベース４１の上面に固定された支柱立設部４２と、ケーシング７を軸方向に移動自在で、軸方向と垂直方向には拘束するケーシング案内部４３と、を有している。
支柱立設部４２は支柱４７を支柱ブロックベース４１に対して垂直または所定の角度に保持するものであって、たとえば、支柱４７が複数の鋼管によって形成される場合には、支柱立設部４２は、該複数の鋼管が挿入自在な鋼管になる。
また、ケーシング案内部４３はケーシング７が貫通自在な円筒状である。なお、ケーシング７の貫通を容易にするため、一対の断面半円状の部材から構成し、一方を支柱ブロックベース４１に固定し、該固定したものに他方を開閉自在に取り付けてもよい。
【００２９】
（シーブブロック）
シーブブロック５０は、シーブ５１と、シーブ５１を回転自在に支持するシーブ軸５２と、シーブカバー５３と、支柱４７の先端に設置するためのシーブブロック設置部（図示しない）と、を有している。
シーブブロック設置部は、たとえば、支柱４７が鋼管によって形成されている場合には、該鋼管が挿入自在な止まり穴である。
【００３０】
（ウインチ）
ウインチブロック９０は、支柱ブロック４０に着脱自在に設置されるものであって、支持板９１と、支持板９１に設置された昇降用油圧モータ９２と、昇降用油圧モータ９２によって回転される巻き取りドラム９３、巻き取りドラム９３に巻き取られる昇降用ワイヤ（図示しない）と、を有している。
【００３１】
（昇降ブロック）
昇降ブロック６０は、それぞれ中央に貫通孔（以下「傾動孔」と称す）６１が形成された一対の昇降板６２と、一対の昇降板６２を繋ぐ案内部６３と、を具備している。一対の傾動孔６１は同軸であって、傾動ブロック７０に設置された傾動軸７１が回動自在に侵入するものである。
なお、傾動ブロック７０に、傾動軸７１に替えて貫通孔が形成された場合には、昇降ブロック６０には、傾動孔６１に替えて前記貫通孔に摺動自在に侵入する軸が設置されることになる。
【００３２】
案内部６３は支柱４７に係止するものであって、たとえば、支柱４７が１本の鋼管によって形成される場合には、該鋼管が貫通する円筒ないし断面Ｃ字状体であり、支柱４７が複数の鋼管によって形成される場合には、該複数の鋼管の何れかに係止する複数の円筒ないし断面Ｃ字状体である。さらに、昇降ブロック６０には、ハンドリングのため、および支柱４７の立設作業を容易にするための把手６６が設置されている。
【００３３】
（傾動ブロック）
傾動ブロック７０は傾動軸７１および傾動板７４を有し、傾動軸７１を介して昇降ブロック６０に着脱自在かつ傾動自在に取り付けられ、傾動板７４に掘削駆動ブロック８０が固定されるものである。
傾動軸７１は先端に抜け防止孔７２が形成された円柱であって、昇降ブロック６０に設けられた傾動孔６１に挿入されるものである。すなわち、傾動軸７１が傾動孔６１を貫通した状態で、抜け防止孔７２に抜け防止ピン７３が打ち込まれることによって、傾動軸７１は昇降ブロック６０の傾動孔６１から抜け出し不能になり、傾動ブロック７０は昇降ブロック６０に対して傾動（回動に同じ）自在になる。
【００３４】
なお、傾動軸７１は傾動孔６１に摺動するものであるから、傾動軸７１の外周に油溝を設けたり、軸受を設置したりしてもよい。また、円柱（丸棒）に替えて鋼管によって形成してもよい。また、昇降ブロック６０に、傾動孔６１に替えて貫通軸が形成された場合には、傾動ブロック７０には、傾動軸７１に替えて前記貫通軸が摺動自在に侵入する孔が設置されることになる。そして、傾動板７４は矩形板であって、昇降用ワイヤ（図示しない）を接続するためのワイヤ設置用孔７５が形成されている。
【００３５】
さらに、傾動板７４の両側縁に沿って一対のフランジ７６が固定され、一対のフランジ７６にはカウンタウエイト用アーム７８を取り付けるためのアーム取り付け板７７が固定され、アーム取り付け板７７に、掘削駆動ブロック８０の掘削管接続部８１とは反対の方向に伸びる略コ字状のカウンタウエイト用アーム７８が設置されている。さらに、カウンタウエイト用アーム７８には掘削管接続部８１とは反対の方向に伸びるカウンタウエイト用ネジ棒７９が固定されている。
【００３６】
したがって、カウンタウエイト用ネジ棒７９にカウンタウエイト８９を串刺し状に設置して、ナットによって固定することができるから、掘削中の掘削管の浮き上がり防止を図ることができる。また、掘削駆動ブロック８０に掘削管が設置された際、傾動ブロック７０はカウンタウエイト（図示しない）によって重量バランスがとれるから、昇降ブロック６０を引き上げる際、掘削管の先端（掘削ビットが設置されている）が地面２を押し付ける力が弱まるため、引き上げが容易になる。
【００３７】
（掘削位置への配置方法）
図４は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置を掘削位置に配置する配置方法の例を模式的に示す側面図であって、複数の工程を一図にまとめて示している。すなわち、前記工程４を詳細に説明するものである。すなわち、掘削管（図示しない）およびケーシング７の先端に二重掘削ビット３が設置され、掘削孔中にケーシング７を残置する場合について説明する。なお、一部（油圧ホース、圧空ホース、昇降用ワイヤ等）の記載を省略している。
【００３８】
［工程４の１］まず、掘削孔を形成（ケーシング７を設置に同じ）する予定位置に基板ブロック３０を載置して、ペグ（図示しない）によって地盤に固定する。
［工程４の２］基板ブロック３０に支柱ブロック４０を設置する。
［工程４の３］支柱ブロック４０にウインチブロック９０を設置する。すなわち、ウインチブロック９０を支柱ブロック４０を介して基板ブロック３０に着脱自在に設置する。
［工程４の４］昇降ブロック６０を案内した状態で、支柱４７を支柱立設部４２に設置する。このとき、あらかじめ支柱４７の先端にシーブブロック５０（昇降用ワイヤがシーブ５１に係止した状態で、シーブカバー５３が設置されている）が設置されている。
【００３９】
［工程４の５］昇降ブロック６０（支柱４７に案内されている）に傾動ブロック７０（掘削駆動ブロック８０に同じ）を傾動自在に設置する。すなわち、昇降ブロック６０の傾動孔６１に、傾動ブロック７０の傾動軸７１を挿入し、昇降板６２を貫通した状態で、抜け防止孔７２に抜け防止ピン７３を打ち込む。このとき、掘削駆動ブロック８０が略水平になるようにする。そして、傾動板７４のワイヤ設置用孔７５に昇降用ワイヤ（図示しない）を接続する。
【００４０】
［工程４の６］そこで、掘削管５を掘削駆動ブロック８０に連結する。該連結は、掘削管５の端部を掘削管接続部８１に挿入し、抜け防止孔８２に抜け防止ピン（図示しない）を打ち込むものであって、掘削駆動ブロック８０（傾動ブロック７０に同じ）が地上に近い位置において略水平になっているから、地上において実行することができ、容易かつ迅速に実行される。このとき、掘削管５とダウンザホールドリル１００とインナービット１０との一体物が、ケーシング７とケーシングシュー６とアウタービット２０との一体物の内部にあらかじめ挿入され、インナービット１０とアウタービット２０とが結合し（組み合わされ）、二重掘削ビット３が組み立てられている。
【００４１】
［工程４の７］さらに、ケーシング７の上端部を掘削駆動ブロック８０に連結する。このとき、掘削駆動ブロック８０（傾動ブロック７０に同じ）が地上に近い位置において略水平になっているため、該連結作業を地上において実行することができるから、作業は容易かつ迅速になる。
【００４２】
［工程４の８］油圧ホースおよび圧空ホースをそれぞれ接続する。
［工程４の９］昇降用ワイヤを巻き上げることによって、掘削機本体（昇降ブロック６０と傾動ブロック７０と掘削駆動ブロック８０とから形成されている）を引き上げる。このとき、当初、略水平であったケーシング７は後端部が引き上げられて、除々に起立し、やがて、支柱４７と平行になる（たとえば、鉛直になる）。
［工程４の１０］ケーシング７が支柱４７と平行になったところで、昇降用ワイヤの巻き上げを停止し、ケーシング７の下端部を、支柱ブロック４０に設置されているケーシング案内部４３内に挿入する。
【００４３】
以上は、支柱４７がそれぞれ施工現場において組み立てられ、掘削機本体が複数のブロックによって形成されているから、装置全体が簡素であって、施工現場への搬送が容易である。したがって、たとえば、傾斜地の上部における施工に好適である。
なお、本発明の二重管式掘削装置は、前記のような組み立て式の支柱に設置されるものに限定するものではなく、公知の掘削機のガイドシェルマストに設置されてもよい。
また、掘削駆動ブロック８０は、支柱に対して傾動するものに限定するものではなく、傾動しないもの、すなわち、支柱（あるいは、公知の掘削機のガイドシェルマスト）に平行の姿勢を維持したまま昇降するものであってもよい。このとき、掘削管５と掘削機本体（掘削駆動ブロック８０に同じ）との連結は、掘削管５およびケーシング７を立設した後で、高い位置（たとえば、地上から所定の高さだけ高い位置に設置されたスタンド上）で実行されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、装置を小型かつ簡素にすると共に、ケーシングの管厚を薄くすることができ、経済性および施工性に優れているから、各種地盤に掘削孔を形成する二重管式掘削装置およびその施工方法として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置を模式的に示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）が側面図。
【図２】図１に示す二重管式掘削装置における掘削管を模式的に示す側面視の断面図。
【図３】図１に示す二重管式掘削装置における掘削駆動ブロックを模式的に示すものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は裏面図。
【図４】図１に示す二重管式掘削装置を掘削位置に配置する配置方法の例を模式的に示す側面図。
【符号の説明】
【００４６】
１ 二重管式掘削装置
２ 地面
３ 二重掘削ビット
５ 掘削管
６ ケーシングシュー
６ａ 内周溝
６ｂ 弾性部材
７ ケーシング
７ａ ケーシング孔
１０ インナービット
１１ 外周部
１２ 打撃付与部
１２ａ 打撃付与面
１４ 切欠溝
１５ 回転付与部
１５ａ 回転付与面
２０ アウタービット
２２ 打撃受け部
２２ａ 打撃受け部面
２４ 外周溝
２５ 回転受け部
２５ａ 回転受け面
３０ 基板ブロック
３１ 枠体
３２ 支柱ブロック設置部
４０ 支柱ブロック
４１ 支柱ブロックベース
４２ 支柱立設部
４３ ケーシング案内部
４７ 支柱
５０ シーブブロック
５１ シーブ
５２ シーブ軸
５３ シーブカバー
６０ 昇降ブロック
６１ 傾動孔
６２ 昇降板
６３ 案内部
６６ 把手
７０ 傾動ブロック
７１ 傾動軸
７２ 抜け防止孔
７３ 抜け防止ピン
７４ 傾動板
７５ ワイヤ設置用孔
７６ フランジ
７６ａ 貫通穴
７７ アーム取り付け板
７８ カウンタウエイト用アーム
７９ カウンタウエイト用ネジ棒
８０ 掘削駆動ブロック
８１ 掘削管接続部
８２ 抜け防止孔
８４ 掘削用油圧モータ
８５ 油圧継手
８６ 圧空受入部
８７ 圧空継手
８９ カウンタウエイト
９０ ウインチブロック
９１ 支持板
９２ 昇降用油圧モータ
９３ ドラム
１００ ダウンザホールドリル
１０１ ケース
１０２ ピストン
１０３ ハンマー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重管式掘削装置およびその施工方法、特に、ダウンザホールドリルを具備する二重管式掘削装置およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小石が混在する地層や、硬い地層等の難地層を掘削する際、掘削管（ドリルロッドに同じ）の先端にダウンザホールドリルを設置し、これによって掘削ドリルに打撃力を付与するものが知られている。また、掘削孔の壁が崩壊し易い場合や、コンクリート充填杭を設置する場合等、ケーシングパイプ（以下「ケーシング」と称す）を具備する二重管式掘削装置による掘削が実施されていた。
そして、ケーシングをアウタービット（インナーロッドに連結されたダウンザホールドリルの先端に設置されているインナービットに、相対的に回転および進退不能に設置されている）に対して相対的に回転および進退自在にして、回転するリングビットが掘削した直後に、回転しないケーシングを押し込む発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、外管（ケーシングに相当する）と、これに挿入された下端側にダウンザホールハンマー（ダウンザホールドリルに同じ）が設けれた内管とを、上端近傍において着脱自在に連結し、内管に付与した回転力および打撃力を外管に伝える発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１００６８８号公報（第４−４頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−１６９４３６号公報（第５−６頁、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示された発明は、ケーシングを押し込む必要があるため、これを実行する押込装置が必要になると共に、押込装置を昇降自在に支持する支持手段（通常、ケーシングを支持するガイドフレームが兼ねる）が、大がかりになる。また、ケーシングには軸方向の圧縮力が付与されるため、所定の剛性が必要になることから管厚が厚くなる。このため、製造コストおよび施工コストが上昇するという問題があった。
また、前記特許文献２に開示された発明は、外管（ケーシング）に軸方向の圧縮力が付与されると共に、回転に伴って外周面に円周方向の摩擦力が作用するため、所定の剛性が必要になることから管厚が厚くなり、外管と内管との係合機構（突起と凹溝）が大型になる。さらに、ドリフタ（回転打撃装置に同じ）は前記摩擦力に対抗する能力が必要なため大型になる。このため、製造コストおよび施工コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、製造コストおよび施工コストの上昇を抑えることができる、ダウンザホールドリルを用いた二重管式掘削装置およびその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る二重管式掘削装置の施工方法は、
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在かつ軸方向に拘束された状態で連結されたケーシングと、
を有する二重管式掘削装置において、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気を供給して、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力を付与することによって地盤を掘削すると共に、該掘削に伴って前記ケーシングを地盤に引き込むことを特徴とする。
【０００７】
（２）また、本発明に係る二重管式掘削装置は、
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在に連結されたケーシングと、
を有し、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気が供給された際、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力が付与されることによって地盤が掘削されると共に、該掘削に伴って前記ケーシングが地盤に引き込まれることを特徴とする二重管式掘削装置。
【０００８】
（３）さらに、前記（２）において、地盤に立設される支柱と、
該支柱に案内されて昇降する昇降ブロックと、
該昇降ブロックに傾動自在に設置された傾動ブロックと、
を有し、
前記掘削管の上端が前記傾動ブロックに接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る二重管式掘削装置および二重管式掘削装置の施工方法は、ケーシングが地盤に引き込まれるため、ケーシング押込装置が不要になり、ケーシングを支持するガイドフレームが簡素になる。また、ケーシングには軸方向の圧縮力や、外周面に円周方向の摩擦力が作用しないから、ケーシングの管厚を薄くすることができる。さらに、掘削機本体は、インナービットおよびアウタービットを回転させるだけの動力を供給すればよく、それ以上の余計な動力を必要としない。よって、製造コストおよび施工コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（二重管式掘削装置）
図１は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置を模式的に示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）が側面図である。図１において、二重管式掘削装置１は、地面２に載置される基板ブロック３０と、基板ブロック３０に着脱自在に立設される支柱ブロック４０と、支柱ブロック４０に立設された支柱４７の先端に設置されるシーブブロック５０と、支柱ブロック４０に立設された支柱４７に案内されて昇降する昇降ブロック６０と、昇降ブロック６０に傾動自在に設置された傾動ブロック７０と、支柱ブロック４０に着脱自在に設置されたウインチブロック９０と、を有している（以下、これらをまとめて「装置部材」と称する場合がある）。
【００１１】
そして、傾動ブロック７０には掘削駆動ブロック８０が設置され、掘削駆動ブロック８０を構成する掘削用油圧モータ８４が掘削管５を回転すると共に、掘削駆動ブロック８０を構成する圧空受入部８６が掘削管５内に圧縮空気を供給している。
また、二重掘削ビット３は掘削管５に直接連結されたインナービット１０と、インナービット１０に着脱自在に設置されたアウタービット２０とから構成されている。そして、アウタービット２０にはケーシングシュー６が周方向には回転自在で、軸方向には拘束された状態で設置され、ケーシングシュー６にはケーシング７が連結されている。
なお、本発明は、傾動ブロック７０の昇降機構を限定するものではなく、傾動ブロック７０が直接支柱４７に案内されるもの、すなわち、昇降ブロック６０と一体になったものでもよく、支柱４７は公知の掘削機のガイドシェルマストであってもよい。
【００１２】
（掘削管）
図２は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置における掘削管を模式的に示す側面視の断面図である。図２において、掘削管５（ドリルロッドに同じ）の先端にダウンザホールドリル１００および二重掘削ビット３が設置されている。
二重掘削ビット３は、ダウンザホールドリル１００に連結されたインナービット１０と、インナービット１０に着脱自在に接合されたアウタービット２０とから構成され、アウタービット２０には、ケーシングシュー６を介してケーシング７が周方向で回転自在に連結されている。
【００１３】
（ダウンザホールドリル）
ダウンザホールドリル１００は公知のものであって、掘削管５に連結されたケース１０１と、ケース１０１内に配置され軸方向に往復運動をするピストン１０２と、同様に往復運動をするハンマー１０３と、所定の圧縮空気の流れを形成する各部材（図示しない）とを有している。ハンマー１０３はケース１０１から抜け出し不能であって、先端部（下端部）に二重掘削ビット３を構成するインナービット１０が設置されている。
また、ハンマー１０３の外周にはスプラインが形成され、該スプラインがケース１０１の内周に形成されたスプラインと噛み合っているから、ケース１０１に付与された回転は、ハンマー１０３に伝達されることになる。なお、インナービット１０を回転しないで掘削する場合には、前記スプラインの形成を省力して、ハンマー１０３がケース１０１に対して回転自在にしてもよい。
【００１４】
（インナービット）
二重掘削ビット３を構成するインナービット１０は、外周部１１の前面（図中、下面）に近い範囲に外周側に突出した略円環状の打撃付与部１２が設置され、打撃付与部１２の前面（下側の斜面）が打撃付与面１２ａを形成し、打撃付与部１２の後方（図中、上側）に軸方向の段差を有する回転付与部１５（外周側に突出している）が設置され、回転付与部１５の掘削時の回転方向側の側面が回転付与面１５ａを形成している。また、外周部１１および打撃付与部１２は、軸方向に設けられた４条の切欠溝１４によって分断されている。
【００１５】
（アウタービット）
一方、二重掘削ビット３を構成するアウタービット２０は、前面に近い範囲に内周側に突出した略円環状の打撃受け部２２が設置され、打撃受け部２２の内周側の後面（上側の斜面）が打撃受け面２２ａを形成している。また、打撃受け部２２の後方に軸方向の段差からなる回転受け部２５（内周側に突出している）が設置され、回転受け部２５の掘削時の回転方向とは反対の側面が回転受け面２５ａを形成している。さらに、アウタービット２０外周面に円環状の外周溝２４が形成されている。
【００１６】
（二重掘削ビット）
したがって、インナービット１０をアウタービット２０に装着すると、インナービット１０に付与された軸方向の打撃力（ダウンザホールドリル１００のピストン１０２の下降によってハンマー１０３を経由して付与される）は、当接する打撃付与面１２ａおよび打撃受け面２２ａを介してアウタービット２０に伝達される。
また、インナービット１０に付与された円周方向の回転（掘削駆動ブロック８０によって掘削管５を経由して付与される）は、当接する回転付与面１５ａおよび回転受け面２２ａを介してアウタービット２０に伝達される。
【００１７】
なお、インナービット１０は、掘削孔の底に押し付けながら（上方向に持ち上がる力を受けながら）、掘削時の回転方向とは反対の方向に回転すると、インナービット１０の切欠溝１４にアウタービット２０の回転受け部２５が侵入するようになっている。したがって、該侵入状態で、インナービット１０を引き戻せば（掘削管５の引き戻しに同じ）、インナービット１０はアウタービット２０とから分離し、インナービット１０を地上に回収することができるものである（詳細は、特開２００３−３８７３８１号公報参照）。
【００１８】
（ケーシングシュー）
ケーシングシュー６の内面には円環状の内周溝６ａが形成され、内周溝６ａとアウタービット２０の外周溝２４とが形成する円環状の空間に、Ｃ字状の弾性部材６ｂが配置されている。すなわち、弾性部材６ｂによって、ケーシングシュー６はアウタービット２０に対して、軸方向には拘束され、円周方向には回転自在に連結されている。
【００１９】
（掘削駆動ブロック）
図３は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置における掘削駆動ブロックを模式的に示すものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は裏面図である。図３において、掘削駆動ブロック８０は傾動ブロック７０に設置され、傾動ブロック７０は昇降ブロック６０に傾動自在に設置されるものである（これについては別途詳細に説明する）。
なお、本発明において、掘削駆動ブロック８０と傾動ブロック７０とを一体にしたものが「掘削機本体」に相当している。また、傾動ブロック７０と昇降ブロック６０とが一体化している場合（傾動ブロック７０が昇降ブロック６０に対して傾動しない場合）には、掘削駆動ブロック８０と傾動ブロック７０と昇降ブロック６０とを一体にしたものが、「掘削機本体」に相当する。
【００２０】
掘削駆動ブロック８０は、掘削管５を接続するための掘削管接続部８１と、掘削管接続部８１を回転駆動する掘削用油圧モータ８４と、掘削管５に供給する圧縮空気（正確には、ダウンザホールドリル１００に供給して、インナービット１０に形成された通孔から掘削孔中に噴出する圧縮空気）を受け入れる圧空受入部８６と、を有している。
掘削管接続部８１は断面６角形の止まり孔であって、抜け防止ピン（図示しない）が打ち込まれる抜け防止孔８２が形成されている。なお、掘削管５の端部が断面６角形の柱状に形成されていない場合、たとえば、断面４角形の場合には、掘削管接続部８１の止まり孔もまた、断面６角形でなく、断面４角形に形成されることになる。
【００２１】
圧空受入部８６は、圧縮空気を受け入れて回転する掘削管接続部８１に圧縮空気を送りこむ筒状であって、外面には圧空ホース（図示しない）を接続するため圧空継手８７が突出している。
掘削用油圧モータ８４は公知の型式であって、外面には油圧ホース（図示しない）を接続するため油圧継手８５が突出している。なお、掘削管５を回転しないで掘削する場合には、掘削用油圧モータ８４は撤去されるものである。
【００２２】
（施工方法）
二重管式掘削装置１は、以上の構成であるから、公知のダウンザホールドリルを用いた施工方法と同様の要領で地盤に掘削孔を形成することができる。
［工程１］すなわち、インナービット１０およびダウンザホールドリル１００が設置された掘削管５とアウタービット２０がケーシングシュー６を介して設置されたケーシング７とを、インナービット１０とアウタービット２０とを着脱自在に連結することによって一体にする。
［工程２］そして、掘削管５を掘削駆動ブロック８０の掘削管接続部８１に接続する。
［工程３］そして、かかる一体になった掘削管５とケーシング７とを、掘削孔を形成する位置に、鉛直または所定の傾斜した角度に配置する。
［工程４］そして、ダウンザホールドリル１００に圧縮空気を送ると共に、掘削管５を回転する。そうすると、ダウンザホールドリル１００のピストン１０２は、インナービット１０に連結されたハンマー１０３を打撃する。また、掘削管５の回転はダウンザホールドリル１００のケース１０１を経由してインナービット１０に伝達される。そして、アウタービット２０とインナービット１０とは一体的に組み合わせているから、かかる両者（二重掘削ビット３に同じ）の打撃と回転によって掘削が実行されることになる。
【００２３】
このとき、ケーシングシュー６はアウタービット２０に軸心を回転中心にして回転自在に連結されているから、ケーシング７は回転しないまま、アウタービット２０によって下方に引き込まれる。
【００２４】
さらに、以上は、二重掘削ビット３に打撃と回転の両方を付与するものについて説明しているが、本発明はこれに限定するものではなく、ダウンザホールドリル１００によって打撃のみを付与し、二重掘削ビット３を回転しないものであってもよい。このとき、掘削駆動ブロック８０の掘削用油圧モータ８４は不要になると共に、ダウンザホールドリル１００のケース１０１およびハンマー１０３に形成されたスプラインも不要になるから、掘削用油圧モータ８４を停止したりあるいは撤去したり、また、前記スプラインを撤去したりしてもよい。また、二重掘削ビットは、アウタービット２０がインナービット１０に対して周方向で回転不能であってもよい。
【００２５】
［工程５］そして、通常の深さの掘削孔が形成されたところで掘削を終了する。すなわち、前記圧縮空気の供給と回転の付与を停止する。そして、掘削管５を掘削時とは反対の方向に回転して、インナービット１０とアウタービット２０との連結（組み合わせ）を解除して、両者を分離し、さらに、掘削管５（インナービット１０およびダウンザホールドリル１００が設置されている）を地上に回収する。
［工程６］さらに、ケーシング７については、施工の目的に応じて、たとえば、そのまま地盤内に残置されたり、内部にモルタルが注入されたまま地盤内に残置されたり、あるいは、内部にモルタルが注入された後、地上に回収されたりする。
【００２６】
以下、再び、図１の（ｂ）を参照して、二重管式掘削装置１を構成するその他の部材について簡単に説明する。
【００２７】
（基板ブロック）
再び、図１の（ｂ）において、基板ブロック３０は、下面が平面を形成する枠体３１と、枠体３１に設置され、支柱ブロックを着脱自在に設置するため支柱ブロック設置部３２と、基板ブロック３０が地面２に載置された際、その移動や浮き上がりを防止するためのペグ（図示しない）が貫通する貫通孔（図示しない）と、を有している。
【００２８】
（支柱ブロック）
支柱ブロック４０は基板ブロック３０に着脱自在に設置されるものであって、支柱ブロックベース４１と、支柱ブロックベース４１の上面に固定された支柱立設部４２と、ケーシング７を軸方向に移動自在で、軸方向と垂直方向には拘束するケーシング案内部４３と、を有している。
支柱立設部４２は支柱４７を支柱ブロックベース４１に対して垂直または所定の角度に保持するものであって、たとえば、支柱４７が複数の鋼管によって形成される場合には、支柱立設部４２は、該複数の鋼管が挿入自在な鋼管になる。
また、ケーシング案内部４３はケーシング７が貫通自在な円筒状である。なお、ケーシング７の貫通を容易にするため、一対の断面半円状の部材から構成し、一方を支柱ブロックベース４１に固定し、該固定したものに他方を開閉自在に取り付けてもよい。
【００２９】
（シーブブロック）
シーブブロック５０は、シーブ５１と、シーブ５１を回転自在に支持するシーブ軸５２と、シーブカバー５３と、支柱４７の先端に設置するためのシーブブロック設置部（図示しない）と、を有している。
シーブブロック設置部は、たとえば、支柱４７が鋼管によって形成されている場合には、該鋼管が挿入自在な止まり穴である。
【００３０】
（ウインチ）
ウインチブロック９０は、支柱ブロック４０に着脱自在に設置されるものであって、支持板９１と、支持板９１に設置された昇降用油圧モータ９２と、昇降用油圧モータ９２によって回転される巻き取りドラム９３、巻き取りドラム９３に巻き取られる昇降用ワイヤ（図示しない）と、を有している。
【００３１】
（昇降ブロック）
昇降ブロック６０は、それぞれ中央に貫通孔（以下「傾動孔」と称す）６１が形成された一対の昇降板６２と、一対の昇降板６２を繋ぐ案内部６３と、を具備している。一対の傾動孔６１は同軸であって、傾動ブロック７０に設置された傾動軸７１が回動自在に侵入するものである。
なお、傾動ブロック７０に、傾動軸７１に替えて貫通孔が形成された場合には、昇降ブロック６０には、傾動孔６１に替えて前記貫通孔に摺動自在に侵入する軸が設置されることになる。
【００３２】
案内部６３は支柱４７に係止するものであって、たとえば、支柱４７が１本の鋼管によって形成される場合には、該鋼管が貫通する円筒ないし断面Ｃ字状体であり、支柱４７が複数の鋼管によって形成される場合には、該複数の鋼管の何れかに係止する複数の円筒ないし断面Ｃ字状体である。さらに、昇降ブロック６０には、ハンドリングのため、および支柱４７の立設作業を容易にするための把手６６が設置されている。
【００３３】
（傾動ブロック）
傾動ブロック７０は傾動軸７１および傾動板７４を有し、傾動軸７１を介して昇降ブロック６０に着脱自在かつ傾動自在に取り付けられ、傾動板７４に掘削駆動ブロック８０が固定されるものである。
傾動軸７１は先端に抜け防止孔７２が形成された円柱であって、昇降ブロック６０に設けられた傾動孔６１に挿入されるものである。すなわち、傾動軸７１が傾動孔６１を貫通した状態で、抜け防止孔７２に抜け防止ピン７３が打ち込まれることによって、傾動軸７１は昇降ブロック６０の傾動孔６１から抜け出し不能になり、傾動ブロック７０は昇降ブロック６０に対して傾動（回動に同じ）自在になる。
【００３４】
なお、傾動軸７１は傾動孔６１に摺動するものであるから、傾動軸７１の外周に油溝を設けたり、軸受を設置したりしてもよい。また、円柱（丸棒）に替えて鋼管によって形成してもよい。また、昇降ブロック６０に、傾動孔６１に替えて貫通軸が形成された場合には、傾動ブロック７０には、傾動軸７１に替えて前記貫通軸が摺動自在に侵入する孔が設置されることになる。そして、傾動板７４は矩形板であって、昇降用ワイヤ（図示しない）を接続するためのワイヤ設置用孔７５が形成されている。
【００３５】
さらに、傾動板７４の両側縁に沿って一対のフランジ７６が固定され、一対のフランジ７６にはカウンタウエイト用アーム７８を取り付けるためのアーム取り付け板７７が固定され、アーム取り付け板７７に、掘削駆動ブロック８０の掘削管接続部８１とは反対の方向に伸びる略コ字状のカウンタウエイト用アーム７８が設置されている。さらに、カウンタウエイト用アーム７８には掘削管接続部８１とは反対の方向に伸びるカウンタウエイト用ネジ棒７９が固定されている。
【００３６】
したがって、カウンタウエイト用ネジ棒７９にカウンタウエイト８９を串刺し状に設置して、ナットによって固定することができるから、掘削中の掘削管の浮き上がり防止を図ることができる。また、掘削駆動ブロック８０に掘削管が設置された際、傾動ブロック７０はカウンタウエイト（図示しない）によって重量バランスがとれるから、昇降ブロック６０を引き上げる際、掘削管の先端（掘削ビットが設置されている）が地面２を押し付ける力が弱まるため、引き上げが容易になる。
【００３７】
（掘削位置への配置方法）
図４は本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置を掘削位置に配置する配置方法の例を模式的に示す側面図であって、複数の工程を一図にまとめて示している。すなわち、前記工程４を詳細に説明するものである。すなわち、掘削管（図示しない）およびケーシング７の先端に二重掘削ビット３が設置され、掘削孔中にケーシング７を残置する場合について説明する。なお、一部（油圧ホース、圧空ホース、昇降用ワイヤ等）の記載を省略している。
【００３８】
［工程４の１］まず、掘削孔を形成（ケーシング７を設置に同じ）する予定位置に基板ブロック３０を載置して、ペグ（図示しない）によって地盤に固定する。
［工程４の２］基板ブロック３０に支柱ブロック４０を設置する。
［工程４の３］支柱ブロック４０にウインチブロック９０を設置する。すなわち、ウインチブロック９０を支柱ブロック４０を介して基板ブロック３０に着脱自在に設置する。
［工程４の４］昇降ブロック６０を案内した状態で、支柱４７を支柱立設部４２に設置する。このとき、あらかじめ支柱４７の先端にシーブブロック５０（昇降用ワイヤがシーブ５１に係止した状態で、シーブカバー５３が設置されている）が設置されている。
【００３９】
［工程４の５］昇降ブロック６０（支柱４７に案内されている）に傾動ブロック７０（掘削駆動ブロック８０に同じ）を傾動自在に設置する。すなわち、昇降ブロック６０の傾動孔６１に、傾動ブロック７０の傾動軸７１を挿入し、昇降板６２を貫通した状態で、抜け防止孔７２に抜け防止ピン７３を打ち込む。このとき、掘削駆動ブロック８０が略水平になるようにする。そして、傾動板７４のワイヤ設置用孔７５に昇降用ワイヤ（図示しない）を接続する。
【００４０】
［工程４の６］そこで、掘削管５を掘削駆動ブロック８０に連結する。該連結は、掘削管５の端部を掘削管接続部８１に挿入し、抜け防止孔８２に抜け防止ピン（図示しない）を打ち込むものであって、掘削駆動ブロック８０（傾動ブロック７０に同じ）が地上に近い位置において略水平になっているから、地上において実行することができ、容易かつ迅速に実行される。このとき、掘削管５とダウンザホールドリル１００とインナービット１０との一体物が、ケーシング７とケーシングシュー６とアウタービット２０との一体物の内部にあらかじめ挿入され、インナービット１０とアウタービット２０とが結合し（組み合わされ）、二重掘削ビット３が組み立てられている。
【００４１】
［工程４の７］さらに、ケーシング７の上端部を掘削駆動ブロック８０に連結する。このとき、掘削駆動ブロック８０（傾動ブロック７０に同じ）が地上に近い位置において略水平になっているため、該連結作業を地上において実行することができるから、作業は容易かつ迅速になる。
【００４２】
［工程４の８］油圧ホースおよび圧空ホースをそれぞれ接続する。
［工程４の９］昇降用ワイヤを巻き上げることによって、掘削機本体（昇降ブロック６０と傾動ブロック７０と掘削駆動ブロック８０とから形成されている）を引き上げる。このとき、当初、略水平であったケーシング７は後端部が引き上げられて、除々に起立し、やがて、支柱４７と平行になる（たとえば、鉛直になる）。
［工程４の１０］ケーシング７が支柱４７と平行になったところで、昇降用ワイヤの巻き上げを停止し、ケーシング７の下端部を、支柱ブロック４０に設置されているケーシング案内部４３内に挿入する。
【００４３】
以上は、支柱４７がそれぞれ施工現場において組み立てられ、掘削機本体が複数のブロックによって形成されているから、装置全体が簡素であって、施工現場への搬送が容易である。したがって、たとえば、傾斜地の上部における施工に好適である。
なお、本発明の二重管式掘削装置は、前記のような組み立て式の支柱に設置されるものに限定するものではなく、公知の掘削機のガイドシェルマストに設置されてもよい。
また、掘削駆動ブロック８０は、支柱に対して傾動するものに限定するものではなく、傾動しないもの、すなわち、支柱（あるいは、公知の掘削機のガイドシェルマスト）に平行の姿勢を維持したまま昇降するものであってもよい。このとき、掘削管５と掘削機本体（掘削駆動ブロック８０に同じ）との連結は、掘削管５およびケーシング７を立設した後で、高い位置（たとえば、地上から所定の高さだけ高い位置に設置されたスタンド上）で実行されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、装置を小型かつ簡素にすると共に、ケーシングの管厚を薄くすることができ、経済性および施工性に優れているから、各種地盤に掘削孔を形成する二重管式掘削装置およびその施工方法として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る二重管式掘削装置を模式的に示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）が側面図。
【図２】図１に示す二重管式掘削装置における掘削管を模式的に示す側面視の断面図。
【図３】図１に示す二重管式掘削装置における掘削駆動ブロックを模式的に示すものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は裏面図。
【図４】図１に示す二重管式掘削装置を掘削位置に配置する配置方法の例を模式的に示す側面図。
【符号の説明】
【００４６】
１ 二重管式掘削装置
２ 地面
３ 二重掘削ビット
５ 掘削管
６ ケーシングシュー
６ａ 内周溝
６ｂ 弾性部材
７ ケーシング
７ａ ケーシング孔
１０ インナービット
１１ 外周部
１２ 打撃付与部
１２ａ 打撃付与面
１４ 切欠溝
１５ 回転付与部
１５ａ 回転付与面
２０ アウタービット
２２ 打撃受け部
２２ａ 打撃受け部面
２４ 外周溝
２５ 回転受け部
２５ａ 回転受け面
３０ 基板ブロック
３１ 枠体
３２ 支柱ブロック設置部
４０ 支柱ブロック
４１ 支柱ブロックベース
４２ 支柱立設部
４３ ケーシング案内部
４７ 支柱
５０ シーブブロック
５１ シーブ
５２ シーブ軸
５３ シーブカバー
６０ 昇降ブロック
６１ 傾動孔
６２ 昇降板
６３ 案内部
６６ 把手
７０ 傾動ブロック
７１ 傾動軸
７２ 抜け防止孔
７３ 抜け防止ピン
７４ 傾動板
７５ ワイヤ設置用孔
７６ フランジ
７６ａ 貫通穴
７７ アーム取り付け板
７８ カウンタウエイト用アーム
７９ カウンタウエイト用ネジ棒
８０ 掘削駆動ブロック
８１ 掘削管接続部
８２ 抜け防止孔
８４ 掘削用油圧モータ
８５ 油圧継手
８６ 圧空受入部
８７ 圧空継手
８９ カウンタウエイト
９０ ウインチブロック
９１ 支持板
９２ 昇降用油圧モータ
９３ ドラム
１００ ダウンザホールドリル
１０１ ケース
１０２ ピストン
１０３ ハンマー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在に連結されたケーシングと、
を有する二重管式掘削装置において、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気を供給して、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力を付与することによって地盤を掘削すると共に、該掘削に伴って前記ケーシングを地盤に引き込むことを特徴とする二重管式掘削装置の施工方法。
【請求項２】
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在かつ軸方向に拘束された状態で連結されたケーシングと、
を有し、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気が供給された際、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力が付与されることによって地盤が掘削されると共に、該掘削に伴って前記ケーシングが地盤に引き込まれることを特徴とする二重管式掘削装置。
【請求項３】
地盤に立設される支柱と、
該支柱に案内されて昇降する昇降ブロックと、
該昇降ブロックに傾動自在に設置された傾動ブロックと、
を有し、
前記掘削管の上端が前記傾動ブロックに接続されることを特徴とする請求項２記載の二重管式掘削装置。
【請求項１】
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在に連結されたケーシングと、
を有する二重管式掘削装置において、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気を供給して、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力を付与することによって地盤を掘削すると共に、該掘削に伴って前記ケーシングを地盤に引き込むことを特徴とする二重管式掘削装置の施工方法。
【請求項２】
地盤を掘削する掘削刃を具備するインナービットと、
前記インナービットに、掘削方向に向けた打撃力を付与するダウンザホールドリルと、
該ダウンザホールドリルに連結された掘削管と、
地盤を掘削する掘削刃を具備し、前記インナービットに付与された打撃力が伝達されるアウタービットと、
該アウタービットに、管軸を回転中心として回転自在かつ軸方向に拘束された状態で連結されたケーシングと、
を有し、
前記ダウンザホールドリルに圧縮空気が供給された際、前記インナービットおよびアウタービットに掘削方向に向けた打撃力が付与されることによって地盤が掘削されると共に、該掘削に伴って前記ケーシングが地盤に引き込まれることを特徴とする二重管式掘削装置。
【請求項３】
地盤に立設される支柱と、
該支柱に案内されて昇降する昇降ブロックと、
該昇降ブロックに傾動自在に設置された傾動ブロックと、
を有し、
前記掘削管の上端が前記傾動ブロックに接続されることを特徴とする請求項２記載の二重管式掘削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２４８５０５（Ｐ２００８−２４８５０５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８８４６１（Ｐ２００７−８８４６１）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５９６１４７３６７）株式会社ティーエフティー (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５９６１４７３６７）株式会社ティーエフティー (11)
【Ｆターム（参考）】
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