削孔方法、削孔機及び削孔装置
【課題】削孔対象が土砂、粘土又は砂礫層のような軟質地盤であるときは削孔機からウォータジェットを噴射して削孔し、削孔対象が岩石層のように硬質地盤であるときは削孔機のビットの打撃により削孔することにより、削孔工事で発生する振動及び騒音を低減する削孔方法、削孔機及び削孔装置を提供する。
【解決手段】削孔機１は、削孔部１０とエアタンク部３０を有する削孔機本体Ａと削孔機本体Ａを吊り下げ削孔機１外から送られる高圧水と圧縮空気を削孔機本体Ａに送るスイベルユニット５０を有し、該削孔部１０はチャックガイド２４に装着されているビット２７，２８と、ビット２７，２８に衝撃を付与する衝撃付与部２０を有する。削孔深度によっては削孔機１に１又は２以上の継ぎ部材４０が配備される。削孔機１は、先端（下端）から削孔対象である地盤に向けて圧縮空気とウォータジェットを噴射する構造を有している。
【解決手段】削孔機１は、削孔部１０とエアタンク部３０を有する削孔機本体Ａと削孔機本体Ａを吊り下げ削孔機１外から送られる高圧水と圧縮空気を削孔機本体Ａに送るスイベルユニット５０を有し、該削孔部１０はチャックガイド２４に装着されているビット２７，２８と、ビット２７，２８に衝撃を付与する衝撃付与部２０を有する。削孔深度によっては削孔機１に１又は２以上の継ぎ部材４０が配備される。削孔機１は、先端（下端）から削孔対象である地盤に向けて圧縮空気とウォータジェットを噴射する構造を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、削孔方法、削孔機及び削孔装置に関する。更に詳しくは、削孔対象の地盤の性状により、削孔手段の選択を可能にした削孔方法、削孔機及び削孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤を削孔する方法の一つに、ダウンザホールハンマを使用して削孔を行う方法がある。
従来のダウンザホールハンマは単一のビットの打撃力により地盤を削孔するためビットの打撃力が大きく、それに伴なう削孔時の振動及び騒音も大きい。このため、住宅地や都市部での工事に使用するには適していなかった。
【０００３】
そこで、本発明者は特許文献１に示すような掘削装置及び地中掘削方法を提案した。特許文献１記載の掘削装置は、複数の小型のビット及び該ビットを打撃するピストン（ハンマ）を内蔵するダウンホール式駆動装置を備え、各ダウンホール式駆動装置毎に作動流体の流入タイミングに変化をつけて各ピストンの打撃タイミングを調節し、各ビットが同時に地盤を打撃しないような工夫が図られている。これにより、従来の単一の大型ビットにより削孔作業を行う場合と比較して、振動及び騒音が低減される。
【特許文献１】特許第３７２１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載の掘削装置及び地中掘削方法によって従来のダウンザホールハンマーを使用する場合より振動及び騒音が低減されたとはいえ、ビットの打撃により削孔を行う以上、振動及び騒音の課題は存在する。
【０００５】
本発明者は長年の経験から、一般的な地盤の性質として地表に近いところは土砂、粘土または砂礫層のような軟質地盤であり、削孔深度が深くなるにつれて転石、玉石層のような硬質地盤に遭遇することを知見している。
【０００６】
そこで、発生する振動及び騒音の更なる低減を図るべく鋭意研究を重ね、ウォータジェットとビットによる削孔手段を組み合わせて、地表に近い軟質地盤はウォータジェットによる削孔作業を行い、削孔作業が進み削孔深度が深くなって硬質地盤に遭遇しウォータジェットでは削孔できない状態になったときにビットによる削孔作業を行えば、振動や騒音が外部に漏れにくくなり、作業環境に良い影響を及ぼすことを知見した。
【０００７】
一方、施工中に使用されたウォータジェットの水と削孔作業により生じた削孔屑である土砂等が削孔内で混合されてスラリーが生成されるが、このスラリーをウォータジェットの噴射または／およびダウンホール式駆動装置から排出された圧縮空気で削孔内壁に沿って開口部方向へ押し出すと、削孔装置と削孔内壁の間の潤滑手段として利用できることも知見した。
本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
【０００８】
（発明の目的）
そこで本発明の目的は削孔対象の地盤が土砂、粘土または砂礫層のような軟質地盤であるときは削孔機からウォータジェットを噴射して削孔し、削孔対象が岩石層のように硬質地盤であるときは、削孔機のビットの打撃により削孔することにより、削孔工事で発生する振動及び騒音を低減する削孔方法、削孔機及び削孔装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、前記方法の実施により生じたスラリーを削孔機と削孔内壁の間の潤滑手段として用いることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために講じた本発明の手段は次のとおりである。
【００１１】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤はビットで削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１２】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地表側の軟質地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇したときはビットで削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１３】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、
削孔作業当初の地表側軟質地盤はウォータジェットで削孔し、
削孔作業の進行に伴ってビットを含む削孔機の掘削部が削孔内に入った後、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇しビットが地盤に接触して押し上げられ又は押し込まれた状態になったときは、ダウンホール式駆動装置のピストンが往復運動を開始してビットに衝撃を与えビットで地盤を削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１４】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、削孔中はエア排出口から常時圧縮空気を排出し、軟質地盤を削孔するときには噴射口からウォータジェットを噴射しながら削孔し、硬質地盤を削孔するときにはウォータジェットの噴射を止めるか又はウォータジェットを噴射しながら地盤を削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１５】
ダウンホール式駆動装置とビットは対応した複数を有し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしてもよい。
【００１６】
削孔機に軸周方向の回転力を与えながら自重により削孔機を降下させて削孔するようにしてもよい。
【００１７】
削孔作業により生じた削孔屑と削孔機から噴射したウォータジェットの水を削孔内部で混合してスラリーとし、該スラリーをウォータジェットまたは／および排出された圧縮空気で削孔内壁に沿って削孔の開口部側へ向かわせて削孔機外周と削孔内壁の間の潤滑手段として用いながら排出するようにしてもよい。
【００１８】
削孔機は削孔深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材を有し、継ぎ部材の外周面に形成されている掘削屑又はスラリーの排出手段で掘削屑又はスラリーを排出しながら削孔を行うようにしてもよい。
【００１９】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
前記削孔機は、削孔面側にウォータジェットの噴射口とビットを備えている、削孔機である。
【００２０】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを行うことが可能な削孔機であって、
削孔機は、少なくとも、先部にエア排出口を有する一又は二以上のビットと削孔機下面から削孔方向へ噴射する一又は二以上のウォータジェットの噴射ノズルを有しており、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤又は地表側の軟質地盤はウォータジェットによる削孔を、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤又は硬質地盤はビットによる削孔を選択できるようにしている、削孔機である。
【００２１】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機は、少なくとも複数のダウンホール式駆動装置とダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、ダウンホール式駆動装置の数とビットの数は対応し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしており、
削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えている、削孔機である。
【００２２】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機は、削孔部に接続されているエアタンク部を有する削孔機本体と、
該削孔機本体を吊り下げ削孔機外から送られてきた高圧水と圧縮空気を削孔機本体に送るスイベルユニットと、を有し、
前記削孔部は、チャックガイドに装着されている複数のビットと、該ビットに衝撃を付与する衝撃付与部と、を有し、
該衝撃付与部(20)は、ケーシング内に収納されており時間をずらしてビットを打撃するようにしているダウンホール式駆動装置を前記ビットの数に対応する数有し、
前記削孔部の削孔面側には、前記ビットと所要数のウォータジェットの噴射口を有している、削孔機である。
【００２３】
エアタンク部とスイベルユニット部の間には、削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材が配備される。
【００２４】
エアタンク部及び継ぎ部材の外周面に掘削屑又はスラリーの排出手段を形成してもよい。
【００２５】
本発明は、削孔機と、該削孔機に軸周方向の回転力を与える回転式駆動装置を備えている、削孔装置である。
【００２６】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にしたものである。基本的には地盤の性状によってウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを選択的に採用するものであるが、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔の何れか一方だけ、または両方を採用して削孔することも出来る。
【００２７】
本発明に係る方法に使用する削孔機には、実施の形態で例示したような複数のダウンホール式駆動装置とそれに対応した数のビットを備え、各ビットが同時に地盤を打撃しないようにしたものだけでなく、削孔機の下端に複数のビットを備え、複数のビットが地盤を同時に打撃するようにしたもの、更には、単一のビットを備え、単一のビットで地盤を打撃するものも含まれる。
【００２８】
要するに、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行うことができれば、削孔機の構造は限定されない。
特に削孔工事で発生する振動及び騒音を低減する観点からは、前記した複数のビットが同時に地盤を打撃する削孔機、及び単一のビットで地盤を打撃する削孔機に、より効果を発揮する。
【００２９】
ウォータジェットによる削孔は、噴射ノズルから高圧水を常時又は間欠的に噴射させるものであってもよいし、ビットの打撃時には噴射が止まるよう設定されていてもよい。
【００３０】
ウォータジェットによる削孔が困難な地盤又は硬質地盤は、例えば、岩石を多く含む地層のほか、岩盤、礫層等も含まれる。
【００３１】
「ウォータジェットまたは／および排出された圧縮空気によって」の文言は、ウォータジェットまたは排出された圧縮空気のいずれかであってもよいし、ウォータジェットおよび排出された圧縮空気の双方によるものであってもよい、という意味で使用している。
【００３２】
スラリーの排出手段としては、例えば削孔機や継ぎ部材を含むの周面に形成された螺旋状の羽根を使用してスラリーを排出する手段が挙げられるが、これに限定するものではなく、他の公知手段の使用を除外するものでもない。
【００３３】
（作 用）
本発明の作用を説明する。
削孔対象が土砂等の軟質地盤のときは、ウォータジェットによりを削孔する。削孔対象が岩石層等の硬質地盤のときは、ビットの打撃によって削孔する。なお、ビットとウォータジェットを併用して削孔することもできる。
【００３４】
一般的な地盤の性質として地表に近いところは軟質地盤であることが多いので、ウォータジェットにより削孔すれば、削孔当初及び穴が浅い状態において発生する騒音、振動を抑制できる。
【００３５】
また、削孔が進んで削孔機の先端が硬質地盤等に遭遇又は接する場合は、削孔機の先端は削孔の中にあることが多いため、硬質地盤等をビットが打撃して発生する騒音が漏出したり、振動が周囲に伝わりにくい。
【００３６】
圧密が原因で削孔作業中の削孔機の動きが妨げられ、ビットが垂れ下がり状態となって地盤を打撃しなくなる場合が生じる。この場合は、削孔機を逆転させたり、削孔機を引き上げる必要があり、削孔作業が中断する。
【００３７】
しかし、削孔屑とウォータジェットの水が混じってスラリーが生成される場合は、スラリーが削孔内壁に沿って削孔の開口部へ向い、削孔機と作業孔内壁の間でいわゆる潤滑剤の役割を果たため、圧密によって削孔作業が中断するのを防止できる。
【００３８】
削孔機をクレーン等で吊り下げ、ビットが地盤と接しないように調整しながらウォータジェットで削孔作業を行うと、ビットは作動させずにウォータジェットのみで削孔作業が継続でき、削孔による振動及び騒音が発生しないか又はほとんど発生しない。
【００３９】
回転式駆動装置で削孔機に軸周方向の回転力を付与して円周方向に回転することによって、削孔機から噴射されるウォータジェットや削孔機の先端に配備されているビットは円周方向に公転しながら地盤を削孔する。
【００４０】
なお、地層の中には、地層の構成物や構造等の特性により通気性が良い層（以下「ブロー層」という。）が存在する。特に河川敷では、施工時にブロー層に遭遇する事例が多くみられる。このような場合は削孔内に排出された圧縮空気は地層中に流入し、削孔屑を削孔外へ排出する力が拡散されてしまう。
【００４１】
しかし、施工時にブロー層に遭遇しても継ぎ部材の外周面に排出手段が形成されているので削孔屑を効果的に削孔外に排出することができる。
【００４２】
なお、ブロー層のうち、ブロー層の隙間が小さいもの又はブロー層に土等が混じったものについては、通常の削孔作業を継続することによりスラリーがブロー層の隙間に入り込んで目詰まりを起こし、結果的に通常の削孔内と同じ所要の気密状態となるので、スラリーをエアで押し上げることができる。
【発明の効果】
【００４３】
(1) 本発明によれば、一の削孔機でウォータジェットによる削孔、ビットによる削孔、或いはこれらの組み合わせによる削孔を適宜選択することができるので、地盤の性状に適合した効果的な削孔工事が可能となるばかりでなく、作業現場に適合した削孔手段を採択することによって振動及び騒音の低減に寄与することができる。
【００４４】
(2) 同じ削孔機でウォータジェットによる削孔とビットによる削孔が可能となるために、使用中の削孔機以外の削孔機の設置場所は不要であり、住宅地や都市部での狭小な工事区域の工事に好適に使用することができる。
【００４５】
(3) 削孔屑とウォータジェットの水が混じってできたスラリーが削孔内壁に沿って削孔の開口部へ向い、削孔機と削孔内壁の間で潤滑剤の役割を果すものは、圧密が原因で削孔作業中の削孔機の動きが妨げられるのを防止できる。従って、圧密を原因とする削孔作業の中断を防止できる。
【００４６】
(4) 削孔機と回転式駆動装置を備えた掘削装置を使用して地盤を削孔する場合は、削孔機から噴射されるウォータジェットあるいはビットの打撃が円周方向に公転しながら削孔箇所を満遍なく掘削するので、効率良く削孔できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の実施の形態を、図面に基づき更に詳細に説明する。
図１は削孔機の内部構造を示す分解説明図で、エアタンクとスイベルユニットの間に継ぎ部材を配備している。
【００４８】
［削孔機１の概要］
図１に示すように、削孔機１は、削孔部１０とエアタンク部３０を有する削孔機本体Ａと、削孔機本体Ａを吊り下げ削孔機１外から送られてきた高圧水と圧縮空気を削孔機本体Ａに送るスイベルユニット５０を有する。
【００４９】
削孔部１０は、チャックガイド２４に装着されているビット２７，２８と、ビット２７，２８に衝撃を付与する衝撃付与部２０を有する。
【００５０】
図１に示すように、削孔機１は、通常、エアタンク部３０とスイベルユニット５０の間に掘削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材４０が配備される。従って、多くの場合、削孔機１は、削孔機本体Ａとスイベルユニット部５０の他に継ぎ部材４０を備えている。
【００５１】
チャックガイド２４と衝撃付与部２０、衝撃付与部２０とエアタンク部３０、エアタンク部３０と継ぎ部材４０、継ぎ部材４０とスイベルユニット部５０は、それぞれボルトＢ及びナットＮにより分離及び連結可能となっている。
【００５２】
削孔機１は、先端（下端）から削孔対象である地盤に向けて圧縮空気とウォータジェットを噴射する構造を有している。
【００５３】
［衝撃付与部２０］
衝撃付与部２０は、ダウンホール式駆動装置２２（ダウンザホールハンマの駆動部分）を長手方向に収納しているケーシング２３を有し、基端側（図１では上端部）でエアタンク部３０に接続される。
【００５４】
ダウンホール式駆動装置２２は、圧縮空気によってピストンを往復運動させ、このピストンが衝撃付与部２０先端側に設けられてハンマビット２７，２８に衝撃を付与し、衝撃を付与されたハンマビット２７，２８が地盤等を打撃して削孔する構造である。
【００５５】
ケーシング２３には、中央に一基とその周囲に等間隔で配置された五基のダウンホール式駆動装置２２が収容されている。
各ダウンホール式駆動装置２２は、何れも同じ構造を有する。なお、ダウンホール式駆動装置の数及び配置は適宜変更可能である。
【００５６】
ケーシング２３は中空体で、ダウンホール式駆動装置２２を除いた箇所は空間２３０となっており、この空間２３０を３本の送水管２１が通り抜けている。送水管２１の本数は後述する噴射口の数に対応し、噴射口の数の増減によってその本数は変わる。
【００５７】
送水管２１とダウンホール式駆動装置２２を除いたケーシング２３の空間２３０には砂等の粉状物或いは粒状物が充填され、低騒音化又は低振動化への寄与を図っている。
【００５８】
削孔機１を構成する各パーツに配備されている送水管は、連結されたときには繋がるようになっている。また、本実施の形態では送水管は削孔機１の内部に設けられているが、継ぎ部材４０とエアタンク部３０の送水管は外部に設けることもできる。
【００５９】
また、コンプレッサ（図示省略）からエアタンク部３０を通じて送られてくる圧縮空気は、各ダウンホール式駆動装置２２へ分配されるようになっている。そして、各ダウンホール式駆動装置２２は、ビット２７，２８が垂れ下がっている状態のときは、ダウンホール式駆動装置２２内に設けられた圧縮空気の流通路が切り替わって、圧縮空気がピストンを往復運動させないで通過し、エア排出口２７１，２８１から排出される構造である。
【００６０】
衝撃付与部２０では、各ハンマビット２７，２８に時間をずらして衝撃を付与し、各ハンマビット２７，２８は時間をずらして地盤を打撃する構造となっている。つまり、地盤を同時に打撃するのを防止する構造となっている。
【００６１】
具体的な例としては、各ダウンホール式駆動装置２２に順番に圧縮空気を送ってピストンを時間差をおいて作動させ、これによって各ハンマビット２７，２８に時間をずらして衝撃を付与する方法がある。
【００６２】
また、他の例としては、各ダウンホール式駆動装置２２のピストンの重さ又はストローク長等を変更したり、各ダウンホール式駆動装置２２に流入する圧縮空気の量を調整することにより、単位時間当たりの各ピストンの往復運動数を変えて各ハンマビット２７，２８が地盤等を同時に打撃するのを防止する方法がある。
【００６３】
これらの構造は、本発明者が特許第３７２１３８１号、特許第４０７６５５１号、特許第４０７６５６４号、特許第４０７６５６５号等で既に提案しているところである。
【００６４】
なお、ダウンホール式駆動装置２２で各ハンマビット２７，２８が地盤等を打撃して削孔する機構については、前記特許文献１記載の掘削装置や前記特許公報、或いは特開昭６１−９２２８８号公報、特開平９−３２８９８３号公報に記載された削孔装置と同様か概ね同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００６５】
［チャックガイド２４とビット２７，２８］
図２は図１に示す削孔機下部のチャックガイド部分を拡大して示した縦断面説明図、図３は削孔部先端を下側から見た説明図である。
衝撃付与部２０の下端部には、チャックガイド２４に装着されダウンホール式駆動装置２２に対応する数（本実施の形態では六基）のビット２７，２８を備えている。
【００６６】
チャックガイド２４は平面視略円形状で所要の厚みを有し、衝撃付与部２０の先端部（下端部）に着脱可能に設けられる。
【００６７】
チャックガイド２４の先端面２４ａ中央部には円形状の中央凹部２４０が設けられている。この中央凹部２４０を取り囲むようにして外周方向に向けて末広がり状の底面視略Ｖ状形曲線の周辺凹部２４１，２４２，２４３，２４４，２４５が等間隔且つ放射状に計五箇所に設けられている。
【００６８】
チャックガイド２４の各凹部２４０，２４１，２４２，２４３，２４４，２４５の上面には、ビットの装着孔２４６がそれぞれ鉛直方向へ貫通して形成されており、装着孔２４６にビット２７，２８が下側からチャックガイド２４に装着される（図１，２参照）。
【００６９】
ビット２７，２８はダウンホール式駆動装置２２の配置に対応して配設されており、中央に一基のビット２７とその周辺に等間隔で五基のビット２８が配置されている。これによって中央凹部２４０及び各周辺凹部２４１，２４２，２４３，２４４，２４５には、それぞれビット２７，２８のヘッド部２７０，２８０が配置される。
【００７０】
ヘッド部２７０，２８０は、超硬合金製のボタンチップ（符号省略）が多数設けてあり、その打撃面中央部分にはエア排出口２７１，２８１が設けられている。
【００７１】
ヘッド部２７０には中央からやや外周寄り二箇所にエア排出口２７１が設けてあり、それぞれのエア排出口２７１からは外周側に向けて排気溝２７３が設けられている。ヘッド部２８０には中央の一箇所にエア排出口２８１が設けてあり、エア排出口２８１からは外周側に向けて三本の排気溝２８３が略等間隔で放射状に設けられている。
【００７２】
なお、ビット２７，２８は、前記のチャックガイド２４と組み合わされて衝撃付与部２０に連結される。
【００７３】
ビット２７，２８のエア排出口２７１，２８１は、ダウンホール式駆動装置２２内と連通しており、通常はダウンホール式駆動装置２２内のピストンを往復運動させた後、圧縮空気を削孔機１外へ排出する。
【００７４】
ビット２７，２８が地盤を打撃しない垂れ下がり状態においては、ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、ピストンを往復運動させることなく、エア排出口２７１，２８１から排出される。つまり、ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出される。
【００７５】
地盤に接して打撃しているヘッド部２７０，２８０のエア排出口２７１，２８１から排出された圧縮空気は、周縁方向へ形成された排気溝２７３，２８３を通りヘッド部２７０，２８０の周方向へ拡散される。
【００７６】
本実施の形態におけるビットは、中央に配置されているビット２７の外形形状および排気溝２７３を除き、残りのビット２８は同様の構造である。また、ビット２７及びビット２８の機能は大体同じである。
【００７７】
チャックガイド２４の先端面２４ａであって周辺凹部２４１，２４２，２４３，２４４，２４５の間には、それぞれ溝２５１，２５２，２５３，２５４，２５５が形成されており、溝の数は五本である。
【００７８】
三本の溝２５１，２５３，２５５の中には、ウォータジェットの噴射口２９１，２９２，２９３が形成されており、ビット２７，２８のヘッド部２７０，２８０が地盤に接して打撃しているときに、噴射口２９１，２９２，２９３から噴射されたウォータジェットがチャックガイド２４の外周方向、つまり横方向に流れるようにしている。
【００７９】
後で説明するように、削孔によって生じる削孔屑とウォータジェットの高圧水とが混じってスライムが生成される。このスライムは削孔開口部から排出されるが、溝２５１，２５３，２５５が形成されることによって生成したスライムを効率よく排出するようにしている。
【００８０】
各噴射口２９１，２９２，２９３の中には噴射ノズル２９を備えており、削孔部１０内へ送られた高圧水は、衝撃付与部２０内の送水管２１を経由して、チャックガイド２４先端面２４ａに設けられたウォータジェットの噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けて噴射される。
【００８１】
チャックガイド２４の中心から各噴射口２９１，２９２，２９３までの距離は、噴射口２９１よりも噴射口２９２が離れており、噴射口２９２よりも噴射口２９３が離れている。
【００８２】
このように噴射口２９１，２９２，２９３がチャックガイド２４の中心、つまり削孔装置の回転中心から不等距離にあることによって各噴射口２９１，２９２，２９３の回転軌跡は半径を異にする同心円を描き、ウォータジェットで削孔対象である地盤を偏りなく削孔できるようにしている。
【００８３】
なお、本実施の形態では噴射口は三箇所であるが、増減することもできる。殊に削孔部１０の径が大きくなったときには噴射口も増やすことが好ましく、その場合は残りの二本の溝の中に形成する。
【００８４】
［エアタンク部３０］
図４はエアタンク部の下部連結部を拡大して示した縦断面説明図、図５はエアタンク部の底面説明図である。
【００８５】
図１に示すように、衝撃付与部２０の上部にはエアタンク部３０が配置されている。エアタンク部３０は内部に中空のエア貯留部３３を有する円筒状のタンク胴部３２と、タンク胴部３２の外周面に設けられている螺旋羽根３６と、タンク胴部３２上部に設けられている上部連結部３４と、タンク胴部３２の下部に設けられており、衝撃付与部２０の上部と連結される下部連結部３５を備えている。
【００８６】
螺旋羽根３６はタンク胴部３２の上部から下部連結部３５上端までの外周面に設けられている。螺旋羽根３６には、後述する回転式駆動装置６のドライブブッシュ６１１の係合条部６１２と係合する係合切欠部３６１が設けられている。
【００８７】
係合切欠部３６１は、螺旋羽根３６を外側から一部切欠するようにして周方向へ等間隔で４箇所に、かつ軸芯方向に向けて同一直線状に位置するようにして螺旋羽根３６の１ピッチ毎に設けられている。（図１、図６参照）。
【００８８】
タンク胴部３２の下部に設けられている下部連結部３５は、タンク胴部３２よりもやや径大であって衝撃付与部２０の周面とほぼ同じ径に形成されており、連結時において下部連結部３５の周面と衝撃付与部２０の周面がほぼ面一となる。
【００８９】
下部連結部の構造について図４、図５を参照しながら更に説明する。
下部連結部３５は、エア貯留部３３と連絡して各ダウンホール式駆動装置２２へ圧縮空気を分配する機能と、送水管３１から送られてきた高圧水を衝撃付与部２０内の各送水管２１に分配する機能と、衝撃付与部２０と連結する機能を有している。
【００９０】
下部連結部３５は、上面に開口部を有し、開口部より下側の内部には開口部に通じる所要高さの円盤状の空間部３３５が形成されている。空間部３３５の径は開口部縁部３５３の径より径大に形成されている。開口部にはタンク胴部３２の下端部分が挿入されて開口縁部３５３と溶接によって固着されている。
【００９１】
下部連結部３５の中央部分には、空間部３３５を通って立ち上がる上部ブロック部３７が形成されている。上部ブロック部３７の上部分はタンク胴部３２内に位置している。
【００９２】
上部ブロック部３７の外径はタンク胴部３２の内径よりも径小に形成され、上部ブロック部３７の外側面とタンク胴部３２の内側面の間には、圧縮空気が流通する周辺エア流路３３４が形成されている。これによってエアタンク部３０内の圧縮空気を空間部３３５を経由して、衝撃付与部２０の円環状に配置されている五基のダウンホール式駆動装置２２に送るようになっている。
【００９３】
上部ブロック部３７の中央には上下方向に貫通孔３７０が形成され、この貫通孔３７０に送気管３３０が挿着されている。送気管３３０の上端は上部ブロック部３７の上面から所要高さに位置し、上端には下方に向けて窪んだ球面を有するエア分配器３３１が設けられている。
【００９４】
エア分配器３３１はエアタンク部３０内に送られてきた圧縮空気が直進することによって送気管３３０に多量に入るのを妨げるもので、これによって各ダウンホール式駆動装置２２の作動の均一化を図るようにしている。
【００９５】
エア分配器３３１と送気管３０の挿着部の間の適宜位置には、送気管３３０内に通じるエア流入口３３２が形成されている。これによってエアタンク部３０内の圧縮空気を送気管３３０を経由して、衝撃付与部２０の中央に配置されている一基のダウンホール式駆動装置２２に送るようになっている。
【００９６】
上部ブロック部３７の下側に位置している下部ブロック部３５１には上下方向にダウンホール式駆動装置２２の数に対応したエア流路３５５が形成されている。エア流路３５５の下端側は径大に形成されてダウンホール式駆動装置２２との連結口３５２となっている。
【００９７】
前記構成によりエアタンク部３０からダウンホール式駆動装置２２に至る二系統の圧縮空気流路が形成される。
その一つは、エア貯留部３３内の圧縮空気が送気管３３０のエア流入口３３２から入って送気管３３０内の中央エア流路３３３を通り、エア流路３５５を通って、中央の一基のダウンホール式駆動装置２２に至る流路である。
他の一つは、エア貯留部３３内の圧縮空気が周辺エア流路３３４を通り、空間部３３５を経由し、エア流路３５５を通って周辺の五基のダウンホール式駆動装置２２に至る流路である。
【００９８】
上部ブロック部３７には、送気管３３０の回りに送水分配部３７２が形成されている。送水分配部３７２からは、下部ブロック部３５１を貫通して下部連結部３５の下面に至る送水路３５４が形成されている。送水路３５４は、衝撃付与部２０の送水路２１１を介してチャックガイド２４の送水路２１４と繋がる。
【００９９】
前記構成によってエアタンク部３０からチャックガイド２４に至る高圧水の送水路が形成される。
なお、３５０は衝撃付与部２０と接続するときボルトやナットが外部にでないようにする収容空間である。
【０１００】
［継ぎ部材４０］
図１，図６に示すように、削孔機本体Ａの基端側には、削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材４０が、例えばピン、ボルト、ナット等からなる固着具（図示省略）により連結される。
【０１０１】
継ぎ部材４０は、中空で円筒状の胴部４２と、胴部４２の外周面に設けられている螺旋羽根４６と、胴部４２上部に設けられてスイベルユニット５０や他の継足部材或いは他の継ぎ手等と連結する上部連結部４５と、エアタンク部３０上部と連結する下部連結部４８を備えている。
【０１０２】
継ぎ部材４０は、内部には削孔部１０へ高圧水を送る送水管４１と圧縮空気を送る送気管４４を有し、送水管４１と送気管４４は、エアタンク部３０やスイベルユニット５０或いは他の継ぎ部材４０を連結したときには、公知の連結手段を使用して削孔機１の各パーツの送水管や送気管と流路が繋がるようになっている。
【０１０３】
螺旋羽根４６は胴部４２の上部から下部連結部４８までの外周面に設けられている。螺旋羽根４６には、後述する回転式駆動装置６のドライブブッシュ６１１の係合条部６１２と係合する係合切欠部４６１が設けられている。
【０１０４】
係合切欠部４６１は、螺旋羽根４６を外側から一部切欠するようにして周方向へ等間隔で４箇所に、かつ軸芯方向に向けて同一直線状に位置するようにして螺旋羽根４６の１ピッチ毎に設けられており（図１、図６参照）、螺旋羽根３６の係合切欠部３６１とも一直線に位置するように形成されている。
【０１０５】
［スイベルユニット部５０］
削孔機１の最上部にはスイベルユニット５０が配設される。
スイベルユニット５０の上端には、削孔部１０をクレーンにより懸吊する懸吊部５６０を設けている。削孔機１は、後述するように懸吊部５６０に取り付けられたワイヤ５７３を通じてクレーン（図示省略）によって懸吊される（図６参照）。
なお、スイベル構造自体は公知であるので、詳細な図示は省略し、簡単な説明のみ行う。
【０１０６】
スイベルユニット５０は、胴部５２と胴部５２に内設されている軸部５４を有し、軸部５４は胴部５２内で水平方向に回動する。軸部５４には送水路及び送気路（図示省略）が設けられている。
胴部５２の側面には高圧水の送水ホース５７２と圧縮空気の送気ホース５７４とがそれぞれ接続され（図６参照）、前記一連の送水路及び送気路を介して衝撃付与部２０へ高圧水と圧縮空気を送る。
【０１０７】
［回転式駆動装置６］
図６は、継ぎ部材を装着した削孔機と回転式駆動装置で構成される削孔装置の正面視説明図で、回転式駆動装置の一部を断面にしている。
【０１０８】
回転式駆動装置６は、フレーム６１、フレーム６１に設けられており受け部６３２を有するロータリテーブル６３、受け部６３２に載せる載置部６１３を有するドライブブッシュ６１１、フレーム６１に設けられておりＨ鋼等で組んだ仮設足場６４上に据え置くためのアウトリガ６２を備えている。
【０１０９】
ドライブブッシュ６１１内壁には所要数（本実施の形態では等間隔に四本）の係合突条部６１２が高さ方向に形成されており、エアタンク部３０の係合切欠部３６１、継ぎ部材４０の係合切欠部４６１と係合して削孔機１を回転させるようになっている。符号６５で示すものは、ロータリテーブル６３を回転させるウォームギアである。
【０１１０】
（作 用）
図６，７を参照して削孔装置の作用を説明する。
図６に示すように、削孔装置は削孔機１と、削孔機１に回転力を付与する回転式駆動装置６を備えている。
削孔工事をする箇所に削孔機１が位置するように回転式駆動装置６を設置し、ドライブブッシュ６１１内に削孔機１を設置する。設置の際に、ドライブブッシュ６１１の係合条部６１２とエアタンク部３０の係合切欠部３６１を係合させる。
【０１１１】
スイベルユニット５０の懸吊部５６０にクレーン（図示省略）のワイヤ５７３取り付け、削孔機１を吊り下げると共に、スイベルユニット５０に、削孔部１０へ圧縮空気を供給する送気ホース５７４と、高圧水を供給する送水ホース５７２を接続する。これによってスイベルユニット５０から送られる圧縮空気及び高圧水は、継ぎ部材４０を経由し、削孔機本体Ａに送られる。
【０１１２】
削孔の際はロータリーテーブル６３を回転させドライブブッシュ６１へ回転駆動力を伝達し削孔機１を円周方向に回転する。削孔機１から噴射されるウォータジェットや削孔機１の先端に配備されているビットは円周方向に公転しながら地盤を削孔する。
【０１１３】
送気ホース５７４により削孔機本体Ａに送られた圧縮空気は、一旦エアタンク部３０内に流入した後に衝撃付与部２０の各ダウンホール式駆動装置２２に導入されてピストンを駆動し、ビット２７，２８に衝撃を付与するが、前記した通り各ダウンホール式駆動装置２２は各ビット２７，２８を同時に打撃しないようになっている。
【０１１４】
送水ホース５７２により削孔機本体Ａに送られた高圧水は、衝撃付与部２０内の送水管２１を経由して、チャックガイド２４先端面２４ａに設けられたウォータジェットの噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けて噴射される。
【０１１５】
例えば軟質地盤を削孔する場合等のように、削孔機１の削孔進度が速すぎて削孔機１の垂直度が保てなくなったり、削孔屑やスライムが十分に排出されずに削孔機１に圧密が加わる状態が発生することがある。このような場合は、掘削機１をクレーンで吊り下げ削孔進度を調整して削孔屑やスライムの排出と同調させるようにするのがよい。
【０１１６】
硬質地盤での削孔の場合は、上記のような事態は発生しないか又は発生しにくいので、必ずしも掘削機１をクレーンで吊り下げなくてもよいが、軟弱地盤と遭遇することもあり、削孔地盤によって適宜選択される。
【０１１７】
クレーンによって削孔機１が吊り下げられるなどしてビット２７，２８が垂れ下がっている状態のときは、圧縮空気はピストンを往復運動させないで各ダウンホール式駆動装置２２を通過し、エア排出口２７１，２８１から排出される。
また、ビット２７，２８が地盤を打撃しているときは圧縮空気は各ダウンホール式駆動装置２２のピストンを往復運動させた後、エア排出口２７１，２８１から排出される。
このように、圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出される。
【０１１８】
図７は削孔機で地盤を削孔している状態を示した説明図で、(a)は軟質地盤における削孔状態、(b)は軟質地盤中で岩石に遭遇したときの削孔状態、(c)は硬質の地盤における削孔状態を示している。
【０１１９】
［軟質地盤の削孔］
一般的な地盤の性質として地表に近いところは土砂、粘土または砂礫層のような軟質地盤８０である。この場合は削孔部１０の先端面２４ａに設けられた噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けてウォータジェット９０を噴射して削孔する。
【０１２０】
この場合、削孔機１をクレーンで吊り下げ、ビット２７，２８が削孔底８４と当接しないように調整しつつ作業を行うと、ダウンホール式駆動装置２２は作動しないでウォータジェット９０のみでの削孔作業が継続できる。
この場合はビットによる地盤の打撃が無いために、削孔工事で発生する騒音や振動を抑制できる。従って、住宅地や都市部での削孔作業の際に発生する住民からの苦情が無くなるか、少なくなることが期待できる。
【０１２１】
削孔の際に生じた削孔屑はウォータジェット９０の水と混じりスラリー８８が生成される。ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出され、ウォータジェット９０の水圧と協働してスラリー８８を削孔８２外へ排出する力となる。
この力を受けてスラリー８８は削孔内壁８６に沿って削孔８２の開口部へ向い、削孔機１と削孔内壁８６の間で潤滑剤の役割を果しながら削孔８２外に排出される。
【０１２２】
なお、削孔する地盤の表面がコンクリート等の硬質材で覆われている場合は、最初にビット２７，２８の打撃による削孔を行い、軟質地盤に達した時点でウォータジェット９０による削孔作業へ切り替えてもよいし、ビット２７，２８の打撃による削孔を継続してもよい。
【０１２３】
［軟質地盤中に岩石がある場合の削孔］
軟質地盤を削孔する場合の作用は、前記した通りである。
軟質地盤８０の削孔が進み、例えば削孔機１の先端が岩石１００に遭遇した場合は、ウォータジェット９０による削孔は困難となる。
【０１２４】
削孔機１はクレーンで吊り下げられ削孔しながら自重で下降するので、ビット２７，２８が岩石１００に接触して押し上げられるか又は衝撃付与部２０に押し込まれた状態になると、ダウンホール式駆動装置２２のピストンが往復運動を開始してビット２７，２８に衝撃を与えビット２７，２８は岩石１００を打撃し削孔する。
【０１２５】
このような場合は、図７(b)に示すように、削孔機１の削孔部１０は削孔８２の中にあることが多いため、岩石１００をビット２７，２８が打撃しても発生する騒音が外部に漏出したり、振動が周囲に伝わりにくい。
【０１２６】
ビット２７，２８による削孔中はウォータジェット９０の噴射を中断してもよいし、継続してもよい。ウォータジェット９０の噴射を中断する場合は、削孔屑は削孔８２内に排出された圧縮空気によって削孔開口部に向かい外部へ排出される。
【０１２７】
ウォータジェット９０の噴射を継続すると、削孔屑は噴射された水と混合されてスラリー８８となり、削孔機１と削孔内壁８６の間で潤滑剤の役割を果すことは前記の通りである。
【０１２８】
なお、削孔作業が地中深いところや、ブロー層で行われているときには排出される圧縮空気だけでは削孔屑を排出できないが、エアタンク部３０や継ぎ部材４０の外周面に形成された螺旋羽根３６，４６で削孔屑は排出される。
【０１２９】
また、ブロー層のうち、ブロー層の隙間が小さいもの又はブロー層に土等が混じったものについては、通常の削孔作業を継続することによりスラリーがブロー層の隙間に入り込んで目詰まりを起こし、結果的に通常の削孔内と同じ所要の気密状態になるので、エアでスラリーを押し上げることができる。
【０１３０】
〔硬質地盤に遭遇した場合の削孔〕
軟質地盤を削孔する場合の作用は前記したとおりである。
軟質地盤８０の削孔が進んで削孔深度が深くなるにつれて転石、玉石層のような硬質地盤１０２に遭遇すると岩石１００の場合と同様にウォータジェット９０による削孔は困難となる。
【０１３１】
削孔機１は自重で下降するので、ビット２７，２８が硬質地盤１０２に接触して押し上げられるか又は衝撃付与部２０に押し込まれた状態になると、ダウンホール式駆動装置２２のピストンが往復運動を開始してビット２７，２８に衝撃を与えビット２７，２８は硬質地盤１０２を打撃し削孔する。
【０１３２】
図７(c)に示すように、硬質地盤１０２を削孔する場合は、削孔機１の削孔部１０は削孔８２の中にあることが多いため、硬質地盤１０２をビット２７，２８が打撃して発生する騒音が漏出したり、振動が周囲に伝わりにくい。
【０１３３】
ビット２７，２８のみによる削孔中は、削孔作業中の削孔機１、殊に削孔部１０の周面には圧密により削孔機１の回転運動を妨げる力が働き、削孔機１が下降しなくなり、それによってビット２７，２８が垂れ下がり状態になり、ビット２７，２８作動しなくなる場合が生じるが多い。この場合は、削孔機１を逆転させたり、削孔機１を引き上げる必要があり削孔作業が中断する。
【０１３４】
しかし、ビット２７，２８による削孔に加えて噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けてウォータジェット９０を噴射することによって削孔屑とウォータジェット９０の水が混じってスラリー８８ができ、このスラリー８８は削孔内壁８６に沿って削孔の開口部へ向い、削孔機１と内壁の間でいわゆる潤滑剤の役割を果たため、圧密によって削孔作業が中断するのを防止できる。
【０１３５】
なお、ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出されるために、ウォータジェット９０の水圧と協働してスラリー８８を削孔外へ排出する。
【０１３６】
本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】削孔機の内部構造を示す分解説明図で、エアタンクとスイベルユニットの間に継ぎ部材を配備している。
【図２】図１に示す削孔機下部のチャックガイド部分を拡大して示した縦断面説明図である。
【図３】削孔部先端を下側から見た説明図である。
【図４】エアタンク部の下部連結部を拡大して示した縦断面図。
【図５】エアタンク部の底面図。
【図６】継ぎ部材を装着した削孔機と回転式駆動装置で構成される回転式駆動装置の一部を断面した正面視説明図。
【図７】削孔作業状態を示す説明図。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 削孔機
Ａ 削孔機本体
１０ 削孔部
２０ 衝撃付与部
２１ 送水管
２１１ 送水路
２１４ 送水路
２２ ダウンホール式駆動装置
２３ ケーシング
２３０ 空間
２３４ 上部連結部
２４ チャックガイド
２４ａ チャックガイドの先端面
２４０ 中央凹部
２４１，２４２，２４３，２４４，２４５ 周辺凹部
２４６ 装着孔
２５１，２５２，２５３，２５４，２５５ 溝
２７，２８ ビット
２７０，２８０ ヘッド部
２７１ エア排出口
２７３ 排気溝
２８１ エア排出口
２８３ 排気溝
２９ 噴射ノズル
２９１，２９２，２９３ 噴射口
３０ エアタンク部
３１ 送水管
３２ タンク胴部
３３ エア貯留部
３３０ 送気管
３３１ エア分配器
３３２ エア流入口
３３３ 中央エア流路
３３４ 周辺エア流路
３３５ 空間部
３４ 上部連結部
３５ 下部連結部
３５０ 収容空間
３５１ 下部ブロック部
３５２ 連結口
３５３ 開口縁部
３５４ 送水路
３５５ エア流路
３６ 螺旋羽根
３６１ 係合切欠部
３７ 上部ブロック部
３７０ 貫通孔
３７２ 送水分配部
４０ 継ぎ部材
４１ 送水管
４２ 胴部
４４ 送気管
４４７ 係合ピン
４５ 上部連結部
４６ 螺旋羽根
４６１ 係合切欠部
４８ 下部連結部
５０ スイベルユニット
５２ 胴部
５４ 軸部
５６０ 懸吊部
５７２ 送水ホース
５７３ ワイヤ
５７４ 送気ホース
６ 回転式駆動装置
６１ フレーム
６１１ ドライブブッシュ
６１２ 係合条部
６１３ 載置部
６２ アウトリガ
６３ ロータリテーブル
６３２ 受け部
６４ 仮設足場
６５ ウォームギア
８０ 軟質地盤
８２ 削孔
８４ 削孔底
８６ 削孔内壁
８８ スラリー
９０ ウォータジェット
１００ 岩石
１０２ 硬質地盤
Ｕ 回転式駆動装置
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、削孔方法、削孔機及び削孔装置に関する。更に詳しくは、削孔対象の地盤の性状により、削孔手段の選択を可能にした削孔方法、削孔機及び削孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤を削孔する方法の一つに、ダウンザホールハンマを使用して削孔を行う方法がある。
従来のダウンザホールハンマは単一のビットの打撃力により地盤を削孔するためビットの打撃力が大きく、それに伴なう削孔時の振動及び騒音も大きい。このため、住宅地や都市部での工事に使用するには適していなかった。
【０００３】
そこで、本発明者は特許文献１に示すような掘削装置及び地中掘削方法を提案した。特許文献１記載の掘削装置は、複数の小型のビット及び該ビットを打撃するピストン（ハンマ）を内蔵するダウンホール式駆動装置を備え、各ダウンホール式駆動装置毎に作動流体の流入タイミングに変化をつけて各ピストンの打撃タイミングを調節し、各ビットが同時に地盤を打撃しないような工夫が図られている。これにより、従来の単一の大型ビットにより削孔作業を行う場合と比較して、振動及び騒音が低減される。
【特許文献１】特許第３７２１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載の掘削装置及び地中掘削方法によって従来のダウンザホールハンマーを使用する場合より振動及び騒音が低減されたとはいえ、ビットの打撃により削孔を行う以上、振動及び騒音の課題は存在する。
【０００５】
本発明者は長年の経験から、一般的な地盤の性質として地表に近いところは土砂、粘土または砂礫層のような軟質地盤であり、削孔深度が深くなるにつれて転石、玉石層のような硬質地盤に遭遇することを知見している。
【０００６】
そこで、発生する振動及び騒音の更なる低減を図るべく鋭意研究を重ね、ウォータジェットとビットによる削孔手段を組み合わせて、地表に近い軟質地盤はウォータジェットによる削孔作業を行い、削孔作業が進み削孔深度が深くなって硬質地盤に遭遇しウォータジェットでは削孔できない状態になったときにビットによる削孔作業を行えば、振動や騒音が外部に漏れにくくなり、作業環境に良い影響を及ぼすことを知見した。
【０００７】
一方、施工中に使用されたウォータジェットの水と削孔作業により生じた削孔屑である土砂等が削孔内で混合されてスラリーが生成されるが、このスラリーをウォータジェットの噴射または／およびダウンホール式駆動装置から排出された圧縮空気で削孔内壁に沿って開口部方向へ押し出すと、削孔装置と削孔内壁の間の潤滑手段として利用できることも知見した。
本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。
【０００８】
（発明の目的）
そこで本発明の目的は削孔対象の地盤が土砂、粘土または砂礫層のような軟質地盤であるときは削孔機からウォータジェットを噴射して削孔し、削孔対象が岩石層のように硬質地盤であるときは、削孔機のビットの打撃により削孔することにより、削孔工事で発生する振動及び騒音を低減する削孔方法、削孔機及び削孔装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、前記方法の実施により生じたスラリーを削孔機と削孔内壁の間の潤滑手段として用いることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために講じた本発明の手段は次のとおりである。
【００１１】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤はビットで削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１２】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地表側の軟質地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇したときはビットで削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１３】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、
削孔作業当初の地表側軟質地盤はウォータジェットで削孔し、
削孔作業の進行に伴ってビットを含む削孔機の掘削部が削孔内に入った後、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇しビットが地盤に接触して押し上げられ又は押し込まれた状態になったときは、ダウンホール式駆動装置のピストンが往復運動を開始してビットに衝撃を与えビットで地盤を削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１４】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、削孔中はエア排出口から常時圧縮空気を排出し、軟質地盤を削孔するときには噴射口からウォータジェットを噴射しながら削孔し、硬質地盤を削孔するときにはウォータジェットの噴射を止めるか又はウォータジェットを噴射しながら地盤を削孔することを含む、地盤の削孔方法である。
【００１５】
ダウンホール式駆動装置とビットは対応した複数を有し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしてもよい。
【００１６】
削孔機に軸周方向の回転力を与えながら自重により削孔機を降下させて削孔するようにしてもよい。
【００１７】
削孔作業により生じた削孔屑と削孔機から噴射したウォータジェットの水を削孔内部で混合してスラリーとし、該スラリーをウォータジェットまたは／および排出された圧縮空気で削孔内壁に沿って削孔の開口部側へ向かわせて削孔機外周と削孔内壁の間の潤滑手段として用いながら排出するようにしてもよい。
【００１８】
削孔機は削孔深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材を有し、継ぎ部材の外周面に形成されている掘削屑又はスラリーの排出手段で掘削屑又はスラリーを排出しながら削孔を行うようにしてもよい。
【００１９】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
前記削孔機は、削孔面側にウォータジェットの噴射口とビットを備えている、削孔機である。
【００２０】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを行うことが可能な削孔機であって、
削孔機は、少なくとも、先部にエア排出口を有する一又は二以上のビットと削孔機下面から削孔方向へ噴射する一又は二以上のウォータジェットの噴射ノズルを有しており、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤又は地表側の軟質地盤はウォータジェットによる削孔を、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤又は硬質地盤はビットによる削孔を選択できるようにしている、削孔機である。
【００２１】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機は、少なくとも複数のダウンホール式駆動装置とダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、ダウンホール式駆動装置の数とビットの数は対応し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしており、
削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えている、削孔機である。
【００２２】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機は、削孔部に接続されているエアタンク部を有する削孔機本体と、
該削孔機本体を吊り下げ削孔機外から送られてきた高圧水と圧縮空気を削孔機本体に送るスイベルユニットと、を有し、
前記削孔部は、チャックガイドに装着されている複数のビットと、該ビットに衝撃を付与する衝撃付与部と、を有し、
該衝撃付与部(20)は、ケーシング内に収納されており時間をずらしてビットを打撃するようにしているダウンホール式駆動装置を前記ビットの数に対応する数有し、
前記削孔部の削孔面側には、前記ビットと所要数のウォータジェットの噴射口を有している、削孔機である。
【００２３】
エアタンク部とスイベルユニット部の間には、削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材が配備される。
【００２４】
エアタンク部及び継ぎ部材の外周面に掘削屑又はスラリーの排出手段を形成してもよい。
【００２５】
本発明は、削孔機と、該削孔機に軸周方向の回転力を与える回転式駆動装置を備えている、削孔装置である。
【００２６】
本発明は、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にしたものである。基本的には地盤の性状によってウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを選択的に採用するものであるが、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔の何れか一方だけ、または両方を採用して削孔することも出来る。
【００２７】
本発明に係る方法に使用する削孔機には、実施の形態で例示したような複数のダウンホール式駆動装置とそれに対応した数のビットを備え、各ビットが同時に地盤を打撃しないようにしたものだけでなく、削孔機の下端に複数のビットを備え、複数のビットが地盤を同時に打撃するようにしたもの、更には、単一のビットを備え、単一のビットで地盤を打撃するものも含まれる。
【００２８】
要するに、ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行うことができれば、削孔機の構造は限定されない。
特に削孔工事で発生する振動及び騒音を低減する観点からは、前記した複数のビットが同時に地盤を打撃する削孔機、及び単一のビットで地盤を打撃する削孔機に、より効果を発揮する。
【００２９】
ウォータジェットによる削孔は、噴射ノズルから高圧水を常時又は間欠的に噴射させるものであってもよいし、ビットの打撃時には噴射が止まるよう設定されていてもよい。
【００３０】
ウォータジェットによる削孔が困難な地盤又は硬質地盤は、例えば、岩石を多く含む地層のほか、岩盤、礫層等も含まれる。
【００３１】
「ウォータジェットまたは／および排出された圧縮空気によって」の文言は、ウォータジェットまたは排出された圧縮空気のいずれかであってもよいし、ウォータジェットおよび排出された圧縮空気の双方によるものであってもよい、という意味で使用している。
【００３２】
スラリーの排出手段としては、例えば削孔機や継ぎ部材を含むの周面に形成された螺旋状の羽根を使用してスラリーを排出する手段が挙げられるが、これに限定するものではなく、他の公知手段の使用を除外するものでもない。
【００３３】
（作 用）
本発明の作用を説明する。
削孔対象が土砂等の軟質地盤のときは、ウォータジェットによりを削孔する。削孔対象が岩石層等の硬質地盤のときは、ビットの打撃によって削孔する。なお、ビットとウォータジェットを併用して削孔することもできる。
【００３４】
一般的な地盤の性質として地表に近いところは軟質地盤であることが多いので、ウォータジェットにより削孔すれば、削孔当初及び穴が浅い状態において発生する騒音、振動を抑制できる。
【００３５】
また、削孔が進んで削孔機の先端が硬質地盤等に遭遇又は接する場合は、削孔機の先端は削孔の中にあることが多いため、硬質地盤等をビットが打撃して発生する騒音が漏出したり、振動が周囲に伝わりにくい。
【００３６】
圧密が原因で削孔作業中の削孔機の動きが妨げられ、ビットが垂れ下がり状態となって地盤を打撃しなくなる場合が生じる。この場合は、削孔機を逆転させたり、削孔機を引き上げる必要があり、削孔作業が中断する。
【００３７】
しかし、削孔屑とウォータジェットの水が混じってスラリーが生成される場合は、スラリーが削孔内壁に沿って削孔の開口部へ向い、削孔機と作業孔内壁の間でいわゆる潤滑剤の役割を果たため、圧密によって削孔作業が中断するのを防止できる。
【００３８】
削孔機をクレーン等で吊り下げ、ビットが地盤と接しないように調整しながらウォータジェットで削孔作業を行うと、ビットは作動させずにウォータジェットのみで削孔作業が継続でき、削孔による振動及び騒音が発生しないか又はほとんど発生しない。
【００３９】
回転式駆動装置で削孔機に軸周方向の回転力を付与して円周方向に回転することによって、削孔機から噴射されるウォータジェットや削孔機の先端に配備されているビットは円周方向に公転しながら地盤を削孔する。
【００４０】
なお、地層の中には、地層の構成物や構造等の特性により通気性が良い層（以下「ブロー層」という。）が存在する。特に河川敷では、施工時にブロー層に遭遇する事例が多くみられる。このような場合は削孔内に排出された圧縮空気は地層中に流入し、削孔屑を削孔外へ排出する力が拡散されてしまう。
【００４１】
しかし、施工時にブロー層に遭遇しても継ぎ部材の外周面に排出手段が形成されているので削孔屑を効果的に削孔外に排出することができる。
【００４２】
なお、ブロー層のうち、ブロー層の隙間が小さいもの又はブロー層に土等が混じったものについては、通常の削孔作業を継続することによりスラリーがブロー層の隙間に入り込んで目詰まりを起こし、結果的に通常の削孔内と同じ所要の気密状態となるので、スラリーをエアで押し上げることができる。
【発明の効果】
【００４３】
(1) 本発明によれば、一の削孔機でウォータジェットによる削孔、ビットによる削孔、或いはこれらの組み合わせによる削孔を適宜選択することができるので、地盤の性状に適合した効果的な削孔工事が可能となるばかりでなく、作業現場に適合した削孔手段を採択することによって振動及び騒音の低減に寄与することができる。
【００４４】
(2) 同じ削孔機でウォータジェットによる削孔とビットによる削孔が可能となるために、使用中の削孔機以外の削孔機の設置場所は不要であり、住宅地や都市部での狭小な工事区域の工事に好適に使用することができる。
【００４５】
(3) 削孔屑とウォータジェットの水が混じってできたスラリーが削孔内壁に沿って削孔の開口部へ向い、削孔機と削孔内壁の間で潤滑剤の役割を果すものは、圧密が原因で削孔作業中の削孔機の動きが妨げられるのを防止できる。従って、圧密を原因とする削孔作業の中断を防止できる。
【００４６】
(4) 削孔機と回転式駆動装置を備えた掘削装置を使用して地盤を削孔する場合は、削孔機から噴射されるウォータジェットあるいはビットの打撃が円周方向に公転しながら削孔箇所を満遍なく掘削するので、効率良く削孔できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の実施の形態を、図面に基づき更に詳細に説明する。
図１は削孔機の内部構造を示す分解説明図で、エアタンクとスイベルユニットの間に継ぎ部材を配備している。
【００４８】
［削孔機１の概要］
図１に示すように、削孔機１は、削孔部１０とエアタンク部３０を有する削孔機本体Ａと、削孔機本体Ａを吊り下げ削孔機１外から送られてきた高圧水と圧縮空気を削孔機本体Ａに送るスイベルユニット５０を有する。
【００４９】
削孔部１０は、チャックガイド２４に装着されているビット２７，２８と、ビット２７，２８に衝撃を付与する衝撃付与部２０を有する。
【００５０】
図１に示すように、削孔機１は、通常、エアタンク部３０とスイベルユニット５０の間に掘削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材４０が配備される。従って、多くの場合、削孔機１は、削孔機本体Ａとスイベルユニット部５０の他に継ぎ部材４０を備えている。
【００５１】
チャックガイド２４と衝撃付与部２０、衝撃付与部２０とエアタンク部３０、エアタンク部３０と継ぎ部材４０、継ぎ部材４０とスイベルユニット部５０は、それぞれボルトＢ及びナットＮにより分離及び連結可能となっている。
【００５２】
削孔機１は、先端（下端）から削孔対象である地盤に向けて圧縮空気とウォータジェットを噴射する構造を有している。
【００５３】
［衝撃付与部２０］
衝撃付与部２０は、ダウンホール式駆動装置２２（ダウンザホールハンマの駆動部分）を長手方向に収納しているケーシング２３を有し、基端側（図１では上端部）でエアタンク部３０に接続される。
【００５４】
ダウンホール式駆動装置２２は、圧縮空気によってピストンを往復運動させ、このピストンが衝撃付与部２０先端側に設けられてハンマビット２７，２８に衝撃を付与し、衝撃を付与されたハンマビット２７，２８が地盤等を打撃して削孔する構造である。
【００５５】
ケーシング２３には、中央に一基とその周囲に等間隔で配置された五基のダウンホール式駆動装置２２が収容されている。
各ダウンホール式駆動装置２２は、何れも同じ構造を有する。なお、ダウンホール式駆動装置の数及び配置は適宜変更可能である。
【００５６】
ケーシング２３は中空体で、ダウンホール式駆動装置２２を除いた箇所は空間２３０となっており、この空間２３０を３本の送水管２１が通り抜けている。送水管２１の本数は後述する噴射口の数に対応し、噴射口の数の増減によってその本数は変わる。
【００５７】
送水管２１とダウンホール式駆動装置２２を除いたケーシング２３の空間２３０には砂等の粉状物或いは粒状物が充填され、低騒音化又は低振動化への寄与を図っている。
【００５８】
削孔機１を構成する各パーツに配備されている送水管は、連結されたときには繋がるようになっている。また、本実施の形態では送水管は削孔機１の内部に設けられているが、継ぎ部材４０とエアタンク部３０の送水管は外部に設けることもできる。
【００５９】
また、コンプレッサ（図示省略）からエアタンク部３０を通じて送られてくる圧縮空気は、各ダウンホール式駆動装置２２へ分配されるようになっている。そして、各ダウンホール式駆動装置２２は、ビット２７，２８が垂れ下がっている状態のときは、ダウンホール式駆動装置２２内に設けられた圧縮空気の流通路が切り替わって、圧縮空気がピストンを往復運動させないで通過し、エア排出口２７１，２８１から排出される構造である。
【００６０】
衝撃付与部２０では、各ハンマビット２７，２８に時間をずらして衝撃を付与し、各ハンマビット２７，２８は時間をずらして地盤を打撃する構造となっている。つまり、地盤を同時に打撃するのを防止する構造となっている。
【００６１】
具体的な例としては、各ダウンホール式駆動装置２２に順番に圧縮空気を送ってピストンを時間差をおいて作動させ、これによって各ハンマビット２７，２８に時間をずらして衝撃を付与する方法がある。
【００６２】
また、他の例としては、各ダウンホール式駆動装置２２のピストンの重さ又はストローク長等を変更したり、各ダウンホール式駆動装置２２に流入する圧縮空気の量を調整することにより、単位時間当たりの各ピストンの往復運動数を変えて各ハンマビット２７，２８が地盤等を同時に打撃するのを防止する方法がある。
【００６３】
これらの構造は、本発明者が特許第３７２１３８１号、特許第４０７６５５１号、特許第４０７６５６４号、特許第４０７６５６５号等で既に提案しているところである。
【００６４】
なお、ダウンホール式駆動装置２２で各ハンマビット２７，２８が地盤等を打撃して削孔する機構については、前記特許文献１記載の掘削装置や前記特許公報、或いは特開昭６１−９２２８８号公報、特開平９−３２８９８３号公報に記載された削孔装置と同様か概ね同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００６５】
［チャックガイド２４とビット２７，２８］
図２は図１に示す削孔機下部のチャックガイド部分を拡大して示した縦断面説明図、図３は削孔部先端を下側から見た説明図である。
衝撃付与部２０の下端部には、チャックガイド２４に装着されダウンホール式駆動装置２２に対応する数（本実施の形態では六基）のビット２７，２８を備えている。
【００６６】
チャックガイド２４は平面視略円形状で所要の厚みを有し、衝撃付与部２０の先端部（下端部）に着脱可能に設けられる。
【００６７】
チャックガイド２４の先端面２４ａ中央部には円形状の中央凹部２４０が設けられている。この中央凹部２４０を取り囲むようにして外周方向に向けて末広がり状の底面視略Ｖ状形曲線の周辺凹部２４１，２４２，２４３，２４４，２４５が等間隔且つ放射状に計五箇所に設けられている。
【００６８】
チャックガイド２４の各凹部２４０，２４１，２４２，２４３，２４４，２４５の上面には、ビットの装着孔２４６がそれぞれ鉛直方向へ貫通して形成されており、装着孔２４６にビット２７，２８が下側からチャックガイド２４に装着される（図１，２参照）。
【００６９】
ビット２７，２８はダウンホール式駆動装置２２の配置に対応して配設されており、中央に一基のビット２７とその周辺に等間隔で五基のビット２８が配置されている。これによって中央凹部２４０及び各周辺凹部２４１，２４２，２４３，２４４，２４５には、それぞれビット２７，２８のヘッド部２７０，２８０が配置される。
【００７０】
ヘッド部２７０，２８０は、超硬合金製のボタンチップ（符号省略）が多数設けてあり、その打撃面中央部分にはエア排出口２７１，２８１が設けられている。
【００７１】
ヘッド部２７０には中央からやや外周寄り二箇所にエア排出口２７１が設けてあり、それぞれのエア排出口２７１からは外周側に向けて排気溝２７３が設けられている。ヘッド部２８０には中央の一箇所にエア排出口２８１が設けてあり、エア排出口２８１からは外周側に向けて三本の排気溝２８３が略等間隔で放射状に設けられている。
【００７２】
なお、ビット２７，２８は、前記のチャックガイド２４と組み合わされて衝撃付与部２０に連結される。
【００７３】
ビット２７，２８のエア排出口２７１，２８１は、ダウンホール式駆動装置２２内と連通しており、通常はダウンホール式駆動装置２２内のピストンを往復運動させた後、圧縮空気を削孔機１外へ排出する。
【００７４】
ビット２７，２８が地盤を打撃しない垂れ下がり状態においては、ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、ピストンを往復運動させることなく、エア排出口２７１，２８１から排出される。つまり、ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出される。
【００７５】
地盤に接して打撃しているヘッド部２７０，２８０のエア排出口２７１，２８１から排出された圧縮空気は、周縁方向へ形成された排気溝２７３，２８３を通りヘッド部２７０，２８０の周方向へ拡散される。
【００７６】
本実施の形態におけるビットは、中央に配置されているビット２７の外形形状および排気溝２７３を除き、残りのビット２８は同様の構造である。また、ビット２７及びビット２８の機能は大体同じである。
【００７７】
チャックガイド２４の先端面２４ａであって周辺凹部２４１，２４２，２４３，２４４，２４５の間には、それぞれ溝２５１，２５２，２５３，２５４，２５５が形成されており、溝の数は五本である。
【００７８】
三本の溝２５１，２５３，２５５の中には、ウォータジェットの噴射口２９１，２９２，２９３が形成されており、ビット２７，２８のヘッド部２７０，２８０が地盤に接して打撃しているときに、噴射口２９１，２９２，２９３から噴射されたウォータジェットがチャックガイド２４の外周方向、つまり横方向に流れるようにしている。
【００７９】
後で説明するように、削孔によって生じる削孔屑とウォータジェットの高圧水とが混じってスライムが生成される。このスライムは削孔開口部から排出されるが、溝２５１，２５３，２５５が形成されることによって生成したスライムを効率よく排出するようにしている。
【００８０】
各噴射口２９１，２９２，２９３の中には噴射ノズル２９を備えており、削孔部１０内へ送られた高圧水は、衝撃付与部２０内の送水管２１を経由して、チャックガイド２４先端面２４ａに設けられたウォータジェットの噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けて噴射される。
【００８１】
チャックガイド２４の中心から各噴射口２９１，２９２，２９３までの距離は、噴射口２９１よりも噴射口２９２が離れており、噴射口２９２よりも噴射口２９３が離れている。
【００８２】
このように噴射口２９１，２９２，２９３がチャックガイド２４の中心、つまり削孔装置の回転中心から不等距離にあることによって各噴射口２９１，２９２，２９３の回転軌跡は半径を異にする同心円を描き、ウォータジェットで削孔対象である地盤を偏りなく削孔できるようにしている。
【００８３】
なお、本実施の形態では噴射口は三箇所であるが、増減することもできる。殊に削孔部１０の径が大きくなったときには噴射口も増やすことが好ましく、その場合は残りの二本の溝の中に形成する。
【００８４】
［エアタンク部３０］
図４はエアタンク部の下部連結部を拡大して示した縦断面説明図、図５はエアタンク部の底面説明図である。
【００８５】
図１に示すように、衝撃付与部２０の上部にはエアタンク部３０が配置されている。エアタンク部３０は内部に中空のエア貯留部３３を有する円筒状のタンク胴部３２と、タンク胴部３２の外周面に設けられている螺旋羽根３６と、タンク胴部３２上部に設けられている上部連結部３４と、タンク胴部３２の下部に設けられており、衝撃付与部２０の上部と連結される下部連結部３５を備えている。
【００８６】
螺旋羽根３６はタンク胴部３２の上部から下部連結部３５上端までの外周面に設けられている。螺旋羽根３６には、後述する回転式駆動装置６のドライブブッシュ６１１の係合条部６１２と係合する係合切欠部３６１が設けられている。
【００８７】
係合切欠部３６１は、螺旋羽根３６を外側から一部切欠するようにして周方向へ等間隔で４箇所に、かつ軸芯方向に向けて同一直線状に位置するようにして螺旋羽根３６の１ピッチ毎に設けられている。（図１、図６参照）。
【００８８】
タンク胴部３２の下部に設けられている下部連結部３５は、タンク胴部３２よりもやや径大であって衝撃付与部２０の周面とほぼ同じ径に形成されており、連結時において下部連結部３５の周面と衝撃付与部２０の周面がほぼ面一となる。
【００８９】
下部連結部の構造について図４、図５を参照しながら更に説明する。
下部連結部３５は、エア貯留部３３と連絡して各ダウンホール式駆動装置２２へ圧縮空気を分配する機能と、送水管３１から送られてきた高圧水を衝撃付与部２０内の各送水管２１に分配する機能と、衝撃付与部２０と連結する機能を有している。
【００９０】
下部連結部３５は、上面に開口部を有し、開口部より下側の内部には開口部に通じる所要高さの円盤状の空間部３３５が形成されている。空間部３３５の径は開口部縁部３５３の径より径大に形成されている。開口部にはタンク胴部３２の下端部分が挿入されて開口縁部３５３と溶接によって固着されている。
【００９１】
下部連結部３５の中央部分には、空間部３３５を通って立ち上がる上部ブロック部３７が形成されている。上部ブロック部３７の上部分はタンク胴部３２内に位置している。
【００９２】
上部ブロック部３７の外径はタンク胴部３２の内径よりも径小に形成され、上部ブロック部３７の外側面とタンク胴部３２の内側面の間には、圧縮空気が流通する周辺エア流路３３４が形成されている。これによってエアタンク部３０内の圧縮空気を空間部３３５を経由して、衝撃付与部２０の円環状に配置されている五基のダウンホール式駆動装置２２に送るようになっている。
【００９３】
上部ブロック部３７の中央には上下方向に貫通孔３７０が形成され、この貫通孔３７０に送気管３３０が挿着されている。送気管３３０の上端は上部ブロック部３７の上面から所要高さに位置し、上端には下方に向けて窪んだ球面を有するエア分配器３３１が設けられている。
【００９４】
エア分配器３３１はエアタンク部３０内に送られてきた圧縮空気が直進することによって送気管３３０に多量に入るのを妨げるもので、これによって各ダウンホール式駆動装置２２の作動の均一化を図るようにしている。
【００９５】
エア分配器３３１と送気管３０の挿着部の間の適宜位置には、送気管３３０内に通じるエア流入口３３２が形成されている。これによってエアタンク部３０内の圧縮空気を送気管３３０を経由して、衝撃付与部２０の中央に配置されている一基のダウンホール式駆動装置２２に送るようになっている。
【００９６】
上部ブロック部３７の下側に位置している下部ブロック部３５１には上下方向にダウンホール式駆動装置２２の数に対応したエア流路３５５が形成されている。エア流路３５５の下端側は径大に形成されてダウンホール式駆動装置２２との連結口３５２となっている。
【００９７】
前記構成によりエアタンク部３０からダウンホール式駆動装置２２に至る二系統の圧縮空気流路が形成される。
その一つは、エア貯留部３３内の圧縮空気が送気管３３０のエア流入口３３２から入って送気管３３０内の中央エア流路３３３を通り、エア流路３５５を通って、中央の一基のダウンホール式駆動装置２２に至る流路である。
他の一つは、エア貯留部３３内の圧縮空気が周辺エア流路３３４を通り、空間部３３５を経由し、エア流路３５５を通って周辺の五基のダウンホール式駆動装置２２に至る流路である。
【００９８】
上部ブロック部３７には、送気管３３０の回りに送水分配部３７２が形成されている。送水分配部３７２からは、下部ブロック部３５１を貫通して下部連結部３５の下面に至る送水路３５４が形成されている。送水路３５４は、衝撃付与部２０の送水路２１１を介してチャックガイド２４の送水路２１４と繋がる。
【００９９】
前記構成によってエアタンク部３０からチャックガイド２４に至る高圧水の送水路が形成される。
なお、３５０は衝撃付与部２０と接続するときボルトやナットが外部にでないようにする収容空間である。
【０１００】
［継ぎ部材４０］
図１，図６に示すように、削孔機本体Ａの基端側には、削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材４０が、例えばピン、ボルト、ナット等からなる固着具（図示省略）により連結される。
【０１０１】
継ぎ部材４０は、中空で円筒状の胴部４２と、胴部４２の外周面に設けられている螺旋羽根４６と、胴部４２上部に設けられてスイベルユニット５０や他の継足部材或いは他の継ぎ手等と連結する上部連結部４５と、エアタンク部３０上部と連結する下部連結部４８を備えている。
【０１０２】
継ぎ部材４０は、内部には削孔部１０へ高圧水を送る送水管４１と圧縮空気を送る送気管４４を有し、送水管４１と送気管４４は、エアタンク部３０やスイベルユニット５０或いは他の継ぎ部材４０を連結したときには、公知の連結手段を使用して削孔機１の各パーツの送水管や送気管と流路が繋がるようになっている。
【０１０３】
螺旋羽根４６は胴部４２の上部から下部連結部４８までの外周面に設けられている。螺旋羽根４６には、後述する回転式駆動装置６のドライブブッシュ６１１の係合条部６１２と係合する係合切欠部４６１が設けられている。
【０１０４】
係合切欠部４６１は、螺旋羽根４６を外側から一部切欠するようにして周方向へ等間隔で４箇所に、かつ軸芯方向に向けて同一直線状に位置するようにして螺旋羽根４６の１ピッチ毎に設けられており（図１、図６参照）、螺旋羽根３６の係合切欠部３６１とも一直線に位置するように形成されている。
【０１０５】
［スイベルユニット部５０］
削孔機１の最上部にはスイベルユニット５０が配設される。
スイベルユニット５０の上端には、削孔部１０をクレーンにより懸吊する懸吊部５６０を設けている。削孔機１は、後述するように懸吊部５６０に取り付けられたワイヤ５７３を通じてクレーン（図示省略）によって懸吊される（図６参照）。
なお、スイベル構造自体は公知であるので、詳細な図示は省略し、簡単な説明のみ行う。
【０１０６】
スイベルユニット５０は、胴部５２と胴部５２に内設されている軸部５４を有し、軸部５４は胴部５２内で水平方向に回動する。軸部５４には送水路及び送気路（図示省略）が設けられている。
胴部５２の側面には高圧水の送水ホース５７２と圧縮空気の送気ホース５７４とがそれぞれ接続され（図６参照）、前記一連の送水路及び送気路を介して衝撃付与部２０へ高圧水と圧縮空気を送る。
【０１０７】
［回転式駆動装置６］
図６は、継ぎ部材を装着した削孔機と回転式駆動装置で構成される削孔装置の正面視説明図で、回転式駆動装置の一部を断面にしている。
【０１０８】
回転式駆動装置６は、フレーム６１、フレーム６１に設けられており受け部６３２を有するロータリテーブル６３、受け部６３２に載せる載置部６１３を有するドライブブッシュ６１１、フレーム６１に設けられておりＨ鋼等で組んだ仮設足場６４上に据え置くためのアウトリガ６２を備えている。
【０１０９】
ドライブブッシュ６１１内壁には所要数（本実施の形態では等間隔に四本）の係合突条部６１２が高さ方向に形成されており、エアタンク部３０の係合切欠部３６１、継ぎ部材４０の係合切欠部４６１と係合して削孔機１を回転させるようになっている。符号６５で示すものは、ロータリテーブル６３を回転させるウォームギアである。
【０１１０】
（作 用）
図６，７を参照して削孔装置の作用を説明する。
図６に示すように、削孔装置は削孔機１と、削孔機１に回転力を付与する回転式駆動装置６を備えている。
削孔工事をする箇所に削孔機１が位置するように回転式駆動装置６を設置し、ドライブブッシュ６１１内に削孔機１を設置する。設置の際に、ドライブブッシュ６１１の係合条部６１２とエアタンク部３０の係合切欠部３６１を係合させる。
【０１１１】
スイベルユニット５０の懸吊部５６０にクレーン（図示省略）のワイヤ５７３取り付け、削孔機１を吊り下げると共に、スイベルユニット５０に、削孔部１０へ圧縮空気を供給する送気ホース５７４と、高圧水を供給する送水ホース５７２を接続する。これによってスイベルユニット５０から送られる圧縮空気及び高圧水は、継ぎ部材４０を経由し、削孔機本体Ａに送られる。
【０１１２】
削孔の際はロータリーテーブル６３を回転させドライブブッシュ６１へ回転駆動力を伝達し削孔機１を円周方向に回転する。削孔機１から噴射されるウォータジェットや削孔機１の先端に配備されているビットは円周方向に公転しながら地盤を削孔する。
【０１１３】
送気ホース５７４により削孔機本体Ａに送られた圧縮空気は、一旦エアタンク部３０内に流入した後に衝撃付与部２０の各ダウンホール式駆動装置２２に導入されてピストンを駆動し、ビット２７，２８に衝撃を付与するが、前記した通り各ダウンホール式駆動装置２２は各ビット２７，２８を同時に打撃しないようになっている。
【０１１４】
送水ホース５７２により削孔機本体Ａに送られた高圧水は、衝撃付与部２０内の送水管２１を経由して、チャックガイド２４先端面２４ａに設けられたウォータジェットの噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けて噴射される。
【０１１５】
例えば軟質地盤を削孔する場合等のように、削孔機１の削孔進度が速すぎて削孔機１の垂直度が保てなくなったり、削孔屑やスライムが十分に排出されずに削孔機１に圧密が加わる状態が発生することがある。このような場合は、掘削機１をクレーンで吊り下げ削孔進度を調整して削孔屑やスライムの排出と同調させるようにするのがよい。
【０１１６】
硬質地盤での削孔の場合は、上記のような事態は発生しないか又は発生しにくいので、必ずしも掘削機１をクレーンで吊り下げなくてもよいが、軟弱地盤と遭遇することもあり、削孔地盤によって適宜選択される。
【０１１７】
クレーンによって削孔機１が吊り下げられるなどしてビット２７，２８が垂れ下がっている状態のときは、圧縮空気はピストンを往復運動させないで各ダウンホール式駆動装置２２を通過し、エア排出口２７１，２８１から排出される。
また、ビット２７，２８が地盤を打撃しているときは圧縮空気は各ダウンホール式駆動装置２２のピストンを往復運動させた後、エア排出口２７１，２８１から排出される。
このように、圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出される。
【０１１８】
図７は削孔機で地盤を削孔している状態を示した説明図で、(a)は軟質地盤における削孔状態、(b)は軟質地盤中で岩石に遭遇したときの削孔状態、(c)は硬質の地盤における削孔状態を示している。
【０１１９】
［軟質地盤の削孔］
一般的な地盤の性質として地表に近いところは土砂、粘土または砂礫層のような軟質地盤８０である。この場合は削孔部１０の先端面２４ａに設けられた噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けてウォータジェット９０を噴射して削孔する。
【０１２０】
この場合、削孔機１をクレーンで吊り下げ、ビット２７，２８が削孔底８４と当接しないように調整しつつ作業を行うと、ダウンホール式駆動装置２２は作動しないでウォータジェット９０のみでの削孔作業が継続できる。
この場合はビットによる地盤の打撃が無いために、削孔工事で発生する騒音や振動を抑制できる。従って、住宅地や都市部での削孔作業の際に発生する住民からの苦情が無くなるか、少なくなることが期待できる。
【０１２１】
削孔の際に生じた削孔屑はウォータジェット９０の水と混じりスラリー８８が生成される。ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出され、ウォータジェット９０の水圧と協働してスラリー８８を削孔８２外へ排出する力となる。
この力を受けてスラリー８８は削孔内壁８６に沿って削孔８２の開口部へ向い、削孔機１と削孔内壁８６の間で潤滑剤の役割を果しながら削孔８２外に排出される。
【０１２２】
なお、削孔する地盤の表面がコンクリート等の硬質材で覆われている場合は、最初にビット２７，２８の打撃による削孔を行い、軟質地盤に達した時点でウォータジェット９０による削孔作業へ切り替えてもよいし、ビット２７，２８の打撃による削孔を継続してもよい。
【０１２３】
［軟質地盤中に岩石がある場合の削孔］
軟質地盤を削孔する場合の作用は、前記した通りである。
軟質地盤８０の削孔が進み、例えば削孔機１の先端が岩石１００に遭遇した場合は、ウォータジェット９０による削孔は困難となる。
【０１２４】
削孔機１はクレーンで吊り下げられ削孔しながら自重で下降するので、ビット２７，２８が岩石１００に接触して押し上げられるか又は衝撃付与部２０に押し込まれた状態になると、ダウンホール式駆動装置２２のピストンが往復運動を開始してビット２７，２８に衝撃を与えビット２７，２８は岩石１００を打撃し削孔する。
【０１２５】
このような場合は、図７(b)に示すように、削孔機１の削孔部１０は削孔８２の中にあることが多いため、岩石１００をビット２７，２８が打撃しても発生する騒音が外部に漏出したり、振動が周囲に伝わりにくい。
【０１２６】
ビット２７，２８による削孔中はウォータジェット９０の噴射を中断してもよいし、継続してもよい。ウォータジェット９０の噴射を中断する場合は、削孔屑は削孔８２内に排出された圧縮空気によって削孔開口部に向かい外部へ排出される。
【０１２７】
ウォータジェット９０の噴射を継続すると、削孔屑は噴射された水と混合されてスラリー８８となり、削孔機１と削孔内壁８６の間で潤滑剤の役割を果すことは前記の通りである。
【０１２８】
なお、削孔作業が地中深いところや、ブロー層で行われているときには排出される圧縮空気だけでは削孔屑を排出できないが、エアタンク部３０や継ぎ部材４０の外周面に形成された螺旋羽根３６，４６で削孔屑は排出される。
【０１２９】
また、ブロー層のうち、ブロー層の隙間が小さいもの又はブロー層に土等が混じったものについては、通常の削孔作業を継続することによりスラリーがブロー層の隙間に入り込んで目詰まりを起こし、結果的に通常の削孔内と同じ所要の気密状態になるので、エアでスラリーを押し上げることができる。
【０１３０】
〔硬質地盤に遭遇した場合の削孔〕
軟質地盤を削孔する場合の作用は前記したとおりである。
軟質地盤８０の削孔が進んで削孔深度が深くなるにつれて転石、玉石層のような硬質地盤１０２に遭遇すると岩石１００の場合と同様にウォータジェット９０による削孔は困難となる。
【０１３１】
削孔機１は自重で下降するので、ビット２７，２８が硬質地盤１０２に接触して押し上げられるか又は衝撃付与部２０に押し込まれた状態になると、ダウンホール式駆動装置２２のピストンが往復運動を開始してビット２７，２８に衝撃を与えビット２７，２８は硬質地盤１０２を打撃し削孔する。
【０１３２】
図７(c)に示すように、硬質地盤１０２を削孔する場合は、削孔機１の削孔部１０は削孔８２の中にあることが多いため、硬質地盤１０２をビット２７，２８が打撃して発生する騒音が漏出したり、振動が周囲に伝わりにくい。
【０１３３】
ビット２７，２８のみによる削孔中は、削孔作業中の削孔機１、殊に削孔部１０の周面には圧密により削孔機１の回転運動を妨げる力が働き、削孔機１が下降しなくなり、それによってビット２７，２８が垂れ下がり状態になり、ビット２７，２８作動しなくなる場合が生じるが多い。この場合は、削孔機１を逆転させたり、削孔機１を引き上げる必要があり削孔作業が中断する。
【０１３４】
しかし、ビット２７，２８による削孔に加えて噴射口２９１，２９２，２９３から削孔箇所の地盤に向けてウォータジェット９０を噴射することによって削孔屑とウォータジェット９０の水が混じってスラリー８８ができ、このスラリー８８は削孔内壁８６に沿って削孔の開口部へ向い、削孔機１と内壁の間でいわゆる潤滑剤の役割を果たため、圧密によって削孔作業が中断するのを防止できる。
【０１３５】
なお、ダウンホール式駆動装置２２内へ送られた圧縮空気は、常時エア排出口２７１，２８１から排出されるために、ウォータジェット９０の水圧と協働してスラリー８８を削孔外へ排出する。
【０１３６】
本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】削孔機の内部構造を示す分解説明図で、エアタンクとスイベルユニットの間に継ぎ部材を配備している。
【図２】図１に示す削孔機下部のチャックガイド部分を拡大して示した縦断面説明図である。
【図３】削孔部先端を下側から見た説明図である。
【図４】エアタンク部の下部連結部を拡大して示した縦断面図。
【図５】エアタンク部の底面図。
【図６】継ぎ部材を装着した削孔機と回転式駆動装置で構成される回転式駆動装置の一部を断面した正面視説明図。
【図７】削孔作業状態を示す説明図。
【符号の説明】
【０１３８】
１ 削孔機
Ａ 削孔機本体
１０ 削孔部
２０ 衝撃付与部
２１ 送水管
２１１ 送水路
２１４ 送水路
２２ ダウンホール式駆動装置
２３ ケーシング
２３０ 空間
２３４ 上部連結部
２４ チャックガイド
２４ａ チャックガイドの先端面
２４０ 中央凹部
２４１，２４２，２４３，２４４，２４５ 周辺凹部
２４６ 装着孔
２５１，２５２，２５３，２５４，２５５ 溝
２７，２８ ビット
２７０，２８０ ヘッド部
２７１ エア排出口
２７３ 排気溝
２８１ エア排出口
２８３ 排気溝
２９ 噴射ノズル
２９１，２９２，２９３ 噴射口
３０ エアタンク部
３１ 送水管
３２ タンク胴部
３３ エア貯留部
３３０ 送気管
３３１ エア分配器
３３２ エア流入口
３３３ 中央エア流路
３３４ 周辺エア流路
３３５ 空間部
３４ 上部連結部
３５ 下部連結部
３５０ 収容空間
３５１ 下部ブロック部
３５２ 連結口
３５３ 開口縁部
３５４ 送水路
３５５ エア流路
３６ 螺旋羽根
３６１ 係合切欠部
３７ 上部ブロック部
３７０ 貫通孔
３７２ 送水分配部
４０ 継ぎ部材
４１ 送水管
４２ 胴部
４４ 送気管
４４７ 係合ピン
４５ 上部連結部
４６ 螺旋羽根
４６１ 係合切欠部
４８ 下部連結部
５０ スイベルユニット
５２ 胴部
５４ 軸部
５６０ 懸吊部
５７２ 送水ホース
５７３ ワイヤ
５７４ 送気ホース
６ 回転式駆動装置
６１ フレーム
６１１ ドライブブッシュ
６１２ 係合条部
６１３ 載置部
６２ アウトリガ
６３ ロータリテーブル
６３２ 受け部
６４ 仮設足場
６５ ウォームギア
８０ 軟質地盤
８２ 削孔
８４ 削孔底
８６ 削孔内壁
８８ スラリー
９０ ウォータジェット
１００ 岩石
１０２ 硬質地盤
Ｕ 回転式駆動装置
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤はビットで削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項２】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地表側の軟質地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇したときはビットで削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項３】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、
削孔作業当初の地表側軟質地盤はウォータジェットで削孔し、
削孔作業の進行に伴ってビットを含む削孔機の掘削部が削孔内に入った後、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇しビットが地盤に接触して押し上げられ又は押し込まれた状態になったときは、ダウンホール式駆動装置のピストンが往復運動を開始してビットに衝撃を与えビットで地盤を削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項４】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、削孔中はエア排出口から常時圧縮空気を排出し、軟質地盤を削孔するときには噴射口からウォータジェットを噴射しながら削孔し、硬質地盤を削孔するときにはウォータジェットの噴射を止めるか又はウォータジェットを噴射しながら地盤を削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項５】
ダウンホール式駆動装置とビットは対応した複数を有し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしていることを含む、
請求項３または４に記載の地盤の削孔方法。
【請求項６】
削孔機に軸周方向の回転力を与えながら自重により削孔機を降下させて削孔するようにしている、
請求項１から５のいずれかに記載の地盤の削孔方法。
【請求項７】
削孔作業により生じた削孔屑と削孔機から噴射したウォータジェットの水を削孔内部で混合してスラリーとし、該スラリーをウォータジェットまたは／および排出された圧縮空気で削孔内壁に沿って削孔の開口部側へ向かわせて削孔機外周と削孔内壁の間の潤滑手段として用いながら排出するようにしている、
請求項１から６のいずれかに記載の地盤の削孔方法。
【請求項８】
削孔機は削孔深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材を有し、継ぎ部材の外周面に形成されている掘削屑又はスラリーの排出手段で掘削屑又はスラリーを排出しながら削孔を行うようにしている、
請求項７記載の地盤の削孔方法。
【請求項９】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機(1)であって、
前記削孔機(1)は、削孔面側にウォータジェットの噴射口(291,292,293)とビット(27,28)を備えている、
削孔機。
【請求項１０】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを行うことが可能な削孔機であって、
削孔機(1)は、少なくとも、先部にエア排出口(271,281)を有する一又は二以上のビット(27,28)と削孔機下面から削孔方向へ噴射する一又は二以上のウォータジェットの噴射ノズル(29)を有しており、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤又は地表側の軟質地盤(80)はウォータジェットによる削孔を、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤又は硬質地盤(84)はビットによる削孔を選択できるようにしている、
削孔機。
【請求項１１】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機(1)は、少なくとも複数のダウンホール式駆動装置(22)とダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビット(27,28)を有し、ダウンホール式駆動装置の数とビットの数は対応し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしており、
削孔機(1)の削孔面側にはエア排出口(271,281)とウォータジェットの噴射口(291,292,293)を備えている、
削孔機。
【請求項１２】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機(1)は、
削孔部(10)に接続されているエアタンク部(30)を有する削孔機本体(A)と、
該削孔機本体(A)を吊り下げ削孔機(1)外から送られてきた高圧水と圧縮空気を削孔機本体(A)に送るスイベルユニット(50)と、
を有し、
前記削孔部(10)は、
チャックガイド(24)に装着されている複数のビット(27,28)と、
該ビット(27,28)に衝撃を付与する衝撃付与部(20)と、
を有し、
該衝撃付与部(20)は、
ケーシング(23)内に収納されており時間をずらしてビット(27,28)を打撃するようにしているダウンホール式駆動装置(22)を前記ビット(27,28)の数に対応する数有し、
前記削孔部(10)の削孔面側には、前記ビット(27,28)と所要数のウォータジェットの噴射口(291,292,293)を有している、
削孔機。
【請求項１３】
エアタンク部(30)とスイベルユニット部(50)の間には、削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材(40)が配備される、
請求項１２記載の掘削機。
【請求項１４】
エアタンク部(30)及び継ぎ部材(40)の外周面に掘削屑又はスラリーの排出手段(36,46)が形成されている、
請求項１３記載の削孔機。
【請求項１５】
請求項９から１４記載のいずれかの削孔機(1)と、該削孔機(1)に軸周方向の回転力を与える回転式駆動装置を備えている、
削孔装置。
【請求項１】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤はビットで削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項２】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
ウォータジェットによる削孔が可能な地表側の軟質地盤はウォータジェットで削孔し、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇したときはビットで削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項３】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、
削孔作業当初の地表側軟質地盤はウォータジェットで削孔し、
削孔作業の進行に伴ってビットを含む削孔機の掘削部が削孔内に入った後、ウォータジェットによる削孔が困難な硬質地盤に遭遇しビットが地盤に接触して押し上げられ又は押し込まれた状態になったときは、ダウンホール式駆動装置のピストンが往復運動を開始してビットに衝撃を与えビットで地盤を削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項４】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを一の削孔機で行う地盤の削孔方法であって、
削孔機は、少なくともダウンホール式駆動装置と該ダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビットを有し、削孔機の削孔面側にはエア排出口とウォータジェットの噴射口を備えており、削孔中はエア排出口から常時圧縮空気を排出し、軟質地盤を削孔するときには噴射口からウォータジェットを噴射しながら削孔し、硬質地盤を削孔するときにはウォータジェットの噴射を止めるか又はウォータジェットを噴射しながら地盤を削孔することを含む、
地盤の削孔方法。
【請求項５】
ダウンホール式駆動装置とビットは対応した複数を有し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしていることを含む、
請求項３または４に記載の地盤の削孔方法。
【請求項６】
削孔機に軸周方向の回転力を与えながら自重により削孔機を降下させて削孔するようにしている、
請求項１から５のいずれかに記載の地盤の削孔方法。
【請求項７】
削孔作業により生じた削孔屑と削孔機から噴射したウォータジェットの水を削孔内部で混合してスラリーとし、該スラリーをウォータジェットまたは／および排出された圧縮空気で削孔内壁に沿って削孔の開口部側へ向かわせて削孔機外周と削孔内壁の間の潤滑手段として用いながら排出するようにしている、
請求項１から６のいずれかに記載の地盤の削孔方法。
【請求項８】
削孔機は削孔深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材を有し、継ぎ部材の外周面に形成されている掘削屑又はスラリーの排出手段で掘削屑又はスラリーを排出しながら削孔を行うようにしている、
請求項７記載の地盤の削孔方法。
【請求項９】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機(1)であって、
前記削孔機(1)は、削孔面側にウォータジェットの噴射口(291,292,293)とビット(27,28)を備えている、
削孔機。
【請求項１０】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔とを行うことが可能な削孔機であって、
削孔機(1)は、少なくとも、先部にエア排出口(271,281)を有する一又は二以上のビット(27,28)と削孔機下面から削孔方向へ噴射する一又は二以上のウォータジェットの噴射ノズル(29)を有しており、
ウォータジェットによる削孔が可能な地盤又は地表側の軟質地盤(80)はウォータジェットによる削孔を、ウォータジェットによる削孔が困難な地盤又は硬質地盤(84)はビットによる削孔を選択できるようにしている、
削孔機。
【請求項１１】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機(1)は、少なくとも複数のダウンホール式駆動装置(22)とダウンホール式駆動装置から衝撃を受けて地盤を打撃するビット(27,28)を有し、ダウンホール式駆動装置の数とビットの数は対応し、各ダウンホール式駆動装置はそれぞれ時間をずらしてビットに衝撃を与えるようにしており、
削孔機(1)の削孔面側にはエア排出口(271,281)とウォータジェットの噴射口(291,292,293)を備えている、
削孔機。
【請求項１２】
ウォータジェットによる削孔とビットの打撃による削孔を行うことを可能にした削孔機であって、
削孔機(1)は、
削孔部(10)に接続されているエアタンク部(30)を有する削孔機本体(A)と、
該削孔機本体(A)を吊り下げ削孔機(1)外から送られてきた高圧水と圧縮空気を削孔機本体(A)に送るスイベルユニット(50)と、
を有し、
前記削孔部(10)は、
チャックガイド(24)に装着されている複数のビット(27,28)と、
該ビット(27,28)に衝撃を付与する衝撃付与部(20)と、
を有し、
該衝撃付与部(20)は、
ケーシング(23)内に収納されており時間をずらしてビット(27,28)を打撃するようにしているダウンホール式駆動装置(22)を前記ビット(27,28)の数に対応する数有し、
前記削孔部(10)の削孔面側には、前記ビット(27,28)と所要数のウォータジェットの噴射口(291,292,293)を有している、
削孔機。
【請求項１３】
エアタンク部(30)とスイベルユニット部(50)の間には、削孔の深さに応じて１又は２以上の継ぎ部材(40)が配備される、
請求項１２記載の掘削機。
【請求項１４】
エアタンク部(30)及び継ぎ部材(40)の外周面に掘削屑又はスラリーの排出手段(36,46)が形成されている、
請求項１３記載の削孔機。
【請求項１５】
請求項９から１４記載のいずれかの削孔機(1)と、該削孔機(1)に軸周方向の回転力を与える回転式駆動装置を備えている、
削孔装置。
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−４３４０４（Ｐ２０１０−４３４０４Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０６０９４（Ｐ２００８−２０６０９４）
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（５０５０４６２８２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（５０５０４６２８２）
【Ｆターム（参考）】
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