JPH066863B2 - 大深度岩盤掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続地中壁などの施工で基礎地盤としての岩
盤層が数十メートル下に存在し、この岩盤層を掘削する
ための大深度岩盤掘削装置に関する。

〔従来の技術〕

掘削孔の深さが大深度になるほど、掘削の芯ずれを起こ
しやすいことはいうまでもないが、比較的柔らかい普通
地盤においてはアースオーガ等の回転連続掘削方式の掘
削装置を偏心なく地盤に挿入してゆく方法が種々提案さ
れている。例えば、掘削孔を部分的にラップさせながら
溝状の孔を形成する場合では、すでに形成した孔内にガ
イドを建込み、これに振れ止め用のホルダーを上下動自
在に取付けてこのホルダーでオーガスクリューを曲がら
ないように保持するのもその一例である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、岩盤層は普通地盤と異なり非常に硬質なので、
これを削孔するには充分な回転トルクを与えられかつ切
削能力にすぐれた特殊な回転連続掘削装置が必要とな
る。

従来、大深度岩盤層掘削装置の一例として、特開昭60-
126489号公報に記載されたものがある。

この特開昭60- 126489号公報によれば、複数本の径の異
なる中空ロッド体同士を内挿させて伸縮自在に連結して
なるケリーロッドと、このケリーロッドの一部を摺動自
在に把持するロータリーヘッドとからなる掘削装置が記
載されている。

しかし、ロータリーヘッドがケリーロッドを把持する範
囲は地上からケリーロッドを吊り下げているリーダーマ
ストの範囲に限られ、ロータリーヘッドは地下へ届かな
い。このため、掘削が大深度におよぶ場合には、結局、
芯ずれを起こすおそれがある。

また、ケリーロッドを構成する各ロッド体自体が長尺な
ものなので茎を強固にする必要があり、材料が高価なも
のとなって費用が嵩んでしまう。

その他の従来例として、振れ止め装置に関する特開昭56
- 108490号公報がある。

この特開昭56- 108490号公報によれば、オーガー軸とヘ
ッダとの連結部付近の外周に凸起部分を設け、ヘッダに
より穿孔された孔内を凸起部分が圧接していくので、こ
の凸起部分が振れ止めの役割を果たすことになる。

しかし、特開昭56- 108490号公報の凸起部分は、ヘッダ
付近に固定されているので穿孔に伴って凸起部分も移動
してしまったり、また、ロッドの長さがありすぎて短尺
な振れ止めでは全体を支持しきれずに偏心状態になるお
それがある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、大深度に
ある岩盤層を芯ずれなしに的確に掘削でき、しかもこれ
に使用する掘削機は従来からある普通地盤の掘削に使用
するものを利用でき、特別な駆動機構を必要とすること
なく安価に実現できる大深度岩盤掘削装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、ケーシングを把持し
て回転させながら地盤に挿入する掘削機と、該掘削機に
把持されるケーシング先端にこのケーシングよりも細径
のロッドを連結し、さらに該ロッドの先端にスクリュー
軸の先端羽根にカッタービットを多数下向きに並べて取
付けた特殊形状のアースオーガよりなる岩盤掘削手段を
連結する大深度岩盤掘削装置において、前記細径のロッ
ドが回転かつ摺動自在に挿通する貫通孔を有する偏平な
ハウジングに水平なジャッキを収め、このジャッキの先
端にロッド側方への押圧板を設けて振れ止め装置を構成
し、また、ロッドと前記岩盤掘削手段との連結部外周
に、前記振れ止め装置がそれ以上下がらないような係止
フランジを突設したことを要旨とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、掘削機によりケーシングが回転駆動さ
れその先の岩盤掘削手段も回転して大深度の岩盤層へ挿
入される。

この際、振れ止め装置は押圧板を張り出して岩盤層上部
のすでに形成されている掘削孔の壁に圧接し固定され
る。

そして、この振れ止め装置のハウジング中央の貫通孔に
回転かつ摺動自在に挿通したロッドは、ハウジングにガ
イドされながら下降していくので該ロッドの先端の岩盤
掘削手段を真っ直ぐに押し下げられて、硬い地盤を掘削
する場合でも芯ずれを防止できる。

振れ止め装置がケーシングの先端まできたならば、この
振れ止め装置のジャッキを縮め、押圧板を引っ込める
と、振れ止め装置はロッドに沿って下降し、ロッドより
太径な係止フランジで止められる。

これで、振れ止め装置はロッド先端部に位置するので、
再度掘削孔壁に圧接固定し、掘削動作を繰り返す。

しかも、掘削後などに装置全体を引上げる場合にも振れ
止め装置は係止フランジの所で係止してロッドの引上げ
とともに引上げることができる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の大深度岩盤掘削装置の１実施例を示す
側面図で、図中１は掘削機である。この掘削機１は普通
地盤の掘削にも使用できるもので、詳細な図示は省略す
るが、駆動装置２として、モータ３、このモータ３に連
結する減速機４、及び減速機４に連結するケーシング外
周へのチャック装置５からなり、減速機４及びチャック
装置５は中央を掘削ケーシングが貫通するだけの透孔を
有するドーナツ状のものである。

また、駆動装置２自体はクローラ等の移動機構を有する
ベースマシン、又は車輪を有する架台等に立設した短尺
なリーダマストのリーダーに昇降自在に結合され、側部
に昇降ジャッキを備えている。

図中６は前記のごとき掘削機１に把持されるケーシング
で、該ケーシング６の先端にこれよりも細径のケーシン
グ状の中空ロッド７を連結し、さらにロッド７の先端に
岩盤掘削手段８を連結した。一例として、ケーシング６
の径を（φ）1500mm程度とするとロッド７の径は（φ）
800mm程度であり、またロッド７の長さは7,000mm程度、
岩盤掘削手段８としてはスクリュー軸８ａの先端羽根に
カッタービット８ｂを多数下向きに並べて取付けた特殊
形状のアースオーガを用いた。

このようなケーシング６、ロッド７、岩盤掘削手段８か
らなる掘削手段９のロッド７に、第２図、第３図に示す
ように、偏平な矩形ハウジング10ａ内にロッドに対して
水平なジャッキ10ｂを収め、ハウジング10ａの側部に並
べた押圧板11をこのジャッキ10ｂに取付けて構成した振
れ止め装置10を構成する。

そして、この振れ止め装置10のハウジング10ａの中央に
貫通孔を設け、この貫通孔にロッド７を摺動かつ回転自
在に挿通させる。

このようにして、ロッド７の外周に振れ止め装置10を摺
動自在に設けるが、ロッド７の先端の岩盤掘削手段８を
連結部では該ロッド７よりも太径な係止フランジ７ａを
突設してそれ以上振れ止め装置10が下がらないようにす
る。

次に、使用法及び動作について説明する。

第４図〜第６図は本発明の掘削装置を用いる掘削工法の
各工程を示す側面図で、まず第４図に示すように岩盤層
12上の地表から約50〜70ｍ程度の深さの普通地盤に通常
の連続壁施工での掘削方法で掘削した溝状の掘削孔13を
形成しておく。

この掘削孔13の形成方法の一例を示すと、多軸オーガを
用いてもよいが、孔径が比較的大きい場合には、掘削機
１に先端に掘削刃を有する掘削ケーシングをセットし、
該掘削機１でこの掘削ケーシングを回転駆動して地盤に
挿入する。同時に掘削ケーシングの上端開口から内部に
掘削バケットを吊り降ろし、コア状に切り取ったケーシ
ング内部の土砂を地上に排土して円形孔を造成し、順次
この円形孔を部分的にラップさせながら連続する掘削孔
13を形成する。

次いで、掘削機１はそのままで掘削ケーシングを本発明
掘削手段９のケーシング６に代え、この外周をチャック
装置５で把持することで第５図に示すように岩盤掘削手
段８のカッタービット８ｂが掘削孔13の最深部、すなわ
ち岩盤層12の上端に当接する位置まで吊り降ろす。

その際、振れ止め装置10はロッド７に対し係止フランジ
７ａの所まで下がっているが、ジャッキ10ｂを伸長して
押圧板11を張り出せば、これが掘削孔13の孔壁に押圧さ
れ、振れ止め装置10の全体が孔13内にしっかりと固定さ
れる。

モータ３を始動すると、減速機４を介してチャック装置
５が回転しその回転力がケーシング６へ伝わるので、岩
盤掘削手段８も回転する。

駆動装置２を下げれば、ケーシング６及び岩盤掘削手段
８も押し下げられ、岩盤層12はカッタービット８ｂで切
削される。

この時、ロッド７は振れ止め装置10でガイドされている
ので、前記のごとき岩盤掘削手段８の岩盤層12の掘削が
芯ずれを起こすことを防止できる。

掘削が進行し、振れ止め装置10がロッド７の上端、すな
わちケーシング６の下端の個所まできたならば、押圧板
11を引っ込めれば、この振れ止め装置10はロッド７に沿
って下降し、係止フランジ７ａの所で止まるので、再
度、押圧板11を張り出して固定し、掘削を続行する。

そして、所定長岩盤層12を掘削したら、ケーシング６を
逆回転させて岩盤掘削手段８を引き上げ、装置全体を次
位の掘削予定位置に移動させて同様の手順を繰り返し、
岩盤層12に上部の掘削孔13と同巾の溝を形成する。

なお、切削した岩盤層12の砕石はそのまま残し、上方か
らセメントを流し込んでこれを骨材とするコンクリート
を孔底に得ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の大深度岩盤掘削装置は、深い
個所の岩盤層を削孔するのに岩盤掘削手段の直上のロッ
ドが掘削孔壁を反力として固定する振れ止め装置でガイ
ドされるので、硬い地盤の岩盤層であっても芯ずれする
ことなく設計通りの掘削を行うことができるものであ
る。

とくに、振れ止め装置はケーシング先端と係止フランジ
間をロッドに沿って摺動自在で、かつ、係止フランジよ
りも下方に下がらないので、掘削が進行して振れ止め装
置がケーシング先端に達しても、掘削孔壁への反力を緩
めるだけで自然に下降してゆくので、大深度への掘削で
も効率的に掘削および振れ止め装置の下降作業が進行で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の大深度岩盤掘削装置の１実施例を示す
側面図、第２図は振れ止め装置の横断平面図、第３図は
同上側面図、第４図〜第６図は本発明装置を用いた掘削
工法の工程を示す側面図である。 １…掘削機 ２…駆動装置 ３…モータ ４…減速機 ５…チャック装置 ６…ケーシング ７…ロッド ７ａ…係止フランジ ８…岩盤掘削手段 ８ａ…スクリュー軸 ８ｂ…カッタービット ９…掘削手段 10…振れ止め装置 10ａ…ハウジング 10ｂ…ジャッキ 11…押圧板 12…岩盤層 13…溝状の掘削孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングを把持して回転させながら地盤
   に挿入する掘削機と、該掘削機に把持されるケーシング
   先端にこのケーシングよりも細径のロッドを連結し、さ
   らに該ロッドの先端にスクリュー軸の先端羽根にカッタ
   ービットを多数下向きに並べて取付けた特殊形状のアー
   スオーガよりなる岩盤掘削手段を連結する大深度岩盤掘
   削装置において、 前記細径のロッドが回転かつ摺動自在に挿通する貫通孔
   を有する偏平なハウジングに水平なジャッキを収め、こ
   のジャッキの先端にロッド側方への押圧板を設けて振れ
   止め装置を構成し、 また、ロッドと前記岩盤掘削手段との連結部外周に、前
   記振れ止め装置がそれ以上下がらないような係止フラン
   ジを突設したことを特徴とする大深度岩盤掘削装置。