JPH0730664B2 - 掘削方法および掘削装置 - Google Patents

掘削方法および掘削装置

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JPH0730664B2
JPH0730664B2 JP3817291A JP3817291A JPH0730664B2 JP H0730664 B2 JPH0730664 B2 JP H0730664B2 JP 3817291 A JP3817291 A JP 3817291A JP 3817291 A JP3817291 A JP 3817291A JP H0730664 B2 JPH0730664 B2 JP H0730664B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は掘削方法および掘削装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の掘削装置には、本発明者が開発し
た特開昭63−11789号に示される装置がある。こ
の従来の掘削装置ではピット装置を、平面形状がデバイ
スの径とほぼ同径のほぼ半円形をなす2個のピットブロ
ックに形成し、該2個のピットブロックに各々軸を立設
すると共に、2個のピットブロックをその直状端面を適
宜な間隔をもって対向させて軸をデバイスに設けた軸穴
に抜け止めして回動自在に嵌入し、その軸位置をデバイ
スが掘削方向に回転した際に、両ピットブロックの各々
一方の端部が共にデバイスの外周面より所定の掘削量分
だけ外方に突出し、かつその際に両ピットブロックの直
状端面が当接するようデバイスの中心から偏心するよう
設けている。またデバイスの外周面に突出部を設けて、
この突出部を管体下端内壁に設けた係合部に係合しうる
ようにしている。上記の掘削装置によれば、エアハンマ
ーによりデバイスに衝撃を与えつつデバイスを回転させ
ることにより、穴を掘削することができ、その際管体が
デバイスに引き連れられて穴内に進入するので、穴内壁
を管体で覆うことができ、穴内壁面の崩壊を防ぐことが
できる。またピット装置はその両ピットブロックが直状
端面を当接させた状態で回転するので強度的に優れ、磨
耗等を防止でき、さらには掘削終了後にはデバイスを若
干逆回転させることにより、両ピットブロックをほぼ円
形状にすることができるので、管体を穴内に残したま
ま、デバイスとともに両ピットブロックを引き上げて回
収することができる。掘削中掘り出される土砂はエアに
よりデバイスに設けた排出溝などを通じて管体とエアハ
ンマーのシリンダとの空間から外部に排出するようにし
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の掘削装置では大きな径の穴の掘削ができないという問
題点がある。すなわち上記掘削装置の場合、掘削した土
砂は、管体とエアハンマーのシリンダとの間の空間を通
じてエア圧により外部に排出するものであるが、大径の
穴を掘削する場合引き連れていく管体も必然的に大径の
ものとなり、するとエアハンマーの大きさはほぼ決まっ
ていることから、管体とエアハンマーとの間の空間が大
きくなり、エア圧によっては土砂を外方に排出すること
ができなくなるのである。従来の装置では掘削しうる穴
は最大30cm程度のものしかできないのが現状であっ
た。また井戸を掘る場合には、水が管体内に侵入できる
ように、水浸透用のスリットを外壁に設けた管体を用い
るが、この場合には当然のことながら、掘削中に水が大
量に管体内に溜まり、この水圧により土砂の排出が不能
となってしまう問題点がある。さらに穴は縦穴のみなら
ず横穴の掘削が必要な場合があるが、上記装置によって
横穴を掘削しようとするときは、排出すべき土砂が管体
の下半分に滞留しエアが管体の上半分の部位を単に通過
するようになり、やはり土砂の排出が良好に行えないと
いう問題点がある。従来このような横穴を掘削する場合
には、スクリュ装置により掘削するようにしているが、
スクリュでは土砂の排出が十分に行えず、特に粘度の高
い土砂の場合には土砂がスクリュに付着してしまい、掘
削が不能となるなどの問題点がある。そこで本発明は上
記問題点を解決すべくなされたものであり、その目的と
するところは、大径の井戸や横穴の掘削を容易に行うこ
とのできる掘削方法および掘削装置を提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、デバイス下面に
ピット装置を取り付け、エアハンマーによりデバイスに
衝撃を加えつつ、デバイスと共にピット装置を回転させ
て地中に穴を掘ると共に、デバイス外周面に設けた突部
を外管内壁に設けた係合部に係合させることにより、外
管を掘削穴内に連れていき、掘削穴内壁を外管で覆うよ
うにする掘削方法において、前記エアハンマーにエアを
供給する中管をエアハンマーに固定し、該中管内に位置
して内管を配設し、前記中管中途部に外周面において外
管内壁面に摺接する隔壁体を設け、前記中管と内管との
間の空間からエアハンマーにエアを供給してエアハンマ
ーを駆動して穴を掘削すると共に、エアハンマーを駆動
させたエアをデバイスを通じてピット装置下面側に送り
込み、このエア圧により、スライムをデバイスに設けた
排出溝もしくは孔、外管と中管および前記隔壁体との間
の空間、該空間と内管とを連通する連絡管から内管を通
じて外部に排出することを特徴としている。また本発明
では、デバイス下面にピット装置を取り付け、エアハン
マーによりデバイスに衝撃を加えつつ、デバイスと共に
ピット装置を回転させて地中に穴を掘ると共に、デバイ
ス外周面に設けた突部を外管内壁に設けた係合部に係合
させることにより、外管を掘削穴内に連れていき、掘削
穴内壁を外管で覆うようにする掘削方法において、前記
エアハンマーにエアを供給する内管を設け、該内管と前
記外管との間に下端を前記デバイスもしくはエアハンマ
ーに固定した中管を配設し、中管中途部に外周面におい
て前記外管内壁面に摺接する隔壁体を設け、前記内管か
らエアハンマーにエアを供給してエアハンマーを駆動し
て穴を掘削すると共に、エアハンマーを駆動させたエア
をデバイスを通じてピット装置下面側に送り込み、この
エア圧により、スライムをデバイスに設けた排出溝もし
くは孔、外管と中管および前記隔壁体との間の空間、中
管に設けた透孔を経由して中管と内管との間の空間から
外部に排出することを特徴としている。
【0005】
【作用】本発明によれば、中管と外管とを中管の中途部
に設けた隔壁体によって仕切るようにし、小径の内管
内、もしくは中管内を通じて土砂を外部に排出するよう
にしたので、掘削する穴の穴径にかかわらず掘削が行
え、大径の穴の掘削が可能となった。特に井戸を掘削す
る場合には浸透する水によって土砂の排出が難しくなる
が、本発明では、隔壁体によって上部の水を遮断できる
ので水圧の影響を排除でき、土砂の排出を良好におこな
え、井戸の掘削が容易となる。さらに横穴を掘削する場
合にも、土砂排出通路が大きいと土砂が通路の下部側に
滞留し、土砂の排出が良好に行えないが、本発明では、
上記のように土砂排出通路を狭くできるので土砂の排出
が良好に行え、大径の横穴であっても容易に掘削が行え
る。
【0006】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。12はデバイスであり、後記す
るようにピット装置14が装着される。16はエアハン
マーであり、下端においてデバイス12に固定されてい
る。エアハンマー16は内部にハンマーピストン(図示
せず)が内蔵され、このハンマーピストンによってシャ
フト18を殴打することによりデバイス12に衝撃力を
付与する。デバイス12の外周面にはデバイス12の下
面から上面に至る土砂(スライム)排出用の排出溝19
が形成されている。この排出部は溝でなく、貫通孔であ
ってもよい。またデバイス12には上記エアハンマー1
6を駆動したエアをデバイス12下面に送出するための
エア通路21が上下方向に貫設されている。さらにデバ
イス12外周面上部には突部23が形成されており、こ
の突部23が、掘削穴の内壁を覆うための外管26下端
内壁に設けたカラー(係合部)28に上方から当接可能
になっている。ピット装置14は、図2、図3に明確な
ように、平面形状がほぼ半円形をなす2個のピットブロ
ック14a,14bからなり、各ピットブロック14
a,14bには軸20が立設され、この軸20がデバイ
ス12下面に設けた軸穴22に抜け止めされて嵌入され
ることによって、デバイス12に回動自在に装着され
る。この装着方法は、軸20外周に凹溝を設け、この凹
溝にデバイス12からピンを先端が凹溝内に嵌入するよ
うにすることでデバイスに対して回動自在に装着するこ
とができる。ピットブロックブロック14a,14bは
その直状端面を対向させて配置され、図2のように両者
が正対した際その直状端面間に適当な間隔があくように
する。その際、両ピットブロック14a,14bの外周
はほぼ円形となり、その径はデバイス12の径より小さ
い。そしてデバイス12が掘削方向に回転された際、図
3に示すように上記間隔に応じて両ピットブロック14
a,14bが軸20を中心にその直状端面が当接するま
で回動し、各々の端部が共にデバイス12の外周面より
所定の掘削量分だけ外方に突出するよう軸20がデバイ
ス12の中心に対して点対称に偏心位置している。ピッ
トブロック14a,14bの底面には超硬合金からなる
ピット24が十分な数固定されている。なお、図3に示
すように、デバイス12が掘削方向に回転されて両ピッ
トブロック14a,14bがその直状端面が当接する位
置まで回動した際、デバイス12に設けられている排出
溝19とエア通路21がピットブロックが回動すること
によってデバイス12下面に露出するよう位置設定され
ている。
【0007】次に30は中管であり、その下端において
エアハンマー16への駆動用エアを供給するためのエア
供給路32に設けたテーパーネジ穴に螺着されている。
34は内管であり、4枚の連結板36により中管30と
同心に位置するよう中管30に固定されている。内管の
下端はエア供給路32の上方までのびてここで閉塞され
ている。中管30の下端部外周には隔壁体38が固定さ
れている。隔壁体38は中管30外壁に固定された剛板
40にゴム板42がボルトによって固定されてなる。こ
のゴム板42はその外周縁において外管26内壁面に摺
接するようになっている。44は連結管であり、中管3
0下部と内管34下端に開口した透孔に嵌着され、内管
34内と隔壁体38より下方の外管26内空間とを連通
している。46はシール部であり、中管30上部外周上
に装着され、また連通管48によりコンプレッサ50に
接続されている。これによりコンプレッサ50からの圧
縮エアを連通管48、シール部46、さらに中管30に
設けた透孔(図示せず)を通じて、中管30が回転して
いる状態においても中管30と内管34との間の空間か
ら圧縮エアをエアハンマー16に供給することができ
る。52はチェーンであり、減速機を介してモータ54
の回転力を中間30に伝達する。外管26、中管30の
上端外周には、管体接続用のネジが形成されている。
【0008】続いて動作について説明する。モータ54
が駆動されると、中管30が回転され、これによりデバ
イス12、ピットブロック14a,14b、エアハンマ
ー16が一斉に掘削方向A(図3)に回転駆動される。
これにより前記のように両ピットブロック14a,14
bがその直状端面が互いに当接するまで軸20を中心に
回動し、各々の端部がデバイス12の外周面より外方に
突出する。両ピットブロックはその直状端面が当接する
と直状端面がストッパとして作用し、ロックされた状態
となり、掘削可能となる。一方コンプレッサ50からの
圧縮エアが前記したようにエアハンマー16に供給さ
れ、エアハンマー16が作動されてデバイス12に衝撃
力が加えられ、これによりピット装置14は土中を進入
しつつ土石を掘削する。また外管26はデバイス12に
引き連れられて掘削穴中に進入し、掘削穴内壁を覆い、
崩れを防止する。掘削された土砂(スライム)は、エア
ハンマー16からの高圧排出エアがエア通路21からピ
ット装置14下面側に吹きつけられ、このエア圧により
デバイス12の排出溝19、外管26の下部空間、連結
管44、内管34を通じて外部に排出されるのである。
【0009】上記のように、土砂が小径の内管34を通
じて外部に排出されるので、内管34内に強力な上昇気
流が生じ、土砂の排出が良好に行え、外管26を太くし
ても、すなわち大径の掘削穴であっても容易に掘削が行
えるのである。また外管26と中管30との間は隔壁体
38のゴム板42によってシールされている。前記した
ように、井戸を掘削するときは外管26に水浸透用のス
リットを設けているので、掘削中外管26が地中に進入
する際にも該スリットから水が外管26内に浸透し、隔
壁体38上方の外管26中に溜まる。しかしこの水は外
管26内が隔壁体によって仕切られているので、隔壁体
より下方の外管26中には進入しない。この隔壁体38
より下方の外管26中には下方からの地下水が充満する
ことがあるが、上部の水とは隔壁体38によって遮断さ
れているので、上部の水からの圧力が及ばず、低圧に保
持できるのでエア圧による土砂排出を効果的に行うこと
ができる。外管26が地中に所定深さ進入したら、次の
外管を螺着して接続することで継続して掘削をおこなう
ことができる。中管30、内管34も同様にして接続す
る。なお、内管34は直接駆動力を伝達されないので、
Oリングなどのパッキンを介在させてシールして嵌合す
るだけでもよい。掘削が終了したら、デバイス12、ピ
ット装置14、エアハンマー16、中管30、内管34
を外管26を穴内に残したまま上方に引き抜けばよい。
上記実施例では縦穴を掘削する例で説明したが、横穴を
掘削することもできる。この場合にも土砂を小径の内管
34から排出するようにしたので、土砂が内管34中に
滞留するようなことがなく、大径の横穴を容易に掘削で
きるのである。又上記実施例では、中管30と内管34
との間の空間からエアハンマー16にエアを供給し、内
間34から土砂を外部に排出するようにしたが、図4に
示すように、内管34から駆動用のエアをエアハンマー
16に供給するようにし、中管30に設けた透孔56か
ら中管30内を通じて土砂を外部に排出するようにする
こともできる。この場合には、中管30はエアハンマー
16に固定するようにしてもよいし、デバイス12上面
に固定するようにしてもよい。
【0010】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、中管と外
管とを中管の中途部に設けた隔壁体によって仕切るよう
にし、小径の内管内、もしくは中管内を通じて土砂を外
部に排出するようにしたので、掘削する穴の穴径にかか
わらず掘削が行え、大径の穴の掘削が可能となった。特
に井戸を掘削する場合には浸透する水によって土砂の排
出が難しくなるが、本発明では、隔壁体によって上部の
水を遮断できるので水圧の影響を排除でき、土砂の排出
を良好におこなえ、井戸の掘削が容易となる。さらに横
穴を掘削する場合にも、土砂排出通路が大きいと土砂が
通路の下部側に滞留し、土砂の排出が良好に行えない
が、本発明では、上記のように土砂排出通路を狭くでき
るので土砂の排出が良好に行え、大径の横穴であっても
容易に掘削が行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】掘削装置の要部を示した正面縦断面図である。
【図2】ピット装置の底面図である。
【図3】ピット装置の底面図である。
【図4】掘削装置の他の実施例を示す部分断面図であ
る。
【符号の説明】
12 デバイス 14 ピット装置 16 エアハンマー 19 排出溝 21 エア通路 26 外管 30 中管 34 内管 38 隔壁体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デバイス下面にピット装置を取り付け、
    エアハンマーによりデバイスに衝撃を加えつつ、デバイ
    スと共にピット装置を回転させて地中に穴を掘ると共
    に、デバイス外周面に設けた突部を外管内壁に設けた係
    合部に係合させることにより、外管を掘削穴内に連れて
    いき、掘削穴内壁を外管で覆うようにする掘削方法にお
    いて、前記エアハンマーにエアを供給する中管をエアハ
    ンマーに固定し、該中管内に位置して内管を配設し、前
    記中管中途部に外周面において外管内壁面に摺接する隔
    壁体を設け、前記中管と内管との間の空間からエアハン
    マーにエアを供給してエアハンマーを駆動して穴を掘削
    すると共に、エアハンマーを駆動させたエアをデバイス
    を通じてピット装置下面側に送り込み、このエア圧によ
    り、スライムをデバイスに設けた排出溝もしくは孔、外
    管と中管および前記隔壁体との間の空間、該空間と内管
    とを連通する連絡管から内管を通じて外部に排出するこ
    とを特徴とする掘削方法。
  2. 【請求項2】 デバイス下面にピット装置を取り付け、
    エアハンマーによりデバイスに衝撃を加えつつ、デバイ
    スと共にピット装置を回転させて地中に穴を掘ると共
    に、デバイス外周面に設けた突部を外管内壁に設けた係
    合部に係合させることにより、外管を掘削穴内に連れて
    いき、掘削穴内壁を外管で覆うようにする掘削装置にお
    いて、前記エアハンマーにエアを供給する中管をエアハ
    ンマーに固定し、該中管内に位置して内管を配設し、前
    記中管中途部に外周面において外管内壁面に摺接する隔
    壁体を設け、前記エアハンマーを駆動させたエアをピッ
    ト装置下面側に送り込むエア通路をデバイスに設け、該
    ピット装置下面側と前記外管と中管および隔壁体との間
    の空間を連通する排出溝もしくは孔をピット装置および
    デバイスに設け、該空間と前記内管とを連通する連絡管
    を設けたことを特徴とする掘削装置。
  3. 【請求項3】 デバイス下面にピット装置を取り付け、
    エアハンマーによりデバイスに衝撃を加えつつ、デバイ
    スと共にピット装置を回転させて地中に穴を掘ると共
    に、デバイス外周面に設けた突部を外管内壁に設けた係
    合部に係合させることにより、外管を掘削穴内に連れて
    いき、掘削穴内壁を外管で覆うようにする掘削方法にお
    いて、前記エアハンマーにエアを供給する内管を設け、
    該内管と前記外管との間に下端を前記デバイスもしくは
    エアハンマーに固定した中管を配設し、中管中途部に外
    周面において前記外管内壁面に摺接する隔壁体を設け、
    前記内管からエアハンマーにエアを供給してエアハンマ
    ーを駆動して穴を掘削すると共に、エアハンマーを駆動
    させたエアをデバイスを通じてピット装置下面側に送り
    込み、このエア圧により、スライムをデバイスに設けた
    排出溝もしくは孔、外管と中管および前記隔壁体との間
    の空間、中管に設けた透孔を経由して中管と内管との間
    の空間から外部に排出することを特徴とする掘削方法。
  4. 【請求項4】 デバイス下面にピット装置を取り付け、
    エアハンマーによりデバイスに衝撃を加えつつ、デバイ
    スと共にピット装置を回転させて地中に穴を掘ると共
    に、デバイス外周面に設けた突部を外管内壁に設けた係
    合部に係合させることにより、外管を掘削穴内に連れて
    いき、掘削穴内壁を外管で覆うようにする掘削方法にお
    いて、前記エアハンマーにエアを供給する内管を設け、
    該内管と前記外管との間に下端を前記デバイスもしくは
    エアハンマーに固定した中管を配設し、中管中途部に外
    周面において前記外管内壁面に摺接する隔壁体を設け、
    前記エアハンマーを駆動させたエアをピット装置下面側
    に送り込むエア通路をデバイスに設け、該ピット装置下
    面側と前記外管と中管および隔壁体との間の空間を連通
    する排出溝もしくは孔をデバイスに設け、前記空間と中
    管内とを連通する透孔を中管に設けたことを特徴とする
    掘削装置。
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