JPH1072994A - さく孔具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 さく孔具の空打ち防止。 【解決手段】 さく岩機により打撃及び回転が与えられ
るヘッドステムと、該ヘッドステムの外周部に軸方向に
摺動自在かつ相互回転不能に嵌合するヘッドスリーブ
と、該ヘッドスリーブの先端部に装着された先行ビット
と、前記ヘッドスリーブの側面部に形成されている収容
部に径方向に拡縮可能に収容されたウイングビットとを
備えたさく孔具において、前記先行ビットに高圧の水を
供給する水孔を前記ヘッドステムに設けると共に、前記
ヘッドステムとヘッドスリーブの嵌合部に形成された空
所と前記水孔とを結ぶ通孔を設け、水圧で前記ヘッドス
リーブを前向きに押し付け、打撃時におけるヘッドスリ
ーブの反動を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル工事等に
おいて地山中に補強用の鋼管を埋設するための孔をさく
孔するのに使用されるさく孔具に関する。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤に掘さくしたトンネルの周壁部
を補強するために、外周部に多数の通孔を有する鋼管を
地山に埋設し、該鋼管の通孔を通して地山に定着剤を注
入する工法がある。この工法で鋼管を地山に埋設するに
際しては、図１１に示すように、さく岩機１０のシャン
クロッド１１に装着した中間ロッド１３の先端部にさく
孔具１を取り付けると共に、該中間ロッドの外周部に埋
設用の鋼管１５を嵌合させた装置を用い、さく孔具１で
鋼管を埋設するための孔Ｈをさく孔しつつ、それと同時
にその孔Ｈに鋼管を挿入する。そして、さく孔と鋼管の
挿入が完了したなら、鋼管１５の内部を通してさく孔具
１と中間ロッド１３を引き抜き、鋼管１５のみを孔内に
残留させる。

【０００３】前記さく孔具は、さく岩機により打撃及び
回転が与えられるヘッドステムと、該ヘッドステムの外
周部に軸方向に摺動自在かつ相互回転不能に嵌合するヘ
ッドスリーブと、該ヘッドスリーブの先端部に装着され
た先行ビットと、前記ヘッドスリーブの側面部に形成さ
れている溝状の収容部に径方向に拡縮可能に収容された
ウイングビットとを備え、さく孔時にはヘッドスリーブ
に押し込まれたヘッドステムがウイングビットを押し広
げることにより、該ウイングビットが鋼管の外径よりも
大きな径に拡張され、引き抜き時にはヘッドステムによ
るウイングビットの押し広げが解除され、該ウイングビ
ットが鋼管の内径よりも小さい径に縮小させられるよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ヘッドステムに与えら
れた打撃力はヘッドスリーブに伝達され、更にそれから
先行ビット及びウイングビットに伝達されるが、ヘッド
ステムに対しヘッドスリーブは軸方向に摺動自在である
ため、打撃時の反動でヘッドステムが移動し、その状態
で再度打撃することにより、ヘッドステムに与えられた
打撃力が完全にヘッドスリーブに伝達されず、一部空打
ちの状態となっていた。また、さく孔時に泥水がヘッド
ステムとヘッドスリーブの嵌合部（一般的にスプライン
嵌合している）の隙間に入るため、両者の接触面の損傷
が早かった。本発明は、上記理由による空打ちを防止す
ると共に、耐久性を向上させることを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような構成とした。すなわち、本発
明にかかるさく孔具は、さく岩機により打撃及び回転が
与えられるヘッドステムと、該ヘッドステムの外周部に
軸方向に摺動自在かつ相互回転不能に嵌合するヘッドス
リーブと、該ヘッドスリーブの先端部に装着された先行
ビットと、前記ヘッドスリーブの側面部に形成されてい
る収容部に径方向に拡縮可能に収容されたウイングビッ
トとを備えたさく孔具において、前記先行ビットに高圧
の水を供給する水孔を前記ヘッドステムに設けると共
に、前記ヘッドステムとヘッドスリーブの嵌合部に形成
された空所と前記水孔とを結ぶ通孔を設けたことを特徴
としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１乃至図１０に示すさく孔具は
実施の一形態であって、図１と図２は互いに異なる状態
を表している。以下、この図示例のさく孔具について説
明する。

【０００７】このさく孔具１は、ヘッドステム２の後端
部に形成されている雌ねじ部２１でさく岩機側のロッド
に螺着して使用される。ヘッドステム２の中間部外周部
に形成されているスプライン２２，…がヘッドスリーブ
３の後部に形成されているスプライン溝３１，…に係合
しており、ヘッドスリーブ３はヘッドステム２に対し軸
方向に摺動自在かつ相互回転不能に嵌合している。ヘッ
ドスリーブ３の前端部には雄ねじ部３２が螺刻されてお
り、前面部に複数の刃体５１，…を有する先行ビット５
がこの雄ねじ部３２に取り付けられている。また、ヘッ
ドスリーブ３の中間部には軸方向を向く溝状切欠部から
なる４つのウイングビット収容部３３，…が形成されて
おり、外端部に刃体６１，…を有するウイングビット
６，…が各ウイングビット収容部にそれぞれ収容されて
いる。

【０００８】ウイングビット６は中央内面側が凹状にえ
ぐられた形状をしており、その凹部６２の前部内面は内
側に張出する張出部６３となっており、その前端部には
斜め内向きに突出する突出部６４が設けられている。一
方、ヘッドステム２の前部には、ウイングビット拡径時
に前記張出部６３と係合する張出部受け部２３（図３，
４参照）と、ウイングビット６が拡径状態から縮径状態
へ移行する時に前記突出部６４を摺動案内するガイド部
２４とが設けられている。図２に示すウイングビット縮
径状態からヘッドステム２をヘッドスリーブ３に押し込
むと、ガイド部２４がウイングビット６，…の突出部６
４，…を外方に押し広げながら前進し、ヘッドステム２
がヘッドスリーブ３に完全に押し込まれると、張出部受
け部２３にウイングビット６，…の張出部６３，…が係
合して安定する、図１に示すウイングビット拡径状態と
なる。なお、ウイングビット６，…が縮径状態にある時
は、張出部受け部２３はウイングビット６，…の凹部６
２，…に嵌り込んでいる。

【０００９】また、ウイングビット６の凹部６２よりも
後の部分は内側に張出するストッパ６５となっている。
このストッパ６５がヘッドステム２の断面正方形のスト
ッパ受け部２５（図６参照）とヘッドスリーブ３のウイ
ングビット収容部３３の後側部分との間に係合すること
により、ウイングビット６がウイングビット収容部３３
から逸脱することを防止している。ストッパ６５のヘッ
ドステム２に対向する面（内面）はヘッドステム側に凸
である２つの平面６５ａ，６５ｂで構成されており、ウ
イングビット６が縮径状態にある時は平面６５ａがヘッ
ドステム２のストッパ受け部２５に接し、ウイングビッ
ト６が拡径状態にある時は平面６５ｂがストッパ受け部
２５に接する。

【００１０】ウイングビット６，…のストッパ６４，…
の外側にはスリーブリング７が設けられ、ウイングビッ
ト６，…が遠心方向へ移動しないように拘束している。
このスリーブリング７は先行ビット５と同径で該先行ビ
ットの後端に続いて設けられている。スリーブリング７
の後端面のウイングビット６，…と接触する箇所は打撃
による摩耗が激しい。そこで、摩耗がある程度進んだな
らば、スリーブリング７を回動させてウイングビット
６，…との接触箇所をずらせたり、スリーブリング７を
前後逆向きに付け替えたり、或はスリーブリング７を新
品と交換する。先行ビット５と別体のスリーブリング７
を設けられているためこのような摩耗対策が可能であ
り、先行ビット５の寿命を長く保つことができる。

【００１１】ヘッドステム２の軸心部には、前記雌ねじ
部２１の底から先端にかけて連通する水孔２６が設けら
れている。また、ヘッドスリーブ３の前部軸心部にも、
前後に連通する水孔３４が設けられている。ヘッドスリ
ーブ３の水孔３４はヘッドステム２のガイド部２４に対
応する断面形状に成形されており、ヘッドステム２をヘ
ッドスリーブ３に押し込んだ時、すなわちウイングビッ
ト６，…が拡径状態にある時には、ガイド部２４の先端
部が水孔３４内に嵌合し、ヘッドステム２の水孔２６と
ヘッドスリーブ３の水孔３４が直結される。更に、先行
ビット５には、ヘッドスリーブ３の水孔３４の前端に面
する底部から掘さく面にかけて斜めに２本の水孔５２，
５２が設けられている。これにより、さく岩機側から高
圧の水を供給すると、各水孔２６，３４，５２，５２を
通って先行ビット６の掘さく面に水が吐出される。

【００１２】ヘッドスリーブ３のスプライン溝３１，…
の前側部分は該溝の底よりも若干内径が大きくなってお
り、その前側に位置する内径が小さくなった縮径部３５
が、ヘッドステム２のスプライン２２，…とストッパ受
け部２５の間の段部２７にほぼ隙間なく嵌合する。よっ
て、ヘッドステム２のスプライン２２，…とヘッドスリ
ーブ３のスプライン溝３１，…が完全に嵌合した状態で
は、ヘッドステム２とヘッドスリーブ３の間に空所８が
形成される。そして、前記ヘッドステム２の水孔２６か
らこの空所８に向けて斜め前向きの通孔２８，２８が設
けられている。通孔２８，２８の角度は、空所８へ前向
きに水流が生じるようにするためと、その水流を直線化
するためにある程度の長さを必要することから、軸心に
対して前向き４５度程度とするのが好ましいが、これに
限定されない。空所８内の静圧を高くするために、水孔
２６は通孔２８，２８の入口部の直後で内径が若干狭く
（２６ａ）なっている。

【００１３】水孔２６を流れる水の一部は、通孔２８，
２８を通って空所８に入り、そこからスプライン２２，
…とスプライン溝３１，…の隙間、及び段部２７と縮径
部３５の隙間から外部に漏出する。このため、上記隙間
に泥水が溜らず、ヘッドステム２とヘッドスリーブ３の
接触部分の摩耗を抑えられる。また、水圧がヘッドスリ
ーブ３の前記縮径部分３５の背面にかかり、ヘッドスリ
ーブ３を前方に押圧することにより、打撃時の反動を抑
えるクッション効果が得られ、ヘッドステム２の打撃力
がヘッドスリーブ３に効率的に伝達されて、空打ちが防
止される。

【００１４】さく孔に際しては、図１１に示すように、
さく岩機１０のシャンクロッド１１にロッドスリーブ１
２にて中間ロッド１３を接続し、その中間ロッド１３の
先端部にさく孔具１を装着する。また、中間ロッド１３
の基部にはパイプホルダ１４を取り付け、該パイプホル
ダによって中間ロッド１３の外周部に遊嵌させた鋼管１
５を保持する。この状態でさく岩機１０を作動させつつ
さく孔具１を地山の表面に押し付けると、まず先行ビッ
ト５によって比較的小径の孔Ｈ′が穿孔され、次いで拡
径状態にあるウイングビット６，…によってその孔を鋼
管１５の外径よりも大きな口径の孔Ｈに掘さくする。こ
の間、埋設用の鋼管１５を一緒に孔Ｈの中に挿入する。

【００１５】所定深さの穿孔が終了したならば、鋼管１
５をパイプホルダ１４から外し、該鋼管を穿孔された孔
Ｈの中に残したまま、中間ロッド１３とさく孔具１を鋼
管１５の内部を通して外部に引き抜く。残された鋼管１
５内へは定着剤が注入され、それが鋼管１５の外周部に
形成されている多数の通孔を通って外部に吐出され、穴
壁部に浸透するとともに、鋼管と穴壁との隙間を充填す
る。これにより、軟弱地盤が補強されるのである。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明にかかる
さく孔具は、ビットに供給される水の一部をヘッドステ
ムとヘッドスリーブの嵌合部に形成されている空所に送
り、水圧でヘッドステムに対しヘッドスリーブを前向き
に押圧する構成とすることにより、打撃時におけるヘッ
ドスリーブの反動が抑えられ、ヘッドステムの打撃力が
ヘッドスリーブに効率的に伝達されるので、空打ちを防
止できると共に、その空所に送られた水がヘッドステム
とヘッドスリーブの嵌合部の隙間から外部に少しづつ漏
出するため、該嵌合部に泥水等が溜らず、ヘッドステム
とヘッドスリーブの接触部の摩耗を軽減できるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウイングビットが拡径状態にあるさく孔具の断
面図である。

【図２】ウイングビットが縮径状態にあるさく孔具の断
面図である。

【図３】ヘッドステムの図４におけるＸ−Ｙ断面図であ
る。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】図３のＣ−Ｃ断面図である。

【図７】図３のＤ−Ｄ断面図である。

【図８】ヘッドスリーブの図１０におけるＸ−Ｙ断面図
である。

【図９】図８のＡ−Ａ矢視図である。

【図１０】図８のＢ−Ｂ断面図である。

【図１１】さく孔具の使用状態を表す図である。

【符号の説明】

１ さく孔具 ２ ヘッドステム ３ ヘッドスリーブ ５ 先行ビット ６ ウイングビット ８ 空所 ２６ 水孔 ２８ 通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 さく岩機により打撃及び回転が与えられ
   るヘッドステムと、該ヘッドステムの外周部に軸方向に
   摺動自在かつ相互回転不能に嵌合するヘッドスリーブ
   と、該ヘッドスリーブの先端部に装着された先行ビット
   と、前記ヘッドスリーブの側面部に形成されている収容
   部に径方向に拡縮可能に収容されたウイングビットとを
   備えたさく孔具において、前記先行ビットに高圧の水を
   供給する水孔を前記ヘッドステムに設けると共に、前記
   ヘッドステムとヘッドスリーブの嵌合部に形成された空
   所と前記水孔とを結ぶ通孔を設けたことを特徴とするさ
   く孔具。