JPH11270268A - 地盤削孔角度検出装置、地盤削孔角度検出方法、地盤削孔角度管理方法、地盤削孔方法、及び薬液注入孔角度管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 削孔開始時から所定削孔位置に到達するまで
の間、継続的かつ自動的に削孔角度を検出し得る装置や
方法を提供する。 【解決手段】 容器内に封入された液体の液面を検出す
る液面検出部を有し、地盤への削孔を行う削孔ロッド２
３の削孔方向に対し液面検出部を平行に接続し、液面の
位置により地盤に削孔された孔の孔角度を検出する角度
センサー３３及びコンピュータ４１を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤削孔角度検出
装置、地盤削孔角度検出方法、地盤削孔角度管理方法、
及び薬液注入孔角度管理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地盤の改良等のために行われる薬
液注入工事においては、使用される薬液材料の種類、薬
液材料の注入量、薬液材料の注入圧力は、コンピュータ
を備えた薬液注入総合管理装置によって自動的に把握又
は測定され、自動的に入力されて管理されていた。

【０００３】しかし、薬液注入用のホースを挿入するた
めの孔の地盤に対する傾斜角度については、自動的に測
定できる装置が従来は無かったため、従来は、薬液注入
孔の孔角度を自動的に入力・管理することはできなかっ
た。

【０００４】このため、従来は、削孔を行う前に、作業
者が、分度器のような角度目盛を有する計測具（スラン
トルール）を用いて目視により角度を計り、この角度方
向となるように削孔ロッドの軸方向をセットする、とい
う原始的な方法が採用されていた。そして、確認及び工
事記録のために写真撮影等を行い、孔角度の施工管理を
行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の削孔角度管理方法では、削孔する地盤から離し
た状態で削孔ロッドの角度のセットを行っていたため、
削孔を開始すると、地盤からの反力により削孔ロッドの
実際の角度が設定角度からずれるおそれが非常に高かっ
た。

【０００６】しかし、削孔開始後の削孔ロッド角度のズ
レは微少角度であることが多く、作業者や管理者の目視
によっては、角度ズレが生じたか否かの判別は非常に困
難であった。このため、削孔開始後は、最初にセットし
た削孔ロッド角度を調整することは行われておらず、そ
のまま削孔を継続するのが実状であった。

【０００７】しかし、孔の削孔長が長い場合には、最初
は微少な角度ズレであっても、所定の削孔位置に到達し
た時点での孔の先端付近ではかなりの角度変化となる。
このような場合には、以下のような問題点があった。

【０００８】 計画時には各注入孔から注入される薬
液が浸透する領域（注入領域）が重複し、全体として地
盤改良効果を発揮するように計画されていても、実際に
削孔された各注入孔の方向が計画方向とは異なるため、
各注入領域のうち重複しない部分が生じる。このような
場合には、地中に遮水壁等を構成しようとする薬液注入
工事の場合には、遮水壁にいわば穴のような部分が生じ
ることとなり、遮水効果が著しく低下する。

【０００９】 削孔ロッドの角度ズレが累積すること
により、注入管の方向や注入孔先端が計画方向や計画位
置とはかなり異なってしまい、薬液注入工事現場の周辺
の構造物等に影響が及ぶ事態が発生するなどの原因とも
なっていた。

【００１０】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、削
孔開始時から所定削孔位置に到達するまでの間、継続的
かつ自動的に削孔角度を検出し得る装置や方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る地盤削孔角度検出装置は、地盤への削
孔を行う削孔ロッドの削孔方向に対し平行に接続し、前
記地盤に削孔された孔の孔角度を検出する削孔角度検出
手段を備えることを特徴とする。

【００１２】上記の地盤削孔角度検出装置において、好
ましくは、前記削孔角度検出手段から出力される前記孔
角度を視覚的に表示し、又は印字出力する削孔角度表示
・出力手段を備える。

【００１３】また、上記の地盤削孔角度検出装置におい
て、好ましくは、前記削孔角度表示・出力手段は、前記
地盤に削孔される複数の孔の孔番号と、前記孔番号に対
応する孔の測定条件と、前記孔番号に対応する孔の前記
孔角度を視覚的に表示し、又は印字出力可能である。

【００１４】また、上記の地盤削孔角度検出装置におい
て、好ましくは、前記削孔角度検出手段から出力される
前記孔角度を記録する削孔角度記録手段を備える。

【００１５】また、上記の地盤削孔角度検出装置におい
て、好ましくは、前記削孔角度記録手段は、前記地盤に
削孔される複数の孔の孔番号と、前記孔番号に対応する
孔の測定条件と、前記孔番号に対応する孔の前記孔角度
を記録可能である。

【００１６】また、上記の地盤削孔角度検出装置におい
て、好ましくは、前記削孔角度記録手段は、可搬性を有
する記憶媒体である。

【００１７】また、上記の地盤削孔角度検出装置におい
て、好ましくは、前記孔角度の計画値を記憶するロッド
データ記憶手段と、前記地盤に削孔された孔の孔角度の
実績値と、前記孔角度の計画値との較差が、所定の管理
限界値を越えた場合に、報知を行う孔角度報知手段を備
える。

【００１８】また、本発明に係る地盤削孔角度検出方法
は、削孔角度検出手段を地盤への削孔を行う削孔ロッド
の削孔方向に対し平行に接続し前記地盤に削孔された孔
の孔角度を検出することを特徴とする。

【００１９】また、本発明に係る地盤削孔角度管理方法
は、地盤に削孔する複数の孔の各々に孔番号を入力する
とともに前記地盤に対する孔角度の計画値を前記複数の
孔番号ごとに入力してパーソナルコンピュータに記憶さ
せ、削孔角度検出手段を前記孔の削孔を行う削孔ロッド
の削孔方向に対し平行に接続し削孔された孔の孔角度の
実績値を検出し、前記孔番号に対応する孔ごとに前記孔
角度の実績値を記憶させることにより管理を行うことを
特徴とする。

【００２０】また、本発明に係る地盤削孔方法は、削孔
角度検出手段を地盤への削孔を行う削孔ロッドの削孔方
向に対し平行に接続し前記地盤に削孔された孔の孔角度
の実績値を削孔開始時点から継続的に検出し、前記孔角
度の計画値と実績値とを比較し、異なる場合には前記削
孔ロッドの削孔方向を修正することを特徴とする。

【００２１】また、本発明に係る薬液注入孔角度管理方
法は、地盤内に薬液を注入するための複数の薬液注入孔
の各々に孔番号を入力するとともに前記地盤に対する孔
角度の計画値を前記複数の孔番号ごとに入力して薬液注
入総合管理装置に記憶させ、削孔角度検出手段を前記薬
液注入孔の削孔を行う削孔ロッドの削孔方向に対し平行
に接続し削孔された薬液注入孔の孔角度の実績値を検出
し、前記孔番号に対応する前記薬液注入孔ごとに前記孔
角度の実績値を可搬性を有する記憶媒体に記憶させ、前
記記憶媒体に記憶された前記薬液注入孔ごとの前記孔角
度の実績値を前記薬液注入総合管理装置に転送し一括管
理を行うことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２３】（１）第１実施形態 まず、本発明の地盤削孔延長検出装置に係る第１実施形
態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本
発明の第１実施形態である地盤削孔延長・角度検出装置
のシステム構成を示すブロック図である。図２は、図１
に示す地盤削孔延長・角度検出装置の具体的な構成を示
す側面図である。図３は、図２における削孔延長・孔角
度測定部付近の詳細な構成を示す拡大側面図である。図
４は、図２における削孔ロッドの先端付近の詳細な構成
を示す拡大側面図である。

【００２４】図１，２に示すように、この地盤削孔延長
・角度検出装置１は、地盤への削孔を行う削孔部２に配
置される検出部３と、記録表示部４を備えて構成されて
いる。

【００２５】次に、削孔部２の構成について説明する。
図２に示すように、削孔部２は、台座フレーム２０と、
ガイドセル２１と、ロータリーパーカッションドリル２
２と、削孔ロッド２３と、油圧機構２４ａ，２４ｂを有
して構成されている。

【００２６】台座フレーム２０上に、油圧機構２４ａ，
２４ｂを介してビーム状のガイドセル２１が取り付けら
れている。油圧機構２４ａのピストンアームを出入させ
ることにより、ガイドセル２１の傾斜角度は可変調整す
ることができる。また、油圧機構２４ｂのピストンアー
ムを出入させることにより、ガイドセル２１の傾斜線上
での前後位置は可変調整することができる。

【００２７】図３に示すように、ガイドセル２１上にド
リフター２７が跨座状態でセットされ、ドリフター２７
は、ガイドセル２１上を前後に移動可能なように構成さ
れている。また、ドリフター２７上には、ロータリーパ
ーカッションドリル２２が取り付けられている。このロ
ータリーパーカッションドリル２２のチャック部２２ａ
には、削孔ロッド２３の後端部が装着され、これによ
り、削孔ロッド２３の長手方向は、ガイドセル２１の長
手方向に対して平行になるように構成されている。ロー
タリーパーカッションドリル２２は、電動駆動源、油圧
駆動源、又は空圧駆動源等により作動し、チャック部２
２ａに装着された削孔ロッド２３を回転させるととも
に、同時に削孔ロッド２３に衝撃を加えることができる
ようになっている。

【００２８】また、削孔ロッド２３の先端付近には、図
４に示すように、ロッドクランプ２５が設けられてい
る。ロッドクランプ２５は、削孔中は油圧が作用せず自
由状態（フリー状態）となっており削孔ロッド２３が自
由に回転可能となっている。一方、削孔ロッド２３を継
ぎ足す場合等においては、クランプ作動油圧配管２６に
より供給される作動用油圧により、削孔ロッド２３を締
め付けて保持し、ガイドセル２１に固定する。また、削
孔ロッド２３の先端には、ダイヤモンド粒や超硬合金等
からなるロッド先端ビットが設けられている。

【００２９】次に、検出部３の構成について説明する。
図１に示すように、検出部３は、ロータリーエンコーダ
３１と、油圧センサー３２と、角度センサー３３を有し
ている。

【００３０】図２に示すように、削孔部２の後端には、
削孔延長・孔角度測定部３０が設けられている。図３に
示すように、削孔延長・孔角度測定部３０には、ロータ
リーエンコーダ３１が配置されている。

【００３１】ロータリーエンコーダ３１は、外部から加
えられる回転力により回転する回転軸（図示せず）と、
この回転軸の回転角度を電気的パルスに変換して出力す
るパルス変換部（図示せず）を有している。

【００３２】したがって、ロータリーエンコーダ３１か
らの出力信号内のパルスをカウントすることにより、回
転軸の回転角度、回転数等を含む回転量が得られる。ま
た、回転軸の回転量と、回転に要した経過時間から、回
転軸の回転速度を算出することができる。ロータリーエ
ンコーダ３１が検出したデータは、図２に示すように、
信号線３６ａにより、記録表示部４内のコンピュータ４
１（後述）に出力される。

【００３３】上記したロータリーエンコーダ３１には、
図３に示すように、直進運動を回転運動に変換する運動
変換機構３７が接続している。この運動変換機構３７と
しては、例えば、ワイヤーを巻き付けた円柱状ドラムを
有する機構や、ラック・ピニオン機構、あるいはスライ
ダクランク機構等が含まれる。

【００３４】この運動変換機構３７における直進運動の
直進変位量ｄと回転角度θとの関係は、既知であり、例
えば、ｋを定数としたとき、下式（１） θ＝ｋ×ｄ ……（１） で表される線形関係等を有する。

【００３５】上記の運動変換機構３７の回転軸（図示せ
ず）は、ロータリーエンコーダ３１の回転軸と同軸とな
るように連結されている。

【００３６】また、図３に示すように、運動変換機構３
７には、ワイヤー３４の一端が取り付けられており、ワ
イヤー３４は、運動変換機構３７にガイドセル２１の長
手方向の直進運動を与えるようになっている。ワイヤー
３４の他端には、スプリング（弦巻バネ）３５の一端が
取り付けられ、スプリング３５の他端はドリフター２７
の後端に取り付けられている。

【００３７】したがって、ロータリーエンコーダ３１か
らの出力信号内のパルスをカウントすれば、ガイドセル
２１の長手方向のドリフター２７の移動量が得られる。
また、ドリフター２７の移動量と、変位に要した経過時
間から、ドリフター２７の移動速度を算出することがで
きる。

【００３８】また、図３に示すように、上記したロータ
リーエンコーダ３１内には、角度センサー３３が内蔵さ
れている。角度センサー３３は、液体容器（図示せず）
内に封入された液体（図示せず）の液面（図示せず）を
検出する液面検出部（図示せず）を有し、液体容器と液
面との相対関係により液体容器の傾斜角度を検出して出
力する。さらに詳細に言えば、液面検出部は、電極（図
示せず）を有しており、容器が傾斜した場合に、電極と
液体との接触面積の変化による静電容量の変化を計測
し、これを角度値に換算して出力する。

【００３９】この角度センサー３３の液体容器の水平方
向は、ガイドセル２１の長手方向と平行となるように設
定されている。

【００４０】したがって、角度センサー３３からの出力
信号を解析することにより、ガイドセル２１の傾斜角度
が得られる。角度センサー３３が検出したデータは、図
２に示すように、信号線３６ａにより、記録表示部４内
のコンピュータ４１（後述）に出力される。

【００４１】また、図２，３に示すように、削孔ロッド
２３の先端付近のロッドクランプ２５には、作動用の油
を供給するためのクランプ作動油圧配管２６の途中に、
油圧センサー３２が配置されている。油圧センサー３２
は、ロッドクランプ２５内の油圧値を検出し出力する。

【００４２】したがって、油圧センサー３２からの出力
信号を解析することにより、ロッドクランプ２５内の油
圧値が得られる。このため、油圧値が零の場合には、ロ
ッドクランプ２５が作動しておらず、すなわち削孔中で
あることを示している。また、油圧値が零でない値の場
合には、ロッドクランプ２５が作動しており、すなわち
削孔ロッドは継ぎ足し作業等のため固定されている状態
であることを示している。油圧センサー３２が検出した
データは、図２に示すように、信号線３６ｂにより、記
録表示部４内のコンピュータ４１（後述）に出力され
る。

【００４３】次に、記録表示部４の構成について説明す
る。図２に示すように、記録表示部４は、きょう体４０
と、コンピュータ４１と、操作パネル４２と、表示器４
３と、警報灯４４を有して構成されている。

【００４４】コンピュータ４１は、図示しないＣＰＵ
（Central Processing Unit ：中央演算処理装置）と、
図示しないＲＯＭ（Read Only Memory：読出し専用メモ
リ）と、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory：随
時書込み読出しメモリ）を有している。これらのＲＯＭ
やＲＡＭは、半導体チップ等により構成されるほか、ハ
ードディスク等により構成されてもよい。また、コンピ
ュータ４１は、図示はしていないが、フロッピーディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬
性を有する記憶媒体にデータ等を記録・再生可能な機構
を備えている。さらに、コンピュータ４１は、図示はし
ていないが、データを印字出力可能なプリンター等の機
構を備えている。

【００４５】コンピュータ４１内のＣＰＵは、表示器４
３と警報灯４４を制御するとともに、データを演算・解
析する。ＲＯＭは、ＣＰＵの実行するプログラム等を格
納した記憶装置である。また、ＲＡＭは、ＣＰＵにより
演算されたデータ等を一時記憶する記憶装置である。

【００４６】操作パネル４２は、ＣＰＵに接続され、Ｃ
ＰＵに指令を与えたり、ＲＯＭ等にプログラムやデータ
等を入力する部分である。表示器４３は、液晶表示器や
ＣＲＴ（陰極線画像表示装置）等からなり、ＣＰＵに接
続され、ＣＰＵから出力された演算データ等を文字，数
字，画像（グラフ）等により視覚的に表示する部分であ
る。また、警報灯４４は、赤色光等を発生する発光部
（図示せず）と、回転等により光を周期的に遮蔽する遮
光機構（図示せず）を有しており、光を点滅表示するこ
とができる。

【００４７】また、記録表示部４は、図示はしていない
が、ＣＰＵに接続されて制御され、鳴動音を発生可能な
ブザー、あるいは音声を発生可能な磁気テープ録音再生
装置とスピーカー等の機構を備えている。

【００４８】次に、上記した地盤削孔延長・角度検出装
置１の作用について説明する。

【００４９】まず、削孔ロッド２３の先端位置を地盤の
計画位置にセットし、さらに削孔ロッド２３の軸方向が
計画した傾斜角度となるようにセットする。このセット
作業完了後、ロータリーパーカッションドリル２２を作
動させると、削孔ロッド２３には、ガイドセル２１の長
手方向（以下、「削孔方向」という。）への衝撃が付与
される。同時に、削孔ロッド２３は、削孔方向のまわり
の回転方向に回転される。これにより、削孔ロッド２３
は、地盤への削孔を行う。

【００５０】削孔が進捗すると、ロッド先端ビット２３
ａの位置が地盤内部へ移動していき、これに伴い削孔ロ
ッド２３は地盤内部に挿入されていくので、ドリフター
２７は、ガイドセル２１の上を、図２における右斜め下
方に向けてスライド移動する。この動きに伴い、ワイヤ
ー３４の端部（ロータリーエンコーダ３１とは逆側の端
部）は、図２における右斜め下方に移動する。

【００５１】この直進運動により、運動変換機構３７
（図３参照）の回転軸は、直進変位量に応じて所定角度
だけ回転する。運動変換機構３７の回転軸の回転量は、
ロータリーエンコーダ３１により検出され、信号線３６
ａにより、パルス信号として記録表示部４のコンピュー
タ４１に出力される。

【００５２】なお、この場合、ワイヤー３４とドリフタ
ー２７との間には、スプリング３５が介設されている。
したがって、削孔時に、削孔ロッド２３に削孔方向への
衝撃が付与されても、スプリング３５がこの衝撃を緩和
し吸収するため、ロータリーエンコーダ３１の検出する
回転量に、衝撃による誤差が混入することが防止され
る。

【００５３】コンピュータ４１内のＣＰＵは、ロータリ
ーエンコーダ３１からのデータ信号内のパルスをカウン
トし、あらかじめＲＯＭ内に格納されていた削孔延長演
算プログラムにより、ロータリーエンコーダ３１の回転
軸の回転量を演算し、さらにロータリーエンコーダ３１
の回転軸の回転量を削孔ロッド２３の地盤内への削孔延
長に換算し、ＲＡＭに記憶させる。

【００５４】また、上記と同時に、角度センサー３３
は、ガイドセル２１の傾斜角度を検出し、この角度デー
タは、信号線３６ａにより、記録表示部４のコンピュー
タ４１に出力される。

【００５５】コンピュータ４１内のＣＰＵは、角度セン
サー３３からのデータ信号を解析し、あらかじめＲＯＭ
内に格納されていた孔角度演算プログラムにより、ガイ
ドセル２１の傾斜角度を演算し、さらに削孔ロッド２３
がガイドセル２１と平行であることから削孔された孔の
孔角度α1 に換算し、ＲＡＭに記憶させる。

【００５６】ＲＯＭには、各孔の孔角度の計画値α。が
あらかじめ記憶されている。この場合、ＣＰＵは、所定
のサイクルタイム（例えば０．１秒）ごとに、孔角度の
実績値α1 と孔角度の計画値α。とから、下式（２） ｅ＝α1 −α。 ……（２） により、較差ｅの値を算出する。

【００５７】次に、ＣＰＵは、上記の較差ｅの絶対値
〔ｅ〕を算出する。その後、ＣＰＵは、絶対値〔ｅ〕と
あらかじめ定めた管理限界値ｃとの大小比較を行う。こ
の比較の結果、〔ｅ〕≦ｃとなった場合は、孔角度の実
績値α1 の角度ズレが管理限界値以内であることを示し
ている。

【００５８】しかし、上記の比較の結果、〔ｅ〕＞ｃと
なった場合は、孔角度の実績値α1の角度ズレが管理限
界値を越えていることを示しているため、現在削孔中の
削孔ロッドの軸方向を修正する必要がある。そこで、Ｃ
ＰＵは、警報灯４４に制御信号を出力して点滅発光表示
させ、「現在の削孔ロッドの軸方向角度は、計画値から
管理限界値を越えてずれている」旨を外部のオペレータ
等にに報知させる。この報知は、記録表示部４のブザー
（図示せず）の鳴動音や、スピーカー（図示せず）から
の音声等によってもよい。

【００５９】次に、削孔する孔の深さが深い場合には、
１本の削孔ロッドだけでは削孔は完了せず、地盤内へ挿
入された削孔ロッドの後端部に新たな削孔ロッドを継ぎ
足し、さらに削孔を行う。

【００６０】この場合、ロッド継ぎ足し作業中には、地
盤へ挿入されている削孔ロッドの後端部をクランプロッ
ド２５でガイドセル２１に固定する。このとき、クラン
プ作動油圧配管２６には作動用の油が供給され、これに
よる油圧が油圧センサー３２により検出される。この油
圧データは、油圧センサー３２から、信号線３６ｂによ
り、記録表示部４のコンピュータ４１に出力される。

【００６１】コンピュータ４１内のＣＰＵは、油圧セン
サー３２からのデータ信号を解析し、あらかじめＲＯＭ
内に格納されていた油圧値判別プログラムにより、油圧
値が零でない値となったことを判別し、これからロッド
クランプ２５が作動して削孔ロッド２３が固定されてい
ることを判別し、さらに他の条件判別等から、この場合
は、削孔ロッド２３は継ぎ足し作業中であることを判別
する。これにより、ＣＰＵは、ここまでが１本目の削孔
ロッドにより削孔された孔のデータであることを判別
し、ここまでの削孔延長を１本目の削孔ロッドによるも
のとして、ＲＡＭに記憶させる。

【００６２】次に、ロッド継ぎ足し作業が終了し、削孔
が再開されると、クランプロッド２５によるロッド後端
の固定は解除される。このときには、クランプ作動油圧
配管２６内の油圧は零になる。この油圧変化は、油圧セ
ンサー３２により検出され、上記と同様にして記録表示
部４のコンピュータ４１に出力される。

【００６３】コンピュータ４１内のＣＰＵは、油圧セン
サー３２からのデータ信号を解析し、あらかじめＲＯＭ
内に格納されていた油圧値判別プログラムにより、油圧
値が零となったことを判別し、これからロッドクランプ
２５が作動しておらず削孔ロッド２３が固定されていな
いことを判別し、さらに他の条件判別等から、この場合
は、２本が継ぎ足された削孔ロッド２３により削孔が再
開されたことを判別する。

【００６４】その後、上記と同様にして、ロータリーエ
ンコーダ３１からの信号に基づき新たな削孔延長データ
がＣＰＵにより算出され、角度センサー３３からの信号
に基づき新たな孔角度データがＣＰＵにより算出され、
ＲＡＭに記憶される。また、ＣＰＵは、削孔ロッドが継
ぎ足される場合には、地盤への削孔延長の累積値を算出
し、ＲＡＭに記憶させる。

【００６５】また、ＲＯＭには、削孔ロッド１本の単位
長Ｌと、地盤への削孔延長の計画値（計画削孔延長）Ｙ
と、Ｙに対応する削孔ロッドの本数（計画ロッド本数）
Ｎ。があらかじめ記憶されている。Ｎ。は、下式（３） Ｎy ＝Ｙ／Ｌ ……（３） により得られる値Ｎy の少数部分を切り上げて得られる
整数値である。

【００６６】ＣＰＵは、上記のようにしてＲＡＭに記憶
される各時点での地盤への削孔延長の実績値Ｄについ
て、下式（４） Ｎ1 ＝Ｄ／Ｌ ……（４） により値Ｎ1 を演算する。

【００６７】ＣＰＵは、次に、値Ｎ1 の少数部分を切り
上げて得られる整数値（実績ロッド本数）Ｎ2 を算出す
る。ＣＰＵは、次に、実績ロッド本数値Ｎ2 と計画ロッ
ド本数値Ｎ。とを比較する。

【００６８】上記の判別の結果、Ｎ2 ＝Ｎ。となった場
合は、現在削孔中の削孔ロッドが最終の削孔ロッドであ
り、少なくともこの削孔ロッドのいずれかの位置で削孔
を停止させる必要がある。そこで、ＣＰＵは、警報灯４
４に制御信号を出力して点滅発光表示させ、「現在の削
孔ロッドが最終の削孔ロッドである」旨を外部のオペレ
ータ等に報知させる。この報知は、記録表示部４のブザ
ー（図示せず）の鳴動音や、スピーカー（図示せず）か
らの音声等によってもよい。また、この「最終ロッド」
の報知の形態は、上記した「削孔角度ズレ」の報知の形
態と異ならせてもよい。例えば、「削孔角度ズレ」を報
知する場合をブザー鳴動音とし、「最終ロッド」を報知
する場合を警報灯点滅表示とする等である。

【００６９】その後、この孔の削孔が終了した場合に
は、ＣＰＵは、ここまでの削孔延長の累積値をこの孔の
削孔延長としてＲＡＭに記憶させる。また、ＣＰＵは、
表示器４３に表示制御信号を出力し、この孔の削孔延
長、孔角度、孔角度の計画値との較差、孔角度の修正の
有無や修正時点情報、ロッド本数、削孔日時等を文字，
数字，画像（グラフ）等により視覚的に表示させたり、
図示しないプリンターに印字制御信号を出力し、印字出
力させることができる。また、上記のＲＡＭ記憶、表
示、印字等は、１つの孔の削孔終了時だけではなく、孔
の削孔途中でも随時にリアルタイムで行うことが可能で
ある。他の孔についても、上記とまったく同様の手順で
削孔を行うことができる。

【００７０】この場合、薬液注入用の孔が複数ある場合
には、地盤に削孔される複数の孔には孔番号が付与さ
れ、この孔番号と、各孔番号に対応する孔の測定条件と
が、あらかじめＲＯＭ等に記憶されている。ＣＰＵは、
この孔番号に対応させて、削孔された孔の削孔延長、孔
角度、ロッド本数、削孔日時等を記録することができ
る。また、この際、ＣＰＵは、表示器４３に表示信号を
出力し、現在削孔中の孔の孔番号と、削孔された孔の削
孔延長、孔角度、孔角度の計画値との較差、孔角度の修
正の有無や修正時点情報、ロッド本数、削孔日時等を、
文字，数字，画像等により例えば表やグラフとして視覚
的に表示させたり、図示しないプリンターに印字信号を
出力し、例えば表やグラフとして印字出力させることが
できる。

【００７１】また、上記の孔番号、削孔延長データ、孔
角度データ等は、ＩＣカード等の可搬性記憶媒体に記録
し、他のコンピュータ（図示せず）等で利用したり、デ
ータの加工を行うことも可能である。

【００７２】あるいは、上記した記録表示部４内のコン
ピュータ４１、又は他のパーソナルコンピュータ（図示
せず）等を用いて、地盤に削孔する複数の孔の各々に孔
番号をパーソナルコンピュータに入力するとともに、地
盤への削孔延長の計画値を孔番号ごとに入力してパーソ
ナルコンピュータに記憶させておき、上記のようにして
得た削孔延長の実績データ、孔角度の実績データを、孔
番号に対応させて記憶させ、例えば計画値と実績値を比
較するなどして、削孔の施工管理を行うことも可能であ
る。

【００７３】さらには、薬液注入総合管理装置（図示せ
ず）を用いて、地盤に削孔する複数の孔の各々に孔番号
を薬液注入総合管理装置に入力するとともに、地盤への
削孔延長の計画値を孔番号ごとに入力して薬液注入総合
管理装置に記憶させておき、上記のようにして得た削孔
延長の実績データ、孔角度の実績データを、ＩＣカード
等の可搬性記憶媒体に転送した後に薬液注入総合管理装
置に入力し、孔番号に対応させて記憶させ、例えば計画
値と実績値を比較するなどして、薬液注入管理の一環と
して一括管理することも可能である。

【００７４】（２）第２実施形態 次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５
は、本発明の第２実施形態である薬液注入深度・角度検
出装置の具体的な構成を示す図であり、図５（Ａ）は正
面図を、図５（Ｂ）は側断面図を、それぞれ示してい
る。

【００７５】図５に示すように、この薬液注入深度・角
度検出装置６は、地盤への薬液注入を行う注入口（図示
せず）に配置される検出部６を備えている。

【００７６】検出部６は、きょう体６０と、注入ホース
挿入口６１と、ガイドローラー６２ａ，６２ｂ，６２
ｃ，６２ｄと、ロータリーエンコーダ６３と、角度セン
サー６４と、ケーシングパイプ・クランプ６５と、ケー
シングパイプ６６を有して構成されている。

【００７７】ケーシングパイプ６６の上端部は、薬液注
入用のホース（図示せず）を挿入するための注入ホース
挿入口６１となっている。ケーシングパイプ６６の内部
には、ガイドローラー６２ａ〜６２ｄが突出しており、
ガイドローラー６２〜６２ｄは、自由に回転可能な構成
となっている。また、ガイドローラー６２ｄの回転軸６
２ｅには、上記したロータリーエンコーダ３１と同様な
構成のロータリーエンコーダ６３が取り付けられてお
り、ロータリーエンコーダ６３からの出力信号内のパル
スをカウントすることにより、回転軸６２ｅの回転角
度、回転数等を含む回転量が得られるように構成されて
いる。

【００７８】また、角度センサー６４は、上記した角度
センサー３３と同様な構成の角度センサーであり、角度
センサー６４からの出力信号を解析することにより、ケ
ーシングパイプ６６の傾斜角度が得られるように構成さ
れている。

【００７９】上記のような構成により、注入ホース挿入
口６１から注入ホース（図示せず）が図の下方に向けて
挿入されると、注入ホースはガイドローラー６２ａ〜６
２ｄに挟み込まれて下方に移動し、その際にガイドロー
ラー６２ａ〜６２ｄを回転させる。すなわち、注入ホー
スの上下方向の直進運動量（挿入延長）は、ガイドロー
ラー６２ｄにより回転運動量に変換される。これによ
り、ガイドローラー６２ｄの回転軸６２ｅに取り付けら
れたロータリーエンコーダ６３は、この回転軸６２ｅの
回転量を検出する。

【００８０】この回転量データを、上記した記録表示部
４と同様な構成の記録表示部（図示せず）のコンピュー
タ（図示せず）に出力すれば、同様にして、ロータリー
エンコーダ６３から出力される回転量データに基づい
て、地盤への薬液注入深度を算出することができる。

【００８１】また、上記した記録表示部４と同様な構成
の記録表示部（図示せず）のコンピュータ（図示せず）
を用いれば、同様にして、ロータリーエンコーダ６３か
ら出力される回転量データに基づいて、データの自動記
録、自動表示・自動出力、自動的な施工管理等を行うこ
とができる。

【００８２】上記した各実施形態において、地盤削孔延
長・角度検出装置１は、地盤削孔角度検出装置に相当し
ている。また、検出部３内の角度センサー３３と、記録
表示部４内のコンピュータ４１（図示しないＣＰＵ）
は、削孔角度検出手段を構成している。また、表示器４
３、あるいは図示しないプリンター等は、削孔角度表示
・出力手段に相当している。また、記録表示部４内のコ
ンピュータ４１（図示しないＲＡＭ）、あるいは図示し
ないフロッピーディスク〜ＩＣカード等は、削孔角度記
録手段に相当している。また、図示しないフロッピーデ
ィスク〜ＩＣカード等は、可搬性を有する記憶媒体に相
当している。また、記録表示部４内のコンピュータ４１
（図示しないＲＯＭ）は、ロッドデータ記憶手段に相当
している。また、警報灯４４、あるいは図示しないブザ
ー，スピーカー等は、孔角度報知手段に相当している。

【００８３】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本
発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的
に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、
いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。

【００８４】例えば、上記各実施形態においては、薬液
注入工事のための孔の孔角度を検出する装置について説
明したが、本発明はこれには限定されず、他の工事のた
めの削孔に用いる装置であってもよく、例えば、アース
アンカー工事、地質ボーリング工事、各種基礎工事、各
種井戸工事等のための地盤削孔における孔角度を検出す
る装置であってもよい。

【００８５】また、上記した第１実施形態においては、
削孔部として、回転とともに衝撃を与えながら削孔する
ロータリーパーカッションドリルを例に挙げて説明した
が、本発明はこれには限定されず、他の構成の削孔部、
例えば回転駆動のみによって削孔を行う削孔部、衝撃の
みによって削孔を行う削孔部等であってもよい。

【００８６】また、上記した第１，２実施形態において
は、角度検出手段として、容器内に封入された液体の液
面を検出する液面検出部を有し液面の位置により孔角度
を検出する原理の角度センサー３３，６４を例に挙げて
説明したが、本発明はこれには限定されず、他の原理に
より角度を検出する角度検出手段であってもよい。例え
ば、鉛直方向に垂下させた重錘の吊り部材の角度変動を
差動アンプにより計測する方式の角度検出手段であって
もよい。あるいは、ロータリーエンコーダ、又は近接ス
イッチ等を用い、回転により移動した円周上の移動量を
測定して距離を測定し、ある距離と、この距離に垂直な
方向の距離を計測し、これらの距離の比より三角形にお
ける正接（ｔａｎθ）を求め、角度θを求めるように構
成した角度検出手段を用いてもよい。あるいはまた、上
記の正接の距離計測を、基準点から離れる距離を計測す
るものでもよい。例えば、繰り出し可能なワイヤーとこ
のワイヤーの繰り出し延長を検出可能な検出器を備えた
もの、又は、超音波や光（レーザー光等）等を発射し反
射してきた超音波や光等を検出して超音波や光が往復し
た距離を非接触的に測定するものなどである。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地盤への削孔を行う削孔ロッドの削孔方向に対し平行に
接続し、地盤に削孔された孔の孔角度を検出する削孔角
度検出手段を備えたので、削孔開始時から所定削孔位置
に到達するまでの間、継続的かつ自動的に削孔角度を検
出することができる。このため、地盤への削孔開始後
に、反力により角度がずれた場合でも、リアルタイムで
検出することができるので、これに応じて即座に削孔ロ
ッド角度を修正することができる、という利点がある。
また、計画注入位置に対して誤差の少ない位置に薬液注
入を行うことができ、注入領域の品質を向上させること
ができる、という利点も有している。また、既設構造物
に対する事故防止を図ることができ、削孔工事の安全性
が向上できる、という利点も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である地盤削孔延長・角
度検出装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す地盤削孔延長・角度検出装置の具体
的な構成を示す側面図である。

【図３】図２における削孔延長・孔角度測定部付近の詳
細な構成を示す拡大側面図である。

【図４】図２における削孔ロッドの先端付近の詳細な構
成を示す拡大側面図である。

【図５】本発明の第２実施形態である薬液注入深度・角
度検出装置の具体的な構成を示す図であり、図５（Ａ）
は正面図を、図５（Ｂ）は側断面図を、それぞれ示して
いる。

【符号の説明】

１ 地盤削孔延長・角度検出装置 ２ 削孔部 ３ 検出部 ４ 記録表示部 ５ 薬液注入深度・角度検出装置 ６ 検出部 ２０ 台座フレーム ２１ ガイドセル ２２ ロータリーパーカッションドリル ２２ａ チャック部 ２３ 削孔ロッド ２３ａ ロッド先端ビット ２４ａ，２４ｂ 油圧機構 ２５ ロッドクランプ ２６ クランプ作動油圧配管 ２７ ドリフター ３０ 削孔延長・孔角度測定部 ３１ ロータリーエンコーダ ３２ 油圧センサー ３３ 角度センサー ３４ ワイヤー ３５ スプリング ３６ａ，３６ｂ 信号線 ３７ 運動変換機構 ４０ きょう体 ４１ コンピュータ ４２ 操作パネル ４３ 表示器 ４４ 警報灯 ６０ きょう体 ６１ 注入ホース挿入口 ６２ａ〜６２ｄ ガイドローラー ６２ｅ ガイドローラー回転軸 ６３ ロータリーエンコーダ ６４ 角度センサー ６５ ケーシングパイプ・クランプ ６６ ケーシングパイプ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤への削孔を行う削孔ロッドの削孔方
   向に対し平行に接続し、前記地盤に削孔された孔の孔角
   度を検出する削孔角度検出手段を備えることを特徴とす
   る地盤削孔角度検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の地盤削孔角度検出装置に
   おいて、 前記削孔角度検出手段から出力される前記孔角度を視覚
   的に表示し、又は印字出力する削孔角度表示・出力手段
   を備えることを特徴とする地盤削孔角度検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の地盤削孔角度検出装置に
   おいて、 前記削孔角度表示・出力手段は、 前記地盤に削孔される複数の孔の孔番号と、前記孔番号
   に対応する孔の測定条件と、前記孔番号に対応する孔の
   前記孔角度を視覚的に表示し、又は印字出力可能である
   ことを特徴とする地盤削孔角度検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の地盤削孔角度検出装置に
   おいて、 前記削孔角度検出手段から出力される前記孔角度を記録
   する削孔角度記録手段を備えることを特徴とする地盤削
   孔角度検出装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の地盤削孔角度検出装置に
   おいて、 前記削孔角度記録手段は、 前記地盤に削孔される複数の孔の孔番号と、前記孔番号
   に対応する孔の測定条件と、前記孔番号に対応する孔の
   前記孔角度を記録可能であることを特徴とする地盤削孔
   角度検出装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の地盤削孔角度検出装置に
   おいて、 前記削孔角度記録手段は、可搬性を有する記憶媒体であ
   ることを特徴とする地盤削孔角度検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の地盤削孔延長検出装置に
   おいて、 前記孔角度の計画値を記憶するロッドデータ記憶手段
   と、 前記地盤に削孔された孔の孔角度の実績値と、前記孔角
   度の計画値との較差が、所定の管理限界値を越えた場合
   に、報知を行う孔角度報知手段を備えることを特徴とす
   る地盤削孔角度検出装置。
8. 【請求項８】 削孔角度検出手段を地盤への削孔を行う
   削孔ロッドの削孔方向に対し平行に接続し前記地盤に削
   孔された孔の孔角度を検出することを特徴とする地盤削
   孔角度検出方法。
9. 【請求項９】 地盤に削孔する複数の孔の各々に孔番号
   を入力するとともに前記地盤に対する孔角度の計画値を
   前記複数の孔番号ごとに入力してパーソナルコンピュー
   タに記憶させ、 削孔角度検出手段を前記孔の削孔を行う削孔ロッドの削
   孔方向に対し平行に接続し削孔された孔の孔角度の実績
   値を検出し、 前記孔番号に対応する孔ごとに前記孔角度の実績値を記
   憶させることにより管理を行うことを特徴とする地盤削
   孔角度管理方法。
10. 【請求項１０】 削孔角度検出手段を地盤への削孔を行
    う削孔ロッドの削孔方向に対し平行に接続し前記地盤に
    削孔された孔の孔角度の実績値を削孔開始時点から継続
    的に検出し、前記孔角度の計画値と実績値とを比較し、
    異なる場合には前記削孔ロッドの削孔方向を修正するこ
    とを特徴とする地盤削孔方法。
11. 【請求項１１】 地盤内に薬液を注入するための複数の
    薬液注入孔の各々に孔番号を入力するとともに前記地盤
    に対する孔角度の計画値を前記複数の孔番号ごとに入力
    して薬液注入総合管理装置に記憶させ、 削孔角度検出手段を前記薬液注入孔の削孔を行う削孔ロ
    ッドの削孔方向に対し平行に接続し削孔された薬液注入
    孔の孔角度の実績値を検出し、 前記孔番号に対応する前記薬液注入孔ごとに前記孔角度
    の実績値を可搬性を有する記憶媒体に記憶させ、 前記記憶媒体に記憶された前記薬液注入孔ごとの前記孔
    角度の実績値を前記薬液注入総合管理装置に転送し一括
    管理を行うことを特徴とする薬液注入孔角度管理方法。