JPS60203731A - 地盤改造装置におけるノズルの移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ｎ）０発明の技術分舒 本発明は、地中にパイロット穴を掘削 した。後に、高圧水を水平方向に噴射して地中に円筒形
の空洞を形成し、その形成された空洞内にコンク、リー
ト等の地盤改良材を１］設して新たな地盤を形成する地
盤改造工法等に適用するに好適な地盤改造装置における
、ノズルの移動機構に関する。

（ｂ）、技術の背景 人工地盤の構築に際しては、地中に空 洞を掘削して、その部分をコンクリート等の地盤改良材
で置換し、結果的に地中に板状の強固な人工地盤を構築
する工法が提案されている（特開昭５７−１３３９１８
、特開昭５８−２４０２０、特開昭５８−２＝、−６１
１５、特開昭５８−１２０８１９等）。

この工法においては、地盤の掘削を超 高圧水をノズルから噴射することにより行ってゆくが、
ノズルから掘削すべき空洞の壁面までの距離が掘削の進
行につれて長くなると、超高圧水による掘削能力が低下
してしまう。

（Ｃ）、従来技術と問題点 第３図はノズルの移動機構の最近の提 案例を示す図である。

従って、こうした問題点を解決すべく 最近では、第３図に示すように、ノズル１をパンタグラ
フ等の平行運動４１ｍ　４Ｒ２を介して掘削管３に設置
し、油圧シリンダ５により平行運動機構２を駆動させる
ことにより、ノズル１を図中水平方向に突出移動自在に
設け、ノズル１を掘削中の空洞壁面に近づける乙とによ
り、ノズル１からの掘削水の噴出圧力が低くても大口径
の空洞の掘削を一可能ならしめようとする提案がなされ
ている。

しかし、こうした場合、平行運動機構 ２を駆動する油圧シリンダ５の駆動用に圧油を供給する
必要が有り、圧油ホース６が掘削管３に沿って掘削管３
に固定する形で敷設されることになる。ところが、掘削
管３は通常、その掘削時には回転運動を行なうので、掘
削管３と共に回転状態にあろ圧油ホース６に外部から圧
油を供給するためには、スイベルジョイン１−等の複雑
な継手を介して圧油を供給する必要があり、地盤改造装
置１３の構造が複雑化する欠点があった。

更に油圧シリンダ５に圧油を送るため の油圧ポンプ等が必要となり、付帯設備が大型化する不
都合があった。

（ｄ）６発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、 平行運動機構駆動用の圧油ポースが不要で、従って、ス
イベルジヨイント等の複雑な継手や油圧ポンプ等の特別
な付帯設備を必要としない簡略な構造の地盤改造装置の
提供が可能な、ノズルの移動機構を提供する乙とを目的
とするものである。

（ｅ）０発明の構成 即ち、本発明は、掘削管にノズルを、 平行運動４ｍ　枯を介して、水平方向に突出移動自在に
設けると共に、平行連動機構に該平行運動機構を駆動す
る水圧駆動手段を設りす、更に前記水圧駆動手段とノズ
ルへの掘削水供給回路を接続して構成される。

（以下余白） （ｆ）０発明の実施例 以下、図面に基づき、本発明の実施例 を、具体的に説明する。

第１図は本発明によるノズルの移動機 構の一実施例が適用された、地盤改造装置の一例を示す
正面図、第２図は第１図におけるノズルの移動機構の流
体回路図である。

地盤改造装置１３は、第１図に示すよ うに、地盤面９上に立設された櫓状の支持手段１２を有
しており、支持手段１２には掘削管３の駆動装置１１が
設置されている。

駆動装置１１には、掘削管１−゛が駆動装置１１により
回転駆動自在に設けられており、ｊ原則管３の図中下端
にはビット１５が設けられている。ビット１５の上方に
は、本発明によるノズルの移動機構１６を構成するパン
タグラフ機構等の′平行運動機構２が設けられており、
平行Ｍ！ｌ１ＩＪ機構２には水圧駆動手段である水圧シ
リンダ１７が、上下方向に突出駆動自在に設けられたラ
ム１７ａを機構２を構成するリンクの一部にその先端を
枢着させた形で設けられている。平行運動機構２には、
ノズル１が該平行運動機構２により図中左右、即ち水平
方向に突出移動自在に設けられている。

ノズルｌ及び水圧シリンダ１７は、第 ２図に示すように、掘削管３の軸心方向に平行に、即ち
第１図上下方向に、掘削管３に固定される形で敷設され
た掘削水供給回路である超高圧掘削水供給回路２０に接
続しており、水圧シリンダ１７はその内部に前述のラム
１７．ａが図中上下方向に移動自在Ｃζ設けられている
。ラム１７ａの上方にはスプリング２１が縮設されてお
り、スプリング２１はラム１７ａを常時矢印入方向、即
ち下方に付勢している。

なお、掘削管３によって掘削されるパ イロット穴４の上端部には、スタンドパ・イブ８が地ｉ
３０に圧入され、かつ掘削管３の周囲を被覆する形で設
置されている。

地盤改造装置１３は以上のような構成 を有するので、地盤改造装置１３により地盤３０中に人
工地盤等を構築するための穴を掘削する際には、駆動装
置１１により堀ｈＩｌ管３を回転させて、ビット１５に
よりパイロット穴４を第１図下方に向けて堀りりしてゆ
く。ビット１５による掘削はパイロット穴４の深さがＤ
Ｐに達するまで行われるが、ビット１５による掘削中は
、超高圧Ｉ層剤水供給回路２０には何らの１屈削水も供
給されることは無いので、水圧シリンダ１７のラム１’
７ａは、ピストン１７ｂがスプリング２１の圧力によっ
て、第２図Ａ方向に押圧されることにより、その入方向
への突出状態を維持する。従って平行連ｒＪＪＪ機構２
は局削管３側に折り畳まれたままの状態を維持し、ノズ
ル１も掘削管３側の格納位置に保持された形で掘削が行
われる。この状態では、ノズル１の先端から掘削管３の
軸心までの距［Ｌｌはパイロット穴４の半径よりも小さ
いので、ビット１５及び掘削管３によるパイロット穴４
の掘削は、ノズル１がＩ原則中のパイロット穴４の壁面
に接触することなく円滑に行われる。

ビット１５による掘削が深さＤＰに達すると、その後は
掘削“管３を回転させつつノズル１から超高圧水１８を
周囲の地盤３０に噴射してパイロット穴４の周囲に円筒
状の空洞２２を形成するが、掘削に際して発生した掘削
土砂はパイロット穴４内部に充填された泥水２５と共に
スラリー化した形で、掘削管３下部から掘削管３内部を
通って外部に排出される。

ノズル１からの超高圧水１８の噴出は、超高圧掘削水供
給回路２０を介して超高圧状態の水をノズル１に供給す
ることにより行われるが、超高圧掘削水供給回路２０は
−水圧シリンダ１７にも接続しているので、超高圧掘削
水供給回路２０内の超高圧水１８はノズル１に供給され
ると同時に水圧シリンダ１７にも供給される。水圧シリ
ンダ１７に供給される超高圧水１８は、その圧力が所定
の圧力値Ｐ以下の場合は、ピストン１７ｂをスプリング
２１の弾性に抗してＢ方向に移動させる乙とが出来ず、
従って、ノズル１は退避状態のまま掘削動作を継続する
。しかし、掘削の進行に伴って円筒状の空洞２２がパイ
ロット穴４の周囲に形成され、ノズル１と掘削中の空洞
壁面２２１１との距離が長くなり、ノズル１の掘削能力
が低下すると、超高圧掘削水供給回路２０を介した超高
圧水１８の供給圧力を所定値Ｐ以上に上げる。すると、
ノズル１からの超高圧水工８の噴出圧力が増してそれだ
け１屈削能力が向上する一方で、それまでスプリング２
１の弾性によってＡ方向に突出状態にあったラム１７ａ
は、圧力Ｐを超えた超高圧水１８により、スプリング２
１の弾性に抗する形でピストン１７ｂ゛と共にＢ方向、
即ち上方に移動し、平行運ｒＡＪ機構２をその折り畳み
状態から、第１図想像線に示すように、伸長状態に変化
させる。これにより、ノズル１はその吐出口１ａが水平
方向を維持した状態のまま、Ｇ方向、即ち掘削中の壁面
２２’ａ方向に、ノズル１先端と掘削管３軸心との距離
がＬ２に達するまで突出移動する。すると、ノズル１と
被掘削面である空洞壁面２２ａとの距離Ｘが、それまで
の、ノズル１の格納状態に比して大幅に短縮され、ノズ
ル１からの超高圧水１８による１屈削能力は格段に改善
され、大きな直径を有する空洞２２を円滑にかつ確実に
］回前成形することが出来る。

所定の大きさの空洞２２が形成された ところで、超高圧掘削水供給回路２０からの超高圧水１
８のノズル１−＼の供給を停止すると、ノズル１からの
超高圧水１８の噴〜出は停止し、掘削作業は終了する。

なお、超高圧掘削水供給回路２０からの超高圧水１８の
供給が停止されると、ラム１７ａはスプリング２１によ
りＡ方向に突出移動し、それまで突出状態にあった平行
運動機構２をノズル１と共に、第１図実線に示す格納状
態に戻す。

次に、今度は掘削管３を回転させなが らノズル１を空洞２２の下部からＢ方向に引き上げつつ
、掘削水供給回路２０を介してノズル１から空洞２２内
へ地盤改良材を高圧で噴射して空洞２２内を地盤改良材
で満たず（なお、ｆ！削管３をトレミー管として用い、
空洞２２及びパイロッＩ・穴４中にコンクリート等の地
盤改良材を充填しても良い。）。この際も、ノズル１を
適宜Ｇ１）（方向に移動させつつ改良材を噴出させるこ
とにより、空洞２２内に効率よくかつ確実に改良材を充
填することが出来る。

こうして、地盤改良材を空洞２２及び パイロット穴４内に充填さぜつつ掘削管３をＢ方向に引
き上げてゆくと、充填された改良材は凝固して地盤３０
中には強固な人−工地盤が構築されることになる。

−個所の人工地盤がＪＲ築きれたところで、当該構築さ
れた人工地盤に隣接した位置にパイロット穴４を新たに
掘削して、空洞２２を構築し、更に地盤改良材を充填し
て当該空洞２２と先に構築された空洞２２（既に地盤改
良材が充填固化している。）とを水平方向、に連続させ
て、人工地盤を拡張してゆく。

なお、水圧シリンダ１７のスプリング ２１のバネ定数は、本実施例の場合は、所定の圧力値Ｐ
以上でスプリング２１に抗して直ちにＢ方向にラム１７
ａをその全ストロークに亙り移動させ得る程度のもので
あり、従って、ノズル１は平行運動機構２が折り畳まれ
た格納状態が又（よ完全にＧ方向に突出しきった、突出
状態のいずれがの状態しか取ることが出来ないが、例え
ば、スプリング２１のバネ定数を本実施例より大きく取
り、超高圧掘削水供給回路２０がら供給される超高圧水
１８の圧力の上昇・下降に伴って徐々に、その圧力値に
対応した形で、ＡまたはＢ方向に突出後退し得るように
構成することも可能である。すると、平行運動機構２上
のノズル１は、第１図の距離Ｌ１からＬ２の範囲て超高
圧水１８の圧力に応してＧ１１１方向に移動し、ノズル
位置のよりキメの細かな制御が可能となる。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれ ば、ノズル１の平行運動機構２の駆動手段として水圧シ
リンダ１７等の水圧駆動手段を設け、該水圧駆動手段に
ノズル１に接続された超高圧掘削水供給回路２０等の掘
削水供給回路を接続したので、平行運動機構２の駆動手
段として油圧１５１ｇ動手段を設けた場合のように、特
別の圧油ホースや油圧ポンプ等を従来からある掘削水供
給回路の他に設ける必要が無くなり、それに伴うスイベ
ルジョイン１−等も不要となるので、地盤改造装置１３
全体の構造を簡略化することが可能となる。

なお、ノズル１及び水圧駆動手段に接 続する掘削水供給回路の、ノズル１との接続部付近（よ
、ノズル１のＧ、■■力方向移動を許容し得る程度に、
ある程度の余長及び可撓性がめられる乙とば言うまでも
なく、従って、ノズル１との接続部分は、ある程度の撓
みを持−ったゴムボース等で構成することが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるノズルの移動機 構の一実施例が適用された、地盤改造装置の一例を示す
正面図、第２図は第１図におけろノズルの移動機構の流
体回路図、第３図はノズルの移動槻摺の最近の提案例を
示す図である。 １　・ノズル ２　平行運動機構 ３・　を原則管 ４　・パイロッ　ト穴 １３・・　地盤改造装置 １５・　ビット １６　・・移動機構 １７　水圧駆動手段（水圧シリンダ） １８・　掘削水（超高圧水） ２０−　掘削水供給回路 （超高圧掘削水供給回路） ３０・・・地盤 出願人　三井建設株式会社 株式会社エヌ・アイ・ティ 代理人　弁理士　相［′ｌＪ　呻二 第１図 旦 幻２５） 第２図 Ｇ 手続補正書（方式） 昭和５９年　５月１４日 １　事件の表示 昭和５９年特許願第１９０２６号 ２　発明の名称 地盤改造装置にわけるノズルの移動機構３　補正をする
者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都千代田区岩本町３丁目１０番１号氏名（名
称）　三井建設株式会社 代表者町田良治 住所　東京都町田市図師町１７５２番地氏名（名称）　
ニッサンフリーズ株式会社代表者　後　藤　元　宏 ６　補正の対象 明細書全文 ７　補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端にビットの装着された回転駆動 自在な掘削管を有し、前記ｔａ！削管の先端部にノズル
   を設けると共に、該掘削管に１原則水供給回路を前記ノ
   ズルに接続させた形で設置し、前記掘削水供給回路を介
   して前記ノズルに高圧掘削水を供給し、それにより前ｉ
   己ノズルから高圧を屈ｎｅ１水を噴出さゼで、パイロッ
   ト穴周囲地盤の掘削を行う地盤改造装置において、前記
   掘削管にｎカ記ノズルを、平行運動機構を介して、水平
   方向に突出移動自在に設けると共に、前記平行運ｆｉｌ
   Ｊ機構に該平行運動機構を駆動する水圧駆動手段を設け
   、更に前記水圧駆動手段と前記掘削水供給回路を接続し
   て構成した地盤改造装置におけるノズルの移動機構。