(57)【要約】【課題】掘削位置を地上の受信機に伝送するビーコン部を備えながらも、ケーシングの外径を小さくして取扱性を向上させることができる地盤掘削装置を提供する。【解決手段】ケーシング２を地盤Ｂ中で進行させて掘削した後、管路３に取り付けたビーコン部１１を取り外し治具１５により引っ張ってケーシング２の管路後端部開口から取り外し、次いで、管路３に外管を挿入して先端キャップ８を管路後端部側から先端部側に押圧して管路先端部側開口４から取り外して、外管を地盤Ｂ中に残したままでケーシング２を地上に引き抜き、この外管に内管を挿入して、内管に形成された吐出口を、外管の注入口に位置合わせした後、内管に地盤改良薬液を供給して吐出口および注入口を通じて地盤Ｂ中に注入する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管および外管からなる二重管を使用して地盤改良薬液を地盤に注入することにより地盤改良する際に、地盤中を進行して掘削した後に前記外管が管路に挿入され、次いで、この外管を地盤中に残したままで地上に引き抜かれる管状のケーシングを備えた地盤掘削装置において、
前記ケーシングの管路先端部に着脱自在に取り付けられて、取り付けられた状態でこの管路先端部開口を閉じる先端キャップと、この先端キャップが取り付けられた位置よりも後側で管路に着脱自在に取り付けられるビーコン部と、管路後端部側から挿入される取り外し治具とを備え、前記ビーコン部が前記取り外し治具により管路後端部側に引っ張られて管路後端部開口から取り外され、このビーコン部が取り外された後に、前記先端キャップが管路後端部側から先端部側に押圧されて、管路先端部開口から取り外される構成にしたことを特徴とする地盤掘削装置。
【請求項２】
前記ビーコン部に、このビーコン部の半径方向に移動してビーコン部の外周面よりも外側に突出する係合部と、ビーコン部の後端部に設けられて前記取り外し治具に係止して後端側に引っ張られることにより、前記係合部を前記ビーコン部の半径方向内側に移動させる係止部とが設けられた請求項１に記載の地盤掘削装置。
【請求項３】
前記係合部が前記ビーコン部の外周面よりも外側に突出した際に、この係合部が前記管路の内周面に形成されている係合穴に係合する請求項２に記載の地盤掘削用ケーシングの先端キャップ。
【請求項４】
前記取り外し治具に、前記係止部に係止する係止爪と、この係止爪を前記管路の軸芯にセンタリングさせるセンタリング機構とが設けられた請求項２または３に記載の地盤掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤掘削装置に関し、さらに詳しくは、掘削位置を地上の受信機に伝送するビーコン部を備えながらも、ケーシングの外径を小さくして取扱性を向上させることができる地盤掘削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤を強化するために、二重管を用いて対象地盤に地盤改良薬液を注入する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法により地盤改良薬液を地盤に注入する際には、まず、管状の地盤掘削用ケーシングを用いて、その先端部から水を噴射しつつ圧入して地盤を掘削する。次いで、地盤を掘削して形成した挿入孔に埋設されたままのケーシングの管路に外管を挿入する。次いで、ケーシングを地上に引き抜くことにより外管を地盤の中に設置する。そして、この外管の管路に挿入した内管を管軸方向に移動させることにより、内管の周壁に設けられた吐出口を、外管の周壁に設けられた注入口に位置合わせして、吐出口から吐出した薬液を注入口を通じて地盤に注入する。
【０００３】
このケーシングの先端部には、掘削位置を地上の受信機に伝送するビーコン部が内設されている。図９、図１０に例示するように、従来のケーシング２１では、ビーコン部１１は、後工程において外管が挿入される管路３に隣接して内設されている。そのため、ケーシング２１の外径は、管路３の内径とビーコン部１１の厚みとを足し合わせた値よりも大きくなり、ケーシング２１を小径化するには大きな制約があった。ケーシングの外径が大きいと重量が大きくなるため取扱性が低下する。また、ケーシングの外径が大きいと屈曲性が悪化するので、屈曲して削孔する場合には取扱性がさらに低下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、掘削位置を地上の受信機に伝送するビーコン部を備えながらも、ケーシングの外径を小さくして取扱性を向上させることができる地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】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の地盤掘削装置は、内管および外管からなる二重管を使用して地盤改良薬液を地盤に注入することにより地盤改良する際に、地盤中を進行して掘削した後に前記外管が管路に挿入され、次いで、この外管を地盤中に残したままで地上に引き抜かれる管状のケーシングを備えた地盤掘削装置において、前記ケーシングの管路先端部に着脱自在に取り付けられて、取り付けられた状態でこの管路先端部開口を閉じる先端キャップと、この先端キャップが取り付けられた位置よりも後側で管路に着脱自在に取り付けられるビーコン部と、管路後端部側から挿入される取り外し治具とを備え、前記ビーコン部が前記取り外し治具により管路後端部側に引っ張られて管路後端部開口から取り外され、このビーコン部が取り外された後に、前記先端キャップが管路後端部側から先端部側に押圧されて、管路先端部開口から取り外される構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ビーコン部をケーシングの管路に着脱自在に取り付けたので、ビーコン部を内設するための特別なスペースをケーシングに確保することが不要になる。そのため、ケーシングの外径を格段に小さくすることが可能になる。ケーシングの小径化に伴ってケーシングが軽量化するとともに屈曲性が向上するので、取扱性が大幅に向上する。
【０００８】
また、ケーシングの管路先端部に取り付けられた先端キャップの位置よりも後側にビーコン部が取り付けられるので、掘削時には、管路先端部開口から土砂が入り込もうとしても先端キャップで阻止されてビーコン部は保護される。そして、地盤を掘削した後、ビーコン部を管路後端部開口から取り外し、次いで、管路に外管を挿入後、先端キャップを管路先端部開口から取り外すことにより、外管を地盤中に残したままでケーシングを地上に引き抜くことができる。それ故、このケーシングを二重管を使用して地盤改良を行なう際に有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の地盤掘削装置を用いて地盤を掘削している状態を例示する説明図である。
【図２】図１のケーシングの先端部を例示する正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面とともに、取り外し治具を例示する説明図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】流路の仕様を異ならせたケーシングの先端部を例示する断面図（図４相当図）である。
【図６】ビーコン部の係合部がケーシングの係合穴から外れた状態を例示する説明図である。
【図７】ビーコン部が管路後端部側に移動した状態を例示する説明図である。
【図８】先端キャップを管路後端部側から先端部側に押圧した状態を例示する説明図である。
【図９】従来のケーシングの先端部を例示する正面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の地盤掘削装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図４に例示する本発明の地盤掘削装置１は、内管および外管からなる二重管を使用して地盤改良薬液を地盤に注入することにより地盤改良する際に用いる。地盤掘削装置１は、両端部を開口した管状のケーシング２と、ケーシング２の管路先端部に着脱自在に取り付けられる先端キャップ８と、先端キャップ８が取り付けられた位置よりも後側で管路３に着脱自在に取り付けられるビーコン部１１と、管路後端側から挿入される取り外し治具１５とを備えている。そして、ビーコン部１１が取り外し治具１５により管路後端部側に引っ張られて管路後端部開口５から取り外され、このビーコン部１１が取り外された後に、先端キャップ８が管路後端部側から先端部側に押圧されて、管路先端部開口４から取り外される構成になっている。
【００１２】
ケーシング２は例えば金属製であり、削孔機１８により駆動されて地盤Ｂ中を進行して掘削する。ケーシング２の先端は斜めに傾斜して切断された形状になっている。この先端の傾斜面に環状の先端ブレード７が取り付けられている。
【００１３】
図３に例示するように、ケーシング２の管路３の先端部の周面には、ボール嵌合穴３ｂが形成されている。ボール嵌合穴３ｂには、先端キャップ８を固定するストッパとして機能するボール１０が移動可能に内設されている。ボール嵌合穴３ｂのケーシング２の表面の開口は、ボルトにより栓がされている。ボール嵌合穴３ｂおよびボール１０は、管路３の周面に周方向に間隔をあけて複数設けられる。例えば、周方向に等間隔で３ヶ所にボール嵌合穴３ｂおよびボール１０が設けられる。
【００１４】
図４に例示するように、ボール嵌合穴３ｂが形成されている位置よりも後端側の管路３の周面には係合穴３ａが形成されている。この実施形態では、係合穴３ａはケーシング２の周壁を貫通し、ケーシング２の表面の開口はボルトにより栓がされているが、ケーシング２の周壁を貫通せずに管路３の周面を窪ませた仕様にすることもできる。
【００１５】
また、ケーシング２の管路３の周面に一端を開口して、ケーシング２の先端面に他端を開口する流路６ａが形成されている。流路６ａの他端開口が噴出口６ｂになっている。
【００１６】
先端キャップ８の円盤状の本体部の周縁からケーシング２の後端部側に向かって周面が突出していて、この周面にはボール穴９が形成されている。ボール穴９はボール嵌合穴３ｂに対応する数であり、先端キャップ８をケーシング２の管路先端部に取り付けた際に、ボール嵌合穴３ｂに対向する位置に形成される。先端キャップ８の周面にはＯリングが外嵌されていて、Ｏリングが管路３の周面に当接することにより、先端キャップ８は、ケーシング２の管路先端部に取り付けられた状態で管路先端部開口４を閉じた状態にする。
【００１７】
この実施形態では、先端キャップ８にも流路６ａが形成されている。この流路６ａは先端キャップ８の周面を前後に貫通していて、先端開口が噴出口６ｂになっている。
【００１８】
ビーコン部１１のボディ１２柱状体であり、ボディ１２の外径は管路３の内径よりもやや小さい程度である。ビーコン部１１は、掘削位置（ケーシング２の先端位置）を地上の受信機２０に伝送する伝送部１３を有している。伝送部１３に対応するボディ１２の部分は電波を通過させる材料（樹脂等）で形成されている。尚、ビーコン部１１を管路３に取り付けた際に伝送部１３に対応するケーシング２の部分も電波を通過させる材料（樹脂等）で形成される。
【００１９】
ビーコン部１１には、ボディ１２の半径方向に移動してボディ１２の外周面よりも外側に突出する係合部１４ａを有している。係合部１４ａはスプリング等の付勢部材により常時、ボディ１２の外周面よりも外側に突出するように付勢される。
【００２０】
係合部１４ａは複数であり、周方向に等間隔で配置されることが好ましい。係合穴３ａは係合部１４ａに対応する数で係合部１４ａに対向する位置に形成される。したがって、係合部１４ａがボディ１２の外周面よりも外側に突出した際に、係合部１４ａが管路３の周面に形成されている係合穴３ａに係合するようになっている。また、ビーコン部１１の後端部には係止部１４ｂが設けられている。係止部１４ｂは、ボディ１２の凡そ軸芯（径方向中心）の近傍位置に設けられる。
【００２１】
取り外し治具１５は細長の棒状体であり、ケーシング２の管路後側部開口５を通じて管路後端部側から挿入される。取り外し治具１５の先端部には、かぎ針状の係止爪１６が設けられている。この実施形態では、係止爪１６を管路３の軸芯（径方向中心）にセンタリングさせるセンタリング機構１７を有している。センタリング機構１７としては、例えば、細長の棒状体の取り外し治具１５の側面に周方向に間隔をあけて複数配置されて、細長の棒状体の半径方向外側に突出する方向に付勢されたローラ等を用いることができる。
【００２２】
尚、図５に例示するように、流路６ａを先端キャップ８だけに形成した仕様にすることもできる。この仕様の場合は、ケーシング２を地盤Ｂ中に圧入させる際に、先端キャップ８の先端（噴出口６ｂ）からのみ、水が噴射されることになる。
【００２３】
この地盤掘削装置１を用いて地盤Ｂを掘削し、地盤改良薬液を地盤中に注入する場合は、まず、ケーシング２の管路３の先端部に先端キャップ８を挿入する。次いで、管路後端部開口５からビーコン部１１を管路３に挿入する。その際に、ビーコン部１１のボディ１２の先端部は、先端キャップ８に内挿させて、ボール穴９の内周側開口を塞ぐようにする。ビーコン部１１は、係合部１４ａが係合穴３ａに係合することにより管路３に固定して取り付けられる。
【００２４】
尚、管路３の周面に係合穴３ａを設けずに、ビーコン部１１のボディ１２の外周面よりも外側に突出させた係合部１４ａを管路３の周面に圧着させることにより、ビーコン部１１を管路３に固定して取り付けることもできる。
【００２５】
次いで、ボール嵌合穴３ｂにボール１０を挿入して、ボール１０をボール嵌合穴３ｂおよびボール穴９に嵌め込んで係合させる。このボール１０の係合によって、先端キャップ８が管路３の先端部に固定して取り付けられる。
【００２６】
次いで、先端キャップ８およびビーコン部１１を取り付けたケーシング２を、図１に例示するように、削孔機１８から地盤Ｂ中に延ばして挿入孔Ｓを形成する。図１では、挿入孔Ｓを途中で屈曲させて形成しているが、上下方向に挿入孔Ｓを形成する場合もある。ケーシング２を軸心まわりに回転させて、先端ブレード７の向きを変えることによりケーシング２の進行方向を変えることができる。
【００２７】
ケーシング２を地盤Ｂ中に圧入させる際には、ケーシング２の内部に水を供給する。供給された水は、ケーシング２および先端キャップ８の周面に形成された流路６ａを通じて噴出口６ｂから噴射される。この噴射された水によって地盤Ｂの掘削が円滑になる。ビーコン部１１（伝送部１３）は防水構造になっているので、この水が浸入することがない。ケーシング２により地盤Ｂを掘削している最中は、逐次、ビーコン部１１の伝送部１３から掘削位置が地上の受信機２０に伝送される。
【００２８】
本発明では、先端キャップ８によってケーシング２の管路先端部開口４が閉じられているので、掘削時に地盤Ｂの土砂が管路３の内部に入り込むことを防止できる。これにより、ビーコン部１１は十分に保護される。また、ボール１０がボール係合穴３ｂおよびボール穴９に嵌り込んで係合しているので、先端キャップ８が管路３に強固に固定されて外れ難くなっている。
【００２９】
所定位置まで挿入孔Ｓを形成した後は、図６に例示するように、管路後端部側から取り外し治具１５を挿入する。そして、係止爪１６をビーコン部１１の係止部１４ｂに係止させる。センタリング機構１７を設けることにより、係止爪１６を係止部１４ｂに係止させ易くなる。
【００３０】
係止爪１６を係止部１４ｂに係止させた状態で、取り外し治具１５を管路後端部側に引っ張ることにより、係合部１４ａが付勢部材による付勢力に抵抗してボディ１２の半径方向内側に移動し、係合している係合穴３ａから外れる。そのため、図７に例示するようにビーコン部１１は、取り外し治具１５により管路後端部側に引っ張られて移動して管路後端部開口５から取り外される。ビーコン部１１が管路後端部側に移動することにより、ボール嵌合穴３ｂおよびボール穴９に嵌り込んでいたボール１０がボール嵌合穴３ｂから外れる。これにより、先端キャップ８がケーシング２に対してフリーに移動できる状態になる。
【００３１】
次いで、図８に例示するように、外管１９を管路後端部開口５から挿入する。挿入した外管１９の先端部で先端キャップ８を管路後端部側から先端部側に押圧して、管路先端部開口４から取り外す。外管１９ではなく、専用の押圧治具を管路３に挿入して先端キャップ８を押圧して取り外すこともできる。
【００３２】
次いで、外管１９を地盤Ｂ中に残したままでケーシング２を地上に引き抜くことにより、外管１９を地盤Ｂ中に設置する。外管１９の周壁には注入口が形成されている。その後の工程は公知のごとく、地盤Ｂ中設置した外管１９に内管を挿入して、内管に形成された吐出口を外管１０の注入口に位置合わせした後、内管に地盤改良薬液を供給して吐出口および注入口を通じて地盤Ｂ中に注入する。
【００３３】
上記のとおり本発明によれば、ケーシング２の管路３を、ビーコン部１１を取り付ける場所として巧みに利用しているので、ビーコン部１１を内設するための特別なスペースをケーシング２に確保する必要がない。そのため、ケーシング２の外径を格段に小さくすることが可能になる。ケーシング２の小径化に伴ってケーシング２が軽量化し、屈曲性も向上するので、取扱性が大幅に向上する。
【００３４】
また、掘削時には、管路先端部開口４から土砂Ｓが入り込もうとしても先端キャップ８で阻止されてビーコン部１１は保護される。そして、地盤Ｂを掘削した後、ビーコン部１１を管路後端部開口５から取り外すことができ、さらに、先端キャップ８を管路先端部開口４から取り外すことができるので、外管１９を地盤Ｂ中に残したままでケーシング２を地上に引き抜くことが可能になる。それ故、このケーシング２は、二重管を使用して地盤改良を行なう際に有効に用いることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  地盤掘削装置
２  ケーシング
３  管路
３ａ  係合穴
３ｂ  ボール嵌合穴
４  管路先端部開口
５  管路後端部開口
６ａ  流路
６ｂ  噴出口
７  先端ブレード
８  先端キャップ
９  ボール穴
１０  ボール
１１  ビーコン部
１２  ボディ
１３  伝送部
１４ａ  係合部
１４ｂ  係止部
１５  取り外し治具
１６  係止爪
１７  センタリング機構
１８  削孔機
１９  外管
２０  受信機
２１  従来のケーシング
Ｂ  地盤
Ｓ  挿入孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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