(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径単孔と、大径孔と、連続孔施工方向に対し直交する方向に並設される小径複孔とを互いにラップさせて同時に削孔する第１次掘削を行ない、次設の小径単孔が既設の小径複孔および大径孔にラップするようにして第２次掘削を行ない、以後この手順を繰返して連続孔を造成することを特徴とする連続孔掘削方法。
【請求項２】
駆動装置の下端に回転駆動自在に設けられ周囲に攪拌羽根を有する主掘削ロッドによる大径孔と、この主掘削ロッドの一側にあって回転駆動自在に設けられ周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有する１本の第１副掘削ロッドによる小径単孔と、前記主掘削ロッドの他側にあって回転駆動自在に設けられ周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有していて連続孔施工方向に対し直交する方向に互いに間隔をおいて並設された２本の第２副掘削ロッドによる２つの小径複孔とを同時に削孔する第１次掘削を行なったのち、次設の小径単孔が既設の大径孔および２つの小径複孔に一部がラップするように第２次掘削を行なうことにより連続孔列を造成するようにした請求項１記載の連続孔掘削方法。
【請求項３】
駆動装置の下端に回転駆動自在に設けられ、下端に掘削ヘッドを有するとともに周囲に攪拌羽根を有する主掘削ロッドと、この主掘削ロッドの一側にあって回転駆動自在に設けられ、下端に掘削ヘッドを有するとともに周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有する１本の第１副掘削ロッドと、前記主掘削ロッドの他側にあって回転駆動自在に設けられ、下端に掘削ヘッドを有するとともに周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有していて施工方向に対し直交する方向に互いに間隔をおいて並設された２本の第２副掘削ロッドとを具備することを特徴とする連続掘削装置。
【請求項４】
前記第１および第２副掘削ロッドの少なくとも一方は、連続孔施工方向に対し少なくとも９０度以上旋回可能とされている請求項３記載の連続孔掘削装置。
【請求項５】
前記第１および第２副掘削ロッドは、前記主掘削ロッドの回転を回転伝達手段を介し伝達して従動回転するようにされている請求項３または４記載の連続孔掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤の改良や止水壁造成等のために地中に連続孔を削孔する連続孔掘削方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば地中に止水壁を造成する際には、一部がラップした連続孔を掘削し、ソイルセメント柱列等を造成して連続壁とするようになされているが、従来地中に連続孔を掘削する方法としては、周囲に攪拌羽根を設けた掘削ロッドを互いに攪拌羽根の回転軌跡がラップするように複数並設した掘削装置を用いて第１次掘削を行い、次いで第２次掘削を第１次掘削により削孔した連続孔端に一部がラップするようにして行ない、結果として図１０に示すような掘削孔列（イ）、（ロ）、（ハ）が造成されるようにしているのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記従来の方法では、掘削地盤の硬軟により各掘削ロッドが曲がった場合、並設される掘削孔列間の連続性が失われてしまうことがあり、造成される地中壁が不連続になるというおそれがあって信頼性に欠けるという問題があった。
【０００４】
一方、上記問題点の発生を回避するため、既設の掘削孔列と次位の掘削孔列とを大きく重複させて削孔することも行なわれているが、これによると施工効率が著しく減退してしまうことは否めない。
【０００５】
本発明は、地中に連続孔を効率よく削孔することができる連続孔掘削方法およびその方法を実施するに適する掘削装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明による連続孔掘削方法は、小径単孔と、大径孔と、連続孔施工方向に対し直交する方向に並設される小径複孔とを互いにラップさせて同時に削孔する第１次掘削を行ない、次設の小径単孔が既設の小径複孔および大径孔にラップするようにして第２次掘削を行ない、以後この手順を繰返して連続孔を造成することを特徴とする連続孔掘削方法であり、好ましくは、駆動装置の下端に回転駆動自在に設けられ周囲に攪拌羽根を有する主掘削ロッドによる大径孔と、この主掘削ロッドの一側にあって回転駆動自在に設けられ周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有する１本の第１副掘削ロッドによる小径単孔と、前記主掘削ロッドの他側にあって回転駆動自在に設けられ周囲に前記主掘削ロッドの攪拌羽根の回転軌跡と一部ラップしかつ該攪拌羽根より小なる回転半径の攪拌羽根を有していて連続孔施工方向に対し直交する方向に互いに間隔をおいて並設された２本の第２副掘削ロッドによる２つの小径複孔とを同時に削孔する第１次掘削を行なったのち、次設の小径単孔が既設の大径孔および２つの小径複孔に一部がラップするように第２次掘削を行なうことにより連続孔列を削孔するようにされる。
【０００７】
また上記方法を実施するための装置として、前記第１、第２掘削ロッドの少なくとも一方は、連続孔施工方向に対し少なくとも９０度以上旋回できるようにすることが連続孔の連続方向を変える際における連続性を得るうえで好ましい。
【０００８】
また前記第１および第２副掘削ロッドは、前記主掘削ロッドの回転を受けて従動回転させるようにすることにより駆動装置を簡素化するうえにおいて好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明による連続孔の掘削に用いられる掘削装置の一実施形態の全体正面図を示し、図２はその要部の拡大正面図を示している。
【００１１】
この実施形態では２本の主掘削ロッド１Ａ，１Ｂを備える場合を示しており、これら主掘削ロッド１Ａ，１Ｂは、その上端が自走式の作業機械２に立設されたタワー３にそってワイヤロープ４により昇降動可能に支持された駆動装置５の出力軸６，６に連結されて回転駆動自在とされ、その下方部がタワー３に拘束部材７により相互の間隔を保つとともに振れ止めされている。
【００１２】
上記主掘削ロッド１Ａ，１Ｂの下端には掘削ヘッド８，８が、またこの掘削ヘッド８，８より上方部の周面には複数段の攪拌羽根９，９がそれぞれ設けられており、これら攪拌羽根９，９は図３に示すようにその回転軌跡ａ，ｂが一部ラップする回転半径を有するものとされる。
【００１３】
上記主掘削ロッド１Ａ，１Ｂの下方部は上下に間隔をおいた位置で連結部材１０，１０により連結され、この連結部材１０，１０による連結位置において主掘削ロッド１Ａには第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂが、主掘削ロッド１Ｂには第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂが水平面内で旋回可能に取付けられている。
【００１４】
上記第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂ間には１本の第１副掘削ロッド１３の上下端が軸支され、上記第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂは図４にみられるように平面視Ｖ字状をなしていてその分岐した分岐ボックス１２ａ，１２ａの各先端間に２本の第２副掘削ロッド１４，１４の上下端が軸支されており、これら第２副掘削ロッド１４，１４はその軸心を結ぶ線が連続孔施工方向Ｙに対し直角をなす配置をとるようになっている。
【００１５】
上記第１、および第２副掘削ロッド１３，１４の下端には掘削ヘッド１５，１６が、これより上方の周面には攪拌羽根１７，１８がそれぞれ設けられている。そして第２副掘削ロッド１４，１４の相互間の間隔は、図８（Ｃ）のように該ロッド１４，１４の攪拌羽根１８，１８の回転軌跡ｃに第１掘削ロッド１３の攪拌羽根１７の回転軌跡ｄが一部ラップする寸法とされている。
【００１６】
前記第１副掘削ロッド１３および第２副掘削ロッド１４，１４は、各主掘削ロッド１Ａ，１Ｂから回転の伝達を受けて従動回転するようになっている。
【００１７】
図示の実施形態では、上記回転の伝達にギヤ系列を用いた場合を示しており、図４（Ａ）に示すように第１副掘削ロッド１３は下部の第１連結ボックス１１Ｂ内において第１副掘削ロッド１３側の主掘削ロッド１Ａに固着のギヤ１９から第１副掘削ロッド１３に固着のギヤ２０に中間ギヤ列２１を介して噛合され、また第２副掘削ロッド１４，１４には下部の第２連結ボックス１２Ｂ内において第２副掘削ロッド１４，１４側の主掘削ロッド１Ｂに固着のギヤ２２から第２副掘削ロッド１４，１４に固着のギヤ２３，２３に各分岐ボックス１２ａ，１２ａ内の中間ギヤ列２４，２４を介して噛合されており、これらギヤを通じて主掘削ロッド１Ａ，１Ｂの回転駆動力が第１、第２副掘削ロッド１３および１４，１４に伝達されるようになされている。なおこの回転伝達手段はギヤ系列によるもののほかスプロケットとチエンによるものであってもよい。
【００１８】
前記各主掘削ロッド１Ａ，１Ｂ内には、通常の掘削ロッドと同様にセメントミルク等の薬液を供給する薬液供給路３３，３３が２重管構造として設けられており、この薬液供給路３３，３３の内管の下端は掘削ヘッド８，８の下端に開口する吐出口に連通されているとともに、ら前記薬液供給路３３，３３の外管は上部の第１、第２連結ボックス１１Ａ，１２Ａの部分で分岐され、これらボックス１１Ａ，１２Ａ内の分岐通路３３ａ，３３ａを通じ第１、第２副掘削ロッド１３，１４内の薬液供給路１３ａ，１４ａに連通され、主掘削ロッド１Ａ，１Ｂと同様にその掘削ヘッド１５，１６の下端の吐出口に連通されていて、いずれも掘削土中に薬液を吐出するようになっている。
【００１９】
図示の実施形態では、連続孔の掘削施工方向Ｙが途中で屈曲する場合を考慮して第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂおよび第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ主掘削ロッド１Ａ，１Ｂの軸心を通る中心線に対し水平面内でいずれの方向へも９０度の範囲にわたり旋回可能とされており、非旋回時および旋回時に各連結ボックス１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂを前記連結部材１０に対して拘束する拘束手段を有している。
【００２０】
すなわち図示の例では、第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂおよび第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂが主掘削ロッド１Ａ，１Ｂの軸心間を結ぶ中心線上に位置するとき（非旋回時）それぞれ整合するよう連結部材１０，１０と第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂおよび第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂとにブラケット２５，２６，２７，２８が設けられ、これらブラケット２５，２６および２７，２８の孔に係止ピン２９，３０を挿着することにより各連結ボックス１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂが固定されるようになっている。
【００２１】
前記第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂおよび第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂを９０度旋回させたときそのブラケット２６，２８が整合する位置の連結部材１０，１０に別のブラケット３１，３２が突設されており、第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂ、第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂをいずれかの方向に９０度旋回させたとき各ブラケット２６と３１および２８と３２が整合してその孔に係止ピン２９，３０を挿着することにより各連結ボックスが旋回位置に固定されるようになっている。
【００２２】
次に連続孔の掘削作業の手順について説明する。
【００２３】
連続孔の掘削に際しては、連続孔の掘削始端位置に作業機械２を移動させ、駆動装置５を起動して各主掘削ロッド１Ａ，１Ｂを回転させ、掘削を開始する。このとき第１副掘削ロッド１３および第２副掘削ロッド１４，１４も主掘削ロッド１Ａ，１Ｂの回転がギヤ系列を通じて従動回転し、主掘削ロッド１Ａ，１Ｂによる掘削と共に第１、第２副掘削ロッド１３，１４，１４による掘削が行なわれる。
【００２４】
この掘削時に各主掘削ロッド１Ａ，１Ｂ内の薬液供給路３３，３３および１３ａ，１４ａを通じその先端からセメントミルク等の薬液を吐出させながら掘削を進め、その間、攪拌羽根９，９，１７，１８により掘削土砂と薬液との攪拌混合を図りつつ図５のように予定の深度まで掘削を進める。その後各主掘削ロッド１Ａ，１Ｂを逆転させつつ土砂と薬液との攪拌混合を行ない、地上に引上げて第１次掘削を終了する。
【００２５】
上記第１次掘削によって削孔された孔形状は、縦断面においては図６のように、また平面においては図８（Ｂ）のように、主掘削ロッド１Ａ，１Ｂによる大径孔Ａ，Ｂと、第１副掘削ロッド１３による小径単孔Ｄと、第２副掘削ロッド１４，１４による小径複孔Ｃ，Ｃがそれぞれ一部がラップした状態に削孔される。
【００２６】
次いで図３の矢印Ｙ方向に連続孔を造成する場合には、図７および図８（Ｃ）のように上記第１次掘削による小径複孔Ｃ，Ｃの間に第１副掘削ロッド１３を位置させかつ大径孔Ａ，Ｂの中心を結ぶ線と主掘削ロッド１Ａ，１Ｂの軸心間を結ぶ線が一直線をなすように作業機械２を移動させて第２次掘削を前記第１次掘削と同じ要領で行なう。
【００２７】
このとき地盤の硬軟等により各主掘削ロッド１Ａ，１Ｂが曲がっても、第２次掘削における第１副掘削ロッド１３が第１次掘削による大径孔Ｂに一部がラップした状態に削孔されるので孔の連続性は保たれる。
【００２８】
こうして同様に第３次、第４次…と掘削を行なうことにより連続孔の掘削ができる。
【００２９】
次に連続孔の施工方向を９０度変更するときは、第２副掘削ロッド１４，１４を支持する第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂを拘束している係止ピン３０，３０を抜き、第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂの拘束を解いて図４（Ｂ）のように９０度旋回させ、このとき合致するブラケット２８と３２とに係止ピン３０を挿着して上下の第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂを共に９０度旋回した状態に拘束させる。
【００３０】
こうして掘削を開始すれば、小径複孔Ｃ，Ｃは９０度旋回した位置に削孔され、次の削孔時にこれら小径複孔Ｃ，Ｃの間に第１副掘削ロッド１３が位置するように作業機械２を位置づけるとともに第２連結ボックス１２Ａ，１２Ｂを元の状態（図４示）に戻して前述と同様に掘削を繰返すことにより図９に一例を示すような連続孔列を掘削することができる。
【００３１】
上記の施工例では第２副掘削ロッド１４，１４を連続孔施工方向前側として行う場合について示したが、第１副掘削ロッド１３を施工方向前側として掘削するようにしてもよい。この場合の施工方向変更時には第１副掘削ロッド１３側の第１連結ボックス１１Ａ，１１Ｂを前述と同じように係止ピン２９，２９の差替えで向きを変えることにより方向変換することができる。なお施工時の進行方向をいずれか一方に限定するものとする場合には進行方向とする側の連結ボックスのみを旋回可能とすればよい。
【００３２】
図示の実施形態では主掘削ロッドを２本とした場合について示しているが、これは１本あるいは３本以上としてもよいことはもちろんである。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、互いに連続する大径孔、小径単孔、２つの小径複孔の計４つの孔を一単位とし、これを連続して削孔することにより連続孔を造成するようにしたので、掘削中に掘削地盤の硬軟により各掘削ロッドが仮に曲がっても掘削される孔が不連続になることを極力回避するとができ、連続地中壁、止水壁等の造成に支障をきたすことをなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による連続孔掘削装置の一実施形態を示す全体の正面図。
【図２】同、要部の拡大正面図。
【図３】図１、図２の掘削装置で掘削される孔の範囲を示す平面図。
【図４】（Ａ）は図１、図２における第１副掘削ロッドおよび第２副掘削ロッドの従動回転伝達手段の一例を示す図２のＸ−Ｘ線断面図、（Ｂ）は同第２連結ボックスを９０度旋回させた状態を示す断面図。
【図５】掘削途上の状態を示す正面図。
【図６】第１次掘削で削孔された孔の断面図。
【図７】第２次掘削の開始時の状態を示す正面図。
【図８】連続孔掘削過程を示し、（Ａ）は図３相当図、（Ｂ）は第１次掘削により削孔された孔形状を示す平面図、（Ｃ）は第２次掘削時の状態を示す平面図。
【図９】本発明により削孔した連続孔の形態例を示す平面図。
【図１０】従来の技術による連続孔の形態例を示す平面図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ  主掘削ロッド
５  駆動装置
８，１５，１６  掘削ヘッド
９，１７，１８  攪拌羽根
１０  連結部材
１１Ａ，１１Ｂ  第１連結ボックス
１２Ａ，１２Ｂ  第２連結ボックス
１３  第１副掘削ロッド
１４  第２副掘削ロッド
２９，３０  係止ピン
Ａ，Ｂ  大径孔
Ｃ  小径複孔
Ｄ  小径単孔
【図１】
0003573260.tif 000002
【図２】
0003573260.tif 000003
【図３】
0003573260.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003573260.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003573260.tif 000008
【図８】
0003573260.tif 000009
【図９】
0003573260.tif 000010
【図１０】
0003573260.tif 000011