(57)【要約】  【課題】ケーシング等の設備の小型化を図るとともに、先行削孔としての口径を維持しながら掘削量および排土量を少なくして、経済性に優れた削孔装置を提供する。  【解決手段】硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換する先行削孔工法に好適な削孔装置である。外周に螺旋状の破砕・切削翼８を備えたケーシングチューブ３を旋回させながら地中に圧入して、ケーシング３内部の土をハンマーグラブ１４にて掘削・排土しながら所定深度まで削孔する。同時に、ケーシング３とともに旋回する破砕・切削翼８によりケーシング３の外周側の土を所定深度まで砕土化ほぐし処理を施して軟質原土層Ｇとする。その後、ケーシング３の内部に置換土Ｍを投入しながらケーシングチューブ３を逆転旋回させて引き抜く。  【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のケーシングを旋回させながら地中に圧入するとともに、それと並行してケーシング内部の土を掘削・排土することで所定深度まで削孔する装置であって、ケーシングの下部外周にケーシング外周側の土を破砕・切削するための翼を設けたことを特徴とする削孔装置。
【請求項２】
ケーシングの旋回，圧入に伴いケーシングの外周側の土を破砕・切削して砕土化しつつほぐすための翼の全部または一部をケーシングに対して着脱可能に装着したことを特徴とする請求項１に記載の削孔装置。
【請求項３】
翼はケーシングの円周方向において単一または複数枚のものとして形成してあることを特徴とする請求項１または２に記載の削孔装置。
【請求項４】
翼を螺旋状のものとして形成してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項５】
ケーシングの外周面における翼の総周長をケーシングの円周の１／３以上に設定してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項６】
翼の少なくとも旋回方向先端側にカッタービットを装着してあることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項７】
カッタービットの一部が翼の外周側に突出していて、ケーシングの外径をＤ１、ケーシングの旋回に伴いカッタービットが描く軌跡円の最大直径をＤ２としたとき、Ｄ２をＤ１の１．１倍以上に設定してあることを特徴とする請求項６に記載の削孔装置。
【請求項８】
ケーシングの旋回に伴いカッタービットが描く軌跡円の最大直径をＤ２、同じくケーシングの旋回に伴い翼が描く軌跡円の最大直径をＤ３としたとき、Ｄ２≧Ｄ３となるように設定してあることを特徴とする請求項６に記載の削孔装置。
【請求項９】
翼は内周翼とその内周翼の外周側に張り出す外周翼とから構成されていて、内周翼に対して外周翼が着脱可能となっていることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項１０】
ケーシング外周の翼に加えて、ケーシングの内周にケーシング内部の土を破砕・切削するための翼を設けてあることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項１１】
ケーシングの内周に設けた翼をケーシングに対して着脱可能としたことを特徴とする請求項１０に記載の削孔装置。
【請求項１２】
ケーシングは正逆転可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項１３】
ケーシングの先端にカッタービットを装着してあることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項１４】
ケーシングの外周に設けた翼の近傍に、ケーシングの内外を連通させる通水孔を１個以上設けたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の削孔装置。
【請求項１５】
ケーシングは全旋回式のケーシング削孔機にて旋回駆動されるものであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の削孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換する先行削孔工法に好適な削孔装置に関し、例えば鋼製セグメント圧入工法等による圧入ケーソンの構築に先立って、ケーソン刃先抵抗を軽減するために小径で且つ多数の削孔をもって軟質の砂地盤に置換する際に用いられる削孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば非特許文献１に記載のように、全旋回式のケーシング削孔機にて削孔しながらケーシング（ケーシングチューブとも言う）内部の土をハンマーグラブ等にて掘削・排土し、所定深度に達したならばケーシング内に山砂等を投入しながらそのケーシングを引き抜くことにより砂地盤に置き換えるようにしたいわゆる砂置換先行削孔工法が知られている。なお、かかる先行削孔は、構築すべきケーソンの径に内接もしくは交差するように同心円上の複数箇所に所定のピッチで施工することになる。
【非特許文献１】山口、外１名、「市街地における狭隘な用地での大規模立坑の施工」、土木施工、株式会社山海堂、平成１２年１０月１日、第４１巻、第１３号、通巻５３３号、ｐ．８−１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非特許文献１に代表されるような従来の技術では、ケーシングの口径寸法が掘削された孔径にほかならないから、相対的にケーシングとして大口径のものが、旋回駆動装置として能力の大きなものがそれぞれ必要とされるほか、ケーシング内の全ての土を掘削する必要があるためにハンマーグラブとして大容量のものが、それを支持するクレーンとして能力の大きなものがそれぞれ必要となり、全体としてコストアップが余儀なくされる。
【０００４】
また、先に述べたようにケーシングの口径寸法が掘削された孔径にほかならないことから、掘削量とともに排土量が多くなり、周囲に及ぼす環境悪化が危惧される。
【０００５】
加えて、全旋回式のケーシング掘削機では、そのケーシングのサイズ（ケーシング径）として１５００ｍｍ、２０００ｍｍおよび３０００ｍｍの三種類のものが一般的によく使われている。ところが、削孔径がケーシング径に制約される故に、例えば一定サイズのケーソンの構築に先立つ先行削孔では、相対的に径の小さなケーシングにて削孔した場合には削孔数が多くなり、先行削孔に要する工数の増加とともにコストアップが余儀なくされる。逆に相対的に径の大きなケーシングにて削孔した場合には削孔数は少なくなるものの、置換土量が必要以上に多くなり、上記と同様に先行削孔に要する工数の増加とともに置換土のコストアップが余儀なくされ、いずれの場合にも不経済なものとなっていた。
【０００６】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけケーシングをはじめとする付帯設備それぞれの小型化を図るとともに、先行削孔としての孔径を維持しながら掘削量および排土量を少なくして、経済性に優れ、しかも周囲の環境への影響を最小限にとどめることができる削孔装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、円筒状のケーシングを旋回させながら地中に圧入するとともに、それと並行してケーシング内部の土を掘削・排土することで所定深度まで削孔する装置として、ケーシングの下部外周にケーシング外周側の土を破砕・切削するための翼を設けたことを特徴とする。
【０００８】
この削孔装置は、多くの場合に硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換するべく先行削孔するための装置として使用される。
【０００９】
翼のより具体的な構造としては、翼そのものの交換容易性を考慮して、請求項２に記載のように、ケーシングの旋回，圧入に伴いケーシングの外周側の土を破砕・切削して砕土化しつつほぐすための翼の全部または一部をケーシングに対して着脱可能に装着することが望ましい。
【００１０】
また、上記以外にも翼またはケーシングに関して、下記（ａ）〜（ｇ）の条件のなかから単一または複数のものを選択して付加することももちろん可能である。
【００１１】
（ａ）翼はケーシングの円周方向において単一または複数枚のものとして形成すること。
【００１２】
（ｂ）翼を螺旋状のものとして形成すること。
【００１３】
（ｃ）ケーシングの外周面における翼の総周長をケーシングの円周の１／３以上に設定すること。
【００１４】
（ｄ）翼の少なくとも旋回方向先端側にそれぞれカッタービットを装着すること。
【００１５】
（ｅ）翼を内周翼とその内周翼の外周側に張り出す外周翼とから構成し、内周翼に対して外周翼を着脱可能とすること。
【００１６】
（ｆ）ケーシング外周の翼に加えて、ケーシングの内周にも翼を設けること。
【００１７】
（ｇ）ケーシング内周に設けた翼をケーシングに対して着脱可能なものとすること。
【００１８】
（ｈ）ケーシングは正逆転可能とすること。
【００１９】
（ｉ）ケーシングの先端にカッタービットを装着すること。
【００２０】
（ｊ）ケーシングの外周に設けた翼の近傍に、ケーシングの内外を連通させる通水孔を１個以上設けること。
【００２１】
（ｋ）ケーシングは全旋回式のケーシング削孔機にて旋回駆動されるものであること。
【００２２】
特に、上記翼本来の効果を十二分に得るためには、請求項７に記載のように、カッタービットの一部が翼の外周側に突出していて、ケーシングの外径をＤ１、ケーシングの旋回に伴いカッタービットが描く軌跡円の最大直径をＤ２としたとき、Ｄ２をＤ１の１．１倍以上に設定することが望ましい。
【００２３】
同様に、請求項８に記載のように、ケーシングの旋回に伴いカッタービットが描く軌跡円の最大直径をＤ２、同じくケーシングの旋回に伴い翼が描く軌跡円の最大直径をＤ３としたとき、Ｄ２≧Ｄ３となるように設定することが望ましい。
【００２４】
したがって、本発明の削孔装置を例えば先に述べたように硬質地盤の掘削に先立ってそれよりの軟質の土質地盤に置換する先行削孔工法に用いた場合、下部外周に翼を備えた円筒状のケーシングを旋回させながら地中に圧入して、ケーシング内部の土を掘削・排土しながら所定深度まで削孔し、その掘削・排土処理と並行して、ケーシングとともに旋回する翼によりケーシングの外周側の土を所定深度まで破砕・切削して砕土化しつつほぐした上で、最後にケーシングの内部に置換土を投入してケーシングを旋回させながら引き抜くことになる。
【００２５】
この場合には、先に述べたように翼が螺旋状であることが好都合であり、ケーシングを地中に圧入する際の旋回を正転動作とし、ケーシングを引き抜く際の旋回を逆転動作とする。その結果として、ケーシングに翼を装着してあるが故に、ケーシング内部の掘削・排土処理とケーシング外周側の土の砕土化ほぐし処理とが並行して行われことになり、最終的にはケーシング内部が砂等の置換土に置き換えられる一方で、ケーシング外周側にて一旦砕土化ほぐし処理が施された土は排土されることなくそのまま残されることになる。そして、置換土とケーシングの外周側にて一旦砕土化ほぐし処理が施された土との総和をもって、すなわち翼の直径に相当する削孔径をもって当初よりも軟質の地盤と化することになる。
【００２６】
このことは、軟質地盤と化した翼の直径に相当する円筒状の地盤に対してケーシングそのものの直径は置換土相当部の直径があれば足りることを意味し、従来よりも相対的に径の小さなケーシングで済むことになるほか、必然的に排土量も少なくて済むことになる。また、ケーシングを引き抜く際に、翼付きのそのケーシングを逆転旋回させれば、少なくともケーシング外周側にて一旦砕土化ほぐし処理が施された土の翼による転圧もしくは締め固め効果も期待できるようになる。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１，２に記載の発明によれば、ケーシングの下部外周に翼を設けたことにより、小径のケーシングによる削孔で大径の削孔を行った場合と同等の効果が得られることから、ケーシングをはじめとする付帯設備としては小型のもので所期の目的を達成することができ、コストダウンを図ることができて経済的な施工が行える。
【００２８】
また、ケーシングが小さくなることによって掘削・排土量のほか必要とされる置換土の量も少なくなるため、コストダウンを図ることができるとともに、周囲の環境への影響を最小限におさえることができ、一段と経済的な施工を行える。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、着脱可能とした翼を任意のサイズのものと交換することにより、ケーシングはそのままで任意の孔径の削孔に容易に対応でき、設備としての汎用性に優れる効果がある。
【００３０】
さらに、請求項４，１２に記載の発明のように、翼を螺旋状のものとした上でケーシングの引き抜きの際に当該ケーシングを逆転旋回させることにより、ケーシング外周側にて一旦砕土化ほぐし処理が施された土の翼による転圧もしくは締め固め効果が期待できるため、後処理としての転圧もしくは締め固めを必要としない利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１〜８は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、特に図１は先に例示した先行削孔工法の施工に必要とされる設備全体の概略説明図を、図２〜４は図１の要部拡大図をそれぞれ示し、さらに図５〜８は施工の手順の詳細を示している。
【００３２】
図１に示すように、先行削孔のための設備として、全旋回式オールケーシング削孔機（以下、単に「削孔機」という）１とクローラクレーン（以下、単に「クレーン」という）２が用意される。
【００３３】
削孔機１は所定直径のケーシングたる円筒状のケーシングチューブ３を主要素とするもので、周知のようにそのケーシングチューブ３は油圧式の駆動装置４に内挿されているとともに、ケーシングチューブ３の先端には図２の（Ａ）に示すように複数のカッタービット５を装着してある。そして、ケーシングチューブ３は駆動装置４にて旋回駆動されながら同時に地中への圧入推力が付与されて削孔に供される。なお、ケーシングチューブ３は駆動装置４による正転と逆転が可能となっている。また、ケーシングチューブ３は施工の途中で必要に応じて何回かチューブピースが継ぎ足されて、最終的に所定深度まで圧入される。
【００３４】
ここで、図２，３に示すように、ケーシングチューブ３の先端（下端）には同直径のエクステンションチューブ６を複数のボルト穴７，７‥に対応する図示外のボルト・ナットにて着脱可能に連結してある。そして、エクステンションチューブ６の先端部（下端部）外周には、そのほぼ全周にわたり螺旋状の単一の破砕・切削翼８を装着してあるとともに、破砕・切削翼８の旋回方向先端側には複数のカッタービット９を装着してある。
【００３５】
より詳しくは、図３，４に示すようにエクステンションチューブ６の外周にはそのほぼ全周にわたり破砕・切削翼８の螺旋形状に沿うかたちで翼取付フランジ１０を予め溶接等にて固定してあり、この翼取付フランジ１０に対して破砕・切削翼８を複数のボルト・ナット１１をもって着脱可能に装着してある。そして、ケーシングチューブ３の時計回り方向の旋回を正転、反時計回り方向の旋回を逆転とした場合に、ケーシングチューブ３の正転時に破砕・切削翼８が積極的に土中に食い込むように予めその破砕・切削翼８における螺旋形状の捻れ角が考慮されているとともに、破砕・切削翼８の正転方向での先端側には先に述べたように複数のカッタービット９を装着してある。
【００３６】
したがって、上記のようにケーシングチューブ３が正転方向に旋回駆動されながら地中に圧入されることで、ケーシングチューブ３内に入り込む土を周囲の土から切り離すような削孔処理と、ケーシングチューブ３の外周の破砕・切削翼８にてそのケーシングチューブ３の周囲の土を定位置にて破砕・切削処理により切断破砕して砕土化しつつほぐすことになる砕土化ほぐし処理とが並行して行われることになる。
【００３７】
なお、破砕・切削翼８は、上記のようにケーシングチューブ３の外側の土の砕土化ほぐし処理を目的として付加されたものであるから、その破砕・切削翼８の直径（ケーシングチューブ３の旋回に伴い破砕・切削翼８が描く軌跡円の最大直径）Ｄ３は仕事効率を考慮すればケーシングチューブ３の直径Ｄ１の１．１倍以上に設定することが望ましい（ただし、最も外側に位置するカッタービット９の外周面は破砕・切削翼８の外周面と面一であって、ケーシングチューブ３の旋回に伴いカッタービット９が描く軌跡円の最大直径は破砕・切削翼８の直径と等しいものとする）。また、直径が１５００ｍｍ〜３０００ｍｍ程度の標準的なケーシングチューブ３を想定した場合、破砕・切削翼８の取付位置は図３に示すようにエクステンションチューブ６の下端からの距離ｂとしてｂ＝１００〜１０００ｍｍ程度、望ましくは３００〜７００ｍｍ程度の位置とするのが望ましい。
【００３８】
図１に示したクレーン２はそのジブ１２の先端から垂下したロープ１３にハンマーグラブ１４を吊り下げ支持しており、後述するようにケーシングチューブ３内への投下と吊り上げとを繰り返して、ケーシングチューブ３内の土の掘削と排土処理を行うことになる。同時に、ハンマーグラブ１４は削孔された孔Ｈへの置換土の投入作業をも司っている。
【００３９】
施工の手順としては、図５の（Ａ）に示すように、ケーシングチューブ３の真上にハンマーグラブ１４を待機させた状態で、駆動装置４により破砕・切削翼８付きのケーシングチューブ３に正転による旋回と圧入推力とを与えて削孔を開始する。
【００４０】
すなわち、図５の（Ａ）に示すように、ケーシングチューブ３が徐々に地中に圧入されると、ケーシングチューブ３の内径に相当する部分の現土が周りの土から切り取られるようにしてケーシングチューブ３の内部に入り込む一方、ケーシングチューブ３の外周側では破砕・切削翼８によって定位置にて先に述べた砕土化ほぐし処理が並行して行われて軟質原土層Ｇと化しながら削孔が進行する。
【００４１】
さらに、上記のような削孔時にハンマーグラブ１４を併用し、同図（Ｂ）に示すように、ケーシングチューブ３内へのハンマーグラブ１４の投下とその引き上げを繰り返すことで、ケーシングチューブ３内の原土の掘削と排土処理とが行われる。なお、ケーシングチューブ３の外周側では先に述べた破砕・切削翼８による原土の砕土化ほぐし処理が施されても、その原土が排土されることはない。
【００４２】
ケーシングチューブ３が所定深度まで圧入されて且つそのケーシングチューブ３の内部の原土が排土されることにより削孔が完了した状態を図６（Ａ）に示す。この状態では、駆動装置４によるケーシングチューブ３への旋回力および圧入推力の付与が一旦中断されるとともに、先に述べたように原土のうちケーシングチューブ３の外周側であって且つ破砕・切削翼８よりも上方では、その破砕・切削翼８が通過したことによって砕土化ほぐし処理が施されて軟質原土層Ｇとなっている。なお、図５の（Ａ）の状態から図６の（Ａ）の状態に移行するまでの間に、必要に応じて何回かのチューブピースの継ぎ足しが行われる。
【００４３】
ケーシングチューブ３の直径に等しい削孔が完了したならば、同図（Ｂ）のほか図７の（Ａ），（Ｂ）に示すように、ハンマーグラブ１４を使ってケーシングチューブ３の内部に置換土Ｍとして山砂等の購入土を投入して、ケーシングチューブ３内の底部、ひいては掘削された孔Ｈの孔底側から順に埋め戻す。この場合、先にケーシングチューブ３内の掘削時に排土した土に砂質土が含まれている場合にはその砂質土のみを購入土とともに再利用することもある。
【００４４】
上記のようにケーシングチューブ３内の底部に所定量の置換土Ｍが投入されたならば、図７の（Ｂ）に示すように、ケーシングチューブ３を逆転旋回動作させながら、置換土Ｍにて埋め戻された分だけケーシングチューブ３を引き上げる。この場合、ケーシングチューブ３とともに破砕・切削翼８が逆転動作することにより、一旦は破砕・切削翼８にて砕土化ほぐし処理が施された軟質原土層Ｇ、すなわちケーシングチューブ３の周囲の軟質原土層Ｇの転圧もしくは締め固め効果が期待できる。
【００４５】
そして、このような所定量の置換土Ｍの投入による孔Ｈの埋め戻しとケーシングチューブ３の逆転による引き抜きとを交互に繰り返すことにより、図８の（Ａ）に示すように孔Ｈの埋め戻し深さを漸次大きくする。
【００４６】
この後、図８の（Ｂ）に示すように、一旦はケーシングチューブ３にて掘削された孔Ｈが全て置換土Ｍで埋め戻されたならば、地上に引き抜かれたケーシングチューブ３とともに駆動装置４を撤去し、これをもっていわゆる砂置換を目的とした先行削孔が完了する。すなわち、一旦はケーシングチューブ３にて掘削された孔Ｈが原土に代わる山砂等の置換土Ｍで置換されるとともに、置換土Ｍの周囲は原土のままでありながらも、破砕・切削翼８による砕土化ほぐし処理と転圧もしくは締め固め効果によって従前よりも軟質ないわゆるＮ値の小さな軟質原土層Ｇと化し、この軟質原土層Ｇも実質的に置換土Ｍと同等の機能を発揮することになり、結果的には破砕・切削翼８の直径と同等の削孔径をもって削孔した上で砂置換した場合と同等の状態となる。
【００４７】
このように本実施の形態によれば、置換土Ｍのほかその置換土Ｍの周囲の軟質原土層Ｇも実質的に置換土Ｍと同等の機能を発揮することから、ケーシングチューブ３にて削孔する孔Ｈの径およびケーシングチューブ３の直径は従来のものより著しく小さくて済むほか、そのケーシングチューブ３を駆動する駆動装置４も小型のもので十分に対応できることになる。
【００４８】
その上、ケーシングチューブ３そのものの直径が小さくて済むことは排土量も少ないことを意味し、周囲環境に及ぼす影響を最小限に抑えつつ、ハンマーグラブ１４やクレーン２も小型のもので十分に対応できることになり、きわめて経済的な施工を行える。
【００４９】
ここで、上記の実施の形態では、ケーシングチューブ３に対して着脱可能に連結したエクステンションチューブ６にさらに破砕・切削翼８を着脱可能に装着しているが、必要に応じてエクステンションチューブ６を廃止して破砕・切削翼８を直接ケーシングチューブ３に着脱可能に装着してもよく、さらに破砕・切削翼８をケーシングチューブ３もしくはエクステンションチューブ６に対して着脱不能に固定するようにしてもよい。
【００５０】
また、図２，３に示すように、エクステンションチューブ６の外周に設けた破砕・切削翼８の近傍、特に破砕・切削翼８の上下であって且つエクステンションチューブ６の直径方向でほぼ正対する位置にエクステンションチューブ６の内外を連通させる複数の通水孔３５を形成することが、破砕・切削翼８による破砕・切削時の抵抗を低減する上で望ましい。これはエクステンションチューブ６の内外に自然泥水が存在する場合に、破砕・切削翼８が押しのけようとする自然泥水と破砕・切削翼８の背面側に存在する自然泥水を上記通水孔３５を通してそれぞれエクステンションチューブ６の内外で積極的に出入りさせることにより、エクステンションチューブ６の外周側の自然泥水を破砕・切削翼８にてひたすら押しのけようとする場合に比べてその抵抗を低減することができるためである。
【００５１】
さらに、破砕・切削翼８は必ずしも図２，３に示したような一枚構成のものである必要はなく、例えば図９〜１１に示すようにエクステンションチューブ６（ケーシングチューブ３）の円周方向において２〜４枚構成の螺旋状の破砕・切削翼８，８‥の組み合わせとしてもよい。
【００５２】
この場合において、例えば図１１の破砕・切削翼８の構造を基本とした上で、図１２の（Ａ），（Ｂ）に示すように破砕・切削翼８の旋回方向先端に設けたカッタービット９のうち破砕・切削翼８の最も外周側に位置するものを破砕・切削翼８の外周面よりも所定量αだけ突出させて、ケーシングチューブ３の旋回に伴いカッタービット９が描く軌跡円の最大直径（削孔径）Ｄ２を破砕・切削翼８そのものの直径（ケーシングチューブ３の旋回に伴い破砕・切削翼８が描く軌跡円の最大直径）Ｄ３よりも大きくなるようにＤ２＞Ｄ３の関係とすることが破砕・切削抵抗を減ずる上で望ましい。
【００５３】
その上で、図１３，１４に示すように、ケーシングチューブ３およびエクステンションチューブ６の直径φを一定としたままで破砕・切削翼８（ここでは、先に図９に基づいて説明した二枚構成の破砕・切削翼８の例を示してある）をその外径寸法の異なるものと積極的に交換することにより、異なる削孔径Ｄのもとでの先行削孔にも容易に対応することが可能となる。例えば、図１３，１４共にケーシングチューブ３およびエクステンションチューブ６の直径φを１５００ｍｍとする一方、そのエクステンションチューブ６に対し着脱可能な破砕・切削翼８として図１３の（Ａ），（Ｂ）に示すような外径寸法が２０００ｍｍ（＝削孔径Ｄ）のものと、図１４の（Ａ），（Ｂ）に示すような外径寸法が２５００ｍｍ（＝削孔径Ｄ）のものとを予め用意しておき、それらを適宜交換するだけで二種類の削孔径の先行削孔に対応することが可能となる。
【００５４】
図１５〜１７には本発明の第２の実施の形態を示し、先の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００５５】
この第２の実施の形態では、破砕・切削翼１５をエクステンションチューブ６のほぼ全周にわたって配置された内周翼１６とそれとは別の外周翼１７とで構成し、内周翼１６に対して局部的に外周翼１７を着脱可能に装着したものである。
【００５６】
より詳しくは、エクステンションチューブ６の外周ほぼ全周にわたり二枚の螺旋状の内周翼１６を溶接等にて固定してある。そして、それぞれの内周翼１６の旋回方向先端部側は外周翼１７の取付フランジ部として機能させるべく斜めに配置されてはいてもそれ自体では捻れ角を有しない単純平板状の取付プレート１９をもって構成してあり、その取付プレート１９の旋回方向先端には複数のカッタービット２０を溶接等にて固定してある。
【００５７】
他方、外周翼１７は翼本体２１の上下両面に当て板２２をオフセットさせて配置した上で溶接等にて固定して、双方の当て板２２，２２同士の間に翼本体２１の板厚に相当するスロット２３を形成したものであり、このスロット２３は先に述べた内周翼１６側の取付プレート１９を受容し得る大きさに設定してある。また、この外周翼１７の旋回方向先端側には複数のカッタービット２４を溶接等にて固定してある。そして、図１６に示すように、内周翼１６の取付プレート１９に対して外周翼１７のスロット２３を挿入した上で、外周翼１７側の上下の当て板２２と内周翼１６側の取付プレート１９とを複数のボルト，ナット２５にて着脱可能に共締め固定してある。なお、図６ではエクステンションチューブ６そのものの先端のカッタービット５は図示省略してある。また、通水孔３５は各外周翼１７ごとにその外周翼１７の上下二箇所に形成してある。
【００５８】
この第２の実施の形態によれば、先の実施の形態と同様の効果が得られるほか、内周翼１６を共通して使用することを前提とした上で、外周翼１７のみ翼長ｅの異なるものを予め複数種類用意しておいて、必要に応じて外周翼１７のみを翼長ｅの異なるものと交換することにより、破砕・切削翼１５による破砕・切削径の変更に容易に対応できる利点がある。
【００５９】
また、破砕・切削翼８または１５が図２，３のように一枚構成であるか図９〜１２および図１５のように複数枚構成であるかにかかわらず、図１８に示すようにエクステンションチューブ６の円周方向での破砕・切削翼８または１５の総周長Ｌをエクステンションチューブ６（ケーシングチューブ３）の円周の５０％以上とすることが仕事量もしくは作業効率確保の上で望ましい。つまり、図９〜１２および図１５に示したような複数枚構成の破砕・切削翼８または１５の場合、隣接する破砕・切削翼８，８同士または１５，１５同士の間の欠損部分は破砕・切削翼８または１５としての仕事量に貢献しないことから、図１８に示したようにそれらの欠損部分を除いた破砕・切削翼８または１５の総周長Ｌがケーシングチューブ６の円周の５０％以上とすることが望ましい。
【００６０】
特に、図１５〜１７に示した第２の実施の形態では、内周翼１６とともに破砕・切削翼１５を構成している外周翼１７の周長が角度βにして６０°であるとすると、エクステンションチューブ６に対する内周翼１６の周長Ｌはほぼ１００％であり、その内周翼１６に対する外周翼１７の周長が１／３であることから、エクステンションチューブ６に対する破砕・切削翼１５の総周長Ｌを一段と大きく確保できる利点がある。
【００６１】
図１９，２０は本発明の第３の実施の形態を示し、先に図１５〜１７に示した第２の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００６２】
この第３の実施の形態では、破砕・切削翼１５が内周翼１６と外周翼１７とで構成されている点では第２の実施の形態と同一であるものの、内周翼１６を円周方向で相互に独立した３枚構成のものとする一方、それらの各内周翼１６に対して個別に外周翼１７を着脱可能に装着したものである。この第３の実施の形態においても第２の実施の形態のものと同様の効果が得られることになる。
【００６３】
図２１は本発明の第４の実施の形態を示し、この第４の実施の形態では図１５〜１７の外周翼１７に相当する単板状の一対の破砕・切削翼２６をエクステンションチューブ６に対して着脱可能もしくは着脱不能に直接的に固定するようにしたものである。なお、破砕・切削翼２６の周長は角度βにして６０°であり、エクステンションチューブ６に対する破砕・切削翼１６の総周長Ｌは１／３となる。
【００６４】
図２２には、破砕・切削翼８を有しない従来のケーシングチューブと上記実施の形態の一枚構成の破砕・切削翼８付きのケーシングチューブ３とで削孔土量（排土量）を比較した結果を示す。ただし、図２〜４に示した翼取付フランジ１０は図示省略してある。
【００６５】
同図は砂置換の深さ１ｍ当たりで比較したものであり、従来のケーシングチューブの場合にはケーシングチューブの直径φをφ＝削孔径Ｄとして例えば２０００ｍｍに設定してあり、削孔土量Ｑ１＝排土量Ｑ２で共に３．１４ｍ3となる。一方、上記実施の形態の破砕・切削翼８付きのケーシングチューブ３の場合にはその直径φを従来例と同じ１５００ｍｍに設定するも、削孔径Ｄに等しい破砕・切削翼８の直径としては、先に述べた「ケーシングチューブ３の直径φの１．１倍以上」という条件を満たすために、Ｄ＝φ×１．３３として破砕・切削翼８の直径および削孔径Ｄを２０００ｍｍに設定してあり、削孔土量Ｑ１は従来のものと同じ３．１４ｍ3となるものの、排土量Ｑ２は１．７７ｍ3と大幅に少なくなる。つまり、先行削孔による砂置換に必要な排土量Ｑ１をもって両者を比較すれば、従来のケーシングチューブの場合の排土量Ｑ１を１．０とした場合に、上記実施の形態での破砕・切削翼８付きのケーシングチューブ３の場合には０．５６となり、先行削孔時の排土量Ｑ２ひいては置換土量を大幅に削減することが可能となる。
【００６６】
同様に図２３は破砕・切削翼８を有しない従来のケーシングチューブと上記実施の形態の一枚構成の破砕・切削翼８付きのケーシングチューブ３とで削孔面積を比較した結果を示す。
【００６７】
同図はケーシングチューブ３の直径φを共に１５００ｍｍで統一した場合の例であり、従来のケーシングチューブの場合にはケーシングチューブの直径φ＝削孔径Ｄであるが故に、削孔面積Ｓは１．７７ｍ2となる。一方、上記実施の形態の破砕・切削翼８付きのケーシングチューブ３の場合には、破砕・切削翼８の直径に等しい削孔径Ｄとして先に述べた「ケーシングチューブ３の直径φの１．１倍以上」という条件を満たすために、Ｄ＝φ×１．１として破砕・切削翼８の直径および削孔径Ｄを共に１６５０ｍｍに設定してあり、その削孔面積Ｓは２．１４ｍ2となる。つまり、先行削孔時の削孔面積Ｓをもって両者を比較すれば、従来のケーシングチューブの場合の削孔面積Ｓを１．０とした場合に、上記実施の形態での破砕・切削翼８付きのケーシングチューブ３の場合には１．２１となり、ケーシングチューブ３の直径φが同じであっても先行削孔時の仕事量である削孔面積Ｓを大幅に増大させることが可能となる。
【００６８】
図２４，２５は本発明の第５の実施の形態を示し、先の第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００６９】
この実施の形態では、エクステンションチューブ６の外周に着脱可能に装着した破砕・切削翼８とは別に、エクステンションチューブ６の先端内周側にもカッタービット１８ａ付きの内面破砕・切削翼１８を放射状に且つ着脱可能に装着したものである。もちろん、内面破砕・切削翼１８は着脱不能に固定する構造としてもよい。
【００７０】
この内面破砕・切削翼１８の配置は、図２５のように平面視にていわゆる横一文字の配置のほか、必要に応じて図２６のような十字状の配置、あるいは図２７のようなＹ字状の配置としてもよい。
【００７１】
このようにエクステンションチューブ６の内周側にも内面破砕・切削翼１８を装着することにより、ケーシングチューブ３の内側における土の掘削・排土効率が飛躍的に向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る削孔装置を用いた先行削孔工法における削孔設備全体の概略構造を示す説明図。
【図２】図１に示すケーシングチューブの詳細を示す図で、（Ａ）はその要部拡大正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図。
【図３】図２の（Ａ）に示すケーシングチューブの分解説明図。
【図４】図３のａ部拡大断面図。
【図５】（Ａ），（Ｂ）共に先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【図６】（Ａ），（Ｂ）共に図５に続く先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【図７】（Ａ），（Ｂ）共に図６に続く先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【図８】（Ａ），（Ｂ）共に図７に続く先行削孔工法の施工手順の詳細を示す工程説明図。
【図９】図２の（Ｂ）に示した破砕・切削翼の変形例を示す平面説明図。
【図１０】図２の（Ｂ）に示した破砕・切削翼の別の変形例を示す平面説明図。
【図１１】図２の（Ｂ）に示した破砕・切削翼のさらなる別の変形例を示す平面説明図。
【図１２】（Ａ）は図１１に示した破砕・切削翼の変形例を示す平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のａ部拡大説明図。
【図１３】図２の構造を基本としてケーシングチューブの直径を一定とした上で、破砕・切削翼の直径を相対的に小さくした場合の説明図。
【図１４】図２の構造を基本としてケーシングチューブの直径を一定とした上で、破砕・切削翼の直径を図１３に比べて相対的に大きくした場合の説明図。
【図１５】本発明の第２の実施の形態を示すケーシングチューブの平面図。
【図１６】（Ａ）は図１５の分解説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるエクステンションチューブの正面図。
【図１７】図１６の（Ｂ）のｂ−ｂ線に沿う拡大断面図。
【図１８】図９〜１２に示した破砕・切削翼のケーシングチューブの円周に対する周長の平面説明図。
【図１９】（Ａ）は本発明の第３の実施の形態を示すケーシングチューブの平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の正面図。
【図２０】図１９の（Ａ）の分解説明図。
【図２１】（Ａ）は本発明の第４の実施の形態を示すケーシングチューブの平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるエクステンションチューブの正面図。
【図２２】図２の構造を基本として破砕・切削翼がある場合とない場合とで掘削土量（排土量）を比較した説明図。
【図２３】図２の構造を基本として破砕・切削翼がある場合とない場合とで削孔面積を比較した説明図。
【図２４】本発明の第５の実施の形態を示す図で、（Ａ）は破砕・切削翼に加えて内面破砕・切削翼を備えたケーシングチューブの要部正面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の全断面図。
【図２５】図２４の（Ａ）の平面説明図。
【図２６】図２４に示したケーシングチューブの変形例を示す平面説明図。
【図２７】図２４に示したケーシングチューブの別の変形例を示す平面説明図。
【符号の説明】
【００７３】
１…全旋回式オールケーシング削孔機
２…クローラクレーン
３…ケーシングチューブ（ケーシング）
４…駆動装置
５…カッタービット
６…エクステンションチューブ
８…破砕・切削翼
９…カッタービット
１４…ハンマーグラブ
１５…破砕・切削翼
１６…内周翼
１７…外周翼
１８…内面破砕・切削翼
２０…カッタービット
２４…カッタービット
２６…破砕・切削翼
３５…通水孔
Ｇ…軟質現土層
Ｈ…孔
Ｍ…置換土
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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