(57)【要約】【課題】地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時の掘削を円滑に行うことができるワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供する。【解決手段】ワイヤーラインロット２、ロッキングカップリング３、第１リーミングオープナー４、アダプターカップリング５、第１アウターチューブ６、第２リーミングオープナー７、第２アウターチューブ８、第３リーミングオープナー９及びコアビット１０が順次連結されてなるワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１を提供する。そして、前記第１リーミングオープナー４、第２リーミングオープナー７及び第３リーミングオープナー９は、略同外径寸法に形成され、コアビット１０のビット径Ｄ１の１０６％乃至１２５％の外径寸法Ｄ２に形成されている。【選択図】図１
2011214388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、
ワイヤーラインロットの先端部に連結されるロッキングカップリングと、
前記ロッキングカップリングの先端部に連結される第１リーミングオープナーと、
前記第１リーミングオープナーの先端部に連結されるアダプターカップリングと、
前記アダプターカップリングの先端部に連結される第１アウターチューブと、
前記第１アウターチューブの先端部に連結される第２リーミングオープナーと、
前記第２リーミングオープナーの先端部に連結される第２アウターチューブと、
前記第２アウターチューブの先端部に連結される第３リーミングオープナーと、
前記第３リーミングオープナーの先端部に装着されるコアビットとを備え、
前記第１リーミングオープナー、第２リーミングオープナー及び第３リーミングオープナーは、前記コアビットのビット径の１０６％乃至１２５％の外径寸法に形成されていることを特徴とするワイヤーライン地質調査ボーリング装置。
【請求項２】
地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、
ワイヤーラインロットの先端部に連結されるロッキングカップリングと、
前記ロッキングカップリングの先端部に連結される第１リーミングオープナーと、
前記第１リーミングオープナーの先端部に連結されるアダプターカップリングと、
前記アダプターカップリングの先端部に連結される第１アウターチューブと、
前記第１アウターチューブの先端部に連結される第２リーミングオープナーと、
前記第２リーミングオープナーの先端部に連結される第２アウターチューブと、
前記第２アウターチューブの先端部に連結されるリーミングシェル、又は、前記第１及び第２リーミングオープナーよりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナーと、
前記リーミングシェル又は第４リーミングオープナーの先端部に装着されるコアビットとを備え、
前記第１リーミングオープナー及び第２リーミングオープナーは、前記コアビットのビット径の１０６％乃至１２５％の外径寸法に形成されていることを特徴とするワイヤーライン地質調査ボーリング装置。
【請求項３】
請求項１記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置の第３リーミングオープナーは、リーミングシェル、又は、前記第１及び第２リーミングオープナーよりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナーに取り替え自在に構成されていることを特徴とするワイヤーライン地質調査ボーリング装置。
【請求項４】
請求項１記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削することを特徴とするワイヤーライン掘削工法。
【請求項５】
請求項２記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない安定地層を掘削することを特徴とするワイヤーライン掘削工法。
【請求項６】
請求項１記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、請求項２記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、曲がりが発生した掘削孔部分の再掘削を行い、掘削孔の曲がりを修正することを特徴とするワイヤーライン掘削工法。
【請求項７】
請求項３記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置に前記第３リーミングオープナーを取付けて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削し、
請求項３記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置に前記リーミングシェル、又は、前記第４リーミングオープナーを取付けて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない安定地層を掘削し、
請求項３記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置に前記第３リーミングオープナーを取付けて、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、前記第３リーミングオープナーを、前記リーミングシェル、又は、前記第４リーミングオープナーに取り替えて、曲がりが発生した掘削孔部分の再掘削を行い、掘削孔の曲がりを修正することを特徴とするワイヤーライン掘削工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中削孔でコア採取に使用するワイヤーライン掘削工法に用いるワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時の掘削を円滑に行うことができると共に、容易に掘削孔曲がり修正を可能にしたワイヤーライン地質調査ボーリング装置及びワイヤーライン掘削工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のワイヤーライン掘削工法に於いて用いられるワイヤーライン地質調査ボーリング装置は、例えば、特許文献１に示すように、ボーリング装置部と、ワイヤーライン部とを備え、ボーリング装置部は、アウタ部とインナ部から構成され、アウタ部は、試錐力伝達鋼管であるロットと、ロットの下端に連結されたアウターチューブと、アウターチューブの下端先端に装着された掘削用ビットとを備えている。
【０００３】
そして、掘削用ビット交換後の掘削孔内挿入時にビットの破損を防止するため、特許文献２及び３に示すように、アウターチューブの先端部と掘削用ビットとの間に、ビットより所定寸法、例えば０．５ｍｍ程度大きく加工されたリーミングシェルが取付けられている。
然しながら、リーミングシェルが取付けられている場合に於いても、掘削孔と、アウターチューブ及びロットとの間隙（クリアランス）が狭く、断層等で破砕層や軟質の崩壊層に遭遇したときに、送水に異常な負荷がかかり送水が出来なくなり掘削に困難をきたしたことがよくあった。
又、地質状況が悪化して掘削孔が曲がる等の障害が発生し、掘削効率が異常に低下したこともあった。
更に、精度を求められる地震計設置工事では設置位置で掘削孔の傾斜３度以内と定められており、傾斜が２度を超えた場合、掘削孔曲がり修正の協議を行なうことが多く、通常の孔曲がり修正では掘削圧力を抑えて座掘防止をして孔曲がり修正を行なっている。
然し、修正出来ない時には孔曲がり修正器のナビドリルやホイップを使用するが、指定された寸法のコアを採取しなければいけないので、そのまま孔曲がり修正作業を行なえずセメントで埋め戻してから孔曲がり修正を行うため時間とコストが大きくかかるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９６２６６号公報
【特許文献２】特公平５−３２５５４号公報
【特許文献３】特開平１−２４２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、リーミングシェルはビット交換後掘削孔内挿入時にビットの破損を防止するが、ビット及びリーミングシェルによる掘削孔と、アウターチューブ及びロットとの間隙が狭く、断層等で破砕層や軟質の崩壊層に遭遇したときに、送水に異常な負荷がかかり送水が出来なくなり掘削に困難をきたしたことがよくあった。
又、地質状況が悪化して掘削孔が曲がる等の障害が発生し掘削効率が異常に低下したこともあった。
更に、掘削孔の孔曲がり修正に時間とコストが大きくかかるという問題があった。
【０００６】
以上の現状に鑑み、本発明は、地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時の掘削を円滑に行うことができると共に、容易に孔曲がり修正を可能にしたワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供すると共に、そのワイヤーライン地質調査ボーリング装置を用いたワイヤーライン掘削工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、
ワイヤーラインロットの先端部に連結されるロッキングカップリングと、
前記ロッキングカップリングの先端部に連結される第１リーミングオープナーと、
前記第１リーミングオープナーの先端部に連結されるアダプターカップリングと、
前記アダプターカップリングの先端部に連結される第１アウターチューブと、
前記第１アウターチューブの先端部に連結される第２リーミングオープナーと、
前記第２リーミングオープナーの先端部に連結される第２アウターチューブと、
前記第２アウターチューブの先端部に連結される第３リーミングオープナーと、
前記第３リーミングオープナーの先端部に装着されるコアビットとを備え、
前記第１リーミングオープナー、第２リーミングオープナー及び第３リーミングオープナーは、外径寸法が、前記コアビットのビット径の１０６％乃至１２５％の寸法に形成されていることを特徴とするワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供するものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、  地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、
ワイヤーラインロットの先端部に連結されるロッキングカップリングと、
前記ロッキングカップリングの先端部に連結される第１リーミングオープナーと、
前記第１リーミングオープナーの先端部に連結されるアダプターカップリングと、
前記アダプターカップリングの先端部に連結される第１アウターチューブと、
前記第１アウターチューブの先端部に連結される第２リーミングオープナーと、
前記第２リーミングオープナーの先端部に連結される第２アウターチューブと、
前記第２アウターチューブの先端部に連結されるリーミングシェル、又は、前記第１及び第２リーミングオープナーよりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナーと、
前記リーミングシェル又は第４リーミングオープナーの先端部に装着されるコアビットとを備え、
前記第１リーミングオープナー及び第２リーミングオープナーは、前記コアビットのビット径の１０６％乃至１２５％の外径寸法に形成されていることを特徴とするワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供するものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置の第３リーミングオープナーは、リーミングシェル、又は、前記第１及び第２リーミングオープナーよりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナーに取り替え自在に構成されていることを特徴とするワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供するものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削することを特徴とするワイヤーライン掘削工法を提供するものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項２記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない安定地層を掘削することを特徴とするワイヤーライン掘削工法を提供するものである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、請求項２記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いて、曲がりが発生した掘削孔部分の再掘削を行い、掘削孔の曲がりを修正することを特徴とするワイヤーライン掘削工法を提供するものである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項３記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置に前記第３リーミングオープナーを取付けて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削し、
請求項３記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置に前記リーミングシェル、又は、前記第４リーミングオープナーを取付けて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない安定地層を掘削し、
請求項３記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置に前記第３リーミングオープナーを取付けて、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、前記第３リーミングオープナーを、前記リーミングシェル、又は、前記第４リーミングオープナーに取り替えて、曲がりが発生した掘削孔部分の再掘削を行い、掘削孔の曲がりを修正することを特徴とするワイヤーライン掘削工法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１記載の発明によれば、地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、掘削孔と、アウターチューブ及びロットとの間隙を比較的広くすることにより、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時に、送水負荷がかからず、掘削を円滑に行うことができるワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の請求項２記載の発明によれば、地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない比較的安定地層の掘削を円滑に行うことができるワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供することができる。
又、請求項１記載のワイヤライン地質調査ボーリング装置を用いた掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、曲がりが発生した掘削孔部分の再掘削を行い、掘削孔の曲がりを、セメントを使用することなく、容易に修正することができるワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供することができる。
【００１６】
本発明の請求項３記載の発明によれば、地中削孔でコア採取を行うワイヤーライン地質調査ボーリング装置に於いて、第３リーミングオープナーを取り付けることにより、断層の破壊層や、軟質の崩壊層の掘削を円滑に行うことができると共に、リーミングシェルを取り付けることにより、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない比較的安定地層の掘削を円滑に行うことができ、且つ、第３リーミングオープナーを取り付けて、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、第３リーミングオープナーをリーミングシェル、又は、第１及び第２リーミングオープナーよりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナーに取り替えて曲がりが発生した掘削孔部分の再掘削を行い、掘削孔の曲がりを、セメントを使用することなく、容易に修正することができるワイヤーライン地質調査ボーリング装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の請求項４記載の発明によれば、掘削孔と、アウターチューブ及びロットとの間隙が比較的広いことにより、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時に、送水負荷がかからないようにして掘削を円滑に行うことができるワイヤーライン掘削工法を提供することができる。
【００１８】
本発明の請求項５記載の発明によれば、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない比較的安定地層の掘削も円滑に行うことができるワイヤーライン掘削工法を提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項６記載の発明によれば、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、曲がりが発生した掘削孔部分の再掘削を行い、掘削孔の曲がりを、セメントを使用することなく、容易に修正することができるワイヤーライン掘削工法を提供することができる。
【００２０】
本発明の請求項７記載の発明によれば、断層等の破砕層や軟質の崩壊層、及び、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない比較的安定地層の掘削も円滑に行うことができると共に、第３リーミングオープナーを用いた掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、第３リーミングオープナーを、リーミングシェル、又は、第１及び第２リーミングオープナーよりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナーに取り替えることにより、掘削孔の曲がりを、セメントを使用することなく、容易に修正することができるワイヤーライン掘削工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例に係るワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部の正面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係るワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部の正面図である。
【図３】本発明の第２実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部を用いて、掘削孔の曲がりを修正するワイヤーライン掘削工法のフローチャート図である。
【図４】本発明の第３実施例に係るワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部の正面図である。
【図５】本発明の第３実施例に係るワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部を用いて、掘削孔の曲がりを修正するワイヤーライン掘削工法のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１に於いて、１は、地中削孔で地質調査用のコア採取を行う本発明の第１実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部を示し、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１は、ワイヤーラインロット２の先端部に連結されるロッキングカップリング３と、ロッキングカップリング３の先端部に連結される第１リーミングオープナー４と、第１リーミングオープナー４の先端部に連結されるアダプターカップリング５と、アダプターカップリング５の先端部に連結される約３ｍの第１アウターチューブ６と、第１アウターチューブ６の先端部に連結される第２リーミングオープナー７と、第２リーミングオープナー７の先端部に連結される約３ｍの第２アウターチューブ８と、第２アウターチューブ８の先端部に連結される第３リーミングオープナー９と、第３リーミングオープナー９の先端部に装着されるコアビット１０とを備えている。
尚、ロッキングカップリング３は、ワイヤーラインロット２と、第１リーミングオープナー４を連結するものであり、アダプターカップリング５は、インナーチューブをアウターチューブ内で固定する装置であり、第１アウターチューブ６に連結するものである。
又、第１リーミングオープナー４、第２リーミングオープナー７及び第３リーミングオープナー９は、掘削孔を拡掘する掘削刃である。
【００２３】
前記アダプターカップリング５下部の雄螺子は、第１アウターチューブ６の最上部に連結される、第１アウターチューブ６最上部の雌螺子部に嵌合したランディング（図示せず）を固定する部位である。
地上部から投下されたインナーチューブ（図示せず）はこのアダプターカップリング５を通過するが、インナーチューブヘッド（図示せず）の最大径部のランディング（図示せず）がランディングリング（図示せず）と合致することによりインナーチューブはこれ以上降下しない。
この部位を利用しコアビット１０とインナーチューブの間隙調整を行う。
アダプターカップリング５上部は雌螺子であるが螺子下部に同径の溝が形成されており、この部位にインナーチューブが確実に装着された時、ロッキングカップリング３の雄螺子下に形成された溝（図示せず）でラッチ（図示せず）が開きインナーチューブが固定される。
アウターチューブアッセンブリーに形成された螺子部は、ロッキングカップリング３の雌螺子以外、同じピッチ及びサイズに形成されている。
ロッキングカップリング３は試錐機（図示せず）から続くワイヤーラインロット２と接続される。
【００２４】
尚、前記ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１の実際の組立に於ける連結順序は次のとおりである。
（１）  コアビット１０
（２）  第３リーミングオープナー９
（３）  第２アウターチューブ８
（４）  第２リーミングオープナー７
（５）  第１アウターチューブ６
（６）  アダプターカップリング５
（７）  第１リーミングオープナー４
（８）  ロッキングカップリング３
この編成で３ｍ以上のコアを採取可能になり、第２アウターチューブ８と、第１アウターチューブ６とは入れ替えが可能である。
【００２５】
そして、前記第１リーミングオープナー４、第２リーミングオープナー７及び第３リーミングオープナー９は、外径寸法Ｄ２が、コアビット１０のビット径Ｄ１の１０６％乃至１２５％の大きさの寸法に形成されている。但し、前記外径寸法は、使用する後述のガイドケーシング（図示せず）の内径以内とする。
尚、第１リーミングオープナー４、第２リーミングオープナー７及び第３リーミングオープナー９は、図１に示すように互いに略同外径寸法に形成されても良く、異なる外径寸法であっても良い。異なる外径寸法の場合は、通常、コアビット１０に近い側のリーミングオープナーの外径寸法が小さくなる。
この外径寸法Ｄ２は、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１が、後述する断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時に、送水負荷がかからず、掘削を円滑に行うことができる最適な寸法である。
【００２６】
次に、通常掘削とリーミングオープナー掘削の使用例について説明する。
通常掘削は従来のリーミングシェルを用いたワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部を用いて行う。リーミングオープナー掘削は、本発明の第１実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１を用いて行う。
ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１の第１〜第３リーミングオープナー４，７，９の外径寸法Ｄ２、コアビット１０のビット径Ｄ１は、次のように設定される。
＜使用例１＞
掘削ロット名称    ＨＱＷＬ  外径８８．９ｍｍの場合の例
（Ａ）通常掘削時の例
ケーシング  ４インチ使用  外径１１４．３ｍｍ
内径１０２．３ｍｍ
ビット            １００．５ｍｍ
リーミングシェル  １０１ｍｍ
アウターチューブ    ９２ｍｍ
【００２７】
（Ｂ）リーミングオープナー掘削時の例
ケーシング  ５インチ使用  外径１３９．８ｍｍ  
内径（ａ）１２７ｍｍ(ビット径Ｄ１の１２６．４％）
（ｂ）１３０．８ｍｍ
注：ケーシングの肉厚で寸法は多少異なる
ビット                １００．５ｍｍ（ビット径Ｄ１）
リーミングオープナー  （ａ）１１４．３ｍｍ(Ｄ２：ビット径Ｄ１の１１３．７％）
（ｂ）１２０．６ｍｍ(Ｄ２：ビット径Ｄ１の１２０．０％）
アウターチューブ    ９２ｍｍ
注：この寸法は他の製品の規格にありメーカーが製作しやすく他の同業者も理解できる寸法であるが孔内状況に合わせて製作するなら使用するケーシングの内径以内なら製作可能である。
【００２８】
＜使用例２＞
掘削ロット名称    ＰＱＷＬ  外径  ボディ  １１４．３ｍｍの場合の例
カップリング  １１７．５ｍｍ
（Ａ）通常掘削時の例
ケーシング  ５インチ使用  外径１３９．８ｍｍ
内径（ａ）１２７ｍｍ
（ｂ）１３０．８ｍｍ
ケーシングの厚さによりビット径は変化する
ビット            （ａ）１２２ｍｍ
（ｂ）１２９ｍｍ
リーミングシェル  （ａ）１２３ｍｍ
（ｂ）１３０ｍｍ
アウターチューブ  １１７．５ｍｍ
【００２９】
（Ｂ）リーミングオープナー掘削時の例
ケーシング  ６インチ使用        外径１６５．２ｍｍ  
内径１５１ｍｍ｛Ｄ２：ビット径Ｄ１（１２２ｍｍ）の１２３．８％、ビット径Ｄ１（１２９ｍｍ）の１１７．１％｝
ビット                １２２〜１２９ｍｍ（ビット径Ｄ１）
リーミングオープナー  （ａ）１３９．８ｍｍ｛ビット径Ｄ１（１２２ｍｍ）の１１４．６％、ビット径Ｄ１（１２９ｍｍ）の１０８．４％｝
（ｂ）１４２ｍｍ｛ビット径Ｄ１（１２２ｍｍ）の１１６．４％、ビット径Ｄ１（１２９ｍｍ）の１１０．１％｝
（ｃ）１４９ｍｍ｛ビット径Ｄ１（１２９ｍｍ）の１１５．５％｝
アウターチューブ  １１７．５ｍｍ
注：リーミングオープナーは６インチケーシング内の寸法なら製作可能である。
【００３０】
この場合、第１リーミングオープナー４及び第２リーミングオープナー７は、主としてブレ止め及び座屈防止の機能をもつものであり、掘削用の刃がなくても良く、或いは、掘削能力が低下した古いリーミングオープナーを用いても良い。
尚、図１に於いて、１１は第１〜３リーミングオープナー４，７，９に形成された通水溝である。
【００３１】
そして、アウターチューブ６，８と、リーミングオープナー４，７，９とは、ガイドケーシングに合わせて選定される。
尚、ガイドケーシングは、円筒鉄管等から成るケーシングであり、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１よりも先に地中に挿入され、ガイドケーシング内にボーリング装置部１が挿入されると、挿入されたボーリング装置部１を掘削方向に案内するものである。ボーリング装置部１は、ガイドケーシングに挿入されたボーリング装置部１の先端側が、ガイドケーシングの下端から突出して掘削を行い、その時、ガイドケーシング内に収納されている部分がガイドケーシングにより掘削方向に向かって案内される。
【００３２】
ガイドケーシングと、アウターチューブ６，８と、リーミングオープナー４，７，９とは、例えば、次ぎのように組み合わされて使用される。
（Ａ）ガイドケーシング外径１３９．８ｍｍ、内径１２７ｍｍ使用の場合、アウターチューブは外径９２．１ｍｍのものを使用し、
（１）安定層が硬軟入れ混じった断層等でも崩壊物を排除可能と想定した時、
リーミングオープナーは、外径１１４．３ｍｍのものを使用する。
（２）固結していない砂礫層や豆砂利の崩壊等ロットとリーミングオープナーの間隙よりも大きく比重の大きな崩壊物を排除不可能と想定した時、
リーミングオープナーは、外径１２０．６ｍｍのものを使用する。
又、（Ｂ）ガイドケーシング外径１６５．２ｍｍ、内径１５１ｍｍ使用の場合、アウターチューブは外径１１７．５ｍｍのものを使用し、
（１）安定層が硬軟入れ混じった断層等でも崩壊物を排除可能と想定した時、
リーミングオープナーは、外径１３９．８ｍｍのものを使用する。
（２）固結していない砂礫層や豆砂利の崩壊等ロットとリーミングオープナーの間隙よりも大きく比重の大きな崩壊物を排除不可能と想定した時、
リーミングオープナーは、外径１４２ｍｍと外径１４９ｍｍのいずれかを使用する。
【００３３】
上記のリーミングオープナーの外径寸法はメーカーが販売している他の種類のビットトリコンビット等と同じ外径で製作されており、坑内トラブルが発生した時、同径であるため、代替作業に使用できメーカーも製作しやすいという利点もある。製作に関してはガイドケーシング内に挿入可能ならどのような外径でも製作可能である。
【００３４】
尚、リーミングオープナーの制作上の外径の目安については、通常のワイヤーライン掘削では使用するロット、アウターチューブよりも１０ｍｍ程度大きな内径のガイドケーシング（外管）を使用し、アウターチューブの外径に一番近い外径で製作したコアビット、リーミングシェルをスタンダードといい、ガイドケーシング内径ぎりぎりまでいろいろな外径で製作したものをオーバーサイズと呼んでいるが、リーミングオープナーを使用する時にビットは上記の寸法のガイドケーシングに納まる位のものを使用し、リーミングオープナーはビットより更に外径が大きい為、上記のガイドケーシングより一段大きな寸法のガイドケーシングを使用してワイヤーライン掘削を行う。
【００３５】
而して、主として、断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削する場合に、図１に示す、本発明の第１実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１を用いて、ガイドケーシングの案内により、掘削を行い、ボーリング装置部１を回転させながら掘削孔を掘削する方向に進ませると、コアビット１０によって、ビット径Ｄ１に相当する孔径の掘削を行い、次に、第３リーミングオープナー９によって、第３リーミングオープナー９の外径寸法Ｄ２に相当する孔径の掘削を行う。
【００３６】
第１リーミングオープナー４及び第２リーミングオープナー７は、主として掘削時のブレ止め及び座屈防止の機能をもつものであるが、掘削用の刃を有する場合は、第３リーミングオープナー９による掘削の後を同径で掘削する。
本発明の第１実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１を用いて掘削を行うと、約６ｍのコア採取が可能である。
【００３７】
掘削時に、コアビット１０近傍から水が突出されるが、水は、掘削孔と、第２アウターチューブ８及び第１アウターチューブ６との間、及び、第１〜３リーミングオープナー４，７，９に形成された通水溝１１，１１…を介して上方に流れていく。
【００３８】
本発明の第１実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１によれば、地中削孔でコア採取を行う場合に、掘削孔と、第１アウターチューブ６、第２アウターチューブ８及びワイヤーラインロット２との間隙（クリアランス）が、主として第３リーミングオープナー９による掘削により、比較的広くなることにより、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時に、送水負荷がかからず、掘削を円滑に行うことができる。
又、断層等の破砕層や軟質の崩壊層に遭遇した時に、掘削壁面が崩れないように例えばベントナイト等を加えた比重の重い水を入れて掘削し、或いは、ガスが出てきた時に、水の比重をあげてガスを抑制するが、そのような場合に於いても、本発明の第１実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１によれば、掘削孔と、第１アウターチューブ６、第２アウターチューブ８及びワイヤーラインロット２との間隙が比較的広いことにより、送水負荷がかからず、掘削を円滑に行うことができる。
【００３９】
図２に於いて、２１は、地中削孔で地質調査用のコア採取を行う本発明の第２実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部を示し、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部２１は、前記ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部（図１に於いて１）に於いて、第３リーミングオープナー（図１に於いて９）に代えてリーミングシェル、又は、前記第１及び第２リーミングオープナー４，７よりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナー２２を設けたものである。
従って、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部２１は、ワイヤーラインロット２の先端部に連結されるロッキングカップリング３と、ロッキングカップリング３の先端部に連結される第１リーミングオープナー４と、第１リーミングオープナー４の先端部に連結されるアダプターカップリング５と、アダプターカップリング５の先端部に連結される第１アウターチューブ６と、第１アウターチューブ６の先端部に連結される第２リーミングオープナー７と、第２リーミングオープナー７の先端部に連結される第２アウターチューブ８と、第２アウターチューブ８の先端部に連結されるリーミングシェル、又は、第４リーミングオープナー２２と、リーミングシェル、又は、第４リーミングオープナー２２の先端部に装着されるコアビット１０とを備えている。
【００４０】
そして、リーミングシェル、又は、第４リーミングオープナー２２のうち、リーミングシェルは、コアビット１０のビット径Ｄ１の１００．３％乃至１００．９％の外径寸法Ｄ３に形成されている。
例えば、第１，２アウターチューブの外径が９２．１ｍｍであった場合、ビット径Ｄ１は１００．５ｍｍ、リーミングシェルの外径寸法Ｄ３は１０１．０ｍｍ(ビット径Ｄ１の１００．５％）、第１リーミングオープナー４及び第２リーミングオープナー７の外径寸法Ｄ２は１１４．３ｍｍ(ビット径Ｄ１の１１３．７％）に形成される。
又、例えば、余りにも大きな豆砂利等の崩壊の時等に好適に適用するものとして、例えば、１１７．５ｍｍの第１、第２アウターチューブ６，８を使用した時、コアビット径１２９ｍｍとし、第１リーミングオープナー４と、第２リーミングオープナー７とに夫々外径１４９ｍｍ(ビット径Ｄ１の１１５．５％）のリーミングオープナーを取付け、コアビット１０上部のリーミングシェル、又は、第４リーミングオープナー２２として外径１３０ｍｍ(ビット径Ｄ１の１００．８％）のリーミングシェルか、外径１３９．８ｍｍ(ビット径Ｄ１の１０８．４％）のリーミングオープナーを取り付ける。
尚、前記リーミングシェルは、軸方向の長さが、前記第１，２リーミングオープナー４，７と略同長さに形成されている。
【００４１】
更に、例えば、コアビット径１００．５ｍｍとし、第１リーミングオープナー４と第２リーミングオープナー７に１２５ｍｍ(ビット径Ｄ１の１２４．４％）のリーミングオープナーを取り付け、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー２２に１０１ｍｍ(ビット径Ｄ１の１００．５％）のリーミングシェルか１１４．３ｍｍ(ビット径Ｄ１の１１３．７％）又は１２０．６ｍｍ(ビット径Ｄ１の１２０％）のリーミングオープナーを取り付けても良い。
リーミングシェル又は第４リーミングオープナー２２を１０１ｍｍ又は１１４．３ｍｍにした時には第２リーミングオープナー７で拡孔するため掘削用の刃が必要だが第１リーミングオープナー４には刃は必要ではない。
【００４２】
図２に示す、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部２１に於いて、第２リーミングオープナー７は、実質的に掘削を行うので、掘削用の刃を備えるが、第１リーミングオープナー４は、第２リーミングオープナー７と同外径で、主としてブレ止め及び座屈防止の機能をもつものであり、掘削用の刃がなくても良く、或いは、掘削能力が低下した古いリーミングオープナーを用いても良い。
図２に於いて、２３はリーミングシェル２２に形成された通水溝である。
【００４３】
而して、主として、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない安定地層を掘削する場合に、図２に示す、本発明の第２実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部２１を用いて、ガイドケーシングの案内により、掘削を行い、ボーリング装置部２１を回転させながら掘削孔を掘削する方向に進ませると、コアビット１０によって、ビット径Ｄ１に相当する孔径の掘削を行い、次に、リーミングシェル２２によって、リーミングシェル２２の外径寸法Ｄ３に相当する孔径の掘削を行い、次に、第２リーミングオープナー７によって、第２リーミングオープナー７の外径寸法Ｄ２に相当する孔径の掘削を行う。
【００４４】
掘削時に、コアビット１０近傍から水が突出されるが、水は、掘削孔と、第２アウターチューブ８及び第１アウターチューブ６との間、及び、リーミングシェル２２に形成された通水溝２３、第１，２リーミングオープナー４，７に形成された通水溝１１，１１を介して上方に流れていく。
【００４５】
図３は、前記本発明の第１実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１を用いて、主として断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削している時、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、前記本発明の第２実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部２１を用いて、掘削孔の曲がりを修正するワイヤーライン掘削工法のフローチャートを示している。
【００４６】
ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１を用いて、主として断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削している時（ステップＳ１）、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に（ステップＳ２）、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１に代えて、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部２１を用いて掘削する（ステップＳ３）。
ボーリング装置部１の第３リーミングオープナー９の外径寸法Ｄ２に比較して、ボーリング装置部２１のリーミングシェル２２の外径寸法Ｄ３は小径となっているため、リーミングシェル２２を取付けた状態で、ボーリング装置部２１の先端部（コアビット１０から第２アウターチューブ８までの部分）の自重によりボーリング装置部２１の先端部を鉛直方向下方に向けることができ、そのまま、鉛直方向下方に向かって再掘削すれば主としてリーミングオープナー７が掘削孔の真芯で拡孔を行うことによって掘削孔の曲がりを修正することができる。
掘削孔の曲がりが修正された場合に（ステップＳ４）、ボーリング装置部１を用いて掘削を再開する（ステップＳ１）。掘削終了となった場合は（ステップＳ５）、ボーリング装置部１の掘削を停止する。
【００４７】
図４に於いて、３１は、地中削孔で地質調査用のコア採取を行う本発明の第３実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部を示し、図４の上図は、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１の一形態として、前記ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部（図１に於いて１）の第３リーミングオープナー（図１に於いて９）に代えて、取り外し自在の第３リーミングオープナー３２を設けたワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ａを示し、図４の下図は、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１の一形態として、前記ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ａの第３リーミングオープナー３２をリーミングシェル又は第１及び第２リーミングオープナー４，７よりも外径が小径に形成された第４リーミングオープナー３３に取り替えたワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ｂを示したものである。リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３は、前記リーミングシェル又は第４リーミングオープナー（図２に於いて２２）と同じ特徴を有するものである。
即ち、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１は、第３リーミングオープナー３２と、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３とを取り替え自在に構成されている。
尚、図４に於いて、３４は、第３リーミングオープナー３２に形成された通水溝、３５は、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３に形成された通水溝である。
【００４８】
これにより、図４の上図の如く、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ａは、第３リーミングオープナー３２を取付けられて、前記第１実施例のワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部１と同様の機能を有し、主として、断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削することが可能になり、図４の下図の如く、ワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ｂは、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３を取付けられて、前記第２実施例のワイヤライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部２１と同様の機能を有し、主として、断層の破壊層や、軟質の崩壊層のない安定地層を掘削することが可能になる。
【００４９】
図５は、前記本発明の第３実施例によるワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１に於いて、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ａの形態で、主として断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削している時、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に、掘削孔の曲がりを修正するワイヤーライン掘削工法のフローチャートを示している。
【００５０】
第３リーミングオープナー３２を取付けたワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ａの形態で、主として断層の破壊層や、軟質の崩壊層を掘削している時（ステップＳ１１）、掘削中の掘削孔に曲がりが発生した場合に（ステップＳ１２）、第３リーミングオープナー３２に代えて、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３に取り替えて（ステップＳ１３）、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ｂの形態で、再掘削する（ステップＳ１４）。
この時、第３リーミングオープナー３２の外径寸法Ｄ２に比較して、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３の外径寸法Ｄ３は小径となっているため、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３を取付けた状態で、ボーリング装置部２１の先端部（コアビット１０から第２アウターチューブ８までの部分）の自重により、ボーリング装置部３１の先端部を鉛直方向下方に向けることができ、そのまま、鉛直方向下方に向かって再掘削すれば主としてリーミングオープナー７が掘削孔の真芯で拡孔を行うことによって掘削孔の曲がりを修正することができる。
掘削孔の曲がりが修正された場合に（ステップＳ１５）、リーミングシェル又は第４リーミングオープナー３３を第３リーミングオープナー３２に交換して（ステップＳ１６）、ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部３１Ａの形態で、掘削を再開する（ステップＳ１７）。掘削終了となった場合は（ステップＳ１８）、ボーリング装置部１による掘削を停止する。
【実施例】
【００５１】
本発明のワイヤーライン地質調査ボーリング装置及びワイヤーライン掘削工法を用いて、ボーリング地質調査を北海道手塩郡幌延町浜里１００−１において試験的に行った。深度１０００ｍまで掘削を試みた結果、断層等の破砕層や軟質の崩壊層の多い２３０ｍまでの深度においても問題なく掘削することができ、１０００ｍまでの掘削を無事に行うことができた。
【符号の説明】
【００５２】
１，２１，３１  ワイヤーライン地質調査ボーリング装置のボーリング装置部
２  ワイヤーラインロット
３  ロッキングカップリング
４  第１リーミングオープナー
５  アダプターカップリング
６  第１アウターチューブ
７  第２リーミングオープナー
８  第２アウターチューブ
９，３２  第３リーミングオープナー
１０  コアビット
２２，３３  リーミングシェル又は第４リーミングオープナー
【図１】
2011214388.tif 000003
【図２】
2011214388.tif 000004
【図３】
2011214388.tif 000005
【図４】
2011214388.tif 000006
【図５】
2011214388.tif 000007