(57)【要約】【課題】削孔に設けられた拡径部内のスライムを確実に除去することができ、荷重支持力の優れた良質の場所打ち杭を構築できるスライム揚泥方法を提供する。【解決手段】サンドポンプ４の吸引口５６から吸引した削孔１内の混合流体ａを吐出する吐出口５７に、揚泥経路７とこの揚泥経路７に対して分岐する噴射経路７ａを接続し、この揚泥経路７と噴射経路７ａに流量調整機構６４を設け、サンドポンプ４の削孔１内での深さの変化に応じて揚泥経路７と噴射経路７ａへの混合流体ａの流出を制御する。【選択図】図１
2011001813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔内のスライムを安定液と混合し流体輸送するスライム揚泥方法において、
揚泥手段で吸引したスライムと安定液の混合流体の一部または全てを、揚泥手段の吸引口以降に設けた噴射口より再度削孔内へ噴射することで、削孔内の混合流体に対して強制的に対流を発生させ、揚泥手段周辺の混合流体を一台の揚泥手段で撹乱して揚泥することを特徴とするスライム揚泥方法。
【請求項２】
上記揚泥手段の混合流体の揚泥量と削孔内への噴射量の流量比率を、揚泥手段と削孔底との距離に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載のスライム揚泥方法。
【請求項３】
上記揚泥手段で揚泥される混合流体または、揚泥手段周辺の削孔内における混合流体の濃度または密度値を測定し、この測定値に基づいて削孔内混合流体の性状を確認することで前記揚泥手段の混合流体の揚泥量と削孔内への噴射量の流量比率を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のスライム揚泥方法。
【請求項４】
混合流体を削孔内へ噴射する噴射口ノズルの流体噴射方向を、揚泥手段と削孔底との距離に応じて変化させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のスライム揚泥方法。
【請求項５】
削孔内のスライムと安定液の混合流体を吸引する揚泥手段の搬送経路が、揚泥した混合流体を揚泥手段周辺へ噴出する噴射経路と地上へ揚泥する揚泥経路を持ち、前記搬送経路に、噴射経路と揚泥経路に流れる混合流体の流量比率を変化させる流量調整機構を設けたスライム揚泥装置。
【請求項６】
上記流量調整機構が、揚泥手段と削孔底との距離に応じて、その流量比率を変化させるようになっている請求項５に記載のスライム揚泥装置。
【請求項７】
上記流量調整機構が、揚泥手段により搬送される混合流体の濃度または密度値を測定する測定手段または、揚泥手段周辺の削孔内における混合流体の濃度または密度値を測定する測定手段で形成されている請求項５に記載のスライム揚泥装置。
【請求項８】
上記噴射経路に設けた噴射口ノズルの流体噴射方向を角度可変とし、この噴射口ノズルの流体噴射方向を揚泥手段と削孔底との距離に応じて変化させる角度制御機構を備えている請求項５乃至７の何れかに記載のスライム揚泥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、場所打ちコンクリート杭または地中連続壁の構築において、地中に掘削した削孔内のスライムを効率よく除去して清浄な安定液と置換するためのスライム揚泥方法と揚泥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型構造物の基礎杭として構築される場所打ち杭は、地中に所定の直径と支持地盤に達する深さの削孔をこの削孔内に安定液を注入しながら掘削し、掘削後にこの削孔内のスライムを含む安定液を揚泥手段で除去してスライムを含む安定液と清浄な安定液を置換する処理を行った後、前記削孔内に鉄筋篭を挿入してコンクリートを打設することにより構築される。
【０００３】
ここで、揚泥手段は、サンドポンプ（水中ポンプ）やエアーリフト方式を採用し、スライムとは、砂、シルト、礫などの削孔内に発生する削孔屑であり、また、安定液とは、ベントナイト、水、ＣＭＣなどを混合した溶液（重液）である。従って、スライムを含む安定液とは、前記安定液に削孔の掘削によって生じた掘削物であるスライムが混在したものであり、以下これを混合流体という。
【０００４】
上記削孔内に補充する安定液は、土木掘削工事一般において、孔壁の崩壊発生を防ぐため、また、掘削土砂の搬送を目的に利用され、安定液の品質は、その比重、粘度、ＰＨを管理することで安定化させることが義務付けられている。
【０００５】
上記のような場所打ち杭の構築において、削孔内の混合流体を除去して清浄な安定液と置換する揚泥処理時に、十分な置換が行えないと、削孔の底部にスライムが残留することになり、スライムが堆積する孔底へコンクリートを打設して杭を構築すると、コンクリートにスライムが混合することにより、杭底支持力を十分に得ることができず、このため、構造物の沈下等を招くという重大な事態が発生することになる。
【０００６】
このため、上記のような場所打ち杭の構築において、削孔内に発生したスライムは、削孔の底部に位置するものまでできるだけ除去し、削孔内を清浄な安定液と置換した状態でコンクリートを打設する必要があり、従って、削孔の内部にあるスライムを効率よく取出して清浄な安定液と置換することができるスライム揚泥方法がすでに提案されている。
【０００７】
従来のスライム揚泥方法は、地上の支持部材に可撓性部材であるワイヤーを介して吊下げたサンドポンプを削孔内に挿入し、このポンプで削孔内の混合流体を吸い上げて孔外に取出し、同時に清浄な安定液を削孔内に供給し、回収した混合流体の性状を測定することによって、削孔内の吸出し位置におけるスライム量を判断し、この測定結果に基づいて、前記削孔内でのサンドポンプの位置を水平又は上下に制御することにより、削孔内の混合流体と清浄な安定液との置換を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１１３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、場所打ち杭の構築において、杭底や杭中間部での荷重支持力の増大を図るために、削孔の途中や杭底部分に、削孔によって規定される杭外径よりも大径の拡径部を掘削することが行われているが、このような拡径部内の安定液にも当然ながらスライムが存在し、荷重支持力の優れた良質の場所打ち杭を構築するには、コンクリート打設前に前記拡径部内のスライムも確実に除去することが必要である。
【００１０】
しかし、従来のように、単にワイヤーを用いて削孔内に吊下げたサンドポンプで混合流体を吸い上げる揚泥方法では、サンドポンプをこの削孔よりも大径となる拡径部内に位置させることができないので、削孔内の混合流体を吸い上げることはできても、拡径部内を直接吸引することができず、このため、削孔内から拡径部内を吸引しても吸引効率が悪く、拡径部内にスライムが残留することになり、削孔のスライム処理後において、拡径部内にスライムが残留していると、上述したように、場所打ち杭の構築において、拡径部の効果を十分に生かすことができないという問題が生じる。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上記のような問題点を解決するため、削孔に設けられた拡径部内のスライムを確実に除去することができ、荷重支持力の優れた良質の場所打ち杭を構築できるスライム揚泥方法と揚泥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような課題を解決するため、方法の発明は、削孔内のスライムを安定液と混合し流体輸送するスライム揚泥方法において、揚泥手段で吸引したスライムと安定液の混合流体の一部または全てを、揚泥手段の吸引口以降に設けた噴射口より再度削孔内へ噴射することで、削孔内の混合流体に対して強制的に対流を発生させ、揚泥手段周辺の混合流体を一台の揚泥手段で撹乱して揚泥するようにしたものである。
【００１３】
上記揚泥手段の混合流体の揚泥量と削孔内への噴射量の流量比率を、揚泥手段と削孔底との距離に応じて変化させるようにすることができる。
【００１４】
上記揚泥手段で揚泥される混合流体または、揚泥手段周辺の削孔内における混合流体の濃度または密度値を測定し、この測定値に基づいて削孔内混合流体の性状を確認することで前記揚泥手段の混合流体の揚泥量と削孔内への噴射量の流量比率を制御するようにしてもよい。
【００１５】
混合流体を削孔内へ噴射する噴射口ノズルの流体噴射方向を、揚泥手段と削孔底との距離に応じて変化させることもできる。
【００１６】
次に、装置の発明は、削孔内のスライムと安定液の混合流体を吸引する揚泥手段の搬送経路が、揚泥した混合流体を揚泥手段周辺へ噴出する噴射経路と地上へ揚泥する揚泥経路を持ち、前記搬送経路に、噴射経路と揚泥経路に流れる混合流体の流量比率を変化させる流量調整機構を設けたものである。
【００１７】
上記流量調整機構が、揚泥手段と削孔底との距離に応じて、その流量比率を変化させるようになっている構造とすることができる。
【００１８】
上記流量調整機構が、揚泥手段により搬送される混合流体の濃度または密度値を測定する測定手段または、揚泥手段周辺の削孔内における混合流体の濃度または密度値を測定する測定手段で形成されているようにしてもよい。
【００１９】
上記噴射経路に設けた噴射口ノズルの流体噴射方向を角度可変とし、この噴射口ノズルの流体噴射方向を揚泥手段と削孔底との距離に応じて変化させる角度制御機構を備えている構造とすることができる。
【００２０】
ここで、上記揚泥手段は、サンドポンプを用い、ワイヤーのような可撓性部材で吊下げて削孔内に挿入することにより、ポンプ室の下部吸引口から削孔内の混合流体を吸い込み、周囲の一箇所に設けた吐出口からこれに接続した搬送経路に送り出すものである。
【００２１】
また、上記噴射経路は、揚泥手段の上部位置にこの揚泥手段を囲むような配置となる複数の噴射口ノズルと、上記揚泥経路の途中と複数の噴射口ノズルを接続する分岐管とからなり、前記噴射口ノズルは固定配置又は噴射方向の角度可変になっている。
【００２２】
上記流量調整機構は、揚泥経路の途中で分岐管よりも下流側の位置に設けた第１の流量制御弁と、分岐管の途中に設けた第２の流量制御弁で形成され、両制御弁の開度を制御することにより、揚泥手段で吸い上げた混合流体の揚泥経路と噴射経路への流量制御と、揚泥経路または噴射経路の何れか一方の遮断が行えるようになっている。
【００２３】
上記揚泥手段と孔底との距離を検出する手段として用いる着床検知手段は、揚泥手段が削孔の孔底に着床したのを機械的に検出したり、揚泥手段を吊下げる可撓性部材の弛み発生によって検出する機構を採用し、この着床検知手段と上記流量調整機構を機械的又は電気的に連動し、揚泥手段が削孔の孔底に降下すると、孔底を検知した着床検知手段が流量調整機構を作動させ、第１の流量制御弁と第２の流量制御弁の開度を制御し、例えば、揚泥手段が吸引した混合流体の一部または全部を噴射経路へ流すことで、噴射口ノズルから削孔内に噴射させるようになっている。
【００２４】
上記削孔には、その底部に拡径部が設けられ、揚泥手段が削孔の底部に着床した状態で噴射口ノズルから前記拡径部内に向けて混合流体が噴射されと、拡径部内において、この拡径部から揚泥手段の吸引口に向かうように混合流体に強制的な対流を発生させ、これにより、拡径部内にあるスライムが流れて撹乱されて捕捉されることになる。
【００２５】
上記噴射口ノズルは、固定配置の場合、先端の噴射口がサンドポンプに対して外向きの姿勢で混合流体を噴射し、また、角度可変の場合、通常噴射口が斜め下向きの姿勢になっており、着床検知手段が削孔底に着地して揚泥手段が更に下降することで水平に角度が変化し、サンドポンプに対して接線方向の外向きに混合流体を噴射するようになっており何れの場合も、揚泥手段が削孔底に着床すると削孔の拡径部内周に向けて混合流体を噴射することができ、拡径部内スライムの撹乱が効率的に行えることになる。
【００２６】
揚泥手段が削孔底に着床した状態で拡径部内スライムの撹乱を行った後、着床検知手段に対して揚泥手段を上昇させることにより、流量調整機構を作動させて第１の流量制御弁と第２の流量制御弁の開度を変化させ、混合流体を地上に吐出させるようにすれば、拡径部内のスライムを効率よく捕捉して吸引除去することができる。
【００２７】
上記混合流体の濃度または密度値を測定する手段は、コリオリ式質量流量計などの性状計測手段を用いることができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によると、削孔内のスライムを安定液と混合し流体輸送するスライム揚泥方法において、一台の揚泥手段における流体搬送経路を切換えることで、揚泥と撹乱の両機能を実現することができ、装置の小型化とコスト削減が図れることになる。
【００２９】
また、揚泥手段で吸引した混合流体の一部または全てを、揚泥手段の吸引口以降に設けた噴射口ノズルから再度削孔内へ噴射することで、揚泥した混合流体を噴射することで削孔内の混合流体に対して強制的に対流を発生させ、スライムを撹乱させることで吸引効率の向上が図れ、削孔内のスライムを効率よく除去して清浄な安定液と置換することで、荷重支持力の優れた良質の場所打ち杭を構築できる。
【００３０】
更に、揚泥手段と削孔底との距離に応じて、揚泥経路と噴射経路への流量比率を変化させるようにしたので、削孔に設けられている拡径部においてスライムを効率よく撹乱させで吸引捕捉することができ、拡径部内のスライムを確実に除去できる。
【００３１】
また、揚泥した混合流体の性状を確認して揚泥経路と噴射経路への流量比率を変化させることにより、削孔内におけるスライム分布の状況を把握してリアルタイムに知ることができ、高濃度な揚泥が可能になると同時に、揚泥手段の過負荷や揚泥経路の砂詰まりなどの危険作業を回避でき、かつ、スライム分布の状況に合わせて揚泥手段の位置を制御すれば、スライム除去の精度と能率を大幅に向上させることができる。
【００３２】
また、噴射口ノズルの噴射方向を孔底距離に応じて変化させることで、噴射混合流体による孔底地盤の掘削を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】スライム自動揚泥装置のスライム揚泥時の状態を示す縦断正面図
【図２】スライム自動揚泥装置のスライム揚泥時の状態を示す平面図
【図３】スライム自動揚泥装置の格納時の状態を示す正面図
【図４】スライム自動揚泥装置の自動車輸送時の状態を示す正面図
【図５】ワイヤーによるサンドポンプの吊下げ状態において、ポンプ移動アームの起伏動とサンドポンプの水平移動の関係を示す説明図
【図６】（ａ）はサンドポンプの第３の例の着床検知手段における着床検知時の状態を示す縦断正面図、（ｂ）はワイヤー繰り出しにより動滑車が下降位置にある場合の縦断正面図
【図７】（ａ）はサンドポンプの第３の例の着床検知手段におけるサンドポンプ吊下げ時の拡大した縦断正面図、（ｂ）は同じくサンドポンプ着床時の拡大した縦断正面図
【図８】スライム自動揚泥装置におけるサンドポンプとこれを吊下げるワイヤーの関係を示す説明図
【図９】サンドポンプを交換するための機構を示し、サンドポンプに接続したケーブルのケーブルリールをスライム自動揚泥装置のポンプ移動アームに対して取付ける前の状態を示す縦断面図
【図１０】サンドポンプを交換するための機構を示し、サンドポンプに接続したケーブルのケーブルリールをスライム自動揚泥装置のポンプ移動アームに対して取付けた状態を示す縦断面図
【図１１】（ａ）はサンドポンプとケーブルリールをスタンドにセットした状態を示す正面図、（ｂ）は同縦断側面図
【図１２】ワイヤーに吊り下げたサンドポンプとこれに取付けた第２の例の着床検知手段を示す正面図
【図１３】ワイヤーに吊り下げたサンドポンプとこれに取付けた第２の例の着床検知手段を示す側面図
【図１４】ワイヤーに吊り下げたサンドポンプとこれに取付けた第３の例の着床検知手段を示す正面図
【図１５】ワイヤーに吊り下げたサンドポンプとこれに取付けた第３の例の着床検知手段を示す側面図
【図１６】削孔の拡径部とこの拡径部内のスライムを除去するサンドポンプの関係を示す説明図
【図１７】（ａ）はサンドポンプの外周に設けた角度可変の噴射口ノズルと角度調整機構及び着床検知手段の関係を示す着床前の状態の正面図、（ｂ）は同じく着床時の状態を示す正面図
【図１８】サンドポンプの外周に設けた角度可変の噴射口ノズルと角度調整機構及び着床検知手段の関係を示す拡大した横断平面図
【図１９】サンドポンプの外周に設けた角度可変の噴射口ノズルと角度調整機構を拡大した着床前の状態を示す正面図
【図２０】サンドポンプの外周に設けた角度可変の噴射口ノズルと角度調整機構を拡大した着床時の状態を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３５】
この発明は、場所打ちコンクリート杭の構築において、削孔内のスライムを除去して安定液と置換する揚泥工程時に、削孔内及びこの削孔に設けた拡径部内のスライムを確実に効率よく除去することができ、荷重支持力の優れた安全性の高い場所打ちコンクリート杭を構築できるスライム揚泥方法と装置である。
【００３６】
図１乃至図８は、場所打ちコンクリート杭等の構築のため地中を掘削した削孔１と、この削孔１内のスライムを除去して清浄な安定液と置換するスライム自動揚泥装置Ａを示し、削孔１は所定の孔径と孔底が支持地盤に達する深度を有し、上端部内周はスタンドパイプ２によって保護され、必要に応じて孔底部分や中間部には、荷重支持力の増大を図るために、削孔１によって規定される杭外径よりも大きく掘削した拡径部３（図１６参照）が設けられている。
【００３７】
上記スライム自動揚泥装置Ａは、一台の揚泥手段（以下サンドポンプという）４を可撓性部材（以下ワイヤーという）５で吊下げて削孔１内に挿入し、ワイヤー５の繰り出しと巻取りによって上下動させ、更に、平面的な旋回と前後動で水平移動させることにより、削孔１内の混合流体（スライムを含む安定液）ａを地上に取出すものであり、サンドポンプ４には、吊下げ用のワイヤー５のほか、給電用のケーブル（キャプタイヤ）６や、吐出口に吸引した混合流体ａを地上に誘導する搬送経路としての揚泥経路７と、それに連なるホース８が接続されている。
【００３８】
このスライム自動揚泥装置Ａは、スタンドパイプ２の上端部外側の地上に水平状態で設置される平面矩形状のベースフレーム９と、ベースフレーム９の上面に旋回輪１０の軸心を中心として平面的に旋回可能となるよう設けた旋回フレーム１１と、前記旋回フレーム１１の上面に固定した支持台１２の前部位置に取付けられ、前方への伏倒状態から直立に起立する間を起伏動可能となる一対のポンプ移動アーム１３と、前記支持台１２の上端で後部位置に回転可能に取り付けられ、油圧モータ１４で駆動されるホースドラム１５と、前記旋回フレーム１１の上面で後端部の両側に立設された一対の支柱１６と、前記ベースフレーム１１の下部空間に収まり、ベースフレーム９の前部から出し入れ可能となる可動テーブル１７とを備えている。
【００３９】
上記ポンプ移動アーム１３は、後端を支持台１２の上面に枢軸１８で取付けた大径管１３ａと、この大径管１３ａの先端から出し入れできる小径管１３ｂとからなり、大径管１３ａと小径管１３ｂの間に設けたシリンダ１９によって伸縮可能となり、このポンプ移動アーム１３は旋回フレーム１１の上部両側に所定の間隔を設けて対向配置され、両小径管１３ｂの先端部間でケーブル６の巻取りと繰り出しを行うケーブルリール２０を回転可能に支持し、両小径管１３ｂにはケーブルリール２０を駆動する油圧モータ２１が取付けられている。
【００４０】
両小径管１３ｂの外側面でケーブルリール２０よりも後方の位置に、両端がハ字状に広がるブラケット２２が固定され、各ブラケット２２の両端にワイヤー５のガイド滑車２３と２４が取付けられ、対向する両ブラケット２２間で、ポンプ移動アーム１３の伏倒時に下側となる一端側に、サンドポンプ４のケーブル６をケーブルリール２０に誘導するガイドローラ２５が回転可能に設けられ、また、このブラケット２２には、ポンプ移動アーム１３の伏倒時に上側となる背面位置に、ワイヤー５の巻取りと繰り出しを行うウィンチ２６が固定され、更に、上記両小径管１３ｂの対向面間で、水平伏倒時に下側でブラケット２２よりも後方の位置に、サンドポンプ４のホース８をホースドラム１５に誘導するホースガイド２７が回転可能に取付けられている。
【００４１】
上記ポンプ移動アーム１３は、支持台１２と大径管１３ａの先端部をつなぐように設けた起伏用シリンダ２８の伸縮によって、略水平に伏倒するトラック輸送姿勢（図４）と、略直立に起立する作業所内保管姿勢（図３）との間を角度可変に起伏動することになる。
【００４２】
また、上記ウィンチ２６は、図２の平面図のように、両側の小径管１３ｂの直上に位置する一対のドラム２６ａをモータ２６ｂで駆動する構造を有し、両ドラム２６ａでワイヤー５の両側を同時に巻取り又は繰り出すことにより、サンドポンプ４を上下動させるようになっている。なお、旋回フレーム１１上には、各シリンダや油圧モータを駆動するための油圧ユニット２９が設置されている。
【００４３】
ここで、上記サンドポンプ４による削孔１内でのスライム揚泥作業は、混合流体の吸引を削孔１内の上部から下方ヘとサンドポンプ４を連続的又は間歇的に移行させながら行うものであるが、図１のように、同一高さレベルに位置するスライムを除去するために、削孔１内の各高さ位置において、サンドポンプ４を水平に移動させる必要がある。
【００４４】
上記サンドポンプ４は、ポンプ移動アーム１３の先端に設けたガイド滑車２３から垂れ下がるワイヤー５で吊下げられているので、ウィンチ２６によるワイヤー５の巻取り又は繰り出しによって上下動を得ることができる。
【００４５】
また、サンドポンプ４の水平移動は、ポンプ移動アーム１３を旋回フレーム１１と共に旋回させて移動させる方法と、ポンプ移動アーム１３を起伏動させて前後方向に移動させる方法を、単用又は組み合わせて使用することになる。
【００４６】
例えば、上記ポンプ移動アーム１３を起伏動させてサンドポンプ４をスライム自動揚泥装置Ａの前後方向に水平移動させる場合、一般的に採用されている、ポンプ移動アーム１３の先端からワイヤー５でサンドポンプ４を吊下げた構造では、ポンプ移動アーム１３の起伏によってサンドポンプ４が前後と同時に上下動することになるから、ポンプ移動アーム１３の起伏角度変化に対応して、ワイヤー５の巻取り又は繰り出しを行ってサンドポンプ４の高さの変化を吸収する必要が生じ、このようなワイヤー５の巻取り又は繰り出しを自動的に行うには、別途ウィンチ制御機構が必要になり、スライム自動揚泥装置Ａの設備費用コストのアップにつながるという問題がある。
【００４７】
そこで、この発明では、サンドポンプ４をポンプ移動アーム１３に吊下げるワイヤー５の引き回し処理を工夫し、ポンプ移動アーム１３を起伏動させてもサンドポンプ４は近似的に水平移動するようにし、ウィンチ制御機構の採用を省いて、設備費用のコスト削減を図るようにしている。
【００４８】
図１乃至図４は、ワイヤー５の引き回し処理の具体的な構造を示し、上記した両支柱１６の上端部に、出側滑車３０と入り側滑車３１を取付け、この支柱１６に沿って上下動可能となる動滑車３２の下部にサンドポンプ４の重量よりも軽量のウエイト３３が取付けられ、前記ウエイト３３の下降位置をセンサ等で検出することで第１の例の着床検知手段を形成することができる。
【００４９】
サンドポンプ４を吊下げるワイヤー５は、長い一本物を二つ折りした状態で用い、図８のように、ワイヤー５の中間となる折り返し部にイコライザー部材３４の両側イコライザー７４、７４を介してサンドポンプ４を吊下げ、ワイヤー５の両側並行部分は左右対称となり、イコライザー部材３４から上昇した部分をブラケット２２の両ガイド滑車２３と２４で誘導し、更に、ガイド滑車２４から支柱１６に設けた出側の滑車３０に誘導し、動滑車３２で折り返して入り側の滑車３１からウィンチ２６のドラム２６ａに誘導し、ワイヤー５の両端側を両側ドラム２６ａでそれぞれ巻き取った配置となり、ウィンチ２６のドラム２６ａによるワイヤー５の巻取り又は繰り出しによりサンドポンプ４を上下動させるようになっている。
【００５０】
図７のように、上記両支柱１６の途中に動滑車３２の上限を規制する軸状のストッパー３５が上下動可能に設けられ、このストッパー３５にばね３６で常時下降位置に戻る弾性を付勢すると共に、その上端部に着床検出器３７が固定され、支柱１６には、前記着床検出器３７の有無を検出する着床検出センサー３８と、動滑車３２の下降限をウエイト３３の有無によって検出する下限センサー３９が取付けられている。
【００５１】
上記サンドポンプ４をポンプ移動アーム１３の先端にワイヤー５で吊下げた場合、ドラム２６ａからワイヤーの繰り出しがないようにウィンチ２６を固定させた状態では、サンドポンプ４の重量とウエイト３３の重量でワイヤー５に張力がかかり、図７（ａ）のように、動滑車３２は上昇位置に引上げられて上端面がストッパー３５に当接し、サンドポンプ４の重量でばね３６が圧縮されてストッパー３５は上昇位置に押上られた位相で停止し、着床検出器３７が着床検出センサー３８から上方に離反することで、着床検出センサー３８はサンドポンプ４が着床していないことを検出し、また、この状態で、吊下げたサンドポンプ４をウィンチの起動によって上下動させても、更に、ポンプ移動アーム１３の旋回や起伏動によるサンドポンプの水平移動においても、サンドポンプ４の重量が作用しているので動滑車３２とストッパー３５の関係には変動がなく、削孔１に対する揚泥工程はこのような状態で行われることになる。
【００５２】
図５は、上記のようなワイヤー５によるサンドポンプ４の吊下げ状態において、ポンプ移動アーム１３の起伏動とサンドポンプ４の水平移動の関係を示し、ポンプ移動アーム１３を前方に傾斜させた状態で、同図実線のように、ポンプ移動アーム１３が前方に伏倒しているとき、サンドポンプ４とドラム２６ａ間におけるワイヤー５の長さは、サンドポンプ４からガイド滑車２３間の長さＡ１、両ガイド滑車２３と２４間の長さＡ２、ガイド滑車２４から出側滑車３０間の長さＡ３、出側滑車３０と動滑車３２間の長さＡ４、動滑車３２と入り側滑車３１間の長さＡ５、入り側滑車３１とドラム２６ａ間の長さＡ６の合計である。
【００５３】
また、図５に二点鎖線で示すように、ポンプ移動アーム１３が起立しているとき、サンドポンプ４とドラム２６ａ間のワイヤー５の長さは、サンドポンプ４からガイド滑車２３間の長さＢ１、両ガイド滑車２３と２４間の長さＢ２、ガイド滑車２４から出側滑車３０間の長さＢ３、出側滑車３０と動滑車３２間の長さＢ４、動滑車３２と入り側滑車３１間の長さＢ５、入り側滑車３１とドラム２６ａ間の長さＢ６の合計である。
【００５４】
上記したワイヤーの長さＡ１〜Ａ６の合計と長さＢ１〜Ｂ６の合計は、ドラム２６ａを停止させている場合、ポンプ移動アーム１３の起伏角度が変化しても略等しく、従って、ポンプ移動アーム１３が図５の実線から二点鎖線のように起立動すると、ガイド滑車２３、２４の高さ位置が上昇してサンドポンプ４を引上げようとするが、このとき、ポンプ移動アーム１３の起伏の支点となる枢軸１８は、出側滑車３０と入り側滑車３１に対して前方に位置しているため、ガイド滑車２４と出側滑車３０間及びドラム２６ａと入り側滑車３１間の距離が接近することで、ワイヤー５は前記接近した長さ分だけガイド滑車２３からサンドポンプ４側に引き出され、長さＡ１に対して長さＢ１が長くなることでサンドポンプの引上げをなくし、この結果、ポンプ移動アーム１３の起伏角度が変化しても、サンドポンプ４はポンプ移動アーム１３の起伏する前後方向に沿って近似的に水平移動することになる。
【００５５】
このように、ワイヤー５で吊下げたサンドポンプ４で削孔１内のスライムを揚泥する場合に、ポンプ移動アーム１３を起伏動させるだけで、サンドポンプ４を前後方向へ近似的に水平移動させることができ、削孔１内の同一平面の位置におけるスライムの除去が簡単な機構で効率的に行えることになる。
【００５６】
なお、図６（ｂ）のように、ウィンチ２６のドラム２６ａを回転させてワイヤー５を繰り出し、下降させたサンドポンプ４が削孔１の孔底に着床した場合や、図３のように、サンドポンプ４をテーブル１７上に載置した場合、ワイヤー５にサンドポンプ４の重量が作用しないため、ワイヤー５が弛むことで動滑車３２がウエイト３３の重量によって下降動し、ストッパー３５の押上を解くため、ストッパー３５とこれに取付た着床検出器３７がばね３６の押し下げ力で下降し、着床検出センサー３８が着床検出器３７を検知することでサンドポンプ４の着床を確認し、ウィンチ２６のドラム２６ａを停止させてワイヤー５の繰り出しを止めることになる。
【００５７】
また、上記動滑車３２が下降動して下限センサー３９がウエイト３３の下端を検知した場合も、下限センサー３９によってウィンチ２６のドラム２６ａを停止させてワイヤー５の繰り出しを止め、ワイヤー５にウエイト３３の重量で張力を与えることで弛みを防ぎ、ウィンチ２６のドラム２６ａによるワイヤー５の巻取り時における乱巻きの発生を防いでいる。
【００５８】
上記したスライム自動揚泥装置Ａをトラック輸送する場合、先ず、図３のように、ポンプ移動アーム１３を直立状態に起立させてサンドポンプ４を上昇位置に引き上げ、ベースフレーム９の前部に可動テーブル１７を引き出し、ウィンチ２６のドラム２６ａからワイヤー５を繰り出してサンドポンプ４を下降させながら可動テーブル１７上に載置し、ワイヤー５を下限センサー３９がウエイト３３を検出して前記ドラム２６ａが自動停止するまで繰り出し（図６（ｂ）の状態）、この状態で、次に、図４のように、ポンプ移動アーム１３を水平状態に倒すようにすれば、スライム自動揚泥装置Ａ全体の上下高さをコンパクトにすることができる。
【００５９】
このとき、サンドポンプ４につながるホース８、ケーブル６は、ホースドラム１５、ケーブルリール２０のそれぞれを油圧モータによるトルク制御を行っているので、張力によって自動的に引き出されることになる。
【００６０】
また、サンドポンプ４は、削孔１の直径などにあわせて適応する吐出能力のものを選択する必要があり、このため、スライム自動揚泥装置Ａに対してサンドポンプ４の交換が容易に行えるようにするのが好ましい。
【００６１】
上記サンドポンプ４には、ホース８、ケーブル６、ワイヤー５が付属するが、特にケーブル６は気中電線のようにテーピング処理等で絶縁を確保することができないため、サンドポンプ４の交換を実現するためにはケーブル６の接続処理に工夫が必要になる。
【００６２】
図９乃至図１１は、サンドポンプ４を交換するための機構を示し、上記サンドポンプ４とこのサンドポンプ４に接続したケーブル６を巻取ったケーブルリール２０をワンセットとし、ポンプ移動アーム１３の小径管１３ｂの先端部に固定した軸受４０で水平の筒軸４１を回転可能に支持し、この筒軸４１は小径管１３ｂに固定した油圧モータ２１で駆動するようにし、前記筒軸４１の内部に収納したケーブル６ａの一端と電源に接続するキャプタイヤ６ｂを、この筒軸４１の一端側に回転しないように設けたボックス４２内のスリップリングで電気的に接続し、筒軸４１の他端側に、筒軸４１と一体に回転する円板４３と、筒軸４１から延長状に突出する円筒状のリール取付け軸４４を設け、前記ケーブル６ａの他端側はリール取付け軸４４の内部先端に設けたコンセント４５と電気的に接続している。
【００６３】
上記ケーブルリール２０は、上記リール取付け軸４４に外嵌する円筒軸４６の両端にフランジ４７を設け、一方フランジ４７と前記円板４３の間に回転を伝えるための一対の結合部４８を設け、フランジ４７間に設けた巻胴４９の外周にケーブル６を巻回し、前記ケーブル６の内端側は、巻胴４９の内側から他方フランジ４７の外部に引き出し、その端部にコンセント４５へ差し込むプラグ５０が設けてある。
【００６４】
図９は、サンドポンプ４をスライム自動揚泥装置Ａに取付ける前を、また、図１０は、サンドポンプ４をスライム自動揚泥装置Ａに取付けた使用状態を示し、リール取付け軸４４に円筒軸４６を外嵌挿入してケーブルリール２０を取付け、結合部４８を係合させてボルト５１を締め付け、コンセント４５とプラグ５０を接続すれば、小径管１３ｂの先端部にケーブルリール２０を着脱可能に取付けることができ、ケーブルリール２０は油圧モータ２１で駆動できることになる。
【００６５】
このように、リール取付け軸４４に対するケーブルリール２０の着脱と、コンセント４５とプラグ５０の抜き差しだけで、サンドポンプ４の交換が簡単に行え、交換せんとするポンプ４とケーブルリール２０は、図１１のように、専用のスタンド５２で支持しておけば、交換作業が能率的に行えるようになる。
【００６６】
図１２乃至図１６は、この発明の揚泥手段であるサンドポンプ４とこれに固定式の噴射口ノズルを取付けた例の構造を示し、内部のポンプ室５３に羽根車５４を組み込んだケーシング５５に、下部の中央に位置する吸引口５６と、外周の一部に位置する上向きの吐出口５７が設けられ、ケーシング５５の上部に羽根車５４を駆動するモータ５８が位置し、ケーシング５５の下部にストレーナ５９が設けられ、更に、前記吐出口５７に上向きの吐出管６０とこの吐出管６０の上端にホース８が接続され、これら吐出管６０とホース８が混合流体ａを地上に送り出す揚泥経路７となる。
【００６７】
図１２乃至図１６の例において、上記サンドポンプ４の上部位置に、混合流体ａをサンドポンプ４の外側に向けて噴出するため、サンドポンプ４の外側を囲む環状管６１が配置され、この環状管６１が揚泥経路７となる吐出管６０の途中と分岐管６２で接続され、前記環状管６１と分岐管６２が搬送経路における噴出経路７ａとなる。
【００６８】
この環状管６１は、断面円形のパイプを用い、サンドポンプ４の上部外側に外嵌する円形のリング状に形成され、外周部に周方向に所定の間隔で複数の噴射口ノズル６３が設けられ、この噴射口ノズル６３の斜め下向きとなる先端噴射口から、サンドポンプ４が揚泥した混合流体ａをサンドポンプ４の外側に噴出するようになっている。
【００６９】
上記揚泥経路７の吐出管６０と噴出経路７ａの分岐管６２に、サンドポンプ４が吸引した混合流体ａの流出を、揚泥経路７又は噴射経路７ａに対して制御する流量調整機構６４が設けられ、この流量調整機構６４は、前記サンドポンプ４が削孔１の孔底に達したのを検出する着床検知手段６５によって機械的または電気的に開度が制御され、サンドポンプ４で吸い上げた混合流体ａの揚泥経路７と噴射経路７ａへの流量制御と、揚泥経路７または噴射経路７ａの何れか一方の遮断が行えるようになっている。
【００７０】
上記流量調整機構６４は、吐出管６０の途中で分岐管６２よりも下流側の位置に設けた第１の流量制御弁６６と、分岐管６２の途中に設けた第２の流量制御弁６７で形成され、図１２や図１３のように、両流量制御弁６６と６７の弁軸６８を互いに結合し、何れか一方の流量制御弁６６又は６７が開弁位相にあるとき他方の流量制御弁６６又は６７が閉弁位相になるよう連動し、前記弁軸６８を回転させることにより、サンドポンプ４が吸引した混合流体ａの流出を、揚泥経路７と噴射経路７ａの一方に多く他方に少なく流れるようにしたり、揚泥経路７と噴射経路７ａの一方または他方を遮断するようになっている。
【００７１】
図１２と図１３は、第２の例の着床検知手段６５を示し、サンドポンプ４の外部に設けたロッドガイド６９で上下動可能となるよう保持された昇降ロッド７０の下端に着床部材７１を設けて形成され、自重若しくはばねの引き下げ力で、通常は着床部材７１がストレーナ５９の下端よりも下方にある下降位相となり、下降させたサンドポンプ４の下端が削孔１の底部に着床する前に削孔１の底部に到達して停止し、下降するサンドポンプ４に対して上昇するような相対的な運動をするようになっている。
【００７２】
上記昇降ロッド７０の上端に枢止結合したリンク７２の上端が、流量調整機構６４における第１と第２の流量制御弁６６と６７の弁軸６８に固定したレバー７３の先端と枢止連結され、サンドポンプ４に対する昇降ロッド７０の相対的な上昇によって、第１の流量制御弁６６と第２の流量制御弁６７を同時に制御することになる。
【００７３】
図１２と図１３は、サンドポンプ４が削孔１の孔底に着床していないときの状態を示し、昇降ロッド７０はサンドポンプ４に対して下降位置にあり、第１と第２の流量制御弁６６、６７のレバー７３を引き下げているので、分岐管６２の第２の流量制御弁６７は閉弁位相になり、吐出管６０の第１の流量制御弁６６は開弁位相になっている。このため、サンドポンプ４が吸引した混合流体ａは、噴射口ノズル６３に達することはなく、揚泥経路７から地上に流出することになる。
【００７４】
図１６は、サンドポンプ４が孔底に着床した状態を示し、昇降ロッド７０はサンドポンプ４に対して上昇位置にあり、第１と第２の流量制御弁６６、６７のレバー７３を９０度押し上げるので、環状管６１につながる分岐管６２の第２の流量制御弁６７が開弁位相になり、吐出管６０の第１の流量制御弁６６は閉弁位相になる。このため、サンドポンプ４が吸引した混合流体ａは、揚泥経路７への流出が停止し、分岐管６２から環状管６１に流れ、この環状管６１の噴出口ノズル６３からサンドポンプ４の外側に向けて噴出することになる。
【００７５】
なお、昇降ロッド７０の下端が孔底に当接した時点から、下降させたサンドポンプ４が着床するまでの間は、第１と第２の流量制御弁６６、６７の開度は徐々に変化し、揚泥経路７への流出が徐々に少なくなり、噴射経路７ａへの流れが徐々に多くなるように制御される。
【００７６】
図１４と図１５は、第３の着床検知手段６５ａを示し、サンドポンプ４を吊下げるワイヤー５の着床時に生じる弛み発生を利用して第１と第２の流量制御弁６６、６７の開度を同時に制御するようにしたものであり、サンドポンプ４をワイヤー５の折り返し部分に吊下げるために、このサンドポンプ４の上部に取付けたイコライザー部材３４は、その両側にワイヤー５を巻架するためのイコライザー７４、７４を備えている。
【００７７】
上記第３の着床検知手段６５ａは、サンドポンプ４の上部でイコライザー部材３４の下の位置に、一端をサンドポンプ４に枢止して上下に揺動可能となる揺動アーム７５の先端部に滑車７６を設け、ワイヤー５の折り返し部分で上記イコライザー部材３４のイコライザー７４、７４間に位置する部分を滑車７６に巻架し、前記揺動アーム７５の先端と第１と第２の流量制御弁６６、６７の弁軸６８に固定したレバー７３の先端を連結部材７７で結合し、更に、レバー７３の先端とサンドポンプ４の間に、レバー７３を常時引き下げるスプリング７８を設けた構造になっている。
【００７８】
ワイヤー５でサンドポンプ４を吊下げた通常の揚泥時には、サンドポンプ４の重量がかかっているワイヤー５は緊張しているので、ワイヤー５はイコライザー部材３４のイコライザー７４、７４間に位置する部分が揺動アーム７５の滑車７６を引上げることになり、この揺動アーム７５が連結部材７７を介してレバー７３をスプリング７８の弾性に抗して引上げ、流量調整機構６４はレバー７３が引き上げられているとき、分岐管６２の第２の流量制御弁６７は閉弁位相になり、吐出管６０の第１の流量制御弁６６は開弁位相になるので、サンドポンプ４が吸引した混合流体ａは、噴射経路７ａに流れないことになり、揚泥経路７から地上に流出することになる。
【００７９】
また、サンドポンプ４が削孔１の孔底に着床すると、ワイヤー５はイコライザー部材３４のイコライザー７４、７４間に位置する部分が弛むことになるので、揺動アーム７５は連結部材７７の引き上げを解き、レバー７３がスプリング７８で引き下げられ、これによって流量調整機構６４が切り換わり、分岐管６２の第２の流量制御弁６７は開弁位相になり、これとは逆に吐出管６０の第１の流量制御弁６６は閉弁位相になるため、サンドポンプ４が吸引した混合流体ａは、揚泥経路７に流出することはなく、噴射経路７ａに流れ、噴射口ノズル６３からサンドポンプ４の外側に向けて噴出することになる。
【００８０】
また、第４の着床検知手段としては、図６と図７で示した着床検出器３７とセンサー３８を用いることができ、サンドポンプ４が削孔の孔底に着床してワイヤー５が弛んだのを検知することで、サンドポンプ４が着床したことを地上において知ることができる。
【００８１】
上記した第１の着床検知手段や第４の着床検知手段のように、センサーを用いた構造を採用した場合、上記流量調整機構６４の第１の流量制御弁６６と第２の流量制御弁６７は、モータやシリンダ等の動力手段により開度を制御するようにし、センサーによるワイヤーの弛み検出による着床信号で、前記動力手段を有線又は無線で作動させ、第１と第２の流量制御弁６６、６７の開度を同調して制御するようにすればよい。
【００８２】
なお、拡径部のない削孔に対応するため、流量調整機構６４に直結した機械式の着床検知手段は、流量調整機構６４との連結部分を外すようにしたり、動力手段を有線又は無線で作動させる着床検知手段は、動力手段を作動させないようにすれば、サンドポンプ４が削孔の孔底に着床しても、環状管６１の噴射口ノズル６３から混合流体ａを噴射しないようにすることができる。
【００８３】
これとは逆に、流量調整機構６４に直結した機械式の着床検知手段は、地上からワイヤー等で強制的に引上げるようにしたり、動力手段を有線又は無線で作動させる着床検知手段は、動力手段を作動さるようにすれば、サンドポンプ４が削孔１の適宜深さにある状態で噴射口ノズル６３から混合流体ａを噴射させることもでき、削孔１の直径や拡径部３の有無等の条件に合わせて、吐出モードと噴射モードの選択が自由に行える。
【００８４】
図１７乃至図２０は、サンドポンプ４の外周に設けた噴射口ノズル６３の流体噴射方向を角度可変とし、上記着床検知手段６５と連動した角度制御機構９１により、前記噴射口ノズル６３の混合流体ａの噴射方向を、サンドポンプ４と孔底との距離に応じて自動的に変化させるようにした例を示している。
【００８５】
上記噴射口ノズル６３の取付けを行うため、サンドポンプ４の外周に、このサンドポンプ４に対して固定配置となる環状の固定リング９２と、この固定リング９２に設けた複数のガイドローラ９３で支持され、固定リング９２の直上で回動自在となる可動リング９４を設け、前記固定リング９２の外周面に周方向へ一定間隔の配置で多数の噴射口ノズル６３が枢軸９５を支点に回転可能となるように取付けられている。
【００８６】
上記噴射口ノズル６３は、水平状態の姿勢時に、図１７（ａ）と図１９のように、サンドポンプ４の外周に対して接線方向の向きになる配置となり、上記枢軸９５に固定したレバー９６の上端と可動リング９４がリンク９７を介して枢止結合され、可動リング９４が図１９の左側に向けて回動すると噴射口ノズル６３は斜め下向きとなり、また、可動リング９４が図１９の右側に向けて回動すると噴射口ノズル６３は上方に水平となるよう回動するようになっている。
【００８７】
上記角度制御機構９１は、図１２で示した着床検知手段６５における昇降ロッド７０の途中に固定することによって、固定リング９２と可動リング９４の外側に上下に長い板カム９８を配置し、この板カム９８に垂直線に対して上端が図１９の右側上がりに傾斜する上下に長いカム溝９９を設け、可動リング９４の上部位置に、固定リング９２から設けた上向き板１００に対して中間を枢軸１０１で取付けた揺動レバー１０２を配置し、この揺動レバー１０２の一端に取付けた溝車１０３を上記カム溝９９に嵌合し、揺動レバー１０２の他端と可動リング９４をリンク１０４を介して枢止連結した構造になっている。
【００８８】
サンドポンプ４に対して着床検知手段６５の昇降ロッド７０が孔底に達していないときは、図１７（ａ）と図１９のように、昇降ロッド７０と板カム９８は下降限位置にあり、揺動レバー１０２の溝車１０３がカム溝９９の上端部で引き下げられ、前記揺動レバー１０２で可動リング９４が図１９の左側に引かれ、各噴射口ノズル６３は、リンク９７とレバー９６の作用で斜め下向きに傾斜している。
【００８９】
また、サンドポンプ４が孔底に着床すると、図１７（ｂ）と図２０のように、サンドポンプ４に対して着床検知手段６５の昇降ロッド７０と板カム９８はサンドポンプ４に対して上昇位置になり、板カム９８が上昇すると傾斜するカム溝９９は揺動レバー１０２の溝車１０３を押上げることになり、揺動レバー１０２は図１９の反時計方向に回動することでリンク１０４を介して可動リング９４を図１９の右側に押し、可動リング９４が右側に移動すると各噴射口ノズル６３は、リンク９７とレバー９６の作用で水平の姿勢に変化することになる。
【００９０】
図示省略したが、上記各噴射口ノズル６３には、上記した分岐管６２が可撓性ホースを介して接続され、第２の流量制御弁６７の開弁によって供給された混合流体ａを噴射するものであり、各噴射口ノズル６３は、サンドポンプ４が孔底に着床した時点で水平になり、混合流体ａをサンドポンプ４の接線方向の外側に向けて噴射することにより、削孔１の拡径部３に向けて混合流体ａを正確に噴射して対流を生じさせ、拡径部３内スライムの撹乱が確実に行えると共に、削孔１の孔底を混合流体ａの噴射流で損傷させることがないという利点がある。
【００９１】
上記のように、図１７乃至図２０で示した例では、噴射口ノズル６３からの混合流体ａの噴射において、着床検知手段６５の昇降ロッド７０の動きと連動して噴射口ノズル６２の噴射方向の角度を自動的に変えるので、サンドポンプ４と孔底との距離に応じて、揚泥経路７と噴射経路７ａに設けた噴射口ノズル６２に対する混合流体ａの流量比率の調整と、噴射口ノズル６３の噴射方向の制御が連動して行われることになる。
【００９２】
図１２乃至図１６のように、上記サンドポンプ４の吐出管６０に混合流体ａの計測路７９を分岐接続し、サンドポンプ４が吸い上げた混合流体ａを計測路７９に流すことで、その性状をリアルタイムに検出し、削孔１内におけるスライムの分布を把握することで、サンドポンプ４の上下移動や水平移動を地上から制御し、削孔１内のスライムと安定液の置換作業が精度よく効率的に行えるようにしている。
【００９３】
上記揚泥経路７において、吐出管６０の分岐管６２の接続部分よりも上流側の内部に、濾過筒８０を組み込んだ貯留室８１を設け、上記計測路７９は、上流側パイプ７９ａと下流側パイプ７９ｂからなり、上流側パイプ７９ａを前記貯留室８１と接続し、この上流側パイプ７９ａに対して下流側パイプ７９ｂが三方切り換え弁８２を介して接続し、垂直に立ち上がる下流側パイプ７９ｂの途中にコリオリ式質量流量計などの性状計測手段８３が設けられており、サンドポンプ４が吸い上げた混合流体の一部をこの計測路７９に流し、性状計測手段８３で混合流体の安定液濃度または密度値を測定し、その測定結果に基づいて、サンドポンプ４の揚泥位置を制御するものである。
【００９４】
上記性状計測手段８３を収納するボックス８４には、三方切り換え弁８２の動力線や制御線が、また、性状計測手段８３の動力線や制御線が接続されている。
【００９５】
なお、性状計測手段８３の設置は、図示のような計測路７９の途中に設けるほか、揚泥経路６０の途中で分岐管６２よりも上流側の位置に直接組み込んだ構造を採用したり、サンドポンプ４の外部近傍位置に設けるようにしてもよい。
【００９６】
上記計測路７９に設けた性状計測手段８３や計測路７９自身は、連続使用していると検出時間の経過と共にスライム等が付着して検出精度が低下するため、上記三方切り換え弁８２に、先端の吸出し口８５がサンドポンプ４の吸引口５６に臨む逆洗用パイプ８６が接続されている。
【００９７】
サンドポンプ４による通常の揚泥時は、三方切り換え弁８２が計測路７９と逆洗用パイプ８６の連通を遮断し、混合流体ａは計測路７９の上流側パイプ７９ａから下流側パイプ７９ｂを流れて上端から削孔１内に放出され、性状計測手段８３で混合流体ａの安定液濃度または密度値の測定が行われる。
【００９８】
このような測定が所定時間行われると、三方切り換え弁８２を一定時間だけ切り換え、上流側パイプ７９ａを遮断して逆洗用パイプ８６を下流側パイプ７９ｂに接続させると、サンドポンプ４の吸引口５６に向かう混合流体の流れによって吸出し口８５に負圧が発生しているので、この負圧によって下流側パイプ７９ｂに吸引力が作用し、下流側パイプ７９ｂはサンドポンプ４よりも上方に延びているので、サンドポンプ４よりも上方に位置する削孔１内の混合流体が下流側パイプ７９ｂに吸引され、これによって、下流側パイプ７９ｂから逆洗用パイプ８６に向けて混合流体ａの流れが発生し、性状計測手段８３に対する混合流体ａの逆流によって、この性状計測手段８３や上流側パイプ７９ａの内周を洗浄して検出精度を復元維持させることができる。
【００９９】
上記の性状計測手段８３による混合流体ａの性状計測結果は、図示省略したが、ＰＬＣとモニターを備えた汎用計算機のような地上のスライム性状管理手段を用いて時系列に対応付けて管理、記録した上で、スライム自動揚泥装置Ａを制御してサンドポンプ４を移動させることになる。
【０１００】
次に、この発明のスライム自動揚泥装置を用いた自動揚泥方法を説明する。
【０１０１】
図１と図２に示すように、地面に掘削された削孔１に対してスライム自動揚泥装置Ａをセットし、サンドポンプ４の吐出口５７に接続したホース８の吐出側端部と、地面上に設置されたスライム処理装置を揚泥経路で接続し、更に、スライム処理装置と削孔の間に安定液の供給手段を設置する。
【０１０２】
ポンプ移動アーム１３を所定の角度に傾斜させ、このポンプ移動アーム１３にワイヤー５で吊下げたサンドポンプ４をウィンチ２６のワイヤー繰り出しにより削孔１内に沈降させる。このとき、流量調整機構６４は、吐出管６０の第１の流量制御弁６６が開弁位相で分岐管６２の第２の流量制御弁６７は閉弁位相となり、三方切り換え弁８２は、計測路７９の上流側パイプ７９ａと下流側パイプ７９ｂを接続した位相としておく。
【０１０３】
上記の状態でサンドポンプ４を起動させ、吸引口５６から吸い上げた削孔１内の混合流体ａを吐出口５７から揚泥経路７とホース８を介して地上に送り出し、削孔１内に上部から新たな安定液を揚泥に見合った量だけ供給し、削孔１内の混合流体ａと新たな安定液との置換を行う（吐出モード）。
【０１０４】
上記混合流体ａの揚泥時に、サンドポンプ４が吸い上げた混合流体ａの一部が計測路７９内を通過して削孔１内に放出され、計測路７９の途中に設けた性状計測手段８３が通過する混合流体ａの安定液濃度又は密度値を測定することで、サンドポンプ４が位置する部分におけるスライムの分布を計測し、その情報を地上のスライム性状管理手段に送り、これに基づいてスライム自動揚泥装置Ａを制御する。
【０１０５】
即ち、サンドポンプ４が一定位置に吊下げられた状態で混合流体ａを吸い上げ、その混合流体ａに含まれるスライムの量が多い場合は、サンドポンプ４を移動させずにその位置で混合流体ａの吸い上げを続け、混合流体ａに含まれるスライムの量が少なくなると、サンドポンプ４を平面的に一定距離だけ移動させ、同一平面における他の位置での揚泥を行い、このようにして同一平面におけるスライムの分布が少なくなると、サンドポンプ４を所定量だけ下降させ、下降位置で再び前記のような揚泥作業を行い、削孔１の底部に達するまでこれを繰り返すようにする。
【０１０６】
ここで、サンドポンプ４の平面的な移動は、スライム自動揚泥装置Ａにおけるポンプ移動アーム１３の旋回動と、ポンプ移動アーム１３の起伏角度の変化の単用又は併用によって行え、また、サンドポンプ４の下降は、ドラム２６ａからワイヤー５を繰り出すことによって行うことができる。
【０１０７】
上記のような揚泥作業が所定時間行われると、揚泥作業を実施したまま、地上からの指令によって三方切り換え弁８２を、計測路７９の下流側パイプ７９ｂと逆洗用パイプ８６が連通するように一定時間だけ切り換え作動させ、計測路７９の下流側パイプ７９ｂから逆洗用パイプ８６に比較的清浄な安定液を流すことで性状計測手段８３を洗浄し、検出性能を復元させるようにする。
【０１０８】
上記のようにして削孔１内の混合流体ａと清浄な安定液の置換が進み、サンドポンプ４が削孔１の孔底に達すると、着床検知手段６５や６５ａによってサンドポンプ４が着床したのを検出することになる。
【０１０９】
ところで、削孔１の杭底部分には、杭外径よりも大きく掘削した拡径部３が設けられ、この拡径部３内にも当然ながらスライムが存在しているが、ワイヤー５で吊下げたサンドポンプ４は、削孔１の内径によって内周面側へ向けての移動が制限を受けるため、拡径部３の内部に位置させることができないことになる。
【０１１０】
そこでこの発明では、サンドポンプ４に、このサンドポンプ４が着床したとき上記拡径部３に臨む位置に噴射口ノズル６３が設けてあり、昇降ロッド７０の下端が孔底に接地した時点からサンドポンプ４が着床したのを着床検知手段６５や６５ａが検出すると、流量調整機構６４を徐々に切り換え、揚泥経路７の第１の流量制御弁６６を閉弁位相にしていくと共に、分岐管６２の第２の流量制御弁６７を開弁位相にしていく（噴射モード）。
【０１１１】
これによって、サンドポンプ４で吸い上げた混合流体ａは、地上への揚泥が減少していき、分岐管６２に流入して噴射ノズル６３からサンドポンプ４の外側に向けて噴出し、この噴射流が拡径部３に向けて流入することで、拡径部３内の混合流体ａに拡径部３からサンドポンプ４の吸引口５６に向かう対流を強制的に生じさせ、拡径部３内に位置するスライムを撹乱させてサンドポンプ４側に移動させ、これにより、拡径部３内のスライムをサンドポンプ４で効率よく吸引捕捉する。
【０１１２】
ここで、削孔１内に堆積するスライム層の中でも、下層部になるほどスライム濃度は高く、また、高密度の砂礫が存在すると共に、削孔１が拡底構造の場合、孔底付近に近づくほど孔径が拡大し、これらの諸条件により、孔底距離に応じて混合流体ａの噴射流量を変化させることは、堆積スライムの拡散を効率化することができる。
【０１１３】
この状態でサンドポンプ４を少し上昇させ、着床検知手段６５または６５ａによる着床検知状態を途中の状態にしたり完全に解くと、流量調整機構６４によって吐出管６０の第１の流量制御弁６６が開弁位相になると共に、分岐管６２の第２の流量制御弁６７が閉弁位相になり、サンドポンプ４で吸い上げた混合流体ａが吐出管６０からホース８で地上に取出される。
【０１１４】
再びサンドポンプ４を下降させると、流量調整機構６４の第１の流量制御弁６６と第２の流量制御弁６７が切り換わって噴射口ノズル６３から混合流体ａの噴射流が発生し、拡径部３内からサンドポンプ４の吸引口５６に向かう対流を生じさせ、このように、サンドポンプ４を数回上下動させることにより、混合流体ａの流れによって拡径部３内のスライムを効果的に捕捉して清浄な安定液と置換することができる。
【０１１５】
この場合、サンドポンプ４で吸い上げた混合流体ａは、計測路７９の性状計測手段８３で安定液濃度や密度値等の性状がリアルタイムに検出されているので、混合流体ａの性状が所定の値になるまで上記サンドポンプ４の上下動を繰り返せば、拡径部３内のスライムを清浄な安定液と確実に置換できると共に、計測結果をもとに、揚泥と噴射の流量比率を変化させることで、高濃度に揚泥が可能になると同時に、サンドポンプ４の過負荷や揚泥経路７の砂詰まりなどの危険作業を回避できることになる。
【０１１６】
また、図１７乃至図２０で示したように、噴射口ノズル６３の噴射方向を孔底距離に応じて変化させるようにすると、拡径部の検出によって噴射口ノズル６３が水平の姿勢になって混合流体ａをサンドポンプ４の接線方向外方に向けて噴射することになり、拡径部に対する混合流体ａの噴射が確実に行えると同時に、噴射した混合流体ａによる孔底地盤の掘削を回避することができるという利点がある。
【０１１７】
上記のようにして、削孔１内の混合流体ａと清浄な安定液の置換が完了すると、削孔１内からサンドポンプ４を取出し、周知のように、削孔１への鉄筋篭の挿入とコンクリートの打設を行って場所打ち杭を構築するものである。
【０１１８】
なお、図示の実施例は、揚泥経路７に第１の流量制御弁６６を設け、噴射経路７ａに第２の流量制御弁６７を設け、両流量制御弁６６と６７を同調して制御することにより、揚泥経路７と噴射経路７ａへの流量比率を変化させるようにしたが、揚泥経路７と噴射経路７ａの何れか一方のみに流量制御弁を設け、この流量制御弁の開度を制御することで前記流量比率を変化させるようにすることもできる。
【０１１９】
また、この発明のスライム揚泥方法と装置による揚泥は、場所打ちコンクリート杭の構築だけでなく、地中連続壁の構築にも採用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
Ａ        スライム自動揚泥装置
１        削孔
２        スタンドパイプ
３        拡径部
４        サンドポンプ
５        ワイヤー
６        ケーブル
７        揚泥経路
７ａ      噴射経路
８        ホース
９        ベースフレーム
１０      旋回輪
１１      旋回フレーム
１２      支持台
１３      ポンプ移動アーム
１４      油圧モータ
１５      ホースドラム
１６      支柱
１７      可動テーブル
１８      枢軸
１９      シリンダ
２０      ケーブルリール
２１      油圧モータ
２２      ブラケット
２３      ガイド滑車
２４      ガイド滑車
２５      ガイドローラ
２６      ウィンチ
２６ａ    ドラム
２７      ホースガイド
２８      起伏用シリンダ
２９      油圧ユニット
３０      出側滑車
３１      入り側滑車
３２      動滑車
３３      ウエイト
３４      イコライザー部材
３５      ストッパー
３６      ばね
３７      着床検出器
３８      着床検出センサー
３９      下限センサー
４０      軸受
４１      筒軸
４２      ボックス
４３      円板
４４      リール取付け軸
４５      コンセント
４６      円筒軸
４７      フランジ
４８      結合部
４９      巻胴
５０      プラグ
５１      ボルト
５２      スタンド
５３      ポンプ室
５４      羽根車
５５      ケーシング
５６      吸引口
５７      吐出口
５８      モータ
５９      ストレーナ
６０      吐出管
６１      環状管
６２      分岐管
６３      噴射口ノズル
６４      流量調整機構
６５      着床検知手段
６６      第１の流量制御弁
６７      第２の流量制御弁
６８      弁軸
６９      ロッドガイド
７０      昇降ロッド
７１      着床部材
７２      リンク
７３      レバー
７４      イコライザー
７５      揺動アーム
７６      滑車
７７      連結部材
７８      スプリング
７９      計測路
８０      濾過筒
８１      貯留室
８２      三方切り換え弁
８３      性状計測手段
８４      ボックス
８５      吸出し口
８６      逆洗用パイプ
９１      角度制御機構
９２      固定リング
９３      ガイドローラ
９４      可動リング
９５      枢軸
９６      レバー
９７      リンク
９８      板カム
９９      カム溝
１００    上向き板
１０１    枢軸
１０２    揺動レバー
１０３    溝車
１０４    リンク
【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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