(57)【要約】【課題】  小型の掘削機でも、効率的に掘削することができる掘削機とこれを用いた薬剤注入工法を提供する。【解決手段】  重機からの駆動力を得て回転する外周ケーシングと、前記外周ケーシングの内部に上下動する破砕用のハンマー５と該ハンマー５の駆動手段６が配置され、駆動手段（エアシリンダや油圧シリンダ）によりハンマー５を上下動させて、外周ケーシング２とハンマー５とで掘削する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重機からの駆動力を得て回転する外周ケーシングと、前記外周ケーシングの内部に上下動する破砕用のハンマーと該ハンマーの駆動手段が配置されていることを特徴とする掘削機。
【請求項２】
前記外周ケーシングの内部に内周ケーシングを備えるとともに、内周ケーシングの内部に前記ハンマーと該ハンマーの駆動手段が配置されていることを特徴とする請求項１記載の掘削機。
【請求項３】
前記外周ケーシングの内側に内周ケーシングが配され、前記内周ケーシングの内側に前記駆動手段を取り付ける支持部材が配され、該支持部材に清水や薬液が供給される通路が形成されていることを特徴とする請求項２記載の掘削機。
【請求項４】
前記外周ケーシングの上方に、清水や薬液を供給するとともに、前期駆動手段の駆動用の圧縮空気や油を供給するスイベルが取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の掘削機。
【請求項５】
前記請求項１ないし４のいずれか１項記載の掘削機を使用して、前記ハンマーを振動させて清水や薬液を注入しながら掘削することを特徴とする薬液注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良工事に使用する掘削機及びこれを用いた薬液注入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤改良工事は、掘削作業に伴う地下水の流出、地盤の沈下や崩壊などを未然に防ぐために行なわれるもので、鋼管建入れ工事や、高圧噴射工法、薬液注入工法などがある。
【０００３】
薬液注入工法とは、砂質地盤の間隙に固化剤（薬液）を注入し、安定した地盤に改良する薬液注入工法である。薬液注入工法は、注入した薬液は土粒子の間隙で浸透固化し、それが接着剤となって地盤強化や止水（透水性の改良）に効果的であり、又、薬液注入工法はコンパクトな設備で簡単に実施できる利点がある。
薬剤注入工法としては、ボーリングマシンと呼ばれる機械（重機）を用いて、清水を圧送しながら、地中に直径４０．５ｍｍの径のボーリングロッドと呼ばれる二重管の鉄管を掘削建て込みしてゆく作業を行なう。この作業において、地面が軟弱であれば簡単に掘削できるが、大きな転石やレキ質の強固な地面（地山）においては、工期が大きく遅れるばかりか（１分／ｍ程度の掘進速度）、工事コストが高額になる事態が生じている。
上記対策としては、上記作業を行なう前に、先行削孔工と呼ばれる工程を事前に行なう方法がある。この先行削孔では、重機を使用して、振動と回転を行いながら、上記削孔径よりも大きな径（直径９０ｍｍ〜１２０ｍｍ）で、削孔径より大きな径で削孔パイプを引き抜きながら、豆砂利や砂当てで削孔した孔を充填して、前記のボーリングマシンを用いて、再削孔するという二度手間となる作業を行なっている。
【０００４】
特許文献１としては、長尺の筒状ケーシングの下端にハンマービットを取付け、同ハンマービットを繰り返し打撃するエアハンマー装置をケーシングの下方内部に装置し、同ケーシングを昇降させる昇降装置を地上側に設け、エアハンマー装置にエアホースを介して高圧空気を送るコンプレッサーを備え、ハンマービットでもって地中を掘削するダウンザホールハンマー掘削装置に於いて、エアハンマー装置の排気の全部又は一部を排気パイプを介して地上へ送って放出することを特徴とするダウンザホールハンマー掘削装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来工法の装置では、エアハンマー装置の駆動力を重機からの駆動力（圧縮空気）から得るために装置が大型化する。また、装置が複雑である。
また、従来の薬液注入工法で使用すると、コア詰まり（外周ケーシングの間の中央の掘削で、大きな転石やレキ質の強固な地面（地山）の削孔が有効に進まなくなる問題）や、清水や薬液が地面に有効に浸透しない問題も有する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、掘削機の小型化に有効であるとともに、小型の掘削機でも、効率的に掘削することができる掘削機とこれを用いた薬剤注入工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、重機からの駆動力を得て回転する外周ケーシングと、前記外周ケーシングの内部に上下動する破砕用のハンマーと該ハンマーの駆動手段が配置されていることを特徴とする。ここで、駆動手段としてエアシリンダや油圧シリンダ等が使用可能であり、重機側から後述するスイベルを介して供給することが好ましい。
本発明によれば、固い地盤でも外側の外周ケーシングと内部のハンマーにより破砕しながら掘削することができる。すなわち、中央部のコア詰まりを生じさないで掘削することができる。
【０００９】
本発明としては、前記外周ケーシングの内部に供給される内周ケーシングを備え、これらのケーシングの間から清水や薬液を注入するとともに、内周ケーシングの内部に前記ハンマーと該ハンマーの駆動手段が配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、清水や薬液を注入しながら、固い地盤でも外側の外周ケーシングと内部のハンマーにより破砕しながら掘削することができる。
【００１０】
本発明としては、前記外周ケーシングの内側に内周ケーシングが配され、前記内周ケーシングの内側に前記駆動手段を取り付ける支持部材が配され、該支持部材に清水や薬液が供給される通路が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、内周ケーシングの内側からも清水や薬液を注入しながら掘削作業をすることができる。
【００１１】
本発明としては、前記外周ケーシングの上方に、清水や薬液を供給するとともに、圧縮空気を供給するスイベルが取り付けられていることを特徴とする。
本発明によれば、上記スイベルで清水や薬液の注入量を調節したり、圧縮空気の調整を行うことができる。
【００１２】
本発明としては、前記請求項１ないし４のいずれか１項記載の掘削機を使用して、清水や薬液を注入しながら掘削することを特徴とする。
本発明によれば、ハンマーの振動が地面に伝達して、清水や薬液の浸透効率を高める作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の掘削機によれば、小型の装置でも、外側の外周ケーシングと内部のハンマーにより破砕しながら掘削することができる。また、内周ケーシングとの二重構造として、その間から清水を供給しながら破砕作業を行なうと、中央部のコア詰まりを生じさないで掘削することができる。
【００１４】
本発明の薬液注入法によれば、外周ケーシングと内周ケーシングの間や、内周ケーシングの内側からも清水や薬液を注入しながら掘削作業をすることができる。そして、ハンマーの振動が地面に伝達して、清水や薬液の浸透効率を高める作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の掘削機の断面図である。
【図２】上記実施形態の掘削機に使用される重機を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を図面を引用しながら説明する。
【００１７】
本実施の形態の掘削機１は、液体注入工法に使用される装置であり、重機Ｋと、重機Ｋの駆動力で駆動する外周ケーシング２と、内周ケーシング３、内周ケーシングの内部に配されて上下動可能なハンマー５と、該ハンマー５の駆動手段６が取り付けられている。ここで、外周ケーシングの径は４０〜５０ｍｍ程度である。
【００１８】
外周ケーシング２は、重機からの駆動力を得て回転して地面を掘削するものであり、その下方先端に掘削のためのビットが取り付けられている。外周ケーシング２の内側には、内周ケーシング３が設けられている。内周ケーシング３は、回転駆動しないが、重機Ｋからの駆動力を得て回転する構造にすることも可能である。内側ケーシング２の下方先端にもビットを設けることも可能である。
【００１９】
ハンマー５は、空気シリンダ６の駆動力により上下動するものであり、下方先端にビット５ａが取り付けられている。空気シリンダ６は、支持部材７に支持されている。支持部材７は、空気シリンダ６を内蔵するとともに、清水や薬液を通過させる通路７ａが設けられている。通路７ａは、清水用と薬液用に分けて形成することも可能である。支持部材７には、接続部を介して、エア供給管９と連結される。
【００２０】
上記ケーシング２，３の上方には、スイベル１０が取り付けられている。スイベル１０には、清水供給部１０ａと、薬液供給部１０ｂと、圧縮空気の供給部１０ｃが設けられている。清水供給部１０ａと薬液供給部１０ｂからの清水と薬液は、外周ケーシングと内周ケーシングの間の通路１１ａから供給されるともに、内周ケーシング３の内側からも供給される。すなわち、内周ケーシング３の内側では、エア供給管９との空隙８ａを介して支持部材７の通路７ａを通過して、ハンマー５と内周ケーシングの間の空隙８ｂを介して地面に供給される。スイベル１０と支持部材７とは接続部を介してエア供給管で連結される。なお、前記支持部材７を回転動作させる構造（ベアリングを介装着させるなどして）にすることも可能である。
【００２１】
したがって、本実施の形態の掘削機１を使用して地面を掘削するときは、重機Ｋにより外周ケーシング２を回転させて掘削するとともに、エアシリンダ６によりハンマー５を上下動させて破砕しながら掘削する。なお、一方のみ作動させて、調節しながら掘削可能である。
そして、清水を外周ケーシング２と内周ケーシング３の間の通路１１ａから供給されるともに、内周ケーシング３の内側からも供給して、ハンマー５と内周ケーシングの間の空隙８ａ，８ｂを介して地面に供給される。
所定の掘削が終わると、次に、薬液を外周ケーシングと内周ケーシングの間の通路１１ａから薬液が供給されるともに、内周ケーシング３の内側８ａ，８ｂから供給する。ここで、これら内外の二つのルートの薬液を調整することで、薬剤の主剤と反応剤を沸けて供給して反応速度を調節して注入改良を行う。そして、この薬剤の注入作業を行う時に、ハンマー５を振動させると、地面（地中）振動が広がり薬液注入作業が効率的に行なえることになる。
【００２２】
以上、上述した実施形態では、二重のケーシングで説明したが、外周ケーシングのみで内部にハンマー５を上下動作させることは可能であり、又、３重構造とすることも可能である。また、本実施の形態では、薬液注入法で説明したが、装置としては、薬液注入工法以外にも使用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
１          掘削機、
２          外周ケーシング、
３          内周ケーシング、
４，５ａ    ビット、
５          ハンマー、
６          駆動手段（エアシリンダ）、
７          支持部材、７ａ  通路、
８ａ，８ｂ  清水と薬液の通路、
９          エア供給管、
１０        スイベル、
Ｋ          重機
【図１】
2015218438.tif 000003
【図２】
2015218438.tif 000004