(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリフタのロッドを包囲した状態で前記ドリフタに固定される筒形状のアダプタ本体と、
削孔時に送り込まれる空気により飛散する削孔塵を排出させる排出部を外周面に有する筒形状であり、前記アダプタ本体が嵌入された状態で、鋼管の他端部が嵌入される第１位置と前記鋼管の他端部の嵌入が解除される第２位置との間で移動可能なカバーと、
を備えたことを特徴とする排土用アダプタ。
【請求項２】
請求項１に記載の排土用アダプタにおいて、
前記第２位置から前記第１位置に移動したときに、前記ドリフタのロッド及び前記鋼管の他端部近傍の空間を閉塞することを特徴とする排土用アダプタ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の排土用アダプタにおいて、
前記第１位置と前記第２位置との間で前記カバーを移動させる駆動手段を備えたことを特徴とする排土用アダプタ。
【請求項４】
請求項３に記載の排土用アダプタにおいて、
前記駆動手段は、前記ドリフタと前記カバーとの間に配設される油圧シリンダであることを特徴とする排土用アダプタ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の排土用アダプタにおいて、
前記アダプタ本体は、前記カバーに嵌入される第１の嵌入部材を有し、
前記第１の嵌入部材は、前記アダプタ本体が前記カバーに嵌入されたときに、前記カバーの内周面に押圧されて弾性変形するリングを外周面に有することを特徴とする排土用アダプタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の排土用アダプタにおいて、
前記鋼管の他端部に着脱自在であり、前記カバーが前記第２位置から前記第１位置へと移動したときに前記カバーに嵌入される第２の嵌入部材を有することを特徴とする排土用アダプタ。
【請求項７】
請求項６に記載の排土用アダプタにおいて、
前記第２の嵌入部材は、前記第１位置へと移動した前記カバーに嵌入されたときに、前記カバーの内周面に押圧されて弾性変形するリングを外周面に有することを特徴とする排土用アダプタ。
【請求項８】
ガイドセルと、
前記ガイドセルにスライド自在に配設されるドリフタと、
削孔時に打設される鋼管を保持するセントライザと、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の排土用アダプタと、
を備えたことを特徴とする削孔装置。
【請求項９】
請求項８に記載の削孔装置と、
前記カバーの排出部とホースを介して接続される吸引器と、
前記吸引器とホースを介して接続され、前記吸引器により送り込まれた削孔塵と空気とを分離する分離装置と、
前記分離装置により分離された前記削孔塵を回収する回収袋と、
を有することを特徴とする排土回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山を削孔しながら鉄筋、鋼管などの鋼製補強材を打設した後、セメントミルクやセメントモルタル等のグラウト材を加圧注入する、例えば小口径鋼管杭工法などの地盤補強工法に用いられる削孔装置に用いられる排土用アダプタ、排土用アダプタを備えた削孔装置及び排土回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳道路沿いの急傾斜地の崩壊対策工事や、山岳部の軽量盛土の基礎支持力対策工事などの狭隘箇所やトンネルの内部などの空頭制限下での地盤補強工法として、マイクロパイル工法と呼ばれる小口径鋼管杭工法が広く採用されている。小口径鋼管杭は、削孔径φ３００ｍｍ以下の打ち杭や埋込み杭の総称で、小口径鋼管杭工法は、地山を掘削しながら鉄筋、鋼管などの鋼製補強材を打設した後、グラウト材としてセメントミルクまたはセメントモルタルを加圧注入し、鋼管及びグラウト材により形成した合成杭を地中の支持層まで形成する工法である（特許文献１及び特許文献２等参照）。
【０００３】
小口径鋼管杭工法では、コンプレッサに接続されたエアホースをドリフタに接続し、コンプレッサからの空気を、掘削を行うダウンザホールハンマに接続されたインターロッド内の流路（内管）を介してダウンザホールハンマに送り込み、ダウンザホールハンマによる掘削時に発生する粉塵や土砂などの削孔塵（以下、削孔ズリ）を、打設された鋼管（外管）とインターロッドとの間の空間を介して、鋼管の上端部から排出する乾式二重管方式を用いて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２５９２０７９号公報
【特許文献２】特許５６９５３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した乾式二重管方式を用いた場合、削孔ズリは送り込まれた空気とともに押し上げられ、鋼管の上端部の開口部分から大気中に飛散される。したがって、削孔ズリが大気中に飛散されることで、作業環境やその周囲環境を著しく悪化させるなどの問題が発生している。そこで、ドリフタに鋼状の傘材を取り付け、ドリフタ及び打設する鋼管の周囲を傘材に取り付けたビニールシートなどで遮蔽する、又はガイドセル全体をビニールシートなどで遮蔽して削孔ズリが周囲に飛散しないように処置をしている。しかしながら、新たにインターロッド及び鋼管を連結する場合には、ビニールシートを避けて作業を行う必要があることから、打設された鋼管の上端部から噴出する削孔ズリは作業箇所の周囲に飛散してしまうことになる。また、ビニールシートを避けてインターロッド及び鋼管を連結する作業を行うことは、作業効率の低下や、作業の安全性の低下に繋がる。
【０００６】
本発明は、削孔ズリを大気中に飛散させることなく回収することで、作業環境や周囲環境の悪化を防止できるようにした排土用アダプタ、削孔装置及び排土回収システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の排土用アダプタは、ドリフタのロッドを包囲した状態で前記ドリフタに固定される筒形状のアダプタ本体と、削孔時に送り込まれる空気により飛散する削孔塵を排出させる排出部を外周面に有する筒形状であり、前記アダプタ本体が嵌入された状態で、鋼管の他端部が嵌入される第１位置と前記鋼管の他端部の嵌入が解除される第２位置との間で移動可能なカバーと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記カバーは、前記第２位置から前記第１位置に移動したときに、前記ドリフタのロッド及び前記鋼管の他端部近傍の空間を閉塞することが好ましい。
【０００９】
この場合、前記第１位置と前記第２位置との間で前記カバーを移動させる駆動手段を備えることが好ましい。この場合、前記駆動手段は、前記ドリフタと前記カバーとの間に配設される油圧シリンダであることが好ましい。
【００１０】
また、前記アダプタ本体は、前記カバーに嵌入される第１の嵌入部材を有し、前記第１の嵌入部材は、前記アダプタ本体が前記カバーに嵌入されたときに、前記カバーの内周面に押圧されて弾性変形するリングを外周面に有するものである。
【００１１】
また、前記鋼管の他端部に着脱自在であり、前記カバーが前記第２位置から前記第１位置へと移動したときに前記カバーに嵌入される第２の嵌入部材を有することが好ましい。この場合、前記第２の嵌入部材は、前記第１位置へと移動した前記カバーに嵌入されたときに、前記カバーの内周面に押圧されて弾性変形するリングを外周面に有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の削孔装置は、ガイドセルと、前記ガイドセルにスライド自在に配設されるドリフタと、削孔時に打設される鋼管を保持するセントライザと、上記記載の排土用アダプタと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の排土回収システムは、上記記載の削孔装置と、前記カバーの排出部とホースを介して接続される吸引器と、前記吸引器とホースを介して接続され、前記吸引器により送り込まれた削孔塵と空気とを分離する分離装置と、前記分離装置により分離された前記削孔塵を回収する回収袋と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、削孔ズリを大気中に飛散させることなく回収することで、作業環境や周囲環境の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の削孔装置の一例を示す側面図である。
【図２】ドリフタ及びセントライザの近傍の構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は鋼管に設けた嵌入部材を排土用アダプタに嵌入させる直前の排土用アダプタの断面図、（ｂ）は鋼管に設けた嵌入部材を排土用アダプタに嵌入された状態を示す排土用アダプタの断面図である。
【図４】セントライザに鋼管が保持された状態を示す断面図である。
【図５】鋼管の上端部の嵌入部材が排土用アダプタのカバーに嵌入された状態を示す斜視図である。
【図６】削孔装置を用いて掘削作業を行う際の排土回収システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態の削孔装置について、図１を用いて説明する。本実施形態の削孔装置１０は、ダウンザホールハンマを用いた乾式二重管方式を用いて掘削を行う装置である。削孔装置１０は、走行台車１１、回転リングスライドベース１２、ガイドセル１３、ドリフタ１４、セントライザ１５を有する。本実施形態では、走行台車１１として装軌車両型の走行台車の一例を挙げているが、装輪車両型の走行台車であってもよい。符号１６，１７は、施工時に走行台車１１の姿勢を安定させるアウトリガーである。また、符号１８は、削孔装置１０の各部を駆動する際に操作される操作部である。
【００１７】
回転リングスライドベース１２は、走行台車１１に支持された支持ロッド２１及び油圧シリンダ２２が軸支される基体部２５と、基体部に対して回転自在な回転リング部２６とを有する。基体部２５が走行台車１１に支持された支持ロッド２１及び油圧シリンダ２２に軸支されることで、油圧シリンダ２３による支持ロッド２１の回動や、油圧シリンダ２２により傾動される。
【００１８】
回転リング部２６は油圧シリンダ２７の駆動により基体部２５に対して回転する。回転リング部２６は、ガイドセル１３に設けた後ガイド部３２に係合させることで、回転リング部２６とガイドセル１３との相対位置が変化可能となっている。また、回転リング部２６は、ガイドセル１３の上端部に連結される油圧シリンダ２８を有する。油圧シリンダ２８を設けることで、回転リング部２６とガイドセル１３との相対位置が変化する。例えばガイドセル１３が地上面に対して直立した状態である場合には、油圧シリンダ２８の駆動によりガイドセル１３が回転リングスライドベース１２に対して上下動する。
【００１９】
図２に示すように、ガイドセル１３は、ドリフタ１４が有する保持枠４１の係合溝４２，４３が係合されるガイド片３１ａ，３１ｂからなるガイド部（以下、前ガイド部）３１と、回転リングスライドベース２１の回転リング部２６が係合されるガイド片３２ａ，３２ｂからなるガイド部（以下、後ガイド部）３２とを有する。ガイドセル１３は、ドリフタ１４をガイドセル１３の長手方向（図２中Ｚ方向）に沿ってスライドさせるスライド機構（図示省略）を有する。なお、スライド機構としては、チェーン、スプロケット及びモータなどから構成された機構が挙げられる。
【００２０】
周知のように、ドリフタ１４は、例えば油圧モータで回転駆動されるシャンクロッド４０を有し、シャンクロッド４０の上端が油圧又は空気圧により駆動されるハンマー（図示省略）により打撃される。これにより、シャンクロッド４０に連結されたインナーロッドに回転を与え、また、打設する鋼管に対して打撃力を与えることができる。ドリフタ１４は、保持枠４１を介してガイドセル１３に配設される。保持枠４１は、背面の幅方向（図２中Ｙ方向）の両端部に、上下方向（図２中Ｚ方向）に延出される係合溝４２，４３を有している。係合溝４２は前ガイド部３１のガイド片３１ａを、係合溝４３は前ガイド部３１のガイド片３１ｂを各々挿入させる。これにより、ドリフタ１４がスライドする方向がガイドセル１３の長手方向に規制される。
【００２１】
セントライザ１５は、ガイドセル１３の下端部に固定される。セントライザ１５は、打設される鋼管７０を把持するロッドクランプ４５と、ロッドクランプ４５に保持された鋼管７０のねじ継ぎ手やビットに連結されるインナーロッド７２のねじ継ぎ手を把持して、これらねじ継ぎ手を緩めるロッドブレーカー４６と、ロッドクランプ４５及びロッドブレーカー４６を保持する保持枠４７とを有する。符号４８，４９は、ロッドクランプ４５により鋼管７０を把持する際に、図示を省略したインナーピースを鋼管７０に向けて突出させる油圧シリンダである。また、符号５０，５１は、ロッドブレーカー４６により鋼管７０のねじ継ぎ手を把持する際に、図示を省略したインナーピースを鋼管７０に向けて突出させる油圧シリンダである。
【００２２】
上述したドリフタ１４には、排土用アダプタ５５と、排土用アダプタ５５のカバー５８を昇降させる油圧シリンダ５６とが設けられる。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、排土用アダプタ５５は、ドリフタ１４に設けたシャンクロッド４０を包囲した状態で配設されるアダプタ本体５７と、アダプタ本体５７に対してスライドし、鋼管７０の上端部に固定される嵌入部材７１を嵌め込むカバー５８とを有する。アダプタ本体５７は、両端が開口された円筒形状の部材である。アダプタ本体５７は、アダプタ本体５７をドリフタ１４に固定するためのフランジ部５７ａを上端部に、カバー５８に嵌め込まれる嵌入部材５９を下端部に有する。嵌入部材５９は外径がアダプタ本体５７の外径よりも大きい筒状の部材である。嵌入部材５９は、外周面の全周に亘って２つの溝部５９ａ，５９ｂを有する。これら溝部５９ａ，５９ｂには、断面が円形状である、弾性変形可能なリング６０，６１が配設される。溝部５９ａ，５９ｂに配設されたリング６０，６１の最大径は、カバー５８の内径よりも大きく設定される。リング６０，６１は、嵌入部材５９がカバー５８に嵌入されたときに、カバー５８の内周面に押圧されることで弾性変形し、アダプタ本体５７及びカバー５８の間を気密に保持する。
【００２３】
カバー５８は、アダプタ本体５７と同様に、両端部が開口された円筒形状の部材である。カバー５８の内径は、アダプタ本体５７に設けた嵌入部材５９及び鋼管７０の上端部に固定される嵌入部材７１の外径よりも若干大きく設定される。カバー５８は、カバー５８の外周面から突出する円筒形状の排出部６２を有する。排出部６２は、鋼管７０の上端部の開口部分から飛散する削孔ズリを排出するものであり、排出部６２には例えばホース等の配管が固定される。
【００２４】
油圧シリンダ５６は、排土用アダプタ５５のカバー５８を移動させて、カバー５８とアダプタ本体５７との相対位置を変化させる部材である。油圧シリンダ５６は、ブラケット６５を介してドリフタ１４に配設される。油圧シリンダ５６には、排土用アダプタ５５のカバー５８を着脱自在に保持する保持部材６５が取り付けられる。
【００２５】
上述した排土用アダプタ５５のカバー５８には、打設される鋼管７０の上端部に固定される嵌入部材７１が嵌め込まれる。嵌入部材７１は、上面に挿入口７１ａが設けられた円筒形状の部材である。挿入口７１ａの内径は、嵌入部材７１の他端側から鋼管７０を挿入する挿入部７０ｂの、挿入口７１ａ側の端部における内径よりも小さい。したがって、鋼管７０に嵌入部材７１を固定したときには、挿入口７１ａと挿入部７０ｂとの内径差によって生じる段差面７１ｃに、鋼管７０の上端部が当接された状態となる。
【００２６】
嵌入部材７１は、一端部にカバー５８に嵌入される嵌入部７１ｃを有する。嵌入部７１ｃの外径は、嵌入部材７１の他端部の外径よりも大きい。また、嵌入部７１ｃの外径は、カバー５８の内径よりも若干小さい。なお、図３においては、嵌入部７１ｃの外径を他端部の外径よりも大きい嵌入部材７１を例に取り上げているが、外径が一定である嵌入部材としてもよい。
【００２７】
嵌入部材７１に設けられる挿入口７１は、鋼管７０の内部に挿入されるインナーロッド７２が挿入され、また、配管７０の内部を上昇する削孔ズリを排出するための開口として機能する。また、嵌入部７１ｃは、外周面の全周に亘って溝部７１ｄ，７１ｅが設けられる。溝部７１ｄ，７１ｅには、断面が円形状で、弾性変形可能なリング７２，７３が配設される。嵌入部材７１がカバー５８に挿入されると、嵌入部材７１の溝部７１ｄ，７１ｅに配設されたリング７２，７３はカバー５８の内周面によって弾性変形して、嵌入部材７１とカバー５８との間を気密に保持する。
【００２８】
次に、堀削時に排土用アダプタ５５を使用する場合について図４及び図５を用いて説明する。まず、排土用アダプタ５５のアダプタ本体５７がドリフタ１４の下面に固定される。排土用アダプタ５５のカバー５８は、カバー５８の上端部からドリフタ１４の下面に固定したアダプタ本体５７に固定された嵌入部材５９が嵌入される。アダプタ本体５７に固定された嵌入部材５９がカバー５８の上端部に嵌入されると、嵌入部材５９の溝部５９ａ，５９ｂに配設されたリング６０，６１がカバー５８の内周面に押圧され、弾性変形された状態となる。この状態で、カバー５８は、油圧シリンダ５６に取り付けられた保持部材６５に取り付けられる。
【００２９】
一方、嵌入部材７１は、打設される鋼管７０の上端部に固定される。嵌入部材７１が鋼管７０の上端部に取り付けた後、鋼管７０はセントライザ１５にセットされる。鋼管７０をセントライザ１５にセットした後、油圧シリンダ５６が駆動される。油圧シリンダ５６の駆動により、カバー５８がアダプタ本体５７の長手方向（図４中Ｚ方向）に沿って下降する。このとき、嵌入部材５９の溝部５９ａ，５９ｂに配設されたリング６０，６１は、カバー５８の内周面に押圧されて弾性変形された状態が保持されたまま、下降するカバー５８の内周面に摺接される。
【００３０】
カバー５８の下降により、セントライザ１５にセットされた鋼管７０の上端部に固定された嵌入部材７１は、カバー５８の下端部からカバー５８に嵌入される。カバー５８の下端部から嵌入部材７１がカバー５８の内部に挿入されると、嵌入部材７１の嵌入部７１ｃの溝部７１ｄ，７１ｅに配設されたリング７２，７３がカバー５８の内周面に押圧され、弾性変形された状態となる。カバー５８の下降が停止されると、ドリフタ１４に設けたシャンクロッド４０が鋼管７０の内部に配置されるインナーロッド７２と係合された状態となる。
【００３１】
ドリフタ１４を駆動させると、ドリフタ１４に接続されたインナーロッド７２の先端に設けたダウンザホールハンマが回転し、掘削が行われる。また、掘削時には、ドリフタ１４に接続されたコンプレッサ（図示省略）からの空気が、インターロッド７２内の流路を介してダウンザホールハンマに送り込まれる。その結果、掘削時に発生する削孔ズリが送り込まれた空気により、鋼管７０及びインナーロッド７２の間の空間を上昇する。
【００３２】
この状態では、アダプタ本体５７及びカバー５８の間は弾性変形したリング６０，６１により気密に保持される。同時に、嵌入部材７１及びカバー５８の間は弾性変形したリング７２，７３により気密に保持される。
【００３３】
図６は、排土回収システムの一例を示す。図６に示すように、カバー５８に設けた排出部６２は、ジェクタと呼ばれる吸引器７５に接続されたホース７６が取り付けられる。したがって、削孔ズリが鋼管７０の上端部まで上昇し、排土用アダプタ５５のカバー５８の内部に到達すると、削孔ズリは、吸引器７５による吸引により、カバー５８の排出部６２からホース７６，７７を介してサイクロンと呼ばれる分離装置７８に流入する。削孔ズリが分離装置７８に流入すると、分離装置７８の内部で生じる渦流により削孔ズリと空気とが分離される。分離された空気は分離装置７８の上部に設けた排出口７８ａから外部に排出される。分離された削孔ズリは分離装置７８の下端部に設けた排出ホッパー（図示省略）から排土用の袋７９の内部に排出される。なお、符号は、排土用の袋を収納するパレットである。
【００３４】
上述したように、アダプタ本体５７及びカバー５８の間は、カバー５８の内周面により弾性変形したリング６０，６１により気密に保持される。同時に、嵌入部材５９及びカバー５８の間は、カバー５８の内周面により弾性変形したリング７２，７３により気密に保持される。したがって、掘削時に発生する削孔ズリは大気中に飛散することなく回収される。
【００３５】
なお、新たな鋼管を打設した鋼管７０に取り付ける場合には、分離装置７８を停止させ、油圧シリンダ５６を駆動させる。油圧シリンダ５６の駆動によりカバー５８は上昇する。一方、鋼管７０はセントライザ１５により保持されているので、カバー５８が上昇することで、嵌入部材７１のカバー５８への嵌入が解除される。カバー５８を上昇させた後、ドリフタ１４を上昇させる。セントライザ１５にセットされた鋼管７０の上端部に固定した嵌入部材７１は、鋼管７０から取り外される。一方、新たな鋼管の上端部には嵌入部材７１が固定される。新たな鋼管がセントライザ１５にセットされた後、新たな鋼管の下端部は、打設された鋼管７０の上端部と連結される。この作業の後、ドリフタ１４に設けた排土用アダプタ５５のカバー５８は再度下降され、新たな鋼管の上端部に固定された嵌入部材７１の上端部が嵌入される。
【００３６】
したがって、新たな鋼管７０を打設された鋼管７０に連結する際には、新たな鋼管の上端部に嵌入部材７１に固定する処理を予め行うだけでよいので、削孔作業や鋼管７０の打設作業時の作業効率を改善することができる。また、排土用アダプタ５５によって、鋼管７０の上端部分から排出される削孔ズリを大気中に飛散させることを防止でき、作業環境や周囲環境の悪化を防止できる。
【００３７】
なお、鋼管７０の打設が完了した後、ドリフタ１４に固定した排土用アダプタ５５は、カバー５８、アダプタ本体５７の順で取り外される。なお、取り外された排土用アダプタ５５は、個々に洗浄される。
【００３８】
本実施形態では、ダウンザホールハンマを用いた乾式二重管方式を用いて掘削を行う削孔装置について説明しているが、空気を送り込む代わりに水を送り込みながら掘削を行う湿式二重管方式を用いる削孔装置であってもよい。
【００３９】
本実施形態では、セントライザ１５をガイドセル１３に固定した削孔装置について説明しているが、セントライザをガイドセルに対してスライド可能にした削孔装置であってもよい。
【００４０】
本実施形態では、アダプタ本体５７の一端部に嵌入部材５９を固定した場合について説明しているが、アダプタ本体５７と嵌入部材５９とを一体としてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０…削孔装置、５５…排土用アダプタ、５６…油圧シリンダ、５７…アダプタ本体、５８…カバー、５９…嵌入部材（第１の嵌入部材）、６０，６１，７２，７３…リング、６２…排出部、７１…嵌入部材（第２の嵌入部材）、７５…吸引器、７８…分離装置
【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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