(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走可能なベースマシン上に直立、傾倒および旋回可能に設けられたトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置であって、
ベースマシンに傾倒自在に立設し、略直線上に延びた形状のガイドセルと、
該ガイドセルの上下方向に沿って往復方向にスライド移動するスライドテーブルと、
該スライドテーブルに取り付けられ、シャンクロッドを回転させるモータ、およびガイドケーシングに先方方向への打撃を与える打撃装置を有するドリルヘッドと、
該ドリルヘッドの先端側に装着され、先端側に接続される中空状のガイドケーシング内に流体を供給するクリーニングスイベルと、
該クリーニングスイベルの先端側に着脱自在に装着され、先端側に接続される注入ロッド内にセメントミルクを供給する中間スイベルと、を有し、
地盤掘削時には、中間スイベルを装着せず、前記シャンクロッドの回転によりガイドケーシングが回転され、前記クリーニングスイベルからガイドケーシング内に流体が供給されることにより地盤が削孔され、また、地盤改良時には、前記クリーニングスイベルの先端側に中間スイベルが装着され、前記シャンクロッドの回転により注入ロッドが回転され、前記中間スイベルから注入ロッド内にセメントミルクが供給されることにより地中内が造成されることを特徴とするトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置。
【請求項２】
前記中間スイベルの先端側に接続される注入ロッドは、２重管ロッドである請求項１記載のトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置。
【請求項３】
前記中間スイベルは、前記クリーニングスイベルに２条ロープ螺子の螺子山で螺合されて装着されることを特徴とする請求項１記載のトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置。
【請求項４】
前記打撃装置は、
ピストンが内蔵されたパーカッションシリンダを有し、
該パーカッションシリンダ内に高圧油が供給されることによりピストンが作動し、該ピストンに結合されたピストンロッドによってガイドケーシングに先方方向への打撃が与えられることを特徴とする請求項１記載のトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走可能なベースマシン上に直立、傾倒および旋回可能に設けられたトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から自走可能なベースマシン上に直立、傾倒および旋回可能に設けられたトップドライブ式ボーリングマシンが知られている。これは地盤改良に用いるものではないが、この種のトップドライブ式ボーリングマシンとして、例えば、ボーリングマシン１０２は、垂直方向に延びたガイドセル１２１に沿って上下動するドリルヘッド１２２にボーリングロッド１１４（ガイドケーシング（図１４参照））が取り付けられ、そのボーリングロッド１１４はドリルヘッド１２２の上方からの駆動によって回転される。そして、ボーリングロッド１１４の先端にビットロッド（図示略）が取り付けられ、ボーリングロッド１１４が回転することにより、地盤が掘削されるというものであった（特許文献１）。ここで、図１３は従来のトップドライブ式ボーリングマシンの斜視図であり、図１４は同トップドライブ式ボーリングマシンの正面図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−８９１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のトップドライブ式ボーリングマシンを用いて、セメントミルクで地盤改良をしようとすると、まずトップドライブ式ボーリングマシンを用いて、地盤の掘削を行い、そして、その後に、セメントミルクを用いた地盤改良の専用機を用いて、地盤改良を行う必要があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、トップドライブ式ボーリングマシンの一台の装置を用いて、地盤の掘削を行うとともに、地盤改良をすることができるトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、自走可能なベースマシン上に直立、傾倒および旋回可能に設けられたトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置であって、ベースマシンに傾倒自在に立設し、略直線上に延びた形状のガイドセルと、ガイドセルの上下方向に沿って往復方向にスライド移動するスライドテーブルと、スライドテーブルに取り付けられ、シャンクロッドを回転させるモータ、およびガイドケーシングに先方方向への打撃を与える打撃装置を有するドリルヘッドと、ドリルヘッドの先端側に装着され、先端側に接続される中空状のガイドケーシング内に流体を供給するクリーニングスイベルと、クリーニングスイベルの先端側に着脱自在に装着され、先端側に接続される注入ロッド内にセメントミルクを供給する中間スイベルと、を有し、地盤掘削時には、中間スイベルを装着せず、シャンクロッドの回転によりガイドケーシングが回転され、クリーニングスイベルからガイドケーシング内に流体が供給されることにより地盤が削孔され、また、地盤改良時には、クリーニングスイベルの先端側に中間スイベルが装着され、シャンクロッドの回転により注入ロッドが回転され、中間スイベルから注入ロッド内にセメントミルクが供給されることにより地中内が造成されることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、クリーニングスイベルの先端側に着脱自在に装着され、先端側に接続される注入ロッド内にセメントミルクを供給する中間スイベルを有することにより、地盤掘削時には、中間スイベルを装着せず、シャンクロッドの回転によりガイドケーシングが回転され、クリーニングスイベルからガイドケーシング内に流体が供給されることにより地盤が削孔され、また、地盤改良時には、クリーニングスイベルの先端側に中間スイベルが装着され、シャンクロッドの回転により注入ロッドが回転され、中間スイベルから注入ロッド内にセメントミルクが供給されることにより地中内が造成される。これにより、一台のトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置を用いて、地盤の掘削を行うとともに、地盤改良をすることができる。
【０００８】
本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係るトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置であって、中間スイベルの先端側に接続される注入ロッドは、２重管ロッドである。
【０００９】
本発明によれば、中間スイベルの先端側に接続される注入ロッドとして、２重管ロッドを用いているので、注入ロッド内にセメントミルクと空気を供給することができる。これにより、注入ロッドに装着されるノズルから空気を噴射させることにより、地盤とセメントミルクとが混合した排泥を効率よく排出することができる。
【００１０】
本発明のうち第３の態様に係るものは、第１の態様に係るトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置であって、中間スイベルは、クリーニングスイベルに２条ロープ螺子の螺子山で螺合されて装着されることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、中間スイベルは、クリーニングスイベルに２条ロープ螺子の螺子山で螺合されて装着されるので、中間スイベルをクリーニングスイベルに効率よく装着させることができる。
【００１２】
本発明のうち第４の態様に係るものは、第１の態様に係るトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置であって、ピストンが内蔵されたパーカッションシリンダを有し、パーカッションシリンダ内に高圧油が供給されることによりピストンが作動し、ピストンに結合されたピストンロッドによってガイドケーシングに先方方向への打撃が与えられることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、パーカッションシリンダ内に高圧油が供給されることによりピストンを作動させているので、ピストンに結合されたピストンロッドによってガイドケーシングに高出力の大きな打撃を与えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置を用い
ることにより、地盤の掘削と地盤改良とを一台の装置で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態におけるトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の側面図である。
【図２】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の上面図である。
【図３】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の斜視図である。
【図４】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の側面図である。
【図５】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置のトップドライブ式ボーリングマシンの部分正面図である。
【図６】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の概略構成側面図である。
【図７】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤掘削時の内部構造を示す図である。
【図８】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤改良時の内部構造を示す図である。
【図９】中間スイベルの斜視図である。
【図１０】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤改良工法のフローチャートである。
【図１１】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤掘削状況を示す図である。
【図１２】同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤改良状況を示す図である。
【図１３】従来のトップドライブ式ボーリングマシンの斜視図である。
【図１４】同トップドライブ式ボーリングマシンの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のトップドライブ式ボーリングマシンの一実施形態について図面を参照にしながら説明する。図１は本発明の一実施形態におけるトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の側面図であり、図２は同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の上面図であり、図３は同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の斜視図であり、図４は同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の側面図であり、図５は同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置のトップドライブ式ボーリングマシンの部分正面図であり、図６は同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の概略構成側面図である。
【００１７】
図１に示すように、トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置１は、クローラ２（ベースマシン）上にトップドライブ式ボーリングマシン３が搭載されている。
【００１８】
トップドライブ式ボーリングマシン３は、ガイドセル４と、スライドテーブル５と、ドリルヘッド６と、クリーニングスイベル７と、中間スイベル８などを有している。
【００１９】
ガイドセル４は、クローラ２に傾倒自在に立設し、略直線上に延びた形状をしている。具体的には、ガイドセル４は、ローテーションシリンダ９ａ、スライドシリンダ９ｂ、チルドシリンダ１０、ブームシリンダ１１など（図１参照）により、上下左右に移動させることができる。
【００２０】
スライドテーブル５は、ガイドセル４に沿って上下方向にスライド移動することができる。具体的には、スライドテーブル５は、ガイドセル４に摺動自在に設けられ、スライドテーブル５に連結された給進装置２９（チェーン２９ａ、スプロケット２９ｂ、油圧モータ２９ｃ等（図５参照））によりスライドテーブル５を上下方向に移動させることができる。つまり、チェーン２９ａはスプロケット２９ｂに懸回されているので、油圧モータ２９ｃが駆動することによりスプロケット２９ｂが回転し、そのスプロケット２９ｂが回転することによりスプロケット２９ｂと噛み合うチェーン２９ａを走行させることができる（図５参照）。このように、チェーン２９ａの走行によりスライドテーブル５がガイドセル４に沿って移動することができる。
【００２１】
ドリルヘッド６は、スライドテーブル５に取り付けられ、シャンクロッド３０（ドリルヘッド回転軸）を回転させるモータ３１と、打撃を与える打撃装置１２を有している（図７参照）。このように、ドリルヘッド６はスライドテーブル５を介してガイドセル４に搭載されているので、給進装置２９のチェーン２９ａによりガイドセル４に沿って上下方向（給進方向）移動させることができる。また、ドリルヘッド６は、回転力を付与する回転駆動装置（例えば、シャンクロッド３０、モータ３１など）と一体構成されているので、その回転駆動装置（例えば、シャンクロッド３０、モータ３１など）により、モータ３１→モータギア３２→中間ギア３３を介して、ガイドケーシング１３を回転させることができ、また、打撃力を付与する打撃装置１２（ピストン１２ａを内蔵するパーカッションシリンダ１２ｂ）も内蔵しているので、その打撃装置１２であるパーカッションシリンダ１２ｂから伸縮するピストンロッド１２ｃによりガイドケーシング１３に対し先方方向に打撃を与えることができる（図７参照）。すなわち、パーカッションシリンダ１２ｂ内に高圧油が流入することにより、ピストンロッド１２ｃがパーカッションシリンダ１２ｂから外部に伸長し、そして、ピストンロッド１２ｃによりシャンクロッド３０に打撃が与えられ、その打撃によりガイドケーシング１３に対し先方方向に打撃を与えることができる。なお、本実施形態では、ピストン１２ａを内蔵するパーカッションシリンダ１２ｂを打撃装置１２としたが、これに限らず、ガイドケーシング１３に先方方向への打撃を与えるものであれば他の構成からなるものであってもよい。このように、パーカッションシリンダ１２ｂ内に高圧油が供給されることによりピストン１２ａを作動させているので、ピストン１２ａに結合されたピストンロッド１２ｃによってガイドケーシング１３に高出力の大きな打撃を与えることができる。ここで、図７は、本発明の一実施形態におけるトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤掘削時の内部構造を示す図である。
【００２２】
クリーニングスイベル７は、ドリルヘッド６の先端側に装着され、先端側に接続される中空状のガイドケーシング１３内に高圧水（流体）を供給するもので、地盤掘削時に使用される。具体的には、クリーニングスイベル７は、ドリルヘッド６の先端側のシャンクロッド３０と結合して装着され、また、水供給源（図示略）から供給される高圧水の水供給ホース３４と連結されるとともに、高圧水をガイドケーシング１３内に設けられた削孔水供給路１４に高圧水を供給するものである（図７参照）。このように、水供給源（図示略）から供給される高圧水は、水供給ホース３４→クリーニングスイベル７→削孔水供給路１４→水流路１５を経て、先端ノズル１６から噴射される。このガイドケーシング１３は２重管ロッドにより構成され、その２重管の中央部には水供給ホース３４を介して高圧水（流体）が供給され、２重管の外側部は先端から排泥が流入し、その排泥はクリーニングスイベル７の排泥排出口７ａから排出される（図７参照）。
【００２３】
クリーニングスイベル７とガイドケーシング１３とは、ガイドケーシング１３をクリーニングスイベル７の先端部に挿入し回転させて、ガイドケーシング１３をクリーニングスイベル７にネジ止めすることにより、ガイドケーシング１３がクリーニングスイベル７に結合される（図７参照）。
【００２４】
中間スイベル８は、クリーニングスイベル７の先端側に着脱自在に装着され、先端側に接続される注入ロッド１７内にセメントミルクおよび圧縮空気を供給するもので、地盤改良時に使用される。具体的には、中間スイベル８は、中間スイベル中間部８ａの外径が１９４ｍｍで、クリーニングスイベル装着部８ｃは外径が７７．５ｍｍで２条ロープ螺子の螺子山が螺刻され、また、注入ロッド装着部８ｂは外径が１０４ｍｍｍで形成されている（図９参照）。そして、中間スイベル８とクリーニングスイベル７とは、マスターカップリングエクステンションロッド２４を介して結合される。すなわち、クリーニングスイベル７の先端部にマスターカップリングエクステンションロッド２４を挿入し回転させて、クリーニングスイベル７をマスターカップリングエクステンションロッド２４にネジ止めすることにより、マスターカップリングエクステンションロッド２４がクリーニングスイベル７に装着される。そして、中空形状の結合管１９後端部にマスターカップリングエクステンションロッド２４先端部を挿入し回転させて、結合管１９をマスターカップリングエクステンションロッド２４にネジ止めすることにより、結合管１９がマスターカップリングエクステンションロッド２４に装着された後に、中空形状の結合管１９先端部に中間スイベル８外径が７７．５ｍｍのクリーニングスイベル装着部８ｃ（図９参照）を挿入し回転させて、中間スイベル８を結合管１９にネジ止めすることにより、中間スイベル８が結合管１９に装着される。このようにして、中間スイベル８がクリーニングスイベル７に着脱自在に装着される。また、中間スイベル８は、空気供給源（図示略）および硬化材液供給源（図示略）からそれぞれ供給される圧縮空気およびセメントミルクの各供給ホース３５、３６と連結されている。そして、供給ホース３５、３６から中間スイベル８に供給された圧縮空気およびセメントミルクは、注入ロッド１７内に設けられた硬化材液供給路１８ａおよび圧縮空気供給路１８ｂに供給される（図８参照）。このように、空気供給源（図示略）および硬化材液供給源（図示略）からそれぞれ供給される圧縮空気およびセメントミルクは、各供給ホース３５、３６→中間スイベル８→各供給路１８ａ、１８ｂ→モニター２０の各流路２２ａ、２２ｂを経て、各ノズル２３ａ、２３ｂから噴射される。また、中間スイベル８の外径が１０４ｍｍの端部は、注入ロッド１７の端部に挿入された後にネジ止めすることにより、注入ロッド１７が中間スイベル８に装着される（図８参照）。なお、本実施形態では、クリーニングスイベル７を用いて、中間スイベル８をクリーニングスイベル７に装着させたが、これに限らず、クリーニングスイベル７を用いず、中間スイベル８を直接クリーニングスイベル７に装着させるようにしてもよい。ここで、図８は本発明の一実施形態におけるトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤改良時の内部構造を示す図であり、図９は中間スイベルの斜視図である。
【００２５】
注入ロッド１７は、モニター２０と結合して取り付けられている。この注入ロッド１７は、外形５０ｍｍで内径３０ｍｍの注入ロッド内管１７ａと、外径９０ｍｍで内径７０ｍｍの注入ロッド外管１７ｂとから構成される二重管ロッドが用いられている。そして、この注入ロッド１７の内側の硬化材液供給路１８ａを内部に構成する注入ロッド内管１７ａにはセメントミルクが供給され、注入ロッド内管１７ａの外側で圧縮空気供給路１８ｂを内部に構成する注入ロッド外管１７ｂには圧縮空気が供給される。なお、本実施形態では、外径９０ｍｍの円形断面の注入ロッド１７を用いたが、これに限らず、直径５０ｍｍ〜１４０ｍｍ程度（たとえば、７５ｍｍ程度）の円形断面の注入ロッドを用いてもよく、また、直径５０ｍｍ〜１４０ｍｍ程度（たとえば、７５ｍｍ程度）の円形断面の注入ロッドを用いた場合には、注入ロッド内管１７ａの内径を１４ｍｍ〜１６ｍｍにしてもよい。ここで、注入ロッド内管１７ａの内径は、注入ロッド内管１７ａ内を流れるセメントミルクの流量により決められる。さらに、六角形断面を有する注入ロッドを用いてもよい。
【００２６】
モニター２０は、注入ロッド１７の先端に結合して取り付けられている。また、モニター２０は、最大径が１１０ｍｍで、上部が外径９０ｍｍで内径８０ｍｍのモニター外管２０ａと、外形５０ｍｍで内径３０ｍｍのモニター内管２０ｂとから構成されている。そして、モニター２０内部には、中央に注入ロッド１７の硬化材液供給路１８ａと連通する直径が３０ｍｍの硬化材液流路２２ａが軸方向に形成され、その硬化材液流路２２ａの外側には注入ロッド１７の圧縮空供給路１８ａと連通する圧縮空気流路２２ｂが軸方向に形成されている（図８参照）。この硬化材液流路２２ａは、モニター内管２０ｂの内部に構成され、圧縮空気流路２２ｂは、モニター外管２０ａとモニター内管２０ｂの間に構成されている。モニター２０の側面には、セメントミルクを噴射させる材液噴射ノズル２３ａとその外周に圧縮空気を噴射させる圧縮空気噴射ノズル２３ｂが設けられている。高圧噴射ノズル２３は、材液噴射ノズル２３ａとその外周の圧縮空気噴射ノズル２３ｂから構成されている。
【００２７】
トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置１は、インナクランプ２６、アウタクランプ２７、ロッドブレーカ２８を備えている（図１〜図６参照）。これらの部材はガイドセル４の先端側に配置されている。インナクランプ２６は注入ロッド１７をクランプするもので、アウタクランプ２７はガイドケーシング１３をクランプするものである。また、ロッドブレーカ２８は注入ロッド１７及びガイドケーシング１３のねじを止め緩めるものである。すなわち、ガイドケーシング１３は１本の短管を螺合させることによって形成されており、必要以上に長い場合にロッドブレーカ２８により螺合連結が緩められる。
【００２８】
次に、トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤改良工法による施工手順について図１０〜図１２を用いて説明する。ここで、図１０は本発明の一実施形態におけるトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤改良工法のフローチャートであり、図１１は同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤掘削状況を示す図であり、図１２は同トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置の地盤改良状況を示す図である。
【００２９】
まず、Ｓ１において、トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置１にガイドケーシング１３が装着される。ガイドケーシング１３の装着は、上述したように、ガイドケーシング１３をクリーニングスイベル７の先端部に挿入し回転させて、ガイドケーシング１３がクリーニングスイベル７に結合される。
そして、Ｓ２に進む。
【００３０】
Ｓ２において、ガイドケーシング１３がこれから削孔する地盤の位置に位置決めされる。具体的には、トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置１を移動させて、ガイドケーシング１３がこれから削孔する地盤の位置のところに位置決めされる。そして、ガイドケーシング１３がこれから削孔する地盤の所定の位置に位置決めされると、Ｓ３に進む。
【００３１】
Ｓ３において、ガイドケーシング１３を回転させながら下降させ、ガイドケーシング１３の先端ノズル１６から高圧水が噴射される（図１１参照）。これにより、ガイドケーシング１３により地盤が掘削される。そして、Ｓ４に進む。
【００３２】
Ｓ４において、打撃を行うかが判断される。すなわち、ガイドケーシング１３が岩などと衝突し、ガイドケーシング１３を地盤内に挿入しにくくなった場合に、岩などを打撃装置１２により打撃するかが判断される。そして、Ｓ４で「ＹＥＳ」と判断された場合はＳ５に進み、Ｓ４で「ＮＯ」と判断された場合はＳ６に進む。
【００３３】
Ｓ５において、打撃装置１２により岩などが打撃され、その岩などが砕かれる。具体的には、打撃装置１２であるパーカッションシリンダ１２ｂから伸縮されるピストンロッド１２ｃによりガイドケーシング１３に対し先方方向に打撃が与えられ、岩などが砕かれる。これにより、岩などの障害物があっても、その岩などが障害にならずガイドケーシング１３を地盤内に挿入させることができる。そして、Ｓ４に進み、Ｓ４で「ＮＯ」と判断されるまでＳ４→Ｓ５→Ｓ４の処理が繰り返して実施される。
【００３４】
Ｓ６において、ガイドケーシング１３が所定のストローク長（ガイドケーシング１３の軸方向長さ）まで移動したかが判断される。すなわち、ガイドケーシング１３のストローク長（ガイドケーシング１３の軸方向長さ）まで、ガイドケーシング１３が地中内に挿入されたかが判断される。そして、Ｓ６で「ＹＥＳ」と判断された場合はＳ７に進み、Ｓ６で「ＮＯ」と判断された場合は、「ガイドケーシング１３が所定のストローク長まで移動する」までＳ３→Ｓ４→Ｓ６の処理が繰り返して実施される。
【００３５】
Ｓ７において、ガイドケーシング１３の先端ノズル１６からの高圧水の噴射、およびガイドケーシング１３の回転が中断される。すなわち、クリーニングスイベル７からガイドケーシング１３への高圧水の供給、およびドリルヘッド６によるガイドケーシング１３の回転が中断される。そして、Ｓ８に進む。
【００３６】
Ｓ８において、ガイドケーシング１３が所定の深度まで挿入されたかが判断される。そして、Ｓ８で「ＹＥＳ」と判断された場合はＳ１０に進み、Ｓ８で「ＮＯ」と判断された場合は、Ｓ９に進む。
【００３７】
Ｓ９において、ガイドケーシング１３が継ぎ足される。すなわち、ガイドケーシング１３の後端部に、新たなガイドケーシング１３が継ぎ足される。このガイドケーシング１３が継ぎ足しは、ガイドケーシング１３の後端部がアウタクランプ２７によりクランプされ、そのガイドケーシング１３の後端部に新たなガイドケーシング１３の先端部が挿入され回転させることにより、新たなガイドケーシング１３が継ぎ足される。そして、Ｓ３に進み、Ｓ８で「ガイドケーシング１３が所定の深度まで挿入された」と判断されるまでＳ８→Ｓ９→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８の処理が繰り返して実施される。ここで、Ｓ８で「ＹＥＳ」と判断された場合は、ガイドケーシング１３がクリーニングスイベル７から取り外され、すべてのガイドケーシング１３が引き上げられる。そして、Ｓ１０に進む。
【００３８】
Ｓ１０において、注入ロッド１７が掘削孔に挿入される。すなわち、注入ロッド１７をワイヤー（図示略）で吊り下げ、注入ロッド１７の先端から掘削孔に挿入される。具体的には、注入ロッド１７をワイヤー（図示略）で吊り下げ、注入ロッド１７の先端から掘削孔に挿入した後に、注入ロッド１７の後端部をインナクランプ２６でクランプさせ、注入ロッド１７の後端部に新たな注入ロッド１７の先端部を挿入し回転させて注入ロッド１７を継ぎ足しながら、注入ロッド１７が掘削孔に挿入される。そして、Ｓ１１に進む。
【００３９】
Ｓ１１において、注入ロッド１７が中間スイベル８に装着される。すなわち、上述したように、クリーニングスイベル７の先端部にマスターカップリングエクステンションロッド２４が挿入され回転させて、クリーニングスイベル７がマスターカップリングエクステンションロッド２４にネジ止めされることにより、マスターカップリングエクステンションロッド２４がクリーニングスイベル７に装着される。そして、中空形状の結合管１９後端部にマスターカップリングエクステンションロッド２４先端部が挿入され回転させて、結合管１９がマスターカップリングエクステンションロッド２４にネジ止めされることにより、結合管１９をマスターカップリングエクステンションロッド２４に装着した後に、中空形状の結合管１９先端部に中間スイベル８のクリーニングスイベル装着部８ｃ（図９参照）が挿入され回転させて、中間スイベル８が結合管１９にネジ止めされることにより、中間スイベル８が結合管１９に装着される。そして、注入ロッド１７の後端部が中間スイベル８の先端側に挿入され螺合させることにより、注入ロッド１７が装着される。そして、Ｓ１２に進む。
【００４０】
Ｓ１２において、注入ロッド１７を回転させながら引き上げ、材液噴射ノズル２３ａからセメントミルクが噴射され、その材液噴射ノズル２３ａの外周の圧縮空気噴射ノズル２３ｂから圧縮空気が噴射される（図１２参照）。すなわち、空気供給源（図示略）から圧縮空気供給路１８ｂに圧縮空気が供給されるとともに、硬化材液供給源（図示略）から硬化材液供給路１８ａにセメントミルク（硬化材液）が供給され、その圧縮空気供給路１８ｂに供給された圧縮空気が圧縮空気噴射ノズル２３ｂから噴射させるとともに、硬化材液供給路１８ａに供給されたセメントミルク（硬化材液）が材液噴射ノズル２３ａから噴射される。そして、Ｓ１３に進む。
【００４１】
Ｓ１３において、噴射が終了したかが判断される。すなわち、注入ロッド１７が地上まで引き上げられ、材液噴射ノズル２３ａからのセメントミルクの噴射、また圧縮空気噴射ノズル２３ｂからの圧縮空気の噴射が終了したかが判断される。そして、Ｓ１３で「ＮＯ」と判断された場合は、Ｓ１３で「ＹＥＳ」と判断されるまでＳ１３→Ｓ１２→Ｓ１３の処理が繰り返して実施される。また、Ｓ１３で「ＹＥＳ」と判断された場合は、地盤改良が完了したとして、地盤改良工法が終了する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、クリーニングスイベル７の先端側に着脱自在に装着され、先端側に接続される注入ロッド１７内にセメントミルクを供給する中間スイベル８を有し、地盤掘削時には、中間スイベル８を装着せず、シャンクロッド３０の回転によりガイドケーシング１３が回転され、クリーニングスイベル７からガイドケーシング１３内に高圧水が供給されることにより地盤が削孔され、また、地盤改良時には、中間スイベル８が装着され、シャンクロッド３０の回転により注入ロッド１７が回転され、中間スイベル８から注入ロッド１７内にセメントミルクが供給されることにより地中内が造成されるので、一台のトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置１を用いて、地盤の掘削を行うとともに、地盤改良をすることができる。
【００４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４４】
１    トップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置
２    クローラ
３    トップドライブ式ボーリングマシン
４    ガイドセル
５    スライドテーブル
６    ドリルヘッド
７    クリーニングスイベル
８    中間スイベル
８ａ  中間スイベル中間部
８ｂ  注入ロッド装着部
８ｃ  クリーニングスイベル装着部
９ａ  スライドシリンダ
９ｂ  ローテーションシリンダ９ａ
１０  チルドシリンダ
１１  ブームシリンダ
１２  打撃装置
１２ａ ピストン
１２ｂ  パーカッションシリンダ
１３  ガイドケーシング
１４  削孔水供給路
１５  水流路
１６  先端ノズル
１７  注入ロッド
１７ａ  注入ロッド内管
１７ｂ  注入ロッド外管
１８ａ  硬化材液供給路
１８ｂ  圧縮空気供給路
２０  モニター
２０ａ  モニター外管
２０ｂ  モニター内管
２２ａ  硬化材液流路
２２ｂ  圧縮空気流路
２３  高圧噴射ノズル
２３ａ  材液噴射ノズル
２３ｂ  圧縮空気噴射ノズル
２４  マスターカップリングエクステンションロッド
２５  結合管
２６  インナクランプ
２７  アウタクランプ
２８  ロッドブレーカ
２９  給進装置
２９ａ  チェーン
２９ｂ  スプロケット
２９ｃ  油圧モータ
３０  シャンクロッド
３１  モータ
３２  モータギア
３３  中間ギア
３４  水供給ホース
３５  空気供給ホース
３６  硬化材液供給ホース
【要約】      （修正有）【課題】地盤の掘削と地盤改良とを一台の装置で行う地盤の掘削と地盤改良とを一台の装置で行うトップドライブ式ボーリングマシンを用いた地盤改良装置を提供する。【解決手段】地盤掘削時には、中間スイベル８を装着せず、シャンクロッド３０の回転によりガイドケーシングが回転され、クリーニングスイベル７からガイドケーシング内に流体が供給されることにより地盤が削孔され、地盤改良時には、中間スイベルが装着され、シャンクロッドの回転により注入ロッドが回転され、中間スイベルから注入ロッド内にセメントミルクが供給されることにより地中内が造成される。【選択図】図８【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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