(57)【要約】【課題】地質コアの採取に要する時間を短縮化することができ、地質コアを正確な状態で確実に採取することのできるコア採取技術を提供する。【解決手段】コア採取装置１は、先端開口部２ａの周縁２ｂに掘削手段２ｃを有する筒状ケーシング２と、筒状ケーシング２内に挿入され先端開口部３ａの周縁３ｂに切削手段３ｃを有する筒状の掘削チューブ３と、掘削チューブ３の先端開口部３ａから掘削チューブ３内へ取り込まれる地質コア４を収容するため掘削チューブ３内に設けられたコア収容手段５と、掘削チューブ３の先端部へ水を供給するため掘削チューブ２に設けられた水供給経路６と、掘削チューブ３と筒状ケーシング２とを係脱可能に連結する連結機構７と、地上から水供給経路６へ水を送り込むための流体送給手段も兼ねる円管状の駆動軸８などを備えている。【選択図】        図１
2004316353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端開口部の周縁に掘削手段を有する筒状ケーシングと、前記筒状ケーシング内に出し入れ可能に挿入され少なくとも先端開口部の周縁に切削手段を有する筒状の掘削チューブと、前記掘削チューブの先端開口部から前記掘削チューブ内へ取り込まれる地質コアを収容するため前記掘削チューブ内に設けられたコア収容手段と、前記掘削チューブの先端部へ流体を供給するため前記掘削チューブに設けられた流体供給経路と、前記掘削チューブと前記筒状ケーシングとを係脱可能に連結する連結機構と、地上から前記流体供給経路へ流体を送り込む流体送給手段とを備えたことを特徴とするコア採取装置。
【請求項２】
前記掘削チューブの先端開口部を前記筒状ケーシングの先端開口部から突出させて配置した請求項１記載のコア採取装置。
【請求項３】
前記筒状ケーシングの先端開口部と前記掘削チューブの先端開口部との位置関係を規定する係合手段を設けた請求項２記載のコア採取装置。
【請求項４】
前記前記筒状ケーシングの先端開口部と前記掘削チューブの先端開口部との間に位置する前記掘削チューブの外周に掘削手段を設けた請求項２または３記載のコア採取装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載のいずれかに記載のコア採取装置を用いたコア採取工法であって、
前記コア採取装置の先端部を下に向け地上から前記流体送給手段および前記流体供給経路を経由して前記掘削チューブの先端部へ流体を供給しながら前記コア採取装置を軸心周りに回転させて地盤中へ挿入する工程と、
地盤中の予定深さまで前記コア採取装置を挿入したら前記流体の供給および前記コア採取装置の回転を停止した後、前記コア採取装置の連結機構を解除して前記筒状ケーシングを地盤中に残置したまま前記掘削チューブを地上へ引き揚げて前記コア収容手段から地質コアを取り出す工程と、
地盤中に残置した前記筒状ケーシングの基端部に連結用筒状ケーシングを直列連通状態に連結した後、地質コアの取り出しが完了した前記掘削チューブを最下部に位置する前記筒状ケーシング内へ挿入し、最上部に位置する前記連結用筒状ケーシングと前記掘削チューブとを前記連結機構を用いて連結して前記コア採取装置を形成する工程と、
前記流体送給手段および前記流体供給経路を経由して前記掘削チューブの先端部へ流体を供給しながら前記コア採取装置を軸心周りに回転させて地盤中へ挿入する工程と、を含むことを特徴とするコア採取工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤調査を目的として地盤内部から地質試料であるコアを採取する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコア採取装置としては、地上の回転駆動部に連結され先端部分に削孔ビットが取り付けられた外管と、この外管の内部に配置された内管と、この内管の先端にスリーブケースを介して取り付けられたコア取込ケースと、外管と内管との間に設けられた流体用通路と、この流体用通路を経由して送給される流体をビット先端部分に吐出させる流体吐出口などを備えたもの（例えば、特許文献１参照。）などがある。
【０００３】
このようなコア採取装置を用いて地盤内部から地質試料であるコアを採取する場合、一般に、図９，図１０に示すような作業工程がとられている。図９（ａ）に示すように、コア採取装置９０を構成する外管９１の基端部を、地上の回転駆動部（図示せず）に設けられた駆動軸９２ａに連結し、コア採取装置９０の先端部を地盤９３に向け、駆動軸９２ａを介してコア採取装置９０に回転および押圧力を与えるとともに地上から駆動軸９２ａを経由してビット先端部分に連続的に水を供給しながら地盤を掘削していくことにより、コア採取装置９０を地盤９３内へ徐々に挿入していく。
【０００４】
コア採取装置９０が地盤９３内へ挿入されていくのに伴い、地盤９３を構成する土砂や岩石などがコア取込ケースなどを通過して、順次、内管中へ取り込まれていき、内管中に予め蛇腹状に収縮させてセットしている柔軟で透明なポリエチレン樹脂フィルム製の筒状スリーブ内に順次収容されていくことによって丸棒形状のコア９４ａが形成されていく。
【０００５】
コア採取装置９０がその長さに応じて設定されている深さまで挿入されたら、駆動軸９２ａの回転および水の供給を停止し、図９（ｂ）に示すように、コア採取装置９０を地上に引き揚げる。このとき、内管の内部に形成されているコア９４ａは、引き揚げ力により内管の先端付近で切断され、コア採取装置９０とともに地上に引き揚げられる。そして、地上に引き揚げられたコア採取装置９０を分解し、その中からコア９４ａを取り出せば、地盤９３における外管９１の挿入深さとほぼ等しい領域の地質試料を得ることができる。コア９４ａを取り出したら、新たな筒状スリーブを蛇腹状に収縮させて内管中にセットした後、コア採取装置９０を組み立てる。
【０００６】
コア採取装置９０を地盤９３から引き揚げると、図９（ｂ）に示すように、略円形の縦坑９５ａが残るが、この後、直ちにコア採取装置９０を縦坑９５ａ内に差し込んでコア採取作業を開始すると、縦坑９５ａの内壁が崩壊して作業不能となるなどの不都合が生じる。そこで、図９（ｃ）に示すように、コア採取装置９０の外管９１が挿入可能な内径の筒状ケーシング９６ａを加圧および回転させながら縦坑９５ａ内へ挿入していく。
【０００７】
図９（ｄ）に示すように、筒状ケーシング９６ａの先端部が縦坑９５ａの底面に到達するとスライムＳが筒状ケーシング９６ａの内部に溜まった状態となる。この状態のまま、筒状ケーシング９６ａ内へコア採取装置９０を挿入して次のコア採取作業を開始すると、スライムＳが装置内へ取り込まれるため、正確な地質試料が採取できなくなる。
【０００８】
そこで、図９（ｅ）に示すように、筒状ケーシング９６ａの内径より僅かに小さな外径を有し、先端開口部９７ａの周縁に削孔ビット（図示せず）が取り付けられた管状体９７を回転させながら筒状ケーシング９６ａ内へ挿入することによってスライムＳを除去する。地上から給水することなく管状体９７を回転させながら筒状ケーシング９６ａ内へ挿入していくと、水分を含むスライムＳは先端開口部９７ａから順次管状体９７内へ取り込まれていく。
【０００９】
そして、管状体９７の先端開口部９７ａが縦坑９５ａの底面に到達して地盤９３を掘削し始めると、水分の供給がないため、管状体９７と地盤９３などとの摩擦により大量の摩擦熱が発生して掘削された土砂や岩石などが先端開口部９７ａ付近に焼き付いて掘削不能となるとともに、先端開口部９７ａが土砂などで閉塞された状態となる。したがって、この後、管状体９７を引き揚げれば、図９（ｆ）に示すように、筒状ケーシング９６ａ内のスライムＳなどをきれいに除去することができる。
【００１０】
筒状ケーシング９６ａ内のスライムＳの除去が完了したら、図９（ｇ）に示すように、新たな筒状スリーブを内管中にセットしたコア採取装置９０を筒状ケーシング９６ａ内へ挿入し、図９（ｈ）に示すように、新たなコア９４ｂの採取作業を開始する。この場合、駆動軸９２ａだけでは長さが不足するため、予め駆動軸９２ｂを連結しておく必要がある。
【００１１】
図９（ｉ）に示すように、コア採取装置９０が設定深さまで挿入されたら、駆動軸９２ａなどの回転および水の供給を停止し、図９（ｊ）に示すように、コア採取装置９０を地上に引き揚げた後、コア採取装置９０の中からコア９４ｂを取り出せば、地盤９３における筒状ケーシング９６ａの下方領域の地質試料を得ることができる。
【００１２】
コア採取装置９０を引き揚げると、筒状ケーシング９６ａの下方に縦坑９５ｂが形成された状態となる。そこで、図９（ｋ）に示すように、筒状ケーシング９６ａの基端部に同形状の筒状ケーシング９６ｂの先端部を螺着させ、筒状ケーシング９６ｂを加圧および回転させながら筒状ケーシング９６ａを縦坑９５ｂ内へ挿入していく。
【００１３】
図９（ｌ）に示すように、筒状ケーシング９６ａの先端部が縦坑９５ｂの底面に到達するとスライムＳが筒状ケーシング９６ａの内部に溜まった状態となるので、図９（ｅ）の場合と同様、図９（ｍ）に示すように、管状体９７を回転させながら筒状ケーシング９６ｂ，９６ａ内へ挿入し、縦坑９５ｂの底部を若干掘削した後、引き揚げれば、図９（ｎ）に示すように、筒状ケーシング９６ａ，９６ｂ内のスライムＳなどを除去することができる。
【００１４】
筒状ケーシング９６ｂ，９６ａ内のスライムＳの除去が完了したら、図９（ｏ）に示すように、新たな筒状スリーブを内管中にセットしたコア採取装置９０を筒状ケーシング９６ｂ，９６ａ内へ挿入し、図９（ｐ）に示すように、新たなコア９４ｃの採取作業を開始する。この場合、駆動軸９２ａ，９２ｂでは長さが不足するため、予め駆動軸９２ｃを連結しておく必要がある。この後は、前述したような工程を反復することにより、地盤９３の深さ方向に対応した地質試料であるコアを順番に採取していくことができる。
【００１５】
一方、起振装置により主軸に軸線方向の往復振動を与え、水を使用せずに地盤を掘削することにより、地層の掘削や地質調査を行うことのできる地盤穿孔技術もある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−３４９１７６号公報（第３−５頁）
【特許文献２】
特開２００２−３２２８８８号公報（第３−１０頁）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載されているコア採取装置を用いて地盤中から地質コアの採取を行う場合、図９，図１０で示したように、コア採取装置の地盤中への挿入および地上への引き揚げ、地盤に形成された縦坑内への筒状ケーシングの挿入、筒状ケーシング内のスライムの除去、筒状ケーシング内へのコア採取装置の再挿入などの複数種類の工程を何度も繰り返さなければならないので、地質コアの採取に多大な時間と手間を要している。
【００１８】
また、スライムの除去作業の際、管状体によって地盤の一部領域が掘削除去されるため、この後に行われるコア採取作業において地質コアの採取が不正確となるおそれがある。さらに、地盤の掘削作業によりコア採取装置が摩耗し易く、スライム除去作業を行うための管状体を必要とするため、作業用資材の増大を招いている。
【００１９】
一方、特許文献２に記載されている地盤穿孔装置は、前述したように、水を使用することなく、内管に振動と回転を与えながら押し込んだ後、外管を回転のみの動作で押し込む方式である。したがって、地上から水を連続的に供給しながらコア採取装置を回転させて地質試料であるコアの採取を行うことを目的とする本願発明の技術分野に採用することは不可能である。
【００２０】
本発明が解決しようとする課題は、地質コアの採取に要する時間を短縮化することができ、地質コアを正確な状態で確実に採取することのできるコア採取技術を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のコア採取装置は、先端開口部の周縁に掘削手段を有する筒状ケーシングと、筒状ケーシング内に出し入れ可能に挿入され先端開口部の周縁に切削手段を有する筒状の掘削チューブと、掘削チューブの先端開口部から掘削チューブ内へ取り込まれる地質コアを収容するため掘削チューブ内に設けられたコア収容手段と、掘削チューブの先端部へ流体を供給するために掘削チューブに設けられた流体供給経路と、掘削チューブと筒状ケーシングとを係脱可能に連結する連結機構と、地上から流体供給経路へ流体を送り込む流体送給手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
このような構成とすることにより、コア採取装置の先端部を下に向け地上から流体送給手段および流体供給経路を経由して掘削チューブの先端部へ流体を供給しながらコア採取装置を軸心周りに回転させて地盤中へ挿入し、
地盤中の予定深さまでコア採取装置を挿入したら流体の供給およびコア採取装置の回転を停止した後、コア採取装置の連結機構を解除して筒状ケーシングを地盤中に残置したまま掘削チューブを地上へ引き揚げてコア収容手段から地質コアを取り出し、
地盤中に残置した筒状ケーシングの基端部に連結用筒状ケーシングを直列連通状態に連結し、地質コアの取り出しが完了した掘削チューブを最下部に位置する筒状ケーシング内へ挿入し、最上部に位置する連結用筒状ケーシングと掘削チューブとを連結機構を用いて連結してコア採取装置を形成した後、
流体送給手段および流体供給経路を経由して掘削チューブの先端部へ流体を供給しながらコア採取装置を軸心周りに回転させて地盤中へ挿入することが可能となり、これによって地盤中の地質サンプルを地質コアの形にして採取することができるようになる。また、これらの工程を繰り返すことにより、地盤中の深い部分の地質サンプルも同様に地質コアとして順番に採取することができる。
【００２３】
これらの工程においては、従来技術では必要であった、コア採取後の縦坑への筒状ケーシングの挿入工程、挿入した筒状ケーシング内のスライム除去工程などが不要となるため、地質コアの採取に要する時間を大幅に短縮化することが可能であり、スライム自体も減少し、流体使用量も減らすことができる。また、筒状ケーシング内のスライムを除去するために管状体を挿入して地盤の一部を掘削する必要もなくなるため、作業用資材を減らすとともに、地質コアを正確な状態で確実に採取することができ、コア採取率を１００％に近づけることができる。さらに、筒状ケーシングと掘削チューブとを連結した状態で同時に地盤中へ挿入していくため、掘削手段などの摩耗が減少し、工具寿命を延ばすことができる。
【００２４】
ここで、コア採取装置において、掘削チューブの先端開口部を筒状ケーシングの先端開口部から突出させて配置することが望ましい。このような構成とすれば、掘削チューブの先端開口部が最先端に位置することとなるため、掘削作業の影響を受けることなく地質コアを掘削チューブ内へ取り込むことが可能となり、さらに正確な状態で確実に地質コアを採取することができるようになる。また、掘削チューブの先端開口部の掘削手段で掘削した地盤を、これより外径の大きな筒状ケーシングの先端開口部の掘削手段で拡径するように掘削していくこととなるため、コア採取装置の地盤への挿入を容易に行うことができる。
【００２５】
この場合、筒状ケーシングの先端開口部と掘削チューブの先端開口部との位置関係を規定する係合手段を設ければ、筒状ケーシング内から引き揚げた掘削チューブを再び筒状ケーシング内へ挿入したとき、この係合手段によって前記位置関係を常に一定に規定することが可能となる。したがって、地盤中に残置した筒状ケーシングに対する掘削ケーシングの位置合わせを容易かつ正確に行うことができるようになり、作業性が向上する。また、前記位置関係が常に一定となることによって掘削作業が平準化するため、より正確なコア採取を行うことができる。なお、前記係合手段としては、掘削チューブを筒状ケーシング内へ挿入したとき、筒状ケーシングの一部に設けた内径縮径部に、掘削チューブの一部に設けた外径拡径部を当接させ、それ以上の挿入を阻止することによって両者の位置関係を規定する機構などを設けることができる。
【００２６】
さらに、コア採取装置において、筒状ケーシングの先端開口部と掘削チューブの先端開口部との間に位置する掘削チューブの外周に掘削手段を設ければ、掘削チューブの先端開口部の掘削手段で掘削した地盤を、掘削チューブの外周の当該掘削手段で掘削した後、前述した筒状ケーシングの先端開口部の掘削手段で拡径するように掘削していくこととなるため、コア採取装置の地盤への挿入をさらに容易に行うことができるようになる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態であるコア採取装置を一部省略して示す側面図、図２は図１に示すコア採取装置の底面図、図３は図１に示すコア採取装置の基端部を示す一部切欠側面図、図４は図１に示すコア採取装置の先端部を示す一部切欠側面図、図５は図１に示すコア採取装置を用いたコア採取作業を示す垂直断面図である。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態のコア採取装置１は、地上に設置された回転駆動機１４に駆動軸８を介して連結され、駆動軸８の基端側には給水管１５が連結されている。ポンプＰから給水管１５を経由して供給される水を駆動軸８内に設けられた中空部８ａを通してコア採取装置１の先端部分に供給しながら、コア採取装置１全体を駆動軸８を中心に回転させて地盤に挿入することによって地質サンプルである地質コアを採取するためのものである。
【００２９】
コア採取装置１は、先端開口部２ａの周縁２ｂに掘削手段２ｃを有する筒状ケーシング２と、筒状ケーシング２内に出し入れ可能に挿入され先端開口部３ａの周縁３ｂに切削手段３ｃを有する筒状の掘削チューブ３と、掘削チューブ３の先端開口部３ａから掘削チューブ３内へ取り込まれる地質コア４を収容するため掘削チューブ３内に設けられたコア収容手段５と、掘削チューブ３の先端部へ水を供給するために掘削チューブ２に設けられた水供給経路６と、掘削チューブ３と筒状ケーシング２とを係脱可能に連結する連結機構７と、地上から水供給経路６へ水を送り込むための流体送給手段としても機能する円管状の駆動軸８などを備えている。
【００３０】
図３に示すように、筒状ケーシング２の基端部には、その内周面に形成された雌ねじ部２ｆに雄ねじ部７ｅを螺着することによって連結部材７ａが着脱可能に固定されている。この連結部材７ａには、軸心方向に貫通する駆動軸孔７ｂと、この駆動軸孔７ｂから放射方向に延びる複数の雌ねじ孔７ｃと、雌ねじ孔７ｃに連通して連結部材７ａの外周に開口するボルトヘッド収容のための凹部７ｄとが設けられている。駆動軸孔７ｂに挿通された駆動軸８は、雌ねじ孔７ｃにそれぞれ螺合された固定ボルト７を締め付けることによって固定されている。
【００３１】
掘削チューブ３の基端部には、その内周面に形成された雌ねじ部３ｆに雄ねじ部１０ａを螺着させることによって蓋部材１０が着脱可能に固定されている。蓋部材１０には軸心方向に貫通する通水孔１０ｂが設けられ、通水孔１０ｂの基端開口部には駆動軸８の先端部が着脱可能に螺着され、通水孔１０ｂの先端開口部には分水部材１１が取り付けられ、通水孔１０ｂの中央付近にはフィルタ１２が配置されている。
【００３２】
掘削チューブ３と筒状ケーシング２とを係脱可能に連結する連結機構７は、筒状ケーシング２の基端部に螺着された連結部材７と、掘削チューブ３の基端部に螺着された蓋部材１０と、連結部材７の駆動軸孔７ｂを貫通して固定ボルト９によって固定されその先端部が蓋部材１０の通水孔１０ｂに螺着された駆動軸８とによって構成されている。
【００３３】
一方、分水部材１１の先端部には軸心方向の抜気孔１１ａが形成され、抜気孔１１ａ内には逆止弁として機能する球体１１ｂが配置され、抜気孔１１ａの基端側には、抜気孔１１ａと連通する抜気孔１３ａを有するボルト１３が螺着されている。地上から駆動軸８の中空部８ａを経由して送給される水は、蓋部材１０の通水孔１０ａ内へ流入してフィルタ１２で濾過された後、分水部材１１内へ流入し、ここで進行方向が放射方向に変化した後、複数の流出口１１ｃから排出されて水供給経路６内へ流入し、水供給経路６内を掘削チューブ３の先端部に向かって進行する。
【００３４】
図４に示すように、筒状ケーシング２の先端部２ｄは本体部２ｅに着脱可能に螺着されており、掘削ケーシング３の先端部３ｄはコアビットと呼ばれ、本体部３ｅに着脱可能に螺着されている。先端部３ｄの外周には拡径した段差部３ｘが形成され、この段差部３ｘに複数の切削手段３ｇが配置されている。段差部３ｘの外周には、複数の水供給経路６とそれぞれ直列を成す位置に複数の吐水溝１６が形成され、先端部３ｄの内周面には軸線方向に複数の水溝３ｈが形成されている。地上から水供給経路６を経由して送給される水は水供給経路６の先端開口部から吐水溝１６に放出され、吐水溝１６を通って切削手段２ｃ，３ｃ，３ｇ付近に供給される。
【００３５】
また、筒状ケーシング２の先端開口部２ａの内周面には内径縮径部２ｈが形成され、掘削チューブ３の先端部３ｄの基端側の外周面には外径拡径部３ｉが形成されている。筒状ケーシング２の基端側から掘削チューブ３を挿入したとき、掘削チューブ２の外径拡径部３ｉが筒状ケーシング２の内径縮径部２ｈに当接し、それ以上の挿入が阻止されるため、両者の位置関係を規定する係合手段として機能する。
【００３６】
コア収容手段５は、フランジ５ａを有する略円筒状のコア整形チューブ５ｂと、コア整形チューブ５ｂの基端部から先端部に向かって被せるとともに蛇腹状に収縮させて装着した透明樹脂フィルム製のスリーブ５ｃとによって構成されている。掘削チューブ３の本体部３ｅと先端部３ｄとはねじ部１７を介して着脱可能に螺着され、螺着状態において本体部３ｅと先端部３ｄとの間に形成される周溝１８に、コア整形チューブ５ｂのフランジ５ａが回転自在に収容されている。このため、コア整形チューブ５ｂおよびこれに被着されたスリーブ５ｃからなるコア収容手段５全体は掘削チューブ３内において掘削チューブ３から独立して回転自在である。
【００３７】
ここで、図５〜図７を参照して、コア採取装置１を用いたコア採取作業の工程について説明する。図６（ａ）に示すように、コア採取装置１の先端部を下に向け地上から駆動軸８などを経由して掘削チューブ２の先端部２ｄへ水を供給しながらコア採取装置１を駆動軸８を中心に回転させて地盤１９中へ挿入すると、コア採取装置１の先端部分においては図５に示すような状態で地盤１９の掘削が行われる。
【００３８】
図５に示すように、コア採取装置１全体を回転させることによって掘削手段２ｃ，３ｃ，３ｇが回転して地盤１９が掘削されコア採取装置１は徐々に地盤１９へ挿入されていき、コア採取装置１の周囲には縦坑２０が形成されていく。掘削作業中、地盤１９との摩擦によって先端開口部２ａ，３ａなどに発生する大量の熱は吐水溝１６から供給される水によって冷却される。なお、吐水溝１６から供給された水が多い場合、余剰の水は縦坑２０の内周面とコア採取装置１の筒状ケーシング２の外周面との隙間Ｓを通って上昇し、地上に排出される。
【００３９】
コア採取装置１が地盤１９に徐々に挿入されていくと、地盤１９を構成する土砂や岩石などは掘削チューブ３の先端開口部３ａから先端部３ｄの内部へ取り込まれていき、装置１とともに下降していくコア整形チューブ５ｂ内を相対的に上昇することによってコア形状に整えられる。コア整形チューブ５ｂ内を上昇する地質コア４の上端部分はスリーブ５ｃの上端部を押し上げるため、地質コア４の上昇に伴ってスリーブ５ｃはコア整形チューブ５ｂから徐々に離脱しながら地質コア４を被覆していくこととなる。
【００４０】
なお、掘削作業中、筒状ケーシング２および掘削ケーシング３は回転しているが、フランジ５ａによって回転自在に保持されたコア整形チューブ５ｂおよびスリーブ５ｃは静止しているため、地質コア４は、静止した地盤１９から途切れることなく連続した状態で採取することができる。
【００４１】
地盤１９中の予定深さまでコア採取装置１を挿入したら水の供給およびコア採取装置１の回転を停止し、図６（ｂ）に示すように、コア採取装置１の連結機構７を解除して筒状ケーシング２を地盤１９中に残置したまま掘削チューブ３を地上へ引き揚げ、掘削チューブ３を分解してコア収容手段５からスリーブ５ｃに被覆された状態のままの地質コア４を取り出す。そして、新たなスリーブ５ｃをコア整形チューブ５ｂに装着し、掘削チューブ３を元通り組み立てる。
【００４２】
一方、地盤１９中に残置した筒状ケーシング２については、図６（ｃ）に示すように、その基端部に連結用筒状ケーシング２１を直列連通状態に連結する。連結用筒状ケーシング２１は、筒状ケーシング２の先端開口部２ａの掘削手段２ｃの代わりに雄ねじ部（図示せず）が形成されている点を除けば、筒状ケーシング２と同じ形状であり、内径および外径も同じである。したがって、連結機構７を離脱した状態にある筒状ケーシング２の基端部の雌ねじ部２ｆに連結用筒状ケーシング２１の雄ねじ部を螺着させることによって両者を直列連通状態に連結することができる。連結用筒状ケーシング２１の基端部には雌ねじ部２ｆと同様の雌ねじ部（図示せず）が形成されているため、この雌ねじ部に連結機構７の雄ねじ部７ｅを螺着することができる。
【００４３】
筒状ケーシング２に連結用筒状ケーシング２１を連結することによって恰も筒状ケーシング２が軸方向に延伸した状態となるので、図６（ｄ）に示すように、地質コア４の取り出しが完了して元通りに組み立てられた掘削チューブ３を最下部に位置する筒状ケーシング２内へ挿入し、最上部に位置する連結用筒状ケーシング２１と掘削チューブ３とを連結機構７を用いて連結してコア採取装置１を形成する。このとき、駆動軸８の長さが不足することがあれば、駆動軸８の基端部に同じ形状、サイズの連結用駆動軸８ｘを直列連通状態に連結する。
【００４４】
この後は、図６（ｅ）に示すように、地上から連結用駆動軸８ｘおよび駆動軸８などを経由して掘削チューブ３の先端部２ｄへ水を供給しながらコア採取装置１を駆動軸８を中心に回転させて地盤１９中へ挿入すると、コア採取装置１の先端部分においては図５で示したように地盤１９の掘削が行われ、掘削チューブ３内に地質コア４が収容されていく。
【００４５】
図６（ｆ）に示すように、地盤１９中の予定深さまでコア採取装置１を挿入したら水の供給およびコア採取装置１の回転を停止し、図６（ｇ）に示すように、コア採取装置１の連結機構７を解除して筒状ケーシング２および連結用筒状ケーシング２１を地盤１９中に残置したまま掘削チューブ３を地上へ引き揚げ、掘削チューブ３を分解してコア収容手段５からスリーブ５ｃに被覆された地質コア４を取り出し、新たなスリーブ５ｃをコア整形チューブ５ｂに装着し、掘削チューブ３を元通り組み立てる。
【００４６】
地盤１９中に残置した連結用筒状ケーシング２１などについては、図７（ｈ）に示すように、連結用筒状ケーシング２１の基端部に同形状の連結用筒状ケーシング２２を直列連通状態に連結する。そして、図７（ｉ）に示すように、組み立てが完了した掘削チューブ３を最下部に位置する筒状ケーシング２内へ挿入し、図７（ｊ）に示すように、最上部に位置する連結用筒状ケーシング２２と掘削チューブ３とを連結機構７を用いて連結してコア採取装置１を形成する。このとき、駆動軸の長さが不足することがあれば、駆動軸８ｘの基端部に同形状の連結用駆動軸８ｙを直列連通状態に連結する。
【００４７】
この後、地上から連結用駆動軸８ｘ，８ｙおよび駆動軸８などを経由して掘削チューブ２の先端部２ｄへ水を供給しながらコア採取装置１を駆動軸８を中心に回転させて地盤１９中へ挿入すると、コア採取装置１の先端部分において図５で示したようにして地盤１９の掘削が行われ、掘削チューブ３内に地質コア４が収容されていく。
【００４８】
図７（ｋ）に示すように、地盤１９中の予定深さまでコア採取装置１を挿入したら水の供給およびコア採取装置１の回転を停止し、図７（ｌ）に示すように、コア採取装置１の連結機構７を解除して筒状ケーシング２および連結用筒状ケーシング２１，２２を地盤１９中に残置したまま掘削チューブ３を地上へ引き揚げ、掘削チューブ３を分解してコア収容手段５からスリーブ５ｃに被覆された地質コア４を取り出し、新たなスリーブ５ｃをコア整形チューブ５ｂに装着し、掘削チューブ３を元通り組み立てる。
【００４９】
この後は、予定した深さに達するまで、連結用ケーシングおよび駆動軸を順次連結しながら、図７（ｈ）以降の工程を繰り返すことにより、地質サンプルを採取しようとする領域の地質コアを順番に採取していくことができる。
【００５０】
図６，図７で示した工程においては、従来の技術では必要であった筒状ケーシングのみの挿入工程、挿入した筒状ケーシング内のスライム除去工程などが全く不要であるため、地質コア採取に要する時間が大幅に短縮化され、スライム自体も減少し、水使用量も減らすことができるため、給水設備がなく水の確保が困難な山間部などにおけるコア採取作業にも好適である。また、筒状ケーシング内のスライムを除去するために管状体を挿入して地盤の一部を掘削する必要もなくなるため、作業用資材を減らすとともに、地質コアを正確な状態で確実に採取することができ、コア採取率を１００％に近づけることができる。さらに、筒状ケーシング２などと掘削チューブ３とを連結した状態で同時に地盤１９中へ挿入していくため、掘削手段２ｃ，３ｃ，３ｇなどの摩耗が少なく、器具寿命を延ばすことができる。
【００５１】
コア採取装置１においては、掘削チューブ３の先端開口部３ａを筒状ケーシング２の先端開口部２ａから突出させて配置し、掘削チューブ３の先端開口部３ａを最先端に位置させているため、掘削作業の悪影響を受けることなく地質コアを原形のままで掘削チューブ３内へ取り込むことが可能であり、より正確な状態で確実に地質コア４を採取することができる。また、掘削チューブ３の先端開口部３ａの掘削手段３ｃで掘削した地盤１９を、これより外径の大きな筒状ケーシング２の先端開口部２ａの掘削手段２ｃで拡径するように掘削していくこととなるため、コア採取装置１の地盤１９への挿入を容易に行うことができる。
【００５２】
前述したように、筒状ケーシング２の先端開口部２ａと掘削チューブ３の先端開口部３ａとの位置関係を規定する係合手段として、筒状ケーシング２の先端開口部２ａの内周面に内径縮径部２ｈを形成し、掘削チューブ３の先端部３ｄの基端側の外周面には外径拡径部３ｉを形成している。このため、筒状ケーシング２の基端側から掘削チューブ３を挿入したとき、掘削チューブ２の外径拡径部３ｉが筒状ケーシング２の内径縮径部２ｈに当接し、それ以上の挿入が阻止されるため、両者の位置関係を常に一定にすることができる。
【００５３】
したがって、地盤１９中に残置した筒状ケーシング２内から引き揚げた掘削チューブ３を再び筒状ケーシング２内へ挿入したとき、内径縮径部２ｈに外径拡径部３ｉを当接させることによって両者の位置関係を確定することができるため、筒状ケーシング２に対する掘削ケーシング３の位置合わせを容易かつ正確に行うことができ、組立作業性が向上する。また、前記位置関係が常に一定となることによって掘削作業が平準化するため、より正確なコア採取を行うことができる。また、内径縮径部２ｈと外径拡径部３ｉとが当接していることにより筒状ケーシング２と掘削チューブ３との間にスライムなどが浸入するのを防止するという効果も発揮する。
【００５４】
さらにコア採取装置１においては、筒状ケーシング２の先端開口部２ａと掘削チューブ３の先端開口部３ａとの間に位置する掘削チューブ３の先端部３ｄの外周に段差部３ｘを設け、この段差部３ｘに複数の掘削手段３ｇを配置している。したがって、掘削チューブ３の先端開口部３ａの掘削手段３ｃで掘削した地盤１９を、掘削チューブ３の外周の掘削手段３ｇで掘削した後、筒状ケーシング２の先端開口部２ａの掘削手段２ｃで段階的に拡径するように掘削していくこととなり、コア採取装置１の地盤１９への挿入をさらに容易化することができる。
【００５５】
次に、図８を参照して、その他の実施形態であるコア採取装置３０について説明する。コア採取装置３０においては、筒状ケーシング２に螺着された連結部材３７ａと駆動軸８とを固定するため、駆動軸孔３７ｂと駆動軸８との隙間に着脱可能に挿入される複数のテーパ部材３１を用いている。駆動軸孔３７ｂに駆動軸８を貫通させ上方から両者の隙間に差し込んだテーパ部材３１をハンマーなどで打ち込めば駆動軸８は駆動軸孔３７ｂに固定される。また、固定状態にある連結部材３７ａの上面部分をハンマーなどで殴打すればテーパ部材３１が離脱して駆動軸８は駆動軸孔３７ｂから開放される。
【００５６】
したがって、コア採取装置３０の場合、ハンマーなどの殴打器具を用いるだけで駆動軸８と連結部材３７ａとの係脱を容易かつ短時間で行うことができるため、コア採取作業全体の作業性が向上し、作業効率も高めることができる。その他の部分の構造、機能などについてはコア採取装置１と同様である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００５８】
（１）先端開口部の周縁に掘削手段を有する筒状ケーシングと、その内部に出し入れ可能に挿入され先端開口部の周縁に切削手段を有する筒状の掘削チューブと、掘削チューブ内へ取り込まれる地質コアを収容するためのコア収容手段と、掘削チューブの先端部へ流体を供給するための流体供給経路と、掘削チューブと筒状ケーシングとを係脱可能に連結する連結機構と、地上から流体供給経路へ流体を送り込む流体送給手段とを備えたコア採取装置を用いることにより、地質コアの採取に要する時間を短縮化することができ、地質コアを正確な状態で確実に採取することができるようになる。
【００５９】
（２）掘削チューブの先端開口部を筒状ケーシングの先端開口部から突出させて配置することにより、掘削作業の影響を受けず、より正確な状態で確実に地質コアを採取することができるようになり、コア採取装置の地盤への挿入も容易化することができる。
【００６０】
（３）筒状ケーシングの先端開口部と掘削チューブの先端開口部との位置関係を規定する係合手段を設ければ、筒状ケーシング内へ掘削チューブを挿入する際の位置関係を常に一定とすることが可能となるため、地盤中に残置した筒状ケーシングに対する掘削ケーシングの位置合わせを容易かつ正確に行うことができるようになり、作業性が向上する。
【００６１】
（４）筒状ケーシングの先端開口部と掘削チューブの先端開口部との間に位置する掘削チューブの外周に掘削手段を設けることにより、コア採取装置の地盤への挿入をさらに容易に行うことができるようになる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるコア採取装置を一部省略して示す側面図である。
【図２】図１に示すコア採取装置の底面図である。
【図３】図１に示すコア採取装置の基端部を示す一部切欠側面図である。
【図４】図１に示すコア採取装置の先端部を示す一部切欠側面図である。
【図５】図１に示すコア採取装置を用いたコア採取作業を示す垂直断面図である。
【図６】図１に示すコア採取装置を用いたコア採取作業の工程図である。
【図７】図６に示すコア採取作業工程の後に続く工程図である。
【図８】その他の実施の形態であるコア採取装置を示す部分斜視図である。
【図９】従来のコア採取装置を用いたコア採取作業の工程図である。
【図１０】図９に示すコア採取作業工程の後に続く工程図である。
【符号の説明】
１，３０  コア採取装置
２  筒状ケーシング
３  掘削チューブ
２ａ，３ａ  先端開口部
２ｂ，３ｂ  周縁
２ｃ，３ｃ  掘削手段
２ｄ，３ｄ  先端部
２ｅ，３ｅ  本体部
２ｆ，３ｆ  雌ねじ部
２ｈ  内径縮径部
３ｈ  水溝
３ｉ  外径拡径部
３ｘ  段差部
４  地質コア
５  コア収容手段
５ａ  フランジ
５ｂ  コア整形チューブ
５ｃ  スリーブ
６  水供給経路
７  連結機構
７ａ，３７ａ  連結部材
７ｂ，３７ｂ  駆動軸孔
７ｃ  雌ねじ孔
７ｄ  凹部
７ｅ  雄ねじ部
８  駆動軸
８ａ  中空部
８ｘ，８ｙ  連結用駆動軸
９  固定ボルト
１０  蓋部材
１０ａ  雄ねじ部
１０ｂ  通水孔
１１  分水部材
１１ａ，１３ａ  抜気孔
１１ｂ  球体
１１ｃ  流出口
１２  フィルタ
１３  ボルト
１４  回転駆動機
１５  給水管
１６  吐水溝
１７  ねじ部
１８  周溝
１９  地盤
２０  縦坑
２１，２２  連結用筒状ケーシング
３１  テーパ部材
Ｓ  隙間
Ｐ  ポンプ
【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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