(57)【要約】【課題】掘削水による地山の緩みを防止することができ、掘削屑を順調に排出することができる掘削工具と、この掘削工具を使用して確実に地山補強効果を得ることのできる鋼管先受け工法を提供すること【解決手段】軸線Ｏ回りに回転駆動可能な削孔ロッド１２と、削孔ロッド１２の掘削進行方向の前方に装着される工具本体１１と、削孔ロッド１２を挿入した状態で削孔ロッド１２に対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管１３とを備えて構成されている掘削工具１０において、軸線方向前方に削孔水を供給する流路２１が工具本体１１に設けられており、流路２１に連通して削孔水を噴出する流体供給口２４が、鋼管１３内部に開口する位置にのみ形成されているとともに、工具本体１１の掘削進行方向の後方に向かって開口していることを特徴とする。【選択図】        図１
2004285752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転駆動可能な削孔ロッドと、該削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管とを備えて構成されている掘削工具において、
前記軸線方向前方に削孔水を供給する流路が前記工具本体に設けられており、該流路に連通して削孔水を噴出する流体供給口が鋼管内部に開口する位置にのみ形成されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項２】
請求項１に記載の掘削工具であって、
前記流体供給口が、前記工具本体の掘削進行方向の後方に向かって開口していることを特徴とする掘削工具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の掘削工具であって、
前記流路と独立して削孔エアを供給するエア流路が設けられており、該エア流路に連通して削孔エアを噴出するエア供給口が掘削進行方向の前方に向かって開口していることを特徴とする掘削工具。
【請求項４】
軸線回りに回転駆動可能な削孔ロッドと、該削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管とを備えて構成されている掘削工具において、
注入剤を吐出するための圧力弁を装着したストレーナ孔が前記鋼管に形成されており、前記圧力弁が掘削水の流通する圧力で開口せずに、注入剤の注入圧力で開口するように設定されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項５】
請求項４に記載の掘削工具であって、
前記圧力弁が前記鋼管の内面側に位置する薄膜部を有していることを特徴とする掘削工具。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の掘削工具であって、
請求項４または請求項５に記載の圧力弁が装着されている鋼管を備えて構成されていることを特徴とする掘削工具。
【請求項７】
地山に掘削孔を形成するとともに鋼管を挿入する削孔作業と、鋼管を地山に残置して削孔ロッドおよび工具本体を引き抜いた後に、注入剤を注入して地山を補強する注入作業とを有する鋼管先受け工法において、
削孔作業時に生じる掘削屑を押し流すための掘削水が、前記工具本体の流体供給口から前記鋼管内部に噴出されることを特徴とする鋼管先受け工法。
【請求項８】
地山に掘削孔を形成するとともに鋼管を挿入する削孔作業と、鋼管を地山に残置して削孔ロッドおよび工具本体を引き抜いた後に、注入剤を注入して地山を補強する注入作業とを有する鋼管先受け工法において、
削孔作業時に前記鋼管のストレーナ孔に装着されている圧力弁が閉口しており、注入作業時に注入剤の圧力で前記圧力弁が開口することを特徴とする鋼管先受け工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、先端に工具本体を装着した削孔ロッドが鋼管に挿入されて構成され、工具本体により地山に掘削孔を形成しつつ鋼管を挿入する削孔作業に使用される掘削工具、およびこの掘削工具を用いた削孔作業の後に注入剤を注入して地山を補強する鋼管先受け工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トンネル掘削工事において地質の悪い地山を掘削する際に、トンネル壁面の緩みを防止するために、あらかじめ地山を補強してトンネル掘削を行う工法が用いられている。従来、このようなトンネル工事に伴う地山先行補強工法として、複数の鋼管を連結しながら、トンネル掘削に使用する油圧ジャンボによって掘削切羽の周辺部からトンネルの軸方向斜め外方に向けて鋼管を埋設し、トンネル掘削領域外に埋設された鋼管に注入剤を注入して地山を補強する鋼管先受け工法が実施されている。
【０００３】
このような鋼管先受け工法の概略施工状況を図５に示す。図は、工事中のトンネル１のトンネル切羽２付近における進行方向に沿った断面図で、トンネル１の上面はコンクリートや鋼材などによる補強材３が施工されており、トンネル１に連続して掘削される予定の範囲が二点鎖線４によって示されている。また、地山を補強するために、トンネル１および掘削範囲の外側に複数の鋼管５が埋設されており、油圧ジャンボ６に連結されている施工中の鋼管５と、注入剤８が注入された施工後の鋼管５とが図に示されている。油圧ジャンボ６のブーム７に装備されている駆動装置に基端部が連結されている掘削工具は、打撃力および回転力を伝達するインナーロッドと、インナーロッドの先端に装着される掘削ビットと、掘削ビットおよびインナーロッドが挿入される鋼管５とを有している。鋼管５とインナーロッドとの間には所定の寸法の間隙が設けられており、鋼管５より掘削ビットが先端側に突出している。また、削孔水を供給するための流路がインナーロッドを貫通するように形成されており、掘削箇所に向けて削孔水を噴出するため流体供給口が掘削ビットに形成されている。
【０００４】
そして、先行して掘削する掘削ビットの前進とともに掘削孔に鋼管５を挿入していき、順次インナーロッドおよび鋼管５を連結して所定の深さまで鋼管５が埋設される。このとき、掘削によって生じた土砂や岩屑などの掘削屑は、インナーロッドを通して高圧で供給される削孔水によって押し流されて、鋼管５とインナーロッドとの間隙から掘削孔の外に排出される。このような削孔作業の後に、掘削ビットおよびインナーロッドが回収されて、注入作業において鋼管５に注入剤８が注入され、図の施工後の状態に示すように、鋼管５から地山に注入剤８が浸透して地山が強化される。このような注入作業において、鋼管５に形成されているストレーナ孔に装着された逆止弁から注入剤８が地山側に吐出される。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１２１０７３号公報（第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記鋼管先受け工法において、削孔作業時に削孔水が掘削箇所から地山中に浸透してしまうことによって、地表との間の土被りが浅い場合において地表の構造物などに悪影響を与えてしまうおそれや、軟質な地層の場合において地山が緩んでしまうおそれがあった。また、注入剤を吐出するためのストレーナ孔からも削孔水が流出してしまい、地山中に浸透してしまっていた。このような事態を回避するためには、削孔水を使用しないか、削孔水の使用量を低減させなければならず、鋼管とインナーロッドの間隙に掘削屑が堆積してしまって掘削屑の排出性能が低下してしまうという問題があった。このように掘削屑が排出され難くなることで、削孔速度が極端に遅くなってしまうだけでなく、削孔作業が続行不可能となってしまうおそれがあった。また、削孔水に代用してエアのみを使用して掘削屑を排出させるような場合においても、十分な排出性能を得ることができなかった。
【０００７】
また、特許文献１のような注入作業時に注入剤の内圧によって逆止弁が押し広げられたり、逆止弁が分離したりすることで開口する構成の場合、鋼管の外側は掘削孔の孔壁となっており、孔壁に阻害されることによって逆止弁が開口できなくなるおそれがあった。とくに、掘削状態によっては鋼管と掘削孔との間に土砂が詰まってしまうことがあり、この土砂の圧力が開口の障害となる問題があった。このように、逆止弁が開口し難くなることにより、ストレーナ孔から注入剤が吐出され難くなってしまい、十分に地山を強化させる効果を得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、掘削水による地山の緩みを防止することができ、掘削屑を順調に排出することができる掘削工具と、この掘削工具を使用して確実に地山補強効果を得ることのできる鋼管先受け工法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る掘削工具は、軸線回りに回転駆動可能な削孔ロッドと、該削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管とを備えて構成されている掘削工具において、前記軸線方向前方に削孔水を供給する流路が前記工具本体に設けられており、該流路に連通して削孔水を噴出する流体供給口が鋼管内部に開口する位置にのみ形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明の掘削工具では、工具本体の流路に連通して形成されている流体供給口が鋼管内部にのみ開口している、つまり、流体供給口の開口位置が鋼管の先端部より基端側となるような位置にのみ形成されているので、削孔ロッドから軸線に沿って工具本体に設けられている流路に供給された削孔水は、流体供給口から鋼管内部に向かって噴出する。噴出された掘削水は、鋼管と削孔ロッドとの間隙に向かって掘削屑を押し流すような流れを形成し、掘削箇所への掘削水の流れが抑制され、削孔水が掘削箇所から地山中に浸透してしまうことによる地山の緩みが防止される。つまり、従来は、掘削箇所に向けて鋼管の先端部より先端側に開口するように流体供給口が形成されていたので、掘削箇所から地山中に浸透する掘削水の量が多かったが、上述したように流体供給口を形成することで地山中に浸透する掘削水の量を少なくすることができるのである。また、掘削水の供給量は従来と同じであるので、掘削屑が堆積することなく排出され、順調に掘削作業を進めることができる。これにより、掘削屑の排出性能の低下を防止することができるとともに、掘削水による地山の緩みを防止することができる。
【００１１】
また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記流体供給口が、前記工具本体の掘削進行方向の後方に向かって開口していることを特徴とする。
この発明の掘削工具では、流体供給口が工具本体の掘削進行方向の後方に向かって開口している、つまり、流路から側方向に向かうに従い掘削進行方向の前方から後方に向かうように傾斜して流体供給口が形成されているので、流体供給口から掘削進行方向の後方に向かって掘削水が噴出され、掘削水が前方に向かって流れ出ることが抑制される。これにより、掘削箇所から地山に浸透する掘削水の量をさらに少なくすることができるとともに、後方への掘削屑の排出をより順調に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記流路と独立して削孔エアを供給するエア流路が設けられており、該エア流路に連通して削孔エアを噴出するエア供給口が掘削進行方向の前方に向かって開口していることを特徴とする。
【００１３】
この発明の掘削工具では、流路と独立して削孔エアを供給するエア流路が設けられているので、掘削水と削孔エアとが工具本体にそれぞれ供給され、エア流路に連通して削孔エアを噴出するエア供給口が掘削進行方向の前方に向かって開口しているので、掘削箇所に掘削エアが噴出される。掘削箇所で生じた掘削屑は、掘削エアによって鋼管内に導入されるとともに、掘削水によって鋼管と削孔ロッドとの間の間隙を押し流されて排出される。このように、掘削エアが掘削屑を鋼管内に導入する流れを形成することで、掘削水が前方へ流れることを抑制することができるとともに、掘削屑の排出をより順調に行なうことができる。
【００１４】
また、本発明に係る掘削工具は、軸線回りに回転駆動可能な削孔ロッドと、該削孔ロッドの掘削進行方向の前方に装着される工具本体と、前記削孔ロッドを挿入した状態で該削孔ロッドに対して所定の間隙を有する円筒状の鋼管とを備えて構成されている掘削工具において、注入剤を吐出するための圧力弁を装着したストレーナ孔が前記鋼管に形成されており、前記圧力弁が掘削水の流通する圧力で開口せずに、注入剤の注入圧力で開口するように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明の掘削工具では、鋼管にストレーナ孔が形成され、このストレーナ孔に注入剤を吐出するための圧力弁が装着されており、この圧力弁の開口圧力が、掘削水の流通する圧力で開口せずに、注入剤の注入圧力で開口するように設定されているので、掘削作業時に掘削水が地山に流出することが抑制される。つまり、圧力弁が装着されていない場合には、ストレーナ孔から掘削水が流出して地山に浸透することで地山が緩んでしまうおそれがあったが、このように圧力弁によって掘削水の流出が抑制されて、地山の緩みを防止することができるのである。また、注入作業時には注入剤を吐出する圧力で圧力弁が開口するので、確実に注入剤が吐出されて地山に浸透する。これにより、地山の補強効果を確実に得ることができる。
【００１６】
また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、前記圧力弁が前記鋼管の内面側に位置する薄膜部を有していることを特徴とする。
この発明の掘削工具では、鋼管の内面側に位置する薄膜部を圧力弁が有しているので、掘削作業時には薄膜部によって掘削水の流出が抑制されており、注入作業時には薄膜部が変形して注入剤が吐出される。このとき、鋼管の内側からの圧力によって外側に向かって薄膜部が変形するが、薄膜部は鋼管の内面側に位置しているので、薄膜部の変形が掘削孔の孔壁によって阻害されることなく圧力弁が開口される。また、鋼管と掘削孔との間に詰まった土砂が圧力弁の開口の障害となることもない。これにより、注入剤を順調に流出することができ、良好な地山の補強効果を得ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る掘削工具は、上述した掘削工具であって、圧力弁が装着されている鋼管を備えて構成されていることを特徴とする。
この発明の掘削工具では、たとえば、流体供給口が工具本体の掘削進行方向の後方に向かって鋼管内部に開口し、削孔エアを供給するエア流路が設けられている掘削工具に、薄膜部を有する圧力弁を装着した鋼管が備えられて構成されているので、掘削作業時に掘削水が地山に浸透することを抑制することができるとともに、注入作業時に圧力弁から確実に注入剤を吐出することができる。これにより、地山の緩みを防止し、補強効果を得ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る鋼管先受け工法は、地山に掘削孔を形成するとともに鋼管を挿入する削孔作業と、鋼管を地山に残置して削孔ロッドおよび工具本体を引き抜いた後に、注入剤を注入して地山を補強する注入作業とを有する鋼管先受け工法において、削孔作業時に生じる掘削屑を押し流すための掘削水が、前記工具本体の流体供給口から前記鋼管内部に噴出されることを特徴とする。また、削孔作業時に前記鋼管のストレーナ孔に装着されている圧力弁が閉口しており、注入作業時に注入剤の圧力で前記圧力弁が開口することを特徴とする。
【００１９】
この発明の鋼管先受け工法では、工具本体の流体供給口から鋼管内部に噴出される掘削水によって削孔作業時に生じる掘削屑が押し流されるので、削孔水が掘削箇所から地山中に浸透してしまうことによる地山の緩みを防止することができるとともに、掘削屑が堆積することなく排出されて順調に掘削作業を進めることができる。また、鋼管のストレーナ孔に装着されている圧力弁が、削孔作業時では閉口しているので掘削水の流出を防止することができ、注入作業時では注入剤の圧力で開口するので注入剤を吐出することができ、地山の緩みを防止して確実に地山を補強することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である掘削工具１０の先端部分を示しており、図１（ａ）が掘削工具１０を軸線Ｏの先端側から見た図で、図１（ｂ）が掘削工具１０の部分断面側面図で、図１（ｂ）の断面部分は図１（ａ）に示すＡ−Ｏ−Ａ’による断面である。また、図１（ａ）に示す矢印の方向が掘削時の回転方向Ｔで図１（ｂ）の左側が掘削工具１０の先端側とされ、先端方向が掘削進行方向の前方とされる。本実施形態において掘削工具１０は、最先端に位置して地山を掘削する工具本体１１と、工具本体１１を先端に装着して駆動力を伝達する削孔ロッド１２と、削孔ロッド１２を挿入可能な円柱状の鋼管１３とを備えて構成されている。
【００２１】
工具本体１１は、削孔ロッド１２に装着可能とされているデバイス１４と、デバイス１４の先端部の２箇所に装着されている掘削ビット１５とを備えて構成されている。デバイス１４は、軸線Ｏを中心とした略柱状の部材で、基端面１４ａには削孔ロッド１２を装着するための装着孔１６が軸線Ｏを中心として開口しており、先端面１４ｂには掘削ビット１５を回動可能に支持するための支持孔１７が軸線Ｏに対して偏移した位置を中心として２箇所に開口している。装着孔１６の内周面１６ａの基端部付近には、軸線Ｏに直交して固定ピン１８を挿入するためのピン孔１９が側面を装着孔１６に開口するように形成され、ピン孔１９より先端側の内周面１６ａには雌ネジ部２０が形成されており、装着孔１６の底面１６ｂには軸線Ｏを中心とした流路２１が所定の深さで形成されている。
【００２２】
デバイス１４の外周には、先端面１４ｂから基端側に向かう排出溝２２が形成されており、排出溝２２の溝底面２３に開口するように流路２１に連通して流体供給口２４が形成されている。流体供給口２４は、流路２１から排出溝２２に向かって先端側から基端側に向かうように軸線Ｏに対して傾斜して設けられ、掘削進行方向の後方（基端方向）に向かって溝底面２３に開口している。また、図に示すように鋼管１３に工具本体１１が挿入されている状態で、流体供給口２４が鋼管１３の内部に位置するように開口しており、つまり、流体供給口２４の開口位置が鋼管１３よりも先端に位置しないように設定されている。また、図１（ａ）に示すように、排出溝２２は互いに反対を向くようにデバイス１４の２箇所に設けられており、それぞれの排出溝２２に流体供給口２４が形成されている。また、溝底面２３の先端側には、溝底面２３が先端側に向かって拡がるような傾斜面２５が形成されている。
【００２３】
また、デバイス１４の排出溝２２が形成されていない外周部分には、先端側に所定の外径を有する摺接部２６と、摺接部２６の基端側で摺接部２６より外径の大きな大径部２７とが形成されており、摺接部２６と大径部２７の間の先端側を向く傾斜面が伝達面２８とされている。
【００２４】
また、掘削ビット１５は、掘削チップ３０が植設されているヘッド部３１と、ヘッド部３１の基端側に向けて設けられた軸部３２とを備えており、軸部３２が支持孔１７に挿入されて軸線方向に係止されることで、支持孔１７の中心軸Ｏ２を中心に回動自在となるようにデバイス１４に装着されている。ヘッド部３１は、先端視して略半円形状をしており、掘削時には図１（ａ）に示すような互いのヘッド部３１の位置関係となって拡径状態とされている。また、工具本体１１を回転方向Ｔの反対方向に回転させると中心軸Ｏ２を中心に回動することにより、互いのヘッド部３１の円弧面３１ａで略円形形状を形成するように縮径状態とされ、鋼管１３を通過可能とされる。
【００２５】
また、削孔ロッド１２は、軸線Ｏに沿って流路４０が貫通している管状のロッドで、工具本体１１の雌ネジ部２０に螺合可能な雄ネジ部４１が先端部に設けられており、雄ネジ部４１の基端側に凹部４２が形成されている。雌ネジ部２０に雄ネジ部４１を螺合させて、ピン孔１９に対応するように凹部４２を位置させ、固定ピン１８を挿入することで互いに軸線Ｏ方向に係止されることになり、流路２１と流路４０とが連続するように、削孔ロッド１２に工具本体１１が装着される。
【００２６】
また、鋼管１３の先端には、円筒状のケーシングトップ４５が溶接などにより取り付けられており、ケーシングトップ４５の内径が鋼管１３の内径より小径で、基端側の嵌合部４６が鋼管１３に嵌挿可能とされていて、嵌合部４６の基端面４７が鋼管１３の内側に位置している。図１（ｂ）に示すように、鋼管１３に工具本体１１を挿入した状態において、デバイス１４の摺接部２６の外周面がケーシングトップ４５の内周面に摺接可能で、デバイス１４の伝達面２８が基端面４７に当接可能とされている。また、流体供給口２４の開口位置がケーシングトップ４５よりも基端側に位置している。また、鋼管１３と削孔ロッド１２との間には所定の寸法の間隙４８が設けられている。
【００２７】
また、図２に示すように、鋼管１３には所定の間隔で注入剤を吐出するためのストレーナ孔５０が形成されており、ストレーナ孔５０には圧力弁５１が装着されている。圧力弁５１は、削孔作業時の鋼管１３の内側を掘削水が流通する際の圧力では開口されることなく、注入作業時の注入剤の圧力で開口されるように開口圧力が設定されているゴム製の弁で、図３に示すように、ストレーナ孔５０の内周面に嵌入可能な環状壁部５２と、環状壁部５２の内周面による流出口５３の一側端側を封止するような薄膜部５４とを有している。また、図３に示すように、環状壁部５２の外周面５２ａは薄膜部５４側に向けて外径が小さくなるようにテーパー状に形成されており、環状壁部５２の高さ寸法は鋼管１３の肉厚とほぼ同じ寸法に、薄膜部５４の半径寸法は環状壁部５２の高さ寸法より小さくなるように設定されている。
【００２８】
また、薄膜部５４の厚さｔは、開口圧力の設定によって０．２〜０．６ｍｍの範囲から適宜選定される。また、使用状況によって薄膜部５４に十字型スリット５５が形成されたり、中心部にピンホールが形成されたりすることによって、注入剤の吐出が調整される。そして、薄膜部５４が鋼管１３の内側に位置するように鋼管１３の外側から嵌入されて装着される。
【００２９】
上述したように構成されている掘削工具１０による削孔作業において、削孔ロッド１２の基端側が削孔機械（図示せず）に接続されて、軸線Ｏ回りの回転力、軸線Ｏ方向の推進力、および必要に応じて打撃力などの駆動力が加えられるとともに、流路４０に掘削水が高圧で供給される。この駆動力が削孔ロッド１２を介して工具本体１１に伝達されて、掘削ビット１５によって地山が掘削されて掘削孔が形成されつつ、伝達面２８から基端面４７に推進力が伝達されて鋼管１３が掘削孔に挿入されていく。また、掘削水は流路４０から流路２１に供給されて、流体供給口２４から排出溝２２に噴射される。そして、掘削箇所で生じて排出溝２２に流れ込んできた掘削屑は、噴射された掘削水によってさらに基端側へ押し流されて、間隙４８を通過して掘削孔の外に排出される。
【００３０】
このとき、ストレーナ孔５０には圧力弁５１が装着されているので、ストレーナ孔５０から掘削水が吐出することが抑制される。このような削孔作業で、削孔ロッド１２および鋼管１３が順次接続されて、所定の深さの掘削孔が形成される。削孔作業の後、掘削ビット１５を縮径状態にして工具本体１１および削孔ロッド１２を引き抜き、鋼管１３が地山に埋設された状態となる。
【００３１】
つぎに、注入作業において、鋼管１３の基端側から圧送ポンプによって注入された注入剤は、鋼管１３の内側を先端に向かって流されつつ、注入剤の圧力によって薄膜部５４が破けて外側に向かって変形して、圧力弁５１の流出口５３から地山に吐出される。また、薄膜部５４に十字型スリット５５やピンホールが形成されている場合には、十字型スリット５５やピンホールが拡がるように変形する。このように、注入剤が流出口５３から吐出されて地山に浸透し、地山が補強される。
【００３２】
上述したように、掘削工具１０のデバイス１４に形成されている流体供給口２４が、流体供給口２４の開口位置が鋼管１３の内部でケーシングトップ４５よりも基端側とされているとともに、基端方向に向かって溝底面２３に開口しているので、削孔水は基端側に向けて間隙４８に導入されるように噴射される。これにより、削孔水が鋼管１３の先端側へ流れることが抑制されるので、削孔水が地山に浸透することが抑制され、削孔水による地山の緩みなどの悪影響を防止することができる。さらに、削孔水の使用量を低減させる必要もないので、掘削屑の排出性能が低下することもなく、順調に削孔作業を行うことができる。また、図５に示したように、上方に向けて所定の角度を有して削孔する場合には、削孔水が基端側に向けて流れやすくなるので、鋼管１３の先端側へ削孔水が流出することがさらに抑制される。
【００３３】
また、圧力弁５１を装着することでストレーナ孔５０からの削孔水の吐出を抑制することができるので、削孔水による地山の緩みなどの悪影響を防止することができる。また、圧力弁５１は注入剤の圧力によって開口するように開口圧力が設定されているので、注入剤を確実に吐出することができる。たとえば、間隙４８の基端側は掘削孔の外側に開放されているので掘削屑を排出する掘削水が圧力弁５１に加える圧力は大気圧程度で、注入剤の注入圧力は１０×１０３〜４０×１０３Ｐａの範囲とされている。また、開口する際に外側へ変形する薄膜部５４が上述したような形状に形成されているとともに、鋼管１３の内側に位置しているので、薄膜部５４が鋼管１３の外側まで変形することがなく、注入剤によって確実に変形する。つまり、掘削孔の孔壁や、孔壁と鋼管１３との間に詰まった土砂が薄膜部５４の変形の障害とならないのである。これにより、規定の吐出量で注入剤を吐出することができ、確実に地山を補強することができる。
【００３４】
つぎに、図４に示す本発明の第２の実施形態である掘削工具１０Ａについて説明する。また、第１の実施形態の掘削工具１０と同一の構成である部分については同一の符号を付して説明を省略する。掘削工具１０Ａでは、流路４０および流路２１に配管６０が挿入されており、流路２１から傾斜面２５に開口するようなエア供給口６１と、流路２１から溝底面２３の基端側に向かって開口するような流体供給口６２とが形成されている。配管６０の先端部分には、流路２１内を先端側と基端側とで流体的に仕切るシール部６３が設けられており、配管６０の内部がエア流路６４とされ、配管６０と流路４０および流路２１との間隙が掘削水流路６５とされている。また、エア供給口６１はシール部６３によって仕切られた流路２１内の先端側に連通しており、流体供給口６２は流路２１内の基端側に連通している。
【００３５】
このような配管６０によって、エア流路６４から流路２１内の先端側に供給されたエアがエア供給口６１から噴出され、掘削水流路６５から流路２１内の基端側に供給された掘削水が流体供給口６２から噴出される。掘削箇所で生じた掘削屑は、掘削箇所に向かって噴出される掘削エアによって排出溝２２に導入されて鋼管１３の内側に入り込み、掘削水によって間隙４８を押し流されて排出される。つまり、掘削エアを噴射することで掘削箇所に掘削屑が溜まらずに流れ、鋼管１３の内側に入り込む掘削屑の流れにより掘削水が前方へ流れることが防止される。これにより、削孔水が掘削箇所から地山に浸透して悪影響を及ぼすことを防止できるとともに、掘削屑の排出性能の低下を防止することができるので、順調に削孔作業を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、流体供給口２４，６２が基端方向に向かって開口しているが、流体供給口２４，６２から噴出される掘削水が掘削箇所に流れ出ないような位置に流体供給口２４，６２が形成されていれば、基端方向に向かって開口していなくてもよい。また、拡縮径の機能を有していない掘削ビットとリングビットとの組み合わせによって工具本体が構成されていてもよい。また、伝達面２８から基端面４７に推進力が伝達されて鋼管１３が掘削孔に挿入される構成でなく、鋼管１３の基端部に推進力が伝達されて掘削孔に挿入される構成の掘削工具に本発明を適用してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る掘削工具によれば、工具本体の流路に連通して形成されている流体供給口が鋼管内部にのみ開口しているので、掘削箇所から地山に掘削水が浸透することを防止することができ、掘削屑の排出性能を低下させることなく掘削水による地山の緩みを防止することができる。
また、流体供給口が工具本体の掘削進行方向の後方に向かって開口しているので、掘削箇所に掘削水が流れ出ることをさらに抑制することができるとともに、後方への掘削屑の排出をより順調に行うことができる。
また、エア供給口が掘削進行方向の前方に向かって開口しているので、噴出された掘削エアが掘削屑を鋼管内に導入するような流れを形成して、掘削水が前方へ流れることを抑制することができるとともに、掘削エアと掘削水とによって掘削屑の排出を順調に行なうことができる。
【００３８】
また、本発明に係る掘削工具によれば、ストレーナ孔に装着されている注入剤を吐出するための圧力弁の開口圧力の設定により、掘削作業時に掘削水が地山に流出することを防止することができ、注入作業時に確実に注入剤を吐出することができる。
また、鋼管の内面側に位置する薄膜部を圧力弁が有しているので、注入作業時の薄膜部の変形が孔壁や土砂に阻害されることなく、確実に圧力弁を開口させることができ、注入剤を順調に吐出させることができる。
また、上述したようなエア供給口と圧力弁とを備えた掘削工具によって、掘削作業時に掘削水が地山に浸透することを抑制することができるとともに、圧力弁から確実に注入剤を吐出することができる。
【００３９】
また、本発明に係る鋼管先受け工法によれば、掘削水が鋼管内部に噴出されるので、削孔水による地山の緩みを防止して、効率良く掘削屑を排出することができ、順調に掘削作業を進めることができる。
また、圧力弁によって掘削水の流出を防止するので、地山の緩みを防止することができ、注入剤の圧力で圧力弁が開口するので、確実に注入剤を吐出して地山を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における掘削工具先端部分で、（ａ）が掘削工具の先端視図で、（ｂ）が部分断面側面図である。
【図２】ストレーナ孔が装着された付近の鋼管の断面図である。
【図３】（ａ）が圧力弁の断面図で、（ｂ）が圧力弁の正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における掘削工具の先端部分部分の断面側面図である。
【図５】鋼管先受け工法の説明図である。
【符号の説明】
１０  掘削工具
１１  工具本体
１２  削孔ロッド
１３  鋼管
２１  流路
２４，６２  流体供給口
５０  ストレーナ孔
５１  圧力弁
５４  薄膜部
６１  エア供給口
６４  エア流路
Ｏ  軸線
【図１】
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【図２】
2004285752.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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