(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、
前記ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む管内の泥水を管外へと排出する水中サンドポンプと、がユニットとして構成され、
前記ウォータージェットの給水管と、前記水中サンドポンプの排水管との間には連結部材が跨設され、前記連結部材には吊りピースが設けられており、
前記ユニットは、前記吊りピースを吊り点として重機により吊り下げられることで、管内における昇降が自在であることを特徴とする、
管内掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木工事において地盤に基礎等の一部として打ち込まれる鋼管等において、管内の土砂を掘削し除去するために用いられる管内掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の管内掘削装置としては、図示しないが、鋼管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、前記ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む鋼管内の泥水を鋼管外へと排出するためのエアーリフトとから構成されるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる管内掘削装置では、ウォータージェットにより掘削した掘削土をエアーリフトにより排出することとなっていることから、以下のような問題がある。
【０００４】
すなわち、かかる管内掘削装置によれば、掘削土は、エアーリフトにより、管内の底部から泥水に含められ、鋼管内を上昇していき、鋼管頂部から溢れ出ていく泥水とともに鋼管外に直接排出されることとなる。
【０００５】
それゆえ、かかる管内掘削装置では、掘削土のうち比重の小さいものが優先的に鋼管外へと排出され、比重の大きいものは鋼管頂部まで上昇できず鋼管内に残存することとなり、排出できる掘削土が限られることに加え、残存する重い掘削土がウォータージェットによる掘削の妨げとなってしまう。
【０００６】
また、そればかりか、鋼管外に溢れ出る大量の泥水の処理や処理設備も必要となり、単位時間当たりの掘削土の排出量が不可避的に少なくなってしまう。
【０００７】
その結果、効率的かつ低廉な管内掘削作業を実現させることが実際上相当に困難となってしまうのである。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、効率的かつ低廉な管内掘削作業が実現するように、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大するような管内掘削装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る管内掘削装置は、管内の土砂を噴射水を用いて掘削するウォータージェットと、前記ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む管内の泥水を管外へと排出する水中サンドポンプと、がユニットとして構成され、前記ウォータージェットの給水管と、前記水中サンドポンプの排水管との間には連結部材が跨設され、前記連結部材には吊りピースが設けられており、前記ユニットは、前記吊りピースを吊り点として重機により吊り下げられることで、管内における昇降が自在であることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る管内掘削装置によれば、ウォータージェットにより掘削した掘削土を含む管内の泥水を水中サンドポンプにより管外へと排出するので、掘削土の一部が管内に残存しこれがウォータージェットによる掘削の妨げとなるようなことがなく、加えて、管外に溢れ出る大量の泥水の処理等も不要となる。
【００１１】
したがって、掘削土をエアーリフトにより管外へと排出するような従来技術に比して、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大することとなり、効率的かつ低廉な管内掘削作業を実現させることが可能となる。
【００１４】
なお、このような一体化されたユニットの一部としてのウォータージェットには、少なくとも鋼管やフレキシブル管など、管内の土砂の掘削に用いる噴射水を供給するための給水管と、供給された水を噴射するためのノズルとが含まれる。
【００１５】
また、このような一体化されたユニットの一部としての水中サンドポンプには、少なくとも掘削土を含む管内の泥水を汲み上げるためのポンプ装置それ自体と、鋼管やフレキシブル管など、ポンプ装置により吸引された泥水を管外へ導き出すための排水管とが含まれる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の概略構成を示す側面図、図２は該管内掘削装置の下端側の詳細構成を示す図（図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ方向矢視図）、図３は該管内掘削装置の上端側の詳細構成を示す側面図である。
【００１８】
なお、以下の説明は、鋼管矢板井筒基礎における鋼管矢板の管内に中詰コンクリートを打設するに際しての管内掘削についてのものであるが、これ以外の例えば仮設の鋼管矢板の引き抜きに際しての管内掘削などについても妥当性を有するものである。
【００１９】
本実施の形態において、管内掘削装置は、図１に示すように、ウォータージェット１と、水中サンドポンプ２と、配管ユニット３とから構成されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２０】
（１）ウォータージェット１
ウォータージェット１は、管１１ａ内の土砂１１ｂを噴射水を用いて掘削する役割を果たすものである。
【００２１】
このウォータージェット１は、具体的には、同図に示すように、井筒１１内に設置される給水用水中ポンプ装置１ａと、給水ホース１ｂと、給水管１ｃと、ノズルユニット１ｄとからなっている。
【００２２】
ここで、この給水管１ｃは、図３に示すように、この管内掘削装置の分解、組立の便宜に資することが可能となるように、フランジ継手２１により、連結されている。
【００２３】
また、このノズルユニット１ｄは、図２に示すように、略円柱形状を呈する水中サンドポンプ装置２ａの吸水口付近の外周部に対して固着され、給水管１ｃに連通するリング状給水管３１と、リング状給水管３１に対して取り付けられる複数のジェットノズル３２とからなっている。
【００２４】
ここで、このジェットノズル３２は、同図に示すように、噴射水を用いた効果的な掘削が実現するように、適宜間隔及び噴射方向で、リング状給水管３１に取り付けられている。具体的には、このジェットノズル３２のうちの半分は、鉛直下方向に取り付けられているが、余りの半分は、外側下方向に取り付けられている。
【００２５】
（２）水中サンドポンプ２
水中サンドポンプ２は、ウォータージェット１により掘削した掘削土を含む管１１ａ内の泥水を汲み上げて管１１ａ外へと排出する役割を果たすものである。
【００２６】
この水中サンドポンプ２は、具体的には、図１に示すように、掘削対象となる管１１ａ内の土砂１１ｂに対向して設置されるはずの水中サンドポンプ装置２ａと、排水管２ｂと、排水ホース２ｃとからなっている。
なお、排水ホース２ｃの下端部には、排出土の目視確認と、排水ホース２ｃに作用する力の低減を目的として、フロート２ｄが取り付けられている。
【００２７】
この排水管２ｂは、図１及び図３に示すように、この管内掘削装置の分解、組立の便宜に資することが可能となるように、フランジ継手４１により、連結されている。
【００２８】
（３）配管ユニット３
配管ユニット３は、図３に示すように、ウォータージェット１及び水中サンドポンプ２が一体化されたユニットとして構成されるように、ウォータージェット１のうちの給水管１ｃ及び水中サンドポンプ２のうちの排水管２ｂ、また、給水管１ｃと排水管２ｂを連結する役割を果たす連結金具３ａから構成されるものである。
【００２９】
連結金具３ａは、図１に示すように、給水管１ｃ及び排水管２ｂの間において複数段にわたって跨設されるものであり、最上段に係る連結金具３ａには、図３に示すように、クレーン５１によりこの一体化されたユニットを吊り下げるための吊りピース３ｂが設けられている。
【００３０】
すなわち、このようなウォータージェット１、水中サンドポンプ２及び配管ユニット３からなる一体化されたユニットは、図１に示すように、重機たるクレーン５１により吊り下げられることにより、管１１ａ内において自由に昇降することが可能となる。
【００３１】
このような管内掘削装置を用いた管内掘削は、同図に示すように、クレーン５１により、一体化されたユニットを、ウォータージェット１及び水中サンドポンプ２を停止させたまま管１１ａ内を降下させ、装置の最下端をこの時点での管１１ａ内の底部となっている土砂１１ｂ面に着地させた上で、ウォータージェット１及び水中サンドポンプ２をともに稼働させることにより、ウォータージェット１により掘削した掘削土を含む管１１ａ内の泥水を水中サンドポンプ２により管１１ａ外へと排出するというものである。
【００３２】
つまり、このような管内掘削装置を用いた管内掘削によれば、ウォータージェット１による掘削直後に掘削土のすべてを管１１ａ内の泥水に含めて汲み上げて管１１ａ外へと排出できるので、掘削土の一部が管１１ａ内に残存することがなく、ウォータージェット１による掘削を妨げないばかりか、管１１ａ外に直接溢れ出る大量の泥水の処理等も不要となる。
【００３３】
したがって、本実施の形態に係る管内掘削装置によれば、掘削土をエアーリフトにより管外へと排出するような従来技術に比して、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大させることが可能となり、ひいては効率的かつ低廉な管内掘削作業を実現させることが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、効率的かつ低廉な管内掘削作業が実現するように、単位時間当たりの掘削土の排出量が増大するような管内掘削装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の下端側の詳細構成を示す図（図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ方向矢視図）である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る管内掘削装置の上端側の詳細構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１…ウォータージェット
１ａ…給水用水中ポンプ装置
１ｂ…給水ホース
１ｃ…給水管
１ｄ…ノズルユニット
２…水中サンドポンプ
２ａ…水中サンドポンプ装置
２ｂ…排水管
２ｃ…排水ホース
２ｄ…フロート
３…配管ユニット
３ａ…連結金具
３ｂ…吊りピース
１１…井筒
１１ａ…管
１１ｂ…土砂
２１…フランジ継手
３１…リング状給水管
３２…ジェットノズル
４１…フランジ継手
５１…クレーン
【図１】
0004686067.tif 000002
【図２】
0004686067.tif 000003
【図３】
0004686067.tif 000004