(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両外方に突出する位置にワイヤー取り付け部が設けられた回転駆動部の下方にダウンザホールハンマーとこれを囲繞する先端に掘削ビットを備えたケーシング管とを有する掘削装置本体を、クレーン類によって吊下げ、
かかる状態で前記ダウンザホールハンマーのヘッドを軸心周りに回転させるとともに、前記ケーシング管を前記ダウンザホールハンマーのヘッドの回転方向と反対方向に回転させながら掘削を行うとともに、
前記ワイヤー取り付け部のそれぞれにワイヤーを取り付け、
これらのワイヤーを、前記ワイヤー取り付け部と前記掘削装置本体軸を通る立面の一方側の第１支点及び他方側の第２支点との間の前記ダウンザホールハンマーの回転軸を挟んで前記掘削装置本体の両側にあるワイヤー連結部で連結し、
これらのワイヤー連結部と前記第１支点及び前記第２支点とを他のワイヤーによって連結し、
これらの連結形態のままそれぞれのワイヤーを張って、前記ワイヤー取り付け部及び前記ワイヤー連結部を結ぶワイヤーが、前記ダウンザホールハンマーの回転軸に対して平面視で、四角形を形成するようにする、
ことを特徴とする掘削工法。
【請求項２】
両外方に突出する位置にワイヤー取り付け部が設けられた回転駆動部とその下方にダウンザホールハンマーとこれを囲繞する先端に掘削ビットを備えたケーシング管とを有する掘削装置本体と、
これを吊り下げるクレーン類と、
前記ワイヤー取り付け部のそれぞれに取り付けるワイヤーと、
これらのワイヤーを、前記ワイヤー取り付け部と前記掘削装置本体軸を通る立面の一方側の第１支点及び他方側の第２支点との間の前記ダウンザホールハンマーの回転軸を挟んだ前記掘削装置本体の両側において連結するワイヤー連結部と、
これらのワイヤー連結部と前記第１支点及び前記第２支点とを連結する他のワイヤーとを備え、
前記ワイヤー及び前記他のワイヤーを張ると、前記ワイヤー取り付け部及び前記ワイヤー連結部を結ぶワイヤーが、前記ダウンザホールハンマーの回転軸に対して平面視で、四角形を形成するように構成し、
前記回転駆動部は前記ダウンザホールハンマーのヘッドを軸心周りに回転させるとともに、前記ケーシング管を前記ダウンザホールハンマーのヘッドの回転方向と反対方向に回転させながら掘削を行うように構成した、
ことを特徴とする掘削装置。
【請求項３】
前記ケーシング管の下部を取り囲み前記掘削装置本体の降下を案内し地上に設置された筒状のガイドを備えた、
請求項２記載の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダウンザホールハンマーによりヘッドに対して回転と衝撃力を与えながら掘削するに際して、足場（台）無しで掘削する工法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ビットに回転と衝撃力とを与えながら掘削する場合、掘削装置本体の専用の保持装置を用いる。しかし、保持装置として強固なものが必要となるため、そのコストがかさむことは勿論、別の施工地点まで運搬し、改めてセットする手間も多大である。また、特に、急斜面の場合、危険性を伴うし、実際施工も困難なことが多い。そこで、掘削装置本体をクレーンから吊り下げて掘削をおこなう吊下げ式の掘削装置も実用に供されている。この種の掘削装置は、足場を必要とせず、クレーンのブームが届く範囲であれば、急斜面での施工も容易に行うことができる。この例として、本出願人に係る特公昭６３−５２１９７号、及び同６３−３２９５３号のものがある。
【０００３】
また、ケーシング管部に対応して地上に設置してガイドを案内として掘削を進める特開２０００−２７４１７４号に記載のものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の上記のいずれもケーシング管は、非回転である。しかし、この形態での削孔過程で削孔軸心の偏心が生じ、削孔精度が高くなく、削孔の口元が崩壊しやすく（以下これらの問題点を「精度類上の問題」とも言う。）、後に掘削孔にたとえばＨ形鋼を建込むとき不具合を生じる。また、硬岩があるとき、ダウンザホールハンマーのみで削孔を進めるのに削孔能率がさほど高くない。
【０００５】
他方、精度類上の問題は、掘削に伴う反力トルクのために、削孔装置本体を目標の鉛直軸線に沿って確実にかつ強固に保持でき難いことが一つの要因でもある。
【０００６】
そこで、本発明の主たる課題は、削孔軸心の偏心及び削孔口元の崩壊を防止するとともに、削孔精度及び削孔能率を高めることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
両外方に突出する位置にワイヤー取り付け部が設けられた回転駆動部の下方にダウンザホールハンマーとこれを囲繞する先端に掘削ビットを備えたケーシング管とを有する掘削装置本体を、クレーン類によって吊下げ、
かかる状態で前記ダウンザホールハンマーのヘッドを軸心周りに回転させるとともに、前記ケーシング管を前記ダウンザホールハンマーのヘッドの回転方向と反対方向に回転させながら掘削を行うとともに、
前記ワイヤー取り付け部のそれぞれにワイヤーを取り付け、
これらのワイヤーを、前記ワイヤー取り付け部と前記掘削装置本体軸を通る立面の一方側の第１支点及び他方側の第２支点との間の前記ダウンザホールハンマーの回転軸を挟んで前記掘削装置本体の両側にあるワイヤー連結部で連結し、
これらのワイヤー連結部と前記第１支点及び前記第２支点とを他のワイヤーによって連結し、
これらの連結形態のままそれぞれのワイヤーを張って、前記ワイヤー取り付け部及び前記ワイヤー連結部を結ぶワイヤーが、前記ダウンザホールハンマーの回転軸に対して平面視で、四角形を形成するようにする、
ことを特徴とする掘削工法。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
＜請求項２項記載の発明＞
両外方に突出する位置にワイヤー取り付け部が設けられた回転駆動部とその下方にダウンザホールハンマーとこれを囲繞する先端に掘削ビットを備えたケーシング管とを有する掘削装置本体と、
これを吊り下げるクレーン類と、
前記ワイヤー取り付け部のそれぞれに取り付けるワイヤーと、
これらのワイヤーを、前記ワイヤー取り付け部と前記掘削装置本体軸を通る立面の一方側の第１支点及び他方側の第２支点との間の前記ダウンザホールハンマーの回転軸を挟んだ前記掘削装置本体の両側において連結するワイヤー連結部と、
これらのワイヤー連結部と前記第１支点及び前記第２支点とを連結する他のワイヤーとを備え、
前記ワイヤー及び前記他のワイヤーを張ると、前記ワイヤー取り付け部及び前記ワイヤー連結部を結ぶワイヤーが、前記ダウンザホールハンマーの回転軸に対して平面視で、四角形を形成するように構成し、
前記回転駆動部は前記ダウンザホールハンマーのヘッドを軸心周りに回転させるとともに、前記ケーシング管を前記ダウンザホールハンマーのヘッドの回転方向と反対方向に回転させながら掘削を行うように構成した、
ことを特徴とする掘削装置。
【００１１】
＜請求項３項記載の発明＞
前記ケーシング管の下部を取り囲み前記掘削装置本体の降下を案内し地上に設置された筒状のガイドを備えた、
請求項２記載の掘削装置。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、図１〜３を参照しながらさらに詳述する。
図１は本発明の掘削装置の基本概略図である。１は掘削装置本体、２はこれを吊持する車輌クレーン、３は地上に固定されたワイヤー支点部、４は前記掘削装置本体とワイヤー支点部間に張設される共回り防止用ワイヤー、５および６は掘削装置本体の空気圧系駆動源及び油圧系駆動源、７は前記掘削装置本体の掘削に伴う下降を案内するガイドである。
【００１５】
本発明の掘削装置は、前記車輌クレーン２のブーム２ａ先端から垂下した吊持ワイヤー２ｗが掘削装置本体１の上部に取り付けられ、掘削装置本体１が車輌クレーン２によって吊持されている。
【００１６】
前記掘削装置本体１は、ダウンザホールハンマー１１と、これを囲繞するケーシング管１２と、これらを正方向及び逆方向に回転させる回転駆動部１３とを備えており、ダウンザホールハンマー１１とケーシング管１２とが回転駆動部１３の下面に図示されないギアなどの伝達機構を介して連結されている。ダウンザホールハンマーとこれを囲繞するケーシング管を備える掘削装置本体は、ドーナツオーガとも呼ばれる。
【００１７】
前記ケーシング管１２は、その先端外周に掘削ビット１２ｂが取り付けられている。前記ダウンザホールハンマー１１は、従来既知のものが問題なく使用できる。図示されるダウンザホールハンマーは、回転軸の先端に掘削ビット部１１ｂを備えるハンマーヘッド１１Ｂが設けられ、このハンマーヘッド１１Ｂが上下運動をするものである。ダウンザホールハンマー１１の先端の掘削ビット部１１ｂは、ケーシング管１２の掘削ビット１２ｂから突出しており、前記掘削ビット部１１ｂおよび掘削ビット１２ｂの双方で地盤を掘削することが可能になっている。また、前記ハンマーヘッド１１Ｂの直径ｂは、ケーシング管の外径ａ以上とするのが望ましい。具体的には、図中にも示されているように、ハンマーヘッド径ｂを、ケーシング管の外径ａよりも、０〜２０ｍｍ程度大きくする。このようにすると、掘削によって発生するスライムがケーシング管とダウンザホールハンマーとの間の間隙ｇを通って地上に排出されやすくなる。スライムが前記間隙ではなくケーシング管の外周部位を通って地上に排出されるとケーシング管にトルクがかからなくなり、掘削性および掘削精度が低下することがある。かかる理由により、ハンマーヘッドの直径ｂをケーシング管の外径ａよりも大きくするのが好適である。
【００１８】
前記回転駆動部１３は、基体１３Ａの中央に、前記ダウンザホールハンマー１１とケーシング管１２とを、前記ダウンザホールハンマー１１の軸心周りに回転させる駆動装置１３Ｍを備えている。ここでいう基体１３Ａとは、前記駆動装置１３Ｍのハウジングおよびその近傍に位置する部材のことをいう。駆動装置１３Ｍは、例えば、オイルの圧力作動する油圧モータである。ダウンザホールハンマー１１およびケーシング管１２は、前記駆動装置１３Ｍに対して前記伝達機構を介して連結されており、ダウンザホールハンマー１１およびケーシング管１２に正方向及び逆方向に回転させられる。
【００１９】
掘削の際には、ダウンザホールハンマー１１とケーシング管１２とを正逆反対に回転させつつ掘削する。本発明においては、ケーシング管１２の先端の掘削ビット１２ｂによっても地盤を掘削するので特に硬岩に対する掘削性が向上するほか、掘削精度も向上する。また、回転駆動部１３を対地に対して回転させる力が、ダウンザホールハンマー１１とケーシング管１２ｂとが正逆反対に回転するので、相殺されるので共回り防止用ワイヤー４の反力取り力（張力）を小さくできる。
【００２０】
前記回転駆動部１３には、前記吊持ワイヤー２ｗを取り付ける吊持ワイヤー取り付け部１３ａを備え、さらに、それとは別に前記回転駆動部１３には、共回り防止用ワイヤーを取り付けるためのワイヤー取り付け部１３ｂ，１３ｂを備えている。このワイヤー取り付け部１３ｂ，１３ｂは、前記基体１３Ａの両側端から外方に突出する位置に設けられている。図示される例では、前記ワイヤー取り付け部１３ｂは、基体と別体のワイヤー取り付け部材１３Ｂ，１３Ｂに設けられている。ワイヤー取り付け部材１３Ｂ，１３Ｂは、基体１３Ａにネジ１３Ｎ，１３Ｎ…によってネジ固定されて構成されている。
【００２１】
このワイヤー取り付け部１３ｂと地上Ｇに固定されたワイヤー支点部３，３との間には、共回り防止ワイヤー４，４が張設されている。この共回り防止用のワイヤー４，４は、掘削装置の共回り方向に対して反力をとることで共回りを防止するものである。この共回り防止用ワイヤーの張設形態は、前記ワイヤー取り付け部１３ｂのそれぞれに取り付けられたワイヤー４ａ，４ａが、前記ワイヤー取り付け部１３ｂと前記ワイヤー支点部３との間にある連結部３４で連結され、さらにその連結部３４と前記ワイヤー支点部３の間に他のワイヤー４ｂ，４ｂによって連結され、かかる連結形態のままそれぞれのワイヤーが張られたＹ字状形態である。前記ワイヤー連結部３４はリング部材であり、それぞれのワイヤーがリング部材３４に結ばれることによって各ワイヤーが連結されている。すなわち、本実施の形態では、リング部材３４を基点として、リング部材３４と地上に固定されたワイヤー支点部３との間およびリング部材３４とワイヤー取り付け部１３ｂ，１３ｂとの間のそれぞれにワイヤー４が張設されている。ここで、本実施の形態では、ワイヤー連結部３４としてリング部材を用いているが、各ワイヤーの連結にあたっては、その他、リング部材を使用せずに直接ワイヤー同士を結び付けてもよいし、その他既知のワイヤー接続具を問題なく用いることができる。
【００２２】
さらに、本実施の形態では、ワイヤー連結部３４，３４が、前記回転中心軸を挟んで掘削装置本体１３の両がわにあり、また、片側のワイヤー取り付け部１３ｂにつき二本のワイヤーが取り付けられており、図示のとおり、前記ワイヤー取り付け部１３ｂ，１３ｂおよびワイヤー連結部３４，３４を結ぶワイヤー４ａ，４ａ…が、ダウンザホールハンマー１１の回転軸１１ｓに対して平面視で、四角形を形成するようになっている。このようにワイヤー４ａ，４ａ…を張設すると、掘削装置本体１は、上下方向以外の方向の全てが拘束されるので、頭部の振れが生じなくなり掘削精度が向上する。また掘削制度の向上にともなって、掘削開始時に起こりやすい口元の崩壊も防止される。また、本実施の形態のように、ダウンザホールハンマー１１とケーシング管１２が正逆反対に回転する場合には、かかるワイヤー張設形態が、特に効果的に作用することになる。
【００２３】
一方、前記掘削装置本体１の駆動源５，６は地上に用意されている。この駆動源は、ダウンザホールハンマー１１に衝撃力を与えるためのエアコンプレッサ５０、前記駆動装置１３Ｍにオイルを圧送する油圧ユニット６０などである。図示される油圧ユニット６０は、油圧を適正値にコントロールする制御器６０Ａを備えている。これら駆動部５，６は地上に別々に配置することが可能である。
【００２４】
前記エアコンプレッサ５０からの圧送エアは、圧送管５０ａおよび回転駆動部１３に設けられた図示されないエア供給口を介してダウンザホールハンマー１１内に送気される。このエアコンプレッサ５０からの送られる圧送エアは、切削にともなう切粉を地上に排出するにも用いられる。その効果を増すためにエアに対してポンプによりフォーム液を混入するようにしてもよい。
【００２５】
また、前記駆動装置１３Ｍに対しては、油圧ユニット６０からコントロール装置６０Ａを通って圧送管６０ａを介して油圧が与えられる。前記油圧ユニット６０から圧送されたオイルは、前記回転駆動部１３の図示されないオイル供給口から前記駆動装置１３Ｍ内に供給され、前記駆動装置１３Ｍが油圧によって回転力を得るように構成されている。
【００２６】
掘削に際しては、掘削装置本体１を車輌クレーン２により吊持しながら、駆動装置１３Ｍの回転力をギア手段を介してダウンザホールハンマー１１およびケーシング管１２にそれぞれ正逆反対に与えるとともに、前記ダウンザホールハンマー１１の掘削ビット部１１ｂに、圧送エアによる上下方向の衝撃力を与えて行う。この掘削に先駆けて上記のように、共回り防止用ワイヤー４，４…を張設しておくことにより、掘削時の回転駆動部１３の共回りが防止される。
【００２７】
他方、本実施の形態の掘削装置は、必要により、掘削装置本体１を安定させるために、ケーシング管１２の下部を取り囲み掘削装置本体１の降下を案内し地上に設置された筒状のガイドを設けることができる。このガイド７にはケーシング管１２が挿通される、ケーシング管１２の外経とほぼ同様の内径の、貫通口７ａを有し、前記貫通口７ａにケーシング管１２が挿入されることで掘削装置本体１の下降がガイドされる。また、このガイド７はその下面に先端が鋭利に尖っている突起部７ｂを有し、この突起部７ｂによって地上に固定され、ケーシング管１２の回転に伴うガイド７の共回りが防止されている。また、前記ガイド７は、その上部にワイヤーを掛けることができる吊り輪部７ｃを有し、この吊り輪部７ｃにワイヤーを掛けて前記車輌クレーン２により吊下げることにより運搬に供せられる。ガイド７の配設によって、掘削装置本体１の振れをさらに抑えることができ、さらに垂直に安定した精度の高い掘削を行うことができるようになる。
【００２８】
他方、掘削時の掘削装置本体１の下降をガイドする装置としては前記ガイド以外に、図４に示されるように、掘削装置本体の下降をガイドする既知のリーダー８を用いてもよい。図示される例では、前記リーダー８が車輌クレーン２のブーム２Ａの先端に固定されているが、掘削装置本体１と同様にリーダー８をワイヤーによって吊持するようにしてもよい。このようなリーダー８を用いる場合、掘削精度はさらに向上する。特に、掘削開始時における掘削装置本体１の頭部の振れが非常に抑制されるので好ましい。リーダー８を用いる場合は、共回り防止用ワイヤーは設けなくてもよい。もちろん供回り防止用ワイヤーを設けてもよい。設けるのであれば、前述の張設形態と同様に張設することができる。
【００２９】
上記の実施の形態においては、掘削装置本体１の構成をダウンザホールハンマー１１およびケーシング管１２を正逆反対に回転させる構成とし、さらに、ワイヤー取り付け部１３ｂ，１３ｂからの共回り防止用ワイヤー４ａ，４ａ…をリング部材３４にて連結するワイヤーの張設形態としたが、本発明においては、ケーシング管を用いないまたはケーシング管１２をダウンザホールハンマーと正逆反対に回転させない掘削装置本体１の構成において上記のワイヤー張設形態としてもよい。また、ワイヤー張設形態は従来の形態で掘削装置本体１をダウンザホールハンマー１１とケーシング管１２とを正逆反対に回転させる構成としてもよい。いずれの形態であっても、従来の吊下げ式掘削装置と比較して掘削精度が向上する。ダウンザホールハンマー１１およびケーシング管１２を正逆反対に回転させる構成の場合は、掘削精度の向上に加えて、硬盤に対する掘削性能も向上する。
【００３０】
なお、本発明における「地上」とは、水上からの掘削では、アンカーなどにより安定した水上作業台などを含むものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば削孔軸心の偏心及び削孔口元の崩壊を防止するとともに、削孔精度及び削孔能率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の掘削装置の基本概略図である。
【図２】  掘削装置本体およびガイドポストの側面図である。
【図３】  回転駆動部の正面と共回り防止用ワイヤーの張設形態を示す図である。
【図４】  リーダーを用いた形態を示す図である。
【符号の説明】
１…掘削装置本体、２…車輌クレーン、３…ワイヤー支点部、４…共回り防止用ワイヤー、５，６…駆動源、７…リーダー、１１…ダウンザホールハンマー、１２…ケーシング管、１３…回転駆動部。
【図１】
0004437880.tif 000002
【図２】
0004437880.tif 000003
【図３】
0004437880.tif 000004
【図４】
0004437880.tif 000005