(57)【要約】本発明は、特に叩打穿孔または叩打回転穿孔によって地盤または岩盤に孔（７）を開け、この孔に支持体を固定するための方法および装置に関する。本発明において、穿孔（７）は、ドリルパイプ（５）に取り付けられたドリルビット（１）によって形成され、同時に、ドリルパイプ（５）を所定の距離を隔てて取り囲むスライディングスリーブ（４）が導入される。本発明は、穿孔中に、長いスリット（８）が形成されたスライディングスリーブ（４）の少なくとも一部が導入されて穿孔（７）に実質的に当接し、長いスリットを有するスライディングスリーブ（４）により、簡単な構成で、確実に支持固定することができることを特徴としている。
2004522019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に衝撃穿孔または回転叩打穿孔において、土物質または岩物質中に孔（７）を開け、この孔に支持体を固定するための方法であって、ドリルロッドアセンブリ（５）に取り付けられたドリルビット（１）によってドリル孔（７）が形成され、これと同時に、前記ドリルロッドアセンブリ（５）を所定の空間を隔てて取り囲むジャケットチューブ（４）を導入する方法において、前記ジャケットチューブには長溝（８）が形成され、穿孔中、前記ジャケットチューブの少なくとも一部は、前記ドリル孔（７）と実質的に当接した状態で導入されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ジャケットチューブ（４）の内部に拡張可能部材（１５、１７、１９）が導入され、この拡張可能部材は、前記ドリル孔（７）が完成して前記ドリルロッドアセンブリ（５）が除去された際に拡張されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記拡張可能部材（１５、１７、１９）は、衝撃応力を作用させることにより拡張されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ジャケットチューブ（４）は、ドリルビット（１）との接続による引張応力を作用させることにより、および／または、衝撃応力を作用させることにより、前記ドリル孔（７）内に導入されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
実質的に長溝をつけられた前記ジャケットチューブ（４）に沿って、少なくとも１つの接続部が設けられ、この接続部は、所定の破断点（２９）によって画定されるとともに、前記ドリル孔（７）の完成時に分離されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の破断点（２９）の分離または破断は、少なくともインパクトシュー（３）およびこのインパクトシューに取り付けられた前記ジャケットチューブ（４）を僅かに引き戻して前記インパクトシュー（３）を作動させることにより行なわれることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ドリル孔（７）の完成時、それ自体周知の方法で前記ジャケットチューブ（４）の内部に硬化物質が充填されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
特に衝撃穿孔または回転叩打穿孔において、土物質または岩物質中に孔（７）を開けて支持体を形成するための装置であって、ドリルロッドアセンブリ（５）に取り付けられたドリルビット（１）がドリル孔（７）を形成し、前記ドリルロッドアセンブリ（５）を所定の空間を隔てて取り囲むジャケットチューブ（４）がドリルビット（１）の直ぐ後に設けられている装置において、前記ジャケットチューブ（４）は、このジャケットチューブ（４）の長手方向に沿って実質的に延びる長溝（８）を備えていることを特徴とする、装置。
【請求項９】
前記ジャケットチューブ（４）の内部に拡張可能部材（１５、１７、１９）を導入可能であり、この拡張可能部材は、前記ドリル孔（７）が完成して前記ドリルロッドアセンブリ（５）が除去された際に前記ジャケットチューブ（４）の内壁と当接した状態で拡張可能であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記拡張部材（１５）は、特に円錐部材（１９）の導入によって生じる衝撃応力により拡張可能なスリーブ（１７）を備えていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ジャケットチューブ（４）の内壁には、前記拡張可能部材（１５、１７、１９）を位置決めするための突出部または突起（２０）が設けられていることを特徴とする、請求項９または請求項１９に記載の装置。
【請求項１２】
前記ジャケットチューブ（４）は、このジャケットチューブ（４）の実質的に長手方向に延びるその長溝に沿って、少なくとも１つの所定の破断点（２９）を備えていることを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記ジャケットチューブ（４）の前記長溝（８）に沿って設けられた前記少なくとも１つの所定の破断点（１９）は、前記長溝（８）をブリッジ溶接することにより形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ドリルビット（１）と対向する前記ジャケットチューブ（４）の端部は、前記ドリルビット（１）のインパクトシュー（３）に固定されていることを特徴とする、請求項８から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記ジャケットチューブ（４）は、プレストレスを与えられた材料、特に金属によって形成されていることを特徴とする、請求項８から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも前記ドリル孔（７）の完成時、土物質または岩物質から突出する前記ジャケットチューブ（４）の端部に固定プレート（１３）を固定できることを特徴とする、請求項８から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記ジャケットチューブは、前記ドリルビット（１）の後側に続くその端部領域に、それ自体周知の形態で、掘削された土物質または岩物質を前記ジャケットチューブ（４）の内部に導入するための少なくとも１つの通路開口を備えていることを特徴とする、請求項８から１６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に衝撃穿孔または回転叩打穿孔において、土物質または岩物質中に孔を開け、この孔に支持体（ａｎｃｈｏｒａｇｅ）を固定するための方法であって、ドリルロッドアセンブリに取り付けられたドリルビットによってドリル孔が形成され、これと同時に、前記ドリルロッドアセンブリを所定の空間を隔てて取り囲むジャケットチューブを導入する方法に関する。また、本発明は、特に衝撃穿孔または回転叩打穿孔において、土物質または岩物質中に孔を開けて支持体を形成するための装置であって、ドリルロッドアセンブリに取り付けられたドリルビットがドリル孔を形成し、前記ドリルロッドアセンブリを所定の空間を隔てて取り囲むジャケットチューブがドリルビットの直ぐ後に設けられている装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土物質または岩物質中に孔またはドリル孔を形成し、その後、支持体またはライニングをドリル孔内に固定する場合においては、穿孔作業中、例えば衝撃穿孔または回転叩打穿孔において、ジャケットチューブをドリル孔内に導入し、穿孔作業終了後、ドリル孔内にジャケットチューブを残したまま、随意的に、ドリルビットの一部をドリルロッドアセンブリと共にドリル孔から抜去し、その後、硬化物質をジャケットチューブ内に充填することにより、ドリル孔内に支持体を形成することが、例えば、国際公開第９８／２１４３９号パンフレットおよび国際公開第９８／５８１３２号パンフレットによって知られている。国際公開第９８／５８１３２号パンフレットに記載された構成において、ドリルロッドアセンブリをドリル孔内に残し、その後にドリルロッドアセンブリに充填する場合には、ドリルロッドアセンブリの外周に別個のリブおよび溝を設け、これにより、良好な支持固定作用を得ても良い。
【０００３】
また、ドリル孔の形成後、ドリルロッドアセンブリと共に穿孔具をドリル孔から抜去して、支持体または支持固定手段をドリル孔内に導入することは、例えば、欧州特許第０２４１４５１号明細書、米国特許第４，４９０，０７４号明細書、独国特許出願Ｓ２１０５８８８号明細書、米国特許第４，３１０，２６６号明細書、欧州特許出願第０８７５６６３号明細書および他の文献から知られている。その後に導入される管状の支持固定手段が、適切な保持部材によって、最終的な状態に対して減少した直径に維持されるとともに、高強度チューブをドリル孔内に完全に導入して保持手段を除去した後、一般に実質的に長手方向に延びる溝を備える前記チューブが拡張されることによりドリル孔の壁に当接または圧接され、これにより、必要な支持固定作用が得られる構成は、知られている。この周知の従来技術は、一方で、以下の欠点を有している。すなわち、第１の方法ステップでドリル孔を形成し、その後、穿孔具およびドリルロッドアセンブリを除去した後、更なる方法ステップにおいて、時として非常に長いドリル孔内に支持固定手段を導入し、その後、支持固定手段をドリル孔の壁と当接させることができるようにするために、支持固定手段の外径を拡大して各保持部材を除去しなければならない。したがって、２つの別個の作業ステップによって多くの時間がかかるとともに、その後に時として長い支持固定手段を導入することに困難を伴うことは言うまでもない。また、穿孔装置をドリルロッドアセンブリと共に除去し、その後、支持固定手段を導入することは、比較的頑丈な土や岩においてのみ実現可能であると考えられる。この場合、物質がドリル孔内へと入り込まないように保護しなければならない。例えば、穿孔作業中、または、穿孔具を除去した後であって最終的に支持固定手段を導入する前に、支持固定手段の導入が妨げられ、ドリル孔が塞がるといった事態を防止しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、簡単な構成で、穿孔作業中に少なくとも一時的な固定を行なうことができるとともに、ドリル孔の完成時に直ぐにドリル孔の内壁を支持固定することができる、冒頭で述べた種類の方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を解決するために、本発明に係る方法は、冒頭で述べた種類の方法から出発して、ジャケットチューブに長溝が形成され、穿孔中、前記ジャケットチューブの少なくとも一部が、ドリル孔と実質的に当接した状態で導入されることを特徴とする。長溝が形成された前記ジャケットチューブは、穿孔作業中にドリル孔の内壁と少なくとも部分的に当接するため、穿孔作業中に少なくとも一時的な固定を行なうことができる。この場合、長溝が形成されていることにより、ジャケットチューブは十分にしなやかで弾性を有し、したがって、ジャケットチューブがドリル孔の内壁と少なくとも部分的に当接した状態であっても、例えば引張応力または衝撃応力により殆ど抵抗なくジャケットチューブを導入することができるように保護されている。また、長溝が形成されたジャケットチューブは、ドリル孔の内壁と少なくとも部分的に当接することにより、ドリル孔の完成時において直ちにドリル孔を適切に支持固定する。これにより、ドリル孔の完成時にドリルロッドアセンブリを取り除いて別個の支持体をドリル孔内に導入する従来の構成に比べて、そのような支持固定に要する時間を省くことができる。また、本発明に係る方法は、穿孔される物質が土であろうが岩であろうが適用することができる。これは、ドリル孔の製造または形成の最中にジャケットチューブが導入されるからである。したがって、岩が緩いために、少なくとも穿孔具を取り除いた後、支持体を導入する前に、陥没するような虞がある場合でも、穿孔中に導入されるジャケットチューブが、緩い岩中に形成されたドリル孔の通路断面を常に維持するため、その後に与えられる支持固定に伴って生じる問題を懸念する必要はない。ドリル孔が完成した後、穿孔具は、ドリル孔内に残されたジャケットチューブの内部を通じてドリルロッドアセンブリと共に少なくとも部分的に取り除かれても良い。あるいは、ドリル孔の完成後に、穿孔具をドリルロッドアセンブリと共にドリル孔内に残して支持固定作用を高めるようにしても良い。この場合、ジャケットチューブがドリル孔の内壁と当接することにより、支持固定作用が得られるだけでなく、ドリル孔内に残された穿孔具およびドリルロッドアセンブリにより支持固定作用が高められる。長溝が設けられたジャケットチューブを、ドリル孔の内壁と少なくとも部分的に当接した状態で導入すると、それ自体周知のようにドリルビットの領域内に洗掘流体を導入するとともに、ジャケットチューブの外周領域で掘削物質の排出を行なうことにより、ジャケットチューブの潤滑作用または滑り作用を引き起こす液体層または粘性物質層が形成されるようになると考えられる。また、ドリル孔が完成して、精練流体の連続供給を停止すると、ジャケットチューブの外周領域の物質が固まった際に、ジャケットチューブの外周とドリル孔の内壁との間の摩擦が高まり、これにより、ドリル孔の内壁に当接するジャケットチューブの良好な支持固定作用が得られると考えられる。
【０００６】
既にその導入時にドリル孔の内壁と少なくとも部分的に当接するジャケットチューブの支持固定作用をサポートするため、好ましい実施形態においては、ジャケットチューブの内部に拡張可能部材（ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を導入し、ドリル孔が完成してドリルロッドアセンブリを取り除いた際に拡張可能部材を拡張させることを提案する。このように拡張可能部材を随意的に導入することにより、一部の領域にわたってジャケットチューブをドリル孔の内壁に確実に固定することができ、固定支持作用を高めることができる。
【０００７】
本発明に係る方法の更に好ましい実施形態においては、特に簡単な方法で、拡張可能部材をジャケットチューブの内部に固定することができる。この場合、拡張可能部材は、衝撃応力によって拡張される。そのような拡張可能部材によれば、ジャケットチューブをドリル孔の内壁に対して確実に当接させることができるとともに、例えば、周囲の物質によって及ぼされる圧縮応力またはジャケットチューブによって形成される支持体の長手方向に作用する引張応力によってジャケットチューブの断面が減少しないようにすることができる。これは、特に、長溝が設けられていると、支持体を構成するジャケットチューブの長手方向に作用する引張応力により、ジャケットチューブの支持断面が減少し、支持固定作用が低下するからである。
【０００８】
穿孔作業中におけるジャケットチューブの導入においては、周囲の物質に応じて、したがって、ジャケットチューブの性質に応じて、ドリルビットとの接続部を介して引張応力を作用させることにより、および／または、衝撃応力を作用させることにより、ジャケットチューブをドリル孔内に導入することが好ましい。したがって、本発明において、ジャケットチューブは、例えば、適切な方法でドリルビットと連結され、穿孔作業中において引張応力のみによりドリル孔内に導入されても良い。しかしながら、特に、物質の断面積が大きく、したがって、強度が大きいジャケットチューブを、耐久性がある支持体を形成するために使用する場合には、これに加えて、あるいは、これの代わりに、穿孔作業中、衝撃応力を作用させることにより、ジャケットチューブをドリル孔内に導入しても良い。これにより、ジャケットチューブを引張るためにドリルビットに過度の力を作用させるといったことを防止できる。
【０００９】
これに関連して、他の好ましい実施形態においては、穿孔作業中にジャケットチューブを適切に導入するため、実質的に長溝をつけられたジャケットチューブに沿って、少なくとも１つの接続部が設けられ、この接続部は、所定の破断点によって画定されるとともに、ドリル孔の完成時に分離される。
【００１０】
本発明においては、前記所定の破断点を特に簡単に分離または破断できることが好ましい。すなわち、所定の破断点の分離または破断は、少なくともインパクトシューおよびインパクトシューに取り付けられたジャケットチューブを僅かに引き戻して、インパクトシューを作動させることによって行なわれる。したがって、ドリル孔の完成後、所定の破断点の分離または破断は、ジャケットチューブの前端の拡張または拡大の下、少なくともインパクトシュー及びこれに随意的に取り付けられた環状ドリルビットを僅かに引き戻し、その後、形成されたドリル孔内にジャケットチューブを少なくとも部分的に摩擦係合して強固に保持もしくは取り付けた状態で、インパクトシューを作動させることにより行なわれ、また、例えばジャケットチューブの前端領域に対応する支持面を形成することによって、長溝が形成されたジャケットチューブの内径をインパクトシューによって拡大し、これにより、主に、拡張されたジャケットチューブの外径をドリル孔の完成した壁部に適切に当接させることができるようにすることにより行なわれる。
【００１１】
更に好ましい実施形態においては、特に岩が緩い場合、すなわち、それに伴って、ドリル孔から突出する端部に随意的に固定プレートが固定されるような場合に、支持固定作用を更に高めるため、ドリル孔の完成時、それ自体周知の方法で、ジャケットチューブの内部に硬化物質が充填される。硬化物質は、特に拡張可能なジャケットチューブの前側領域および長溝に沿う領域で、周辺の物質中に浸透することができ、これによりジャケットチューブの支持固定を改良する。硬化物質を浸透させ、その後、ジャケットチューブの外端に設けられた前記固定プレートを用いて支持することにより、更に、随意的に緩く積層された土物質または岩物質を固定することができる。
【００１２】
また、最初に記載した目的を達成するため、冒頭で述べた種類の装置は、基本的に、ジャケットチューブの長手方向に実質的に延びる長溝をジャケットチューブが備えていることを特徴とする。長溝が形成されたジャケットチューブを設けることにより、穿孔作業中、小さい摩擦抵抗で且つドリル孔の内壁と少なくとも部分的に当接させた状態で、ジャケットチューブをドリル孔内に導入することができる。また、この場合、ドリル孔の内壁にジャケットチューブを少なくとも部分的に直接に当接させることにより、穿孔作業の終了時に、適切な支持固定作用が得られる。
【００１３】
好ましい実施形態においては、支持固定作用をサポートするため、ジャケットチューブの内部に拡張可能部材を導入することができる。この拡張可能部材は、ドリル孔を完成してドリルロッドアセンブリを取り除いた時点で、ジャケットチューブの内壁と当接する状態で拡張させることができる。ジャケットチューブの内壁に当接させた状態で拡張させることができるそのような拡張可能部材によれば、ドリル孔内でジャケットチューブを安全に支持固定することができ、これにより、そのような拡張可能部材は、特にジャケットチューブによって形成される支持体に引張応力が作用する場合に、例えばジャケットチューブの断面の減少を防止し、所望の支持固定作用を確実に維持することができる。
【００１４】
特に好ましい実施形態においては、ジャケットチューブの内部に拡張可能部材を特に有利に固定するため、拡張可能部材は、特に円錐部材の導入によって生じる衝撃応力により拡張可能なスリーブから成る。特に、ジャケットチューブの内部に複数の拡張可能部材を設ける場合に、これらの拡張可能部材を適切に位置決めするべく、他の好ましい実施形態においては、ジャケットチューブの内壁に、拡張可能部材を位置決めするための突出部または突起が設けられる。
【００１５】
ジャケットチューブは、特に簡単に導入できるように、ジャケットチューブの実質的に長手方向に延びる長溝に沿って、少なくとも１つの所定の破断点を備えていることが好ましい。本発明にしたがってジャケットチューブの長溝に沿って設けられる少なくとも１つの所定の破断点により、穿孔作業中、ジャケットチューブをドリル孔内に簡単に導入することができる。一方、少なくとも１つの所定の破断点は、ドリル孔の完成時に分離もしくは破断され、これにより、ドリル孔の内壁にジャケットチューブを当接させて支持固定することができる。
【００１６】
ドリル孔が完成した後、少なくとも１つの所定の破断点は、適当な力の導入によって分離されることが可能でなければならない。しかしながら、所定の破断点は、穿孔作業中において、ジャケットチューブの実質的な全長にわたって延びる長溝の強度を十分に確保しなければならない。このため、他の好ましい実施形態において、ジャケットチューブの長溝に沿って設けられた少なくとの１つの所定の破断点は、長溝をブリッジ溶接することによって形成される。位置決め、形状、随意的には所定の破断点を形成する溶接の数を適切に定めることにより、穿孔作業中における抵抗、および、ドリル孔完成時における所定の破断点の破壊または分離に関する様々な要求を満たすことができる。
【００１７】
穿孔作業中にジャケットチューブを適切に導入するため、ドリルビットと対向するジャケットチューブの端部は、本発明に係る装置のさらに好ましい実施形態における場合と同様に、ドリルビットのインパクトシューに固定される。衝撃応力を作用させて、ドリルビットまたはインパウトシューにジャケットチューブを固定することによりジャケットチューブを導入することに加え、更に、ドリル孔から突出するジャケットチューブの端部に衝撃応力を作用させても良い。これは、特に、ジャケットチューブの強度が高い場合に実現可能である。
【００１８】
ドリル孔の完成時に拡張可能なジャケットチューブの適した支持固定作用を得るため、更に好ましい実施形態においては、ジャケットチューブがプレストレスを与えられた材料、特に金属によって形成される。
【００１９】
特に部分的に緩い岩物質層において、支持体を完成するため、または、支持固定作用を高めるため、本発明においては、ドリル孔の完成時に、土物質または岩物質から突出するジャケットチューブの一端に固定プレートを固定できることが好ましい。
【００２０】
また、更に好ましい実施形態においては、掘削岩を適切に運搬するため、ジャケットチューブは、ドリルビットの後側に続くその端部領域に、それ自体知られた方法で、掘削された土物質または岩物質をジャケットチューブの内部に導入するための少なくとも１つの通路開口を備えている。これにより、掘削された物質を、ドリル孔から、自由空間内、特にドリルロッドアセンブリとジャケットチューブとの間に形成される環状空間内へと排出することができる。
【００２１】
以下、添付図面に概略的に示される典型的な実施形態により、本発明を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１において、一般に参照符号１で示される穿孔具またはドリルビットは、接続ピース２および参照符号３で概略的に示されるインパクトシューを介して、ジャケットチューブ４の内部へと延びるドリルロッドアセンブリ５に接続されている。ドリルビット１は、掘削される土物質や岩物質の外側に配置され且つその表面が参照符号６で示される詳細には図示しない衝撃穿孔（ｉｍｐａｃｔ  ｄｒｉｌｌｉｎｇ）装置または回転叩打穿孔（ｒｏｔａｒｙ  ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ  ｄｒｉｌｌｉｎｇ）装置により、ドリルロッドアセンブリ５を介して作動される。図１には、穿孔具またはドリルビット１によって形成されたドリル孔の内面形状が参照符号７で概略的に示されている。
【００２３】
図１から分かるように、ジャケットチューブ４は、実質的に長手方向に延びる長溝８を備えている。これは図２からも明らかである。また、図２から明らかなように、スリーブ４は、プレストレスを与えられた（ＰＣ）材料、特に金属によって形成されている。前記材料は、ドリル孔の外側に解放された、実線で示される状態では、ドリル孔の内側における状態よりも大きい外径を有している。図２には、ドリル孔の内側における状態が細い破線で示されており、その際の長溝が参照符号８’で示されている。したがって、ジャケットチューブ４は、プレストレスがかけられた状態でドリル孔内に導入されて、ドリル孔の内壁７と少なくとも部分的に当接し、これにより、穿孔作業中に少なくとも一時的に固定可能となる。
【００２４】
また、図２から明らかなように、ドリルロッドアセンブリ５には中央通過チャンネル９が設けられている。このチャンネルを通じて精練流体がドリルビット１の領域へと導入されることにより、ジャケットチューブ４とドリル孔の内壁７との間に位置するジャケットチューブ４の外周領域内へと掘削物質が少なくとも部分的に排出される。この場合、ジャケットチューブの外周とドリル孔の内壁７との間の界面に洗掘流体（ｓｃｏｕｒｉｎｇ  ｆｌｕｉｄ）を導入することにより、潤滑作用または滑り作用が得られる。したがって、この潤滑作用または滑り作用は、穿孔作業中において、ジャケットチューブ４の外周とドリル孔の内壁７との間の摩擦抵抗を低減し、一方、ドリル孔７の完成時に硬化させて、ドリルビット１の領域への洗掘剤の供給を停止することにより、ジャケットチューブ４とドリル孔の内壁７とが摩擦的に係合した状態で接続される。
【００２５】
図１に示される実施形態においては、インパクトシュー３を介してジャケットチューブ４に作用する引張応力により、円錐状に先細る外形を領域４’に有するジャケットチューブ４が、ドリルビット１に引き続いて導入される。
【００２６】
図１において、参照符号１０は、詳細には図示しない衝撃穿孔装置または回転叩打穿孔装置のための作動手段を固定することができる移行スリーブを示している。
【００２７】
図３に示される改良された実施形態において、ジャケットチューブ４は、インパクトシュー３によって加えられる引張応力の他、固定ヘッド６の領域で、移行スリーブ１０を介して衝撃応力に晒される。これにより、ジャケットチューブ４は、引張応力および衝撃応力の両方の作用下で、参照符号７により再び示されるドリル孔の内部へと導入される。
【００２８】
この場合にも、ジャケットチューブ４は、長溝８を備えるとともに、オフセットされ、すなわち、その外周の一部の領域で断面が減少するように形成されている。そのようなオフセットされた部分領域が図３に参照符号１１で示されている。したがって、特に導入作業中、ジャケットチューブ４の一部だけが当接される。このことは、例えばジャケットチューブ４の外周とドリル孔の内壁７との間で高い摩擦抵抗が予期される場合に、適切な穿孔作業を行なうのに有益である。
【００２９】
図４に係る更に改良された実施形態から分かるように、ジャケットチューブ４は、移行スリーブ１０を用いて固定ヘッド６に衝撃応力を作用させるだけで、ドリル孔７の内部に導入される。一方、この実施形態においては、ジャケットチューブ４とドリルビット１との接続による引張りが行なわれない。したがって、このような衝撃応力によるジャケットチューブ４の導入は、特に頑丈なジャケットチューブすなわち強度が高められたジャケットチューブ４の場合において実現可能である。
【００３０】
図５ａ〜図５ｄに示される個々の方法ステップのうち、図５ａは、例えば図４の実施形態の方法と同様の方法で、ジャケットチューブ４とドリルヘッド１とを全く接続させることなく、固定ヘッド６に衝撃応力を作用させることによりジャケットチューブ４を導入しながら、ドリル孔７を形成または製造する状態を示している。
【００３１】
図５ａ〜図５ｄにおいて、固定プレート１３は、土物質または岩物質１２から突出する端部領域にそれぞれ示されている。
【００３２】
図５ｂに示されるようにドリル孔７を完成した後、矢印１４で示されるようにドリルロッドアセンブリ５がドリル孔７から取り除かれる。一方、ドリルビット１はドリル孔７内に残されたままである。
【００３３】
ドリルロッドアセンブリ５を取り除いた後、矢印１６で示されるように、参照符号１５で一般に示される拡張可能部材がジャケットチューブ４の内部に導入される。拡張可能部材１５は、円錐状に先細るスリーブ１７から成り、このスリーブの少なくとも一部には、長溝１８が設けられている。これにより、円錐部材１９をスリーブ１７の内部に導入することができる。
【００３４】
拡張可能な二つの部分からなる部材１５を、ジャケットチューブ４の内部、例えば前記拡張可能部材を位置決めするためのストッパまたは突起２０の領域内へと導入または挿入した後、円錐部材１９は、移行スリーブ１０により衝撃応力に晒され、これにより、二つの部分からなる拡張可能部材１５がジャケットチューブの内部の所望の場所に位置決めされるとともにジャケットチューブ４の内壁に固定される。
【００３５】
この拡張可能部材１５は、導入時、例えば、支持体の抜去移動または分離移動により引張応力を加えることにより或は物質を取り囲むことにより及ぼされる圧縮応力に起因して、ジャケットチューブ４の断面の減少が生じないようにする。これにより、所望の支持固定作用が確実に維持される。ジャケットチューブ４によって形成される支持体に引張応力が作用すると、拡張可能部材１５が設けられていない場合、ジャケットチューブ４の長溝８により、断面を減少させる可能性がある。これにより、そのような断面の減少が支持固定作用を低下させる。
【００３６】
位置決め突起２０を設ける代わりに、図５ｄに示されるように、ドリル孔７内に残っているドリルビット１に対して、拡張可能部材１５を直接に当接させることもできる。また、複数の拡張可能部材１５をジャケットチューブ４の内部に導入し、様々な場所でジャケットチューブ４の固定作用を適切に支持しても良い。そのような複数の拡張可能部材１５は、適切に設計することによって、また、各位置決め突起２０、特に円錐スリーブ１７と係合することによって設けることができる。
【００３７】
拡張可能部材１５を導入する代わりに、あるいは、拡張可能部材１５の導入に加え、ドリル孔７の完成時であって且つドリルロッドアセブリ５を随意的に除去した際に、ジャケットチューブ４の内部に硬化可能な物質を充填しても良い。
【００３８】
更なる改良された実施形態を示す図６において、参照符号１は、この場合も、穿孔具またはドリルビットを示している。このドリルビット１は、接続ピース２および参照符号３で概略的に示されるインパクトシューを介して、ジャケットチューブ４の内部へと延びるドリルロッドアセンブリ５に接続されている。ドリルビット１は、掘削される土物質や岩物質の外側に配置され且つその表面が参照符号６で示される詳細には図示しない衝撃穿孔装置または回転叩打穿孔装置により、ドリルロッドアセンブリ５を介して作動される。図６には、穿孔具またはドリルビット１によって形成されたドリル孔の内面形状が参照符号７で概略的に示されている。
【００３９】
図６から分かるように、ジャケットチューブ４は、実質的に長手方向に延びる長溝８を備えている。長溝８の長手方向に沿って少なくとも１つの所定の破断点２９が設けられている。前記所定の破断点は、例えば溶接２９によって形成されている。この場合、ジャケットチューブ４は、中間部材を介してインパクトシュー３上に固定されるとともに、穿孔作業中にインパクトシュー３によって引張られる。これにより、長溝８が形成されたジャケットチューブ４は、穿孔作業の最中にドリル孔７内へと導入される。
【００４０】
ドリルビット１によって掘削された物質を除去するため、ジャケットチューブ４の前部領域には、通路開口３１が設けられている。前記通路開口３１は、長溝８の断面をはっきりと大きく拡径することによって形成されている。この通路開口３１により、穿孔具１によって掘削された物質は、ジャケットチューブ４とドリルロッドアセンブリ５との間に形成される自由空間すなわち環状空間に達し、ドリルビット１から離れた端面で排出される。必要に応じて、ジャケットチューブ４の、径方向で対向する外周の一部の領域、例えば通路開口３１と対称な領域に、第２の通路開口を設けても良い。
【００４１】
孔が完成すると、所定の破断点２９を形成する溶接部を破断または分離することにより、プレストレスがかけられたジャケットチューブ４が拡張され、これにより、所望の支持固定作用が得られる。
【００４２】
孔が完成すると、ジャケットチューブ４、少なくともインパクトシュー３、インパクトシューに取り付けられたドリルビット部位、例えば中央ドリルビットおよび径方向に取り囲む環状のドリルビットが設けられる環状ドリルビットは、穿孔方向すなわち進行方向２６と反対の方向に僅かに引き戻される。そして、この引き戻し後、インパクトシュー３は、ドリルロッドアセンブリ５により、もう一度、穿孔作業方向２６に作動される。これにより、所定の破断点２９が分離される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る方法を実施するための本発明に係る装置の第１の実施形態の一部断面を有する概略側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略拡大断面図である。
【図３】本発明に係る方法を実施するための本発明に係る装置の改良された実施形態の図１と同様の図である。
【図４】本発明に係る方法を実施するための本発明に係る装置の更に改良された実施形態の図１と同様の他の図である。
【図５ａ】本発明に係る装置を使用して本発明に係る方法を実行する際のステップを示す図であって、図１のそれと同様であり、本発明に係る方法によってドリル孔を形成する作業を示す図である。
【図５ｂ】本発明に係る装置を使用して本発明に係る方法を実行する際のステップを示す図であって、ドリル孔の完成時にドリルロッドアセンブリを取り除く状態を示す図である。
【図５ｃ】本発明に係る装置を使用して本発明に係る方法を実行する際のステップを示す図であって、ドリル孔が完成してドリルロッドアセンブリを取り除いた際にジャケットチューブの内部に拡張可能部材を導入する状態を示す図である。
【図５ｄ】本発明に係る装置を使用して本発明に係る方法を実行する際のステップを示す図であって、拡張可能部材を拡張する作業を示す図である。
【図６】本発明に係る方法を実施するための本発明に係る装置の他の改良された実施形態の概略側面図である。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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