(57)【要約】【課題】  掘削屑の排出効率を改善した掘削工具、および、これを用いることにより鋼管周辺の地山の過大な緩み域や空洞の発生を確実に防止する効率の良い低コストな鋼管打設工法の提供。【解決手段】鋼管ｃとその鋼管ｃに挿通したロッドａとそのロッドａの前端にビットジョイントｆを介して取り付けられた掘削ビットｂとからなる鋼管打設工具において、<i>ロッドａの内管ｅ内に中央通路αを、また、内管ｅ外に環状通路βを形成し該ロッドａおよびビットジョイントｆの外面に排出通路γが形成されていること、および、<ii>ビットジョイントｆが、ビットｂの前面に開口するフラッシング孔５５とロッドａの中央通路αとを連絡する連絡通孔と、環状通路βに連通し排出通路γに斜め後方に向けて開口するリバースブロー孔５０’を形成してなる鋼管打設工具。また、この鋼管打設工具を用いて行う鋼管打設工法。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管と、その鋼管に挿通したロッドと、そのロッドの前端にビットジョイントを介して取り付けられた掘削ビットとからなる鋼管打設工具において、
<i>上記ロッド（ａ）が、内管（ｅ）を外管（ｄ）内に配置することにより、その内管（ｅ）内に中央通路（α）を、また、内管（ｅ）外に環状通路（β）を形成した二重管構造をなし、該ロッド（ａ）および上記ビットジョイント（ｆ）の外面と上記鋼管（ｃ）の内面との間に排出通路（γ）が形成されていること、および、
<ii>上記ビットジョイント（ｆ）が、上記掘削ビット（ｂ）の前面に開口するフラッシング孔（５５）と上記ロッド（ａ）の中央通路（α）とを連絡する連絡通孔（４９）を形成し、また、上記環状通路（β）に連通し、上記排出通路（γ）に斜め後方に向けて開口するリバースブロー孔（５０’）を上記ビットジョイント（ｆ）の側面に形成してなることを特徴とする鋼管打設工具。
【請求項２】
<i>上記ロッド（ａ）の後端が供給用スイベル（ｇ）の回転部材（ｇ’）に、上記外管（ｄ）の後端を該回転部材（ｇ’）の前側接続口（５７）に螺合固定し、かつ、上記内管（ｅ）の後端の受入口（４３）を、上記前側接続口（５７）の内奥部の差込筒状部（５８）に、該受入口（４３）の内奥部と差込筒状部（５８）の前端との間に隙間（ｘ）を空けた状態で嵌合させて接続されていること、および、
<ii>上記ビットジョイント（ｆ）が上記ロッド（ａ）に、上記外管（ｄ）の前端を当該ビットジョイント（ｆ）のロッド受入部（４７）に螺合固定し、かつ、上記内管（ｅ）の前端の差込筒状部（３７’）を、上記ロッド受入部（４７）の内奥部の内管受入口（４８）に、上記差込筒状部（３７’）の前端を該内管受入口（４８）の内奥部との間に隙間（ｘ）を空けた状態で嵌合させて接続されていることを特徴とする請求項１記載の鋼管打設工具。
【請求項３】
上記ロッド（ａ）の内管（ｅ）が、複数の内管用鋼管（ｅ’）同士を、後側の内管用鋼管（ｅ’）の前端の差込筒状部（３７’）を、前側の内管用鋼管（ｅ’）の後端の受入口（４３）に、上記差込筒状部（３７’）の前端と受入口（４３）の内奥部との間に隙間（ｘ）を空けた状態にして嵌合させて接続されている請求項１または２記載の鋼管打設工具。
【請求項４】
前端開口側を拡径した円環状をなすゴム製の案内スカート（ｃ”）を、上記鋼管（ｃ）の前端開口縁に固定してなることを特徴とする請求項１，２または３記載の鋼管打設工具。
【請求項５】
上記ロッド（ａ）の外管（ｄ）が複数の外管用鋼管（ｄ’）をロッドジョイント（３３）で接続してなり、そのロッドジョイント（３３）が、上記環状通路（β）を排出通路（γ）に連通させる、斜め後方に向けて開口したリバースブロー孔を設けていることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の鋼管打設工具。
【請求項６】
上記鋼管（ｃ）の後端に接続した排出用スイベル（ｈ）が、上記鋼管（ｃ）内の上記排出通路（γ）に連通した排出孔（６３）を備えていることを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の鋼管打設工具。
【請求項７】
上記鋼管（ｃ）の側面に開設された注入孔（３２）内に、環状枠（３２ｂ）に弁（３２ｃ）を一定以上の圧力により開放するように嵌め込んだ弁ユニット（３２ａ）を固定してなることを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の鋼管打設工具。
【請求項８】
上記鋼管（ｃ）内に薄肉の鋼管を引抜き自在に配置して、その薄肉鋼管内に上記ロッド（ａ）を挿通してなることを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の鋼管打設工具。
【請求項９】
上記鋼管（ｃ）の側面に開設された注入孔（３２）内に、樹脂を詰めてなることを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の鋼管打設工具。
【請求項１０】
請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９記載の鋼管打設工具（３１，７１）による削孔および鋼管（ｃ）の打込みを、フラッシング用流体を上記掘削ビット（ｂ）のフラッシング孔（５５）から掘削ビット（ｂ）の前面へ噴出させ、かつ、排出用流体を上記ビットジョイント（ｆ）のリバースブロー孔（５０’）から、排出通路（γ）へ後方へ向けて噴出させつつ行うことを特徴とする鋼管打設工法。
【請求項１１】
上記フラッシング用流体がエアであることを特徴とする請求項１０記載の鋼管打設工法。
【請求項１２】
上記フラッシング用流体が泡であることを特徴とする請求項１０記載の鋼管打設工法。
【請求項１３】
上記フラッシング用流体がミストであることを特徴とする請求項１０記載の鋼管打設工法である。
【請求項１４】
上記鋼管（ｃ）をトンネル掘削工における切羽先行補強部材として打設することを特徴とする請求項１０，１１，１２または１３記載の鋼管打設工法。
【請求項１５】
上記鋼管（ｃ）を支保脚部補強工における脚部補強部材として打設することを特徴とする請求項１０，１１，１２または１３記載の鋼管打設工法。
【請求項１６】
上記鋼管（ｃ）を法面の補強工におけるアンカー部材として打設することを特徴とする請求項１０，１１，１２または１３記載の鋼管打設工法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管打設工法およびこれに使用する鋼管打設工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル掘削工事においては、切羽前方の地山に削孔を行いつつ、その孔内に、側面に注入孔を開設した所要長さの鋼管を順次接続しながら打設し、打設した鋼管を通じて地山内に注入材を注入することによって切羽前方の地山を改良する注入式鋼管先受け工法等の地山補強工法が行われている。
【０００３】
上記工法における鋼管の打設は、前端にビットを装着したロッドを鋼管に挿通し、そのビットにより切羽前方の地山を削孔しながら上記鋼管を圧入することによって行われるもので、その作業は、本来、地山を傷めないよう行うべきものであるが、上記削孔のために毎分６５リットル程度の多量の削孔水を０．６〜１ＭＰａ程度の高圧に加圧してビットの周囲に噴射するので、地質によっては、その高圧かつ多量の削孔水によりかえって鋼管周辺の地山の緩み域を拡大したり、空洞の発生を引き起こし、その後に行う注入材の注入量が過大になったり必要な改良効果が得られない等の問題があった。
また、削孔水が地山の亀裂を通って切羽面へまわり小崩落を引き起こすこともあった。
【０００４】
このような、削孔水を使用することによる悪影響を排除するための鋼管打設用の掘削工具およびこれを用いた先行補強工法として、特開２００４−２８５７５２号（特許文献１）に記載されたものがある。
【０００５】
同文献には、第１に、図１６に示した、鋼管１と、その鋼管１に挿通された回転駆動可能な削孔ロッド２と、その削孔ロッド２の前端に装着され鋼管１の前端から突出するようにして掘削ビット３を取り付けた工具本体４とからなる掘削工具５が開示されている。
上記工具本体４は上記鋼管１の内径とほぼ同じ外径を有するもので、その中心には、上記削孔ロッド２内の流路６に連通した流路７が形成されており、また、該工具本体４の側面にはその軸方向に沿って排出溝８が形成されている。
上記流路７の前端には、当該工具本体４の側面の上記排出溝８に向けかつ後方すなわち鋼管１の口元側に２５°〜３０°傾斜させた状態にした流体供給路９が連通している。
その流体供給路９の噴出口９’は、上記排出溝８の、上記鋼管１の内部に位置する箇所に開口している。
【０００６】
この掘削工具５を用いた工法では、上記工具本体４の掘削ビット３により削孔を行い、これにより生じる掘削屑を排出溝８を通じて鋼管１内に取り込むとともに、上記流路６，７を通じて供給される削孔水を、上記流体供給路９の噴出口９’から鋼管１の内部にやや口元側に向けて噴射することで、掘削屑を口元側へ排出するとされている。
【特許文献１】特開２００４−２８５７５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この掘削工具５を用いた場合、直接地山に当接する掘削ビット３の前面に十分な削孔水が供給されないので、掘削自体が難しいかあるいは掘削屑の取り込みおよび排出の効率が極めて悪いものと認められる。
【０００８】
また、同文献には、第２に、図１７に示した掘削工具１１も開示されている。
この掘削工具１１は、削孔ロッド１２を鋼管１３に挿通するとともに、その前端に掘削ビット１４を取り付けた工具本体１５を装着してなる。
上記工具本体１５は、その中心に、上記削孔ロッド１２内の流路１６に連通する流路１７を形成し、また、側面にはその軸方向に沿った排出溝１８が形成されている。
上記流路１７の途中には、当該工具本体１５の側面の上記排出溝１８に向けかつ後方に２５°〜３０°傾斜させた状態にした流体供給路１９が連通しており、その流体供給路１９の噴出口１９’は、上記排出溝１８の、上記鋼管１３の内部に位置する箇所に開口している。
【０００９】
この工具本体１５は、さらに、上記流路１７の前端に連通させた流体供給路２０を形成している。この流体供給路２０は、この工具本体１５の前端側に向けて斜めに形成され、その噴出口２０’を工具本体１５の前端の掘削ビット１４の後側に位置させて開口させている。
また、上記流路１６，１７内には、その内径より細い管状の配管２１を配置してこの配管２１の内外に２系統の流体を送給できるようにしている。
【００１０】
流路１６，１７内の配管２１内にはエアが、その配管２１の外側には削孔水がそれぞれ供給されるようになっており、この掘削工具１１による削孔は、上記流体供給路２０を通じてエアを噴出することにより掘削屑を排出溝１８から鋼管１内に取り込み、さらに、その取り込んだ掘削屑を流体供給路１９を通じて噴出させた掘削水により鋼管１３の口元側へ排出するというものである。
【００１１】
しかし、掘削により生じる掘削屑をビット１４の前面から取り払い鋼管１３内に取り込むには、できるだけそのビット１４の前面に効率よくエアを噴出させる必要があるところ、この掘削工具１１のエアを噴出させる流体供給路２０は上記ビット１４の後側に開口しているから、その取り込み効率は依然として改善の余地があった。
【００１２】
また、流体供給路１９の噴出口１９’は比較的狭い空間である排出溝１８内に開口しているから、その狭い排出溝１８内に高圧で噴出する削孔水が一種の壁を形成してしまい、この排出溝１８内に取り込まれた掘削屑を鋼管１３の口元側に適切に排出できず、かえって、その排出を遮ることにもなりかねなかった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記の問題を解消して、掘削屑の排出効率を改善した鋼管打設工具、および、これを用いることにより鋼管周辺の地山の過大な緩み域や空洞の発生を確実に防止する効率の良い低コストな鋼管打設工法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の本発明鋼管打設工具は、鋼管ｃと、その鋼管ｃに挿通したロッドａと、そのロッドａの前端にビットジョイントｆを介して取り付けられた掘削ビットｂとからなる鋼管打設工具において、
<i>上記ロッドａが、内管ｅを外管ｄ内に配置することにより、その内管ｅ内に中央通路αを、また、内管ｅ外に環状通路βを形成した二重管構造をなし、該ロッドａおよび上記ビットジョイントｆの外面と上記鋼管ｃの内面との間に排出通路γが形成されていること、および、
<ii>上記ビットジョイントｆが、上記掘削ビットｂの前面に開口するフラッシング孔５５と上記ロッドａの中央通路αとを連絡する連絡通孔４９を形成し、また、上記環状通路βに連通し、上記排出通路γに斜め後方に向けて開口するリバースブロー孔５０’を上記ビットジョイントｆの側面に形成してなることを特徴とする鋼管打設工具である。
【００１５】
請求項２記載の本発明鋼管打設工具は、
<i>上記ロッドａの後端が供給用スイベルｇの回転部材ｇ’に、上記外管ｄの後端を該回転部材ｇ’の前側接続口５７に螺合固定し、かつ、上記内管ｅの後端の受入口４３を、上記前側接続口５７の内奥部の差込筒状部５８に、該受入口４３の内奥部と差込筒状部５８の前端との間に隙間ｘを空けた状態で嵌合させて接続されていること、および、<ii>上記ビットジョイントｆが上記ロッドａに、上記外管ｄの前端を当該ビットジョイントｆのロッド受入部４７に螺合固定し、かつ、上記内管ｅの前端の差込筒状部３７’を、上記ロッド受入部４７の内奥部の内管受入口４８に、上記差込筒状部３７’の前端を該内管受入口４８の内奥部との間に隙間ｘを空けた状態で嵌合させて接続されていることを特徴とする請求項１記載の鋼管打設工具である。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、上記ロッドａの内管ｅが、複数の内管用鋼管ｅ’同士を、後側の内管用鋼管ｅ’の前端の差込筒状部３７’を、前側の内管用鋼管ｅ’の後端の受入口４３に、上記差込筒状部３７’の前端と受入口４３の内奥部との間に隙間ｘを空けた状態にして嵌合させて接続されている請求項１または２記載の鋼管打設工具である。
【００１７】
請求項４記載の本発明は、前端開口側を拡径した円環状をなすゴム製の案内スカートｃ”を、上記鋼管ｃの前端開口縁に固定してなる請求項１，２または３記載の鋼管打設工具である。
【００１８】
請求項５記載の本発明は、上記ロッドａの外管ｄが複数の外管用鋼管ｄ’をロッドジョイント３３で接続してなり、そのロッドジョイント３３が、上記環状通路βを排出通路γに連通させる、斜め後方に向けて開口したリバースブロー孔を設けている請求項１，２，３または４記載の鋼管打設工具。
【００１９】
請求項６記載の本発明は、上記鋼管ｃの後端に接続した排出用スイベルｈが、上記排出通路γに連通した排出孔６３を備えている請求項１，２，３，４または５記載の鋼管打設工具である。
【００２０】
請求項７記載の本発明は、上記鋼管ｃの側面に開設された注入孔３２内に、環状枠３２ｂに硬質ゴム製の弁３２ｃを一定以上の圧力により開放するように嵌め込んだ弁ユニット３２ａを固定してなる請求項１，２，３，４，５または６記載の鋼管打設工具である。
【００２１】
請求項８記載の本発明は、上記鋼管ｃ内に薄肉の鋼管を引抜き自在に配置して、その薄肉鋼管内に上記ロッドａを挿通してなる請求項１，２，３，４，５または６記載の鋼管打設工具である。
【００２２】
請求項９記載の本発明は、上記鋼管ｃの側面に開設された注入孔３２内に、樹脂を詰めてなる請求項１，２，３，４，５または６記載の鋼管打設工具である。
【００２３】
請求項１０記載の本発明鋼管打設工法は、請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９記載の鋼管打設工具３１，７１による削孔および鋼管ｃの打込みを、フラッシング用流体を上記掘削ビットｂのフラッシング孔５５から掘削ビットｂの前面へ噴出させ、かつ、排出用流体を上記ビットジョイントｆのリバースブロー孔５０’から、排出通路γへ後方へ向けて噴出させつつ行うものである。
【００２４】
請求項１１記載の本発明は、上記フラッシング用流体がエアである請求項１０記載の鋼管打設工法である。
【００２５】
請求項１２記載の本発明は、上記フラッシング用流体が泡である請求項１０記載の鋼管打設工法である。
【００２６】
請求項１３記載の本発明は、上記フラッシング用流体がミストである請求項１０記載の鋼管打設工法である。
【００２７】
請求項１４記載の本発明は、上記鋼管ｃをトンネル掘削工における切羽先行補強部材として打設する請求項１０，１１，１２または１３記載の鋼管打設工法である。
【００２８】
請求項１５記載の本発明は、上記鋼管ｃを支保脚部補強工における脚部補強部材として打設する請求項１０，１１，１２または１３記載の鋼管打設工法である。
【００２９】
請求項１６記載の本発明は、上記鋼管ｃを法面の補強工におけるアンカー部材として打設する請求項１０，１１，１２または１３記載の鋼管打設工法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明鋼管打設工具によれば、掘削屑を効率的に排出できる。
【００３１】
また、本発明鋼管打設工法によれば、鋼管周辺の地山の緩み域を拡大したり空洞の発生を引き起こすことがなく、その後に行う注入材の注入量が過大になったり必要な改良効果が得られないという問題が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【実施例１】
【００３３】
まず本発明をトンネル掘削工事に伴う地山補強工法における鋼管の打設に適用した実施例１について詳しく説明する。
【００３４】
本発明工法は、図１に示したように、通常のトンネル施工で使用する油圧ジャンボ３０を使用して、二重管構造のロッドａと、その前端に取り付けられた掘削ビットｂと、上記ロッドａを挿通した鋼管ｃとからなる本発明に係る鋼管打設工具３１により施工されるもので、具体的には、上記掘削ビットｂにより削孔しながら、同時に、上記鋼管ｃを切羽前方の地山に圧入し切羽先行補強部材として打設するものである。
【００３５】
上記鋼管打設工具３１の具体的な構成は、図２〜１２に示した、以下のとおりのものである。
【００３６】
上記鋼管ｃは、その側面に複数の注入孔３２を軸方向に３０〜４５ｃｍおきにして、かつ千鳥状にして開設した外径１１５ｍｍ程度の鋼管ｃ’を４本接続したものである。その４本の鋼管ｃ’のうち前端のものは３．５ｍ程度、後側の３本のものは３ｍ程度で、その全長は１２．５ｍ程度のものである。
その各鋼管ｃ’の前後端の接続は互いに形成したネジ溝，ネジ山を螺合して行えるようになっているが（図４）、たとえば各鋼管ｃ’の前端の内面を削るとともに、後端の外面を削りそこに先細のテーパーを形成することにより、前側の鋼管ｃ’の後端を後側の鋼管ｃ’の前端に差し込むだけで接続できるようにしてもよい。なお、各鋼管ｃ’の径や長さは適宜変更可能である。
【００３７】
３２ａは、上記注入孔３２内に固定された弁ユニットで、それは、上記注入孔３２内に嵌合する径で、鋼管ｃと同じ肉厚の環状枠３２ｂに、硬質ゴム製の円形の弁３２ｃを、一定以上の圧力により開放するように嵌め込んだものである（図１１，１２）。
その弁３２ｃは、その一側を、上記環状枠３２ｂ内の固定溝３２ｄに嵌合させ、ピン３２ｅを挿通することにより固定されるとともに、環状枠３２ｂの下側開口３２ｆ’の外周に形成した支持環３２ｆに乗載され、また、その弁３２の他側は、環状枠３２ｂの内周に形成された開放抑止片３２ｇと、上記支持環３２ｆとの間の開放抑止溝３２ｇ’内に位置している。
この弁ユニット３２ａは、上記注入孔３２内に溶接、接着等により固定されるか、あるいは、環状枠３２ｂの外縁または注入孔３２の内縁にテーパーをつけることで嵌め込み固定されている。
【００３８】
ｃ”は、後端開口を上記鋼管ｃの開口径と同じにし、前端開口をこれよりも拡径した円環状をなす硬質ゴム製の案内スカートで、これは、その後端縁において上記鋼管ｃの前端開口縁に接着やネジ止め等により固定されている。
【００３９】
上記ロッドａは、外径６０ｍｍ程度の外管用鋼管ｄ’を４本接続した外管ｄと、これに挿通された内管ｅとからなる二重管構造のものである。
上記各外管用鋼管ｄ’のうち前端のものは３．８ｍ程度、後側の３本は３ｍ程度のものでその全長は１２．８ｍ程度になっている。
各外管用鋼管ｄ’の前後端の外面にはネジ溝が切ってあり、各外管用鋼管ｄ’同士はそれらの前端および後端を螺合受入する筒状のロッドジョイント３３によって接続されている（図５）。そのロッドジョイント３３の内面の、長さ方向中央にはその開口径をロッドａの内径と同一にした環状突提３４が形成されており、上記外管用鋼管ｄ’は、この環状突堤３４に前端または後端を当接させるところまで螺合され、互いに固定接続されている。
【００４０】
上記ロッドａの各外管用鋼管ｄ’の前端の内面には、内管位置決め凹処３５が形成されており（図５，９）、その内管位置決め凹処３５内には、スナップリング受け溝３６が刻設されている。
【００４１】
上記内管ｅは、外径２７ｍｍ程度のもので、それは、上記各外管用鋼管ｄ’とほぼ同じ長さの内管用鋼管ｅ’を４本接続してなるものである。
３７は、各内管用鋼管ｅ’の前端に溶接固定された肉厚筒状の凸型内管接続部で（図３，５）、それは、筒状の差込筒状部３７’の外面に形成した複数のＯリング受入溝３８にＯリング３９を受入させており、その後部の外面には１２０°おきに、上記ロッドａの各外管用鋼管ｄ’の内管位置決め凹処３５に嵌合する高さにした３つの位置決め部材４０を突設している（図３，５，８，９）。
また、その位置決め部材４０の外面にはスナップリング受け３６’が刻設されている（図３，５）。
【００４２】
４１は、各内管用鋼管ｅ’の後端に溶接固定された肉厚筒状の凹型内管接続部材で、それは、外面に、上記外管用鋼管ｄ’の内面に当接する高さにした３つの位置決め部材４２を突設するとともに、後半部には、上記凸型内管接続部材３７の差込筒状部３７’の外径と一致する内径にし、これを受け入れ可能にした後端に開口する受入口４３を形成している（図５，８）。
【００４３】
各内管用鋼管ｅ’は、その前端の凸型内管接続部材３７と後端の凹型内管接続部材４１とを嵌合させて、具体的には凸型内管接続部材３７の差込筒状部３７’を凹型内管接続部材４１の受入口４３に、その差込筒状部３７’の前端と受入口４３の内奥部との間に隙間ｘを空けた状態にして受け入れさせてその内部を上記Ｏリングにより気密にして接続され、その内部に中央通路αを形成している。
そして、上記凹型内管接続部材４１の位置決め部材４２によって、上記外管ｄの中心に位置決めされてその外側に環状通路βを形成し、また、上記凸型内管接続部材３７の位置決め部材４０をロッドａの内管位置決め凹処３５に嵌合させかつスナップリング４４をスナップリング受け３６および３６’に噛ませることによって、ロッドａの前後方向にずれないようにして取り付けられている。
なお、内管ｅはその前端の凸型内管接続部材３７の前半部を、外管ｄの前端から突出させている（図３）。
【００４４】
ｆは、上記ロッドａの前端に取り付けられたビットジョイントで、γは、上記鋼管ｃ内の上記掘削ビットｂの後側に、上記ロッドａおよびこのビットジョイントｆの外面と鋼管ｃの内面との間に形成されている環状の排出通路である。
上記ビットジョイントｆは、外面にネジ溝を切ってある筒状のビット取付部４５の後側に、そのビット取付部４５より大径にした筒状のロッド取付部４６を連続させてなるもので、そのロッド取付部４６の後端には、上記ロッドａの前端を受け入れるロッド受入部４７が形成されている。
このロッド受入部４７の内面にはネジ溝が切ってあり受入したロッドａの外管ｄの前端を螺合固定できるようになっている。
【００４５】
そのロッド受入部４７の内奥部には、それよりも小径にした、内管受入口４８が形成されており、上記凸型内管接続部材３７の差込筒状部３７’はこの内管受入口４８に、この内管受入口４８の内奥部との間に隙間ｘを空けた状態で気密に嵌合され、該内管ｅを接続するようになっている。
上記内管受入口４８の内奥部には、当該ビットジョイントｆの前端まで連通した連絡通孔４９が形成されており、上記の接続により、連絡通孔４９と内管ｅとは、気密に接続されるようになっている。
【００４６】
上記ロッド受入部４７の内奥部と内管受入口４８との段差面には、当該ビットジョイントｆの軸線と平行にした所要深さの外側通孔５０が３つ穿設されている（図３，８）。この外側通孔５０の内奥端には、その軸線を後方に４５°傾け、斜め後方に向けてビットジョイントｆの外の排出通路γに開口したリバースブロー孔５０’が連通形成されている。なお、その後方への傾斜角度は適宜変更でき、より傾けて後方を向けるのも好ましい。
【００４７】
リバースブロー孔５０’は、上記掘削ビットｂ自体に設けることなく、その後側に接続されている該掘削ビットｂよりも小径のビットジョイントｆに形成され排出通路γに開口している。
従来の掘削工具１１のようにビット自体にリバースブロー孔を設けようとすると、そのビットの側面の比較的狭い空間である排出溝１８に開口させざるをえなかったが、上記のようにリバースブロー孔５０’を排出通路γに開口させることでそこからの流体の吐出がよりスムーズに行え、また、鋼管ｃの前端から取り込まれる掘削ずるをスムーズに後方へ送給する。また、上記外側通孔５０の内奥面は、円錐状に形成されているので上記リバースブロー孔５０’へ流体がスムーズに流れるようになっている。
【００４８】
この外側通孔５０およびリバースブロー孔５０’は、上記環状通路βに気密に連通し、しかも内管ｅ内の上記中央通路αとは別系統の通路となっている。
【００４９】
上記掘削ビットｂは、前端面に複数の掘削チップ５１を備えた柱状体をなすもので、その後面にはロッド受入孔５２が形成され、またそのロッド受入孔５２の内奥面には通孔５３が形成され、さらにその通孔５３の内奥部には、そこから斜め前方に向けて、当該掘削ビットｂの前面にやや窪ませて形成した凹処５４に開口するフラッシング孔５５が形成されている。なお、５６はアウタービットである。
また、ｂ’は取込み通路である。
【００５０】
この掘削ビットｂは、上記ロッドジョイントｆに対して、そのビット取付部４５をロッド受入孔５２に受け入れて螺合固定されているもので、その螺合固定により、上記ロッドジョイントｆの連絡通孔４９が上記通孔５３およびフラッシング孔５５とが気密に連通し、これが上記中央通路αと上記フラッシング孔５５とを連絡するようになっているものである。
なお、５６’は、Ｏリングである。
【００５１】
ｇは、鋼管ｃの後端より突出している上記ロッドａの後端に接続された供給用スイベルである（図７）。
これは、回転部材ｇ’を支持部ｇ”により回転自在に支持してなり、その回転部材ｇ’の前端には、内面にネジ溝を切った、ロッドａの後端を受入する前側接続口５７を開口させ、また、その内奥部には筒状の差込筒状部５８を突出形成するとともに、後端には上記油圧ジャンボ３０のドリフタに接続したシャンクロッド（図示しない）を受入する後側接続口５９を開口させている。
【００５２】
上記差込筒状部５８の中央の通孔５８’の後端は、該回転部材ｇ’の径方向に形成されその側面に両端を開口させた通孔５８”に連通している。
また、上記後側接続口５９の内奥部には、上記前側接続口５７の内奥部と連通した４本の通路５９’が形成されている。
【００５３】
上記回転部材ｇ’の前側接続口５７に上記ロッドａの外管ｄの後端を螺合固定すると、同時に、上記差込筒状部５８が内管ｅの後端の凹型内管接続部材４１の受入口４３に気密に嵌合し、該内管ｅは供給用スイベルｇに対して、凸型内管接続部材５８の先端と上記受入口４３の内奥部との間に隙間ｘを空けて接続されるようになっている。
【００５４】
ロッドａの接続により、差込筒状部５８の通孔５８’が内管ｅの中央通路αに連通する。また、後側接続口５９に受入したシャンクロッドの通孔が、通路５９’に連通し、さらに、ロッドａの上記環状通路βに連通する。
したがって、後側接続口５９に接続されるシャンクロッドの通孔から供給される流体は環状通路βに送給され、ビットジョイントｆのリバースブロー孔５０’から、排出通路γへ、後方へ向けて噴出する。
【００５５】
上記支持部ｇ”は、上記通孔５８”に対向する位置に、送給路６０’に連通した環状の空処６０を形成している。
よって、その送給路６０’から供給される流体は、空処６０を通じて上記通孔５８”，５８’、中央通路αへと送給され、掘削ビットｂのフラッシング孔５５から掘削ビットｂの前面へ噴出する。
【００５６】
また、上記油圧ジャンボ３０のドリフタからシャンクロッドを介して伝達される回転力，打撃力および推進力は、上記回転部材ｇ’、ロッドａを介して掘削ビットｂに伝達されるようになっている。
ただし、上記内管ｅの各内管部材ｅ’の凸型内管接続部材３７の差込筒状部３７’（および回転部材ｇ’の差込筒状部５８）の前端は、凹型内管接続部材４１の受入口４３（およびビットジョイントｆの内管受入口４８）の内奥部との間に隙間ｘを空けた状態になっているから、その打撃力および推進力はこの内管ｅには伝達されず、上記外管ｄにのみ伝達されるようになっている。
【００５７】
ｈは、上記鋼管ｃの後端に接続された排出用スイベルである（図６）。これは、その前側に上記鋼管ｃの後端を回転自在にして接続し、また、ロッドａを回転自在にして挿通した状態で支持している。
６１は、上記鋼管ｃ内の排出通路γに連通した通路である。この通路６１の上方には排気孔６２が開設され、また、その下方には排出孔６３が開設されている。
【００５８】
上記構成からなる鋼管打設工具３１は、上記送給路６０’から供給されるフラッシング用流体を、中央通路αへと送給し、掘削ビットｂのフラッシング孔５５から掘削ビットｂの前面へ噴出させるとともに、別途、上記後側接続口５９に接続されるシャンクロッドの通孔から供給される排出用流体を、環状通路βに送給し、ビットジョイントｆのリバースブロー孔５０’から、排出通路γへと噴出させるようになっている。
【００５９】
以下、上記鋼管打設工具３１を用いて行う鋼管打設工法について説明する。
【００６０】
まず油圧ジャンボ３０に、鋼管ｃ’を支持させ、これに、前端に上記掘削ビットｂをビットジョイントｆを介して取り付けた外管用鋼管ｄ’および内管用鋼管ｅ’を挿通する。
上記鋼管ｃ’の後端には排出用スイベルｈを接続し、また、ロッドａ’の後端には供給用スイベルｇを接続し、上記掘削ビットｂにより削孔しながら上記鋼管ｃ’を地山に打ち込んで行く。
【００６１】
上記の削孔は、油圧ジャンボ３０の近傍に設置した空気圧縮機より供給スイベルｇの供給路６０’を通じて送給されるフラッシング用流体たる高圧のエアを上記掘削ビットｂのフラッシング孔５５から掘削ビットｂの前面へ噴出させ、また、シャンクロッドの通孔を通じて送給される排出用流体たる高圧の水を上記ビットジョイントｆのリバースブロー孔５０’から、排出通路γへ後方に向けて噴出させつつ行われる。
【００６２】
したがって、掘削ビットｂの前面で生じる掘削屑はフラッシング孔５５からのエアにより掘削ビットｂの取込み通路ｂ’を通じて鋼管ｃ（の排出通路γ）内に取り込まれ、さらに、リバースブロー孔５０’から噴出される水により鋼管ｃの口元側に戻され、上記排出用スイベルｈの排出孔６３から排出される。
【００６３】
削孔時、鋼管ｃの前端の案内スカートｃ”は、その前端を孔壁内面に密接させるから（図３）、エアは鋼管ｃ内に効率的に案内され、鋼管ｃの外側に流れにくくなっており、掘削屑をエアにより鋼管ｃ内に効率的に取り込むことができる。
このように、フラッシング用流体としてエアを用いるので、従来のように高圧かつ多量の水を用いた場合に問題となる鋼管周辺の地山の過大な緩み域や空洞の発生を確実に防止する。
【００６４】
上記鋼管ｃ’，外管用鋼管ｄ’および内管用鋼管ｅ’のそれぞれは、各々のほぼ全長が地山内に打ち込まれた時点で、それらの後端に、鋼管ｃ’，外管用鋼管ｄ’または内管用鋼管ｅ’を順次接続し継ぎ足してゆく。
所要本数の上記鋼管ｃ’，外管用鋼管ｄ’および内管用鋼管ｅ’を継ぎ足すことにより、鋼管打設工具３１の全長が地山内に打ち込まれたら、ロッドａおよび掘削ビットｂを抜いて鋼管ｃのみを地山内に残置する。
【００６５】
そして、その後、所要の注入用内管をこの鋼管ｃに挿入し、鋼管ｃの口元をシーリング材で塞ぎ、固結用薬液を上記注入用内管を通じて、上記のフラッシング用流体および排出用流体よりも高圧にして鋼管ｃ内に注入する。注入された固結用薬液は弁ユニット３２ａの弁３２ｃを押し開き、注入孔３２を通じて地山内に注入され周辺地盤に浸透し、固結領域Ｓを形成する（図１）。
【００６６】
なお排出用流体たる水は、供給用スイベルｇの回転部材ｇ’の通孔５８’，５８”および支持部ｇ”の空処６０を通じて供給しているので、該スイベルｇを冷却する効果を奏するようにもなっている。
【００６７】
上記ではフラッシング用流体としてエアを用いる旨述べたが、地質によってはミスト（霧）、あるいは泡をフラッシング用流体とすることもできる。
たとえば、レキ混じり砂質土、レキ混じりシルト等の地山の場合は上記のようにエアのみを用い、粘性土の地山の場合にはエアとともにグリコーゲン等の起泡剤と水と送給し発泡させ、泡をフラッシング用流体とすることができる。また、レキ分が多い地山ではエアとともに水を送給しミスト（霧）状にして噴出させるのが好ましい。
【００６８】
また、上記ではロッドａの前端付近に位置するビットジョイントｆの側面にリバースブロー孔５０’を設け、ここから噴出する排出用流体たる水によって掘削屑を鋼管ｃの後方に戻すようにしたが、上記ロッドジョイント３３の、たとえば環状突提３４に、その内外の外側通路βおよび排出通路γに連通し、かつ、後方に４５°あるいはそれ以上傾けたリバースブロー孔を設けて、各外管用鋼管ｄ’同士をこれで接続し、上記ビットジョイントｆのリバースブロー孔５０’からだけでなく、各ロッドジョイント３３のリバースブロー孔からも排出用流体を噴出させるようにすればより効率的に掘削屑を排出することができる。
【００６９】
また、上記鋼管ｃの注入孔３２は、弁ユニット３２ａにより、排出用流体が外部に漏れないようにしてあるが、これに代えて、鋼管ｃ内に薄肉の鋼管（シース管）を引抜き自在にして配置し、その薄肉鋼管内に上記ロッドａを挿通して削孔し、削孔後固結用薬液の注入前にこれを引き抜いて注入孔３２を開放することとしてもよい。
また、加熱により溶融する樹脂を各注入孔３２に詰めておき、削孔後固結用薬液の注入前に鋼管ｃを加熱することによりその樹脂を溶融して注入孔３２を開放するようにしてもよい。
その他、鋼管ｃの外面側からゴム栓を詰めておき、固結用薬液の圧力でこれが外方に外れるようすることも可能である。
【実施例２】
【００７０】
次に、本発明の実施例２について図１３により説明する。
本実施例の鋼管打設工具７１は、実施例１のものとは、供給用スイベルの構造を異にするだけのものであるから、この供給用スイベルについてのみ説明する。
この供給用スイベルｉの回転部材ｉ’の後側接続口７２の内奥部には、前側接続口７３内に突出形成された筒状の凸型内管接続部７４にまで貫通する通孔７５が形成されており、シャンクロッドより供給されるフラッシング流体がここを通じて中央通路αへ送給される。
また、支持部ｉ”には送給路７６に連通する環状の空処７７が形成されており、上記回転部材ｉ’の側面の当該空処７７に対向する位置には、その径方向に形成した通孔７８が、上記前側接続口７３の内奥部に開口し、環状通路βと接続される通孔７９に連通して形成されている。
したがって、上記送給路７６から供給される排出用流体は、上記空処７７，通孔７８，７９を通じ上記環状通路βへと送給されるようになっている。
【実施例３】
【００７１】
本実施例は、上記鋼管打設工具３１，７１を用いた鋼管打設工法を、トンネル工事における支保脚部補強工に適用したものである。
すなわち、上記鋼管打設工具３１，７１により鋼管ｃを地山に打設し、これを支保脚部補強部材とすることにより支保工８１の沈下を抑制することができる。
その鋼管ｃの打設は、地山の性質に応じ所要の方向に向けて行うが、特に、上方に向けての打設に比べ掘削屑の排出が難しくなる斜め下方ないし下方に向けての鋼管打設の際には、上記の通り本鋼管打設工具３１，７１の上記ロッドジョイント３３にもリバースブロー孔を設けることで、そのリバースブロー孔と、ビットジョイントｆのリバースブロー孔５０’から排出用流体を複数箇所で噴出させ、効率的に掘削屑を排出できる。
【実施例４】
【００７２】
本実施例は、上記鋼管打設工具３１，７１を用いた鋼管打設工法を、法面の補強工に適用したものである。
ここでは、法面に、モルタルやコンクリート製の法面補強構造体９１を固定しその法面の崩落を防止する際に、上記法面補強構造体９１のアンカー部材として鋼管ｃを打設している。この場合も斜め下方に向けての鋼管打設となるため、掘削屑の排出を効率的に行うためには、鋼管打設工具３１，７１の上記ロッドジョイント３３にもリバースブロー孔を設けることで、そのリバースブロー孔と、ビットジョイントｆのリバースブロー孔５０’から排出用流体を複数箇所で噴出させるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例１に係る鋼管打設工法の実施状況を示す図である。
【図２】上記工法で使用する鋼管打設工具の断面図である。
【図３】上記工具の前端部の拡大断面図である。
【図４】上記工具の鋼管接続部の拡大断面図である。
【図５】上記工具のロッド接続部の拡大断面図である。
【図６】上記工具の排出用スイベルの拡大断面図である。
【図７】上記工具の送給用スイベルの拡大断面図である。
【図８】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】鋼管の注入孔に固定されたの弁ユニットの断面図である。
【図１２】図１１の（ａ）Ｄ−Ｄ矢視図および（ｂ）Ｅ−Ｅ矢視図である。
【図１３】本発明の実施例２に係る鋼管打設工具の送給用スイベルの拡大断面図である。
【図１４】本発明の実施例３に係る鋼管打設工法の実施状況を示す図である。
【図１５】本発明の実施例４に係る鋼管打設工法の実施状況を示す図である。
【図１６】従来の鋼管打設工具の前端部の拡大断面図である。
【図１７】従来の他の鋼管打設工具の前端部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
ａ ロッド
ｂ 掘削ビット
ｃ 鋼管
ｃ” 案内スカート
ｄ 外管
ｄ’ 外管用鋼管
ｅ 内管
ｅ’ 内管用鋼管
ｆ ビットジョイント
ｇ 供給揚スイベル
ｇ’ 回転部材
ｈ 排出用スイベル
α 中央通路
β 環状通路
γ 排出通路
３１，７１ 鋼管打設工具
３２  注入孔
３２ａ 弁ユニット
３２ｂ 環状枠
３２ｃ 弁
３３  ロッドジョイント
３７  凸型内管接続部材
４１  凹型内管接続部材
４３  受入部
４７   ロッド受入部
４８  内管受入口
４９  連絡通孔
５０’ リバースブロー孔
５５  フラッシング孔
５７  前側接続口
５８  差込筒状部
６３  排出孔
【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】
2007132091.tif 000009
【図８】
2007132091.tif 000010
【図９】
2007132091.tif 000011
【図１０】
2007132091.tif 000012
【図１１】
2007132091.tif 000013
【図１２】
2007132091.tif 000014
【図１３】
2007132091.tif 000015
【図１４】
2007132091.tif 000016
【図１５】
2007132091.tif 000017
【図１６】
2007132091.tif 000018
【図１７】
2007132091.tif 000019