(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の削孔中に、パイプ状の短管を順次接続してアウターケーシングを形成し且つ同時に前記短管の内径より小さい外径の注水用の中空ロッドを順次接続して形成されるインナーケーシングを前記アウターケーシング内に備えるダブルケーシングを用いて地盤をボーリングする方法であって、
前記インナーケーシングの先端から水を噴出して前記アウターケーシング内のスライムを泥水化し、その泥水を前記アウター及び前記インナーの各ケーシング間の空間通路を経由して地盤上に排出しながら削孔して前記ダブルケーシングを所定深度まで建て込む工程を含み、
前記ダブルケーシングによる地盤の掘削中に前記アウターケーシングと削孔内壁との摩擦による前記アウターケーシングの回転トルク値に基づいて、前記アウター及びインナーの各ケーシング間の空間通路を流れる泥水量を制御して前記泥水を前記空間通路及び前記アウターケーシングと削孔内壁との間のいずれか一方若しくは両方に流れるように適宜切り換えることを特徴とするボーリング方法。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はボーリング方法及び装置に関し、更に詳細には、例えば地辷り用の水抜きボーリング、アンカーボーリング又は基礎地盤グラウチングを行うためのボーリング等を行う際に使用するボーリング方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地辷り用の水抜きボーリング、アンカーボーリング又は基礎地盤グラウチングを行うためのボーリング等において、小径なボアホールを削孔する場合には複数の短管を接続しながら孔壁を保ちつつ所定深度まで到達させてケーシング（複数の短管を接続して形成されたパイプ体）を建て込み、次いでケーシング内をコアチューブなどで中浚いしてスライムを排除していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、削孔予定深度が増して、例えば３０ｍの削孔深度にもなると、ケーシングの回転に対する抵抗（ボアホール内壁との摩擦による抵抗）が増大し、ケーシングを回転させる回転駆動装置の焼き付きやケーシングの切断などのトラブルの発生があった。
【０００４】
このようなトラブルの発生に対処する方法としては、ケーシング自体を強度の高いものにし、且つ高い回転トルクを発生する回転駆動装置を使用することなども考えられるが、結果としてボーリング装置が大型化し、削孔コストも高騰するという問題があった。
【０００５】
そのため、削孔中にケーシングが締め付け（ボアホール内壁との摩擦で回転トルクが上昇して回転し難くなる現象）等により削孔が困難となった場合には、所定深度に到達する前にケーシング内をコアチューブで芯抜き（スライム除去）をした後、ケーシングを建て込む、という２段階施工を行っていた。しかしながら、前述したような２段階施工でボーリングを行うと、削孔の手順の関係から非常に施工時間が長くなるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、削孔予定深度が深い場合でも、従来と同様な大きさのボーリング装置を使用して短時間に且つスムーズに削孔を行うことができるボーリング方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はボーリング方法であり、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明は、地盤の削孔中に、パイプ状の短管を順次接続してアウターケーシングを形成し且つ同時に前記短管の内径より小さい外径の注水用の中空ロッドを順次接続して形成されるインナーケーシングを前記アウターケーシング内に備えるダブルケーシングを用いて地盤をボーリングする方法であって、前記インナーケーシングの先端から水を噴出して前記アウターケーシング内のスライムを泥水化し、その泥水を前記アウター及び前記インナーの各ケーシング間の空間通路を経由して地盤上に排出しながら削孔して前記ダブルケーシングを所定深度まで建て込む工程を含み、前記ダブルケーシングによる地盤の掘削中に前記アウターケーシングと削孔内壁との摩擦による前記アウターケーシングの回転トルク値に基づいて、前記アウター及びインナーの各ケーシング間の空間通路を流れる泥水量を制御して前記泥水を前記空間通路及び前記アウターケーシングと削孔内壁との間のいずれか一方若しくは両方に流れるように適宜切り換えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明はボーリング装置であり、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明は、複数の中空ロッドを接続して形成されるインナーケーシングとこのインナーケーシングの外側に外装され、複数の短管を接続して形成されるアウターケーシングとからなるダブルケーシングを用いて地盤を削孔するボーリング装置において、ダブルケーシングにおける各ケーシング間の空間通路を内部で閉塞するようにダブルケーシングを固着するドリリングチャックと、インナーケーシングと共にドリリングチャックを回転する回転駆動装置と、インナーケーシングの端部からスライム泥水化のための水を導入する注水装置とを含み、ドリリングチャックが、両ケーシング間の空間通路に連通する外部開放用の開口と、空間通路を介して開口から流れ出る泥水量を制御する装置とを備えて構成されていることを特徴とする。
【０００９】
＜本発明における具体的構成＞
本発明のボーリング装置は、前述した必須の構成要素からなるが、その構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立する。その具体的構成要素とは、前記空間通路を介して開口から流れ出る泥水量を制御する装置が開口に接続された排水管にバルブを設けて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明のボーリング装置によると、ドリリングチャックの一端にパイプ状のアウターケーシングの構成要素となる最初の短管を接続し、次いでこのドリリングチャックにインナーケーシングの構成要素となる中空ロッドを挿通させ、その先端がアウターケーシング内部に位置するように突出させた状態でドリリングチャックに固定する。この時、両ケーシング間の空間通路はドリリングチャックの内部で閉塞されている。
【００１１】
次いで、ドリリングチャックにおいてアウターケーシングの取付け側とは反対側に伸長するインナーケーシングにスピンドルチャックを連結すると共に注水装置から伸びる給水パイプをスピンドルチャックで把持された中空ロッドの端部に接続する。その後、回転駆動装置を作動させ、この回転駆動力をスピンドルチャックを介してインナーケーシングに伝達してドリリングチャックを回転しながら削孔する。
【００１２】
これと同時に、注水装置により加圧水をインナーケーシングに送り、その先端から噴出させてアウターケーシング内のスライムを泥水化する。この泥水は、両ケーシング間の空間通路を通ってドリリングチャックに戻り、ドリリングチャックに形成された外部開放用の開口から排水される。このようにして削孔が進むに従って短管及び中空ロッドをそれぞれアウターケーシング及びインナーケーシングに継ぎ足しながら延ばし、所定深度まで到達させる。
【００１３】
前述した工程で所定深度まで削孔する間に、アウターケーシングと削孔内壁との摩擦が増大し、アウターケーシングの回転トルクが大きくなった場合には、アウター及びインナーの各ケーシング間の空間通路を流れる泥水量を制御して、泥水をアウターケーシングと削孔内壁との間に流して地盤上に排水する。この時、アウターケーシングと削孔内壁との間に流す泥水量は、摩擦の程度（回転トルクの増加量）に応じて調整され、場合によっては泥水の全量がアウターケーシングと削孔内壁との間に流されることもある。
【００１４】
前述した本発明の構成とその作用から明らかなように、本発明の要旨とするところは、地盤をボーリングする時、アウターケーシングとその内部に配置したインナーケーシングとからなる二重管を用い、アウターケーシングを建て込む際に同時にインナーケーシング先端から水を噴出してアウターケーシング内部のスライムを泥水化する。この泥水は、通常では両ケーシング間の空間通路を通して排水される。
【００１５】
アウターケーシングの回転トルクがボアホール内壁との摩擦により増加してきた時、空間通路を流れる泥水の量を制御してその一部若しくは全部をアウターケーシングとボアホール内壁との間を通過させて地盤上に排水するようにする。すなわち、インナーケーシングの先端から噴出する水は、加圧水であり、従って、ボアホール内の泥水は所定の圧力が掛かっている。
【００１６】
そのため、前述した空間通路を流れる泥水の流量を制御すると、ボアホール内の泥水圧力が高まり、逃げを求めてアウターケーシングとボアホール内壁との間に入り外へ出ようとする。その結果、泥水が潤滑剤となってアウターケーシングのボアホール内壁との摩擦を低下させ、これによりアウターケーシングの回転トルクが下がり、その破損が防止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のボーリング方法及び装置を図に示される実施形態について更に詳細に説明する。図１及び図２には、本発明の一実施形態に係るボーリング装置１０が示されている。
【００１８】
この実施形態に係るボーリング装置１０は、ドリリングチャック１１を含み、このドリリングチャック１１は、複数の中空ロッド１２ａ、１２ｂ………を接続して形成されるインナーケーシング１２を貫通状態で固着し且つこのインナーケーシング１２の外側に外装され、複数の短管１３ａ、１３ｂ………を接続して形成されるアウターケーシング１３の一端を、両ケーシング１２、１３間の空間通路１４を内部で閉塞するように固着している。
【００１９】
具体的には、このドリリングチャック１１は、図２に示されるように筒状のハウジング１１ａを備え、このハウジング１１ａの上部内室には、当該ハウジング１１ａを貫通してその縦方向中心軸線上に配置されたインナーケーシング１２の外周面に押し付けられてこれを強力に把持し得るように径方向に移動可能な複数のチャック部１１ｂが配置されている。
【００２０】
各チャック部１１ｂをハウジング１１ａの上部内室で径方向内方へ移動させる手段としては、図２に示されるように各チャック部１１ｂの外面に対峙するハウジング１１ａ壁面にネジ孔１１ｅが形成され、これら各ネジ孔１１ｅに押付けプラグ１７を螺合することで構成されている。
【００２１】
ハウジング１１ａを貫通してその中心軸線上に配置されたインナーケーシング１２ａを固定する際には、押付けプラグ１７を回転してハウジング１１ａ内に押し込む。これにより、各チャック部１１ｂが径方向内方に押し出され、その内面に形成された把持面がインナーケーシング１２に当接してこれを把持することになる。
【００２２】
また、このハウジング１１ａの最下端部には、アウターケーシング１３を接続するため外周面にネジ部が形成された装着部１１ｃが形成され、この装着部１１ｃと前述したチャック部１１ｂが収容された上部内室との間のハウジング１１ａの壁面には、このハウジング１１ａ内に連通する複数の開口１１ｄが設けられている。
【００２３】
これらの開口１１ｄには排水管１５が取り付けられ、この排水管１５には内部を通る水の流量を制御するバルブ１６が取り付けられている。これにより、図２に矢印１８で示すように両ケーシング１２、１３間の空間通路１４を下方から上昇してくる泥水は、ハウジング１１ａ内に入り、壁面に形成された開口１１ｄを介して排水管１５に流れ込み、外部に排水されることになる。
【００２４】
その際、泥水がハウジング１１ａの上部内室へ流れ込まないように開口１１ｄと上部内室との間に泥水遮断用のパッキング装置１９が設けられ、これにより、両ケーシング１２、１３間の空間通路１４はハウジング１１ａ内で実質的に閉塞され、開口１１ｄから排水管１５を介して外部に通じているだけである。
【００２５】
更に、この実施形態に係るボーリング装置１０は、ドリリングチャック１１を貫通して伸長するインナーケーシング１２においてアウターケーシング１３の取付け側とは反対側に伸長する部分にスピンドルチャック２０が連結される。このスピンドルチャック２０は従来のものと同じであり、回転駆動装置（図示せず）からの回転軸とインナーケーシング１２との継手として機能するものである。
【００２６】
ところで、スピンドルチャック２０で把持されたインナーケーシング１２の端部には給水パイプ（図示せず）の一端が接続され、この給水パイプの他端は地盤上に設置された注水装置、例えば加圧水供給ポンプに接続されている。これにより、インナーケーシング１２内には注水装置からスライム泥水化のための水が所定の圧力で注入される。
【００２７】
次に、ダブルケーシング（二重管）を構成するインナーケーシング１２とアウターケーシング１３について説明する。インナーケーシング１２及びアウターケーシング１３は、それぞれ複数の中空ロッド１２ａ、１２ｂ………、及び複数の短管１３ａ、１３ｂ………を接続して形成されることは既に説明したが、最下端に位置するそれぞれの中空ロッド１２ａ及び短管１３ａは、図１に示されるように地盤を掘削できるようにダイヤビットとされている。
【００２８】
そして、インナーケーシング１２を構成する各中空ロッド１２ａ、１２ｂ………には、その外周壁に、回転中のインナーケーシング１２の「ぶれ」を防止し且つアウターケーシング１３の内周面との均等な間隔保持のために、羽根状の突起板即ちスタビライザ２１が周方向に間隔をあけて複数設けられている。
【００２９】
このように構成されたボーリング装置１０を用いて地盤をボーリングする工程を説明すると、ドリリングチャック１１の装着部１１ｄにパイプ状のアウターケーシング１３の構成要素となる最初の短管１３ａを接続し、次いでこのドリリングチャック１１にインナーケーシング１２の構成要素となる中空ロッド１２ａを挿通させ、その先端が短管１３ａ内部に位置するように突出させた状態でドリリングチャック１１にチャック部１１ｂで固定する。
【００３０】
次いで、ドリリングチャック１１の上部から突出するインナーケーシング１２にスピンドルチャック２０を連結すると共に注水装置から伸びる給水パイプをスピンドルチャック２０で把持された中空ロッド１２ａの端部に接続する。その後、回転駆動装置を作動させ、この回転駆動力をスピンドルチャック２０を介してインナーケーシング１２に伝達してドリリングチャック１１を回転し、以って２つのケーシング１２、１３で構成されるダブルケーシングを回転しながら地盤を削孔する。
【００３１】
これと同時に、図３に示されるように注水装置により加圧水をインナーケーシング１２に送り、その先端から噴出させてアウターケーシング１３内のスライムを泥水化する。この泥水は、両ケーシング１２、１３間の空間通路１４を通ってドリリングチャック１１に戻り、ドリリングチャック１１に形成された外部開放用の開口１１ｄから排水管１５を介して排水される。
【００３２】
削孔が進むに従って中空ロッド１２ｂ、１２ｃ………及び短管１３ｂ、１３ｃ………をそれぞれインナーケーシング１２及びアウターケーシング１３に継ぎ足しながら延ばし、所定深度まで到達させる。
【００３３】
前述した工程で所定深度まで削孔する間に、アウターケーシング１３と削孔内壁との摩擦が増大し、アウターケーシング１３の回転トルクが大きくなった場合には、図４に示されるようにアウター及びインナーの各ケーシング間の空間通路１４を流れる泥水量を制御して、泥水をアウターケーシングとボアホール内壁との間に流して地盤上に排水する。
【００３４】
すなわち、排水管１５のバルブ１６を締めて、当該排水管１５を流れる泥水の流量を調整する。インナーケーシング１２の先端から噴出する水は、加圧水であり、従って、ボアホール内の泥水は所定の圧力が掛かっている。そのため、空間通路１４を流れる泥水の流量を制御すると、ボアホール内の泥水圧力が高まり、逃げを求めてアウターケーシング１３とボアホール内壁との間に入り外へ出ようとする。すなわち、泥水流路が必然的に切り換えられる。
【００３５】
その結果、泥水が潤滑剤となってアウターケーシング１３とボアホール内壁との摩擦を低下させ、これによりアウターケーシング１３の回転トルクが下がり、その破損が防止される。この時、アウターケーシング１３と削孔内壁との間に流す泥水量は、摩擦の程度（回転トルクの増加量）に応じて調整され、場合によっては泥水の全量がアウターケーシング１３と削孔内壁との間に流されることもある。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のボーリング方法及び装置によれば、地盤をボーリングする時、アウターケーシングとその内部に配置したインナーケーシングとからなるダブルケーシング（二重管）を用い、アウターケーシングを建て込む際に同時にインナーケーシング先端から水を噴出してアウターケーシング内部のスライムを泥水化し、この泥水の一部若しくは全部を、アウターケーシングの回転トルクの増加により当該ケーシングとボアホール内壁との間を通過させて地盤上に排水するように流路を切り換えるようにしたことにより、泥水が潤滑剤となってアウターケーシングのボアホール内壁との摩擦を低下させ、これによりアウターケーシングの回転トルクを低下させることができ、その結果アウターケーシングの破損等の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るボーリング装置を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示されるボーリング装置の主要部を概略的に示す断面図である。
【図３】図１に示されるボーリング装置を用いて地盤をボウリングする通常の工程を示す構成説明図である。
【図４】図１に示されるボーリング装置を用いて地盤をボーリングしている際、アウターケーシングの回転トルクが増加した時、泥水の排水流路を切り換えて作業を続行している状態を示す図３と同様な構成説明図である。
【符号の説明】
１０  ボーリング装置
１１  ドリリングチャック
１１ａ  ハウジング
１１ｂ  チャック部
１１ｃ  装着部
１１ｄ  開口
１１ｅ  ネジ孔
１２  インナーケーシング
１２ａ、１２ｂ  インナーケーシングを構成するパイプ状の短管
１３  アウターケーシング
１３ａ、１３ｂ  アウターケーシングを構成する中空ロッド
１４  空間通路
１５  排水管
１６  バルブ
１７  押付けプラグ
１８  泥水の流れを示す矢印
１９  パッキング装置
２０  スピンドルチャック
【図１】
0004148565.tif 000002
【図２】
0004148565.tif 000003
【図３】
0004148565.tif 000004
【図４】
0004148565.tif 000005