(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に鋼管を配設し、先端に掘削機構を設け、この掘削機構からのブローエアで掘削ズリを吹き上げる掘削装置の外側に配置するケーシングとして、先端に可撓性部材でスカート部を形成し、その上方内部に、前記掘削装置が挿通する短尺内管を設け、この内管下端外周とケーシング本体管との間を傾斜底板で閉塞し、かつ、排出扉をケーシング本体管に設けたズリ受け装置を形成したことを特徴とする掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置。
【請求項２】
内管上方位置で、ケーシング本体管内壁から内側に向けて突設し、上辺を管中心に向けて下向するように傾斜させた縦板フランジを周方向に適宜間隔で設け、これら複数の縦板フランジで掘削装置の内管への挿入ガイドを形成した請求項１記載の掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設工事における掘削もしくは杭打設工事に使用されるものとして、ダウンザホールハンマー等のブローエアをともなう正循環方式による掘削ズリ排出の、掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダウンザホールハンマードリルは周知のごとく、ピストンの動きでハンマーを上下動させ、打撃により掘削を行うものであり、固い岩盤に基礎杭等を構築するための孔を掘削するには適している。そして、これを回転駆動させながら削孔するようにした掘削装置がある。
【０００３】
この掘削装置は、油圧または電動のモータや減速機による回転駆動装置に連結するロッド（ドリル軸）の先端に掘削機構としてダウンザホールハンマードリルを設け、回転駆動装置をクローラー等の重機に設けたリーダーにセットして吊り下げて昇降させることで行なう。
【０００４】
そして、掘削ズリはダウンザホールハンマードリルから排出するブローエアーにより削孔部天端に吹き上げて正循環方式で排出する工法（鋼管杭用ダイレクトパイリング工法）があり、その一例を図17に示す。
【０００５】
鋼管杭を岩盤に打ち込むのに、鋼管杭となる鋼管１をハンマーロッド２およびダウンザホールハンマードリル３の外側に配置し、掘削ズリを効率的に削孔部天端に吹き上げ、表面にビットを散在させたダウンザホールハンマードリル３のヘッド３ａを鋼管１の先端から出して（出した後、ヘッド３ａを拡径する方式もある）、駆動用の圧縮空気は、ハンマーロッド２とその上部の回転駆動装置（図示せず）の連結部に介装したエアスイベルを介して外部から取り入れ、これをハンマーロッド２の中を通して供給する。
【０００６】
こうしておいて、ダウンザホールハンマードリル３を駆動し、上下に往復動するそのディバイス３ｂで鋼管杭先端内側に取り付けた先端リング１ａを打撃すると同時にそのへッド３ａで岩盤を打ち砕いて掘り進み、ダウンザホールハンマードリル３から排出されるブローエアで掘削ズリを鋼管１とダウンザホールハンマードリル３及びハンマーロッド２との隙間を通して吹き上げる。
【０００７】
同時に回転駆動装置のモータも始動し、ハンマーロッド２およびダウンザホールハンマードリル３がゆっくりと回転する。
【０００８】
ダウンザホールハンマードリル３がこのようにゆっくり回ると、ヘッド３ａの表面に散在しているビットが岩盤の同じところを叩かずに少しずつ違ったところを叩くことになり、岩盤を効率よく破砕することができる。
【０００９】
所定深度までの打ち込みと掘削が終わり、ダウンザホールハンマードリル３を引き上げ、鋼管１を残してこれを杭として利用する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記のごときダウンザホールハンマードリルによる正循環方式の掘削は陸上において地下水をあまり含まない岩盤部での施工に投入されることが大部分であったため、地上に吹き上げられた掘削ズリの処理は、地上に設置するバックホウや集塵装置等により集積除去する方法により行なわれていた。
【００１１】
ところが、水中での施工を行なう場合には、掘削開始時はブローエアによる水底土砂の攪拌による汚濁が発生し、掘削中においては掘削ズリが濁水とともに吹き上げられることから、これらに対処することが施工水域の汚染防止の観点から必要となる。
【００１２】
かかる処理対策として、従来は施工水域をシルトプロテクターで二重に囲み、濁水の流出拡散を防止する方法を採用するが、これは波や流れのない場所では有効であるが、波や流れのある河川の橋梁基礎や、海上での桟橋やシーバース等の構築工事などにおいては効果があまり期待できない。
【００１３】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、水中での施工を行う場合、掘削開始時の掘削装置からのブローエアによる水底土砂の攪拌による汚濁の防止と、掘削中における掘削ズリと濁水の吹き上げによる周辺水域の汚濁を防止して、波や流れのある水中での施工にも有効に利用できる簡易構造の汚濁防止・ズリ受け装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、外周に鋼管を配設し、先端に掘削機構を設け、この掘削機構からのブローエアで掘削ズリを吹き上げる掘削装置の外側に配置するケーシングとして、先端に可撓性部材でスカート部を形成し、その上方内部に、前記掘削装置が挿通する短尺内管を設け、この内管下端外周とケーシング本体管との間を傾斜底板で閉塞し、かつ、排出扉をケーシング本体管に設けたズリ受け装置を形成したこと、および、内管上方位置で、ケーシング本体管内壁から内側に向けて突設し、上辺を管中心に向けて下向するように傾斜させた縦板フランジを周方向に適宜間隔で設け、これら複数の縦板フランジで掘削装置の内管への挿入ガイドを形成したことを要旨とするものである。
【００１５】
請求項１記載の本発明によれば、掘削装置の外側に配置するケーシングはこれを降下させていくと、海底、湖底が傾斜または凹凸の不陸がある場合でもスカート部で下端が密着し、かつ、水中から水上にでるようにセットされる。この状態で外周に鋼管を配設し、先端に掘削機構を設け、この掘削機構からのブローエアで掘削ズリを吹き上げる掘削装置を駆動して掘削を行えば、ブローエアで吹き上げる掘削ズリや濁水は鋼管の天端からブローエアとともにケーシング内に吹き出され、ケーシング内を落下してズリ受け装置に集められる。鋼管を鋼管杭として設置したのち、ケーシングを地上に引き上げ、ズリ受け装置に集められた掘削ズリは排出扉より排出する。
【００１６】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、掘削装置の内管への挿入ガイドを形成したので、掘削装置をズリ受け装置に貫通させてセットするのが簡易かつ迅速に行うことができ、また、挿入ガイドは複数の縦板フランジで形成し、相互間には空間が形成されるので、掘削ズリがこの空間を通ることでズリ受け装置に効率良く集められ、挿入ガイドの存在が掘削ズリ収集の支障になることはない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図12は本発明の掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置の１実施形態を示す縦断側面図であり、図１〜図11は本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の施工手順を示す各工程の側面図である。
【００１８】
本発明は、前記図17に示すダウンザホールハンマードリル３を使用し、鋼管杭を岩盤に打ち込むのに、鋼管杭となる鋼管１をハンマーロッド２およびダウンザホールハンマードリル３の外側に配置し、掘削ズリを効率的に削孔部天端に吹き上げながら掘削し、同時に鋼管杭を打設するもので、このようなダウンザホールハンマードリル３と鋼管１からなる掘削装置の外側にガイドとなるケーシング５を配置する。
【００１９】
このケーシング５は先端は鋸状の刃５ｂを形成して水底盤に根入れし易いようにしているが、かかる先端に汚濁防止用として可撓性部材であるゴム６ａでスカート部６を形成した。その詳細を図15、図16に示すと該スカート部６を形成するゴム６ａは円筒形で、下端に向けたスリット６ｂを適宜間隔で設けて暖簾状に広がるようにし、このゴム６ａを２枚重ねとし、上端の内側に板バネ６ｃを介在させケーシング５の外側に広がるようにし、また、外側に押え板６ｄを介在させて取付けボルト６ｅでケーシング５の下端外周に固定した。なお、２枚重ねとするゴム６ａはスリット６ｂの位置は相互に重ならないように互い違いとする。
【００２０】
また、ケーシング５は前記スカート部６を形成したその上方内部にズリ受け装置７を形成し、さらにその上方内部に掘削装置の挿入ガイド11を形成した。
【００２１】
先にズリ受け装置７について説明すると、前記掘削装置が挿通する短尺内管８をケーシング５の本体管５ａ内に設け、この短尺内管８の下部をラッパ状に拡径させ、その下端外周と本体管５ａとの間を傾斜底板９で閉塞した。本実施形態ではズリ受け装置に堆積したズリが排出扉側に流れ落ちるように傾斜底板９は本体管５ａを横切るのに山型に湾曲させた。
【００２２】
そして、この傾斜底板９の最深部に下端を合わせるようにして片開き式の排出扉10を本体管５ａに設けた。図14にも示すようにこの排出扉10は本体管５ａの構成管材と同様の湾曲率の板を利用して、これを設けることで本体管５ａの管径が狭くならないように配慮する。
【００２３】
前記掘削装置の挿入ガイド11は、前記短尺内管８の上方位置で、ケーシング５の本体管５ａ内壁から内側中心に向けて縦板フランジ12を突設した。
【００２４】
この縦板フランジ12は上辺12ａを管中心に向けて下向するように傾斜させ、これに連続する前端辺12ｂは鉛直とし、向い合う縦フランジ前端辺12ｂ間隔は、内管８の内径に合わせるようにしたもので、本体管５ａの周方向に適宜間隔（図示の例では90°間隔で計４枚）で設け、これら複数の縦板フランジ12が囲む部分を掘削装置の挿入空間としたものである。
【００２５】
次にこのような本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を備える掘削装置での、水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法を説明すると、図中13は支持脚14で海上に固定され、支持脚14を引き上げることで海上運行が可能となる海上作業台で、図１に示すように海上作業台13にケーシング建込み架台15を設け、これにケーシング５を昇降自在にセットする。
【００２６】
ケーシング建込み架台15はケーシング５の外周をチャックするチャック機構16ａとその昇降ジャッキ16ｂ（必要によりチャック機構16ａを揺動又は回転させる装置を取り付ける場合もある）を備えてなるケーシング把握装置16を有する。
【００２７】
ケーシング把握装置16によりケーシング５を建て込み、その下端のスカート部６が汚濁防止として海底または湖底に圧接した所で、ケーシング５を固定する。（図２参照）。
【００２８】
図３に示すように海上作業台13に仮受け架台17で受けている鋼管１にハンマーロッド２を挿入して掘削装置を組み（図４参照）、この掘削装置をケーシング５に建て込む。この場合、図５に示すように掘削装置は挿入ガイド11により短尺内管８を通過して水底または湖底に当接する。
【００２９】
前記ハンマーロッド２はクローラー等の重機に設けたリーダーにセットされ、上端のトップシーブから吊り下げられた回転駆動装置に接続されていて、掘削ズリ18および濁水は、ダウンザホールハンマードリル３のヘッド３ａから排出されるブローエアとともに鋼管１の内外を吹き上げられ、そのまま鋼管１の上端からケーシング５内に吹き出され、落下してズリ受け装置７に溜められる。（図６参照）
【００３０】
図７に示すように鋼管１を残して掘削装置のダウンザホールハンマードリル３を撤去したのち、図８に示すようにダウンザホールハンマードリル３による先堀り部分に鋼管１を重錘19で打ち込み、図９に示すようにケーシング５を撤収し、この地上に引き上げたケーシング５からは図10に示すように排出扉10を開いて掘削ズリ18をズリベッセル20に排出する。この場合、傾斜底板９により最深部に掘削ズリ18が流れ、効率良く排出される。
【００３１】
このようにして図11に示すように水中鋼管杭の施工が完了する。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置は、水中での施工を行う場合、掘削開始時の掘削装置からのブローエアによる水底土砂の攪拌による汚濁の防止と、掘削中における掘削ズリと濁水の吹き上げによる周辺水域の汚濁を防止して、波や流れのある水中での施工にも有効に利用できる簡易構造のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第１工程の側面図である。
【図２】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第２工程の側面図である。
【図３】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第３工程の側面図である。
【図４】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第４工程の側面図である。
【図５】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第５工程の側面図である。
【図６】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第６工程の側面図である。
【図７】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第７工程の側面図である。
【図８】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第８工程の側面図である。
【図９】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第９工程の側面図である。
【図１０】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の第１０工程の側面図である。
【図１１】本発明の汚濁防止・ズリ受け装置を使用した水中鋼管杭施工用ダイレクトパイリング工法の最終工程の側面図である。
【図１２】本発明の掘削装置の汚濁防止・ズリ受け装置の１実施形態を示す縦断側面図である。
【図１３】図12のＯ線矢視図である。
【図１４】図12のＬ線矢視図である。
【図１５】図12のＮ線矢視図である。
【図１６】図12のＭ部拡大図である。
【図１７】掘削装置の一部切欠いた正面図である。
【符号の説明】
１…鋼管                            １ａ…先端リング
２…ハンマーロッド                  ３…ダウンザホールハンマードリル
３ａ…ヘッド                        ３ｂ…ディバイス
５…ケーシング                      ５ａ…本体管
５ｂ…刃
６…スカート部                      ６ａ…ゴム
６ｂ…スリット                      ６ｃ…板バネ
６ｄ…押え板                        ６ｅ…取付けボルト
７…ズリ受け装置                    ８…短尺内管
９…傾斜底板                        10…排出扉
11…挿入ガイド                      12…縦板フランジ
12ａ…上辺                          12ｂ…前端辺
13…海上作業台                      14…支持脚
15…ケーシング建込み架台            16…ケーシング把握装置
16ａ…チャック機構                  16ｂ…昇降ジャッキ
17…仮受け架台                      18…掘削ズリ
19…重錘                            20…ズリベッセル
【図１】
0003850997.tif 000002
【図２】
0003850997.tif 000003
【図３】
0003850997.tif 000004
【図４】
0003850997.tif 000005
【図５】
0003850997.tif 000006
【図６】
0003850997.tif 000007
【図７】
0003850997.tif 000008
【図８】
0003850997.tif 000009
【図９】
0003850997.tif 000010
【図１０】
0003850997.tif 000011
【図１１】
0003850997.tif 000012
【図１２】
0003850997.tif 000013
【図１３】
0003850997.tif 000014
【図１４】
0003850997.tif 000015
【図１５】
0003850997.tif 000016
【図１６】
0003850997.tif 000017
【図１７】
0003850997.tif 000018