JP2005307679A - 地盤挿入ロッドの挿入口元止水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】削孔ロッドを上向きにした上方削孔や加圧削孔時にロッドを昇降すると、止水パッキングの内周部がロッドに引っ張られて昇降方向に内周部が変形し、ロッドへの圧着力が緩んでエアー漏れを生じる。
【解決手段】止水パッキングの内外周面に円周方向に沿って凹溝を設け、このパッキング外周の凹溝に圧力流体の圧力を作用することにより、削孔ロッドに対する止水性能を強化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリーボーリングロッド、パーカッションボーリングロッド、薬液注入ロッド、パッカーロッド等の地盤挿入ロッドの挿入口元止水装置に関するものである。

一般に、地中ボーリング、グランドアンカーの造成、薬液注入等に際して土留壁から地中に貫入したガイド管を通して削孔ロッドにより削孔するが、このときガイド管と削孔ロッドとの間隙を通して地下水が噴出するため、これをガイド管の口元において止水する必要がある。

また、地中アンカーの造成施工などにおいて、削孔ロッドによって削孔した削孔内にパッカーロッドを挿入し、パッカーを膨張作動して削孔上部を封止した上でセメントミルク等のグラウトを注入し、次いでパッカーを収縮作動してパッカーロッドを引き抜く際に、地盤とパッカーロッドの間隙から地下水等が噴出するため、パッカーロッドの挿入口元において止水する必要がある。

従来、このような削孔ロッドの挿入口元止水装置として、ガイド管の口元に内周部が開放された円環状のパッキング保持枠を設け、このパッキング保持枠内に円環状の軟弾性材からなる止水パッキングを装填し、この止水パッキングを中実とした場合にはその外周部を圧搾空気や液体などの流体により加圧して内周側に膨出させ、また止水パッキングを中空とした場合にはその中空部内に流体を充填して内周側に膨出させ、これによって削孔ロッドに圧着させて止水するようにした止水装置が知られている（パッカーロッドの止水装置としては知られていない）。

特開２００１−２０７００号公報

従来の装置では止水パッキングの内外周が平滑面で断面四角形であるため、削孔ロッドを上向きにした上方削孔や2.0MPa程度の加圧管の圧力で加圧削孔時にロッドを昇降すると、止水パッキングの内周部がロッドに引っ張られて昇降方向に内周部が変形し、ロッドへの圧着力が緩んでエアー漏れを生じると共に、ガイド管およびこれに接続した排出管と削孔ロッドの間隙から湧出するスライムが止水パッキングの内周部に直接当たるため、上方削孔時には止水パッキングの内周部上に土砂を含んだスライムが溜まり、これがロッドの昇降により止水パッキングの内周部に侵入し、この状態でロッドを回転させるとパッキングがスライム中の土砂で摩耗して破損する欠点があった。

また、削孔ロッドの挿入口元には閉鎖手段がないため、ロッドをケーシングから引き抜いたときにスライムが噴出し、施工現場周辺を汚染する欠点があった。

本発明は、止水パッキングの内外周面に円周方向に沿って凹溝を設け、このパッキング外周の凹溝に圧力流体の圧力を作用することにより、地盤挿入ロッドに対する止水性能を強化することを最も主要な特徴とする。

止水パッキングを流体圧により内周方向に加圧することにより、流体圧を外周面の凹溝の両側部に斜め外向きに作用させてこの両側部を外向きにリップ状に膨出させ、この部分をパッキング保持枠の上壁と底壁とに圧接してより強力に圧着シールすることができ、圧力流体の漏れを確実に防止すると共に、止水パッキング７の外周部からのスライムの流出を防止することができる。

また、流体圧により止水パッキング７の内周面はその両側部を外向きにリップ状に膨出させながら、圧力流体の加圧力とリップ状に張り出す両側部の弾力とにより、より強力に削孔ロッドやパッカーロッドなどの地盤挿入ロッドに圧着させることができる。

またこの状態において、地盤挿入ロッドを昇降させても、止水パッキングの外向きに膨出したリップ状の内周面部が掘削ロッドによる引張に抵抗してより強力に圧着し、止水性能の低下を確実に防止することができる。

削孔ロッドを上向きにして削孔施工を行うときは、それに伴って湧出するスライムが止水ハウジング内に入るが、そのスライム中の砂分は止水ハウジング内に突出するパッキング保持枠周囲に形成される円環状の溝状部に沈殿して止水パッキング上に溜まることがほとんどなく、そのため削孔ロッドの昇降や回転によってその砂分が止水パッキングの内周面と削孔ロッドの間に侵入することを防止することができる。

一方、地盤挿入ロッドを地盤に挿入後これを引き抜くとき、プリペンダーの開閉板をスライドして固定板のロッド挿通孔をその板面で閉鎖することができ、これによってガイド管から湧出するスライムを施工現場周辺に漏出させることを防止することができる。

ガイド管の口元に止水管を接続し、この止水管の先端に内周部が開放された円環状のパッキング保持枠を設け、このパッキング保持枠内に円環状の軟弾性材からなる止水パッキングを装填する。

止水パッキングには、その内外周面に円周方向に沿って凹溝を設け、このパッキング外周の凹溝に圧力流体の圧力を作用することにより、地盤挿入ロッドに対する止水性能を強化する。

パッキング保持枠の下部は止水ハウジング内に突出するように形成し、その突出部分の周囲の止水ハウジング内には、円環状の溝状部を形成する。

これによって削孔ロッドを上向きにして削孔施工を行うときは、それに伴って湧出するスライムが止水ハウジング内に入るが、そのスライム中の砂分は円環状の溝状部に沈殿して止水パッキング上に溜まることがほとんどなく、そのため削孔ロッドの昇降や回転によってその砂分が止水パッキングの内周面と削孔ロッドの間に侵入することを防止する。

ガイド管１の口元に、止水ハウジング２が排出管３およびプリペンダー４を介して管接手５により接続されている。

止水ハウジング２は、中央にロッド挿通孔２ｂを設けた底板２ａと、その外周から立ち上げて一体化した周壁２ｃと、周壁２ｃの上端に一体的に設けた環状の天板２ｄとから円環状に形成され、天板２ｄの中央空間部に内周部が開放された断面コの字型の円環状のパッキング保持枠６が固定され、このパッキング保持枠６内に中央にロッド挿通孔を有する円環状の軟弾性材からなる止水パッキング７が装填されている。

パッキング保持枠６は、平行に相対する中央にロッド挿通孔を有する円環状の上壁６ａと底壁６ｂの外周縁間に外周壁６ｃを設けてなり、その外周壁６ｃの幅方向の中間において止水ハウジング２の天板２ｄの内周縁に固定されている。

従って、パッキング保持枠６の下部は止水ハウジング２内に突出していて、その突出部分の周囲の止水ハウジング２内には、下向きに開口した円環状の溝状部２ｅが形成されている。

止水パッキング７は、その外周面および内周面に円周方向に沿って断面円弧状またはＶ型状を成す凹溝７ａ，７ｂを設けた断面略鼓型に形成され、その上下端面をパッキング保持枠６の上壁６ａと底壁６ｂとに密接して装填され、この止水パッキング７の外周部とパッキング保持枠６の外周壁６ｃとの間に加圧室８が形成されている。

この加圧室８には、パッキング保持枠６の外周壁６ｃを貫通して設けた圧入孔９から内部に圧搾空気あるいは水や油などの流体が圧入されるように構成されており、この圧入孔９に接続した供給ホース（図示せず）を介して圧送ポンプ（図示せず）から流体を圧入し、この圧力流体により止水パッキング７の外周面を加圧してその内周面の内径を縮小するように圧縮し、パッキング保持枠６の上壁６ａと底壁６ｂ及び止水パッキング７の中央のロッド挿通孔を通して地中に挿入した削孔ロッドやパッカーロッドなどの地盤挿入ロッド１０の外周面に向かって膨出させ、地盤挿入ロッド１０に圧着シールするように構成されている。

なお、圧力流体の圧力を調整することにより、地盤挿入ロッド１０に対する止水パッキン７の圧着力の調整を容易かつ確実に行うことができる。

このように加圧室８内に圧力流体が圧入されたとき、止水パッキング７は流体圧により内周方向に加圧され、これによってその内周面は地盤挿入ロッド１０に圧着すると共に、流体圧は外周面の凹溝７ａの両側部に斜め外向きに作用してこの両側部を外向きにリップ状に膨出させ、この部分をパッキング保持枠６の上壁６ａと底壁６ｂとに圧接してより強力に圧着シールし、圧力流体の漏れを確実に防止することができ、同時に止水パッキング７の外周部からのスライムの流出を防止することができる。

一方、止水パッキング７の内周面は、地盤挿入ロッド１０に圧着するとき、凹溝７ｂの両側部から圧着し始めて、加圧力が増すに連れてその両側部を外向きにリップ状に膨出させながら、圧力流体の加圧力とリップ状に張り出す両側部の弾力とにより、より強力に地盤挿入ロッド１０に圧着することになる。

またこの状態において、地盤挿入ロッド１０を昇降させても、止水パッキング７の外向きに膨出したリップ状の内周面部が地盤挿入ロッド１０による引張に抵抗してより強力に圧着し（引張方向と反対方向に膨出するリップ状の内周面部が、引張に対してより圧着力を増す）、止水性能を低下することがない。

排出管３には地盤挿入ロッド１０の外周部の間隙から湧出するスライムを適宜排出するための排出口１１が設けられている。

プリペンダー４は、僅少間隔で平行に対設した２枚の固定板１２，１２’間に開閉板１３をスライド自在に嵌挿してなり、固定板１２，１２’には相対する位置にロッド挿通孔１４，１４’が、また開閉板１３には所定スライド位置に移動したときにロッド挿通孔１４，１４’に合致するロッド挿通孔１５が設けられており、開閉板１３をそのロッド挿通孔１５がロッド挿通孔１４，１４’と合致する位置から離れた位置に移動したときにはロッド挿通孔１４，１４’をその板面で閉鎖するように構成されている。

図３及び図４は開閉板１３のスライド機構の一実施例を示したもので、開閉板１３のスライド方向の一端にはボルト１６の基端が回転自在に取付けられ、このボルト１６は固定板１２，１２’の両側から立ち上げた門型の支持フレーム１７の中央に固定したナット部材１８にねじ込み挿通されており、ボルト１６をその先端に取り付けた回転ハンドル１９により回転することによって、開閉板１３をスライドするように構成されている。

なお、開閉板１３のスライド機構はこの実施例に限ることなく、シリンダー等の他の進退移動手段を用いてスライドするように構成してもよい。

プリペンダー４の使用に際しては、削孔ロッド１０により削孔後これを引き抜いてプリペンダー４から抜かれた時点で、開閉板１３をスライドしてロッド挿通孔１４，１４’をその板面で閉鎖する。

これによって、ガイド管１から湧出するスライム等は止水ハウジング２から流出することなく排出管３で確実に止められ、排出口１１を開いて貯溜タンク等に排出することができる。

なお、プリペンダー４は、スライムを施工現場周辺に漏出しても差し支えない場合にはガイド管１に接続しないでもよい。

地盤挿入ロッド（削孔ロッド）１０を上向きにして削孔施工を行うとき（図２を逆さまにした状態）は、それに伴って湧出するスライムが止水ハウジング２内に入るが、そのスライム中の砂分は円環状の溝状部６ｄに沈殿して止水パッキング７上に溜まることがほとんどなく、そのため地盤挿入ロッド（削孔ロッド）１０の昇降や回転によってその砂分が止水パッキング７の内周面と地盤挿入ロッド（削孔ロッド）１０の間に侵入することを防止することができる。

この場合、上記のように止水パッキング７の地盤挿入ロッド（削孔ロッド）１０に対する圧着力（止水性能）が強化されているため、例え多少でも土砂が止水パッキング７の内周面に侵入しようとしても侵入は阻止される。

スライムを排出する各種地盤削孔施工やパッカーを利用したアンカー躯体の造成施工などに有効に利用することができる。

この発明の装置における地盤挿入ロッドを挿入していない状態を示す縦断側面図である。（実施例１） この発明の装置における地盤挿入ロッドを挿入してこれをシールした状態を示す縦断側面図である。 この発明に係るプリペンダーの正面図である。 この発明に係るプリペンダーの側面図である。

符号の説明

１ ガイド管
２ 止水ハウジング
２ａ 底板
２ｂ ロッド挿通孔
２ｃ 周壁
２ｄ 天板
２ｅ 溝状部
３ 排出管
４ プリペンダー
５ 管継手
６ パッキング保持枠
６ａ 上壁
６ｂ 底壁
６ｃ 外周壁
７ 止水パッキング
７ａ 凹溝
７ｂ 凹溝
８ 加圧室
９ 圧入孔
１０ 地盤挿入ロッド
１１ 排出口
１２ 固定板
１２’ 固定板
１３ 開閉板
１４ ロッド挿通孔
１５ ロッド挿通孔
１６ ボルト
１７ 支持フレーム
１８ ナット部材
１９ 回転ハンドル

Claims (3)

1. ガイド管の口元部に内周部が開放された断面コ字型の円環状のパッキング保持枠を設け、このパッキング保持枠内に、内外周面に円周方向に沿って凹溝を設けた円環状の軟弾性材からなる止水パッキングを装填し、この止水パッキングは前記パッキング保持枠の上壁と底壁とに密接して装填され、前記止水パッキングの外周部と前記パッキング保持枠の外周壁との間に圧力流体を圧入可能な加圧室を設けたことを特徴とする地盤挿入ロッドの挿入口元止水装置。
2. ガイド管の口元部に止水ハウジングを設け、この止水ハウジングは、中央にロッド挿通孔を設けた底板と、その外周から立ち上げて一体化した周壁と、周壁の上端に一体的に設けた環状の天板とから円環状に形成され、前記天板の中央空間部に内周部が開放された断面コの字型の円環状のパッキング保持枠が固定され、このパッキング保持枠内に内外周面に円周方向に沿って凹溝を設けた円環状の軟弾性材からなる止水パッキングを装填し、前記止水パッキングは前記パッキング保持枠の上壁と底壁とに密接して装填され、前記止水パッキングの外周部と前記パッキング保持枠の外周壁との間に圧力流体を圧入可能な加圧室を設けたことを特徴とする地盤挿入ロッドの挿入口元止水装置。
3. 相対する位置にロッド挿通孔を設けた固定板間に、所定スライド位置に移動したときに前記ロッド挿通孔に合致するロッド挿通孔を設けた開閉板をスライド自在に設けたプリペンダーを、ガイド管と止水ハウジングと間に接続してなることを特徴とする地盤挿入ロッドの挿入口元止水装置。

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