JP2005314978A - Excavating blade for rotary hole drilling device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excavating blade for a rotary hole drilling device capable of efficiently advancing boring without self-sinking even if a wooden pile exists in the ground or a bounding stone exists in the weak ground. <P>SOLUTION: This excavating blade advances boring in the ground by rotating the excavating blade for a ring-shaped rotary hole drilling device for attaining the purpose. A cemented carbide tip 1 is installed on an end surface of a plurality of concentrically circular rings 3. Durability of the cemented carbide tip may be increased by banking a composite 2 so as to further protect these cemented carbide tips, and only the composite 2 may be installed. A plurality of these concentrically circular rings 3 may also be installed in a stairs shape. Fluid is directly delivered to the natural ground from a fluid delivery port 8 in the tip vicinity of a central pipe 4 of these rings 3, and its fluid is smoothly taken in a chamber 5 without clogging clearance of the respective rings with cut sediment and an obstacle. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リング状掘削刃を回転させて地盤を削孔する回転式削孔装置用掘削刃に関するものである。   The present invention relates to an excavating blade for a rotary drilling device that drills a ground by rotating a ring-shaped excavating blade.

地中に塩化ビニール管や鋼管等を埋設するための施工法として推進埋設工法がある。（例えば特許文献１参照）この工法は、発進竪坑の側壁から先頭掘削管を土中にほぼ水平に挿入して掘削を行い、先頭掘削管を押し込み推進させつつこれに連結した後続の管を順次孔に挿入することにより、地盤を開削することなく管を埋設しようとするものである。本来推進工法で問題とされるのは、地中の土の固さと点在する石の大きさである。つまり、地盤の固さと点在する石の大きさに対応する回転式削孔装置用掘削刃を持つ推進機を採用して施工していた。
特開平１０−８８６７号公報 There is a propulsion embedding method as a construction method for embedding vinyl chloride pipes and steel pipes in the ground. (For example, refer to Patent Document 1) In this construction method, excavation is performed by inserting a leading excavation pipe into the soil almost horizontally from the side wall of the starting shaft, and the subsequent pipes connected to the leading excavation pipe are sequentially pushed and propelled. By inserting into the hole, the pipe is to be embedded without excavating the ground. The problem with the propulsion method is the hardness of the soil in the ground and the size of the scattered stones. In other words, a propulsion device having a drilling blade for a rotary drilling device corresponding to the hardness of the ground and the size of the scattered stones was employed.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-8867

ところが、軟弱地盤層においてはその土の性質上構造物を支えるために地中に多くの木杭が埋設されている。従来の推進工法に使われている回転式削孔装置用掘削刃では、この木杭が切れず、切れても切れた木片が大きすぎて、回転式削孔装置用掘削刃の土砂取り込み口である開口部を、その木片で塞ぎ続けて土砂の取り込みができなくなり掘進不能になる問題。及び軟弱地盤中に点在する転石に対しても、従来の転石対応型回転式削孔装置用掘削刃は重過ぎて掘進中に自沈する問題があった。   However, in the soft ground layer, many wooden piles are buried in the ground to support the structure due to the nature of the soil. In the drilling blade for rotary drilling equipment used in the conventional propulsion method, this wooden pile is not cut, and even if it is cut, the cut piece is too large. A problem that keeps a certain opening from being blocked by the piece of wood, making it impossible to dig in and prevent digging. In addition, even for the boulders scattered in the soft ground, the conventional excavation blades for a rotary type drilling device corresponding to a boulder are too heavy to be settled during excavation.

そこで、本発明は、地中に木杭が存在しても、又軟弱地盤中に転石が存在しても自沈することなく、効率よく掘進することのできる回転式削孔装置用掘削刃を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an excavating blade for a rotary drilling device that can efficiently dig without self-sinking even if a wooden pile exists in the ground or a boulder exists in soft ground. The purpose is to do.

上記目的を達成すべくリング状の回転式削孔装置用掘削刃を回転させて地中を掘進するものにおいて、複数の同芯円のリング（３）の端面に超硬チップ（１）を取り付ける。   In order to achieve the above object, a carbide tip (1) is attached to the end faces of a plurality of concentric rings (3) in which the excavation blade for a ring-shaped rotary drilling device is rotated to dig into the ground. .

それらの端面の超硬チップ（１）をさらに保護する様にコンポジット（２）を盛り付けて超硬チップ（１）の耐久性をあげたもの又は、コンポジット（２）のみを取り付けたものも含む。   These include those in which the composite (2) is arranged so as to further protect the carbide tips (1) on the end faces and the durability of the carbide tips (1) is increased, or those in which only the composite (2) is attached.

それら複数の同芯円のリング（３）を階段状に取り付けて、地中に存在する木杭及び転石を切削することが出来る。   A plurality of concentric rings (3) can be attached stepwise to cut wood piles and rolling stones that exist in the ground.

その切削に際しては、それらのリング（３）の先端付近の流体吐出口（８）から流体を地山に直接吐出することにより、その流体が切削された土砂および障害物を各リング（３）の隙間で詰まらせること無く、スムースにチャンバー（５）内に取り入れ連続掘削が可能となる。   During the cutting, the fluid and the obstacles are removed from the ring (3) by directly discharging the fluid from the fluid discharge port (8) near the tip of the ring (3) to the ground. Smooth chamfering into the chamber (5) is possible without clogging with gaps.

本発明の回転式削孔装置用掘削刃は軟弱地盤中に点在する木杭・転石などを対象に製作したが、普通土中の流木や転石などに対しても掘削取り込みが出来るという効果や、軟弱地盤中を自沈することなく経済的な掘進が可能となった。又、切削木片が開口部の閉塞を起こし掘進が止まる事も無くなり、ほぼ計画通りに施工が出来るため、実施計画が立てやすいという効果も生まれた。   The excavating blade for the rotary drilling device of the present invention was manufactured for wooden piles and rolling stones scattered in soft ground, but the effect that excavation and incorporation can also be performed for driftwood and rolling stones in ordinary soil, Economical excavation has become possible without self-sinking in soft ground. In addition, the cutting wood piece does not block the opening and the excavation does not stop, and the construction can be performed almost as planned.

以下、本発明の実施形態を図１・図２・図３・図４・図５・図６に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, and 6.

但し、以下の説明では、本発明を、掘削装置の一種である推進埋設工法で使用される管埋設装置に適用した場合を例示している。   However, in the following description, the case where this invention is applied to the pipe | burr embedding apparatus used with the propulsion embedding method which is a kind of excavation apparatus is illustrated.

推進埋設工法で使用される場合には大きく分けて一工程式と、二工程式に分けられる。   When used in the propulsion embedding method, it is roughly divided into a one-step type and a two-step type.

図１・図２は一工程式の場合についての例示である。一工程式の場合の管埋設装置は、図１に示すように、先頭掘削管の先端部に設けた本案掘削刃を回転させ、地盤を掘削しつつ先頭掘削管(１１)を油圧ジャッキ等で水平方向に押し込んで前進させ、その後端部に連結した各種の埋設管(１２)を順次削孔した孔内に押し込んで管の埋設を行なうものである。   FIG. 1 and FIG. 2 are examples for the case of one-step type. As shown in FIG. 1, the pipe burying device in the case of the one-step type is configured to rotate the proposed excavation blade provided at the tip of the leading excavation pipe, and excavate the ground while exchanging the leading excavation pipe (11) with a hydraulic jack or the like. The pipe is embedded by pushing it in the horizontal direction and advancing it, and then pushing various buried pipes (12) connected to the rear end of the pipe into the drilled holes.

この回転式削孔装置用掘削刃は、図１・図２に示すように、複数の同芯円からなりその先端に超硬チップ（１）ならびに超硬チップ（１）をさらに保護する様にコンポジット（２）を盛り付けて超硬チップ（１）の耐久性をあげたものを連続配列してある。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, this excavating blade for a rotary drilling device is composed of a plurality of concentric circles, and further protects the carbide tip (1) and the carbide tip (1) at the tip thereof. The composite (2) is arranged to continuously increase the durability of the cemented carbide chip (1).

図１に示すように、リブ鋼板（７）が中心パイプ（４）と外周リング（６）との間をつなぎこれら複数のリング（３）も階段状に固定され全てを一体化している。   As shown in FIG. 1, a rib steel plate (7) connects between the center pipe (4) and the outer ring (6), and the plurality of rings (3) are also fixed in a step shape so that all are integrated.

これにより、従来の転石対応型掘削刃よりも軽くすることが可能になった。   Thereby, it became possible to make it lighter than the conventional excavation blade corresponding to a rolling stone.

全てのリング（３）が一体で回転することにより、掘削刃に当たる土砂や障害物は、削り取られながらリング（３）の各隙間から取り込まれる。   When all the rings (3) rotate integrally, earth and sand and obstacles that hit the excavating blade are taken in from the gaps of the ring (3) while being scraped off.

また、本案掘削刃は被掘削物を取り込んでせん断力により破砕されるタイプと違い、掘削刃の前面で障害物を削り取るため、障害物の大きさは全く関係なく掘進をすることが出来る。   Further, unlike the type in which the proposed excavation blade takes in an object to be excavated and is crushed by a shearing force, the obstacle is scraped off in front of the excavation blade, so that the excavation can be performed regardless of the size of the obstruction.

被掘削物を取り込んでせん断力により破砕するタイプの掘削刃は、地山や転石を削り取る動作と取り込んだ被掘削物のせん断破壊する動作を同時に行わなければならないため、大きなトルクを必要としたが、本案掘削刃は各リング（３）の超硬チップ（１）やコンポジット（２）などを図１・図２のように突出部分を小さな連続配列にすることにより、障害物を削り取るのに大きなトルクを必要としないため、ほとんどの推進埋設装置に取り付けることが可能となる。     The type of drilling blade that takes in the work and breaks it with shear force requires a large torque because it must simultaneously perform the operation of scraping ground and rocks and the action of shearing and breaking the work being taken. The proposed excavating blade is great for scraping obstacles by arranging the carbide tips (1) and composites (2) of each ring (3) in a small continuous arrangement as shown in FIGS. Since it does not require torque, it can be attached to most propulsion embedded devices.

又、今までの掘削刃はビットなどの突出部が大きくて、初期発進時に地山の土砂と地下水の流出を止めている止水坑口リングのゴムをよく引っ掛けてゴム切れを起こしていたが、本案掘削刃は全体として円錐型に近く、各ビットの突出部が少ないので止水坑口リングのゴムを引っ掛けて切れるということが極端に少なくなる。   In addition, the conventional drilling blade has a large protruding part such as a bit, and at the initial start, the rubber of the water well pit ring that stops outflow of earth and sand and groundwater was caught well, causing the rubber to break. The proposed excavation blade as a whole is close to a conical shape, and there are few protrusions of each bit, so that it is extremely less likely to be caught by the rubber of the water stop ring.

又、従来の軟弱地盤対応型や礫対応型及び転石対応型などの掘削刃は、ビットの突出部が大きくて障害物に当たったときに振動が大きく、そのために掘削刃及び推進埋設装置が暴れて、その間に地中の土砂がそれらの下に回り込んで先頭掘削管が浮き上がる現象などを起こしていた。しかし、本案掘削刃は、その突出部分を小さな連続配列にすることにより、障害物に当たった場合切削する時の振動が小さいため、掘削刃及び推進埋設装置の暴れが少ないので、先頭掘削管は精度の高い施工を実現できる。   Also, conventional drilling blades for soft ground, gravel and rolling stones have a large vibration when they hit an obstacle due to the large protruding part of the bit. In the meantime, the earth and sand in the ground ran under them, and the leading excavation pipe floated. However, the proposed drilling blade has a small continuous arrangement of the protruding parts, so that vibration when cutting when hitting an obstacle is small, so there is little rampage of the drilling blade and propulsion embedding device. Highly accurate construction can be realized.

各推進埋設装置の土砂取り込み口（１０）の大きさに対応して、本案掘削刃のリング（３）の各隙間を調整し加工を施すことにより、切削された障害物の破片の大きさを決定できるため、最適で経済的な掘削が可能となる。   Corresponding to the size of the earth and sand intake (10) of each propulsion embedding device, by adjusting each gap of the ring (3) of the present excavation blade and processing it, the size of the cut obstacle pieces Because it can be determined, optimal and economical drilling is possible.

又、障害物に本案掘削刃が当たった場合、即座に掘進スピードを落として掘削刃にかかる回転力を最優先に徐々に切削するようにすることにより、障害物を完全に削り取ることが出来るので、精度の高い施工が可能となる。   In addition, when the proposed excavation blade hits an obstacle, the obstacle can be completely scraped by immediately reducing the excavation speed and gradually cutting the rotational force applied to the excavation blade with the highest priority. Highly accurate construction is possible.

本案掘削刃は、中心パイプ（４）の先端付近の流体吐出口（８）より水・作泥材・泥水などを地山の状態に合わせて、吐出する流体の種類を選定し、その流体を直接地山に向けて吐出することにより、吐出された流体が切削された土砂および障害物とともに各リング（３）の隙間からチャンバー（５）内に入るので、各リング（３）の隙間を詰らせることなくスムースにチャンバー（５）内に取り込まれ連続掘削が可能となる。   The proposed excavating blade selects the type of fluid to be discharged from the fluid discharge port (8) near the tip of the center pipe (4) according to the condition of the ground, and selects the type of fluid to be discharged. By discharging directly to the natural ground, the discharged fluid enters the chamber (5) through the gap between each ring (3) together with the cut earth and sand and obstacles, so the gap between each ring (3) is blocked. It is smoothly taken into the chamber (5) without being allowed to be continuously excavated.

以上の掘削動作をしながら、先頭掘削管(１１)を油圧ジャッキ等で水平方向に押し込んで前進させる。そして、掘削された土砂ならびに障害物は還流装置などにより流体とともに竪坑上部に置かれた処理装置で流体と土砂とに分けられ、流体は再び掘削刃に送り込まれ土砂はタンク内に沈澱または分別されてダンプトラックに積み込まれる。その後端部に連結した各種の埋設管(１２)を順次削孔した孔内に押し込んで管の埋設を到達竪坑まで行ない、連続した管の埋設が完了するものである。   While performing the above excavation operation, the leading excavation pipe (11) is pushed forward by a horizontal jack with a hydraulic jack or the like. The excavated sediment and obstacles are separated into fluid and sediment by a processing device placed at the top of the shaft along with the fluid by a reflux device, etc., and the fluid is sent again to the excavation blade, and the sediment is settled or separated in the tank. And loaded onto a dump truck. Thereafter, the various buried pipes (12) connected to the end portions are sequentially pushed into the drilled holes, and the pipes are buried to the reaching shaft, and the continuous pipes are buried.

この他一工程式のスクリュー排土式（普通回転装置は発進竪坑内に設置する）に本案掘削刃を取り付けても施工可能である。（図面省略）   In addition, it can be constructed even if the proposed excavating blade is attached to a one-step screw discharge type (ordinary rotating device is installed in the starting shaft). (Drawing omitted)

図３・図４は仮管二工程式の場合についての例示である。仮管二工程式の場合は、仮管(１３)を一工程目に地中に回転修正しながら先行圧入して到達竪坑まで通して置き、その後二工程目として先端部に設けた本案掘削刃を図３に示すように、その仮管に被せて、回転させながら地盤を掘削しつつケーシング(１４)・スクリュー(１５)・各種の埋設管(１２)を油圧ジャッキ等で水平方向に押し込んで前進させる。この場合の回転装置は発進竪坑に設置されていてスクリュー(１５)を通して掘削刃に回転力が伝わる。そして、掘削された土砂ならびに障害物はスクリューにより発進竪坑内に排出される。その後、端部に再度ケーシング(１４)・スクリュー(１５)・各種の埋設管(１２)を連結して順次削孔した孔内に押し込んで管の埋設を到達竪坑まで行ない連続した管の埋設が完了するものである。   3 and 4 are examples of the case of the temporary pipe two-step type. In the case of the temporary pipe two-step type, the temporary pipe (13) is preliminarily press-fitted while being corrected in the ground in the first step and placed through the reaching shaft, and then the original drilling blade provided at the tip as the second step As shown in FIG. 3, the casing (14), screw (15), and various buried pipes (12) are pushed horizontally with a hydraulic jack or the like while excavating the ground while rotating over the temporary pipe. Move forward. The rotating device in this case is installed in the starting shaft and the rotational force is transmitted to the excavating blade through the screw (15). The excavated earth and obstacles and obstacles are discharged into the starting shaft by a screw. After that, the casing (14), the screw (15), and various buried pipes (12) are connected to the end portion again and pushed into the bored holes one after another, and the pipes are buried to the arrival shaft and continuous pipes are buried. To be completed.

図５・図６は別の仮管二工程式の場合についての例示である。この場合も、仮管(１３)を一工程目に地中に回転修正しながら先行圧入して到達竪坑まで通して置き、その後二工程目として先端部に設けた本案掘削刃を図５に示すようにその仮管に接続する。しかし、その掘削刃を回転させる時の回転力が仮管に伝わらない様に、本案掘削刃と仮管の間に回転ジョイントを設ける。その後、この掘削刃を回転させながら地盤を掘削しつつスクリュー(１５)・各種の埋設管(１２)を油圧ジャッキ等で水平方向に押し込んで前進させる。この前進と同時に仮管も押されるためこの仮管は、到達竪坑で解体回収される。この場合も回転装置は発進竪坑に設置されていてスクリュー(１５)を通して掘削刃に回転力が伝わる。そして、掘削された土砂ならびに障害物はスクリューにより発進竪坑内に排出される。その後、端部に再度スクリュー(１５)・各種の埋設管(１２)を連結して順次削孔した孔内に押し込んで管の埋設を到達竪坑まで行ない連続した管の埋設が完了するものである。   FIG. 5 and FIG. 6 are examples of another temporary pipe two-step type. In this case as well, the temporary excavation blade (13) is preliminarily press-fitted while being rotationally corrected in the ground in the first step and placed through the reaching shaft, and then the proposed excavation blade provided at the tip as the second step is shown in FIG. Connect to that temporary tube. However, a rotating joint is provided between the proposed excavating blade and the temporary pipe so that the rotational force when rotating the excavating blade is not transmitted to the temporary pipe. Then, while excavating the ground while rotating the excavating blade, the screw (15) and various buried pipes (12) are pushed forward by a hydraulic jack or the like to advance. Since the temporary pipe is pushed simultaneously with this advancement, the temporary pipe is dismantled and collected at the reaching shaft. Also in this case, the rotating device is installed in the starting shaft and the rotational force is transmitted to the excavating blade through the screw (15). The excavated earth and obstacles and obstacles are discharged into the starting shaft by a screw. After that, the screw (15) and various buried pipes (12) are connected to the end portion again and pushed into the bored holes one after another, and the pipes are buried to the arrival shaft and the continuous pipe burying is completed. .

したがって、仮管二工程式推進埋設工法の場合は、どちらの場合も一工程目に仮管が通りさえすれば二工程目に障害物に当たっても、本案掘削刃を使用すればその障害物の大きさに関係なく、障害物を完全に削り取りながら掘進を続行できるのである。   Therefore, in the case of the temporary pipe two-stage propulsion embedding method, in both cases, if the temporary pipe passes in the first process, even if it hits the obstacle in the second process, the size of the obstacle will be larger if the proposed excavation blade is used. Regardless, you can continue to dig while completely removing the obstacles.

本発明を適用した一工程式回転式削孔装置用掘削刃の断面図である。It is sectional drawing of the excavation blade for one-step-type rotary drilling apparatuses to which this invention is applied. 上記一工程式回転式削孔装置用掘削刃の正面図である。It is a front view of the excavating blade for the one-step rotary drilling device. 本発明を適用した二工程式仮管被せ込み型回転式削孔装置用掘削刃の断面図である。It is sectional drawing of the excavation blade for two-step type temporary pipe covering type rotary drilling apparatuses to which this invention is applied. 上記二工程式仮管被せ込み型回転式削孔装置用掘削刃の正面図である。It is a front view of the excavation blade for the above-mentioned two-step type temporary pipe covering type rotary drilling device. 本発明を適用した二工程式仮管押し抜き型回転式削孔装置用掘削刃の断面図である。It is sectional drawing of the excavation blade for two-step type temporary pipe punching type rotary drilling apparatuses to which the present invention is applied. 上記二工程式仮管押し抜き型回転式削孔装置用掘削刃の正面図である。It is a front view of the excavation blade for the above-mentioned two-step type temporary pipe punching type rotary drilling device.

符号の説明Explanation of symbols

１ 超硬チップ
２ コンポジット
３ リング
４ 中心パイプ
５ チャンバー
６ 外周リング
７ リブ鋼板
８ 流体吐出口
９ 回転ジョイント
１０ 土砂取り込み口
１１ 先頭掘削管
１２ 各種の埋設管
１３ 仮管
１４ ケーシング
１５ スクリュー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbide tip 2 Composite 3 Ring 4 Center pipe 5 Chamber 6 Outer ring 7 Rib steel plate 8 Fluid discharge port 9 Rotary joint 10 Sediment intake port 11 Lead excavation pipe 12 Various buried pipes 13 Temporary pipe 14 Casing 15 Screw

Claims (5)

リング状の回転式削孔装置用掘削刃を回転させて地中を掘進するものにおいて、複数の同芯円のリング（３）の端面に超硬チップ（１）を取り付けたことを特徴とする回転式削孔装置用掘削刃。   A ring-shaped rotary drilling device for rotating a drilling blade for excavation in the ground, characterized in that a cemented carbide tip (1) is attached to end faces of a plurality of concentric rings (3). Excavator blade for rotary drilling equipment. 複数の同芯円のリング（３）端面の超硬チップをさらに保護する様にコンポジット（２）を盛り付けて超硬チップの耐久性をあげたことを特徴とする請求項１記載の回転式削孔装置用掘削刃。   The rotary cutting tool according to claim 1, wherein the composite chip (2) is arranged so as to further protect the cemented carbide tip on the concentric ring (3) end face to increase the durability of the cemented carbide tip. Drilling blade for hole device. 複数の同芯円のリング（３）端面にコンポジットのみを取り付けたものを特徴とする請求項１記載の回転式削孔装置用掘削刃。   The excavating blade for a rotary drilling device according to claim 1, wherein only the composite is attached to the end faces of a plurality of concentric rings (3). 複数の同芯円のリング（３）を階段状に取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の回転式削孔装置用掘削刃。   The excavating blade for a rotary drilling device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of concentric rings (3) are attached stepwise. 複数の同芯円のリング（３）の中心パイプ（４）の先端付近の流体吐出口（８）から流体を地山に直接吐出することにより、その流体が切削された土砂および障害物を各リングの隙間で詰まらせること無く、チャンバー（５）内に取り入れる機構を持つ請求項１乃至４何れか記載の回転式削孔装置用掘削刃。
By directly discharging the fluid from the fluid discharge port (8) near the tip of the central pipe (4) of the plurality of concentric rings (3) to the ground, the soil and obstacles from which the fluid has been cut are removed. The excavating blade for a rotary type drilling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the excavating blade has a mechanism for being taken into the chamber (5) without being clogged by a gap between the rings.

Images