JP4310331B2

JP4310331B2 - Diameter drilling equipment

Info

Publication number: JP4310331B2
Application number: JP2006277143A
Authority: JP
Inventors: 昌己牧野; 謙一尾添; 良幸濱田
Original assignee: Kato Construction Co Ltd
Current assignee: Kato Construction Co Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2007056669A

Description

本発明は拡径掘削装置に関し、特にＰＣウェルもしくはケーソン等の井筒構造体の圧入沈設による立坑の構築に際して、井筒構造体の刃先下を拡底もしくは拡径するような形態で掘削するのに好適な拡径掘削装置に関する。 The present invention relates to a diameter-expanding excavator, and particularly suitable for excavation in a form that expands the bottom or diameter of the bottom of the well-structured structure when a shaft is constructed by press-fitting and sinking a well-structured structure such as a PC well or caisson. The present invention relates to an expanded drilling device.

この種の拡径掘削に際して拡径可能な掘削翼を用いる方法が特許文献１および特許文献２等で知られている。 A method using an excavating blade capable of expanding diameter in this type of diameter excavation is known from Patent Document 1 and Patent Document 2.

特許文献１に記載の技術では、ケーシングパイプの先端部に拡開可能な拡径翼を装着し、ケーシングパイプの正転に伴う地盤からの反力で拡径翼を自律的に拡開させて掘削を行う一方、ケーシングパイプの引き上げ時にはその逆転によって拡径翼を縮径させるようになっている。 In the technique described in Patent Literature 1, a diameter-expandable blade that can be expanded is attached to the tip of the casing pipe, and the diameter-expanded blade is autonomously expanded by a reaction force from the ground accompanying the forward rotation of the casing pipe. While excavation is performed, when the casing pipe is pulled up, the diameter-expanded blade is contracted by reversing it.

また、特許文献２に記載の技術では、ケーシングパイプに装着された可変伸縮掘削翼を固定翼と可動翼とをもって構成し、可動翼の変位量を例えばカムや油圧をもって連続的に制御することにより、楕円掘削や段付き孔状の掘削が可能となっている。
特許第３０３１８７６号公報特開２０００−８７８０号公報 Further, in the technique described in Patent Document 2, the variable telescopic excavation blade mounted on the casing pipe is configured with a fixed blade and a movable blade, and the displacement amount of the movable blade is continuously controlled by a cam or hydraulic pressure, for example. Elliptical drilling and stepped hole drilling are possible.
Japanese Patent No. 3031876 JP 2000-8780 A

前者の技術では、掘削のための回転力は外部の駆動手段によって付与されるものの、その推力（掘進力）は拡径翼を含むケーシングパイプの自重のみに依存しており、したがってその掘削能力に自ずと限界があり、特に硬い地盤の掘削には不向きである。 In the former technique, the rotational force for excavation is applied by an external driving means, but the thrust (digging force) depends only on the dead weight of the casing pipe including the expanded wing, and therefore depends on the excavation capability. It has its own limits and is not particularly suitable for excavating hard ground.

その一方、後者の技術では、円形以外の任意の形状の孔の掘削を行える点でその汎用性に優れるものの、先行して一次掘削を行った後にその一次掘削済み領域に大径化のための二次掘削を施すものではないからその掘削能力もしくは掘削効率に限界があり、特に井筒構造体の圧入沈設と併用する場合には作業の迅速化が図れないことになる。その上、可変伸縮掘削翼を構成している固定翼に対する可動翼の変位量の制御はカムの使用を前提としているため、構造が複雑になるばかりでなくそのコストアップが余儀なくされることとなって好ましくない。 On the other hand, the latter technique is excellent in versatility in that it can excavate holes of any shape other than circular, but after the primary excavation in advance, the primary excavated area is used for increasing the diameter. Since it does not perform secondary excavation, its excavation capacity or excavation efficiency is limited. In particular, when it is used in combination with press-fitting and sinking of a well structure, the work cannot be speeded up. In addition, the control of the displacement of the movable blade relative to the fixed blade that constitutes the variable telescopic excavation blade is based on the use of a cam, which not only complicates the structure but also increases its cost. It is not preferable.

本発明は以上のような課題に着目してなされたものであり、拡径翼の採用を前提としつつも、とりわけ硬い地盤であっても効率良く掘削することができるようにした拡径掘削装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made paying attention to the problems as described above, and is a diameter expanding excavator capable of excavating efficiently even on hard ground, while assuming the use of diameter expanding blades. Is to provide.

請求項１に記載の発明は、井筒構造体の圧入沈設を行うにあたり、井筒構造体内にドリルケーシングを挿入するようにそのドリルケーシングの周囲に予め井筒構造体を配置した状態で、掘削翼を装着したパイプ状のドリルケーシングを掘削翼とともに回転させながら井筒構造体の刃先下を含む地盤を掘削する装置において、上記掘削翼は拡径可能であるとともにその掘削翼を拡径，縮径動作させるアクチュエータを備えていて、且つ縮径状態および拡径状態のいずれの状態においても掘削が可能となっているとともに、ドリルケーシングの下部には縮径掘削および拡径掘削の際に発生した掘削土砂をドリルケーシングの内部に取り込む窓部が開口形成されていて、ドリルケーシングの上端部にはそのドリルケーシングを回転駆動しながら圧入力を付与する掘削駆動手段が設けられているとともに、ドリルケーシングの周囲には掘削駆動手段とは別に井筒構造体を圧入沈設する圧入沈設手段が設けられていて、さらに、圧入沈設手段には、井筒構造体を支持して、少なくともその井筒構造体の刃先下を掘削する際に当該井筒構造体の自沈を防止する自沈防止手段が設けられていることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, when the well structure is press-fitted and installed, the drilling blade is mounted in a state where the well structure is previously arranged around the drill casing so as to insert the drill casing into the well structure. In an apparatus for excavating the ground including the bottom of the well of the well structure while rotating the pipe-shaped drill casing together with the excavating blade, the excavating blade is capable of expanding the diameter and the actuator for expanding and reducing the diameter of the excavating blade In addition, drilling is possible in both the reduced diameter state and the expanded diameter state, and drilling earth and sand generated during reduced diameter drilling and expanded diameter drilling are drilled in the lower part of the drill casing. window incorporated into the interior of the casing have been opened and formed, the upper end of the drill casing press-fit while driving rotating the drill casing With drilling drive means for imparting provided to, the periphery of the drill casing have separate press-fitting sinking means for press fitting sinking the Izutsu structure provided with drilling drive means, in addition, the press-sinking means, A self-sink prevention means is provided to prevent the self-sinking of the well structure when the well structure is supported and at least excavated under the cutting edge of the well structure.

なお、ドリルケーシング内に取り込まれた土砂は例えば公知のハンマーグラブ等で外部に排出される。 In addition, the earth and sand taken in in the drill casing are discharged | emitted outside with a well-known hammer grab etc., for example.

そして、請求項２に記載のように、ドリルケーシングは掘削翼よりも先端側に掘削翼とともに縮径掘削を司る掘削刃を備えているものとし、また請求項３に記載のように、掘削翼は縮径掘削を司る固定翼と拡径掘削を司る可動翼とから構成されていて、可動翼は直動型アクチュエータの伸縮作動に応じてその縮径と拡径とが行われるようになっているものとする。 Further, as described in claim 2, the drill casing is provided with a drilling blade for performing reduced-diameter drilling together with the drilling blade on the tip side of the drilling blade, and as described in claim 3, the drilling blade Is composed of a fixed wing that controls diameter drilling and a movable wing that controls diameter drilling, and the movable wing is designed to reduce and expand in accordance with the expansion and contraction of a linear actuator. It shall be.

この場合、請求項４に記載のように、可動翼の拡縮動作は油圧シリンダの伸縮作動に応じて行われるようになっていることが望ましく、同時に請求項５に記載のように、固定翼および可動翼は少なくともその下面側に掘削刃を備えていることが望ましい。加えて、請求項６に記載のように、油圧シリンダに油圧を供給するための油圧パワーユニットがドリルケーシングの上端部に搭載されていて、その油圧パワーユニットがドリルケーシングとともに回転するようになっていることが油圧供給のための配管系のねじれを防止する上でより望ましい。 In this case, as described in claim 4, it is desirable that the expansion / contraction operation of the movable blade is performed according to the expansion / contraction operation of the hydraulic cylinder, and at the same time, as described in claim 5, the fixed blade and It is desirable that the movable blade has a drilling blade at least on its lower surface side. In addition, as described in claim 6, a hydraulic power unit for supplying hydraulic pressure to the hydraulic cylinder is mounted on the upper end of the drill casing, and the hydraulic power unit rotates with the drill casing. Is more desirable to prevent twisting of the piping system for hydraulic supply.

したがって、これら請求項１〜６に記載の発明では、井筒構造体の圧入沈設を行うにあたり、井筒構造体内にドリルケーシングを挿入するようにそのドリルケーシングの周囲に予め井筒構造体を配置した状態としたならば、縮径状態とした掘削翼にて先行して縮径掘削を行い、その縮径掘削の深さが所定の深さとなったならば掘削翼を拡径状態とし、さらにその縮径掘削に続く拡径掘削として井筒構造体の刃先下を掘削する。その上で、その都度、井筒構造体を所定量だけ圧入沈設するものとする。そして、このような縮径掘削と拡径掘削を交互に繰り返すことにより所定深度まで掘削しつつ、井筒構造体を確実に圧入沈設することが可能となる。 Therefore, in the inventions according to these first to sixth aspects, when the well structure is press-fitted and installed, the well structure is arranged in advance around the drill casing so as to insert the drill casing into the well structure. If it is, the diameter reduction drilling is performed in advance with the reduced diameter drilling wing, and if the depth of the diameter reduction drilling reaches a predetermined depth, the diameter of the drilling wing is expanded, and the diameter reduction is further performed. Drilling under the cutting edge of the well structure as diameter expansion drilling following drilling. Then, each time, the well structure is press-fitted and sunk by a predetermined amount. And it becomes possible by carrying out excavation to the predetermined depth by repeating such diameter-reduction excavation and diameter-expansion excavation, and certainly carrying out a press-fit sedimentation.

この場合、井筒構造体の刃先下が拡径掘削されたとしても、井筒構造体全体は自沈防止手段によって支えられているので、自重による自沈現象を起こすことはない。 In this case, even if the diameter under the cutting edge of the well structure is excavated, since the whole well structure is supported by the self-sink prevention means, the self-sediment phenomenon due to its own weight does not occur.

また、請求項７に記載の発明は、径の異なる複数種類の固定翼をドリルケーシングに対して着脱可能にしたので、径の異なる固定翼に付け替えることにより縮径掘削による掘削径を変えることができ、縮径掘削の掘削径を変えることことにより、可動翼による拡径掘削の掘削径も容易に変えることができる。 The invention described in Claim 7, since a plurality of types of fixed vanes having different diameters and detachable from the drill casing, changing the drilling diameter by diameter drilling by changing only with a different fixed wing diameters The excavation diameter of the expanded excavation by the movable blade can be easily changed by changing the excavation diameter of the reduced diameter excavation.

さらに、請求項８に記載の発明は、可動翼を固定翼の外側部に旋回可能に取付けたので、可動翼は、固定翼の外側部においてあたかも固定翼の長さを延ばすように拡径する。 Furthermore, in the invention described in claim 8, since the movable wing is pivotably attached to the outer portion of the fixed wing, the movable wing is expanded in diameter so as to extend the length of the fixed wing at the outer portion of the fixed wing. .

請求項１に記載の発明によれば、井筒構造体の圧入沈設を行うにあたり、縮径掘削と拡径掘削に分けてその掘削を行うようにしたことにより、一回の掘削面積は小さくても一次掘削と二次掘削を交互に且つ繰り返し行うことでその掘削能力もしくは掘削効率が飛躍的に向上するとともに、硬質な地盤であっても無理なく掘削することができ、さらに従来よりも大口径の孔の掘削が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when performing the press-fitting and sinking of the well structure, the drilling is divided into the reduced diameter drilling and the expanded diameter drilling, so that even if the excavation area is small, By exchanging primary and secondary excavation alternately and repeatedly, its excavation capacity or efficiency is dramatically improved, and even hard ground can be excavated without difficulty. Drilling holes is possible.

また、縮径掘削に続く拡径掘削として井筒構造体の刃先下を掘削し、その拡径掘削に続いてその都度井筒構造体を所定量だけ圧入沈設するようにすれば、その井筒構造体の圧入沈設をスムーズに且つきわめて効率良く行える。 In addition, if the drilling under the cutting edge of the well structure is drilled as diameter expansion drilling following the reduced diameter drilling, and the well structure is press-fitted and subsidized by a predetermined amount each time after the diameter expansion drilling, the well structure The press-fitting can be performed smoothly and extremely efficiently.

請求項２に記載の発明によれば、縮径掘削は掘削翼だけでなくドリルケーシングの先端の掘削刃によっても同時に行われることから、その掘削効率が一段と向上する。 According to the second aspect of the present invention, since the reduced diameter excavation is simultaneously performed not only by the excavating blade but also by the excavating blade at the tip of the drill casing, the excavation efficiency is further improved.

請求項５に記載の発明によれば、掘削翼を形成している固定翼および可動翼の下面側に掘削刃を備えていることにより、縮径掘削および拡径掘削ともにその掘削効率が一段と向上する利点がある。 According to the fifth aspect of the present invention, the drilling blade is provided on the lower surface side of the fixed blade and the movable blade that form the excavating blade, so that the excavation efficiency is further improved in both the reduced diameter excavation and the expanded diameter excavation. There are advantages to doing.

請求項６に記載の発明によれば、掘削翼の可動翼駆動用の油圧シリンダに油圧を供給するための配管系のねじれ等の未然に防止できるとともに、その油圧の授受をきわめて容易に行える利点がある。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to prevent the twisting of the piping system for supplying the hydraulic pressure to the hydraulic cylinder for driving the movable blade of the excavating blade, and it is possible to exchange the hydraulic pressure very easily. There is.

請求項７に記載の発明によれば、固定翼をドリルケーシングに対して着脱可能にしたので、基本となるドリルケーシングを利用して、径の異なる固定翼を付け替えるという簡単な手段で掘削孔の大口径化に容易に対応することが可能になる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the fixed wings are detachable from the drill casing, the drill holes can be formed by a simple means of replacing the fixed wings having different diameters using the basic drill casing. It becomes possible to easily cope with an increase in diameter.

また、請求項８に記載の発明によれば、可動翼を固定翼の外側部に旋回可能に取り付け、井筒構造体の下部領域において可動翼を拡径、縮径する構成にしたので、可動翼をドリルケーシングに直接、旋回可能に取付ける場合に比べて可動翼を短くして、可動翼の変形や可動翼の取付部に極度の応力が発生するのを未然に防止できる。
According to the invention described in claim 8, since the movable blade is pivotally attached to the outer portion of the fixed blade, the movable blade is expanded and contracted in the lower region of the well structure. As compared with the case where the blade is directly attached to the drill casing so as to be pivotable, the movable blade can be shortened to prevent deformation of the movable blade and generation of extreme stress in the mounting portion of the movable blade.

図１〜１１は本発明が前提としている施工システムの擬略を示し、孔の掘削と並行して立坑の躯体となるＰＣウェルもしくはケーソン等の井筒構造体を継ぎ足しながら所定量ずつ圧入沈設する場合の例を示している。 FIGS. 1 to 11 show a quasi-abbreviation of the construction system premised on the present invention, and in parallel with the excavation of a hole, a well-structured structure such as a PC well or a caisson, which becomes a shaft of a shaft, is inserted and set by a predetermined amount. An example is shown.

図１のシステムでは、大別してパイプ状のドリルケーシング２を回転しながらこれを地中に徐々に圧入して縦孔（掘削孔）Ｈを掘削する回転掘削機１と、その掘削された掘削孔Ｈ内に井筒構造体３を順次圧入沈設する圧入沈設手段としての圧入沈設装置４と、回転掘削機１による掘削に伴って発生した土砂を外部に排土するハンマーグラブ５等から構成される。 In the system shown in FIG. 1, a rotary drilling machine 1 for roughly digging a vertical hole (excavation hole) H by rotating a pipe-shaped drill casing 2 while gradually rotating the pipe-shaped drill casing 2 into the ground, and the excavated excavation hole. It comprises a press-fitting and setting device 4 as press-fitting and setting means for sequentially pressing and setting the well structure 3 in H, and a hammer grab 5 for discharging the earth and sand generated by excavation by the rotary excavator 1 to the outside.

圧入沈設装置４は、枠状の架台６内に加圧板７を昇降駆動させるための油圧式のパワージャッキ８を備えており、加圧板７が当接することになる最上段の井筒構造体３をもってそれ以下の全ての井筒構造体３，３…を一斉に圧入沈設する機能を有している。 The press-fitting and setting device 4 includes a hydraulic power jack 8 for moving the pressure plate 7 up and down in a frame-shaped gantry 6, and has the uppermost well structure 3 on which the pressure plate 7 comes into contact. It has a function of press-fitting and setting all the well structures 3, 3.

圧入沈設装置４の架台６の上には回転掘削機１の掘削駆動手段として機能する回転圧入駆動部９が搭載されている。この回転圧入駆動部９は、周知のように圧入沈設装置４や回転圧入駆動部９の中心部を貫通するように配置されたパイプ状のドリルケーシング２を把持した上でこれを鉛直軸周りに回転駆動しながら地中に圧入する機能を有している。 A rotary press-fitting drive unit 9 that functions as excavation drive means of the rotary excavator 1 is mounted on the gantry 6 of the press-fitting and setting device 4. As is well known, the rotary press-fitting drive unit 9 grips the pipe-shaped drill casing 2 disposed so as to penetrate the center of the press-fitting and setting device 4 and the rotary press-fitting drive unit 9 and then put it around the vertical axis. It has a function to press fit into the ground while rotating.

図２〜４は上記ドリルケーシング２の詳細を示しており、ドリルケーシング２の先端にはそのドリルケーシング２の一部を構成することになる先端アタッチメント１０が着脱可能に装着されており、さらにその先端アタッチメント１０には複数の掘削刃（ビット）１１が装着されているほか、その掘削刃位置よりも所定量だけ上方位置にはドリルケーシング１０よりも大径の拡径および縮径可能な掘削翼１２が装着されている。この掘削翼１２は、先端アタッチメント１０の周囲に略放射状に配置された三つの固定翼１３と、固定翼１３の上部側にそれら三つの固定翼１３が共有するような形態で設けられた円環状のトップディスク１４と、各固定翼１３にヒンジ１５をもって回転可能に連結された可動翼１６とをもって形成されており、各可動翼１６は同じく先端アタッチメント１０の外周に装着された直動型アクチュエータとしての揺動型の油圧シリンダ１７のピストンロッド１８にリンク１９を介して連結されている。そして、各油圧シリンダ１７を収縮動作させたときには図３に示すように各可動翼１６が固定翼１３とほぼ平行となるまで突出して掘削翼１２全体が拡径状態となる一方、逆に各油圧シリンダ１７を伸長動作させたときには図４に示すように各可動翼１６が折り畳まれて掘削翼１２全体が縮径状態となるように設定されている。なお、拡径状態における可動翼１６の最大直径は、後述するように圧入沈設しようとする井筒構造体３の外径寸法と同等寸法となるように予め設定されている。 2 to 4 show details of the drill casing 2, and a tip attachment 10 that constitutes a part of the drill casing 2 is detachably attached to the tip of the drill casing 2. A plurality of excavating blades (bits) 11 are attached to the tip attachment 10, and an excavating blade capable of expanding and reducing the diameter larger than the drill casing 10 at a position above the excavating blade position by a predetermined amount. 12 is mounted. The excavating blade 12 includes three fixed blades 13 that are arranged substantially radially around the tip attachment 10 and an annular ring that is provided on the upper side of the fixed blade 13 so that the three fixed blades 13 are shared. The top disk 14 and movable wings 16 rotatably connected to the fixed wings 13 with hinges 15 are formed. Each movable wing 16 is also a linear motion actuator mounted on the outer periphery of the tip attachment 10. The oscillating hydraulic cylinder 17 is connected to a piston rod 18 via a link 19. When the hydraulic cylinders 17 are contracted, the movable blades 16 project until the movable blades 16 are substantially parallel to the fixed blades 13 as shown in FIG. When the cylinder 17 is extended, the movable blades 16 are folded so that the entire excavating blade 12 is in a reduced diameter state as shown in FIG. In addition, the maximum diameter of the movable blade 16 in the expanded diameter state is set in advance so as to be the same size as the outer diameter size of the well structure 3 to be press-fitted and set as will be described later.

ここで、図３と図４とを比較すると明らかなように、掘削翼１２を縮径状態としたときには各可動翼１６や油圧シリンダ１７は固定翼１３の最大直径部が描く軌跡よりも内側に位置するように設定されている。また、固定翼１３および可動翼１６ともにそれぞれに下面側に複数の掘削刃（ビット）２０が装着されている。なお、各油圧シリンダ１７の収縮状態をもって各可動翼１６が拡径状態になるように設定しているのは、掘削抵抗に対して各可動翼１６が機械的に十分に対抗できるようにするためである。 Here, as is clear from comparison between FIG. 3 and FIG. 4, when the excavating blade 12 is in a reduced diameter state, each movable blade 16 and the hydraulic cylinder 17 are located inside the locus drawn by the maximum diameter portion of the fixed blade 13. It is set to be located. A plurality of excavating blades (bits) 20 are mounted on the lower surface side of each of the fixed blade 13 and the movable blade 16. The reason why the movable blades 16 are set in a diameter-expanded state when the hydraulic cylinders 17 are contracted is to allow the movable blades 16 to sufficiently counteract excavation resistance. It is.

また、先端アタッチメント１０のうち各固定翼１３の配置ピッチの間に相当する位置にはその円周方向の等分位置に三つの窓部２１が開口形成されている。これらの窓部２１は図４に示すように平面視にて縮径状態にある各可動翼１６とほぼ対向するような位置に形成されていて、拡径状態にあるか縮径状態にあるかにかかわらずその掘削翼１２にて掘削した土砂を窓部２１を通してドリルケーシング２（先端アタッチメント１０）の内部に取り込むようになっている。同時に、後述するように掘削翼１２の拡径状態での掘削中において適当なタイミングで一時的に可動翼１６を縮径状態とすることでその拡径掘削中の土砂を窓部２１から積極的にドリルケーシング２内に取り込むことができるようになっている。 In addition, three window portions 21 are formed at equal positions in the circumferential direction at positions corresponding to the arrangement pitch of the fixed blades 13 in the tip attachment 10. As shown in FIG. 4, these window portions 21 are formed at positions almost opposite to the movable blades 16 that are in a diameter-reduced state in a plan view. Regardless, the earth and sand excavated by the excavating blade 12 are taken into the drill casing 2 (tip attachment 10) through the window portion 21. At the same time, as will be described later, during the excavation of the excavating blade 12 in the expanded diameter state, the movable blade 16 is temporarily reduced in diameter at an appropriate timing, so that the earth and sand during the expanded excavation can be actively transmitted from the window portion 21. Can be taken into the drill casing 2.

先端アタッチメント１０のうち掘削翼１２よりも上方側には図５に示すように平面視にて等分位置に三つのスタビライザ２２が装着されている。各スタビライザ２２は、鉛直軸周りに回転可能な合計四つのアウタローラ２３と水平軸周りに回転可能な上下一対のインナローラ２４とを組み合わせたもので、各スタビライザ２２は先端アタッチメント１０に対して相対回転不能に拘束されているものの、図２に示した位置を最下降限位置として先端アタッチメント１０（ドリルケーシング２）に対して昇降可能となっている。そして、アウタローラ２３が井筒構造体３の内周面に、インナローラ２４が先端アタッチメント１０もしくはドリルケーシング２の外周面に圧接するように設定されていることから、ドリルケーシング２の回転時（掘削時は時計回り方向回転）にはアウタローラ２３が井筒構造体３の内周面に沿って転動することでそのドリルケーシング２の回転を許容し、またドリルケーシング２の昇降時にはインナローラ２４が転動することでそのドリルケーシング２の昇降動作を許容するようになっている。同時に、井筒構造体２の圧入沈設時には同様にインナローラ２４がドリルケーシング２に沿って転動することでその井筒構造体２の圧入沈設を許容するようになっている。 Three stabilizers 22 are mounted on the upper side of the tip attachment 10 above the excavating blade 12 at equal positions in a plan view as shown in FIG. Each stabilizer 22 is a combination of a total of four outer rollers 23 rotatable around a vertical axis and a pair of upper and lower inner rollers 24 rotatable around a horizontal axis, and each stabilizer 22 is not rotatable relative to the tip attachment 10. However, the position shown in FIG. 2 can be moved up and down with respect to the tip attachment 10 (drill casing 2) with the position shown in FIG. Since the outer roller 23 is set so as to be in pressure contact with the inner peripheral surface of the well structure 3 and the inner roller 24 is pressed against the outer peripheral surface of the tip attachment 10 or the drill casing 2, the drill casing 2 is rotated (during excavation). When the outer roller 23 rolls along the inner peripheral surface of the well structure 3, the drill casing 2 is allowed to rotate, and the inner roller 24 rolls when the drill casing 2 is raised and lowered. The drill casing 2 is allowed to move up and down. At the same time, when the well structure 2 is press-fitted and set, the inner roller 24 rolls along the drill casing 2 to allow the well structure 2 to be press-fitted and set.

ここで、アウタローラ２３は支持体２５に、インナローラ２４は別の支持２６にそれぞれ支持されているとともに、その支持体２６に設けた揺動型のクッションシリンダ（油圧シリンダ）２７のピストンロッドが他方の支持体２５に連結されていることから、各クッションシリンダ２７を伸長状態とすることによりアウタローラ２３が井筒構造体３に、インナローラ２４がドリルケーシング２にそれぞれ圧接して、ドリルケーシング２と井筒構造体３相互のセンタリングすなわち両者の同心精度を保つようになっている。 Here, the outer roller 23 is supported by a support body 25 and the inner roller 24 is supported by another support 26, and the piston rod of a swing type cushion cylinder (hydraulic cylinder) 27 provided on the support body 26 is the other. Since it is connected to the support body 25, the outer roller 23 is brought into pressure contact with the well structure 3 and the inner roller 24 is brought into pressure contact with the drill casing 2 by setting each cushion cylinder 27 in an extended state. 3. Mutual centering, that is, concentric accuracy between the two is maintained.

ここで、掘削翼１２を形成している可動翼１６の拡径，縮径作動用の油圧シリンダ１７や各スタビライザ２２のクッションシリンダ２７に必要とされる油圧は、図１のほか図６，７に示すように予めドリルケーシング２の上端に搭載してある油圧パワーユニット（油圧ポンプ等を含む）２８から供給される。すなわち、油圧パワーユニット２８は電源ユニット２９とともに脱着可能なゴンドラ３０を介してドリルケーシング２の上端に搭載されていてドリルケーシング２とともに回転するようになっていることから、その油圧パワーユニット２８を外部据え置き式にした場合と比べて相対回転する部分がなくなることによって、油圧ホース等の配管径のねじれの問題が解消されるとともに油圧の授受が容易に行えるようになる。 Here, the hydraulic pressures required for the hydraulic cylinder 17 for expanding and reducing the diameter of the movable blade 16 forming the excavating blade 12 and the cushion cylinder 27 of each stabilizer 22 are shown in FIGS. The hydraulic power unit (including a hydraulic pump or the like) 28 mounted in advance on the upper end of the drill casing 2 as shown in FIG. That is, since the hydraulic power unit 28 is mounted on the upper end of the drill casing 2 via the gondola 30 that can be attached and detached together with the power supply unit 29 and rotates together with the drill casing 2, the hydraulic power unit 28 is externally installed. By eliminating the relative rotation portion compared to the case of this, the problem of twisting of the pipe diameter of the hydraulic hose or the like is solved, and the hydraulic pressure can be easily exchanged.

したがって、上記システムでは、特許第３０３１８７６号公報に記載のものと同様に井筒構造体３の刃先下（最下段の井筒構造体３の刃口３ａの下側）を掘削しながらその井筒構造体３を徐々に圧入沈設するものであるが、その掘削に際して一次掘削たる縮径掘削と二次掘削たる拡径掘削とに分けて実質的に段階的に掘削を行うところに特徴がある。 Therefore, in the above system, the well structure 3 is excavated under the cutting edge of the well structure 3 (below the cutting edge 3a of the bottom well structure 3) as in the case of Japanese Patent No. 3031876. In this excavation, there is a feature that excavation is performed in a stepwise manner by dividing into a reduced diameter excavation as a primary excavation and an expanded excavation as a secondary excavation.

より詳しくは、図８の（Ａ）は立坑の躯体となるべき井筒構造体３を継ぎ足しながらの圧入沈設が所定深度まで進んだ状態を示しており、同図および図４に示すように掘削翼１２を縮径状態（油圧シリンダ１７が伸長状態）とした上でその掘削翼１２をドリルケーシング２とともに回転駆動しながら掘削推力（掘進力）を与えて縮径掘削を行う。この縮径掘削は掘削翼１２の固定翼１３と先端アタッチメント１０の掘削刃１１によって行われ、図４に示すように実質的に折り畳まれて縮径状態にある可動翼１６は縮径掘削には直接関与しない。なお、ドリルケーシング２の回転力と掘進力は先に述べた回転掘削機１の回転圧入駆動部９によって付与される。 More specifically, FIG. 8A shows a state where the press-fitting and sinking while adding the well structure 3 to be a shaft of the shaft has advanced to a predetermined depth, and as shown in FIG. 4 and FIG. The diameter 12 is reduced (the hydraulic cylinder 17 is extended), and the excavating blade 12 is rotationally driven together with the drill casing 2 to apply excavation thrust (digging force) to perform reduced diameter excavation. This reduced diameter excavation is performed by the fixed blade 13 of the excavating blade 12 and the excavating blade 11 of the tip attachment 10, and the movable blade 16 that is substantially folded and reduced in diameter as shown in FIG. Not directly involved. The rotational force and the digging force of the drill casing 2 are applied by the rotary press-fitting drive unit 9 of the rotary excavator 1 described above.

この縮径掘削によって生じた掘削土砂は掘削翼１２の回転に伴って窓部２１から先端アタッチメント１０の内部に取り込まれ、その掘削進行中に例えば図１に示したバケット系掘削機であるハンマーグラブ５によって排土される。 The excavated sediment generated by this reduced diameter excavation is taken into the tip attachment 10 from the window 21 as the excavating blades 12 rotate, and the hammer grab which is the bucket excavator shown in FIG. 5 is discharged.

また、縮径掘削中は先端アタッチメント１０の掘削刃１１にて先行して掘削を行い、その後を追いかけるように掘削翼１２にて拡径掘削を行うものであり、しかも井筒構造体３とドリルケーシング２の径方向での相対位置関係はスタビライザ２２によって保たれていることから、縮径掘削中の掘削孔Ｈとドリルケーシング２および井筒構造体３それぞれの同心精度は高精度に保たれていることになる。 Further, during the reduced diameter excavation, the excavation blade 11 of the tip attachment 10 is excavated in advance, and the diameter expansion excavation is performed by the excavation blade 12 so as to follow the excavation blade 11, and the well structure 3 and the drill casing are also excavated. Since the relative positional relationship in the radial direction of 2 is maintained by the stabilizer 22, the concentric accuracy of each of the drill hole H, drill casing 2 and well structure 3 during reduced diameter drilling is kept high. become.

縮径掘削が所定深度まで進んだならば、図８の（Ｂ）に示すように掘削翼１２を拡径可能な位置まで一旦ドリルケーシング２を引き上げた上、図３および図９の（Ａ）に示すように掘削翼１２に付帯している油圧シリンダ１７を収縮動作させて各可動翼１６を固定翼１３に対して拡径させる。その状態で、再びドリルケーシングに掘進力を付与して、図９の（Ｂ）に示すように先に縮径掘削された掘削孔Ｈを拡径させるような形態で拡径掘削を施す。この拡径掘削は主として掘削翼１２のうち可動翼１６によって行われ、その拡径後の孔径は井筒構造体２の外径と同等寸法になることを基本とし、必要に応じて井筒構造体２の外径よりも小さくしたり大きくすることは可動翼１６の最大直径の調整によって可能であることは言うまでもない。 When the reduced diameter excavation has progressed to a predetermined depth, as shown in FIG. 8B, the drill casing 2 is once pulled up to a position where the diameter of the excavating blade 12 can be expanded, and then, FIG. 3 and FIG. As shown, the hydraulic cylinder 17 attached to the excavating blade 12 is contracted to expand the diameter of each movable blade 16 relative to the fixed blade 13. In this state, a drilling force is again applied to the drill casing, and the diameter-expanded excavation is performed in such a manner as to expand the diameter of the excavated hole H that has been excavated earlier as shown in FIG. This diameter expansion excavation is mainly performed by the movable blade 16 of the excavation blades 12, and the hole diameter after the expansion is basically the same as the outer diameter of the well structure 2, and the well structure 2 as necessary. Needless to say, the outer diameter of the movable blade 16 can be made smaller or larger by adjusting the maximum diameter of the movable blade 16.

この拡径掘削中において発生した掘削土砂も掘削翼１２の回転に伴い窓部２１から先端アタッチメント１０内（ドリルケーシング２内）に自律的に取り込まれることになるものの、拡径掘削中において適当なタイミングで掘削翼１２の可動翼１６を一旦縮径状態とした上で直ちに拡径状態に戻す操作を行う。こうすることにより、拡径掘削に伴って発生した掘削土砂をより積極的にドリルケーシング２内に取り込むことができ、排土効率が一段と向上する。 Although the excavated earth and sand generated during the diameter expansion excavation is autonomously taken into the tip attachment 10 (in the drill casing 2) from the window portion 21 with the rotation of the excavation blade 12, it is suitable during the diameter expansion excavation. At a timing, the movable blade 16 of the excavating blade 12 is once reduced in diameter and then immediately returned to the expanded diameter state. By doing so, the excavated earth and sand generated with the diameter-expanded excavation can be more positively taken into the drill casing 2 and the soil removal efficiency is further improved.

縮径掘削済み領域についての拡径掘削が終了したならば、掘進力の付与を一旦断った上でその位置にて油圧シリンダ１７を逆動作させて再び掘削翼１２のうちその可動翼１６を図１０の（Ａ）のように縮径状態とする。そして、井筒構造体３の刃先下に確保された深さ分だけ図１０の（Ｂ）に示すように井筒構造体３を圧入沈設装置４にて圧入沈設する。 When the diameter expansion excavation for the reduced diameter excavated region is completed, the application of the digging force is once stopped, the hydraulic cylinder 17 is reversely operated at that position, and the movable blade 16 of the excavated blade 12 is again illustrated. The diameter is reduced as shown in 10 (A). Then, the well structure 3 is press-fitted and set by the press-fitting and setting device 4 as shown in FIG. 10B by the depth secured below the cutting edge of the well structure 3.

そして、以降は図８の（Ａ）〜図１０の（Ｂ）までの動作すなわち縮径掘削とそれに続く拡径掘削および井筒構造体３の圧入沈設を何回か繰り返し行い、図１１の（Ａ）に示すように最上段の井筒構造体３の地表への突出量が所定量以下となったならば圧入沈設装置４の加圧板７を最上昇位置まで上昇動作させる。 Thereafter, the operations from (A) to (B) of FIG. 8, that is, the reduced diameter excavation, the subsequent enlarged diameter excavation, and the press-fitting and sinking of the well structure 3 are repeatedly performed several times. ), When the projecting amount of the uppermost well structure 3 to the ground surface becomes a predetermined amount or less, the pressurizing plate 7 of the press-fitting and sinking device 4 is moved up to the highest position.

この状態で、図１１の（Ｂ）に示すように最上段の井筒構造体３の上に新たな井筒構造体３Ａを継ぎ足して連結した上で、以降は井筒構造体３の圧入沈設深さが所定深度になるまで上記の一連の動作を繰り返すことになる。 In this state, as shown in FIG. 11 (B), a new well structure 3A is added and connected to the uppermost well structure 3, and thereafter, the press-fitting depth of the well structure 3 is determined. The above series of operations is repeated until the predetermined depth is reached.

このように上記システムによれば、井筒構造体３の圧入沈設に必要な直径の掘削孔Ｈをいきなり掘削するのではなく、小径の縮径掘削を行った上でその縮径掘削済み領域を拡径するように拡径掘削を行うようにしているので、たとえ硬質地盤であっても無理なく掘削，掘進することができ、その掘削能力もしくは掘削効率が飛躍的に向上するとともに、従来よりも大口径の掘削孔Ｈの掘削が可能となることになる。 As described above, according to the above system, instead of suddenly excavating the drilling hole H having a diameter necessary for the press-fitting and sinking of the well structure 3, the reduced-diameter excavated region is expanded after the small-diameter drilling is performed. Since the diameter-expanded excavation is carried out so that the diameter is large, excavation and excavation can be carried out without difficulty even on hard ground, and its excavation capacity or excavation efficiency is dramatically improved, and it is larger than before. The excavation of the digging hole H having a diameter becomes possible.

図１２〜１６は上記システムを前提とした本発明の好ましい第１の実施の形態を示し、先に図１〜１１に基づいて説明したシステムと共通する部分には同一符号を付してある。この第２の実施の形態では、圧入沈設装置３４の構造が第１の実施の形態のものと異なっており、掘削中において圧入沈設途中の井筒構造体３が自沈現象を起こさないように地上側の圧入沈設装置３４で井筒構造体３全体を支持しながら圧入沈設する場合の例を示している。 FIGS. 12 to 16 show a first preferred embodiment of the present invention based on the above system, and the same reference numerals are given to parts common to the system described above with reference to FIGS. In the second embodiment, the structure of the press-fitting and sinking device 34 is different from that of the first embodiment, so that the well structure 3 during press-fitting and sinking does not cause a self-sink phenomenon during excavation. The example in the case of press-fitting and sinking while supporting the whole well structure 3 with the press-fitting and sinking device 34 is shown.

図１２に示すように、圧入沈設装置３４は、枠状の架台３６内に加圧板３７を昇降駆動させるための油圧式のパワージャッキ３８を備えているとともに、そのパワージャッキ３８により昇降駆動される加圧板３７には打ち抜きピン方式のクランプ機構３９が設けられており、このクランプ機構３９にて井筒構造体３全体を支えながら順次圧入沈設することになる。そして、このクランプ機構は後述するように井筒構造体３全体の自沈防止手段として機能することになる。 As shown in FIG. 12, the press-fitting and setting device 34 includes a hydraulic power jack 38 for moving the pressure plate 37 up and down in a frame-like gantry 36, and is driven up and down by the power jack 38. The pressure plate 37 is provided with a punch pin type clamp mechanism 39, and the clamp mechanism 39 sequentially press-fits and sinks while supporting the entire well structure 3. And this clamp mechanism functions as a self-sediment prevention means of the whole well structure 3 so that it may mention later.

また、回転掘削機１のドリルケーシング３２としては、先端アタッチメント１０のほか複数のケーシングセグメント３２ａ，３２ａ…を継ぎ足すようにして相互に連結したものが使用され、その掘削深度の増大とともにドリルケーシング３２の上段側にさらに別のケーシングセグメント３２ａが継ぎ足されるようになっている。 Further, as the drill casing 32 of the rotary excavator 1, a plurality of casing segments 32 a, 32 a... In addition to the tip attachment 10 are connected to each other so as to be connected to each other. Another casing segment 32a is added to the upper stage side.

この第１の実施の形態では、図１３の（Ａ）に示すように（同図は立坑の躯体となるべき井筒構造体３，３…を継ぎ足しながらの圧入沈設が所定深度まで進んだ状態を示している）、最初に図１〜１１に示したシステムと同様に掘削翼１２を縮径状態とした上でその掘削翼１２をドリルケーシング３２とともに回転駆動しながら掘進力を与えて縮径掘削を行う。 In the first embodiment, as shown in FIG. 13A (the figure shows a state in which the press-fitting and sinking while adding the well structures 3, 3,. In the same manner as in the system shown in FIGS. 1 to 11, the diameter of the excavating blade 12 is reduced, and the excavating blade 12 is rotationally driven together with the drill casing 32 to apply advancing force to reduce the diameter of the excavated blade 12. I do.

縮径掘削が所定深度まで進んだならば、同図（Ｂ）に示すように掘削翼１２を拡径可能な位置まで一旦ドリルケーシング３２を引き上げた上、図３および図１４の（Ａ）に示すように各可動翼１６を固定翼１３に対して拡径させて掘削翼１２そのものを拡径状態とする。その状態で、再びドリルケーシング３２に掘進力を付与して、図１４の（Ｂ）に示すように先に縮径掘削された掘削孔Ｈを拡径させるような形態で拡径掘削を施す。 When the reduced diameter drilling has proceeded to a predetermined depth, the drill casing 32 is once pulled up to a position where the diameter of the drill blade 12 can be expanded as shown in FIG. As shown, each movable blade 16 is expanded in diameter with respect to the fixed blade 13 so that the excavated blade 12 itself is in an expanded state. In this state, a drilling force is again applied to the drill casing 32, and the diameter-expanded excavation is performed in such a manner as to expand the diameter of the excavated hole H that has been excavated earlier as shown in FIG.

この時、井筒構造体３の刃先下が拡径掘削されたとしても井筒構造体３全体は圧入沈設装置３４の自沈防止手段たるクランプ機構３９によって支えられているので、自重による自沈現象を起こすことはない。 At this time, even if the diameter under the cutting edge of the well structure 3 is excavated, the whole well structure 3 is supported by the clamp mechanism 39 which is a self-sink prevention means of the press-fitting and sinking device 34, so that the self-sink phenomenon due to its own weight occurs. There is no.

縮径掘削済み領域についての拡径掘削が終了したならば、掘進力の付与を一旦断った上でその位置にて図４の油圧シリンダ１７を逆動作させて、同図および図１５の（Ａ）に示すように掘削翼１２のうちその可動翼１６を縮径状態とする。そして、井筒構造体３の刃先下に確保された深さ分だけ図１５の（Ｂ）に示すように井筒構造体３を圧入沈設装置３４にて圧入沈設する。 When the diameter expansion excavation for the reduced diameter excavation area is completed, the application of the digging force is once interrupted, and the hydraulic cylinder 17 of FIG. 4 is reversely operated at that position, and FIG. ), The movable blade 16 of the excavating blade 12 is brought into a reduced diameter state. Then, the well structure 3 is press-fitted and set by the press-fitting and setting device 34 as shown in FIG. 15B by the depth secured under the cutting edge of the well structure 3.

以降は図１３の（Ａ）〜図１５の（Ｂ）までの動作すなわち縮径掘削とそれに続く拡径掘削および井筒構造体３の圧入沈設を何回か繰り返し行い、図１６の（Ａ）に示すように最上段の井筒構造体３の地表への突出量が所定量以下となったならば、回転掘削機１の回転圧入駆動部９および油圧パワーユニット２８等を一旦撤去した上で、最上段の井筒構造体３の上に新たな井筒構造体３Ａを継ぎ足して連結する。さらに、同図（Ｂ）に示すように、ドリルケーシング３２のうち最上段のケーシングセグメント３２ａの上に新たなケーシングセグメント３２ａを継ぎ足して連結する。この後、回転掘削機１の回転圧入駆動部９および油圧パワーユニット２８等を元の状態に戻し、以降は井筒構造体３の圧入沈設深さが所定深度になるまで上記の一連の動作を繰り返すことになる。 Thereafter, the operations from (A) to (B) in FIG. 13, that is, diameter-reduction excavation, subsequent diameter-expansion excavation, and press-fitting and sinking of the well structure 3 are repeated several times, and FIG. As shown in the figure, when the projecting amount of the uppermost well structure 3 to the ground surface becomes a predetermined amount or less, the rotary press-in drive unit 9 and the hydraulic power unit 28 of the rotary excavator 1 are once removed, and then the uppermost stage A new well structure 3 </ b> A is added to and connected to the well structure 3. Furthermore, as shown to the same figure (B), the new casing segment 32a is added and connected on the uppermost casing segment 32a among the drill casings 32. Thereafter, the rotary press-fitting drive unit 9 and the hydraulic power unit 28 of the rotary excavator 1 are returned to the original state, and thereafter, the above-described series of operations is repeated until the press-fitting depth of the well structure 3 reaches a predetermined depth. become.

この第１の実施の形態においては、先に図１〜１１に示したシステムと同様の作用効果が得られるほか、特により深度の大きな立坑を構築できる利点がある。 In the first embodiment, the same effect as that of the system previously shown in FIGS. 1 to 11 can be obtained, and in particular, there is an advantage that a deeper shaft can be constructed.

図１７，１８は本発明の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態では、掘削翼４２の直径が大径化する場合に、一つの固定翼４３と可動翼４６、油圧シリンダ４７およびトップディスク部４４をそれぞれ一組として三つの翼ブロック４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃに分割し、これらの各翼ブロック４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを図１，１２に示した先端アタッチメント１０を母体として相互に組み付けることで掘削翼４２としての機能を発揮できるようにしたものである。 17 and 18 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, when the diameter of the excavating blade 42 is increased, one fixed blade 43, the movable blade 46, the hydraulic cylinder 47, and the top disk portion 44 are combined into three blade blocks 40A. , 40B, 40C, and these blade blocks 40A, 40B, 40C are assembled to each other with the tip attachment 10 shown in FIGS. It is.

この第２の実施の形態においても第１の実施の形態のものと同様の作用効果が得られるものであることは言うまでもない。 It goes without saying that the same effects as those of the first embodiment can be obtained also in the second embodiment.

図１９〜２３は本発明の第３の実施の形態を示し、先に説明した第１，第２の実施の形態のものと共通する部分には同一符号を付してある。この第３の実施の形態では、掘削翼５０を構成する固定翼５１は、ドリルケーシング２（先端アタッチメント１０）に対して着脱可能になっていて、径の異なる固定翼５１を付け替えることにより縮径掘削及び拡径掘削の掘削径を容易に変化させることができるようになっている。 19 to 23 show a third embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the parts common to those of the first and second embodiments described above. In the third embodiment, the fixed blade 51 constituting the excavating blade 50 is detachable from the drill casing 2 (tip attachment 10), and the diameter of the fixed blade 51 is reduced by replacing the fixed blade 51 having a different diameter. The excavation diameter of excavation and diameter expansion excavation can be easily changed.

この実施の形態において、固定翼５１は、第１の固定翼（基準固定翼）５２と第２の固定翼（拡大固定翼）５３とからなっている。第１の固定翼５１は、第１，第２の実施の形態の固定翼１３に相当するものであり、ドリルケーシング２（先端アタッチメント１０）に一体的に設けられている。第２の固定翼５３は、第１の固定翼５２に重ね合せた状態で着脱可能に取付けられている。 In this embodiment, the fixed wing 51 includes a first fixed wing (reference fixed wing) 52 and a second fixed wing (enlarged fixed wing) 53. The first fixed blade 51 corresponds to the fixed blade 13 of the first and second embodiments, and is provided integrally with the drill casing 2 (tip attachment 10). The second fixed wing 53 is detachably attached in a state of being superimposed on the first fixed wing 52.

第１の固定翼５２は、例えば口径（外径）φ３０００の井筒構造体３を圧入沈設するための掘削孔を掘削する場合には単独で使用され、第２の固定翼５３は、例えば口径（外径）φ４８００の井筒構造体３を圧入沈設するための掘削孔を掘削する場合に、第１の固定翼５２に所謂継ぎ足した状態で使用される。 The first fixed blade 52 is used singly when excavating a borehole for press-fitting and sinking the well structure 3 having a diameter (outer diameter) φ3000, for example, and the second fixed blade 53 is formed, for example, with a diameter ( When the excavation hole for press-fitting and sinking the well structure 3 having an outer diameter of φ4800 is excavated, it is used in a state of being added to the first fixed blade 52.

また、可動翼５４は、第２の固定翼５３の外周部側に第１の枢支軸５５に旋回（回動）可能に取付けられていて、アクチュエータとしての油圧シリンダ５６により前記第１の枢支軸５５を中心に回動駆動されるようになっている。 The movable blade 54 is attached to the first pivot shaft 55 on the outer peripheral side of the second fixed blade 53 so as to be able to turn (turn), and the first pivot is operated by a hydraulic cylinder 56 as an actuator. It is configured to be driven to rotate about the support shaft 55.

油圧シリンダ５６のシリンダ本体部５７は、一端部が第２の枢支軸５８により回動可能にドリルケーシング２（先端アタッチメント１０）に取付けられている。 One end of the cylinder main body 57 of the hydraulic cylinder 56 is attached to the drill casing 2 (tip attachment 10) so as to be rotatable by the second pivot shaft 58.

図２１に示すように、油圧シリンダ５６のピストンロッド５９は、第１のロッド６０と、第１のロッド６０の先端に第３の枢支軸６１を介して回動可能に連結された第２のロッド６２と、からなっていて、第２のロッド６２の先端が第３の枢支軸６３により可動翼５４の中央部に回動可能に連結されている。また、前記ピストンロッド５９の第３の枢支軸６１は、リンク６４及び第４の枢支軸６５を介して第２の固定翼５３に回動可能に連結されている。なお、図１９において、６６は補強部材、６７は土砂取り込み用の窓部である。また、図示を省略したが掘削翼５０の上方には第１，第２の実施の形態のものと同様のスタビライザが装着されている。 As shown in FIG. 21, the piston rod 59 of the hydraulic cylinder 56 includes a first rod 60 and a second rod rotatably connected to the tip of the first rod 60 via a third pivot shaft 61. The tip of the second rod 62 is rotatably connected to the central portion of the movable blade 54 by a third pivot shaft 63. The third pivot shaft 61 of the piston rod 59 is rotatably connected to the second fixed wing 53 via a link 64 and a fourth pivot shaft 65. In FIG. 19, 66 is a reinforcing member, and 67 is a window for taking in earth and sand. Although not shown, a stabilizer similar to that of the first and second embodiments is mounted above the excavating blade 50.

そして、油圧シリンダ５６を収縮動作させたときには、図２０に示すように、可動翼５４が第２の固定翼５３とほぼ平行となるまで突出して掘削翼全体が拡径状態となる一方、逆に油圧シリンダ５６を伸長動作させたときには、図２１に示すように、可動翼５４が折り畳まれて掘削翼全体が縮径状態となるように設定されている。拡径状態における可動翼５４の最大直径は、井筒構造体３の外径寸法φ４８００と同等寸法となるように予め設定されている。 When the hydraulic cylinder 56 is contracted, as shown in FIG. 20, the movable blade 54 protrudes until it is substantially parallel to the second fixed blade 53, and the entire excavation blade is expanded, whereas conversely When the hydraulic cylinder 56 is extended, as shown in FIG. 21, the movable blade 54 is folded so that the entire excavating blade is in a reduced diameter state. The maximum diameter of the movable blade 54 in the expanded diameter state is set in advance so as to be the same size as the outer diameter size φ4800 of the well structure 3.

また、図２１に示すように、ドリルケーシング２（先端アタッチメント１０）の外周には第１の軸受部７１、第２の軸受部７２、第３の軸受部７３が設けられている。そして、口径（外径）φ４８００の井筒構造体３を圧入沈設するための掘削孔を掘削する場合には、前記第１の軸受部７１に前記枢支軸５８で油圧シリンダ５６の一端部を回動可能に取付けるようになっている。 Further, as shown in FIG. 21, a first bearing portion 71, a second bearing portion 72, and a third bearing portion 73 are provided on the outer periphery of the drill casing 2 (tip attachment 10). When excavating an excavation hole for press-fitting the well structure 3 having a diameter (outer diameter) φ4800, one end portion of the hydraulic cylinder 56 is rotated around the first bearing portion 71 by the pivot shaft 58. It is designed to be movable.

また、口径（外径）φ３０００の井筒構造体３を圧入沈設するための掘削孔を掘削する場合には、図２２、図２３に示すように、前記第１の軸受部７１に前記枢支軸５８で前記油圧シリンダ５６よりも短尺の油圧シリンダ１７の一端部が回動可能に取付けられると共に、前記第２の軸受部７２に軸１５で可動翼１６が回動可能に取付けられる。 Further, when excavating an excavation hole for press-fitting and sinking the well structure 3 having a diameter (outer diameter) of φ3000, as shown in FIGS. 22 and 23, the first bearing portion 71 includes the pivot shaft. At 58, one end portion of the hydraulic cylinder 17 shorter than the hydraulic cylinder 56 is rotatably attached, and the movable blade 16 is rotatably attached to the second bearing portion 72 by the shaft 15.

前記油圧シリンダ１７のピストンロッド１８の先端部には軸７４を介してリンク１９が回動可能に連結されている。前記リンク１９の先端部は軸７７を介して、前記可動翼１６の中央部に設けた第４の軸受部７６に回動可能に連結されている。 A link 19 is rotatably connected to the tip of the piston rod 18 of the hydraulic cylinder 17 via a shaft 74. The distal end portion of the link 19 is rotatably connected to a fourth bearing portion 76 provided at the central portion of the movable blade 16 via a shaft 77.

また、前記軸７４はリンク７７を介して軸７８により前記第３の軸受部７３に回動可能に連結されている。そして、前記油圧シリンダ１７のピストンロッド１８を伸長させると、図２２に示すように、可動翼１６は縮径した状態になる。また、前記油圧シリンダ１７のピストンロッド１８を収縮させると、図２３に示すように、可動翼１６は拡径して、その先端がφ３１００の位置まで伸びた状態になる。これらの状態は、図３，図４に示すシステムの場合と同じである。 Further, the shaft 74 is rotatably connected to the third bearing portion 73 by a shaft 78 via a link 77. Then, when the piston rod 18 of the hydraulic cylinder 17 is extended, the movable blade 16 is reduced in diameter as shown in FIG. When the piston rod 18 of the hydraulic cylinder 17 is contracted, as shown in FIG. 23, the movable blade 16 is expanded in diameter and its tip is extended to a position of φ3100. These states are the same as those of the system shown in FIGS.

なお、前記第３の実施の形態の場合には、第１の固定翼５２に第２の固定翼５３を継ぎ足す場合を示したが、第１の固定翼５２を取り外してから第２の固定翼５３を取付けるようにしても良い。また、第２の固定翼５３の径は、井筒構造体３の外径寸法に合せて適宜に形成される。 In the case of the third embodiment, the case where the second fixed wing 53 is added to the first fixed wing 52 is shown, but the second fixed wing 52 is removed after the second fixed wing 52 is removed. The wings 53 may be attached. The diameter of the second fixed wing 53 is appropriately formed according to the outer diameter of the well structure 3.

本発明が前提としている施工システムの概略を示す図で、拡径掘削装置の断面説明図。It is a figure which shows the outline of the construction system which this invention presupposes, and is sectional explanatory drawing of a diameter-expansion excavation apparatus. 図１の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 掘削翼の詳細を示す図で、図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。It is a figure which shows the detail of an excavation blade, and is an expanded sectional view which follows the AA line of FIG. 図３の掘削翼の縮径状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the diameter reduction state of the excavation blade of FIG. 図２のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。The expanded sectional view which follows the BB line of FIG. 図１に示すドリルケーシングの要部拡大図。The principal part enlarged view of the drill casing shown in FIG. 図６の平面図。The top view of FIG. （Ａ），（Ｂ）ともに図１の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. （Ａ），（Ｂ）ともに図１の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. （Ａ），（Ｂ）ともに図１の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. （Ａ），（Ｂ）ともに図１の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. 本発明に係る拡径掘削装置の第１の実施の形態を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows 1st Embodiment of the diameter expansion excavation apparatus which concerns on this invention. （Ａ），（Ｂ）ともに図１２の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. （Ａ），（Ｂ）ともに図１２の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. （Ａ），（Ｂ）ともに図１２の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. （Ａ），（Ｂ）ともに図１２の拡径掘削装置の施工手順を示す説明図。(A), (B) is explanatory drawing which shows the construction procedure of the diameter expansion excavation apparatus of FIG. 本発明の第２の実施の形態として掘削翼の他の例を示す分解説明図。Exploded view illustrating another example of the excavating blade as the second embodiment of the present invention. 図１７の掘削翼を形成している一つの翼ブロックの正面説明図。Front explanatory drawing of one blade block which forms the excavation blade of FIG. 本発明の第３の実施の形態として掘削翼の他の例を示す要部拡大図。The principal part enlarged view which shows the other example of an excavation blade as the 3rd Embodiment of this invention. 掘削翼の詳細を示す図で、図１９のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図。It is a figure which shows the detail of an excavation blade, and is an expanded sectional view which follows the AA line of FIG. 図２０の掘削翼の縮径状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the diameter-reduced state of the excavation blade of FIG. 第２の固定翼を取り外して第１の固定翼に可動翼を取付けて縮径させた状態の要部拡大図。The principal part enlarged view of the state which removed the 2nd fixed wing | blade and attached the movable wing | blade to the 1st fixed wing | blade, and was diameter-reduced. 第２の固定翼を取り外して第１の固定翼に可動翼を取付けて拡径させた状態の要部拡大図。The principal part enlarged view of the state which removed the 2nd fixed wing | blade and attached the movable wing | blade to the 1st fixed wing, and was expanded in diameter.

符号の説明Explanation of symbols

１…回転掘削機
２…ドリルケーシング
３…井筒構造体
４…圧入沈設装置（圧入沈設手段）
９…回転圧入駆動部（掘削駆動手段）
１０…先端アタッチメント
１１…掘削刃
１２…掘削翼
１３…固定翼
１６…可動翼
１７…油圧シリンダ（直動型アクチュエータ）
２０…掘削刃
２１…窓部
２８…油圧パワーユニット
３２…ドリルケーシング
３２ａ…ケーシングセグメント
３４…圧入沈設装置（圧入沈設手段）
３９…クランプ機構（自沈防止手段）
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…翼ブロック
４２…掘削翼
４３…固定翼
４６…可動翼
４７…油圧シリンダ（直動型アクチュエータ）
５０…掘削翼
５１…固定翼
５２…第１の固定翼
５３…第２の固定翼
５４…可動翼
５６…油圧シリンダ（直動型アクチュエータ）
Ｈ…掘削孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary excavator 2 ... Drill casing 3 ... Well structure 4 ... Press-fit installation apparatus (press-fit installation means)
9: Rotary press-fitting drive unit (excavation drive means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tip attachment 11 ... Excavation blade 12 ... Excavation blade 13 ... Fixed blade 16 ... Movable blade 17 ... Hydraulic cylinder (direct acting actuator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Excavation blade 21 ... Window part 28 ... Hydraulic power unit 32 ... Drill casing 32a ... Casing segment 34 ... Press-fit installation apparatus (press-fit installation means)
39 ... Clamp mechanism (self-sink prevention means)
40A, 40B, 40C ... blade block 42 ... excavation blade 43 ... fixed blade 46 ... movable blade 47 ... hydraulic cylinder (direct acting actuator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Excavation blade 51 ... Fixed blade 52 ... 1st fixed blade 53 ... 2nd fixed blade 54 ... Movable blade 56 ... Hydraulic cylinder (direct acting actuator)
H ... Drilling hole

Claims

井筒構造体の圧入沈設を行うにあたり、井筒構造体内にドリルケーシングを挿入するようにそのドリルケーシングの周囲に予め井筒構造体を配置した状態で、掘削翼を装着したパイプ状のドリルケーシングを掘削翼とともに回転させながら井筒構造体の刃先下を含む地盤を掘削する装置において、
上記掘削翼は拡径可能であるとともにその掘削翼を拡径，縮径動作させるアクチュエータを備えていて、且つ縮径状態および拡径状態のいずれの状態においても掘削が可能となっているとともに、
ドリルケーシングの下部には縮径掘削および拡径掘削の際に発生した掘削土砂をドリルケーシングの内部に取り込む窓部が開口形成されていて、
ドリルケーシングの上端部にはそのドリルケーシングを回転駆動しながら圧入力を付与する掘削駆動手段が設けられているとともに、
ドリルケーシングの周囲には掘削駆動手段とは別に井筒構造体を圧入沈設する圧入沈設手段が設けられていて、
さらに、圧入沈設手段には、井筒構造体を機械的に支持して、少なくともその井筒構造体の刃先下を掘削する際に当該井筒構造体の自沈を防止する自沈防止手段が設けられていることを特徴とする拡径掘削装置。 In the press-fitting and sinking of the well structure, the pipe-shaped drill casing fitted with the drill blade is inserted into the well with the well structure around the drill casing so that the drill casing is inserted into the well structure. In an apparatus for excavating the ground including the bottom of the well of the well structure while rotating together,
The excavating blade is capable of expanding the diameter and is provided with an actuator for expanding and reducing the diameter of the excavating blade, and excavation is possible in both the reduced diameter state and the expanded diameter state .
In the lower part of the drill casing, an opening is formed to take in the drill casing the excavated earth and sand generated during reduced diameter drilling and expanded diameter drilling ,
The upper end of the drill casing is provided with excavation driving means for applying pressure input while rotating the drill casing ,
In addition to the excavation drive means, a press-fitting and sinking means for press-fitting and sinking the well structure is provided around the drill casing,
In addition, the press-sinking means, and mechanical support for the well structure, and scuttled preventing means for preventing scuttled of the Izutsu structure is provided when the drilling cutting edge of at least the Izutsu structure A diameter-excavating rig characterized by that.

ドリルケーシングは、掘削翼よりも先端側に掘削翼とともに縮径掘削を司る掘削刃を備えていることを特徴とする請求項１に記載の拡径掘削装置。 The diameter expansion excavator according to claim 1, wherein the drill casing includes an excavating blade that performs reduced-diameter excavation together with the excavating blade at a tip side of the excavating blade.

掘削翼は縮径掘削を司る固定翼と拡径掘削を司る可動翼とから構成されていて、
可動翼は直動型アクチュエータの伸縮作動に応じてその縮径と拡径とが行われるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の拡径掘削装置。 The drilling wing is composed of a fixed wing that controls reduced diameter drilling and a movable wing that controls expanded drilling.
The diameter-expanded excavator according to claim 1 or 2, wherein the movable blade is reduced in diameter and expanded in accordance with an expansion / contraction operation of the direct acting actuator.

可動翼の拡縮動作は油圧シリンダの伸縮作動に応じて行われるようになっていていることを特徴とする請求項３に記載の拡径掘削装置。 4. The diameter expansion excavator according to claim 3, wherein the expansion / contraction operation of the movable blade is performed according to an expansion / contraction operation of the hydraulic cylinder.

固定翼および可動翼は少なくともその下面側に掘削刃を備えていることを特徴とする請求項３または４に記載の拡径掘削装置。 The diameter-extended excavator according to claim 3 or 4, wherein the fixed wing and the movable wing are provided with a digging blade at least on a lower surface side thereof.

掘削翼の油圧シリンダに油圧を供給するための油圧パワーユニットがドリルケーシングの上端部に搭載されていて、その油圧パワーユニットがドリルケーシングとともに回転するようになっていることを特徴とする請求項４に記載の拡径掘削装置。 5. A hydraulic power unit for supplying hydraulic pressure to a hydraulic cylinder of a drilling blade is mounted on an upper end portion of a drill casing, and the hydraulic power unit rotates with the drill casing. Diameter drilling rig.

固定翼は径の異なる複数種類がドリルケーシングに対して着脱可能になっていて、径の異なる固定翼を付け替えることにより縮径掘削および拡径掘削の掘削径を変更可能にしたことを特徴とする請求項３または４に記載の拡径掘削装置。 A plurality of types of fixed blades with different diameters can be attached to and detached from the drill casing, and the drilling diameter of reduced diameter drilling and expanded diameter drilling can be changed by changing the fixed blades with different diameters. The diameter-expanded excavator according to claim 3 or 4.

可動翼は、ドリルケーシングに対して着脱可能になっている固定翼に旋回可能に取り付けられていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の拡径掘削装置。 The diameter-extended drilling device according to any one of claims 3 to 7, wherein the movable blade is pivotally attached to a fixed blade that is detachable from the drill casing.