JP4609783B1 - Method and apparatus for collecting core with known orientation - Google Patents
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Abstract
【課題】地盤調査ボーリングにおいて地盤を乱すことのない連続的なコアの採取と同時に方位のわかるコアを採取する。
【解決手段】回転切削を行うビット５を先端に有した外管４と該外管４の内側に同軸的に位置しコア収納を担う内管６とを備え、外管４は、上方のボーリングロッド２に連結され、ボーリングロッド２とともに回転するようにしており、内管６は、固定軸３に連結されたものであり、固定軸３は、ボーリングロッド２の内側において上方に延びて外部より固定され、かつ、上下方向に連結された複数の構成部分からなるものであって、各構成部分の連結箇所には、上の構成部分と下の構成部分が互いに回動不可能に結合するようにした連結手段を設けており、ボーリングロッド２の回転にともなって内菅６が回転しないようにしている。
【選択図】図１[Object] To collect a core whose orientation is known at the same time as a continuous core that does not disturb the ground in ground survey boring.
An outer tube 4 having a bit 5 for rotating cutting at its tip and an inner tube 6 coaxially positioned inside the outer tube 4 for housing a core are provided. The inner tube 6 is connected to the fixed shaft 3 and is connected to the rod 2 so as to rotate together with the boring rod 2. The fixed shaft 3 extends upward from the inside of the boring rod 2 and is externally connected. It is composed of a plurality of component parts that are fixed and connected in the vertical direction, and an upper component part and a lower component part are coupled to each other so that they cannot rotate. The connecting means is provided so that the inner flange 6 does not rotate as the boring rod 2 rotates.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、地層の層理面などの面構造の走向傾斜を知るための方位のわかるコアを採取する方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for collecting a core having a known orientation for knowing the strike inclination of a surface structure such as a stratum surface of a formation.
土木・建築分野での構造物構築のための事前調査や鉱業における採掘計画立案また学術的地盤研究などの課題を解決するために地盤調査ボーリングが実施される。地下地盤を最も正しく知る手法は、地下トンネルを開削しその壁面において地盤を直接確認する調査トンネル開削法である。これには長い工事期間と多額の費用を伴うため、地盤調査ボーリングは安価でかつ効果的な地質調査手法であるとされる。地盤を乱すことなくかつ連続的に採取されたコアにおいて該地盤の構成が確認される。併せて、方位のわかるコアにおいて地層の層理面や亀裂・鉱脈などの該地盤の面構造の走向傾斜が確認され、ボーリング孔周辺の地下地盤はこの両成果において確定され得ることとなる。以降、地盤を乱すことなくかつ連続的に採取されたコアを、良質なコア、と称し、方位のわかるコアを、方位コア、と称する。 In order to solve problems such as pre-investigation for construction of structures in the field of civil engineering and construction, mining planning in the mining industry, and academic ground research, ground survey boring is conducted. The best way to know the underground ground is the survey tunnel excavation method, which excavates the underground tunnel and directly confirms the ground on the wall. Since this involves a long construction period and a large amount of cost, ground survey boring is considered to be an inexpensive and effective geological survey method. The structure of the ground is confirmed in the cores collected continuously without disturbing the ground. At the same time, the stratum surface of the stratum and the slope of the ground surface structure such as cracks and veins are confirmed in the core where the orientation is known, and the underground ground around the borehole can be determined in both results. Hereinafter, a core collected continuously without disturbing the ground is referred to as a good quality core, and a core whose orientation is known is referred to as an orientation core.
図６は、良質なコアの採取を行う場合に使用される公知の二重管式サンプラーの先端部（例えば、非特許文献1、２、３参照）でのコア採取の概念説明図である。ビット（５）を取り付けた外管（４）の回転と推力により先端地盤を円周切削し、この円周内側に円筒形に起立した地盤が採取コア（７１）となる。コア採取時の掘進速度は０.５〜２ｃｍ/ｍｉｎ程とゆっくりしており、掘進の進行に伴って採取コアは内管（６）内側に装填された袋状または円筒状のポリエチレンチュ−ブ（７２）に密着して被覆されながら連続的に内管内に収納される。所定のコア採取（通常１ｍ）が終了するとサンプラーは地上に揚管回収されることとなり、この揚管においてコアリフタ（７３）が掴縮され、コア先端は地盤より引っ張り破断される。また、掘進水が地上よりポンプ圧送されることにより、外管と内管の隙間を通じビット等の先端部各部材の冷却と潤滑が行われまた外管と孔壁との隙間を通じ切削屑の排出が行われる。
FIG. 6 is a conceptual explanatory diagram of core collection at the tip of a known double-pipe sampler used when collecting a good quality core (for example, see Non-Patent
図６において、Ａ−Ｂ−Ｃを地層の層理面、ａ−ｂ−ｃを亀裂や鉱脈などの面構造とすると、これらを保持した良質なコアを採取することとその採取されたコアの方位を知ることの両成果においてボーリング孔周辺の地下地盤は確定され得ることになる。内管が回転すると採取したコアの方位＝面構造の走向傾斜がわからない。 In FIG. 6, when ABC is a stratum plane of the formation and abc is a surface structure such as a crack or a vein, it is possible to collect a high-quality core that holds them and In both achievements of knowing the orientation, the underground ground around the borehole can be determined. When the inner tube is rotated, the orientation of the sampled core = the direction of the surface structure is not known.
図５は、掘進長で凡そ２００ｍ以浅の地盤調査において汎用的に採用されるロータリ−式ボーリングマシンによる普通工法において良質なコアを採取する場合に使用される公知の二重管式サンプラーによるコア採取法。以降、従来のコア採取法と称する、の実施説明図である。この二重管式サンプラー（破断正面図）は、先端に、ビット（５）を有した外管（４）とコア収納を担う内管（６）とスイベルヘッド（６０）との主要三部材により構成される。当該深度においてコアを採取するため、複数のボーリングロッド（２）連結によりサンプラーが孔底まで下降され、地上のボーリングマシン（１）の回転と推力がボーリングロッドおよびスイベルヘッド（６０）を介し外管（４）へ伝達されることにより切削掘進が行われる。内管はスイベルヘッド部内においてベアリング支持により垂設した自在回転構造となっており、ボーリングロッドおよび外管と内管は作業上脱着可能に分離させる必要があるためスイベルヘッド部において各々螺合されている。また内管先端部においては、コアの収納を円滑に行うために幾つかの小物ツールス（図示せず）が装着されている。（非特許文献１、２、３参照）
Figure 5 shows the core sampling with a well-known double-pipe sampler that is used to collect high-quality cores in the ordinary construction method using a rotary-type boring machine that is widely used in ground surveys with a length of less than 200 m. Law. Hereinafter, it is an implementation explanatory diagram referred to as a conventional core sampling method. This double-tube sampler (fracture front view) is composed of three main members: an outer tube (4) having a bit (5) at the tip, an inner tube (6) that carries the core, and a swivel head (60). Composed. In order to collect the core at this depth, the sampler is lowered to the bottom of the hole by connecting a plurality of boring rods (2), and the rotation and thrust of the ground boring machine (1) are transferred to the outer tube via the boring rod and swivel head (60). Cutting is performed by being transmitted to (4). The inner tube has a freely rotating structure suspended by bearing support in the swivel head, and the boring rod, outer tube, and inner tube need to be detachable for work. Yes. In addition, some small tools (not shown) are mounted at the distal end portion of the inner tube in order to smoothly store the core. (See
そもそも地盤は、塑性から脆性にわたる様々な物性により構成されており、これら地盤において良質なコアを採取する目的のため、これまでに特許物件も含め数多くの手法が考案されておりまた実用されている。 In the first place, the ground is composed of various physical properties ranging from plasticity to brittleness, and for the purpose of collecting good quality cores in these grounds, many methods including patented properties have been devised and put into practical use so far. .
地盤調査ボーリングにおいては、前述の理由により良質なコアと方位コアとを同時に採取する手法が当然ながら希求される。ボーリングロッドと外管は螺合しかつ掘進のために両者は回転し、また内管はベアリング支持による自在回転構造であるため内管も都度回転する。このため、従来のコア採取法そのままでは方位コアの採取は出来ない。また、方位コアを採取する手法を考案しようとする際、サンプラーは数ｃｍから１０ｃｍ程の小径の円筒形形状であることやサンプラーの構成部材は鉄製であるため磁気コンパスを安易に利用できないなどの機構や機能的な制約もある。これらのことにより、方位コアの採取に関しては、この二十数年間で数件程度の先行技術が考案されている程度である。（特許文献1〜8、参照） In ground survey boring, of course, a method of simultaneously collecting a good quality core and a bearing core is desired for the above-described reason. The boring rod and the outer tube are screwed together and both rotate for excavation, and the inner tube is a freely rotating structure with bearing support, so the inner tube also rotates each time. For this reason, it is not possible to collect orientation cores with the conventional core sampling method. In addition, when trying to devise a method for collecting the orientation core, the sampler has a cylindrical shape with a small diameter of about several centimeters to 10 cm, and the constituent members of the sampler are made of iron, so the magnetic compass cannot be easily used. There are also mechanical and functional constraints. As a result, several prior arts have been devised in the past 20 or more years for collecting orientation cores. (See Patent Documents 1-8)
これら先行技術はすべて、内管が回転する前提のもとに、何らかの手法により内管または採取コアの原位置（孔底）での方位の特定と捻じれの検知を図ろうとするものであり、諸手法は普及に至っているとは言え得ず実際的でない。 All of these prior arts are intended to identify the orientation at the original position (hole bottom) of the inner tube or the sampling core and detect twist by some method on the assumption that the inner tube rotates. Various methods cannot be said to have become widespread and are not practical.
しかし、地盤の面構造の走向傾斜がわからないと地盤が確定され得ないことから、現在では、コア採取後のボーリング孔壁を利用した映像解析手法（特許２７２４８３３など）により地盤の面構造の走向傾斜を知る手法が主流となっており、地質調査計画に組み込まれまた積算されている。しかし、この映像解析法は孔内水の濁りや孔壁崩壊の発生により、観測不能となったり正確な測定ができない問題があるため、良質なコアと方位コアを同時に採取する手法には実現は難しいとされ乍らも強い希求がある。 However, since the ground cannot be determined without knowing the slope of the ground surface structure, the slope of the ground surface structure is currently being analyzed by a video analysis method (such as patent 2724833) using a borehole wall after core collection. The method of knowing is the mainstream, and it is incorporated into the geological survey plan and accumulated. However, since this image analysis method has the problem that it cannot be observed or cannot be measured accurately due to the turbidity of the water in the borehole or the collapse of the pore wall, it cannot be realized as a method of simultaneously collecting a good quality core and an orientation core. There is a strong desire that is considered difficult.
コアの向きを知ろうとする前述の先行技術はすべて、内管が回転する前提のもとに、採取コアの方位と捻じれを測定する手法を課題としている。また採取コアの捻じれは元々内管の回転に由来するものである。従って、コアの向きを知ろうとする手法においての根本課題は、コア採取時において内管が回転することにある。 All the above-mentioned prior arts that attempt to know the orientation of the core are all subject to a technique for measuring the orientation and twist of the sampling core on the assumption that the inner tube rotates. Further, the twisting of the sampling core is originally derived from the rotation of the inner tube. Therefore, the fundamental problem in the method of trying to know the orientation of the core is that the inner tube rotates when the core is collected.
本発明は、コア採取時において外管が掘進回転することに対して内管が一時たりとも回転することのないよう、内管の回転を制止しかつ制止する方位を定めることにより、方位のわかるコアを採取する方法及び装置を提供するものであり、次のような構成を有するものとしている。 In the present invention, it is possible to understand the azimuth by determining the direction to stop and stop the rotation of the inner pipe so that the inner pipe does not rotate at once even when the outer pipe rotates while the core is collected. The present invention provides a method and an apparatus for collecting a core and has the following configuration.
（コア採取装置）
回転切削を行うビットを先端に有した外管と該外管の内側に同軸的に位置しコア収納を担う内管とを備え、外管は、上方のボーリングロッドに連結され、ボーリングロッドとともに回転するようにしており、
内管は、固定軸下部のネジ部に螺合する内管方位固定ナットと内管ヘッドを介して固定軸に連結されたものであり、固定軸は、ボーリングロッドの内側において上方に延びて外部より固定され、かつ、上下方向に連結された複数の構成部分からなるものであって、各構成部分の連結箇所には、上の構成部分と下の構成部分が互いに回動不可能に結合するようにした連結手段を設けており、ボーリングロッドの回転にともなって内菅が回転しないようにしている。
(Core collection device)
It has an outer tube with a bit for rotating cutting at the tip and an inner tube that is coaxially positioned inside the outer tube and carries the core. The outer tube is connected to the upper boring rod and rotates together with the boring rod. And
The inner tube is connected to the fixed shaft via an inner tube head fixing nut and an inner tube head that are screwed into the threaded portion of the lower portion of the fixed shaft, and the fixed shaft extends upward on the inner side of the boring rod. It is composed of a plurality of constituent parts that are more fixed and connected in the vertical direction, and the upper constituent part and the lower constituent part are non-rotatably coupled to each other at the connecting part of each constituent part. The connecting means is provided so that the inner rod does not rotate with the rotation of the boring rod.
前記固定軸の構成部分の連結箇所において、上下のいずれか一方の構成部分の周面に突起を設け、他方の構成部分に前記一方の構成部分の端部を外嵌する継ぎ手を設け、さらに、前記継ぎ手に前記突起が進入する溝を形成したものとすることができる。
また、固定軸の構成部分の連結箇所において、上下のいずれか一方の構成部分の端部の横断面形状を非円形にし、他方の構成部分に前記一方の構成部分の端部を外嵌する継ぎ手を設けたものとすることができる。
Providing a projection on the peripheral surface of one of the upper and lower constituent parts at a connecting portion of the constituent parts of the fixed shaft, providing a joint for fitting the end of the one constituent part on the other constituent part; A groove into which the protrusion enters may be formed in the joint.
In addition, at the connection portion of the component parts of the fixed shaft, a joint that makes the cross-sectional shape of the end of one of the upper and lower components non-circular and externally fits the end of the one component to the other component Can be provided.
（方位のわかるコアを採取する方法）
前記コア採取装置により、コア収納を担う内管の回転は制止されかつ内管の向きは任意の方位を維持したままの状態となり、この状態において切削掘進に係る構成により切削掘進を行うようにしている。
(How to collect cores with a clear bearing)
By the core collecting device, the rotation of the inner pipe that carries the core is restrained and the direction of the inner pipe is maintained in an arbitrary direction, and in this state, the cutting excavation is performed by the configuration related to the cutting excavation. Yes.
本発明は、ロータリ−式ボーリングマシンによる普通工法において、これまで難しいとされている方位のわかるコアの採取を可能とする。汎用的に行われている良質なコア採取の手法において同時にそのコアの方位がわかるため、他手法によらなくても単独でボーリング孔周辺の地盤が確定でき得ることとなり、安価でより有益な地盤情報が提供されることとなる。 The present invention makes it possible to collect a core whose orientation is known to be difficult in the ordinary method using a rotary boring machine. Since the orientation of the core can be known at the same time in the general-purpose high quality core sampling method, the ground around the borehole can be determined independently without using other methods, and it is cheaper and more useful ground Information will be provided.
以降の記載において使用する言葉の定義をここで行う。
ａ）、固定軸とは、サンプラー、ボーリングロッド、ウォータスイベルなどの孔底から地上まで連結される装置内部に同軸的に配置されかつ装置連結部において分離・連結される中空または中実の丸棒または丸棒を加工した棒状部材をいう。
ｂ）、同一方向とは、円筒表面上の二点の位置関係について、共に円筒の軸芯に対して同じ回転位相を保たれている位置関係であること、若しくは共に円筒の軸芯方向でかつ軸芯に直立する片平面上となる位置関係であることをいう。
ｃ）、方位連結とは、同軸的に長尺連結する二つの管または丸棒の連結の軸回転方向の向きにおいて、同一方向となる連結をいう。例えば方位連結を行なおうとする各部材の上下端付近に軸回転方向の向きにおいて同一方向となる目印を付し、この目印を合わせることで連結された両部材は方位連結となる。
Definitions of words used in the following description will be made here.
a) The fixed shaft is a hollow or solid round bar that is coaxially arranged inside a device connected from the bottom to the ground, such as a sampler, a boring rod, a water swivel, etc., and separated and connected at the device connecting portion Or the rod-shaped member which processed the round bar.
b) The same direction is a positional relationship in which the same rotational phase is maintained with respect to the axial center of the cylinder with respect to the positional relationship between the two points on the cylindrical surface, or both are the axial direction of the cylinder and It means a positional relationship on a single plane upright on the shaft core.
c) The azimuth | direction connection means the connection which becomes the same direction in the direction of the axial rotation direction of the connection of the two pipes or round bars which are coaxially connected long. For example, marks that are in the same direction in the direction of the axial rotation direction are attached to the vicinity of the upper and lower ends of each member to be azimuth-linked, and the two members that are connected by matching these marks are azimuth-linked.
図1は、本発明の、方位のわかるコアを採取する方法の実施に使用するコア採取装置の説明図（一部破断正面図）である。回転切削を行うビット（５）を先端に有した外管（４）と該外管の内側に同軸的に位置しコア収納を担う内管（６）とを備え、外管と内管とが互いに自在回転する機構を有し、外管は上方のボーリングロッドに長尺に螺合連結されることと内管は上方の固定軸に長尺に方位連結されることとの機構を有した、二重管式サンプラー（ア）と称する装置をコア採取しようとする地盤内に配する。 FIG. 1 is an explanatory view (partially broken front view) of a core collecting apparatus used for carrying out the method for collecting a core with a known orientation according to the present invention. An outer tube (4) having a bit (5) for rotating cutting at its tip and an inner tube (6) that is coaxially positioned inside the outer tube and carries the core are provided, and the outer tube and the inner tube are It has a mechanism that can freely rotate with respect to each other, and the outer tube has a mechanism in which the upper tube is screwed and connected to the upper boring rod and the inner tube is connected in an elongated direction to the upper fixed shaft, A device called a double-tube sampler (A) is placed in the ground to be cored.
ボーリングロッド（２）と該ロッド内側に同軸的に位置し該ロッドと同じ連結長さを有する固定軸（３）とを備え、ボーリングロッド（２）と固定軸（３）とが互いに自在回転する機構を有し、ボーリングロッドは上下方に長尺に螺合連結されることと固定軸の複数の構成部分が上下方に長尺に方位連結されることとの機構を有した、二重管式固定軸ボーリングロッド（イ）と称する装置を配する。 A boring rod (2) and a fixed shaft (3) coaxially positioned inside the rod and having the same connection length as the rod are provided, and the boring rod (2) and the fixed shaft (3) rotate freely with respect to each other. A double tube having a mechanism in which a boring rod is screwed up and down in a long way and a plurality of components of a fixed shaft are connected in a long direction in an up and down direction A device called a type fixed shaft boring rod (A) is arranged.
また、地上において、ボーリングロッド上端に装着したウォータスイベル（９）より突出させた固定軸（３）上端部において固定軸の回転を制止させることと固定軸の向きを任意の方位に固定することとの構造機構を有した、固定軸方位固定部（ウ）と称する固定部体を配する。 Further, on the ground, the rotation of the fixed shaft is stopped at the upper end of the fixed shaft (3) projected from the water swivel (9) attached to the upper end of the boring rod, and the direction of the fixed shaft is fixed in an arbitrary direction. The fixed part body called the fixed axis azimuth | direction fixed part (c) which has the structure mechanism of this is arranged.
上記、二重管式サンプラー装置と二重管式固定軸ボーリングロッド装置複数本とを地上まで順次長尺に連結することにおいて、外管と地上に至るまでの長尺連結とされたボーリングロッドとの構成はボーリングマシン（１）の回転と推力が伝達される、切削掘進に係る構成となり、また、内管と地上の固定軸上端部に至るまでの長尺連結とされた固定軸との構成は、コア収納に係る構成となる。 In the above-described double-tube sampler device and a plurality of double-tube fixed-axis boring rod devices that are sequentially connected to the ground in a long manner, the outer tube and the boring rod that is connected to the ground The configuration of is a configuration related to cutting excavation, in which the rotation and thrust of the boring machine (1) are transmitted, and the configuration of the inner tube and the fixed shaft that is connected to the upper end of the fixed shaft on the ground Is a configuration related to the core storage.
コア収納に係る構成は、切削掘進に係る構成の内側に同軸的に自在回転に貫挿することと、長尺に方位連結していること、との両機能機構を備えたことの特徴となる。このコア収納に係る構成の地上端である固定軸上端部の向きを固定軸方位固定部体において任意の方位に外部より係合固定することにより、コア収納を担う内管の回転は制止されかつ内管の向きは任意の方位を維持したままの状態となり、この状態において切削掘進に係る構成により切削掘進を行うことにおいて、方位のわかるコアを採取する方法が可能となる。 The configuration related to the core storage is characterized in that it has a dual function mechanism that is coaxially inserted freely inside the configuration related to cutting excavation and that is connected in a long direction. . By fixing the orientation of the upper end of the fixed shaft, which is the ground end of the configuration related to the core storage, from the outside in the fixed axis direction fixing portion in an arbitrary direction, the rotation of the inner tube that carries the core storage is restrained and The direction of the inner tube is maintained in an arbitrary direction, and in this state, by performing the cutting excavation with the configuration related to the cutting excavation, a method of collecting a core with a known direction becomes possible.
また、本発明を実施する場合の作業性能において重要となる上記二重管式固定軸ボーリングロッド（イ）について述べる。ボーリングロッド（２）と該ロッド内側に同軸的に位置し該ロッドと同じ連結長さを有する固定軸（３）とを備える。固定軸（３）は、上下方向に連結された複数の構成部分からなるものとしている。 The above-mentioned double tube type fixed shaft boring rod (A), which is important in work performance when carrying out the present invention, will be described. A boring rod (2) and a fixed shaft (3) positioned coaxially inside the rod and having the same connection length as the rod. The fixed shaft (3) is composed of a plurality of components connected in the vertical direction.
また、ボーリングロッドと固定軸とが互いに自在回転する。ボーリングロッドは、ボーリングロッドと同じ径の固定軸継ぎ手（７）によって、上下方にその複数の構成部分が長尺に螺合連結される。この固定軸継ぎ手（７）は、固定軸（３）の構成部分の連結箇所における連結手段の１つでもあり、内側に固定軸継ぎ手内固定軸（３１）を有しており、この固定軸継ぎ手内固定軸（３１）の上下各端部が、その上下の固定軸（３）の各構成部分と、連結手段である差し込み継ぎ手（２４）を介して連結されることにより、固定軸（３）の複数の構成部分が上下方に長尺に方位連結される。 Further, the boring rod and the fixed shaft rotate freely with respect to each other. A plurality of constituent parts of the boring rod are screwed up and down by a fixed shaft joint (7) having the same diameter as that of the boring rod. The fixed shaft joint (7) is also one of connecting means at the connecting portion of the components of the fixed shaft (3), and has a fixed shaft joint inner fixed shaft (31) on the inner side, and this fixed shaft joint. The upper and lower end portions of the inner fixed shaft (31) are connected to the constituent parts of the upper and lower fixed shafts (3) via the insertion joints (24) as connecting means, so that the fixed shaft (3) The plurality of constituent parts are connected in a long and downward direction.
ボーリングロッドと固定軸と固定軸継ぎ手との三部材が一体物となった装置を二重管式固定軸ボーリングロッド（イ）と称し、これにより従来のコア採取法とほぼ同等の作業手順と作業性能が実現される。 A device in which three members of a boring rod, a fixed shaft, and a fixed shaft joint are integrated is called a double-tube type fixed shaft boring rod (A), which makes the work procedure and work almost equivalent to the conventional core sampling method. Performance is realized.
本発明の方位のわかるコアを採取する方法は、以下の通りに実施することができる。
ア）、下端ボーリングロッド（２）に連結したサンプラーヘッド（１１）と、該ヘッドの下部外縁部に連結され下端に回転切削を行うビット（５）を有する断面円形の外管（４）と、該ヘッド内部においてベアリング支持により該ヘッドに同軸的な自在回転構造である固定軸（３）と、該外管の内部に通水可能な隙間をもって同軸的に位置し内管ヘッド（１０）を介し固定軸と同軸的に方位連結しコア収納を担う断面円形の内管（６）と、の構成による二重管式サンプラー（ア）と称するサンプラー装置をコア採取しようとする地盤内に配する。
The method of collecting a core with a known orientation according to the present invention can be implemented as follows.
A) a sampler head (11) connected to the lower end boring rod (2), and an outer tube (4) having a circular cross section having a bit (5) connected to the lower outer edge of the head and performing rotary cutting at the lower end; A fixed shaft (3) which is a freely rotating structure coaxial with the head by bearing support in the head, and is coaxially positioned with a gap through which water can flow inside the outer pipe, and through the inner pipe head (10). A sampler device called a double-pipe sampler (a) having a circular cross-section inner tube (6) that is coaxially connected to the fixed shaft and accommodates the core is disposed in the ground to be core-collected.
イ）、外周部においてボーリングロッド（２）を上下方に長尺に連結させる機構を有し内側においてベアリング支持により該ロッドと同軸的な自在回転構造である固定軸（３）の構成部分を上下方に長尺に方位連結させる機構を有する固定軸継ぎ手（７）と称する継ぎ手部と、ボーリングロッド（２）と、該ロッドと同じ実連結長さを有する固定軸（３）と、の三部材を一体物とした二重管式固定軸ボーリングロッド（イ）と称する装置を上記サンプラーヘッド（１１）上方に複数長尺に連結する。このことにより、二重管式サンプラーと連結した二重管式固定軸ボーリングロッドが地上まで繋がることの配置となる。 B) A part of the fixed shaft (3) which has a mechanism for connecting the boring rod (2) to the upper and lower portions at the outer periphery and has a free rotating structure coaxial with the rod on the inner side. Three members of a joint portion called a fixed shaft joint (7) having a mechanism for azimuthally connecting in a long direction, a boring rod (2), and a fixed shaft (3) having the same actual connection length as the rod A unit called a double-tube type fixed-shaft boring rod (A) is integrally connected above the sampler head (11) in a plurality of lengths. By this, it becomes arrangement | positioning that the double pipe type fixed axis boring rod connected with the double pipe type sampler is connected to the ground.
ウ）、ボーリングロッド上端に装着したウォータスイベル（９）から突出させた固定軸（３）の地上端部において固定軸の回転を制止させることと固定軸の向きを任意の方位に固定するための機構を有した固定軸方位固定部（ウ）と称する固定軸の固定部体を地上に配置する。 C) To stop the rotation of the fixed shaft at the ground end of the fixed shaft (3) protruding from the water swivel (9) attached to the upper end of the boring rod, and to fix the direction of the fixed shaft in an arbitrary direction. A fixed-axis fixed portion called a fixed-axis azimuth fixing portion (c) having a mechanism is disposed on the ground.
上記、二重管式サンプラー装置と二重管式固定軸ボーリングロッド装置複数本とを地上まで順次長尺に連結することにおいて、外管と地上に至るまでの長尺連結とされたボーリングロッドとの構成はボーリングマシンの回転と推力が伝達される、切削掘進に係る構成となり、また、内管と地上の固定軸上端部に至るまでの長尺連結とされた固定軸の構成は、コア収納に係る構成となる。コア収納に係る構成は、切削掘進に係る構成の内側に同軸的に自在回転に貫挿することと、長尺に方位連結していること、との両機能機構を備えたことの特徴となる。 In the above-described double-tube sampler device and a plurality of double-tube fixed-axis boring rod devices that are sequentially connected to the ground in a long manner, the outer tube and the boring rod that is connected to the ground The structure of the drilling machine transmits the rotation and thrust of the boring machine, and the structure of the fixed shaft that is connected to the inner pipe and the upper end of the fixed shaft on the ground is stored in the core. It becomes the composition concerning. The configuration related to the core storage is characterized in that it has a dual function mechanism that is coaxially inserted freely inside the configuration related to cutting excavation and that is connected in a long direction. .
地上において固定軸の向きを任意の方位に固定する手段については、次の通りである。
固定軸方位固定部（ウ）内において固定軸の軸上に直立する軸方向の片平面上に突起した固定棒（５５）をウォータスイベル（９）上方に突出させた固定軸上端部に方位連結させる。一方、固定溝（５９）をもった固定枠（５８）を掘進軸よりみて任意の方位に櫓支柱などから掘進軸に対して平行に外部より係合固定する。
Means for fixing the orientation of the fixed axis in an arbitrary direction on the ground is as follows.
A fixed rod (55) protruding on one axial plane upright on the axis of the fixed axis in the fixed axis direction fixed section (c) is connected to the upper end of the fixed shaft protruding above the water swivel (9). Let On the other hand, the fixed frame (58) having the fixing groove (59) is engaged and fixed from the outside in parallel to the excavation axis from a rod post or the like in an arbitrary direction as seen from the excavation axis.
この固定溝（５９）に固定棒（５５）を貫挿することにより、固定棒は固定溝内を上下方に摺動可能となり、固定軸は回転することなく任意の方位を維持したままの状態となる。この状態においてボーリングマシンの回転と推力が伝達された外管（４）により切削掘進を行い、回転することなく任意の方位を維持したままの状態である内管（６）において方位のわかるコアを採取する方法が可能となる。因みに、掘進水はウォータスイベル（９）を経て、ボーリングロッドと固定軸の間の隙間および中空の固定軸継ぎ手内部を通じサンプラーに到達する。 By inserting the fixing rod (55) into the fixing groove (59), the fixing rod can be slid upward and downward in the fixing groove, and the fixing shaft is maintained in an arbitrary direction without rotating. It becomes. In this state, the outer tube (4) to which the rotation and thrust of the boring machine are transmitted is cut and excavated, and the core in which the direction can be recognized in the inner tube (6) that remains in an arbitrary direction without rotating. A sampling method becomes possible. Incidentally, the excavation water reaches the sampler through the water swivel (9) and through the gap between the boring rod and the fixed shaft and the inside of the hollow fixed shaft joint.
以降の記載において使用する言葉の定義をここで行う。
あ）、外管系とは、外管と地上に至るまでの長尺連結とされたボーリングロッドとをいい、ボーリングマシンの回転と推力が伝達され、掘進に係る構成をいう。
い）、内管系とは、内管と地上の固定軸方位固定部の固定軸上端に至るまでの長尺連結とされた固定軸とをいい、コア収納に係る構成をいう。
Definitions of words used in the following description will be made here.
A) The outer pipe system is a boring rod that is connected to the outer pipe to the ground, and the rotation and thrust of the boring machine are transmitted to the structure related to excavation.
The inner pipe system refers to the inner pipe and a fixed shaft that is a long connection up to the upper end of the fixed shaft of the fixed axis azimuth fixing portion on the ground, and refers to a configuration related to the core accommodation.
コア採取中において、掘進水供給系統の不具合などによるサンプラー先端部の焼付けや砂礫質地盤での先端地盤面攪拌による内管コア詰まりなどの所謂サンプリング異常が生じることがありこれにより内管は外管と一体回転する。また、内管系を自在回転構造としているベアリング破損などの機構的な異常が生じた場合においても内管系は外管系と一体回転する。 During sampling of cores, so-called sampling abnormalities such as seizure of the tip of the sampler due to malfunctions in the excavation water supply system and clogging of the inner pipe core due to agitation of the tip ground surface in gravelly ground may occur, which causes the inner pipe to And rotate together. Further, even when a mechanical abnormality such as a bearing breakage in which the inner tube system has a freely rotating structure occurs, the inner tube system rotates integrally with the outer tube system.
内管が外管と一体回転する状態でコア採取を続けると連続的なコアが取れていない状況＝コア欠損となるため、これら外管系と内管系が一体回転する不用意な異常を早期に察知し作業を中断させる必要がある。このため、固定軸方位固定部（ウ）において固定軸の向きを固定する固定軸方位固定ナット（５４）と固定棒（５５）との間に、前述の不用意な異常を知らせる機能を有する回転異常検知部（５７）を備える。 If the core is continuously collected while the inner pipe rotates integrally with the outer pipe, a continuous core cannot be obtained = the core is lost, so an inadvertent abnormality that the outer pipe system and the inner pipe system rotate integrally is caused early. It is necessary to interrupt the work. For this reason, the rotation having the function of notifying the above-mentioned inadvertent abnormality between the fixed axis direction fixing nut (54) and the fixed bar (55) for fixing the direction of the fixed axis in the fixed axis direction fixing part (c). An abnormality detection unit (57) is provided.
方位コアを採取するためには内管が回転してはならない。一方、内管系はベアリング支持による自在回転構造であると雖も外管系の回転により内管系には若干の共回り力が生じ内管系は回転する。回転する内管系の固定軸上端において回転を制止させることにより地中より長尺に連結された固定軸には捻じれが発生する。基本的には中空または中実丸棒を使用する固定軸の捻じれ角は、加するトルクと鋼材の断面積と横弾性係数とによる関数として材料力学的に算出される。 The inner tube must not rotate in order to collect the bearing core. On the other hand, if the inner tube system has a freely rotating structure supported by bearings, the inner tube system rotates due to a slight co-rotation force generated in the inner tube system due to the rotation of the outer tube system. By stopping the rotation at the upper end of the fixed shaft of the rotating inner tube system, the fixed shaft connected in a long length from the ground is twisted. Basically, the twist angle of the fixed shaft using a hollow or solid round bar is calculated in terms of material mechanics as a function of the applied torque, the cross-sectional area of the steel material, and the transverse elastic modulus.
また、地上の平坦ヵ所において当該コア採取に使用する二重管式固定軸ボーリングロッドを水平方向に例えば５０ｍに長尺連結し、当該固定軸におけるトルクと捻じれ角の関係を事前に把握することも可能である。 Also, connect a double-tube type fixed shaft boring rod used for core collection in a flat place on the ground to a horizontal length of, for example, 50 m, and grasp in advance the relationship between torque and twist angle on the fixed shaft. Is also possible.
一方、地質調査手法の一つである野外地表踏査において、地盤の面構造はその面上に添わしたクリノメ−タやクリノコンパス測定器の水平配置における磁気コンパス方位（走向）とこれに直交する傾斜角（傾斜）として計測されるが、その計測誤差は概ね３°程である。従って、本手法の適用可能深度などの実用範囲は、当該コア採取における固定軸の捻じれ角が概ね３°を超えることのない条件としての制約を受けることとなる。 On the other hand, in the outdoor surface reconnaissance, which is one of the geological survey methods, the surface structure of the ground is the magnetic compass direction (strike) in the horizontal arrangement of the clinometer and the clinocompass measuring instrument attached on the surface and the inclination perpendicular to this. Although it is measured as an angle (tilt), the measurement error is about 3 °. Therefore, the practical range such as the applicable depth of the present technique is subject to restrictions as a condition that the torsion angle of the fixed shaft does not exceed approximately 3 ° in the core sampling.
また、ボーリング孔には掘進方向計画に対して、同マシンの設置誤差や後述する理由により必ず孔曲りが発生する。このため、本手法においては孔曲りに対しても検討を加える必要がある。一般的には、掘進回転の反力方向にまた先端地盤面に硬軟がある場合には軟質側にボーリング孔先端は孔曲りする基本がある。掘進方向が水平または緩傾斜のボーリング孔の場合には切削屑が下方に集中するため上方に孔曲りし、また掘進回転と掘進荷重が大きいほど孔曲りは助長される。 In addition, the boring hole always bends due to the installation error of the machine and the reason described later with respect to the drilling direction plan. For this reason, in this method, it is necessary to add consideration to the hole bending. In general, when the tip ground surface is hard or soft in the direction of the reaction force of excavation rotation, the base of the boring hole is bent on the soft side. In the case of a boring hole whose excavation direction is horizontal or gently inclined, the cutting waste concentrates downward so that the hole is bent upward, and as the excavation rotation and the excavation load increase, the hole bending is promoted.
一方、良質なコアを採取するためには掘進回転と掘進荷重を出来るだけ抑える必要があるため孔曲りの程度は少なく通常は１°以内に収まる。しかし、当該調査条件により孔曲りが懸念される場合には公知の孔曲り計測を実施し、孔曲りが大きい場合には採取されたコアの方位には誤差を生じていることとなり、若しくは孔曲り計測結果が加味されたコア方位の評価となる。 On the other hand, in order to collect a high-quality core, it is necessary to suppress the digging rotation and the digging load as much as possible, so the degree of hole bending is small and usually within 1 °. However, if there is a concern about hole bending due to the investigation conditions, a known hole bending measurement is performed, and if the hole bending is large, an error has occurred in the orientation of the collected core, or the hole bending This is an evaluation of the core orientation with the measurement result taken into account.
以上の形態において、固定軸の捻じれ角とボーリング孔の孔曲りの程度によって実用範囲は制約を受けることとなるものの、この実用範囲内においては、コア収納を担う内管の回転は制止されかつ内管の向きは任意の方位に固定されていることによる方位のわかるコアが良質なコアと同時に採取されることとなる。 In the above embodiment, although the practical range is restricted by the twist angle of the fixed shaft and the degree of bending of the boring hole, within this practical range, the rotation of the inner tube responsible for housing the core is restrained and Since the orientation of the inner tube is fixed in an arbitrary orientation, the core that can be seen in the orientation is collected at the same time as the core of good quality.
図２は、本発明を実施するための二重管式固定軸ボーリングロッドの構造説明図（一部破断正面図）の一例である。本発明を具現するため、固定軸には捻じれを抑制する大きな断面積の強固な部材を使用しかつ方位連結においては緩みのない構造であることが必須である。例えば、コアの採取方向＝掘進方向が鉛直の場合にはこの固定軸の自重による坐屈によりまた掘進方向が水平の場合には固定軸の自重による撓みにより、固定軸の外側で回転するボーリングロッドと固定軸との間で接触事故の懸念がある。 FIG. 2 is an example of a structure explanatory view (partially broken front view) of a double tube type fixed shaft boring rod for carrying out the present invention. In order to embody the present invention, it is essential to use a strong member having a large cross-sectional area that suppresses twisting for the fixed shaft, and to have a structure that does not loosen in orientation connection. For example, a boring rod that rotates outside the fixed shaft by buckling due to its own weight when the core sampling direction is vertical, or by bending due to its own weight when the excavating direction is horizontal. There is a concern of contact accidents between the shaft and the fixed shaft.
また掘進深度が深くなるとボーリングロッドと固定軸はコア採取開始前や終了後に頻繁に連結または分離されることとなりこの作業負担を軽減させるために、ボーリングロッドと固定軸は同じ長さと部位においてかつ同時に連結または分離され得る構造が要件となる。 Also, as the digging depth increases, the boring rod and the fixed shaft are frequently connected or separated before or after the start of core collection.To reduce this work load, the boring rod and the fixed shaft are simultaneously in the same length and location. A structure that can be connected or disconnected is a requirement.
このため、ボーリングロッド連結部位において固定軸継ぎ手（７）を配し、固定軸を該ロッドに対し自在回転構造とし、かつ固定軸間の方位連結機能と固定軸の自重を分散させるための中間保持機能を併せ持たせる。通常長さ３ｍのボーリングロッド（２）は固定軸継ぎ手（７）胴体外縁において上下方に別々のボーリングロッドと螺合連結させる。 For this reason, a fixed shaft joint (7) is arranged at the boring rod connecting part, the fixed shaft has a freely rotating structure with respect to the rod, and an intermediate holding function for dispersing the bearing connection function between the fixed shafts and the weight of the fixed shaft. Have functions together. Usually, a 3 m long boring rod (2) is screwed and connected to separate boring rods at the upper and lower ends of the fixed shaft joint (7) body outer edge.
通常のネジ加工による螺合連結では緩みや締め込みの程度により正確な方位連結ができないため、内管系は、例えば特殊な螺合機構や多角柱の凹凸形状の組み合わせによる差し込み機構など、固定軸を確実に方位連結させることができればどの様な構造でもよいが、今回の実証テストに使用した実施の一例の構造は以下のとおりである。 Since the normal directional connection cannot be made with screw connection by normal thread processing due to the degree of loosening or tightening, the inner tube system has a fixed shaft such as a special screw connection mechanism or a insertion mechanism using a combination of concave and convex shapes of polygonal columns. Any structure can be used as long as they can be reliably connected in the azimuth direction, but an example structure used in this demonstration test is as follows.
即ち、固定軸継ぎ手（７）胴体内部においてベアリング支持し同軸的な自在回転構造とした固定軸継ぎ手内固定軸（３１）を配し、上下方にボーリングロッドと同じ連結長さのボーリングロッド内固定軸（３）に方位連結させる。ボーリングロッド内固定軸（３）は両端に差し込み継ぎ手（２４）を有し両者を螺合連結した後ネジ固定ピン（２６）にて緩みを防止し、その後、同一方向を示すよう継ぎ手方位溝（２５）を溝加工してある。 That is, the fixed shaft joint (7) has a fixed shaft joint internal fixed shaft (31) that supports the bearing inside the body and has a coaxial freely rotating structure, and is fixed inside the boring rod having the same connection length as the boring rod above and below. The bearing is connected to the axis (3). The fixing shaft (3) in the boring rod has insertion joints (24) at both ends, and after both of them are screwed together, a screw fixing pin (26) is used to prevent loosening. 25) is grooved.
固定軸継ぎ手内固定軸（３１）は両端が差し込み継ぎ手（２４）に差し込まれる径と長さを有し、かつ同一方向となるよう水平方向に延びる固定軸方位突起（３２）を付加工している。また継ぎ手方位溝（２５）は固定軸方位突起（３２）の外径に緩みなく差し込まれる溝幅を有する。 The fixed shaft joint internal fixed shaft (31) has a diameter and a length that are inserted into the insertion joint (24) at both ends, and is provided with a fixed shaft bearing protrusion (32) extending horizontally so as to be in the same direction. Yes. The joint azimuth groove (25) has a groove width that can be inserted into the outer diameter of the fixed axis azimuth protrusion (32) without looseness.
図２中のａとａを密着させるべく、両者が差し込まれかつボーリングロッドを螺合連結させることにより、ボーリングロッド（２）とボーリングロッド内固定軸（３）と固定軸継ぎ手（７）の三部材は、二重管式固定軸ボーリングロッドと称してコア採取作業において一体物の部材として扱われる。また、新たに別の二重管式固定軸ボーリングロッドを継ぎ足す（図２中のｂとｂを密着させる）ことにより同ロッドは長尺に延長される。これにより、孔底から地上までを長尺に繋がる二重管式固定軸ボーリングロッド内部の固定軸は方位連結され、かつ、従来のコア採取法とほぼ同等の作業手順と作業性能が実現される。 In order to bring a and a in FIG. 2 into close contact, both are inserted and the boring rod is screwed and connected, so that a boring rod (2), a boring rod fixed shaft (3), and a fixed shaft joint (7) are connected. The member is referred to as a double tube fixed shaft boring rod and is treated as an integral member in the core collection operation. Further, by newly adding another double tube type fixed shaft boring rod (b and b in FIG. 2 are brought into close contact with each other), the rod is elongated. As a result, the fixed shaft inside the double-tube fixed shaft boring rod, which is long from the bottom of the hole to the ground, is azimuthally connected, and the work procedure and work performance almost the same as the conventional core sampling method are realized. .
図３は、本発明を実施するためのサンプラーヘッド部の構造説明図（一部破断正面図）の一例である。外管系はサンプラーヘッド（１１）胴体外縁において下方に外管（４）、上方にボーリングロッド（２）に螺合連結する。内管系はサンプラーヘッド（１１）胴体内においてベアリング支持により同軸的な自在回転構造としたサンプラーヘッド内固定軸（１３）により、下方は内管方位固定ナット（１４）と内管ヘッド（１２）を介しコア収納を担う内管（６）に方位連結し、上方は、ボーリングロッド内固定軸（３）の下端である差し込み継ぎ手部（２４）に二重管式固定軸ボーリングロッドと同じ構造にて方位連結する。 FIG. 3 is an example of a structural explanatory view (partially broken front view) of a sampler head portion for carrying out the present invention. The outer pipe system is screwed and connected to the outer pipe (4) at the lower side and the boring rod (2) at the upper side at the outer edge of the body of the sampler head (11). The inner pipe system is a sampler head inner fixed shaft (13) having a coaxial and freely rotating structure by bearing support in the body of the sampler head (11), and the lower part is an inner pipe orientation fixing nut (14) and an inner pipe head (12). Is connected to the inner pipe (6) that bears the core storage through the upper part, and the upper part has the same structure as the double pipe type fixed axis boring rod in the insertion joint part (24) that is the lower end of the boring rod inner fixed axis (3) Connect the direction.
内管（６）はコアの取り出しや分解点検などの作業上、都度脱着可能に分離させる必要があるため内管ヘッド（１２）において螺合連結されている。固定軸と内管を方位連結させるため、サンプラーヘッド内固定軸（１３）下部のネジ部において、内管方位刻線（１６）の付した内管と螺合した内管ヘッド（１２）を固定軸と同一方向に回転調整した後内管方位固定ナット（１４）によるダブルナット方式にて内管ヘッド（１２）を螺着固定する構造としている。 The inner pipe (6) is screwed and connected to the inner pipe head (12) because it is necessary to separate the inner pipe (6) so that it can be detached and detached each time for operations such as removal of the core and disassembly and inspection. In order to connect the fixed shaft to the inner tube, the inner tube head (12) screwed to the inner tube with the inner tube bearing engraved line (16) is fixed at the threaded portion below the sampler head inner fixed shaft (13). After the rotation adjustment in the same direction as the shaft, the inner pipe head (12) is screwed and fixed by a double nut method using an inner pipe orientation fixing nut (14).
また内管先端部においては、コアの収納を円滑に行うために幾つかの小物ツールス（図示せず）が配され、これらは全て前述の継ぎ手方位溝と固定軸方位突起と同様な同一方向を示す緩みのない差し込み方式の構造としている。以上のことにより、内管と固定軸とにより構成される内管系はすべて方位連結されることとなる。 In addition, at the tip of the inner tube, several small tools (not shown) are arranged to smoothly store the core, and these all have the same direction as the joint azimuth groove and the fixed axis azimuth projection described above. It has a plug-in structure with no looseness shown. As described above, all the inner pipe systems constituted by the inner pipe and the fixed shaft are directionally connected.
固定軸（３）の構成部分の方位連結を実現する連結手段は、上の構成部分と下の構成部分が互いに回動不可能に結合するようにしたものであって、上記のように、下の構成部分の周面に設けられた固定軸方位突起（３２）と、上の構成部分に設けられた前記上の構成部分の端部を外嵌する差し込み継ぎ手部（２４）及び前記差し込み継ぎ手部（２４）に形成された前記固定軸方位突起（３２）が進入する継ぎ手方位溝（２５）からなるものとすることができる。なお、前記連結手段の構成は、上下の構成部分を逆にして実施してもよい。 The connecting means for realizing the directional connection of the components of the fixed shaft (3) is such that the upper component and the lower component are coupled to each other so as not to rotate. A fixed axis bearing protrusion (32) provided on the peripheral surface of the component part, an insertion joint part (24) for fitting the end of the upper component part provided on the upper component part, and the insertion joint part It can consist of the joint azimuth | direction groove | channel (25) into which the said fixed-axis azimuth | projection protrusion (32) formed in (24) approachs. The connecting means may be configured with the upper and lower components reversed.
また、図示しないが、前記連結手段は、上下のいずれか一方の固定軸（３）の構成部分に形成された横断面形状が非円形の端部と、他方の構成部分に形成された前記一方の構成部分の端部を外嵌する継ぎ手からなるものとすることができる。前記横断面形状が非円形の端部は、例えば四角形や六角形等の多角形や、一部に突出部分のある円形、楕円形等とすることができる。 Although not shown in the drawings, the connecting means includes an end portion having a non-circular cross-sectional shape formed in the constituent part of one of the upper and lower fixed shafts (3) and the one formed in the other constituent part. It can consist of the joint which externally fits the edge part of this component part. The end portion having a non-circular cross-sectional shape may be, for example, a polygon such as a quadrangle or a hexagon, or a circle or an ellipse with a protruding portion in part.
図４は、内管系の向きを固定する機能を有する一例の固定軸方位固定部の構造説明図である。二重管式固定軸ボーリングロッドにより地上まで方位連結した固定軸（４３）は、ウォータスイベル上部体（４１）のパッキンしめ込みを行うウォータスイベル上部ナット（４２）上方に突き出ている。 FIG. 4 is an explanatory diagram of a structure of an example fixed axis azimuth fixing unit having a function of fixing the direction of the inner pipe system. The fixed shaft (43) azimuthally connected to the ground by the double tube fixed shaft boring rod protrudes above the water swivel upper nut (42) for packing the water swivel upper body (41).
固定軸の軸上に直立する軸方向の片平面上に突起した突起部を有する固定軸方位固定ナット（５４）の突起部を、孔底の内管と方位連結している固定軸上端部と同一方向となるよう回転調整しダブルナット（５６）により上下方からの螺着固定する。この突起部に回転異常検知部（５７）をまたその先端に固定棒（５５）を連結する。これにより固定棒は内管の向きと同一方向に突き出た棒状突起体となる。 A fixed shaft upper end portion in which the protruding portion of the fixed shaft azimuth fixing nut (54) having a protruding portion protruding on one axial plane standing upright on the axis of the fixed shaft is connected to the inner tube at the bottom of the hole; The rotation is adjusted so as to be in the same direction, and the double nut (56) is screwed and fixed from above and below. The rotation abnormality detector (57) is connected to the protrusion, and the fixing rod (55) is connected to the tip thereof. As a result, the fixed bar becomes a bar-shaped protrusion protruding in the same direction as the direction of the inner tube.
一方、固定溝（５９）をもった固定枠（５８）を掘進軸よりみて内管方位を固定しようとする任意の方位に櫓支柱などから掘進軸に対して平行に外部固定する。この固定溝に固定棒を貫挿することにより、固定棒は固定溝内を摺動可能となり、内管の向きはコア採取中において常に任意の方位に固定されることとなる。 On the other hand, a fixed frame (58) having a fixing groove (59) is externally fixed in parallel to the excavation axis from a rod post or the like in an arbitrary direction in which the inner tube orientation is to be fixed as seen from the excavation axis. By inserting the fixing rod into the fixing groove, the fixing rod can slide in the fixing groove, and the direction of the inner tube is always fixed in an arbitrary direction during the core sampling.
固定軸方位固定ナット（５４）と固定棒（５５）との間に、前述のコア採取中の不用意な異常を早期に察知する目的のために回転異常検知部（５７）を備える。この検知部は、例えば固定棒の回転方向に引張ロードセルを組み込む電気的な検知機構も可能であるが、不用意な内管の回転を察知できればどのような構造機構でもよい。 A rotation abnormality detector (57) is provided between the fixed axis azimuth fixing nut (54) and the fixing rod (55) for the purpose of detecting the above-mentioned inadvertent abnormality during the core collection at an early stage. The detection unit can be, for example, an electrical detection mechanism that incorporates a tensile load cell in the rotation direction of the fixed rod, but may be any structural mechanism as long as it can detect an inadvertent rotation of the inner tube.
実証テストにおいての一例は、前述のから回し運転において把握された共回り力より若干強い強度において破壊しかつ容易に修復できる薄肉プラスチックパイプを使用した。このプラスチックパイプの径また肉厚などを変更することで破壊強度を自在に調整できる。 As an example in the demonstration test, a thin plastic pipe that can be broken and easily repaired at a strength slightly stronger than the co-rotational force grasped in the above-described twisting operation was used. The breaking strength can be freely adjusted by changing the diameter or thickness of the plastic pipe.
コア採取中に回転異常検知部に異常が生じることは前述の不用意な異常の発生を知らせるものでありコア欠損となるため作業は中断される。掘進水停止のあと二重管式固定軸ボーリングロッドを順次揚管分離することによりサンプラーを地上に回収する。サンプラーを分解しコア詰まりなど異常原因の確認と除去を行いかつ採取したコアを内管から取り出し、正常な状態にサンプラーを組立てた後、サンプラーを孔口より孔内に挿入し、次に二重管式固定軸ボーリングロッドを順次長尺に継ぎ足すことによりサンプラーは再度所定の孔底まで下降される。前述の共回りテストの後回転異常検知部をセットし、また掘進水の供給が十分となった時点でコア採取は再開される。この異常を早期に察知できる検知部の機能により良質なコアの採取が可能となる。 The occurrence of an abnormality in the rotation abnormality detection unit during core collection informs the occurrence of the above-mentioned inadvertent abnormality, and the operation is interrupted because the core is lost. After the excavation stop, the sampler is recovered on the ground by separating the double-tube type fixed-shaft boring rods in order. After disassembling the sampler to check and remove the cause of abnormalities such as clogging, remove the sampled core from the inner tube, assemble the sampler in a normal state, insert the sampler into the hole from the hole, and then double The sampler is lowered again to a predetermined hole bottom by sequentially adding long tube-type fixed shaft boring rods to the long length. After the aforementioned co-rotation test, the rotation abnormality detection unit is set, and when the excavation water supply is sufficient, the core collection is resumed. A high-quality core can be collected by the function of the detection unit that can detect this abnormality at an early stage.
以上の実施例により、内管の回転は制止されたかつ内管の向きは任意の方位に固定されたことによる方位のわかるコアが良質なコアと同時に採取されることとなる。因みに採取コアに密着被覆したポリエチレンチュ−ブ（図６）（７２）には内管方位刻線（図３）（１６）と同一方向の直線マ−クが付されており、コアが内管から取り出された後はこのマ−クが固定された任意の方位を示す。 According to the above embodiment, the rotation of the inner pipe is restrained and the orientation of the inner pipe is fixed at an arbitrary orientation, so that the core having the orientation can be collected simultaneously with the good quality core. Incidentally, the polyethylene tube (Fig. 6) (72), which is tightly coated on the sampling core, is provided with a straight mark in the same direction as the inner tube direction engraved line (Fig. 3) (16). After being taken out of the mark, the mark indicates an arbitrary direction in which the mark is fixed.
本発明は、固定軸の捻じれ角とボーリング孔の孔曲りの程度によって実用範囲は制約を受けるものの、実用範囲内においては、地盤中の面構造の走向傾斜を知るための方位のわかるコアが良質なコアと同時に採取されることとなる。汎用的なロータリ−式ボーリングマシンによる普通工法とほぼ同様な装置と手順においてボーリング孔周辺の地下地盤を確定し得るため、有益な地盤調査法となる。 In the present invention, although the practical range is restricted by the twist angle of the fixed shaft and the degree of bending of the borehole, within the practical range, there is a core with a known orientation for knowing the strike inclination of the surface structure in the ground. It will be collected at the same time as a good quality core. This is a useful ground survey method because the underground ground around the borehole can be determined with almost the same equipment and procedure as the ordinary construction method using a general-purpose rotary boring machine.
ア 二重管式サンプラー
イ 二重管式固定軸ボーリングロッド
ウ 固定軸方位固定部
１ ボーリングマシン
２ ボーリングロッド（破断正面図）
３ 固定軸
４ 外管（破断正面図）
５ ビット（破断正面図）
６ 内管
７ 固定軸継ぎ手（破断正面図）
９ ウォータスイベル
１０ 内管ヘッド
１１ サンプラーヘッド（破断正面図）
１４ 内管方位固定ナット
５４ 固定軸方位固定ナット
５５ 固定棒
５７ 回転異常検知部
５８ 固定枠
５９ 固定溝
A Double pipe type sampler B Double pipe type fixed axis boring rod C Fixed axis
3
5 bits (front view)
6
9 Water swivel 10
14 Inner tube orientation fixed
Claims (4)
内管は、固定軸下部のネジ部に螺合する内管方位固定ナットと内管ヘッドを介して固定軸に連結されたものであり、固定軸は、ボーリングロッドの内側において上方に延びて外部より固定され、かつ、上下方向に連結された複数の構成部分からなるものであって、各構成部分の連結箇所には、上の構成部分と下の構成部分が互いに回動不可能に結合するようにした連結手段を設けており、ボーリングロッドの回転にともなって内菅が回転しないようにしていることを特徴とするコア採取装置。 It has an outer tube with a bit for rotating cutting at the tip and an inner tube that is coaxially positioned inside the outer tube and carries the core. The outer tube is connected to the upper boring rod and rotates together with the boring rod. And
The inner tube is connected to the fixed shaft via an inner tube head fixing nut and an inner tube head that are screwed into the threaded portion of the lower portion of the fixed shaft, and the fixed shaft extends upward on the inner side of the boring rod. It is composed of a plurality of constituent parts that are more fixed and connected in the vertical direction, and the upper constituent part and the lower constituent part are non-rotatably coupled to each other at the connecting part of each constituent part. A core collecting device characterized in that the connecting means is provided, and the inner rod is prevented from rotating with the rotation of the boring rod.
The core collecting device according to claim 1, 2 or 3, wherein the rotation of the inner pipe that bears the core is restrained and the direction of the inner pipe is maintained in an arbitrary orientation, and in this state, the configuration related to cutting excavation A method of collecting a core having an azimuth that is characterized by performing cutting excavation.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102680273A (en) * | 2012-05-11 | 2012-09-19 | 江苏江南园林建筑工程有限公司 | Sampling detector for improving alkaline soil |
| CN108196308A (en) * | 2018-02-09 | 2018-06-22 | 东华理工大学 | Paleomagnetism small sample oriented acquisition device and application method |
| JP6685471B1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-04-22 | ハイテック株式会社 | Core sampling device |
| CN111610055A (en) * | 2020-04-08 | 2020-09-01 | 深圳市鹏盛达工程测试有限公司 | Device and method for detecting compression resistance of highway pavement concrete |
| CN111946255A (en) * | 2020-09-03 | 2020-11-17 | 金华含朴光学仪器有限公司 | Cliff crawling type geological exploration equipment |
| CN113176110A (en) * | 2020-08-26 | 2021-07-27 | 陈苗苗 | Highway quality testing gets core machine with type of cuting |
| CN115199265A (en) * | 2022-09-15 | 2022-10-18 | 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) | Intelligent drilling system for geological exploration |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5025034B1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-09-12 | 有限会社エーシーイー試錐工業 | Orientation confirmation device attached to the sampler |
| CN113931589B (en) * | 2021-09-30 | 2024-05-07 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | Horizontal single-action double-tube coring drilling tool and horizontal coring drilling machine |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6171689U (en) * | 1984-10-16 | 1986-05-15 | ||
| JPS63114797A (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-19 | 株式会社アテック吉村 | Positional relationship confirming device of sampling ground and sample in core tube sampler |
| JPH0381492A (en) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Taisei Kiso Sekkei Kk | Method for surveying stratum |
| JPH0972184A (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-18 | Oyo Corp | Sampler for ground sample |
| JPH0978975A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Shinko Kk | Boring sampler and boring head |
| JPH09242458A (en) * | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Kagaku Gijutsucho Bosai Kagaku Gijutsu Kenkyusho | Constant bearing core sampling device and method |
| JPH1061365A (en) * | 1996-08-23 | 1998-03-03 | Oyo Corp | Boring core sampling device with direction detecting mechanism |
| JP2000104480A (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-11 | Hightech Kk | Core sampling device |
-
2010
- 2010-01-19 JP JP2010008860A patent/JP4609783B1/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6171689U (en) * | 1984-10-16 | 1986-05-15 | ||
| JPS63114797A (en) * | 1986-10-31 | 1988-05-19 | 株式会社アテック吉村 | Positional relationship confirming device of sampling ground and sample in core tube sampler |
| JPH0381492A (en) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Taisei Kiso Sekkei Kk | Method for surveying stratum |
| JPH0972184A (en) * | 1995-09-01 | 1997-03-18 | Oyo Corp | Sampler for ground sample |
| JPH0978975A (en) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nippon Shinko Kk | Boring sampler and boring head |
| JPH09242458A (en) * | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Kagaku Gijutsucho Bosai Kagaku Gijutsu Kenkyusho | Constant bearing core sampling device and method |
| JPH1061365A (en) * | 1996-08-23 | 1998-03-03 | Oyo Corp | Boring core sampling device with direction detecting mechanism |
| JP2000104480A (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-11 | Hightech Kk | Core sampling device |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102680273A (en) * | 2012-05-11 | 2012-09-19 | 江苏江南园林建筑工程有限公司 | Sampling detector for improving alkaline soil |
| CN108196308A (en) * | 2018-02-09 | 2018-06-22 | 东华理工大学 | Paleomagnetism small sample oriented acquisition device and application method |
| CN108196308B (en) * | 2018-02-09 | 2023-05-26 | 东华理工大学 | Directional collection device for small ancient geomagnetic sample and application method of directional collection device |
| JP6685471B1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-04-22 | ハイテック株式会社 | Core sampling device |
| WO2020100203A1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | ハイテック株式会社 | Core sampling device |
| CN111610055A (en) * | 2020-04-08 | 2020-09-01 | 深圳市鹏盛达工程测试有限公司 | Device and method for detecting compression resistance of highway pavement concrete |
| CN111610055B (en) * | 2020-04-08 | 2023-03-14 | 深圳市鹏盛达工程测试有限公司 | Device and method for detecting compression resistance of highway pavement concrete |
| CN113176110A (en) * | 2020-08-26 | 2021-07-27 | 陈苗苗 | Highway quality testing gets core machine with type of cuting |
| CN111946255A (en) * | 2020-09-03 | 2020-11-17 | 金华含朴光学仪器有限公司 | Cliff crawling type geological exploration equipment |
| CN111946255B (en) * | 2020-09-03 | 2021-04-23 | 中国冶金地质总局新疆地质勘查院 | Cliff crawling type geological exploration equipment |
| CN115199265A (en) * | 2022-09-15 | 2022-10-18 | 山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队) | Intelligent drilling system for geological exploration |
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