JPH0658067A - 地下掘削ビット及び地下連続壁の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地下に厚さの薄い壁構造体を構築する方法及
びこれに用いる穿孔ビットに関するもので、砂層や礫層
などの崩落しやすい地層に厚さの薄い地下連続壁を構築
する工法を得ることを課題としている。 【構成】 水平面における断面が細長い矩形ないし湾曲
矩形状の筒体３の下縁を掘削刃とし、その上部中央に垂
直方向に連結されるパイプ７を設けてなる掘削ビット１
を用いて細長い矩形ないし湾曲矩形断面の単位孔をパー
カッション工法により掘削する。単位孔は、隣接する単
位孔とその短辺相互が連続するように多数本を穿孔し、
泥水で満たされたスリット孔を形成する。そしてこのス
リット孔に凝固剤を注入して連続壁を構築するか、ある
いはスリット孔に一定寸法のセグメントを縦横に連続し
てなる壁構造体を地上で組み立てながら挿入することに
より連続壁を構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は地下に厚さの薄い壁構
造体を構築する方法及びこれに用いる穿孔ビットに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】地下に連続壁を構築する必要は、地下水
の流れを遮るために地中に止水壁を構築する場合や、集
水井や建物の基礎孔を掘削する際に掘削壁の崩落を防止
するために予め壁体を形成しておく場合などに必要とな
る。前者の止水壁は地下にスリット状の孔を掘削してセ
メントやベントナイトなどの凝固剤を注入することによ
って構築される。また後者の崩落防止用の壁体は地表か
ら矢板などを打ち込むことにより、または掘削しながら
その壁面に壁体を形成するセグメントを連結固定してい
くことによって構築されている。

【０００３】従来の工法をさらに詳細に説明すると、止
水壁を構築する場合には、多軸オーガや図７に示すよう
な２つの回転ビット３１、３１の間に掘削チェーン３２
を掛け回した回転掘削機３３を用いて、幅寸法が厚さ寸
法より大きな孔３４を幅方向に連続するように多数穿孔
し、これによって形成されたスリット状の孔にベントナ
イトやセメントを注入することによって構築される。そ
してたとえば図７の回転掘削機では、掘削される孔の幅
寸法が４ｍ、両端の回転ビットで明けられる部分の径が
６０ｃｍ、中央の掘削チェーン３２で掘削される部分の
厚さ寸法が２０ｃｍ程度のものとなっている。

【０００４】またたとえば図８に示すように傾斜した不
透水層３５の上に帯水層３６が堆積しており、その境界
面３７に生ずる水層によって帯水層３６が斜面に沿って
移動するのを防止するために、境界面３７に沿う排水孔
を設ける工法の一つとして、直径３ｍ程度の集水井３８
を掘削し、その底部から放射状に排水孔３９を掘削する
という工法が採用されることがある。この場合の集水井
３８の掘削は、周囲が砂層や礫層などといった崩れやす
い帯水層であり、掘削中に壁面が移動したり崩落する危
険性も高いため、円弧状のセグメントを連結することに
よって構築される円筒状のライナープレートを掘削しな
がら集水井の周囲に構築しているという方法で掘削され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】地下にこのような連続
壁を構築する必要があるのは、地層が砂層や礫層などの
ように崩落しやすい帯水層である場合が多い。ところが
従来止水壁等を構築するのに用いられている回転掘削具
は、砂層や礫層などのように崩落しやすい地層を掘削す
るのにあまり適しておらず、掘削した孔が壁面の崩落に
よって埋まってしまうことが往々にして起こる。また回
転掘削具はその掘削深さがあまり深くできない。さらに
このような回転掘削具は掘削される孔の厚さが最低でも
５０ｃｍ程度となり、止水壁のように壁体自体の強度を
あまり必要としない場合には、構築される連続壁の厚さ
が厚くなりすぎて材料と作業時間に無駄が生ずる。

【０００６】また上述した集水井の従来の掘削工法にお
いては、掘削途中における集水井の底部周囲の壁面には
ライナープレートが未だ構築されていないため、多量の
地下水が流出して掘削作業が困難になったり、出水に伴
う壁面の崩落によって作業に危険が伴うことも多い。

【０００７】そこでこの発明は砂層や礫層などの崩落し
やすい地層に厚さの薄い地下連続壁を構築する工法を得
ることを課題としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明では、水平面に
おける断面が細長い矩形ないし湾曲矩形状の筒体３、６
の下縁を掘削刃とし、その上部中央に垂直方向に連結さ
れるパイプ７を設けてなる掘削ビット１、４を用いて細
長い矩形ないし湾曲矩形断面の単位孔２１、２２をパー
カッション工法により掘削する。単位孔２１、２２は、
隣接する単位孔とその短辺相互が連続するように多数本
を穿孔し、泥水で満たされたスリット孔２、５を形成す
る。そしてこのスリット孔２、５に凝固剤を注入して連
続壁を構築するか、あるいはこのスリット孔２、５に一
定寸法のセグメントを縦横に連続してなる壁構造体２３
を地上で組み立てながら挿入することにより連続壁を構
築する。

【０００９】

【作用】円筒状のビットをワイヤの下端に懸吊して掘削
された孔に泥水を満たしながら当該孔の底部でビットを
上下動させてビット先端の地層を砕きつつ孔を穿孔して
いくパーカッション工法は、さく井工法として従来周知
である。このパーカッション工法は砂層や礫層の掘削に
特に適しており、掘削した孔の壁面が崩落することがな
く、かつ４００ｍ位の深い孔を掘削できるという特徴が
ある。

【００１０】この発明はこのパーカッション工法の特徴
に着目することによってなされたものである。

【００１１】この発明の工法によれば、厚さが１５から
６０ｃｍ程度のスリット孔２、５を地下に穿孔すること
ができ、パーカッション工法の特徴としてその壁面の崩
落を防止することができ、また非常に深いスリット孔を
掘削することも可能である。そして得られたスリット孔
２、５の厚さが薄いため、注入する凝固剤の量も少なく
てよく、また矢板やライナープレートを挿入するのに必
要充分な厚さの孔とすることができる。この発明の工法
によって建物の基礎孔や集水井の壁体を形成したとき
は、掘削領域が壁体で囲まれて出水や壁面の崩落が阻止
された状態となっているため、能率良くかつ安全に掘削
作業を行うことができる。

【００１２】

【実施例】図１及び図２はこの発明のビットの実施例を
示す斜視図である。図１のビット１は平面状のスリット
孔２を掘削するのに用いられるもので、ビットの主体と
なる筒体３は、水平断面が細長い矩形断面であり、その
寸法の一例を示せば、厚さＤが２０ｃｍ、幅Ｗが１２０
ｃｍ、高さＨが２５０ｃｍである。また図２のビット４
は円筒状のスリット孔５を掘削するのに用いるビットを
示したもので、その筒体６は水平断面が一方に湾曲した
細長い矩形を呈している。湾曲部の曲率半径は、掘削し
ようとするスリット孔５の半径に応じたものとする。

【００１３】ビット本体１、６の上部中央には、パイプ
７が立設されており、このパイプ７には最初に打ち込む
ときのビット本体１、４の方向をガイドする垂直鍔８が
設けられている。垂直鍔８は、掘削装置の垂直方向の溝
によってガイドされる。パイプ７の上端はたとえば図３
に示すような構造で順次連結パイプ９を繋いでいくこと
ができる構造となっている。図３に示した構造は連結さ
れるパイプ９ａ、９ｂの一方９ａに短い嵌合パイプ１１
が固定されており、この嵌合パイプ１１と他方のパイプ
９ｂとをパイプ軸直角方向の固定ボルト１２とナット１
３とで連結する構造である。

【００１４】このようなビット１、４を用いて地下に単
位孔を穿孔している状態を図４に模式的に示す。ビット
１、４の上部には地表に達する長さでパイプ９・・・が
連結され、その上端がさく井装置１５の揺動レバー１６
にワイヤ１７で懸吊されている。揺動レバー１６は他端
に連結されたクランク装置１８によって揺動駆動され
る。掘削した単位孔２１、２２には泥水が満たされる。
ビット１、４は揺動レバー１６の揺動動作により泥水中
で上下動して、その下動時にビット先端の土砂を砕き泥
水中に分散させる。掘削した単位孔２１、２２の先端に
はパイプ９を通して地表から適正な比重の泥水が送ら
れ、掘削動作によって比重が増大した単位孔２１、２２
の下端の泥水を上方へと排除する。

【００１５】図５および図６は平板状のスリット孔２と
円筒状のスリット孔５を掘削する場合における単位孔２
１、２２の掘削態様を示したもので、まずビットの幅Ｗ
より若干狭い間隔を隔てて、多数の単位孔２１、２２を
掘削し、次に先に掘削した複数の単位孔２１、２２を繋
ぐように、それらの間に単位孔２１、２２を掘削してい
く。

【００１６】このようにして平板状ないし円筒状のスリ
ット孔２、５が掘削されたら、そのスリット孔にセメン
トやベントナイトなどの凝固剤を注入固化させることに
よって止水壁を構築するか、あるいは矢板やライナープ
レートを地上で連結しながらスリット孔２、５に挿入す
ることによって壁面の崩落を防ぐための壁構造体を構築
する。このようにして構築された止水壁は、従来のもの
に比べてその厚さを半分以下とすることができ、特に物
理的な強度を要求されない部分の止水壁として極めて経
済的である。また上記のようにして構築したスリット孔
に図６に想像線で示す壁構造体２３を挿入してからその
壁構造体で囲まれた部分を掘削すれば、地下水の流出や
壁面の崩落が壁構造体２３で防止されるから、極めて安
全かつ能率良く集水井などの掘削を行うことが可能にな
る。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したこの発明の工法によれば、
従来工法に比べてはるかに厚さの薄い止水壁を地中に構
築することができ、また予め掘削したスリット孔に矢板
やライナープレートを挿入するという方法によって保護
壁を構築することができる。さらにこの発明の工法によ
れば、従来方法に比べてはるかに深さの深い連続壁を構
築することができ、特に砂層や礫層などのような崩落し
やすい地層に止水壁や保護壁を構築する方法として優れ
た特徴を備えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のビットを示す斜視図

【図２】第２実施例のビットを示す斜視図

【図３】ビットを懸吊するパイプの連結部の一構造例を
示す断面図

【図４】掘削状態を模式的に示す側面図

【図５】平板状スリット孔の掘削順序を示す斜視図

【図６】円筒状スリット孔の掘削順序を示す斜視図

【図７】従来の回転掘削具の一例を模式的に示す斜視図

【図８】従来の集水井の一例を模式的に示す斜視図

【符号の説明】

１，４ ビット ２，５ スリット孔 ３，６ 筒体 ７ パイプ 21,22 単位孔 23 壁構造体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平面における断面が細長い矩形ないし
   湾曲矩形状の筒体(3),(6) の下縁を掘削刃とし、その上
   部中央に垂直方向に連結されるパイプ(7) を設けてな
   る、地下掘削ビット。
2. 【請求項２】 請求項１記載のビット(1),(4) を用いた
   パーカッション工法により細長い矩形ないし湾曲矩形断
   面の単位孔(21),(22) を穿孔し、この単位孔(21),(22)
   の多数本を隣接する単位孔とその短辺相互が連続するよ
   うに穿孔して泥水で満たされたスリット孔(2),(5) を形
   成し、このスリット孔(2),(5) に凝固剤を注入すること
   を特徴とする、地下連続壁の構築方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のビット(1),(4) を用いた
   パーカッション工法により細長い矩形ないし湾曲矩形断
   面の単位孔(21),(22) を穿孔し、この単位孔(21),(22)
   の多数本を隣接する単位孔とその短辺相互が連続するよ
   うに穿孔して泥水で満たされたスリット孔(2),(5) を形
   成し、このスリット孔(2),(5) に一定寸法のセグメント
   を縦横に連続してなる壁構造体(23)を地上で組み立てな
   がら挿入することを特徴とする、地下連続壁の構築方
   法。