特許 7067735 掘削パイプ、掘削パイプの製造方法及び地盤の掘削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】掘削パイプ、掘削パイプの製造方法及び地盤の掘削方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 3/02 20060101AFI20220509BHJP

【ＦＩ】

E21B3/02 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2017234138

(22)【出願日】2017-12-06

(65)【公開番号】P2019100126

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2020-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000156938

【氏名又は名称】関西電力株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】517117275

【氏名又は名称】株式会社森川鑿泉工業所

(73)【特許権者】

【識別番号】390025759

【氏名又は名称】株式会社ワイビーエム

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂惠 信介

(72)【発明者】

【氏名】森川 俊英

(72)【発明者】

【氏名】川崎 賢一郎

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０３９６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７２１８０７４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特公昭５０－０００８０１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭６２－１５３４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３２７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３２８８８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端と、前記第１端の反対側の端である第２端とを有し、かつ前記第１端及び前記第２端において開口する第１パイプと、
前記第１端に配置される掘削ビットと、
前記第１端における前記第１パイプの開口に配置され、かつ開口が設けられた吸込防止部とを備え、
前記第１パイプは、第１内管と、前記第１内管の外周面との間に間隔を置いて前記第１内管の外周面を覆うように配置される第１外管とを有し、
前記吸込防止部における開口の大きさは、前記第１内管の内径の最小値よりも小さく、
前記吸込防止部は、複数のワイヤにより構成され、
前記吸込防止部の開口は、隣接して配置される前記ワイヤによって画され、
前記ワイヤの各々は、一方端において前記第１端に固定され、
前記ワイヤの各々は、他方端において前記掘削ビットに固定され、
前記ワイヤの各々の他方端は、前記第１端から突出した位置において、互いに固定されている、掘削パイプ。

【請求項2】

隣接して配置される前記ワイヤにより画される開口面は、前記第２端から前記第１端に向かう方向に直交する方向と交差する、請求項１に記載の掘削パイプ。

【請求項3】

前記吸込防止部における開口の大きさは、前記ワイヤを湾曲することにより調整可能に構成される、請求項１又は請求項２に記載の掘削パイプ。

【請求項4】

第３端と、前記第３端の反対側の端である第４端とを有し、かつ前記第３端及び前記第４端において開口する第２パイプと、
第１のＯリングと、
第２のＯリングとをさらに備え、
前記第２パイプは、第２内管と、前記第２内管の外周面との間に間隔を置いて前記第２内管の外周面を覆うように配置される第２外管とを有し、
前記第１内管及び前記第２内管が前記第１のＯリングにより気密に接続され、かつ前記第１外管及び前記第２外管が前記第２のＯリングにより気密に接続されることにより、前記第２端と前記第３端とが接続される、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の掘削パイプ。

【請求項5】

請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の前記掘削パイプの製造方法であって、
前記掘削パイプを準備する工程と、
地盤の試験掘削を行う工程と、
前記試験掘削において地盤から採取された礫の大きさに応じて前記吸込防止部における開口の大きさを、前記ワイヤを湾曲させることにより調整する工程とを備える、掘削パイプの製造方法。

【請求項6】

請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の前記掘削パイプを用いて行う地盤の掘削方法であって、
掘削穴と前記第１パイプの外周面との間に前記第２端から前記第１端に向かう方向に水を流し、かつ前記第１内管の外周面と前記第１外管の内周面との間に前記第２端から前記第１端に向かう方向に空気を流しながら前記掘削ビットにより地盤を掘削し、地盤から削り出された土及び礫を前記水とともに前記第１内管を通して排出する工程と、
前記礫の一部が前記第１内管に詰まった場合に、前記ワイヤを湾曲させることによって前記吸込防止部における開口の大きさを調整する工程とを備える、地盤の掘削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、掘削パイプ、掘削パイプの製造方法及び地盤の掘削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、非特許文献１に記載されているように、地盤の掘削方法として、リバースサーキュレーションロータリ工法が知られている。リバースサーキュレーションロータリ工法に用いられる掘削パイプは、第１端と、第１端の反対側の端である第２端とを有し、かつ第１端及び第２端において開口するパイプと、第１端に配置される掘削ビットとを有している。このパイプは、内管と、内管の外周面との間に間隔を置いて内管の外周面を覆うように配置される外管とを有している。

【0003】

リバースサーキュレーションロータリ工法においては、パイプの外周面と掘削穴との間に第２端から第１端に向かう方向に水を流し、かつ内管の外周面と外管の内周面との間に空気を流しながら掘削ビットで地盤を掘削するとともに、地盤から削り出された土及び礫を水とともに内管を通して排出することにより、地盤の掘削が行われる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】コンラッド社ホームページ、平成２９年７月１３日検索、インターネット（https://conrad-stanen.nl/en/products/combi-500）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

リバースサーキュレーションロータリ工法は、礫を多く含まない地盤又は小さな礫しか含まない地盤においては、有効に機能する。しかしながら、例えば日本の地盤のように比較的大きな礫を多く含む地盤においては、地盤から削り出された礫が、排出される際に、内管に詰まってしまうおそれがある。礫が詰まってしまった場合、一旦掘削パイプを掘削穴から抜き出し、詰まった礫を取り出す作業を行う必要が生じてしまう。

【0006】

このような問題は、例えばパイプを太くすることによって解決することができる。しかしながら、パイプを太くすると、掘削パイプの重量が増加する。リバースサーキュレーションロータリ工法より地盤の掘削を行っている際には、掘削パイプは、重機により支持されている。また、重機は、掘削の終了後に、掘削パイプを掘削穴から引き抜く。地盤に含まれる礫の大きさに合わせて掘削パイプを太くすることにより掘削パイプの重量が増加した場合、掘削パイプの重量に合わせて重機の設計を変更する必要がある。その結果、工期の長期化、工事コストの増加が生じる。

【0007】

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、比較的大きな礫を多く含む地盤であっても、工期の長期化、工事コストの増加を抑制することが可能な掘削パイプ、掘削パイプの製造方法及び地盤の掘削方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る掘削パイプは、第１端と、第１端の反対側の端である第２端とを有し、かつ第１端及び第２端において開口する第１パイプと、第１端に配置される掘削ビットと、第１端における第１パイプの開口に配置され、かつ開口が設けられた吸込防止部とを備える。第１パイプは、第１内管と、第１内管の外周面との間に間隔を置いて第１内管の外周面を覆うように配置される第１外管とを有する。吸込防止部における開口の大きさは、第１内管の内径の最小値よりも小さい。

【0009】

本発明の一態様に係る掘削パイプを用いてリバースサーキュレーションロータリ工法により地盤の掘削を行う場合、地盤から削り出された礫のうち、第１内管の内径の最小値よりも径が小さいものが、第１内管に吸い込まれ難い。そのため、本発明の一態様に係る掘削パイプによると、比較的大きい礫が多く含まれる地盤であっても、第１パイプを太くすることなく、リバースサーキュレーションロータリ工法により地盤の掘削を行うことができる。すなわち、本発明の一態様に係る掘削パイプによると、比較的大きな礫を多く含む地盤であっても、工期の長期化、工事コストの増加を抑制することができる。

【0010】

上記の掘削パイプにおいては、吸込防止部は、複数のワイヤにより構成され、吸込防止部の開口は、隣接して配置されるワイヤによって画されていてもよい。この場合、吸込防止部を掘削現場において容易に取り付けることができる。

【0011】

上記の掘削パイプにおいては、ワイヤの各々は、一方端において第１内管に固定されていてもよい。ワイヤの各々は、他方端において掘削ビットに固定されていてもよい。この場合、ワイヤにより構成される吸込防止部の耐久性を改善することができる。

【0012】

上記の掘削パイプにおいては、隣接して配置されるワイヤにより画される開口面は、第２端から第１端に向かう方向に直交する方向と交差していてもよい。この場合、一旦吸込防止部により捕捉された礫が吸込防止部から離脱しやすくなるため、掘削効率を改善することができる。

【0013】

上記の掘削パイプにおいては、吸込防止部における開口の大きさは、ワイヤを湾曲することにより調整可能に構成されていてもよい。この場合、掘削現場において、吸込防止部の開口の大きさを容易に調整することができる。

【0014】

上記の掘削パイプは、第３端と、第３端の反対側の端である第４端とを有し、かつ第３端及び第４端において開口する第２パイプと、第１のＯリングと、第２のＯリングとをさらに備えていてもよい。第２パイプは、第２内管と、第２内管の外周面との間に間隔を置いて第２内管の外周面を覆うように配置される第２外管とを有していてもよい。第１内管及び第２内管が第１のＯリングにより気密に接続され、かつ第１外管及び第２外管が第２のＯリングにより気密に接続されることにより、第２端と第３端とが接続されていてもよい。この場合、複数のパイプを接続する場合であっても、パイプ内の空気の圧力の低下を抑制することができる。

【0015】

本発明の一態様に係る掘削パイプの製造方法は、上記の掘削パイプを準備する工程と、地盤の試験掘削を行う工程と、試験掘削において地盤から採取された礫の大きさに応じて吸込防止部における開口の大きさを、ワイヤを湾曲させることにより調整する工程とを備える。

【0016】

本発明の一態様に係る掘削パイプの製造方法によると、地盤の状況に応じて、吸込防止部における開口の大きさが適切に調整された掘削パイプを得ることができるため、工期の長期化、工事コストの増加を抑制することができる。

【0017】

本発明の一態様に係る地盤の掘削方法は、掘削穴と第１パイプの外周面との間に第２端から第１端に向かう方向に水を流し、かつ第１内管の外周面と第１外管の内周面との間に第２端から第１端に向かう方向に空気を流しながら掘削ビットにより地盤を掘削し、地盤から削り出された土及び礫を水とともに第１内管を通して排出する工程と、礫の一部が第１内管に詰まった場合に、ワイヤを湾曲させることによって吸込防止部における開口の大きさを調整する工程とを備える。

【0018】

本発明の一態様に係る地盤の掘削方法によると、地盤から削り出された礫の一部が詰まってしまった場合であっても、掘削現場において、吸込防止部の開口の大きさを調整することによって礫の詰まりへの対処を容易に行えるため、工期の長期化、工事コストの増加を抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様に係る掘削パイプ、本発明の一態様に係る掘削パイプの製造方法及び本発明の一態様に係る地盤の掘削方法によると、比較的大きな礫を多く含む地盤であっても工期の長期化、工事コストの増加を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態に係る掘削パイプの側面図である。

【図2】実施形態に係る掘削パイプの断面図である。

【図3】図１の領域ＩＩＩの拡大図である。

【図4】図３の方向ＩＶからの正面図である。

【図5】実施形態に係る掘削パイプの製造方法を示す工程図である。

【図6】実施形態に係る掘削パイプを用いた地盤の掘削方法を示す工程図である。

【図7】実施形態に係る掘削パイプを用いたリバースサーキュレーションロータリ工法を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

【0022】

（実施形態に係る掘削パイプの構成）
以下に、実施形態に係る掘削パイプ１０の構成を説明する。

【0023】

図１は、実施形態に係る掘削パイプ１０の側面図である。図１に示すように、掘削パイプ１０は、第１パイプ１と、掘削ビット２と、吸込防止部３とを有している。掘削パイプ１０は、第２パイプ４と、第１のＯリング５と、第２のＯリング６（第１のＯリング５及び第２のＯリング６については、図２参照）とをさらに有していてもよい。なお、図１においては、パイプの数が２である場合について例示しているが、掘削パイプ１０を構成しているパイプの数は、３以上であってもよい。

【0024】

第１パイプ１は、第１端１ａと、第２端１ｂとを有している。第１端１ａは、第１パイプ１の一方端である。第２端１ｂは、第１端１ａの反対側の端である。第１パイプ１は、第１端１ａ及び第２端１ｂにおいて、開口している。第１パイプ１の中心軸は、第２端１ｂから第１端１ａに向かう方向に沿っている。

【0025】

図２は、実施形態に係る掘削パイプ１０の断面図である。なお、図２においては、掘削ビット２及び吸込防止部３の図示は、省略してある。第１パイプ１は、第１内管１１と、第１外管１２とを有している。第１内管１１は、内周面１１ａと、外周面１１ｂとを有している。第１内管１１は、筒状である。第１内管１１は、好ましくは円筒状である。第１外管１２は、内周面１２ａと、外周面１２ｂとを有している。第１外管１２は、筒状である。第１外管１２は、好ましくは円筒状である。第１内管１１と第１外管１２とは、第２端１ｂから第１端１ａに向かう方向に垂直な断面視において、中心軸周りの同心状に配置されていることが好ましい。

【0026】

第１外管１２は、第１内管１１の外側に配置されている。第１外管１２は、内周面１２ａが外周面１１ｂと対向するように配置されている。すなわち、第１外管１２は、外周面１１ｂを覆うように配置されている。第１外管１２は、外周面１１ｂとの間に間隔を置いて配置されている。すなわち、内周面１２ａと外周面１１ｂとの間には、空間が形成されている。第１内管１１の内径の最小値は、例えば１５０ｍｍである。

【0027】

図１に示すように、掘削ビット２は、第１パイプ１に取り付けられている。より具体的には、掘削ビット２は、第１端１ａに取り付けられている。掘削ビット２は、第１パイプ１が中心軸周りに回転する際、地盤と接触して地盤を掘削する。掘削ビット２の先端は、第１端１ａよりも突出した位置にある。

【0028】

吸込防止部３は、第１端１ａに配置されている。吸込防止部３は、掘削ビット２が地盤を掘削することによって生じた礫の一部が第１パイプ１の内部に吸い込まれることを防止する。

【0029】

図３は、図１の領域ＩＩＩの拡大図である。図４は、図３の方向ＩＶからの正面図である。図４においては、掘削ビット２の図示は省略してある。図３及び図４に示すように、吸込防止部３は、複数のワイヤにより構成されていることが好ましい。吸込防止部３を構成するワイヤの数は、例えば３である。但し、吸込防止部３を構成するワイヤの数は、これに限られるものではない。すなわち、吸込防止部３を構成するワイヤの数は、２であってもよく、４以上であってもよい。なお、以下の例においては、吸込防止部３は、ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３により構成されているものとする。

【0030】

ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３の各々は、一方端において、第１パイプ１の外周面（すなわち第１外管１２の外周面１２ｂ）に固定されていることが好ましい。ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３の第１パイプへの固定は、例えば溶接により行われることが好ましい。

【0031】

ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３の各々は、好ましくは、他方端において、互いに固定されている。ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３の他方端は、好ましくは、第１端１ａよりも突出した位置にある。ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３の各々は、さらに好ましくは、他方端において、掘削ビット２に固定されている。

【0032】

ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３は、好ましくは、第１パイプ１の周方向において、等間隔で配置されている。ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３は、施工現場において湾曲させることができる程度の塑性変形能がある棒状の部材である。ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３は、例えば炭素鋼製の鉄筋である。

【0033】

吸込防止部３には、開口３４が設けられている。開口３４の数は、好ましくは複数である。図３の例においては、３つの開口３４が、ワイヤ３１とワイヤ３２、ワイヤ３２とワイヤ３３、及びワイヤ３３とワイヤ３１によりそれぞれ画されている。すなわち、吸込防止部３が複数のワイヤにより構成されている場合、開口３４は、隣接して配置されるワイヤにより画される。

【0034】

開口３４の大きさは、第１内管１１の内径の最小値よりも小さい。掘削パイプ１０が第２パイプ４を有している場合、開口３４の大きさは、第２内管４１の内径の最小値よりも小さい。すなわち、開口３４の大きさは、掘削パイプ１０を構成しているパイプの内管の内径の最小値よりも小さい。開口３４がワイヤにより画されている場合、開口３４の大きさは、ワイヤにより画される領域の内接円の直径により規定される。

【0035】

開口３４の大きさは、吸込防止部３がワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３により構成されている場合、ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３を湾曲させることにより、調整することができる。より具体的にいえば、ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３を第１パイプ１の中心軸に向かって湾曲させることにより、開口３４の大きさを小さくすることができる。

【0036】

ワイヤ３１及びワイヤ３２により画される開口面、ワイヤ３２及びワイヤ３３により画される開口面並びにワイヤ３３及びワイヤ３１により画される開口面は、第１パイプ１の中心軸の方向（第２端１ｂから第１端１ａに向かう方向）に垂直な方向と交差していることが好ましい。すなわち、ワイヤ３１及びワイヤ３２により画される開口面、ワイヤ３２及びワイヤ３３により画される開口面並びにワイヤ３３及びワイヤ３１により画される開口面は、第１パイプ１の中心軸の方向と直交していないことが好ましい。

【0037】

図１に示すように、第２パイプ４は、第３端４ａと第４端４ｂとを有している。第３端４ａは、第２パイプ４の一方端である。第４端４ｂは、第３端４ａの反対側の端である。第２パイプ４は、第３端４ａ及び第４端４ｂにおいて、開口している。第２パイプ４の中心軸は、第３端４ａから第４端４ｂに向かう方向に沿っている。第３端４ａは、第２端１ｂに接続されている。第２パイプ４の中心軸は、第１パイプ１の中心軸と一致するように第１パイプ１に接続されていることが好ましい。

【0038】

図２に示すように、第２パイプ４は、第２内管４１と、第２外管４２とを有している。第２内管４１は、内周面４１ａと、外周面４１ｂとを有している。第２内管４１は、筒状である。第２内管４１は、好ましくは円筒状である。第２外管４２は、内周面４２ａと、外周面４２ｂとを有している。第２外管４２は、筒状である。第２外管４２は、好ましくは円筒状である。第２内管４１と第２外管４２とは、第４端４ｂから第３端４ａに向かう方向に垂直な断面視において、中心軸周りの同心状に配置されていることが好ましい。

【0039】

第２外管４２は、第２内管４１の外側に配置されている。第２外管４２は、内周面４２ａが外周面４１ｂと対向するように配置されている。すなわち、第２外管４２は、外周面４１ｂを覆うように配置されている。第２外管４２は、外周面４１ｂとの間に間隔を置いて配置されている。すなわち、内周面４２ａと外周面４１ｂとの間には、空間が形成されている。

【0040】

第１内管１１と第２内管４１とは、第１のＯリング５により気密に接続されている。第１外管１２と第２外管４２とは、第２のＯリング６により気密に接続されている。より具体的には、第１内管１１が第２内管４１に差し込まれるとともに、内周面１１ａと外周面４１ｂとの間に第１のＯリング５が配置されることにより、第１内管１１と第２内管４１とが気密に接続されている。また、第１外管１２が第２外管４２に差し込まれた状態で第１外管１２と第２外管４２とがネジで接続されるとともに、内周面１２ａと外周面４２ｂとの間に第２のＯリング６が配置されることにより、第１外管１２と第２外管４２とが気密に接続されている。なお、外周面１１ｂと内周面４１ａとの間に第１のＯリング５が配置されていてもよく、外周面１２ｂと内周面４２ａとの間に第２のＯリング６が配置されていてもよい。

【0041】

（実施形態に係る掘削パイプの製造方法）
以下に、実施形態に係る掘削パイプ１０の製造方法を説明する。

【0042】

図５は、実施形態に係る掘削パイプ１０の製造方法を示す工程図である。図５に示すように、掘削パイプ１０の製造方法は、準備工程Ｓ１と、試験掘削工程Ｓ２と、開口調整工程Ｓ３とを有している。

【0043】

準備工程Ｓ１においては、掘削パイプ１０の準備が行われる。試験掘削工程Ｓ２においては、地盤の試験掘削が行われる。試験掘削工程Ｓ２においては、地盤から礫が採取される。より具体的には、試験掘削工程Ｓ２においては、試験掘削用掘削パイプを用いて試験掘削が行われる。試験掘削用掘削パイプは、内管と、外管とを含むパイプと、パイプの一方端に取り付けられた掘削ビットとを有している。試験掘削用掘削パイプに用いられる内管の内径の最小値は、第１内管１１の内径の最小値よりも小さい。例えば、試験掘削用掘削パイプに用いられる内管の内径の最小値は、８０ｍｍである。

【0044】

試験掘削用掘削パイプを用いてリバースサーキュレーションロータリ工法により地盤の試験掘削を行うことにより、地盤から削り出された礫の一部が、試験掘削用掘削パイプの内管に詰まる。この試験掘削用掘削パイプの内管に詰まった礫を採取し、その大きさを測定する。

【0045】

開口調整工程Ｓ３においては、試験掘削工程Ｓ２において採取された礫の大きさに応じて、吸込防止部３の開口３４の大きさが調整される。発明者らの経験則上、岩盤から削り出される礫の大きさの最大値は、試験掘削工程Ｓ２において採取された礫の大きさの１～３倍程度（以下において、所定の係数という）であることが多い。開口調整工程Ｓ３において、開口３４の大きさは、例えば、このような所定の係数を考慮した上で、適宜決定される。以上により、実施形態に係る掘削パイプ１０の製造が完了する。

【0046】

（実施形態に係る掘削パイプを用いた地盤の掘削方法）
以下に、実施形態に係る掘削パイプ１０を用いた地盤の掘削方法を説明する。

【0047】

図６は、実施形態に係る掘削パイプ１０を用いた地盤の掘削方法を示す工程図である。図６に示すように、掘削パイプ１０を用いた地盤の掘削方法は、掘削工程Ｓ４と、開口再調整工程Ｓ５とを有している。

【0048】

図７は、実施形態に係る掘削パイプ１０を用いたリバースサーキュレーションロータリ工法を示す模式図である。図７に示すように、掘削工程Ｓ４においては、掘削パイプ１０を用いて地盤の掘削が行われる。より具体的には、掘削パイプ１０の外周面と掘削穴Ｈの内壁面との間には、水Ｗが供給される。この水Ｗは、第２端１ｂから第１端１ａに向かう方向に流れる。なお、掘削穴Ｈは、例えば熱源用井戸である。

【0049】

第１内管１１の外周面１１ｂと第１外管１２の内周面１２ａとの間には、空気Ａが供給される。空気Ａは、第２端１ｂから第１端１ａに向かう方向に供給される。空気Ａは、例えばコンプレッサ（図示せず）により供給される。

【0050】

掘削パイプ１０は、中心軸周りに回転することにより、掘削ビット２が掘削穴Ｈの底部を掘削する。これにより、地盤から、礫、土砂が削り出される。この礫、土砂は、水Ｗとともに空気Ａにより持ち上げられ、第１内管１１を通って、排出される。なお、この際、第１内管１１の内径の最小値よりも大きい礫は、吸込防止部３の開口３４を通過しにくいため、第１パイプ１の内部には侵入し難い。

【0051】

掘削工程Ｓ４を行っている際に、地盤から削り出された礫の一部が、第１内管１１に詰まることがある。この場合には、開口再調整工程Ｓ５において、開口３４の大きさが調整される。例えば、ワイヤ３１、ワイヤ３２及びワイヤ３３を湾曲させることにより、開口３４の大きさが調整される。開口再調整工程Ｓ５が完了した後に、掘削工程Ｓ４が再開される。

【0052】

（実施形態に係る掘削パイプ、実施形態に係る掘削パイプの製造方法及び実施形態に係る掘削パイプを用いた地盤の掘削方法の効果）
以下に、実施形態に係る掘削パイプ１０、実施形態に係る掘削パイプ１０の製造方法及び実施形態に係る掘削パイプ１０を用いた地盤の掘削方法の効果を説明する。

【0053】

第１内管１１の内径の最小値よりも大きい礫が掘削パイプ１０の内部に侵入すると、第１内管１１に、当該礫が詰まってしまうおそれがある。しかしながら、掘削パイプ１０においては、吸込防止部３の開口３４の大きさが、第１内管１１の内径の最小値よりも小さい。そのため、掘削パイプ１０においては、第１内管１１の内径の最小値よりも大きい礫が、掘削パイプ１０の内部に侵入し難い。

【0054】

したがって、掘削パイプ１０によると、第１パイプ１の太さを太くすることなく（掘削パイプ１０の重量を大きく増加させることなく）地盤から削り出された礫が掘削パイプ１０に詰まることを抑制することができるため、工期の長期化、工事コストの増加を抑制することができる。

【0055】

吸込防止部３が複数のワイヤにより構成されている場合、吸込防止部３を、溶接等の方法により、第１パイプ１に取り付けることができる。そのため、この場合には、掘削現場で吸込防止部３を容易に取り付けることができる。

【0056】

吸込防止部３を構成するワイヤの各々が、一方端において第１端１ａに固定され、他方端において掘削ビット２に固定されている場合、吸込防止部３を構成するワイヤの各々が強固に固定される。そのため、この場合には、吸込防止部３の耐久性を向上させることができる。

【0057】

上記のとおり、地盤から削り出された礫は、第１端１ａから第２端１ｂに向かう方向に沿って、空気Ａにより持ち上げられる。そのため、吸込防止部３を構成するワイヤにより画される開口面が第１パイプ１の中心軸の方向と直交している場合には、開口３４により捕捉された礫に、空気Ａによる吸引力が強く作用する。そのため、開口３４に捕捉された礫が、開口３４から離脱し難く、開口３４を遮ってしまうおそれがある。その結果、礫、土砂等の排出効率が低下し、掘削効率が低下するおそれがある。

【0058】

吸込防止部３を構成するワイヤにより画される開口面が、第２端１ｂから第１端１ａに向かう方向に直交する方向と交差する場合（すなわち、この開口面が、第１パイプ１の中心軸の方向と直交していない場合）、開口３４に捕捉された礫に作用する空気Ａによる吸引力は、相対的に弱い。そのため、開口３４に捕捉された礫が離脱しやすく、開口３４が礫により遮られにくい。そのため、この場合には、掘削効率を改善することができる。

【0059】

吸込防止部３が複数のワイヤにより構成されている場合、開口３４は、隣接して配置されるワイヤにより画される。そのため、ワイヤを湾曲させることにより、容易に開口３４の大きさを調整することができる。そのため、この場合には、地盤の状況に応じて、掘削現場において、開口３４の大きさを適宜調整することができる。

【0060】

掘削パイプ１０が第２パイプ４と、第１のＯリング５と、第２のＯリング６とをさらに有し、第１内管１１及び第２内管４１が第１のＯリング５により気密に接続され、かつ第１外管１２及び第２外管４２が第２のＯリング６により気密に接続されることにより、第２端１ｂと第３端４ａとが接続される場合、複数のパイプを接続する場合であっても、パイプ内の空気Ａの圧力の低下を抑制することができる。

【0061】

実施形態に係る掘削パイプ１０の製造方法によると、地盤の状況に応じて、開口３４の大きさが適切に調整された掘削パイプ１０を得ることができるため、工期の長期化、工事コストの増加を抑制することができる。

【0062】

実施形態に係る掘削パイプ１０を用いた地盤の掘削方法によると、地盤から削り出された礫の一部が詰まってしまった場合であっても、掘削現場において、吸込防止部３を構成するワイヤを湾曲させて開口３４の大きさを調整することにより、礫の詰まりへの対処が容易に行えるため、工期の長期化、工事コストの増加を抑制することができる。

【0063】

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0064】

上記の実施形態は、リバースサーキュレーションロータリ工法用の掘削パイプに、有利に適用される。

【符号の説明】

【0065】

Ａ 空気、Ｈ 掘削穴、Ｗ 水、１０ 掘削パイプ、１ 第１パイプ、１ａ 第１端、１ｂ 第２端、１１ 第１内管、１１ａ 内周面、１１ｂ 外周面、１２ 第１外管、１２ａ 内周面、１２ｂ 外周面、２ 掘削ビット、３ 吸込防止部、３１，３２，３３ ワイヤ、３４ 開口、４ 第２パイプ、４ａ 第３端、４ｂ 第４端、４１ 第２内管、４１ａ 内周面、４１ｂ 外周面、４２ 第２外管、４２ａ 内周面、４２ｂ 外周面、５ 第１のＯリング、６ 第２のＯリング、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ 試験掘削工程、Ｓ３ 開口調整工程、Ｓ４ 掘削工程、Ｓ５ 開口再調整工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】