特許 7539122 地盤掘削装置、地下構造物の下地盤の検査方法および補修方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】地盤掘削装置、地下構造物の下地盤の検査方法および補修方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 7/00 20060101AFI20240816BHJP

   E02D 3/12 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

E21B7/00 Z

E02D3/12 101

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024092725

(22)【出願日】2024-06-07

【審査請求日】2024-06-07

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000149206

【氏名又は名称】株式会社大阪防水建設社

(74)【代理人】

【識別番号】100101786

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 秀行

(72)【発明者】

【氏名】大竹 庸之

(72)【発明者】

【氏名】谷室 裕久

(72)【発明者】

【氏名】山ノ内 智之

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 丈覚

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 祐明

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１５２８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１５２８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３８２０６５２（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｂ ７／００

Ｅ０２Ｄ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に地盤掘削用のビットが設けられたフレキシブルシャフトと、
前記フレキシブルシャフトに連結される回転ロッドと、
前記回転ロッドに連結される駆動軸と、
前記駆動軸に連結され、前記駆動軸、前記回転ロッド、および前記フレキシブルシャフトを回転させるモータと、
前記回転ロッドが挿入されて収納される第１管体と、
前記第１管体に連結され、前記フレキシブルシャフトが挿入されて収納される第２管体と、を備えた地盤掘削装置であって、
前記フレキシブルシャフトは、中空部がない中実の湾曲可能な部材からなり、
前記第１管体と前記回転ロッドとの間には、掘削用の削孔水が通過する第１空間が形成されており、
前記第２管体と前記フレキシブルシャフトとの間には、前記第１空間と連通し前記削孔水が通過する第２空間が形成されており、
前記ビットの外径は、前記第２管体の先端部の内径より小さくなっており、
地盤掘削時に、前記ビットと前記第２管体の間隙から前記削孔水が噴射され、掘削終了後に、前記ビット、前記フレキシブルシャフト、および前記回転ロッドを、これらが連結された状態で、前記第１管体および前記第２管体から引き抜けるように構成されている、ことを特徴とする地盤掘削装置。

【請求項2】

前記回転ロッドは、複数の回転ロッドからなり、
各回転ロッドは、一端に第１接続部を、他端に第２接続部をそれぞれ有しており、
前記第１接続部と、他の回転ロッドの前記第２接続部とを着脱自在に接続することにより、前記複数の回転ロッドが相互に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の地盤掘削装置。

【請求項3】

前記第１接続部は、第１ネジ部を有しており、
前記第２接続部は、前記第１ネジ部と螺合する第２ネジ部と、ネジ部を有しない嵌合部とを有しており、
前記複数の回転ロッドは、前記第１ネジ部と前記第２ネジ部との螺合により相互に接続され、
前記複数の回転ロッドのうち、最後部の回転ロッドは、前記嵌合部に前記駆動軸が嵌合することにより当該駆動軸に連結される、ことを特徴とする請求項２に記載の地盤掘削装置。

【請求項4】

前記フレキシブルシャフトと前記回転ロッドとを連結する連結部材を備え、
前記連結部材に、前記削孔水を前記第１空間から前記第２空間へ通過させるための切欠き部が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の地盤掘削装置。

【請求項5】

前記回転ロッドと前記第１管体との間に、前記回転ロッドが回転時に振れるのを抑制するための振れ止め部材が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の地盤掘削装置。

【請求項6】

前記振れ止め部材は、前記回転ロッドの外周に取り付けられたベアリングからなる、ことを特徴とする請求項５に記載の地盤掘削装置。

【請求項7】

前記ビットと前記第２管体との間に、ビット回転時における両者の摩擦を軽減するための、金属または樹脂からなる摩擦軽減部材が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の地盤掘削装置。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の地盤掘削装置を用いて、地下構造物の下地盤を検査する方法であって、
前記地下構造物の付近に形成された立坑内に、前記第２管体を曲げ加工するための曲げ加工部を備えた管ベンダーを設置する工程と、
前記フレキシブルシャフトが収納された前記第２管体を、前記管ベンダーの前記曲げ加工部へ送り込み、当該曲げ加工部において、前記第２管体を前記地下構造物の方向へ曲げ加工する工程と、
曲げ加工された前記第２管体を、前記ビットの回転と前記削孔水の噴射により地中で推進させて、前記地下構造物の下地盤へ到達させる工程と、
前記ビット、前記フレキシブルシャフト、および前記回転ロッドを、これらが連結された状態で、前記第１管体および前記第２管体から引き抜く工程と、
下地盤検査用のテレビカメラを、前記第１管体を通して前記第２管体へ挿入し、当該テレビカメラを前記地下構造物の下地盤へ到達させる工程と、
前記テレビカメラにより前記下地盤の状態を撮影する工程と、
撮影終了後に、前記テレビカメラを前記第２管体から前記第１管体を通して地上へ回収する工程と、を含むことを特徴とする地下構造物の下地盤の検査方法。

【請求項9】

請求項８に記載の検査方法による検査の結果、前記下地盤に空洞が生じていることが確認された場合の補修方法であって、
前記テレビカメラを地上へ回収した後、前記第１管体から前記第２管体を通してグラウトを供給し、当該グラウトを前記第２管体の先端から吐出させて、前記下地盤の空洞内に注入し充填する、ことを特徴とする地下構造物の下地盤の補修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シャフトの先端に設けられたビットの回転と削孔水の噴射により、地中でシャフトを推進させながら地盤を掘削する装置に関し、また、これを用いて地下構造物の下地盤を検査する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地震や自重などによる建物の倒壊や沈下を防止するため、建物は基礎と呼ばれる地下構造物によって支持されている。基礎にはいろいろな種類があるが、例えばフーチング基礎は、下部に底面積の広い部分（フーチング）を有する逆Ｔ字形の基礎であって、支持力を高める効果がある。しかし、大地震が発生して、フーチング基礎の下地盤が流動化現象により流失すると、地盤内に空洞が生じて支持力が低下し、建物の安全が脅かされる。

【0003】

この対策として、特許文献１に記載されている方法が知られている。特許文献１では、地下構造物の近傍に形成された立坑に金属管を挿入し、立坑内でこの金属管に曲げ加工を施しながら、当該金属管を地中において弧状に推進させつつ、地下構造物の下地盤へ到達させる。その後、ワイヤの一端に取り付けられた超小型のテレビカメラを金属管内に挿入して下地盤へ送り込み、このテレビカメラが撮影した映像を遠隔で目視観察することにより、下地盤内の空洞の有無を判別する。そして、空洞が確認された場合は、テレビカメラを地上に回収した後、空洞内にセメントミルクなどのグラウトを注入し充填することにより、下地盤を補修する。

【0004】

特許文献１の地盤掘削装置においては、金属管の先端から掘削用の先端ビットが突出していて、この先端ビットは、金属管内に挿通された回転体であるフレキシブルシャフトに連結されている。また、先端ビットとフレキシブルシャフトには、削孔水を通すための中空部が形成されている。給水源からフレキシブルシャフトの中空部へ供給された削孔水は、先端ビットの中空部を通って前方へ噴射される。先端ビットは、削孔水を噴射させながらフレキシブルシャフトと一体に回転し、地盤を弧状に掘削してゆく。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３８２０６５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、金属管内に挿入されたテレビカメラは、フレキシブルシャフトの中空部から先端ビットの中空部を通って、金属管の前方へ突出する。しかしながら、先端ビットから削孔水を高圧で噴射するためには、フレキシブルシャフトと先端ビットのそれぞれの中空部の内径を一定値以下（例えばφ６程度）に抑える必要がある。このため、中空部を通るテレビカメラも超小型のものに限定されることになり、地下構造物の下地盤の状態を広範囲にわたって観察することが困難となる。

【0007】

また、特許文献１では、下地盤に空洞が存在して補修が必要な場合に、フレキシブルシャフトおよび先端ビットに形成されている、内径の小さい中空部を通してグラウトが供給される。このため、空洞内へのグラウトの注入が完了するまで長時間を要するという問題がある。

【0008】

本発明は、上記のような問題点に鑑み、サイズの大きいテレビカメラを用いて下地盤の状態を広範囲に観察でき、また、下地盤に空洞が存在する場合は、グラウト注入による補修を短時間で行うことを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の地盤掘削装置は、先端に地盤掘削用のビットが設けられたフレキシブルシャフトと、このフレキシブルシャフトに連結される回転ロッドと、この回転ロッドに連結される駆動軸と、この駆動軸に連結され、駆動軸と回転ロッドとフレキシブルシャフトを回転させるモータと、回転ロッドが挿入されて収納される第１管体と、この第１管体に連結され、フレキシブルシャフトが挿入されて収納される第２管体とを備えている。

【0010】

フレキシブルシャフトは、中空部がない中実の湾曲可能な部材からなる。第１管体と回転ロッドとの間には、掘削用の削孔水が通過する第１空間が形成されている。第２管体とフレキシブルシャフトとの間には、第１空間と連通し削孔水が通過する第２空間が形成されている。ビットの外径は、第２管体の先端部の内径より小さくなっている。そして、本発明の地盤掘削装置は、地盤掘削時に、ビットと第２管体の間隙から削孔水が噴射され、掘削終了後に、ビットとフレキシブルシャフトと回転ロッドとを、これらが連結された状態で第１管体および第２管体から引き抜けるように構成されている。

【0011】

また、本発明の下地盤検査方法は、地下構造物の付近に形成された立坑内に、第２管体を曲げ加工するための曲げ加工部を備えた管ベンダーを設置する工程と、フレキシブルシャフトが収納された第２管体を管ベンダーの曲げ加工部へ送り込み、この曲げ加工部において第２管体を地下構造物の方向へ曲げ加工する工程と、曲げ加工された第２管体を、ビットの回転と削孔水の噴射により地中で推進させて、地下構造物の下地盤へ到達させる工程と、ビットとフレキシブルシャフトと回転ロッドとを、これらが連結された状態で第１管体および第２管体から引き抜く工程と、下地盤検査用のテレビカメラを第１管体を通して第２管体へ挿入し、このテレビカメラを地下構造物の下地盤へ到達させる工程と、テレビカメラにより下地盤の状態を撮影する工程と、撮影終了後にテレビカメラを第２管体から第１管体を通して地上へ回収する工程とを含む。

【0012】

また、本発明の下地盤補修方法では、下地盤に空洞が生じていることが確認された場合に、テレビカメラを地上へ回収した後、第１管体から第２管体を通してグラウトを供給し、このグラウトを第２管体の先端から吐出させて、下地盤の空洞内に注入し充填する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、掘削が終了した後、ビットとフレキシブルシャフトと回転ロッドとの連結体を、第１管体および第２管体から引き抜くことにより、各管体の内部は障害物のない中空状態となるので、各管体を通してサイズの大きいテレビカメラを挿入することができ、下地盤の状態を広範囲に観察することが可能となる。また、下地盤に空洞が存在して地盤の補修が必要な場合は、管径の大きい第１管体および第２管体を通して大量のグラウトを注入することで、グラウトを短時間で空洞に充填することができ、補修に要する時間を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明による地盤掘削装置の全体図である。

【図2】地盤掘削装置の回転機構を示す図である。

【図3】回転機構の分解図である。

【図4】回転機構が収納される管体の断面図である。

【図5】下地盤検査方法の工程を示す模式図である。

【図6】下地盤検査方法の工程を示す模式図である（図５の続き）。

【図7】下地盤補修方法の工程を示す模式図である。

【図8】下地盤補修方法の工程を示す模式図である（図７の続き）。

【図9】スリーブ管を曲げ加工する管ベンダーの断面図である。

【図10】管ベンダーの他の例を示す断面図である。

【図11】下地盤検査方法の他の例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図を通して、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

【0016】

図１は、本発明による地盤掘削装置の全体図である。図２は、図１から回転機構のみを抽出した図である。図３は、回転機構の分解図である。図４は、回転機構が収納される管体の断面図である。

【0017】

図１において、地盤掘削装置１００は、フレキシブルシャフト１と、これに連結される複数の回転ロッド２と、最後部の回転ロッド２に連結される駆動軸３と、この駆動軸３に連結されるモータ４と、回転ロッド２が収納される複数のロッドケース（以下「第１管体」という）５と、フレキシブルシャフト１が収納されるスリーブ管（以下「第２管体」という）６と、第１管体５と第２管体６とを結合するジョイントケース９と、駆動軸３が収納される軸ケース７とを備えている。フレキシブルシャフト１、回転ロッド２、駆動軸３、およびモータ４は、回転機構を構成している。

【0018】

フレキシブルシャフト１は、中空部がない中実の湾曲可能な金属部材からなり、その長さは例えば５．５ｍである。フレキシブルシャフト１の先端には、地盤掘削用のビット１０が設けられている。ビット１０の外径は、第２管体６の内径（例えばφ３５）より小さくなっており、ビット１０と第２管体６との間に、間隙１２が形成されている。地盤掘削時には、この間隙１２を通して高圧の削孔水が噴射される。また、ビット１０の外周には、ビット１０が回転時に振れて第２管体６と接触した場合の、両者間の摩擦による発熱を抑制するための摩擦軽減部材１１が設けられている。この摩擦軽減部材１１は、真鍮のような金属、あるいはナイロンのような樹脂からなる。

【0019】

複数の回転ロッド２は、連結部材１３を介して、フレキシブルシャフト１と連結されている。１つの回転ロッド２の長さは、例えば約１．３ｍである。各回転ロッド２は、先端側に設けられた第１接続部２１と、後端側に設けられた第２接続部２２と、これらの間に設けられた中間ロッド２３とからなる。第１接続部２１は、雄ネジからなる第１ネジ部２１ａを有している。第２接続部２２は、図３に示すように、雌ネジからなる第２ネジ部２２ａと、ネジ部を有しない嵌合部２２ｂとを有している。

【0020】

複数の回転ロッド２のうち、最前部と最後部を除く回転ロッド２は、第１ネジ部２１ａが他の回転ロッド２の第２ネジ部２２ａと螺合することにより、相互に着脱自在に接続される。この場合、図１のＡ－Ａ断面に示すように、第１接続部２１は、第１ネジ部２１ａの箇所を除いて円柱に形成されており、この円柱部分が他の回転ロッド２の嵌合部２２と嵌合する。嵌合部２２の断面は六角形である。

【0021】

最前部の回転ロッド２は、第１ネジ部２１ａが、連結部材１３に形成された雌ネジからなるネジ部１３ｂ（図３参照）と螺合することにより、連結部材１３に接続される。また、最前部の回転ロッド２は、第２ネジ部２２ａ（図３参照）に、後続の回転ロッド２の第１ネジ部２１ａが螺合することにより、後続の回転ロッド２に接続される。

【0022】

最後部の回転ロッド２は、第１ネジ部２１ａが、隣接する回転ロッド２の第２ネジ部２２ａと螺合することにより、当該回転ロッド２に接続され、また、ネジ部を有しない嵌合部２２ｂに、駆動軸３の先端部３１が嵌合することにより、駆動軸３に連結される。この場合、図１のＢ－Ｂ断面に示すように、嵌合部２２ｂは断面が六角形であり、駆動軸３の先端部３１は六角柱に形成されている。したがって、駆動軸３の先端部３１を回転ロッド２の嵌合部２２ｂに嵌合させれば、駆動軸３の回転力を回転ロッド２に伝達することができる。駆動軸３の後端部３２には、モータ４の回転軸４１が結合される。

【0023】

第１管体５と回転ロッド２との間には、掘削用の削孔水が通過する第１空間８が形成されており、第２管体６とフレキシブルシャフト１との間には、上記削孔水が通過する第２空間１４が形成されている。また、連結部材１３には、削孔水を第１空間８から第２空間１４へ通過させるための切欠き部１３ａが設けられている。

【0024】

各回転ロッド２と第１管体５との間には、回転ロッド２が回転時に振れるのを抑制するための振れ止め部材として、ベアリング１５が設けられている。このベアリング１５は、各回転ロッド２の外周に取り付けられており、ベアリング１５と第１管体５の内壁との間には、削孔水を通すための間隙が形成されている。

【0025】

また、ジョイントケース９と連結部材１３との間にも、連結部材１３が回転時に振れるのを抑制するための振れ止め部材として、ベアリング１７が設けられている。このベアリング１７は、ジョイントケース９側に取り付けられている。

【0026】

第１管体５は金属管からなり、複数設けられている。例えば、１つの管体５の長さは１ｍ、厚みは５ｍｍ、内径はφ５０である。また、複数の第１管体５は同一の構造を有していて、先端部に雄ネジ部、後端部に雌ネジ部がそれぞれ形成されている。複数の第１管体５のうち、最前部の第１管体５は、雄ネジ部によりジョイントケース９に連結され、雌ネジ部により後続の第１管体５に連結される。また、最後部の第１管体５は、雄ネジ部により他の第１管体５に連結され、雌ネジ部により第１フランジ１６に連結されている。

【0027】

第２管体６は単一の管体からなり、例えば、長さは５ｍ、厚みは３ｍｍ、内径はφ３５である。この第２管体６は、第１管体５と同様に金属管からなるが、第１管体５に比べてかなり長く、厚みも薄いことから、後述するように曲げ加工が可能である。第２管体６は、後端に形成された雄ネジ部により、ジョイントケース９に連結され、このジョイントケース９を介して第１管体５に連結される。

【0028】

駆動軸３を収納する軸ケース７は、モータブラケット７ａと、第２フランジ７ｂとから構成される。モータブラケット７ａの一端は、モータ４に連結されており、モータブラケット７ａの他端は、第２フランジ７ｂに連結されている。第２フランジ７ｂには、削孔水を注入するための注入口７ｃが設けられている。第２フランジ７ｂは、最後部の第１管体５に取り付けられた第１フランジ１６に連結されている。モータ４としては、例えば油圧モータを用いることができる。

【0029】

次に、上述した地盤掘削装置１００を用いて、地下構造物の下地盤を検査する方法および補修する方法につき、図５～図８の工程図を参照しながら詳細に説明する。なお、これらの図では、各部品を簡略化して描いてある。

【0030】

最初に、図５（Ａ）に示すように、フーチング基礎のような地下構造物７１の付近の地盤７０に、ケーシングパイプ７３による公知の掘削方法によって、立坑７４を形成する。地下構造物７１の下地盤には、空洞部７２が存在している。続いて、図５（Ｂ）に示すように、この立坑７４内に管ベンダー５０を設置する。

【0031】

図９は、管ベンダー５０の一例を示している。管ベンダー５０は、ガイド部５１と曲げ加工部５２とを備えている。ガイド部５１は、外部から送り込まれる第２管体６を案内する部分であって、曲げ加工部５２と一体に形成された第１ガイド部５１ａと、この第１ガイド部５１ａに接続された第２ガイド部５１ｂとからなる。曲げ加工部５２は、ガイド部５１から送り込まれた第２管体６を曲げ加工する部分であって、第２管体６が曲がりながら通過する曲線孔５２ａと、この曲線孔５２ａの出口に形成された開口部５２ｂとを有している。

【0032】

次に、図５（Ｃ）に示すように、第２管体６を油圧ジャッキ（図示省略）により管ベンダー５０のガイド部５１へ挿入し、図５（Ｄ）に示すように、第２管体６を曲げ加工部５２へ送り込む。第２管体６には、先端にビット１０を有するフレキシブルシャフト６が収納されている（図１参照）。第２管体６は、曲げ加工部５２の曲線孔５２ａを通過する過程で、地下構造物７１（図５（Ａ））の方向へ曲げ加工される。これにより、第２管体６の内部のフレキシブルシャフト１も同方向へ曲げられる。

【0033】

図５（Ｅ）に示すように、第２管体６から突出するビット１０が、管ベンダー５０の開口部５２ｂへ至ると、モータ４を駆動し、駆動軸３、回転ロッド２、およびフレキシブルシャフト１を介してビット１０を回転させる。そして、第２管体６の先端から削孔水を噴射させながら、図５（Ｆ）に示すように、第２管体６を地中で推進させて、地盤７０を掘削してゆく。第２管体６は、図５（Ｇ）に示すように、地中を円弧状に推進されて、その先端部が地下構造物７１の下地盤の空洞部７２へ到達する。この状態では、第２管体６に連結されている第１管体５が、管ベンダー５０のガイド部５１の下端位置まで挿入されている。なお、第１管体５は、第２管体６が所定距離（例えば１ｍ）推進されるたびに、後方から継ぎ足されてゆく。

【0034】

次に、図６（Ｈ）に示すように、ビット１０およびフレキシブルシャフト１を、第１管体５および第２管体６から引き抜く。このとき、フレキシブルシャフト１には複数の回転ロッド２が連結されているので（図１）、ビット１０と、フレキシブルシャフト１と、複数の回転ロッド２とを、これらが連結された状態で、第１管体５および第２管体６から引き抜くことになる。この引き抜きは手作業によって行なわれ、連結された複数の回転ロッド２は、例えば１ｍ引き抜くごとに１本ずつ取り外され、最後にフレキシブルシャフト１がビット１０と共に引き抜かれる。なお、手作業の代わりにクレーンなどを用いてもよい。図６（Ｉ）は、引き抜き後の状態を示している。

【0035】

その後、図６（Ｊ）に示すように、ワイヤ８１の一端に取り付けられた下地盤検査用のテレビカメラ８０を、第１管体５を通して第２管体６へ挿入し、図６（Ｋ）に示すように、このテレビカメラ８０を、地下構造物７１の下地盤へ到達させる。そして、この状態でテレビカメラ８０により下地盤の状態を撮影する。下地盤には空洞部７２が存在するので、テレビカメラ８０が撮影した画像には、空洞部７２が写っている。この画像を地上に設けられたモニタ装置で観察することで、下地盤における空洞部の有無を検査することができる。

【0036】

テレビカメラ８０による撮影が終了すると、図６（Ｌ）に示すように、ワイヤ８１を引き上げ、テレビカメラ８０を第２管体６から第１管体５を通して地上へ回収する。図６（Ｍ）は、テレビカメラ８０を回収した後の状態を示しており、第１管体５と第２管体６の内部は、いずれも中空となっている。

【0037】

以上のような図５（Ａ）～図６（Ｍ）の工程により、テレビカメラ８０による地下構造物７１の下地盤の検査が終了する。

【0038】

次に、空洞部７２が存在する下地盤の補修方法を、図７～図８の工程図を参照しながら詳細に説明する。

【0039】

テレビカメラ８０を地上へ回収した後、図７（Ｎ）に示すように、第１管体５から第２管体６を通してグラウト９０を供給し、このグラウト９０を第２管体６の先端から吐出させて、下地盤の空洞７２内に注入する。グラウト９０としては、例えばセメント系の充填材が用いられる。注入されるグラウト９０の量は、テレビカメラ８０が撮影した画像に基づいて算出された、空洞７２の容積に相当する量である。

【0040】

所定量のグラウト９０が注入され、図７（Ｏ）に示すように、空洞７２内にグラウト９０が充填されると、グラウト９０の注入を停止する。そして、第１管体５を引き上げて、これに接続されている第２管体６も、図７（Ｐ）に示すように引き上げ、第２管体６を管ベンダー５０から引き抜く。図７（Ｑ）は、第２管体６を引き抜いた状態を示している。この状態では、第２管体６が埋設されていた箇所に、立坑７４と空洞７２とを連通させる弧状の通路７８が形成されている。

【0041】

次に、図７（Ｒ）に示すように、管ベンダー５０をケーシングパイプ７３から引き抜く。その後、図７（Ｓ）に示すように、ケーシングパイプ７３内に供給管９１を挿入し、ケーシングパイプ７３を引き上げながら、供給管９１を通してグラウト９０を供給する。このグラウト９０は、地盤７０内の通路７８内へ注入され、図８（Ｔ）に示すように、通路７８内にグラウト９０が充填される。

【0042】

その後も、図８（Ｔ）に示すように、ケーシングパイプ７３を引き上げながら、供給管９１からグラウト９０を供給し、立坑７４内がグラウト９０で満たされると、グラウト９０の供給を停止する。この結果、図８（Ｕ）に示すように、空洞７２と立坑７４と通路７８の内部に、グラウト９０が充填された状態となる。地下構造物７１の下地盤の空洞７２に、グラウト９０が充填されることで、下地盤が補修され、地下構造物７１の支持力の低下が食い止められる。

【0043】

上述した実施形態によると、地盤掘削装置１００は、地下構造物７１の下地盤までの掘削が終了した後、ビット１０とフレキシブルシャフト１と複数の回転ロッド２との連結体を、第１管体５および第２管体６から引き抜けるように構成されている。このため、その連結体を引き抜いた後は、各管体５、６の内部は障害物のない中空状態となる。したがって、特許文献１のように、フレキシブルシャフトに設けた内径の小さい中空部（削孔水の通路）を通してテレビカメラを挿入する必要はなく、内径の大きい第１管体５と第２管体６とを通して、サイズの大きいテレビカメラ８０を挿入することができる。これにより、大型のテレビカメラ８０を用いて、下地盤の状態を広範囲に観察することが可能となる。そして、下地盤に空洞７２が存在し補修が必要な場合は、内部が中空状態で内径の大きい第１管体５および第２管体６を通して、大量のグラウト９０を空洞７２へ注入し充填することができるため、下地盤の補修に要する時間が大幅に短縮される。

【0044】

また、特許文献１の装置においては、補修時にフレキシブルシャフトの中空部を通してグラウトが注入されるが、中空部の内径が小さいことから、グラウトとしては、凝固までの時間が短い瞬結材は不適であり、粘着材に限定される。一方、本発明の場合は、グラウトを注入する管体５、６の内径が大きいので、グラウトとして粘着材だけでなく瞬結材も用いることができる。

【0045】

さらに、特許文献１では、フレキシブルシャフトに削孔水の通路となる中空部が存在するため、その分、地盤の掘削時にモータから伝達されるフレキシブルシャフトの回転トルクが弱くなるが、本発明では、フレキシブルシャフト１に中空部が存在しないので、フレキシブルシャフト１の回転トルクが大きくなって、掘削力が増大する。

【0046】

図１０は、本発明で用いる管ベンダーの他の例を示している。管ベンダー６０は、ガイド部６１と曲げ加工部６２とを備えている。ガイド部６１は、外部から送り込まれる第２管体６を案内する部分であり、曲げ加工部６２は、ガイド部６１から送り込まれた第２管体６を曲げ加工する部分である。曲げ加工部６２には、複数のローラ６２ａと開口部６２ｂとが設けられている。各ローラ６２ａは、鼓形に形成されていて、開口部６２ｂに向けて曲がるように２列に配置されており、各列の間に第２管体６が通過する通路が形成されている。このような管ベンダー６０を用いた場合は、図９に示した管ベンダー５０を用いた場合に比べて、第２管体６を曲げ加工する際の抵抗がローラ６２ａにより軽減されるため、小さい駆動力で第２管体６を曲げ加工することができる。

【0047】

本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、前記の実施形態では、回転ロッド２における第１接続部２１の第１ネジ部２１ａが雄ネジであり、第２接続部２２の第２ネジ部２２ａが雌ネジである例を挙げたが、第１ネジ部２１ａが雌ネジであり、第２ネジ部２２ａが雄ネジであってもよい。

【0048】

また、前記の実施形態では、図１のＡ－Ａ断面およびＢ－Ｂ断面で示したように、回転ロッド２の嵌合部２２の断面が六角形である例を挙げたが、嵌合部２２の断面は多角形であればよく、例えば四角形や八角形などであってもよい。

【0049】

また、前記の実施形態では、回転ロッド２の振れを抑制する振れ止め部材として、回転ロッド２の外周に設けられたベアリング１５を例に挙げたが、これに代えて、回転ロッド２の外周または第１管体５の内壁にリブを設け、このリブを振れ止め部材としてもよい。

【0050】

また、前記の実施形態では、図１に示したように、摩擦軽減部材１１がビット１０の外周に設けられているが、第２管体６の先端開口部の内壁に、同様の摩擦軽減部材を設けてもよい。

【0051】

また、前記の実施形態では、図５（Ｇ）に示したように、第２管体６を地中で円弧状に推進させる例を挙げたが、これに代えて、図１１に示すように、第２管体６を地中で直線状に推進させてもよい。

【符号の説明】

【0052】

１ フレキシブルシャフト
２ 回転ロッド
３ 駆動軸
４ モータ
５ ロッドケース（第１管体）
６ スリーブ管（第２管体）
８ 第１空間
１０ ビット
１１ 摩擦軽減部材
１２ 間隙
１３ 連結部材
１３ａ 切欠き部
１４ 第２空間
１５ ベアリング（振れ止め部材）
２１ 第１接続部
２１ａ 第１ネジ部
２２ 第２接続部
２２ａ 第２ネジ部
２２ｂ 嵌合部
５０ 管ベンダー
５２ 曲げ加工部
７０ 地盤
７１ フーチング基礎（地下構造物）
７２ 空洞
７４ 立坑
８０ テレビカメラ
９０ グラウト
１００ 地盤掘削装置

【要約】

【課題】下地盤の状態を広範囲に観察でき、下地盤に空洞が存在する場合は補修を短時間で行える地盤掘削装置を提供する。
【解決手段】地盤掘削装置１００は、フレキシブルシャフト１、回転ロッド２、駆動軸３、モータ４、第１管体５、および第２管体６を備えている。フレキシブルシャフト１は、中実の湾曲可能な部材からなり、先端に地盤掘削用のビット１０が設けられている。第１管体５と回転ロッド２との間には、削孔水が通過する第１空間８が形成され、第２管体６とフレキシブルシャフト１との間には、削孔水が通過する第２空間１４が形成されている。ビット１０の外径は、第２管体６の内径より小さい。地盤掘削時には、ビット１０と第２管体６の間隙１２から削孔水が噴射され、掘削終了後に、ビット１０とフレキシブルシャフト１と回転ロッド２とを、これらが連結された状態で第１管体５および第２管体６から引き抜けるように構成されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】