JP5328632B2

JP5328632B2 - 地中土壌採取方法

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Publication number: JP5328632B2
Application number: JP2009288263A
Authority: JP
Inventors: 伸行門倉; 則雄渡邊; 静郎佐々木; 修三土路生; 順也村上; 伸一宮本
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd; YBM Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd; YBM Co Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: JP2011127370A

Description

本発明は、自由曲線掘削機を用いて地中の土壌採取目標位置の土壌を採取する方法に関する。

自由曲線掘削機を用いて土壌採取目標位置まで掘削し、掘削ヘッド内に土壌採取目標位置の土壌を取り込んで採取する方法（例えば、特許文献１参照）や、掘削ヘッドの前方の土壌にサンプリング管を貫入して土壌採取目標位置の土壌をサンプリング管内に取り込んで採取する方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。

特開２００１−６４９５７号公報特開２００７−２７０６０８号公報

しかしながら、特許文献１では、掘削ヘッド内において水圧によりピストンを掘削ヘッドの先端側に押圧するとともに、掘削ヘッドの先端から掘削ヘッドの前方に水を噴射しながら掘削し、土壌採取目標位置に到達した場合に、水圧を解除して、水により泥水化した土壌を掘削ヘッドの先端から掘削ヘッド内に取り込む構成であり、掘削ヘッド内に取り込まれる土壌は水分含有量の多い泥水状となってしまうので、土壌成分の調査を正確に行えない場合がある。特許文献２では、地中において掘削ヘッドの先端から前方に真っ直ぐな管を突出させるので、曲線掘削経路で土壌を採取できない。また、特許文献１；２のいずれにおいても、採取した土壌を掘削ヘッド内やサンプリング管内から取り出しにくいという課題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、自由曲線掘削機による曲線掘削経路でも土壌を採取できて、かつ、土壌成分の調査を正確に行え、さらに、採取した土壌を容易に取り出せる採取方法を提供する。

本発明に係る地中土壌採取方法は、自由曲線掘削機のロッド部の先端に設けられた掘削ビットにより、掘削始点から土壌採取目標位置を経由して地中を掘り抜いて掘削ビットを地上に出した後、ロッド部の先端より掘削ビットを取り外して、ロッド部の先端に土壌採取管装置を取り付け、地中を掘り抜いた掘削孔内経由で土壌採取管装置を土壌採取目標位置まで戻して土壌採取管装置の内部に土壌採取目標位置の土壌を取り込んでから、当該土壌採取管装置を、掘削孔の掘削始点まで引き戻して地上に出すか、あるいは、掘り抜いた掘削孔の掘削終点まで押し込んで地上に出すことにより、土壌採取管装置の内部に取り込まれている土壌を取り出すようにした地中土壌採取方法であって、土壌採取管装置は、周面に開口部を有しロッド部を介した回転駆動力を受けて中心軸線を回転中心として回転可能な外管と、外管の中心軸線と同軸に外管内に設置されて周面に土壌取込孔を有した内管と、内管の土壌取込孔における内管の中心軸線に沿った方向に延長する孔縁より外管の開口部を経由して外管の外周面より外側に突出するように設けられた土壌取込孔塞体と、外管の両端開口を塞ぐ蓋体とを備え、地中で外管を一方方向に回転させた場合には、土壌取込孔が開口部を介して地中と連通し、地中で外管を他方方向に回転させた場合には、外管の開口部における外管の中心軸線に沿った方向に延長する開口縁と土壌取込孔塞体とが接触して土壌取込孔が塞がれるように構成されたので、地上から真下に掘削することのできない現場において土壌を採取することができ、土壌採取管装置の内管内に採取された土壌を、土壌取込孔塞体を操作して内管を回転させることにより、容易に取り出せる。また、自由曲線掘削機による曲線掘削経路でも土壌を採取できて、かつ、土壌成分の調査を正確に行える。
本発明に係る地中土壌採取方法は、自由曲線掘削機のロッド部の先端に設けられた掘削ビットにより、掘削始点から土壌採取目標位置まで掘削してから掘削ビットを掘削始点に戻して地上に出した後、ロッド部の先端より掘削ビットを取り外して、ロッド部の先端に土壌採取管装置を取り付けるとともに、土壌採取管装置の先端に掘削ビットを取り付け、掘削ビット及び土壌採取管装置を掘削孔内経由で土壌採取目標位置まで戻して土壌採取管装置の内部に土壌採取目標位置の土壌を取り込んでから土壌採取管装置を掘削始点まで戻して土壌採取管装置の内部の土壌を取り出す地中土壌採取方法において、上記土壌採取管装置を用いることで、地上から真下に掘削することのできない現場や、地中を掘り抜くことができない現場においても土壌を採取することができ、かつ、上述した効果が得られる。
また、土壌採取管装置は、土壌取込孔塞体と外管の開口部の開口縁とが接触して土壌取込孔が塞がれた状態を維持するロック部を備えた構成とすれば、土壌採取管装置の移動中に土壌取込孔が開いてしまうようなことを防止できる。よって、土壌採取目標位置以外の地中の土壌を内管内に取り込んでしまったり、土壌採取目標位置において内管内に取り込んだ汚染土壌を土壌採取目標位置以外の地中に撒き散らして汚染を拡大させてしまうようなことを防止できる。

地中土壌採取方法を示す図（実施形態１）。土壌採取管装置を示す斜視図（実施形態１）。土壌採取管装置の分解斜視図（実施形態１）。土壌採取管装置の中心軸線に沿った縦断面図（実施形態１）。地中土壌採取方法を示す図（実施形態２）。土壌採取管装置の中心軸線に沿った縦断面図（実施形態２）。土壌採取管装置の分解斜視図（実施形態３）。土壌採取管装置の中心軸線に沿った縦断面図（実施形態３）。土壌採取管装置の分解斜視図（実施形態４）。

実施形態１
図１を参照し、土壌採取方法に使用する土壌採取装置１を説明する。土壌採取装置１は、自由曲線掘削機２と土壌採取管装置３とにより構成される。

図１（ａ）；（ｂ）；図６に示すように、自由曲線掘削機２は、ロッド部５と、ロッド部５の先端５ｔに設けられた掘削ビット６と、ロッド部５の先端部あるいは掘削ビット６に設けられた磁気センサやジャイロセンサなどの位置検出センサ７と、ロッド部５を前後動させたり回転させたりするための駆動装置８とを備える。掘削ビット６は、先端に、中実の円柱の一端開口部が斜めに切り落とされたような楕円傾斜面９を備え、楕円傾斜面９に図外の削岩ビットを有した構成である。また、掘削ビット６は、先端に掘削液噴射孔６ｄを備え、内部には、掘削液噴射孔６ｄとロッド部５の内部空間５ｕとを連通させる掘削液供給路６ｅを備える。ロッド部５は、掘削が進むに伴って例えば金属円管により形成されるロッド５ａを複数個順次継ぎ足して構成される。ロッド５ａ同士の連結は、例えば、ネジ継手のような図外の連結部材が用いられる。位置検出センサ７は、掘削ビット６の後端側に形成された中空部に埋設される。

図２に示すように、土壌採取管装置３は、外管１１と、内管１２と、土壌取込孔塞体１３と、連結部材１４と、引出部材１５とを備える。

図３;図４に示すように、外管１１及び内管１２は、外管１１の中心軸線ａと直交する断面が円環状の例えば鋼管のような金属製の円管により形成される。外管１１は、円管の周面の一部に内周面と外周面とに貫通する開口部１６を備えるとともに、両方の端部開口２５；２５ａの内周面には雌ねじ部１７；１７を備える。内管１２は、円管の周面の一部に内周面と外周面とに貫通する土壌取込孔１８を備える。内管１２は外管１１の内側に設置され、内管１２及び外管１１は、内管１２と外管１１とで共通の中心軸線ａを回転中心として回転可能に構成される（図４参照）。即ち、外管１１は、ロッド部５を介した回転駆動力を受けて中心軸線ａを回転中心として回転可能であり、内管１２は、外管１１の中心軸線ａと同軸に外管内に設置され、中心軸線ａを回転中心として回転可能である。このように内管１２と外管１１とが中心軸線ａを回転中心として回転可能に設けられ、かつ、内管１２が中心軸線ａに対して傾かないように、外管１１の内径寸法と内管１２の外径寸法とが互いに近似した適性値に設定される（例えば、内管１２の外径寸法が外管１１の内径寸法よりも数ｍｍ小さい程度に設定される）。開口部１６は、周面において周方向に沿って湾曲する矩形形状の孔に形成される。即ち、当該矩形形状の孔は、外管１１の中心軸線ａに沿って延長して互いに平行に対向する２つの長辺縁１６ａ；１６ｂと外管１１の周方向に沿って延長して互いに平行に対向する２つの短辺縁とによる湾曲長方形状の開口縁を備えた孔である。土壌取込孔１８は、例えば、開口部１６の孔寸法よりも一回り小さい孔寸法で、かつ、開口部１６と同じ形状に形成される。

土壌取込孔１８の一方の長辺縁１９側には、ブレードと呼ばれる土壌取込孔塞体１３が設けられる。土壌取込孔塞体１３は、内管１２の中心軸線ａに沿って延長するとともに当該中心軸線ａと直交する方向（内管１２の径に沿った方向）に延長する例えば四角形板により形成される。当該四角形板は、土壌取込孔１８における中心軸線ａに沿った方向に延長する孔縁である一方の長辺縁１９の長さと同じ長さに形成された互いに平行に対向する一対の辺縁２１；２２とこの一対の辺縁２１；２２の端部同士を連結する他方の一対の辺縁２１ａ；２２ａとを有した形状に形成される。この土壌取込孔塞体１３の一対の辺縁２１；２２のうちの一方の辺縁２１側と土壌取込孔１８の一方の長辺縁１９側とが溶接又は連結手段（例えば、土壌取込孔塞体１３の一方の辺縁２１に設けたブラケットをボルトなどで内管１２の周面に固定する連結手段）により連結されることにより、土壌取込孔塞体１３が土壌取込孔１８の一方の長辺縁１９より外管１１の開口部１６を経由して外管１１の外周面より外側に突出するように設けられる。

土壌取込孔塞体１３における一対の辺縁２１；２２のうち外管１１の外周面より外側に突出する他方の辺縁２２側には、他方の辺縁２２より一方の辺縁２１に向かって延長する複数のスリット（溝）２３；２３…が形成される。
また、土壌取込孔塞体１３の辺縁２２と辺縁２１ａ；２２ａとの境界部分は、面取り部２０ｂ；２０ｂに形成される。
このスリット２３及び面取り部２０ｂは、図２（ａ）のように土壌取込孔塞体１３の一方の板面１３ａが開口部１６の長辺縁１６ａに接触して土壌取込孔１８が全開放された土壌取込孔全開状態から当該土壌取込孔全開状態を維持する方向（一方方向Ａ）に外管を回転させる場合や、図２（ｂ）のように土壌取込孔塞体１３の他方の板面１３ｂが開口部１６の長辺縁１６ｂに接触して土壌取込孔１８が閉塞された土壌取込孔全閉状態から当該土壌取込孔全閉状態を維持する方向（他方方向Ｂ）に外管１１を回転させる場合に、土壌取込孔塞体１３が受ける土抵抗を低減させる構成である。

土壌取込孔塞体１３の他方の一対の辺縁２１ａ；２２ａ側における開口部１６の長辺縁１６ａに接触する一方の板面１３ａ側は、他方の板面１３ｂから一方の板面１３ａの中央に向けて傾斜する傾斜面２０ａ；２０ａに形成される。
この傾斜面２０ａは、図２（ｂ）のように土壌取込孔塞体１３の他方の板面１３ｂが開口部１６の長辺縁１６ｂに接触した土壌取込孔全閉状態から当該土壌取込孔全閉状態を維持する方向（他方方向Ｂ）に外管１１を回転させる場合に、土壌取込孔塞体１３が受ける土抵抗を低減させる構成である。

中実な棒状に形成された連結部材１４は、一端部には、外管１１の一方の端部開口２５を塞ぐように当該一方の端部開口２５に取り付けられる連結部材側蓋体２６を備え、他端部には、ロッド部５の先端に連結されるロッド連結部２７を備える。連結部材側蓋体２６は、連結部材１４の一端から他端に向けて、内管回転支持部３１、内管規制面３２、外管連結部３３を備える。ロッド連結部２７は、連結部材１４を形成する棒の他端部の端面から一端部側に延長するように棒の内側に形成されて、ロッド部５の先端５ｔの周面に形成された雄ねじ部３４（図４参照）と螺合する雌ねじ部３５により構成される。連結部材１４は周面にスパナのような工具で掴むための平面部１４ａを備える。

引出部材１５は、一端部には、外管１１の他方の端部開口２５ａを塞ぐように当該他方の端部開口２５ａに取り付けられる引出部材側蓋体３６を備え、他端部には、引出部３７を備える。引出部材側蓋体３６は、引出部材１５の一端から他端に向けて、内管回転支持部４１、内管規制面４２、外管連結部４３を備える。引出部３７は、図外の牽引ワイヤのような引き上げ材を繋ぐ孔３８を備える。

連結部材側蓋体２６と引出部材側蓋体３６とは同じ構成である。これら蓋体２６；３６の内管回転支持部３１；４１は、内管１２の内径寸法より小さい径寸法の円柱体により形成される。内管１２と外管１１が互いに回転可能となり、かつ、内管１２が中心軸線ａに対して傾かないように、内管回転支持部３１；４１を形成する円柱体の径寸法と内管１２の内径寸法とが互いに近似した適性値に設定される（例えば、内管回転支持部３１；４１の径寸法が内管１２の内径寸法よりも数ｍｍ小さい程度に設定される）。これら蓋体２６；３６の内管規制面３２；４２は、内管回転支持部３１；４１を形成する円柱体における連結部材１４や引出部材１５の端部の周回りに設けられて当該円柱体の中心軸線ａと直交する円環面により形成される。当該円環面の環幅寸法は、内管１２の内径寸法と外径寸法との差寸法（内管１２の厚さ寸法）よりも大きく、かつ、該円環面の環幅寸法と内管１２の内径寸法とが近似した適性値に設定される。上記差寸法（内管１２の厚さ寸法）に形成されるこれら蓋体２６；３６の外管連結部３３；４３は、内管規制面３２；４２を形成する円環面の外周縁より連結部材１４や引出部材１５の他端方向に延長して中心軸線ａが内管回転支持部３１；４１と同じ（同軸）に形成された円柱部と、当該円柱部の外周面に形成されて外管１１の端部開口２５；２５ａの内周面に形成された雌ねじ部１７；１７に螺合される雄ねじ部４０；４０とにより形成される。

土壌採取管装置３の組み付け構造を説明する。蓋体２６；３６のうちの一方の蓋体２６と外管１１の一方の端部開口２５とがねじ連結される。外管１１の他方の端部開口２５ａから挿入された内管１２の挿入側先端の管内側に一方の蓋体２６の内管回転支持部３１の円柱を入れる（はめ込む）。内管１２の後端の管内側に他方の蓋体３６の内管回転支持部４１の円柱を入れた（はめ込んだ）状態で当該他方の蓋体３６と外管の他方の端部開口２５ａとがねじ連結される。土壌取込孔塞体１３が内管１２の土壌取込孔１８の一方の長辺縁１９に取り付けられる。以上により、地中に設置された場合に、土壌取込孔塞体１３が地中に設置されることで内管１２の回転が規制されるとともに外管１１に回転力を加えることで外管１１が土壌取込孔１８を開閉可能に回転する。

図２（ａ）に示すように、土壌採取管装置３は、地中において、ロッド部５を回転させることで外管１１を一方方向Ａに回転させた場合に、開口部１６の一方の長辺縁１６ａと土壌取込孔塞体１３の一方の板面１３ａとが接触し、土壌取込孔１８の開口縁が開口部１６の開口縁の内側に位置して土壌取込孔全開状態となる。その後、さらに、外管１１を一方方向Ａに回転させることで、外管１１と内管１２とが中心軸線ａを回転中心として供回りする。これにより、地中の土壌が土壌取込孔塞体１３の他方の板面１３ｂに押圧されて内管１２内に取り込まれる。
そして、内管１２内に土壌を取り込んだ後、図２（ｂ）に示すように、外管１１を他方方向Ｂに回転させた場合に、開口部１６の他方の長辺縁１６ｂと土壌取込孔塞体１３の他方の板面１３ｂとが接触することで、土壌取込孔１８が外管１１の内周面と対向し、内管１２の内部空間と外部空間との連通が土壌取込孔塞体１３により遮断された土壌取込孔全閉状態となり、内管１２内に取り込まれた土壌が外管１１及び土壌取込孔塞体１３によって外管１１の内側に封じ込められた状態となって外管１１の周りの地中に流出しないようになる。

上述した土壌採取装置１を用いて、例えば、機械工場のような建屋下の地中や廃棄物処分場跡のような更地下の地中における土壌採取目標位置５０での汚染された土壌を採取する方法を説明する。
まず、図１に示すように、自由曲線掘削機２を用いて土壌採取目標位置５０を通過する掘削孔５１を形成する。例えば、掘削ビット６を土壌採取目標位置の深さ位置まで斜め下方向に推進させるようにして斜め下方向に地盤を掘削した後、掘削ビット６を水平方向に推進させるようにして水平方向に地盤を掘削して土壌採取目標位置５０を通過する掘削孔５１を形成し、その後、掘削ビット６を斜め上方向に推進させるようにして斜め上方向に地盤を掘削して掘削ビット６を地上に出す。
地盤を斜めに掘削する場合には、ロッド部５をロッド部５の中心軸線を回転中心として駆動装置８に設けられた図外のモータのような回転駆動源で回転させることで掘削ビット６を回転させながら掘削ビット６を推進させる。
掘削ビット６の推進方向を変える場合は、ロッド部５を回転させないで、駆動装置８に設けられた図外の油圧シリンダのような押圧装置でロッド部５に推進力を与えて掘削ビット６の楕円傾斜面９に土圧が作用するようにすることで、掘削ビット６の推進方向を変える。これにより、掘削ビット６及びロッド部５を水平方向に移動させることができる。
掘削の際には、ロッド部５の筒内中空部を掘削液の供給管路として利用するので、ロッド部５の後端を図外の掘削液供給装置に繋ぎ、ロッド部５を回転させるとともに、掘削液供給装置からロッド部５の筒内中空部を介して掘削ビット６に掘削液を圧送して供給する。掘削液としては、水、ベントナイト溶液、ポリマー等の安定液等を用いる。これにより、掘削ビット６の掘削液噴射孔６ｄ（図６参照）から地盤に掘削液が噴射されながら掘削ビット６が地盤を掘削する。
そして、掘削が進むのに応じてロッド５ａを順次継ぎ足していく動作を繰り返すことにより、土壌採取目標位置５０を通過する掘削孔５１を形成する。尚、掘削ビット６の位置は、位置検出センサ７からの位置情報により操作者が知ることができ、当該位置情報に基づいて土壌採取目標位置５０を通過する掘削孔５１を形成できる。

図１（ａ）に示すように、自由曲線掘削機２を用いて土壌採取目標位置５０を目標にして掘削を行う。そして、土壌採取目標位置５０を通過した地中を掘り抜いた掘削孔５１を形成し（図１（ｂ）参照）、その後、掘削孔５１の掘削終点から地上に引き出したロッド部５の先端に取り付けられていた掘削ビット６を取り外し、代わりに、ロッド部５の先端に土壌採取管装置３を取り付ける（図１（ｃ）参照）。そして、土壌採取管装置３の土壌取込孔１８を閉じた状態で、土壌採取管装置３を掘削孔５１内経由で掘削始点側に戻して土壌採取目標位置５０まで移動させる（図１（ｄ）参照）。土壌採取管装置３が土壌採取目標位置５０に到達したならば、土壌取込孔１８を開く方向（一方方向Ａ）に外管１１を回転させることにより、土壌採取目標位置５０の土壌を内管１２内に取り込む（図１（ｄ）参照）。その後、土壌取込孔１８を閉じる方向（他方方向Ｂ）に外管１１を回転させて土壌取込孔１８を閉じて、土壌採取管装置３を掘削孔５１経由で掘削始点まで戻して地上に出し、ロッド部５の先端に取り付けられていた土壌採取管装置３を取り外す。そして、土壌取込孔塞体１３を掴んで、土壌取込孔１８が外部に開放される方向に内管１２を回転させ、内管１２内の土壌を土壌取込孔１８及び開口部１６を介して取り出す。尚、作業者は図外のモニターに表示される位置検出センサ７からの情報（方位情報、距離情報等）を確認しながら、土壌採取目標位置５０への掘削作業、及び、土壌採取目標位置５０の土壌を内管１２内に取り込む土壌採取作業を行う。

実施形態１によれば、自由曲線掘削機２を用いて土壌採取目標位置５０の土壌を採取する方法において、土壌取込孔塞体１３を備えた土壌採取管装置３を用いたので、土壌採取管装置３で採取した土壌を、土壌取込孔塞体１３を操作して内管１２を回転させることにより、容易に取り出せる。
実施形態１によれば、内管回転支持部３１；４１を備えるので、中心軸線ａに対して傾かないように内管１２を回転可能に支持できるため、内管１２及び外管１１の回転動作を円滑にでき、土壌取込孔１８の開閉動作を確実にできる。
実施形態１によれば、土壌取込孔塞体１３が傾斜面２０ａを備えるので、土壌採取管装置３が土壌取込孔１８を閉じた状態で地中を移動する際、土壌取込孔塞体１３の傾斜面２０ａが土圧を受けて楔のように作用する。これにより、土壌取込孔塞体１３には土壌取込孔１８を閉塞する方向の回転力が加わるため、土壌採取管装置３が地中を移動する際に土壌取込孔全閉状態を維持できるので、土壌採取管装置３の移動中に土壌取込孔１８が開いてしまうようなことを防止できる。よって、土壌採取目標位置５０以外の地中の土壌を内管１２内に取り込んでしまったり、土壌採取目標位置５０において内管１２内に取り込んだ汚染土壌を土壌採取目標位置５０以外の地中に撒き散らして汚染を拡大させてしまうようことを防止できる。
実施形態１によれば、土壌取込孔塞体１３がスリット２３及び面取り部２０ｂを備えるので、外管１１を回転させて土壌取込孔１８を開閉する際において、土壌取込孔塞体１３の受ける土抵抗が低減するため、外管１１の回転負荷を軽減できる。
実施形態１によれば、自由曲線掘削機２による水平掘削経路だけでなく、曲線掘削経路でも土壌を採取できる。したがって、土壌採取目標位置５０がどこであっても土壌採取目標位置５０の土壌を採取可能となる。
実施形態１によれば、自由曲線掘削機２による掘削を終えた後の掘削経路中における土壌採取目標位置５０の土壌を採取するので、掘削による水分が少なくなった土壌を採取できることから、特許文献１に比べて、土壌成分の調査を正確に行える。

尚、実施形態１において、土壌取込孔塞体１３の一方の辺縁２１側と土壌取込孔１８の一方の長辺縁１９側とを、土壌取込孔塞体１３の一方の辺縁２１に設けたブラケットをボルトなどで内管１２の周面に固定する連結手段により連結する構成とすれば、内管１２内に取り込んだ土壌を取り出す場合に、土壌取込孔塞体１３を取り外した後に、連結部材側蓋体２６及び引出部材側蓋体３６のうちの一方の蓋体を外管１１より取り外すことで、外管１１の端部開口を介して内管１２を外管１１の外部に引き出せる。よって、内管１２内の土壌を内管１２の両端の端部開口を介して取り出せるようになるため、土壌採取管装置３で採取した土壌を、より容易に取り出せるようになる。

実施形態２
図５に示すように、自由曲線掘削機２のロッド部５の先端５ｔに設けられた掘削ビット６により、掘削始点から土壌採取目標位置５０まで掘削する（図５（ａ）；（ｂ）参照）。その後、掘削ビット６を掘削始点に戻して地上に出した後、ロッド部５の先端５ｔより掘削ビット６を取り外して、ロッド部５の先端５ｔに土壌採取管装置３を取り付けるとともに、土壌採取管装置３の先端に掘削ビット６を取り付ける（図５（ｃ）参照）。そして、掘削ビット６及び土壌採取管装置３を掘削孔５１内経由で土壌採取目標位置５０まで戻して土壌採取管装置３の内管１２の内部に土壌採取目標位置５０の土壌を取り込む（図５（ｄ）参照）。その後、土壌採取管装置３を掘削始点まで戻して土壌採取管装置３の内部の土壌を取り出す。この実施形態２の場合も、作業者は図外のモニターに表示される位置検出センサ７からの情報（方位情報、距離情報等）を確認しながら、土壌採取目標位置５０への掘削作業、及び、土壌採取目標位置５０の土壌を内管１２内に取り込む土壌採取作業を行う。
尚、実施形態２で用いる土壌採取管装置３は、上述した引出部材１５の代わりに、図６に示すようなビット側連結部１５Ａを備えたものを用いる。ビット側連結部１５Ａは、一端部には、外管１１の他方の端部開口２５ａを塞ぐように当該他方の端部開口２５ａに取り付けられる上記引出部材側蓋体３６と同様の蓋体１５Ｘを備え、他端部には、ビット連結部５５を備える。ビット連結部５５は、掘削ビット６の後端部の管の内周面に形成された雌ねじ部５６とねじ結合される雄ねじ部５７により形成される。
また、実施形態２の場合、ロッド部５の先端５ｔに土壌採取管装置３及び掘削ビット６を取り付けた構成において掘削ビット６の前方地中に掘削液を供給するために、掘削ビット６の掘削液供給路６ｅと掘削液供給路として利用されるロッド部５の内部空間５ｕとを連通させるための掘削液供給路を備えた連結部材１４及びビット側連結部１５Ａを使用する。即ち、連結部材１４としては、ロッド部５の内部空間５ｕと内管１２の内部空間とに連通する掘削液供給路１４ｅを備えたものを用い、ビット側連結部１５Ａとしては、内管１２の内部空間と掘削ビット６の掘削液供給路６ｅとに連通する掘削液供給路１５ｅを備えたものを用いる。掘削液供給路１５ｅの途中には、地下水が掘削ビット６の掘削液供給路６ｅを経由して内管１２の内部空間に流入（逆流）するのを防止するための逆止弁１５ｆが設けられる。逆止弁１５ｆの取付容易性からすると、逆止弁１５ｆを、ビット側連結部１５Ａの掘削液供給路１５ｅの両方の端部のうちのいずれか一方に設けることが好ましいが、ビット側連結部１５Ａの掘削液供給路１５ｅにおける内管１２側に逆止弁１５ｆを設けた場合、内管１２の内側に取り込まれた土壌が逆止弁１５ｆ内に入り込んで逆止弁１５ｆの故障を誘発する可能性がある。そこで、実施形態２では、ビット側連結部１５Ａの掘削液供給路１５ｅにおける掘削ビット６側の端部に逆止弁取付部が設けられ、逆止弁１５ｆが当該逆止弁取付部に取り付けられた構成とした。
以上の構成により、掘削の際には、掘削液が、ロッド部５の内部空間５ｕ、掘削液供給路１４ｅ、内管１２の内部空間、掘削液供給路１５ｅ、掘削液供給路６ｅ、掘削液噴射孔６ｄを経由して掘削ビット６の前方地中に供給される。そして、掘削液が供給されていない場合には、逆止弁１５ｆが、内管１２の内部空間内への地下水の流入を防止する。
実施形態２による方法によれば、実施形態１と同じ効果が得られるとともに、地中を掘り抜くことができない現場においても土壌を採取することができる。

実施形態３
実施形態１；２で用いる土壌採取管装置３として、図７；８に示すような、ロック部６０を備えたものを用いる。ロック部６０は、土壌取込孔塞体１３と外管１１の開口部１６の開口縁とが接触して土壌取込孔１８が塞がれた状態を維持するために、土壌取込孔塞体１３の傾斜面２０ａに形成された辺縁部６１が入り込む溝６２により形成される。溝６２は、開口部１６の長辺縁１６ｂと外管１１の他方の端部開口２５ａ側に位置する開口部１６の短辺縁６３との境界部に形成されるものであって、長辺縁１６ｂより長辺縁１６ｂに対して一直線状に延長する延長縁６５と、当該延長縁６５と平行に対向する対向縁６６と、延長縁６５の先端と対向縁６６の先端とを繋いで溝底を形成する底縁６７とにより形成される。溝６２の幅寸法は、溝６２に入り込んだ土壌取込孔塞体１３が外管１１の周方向に動いてがたつかないように、土壌取込孔塞体１３の厚さ寸法に近似した適性値に設定される（例えば、溝６２の幅寸法が土壌取込孔塞体１３の厚さ寸法よりも数ｍｍ大きい程度に設定される）。
実施形態３によれば、外管１１を他方方向Ｂに回転させた場合に、開口部１６の他方の長辺縁１６ｂと土壌取込孔塞体１３の他方の板面１３ｂとが接触することで、土壌取込孔全閉状態となり、この土壌取込孔全閉状態においてロッド部５を掘削始端側に引っ張って外管１１を掘削始端側に引っ張ることにより、土壌取込孔塞体１３の傾斜面２０ａに形成された辺縁部６１が溝６２内に入り（図８（ｂ）参照）、土壌取込孔塞体１３が外管１１の周方向に回転しないようになるので、土壌採取管装置３は土壌取込孔全閉状態にロックされることになる。
実施形態３によれば、外管１１がロック部６０を備えるので、地中において土壌採取管装置３を移動させる際に土壌取込孔全閉状態を維持でき、土壌採取管装置３の移動中に土壌取込孔１８が開いてしまうようなことを防止できる。よって、土壌採取目標位置５０以外の地中の土壌を内管１２内に取り込んでしまったり、土壌採取目標位置５０において内管１２内に取り込んだ汚染土壌を土壌採取目標位置５０以外の地中に撒き散らして汚染を拡大させてしまうことを防止できる。実施形態３によれば、土壌取込孔塞体１３が傾斜面２０ａを備えない構成であっても、当該効果を得ることができる。
尚、実施形態２で用いる土壌採取管装置３としては、土壌採取管装置３を掘削始点から土壌採取目標位置５０に移動する際に土壌採取管装置３を土壌取込孔全閉状態にロックするための溝６２ａにより構成されたロック部６０ａを設けることが好ましい。この場合の溝６２ａは、例えば、開口部１６の長辺縁１６ｂと外管１１の一方の端部開口２５側に位置する開口部１６の短辺縁６３ａとの境界部に形成されるものであって、長辺縁１６ｂより長辺縁１６ｂに対して一直線状に延長する延長縁６５ａと、当該延長縁６５ａと平行に対向する対向縁６６ａと、延長縁６５ａの先端と対向縁６６ａの先端とを繋いで溝底を形成する底縁６７ａとにより形成される。この場合、土壌取込孔全閉状態においてロッド部５を押して外管１１を押すことにより、土壌取込孔塞体１３の傾斜面２０ａに形成された辺縁部６１ａが溝６２ａ内に入り、土壌取込孔塞体１３が外管１１の周方向に回転しないようになるので、土壌採取管装置３は土壌取込孔全閉状態にロックされることになる。よって、土壌採取管装置３の移動中に土壌取込孔１８が開いてしまうようなことを防止できる。
尚、図７に想像線で示したように、対向縁６６；６６ａを、延長縁６５；６５ａに対して傾斜する傾斜縁（底縁６７；６７ａから開口部１６の中心側に向かうような傾斜縁）に形成すれば、溝６２ａに対する土壌取込孔塞体１３の出入が容易となり、溝６２ａと土壌取込孔塞体１３とによるロック動作及びロック解除動作の確実性が高まる。

実施形態４
図９に示すように、外管１１の周面に、外管１１の端部開口の一方と開口部１６とを連通させる連通溝７０を形成した土壌採取管装置３を用いれば、土壌取込孔塞体１３を取り付けた状態の内管１２を外管１１の端部開口の一方を介して外管１１の内外に出し入れできるので、土壌採取管装置３で採取した土壌を、より容易に取り出せるようになる。

尚、図７乃至図９で説明した実施形態３；４による土壌採取管装置３は、実施形態１；２のいずれの方法にも使用できるが、図７乃至図９では実施形態１で説明した引出部材１５を備えたタイプの土壌採取管装置３を例にして図示した。

実施形態５
実施形態１では、土壌採取目標位置５０の土壌を土壌採取管装置３で採取した後に土壌採取管装置３を掘削孔５１の掘削始点側に引き戻して掘削始点の開口より地上に引き出したが、土壌採取目標位置５０の土壌を土壌採取管装置３で採取した後に土壌採取管装置３を掘り抜いた掘削孔５１の掘削終点側に押し進めて掘削終点の開口より地上に押し出してもよい。実施形態５による方法は、土壌採取目標位置５０から掘削終点までの距離が、土壌採取目標位置５０から掘削始点までの距離よりも短い場合に効果的である。

実施形態１；２；５において、土壌取込孔塞体１３が傾斜面２０ａを備えない構成である場合、外管１１がロック部６０；６０ａを備えない場合において、土壌採取管装置３を地中で移動させる際には、土壌採取管装置３の土壌取込孔１８を閉じた状態で、土壌取込孔１８を閉じる方向（他方方向Ｂ）に外管１１を回転させながら、土壌採取管装置３を移動させればよい。これにより、土壌採取管装置３の移動中に土壌取込孔１８が開いてしまうようなことを防止できる。

図６に示すような、掘削ビット６とロッド部５との間に土壌採取管装置３を備えた土壌採取装置１を用いて、掘削始点から土壌採取目標位置５０まで掘削して土壌採取目標位置５０の土壌を土壌採取管装置３で採取した後に、土壌採取装置１を掘削始点の開口まで引き戻して掘削始点の開口より土壌採取管装置３を地上に出すか、あるいは、土壌採取装置１で地中を掘り抜いて土壌採取管装置３を地上に出すようにしてもよい。この際、ロック部６０；６０ａを備えていない土壌採取管装置３を用いる場合は、土壌採取管装置３の土壌取込孔１８を閉じた状態で、土壌取込孔１８を閉じる方向（他方方向Ｂ）に、ロッド部５と土壌採取管装置３と掘削ビット６との結合体を回転させながら、掘削すればよい。これにより、土壌採取管装置３の移動中に土壌取込孔１８が開いてしまうようなことを防止できる。尚、この場合も、作業者は図外のモニターに表示される位置検出センサ７からの情報（方位情報、距離情報等）を確認しながら、土壌採取目標位置５０への掘削作業、及び、土壌採取目標位置５０の土壌を内管１２内に取り込む土壌採取作業を行う。

土壌取込孔全閉状態における内管１２の水密性能を向上させるためのパッキンのような水密性能維持部材を設けることが好ましい。水密性能維持部材は、例えば、開口部１６の他方の長辺縁１６ｂと土壌取込孔塞体１３の他方の板面１３ｂとの接触部、外管１１の開口部１６の開口縁周りの外管内面、内管１２の土壌取込孔１８の孔縁周りの内管外面、蓋体２６；３６と外管１１の両端開口端面との接触部等に設ければよい。

蓋体２６；３６の両方、又は、一方を溶接によって外管１１の開口端面に取り付けてもよい。
上述した開口部１６、土壌取込孔１８、土壌取込孔塞体１３の形状は上記実施形態で説明した形状以外に形成してもよく、要は、土壌取込孔塞体１３の他方の板面１３ｂと他方の長辺縁１６ｂとが接触して土壌取込孔１８が塞がれる状態（全閉状態）にできる構成であればよい。
上述した雄ねじ部を雌ねじ部とし、上述した雌ねじ部と雄ねじ部としてもよい。

本発明は、土壌汚染された土壌を調査するため採取だけでなく、セメント等の改良材で地盤改良された場所に所定量の改良材が入っているかを確認するための調査等、土壌中の調査したい物質の量を測定するための土壌を採取する場合にも利用できる。

２自由曲線掘削機、３土壌採取管装置、５ロッド部、６掘削ビット、
１１外管、１２内管、１３土壌取込孔塞体、
１６開口部、１６ｂ他方の長辺縁（開口縁）、
２６連結部材側蓋体（蓋体）、３６引出部材側蓋体（蓋体）、
５０土壌採取目標位置、５１掘削孔、６０ロック部。

Claims

自由曲線掘削機のロッド部の先端に設けられた掘削ビットにより、掘削始点から土壌採取目標位置を経由して地中を掘り抜いて掘削ビットを地上に出した後、ロッド部の先端より掘削ビットを取り外して、ロッド部の先端に土壌採取管装置を取り付け、地中を掘り抜いた掘削孔内経由で土壌採取管装置を土壌採取目標位置まで戻して土壌採取管装置の内部に土壌採取目標位置の土壌を取り込んでから、当該土壌採取管装置を、掘削孔の掘削始点まで引き戻して地上に出すか、あるいは、掘り抜いた掘削孔の掘削終点まで押し込んで地上に出すことにより、土壌採取管装置の内部に取り込まれている土壌を取り出すようにした地中土壌採取方法であって、
土壌採取管装置は、周面に開口部を有しロッド部を介した回転駆動力を受けて中心軸線を回転中心として回転可能な外管と、外管の中心軸線と同軸に外管内に設置されて周面に土壌取込孔を有した内管と、内管の土壌取込孔における内管の中心軸線に沿った方向に延長する孔縁より外管の開口部を経由して外管の外周面より外側に突出するように設けられた土壌取込孔塞体と、外管の両端開口を塞ぐ蓋体とを備え、地中で外管を一方方向に回転させた場合には、土壌取込孔が開口部を介して地中と連通し、地中で外管を他方方向に回転させた場合には、外管の開口部における外管の中心軸線に沿った方向に延長する開口縁と土壌取込孔塞体とが接触して土壌取込孔が塞がれるように構成されたことを特徴とする地中土壌採取方法。
自由曲線掘削機のロッド部の先端に設けられた掘削ビットにより、掘削始点から土壌採取目標位置まで掘削してから掘削ビットを掘削始点に戻して地上に出した後、ロッド部の先端より掘削ビットを取り外して、ロッド部の先端に土壌採取管装置を取り付けるとともに、土壌採取管装置の先端に掘削ビットを取り付け、掘削ビット及び土壌採取管装置を掘削孔内経由で土壌採取目標位置まで戻して土壌採取管装置の内部に土壌採取目標位置の土壌を取り込んでから土壌採取管装置を掘削始点まで戻して土壌採取管装置の内部の土壌を取り出すようにした地中土壌採取方法であって、
土壌採取管装置は、周面に開口部を有しロッド部を介した回転駆動力を受けて中心軸線を回転中心として回転可能な外管と、外管の中心軸線と同軸に外管内に設置されて周面に土壌取込孔を有した内管と、内管の土壌取込孔における内管の中心軸線に沿った方向に延長する孔縁より外管の開口部を経由して外管の外周面より外側に突出するように設けられた土壌取込孔塞体と、外管の両端開口を塞ぐ蓋体とを備え、地中で外管を一方方向に回転させた場合には、土壌取込孔が開口部を介して地中と連通し、地中で外管を他方方向に回転させた場合には、外管の開口部における外管の中心軸線に沿った方向に延長する開口縁と土壌取込孔塞体とが接触して土壌取込孔が塞がれるように構成されたことを特徴とする地中土壌採取方法。
土壌採取管装置は、土壌取込孔塞体と外管の開口部の開口縁とが接触して土壌取込孔が塞がれた状態を維持するロック部を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地中土壌採取方法。