JP2000054425A - 地中連続壁用掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】地中連続壁の構築予定箇所に既設構造物が近接
していても溝掘削を可能にするとともに、コーナー部で
も段取り替えを不要とする。 【構成】本発明に係る地中連続壁用掘削機１１は、下部
走行体１２と、その上に旋回自在に取り付けられた架台
１３と、該架台に設置された起伏伸縮ブーム１４と、該
起伏伸縮ブームの先端にて昇降自在に吊持される掘削機
本体１５と、揚泥ホース１６を巻き取ることができるよ
うに架台１３に設置された揚泥ホースリール１７とから
概ね構成してある。掘削機本体１５の上端には回転自在
ジョイントを取り付けてあり、該回転自在ジョイントを
介して掘削機本体１５を鉛直軸線廻りに回動自在に吊持
するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空頭高さや施工空
間に制約のある場所に適した地中連続壁用掘削機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】地中連続壁を構築する際の地盤掘削機械
としてハイドロフレーズ掘削機と呼ばれる水平多軸式掘
削機が広く使用されている。水平多軸式掘削機は、安定
液で満たされた溝内に吊り込まれた状態でロータリーカ
ッターを回転駆動させることにより、地盤を鉛直下方に
掘り下げていく構造になっており、掘削された土砂につ
いては、安定液とともに地上に吸い上げられて土砂分離
等の処理を経た後、再び溝内に戻して循環使用される。

【０００３】ここで、空頭高さに制限がない場合には、
標準型の水平多軸式掘削機を溝内に吊り降ろして使用す
るが、高架下や地下では数ｍ程度の施工高さしか確保で
きない場合も少なくない。かかる場合には、路下式掘削
機が適している。

【０００４】図８は、従来の路下式掘削機を示したもの
である。同図でわかるように、従来の路下式掘削機は、
敷設された軌道１上を走行するやぐら２と、該やぐらに
吊持された掘削機本体３とから概ね構成され、掘削機本
体３は、やぐら２に設置された巻上げウインチ４によっ
て溝５内に吊り込まれるようになっている。また、やぐ
ら２には、掘削機本体３に接続された油圧ホースを巻き
取るための油圧ホースリール６や計測ケーブルを巻き取
るためのケーブルリール７等が装備されている。

【０００５】かかる路下式掘削機を使用して掘削を行う
際、掘削された土砂は揚泥管（図示せず）を介して安定
液とともに地上に設置された真空式スラリーポンプで吸
い上げられるが、かかる揚泥管は、掘削機本体３の下降
に合わせて順次継ぎ足していく必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空頭の
制限が厳しい場合には、短い揚泥管を使用せざるを得
ず、その分、継ぎ足し回数が多くなって掘削効率が低下
するという問題を生じていた。

【０００７】すなわち、揚泥管を継ぎ足すには、まず、
揚泥作業をいったん中断して使用中の揚泥管を切り離
し、次いで、新しい揚泥管を継ぎ足し、最後に、ポンプ
内を真空状態に戻した後で揚泥を再開するといった一連
の作業が必要になり、継ぎ足し回数が多くなればなるほ
ど、全体の時間に占める切り継ぎ作業の時間割合が大き
くなって掘削効率は悪化する。また、狭隘な場所での作
業であることを考えれば安全面でも問題が生じてくる。

【０００８】また、同図のような掘削機では、溝５から
ある程度セットバックされた位置に軌道１、１を敷設す
る必要があるため、形成すべき溝５の近傍に既設の構造
物、例えば柱が林立する場合には、軌道１、１を敷設し
て走行させること自体困難になるとともに、溝５に直交
する溝を掘削するにあたっては、軌道１、１に直交する
軌道を別途敷設してその軌道上に路下式掘削機を移設す
る必要が生じ、その段取り替えに時間を要するという問
題も生じていた。

【０００９】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、揚泥管の切り継ぎに起因する手間やロスタイ
ムをなくして掘削効率を高めることが可能な地中連続壁
用掘削機を提供することを目的とする。

【００１０】また、本発明は、地中連続壁の構築予定箇
所に既設構造物が近接していても溝掘削が可能で、なお
かつコーナー部であっても段取り替えに時間を要しない
効率的な施工が可能な地中連続壁用掘削機を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る地中連続壁用掘削機は請求項１に記載
したように、クローラ等の下部走行体と、該下部走行体
の上に設置された架台と、該架台に設置された起伏伸縮
ブームと、該起伏伸縮ブームの先端にて昇降自在に吊持
されるとともに所定の揚泥用配管が接続された揚泥ポン
プを内蔵した掘削機本体と、揚泥ホースを巻き取ること
ができるように前記架台に設置された揚泥ホースリール
とを備え、前記掘削機本体を、その上端に設けられた回
転自在ジョイントを介して鉛直軸線廻りに回動自在に吊
持されるように構成するとともに該回転自在ジョイント
の固定部に前記揚泥ホースを、回転部に前記揚泥用配管
をそれぞれ接続して構成し、前記揚泥ホースと前記揚泥
用配管とを前記回転自在ジョイントに内蔵された回転自
由度を有する流体継手を介して相互に連通させたもので
ある。

【００１２】また、本発明に係る地中連続壁用掘削機
は、前記掘削機本体を伸縮自在としその機長を可変に構
成したものである。

【００１３】本発明に係る地中連続壁用掘削機において
は、掘削機本体を吊り降ろして溝の底面を掘り下げる
際、下部走行体を運転操作するとともに架台に設置され
た起伏伸縮ブームを操作することによって、掘削機本体
の昇降場所を位置決めするが、かかる操作に加えて掘削
機本体をさらに鉛直軸線廻りに回動させ、該掘削機本体
を掘削したい溝の方向に合わせる。

【００１４】このようにすると、例えば、掘削される溝
を跨ぐようにして下部走行体を運転操作するとともに、
その溝の方向に合わせて掘削機本体を鉛直軸線廻りに回
動させることによって、両側に既設の柱が林立していて
作業幅が５ｍ程度しか確保できない狭隘な場所であって
も地中連続壁用の溝を掘削することができる。また、い
ったん掘削機本体を吊り上げた後、該掘削機本体を９０
゜鉛直軸線廻りに回動させ、再びこれを吊り降ろして掘
削を行えば、コーナー部の掘削も可能となる。

【００１５】また、掘削機本体に設けられた回転自在ジ
ョイントの固定部に揚泥ホースを接続し、該掘削機本体
の昇降に合わせて揚泥ホースを揚泥ホースリールで巻き
取りあるいは巻き出すようにしたので、従来のように揚
泥管を継ぎ足していく必要がなくなり、空頭に余裕がな
いような場所であっても、地中連続壁用の溝を掘削する
ことができる。

【００１６】ここで、前記掘削機本体を伸縮自在としそ
の機長を可変に構成したならば、溝内では機長を伸ばし
て掘削精度を確保する一方、掘削機本体を溝内から吊り
上げて回転させる際には、該掘削機本体を縮めた状態に
て吊り上げることによって、空頭に関する制限がさらに
緩和される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る地中連続壁用
掘削機の実施の形態について、添付図面を参照して説明
する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等について
は同一の符号を付してその説明を省略する。

【００１８】図１は、本実施形態に係る地中連続壁用掘
削機の平面図及び側面図、図２は、掘削機本体の正面図
である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る
地中連続壁用掘削機１１は、クローラ式の下部走行体１
２と、その上に旋回自在に取り付けられた架台１３と、
該架台に設置された起伏伸縮ブーム１４と、該起伏伸縮
ブームの先端にて昇降自在に吊持される掘削機本体１５
と、揚泥ホース１６を巻き取ることができるように架台
１３に設置された揚泥ホースリール１７とから概ね構成
してある。ここで、起伏伸縮ブーム１４は、起伏用ジャ
ッキ１８によってその起伏動作を行うとともに、内蔵さ
れた伸縮用ジャッキ（図示せず）によって伸縮動作を行
うようになっている。

【００１９】架台１３には、上述した起伏伸縮ブーム１
４や揚泥ホースリール１７のほか、掘削機本体１５を巻
き上げる巻上げウインチ１９、掘削機本体１５への油圧
ホースを巻き取る油圧ホースリール２０、２０、原動機
や油圧ポンプ等を収容した油圧ユニット２１、計測ケー
ブルを巻き取るケーブルリール（図示せず）等を装備し
てある。

【００２０】一方、図２でよくわかるように、掘削機本
体１５の下端には、油圧駆動式のロータリーカッター２
３、２３を並設するとともに、溝の内壁面に当接されて
掘削機本体１５の姿勢を保持する伸縮自在な姿勢保持板
２４を側面上下に２カ所ずつ設けるとともに、同様の姿
勢保持板２４を正面に４カ所、背面にも４カ所（図示せ
ず）合計１２カ所に設けてある。

【００２１】また、掘削機本体１５の中央に取り付けら
れた揚泥ポンプ２２は、ロータリーカッター２３、２３
の間に配置された吸入口２５から掘削ずりを安定液とと
もに吸い込み、これを揚泥用配管２６及び揚泥ホース１
６を介して揚泥ホースリール１７に圧送するようになっ
ている。なお、揚泥ホースリール１７には吐出口２７を
設けてあり、該吐出口から吐出された掘削ずり及び安定
液は、図示しない泥水処理プラントに送られて処理され
る。

【００２２】一方、掘削機本体１５の上端には回転自在
ジョイント３１を取り付けてあり、該回転自在ジョイン
トを介して掘削機本体１５を鉛直軸線廻りに回動自在に
吊持するようになっている。

【００２３】図３は、回転自在ジョイント３１周辺を示
した詳細斜視図である。同図でわかるように、回転自在
ジョイント３１は、掘削機本体１５に固定され該掘削機
本体とともに鉛直軸線廻りに回転する回転部３２と、該
回転部と鉛直荷重を支持可能な軸受け３３を介してその
上方に連結された固定部３４とから概ね構成してあり、
固定部３４に立設されたシーブ３５には、起伏伸縮ブー
ム１４の先端に取り付けられたヘッドブロック３６のシ
ーブ３７に巻回された巻上げウインチ１９からのワイヤ
３８を巻回することで、掘削機本体１５を昇降自在に吊
持してある。

【００２４】また、固定部３４には揚泥ホースリール１
７から巻き出された揚泥ホース１６を、回転部３２には
揚泥ポンプ２２からの揚泥用配管２６をそれぞれ接続し
てあり、かかる揚泥ホース１６と揚泥用配管２６とは、
回転自在ジョイント３１に内蔵された回転自由度を有す
る流体継手であるスイベル３９を介して相互に連通して
いる。

【００２５】さらに、回転部３２内においては、固定部
３４から延びるシャフト４０の下端周面に設けられたギ
ア４１に油圧モータ４３の回転シャフトに取り付けられ
たギア４２を噛み合わせてあり、該油圧モータを駆動す
ることによって掘削機本体１５を鉛直軸線廻りに回動さ
せることができるようになっている。

【００２６】なお、固定部３４には、油圧ホースリール
２０から巻き出された油圧ホース４４も接続してあり、
やはり回転自在ジョイント３１に内蔵された回転自由度
を有する流体継手（図示せず）を介して掘削機本体側の
油圧ホース４５に連通接続してある。

【００２７】本実施形態に係る地中連続壁用掘削機１１
を用いて図４に示すような既設の柱５２に挟まれた空間
内における地中連続壁用の溝５１の掘削作業を行うに
は、まず、掘削されるべき溝５１の設置位置を跨ぐよう
にして下部走行体１２を運転操作するとともに、起伏伸
縮ブーム１４の起伏伸縮動作や架台１３の旋回動作を必
要に応じて行うことで掘削機本体１５の昇降位置を調整
する。

【００２８】次に、かかる作業と並行してあるいは相前
後して、溝５１の方向（同図では紙面直交方向）に合わ
せて掘削機本体１５を鉛直軸線廻りに回転させ、かかる
状態で掘削機本体１５を吊り降ろして溝５１の底面を掘
り下げる。ここで、溝５１は、既設の柱５２に挟まれた
幅内に施工されることとなるが、本実施形態に係る地中
連続壁用掘削機１１を該溝を跨ぐようにして運転操作す
れば、既設の柱５２との干渉は問題とはならない。

【００２９】なお、掘削に伴って生じる掘削ずりについ
ては、掘削機本体１５の昇降に合わせて揚泥ホース１６
を揚泥ホースリール１７から巻き出し、あるいは該リー
ルで巻き取りながら、揚泥ポンプ２２、揚泥用配管２６
及び揚泥ホース１６を介して安定液とともに溝５１内か
ら揚泥する。

【００３０】また、図５(a)に示すようなコーナー部を
掘削する際には、必要に応じて同図(b)に示すように起
伏用ジャッキ１８を作動させて起伏伸縮ブーム１４を起
こすとともにその先端を伸ばし、かかる状態で掘削機本
体１５を溝５１内からいったん吊り上げた後、これを鉛
直軸線廻りに９０度回転させてから再度掘削機本体１５
を溝５１内に吊り降ろす。

【００３１】以上説明したように、本実施形態に係る地
中連続壁用掘削機１１によれば、掘削機本体１５を吊り
降ろして溝５１の底面を掘り下げる際、掘削機本体１５
を鉛直軸線廻りに回動させ、該掘削機本体を掘削したい
溝５１の方向に合わせて吊り降ろすようにしたので、掘
削される溝５１の両側に既設の柱５２が林立していて作
業幅が５ｍ程度しか確保できない場所、例えば高速道路
の橋脚などに囲まれた狭隘な場所であっても地中連続壁
用の溝５１を掘削することができる。

【００３２】また、本実施形態に係る地中連続壁用掘削
機１１によれば、いったん掘削機本体１５を吊り上げた
後、該掘削機本体を９０゜鉛直軸線廻りに回動させ、再
びこれを吊り降ろして掘削を行うことで、図５(a)に示
すようなコーナー部の掘削も可能となる。

【００３３】また、本実施形態に係る地中連続壁用掘削
機１１によれば、掘削機本体１５に設けられた回転自在
ジョイント３１の固定部３４に揚泥ホース１６を接続
し、該掘削機本体１５の昇降に合わせて揚泥ホース１６
を揚泥ホースリール１７で巻き取りあるいは巻き出すよ
うにしたので、従来の地中連続壁用掘削機であれば不可
能な場所、例えば既設建築物のスラブや梁などで空頭が
制限される場所であっても、地中連続壁用の溝５１を掘
削することができる。

【００３４】なお、従来であれば、空頭高さの関係上、
短い揚泥管を何回も継ぎ足していかねばならない場所で
あっても、本実施形態の地中連続壁用掘削機１１を用い
れば、揚泥管の継ぎ足しが不要となるとともに、揚泥再
開のたびにポンプ内を真空に戻すといった手間が一切な
くなり、地下や高架下といった空頭制限のある場所での
掘削効率は飛躍的に向上する。また、狭隘な場所での継
ぎ足し作業がなくなる分だけ作業の安全性も改善され
る。

【００３５】本実施形態では、上述したように、揚泥管
に代えて揚泥ホース１６を採用することで地中連続壁用
掘削機１１の全高を例えば５ｍ程度に抑えることができ
るので、従来であれば施工できないような空頭制限場所
であっても、地中連続壁用の溝５１を掘削することがで
きるが、図６に示すように既設構造物の梁６１がきわめ
て低い場所にあるために空頭が極端に制限される場合に
は、同図に示すように、作業用の溝６２を予め掘削し、
その作業面６３上で地中連続壁用掘削機１１を走行させ
ればよい。

【００３６】また、本実施形態では、特に言及しなかっ
たが、掘削機本体の機長を可変に構成したものを使用し
てもよい。図７は、掘削機本体１５に代えて掘削機本体
７２を備えた地中連続壁用掘削機７１を示したものであ
る。

【００３７】同図でわかるように、地中連続壁用掘削機
７１も地中連続壁用掘削機１１と同様、クローラ式の下
部走行体１２と、その上に旋回自在に取り付けられた架
台１３と、該架台に設置された起伏伸縮ブーム１４と、
該起伏伸縮ブームの先端にて昇降自在に吊持される掘削
機本体７２と、揚泥ホース１６を巻き取ることができる
ように架台１３に設置された揚泥ホースリール１７とか
ら概ね構成してあり、起伏伸縮ブーム１４は、起伏用ジ
ャッキ１８によってその起伏動作を行うとともに、内蔵
された伸縮用ジャッキ（図示せず）によって伸縮動作を
行うようになっている。その他、掘削機本体７２以外に
ついては、上述の実施形態と同様であるのでその説明を
省略する。

【００３８】掘削機本体７２についても掘削機本体１５
とほぼ同様であるが、掘削機本体１５を、回転自在ジョ
イント３１が設置される上方部分７４と、揚泥ポンプ２
２やロータリーカッタ２３が設置される下方部分７５と
の２つに分割し、それらを伸縮シリンダ７３で伸縮自在
に連結するとともに、揚泥用配管２６の一部を伸縮自在
な揚泥用配管７６に置換することで全体の機長を可変に
構成した点が異なる。なお、油圧ホースについても適宜
伸縮自在なものとしてある。

【００３９】かかる構成によれば、溝５１内で掘削を行
う際には機長を伸ばして掘削精度を確保する一方、掘削
機本体７２を溝５１内から吊り上げて鉛直軸線廻りに回
転させるときには、該掘削機本体を縮めた状態にて吊り
上げることによって、空頭に関する制限がさらに緩和さ
れる。なお、掘削機本体７２のその他の構成や作用効果
については掘削機本体１５とほぼ同様であるので、ここ
ではその説明を省略する。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る本発
明の地中連続壁用掘削機によれば、掘削される溝の両側
に既設の構造物が存在していて作業幅が十分に確保でき
ない状況であっても地中連続壁用の溝を掘削することが
できる。また、いったん掘削機本体を吊り上げた後、該
掘削機本体を例えば９０゜鉛直軸線廻りに回動させ、再
びこれを吊り降ろして掘削を行うことで、コーナー部の
掘削も可能となる。さらに、掘削機本体に設けられた回
転自在ジョイントの固定部に揚泥ホースを接続し、該掘
削機本体の昇降に合わせて揚泥ホースを揚泥ホースリー
ルで巻き取りあるいは巻き出すようにしたので、従来の
地中連続壁用掘削機であれば不可能な場所、例えば既設
建築物のスラブや梁などで空頭が制限される場所であっ
ても、地中連続壁用の溝を掘削することができる。

【００４１】また、請求項２に係る本発明の地中連続壁
用掘削機によれば、溝内で掘削を行う際には機長を伸ば
して掘削精度を確保する一方、掘削機本体を溝内から吊
り上げて鉛直軸線廻りに回転させるときには、該掘削機
本体を縮めた状態にて吊り上げることによって、空頭に
関する制限がさらに緩和されるという効果も奏する。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る地中連続壁用掘削機の図であ
り、(a)は平面図、(b)は側面図。

【図２】同じく正面図。

【図３】回転自在ジョイント３１近傍の詳細斜視図。

【図４】本実施形態に係る地中連続壁用掘削機を用いて
掘削している様子を示した鉛直断面図。

【図５】本実施形態に係る地中連続壁用掘削機を用いて
コーナー部の掘削を行っている様子を示した図であり、
(a)は全体配置図、(b)は側面図。

【図６】本実施形態に係る地中連続壁用掘削機を用いて
掘削している様子を示した別の鉛直断面図。

【図７】変形例に係る地中連続壁用掘削機の側面図。

【図８】従来技術に係る地中連続壁用掘削機の側面図。

【符号の説明】

１１ 地中連続壁用掘削機 １２ 下部走行体 １３ 架台 １４ 起伏伸縮ブーム １５ 掘削機本体 １６ 揚泥ホース １７ 揚泥ホースリール ２２ 揚泥ポンプ ２６ 揚泥用配管 ３１ 回転自在ジョイント ３２ 回転部 ３４ 固定部 ３９ スイベル（流体継手）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クローラ等の下部走行体と、該下部走行
   体の上に設置された架台と、該架台に設置された起伏伸
   縮ブームと、該起伏伸縮ブームの先端にて昇降自在に吊
   持されるとともに所定の揚泥用配管が接続された揚泥ポ
   ンプを内蔵した掘削機本体と、揚泥ホースを巻き取るこ
   とができるように前記架台に設置された揚泥ホースリー
   ルとを備え、前記掘削機本体を、その上端に設けられた
   回転自在ジョイントを介して鉛直軸線廻りに回動自在に
   吊持されるように構成するとともに該回転自在ジョイン
   トの固定部に前記揚泥ホースを、回転部に前記揚泥用配
   管をそれぞれ接続して構成し、前記揚泥ホースと前記揚
   泥用配管とを前記回転自在ジョイントに内蔵された回転
   自由度を有する流体継手を介して相互に連通させたこと
   を特徴とする地中連続壁用掘削機。
2. 【請求項２】 前記掘削機本体を伸縮自在としその機長
   を可変に構成した請求項１記載の地中連続壁用掘削機。