JP2000144794A - 横掘り掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容易かつ迅速に施工することができる横掘り掘
削機を提供する。 【解決手段】無限軌道１１を備えた自走台車１２にリー
ダ１４を立設し、該リーダ１４に巻き上げフレーム１６
を摺動自在に設ける。この巻き上げフレーム１６にパワ
ースイベル３０が備えられたフィードベース２８を固定
し、該パワースイベル３０に掘削カッター３２を接続す
る。掘削カッター３２を駆動しながら巻き上げフレーム
１６を下降させて掘削カッター３２で地中を所定深さま
で一気に掘削し、その後、自走台車１２を横方向に走行
させて、地中を横方向に連続して掘削する。掘削終了後
は、巻き上げフレーム１６をウインチ２２で引き揚げ、
掘削カッター３２を地中から一気に引き揚げて回収す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は横掘り掘削機に係
り、特に地中連続壁を造成するための横掘り掘削機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の横掘り掘削機としては、
特公平８−６３４８号公報に開示されているようにチェ
ーンソー型のカッターを使用した横掘り掘削機が知られ
ている。この横掘り掘削機は、地中に建込んだチェーン
ソー型のカッターを駆動しながら横移動手段により横方
向に移動させることにより、地中を横方向に連続して掘
削する装置である。

【０００３】ところで、従来の横堀り掘削機では、カッ
ターを地中に建込む場合、あらかじめ他の掘削機によっ
て建込穴を掘削しておき、その建込穴にクレーン等を用
いてカッターを挿入するという方法が採られている。ま
た他の方法としては、カッターを分割可能に形成し、当
該カッターを順次継ぎ足しながら所定深さまで掘削する
という方法が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの方法を採った場合であっても、従来の横堀り掘削
機ではカッターの建込みに時間がかかるという欠点があ
った。また、従来の横堀り掘削機では、掘削終了時にカ
ッターを掘削溝から引き抜く場合、分割可能に形成され
ているカッターを１ブロックごと引き上げて順次切り離
しながら回収するという方法が採られているが、この方
法で引き抜くと回収作業に時間がかかるという欠点があ
った。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、容易かつ迅速に施工することができる横掘り掘
削機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、横移動手段と、前記横移動手段が連結され
たリーダと、前記リーダに摺動自在に設けられた昇降部
材と、前記昇降部材を前記リーダに沿って昇降移動させ
る昇降手段と、前記昇降部材に設けられるとともに、所
望の掘削深さに対応する長さに構成され、地中を下方向
及び横方向に掘削可能な掘削手段と、からなり、前記昇
降手段によって前記昇降部材を下降させることにより前
記掘削手段で地中を前記所望の深さまで掘削し、その
後、前記横移動手段を横方向に移動させることにより前
記掘削手段で地中を横方向に連続して掘削することを特
徴とする。

【０００７】本発明によれば、昇降手段によって昇降部
材を下降させることにより、所望の掘削深さに対応する
長さに構成された掘削手段で地中を所望の深さまで一気
に掘削する。その後、横移動手段を横方向に移動させる
ことにより、前記掘削手段で地中を横方向に連続して掘
削する。掘削終了後は、昇降手段によって昇降部材を上
昇させることにより、掘削手段を地中から一気に引き揚
げる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る横掘り掘削機の好ましい実施の形態について詳説す
る。図１は、本発明に係る横掘り掘削機１０の実施の形
態の構成を示す斜視図である。

【０００９】同図に示すように、本実施の形態の横掘り
掘削機１０は、一対の無限軌道１１、１１を備えた自走
台車１２を有している。自走台車１２の一方側の側部に
はリーダ１４が垂直に立設されており、該リーダ１４上
を巻き上げフレーム１６が上下方向に摺動自在に支持さ
れている。この巻き上げフレーム１６は、リーダ１４の
上端部に設置されたトップシーブ１８にワイヤロープ２
０を介して吊り下げられており、このワイヤロープ２０
を前記自走台車１２に備えられたウインチ２２で巻き上
げることにより、リーダ１４に沿って上下動する。

【００１０】リーダ１４の下端部にはスライドフレーム
２４が水平に設置されており、該スライドフレーム２４
上をフィードフレーム２６が横方向に摺動自在に支持さ
れている。このフィードフレーム２６は、図示しない横
移動用シリンダに駆動されることにより、スライドフレ
ーム２４に沿って横方向にスライドする。フィードフレ
ーム２６には、フィードベース２８が上下方向に摺動自
在に支持されている。フィードフレーム２６には、図示
しない昇降用シリンダがフィードフレーム２６に沿って
設置されており、この昇降用シリンダのロッド先端部に
前記フィードベース２８がピンを介して着脱自在に接続
される。そして、この昇降用シリンダに接続されたフィ
ードベース２８は、昇降用シリンダを駆動することによ
りフィードフレーム２６上を上下動する。

【００１１】ところで、前記フィードフレーム２６と巻
き上げフレーム１６は、前記フィードフレーム２６をス
ライドフレーム２４の中央に位置させ、巻き上げフレー
ム１６をリーダ１４の下端部に位置させると、互いに同
軸上に接合される。この状態でフィードベース２８を上
昇させると、フィードベース２８はフィードフレーム２
６と巻き上げフレーム１６との接合部を連続して摺動
し、巻き上げフレーム１６上に移動する。そして、巻き
上げフレーム１６上に移動したフィードベース２８は、
ピンを介して着脱自在に巻き上げフレーム１６上に固定
される。巻き上げフレーム１６上に固定されたフィード
ベース２８は、前記昇降用シリンダとの接続を解除した
のち、前記ウインチ２２で巻き上げフレーム１６を上昇
させると、その巻き上げフレーム１６とともに上昇す
る。

【００１２】前記フィードベース２８にはパワースイベ
ル３０が設けられており、このパワースイベル３０の下
部に地盤を掘削する掘削カッター３２が接続される。掘
削カッター３２は、先端鋭角状に形成された先端カッタ
ーブロック３４と単位長さのカッターブロック３６、３
６、…とから構成されており、先端カッターブロック３
４の上部にカッターブロック３６、３６、…を順次連結
してゆくことにより所望の長さの掘削カッター３２が形
成される。

【００１３】先端カッターブロック３４は、図２に示す
ように後面が円弧状に形成された先端鋭角状の先端支持
フレーム３８を有している。先端支持フレーム３８の前
面には、カッターロッド４０Ａが２本（１本のみ図示）
並列して配置されており、該カッターロッド４０Ａは、
先端支持フレーム３８に配設された支持ブラケット４２
Ａ、４２Ａに回動自在に支持されている。

【００１４】一方、先端支持フレーム３８の後面には、
フレキシブルカッターロッド４０Ｂ、４０Ｂが円弧面に
沿って２本（１本のみ図示）並列して配置されている。
このフレキシブルカッターロッド４０Ｂは、複数の短管
カッターロッド４０ｂ、４０ｂ、…を連結して構成され
ており、各短管カッターロッド４０ｂ、４０ｂ、…は、
先端支持フレーム３８に配設された支持ブラケット４２
Ｂ、４２Ｂ、…によって回動自在に支持されている。ま
た、この各短管カッターロッド４０ｂ、４０ｂ、…は、
互いにフレキシブルカップリング（図示せず）によって
連結されており、屈曲した状態でも互いに回転力を伝達
できるように構成されている。

【００１５】前記カッターロッド４０Ａ、４０Ａとフレ
キシブルカッターロッド４０Ｂ、４０Ｂの先端部には、
ビット４４Ａ、４４Ｂが備えられており、このビット４
４Ａ、４４Ｂが回転することにより下方向の地盤が掘削
される。また、このカッターロッド４０Ａとフレキシブ
ルカッターロッド４０Ｂの外周には、それぞれ軸線方向
に沿ってらせん状に形成されたスクリューオーガ４６
Ａ、４６Ｂが備えられている。このスクリューオーガ４
６Ａ、４６Ｂの外周縁には、多数のトゥース４８Ａ、
…、４８Ｂ、…が一定の間隔をもって植設されており、
このスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂが回転することに
より下方向と横方向の地盤が掘削される。

【００１６】一方、カッターブロック３６は、図２に示
すように、直方体形状に形成された支持フレーム５０を
有している。支持フレーム５０の前面と後面には、それ
ぞれカッターロッド５２Ａ、５２Ｂが２本（１本のみ図
示）並列して配置されており、各カッターロッド５２
Ａ、５２Ｂは、それぞれ支持フレーム５０に配設された
支持ブラケット５４Ａ、５４Ｂに回動自在に支持されて
いる。

【００１７】また、各カッターロッド５２Ａ、５２Ｂの
外周には、それぞれ軸線方向に沿ってらせん状に形成さ
れたスクリューオーガ５６Ａ、５６Ｂが備えられてい
る。このスクリューオーガ５６Ａ、５６Ｂの外周縁に
は、多数のトゥース５８Ａ、…、５８Ｂ、…が一定の間
隔をもって植設されており、このスクリューオーガ５６
Ａ、５６Ｂが回転することにより横方向の地盤が掘削さ
れる。

【００１８】掘削カッター３２は、前記のごとく構成さ
れた先端カッターブロック３４の上端部にカッターブロ
ック３６を順次連結してゆくことにより所望の長さに形
成される。なお、先端カッターブロック３４とカッター
ブロック３６は互いにピン６０を介して連結する。すな
わち、先端支持フレーム３８と支持フレーム５０とを連
結し、ピン６０、６０を介して固定するとともに、カッ
ターロッド４０Ａとカッターロッド５２Ａ、及びフレキ
シブルカッターロッド４０Ｂとカッターロッド５２Ｂと
を連結する。カッターブロック３６同志を連結する場合
も同様である。

【００１９】また、掘削カッター３２とパワースイベル
３０とを連結する場合も同様にピンを介して連結する。
すなわち、パワースイベル３０の下部に形成された連結
部（図示せず）に支持フレーム５０を連結し、ピンで固
定するとともに、パワースイベル３０の出力軸（図示せ
ず）にカッターロッド５２Ａ、５２Ｂを連結する。前記
のごとくパワースイベル３０に連結された掘削カッター
３２は、パワースイベル３０を駆動することにより、カ
ッターロッド５２Ａ、５２Ｂ、４０Ａ及びフレキシブル
カッターロッド４０Ｂが回転する。そして、このカッタ
ーロッド５２Ａ、５２Ｂ、４０Ａ及びフレキシブルカッ
ターロッド４０Ｂが回転することにより、スクリューオ
ーガ４６Ａ、４６Ｂ、５６Ａ、５６Ｂとビット４４Ａ、
４４Ｂが回転して地盤を下方向又は横方向に掘削する。

【００２０】なお、この掘削に際してパワースイベル３
０からセメントミルク等の固化剤が供給され、カッター
ロッド４０Ａ、５２Ａの内部を通ってビット４４Ａの先
端部から噴出される。そして、噴出された固化剤は回転
するスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、５６Ａ、５６Ｂ
によって掘削土砂と共に上下、水平方向に攪拌、混練さ
れる。

【００２１】前記のごとく構成された本実施の形態の横
掘り掘削機１０の作用は、次の通りである。まず、横掘
り掘削機１０を所定の掘削開始位置に移動させる。そし
て、自走台車１２の四隅に備えられたレベリングジャッ
キ１３、１３、…（２台のみ図示）で自走台車１２を固
定する。次に、その横掘り掘削機１０のパワースイベル
３０に掘削カッター３２を連結する。ここで、掘削カッ
ター３２は、次のようにしてパワースイベル３０に連結
される。なお、この際フィードベース２８は、巻き上げ
フレーム１６にピンによって固定されている。

【００２２】まず、パワースイベル３０の連結部にカッ
ターブロック３６を連結する。連結後、ウインチ２２を
駆動して巻き上げフレーム１６を引き揚げ、カッターブ
ロック３６を所定量上昇させる。そして、その上昇させ
たカッターブロック３６の下部に、次のカッターブロッ
ク３６を連結する。連結後、ウインチ２２を駆動して再
び巻き上げフレーム１６を引き揚げ、カッターブロック
３６を所定量上昇させる。そして、その上昇させたカッ
ターブロック３６の下部に次のカッターブロック３６を
連結する。以下同様の手順でカッターブロック３６を順
次連結してゆき、造成する地中連続壁の深さに対応する
長さに達したところで最後に先端カッターブロック３４
を連結する。この結果、図３に示すように、造成する地
中連続壁の深さに対応する長さの掘削カッター３２が形
成される。

【００２３】次に、パワースイベル３０を駆動してカッ
ターロッド５２Ａ、５２Ｂ、４０Ａ及びフレキシブルカ
ッターロッド４０Ｂを回転させる。次に、ウインチ２２
を駆動して巻き上げフレーム１６を自重でリーダ１４に
沿って下降させ、掘削カッター３２を引き下げる。この
結果、回転するスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、５６
Ａ、５６Ｂとビット４４Ａ、４４Ｂによって地盤が下方
向に掘削される。

【００２４】また、上記の掘削と同時にパワースイベル
３０からセメントミルク等の固化剤を供給する。供給さ
れた固化剤はビット４４Ａの先端部から噴出され、掘削
土砂と共に回転するスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、
５６Ａ、５６Ｂによって上下、水平方向に攪拌、混練さ
れる。以上のようにして掘削カッター３２で地盤を下方
向に掘進してゆく。そして、巻き上げフレーム１６がリ
ーダ１４の下端部に達したところでウインチ２２の駆動
を停止するとともに、パワースイベル３０の駆動を停止
する。なお、この時フィードフレーム２６は、スライド
フレーム２４の中央に位置しており、リーダ１４の下端
部に位置した巻き上げフレーム１６は、このスライドフ
レーム２４の上端部同軸上に接合される。

【００２５】次に、フィードベース２８をフィードフレ
ーム２６に備えられている図示しない昇降用シリンダの
ロッドにピンで接続する。接続後、フィードベース２８
と巻き上げフレーム１６の接続を解除する。すなわち、
フィードベース２８を巻き上げフレーム１６に固定して
いるピンを取り外す。次に、再びパワースイベル３０を
駆動するとともに、昇降用シリンダを駆動してフィード
ベース２８を下降させ、掘削カッター３２で地盤を下方
向に掘削する。そして、フィードベース２８がフィード
フレーム２６の下端部に達したところで、昇降用シリン
ダの駆動を停止する。これにより、図１に示すように、
地中連続壁の造成に必要な深さの縦穴が掘削され、該縦
穴中に掘削カッター３２が建込まれる。

【００２６】次に、パワースイベル３０を駆動した状
態、すなわちカッターロッド５２Ａ、５２Ｂ、４０Ａ及
びフレキシブルカッターロッド４０Ｂを回転させた状態
でスライドフレーム２４に備えられた図示しない横移動
用シリンダを駆動し、フィードフレーム２６を横方向に
移動させる。これにより、図４に示すように、回転する
カッターロッド４０Ａ、５２Ａによって地盤が横方向に
連続的に掘削されてゆき、この結果、地中連続溝６２が
掘削される。

【００２７】横方向に移動させたフィードフレーム２６
がスライドフレーム２４のエンド位置まで達したところ
で、横方向の掘削は一時中断する。そして、フィードフ
レーム２６を逆方向に移動させ、スライドフレーム２４
の逆側のエンド位置まで移動させる。なお、この時、地
中の掘削カッター３２は既に掘削した地中連続溝６２中
を移動するので、容易に地中を移動させることができ
る。

【００２８】次に、レベリングジャッキ１３、１３、…
による固定を解除し、自走台車１２を横方向に走行させ
て、掘削カッター３２を地中連続溝６２の先端位置まで
移動させる。そして、その位置で再び自走台車１２をレ
ベリングジャッキ１３、１３、…によって固定する。次
に、カッターロッド５２Ａ、５２Ｂ、４０Ａ及びフレキ
シブルカッターロッド４０Ｂを回転させた状態でスライ
ドフレーム２４に備えられた図示しない横移動用シリン
ダを駆動し、フィードフレーム２６を横方向に移動させ
る。これにより、掘削を中断した位置から連続して地中
連続溝６２を横方向に掘削することができる。以下、同
様の手順で順次地中連続壁溝６２を横方向に掘進してゆ
く。

【００２９】所望の長さの地中連続溝６２が掘削された
ら掘削は終了し、地中から掘削カッター３２を回収す
る。掘削カッター３２の回収は次の通りである。まず、
フィードフレーム２６をスライドフレーム２４の中央に
位置させる。次いで、パワースイベル３０の駆動により
カッターロッド５２Ａ、５２Ｂ、４０Ａ及びフレキシブ
ルカッターロッド４０Ｂを回転させる。次に、図示しな
い昇降用シリンダを駆動して、フィードベース２８をフ
ィードフレーム２６に沿って上昇させる。そして、フィ
ードベース２８が巻き上げフレーム１６上に位置したと
ころで、昇降用シリンダの駆動を停止する。

【００３０】次に、フィードベース２８を巻き上げフレ
ーム１６に固定するとともに、フィードベース２８と昇
降用シリンダの接続を解除する。次に、ウインチ２２を
駆動して、巻き上げフレーム１６をリーダ１４に沿って
巻き上げる。これにより、掘削カッター３２が地中から
一気に引き上げられる。なお、掘削された地中連続溝６
２には掘削時にスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、５６
Ａ、５６Ｂによって攪拌、混練された掘削土砂と固化剤
が泥水状となって満たされており、これが一定時間を経
た後、固化して地中に連続壁が形成される。

【００３１】このように本実施の形態の横掘り掘削機１
０では、縦穴の掘削時に面倒な継ぎ足し作業を行わずに
一気に地中連続壁の造成に必要な深さの縦穴を掘削する
ことができる。また、掘削カッター３２の回収時におい
ても、掘削した地中連続溝６２から一気に掘削カッター
３２を引き揚げ回収することができる。このため、従来
の横掘り掘削機に比べ容易かつ迅速に地中連続壁を造成
することができる。特に、掘削中の地中連続溝６２の方
向転換をする場合は、一度掘削カッター３２を地中連続
溝６２から引き揚げる必要があるが、本実施の形態の横
掘り掘削機１０によれば、この引き揚げ作業を迅速に行
うことができるので、この地中連続溝６２の方向転換作
業も容易かつ迅速に行うことができる。

【００３２】また、掘削作業を中断したような場合に掘
削カッター３２を地中連続溝６２に建込んだままにして
おくと、固化材によって掘削カッター３２が喰い締めら
れることがあるが、本実施の形態の横堀り掘削機１０で
は、掘削カッター３２を地上に引き揚げて待機させてお
くことができるので、このような問題が生じることもな
い。また、掘削カッター３２を地上に引き揚げた場合で
あっても、直ぐに掘削作業を再開することができる。

【００３３】なお、上述した横掘り掘削機１０に使用さ
れているカッターロッド５２Ａ、５２Ｂは、軸線方向に
スクリューオーガ５６Ａ、５６Ｂのみが備えられて構成
されているが、カッターロッド５２Ａ、５２Ｂの構成
は、これに限定されるものではない。たとえば、図５に
示すように軸線方向にスクリューオーガ６８Ａ、６８Ｂ
とカッターブレード７０Ａ、７０Ｂとを交互に配置して
構成するようにしてもよい。先端カッターブロック３４
に装備されているカッターロッド４０Ａ及びフレキシブ
ルカッターロッド４０Ｂも同様である。

【００３４】また、本実施の形態では掘削手段として掘
削カッター３２を用いているが、図６に示すように、掘
削手段にはチェーンカッター８０を使用してもよい。こ
のチェーンカッター８０は、長尺状に形成されたカッタ
ーポスト８２の上端部と下端部にそれぞれスプロケット
８４が設けられており（下側のスプロケット８４のみ図
示）、このスプロケット８４に掘削ビット付きのエンド
レスチェーン８６が巻きかけられて構成されている。上
側のスプロケットは、フィードベース２８に設置された
パワースイベル８８の出力軸に連結されており、このパ
ワースイベル８８に駆動されてエンドレスチェーン８６
が回転する。そして、このエンドレスチェーン８６を回
転させながらチェーンカッター８０を下降させることに
より、地盤が下方向に掘削される。また、このエンドレ
スチェーン８６を回転させながら横移動手段により横方
向に移動させることにより、地盤が横方向に連続して掘
削される。

【００３５】また、本実施の形態では、フィードフレー
ム２６をスライドフレーム２４に沿って移動させること
により、横方向に掘進するようにしているが、自走台車
１２を走行させて横方向に掘進するようにしてもよい。
なお、この場合、フィードフレーム２６とスライドフレ
ーム２４は不要になる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る横掘
り掘削機によれば、掘削手段で地中を所望の深さまで一
気に掘削することができ、掘削を終えた掘削手段を地中
から一気に引き抜き回収することができる。これによ
り、地中連続溝の施工を容易かつ迅速に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る横掘り掘削機の実施の形態の構成
を示す斜視図（施工時）

【図２】掘削カッターの構成を示す側面図

【図３】本発明に係る横堀り掘削機の実施の形態の構成
を示す斜視図（非施工時）

【図４】本発明に係る横堀り掘削機の実施の形態の構成
を示す斜視図（施工時）

【図５】掘削カッターの他の実施の形態の構成を示す側
面図

【図６】本発明に係る横堀り掘削機の他の実施の形態の
構成を示す斜視図

【符号の説明】

１０…横堀り掘削機 １１…無限軌道（横移動手段） １２…自走台車 １４…リーダ １６…巻き上げフレーム（昇降部材） ２２…ウインチ（昇降手段） ２４…スライドフレーム ２６…フィードフレーム（横移動手段） ２８…フィードベース ３０…パワースイベル ３２…掘削カッター（掘削手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横移動手段と、 前記横移動手段が連結されたリーダと、 前記リーダに摺動自在に設けられた昇降部材と、 前記昇降部材を前記リーダに沿って昇降移動させる昇降
   手段と、 前記昇降部材に設けられるとともに、所望の掘削深さに
   対応する長さに構成され、地中を下方向及び横方向に掘
   削可能な掘削手段と、からなり、前記昇降手段によって
   前記昇降部材を下降させることにより前記掘削手段で地
   中を前記所望の深さまで掘削し、その後、前記横移動手
   段を横方向に移動させることにより前記掘削手段で地中
   を横方向に連続して掘削することを特徴とする横掘り掘
   削機。