JP2000356089A

JP2000356089A - 立坑掘削工法およびその装置

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Publication number: JP2000356089A
Application number: JP11170545A
Authority: JP
Inventors: Moriyuki Shimai; 井森幸嶋
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2000-12-26
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: JP3420115B2

Abstract

(57)【要約】【課題】掘削性能を低下させる要因である掘削地盤に
貫入させる中空パイプを使用せず、掘削土砂を容易に集
土し排出できる掘削効率を向上した立坑掘削工法および
その装置を提供すること。【解決手段】掘削の進行に伴って継ぎ足しが可能なジ
ョイント（１ａ）を備えたケーシングパイプ（１）と、
そのケーシングパイプ（１）の下端に取り付けられた面
板（２）と、その面板（２）の下面に掘削中心に向かっ
て下り勾配に配置した複数の掘削刃（３）とを用意し、
掘削する立坑底面中央部に掘削土砂貯留穴（Ｓ）を掘削
し前記ケーシングパイプ（１）を面板（２）と共に回転
させて掘削刃（３）により立坑底面（Ｔ）を円錐状に掘
削し、その掘削土を円錐状の底面（Ｔ）に沿って前記掘
削土砂貯留穴（Ｓ）に落とし込み、その貯留穴（Ｓ）か
らケーシングパイプ（１）内を通して油圧グラブ等の排
土手段（５）によって掘削土を坑外へ排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立坑、特に大口径
の立坑を掘削する立坑掘削工法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、立坑掘削工法に関し、特公第２８
６２４２８号公報に、中空パイプ（ケーシングパイプ）
とそのパイプ先端に取り付けたウイングとを回転させ、
ウイングビットによって地盤を掘削すると同時に掘削し
た土砂を中空パイプ下部の土砂取り込み口からパイプ内
に取り込み、排土手段によって地上に排出する技術が開
示されている。

【０００３】しかし、かかる技術においては、中空パイ
プにはコア状に掘削地盤を切削する機能が必要であり、
所要強度を持ったパイプおよび掘削用ビットを必要と
し、コスト増の要因となっている。そして、取り込み口
の形状については、地中障害物および転石の大きさの推
定によってその大きさを設定しなければならないが、あ
まり大きく明けると先行掘削時のトルクに対応できずに
捩じれの原因となり、また、内部のハンマーグラブとの
接触トラブルも起きる。一方、小さすぎると掘削土砂の
アーチアクションで取り込み口が閉塞して掘削不能を生
じる。

【０００４】また、ウイングビットによる掘削に対して
は、中空パイプの取り込み口以外の部分が掘削土砂の内
部への取り込みを阻害して掘削性能を低下させる。さら
に、スライム処理が困難、あるいは掘削地盤先端の凹み
部が設計数量外となってコスト増の要因となる、等の問
題点を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、掘削性能を低下させる要因である掘削地盤に先行貫
入させる中空パイプを使用せず、掘削土砂は容易に集土
して排出できる掘削効率を向上した立坑掘削工法および
その装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の立坑掘削方法に
よれば、掘削の進行に伴って継ぎ足しが可能なジョイン
トを備えたケーシングパイプと、そのケーシングパイプ
の下端に取り付けられた面板と、その面板の下面に掘削
中心に向かって下り勾配に配置された複数の掘削刃とを
用意し、掘削する立坑底面中央部に掘削土砂貯留穴を掘
削して前記ケーシングパイプを面板と共に回転させ掘削
刃によって立坑底面を円錐状に掘削し、掘削土をその円
錐状の底面に沿って前記掘削土砂貯留穴に落とし込み、
その貯留穴からケーシングパイプ内を通して油圧グラブ
等の排土手段によって掘削土を坑外へ排出する。

【０００７】また、本発明の立坑掘削装置によれば、掘
削の進行に伴って継ぎ足しが可能なジョイントを備えた
ケーシングパイプと、そのケーシングパイプの下端に取
り付けられた面板と、その面板の下面に掘削中心に向か
って下り勾配に配置された複数の掘削刃とを設け、前記
ケーシングパイプを脱着可能に把持して回転及び上下方
向に昇降するケーシング回転昇降装置と、立坑底面中央
部に掘削された掘削土砂貯留穴から前記ケーシングパイ
プ内を通して掘削土を坑外へ排出する排土手段とを設け
ている。

【０００８】なお、前記排土手段には、油圧グラブまた
はハンマーグラブを用い、前記掘削土砂貯留穴の掘削お
よび排土に使用するのが好ましい。

【０００９】また、前記排土手段がケーシングパイプ内
を通って水と共にポンプで排泥するリバース排泥手段で
ある。

【００１０】あるいは、前記排土手段がケーシングパイ
プ内を回転するスクリューで構成されている。

【００１１】そして、前記掘削刃が分割多段式である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１において、立坑Ｈ内には、掘削
の進行に伴って継ぎ足しが可能なジョイント１ａを備え
たケーシングパイプ１が立設されており、そのパイプ１
の下端には面板であるウイング２が脱着可能に取り付け
られている。そして、そのウイング２の下面には掘削刃
であるビット３が複数個、掘削対象土に合わせたビット
形状および平面配置に選択され、かつ掘削中心に向かっ
て下り勾配Ｔになるように配置され、脱着可能に取り付
けられている。なお、図示の実施形態では、ウイング
２は脱着可能に構成されているが、固定方式であっても
良い。

【００１３】また、地上にはケーシングパイプ１を回転
及び上下方向に昇降するケーシング回転昇降装置４が桁
９上に配設され、前記ケーシングパイプ１は脱着可能に
把持されている。そして、ケーシングパイプ１内には掘
削土砂貯留穴Ｓを掘削すると共に、同穴Ｓに集められた
掘削土を坑外へ排出する排土手段である油圧グラブ５が
吊設されている。なお、符号６はケーシングパイプ１を
支持するスタビライザを示し、符号７はワイヤ、８は油
圧ホースをそれぞれ示している。

【００１４】次に、施工方法を説明する。図１に示すよ
うに、まずケーシングパイプ１内の油圧グラブ５によっ
て掘削土砂貯留穴Ｓの掘削が行われる。そして、図２に
示すように、回転昇降装置４に駆動されたウイング２の
回転で立坑Ｈの全断面掘削が行われ、掘削された土砂Ｄ
は掘削土砂貯留穴Ｓにかき集められる。この掘削土砂貯
留穴Ｓにかき集められた土砂は、油圧グラブ５でつかん
で（図３）、坑外の残土タンクＺに排出される（図
４）。こうして掘削が最終深度に達したら、図５および
図６に示すように、構造物底部が平滑に仕上げられる。

【００１５】図７には、排土手段の別の実施形態である
リバース排泥手段が示されている。立坑Ｈ内には所定レ
ベルＷまで貯水されており、ケーシングパイプ１内には
先端に掘削刃１１ａを有するカッタ１１が挿入されてい
る。そのカッタ１１で掘削土砂貯留穴Ｓが掘削され、そ
の掘削土はウイング２でかき集められた土砂と共にケー
シングパイプ１を通って地上に設けられた図示しないポ
ンプによってくみ出される水によって排出されており、
水は循環して使用されている。

【００１６】また、図８には、排土手段のさらに別の実
施形態であるスクリュー排泥手段が示されている。ケー
シングパイプ１内には先端に掘削刃１２ａを有するスク
リュー軸１２が挿入されており、スクリュー軸１２の駆
動によって先端掘削刃１２ａで掘削土砂貯留穴Ｓが掘削
され、そしてスクリュー部によりケーシングパイプ１内
を掘削土が排出されるよう構成されている。

【００１７】また、図９〜図１１には、掘削土砂貯留穴
Ｓを先行掘削した実施形態が示されている。まず、図９
に示すように油圧グラブ５で先行掘削され、ケーシング
１が挿入されて掘削土砂貯留穴Ｓが所定深度まで掘削さ
れる。そして、図１０に示すようにウイングビット３で
全断面掘削が行われ、掘削土砂貯留穴Ｓに集められた土
砂は油圧グラブ５で排出される。こうして、図１１に示
すように所定深度まで掘削が達したら回転掘削で底部が
平滑に仕上げられる。

【００１８】図１２〜図１４には、分割多段式の掘削刃
が示されている。図１２は、掘削孔底からの俯仰図を示
しており、内方から内側掘削刃３１、中間掘削刃３２、
および外側掘削刃３３がそれぞれ面板２の円周上に配設
されてる。そして、図１３および図１４に示すように各
刃３は、アダプタ２１を介して取付装置２２で取付けら
れており、図１４に符号ｂで掘削径変更分が示されてい
るように、掘削外径Ｄの変更に対応している。なお、符
号ａは掘削径Ｄの変更取付部を示している。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成さ
れ、以下に示すの効果を奏する。（１）先行掘削した掘削土砂貯留穴に全方位から掘削
土砂が面板（ウイング）の回転で落とし込まれ、掘削効
率が向上する。（２）先行掘削する中空パイプが不要であり、少ない
機材で施工できる。（３）掘削刃（ウイングビット）を分割多段方式とす
ることで、従来工法より少ない動力で施工でき、また、
掘削径の変更を容易に行うことができる。（４）掘削土砂貯留穴を先行して構造物の構築深度ま
で掘削しておけば、施工速度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の土砂貯留穴掘削状態を示
す立坑断面図。

【図２】全断面掘削状態を示す立坑断面図。

【図３】土砂貯留穴から掘削土の排出状態を示す立坑断
面図。

【図４】坑外への掘削土排出状態を示す立坑断面図。

【図５】最終深度での掘削状態を示す立坑断面図。

【図６】底部の平滑仕上げ状態を示す立坑断面図。

【図７】排土手段の別の実施形態であるスクリュー排泥
手段を説明する断面図。

【図８】排土手段のさらに別の実施形態であるリバース
排泥手段を説明する断面図。

【図９】土砂貯留穴の先行掘削を示す立坑断面図。

【図１０】図９の全断面掘削状態を示す立坑断面図。

【図１１】図９の底部仕上げ状態を示す立坑断面図。

【図１２】分割多段式の掘削刃を示す俯仰図。

【図１３】図１２のアダプタの設置を示す側面図。

【図１４】図１２の掘削刃の取付装置を示す断面図。

【符号の説明】

Ｈ・・・立坑Ｓ・・・掘削土砂貯留穴Ｔ・・・底面１・・・ケーシングパイプ２・・・ウイング３・・・ウイングビット４・・・ケーシング回転昇降装置５・・・油圧グラブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削の進行に伴って継ぎ足しが可能なジ
ョイントを備えたケーシングパイプと、そのケーシング
パイプの下端に取り付けられた面板と、その面板の下面
に掘削中心に向かって下り勾配に配置された複数の掘削
刃とを用意し、掘削する立坑底面中央部に掘削土砂貯留
穴を掘削して前記ケーシングパイプを面板と共に回転さ
せ掘削刃によって立坑底面を円錐状に掘削し、掘削土を
その円錐状の底面に沿って前記掘削土砂貯留穴に落とし
込み、その貯留穴からケーシングパイプ内を通して油圧
グラブ等の排土手段によって掘削土を坑外へ排出するこ
とを特徴とする立坑掘削工法。
【請求項２】掘削の進行に伴って継ぎ足しが可能なジ
ョイントを備えたケーシングパイプと、そのケーシング
パイプの下端に取り付けられた面板と、その面板の下面
に掘削中心に向かって下り勾配に配置された複数の掘削
刃とを設け、前記ケーシングパイプを脱着可能に把持し
て回転及び上下方向に昇降するケーシング回転昇降装置
と、立坑底面中央部に掘削された掘削土砂貯留穴から前
記ケーシングパイプ内を通して掘削土を坑外へ排出する
排土手段とを設けたことを特徴とする立坑掘削装置。
【請求項３】前記排土手段がケーシングパイプ内を通
って水と共にポンプで排泥するリバース排泥手段である
請求項２に記載の立坑掘削装置。
【請求項４】前記排土手段がケーシングパイプ内を回
転するスクリューで構成されている請求項２に記載の立
坑掘削装置。
【請求項５】前記掘削刃が分割多段式である請求項２
〜４に記載の立坑掘削装置。