JP2001323767A - 立坑掘削機 - Google Patents
立坑掘削機Info
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Abstract
されずに確実に地盤を掘削して排土することで作業効率
の向上を図る。 【解決手段】 掘削機本体31に内筒36及び外筒42
を移動自在に装着し、グラブワイヤロープ25を掘削機
本体31に連結する一方、外筒42にグリッパ機構43
を設けると共にカッタビット51を有するバケットドラ
ム48を設け、このバケットドラム48に開閉自在なグ
ラブシェル52を装着し、掘削機本体31と内筒36の
間の第1ポンプジャッキ37とグラブシェル52の開閉
ジャッキ55とを第1配管61により連結すると共に、
掘削機本体31と外筒42の間の第2ポンプジャッキ4
2とグリッパジャッキ44とを第2配管62により連結
して両者が協働させる。
Description
造成などにおける土砂や岩石や木材を排出する作業に用
いられる立坑掘削機に関する。
ーシング掘削機が使用されている。このオールケーシン
グ掘削機は、ケーシングチューブをクランプし、このケ
ーシングチューブを旋回あるいは揺動させながら地中に
押し込んで下端部のカッタビットによって地盤をカット
し、クレーンを操作してグラブバケットによりケーシン
グチューブ内の土砂を掘削排出することで立坑を形成す
るものである。
ける要部の概略断面を示す。図7に示すように、001は
ケーシングチューブであって、下端部にカッタビット00
2が固定されており、上部が図示しないオールケーシン
グ掘削機によって旋回及び昇降可能となっている。掘削
バケット003は図示しないクレーンから引き出されたワ
イヤロープ004の下端部に連結され、ケーシングチュー
ブ001内を昇降自在となっている。そして、この掘削バ
ケット003は側部に一対の平行リンク005によってグリッ
パ006が複数の連結されており、このグリッパ006はグリ
ッパジャッキ007によりケーシングチューブ001の内面に
対して接近離反可能となっている。また、掘削バケット
003は下部に中空のバケット008が固定されると共に、下
面にカッタ009が取付けられている。
チューブ001を回転させながら地中に押し込むことでカ
ッタビット002により地盤を掘削する一方、クレーンを
操作して掘削バケット003をこのケーシングチューブ001
内に下降し、地盤に着地したらグリッパジャッキ007を
伸長作動してグリッパ006をケーシングチューブ001の内
面に圧接することで、掘削バケット003をケーシングチ
ューブ001と一体に固定すると、掘削バケット003はケー
シングチューブ001と共に回転しながら下降し、カッタ0
09により地盤を掘削する。
ット008内に取り込まれ、バケット008内が一杯になると
ケーシングチューブ001の旋回及び下降を停止し、グリ
ッパジャッキ007を収縮作動してグリッパ006をケーシン
グチューブ001から離脱させ、掘削バケット003の固定を
解除する。そして、クレーンを操作して掘削バケット00
3をケーシングチューブ001内を上昇して立坑から吊り出
し、バケット008を開放して内部の土砂を排土する。そ
して、再び、掘削バケット003をケーシングチューブ001
内に固定して地盤を掘削する。この繰り返しにより立坑
を掘削していく。
来のオールケーシング掘削機を用いた回転バケット工法
による立坑掘削には、下記に示すような問題がある。即
ち、従来は、ケーシングチューブ001を旋回しながら下
降することで、カッタビット002及びカッタ009によって
地盤を掘削しているが、ケーシングチューブ001は低回
転で旋回することから掘削性能が低い。また、ケーシン
グチューブ001よりもカッタ009が先行して掘削した場合
には、周辺の地盤が崩壊して地下水が吹き出す、所謂、
ボイリング現象の要因となり、基礎杭造成工法としては
均等な杭を立てることができない。一方、カッタ009よ
りもケーシングチューブ001が先行して掘削した場合に
は、ケーシングチューブ001内の土砂が地盤から分離し
てケーシングチューブ001と共に共回りしてしまい、カ
ッタ009が掘削できずにバケット008内に取り込まれず、
結果的にケーシングチューブ001を地盤に押し込むこと
ができない。
あって、掘削地盤の種類に左右されずに確実に地盤を掘
削して排土することで作業効率の向上を図った立坑掘削
機を提供することを目的とする。
めの請求項1の発明の立坑掘削機は、地上面から旋回あ
るいは揺動させながら地中に押し込んで下端部のカッタ
ビットによって地盤を掘削するケーシングチューブと、
該ケーシングチューブ内にて昇降自在に支持されて筒形
状をなす掘削機本体と、該掘削機本体内に上下に移動自
在に支持されて吊下げ用のワイヤロープが連結された内
筒と、前記掘削機本体に対して該内筒を下方に付勢する
付勢手段と、前記掘削機本体と前記内筒との間に架設さ
れた第1ポンプジャッキと、前記掘削機本体の外周部に
移動自在に支持された外筒と、前記掘削機本体と該外筒
との間に架設された第2ポンプジャッキと、前記外筒を
前記ケーシングチューブの内面に着脱自在とするグリッ
パ機構と、該グリッパ機構を作動するグリッパジャッキ
と、前記掘削機本体の下部に装着されて下端部に複数の
カッタビットが固定された回転ドラムと、該回転ドラム
の下部に開閉自在に装着された開閉部材と、該開閉部材
を開閉する開閉ジャッキと、前記第1ポンプジャッキと
前記開閉ジャッキとを協働させる第1協働機構と、前記
第2ポンプジャッキと前記グリッパジャッキとを協働さ
せる第2協働機構とを具えたことを特徴とするものであ
る。
前記開閉部材は一対の開閉シェルであって、該一対の開
閉シェルの下端部には複数のカッタビットが固定された
ことを特徴としている。
前記開閉部材は一対の開閉シェルであって、該一対の開
閉シェルは外周面が弧状をなしていることを特徴として
いる。
前記一対の開閉シェルは基端部が同一の支持軸により前
記回転ドラムの下部に回動自在に支持されたことを特徴
としている。
前記一対の開閉シェルは基端部が並設された一対の支持
軸により前記回転ドラムの下部に回動自在に支持された
ことを特徴としている。
施の形態を詳細に説明する。
削機としてのオールケーシング掘削機の断面、図2に本
実施形態の立坑掘削機の吊下げ装置の詳細、図3に図1
のIII−III断面、図4に図1のIV−IV断面を示す。
いて、図1乃至図4に示すように、ケーシングチューブ
11は下端部にカッタビット12が周方向に沿って多数
装着されており、図示しないクランプ装置により保持さ
れ、旋回装置により旋回あるいは揺動可能であると共に
昇降装置により昇降可能となっている。
ンワイヤロープ21はケーシングチューブ11内に下げ
られ、先端部にスイベルジョイント22を介してチェー
ン23が連結され、このチェーン23にはジョイニング
ピース24が取付けられている。そして、このチェーン
23の下端部にはグラブワイヤロープ25が連結されて
いる。また、2本の吊りワイヤ26によりハンガ27を
介してクラウン本体28が吊り下げられ、このクラウン
本体28には一対のポール29によりカラー30が係止
され、このクラウン本体28及びカラー30にはメイン
ワイヤロープ21、スイベルジョイント22、チェーン
23等が挿通可能となっている。
部が開口しており、上部に円筒状のヘッド32が固定さ
れ、このヘッド32内にグラブハンガ33が所定距離移
動自在で且つスプリング34により下方に付勢支持され
ている。また、ヘッド32にはヘッドポール35が回動
自在に支持されており、前述したチェーン23、ジョイ
ニングピース24、グラブワイヤロープ25がこのグラ
ブハンガ33内を通過して掘削機本体31内に挿通可能
であると共に、ジョイニングピース24をヘッドポール
35が係止することで、メインワイヤロープ21により
掘削機本体31を吊下げ保持可能となっている。
36が上下に移動自在に支持されており、掘削機本体3
1と内筒36との間には2つの圧縮ばね(付勢手段)5
8が介装されて両者を離間する方向に付勢している。ま
た、掘削機本体31と内筒36との間には2つの第1ポ
ンプジャッキ37が架設されている。更に、掘削機本体
31に左右一対の上方シーブ38a,38bが回転自在
に取付けられる一方、内筒36には左右一対の下方シー
ブ39a,39bが回転自在に取付けられている。そし
て、グラブワイヤロープ25の下端部が上方シーブ38
aにガイドされて下降し、下方シーブ39aに掛け回さ
れてから上昇し、上方シーブ38aに掛け回されてから
下降し、下方シーブ39bに掛け回されてから上昇し、
上方シーブ38bにガイドされてから掘削機本体31に
連結されている。従って、グラブワイヤロープ25を上
方に引き上げることで、このグラブワイヤロープ25が
上下の各シーブ38a,38b,39a,39bを介し
て移動し、掘削機本体31に対して内筒36を倍力作用
により容易に上昇移動することができる。
開口した外筒40が嵌合し、複数のガイドローラ41に
より上下に移動自在に支持されており、掘削機本体31
と外筒40との間には第2ポンプジャッキ42が架設さ
れている。そして、外筒40の左右の側部には、この外
筒40をケーシングチューブ11の内面に着脱自在とす
るグリッパ機構43が装着され、グリッパジャッキ44
によって作動するようになっている。即ち、このグリッ
パ機構43は平行リンク45とグリッパ部材46とで構
成されており、グリッパジャッキ44を伸長することで
平行リンク45を外方へ回動し、グリッパ部材46をケ
ーシングチューブ11の内面に圧接し、外筒40と共に
掘削機本体31をケーシングチューブ11と一体回転可
能とすることができる。なお、掘削機本体31の上外周
部には複数のウエイト47が装着されている。
ットドラム(回転ドラム)48が固定され、このバケッ
トドラム48は外筒部49と内筒部50が形成されると
共に、内筒部50内に十分な土砂取込空間部を有してお
り、外筒部49の下端部に周方向に沿って複数のカッタ
ビット51が固定されている。そして、このバケットド
ラム48(外筒部49及び内筒部50)の下部には左右
一対のグラブシェル(開閉部材)52の基端部が回動軸
53により回動自在に取付けられている。この各グラブ
シェル52は外周面が回動軸53を中心とした弧状をな
し、互いに密着する下面には多数のカッタビット54が
固定されている。そして、バケットドラム48における
外筒部49と内筒部50との間の空間部には左右一対の
開閉ジャッキ55が装着され、各開閉ジャッキ55の駆
動ロッド56の先端部はそれぞれ連結リンク57を介し
て各グラブシェル52の上端部に連結されている。
と開閉ジャッキ55とを掘削機本体31と内筒36との
位置関係に応じて協働させると共に、第2ポンプジャッ
キ42とグリッパジャッキ44とを掘削機本体31と外
筒40との位置関係に応じて協働させるようにしてい
る。即ち、伸長状態にある第1ポンプジャッキ37の各
油室と収縮状態にある開閉ジャッキ55の各油室とを一
対の第1配管(第1協働機構)61により連通する。従
って、掘削機本体31に対して内筒36が上昇して接近
すると、第1ポンプジャッキ37が収縮して作動油が第
1配管61を通して開閉ジャッキ55に流動して伸長す
ることで、グラブシェル52を閉止することができる。
42の各油室と収縮状態にあるグリッパジャッキ44の
各油室とを一対の第2配管(第2協働機構)62により
連通する。従って、外筒40に対して掘削機本体31が
下降して接近すると、第2ポンプジャッキ42が収縮し
て作動油が第2配管62を通してグリッパジャッキ44
に流動して伸長することで、平行リンク45を介してグ
リッパ部材46をケーシングチューブ11の内面に圧接
することができる。
排によりこの各開閉ジャッキ55は同期して作動してグ
ラブシェル52を同期して開閉することになるが、図1
では、グラブシェル52の作動をわかりやすく説明する
ために、一方の開閉ジャッキ55を収縮してグラブシェ
ル52を開放状態とする一方、一方の開閉ジャッキ55
を伸長してグラブシェル52を閉止状態として記載して
ある。
シング掘削機による立坑の掘削作業について詳細に説明
する。
ューブ11は、クランプ装置によってクランプされた状
態で、旋回装置により旋回しながら昇降装置により下降
することで、地中に押し込まれてカッタ12が地盤をカ
ットしていく。一方、地中に押し込まれたケーシングチ
ューブ11に対して、クレーンを操作してメインワイヤ
ロープ21を引き出して掘削機本体31等をこのケーシ
ングチューブ11内に下降する。この場合、ジョイニン
グピース24の上面がヘッドポール35の先端に係止す
ることで、掘削機本体31等はメインワイヤロープ21
で吊り下げられた状態となっている。そのため、ジョイ
ニングピース24に連結されているグラブワイヤロープ
25はある程度弛んでおり、内筒36は圧縮ばね58に
より掘削機本体31に対して最下端位置まで押し下げら
れ、第1ポンプジャッキ37は伸長状態にあり、第1配
管61で連結された開閉ジャッキ55は収縮状態にある
ためにグラブシェル52は開放している。また、外筒3
6は自重により掘削機本体31に対して最下端位置まで
下降し、第2ポンプジャッキ42は伸長状態にあり、第
2配管62で連結されたグリッパジャッキ44は収縮状
態にあるためにグリッパ部材46はケーシングチューブ
11の内面から離間している。
出して掘削機本体31等を下降してバケットドラム48
と共にグラブシェル52を地盤に着地させる。そして、
メインワイヤロープ21を更に引き出すと、バケットド
ラム48と一体の外筒36に対して掘削機本体31がそ
の自重やウエイト47の重量により下降を開始し、第2
ポンプジャッキ42が収縮して作動油が第2配管62を
介してグリッパジャッキ44に流動して伸長し、グリッ
パ機構43によりグリッパ部材46をケーシングチュー
ブ11の内面に圧接することで、外筒40及びバケット
ドラム48等がケーシングチューブ11に一体となって
回転を開始する。
ットドラム48及びグラブシェル52が旋回しながら下
降することとなり、ケーシングチューブ11のカッタビ
ット12とバケットドラム48のカッタビット51とグ
ラブシェル52のカッタビット54が地盤を掘削しなが
ら押し込まれる。すると、ケーシングチューブ11内の
地盤が円柱形状のままでグラブシェル52を通ってバケ
ットドラム48内に圧入され、この内部地盤中に障害物
として残された古い杭や玉石、転石などの一般土砂以外
のもの全てを掘削せずに取り込まれるため、地盤がケー
シングチューブ11に追従して供回りすることはなく、
バケットドラム48に確実に取り込まれる。
端位置まで下降した後、更に、メインワイヤロープ21
を引き出すと、ジョイニングピース24が下降してスプ
リング34によりグラブハンガ33が押し下げられてヘ
ッドポール35を回動し、ジョイニングピース24の挿
通経路から外れる。
掘削土砂が達してメインワイヤロープ21を引き上げる
と、ジョイニングピース24はヘッドポール35に係止
されずにグラブハンガ33を通り抜けて上昇する。する
と、メインワイヤロープ21を引き上げによりグラブワ
イヤロープ25が上昇し、このグラブワイヤロープ25
が上下の各シーブ38a,38b,39a,39bの倍
力作用により内筒36を強力な力で圧縮ばね58に抗し
て上昇させる。そのため、第1ポンプジャッキ37が収
縮して作動油が第1配管61を通して開閉ジャッキ55
に流動して伸長し、グラブシェル52が閉止していく。
このとき、開閉ジャッキ55は回転しながら閉止するた
め、バケットドラム48内の上端部まで取り込まれた障
害物として残された古い杭や玉石、転石などの一般土砂
を含んだ円筒形状内部地盤をその根元部分から切断して
取り込むことができる。
ると、内筒36を介して掘削機本体31が上昇を開始
し、第2ポンプジャッキ42が伸長して作動油が第2配
管62を介してグリッパジャッキ44に流動して収縮
し、グリッパ部材46がケーシングチューブ11の内面
から離間する。そのため、メインワイヤロープ21を引
き上げにより掘削機本体31等がケーシングチューブ1
1内から吊り出される。その後、掘削機本体31が上昇
してグラブハンガ33の上端部がクラウン本体28内に
入り込み、ヘッド32の突出部がカラー30を押し上げ
ると、ポール29が回動することでグラブハンガ33の
上端部が係止し、この状態でメインワイヤロープ21を
少し弛めることで掘削機本体31等がこのポール29及
びクラウン本体28を介して吊りワイヤ26に吊り下げ
られることとなる。
て下降すると、チェーン23、ジョイニングピース24
等がグラブハンガ33内を通過してグラブワイヤロープ
25が弛むため、各シーブ38a,38b,39a,3
9bを介して圧縮ばね58により内筒36が下降し、第
1ポンプジャッキ37が伸長する一方、開閉ジャッキ5
5が収縮することでグラブシェル52が開放し、内部の
土砂を排出する。
した後、メインワイヤロープ21を引き上げると、ジョ
イニングピース24が水平状態に戻っているヘッドポー
ル35の先端に係止することで掘削機本体31等の荷重
を支持する。この状態で更にメインワイヤロープ21を
引き上げると、掘削機本体31と共にグラブハンガ33
が上昇し、ヘッド32の突出部がカラー30を押し上げ
るため、ポール29が回動してグラブハンガ33の上端
部との係止が解除され、この状態でメインワイヤロープ
21を弛めると掘削機本体31を保持して下降すること
ができる。
引き出して掘削機本体31等をケーシングチューブ11
内に下降し、前述と同様の作業を行う。
掘削機では、掘削機本体31に内筒36及び外筒42を
移動自在に装着し、グラブワイヤロープ25を掘削機本
体31及び内筒36のシーブ38a,38b,39a,
39bを介して連結する一方、外筒42にグリッパ機構
43を設けると共にカッタビット51を有するバケット
ドラム48を設け、このバケットドラム48に開閉自在
なグラブシェル52を装着し、掘削機本体31と内筒3
6の間の第1ポンプジャッキ37とグラブシェル52の
開閉ジャッキ55とを第1配管61により連結すると共
に、掘削機本体31と外筒42の間の第2ポンプジャッ
キ42とグリッパジャッキ44とを第2配管62により
連結して両者が協働するようにしている。
ケットドラム48を旋回下降することで、掘削土砂が供
回りせずに確実に地盤を掘削して開放状態にあるグラブ
シェル52内に圧入することができ、また、このグラブ
シェル52を閉止して適正に掘削土砂を外部に排土する
ことができる。更に、グリッパ機構43によるケーシン
グチューブ11との着脱動作及びグラブシェル52の開
閉動作をグラブワイヤロープ25の上下動により自動的
に行うことができ、作業性及び作業効率が向上する。
削機としてのオールケーシング掘削機の断面、図6に図
5のVI−VI断面を示す。
っては、図5及び図6に示すように、前述した第1実施
形態に適用したグラブシェル52の支持構造が相違して
いる。即ち、外筒40の下端部に固定されたバケットド
ラム48は外筒部49及び内筒部50を有し、外筒部4
9の下端部に複数のカッタビット51が固定されてい
る。そして、このバケットドラム48の下部には同形状
をなす左右一対のグラブシェル(開閉部材)71の基端
部が一対の回動軸72によりそれぞれ回動自在に取付け
られている。この各グラブシェル71は外周面が各回動
軸72を中心とした弧状をなし、互いに密着する下面に
は多数のカッタビット73が固定されている。そして、
バケットドラム48に一対の開閉ジャッキ55が装着さ
れ、各開閉ジャッキ55の駆動ロッド56の先端部は連
結リンク57を介して各グラブシェル71の上端部に連
結されている。
動軸72によりそれぞれ回動自在に支持することで、グ
ラブシェル71を同形状として製造コストを低減するこ
とができる共に、グラブシェル71による地盤の掘削時
に回動軸72に作用する荷重を低減することで、グラブ
シェル71の小型軽量化を図ることができる。
ルケーシング掘削機に限定されるものではなく、掘削機
本体31等の昇降機構も上述した実施形態に限定される
ものではない。
ように請求項1の発明の立坑掘削機によれば、地盤を掘
削するケーシングチューブ内を昇降自在な掘削機本体を
設け、吊下げ用のワイヤロープが連結された内筒をこの
掘削機本体内に上下に移動自在に支持して両者の間に付
勢手段及び第1ポンプジャッキを介装する一方、掘削機
本体の外周部に外筒を移動自在に支持して両者の間に第
2ポンプジャッキを介装し、外筒にケーシングチューブ
の内面に着脱自在とするグリッパ機構及びグリッパジャ
ッキを設けると共に、掘削機本体の下部にカッタビット
を有する回転ドラムを装着して開閉部材を開閉ジャッキ
により開閉自在とし、第1ポンプジャッキと開閉ジャッ
キとを第1協働機構により協働可能とすると共に、第2
ポンプジャッキとグリッパジャッキとを第2協働機構よ
り協働可能としたので、グリッパ機構によって掘削機本
体をケーシングチューブに固定し、開閉部材を開放した
状態でケーシングチューブと共に掘削バケット本体を旋
回下降することで、各カッタビットにより確実に地盤を
掘削して回転ドラム内に取り込み、開閉部材を閉止上昇
して適正に掘削土砂を保持して外部に排土することで、
作業効率を向上することができ、また、グリッパ機構に
よるケーシングチューブとの着脱動作及び開閉部材の開
閉動作を自動的に行うことで、作業性を向上することが
できる。
ば、開閉部材を一対の開閉シェルとして下端部に複数の
カッタビットを固定したので、開閉シェルを開放状態で
旋回することで、地盤を容易に掘削することができる。
ば、開閉部材を一対の開閉シェルとして外周面を弧状に
形成したので、開閉シェルを旋回しながら開放状態から
閉止状態にするとき、開閉シェルの閉止動作をスムース
に行うことで容易に掘削することができる。
ば、開閉シェルの基端部を同一の支持軸により回転ドラ
ムの下部に回動自在に支持したので、構造を簡素化する
ことができる。
ば、開閉シェルの基端部を並設された一対の支持軸によ
り回転ドラムの下部に回動自在に支持したので、開閉シ
ェルを同形状として製造コストを低減することができる
共に、開閉シェルによる地盤の掘削時に支持軸に作用す
る荷重を低減することで、開閉シェルの小型軽量化を図
ることができる。
のオールケーシング掘削機の断面図である。
である。
のオールケーシング掘削機の断面図である。
概略断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 地上面から旋回あるいは揺動させながら
地中に押し込んで下端部のカッタビットによって地盤を
掘削するケーシングチューブと、該ケーシングチューブ
内にて昇降自在に支持されて筒形状をなす掘削機本体
と、該掘削機本体内に上下に移動自在に支持されて吊下
げ用のワイヤロープが連結された内筒と、前記掘削機本
体に対して該内筒を下方に付勢する付勢手段と、前記掘
削機本体と前記内筒との間に架設された第1ポンプジャ
ッキと、前記掘削機本体の外周部に移動自在に支持され
た外筒と、前記掘削機本体と該外筒との間に架設された
第2ポンプジャッキと、前記外筒を前記ケーシングチュ
ーブの内面に着脱自在とするグリッパ機構と、該グリッ
パ機構を作動するグリッパジャッキと、前記掘削機本体
の下部に装着されて下端部に複数のカッタビットが固定
された回転ドラムと、該回転ドラムの下部に開閉自在に
装着された開閉部材と、該開閉部材を開閉する開閉ジャ
ッキと、前記第1ポンプジャッキと前記開閉ジャッキと
を協働させる第1協働機構と、前記第2ポンプジャッキ
と前記グリッパジャッキとを協働させる第2協働機構と
を具えたことを特徴とする立坑掘削機。 - 【請求項2】 請求項1記載の立坑掘削機において、前
記開閉部材は一対の開閉シェルであって、該一対の開閉
シェルの下端部には複数のカッタビットが固定されたこ
とを特徴とする立坑掘削機。 - 【請求項3】 請求項1記載の立坑掘削機において、前
記開閉部材は一対の開閉シェルであって、該一対の開閉
シェルは外周面が弧状をなしていることを特徴とする立
坑掘削機。 - 【請求項4】 請求項3記載の立坑掘削機において、前
記一対の開閉シェルは基端部が同一の支持軸により前記
回転ドラムの下部に回動自在に支持されたことを特徴と
する立坑掘削機。 - 【請求項5】 請求項3記載の立坑掘削機において、前
記一対の開閉シェルは基端部が並設された一対の支持軸
により前記回転ドラムの下部に回動自在に支持されたこ
とを特徴とする立坑掘削機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000141377A JP3392810B2 (ja) | 2000-05-15 | 2000-05-15 | 立坑掘削機 |
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