JP2003314185A - 立坑の掘削工法および掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削装置の反力をとるための複雑な装置や掘
削前後の煩雑な工程を必要とすることなく、大きな掘削
反力をとりつつ立穴の掘削をおこなうことができる立坑
の掘削工法および掘削装置を提供する。 【解決手段】 所定の深さの立穴の掘削と、その掘削土
砂の搬出と、掘削壁面のライナによる補強とを繰返して
掘進めて行く立坑の掘削工法において、脚体２（支持
体）上に地盤掘削用の掘削具１１をそなえた掘削装置１
を、立穴の底面１０２上に載置し、地上に配置された油
圧ショベル１１０のブーム１１５に基部を支持したテレ
スコピックアーム１２０の先端部１２２によって、掘削
装置１を下向きに押圧した状態で、掘削具１１により地
盤の掘削をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄塔用の深礎基
礎や一般土木工事の連続基礎などの各種基礎を構築する
際の立坑の掘削工法およびそれに用いる掘削装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】深礎基礎構築用の立坑の掘削時には、土
質に応じた所定の深さの立穴の掘削と、その掘削土砂の
搬出と、掘削壁面のライナによる補強とを繰返して掘進
めて行く掘削工法が、一般に採用されている。そして以
前は上記掘削は、穴底に降り立った作業員が手持ち用の
削岩機やブレーカなどを操作する掘削作業によっていた
が、激しい騒音や振動と粉塵が発生する悪環境下での重
労働は耐え難いものであり、改善が望まれていた。そこ
で、上記の掘削工法において人力作業を減らすために機
械装置を利用した掘削法が種々提案されており、たとえ
ば特開平９ー１６５９９０号公報には、既に構築が完了
したライナによるライニング部分より下方に位置する掘
削装置を、掘削壁面との間に介在させた支持装置により
掘削孔の径方向の複数方向から水平に支持することで、
掘削装置の反力を掘削壁面にとって掘削を行う掘削工法
および装置が記載されている。

【０００３】ところが上記の掘削工法は、掘削装置の反
力を掘削壁面にとって掘削を行うものであるため、掘削
壁面の地山強度が充分でない場合や、掘削壁面の凹凸が
大きい場合には、反力を十分にとることができない。そ
して前者の対策として上記公報においては、施工装置下
降前に、仮設ライナープレートを設置し、必要に応じさ
らにコンクリート等の充填による側壁地山補強を施すこ
とが提案されているが、これらの作業は極めて煩雑で、
立坑掘削日程に遅延を生じることになる。また立坑の底
部に拡底部を形成する拡底時においては、拡底部より上
方の位置に支持された掘削装置により斜め下方の大径部
の掘削をおこなうのは、運転室から見えにくいこともあ
り、困難である。

【０００４】また上記の掘削工法に用いる装置は、掘削
装置を支持するリング状部材に、掘削装置の反力を掘削
壁面にとるために複数の伸縮装置や押圧板を設けた複雑
な構造となり、また立穴の掘進めによって、上記の伸縮
装置や押圧板などの反力とり装置による壁面押圧を解除
後、新たな掘削壁面に対して上記反力とり装置による壁
面押圧をおこなう必要があり、掘削前後の工程が煩雑で
ある。

【０００５】またこの他の掘削工法として、特開平１０
ー１０２９７３号公報に記載されたセンターポール式の
掘削工法があるが、この工法では充分な剛性のセンター
ポールを用いれば、掘削装置による反力を確保すること
はできるが、立坑掘削開始時の前工程として、先端部が
立坑底よりも深部に達する長大なセンターポールを立設
する必要があり、その建込穴の削孔やグラウトの注入な
どに、多大の時間と労力を必要とし、また立穴の硬岩盤
層から成る底部を発破工法により掘進める場合は、掘削
装置はセンターポールに沿って上方位置に退避させるこ
とはできるが、センターポールはそのままなので発破の
影響により変形・損傷するおそれが大きい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決しようとするもので、掘削装置の反力をと
るための複雑な装置や掘削前後の煩雑な工程を必要とす
ることなく、大きな掘削反力をとりつつ立穴の掘削をお
こなうことができる立坑の掘削工法および掘削装置を提
供することを第１の目的とする。

【０００７】またこの発明の第２の目的は、大きな反力
をとりつつ、立坑の拡底部の形成も確実・容易におこな
える立坑の掘削工法および掘削装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の立坑の掘削工法は、所定の深さの立
穴の掘削と、その掘削土砂の搬出と、掘削壁面のライナ
による補強とを繰返して掘進めて行く立坑の掘削工法に
おいて、支持体上に地盤掘削用の掘削具をそなえた掘削
装置を、立穴の底面上に載置し、地上に配置された油圧
ショベルのブームに基部を支持したテレスコピックアー
ムの先端部によって、前記掘削装置を下向きに押圧した
状態で、前記掘削具により地盤の掘削をおこなうことを
特徴とする。

【０００９】この請求項１記載の発明によれば、掘削装
置を立穴底面上に載置し、油圧ショベルにより支持した
テレスコピックアームにより上記掘削装置を下向きに押
圧するだけでよいので、掘削反力をとるための格別の装
置や掘削前後の煩雑な工程は不要であり、またテレスコ
ピックアームにより掘削装置は立穴底面上に大きな押付
力で押圧保持されるので、大きな掘削反力をとりつつ立
穴の掘削をおこなうことができる。

【００１０】また請求項２記載の立坑の掘削工法は、前
記掘削装置が、支持体上に水平面内で旋回自在に支持さ
れた旋回台に、前後方向および上下方向に移動自在な掘
削具をそなえてなり、前記テレスコピックアームの先端
部によって、前記旋回台の旋回中心位置において前記掘
削装置を下向きに押圧した状態で、前記掘削具により立
穴の底部または壁面部の掘削をおこなうことを特徴とす
る。

【００１１】この発明において「前後方向」とは、「立
穴の壁面に接近離間する方向」（接近する側が前側）を
指すものとする。またこの発明における「立穴の壁面の
掘削」とは、図１１におけるライナ１０４で補強した立
坑１００の内径ｄよりも小さい直径の立掘穴１０３の壁
面１０３ａを掘削して、ライナ１０４が取付可能な直径
Ｄの立穴１０１の掘削壁面１０１ａを形成すること、お
よびこの掘削壁面１０１ａの位置を越えて更に大直径の
拡底部１０９の壁面を形成することの両方を総称するも
のとする。

【００１２】また請求項３記載の立坑の掘削工法は、前
記掘削装置が、支持体上に削孔機を削孔方向に進退自在
に支持してなり、前記テレスコピックアームの先端部に
よって、前記支持体を下向きに押圧した状態で、前記削
孔機により発破穴または斜杭穴の削孔をおこなうことを
特徴とする。

【００１３】請求項１記載の掘削工法は、種々の形式の
掘削装置を用いて、またその掘削装置の種々の部位をテ
レスコピックアームの先端部によって押圧した状態で、
おこなうことができるが、請求項２記載の掘削工法によ
れば、掘削具は旋回台と共に旋回できるので、掘削具を
広範囲に移動させて掘削ができ、またテレスコピックア
ームによる押圧位置は旋回台の旋回中心位置にあるの
で、旋回台上の掘削具が旋回によって上記押圧用の部材
に干渉することもなく、自由に旋回ができる。また請求
項３記載の掘削工法によれば、削孔機の動作と干渉しな
い位置において支持体をテレスコピックアームにより押
圧して、削孔を支障なくおこなうことができる。

【００１４】また請求項４記載の掘削装置は、脚体上に
旋回台を水平面内で旋回自在に支持し、この旋回台に起
倒自在に支持したブームの先端部にアームの基部を回動
自在に支持し、前記アームの先端部に掘削具を交換自在
に取付けるとともに、前記旋回台の旋回中心部に、前記
テレスコピックアームの先端部による押圧力を受ける受
圧部材を設けたことを特徴とする。

【００１５】また請求項５記載の掘削装置は、脚体上に
旋回台を水平面内で旋回自在に支持し、この旋回台に起
倒自在に支持したブームの先端部にアームの基部を回動
自在に支持し、前記アームの先端部に掘削具を交換自在
に取付けるとともに、前記脚体に、前記旋回台の旋回中
心部を貫通して上方へ延び前記テレスコピックアームの
先端部による押圧力を受ける受圧部材を設けたことを特
徴とする。

【００１６】請求項２記載の掘削工法用の掘削装置とし
ては、種々の形式の掘削装置を用いることができるが、
請求項４および５記載の掘削装置によれば、旋回台に起
倒自在に支持したブームの先端部に基部を回動自在に支
持したアームの先端部に、掘削具を取付けてあるので、
掘削具の移動は通常の油圧ショベルと同様な操作により
おこなえ、オペレータが容易に掘削具を移動させて能率
よく掘削をおこなうことができる。

【００１７】また請求項６記載の掘削装置は、走行体上
に旋回自在に支持した旋回台に起倒自在に支持されたブ
ームとこのブームの先端部に回動自在に支持されたアー
ムをそなえたミニショベルにおいて、前記アームの先端
部に掘削具を交換自在に取付けるとともに、前記旋回台
の旋回中心部に、前記テレスコピックアームの先端部に
よる押圧力を受ける受圧部材を設けたことを特徴とす
る。

【００１８】また請求項７記載の掘削装置は、走行体上
に旋回自在に支持した旋回台に起倒自在に支持されたブ
ームとこのブームの先端部に回動自在に支持されたアー
ムをそなえたミニショベルにおいて、前記アームの先端
部に掘削具を交換自在に取付けるとともに、前記走行体
のフレームに、前記旋回台の旋回中心部を貫通して上方
へ延び前記テレスコピックアームの先端部による押圧力
を受ける受圧部材を設けたことを特徴とする。

【００１９】請求項２記載の掘削工法用の掘削装置とし
ては、種々の形式の掘削装置を用いることができるが、
請求項６および７記載の掘削装置によれば、上記請求項
４および５と同じ作用効果が得られるのに加えて、掘削
装置は走行体により自走できるので、掘削装置を立穴の
底面上で迅速容易に移動させて、大直径の立穴の掘削も
容易におこなうことができる。

【００２０】また請求項８記載の掘削装置は、基台上に
水平面内で旋回自在に支持された旋回フレームと、この
旋回フレーム上に水平方向に移動自在に支持された移動
台と、この移動台に垂直に立設されたガイドに沿って往
復駆動される削孔機と、前記基台上に設けられ前記テレ
スコピックアームの先端部による押圧力を受ける受圧部
材とを具備したことを特徴とする。

【００２１】また請求項９記載の掘削装置は、基台上に
水平面内で旋回自在に支持された旋回フレームと、この
旋回フレーム上に水平方向に移動自在に支持された移動
台と、この移動台に、水平面に対する傾斜角を調節可能
に取付けられたガイドと、このガイドに沿って往復駆動
される削孔機と、前記基台上に設けられ前記テレスコピ
ックアームの先端部による押圧力を受ける受圧部材とを
具備したことを特徴とする。

【００２２】請求項３記載の掘削工法用の装置として
は、種々の形式の掘削装置を用いることができるが、請
求項８および９記載の掘削装置によれば、削孔機は、旋
回フレーム上に移動自在に支持された移動台上に設けら
れているので、旋回台の旋回と移動台の水平移動により
掘削具を広範囲に移動させて、所望の多数個位置に能率
よく削孔をおこなうことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図１〜図２０に示す例によ
り、この発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は第
１例の掘削装置である固定脚式の掘削装置１を示し、２
は支持体である脚体で、角枠状の支台２ａに８本の支脚
２ｂを固着して成り、支台２ａの中央部下面および支脚
２ｂの先端部下面には、滑り止め用のスパイクピン３，
４を突設してある。５は脚体２上に水平面内で旋回自在
に支持した旋回台であり、脚体２の支台２ａ上に、軸受
（図示しない）により旋回中心軸線Ｐのまわりに旋回自
在に支持され、支台２ａ上に固設したインタナルギヤ６
に噛合う駆動ギヤ７を、旋回台５上に設けた油圧モータ
８により回転駆動することにより、旋回駆動されるよう
になっている。

【００２４】また旋回台５上には、ブーム９が起倒自在
に設けられ、このブーム９の先端部にはアーム１０の基
部を回動自在に支持し、このアーム１０の先端部には回
転ビット式の掘削具１１が起伏自在に、かつ交換自在に
取付けてある。これらのブーム９およびアーム１０は、
一般の油圧ショベルや後述のミニショベル４５のものと
同構造のものであり、この油圧ショベルと同様にブーム
シリンダ１６、アームシリンダ１７、ショベルシリンダ
１８によって、起伏・揺動駆動され、これによって掘削
具１１は図１および図２に矢印Ｘで示すように前後方向
（立穴の壁面に接近離間する方向）および上下方向に駆
動される。

【００２５】掘削具１１は、油圧モータ１２により回転
駆動されるディスク１３の前面に多数個の掘削ビット１
４を取付けたものであり、ブラケット１５を介してアー
ム１０の先端部に交換自在に取付けられる。またアーム
１０の先端部には、この掘削具１１に代えて、図示しな
いバケットや、図４に示すブラケット１９付きの油圧ブ
レーカから成る掘削具２０を取付けて用いることもでき
るようになっているが、さらに土質に応じてコールピッ
クなど他種類の掘削具を取付けるようにしてもよい。

【００２６】油圧式の掘削具１１等に着脱接続されこれ
ら掘削具を油圧駆動（回転あるいは往復駆動）する圧油
を供給する図示しない油圧ホース、および前記ブームシ
リンダ１６，アームシリンダ１７，ショベルシリンダ１
８等を油圧駆動する圧油を供給する油圧ホース（いずれ
も図示しない）は、アーム１０およびブーム９に沿って
設けられ、この油圧ホースは旋回台５上に設けたコント
ロールバルブ２１に接続され、このコントロールバルブ
２１には後述の油圧ショベル１１０から油圧ホースを介
して圧油が供給されるようになっているが、このかわり
に旋回台５上にエンジン駆動のパワーユニットを設けて
用いてもよい。

【００２７】旋回台５上には、旋回中心軸線Ｐから離れ
た位置に、オペレータが座る座席シート２２、およびこ
のオペレータにより操作される操作レバー２３が設けて
あり、この操作レバー２３の操作によりコントロールバ
ルブ２１を介して上記掘削具１１等の油圧式の掘削具お
よび各油圧シリンダおよび旋回台駆動用の油圧モータ８
を駆動して、立穴１０１の壁面の所望位置を掘削できる
ようになっている。

【００２８】一方２５は、旋回台５の旋回中心軸線Ｐと
同芯に設けた受圧部材で、図３にも示すように、旋回台
５に下端部を固着した基管２６にボールジョイント２７
を介して延長パイプ３５を接続して成り、延長パイプ３
５の上端部には、後述のテレスコピックアーム１２０の
先端部１２２がピン連結されるブラケット状の連結部３
６が設けてある。

【００２９】ボールジョイント２７のボール２８を収容
するブロック部２９は、基管２６にボルト締めにより取
付けられ、ボール２８を軸部３０を介して固着保持する
ボール保持部３１は、延長パイプ３５の下端部に嵌脱さ
れる嵌合部３２を有し、この嵌合部３２および延長パイ
プ３５の下端部管壁を貫通して挿脱される連結ピン３３
により、ボール保持部３１は延長パイプ３５の下端部に
着脱自在に取付けられるようになっている。

【００３０】そしてこの取付状態においては、上記ボー
ルジョイント２７によって、基管２６部（従って旋回台
５）と延長パイプ３５とは、旋回中心軸線Ｐのまわりに
相対回転が自由であり、また延長パイプ３５は旋回中心
軸線Ｐに対して小角度傾斜が可能であり、これによって
後述の穴底へ載置された状態の脚体２の傾斜を吸収し
て、旋回台５を延長パイプ３５を介してほぼ鉛直方向に
下向きに押圧できるようになっている。

【００３１】次に図５は第２例の掘削装置である走行式
の掘削装置４０を示し、支持体であるクローラ式の走行
体４１上に旋回自在に支持した旋回台４２に、ブーム４
３を起倒自在に支持し、このブーム４３の先端部にアー
ム４４を回動自在に支持したミニショベル４５におい
て、アーム４４の先端部に前記第１例と同じ掘削具１
１，２０やバケット４６を交換自在に取付け、また旋回
台４２の旋回中心部に、前記第１例と同じ受圧部材２５
を設けたものであり、図１と同一または相当部分には同
一符号を付して、それらの部分の詳細な説明は省略す
る。

【００３２】オペレータ用の座席シート４７および操作
レバー４８は、第１例と同様に旋回台４２の旋回中心軸
線Ｐに対してオフセットした位置に設けてあり、掘削具
１１，２０等の油圧駆動および前後・上下駆動は、ミニ
ショベル用として旋回台４２上に設けられた油圧パワー
ユニット４９およびコントロールバルブからの圧油によ
りおこなう点、および走行体４１により走行できる点が
前記第１例と異なり、この走行体４１の走行により掘削
具１１，２０等の移動範囲が広くなっている。

【００３３】次に図６〜図９は、第３例の掘削装置であ
る発破穴用の掘削装置５０を示し、５１は支持体である
基台で、基板５２の一端部に箱体状の支持台５３を固設
し、他端部に後述の受圧部材８０をそなえて成る。５４
は支持台５３上に水平面内で旋回自在に支持された水平
方向に延びる旋回フレームであり、支持台５３に軸受
（図示しない）により旋回中心軸線Ｑのまわりに旋回自
在に支持され、旋回フレーム５４に固設したインタナル
ギヤ５５に噛合う駆動ギヤ５６を、支持台５３に設けた
油圧モータ５７により減速機を介して（以下この減速機
に関する記載は省略する）回転駆動することにより、旋
回駆動されるようになっている。

【００３４】この旋回フレーム５４上には、該フレーム
の長手方向に走行する台車形式の移動台５８が設けてあ
り、この移動台５８は、油圧モータ５９により回転駆動
される駆動スプロケット６０と旋回フレーム前部に設け
た従動スプロケット６１とに巻掛けたチェーン６２によ
り、チェーン駆動されて矢印Ｙ方向に往復駆動される。
６３は移動台５８に垂直に立設した一対の支柱から成る
ガイド（ガイドセル）で、その下端部は移動台５８に立
設したブラケット６４にピン連結され、このガイド６３
の上部と移動台５８とに両端部をピン連結された一対の
控え棒６５，６５により、垂直状態に保持されている。

【００３５】６６はガイド６３に垂直方向に移動自在に
支持された削孔機で、ガイド６３と平行に延びセントラ
ライザ６７により回転摺動自在に支持され先端部にビッ
ト６８をそなえたロッド６９と、ガイド６３に摺動自在
に支持されロッド６９に回転および打撃を与える削孔用
駆動機（ドリフタ）７０とから成る。７１は削孔機６６
を往復駆動する往復駆動装置で、油圧モータ７２により
回転駆動される駆動スプロケット７３とガイド下部に設
けた従動スプロケット７４とに巻掛けたチェーン７５に
より、削孔用駆動機７０部を上下駆動するものである
が、この代りに油圧シリンダなどを用いてもよい。

【００３６】また７６は、支持台５３の側部に取付けら
れた穴底部での操作用のバルブユニットで、上記各油圧
モータ５７，５９，７２および削孔用駆動機７０などの
各油圧アクチュエータに図示しない油圧ホースにより接
続され、これら各油圧アクチュエータへの給排油の切
替，油流量調節などをおこなう手動操作バルブを組合わ
せて成る。後述の地上に配置した油圧パワーユニット１
４１からの圧油供給用のホースをバルブユニット７６に
接続し、このバルブユニットの各バルブの操作レバーお
よび調整ダイヤルを手動操作することにより、上記各油
圧アクチュエータの起動・停止及び正逆転切替と速度，
ロッド６９の回転数と打撃数などの調整をおこないつ
つ、旋回フレーム５４の回動、移動台５８の移動、削孔
機６６による削孔の各運転をおこなうものである。また
バルブユニット７６部には、エア供給用として削孔用駆
動機７０にエアホースにより接続されたエア開閉弁が設
けてあり、このエア開閉弁を後述の地上に配置したエア
コンプレッサ１４２にホース接続した状態で手動操作す
ることにより、削孔用駆動機７０内からロッド６９の芯
部に設けたエア孔を経てビット６８の先端開口部から、
切粉排出用のエアを噴出させるようになっている。

【００３７】一方、基板５２の他端部に設けた受圧部材
８０は、図７および図９に示すように、テレスコピック
アーム１２０（図１４参照）の先端部１２２がピン連結
されるブラケット状の連結部８１を固定取付けした円板
状の支持板８２を、基板５２上に回動中心軸線Ｒのまわ
りに回動自在に支持して成り、８３はこの回動支持用の
軸受で、その内輪８４は基板５２に、外輪８５は支持板
８２に、それぞれ固定取付けされている。また８７は基
板５２の上面に固設した環状体で、この環状体８７と支
持板８２には、円周上に多数個の穴８８，８９が穿設し
てあり、基板５２と支持板８２を回動中心軸線Ｒのまわ
りに所望角度相対回動させた状態で、対向位置にある穴
８８，８９に適数本のピン９０を嵌込むことにより、基
板５２と支持板８２の相対回動を阻止したロック状態と
することができる。９１は上板８２の下面に回動中心軸
線Ｒと同心に固着したスパイクピンである。

【００３８】次に図１０は、第４例の掘削装置である斜
杭穴用の掘削装置９５を示し、前記第３例の掘削装置５
０に比べてガイド６３とロッド６９を短尺のものとし、
控え棒６５，６５の代わりに油圧シリンダ９６，９６を
用い、この油圧シリンダ９６の油圧配管をバルブユニッ
ト７６に接続して、ガイド６３を水平面に対する傾斜角
θを調節可能に取付けた点のみが異なるだけで、その他
は前記第３例の掘削装置５０と同構成を有するものであ
り、図６と同一又は相当部分には同一符号を付して図示
し、それらの部分の詳細な説明は省略する。

【００３９】次に上記各掘削装置を用いた立坑の掘削工
法を、鉄塔用の深礎基礎の構築に用いる立坑の掘削に適
用した場合の実施の形態を説明する。先ず図１１は立坑
１００の掘削工程を、工程順に略示するもので、立穴１
０１の底面１０２を深さｈだけ中心掘りして立掘穴１０
３を形成し、この立掘穴１０３の壁面１０３ａを掘削し
て直径Ｄの立穴１０１とし、この立穴１０１の掘削壁面
１０１ａ部にライナ１０４を取付け、以下これを繰返し
て（但し深さｈは土質に応じて変化する）、直径ｄの立
坑１００を掘進めていき、必要に応じて後述の拡底部１
０５を設けて立坑を完成させる。

【００４０】図１２および図１３はこの立坑１００の上
部を示し、これらの図において先ず１１０は、地上に配
置した油圧ショベルで、クローラ式の走行体１１１の上
に、油圧パワーユニット１１２および運転室１１３等を
そなえた旋回台１１４を旋回自在に支持し、旋回台１１
４上にブーム１１５を起伏自在に支持した周知の構成を
有するものである。１１６はブーム１１５起伏駆動用の
油圧シリンダである。１２０は油圧により伸縮駆動され
るテレスコピックアーム（多段伸縮アーム）で、その基
部１２１は油圧ショベル１１０のブーム１１５に取付け
られており、１１７はその傾動駆動用の油圧シリンダで
ある。

【００４１】また図１２および図１３において１０６は
立坑１００の最上部に形成される柱体部、１０７はそれ
に続く躯体部であるが、この躯体部１０７の上部と柱体
部１０６は、その土質が一般に軟質の表土ないしは土砂
層であるので、軟質層掘削を最も能率よく施工できる通
常の掘削工法により、土質に応じた所定の深さの立穴の
掘削と掘削土砂の搬出とライナ１０４による掘削壁面の
補強をおこなう。この掘削工法としては、たとえばブー
ム１１５の先端に図示しないアームを介してバケットを
取付けた油圧ショベル１１０による掘削、あるいはテレ
スコピックアーム１２０の先端部１２２に取付けた図示
しないクラムシェルによる掘削、あるいはその他の工法
のうちから、適宜選択して実施すればよく、また土質が
軟質のため、立掘穴１０３の壁面に対して手持式のコー
ルピックなどを用いた人力作業で当り取りあるいは仕上
掘りをおこなうことにより、迅速容易に立穴１０１の掘
削壁面１０１ａ部を形成できる。

【００４２】躯体部１０７の上部の掘削が進行して掘削
地盤に軟岩層が現れたら、上記のバケットやクラムシェ
ル等を用いた掘削工法では立掘穴１０３の掘削効率が低
下するので、たとえば図１２に示すようにテレスコピッ
クアーム１２０の先端部１２２にアースオーガ１３０を
垂設状態で取付け、このアースオーガ１３０により立穴
の地盤１０８部に所定の間隔で多数本の円柱状の孔１３
１を掘削後、アースオーガ１３０に代えて図示しないク
ラムシェルをテレスコピックアーム１２０の先端部１２
２に取付け、このクラムシェルを地盤１０８部へ降下さ
せて隣合う各孔１３１間および孔１３１近傍部の地盤１
０８を切崩し、掘削土砂を上記クラムシェルにより地上
へ搬出するという工法によれば、軟岩層に対しても効率
よく立掘穴１０３の掘削をおこなうことができる。

【００４３】このようにして形成した立掘穴１０３内
に、図１３に示すように前記掘削装置１を搬入し、旋回
台５の旋回中心軸線Ｐを立穴１０１のほぼ中心部に位置
させた状態で掘削装置１を底面１０２上に載置し、テレ
スコピックアーム１２０の先端部１２２（詳しくは先端
アームの先端部に取付けた連結具１２３部）を、受圧部
材２５の延長パイプ３５上端部の連結部３６（図１参
照）にピン１２４により連結する。なおこの搬入時に
は、受圧部材２５における連結ピン３３を抜取ってボー
ル保持部３１と延長パイプ３５を切離しておき、基管２
６にボールジョイント２７のみを接続した状態で掘削装
置１を搬入し、延長パイプ３５はテレスコピックアーム
１２０の先端部１２２に予め連結しておき、テレスコピ
ックアーム１２０により吊降ろした延長パイプ３５の下
端部を、底面１０２上に載置された掘削装置１の前記ボ
ールジョイント２７のボール保持部３１に嵌合させ、連
結ピン３３により連結するようにしてもよい。

【００４４】そしてテレスコピックアーム１２０および
ブーム１１５等に沿わせて配管した図示しない油圧ホー
スにより、油圧ショベル１１０の油圧パワーユニット１
１２と掘削装置１のコントロールバルブ２１とを接続
し、油圧ショベル１１０を運転してテレスコピックアー
ム１２０を伸長方向に加圧し、テレスコピックアーム１
２０の先端部１２２により受圧部材２５を介して掘削装
置１を旋回中心軸線Ｐ部において下向きに押圧する。

【００４５】この押圧状態で座席シート４７に着座した
オペレータ（図示しない。以下他の図においても同様と
する。）による操作レバー４８の操作により、掘削具１
１の回転駆動およびブーム９，アーム１０等を介しての
前後および上下駆動ならびに旋回台５の旋回駆動をおこ
なって、立掘穴１０３の壁面１０３ａを掘削する。この
とき掘削装置１は、上記のテレスコピックアーム１２０
により下向きに大きな押圧力Ｆ（たとえば２〜３トン）
で立穴１０１の底面１０２部に押付けられ保持されてい
るので、このテレスコピックアーム１２０と底面１０２
部とによって大きな掘削反力をとりつつ、掘削具１１に
より軟岩層からなる立掘穴１０３の壁面１０３ａを、確
実にかつ能率よく掘削して立穴１０１の掘削壁面１０１
ａを形成することができるのである。

【００４６】上記掘削時においては、受圧部材２５はボ
ールジョイント２７をそなえているので、旋回台５の旋
回運動時においても、延長パイプ３５部は旋回中心軸線
Ｐのまわりに回転させることなくテレスコピックアーム
１２０による押圧を支障なく継続して、掘削作業を連続
的におこなうことができる。また掘削具１１の前後，上
下，旋回の各位置への移動は、操作レバー４８により通
常の油圧ショベルと同様な操作でおこなうことができる
ので、オペレータによる操作も容易で、短時間で掘削作
業をおこなうことができるのである。

【００４７】上記掘削により所定直径Ｄの立穴１０１が
形成されたら、前記油圧ホースの接続解除、テレスコピ
ックアーム１２０の先端部１２２の受圧部材２５への連
結解除等、上記掘削開始時と逆の手順で、掘削装置１を
地上部へ吊上げ、掘削土砂はテレスコピックアーム１２
０に取付けた図示しないクラムシェルやその他の公知の
装置・方法により立坑外へ搬出し（以下、この排土につ
いては記述を省略する）、次の立掘穴１０３および立穴
１０１の掘削をおこなう。

【００４８】掘削が進行して掘削地盤に硬岩層が現れた
ら、図１４に示すように発破穴用の掘削装置５０を立穴
１０１内に搬入して底面１０２上に載置し、テレスコピ
ックアーム１２０の先端部１２２を受圧部材８０の連結
部８１にピン連結する。そして地上に配置した油圧パワ
ーユニット１４１を油圧ホースａにより掘削装置５０の
バルブユニット７６に接続し、また同じく地上に配置し
たエアコンプレッサ１４２をエアホースｂにより掘削装
置５０のバルブユニット７６に接続する。

【００４９】上記各ホースの接続完了後、前記立穴壁面
掘削時と同様に油圧ショベル１１０によりテレスコピッ
クアーム１２０の先端部１２２により受圧部材８０を介
して掘削装置５０の基板５２部を下向きに押圧し、この
押圧状態でバルブユニット７６を操作して、下降駆動さ
れる削孔機６６により立穴１０１の穴底の地盤１０８部
に発破穴１４３を削孔し、削孔に伴う切粉は、バルブユ
ニット７６を介して供給されるエアにより削孔穴から排
出させる。

【００５０】このとき掘削装置５０は、上記のテレスコ
ピックアーム１２０により下向きに大きな押圧力Ｆで底
面１０２部に押付けられ保持されているので、前記立穴
壁面掘削時と同様にテレスコピックアーム１２０と立穴
の底面１０２部とにより大きな掘削反力をとりつつ、硬
岩層から成る地盤１０８部に対して、確実にかつ能率よ
く発破穴１４３の削孔をおこなうことができる。

【００５１】また図７に示すように、旋回フレーム５４
の旋回中心軸線Ｑのまわりの旋回駆動、および移動台５
８の矢印Ｙ方向への水平移動、さらに必要に応じてテレ
スコピックアーム１２０による押圧を一時解除するとと
もに、ピン９０を抜取り基板５２と支持板８２のロック
を一時解除した状態で、基台５１を手動操作などにより
側方へ押して、回動中心軸線Ｒのまわりに矢印ｒ方向に
回動させて、掘削装置５０の平面上における向きを変え
ることなどによって、底面１０２部に所望の間隔で多数
個の発破穴１４３を順次削孔することができるのであ
る。なお上記矢印ｒ方向への回動後は、ピン９０により
基板５２と支持板８２の回動をロックして、削孔中にお
ける基台５１の不時の回動を防止する。

【００５２】所望個数の発破穴１４３削孔後は、上記削
孔開始時と逆の手順でテレスコピックアーム１２０の引
上げおよび掘削装置５０の立坑外への搬出をおこなった
のち、発破工事をおこなえば、テレスコピックアーム１
２０および掘削装置５０に発破による損傷は何ら生じる
ことはない。

【００５３】発破による掘削土砂の排出後、硬岩層に形
成された立掘穴１０３内には、アーム１０の先端部に油
圧ブレーカから成る掘削具２０を取付けた掘削装置１を
搬入する。そして掘削具２０を用いて前記図１３におけ
る立穴壁面掘削時と同様に、テレスコピックアーム１２
０による押圧状態で、大きな掘削反力をとりつつ硬岩層
から成る立穴壁面の掘削をおこなうことができる。

【００５４】また拡底基礎を構築するために立坑１００
の底部を拡底する場合は、先ず図１５に示すように立穴
１０１内に斜杭穴用の掘削装置９５を搬入して底面１０
２上へ載置し、前記発破穴削孔時と同様に地上に配置し
た油圧パワーユニット１４１，エアコンプレッサ１４２
等（図１４参照）とのホース接続をおこない、バルブユ
ニット７６の操作により油圧シリンダ９６を伸縮駆動し
てガイド６３（従ってロッド６９）の傾斜角θを所望の
角度に調節後、テレスコピックアーム１２０の先端部１
２２により受圧部材８０を下向きに押圧した状態で、前
記発破穴削孔時と同様に装置各部を駆動して、前記傾斜
方向に駆動される削孔機６６により斜杭穴１４５の削孔
をおこなう。

【００５５】このとき図１６に示すように、旋回フレー
ム５４の旋回中心軸線Ｑのまわりの旋回駆動、および移
動台５８の矢印Ｙ方向への水平移動、さらに必要に応じ
て前記発破穴掘削時と同様の手順で基台５１を回動中心
軸線Ｒのまわりに矢印ｒ方向に回動させて掘削装置９５
の平面上における向きを変えることなどによって、立穴
１０１の壁面の所望の位置に所望の間隔で多数個の斜杭
穴１４５を順次削孔することができるのである。

【００５６】上記の斜杭穴１４５の削孔後は、掘削装置
９５を搬出し、上記斜杭穴１４５に斜杭Ｓを打込んでそ
の端部をライナ１０４の下部に保持させた後、図１７に
示すように、地盤の土質に応じて上記各掘削工法から選
定した工法により掘削形成した立掘穴１０３内に、土質
に応じた掘削具１１あるいは２０をアーム１０の先端に
取付けた前記掘削装置１を搬入し、前記各工法と同じく
底面１０２上に載置した掘削装置１の受圧部材２５をテ
レスコピックアーム１２０の先端部１２２により押圧し
た状態で、立掘穴１０３の壁面１０３ａを拡径方向に順
次大きく掘削して、拡底部１０９を形成する。

【００５７】テレスコピックアーム１２０および底面１
０２により大きな掘削反力をとりつつ能率よく掘削でき
る点は、上記各掘削時と同様であり、さらに座席シート
４７上のオペレータは拡径進行状況を側方から視認しつ
つ掘削できるので、拡底部１０９を確実容易に形成でき
るのである。上記拡径後、掘削装置１の搬出と排土と必
要部へのライナ１０４の取付けにより、立坑１００は完
成する。

【００５８】以上の掘削工法は直径ｄが３ｍ以下程度の
立坑１００の掘削に適しているが、これより大直径の立
坑１００の掘削には、前記走行式の掘削装置４０を好適
に使用することができる。

【００５９】すなわち先ず、図１８および図１９に示す
ように、土質が軟質の場合の立掘穴１０３の掘削にも、
掘削装置４０は使用することができ、アーム４４の先端
にバケット４６を取付けた掘削装置４０を、他工法によ
り形成した立穴１０１の底面１０２上に載置し、テレス
コピックアーム１２０の先端部１２２を受圧部材２５の
連結部３６にピン連結して、テレスコピックアーム１２
０により下向きに押圧した状態で、ミニショベル４５を
固定位置でミニバックホウとして運転してバケット４６
により底面１０２の約半分の部分を掘下掘削し、その
後、テレスコピックアーム１２０の押圧および連結を一
時解除し、走行体４１の自走により掘削装置４０を図１
９に示すように上記工程による掘下穴部１５１の底面１
５１ａ上に移動載置し、再度テレスコピックアーム１２
０により受圧部材２５を下向きに押圧した状態でバケッ
ト４６により底面１０２部の残り部分を掘削して、大直
径の立掘穴１０３を形成することができる。

【００６０】このときに大きな掘削反力をとりつつ、能
率よく掘削をおこなえる点は、前記各工法と同じであ
る。また立掘穴１０３の壁面１０３ａ部は、上記のバケ
ット４６によって掘削してもよいし、土質が軟質なの
で、手持式のコールピックなどを用いた人力作業で当り
取りあるいは仕上掘りをおこなうのでもよい。

【００６１】これに続く立坑の掘削が進行し、大直径の
立穴１０１の壁面部の掘削時および図２０に示す拡径時
には、地盤の土質に応じて掘削具１１，２０等を選定取
付けした掘削装置４０を、立掘穴１０３の底面上に載置
してテレスコピックアーム１２０により押圧した状態
で、ブーム４３およびアーム４４の伸長による掘削具の
前進駆動および旋回台４２の旋回駆動により掘削具の届
く範囲内での壁面掘削をおこなったのち、テレスコピッ
クアーム１２０の接続を一旦解除して走行体４１の自走
により掘削装置４０を立掘穴底面上の別の位置へ移動
後、テレスコピックアーム１２０による再押付状態で上
記と同様な壁面の掘削をおこなうことを繰返す。

【００６２】上記工程によって大直径の立坑およびその
拡径部を能率よく形成することができ、また掘削装置４
０は自走できるので、掘削装置４０の立穴１０１や立掘
穴１０３の底面上での移動は、短時間で容易におこなえ
るのである。

【００６３】以上は旋回台をそなえた掘削装置１，４０
において、受圧部材２５を旋回台５，４２に設けた場合
について説明したが、図２１は上記掘削装置１におい
て、上記受圧部材２５のかわりに脚体２に受圧部材１６
０を設けた例を示す。すなわち、図２１に示すように受
圧部材１６０は、基管１６１とこれにボルト締めされ上
端部に前記連結部３６をそなえた延長パイプ１６２とか
ら成り、基管１６１の下端部は脚体２の支台２ａ部に固
着され、この基管１６１は旋回台５の旋回中心部に設け
た穴１６３を隙間をもって貫通して上方へ延び、この基
管１６１の上端部に延長パイプ１６２の下端部がボルト
締めされている。なお図中、旋回台５の脚体２による支
持構造および旋回駆動機構の図示は省略してある。

【００６４】この構造の受圧部材１６０をそなえた掘削
装置においては、旋回台５が旋回しても受圧部材１６０
は旋回せず固定位置に保持されるので、受圧部材１６０
は前記のボールジョイント２７などを有しない簡潔な構
造とすることができるのである。

【００６５】また走行体４１をそなえた前記掘削装置４
０にこの受圧部材１６０を適用する場合には、図５に破
線で示す走行体４１のフレーム４１ａに、基管１６１の
下端部を固着し、旋回台４２の旋回中心部に図２１にお
けるのと同じ穴１６３を設ければよく、この場合も旋回
台４２が旋回しても受圧部材１６０は固定位置に保持さ
れ、受圧部材１６０は簡潔な構造のもので済む。

【００６６】この発明は上記各例に限定されるものでは
なく、たとえば受圧部材とテレスコピックアームの先端
部の連結構造は上記以外のものとしてもよく、また旋回
台の旋回中心部に設ける受圧部材は、上記の様なボール
ジョイントを内蔵しない単純な管材とし、この管材とテ
レスコピックアームの先端部との間にボールジョイント
その他の回転継手を介在させて両者を連結する構成とし
てもよく、さらに受圧部材の一部として用いる延長パイ
プは、複数本直列接続すればテレスコピックアームの長
さが充分でない場合でも深い位置での掘削が可能となる
ものであるが、たとえばテレスコピックアームの長さが
充分であり且つ旋回台上の機器の設置スペースに余裕が
ある場合などは、延長パイプを省略して旋回台の上面近
傍位置で受圧部材とテレスコピックアームの先端部を連
結して押圧するようにしてもよい。

【００６７】また斜杭穴用の掘削装置９５においては、
複数種類の長さの控え棒を用意しておき、所望の傾斜角
θ（図１０参照）に応じた長さの控え棒を、前記油圧シ
リンダ９６のかわりにガイド６３と移動台５８との間に
取付けることにより、ガイド６３の水平面に対する傾斜
角を調整するようにしてもよい。

【００６８】また請求項１記載の発明の掘削工法は、上
記の旋回台５，４２や旋回フレーム５４を有しないもの
など、上記以外の構造の掘削装置を用いておこなうこと
もできる。

【００６９】またこの発明は、たとえば一般土木工事の
連続基礎など、上記の鉄塔用の深礎基礎以外の各種基礎
を構築する際の立坑の掘削にも適用できるものである。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
掘削装置の反力をとるための複雑な装置や掘削前後の煩
雑な工程を必要とすることなく、大きな掘削反力をとり
つつ立穴の掘削をおこなうことができる立坑の掘削工法
および掘削装置が得られる。

【００７１】また上記の効果に加えて、請求項２および
請求項４〜７記載の発明によれば、大きな反力をとりつ
つ、立坑の拡底部の形成も確実・容易におこなえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す掘削装置
の側面図である。

【図２】図１の掘削装置の平面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図４】図１の掘削装置における他形式の掘削具取付状
態を示す部分側面図である。

【図５】この発明の実施の形態の第２例を示す掘削装置
の側面図である。

【図６】この発明の実施の形態の第３例を示す掘削装置
の側面図である。

【図７】図６の掘削装置の平面図である。

【図８】図６の掘削装置の正面図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図１０】この発明の実施の形態の第４例を示す掘削装
置の側面図である。

【図１１】立坑の掘削工程を示す略示縦断面図である。

【図１２】立掘穴の掘削方法の一例を示す縦断面図であ
る。

【図１３】図１の掘削装置による掘削状態を示す縦断面
図である。

【図１４】図６の掘削装置による掘削状態を示す縦断面
図である。

【図１５】図１０の掘削装置による掘削状態を示す縦断
面図である。

【図１６】図１０の掘削装置による掘削状態を示す平面
図である。

【図１７】図１の掘削装置による拡径部掘削状態を示す
縦断面図である。

【図１８】図５の掘削装置による掘削状態を示す縦断面
図である。

【図１９】図５の掘削装置による掘削状態を示す要部縦
断面図である。

【図２０】図５の掘削装置による拡径部掘削状態を示す
縦断面図である。

【図２１】この発明の他の実施形態を示す受圧部材の要
部縦断面図である。

【符号の説明】

１…掘削装置、２…脚体、５…旋回台、９…ブーム、１
０…アーム、１１…掘削具、２０…掘削具、２５…受圧
部材、２６…基管、２７…ボールジョイント、３５…延
長パイプ、３６…連結部、４０…掘削装置、４１…走行
体、４２…旋回台、４３…ブーム、４４…アーム、４５
…ミニショベル、４６…バケット、５０…掘削装置、５
１…基台、５４…旋回フレーム、５８…移動台、６３…
ガイド、６６…削孔機、８０…受圧部材、８１…連結
部、８２…支持板、９５…掘削装置、９６…油圧シリン
ダ、１００…立坑、１０１…立穴、１０１ａ…掘削壁
面、１０２…底面、１１０…油圧ショベル、１１５…ブ
ーム、１２０…テレスコピックアーム、１２１…基部、
１２２…先端部、１４３…発破穴、１４５…斜杭穴、１
６０…受圧部材、１６１…基管、１６２…延長パイプ、
１６３…穴、Ｐ…旋回中心軸線。

フロントページの続き (72)発明者 須田 満 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号 株式会社トーエネック本店別館内 (72)発明者 下出 和行 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号 株式会社トーエネック本店別館内 (72)発明者 早瀬 雄一 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号 株式会社トーエネック本店別館内 (72)発明者 辻 八郎 岐阜県岐阜市宇佐南４丁目４番20号 エイ ト工業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の深さの立穴の掘削と、その掘削土
   砂の搬出と、掘削壁面のライナによる補強とを繰返して
   掘進めて行く立坑の掘削工法において、支持体上に地盤
   掘削用の掘削具をそなえた掘削装置を、立穴の底面上に
   載置し、 地上に配置された油圧ショベルのブームに基部を支持し
   たテレスコピックアームの先端部によって、前記掘削装
   置を下向きに押圧した状態で、 前記掘削具により地盤の掘削をおこなうことを特徴とす
   る、立坑の掘削工法。
2. 【請求項２】 前記掘削装置が、支持体上に水平面内で
   旋回自在に支持された旋回台に、前後方向および上下方
   向に移動自在な掘削具をそなえてなり、前記テレスコピ
   ックアームの先端部によって、前記旋回台の旋回中心位
   置において前記掘削装置を下向きに押圧した状態で、前
   記掘削具により立穴の底部または壁面部の掘削をおこな
   うことを特徴とする、請求項１記載の立坑の掘削工法。
3. 【請求項３】 前記掘削装置が、支持体上に削孔機を削
   孔方向に進退自在に支持してなり、前記テレスコピック
   アームの先端部によって、前記支持体を下向きに押圧し
   た状態で、前記削孔機により発破穴または斜杭穴の削孔
   をおこなうことを特徴とする、請求項１記載の立坑の掘
   削工法。
4. 【請求項４】 脚体上に旋回台を水平面内で旋回自在に
   支持し、この旋回台に起倒自在に支持したブームの先端
   部にアームの基部を回動自在に支持し、前記アームの先
   端部に掘削具を交換自在に取付けるとともに、前記旋回
   台の旋回中心部に、前記テレスコピックアームの先端部
   による押圧力を受ける受圧部材を設けたことを特徴とす
   る掘削装置。
5. 【請求項５】 脚体上に旋回台を水平面内で旋回自在に
   支持し、この旋回台に起倒自在に支持したブームの先端
   部にアームの基部を回動自在に支持し、前記アームの先
   端部に掘削具を交換自在に取付けるとともに、前記脚体
   に、前記旋回台の旋回中心部を貫通して上方へ延び前記
   テレスコピックアームの先端部による押圧力を受ける受
   圧部材を設けたことを特徴とする掘削装置。
6. 【請求項６】 走行体上に旋回自在に支持した旋回台に
   起倒自在に支持されたブームとこのブームの先端部に回
   動自在に支持されたアームをそなえたミニショベルにお
   いて、前記アームの先端部に掘削具を交換自在に取付け
   るとともに、前記旋回台の旋回中心部に、前記テレスコ
   ピックアームの先端部による押圧力を受ける受圧部材を
   設けたことを特徴とする掘削装置。
7. 【請求項７】 走行体上に旋回自在に支持した旋回台に
   起倒自在に支持されたブームとこのブームの先端部に回
   動自在に支持されたアームをそなえたミニショベルにお
   いて、前記アームの先端部に掘削具を交換自在に取付け
   るとともに、前記走行体のフレームに、前記旋回台の旋
   回中心部を貫通して上方へ延び前記テレスコピックアー
   ムの先端部による押圧力を受ける受圧部材を設けたこと
   を特徴とする掘削装置。
8. 【請求項８】 基台上に水平面内で旋回自在に支持され
   た旋回フレームと、この旋回フレーム上に水平方向に移
   動自在に支持された移動台と、この移動台に垂直に立設
   されたガイドに沿って往復駆動される削孔機と、前記基
   台上に設けられ前記テレスコピックアームの先端部によ
   る押圧力を受ける受圧部材とを具備したことを特徴とす
   る掘削装置。
9. 【請求項９】 基台上に水平面内で旋回自在に支持され
   た旋回フレームと、この旋回フレーム上に水平方向に移
   動自在に支持された移動台と、この移動台に、水平面に
   対する傾斜角を調節可能に取付けられたガイドと、この
   ガイドに沿って往復駆動される削孔機と、前記基台上に
   設けられ前記テレスコピックアームの先端部による押圧
   力を受ける受圧部材とを具備したことを特徴とする掘削
   装置。