JP2005336908A - 地盤掘削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 並設した回転手段全体に捩れが生じる場合であっても、掘削作業を中断することなく、捩れを簡易に解消しながら、掘削溝を効率良く掘削することができる地盤掘削方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 ベースマシンに対して並設した３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌによって地盤を掘削可能な掘削装置を用いた地盤掘削方法であって、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて、両端に配置された右側回転手段２０Ｒおよび左側回転手段２０Ｌの各下部掘削刃２２Ｒａ，２２Ｌａを互いに異なる方向に回転させるとともに、中央に配置された中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃａの回転方向を一方の方向と逆方向とに切り替えながら掘削溝を掘削することを特徴としている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、地盤を掘削して掘削溝を構築する地盤掘削方法に関する。

従来、掘削溝を掘削する方法としては、一列に並設した３本の掘削軸において、両端に配置された２本の掘削軸を同一方向に回転させるとともに、中央に配置された掘削軸を両端の掘削軸の回転方向と異なる方向に回転させて地盤を掘削し、３本の掘削軸全体に鉛直軸周りの捩れが生じた場合には、全ての掘削軸の回転方向を逆転させることにより、３本の掘削軸全体を捩れ方向と逆方向に回転させて捩れを解消する地盤掘削方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許３４０８２３０号公報（段落００１８、図５）

しかしながら、前記した地盤掘削方法において、一方の方向に回転した時のみに地盤を掘削する掘削刃が各掘削軸に取り付けられている場合には、３本の掘削軸全体の捩れを解消する際に、全ての掘削軸が逆転することにより、掘削作業が中断されてしまうため、施工効率が低下してしまうという問題がある。
また、３本の掘削軸全体の捩れを解消する際に、全ての掘削軸の回転方向を逆転させる必要があるため、掘削装置の構成が複雑になってしまうという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、並設した複数の回転手段によって地盤を掘削する際に、並設した回転手段全体に捩れが生じる場合であっても、掘削作業を中断することなく、捩れを簡易に解消しながら、掘削溝を効率良く掘削することができ、さらに、捩れを解消するために、全ての掘削軸の回転方向を逆転させる必要がないため、掘削装置を簡易な構成にすることができる地盤掘削方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ベースマシンと、軸方向が掘進方向に配置された状態で、ベースマシンに昇降可能に支持されている少なくとも３基の回転手段とを備え、複数の回転手段は、ベースマシンに対して並設した状態で一体化されており、各回転手段に設けられた掘削刃を、各回転手段の軸周りに回転させることにより、地盤を掘削可能な掘削装置を用いた地盤掘削方法であって、並設した回転手段において、両端に配置された２基の回転手段の各掘削刃を互いに異なる方向に回転させるとともに、並設した回転手段において、両端に配置された２基の回転手段の間に配置された少なくとも１基の回転手段の掘削刃の回転方向を、一方の方向と逆方向とに切り替えながら、各回転手段の各掘削刃によって掘削溝を掘削することを特徴としている。

ここで、ベースマシンは、回転手段を昇降可能な装置であれば自走式や固定式など、その構成は限定されるものではない。
また、掘削刃の形状や構成は限定されるものではなく、地盤を効率良く掘削可能な構成であればよい。なお、両端に配置された２基の回転手段の間に配置されており、掘削時に掘削刃の回転方向が切り替えられる回転手段の掘削刃は、その回転方向が一方の方向または逆方向の何れかであっても地盤を掘削可能な構成であることが好ましい。

このように、本発明の地盤掘削方法によれば、並設した回転手段において、両端に配置された２基の回転手段の各掘削刃を互いに異なる方向に回転させることにより、各々の回転力が打ち消し合わされるため、並設した回転手段全体に生じる鉛直軸周りの捩れを抑制することができる。
また、並設した回転手段全体に捩れが生じるような場合であっても、両端に配置された２基の回転手段の間に配置された少なくとも１基の回転手段の掘削刃の回転方向を切り替えることにより、回転方向を逆転させた掘削刃の回転力によって、並設した回転手段全体を捩れ方向と反対方向に回転させて、捩れを簡易に解消することができる。また、並設した回転手段全体の捩れを解消する際に、両端に配置された２基の回転手段の回転方向を逆転させる必要がないため、一方の方向に回転した時のみに地盤を掘削可能な掘削刃を用いた場合であっても、少なくとも２基の回転手段によって掘削を継続することができる。
さらに、全ての回転手段の回転方向を逆転させることなく、両端に配置された２基の回転手段の間に配置された少なくとも１基の回転手段の回転方向を切り替えることにより、並設した回転手段全体の捩れを解消することができるため、掘削装置を簡易な構成にすることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地盤掘削方法であって、回転手段は、軸方向が掘進方向に配置されている固定軸と、固定軸が内挿されており、固定軸周りに回転可能な出力部を有する駆動モータとを備え、掘削刃は、駆動モータの出力部に取り付けられていることを特徴としている。

ここで、固定軸周りに回転可能な出力部を有する駆動モータとは、例えば、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータなど、外周駆動型の油圧式モータである。

このように、本発明の地盤掘削方法では、固定軸周りに回転可能な出力部を有する駆動モータを回転手段に設け、その出力部に掘削刃を取り付けることにより、歯車機構などの駆動機構を介することなく、掘削刃が駆動モータの出力部によって回転するため、掘削装置を簡易な構成にすることができ、製作費用を少なくすることができる。
また、固定軸の下部に駆動モータを取り付けた場合には、掘削時に駆動モータを掘削溝内に配置することができるため、掘削装置を安定させることができる。
さらに、掘削刃と駆動モータとの間隔が小さくなるため、駆動モータの回転力を掘削刃に対して確実に伝達することができる。これにより、駆動モータへの油量または電流などから算出された駆動モータの回転数に基づく掘削刃の回転数と、実際の掘削刃の回転数とのずれを防止することができ、地盤内における掘削刃の回転数を正確に把握することができる。
また、掘削時に固定軸が回転しないため、固定軸に固化剤の供給管を接続する場合には、スイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がなくなり、回転手段を簡易な構成にすることができる。また、回転しない固定軸に各種の計測装置を簡易に設置することにより、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して、正確に施工を管理することができる。

したがって、本発明の地盤掘削方法では、並設した複数の回転手段によって地盤を掘削する際に、並設した回転手段全体に生じる鉛直軸周りの捩れを抑制することができ、さらに、並設した回転手段全体に捩れが生じるような場合であっても、両端に配置された２基の回転手段の間に配置された少なくとも１基の回転手段の掘削刃の回転方向を切り替えることにより、掘削作業を中断することなく、捩れを簡易に解消しながら、掘削溝を効率良く掘削することができる。
さらに、全ての回転手段の回転方向を逆転させることなく、並設した回転手段全体の捩れを解消することができるため、掘削装置を簡易な構成にすることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の地盤掘削方法に用いる掘削装置を示した側面図である。図２は、本実施形態の地盤掘削方法に用いる掘削装置の回転手段を示した正面図である。図３は、本実施形態の地盤掘削方法に用いる掘削装置の中央回転手段の下部掘削刃を示した図で、（ａ）は下部掘削刃を右回転させた場合のビットを示した側面図、（ｂ）は下部掘削刃を左回転させた場合のビットを示した側面図である。図４は、本実施形態の地盤掘削方法における掘削刃の回転方向を示した図で、（ａ）は通常の掘削時を示した概略図、（ｂ）は３基の回転手段全体に捩れが生じた状態を示した概略図である。図５は、本実施形態の地盤掘削方法における掘削刃の回転方向を示した図で、３基の回転手段全体の捩れを解消している態様を示した概略図である。
なお、以下の説明において、左右方向は、図２の左右方向に対応しており、さらに、右回転とは図４（ａ）の時計周りであり、左回転とは図４（ａ）の反時計周りに対応している。

本実施形態では、本発明の地盤掘削方法を用いて掘削溝を掘削するとともに、その掘削溝内に固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤を撹拌混合することにより、掘削溝内の地盤を改良して硬化させる場合を例として説明する。

まず、本実施形態の地盤掘削方法に用いる掘削装置の構成について説明する。
掘削装置１は、図１および図２に示すように、ベースマシン２と、ベースマシン２に昇降可能に支持されている３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌとを備え、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、ベースマシン２に対して並設した状態で一体化されており、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、上部掘削刃２２Ｃａ，２２Ｒａ，２２Ｌａ、下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂおよび混練翼２３Ｃ，２３Ｒ，２３Ｌを有している。
この掘削装置１では、下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂによって掘削溝を掘削するとともに、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌから掘削溝内に固化剤を注入し、混練翼２３Ｃ，２３Ｒ，２３Ｌによって掘削土砂と固化剤とを撹拌混合して地盤を改良するように構成されている。

次に、ベースマシン２の構成について説明する。
ベースマシン２は、図１に示すように、鉛直方向の昇降レール３と、昇降レール３に沿って昇降可能な支持部材４と、昇降レール３を水平方向に旋回させるための旋回台座５と、昇降レール３を傾動させるための可倒手段６と、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに駆動用油を供給するための給油管７と、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌから駆動用油を排出するための排油管８と、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに固化剤を供給するための供給管９と、ベースマシン２を移動させるための履帯１０とを主要部として構成されている。

旋回台座５は、上部台座５ａと下部台座５ｂとから構成され、上部台座５ａには昇降レール３が接続されており、上部台座５ａを水平方向に回動させることにより、昇降レール３を水平方向に旋回させることができる。
昇降レール３の可倒手段６は、伸縮可能な油圧シリンダであり、下端部が上部台座５ａに連結され、上端部が昇降レール３の中間部に連結されており、可倒手段６を伸縮させることにより、昇降レール３の下端部に設けられた回転支持部１１を中心として、昇降レール３を傾動可能となっている。

支持部材４は、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを昇降レール３に沿って鉛直方向に昇降自在な状態で支持する部材である。なお、支持部材４を昇降させるための機構は限定されるものではなく、本実施形態では、旋回台座５上に電動ウィンチ（図示せず）を設置し、電動ウィンチのワイヤ１２を、昇降レール３の上端部に設置された滑車１３と支持部材４の上部に設置された滑車１４とを介して、昇降レール３の上端部から吊り下げ、このワイヤ１２の先端部に支持部材４を取り付けることにより、ワイヤ１２の繰り出し又は巻き取りによって支持部材４を昇降させている。

給油管７および排油管８は、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの駆動を行うために設けられており、施工現場に設置されたオイルタンク（図示せず）から各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに接続され、給油管７および排油管８を通じてオイルタンクから各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに駆動用油が供給されるとともに、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌから排出された駆動用油がオイルタンクに回収されるように構成されている。また、供給管９は、施工現場に設置された貯蔵タンク（図示せず）から各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに接続されており、貯蔵タンクから供給管９を通じて各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌに固化剤が供給されるように構成されている。

次に、回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの構成について説明する。
３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、図１および図２に示すように、ベースマシン２に対して並設されており、ベースマシン２に昇降自在に支持されている。３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、中央に配置された中央回転手段２０Ｃと、右側に配置された右側回転手段２０Ｒと、左側に配置された左側回転手段２０Ｌとから構成され、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌは、鉛直方向に所定間隔を空けて配置された接続部材２４および軸受部材２５によって一体化されている。

中央回転手段２０Ｃは、並設された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて中央に配置され、上端部が接続部材２４に固定された固定軸３０Ｃと、固定軸３０Ｃが貫通しており、固定軸３０Ｃ周りに回転可能な出力部４１Ｃを有する駆動モータ（以下、「アウターモータ」という）４０Ｃと、固定軸３０Ｃが内挿されるようにして、アウターモータ４０Ｃの出力部４１Ｃに取り付けられることにより、固定軸３０Ｃ周りに回転可能な回転軸２１Ｃとから構成されている。また、回転軸２１Ｃの上部には、上部掘削刃２２Ｃａが取り付けられているとともに、回転軸２１Ｃの下端部には、下部掘削刃２２Ｃｂが取り付けられている。さらに、出力部４１Ｃおよび回転軸２１Ｃの外周面には、混練翼２３Ｃが取り付けられている。

そして、中央回転手段２０Ｃのアウターモータ４０Ｃは、貫通している固定軸３０Ｃ周りに出力部４１Ｃが回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、固定軸３０Ｃの高さ方向における略中央部に配置されており、本実施形態では、通常の掘削時には、出力部４１Ｃが固定軸３０Ｃ周りに平面視で右回転するように構成されている（図４（ａ）参照）。
なお、中央回転手段２０Ｃのアウターモータ４０Ｃには、給油経路と排油経路を切り替えるための電磁切替弁が設けられており、この電磁切替弁によってアウターモータ４０Ｃの給油経路と排油経路を切り替えることにより、出力部４１Ｃの回転方向を左回転に逆転させることができ、さらに、逆回転させた状態から給油経路と排油経路を切り替えることにより、出力部４１Ｃの回転方向を右回転に戻すことができる。

また、中央回転手段２０Ｃの固定軸３０Ｃは、中央部に貫通孔を有する中空管であり、中央部の貫通孔の周囲には、軸方向の貫通孔が複数形成されており、各貫通孔は、掘削溝内に圧縮空気を供給するための空気孔と、アウターモータ４０Ｃに駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｃからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｃの内部で駆動用油が流出した際のドレン孔となっている。

また、中央回転手段２０Ｃの回転軸２１Ｃは、固定軸３０Ｃが内挿された状態の中空管であり、アウターモータ４０Ｃを介して上下に分割されており、上部に上部掘削刃２２Ｃａが取り付けられている上部回転軸２１Ｃａと、下端部に下部掘削刃２２Ｃｂが取り付けられている下部回転軸２１Ｃｂとが構成されている。
そして、上部回転軸２１Ｃａの下端部と、下部回転軸２１Ｃｂの上端部とがアウターモータ４０Ｃの出力部４１Ｃに取り付けられており、出力部４１Ｃに連動して上部回転軸２１Ｃａと下部回転軸２１Ｃｂとが回転するように構成されている。なお、下部回転軸２１Ｃｂは回転可能な状態で軸受部材２５を貫通している。

このように構成された中央回転手段２０Ｃでは、上部回転軸２１Ｃａおよび下部回転軸２１Ｃｂを出力部４１Ｃによって回転させることにより、下部回転軸２１Ｃｂの下部掘削刃２２Ｃｂによって地盤を掘削することができるとともに、上部回転軸２１Ｃａの上部掘削刃２２Ｃａを回転させて、中央回転手段２０Ｃよりも上方に貯留された掘削土砂を粉砕することができる。

ここで、中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃｂは、その回転方向が右回転または左回転のいずれかであっても地盤を掘削可能となっている。具体的には、図３に示すように、下部掘削刃２２Ｃｂの下面２６には、回転方向の前後に対応する両側面に刃面２８，２８が形成されている複数のビット２７が取り付けられており、各ビット２７は回転方向に対して傾動可能となっている。これにより、下部掘削刃２２Ｃｂの回転方向が右回転または左回転であっても、各ビット２７の一方の刃面２８によって地盤を掘削することができる。さらに、各ビット２７が傾動することにより、掘削時には、回転方向において後方となるビット２７の刃面２８が地盤に接しない状態となるため、ビット２７に作用する地盤の反力を小さくすることができる。また、回転方向において後方となるビット２７の刃面２８に対して、刃面２８を剥離させる方向の力が地盤から作用することが防止されているため、下部掘削刃２２Ｃｂの破損を防止することができる。なお、下部掘削刃２２Ｃｂの構成は、前記した構成に限定されるものではなく、左右回転において、地盤を効率良く掘削することができる構成であればよい。

また、中央回転手段２０Ｃの混練翼２３Ｃは、アウターモータ４０Ｃの出力部４１Ｃおよび回転軸２１の周囲に取り付けられた螺旋状の部材であり、固定軸３０Ｃ周りに回転することにより、掘削土砂と固化剤を撹拌混合することができるとともに、掘削土砂を上方に排土することができる。
なお、本実施形態では、通常の掘削時の回転方向である右回転において、掘削土砂を上方に排土するように混練翼２３Ｃを傾斜させているが、回転方向の変更に対応させて混練翼２３Ｃの傾斜方向を変化させ、左右回転において排土が行われるように構成してもよい。このように、混練翼２３Ｃの構成は限定されるものではなく、撹拌混合および排土を効率良く行うことができる構成であればよい。

右側回転手段２０Ｒは、図１および図２に示すように、並設された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて右側に配置され、上端部がベースマシン２の支持部材４に固定されている固定軸３０Ｒと、固定軸３０Ｒが貫通しており、固定軸３０Ｒ周りに回転可能な出力部４１Ｒを有するアウターモータ４０Ｒと、固定軸３０Ｒが内挿されるようにして、アウターモータ４０Ｒの出力部４１Ｒに取り付けられることにより、固定軸３０Ｒ周りに回転可能な回転軸２１Ｒとから構成されている。また、回転軸２１Ｒの上部には、上部掘削刃２２Ｒａが取り付けられているとともに、回転軸２１Ｒの下端部には、下部掘削刃２２Ｒｂが取り付けられている。さらに、出力部４１Ｒおよび回転軸２１Ｒの外周面には、螺旋状の混練翼２３Ｒが取り付けられている。

そして、右側回転手段２０Ｒのアウターモータ４０Ｒは、貫通している固定軸３０Ｒ周りに出力部４１Ｒが回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、中央回転手段２０Ｃのアウターモータ４０Ｃよりも下方に配置されており、本実施形態では、通常の掘削時には、出力部４１Ｒが固定軸３０Ｒ周りに平面視で左回転するように構成されている（図４（ａ）参照）。なお、右側回転手段２０Ｒでは、中央回転手段２０Ｃと同様にして、アウターモータ４０Ｒに設けられた電磁切替弁によって給油経路と排油経路を切り替えることにより、出力部４１Ｒの回転方向を逆転させることができ、さらに、逆回転させた状態から給油経路と排油経路を切り替えることにより、出力部４１Ｒの回転方向を戻すことができる。

また、右側回転手段２０Ｒの固定軸３０Ｒは、中央部に貫通孔を有する中空管であり、この固定軸３０Ｒの中央部の貫通孔は、固定軸３０Ｒの下端部から掘削溝内に固化剤を供給するための供給孔となっている。また、中央部の貫通孔の周囲には、軸方向の貫通孔が複数形成されており、各貫通孔は、中央回転手段２０Ｃの空気孔に空気供給手段（図示せず）からの圧縮空気を供給するための空気孔と、中央回転手段２０Ｃの給油孔に駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｒに駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｒからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｒの内部で駆動用油が流出した際のドレン孔となっている。

さらに、右側回転手段２０Ｒの空気孔、給油孔およびドレン孔は、中央回転手段２０Ｃの空気孔、給油孔およびドレン孔と、接続部材２４内でホース等により各々連通した状態となっている。

ここで、接続部材２４内における右側回転手段２０Ｒの各孔と中央回転手段２０Ｃの各孔との接続において、固定軸３０Ｃ，３０Ｒは回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がない。
また、固定軸３０Ｒの中央部の貫通孔には供給管９が接続され、さらに、給油孔には給油管７が接続されるとともに、排油孔には排油管８が接続され、ドレン孔にはドレン管（図示せず）が接続されている。なお、各孔と各管の接続において、固定軸３０Ｒが回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を設置する必要がない。

また、右側回転手段２０Ｒの回転軸２１Ｒは、固定軸３０Ｒが内挿された状態の中空管であり、アウターモータ４０Ｒを介して上下に分割されており、上部に上部掘削刃２２Ｒａが取り付けられている上部回転軸２１Ｒａと、下端部に下部掘削刃２２Ｒｂが取り付けられている下部回転軸２１Ｒｂとが構成されている。
そして、上部回転軸２１Ｒａの下端部と、下部回転軸２１Ｒｂの上端部とがアウターモータ４０Ｒの出力部４１Ｒに取り付けられており、出力部４１Ｒに連動して回転するように構成されている。

ここで、右側回転手段２０Ｒでは、固定軸３０Ｒが接続部材２４を貫通した状態で固定され、さらに、下部回転軸２１Ｒが回転可能な状態で軸受部材２５を貫通した状態となっている。これにより、右側回転手段２０Ｒと中央回転手段２０Ｃとは、接続部材２４および軸受部材２５によって一体化されている。

このように構成された右側回転手段２０Ｒでは、上部回転軸２１Ｒａおよび下部回転軸２１Ｒｂを出力部４１Ｒによって回転させることにより、下部回転軸２１Ｒｃの下部掘削刃２２Ｒｂによって地盤を掘削することができるとともに、上部回転軸２１Ｒａの上部掘削刃２２Ｒａによって、掘削溝内に貯留された掘削土砂を粉砕することができる。
また、出力部４１Ｒおよび回転軸２１Ｒの回転により、その周囲に取り付けられている混練翼２３Ｒによって、掘削溝内の掘削土砂と固化剤を撹拌混合することができるとともに、掘削土砂を上方に排土することができる。

左側回転手段２０Ｌは、図１および図２に示すように、並設された３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて左側に配置され、上端部がベースマシン２の支持部材４に固定された固定軸３０Ｌと、固定軸３０Ｌが貫通しており、固定軸３０Ｌ周りに回転可能な出力部４１Ｌを有するアウターモータ４０Ｌと、固定軸３０Ｌが内挿されるようにして、アウターモータ４０Ｌの出力部４１Ｌに取り付けられることにより、固定軸３０Ｌ周りに回転可能な回転軸２１Ｌとから構成されている。また、回転軸２１Ｌの上部には、上部掘削刃２２Ｌａが取り付けられているとともに、回転軸２１Ｌの下端部には、下部掘削刃２２Ｌｂが取り付けられている。さらに、出力部４１Ｌおよび回転軸２１Ｌの外周面には、螺旋状の混練翼２３Ｌが取り付けられている。

この左側回転手段２０Ｌは、右側回転手段２０Ｒと略同一の構成であり、出力部４１Ｌの回転方向が平面視で右回転になっていることが異なっている（図３（ａ）参照）。すなわち、本実施形態では、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて、両端に配置された２基の回転手段２０Ｒ，２０Ｌの各出力部４１Ｒ，４１Ｌが互いに異なる方向に回転するように構成されている。また、左側回転手段２０Ｌでは、中央回転手段２０Ｃや右側回転手段２０Ｒと同様にして、アウターモータ４０Ｌに設けられた電磁切替弁によって給油経路と排油経路を切り替えることにより、出力部４１Ｌの回転方向を逆転させることができ、さらに、逆回転させた状態から給油経路と排油経路を切り替えることにより、出力部４１Ｌの回転方向を戻すことができる。
なお、各回転手段２０Ｒ，２０Ｌの各出力部４１Ｒ、４１Ｌの回転方向は、前記回転方向に限定されるものではなく、各出力部４１Ｒ，４１Ｌが互いに異なる方向に回転していればよい。

また、左側回転手段２０Ｌの固定軸３０Ｌには、右側回転手段２０Ｒの固定軸３０Ｒと同様にして、中央の貫通孔の周囲に軸方向の貫通孔が複数形成されている。各貫通孔は、中央回転手段２０Ｃのアウターモータ４０Ｃからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｌに駆動用油を供給するための給油孔と、アウターモータ４０Ｌからの駆動用油を排出するための排油孔と、アウターモータ４０Ｌのドレン孔とから構成されている。なお、左側回転手段２０Ｌの排油孔は、接続部材２４内で中央回転手段２０Ｃの排油孔とホース等によって連通している。

次に、掘削装置１を用いた地盤掘削方法について説明する。
まず、図１および図２に示すように、掘削位置の側方にベースマシン２を移動させ、旋回台座５および可倒手段６を調整して各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの軸方向が鉛直になるようにして掘削位置の直上に設置する。

そして、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌを駆動して出力部４１Ｃ，４１Ｒ，４１Ｌを回転させることにより、各下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂを回転させる。続いて、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを順次に下降させ、各下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂによって地盤を掘削して、所定深さの掘削溝を構築する。このとき、各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌを掘削溝内に配置することより、掘削装置１を安定させることができる。
さらに、各下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂと各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌとの間隔が小さくなるため、各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌの回転力を各下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂに対して確実に伝達することができる。これにより、各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌへの油量または電流などから算出された各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌの回転数に基づく各下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂの回転数と、実際の各下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂの回転数とのずれを防止することができ、地盤内における各下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂの回転数を正確に把握することができる。

また、本実施形態の掘削装置１では、図４（ａ）に示すように、３基の回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌにおいて、両端に配置された右側回転手段２０Ｒおよび左側回転手段２０Ｌの各下部掘削刃２２Ｒｂ，２２Ｌｂを互いに異なる方向に回転させており、各下部掘削刃２２Ｒｂ，２２Ｌｂの回転力が打ち消し合わされるため、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捩れが抑制されている。

しかしながら、図４（ｂ）に示すように、中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃｂに作用する反力によって、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体が左回りに（反時計周り）に捩れてしまう場合がある。
このような場合には、図５に示すように、中央回転手段２０Ｃの出力部４１Ｃの回転方向を切り替えて、下部掘削刃２２Ｃｂの回転方向を逆転（左回転）させて地盤を掘削することにより、下部掘削刃２２Ｃｂに作用する反力によって、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体を捩れ方向と反対方向に回転させることができ、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捩れを簡易に解消することができる。このとき、右側回転手段２０Ｒと左側回転手段２０Ｌの各下部掘削刃２２Ｒｂ，２２Ｌｂの回転方向を逆転させる必要がないため、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捩れを解消している間であっても、右側回転手段２０Ｒと左側回転手段２０Ｌによる掘削が継続されている。

なお、本実施形態では、中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃｂの反力によって、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体が左回りに捩れる場合を想定しているが、掘削する地盤の土質など、各種施工条件によっては、中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃｂの回転力によって、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体が、中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃｂの回転方向と同一方向（右回転）に捩れてしまう場合がある。このような場合においても、中央回転手段２０Ｃの出力部４１Ｃの回転方向を切り替えて、下部掘削刃２２Ｃｂの回転方向を逆転（左回転）させて地盤を掘削することにより、中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃｂの回転力によって、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体を捩れ方向と逆方向（右回転）に回転させて、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捩れを簡易に解消することができる。

このようにして、適宜に中央回転手段２０Ｃの下部掘削刃２２Ｃｂの回転方向を切り替えて、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捩れを解消しながら掘進するとともに、右側回転手段２０Ｒおよび左側回転手段２０Ｌの中央部の貫通孔に供給管９を通じて固化剤を供給する。

この固化剤は右側回転手段２０Ｒおよび左側回転手段２０Ｌの固定軸３０Ｒ，３０Ｌの中央部の貫通孔を通過して、固定軸３０Ｒ，３０Ｌの下端部から掘削溝内に注入される。さらに、中央回転手段２０Ｃの空気孔から掘削溝内に圧縮空気を供給する。
そして、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの各混練翼２３Ｃ，２３Ｒ，２３Ｌによって掘削土砂と固化剤とが掘削溝内で撹拌混合される。

なお、本実施形態の掘削装置１では、各固定軸３０Ｃ，３０Ｒ，３０Ｌが回転しないため、各固定軸３０Ｃ，３０Ｒ，３０Ｌ内に電源ケーブルや通信ケーブル等を簡易に配線することができる。これにより、各固定軸３０Ｃ，３０Ｒ，３０Ｌの下端部に、掘削溝内における各掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂの位置や深度を計測する計測装置を簡易に設置することができ、掘削溝内の掘削状態をリアルタイムで把握して正確に施工を管理して、掘削溝を精度良く掘削することができる。

ここで、礫地盤など硬質の地盤を掘削する場合には、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの各掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂによって地盤を掘り起こすことができなくなってしまう場合がある。このような場合には、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌの出力部４１Ｃ，４１Ｒ，４１Ｌを一方の方向と逆方向とに交互に回転させ、下部掘削刃２２Ｃｂ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂを掘削面に打撃させて、地盤に対して小刻みに衝撃を与えることにより、地盤を掘り起こしたり、粉砕することができ、硬質の地盤における掘削能力を高めることができる。

最後に、掘削土砂と固化剤を撹拌混合しながら、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌを上昇させて掘削溝から引き上げる。このとき、各アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌの出力部４１Ｃ，４１Ｒ，４１Ｌを、通常の掘削時と逆方向に回転させながら上昇させることにより、アウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌと掘削土砂との間の抵抗力が小さくなるため、掘削溝から簡易に引き上げることができる。
さらに、掘削溝の上方で掘削土砂の硬化が進行してしまっている場合であっても、各回転軸２１Ｃ，２１Ｒ，２１Ｌの上部掘削刃２２Ｃａ，２２Ｒｂ，２２Ｌｂによって掘削土砂が粉砕されて柔らかくなるため、掘削溝から簡易に引き上げることができる。
そして、各回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの離脱後に掘削溝内の掘削土砂の硬化が完了して、掘削溝内の地盤が改良される。

したがって、このような地盤掘削方法によれば、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体に生じる鉛直軸周りの捩れを抑制することができ、さらに、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体に捩れが生じた場合であっても、中央回転手段２０Ｃの回転方向を逆転させることにより、右側回転手段２０Ｒおよび左側回転手段２０Ｌによる掘削作業を中断することなく、捩れを簡易に解消することができ、掘削溝を効率良く掘削することができる。
さらに、全ての回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌの回転方向を逆転させることなく、中央回転手段２０Ｃの回転方向を切り替えることにより、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体の捩れを解消することができるため、掘削装置１を簡易な構成にすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態の掘削装置１では、３基の回転手段２０Ｃ、２０Ｒ、２０Ｌを並設しているが、両端に配置された右側回転手段２０Ｒと左側回転手段２０Ｌとの間に、複数の回転手段を配置し、両端に配置された各回転手段２０Ｒ，２０Ｌの間に配置された回転手段の回転方向を逆転させることにより、並設した回転手段全体の捩れを解消するように構成してもよい。このとき、両端に配置された各回転手段２０Ｒ，２０Ｌの間に配置された回転手段の台数は限定されるものではなく、並設した回転手段全体を４基や５基、さらには、それ以上の台数の回転手段によって構成することができる。
また、両端に配置された各回転手段２０Ｒ，２０Ｌの間に配置された複数の回転手段は、全ての回転手段が同一方向に回転している構成や、隣り合う回転手段が異なる方向に回転している構成など、その回転方向は限定されるものではない。さらに、並設した回転手段全体の捩れを解消する場合には、両端に配置された各回転手段２０Ｒ，２０Ｌの間に配置された複数の回転手段のうち、少なくとも１基の回転手段の回転方向を逆転させればよく、その台数は、捩れを解消するために必要な回転力を得られるように、施工現場の土質などに対応させて適宜に設定されるものである。

また、中央回転手段２０Ｃの回転方向の切り替えは、並設した回転手段２０Ｃ，２０Ｒ，２０Ｌ全体に捩れが生じないように、所定深度、または所定時間ごとに切り替えるように予め設定してもよい。

また、本実施形態の掘削装置１では、外周駆動型のアウターモータ４０Ｃ，４０Ｒ，４０Ｌを用いているが、掘進方向の軸回りに回転可能な出力軸を有する駆動モータ（以下、「インナーモータ」という）を用いてもよく、その構成は限定されるものではない。

本実施形態の地盤掘削方法に用いる掘削装置を示した側面図である。 本実施形態の地盤掘削方法に用いる掘削装置の回転手段を示した正面図である。 本実施形態の地盤掘削方法に用いる掘削装置の中央回転手段の下部掘削刃を示した図で、（ａ）は下部掘削刃を右回転させた場合のビットを示した側面図、（ｂ）は下部掘削刃を左回転させた場合のビットを示した側面図である。 本実施形態の地盤掘削方法における掘削刃の回転方向を示した図で、（ａ）は通常の掘削時を示した概略図、（ｂ）は３基の回転手段全体に捩れが生じた状態を示した概略図である。 本実施形態の地盤掘削方法における掘削刃の回転方向を示した図で、３基の回転手段全体の捩れを解消している態様を示した概略図である。

符号の説明

１ 掘削装置
２ ベースマシン
２０Ｃ 中央回転手段
２０Ｒ 右側回転手段
２０Ｌ 左側回転手段
２２Ｃｂ 下部掘削刃（中央回転手段）
２２Ｒｂ 下部掘削刃（右側回転手段）
２２Ｌｂ 下部掘削刃（左側回転手段）
３０Ｃ 固定軸（中央回転手段）
３０Ｌ 固定軸（左側回転手段）
３０Ｒ 固定軸（右側回転手段）
４０Ｃ アウターモータ（中央回転手段）
４０Ｒ アウターモータ（右側回転手段）
４０Ｌ アウターモータ（左側回転手段）
４１Ｃ 出力部（中央回転手段）
４１Ｒ 出力部（右側回転手段）
４１Ｌ 出力部（左側回転手段）

Claims (2)

1. ベースマシンと、
   軸方向が掘進方向に配置された状態で、前記ベースマシンに昇降可能に支持されている少なくとも３基の回転手段と、を備え、
   前記複数の回転手段は、前記ベースマシンに対して並設した状態で一体化されており、
   前記各回転手段に設けられた掘削刃を、前記各回転手段の軸周りに回転させることにより、地盤を掘削可能な掘削装置を用いた地盤掘削方法であって、
   前記並設した回転手段において、両端に配置された２基の前記回転手段の前記各掘削刃を互いに異なる方向に回転させるとともに、
   前記並設した回転手段において、両端に配置された２基の前記回転手段の間に配置された少なくとも１基の前記回転手段の前記掘削刃の回転方向を、一方の方向と逆方向とに切り替えながら、
   前記各回転手段の前記各掘削刃によって掘削溝を掘削することを特徴とする地盤掘削方法。
2. 前記回転手段は、
   軸方向が掘進方向に配置されている固定軸と、
   前記固定軸が内挿されており、前記固定軸周りに回転可能な出力部を有する駆動モータと、を備え、
   前記掘削刃は、前記駆動モータの前記出力部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の地盤掘削方法。

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