JP2018044429A - 地盤中にトレンチを製作する方法及びトレンチカッタ - Google Patents

Abstract

【課題】地盤へのトレンチの位置的に精密な製作を効率的な形態にて行えるようにする。【解決手段】トレンチカッタの下部の地盤対向端に備わる少なくとも一対のカッティングホイールを回動形態にて駆動し、地盤物質を除去しながらトレンチを作り上げ、トレンチカッタ上の少なくとも１個の流体ノズルの働きでトレンチ内に流体を導入する。トレンチカッタのトレンチ内位置を、制御手段により流体が所定形態で供給される幾つかの流体ノズルの働きで制御する。制御手段の働きで流体が別様に供給されうる幾つかの流体ノズルを設け、トレンチカッタの位置の選択的変更を可能にする。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分に従いトレンチカッタにより地盤にトレンチ（溝）を製作する方法であり、トレンチカッタ下部の地盤対向端に備わる少なくとも一対のカッティングホイールを回動形態にて駆動し地盤物質を除去しながらトレンチを作り上げる方法であり、トレンチカッタ上の少なくとも１個の流体ノズルの働きでトレンチ内に流体が導入される方法に関する。

本発明は、更に、請求項７の前提部分に係るカッタフレーム付トレンチカッタであり、その下部の地盤対向端にて、トレンチ内に流体を供給するための少なくとも１個の流体ノズルと共に且つ回動形態で駆動しうるよう、少なくとも一対のカッティングホイールが支持されているトレンチカッタに関する。

地盤にトレンチを製作しうる一般的な装置が例えば特許文献１により知らしめられている。この装置では、二対のカッティングホイールがカッタフレーム上に配置されている。それらカッティングホイールは、支持ロープ上に吊られたカッタフレーム上のジョイントカッティングシールドを挟み、対をなし配置されている。そのカッタの位置制御のため、その支持ロープの懸架点を調整することができる。その目的で、ある特定の調整手段が提供されている。

ロープ懸架式トレンチカッタの場合、更に、そのフレームに対し調整可能なステアリングプレートがカッタフレーム上に設けられることも知られている。その働きにより、カッタのカットトレンチ内位置を変化させることができる。

更に、特許文献２により、コンパクトな楔状カッタフレームを有し、堅固なガイドロッドの働きでカットトレンチ内に外部から案内されるトレンチカッタが知らしめられている。そのカッティングホイール対の間には、その場で除去済地盤物質と混合されて地盤モルタルとなる懸濁液が供給される。特に、トレンチの深度が大きい場合、高い方向安定性を得るには、適切な寸法のガイドロッドを設ける必要がある。

カッティング動作中に、地盤条件例えば１個の岩や地盤密度の変化が原因で、通常なら鉛直なカッティング方向からトレンチカッタが偏向することがある。従来の制御手段ではこうした偏向が対策の対象となる。地盤へのカットトレンチの位置的に精密な製作には、カッタの正確な方向制御が致命的に重要である。

特許文献３により、付加的な混合要素が設けられたトレンチカッタが知らしめられている。

特許文献４からは、カッティング断面を拡張すべくその前面に除去ノズルが配置されたカッティングホイール付トレンチカッタを読み取ることができる。

欧州特許出願公開第０９０３４４３号明細書（Ａ２） 欧州特許第１４５２６４５号明細書（Ｂ１） 欧州特許第１７４８１１０号明細書（Ｂ１） 特開平１１−２００４０４号公報（Ａ１）

本発明が基礎とする目的は、地盤にトレンチを製作する方法及びトレンチカッタであって、地盤へのトレンチの位置的に精密な製作を効率的な形態にて可能にするものを、提供することにある。

本発明によれば、この目的が、一方では請求項１の特徴を有する方法により、他方では請求項７の特徴を有するトレンチカッタにより達成される。

有益な実施形態については従属形式請求項、明細書及び図面にて述べる。

本発明に従い地盤にトレンチを製作する方法の特徴は、トレンチカッタのトレンチ内位置が、制御手段により流体が所定形態で供給される幾つかの流体ノズルの働きで制御されることにある。

本発明の基礎には、カッティングホイールのカッティング効果がカッティングホイールの部位へのフラッシュ流体の供給に依存する、という知見がある。流体の供給が十分な量に至るならば多大な地盤除去が達成される。

本発明の第１の基本着想は、流体をトレンチカッタの個別部位へ、とりわけ地盤に対するカッティングホイールの接触部位内へと選択的に供給する点にある。これを通じ、個別のカッティングホイールの除去容量、ひいては地盤内でのそのカッタのアライメント及び位置に影響を及ぼすことができる。従って、多量の装置がなくともトレンチカッタの方向制御が可能である。

少なくとも２個の流体ノズルについて曰く、各流体ノズルを別々に制御し流体吐出量に関し個別に適合させることができる。各流体ノズルはカッティングホイール１個に割り当てる。

本発明によれば、その部位又は接触部位が、いわば、トレンチカッタのカッティングホイールが接触する作動面となる。この部位は、個別のカッティングホイール１個又は複数個の下方に存する１個の部位であることも、個別のカッティングホイールのカッティング歯が接触する横方向部位であることもあろう。一対しかカッティングホイールを設けない場合、各カッティングホイールに地盤との下部接触部位を具備させることができる。そうしたカッティング装置は、従って、カッティング装置が地盤と接触する２個の下方部位を有することとなろう。流体ノズルは、個別の対地盤接触部位に割り当てることも、個別のカッティングホイール又はカッティングホイール対に直に割り当てることもできる。それら流体ノズルは、カッティング装置の各側に割り当てることもできる。

本発明の他の態様は、本発明に係るトレンチカッタ上に設けられた幾つかの流体ノズルにより、地盤条件を極力均一にすること並びにトレンチカッタのカッティングホイール別カッティング進行度を均等にすることが可能になる点、とりわけ供給される流体を通じ地盤条件を変化させることにより可能になる点に、見て取ることができる。

本発明の更なる発展形態によれば、曰く、制御手段により流体の流体量及び／又は圧力が設定される。この制御手段の働きにより、各流体ノズルにそれ独自の流体圧力又はそれ独自の流体送給量を必要に応じ割り当て、カッティングホイール又はドリリング底、とりわけ個別の接触部位内にそれを供給させることが可能である。この目的で可変容量ポンプ又は可制御設定弁を設けることができる。上掲の流体は、水、フラッシュ懸濁液又は硬化性懸濁液であって地盤中に構造例えば隔壁又は止水壁を形成可能なものと、することができる。要請に従い、その流体を、トレンチカッタによる地盤物質の除去を促進可能な潤滑剤、とりわけ水とすることもできる。カッティングホイールの部位における地盤条件のマッチング、ひいては個別のカッティングホイール上でのカッティング進行度のマッチングは、カッティングホイールによる除去部位内にそれを以て流体が供給される流体量及び圧力のいずれによっても達成することができる。

本発明の更なる発展形態によれば、位置制御のためカッティングホイールの部位内に流体を注入することが、特に有効である。判明している通り、その流体が直に、或いは少なくともそのカッティングホイールの部位に供給されるなら、除去対象地盤物質の地盤条件の変化に関し、ひときわ有益な形態にてその流体を自身の潜在能力に到達させることができる。これにより、その地盤の別の除去対象部位に地盤条件をマッチングさせる処理が必要な地盤の除去対象部位にて、確と、その流体に多大に効果を発揮させることができる。

本発明の更なる発展形態によれば、少なくとも１個の流体ノズルを各カッティングホイール又はカッティングホイール対に割り当て、それらカッティングホイールを対象に別様の地盤除去を別様の流体供給により設定することが、特に望ましい。特に、諸カッティングホイールを対象に大きな地盤条件ばらつきが発現している場合、一方で高地盤密度部位内への流体供給を増やし、それとは別の低地盤密度部位内への流体供給を減らすことが、有益となりうる。同じことは、地盤密度如何によらず、カッティング進行度に違いがある場合にも適用することができる。これを通じ、トレンチカッタに備わるカッティングホイールの全部位にて地盤条件のマッチングを達成することができ、それと同時に、潜在的に有害な、極大量流体の個別地盤部位への供給を防止することができる。こうすることで、カットトレンチにおける流体及び除去済地盤物質の不適切比率混合に対策することができる。

本発明の更なる発展形態によれば、流体として懸濁液を注入しその懸濁液をトレンチ内で除去済地盤物質と混合してコンクリートにすることが、ひときわ望ましい。好適量の流体をトレンチカッタのカッティングエリア内に供給し、それを除去済地盤物質と共に硬化させて構造にすることができる。その際、カッティングホイールを、除去済地盤物質との流体の混合上有益な形態にて用いることができる。硬化させうるよう懸濁液を構成することで、単相法を可能化することができる。好ましくは、カッティング中にまずグランド懸濁液例えばベントナイト懸濁液を注入する。これは地盤液状化及びトレンチの支持に役立つ。次いで、特にカッタの引き上げ中に補助媒質を注入し、その働きで地盤混合物を硬化させることができる。結果として二相法が可能化される。

本発明によれば、トレンチ内に隔壁セグメントを作り上げることがひときわ望ましい。好ましいことに、これは、流体を除去済地盤物質と混合したものにより形成することができる。或いは、地盤中のトレンチから地盤物質を剥離させ、次いで相応な硬化性マスで以てそのトレンチを充填してもよい。

本発明に係るカッタフレーム付トレンチカッタ、とりわけ地盤にトレンチを製作するためのそれの特徴は、制御手段の働きで流体が別様に供給されうる幾つかの流体ノズルが設けられていて、トレンチカッタの位置の個別選択的変化を引き起こせることにある。

本発明のある基本着想によれば、曰く、トレンチカッタ上、とりわけカッティングホイールに近い下部に流体ノズルが配置される。それらは制御手段により個別制御することができ、また個別に設定可能な量の流体をカットトレンチへと吐出しうるよう構成することができる。

好ましくは、それら流体ノズルをカッティングホイールの部位内に配置し、また地盤中でそれらカッティングホイールの付近、とりわけそれらの下方にあるカッティングエリアに流体を供給しうるよう、それら流体ノズルを構成する。これにより、地盤のうちそれらカッティングホイールにより除去される部位への、流体の選択的供給が可能になる。

本発明によれば、少なくとも１個の流体ノズルを各カッティングホイール又はカッティングホイール対に割り当てることが特に望ましい。基本的には、これは制御ノズルとすることができ、それはまた地盤中でのトレンチカッタの位置に影響を及ぼすよう構成することができる。とりわけ、個別のカッティングホイールの部位内、特にカッティングホイールより下方にて地盤条件をマッチングさせることにより、これを可能化することができる。個別の流体ノズルをトレンチカッタのカッティングホイール又はカッティングホイール対に割り当てることにより、それら個別のカッティングホイール又はカッティングホイール対の部位における地盤条件に、ひときわ選択的な形態にて影響を及ぼすことができる。

本発明の特に有益な更なる発展形態は、制御手段がトレンチカッタの位置を特定する手段に接続され、位置的に正確な形態及び／又は位置的に安定な形態にてトレンチ内への流体の供給を実行するようその制御手段が構成される点にある。トレンチカッタのアライメントの鉛直又は所定アライメントからのずれ、例えば鉛直面に対し所定の角度をなすそれからのずれが検出された場合に、まさにそのずれが制御手段に送信されるよう、トレンチカッタの位置を特定する手段を構成すればよい。トレンチカッタのカッティングエリア内への流体の適正供給を通じ、その制御手段により、位置的なずれに対処することができる。とりわけ、トレンチカッタの下方部位のうち他のカッティングホイールに比べ低いカッティング進行度を呈しているものへの流体の増量供給が、その制御手段により可能であるという事実により、これを助長することができる。流体の増量供給に代え又は加え、カッティングホイールのうちカッティング進行度が高い部位への流体の減量供給をその制御手段が行えるようにすることで、残りのカッティングホイールのカッティング進行度に対し、その部位をカッティング進行度の低減により適合化させることができる。

本発明によれば、ほぼ立方体様の基体を有するトレンチカッタとし、その基体の少なくとも１個の長尺側面及び／又は１個の幅広側面の双方の上に少なくとも１個の流体ノズルを配置することが、ひときわ望ましい。カッティング装置の基体に対し様々な空間的方向への流体ノズルのアライメントにより、カッティングホイールの特定部位における地盤特性に対し、ひときわ精密且つ効率的に影響を及ぼすことが可能となる。これは、水平面に対しランダムなアライメントとの関係で補正されたトレンチカッタのアライメントに関し、特に有益たりうる。即ち、トレンチカッタの基体の幾つかの側面上に流体ノズルを所在させることは、基体の長尺側面及び幅広側面に沿った位置のずれ、即ち二通りの空間的方向への位置の傾斜との間連で、ひときわ有益たりうる。

本発明に従い考察するに、カッティングシールドの長尺側面それぞれの上に少なくとも１個の流体ノズルを配置することが、特に有益である。従って、流体ノズルは、個別のカッティングホイール又はカッティングホイール対に割り当てるだけでなく、カッティングシールドの各側面上のカッティングホイールに割り当てることもできる。

以下、次のことを示す添付模式図を用い本発明について更に記述する。

本発明の好適実施形態の模式的側面図である。

図１に、少なくとも１個のカッティングホイール２０を下部に有するトレンチカッタ１０を示す。このカッティングホイールは、少なくとも１個のカッティングホイール２０をカッティングシールド４０の両側に設けうる態で（図示せず）カッティングシールド４０上に配置されている。カッティングホイールを取り巻く破線円はそのカッティングホイールの除去半径を表しており、この装置の一部を形成してはいない。上記少なくとも１個のカッティングホイール２０は、とりわけ、流体ライン５０を用い作動流体の供給を受けうる流体作動手段によって駆動することができる。更に、それによって内部に流体を供給しうるライン５１を設けることができる。この流体ライン５１は、とりわけ、カッタフレーム７０の中心部６０内に設けることができる。好ましくは、カッタフレームの下部特に中心部内に、それによって流体ライン５１から上記少なくとも１個のカッティングホイール２０へと流体を供給できる少なくとも１個の流体ノズル３０を配置する。

特に好ましくは、少なくとも２個のカッティングホイール２０又は２個のカッティングホイール対２０をカッティング装置１０の下端に配置する。その際、カッティングシールド４０の一側面上にそれぞれ少なくとも１個のカッティングホイール２０を配置することができる。特に好ましいのは、カッティングシールド４０の一側面上にそれぞれ２個ずつカッティングホイール２０が配置される態で、４個のカッティングホイール２０をカッティング装置１０上に配置することである。とりわけ、その流体ノズル３０の働きによりカッティングホイールの下部にて流体が利用可能になる態で、流体ノズル３０を個別のカッティングホイール２０に割り当てることができる。そのために、流体ノズル３０を、とりわけ、カッティングシールド４０の一側面に設けられているカッティングホイール２０の間に設けることができる。好ましいことに、カッティングシールド４０の一側面に流体ノズル３１を割り当てることもできる。同様に、流体ノズル３２を、カッティングシールド４０の前面上のカッティングホイール対に割り当てることができる。流体ノズル３１及び３２は、個別的且つ互いに独立に、カッティング装置１０上に設けることができる。好ましくは、少なくとも流体ノズル３１に加え流体ノズル３２を設ける。加えて、カッティングホイール間に流体ノズル３０を設けることもできる。基本的には、全ての流体ノズルを制御手段８０により個別に制御することができる。即ち、要請に従い、各カッティングホイール２０へ及び１個のカッティングホイール対へ、或いはカッティングシールド４０の一側面へと流体を個別に供給することができ、それにより、それらカッティングホイール２０により除去されるべき地盤物質の状態に影響を及ぼすことができる。

同様に、設けられている制御手段８０により、カッティング装置の個別部位内、特にカッティングホイール２０の部位内への流体の供給を、とりわけ、地盤中でのカッティング装置の位置に基づき実行することができる。これは、カッティング部位内への流体の供給量を増すこと及び減らすことのいずれでもなしうる。カッティング装置の位置は相応な手段９０を用い特定することができ、その手段９０により制御手段８０へとその位置データを送信することができる。即ち、流体ノズル３０，３１，３２を、とりわけ地盤中でのカッティング装置１０の位置を正すため、制御ノズルとして個別に展開することができる。図１に係る好適実施形態に即しそれら流体ノズルを配置することにより、流体との地盤物質の良好な混合及び／又は地盤物質の液状化を達成することができる。これは、カッティングホイール２０の下部に流体を運び入れ、それらカッティングホイール２０の下側にある地盤を除去する上で、有益なことでありうる。その流体は、とりわけ、地盤物質と混合される懸濁液とすることができる。その懸濁液の当初の働きは地盤の液状化であり未硬化である。その後、硬化剤又は結着剤をその中に供給することで、地盤及び懸濁液の混合物からなる構造を地盤中に形成することができる。

Claims (12)

1. トレンチカッタにより地盤にトレンチを製作する方法であり、トレンチカッタ下部の地盤対向端に備わる少なくとも一対のカッティングホイールを回動形態にて駆動し地盤物質を除去しながらトレンチを作り上げる方法であり、トレンチカッタ上の少なくとも１個の流体ノズルの働きでトレンチ内に流体が導入される方法であって、
   上記トレンチカッタのトレンチ内位置が、制御手段により流体が所定形態で供給される幾つかの流体ノズルの働きで制御される方法。
2. 請求項１に係る方法であって、
   上記制御手段により上記流体の流体量及び／又は圧力を設定する方法。
3. 請求項１に係る方法であって、
   位置制御のため上記カッティングホイールの部位内に流体を注入する方法。
4. 請求項１に係る方法であって、
   少なくとも１個の流体ノズルを各カッティングホイール又はカッティングホイール対に割り当て、それらカッティングホイール上で別様の地盤除去を別様の流体供給により設定する方法。
5. 請求項１に係る方法であって、
   流体として懸濁液を注入しその懸濁液をトレンチ内で除去済地盤物質と混合して地盤コンクリートにする方法。
6. 請求項１に係る方法であって、
   上記トレンチ内に隔壁セグメントを作り上げる方法。
7. カッタフレームを有するトレンチカッタ、とりわけ請求項１に従い地盤にトレンチを製作する方法用のトレンチカッタであり、その下部の地盤対向端にて、トレンチ内に流体を供給するための少なくとも１個の流体ノズルと共に且つ回動形態で駆動しうるよう、少なくとも一対のカッティングホイールが支持されているトレンチカッタであって、
   制御手段の働きで流体が別様に供給されうる幾つかの流体ノズルが設けられており、トレンチカッタの位置の選択的変化を引き起こしうるトレンチカッタ。
8. 請求項７に係るトレンチカッタであって、
   上記流体ノズルが上記カッティングホイールの部位内に配置されており、それらカッティングホイールの付近、とりわけそれらの下方にある地盤中のカッティングエリアに流体を供給するよう、それら流体ノズルが構成されているトレンチカッタ。
9. 請求項７に係るトレンチカッタであって、
   少なくとも１個の流体ノズルが各カッティングホイール又はカッティングホイール対に割り当てられているトレンチカッタ。
10. 請求項７に係るトレンチカッタであって、
    上記制御手段が上記トレンチカッタの位置を特定する手段に接続されており、位置的に正確な形態及び／又は位置的に安定な形態にて上記トレンチ内への流体の供給を実行するようその制御手段が構成されているトレンチカッタ。
11. 請求項７に係るトレンチカッタであって、
    ほぼ立方体様の基体を有するトレンチカッタであり、その基体の少なくとも１個の長尺側面及び／又は少なくとも１個の幅広側面の双方の上に流体ノズルが配置されているトレンチカッタ。
12. 請求項７に係るトレンチカッタであって、
    上記カッティングシールドの長尺側面それぞれの上に少なくとも１個の流体ノズルが配置されているトレンチカッタ。

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