JP2604669B2 - 深礎基礎施工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は山岳地帯などで高速道路
橋用支柱などを構築する際に、その深礎基礎坑を効率よ
く掘削施工するための深礎基礎掘削施工に好適な深礎基
礎施工機に係り、特に深礎基礎掘削孔内壁にコンクリー
トの吹き付けをして容易に壁面保護用コンクリート層を
形成でき、岩盤などの硬岩でも効率良く掘削でき、深礎
基礎坑を効率よく掘削施工するための深礎基礎施工機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、深礎基礎孔の掘削施工は人力施工
による工法として開発されてきたが、坑内でのブレーカ
ーの騒音や採掘土砂の排出などの人力作業による場合が
多く苦渋作業であり、孔深部の作業では落下、墜落事故
が多く、危険を伴う作業のため労働力の確保が困難であ
る。しかも、深礎基礎用竪穴の掘削施工は事故発生率が
高いため施工機械の開発が望まれている。そこで、人力
施工の代替として一般施工用の建設機械の流用などが考
えられており、一般掘削機械を小型化した専用機の開発
も試みられつつあるが、地下作業の安全の面から特に操
作室内から操作あるいは監視しながら地下作業ができる
掘削施工装置が特に要望されている。

【０００３】そして、この種の基礎掘削法として特公昭
５９−４５０７１号公報に開示された平地に施工された
基礎上に門型クレーンを据え付け、この門型クレーン内
において掘削機を組み立て、門型クレーンに対してガイ
ドパイプで支持させた状態で掘削機を下降させ乍ら土砂
を掘削し、掘削が進むにつれて掘削機の周囲に掘削孔内
面に接するように設けたスキンプレートの上端にライナ
ープレートを継ぎ足し、所定径で、かつ所定深さの掘削
孔形成後、前記掘削機を引き上げることを特徴とする鉄
塔等の基礎掘削法が公知である。

【０００４】この基礎掘削法は、平地に施工された基礎
上に門型クレーンを据え付け、この門型クレーンに内に
おいて掘削機を組み立て、この掘削機を門型クレーンに
対してガイドパイプで支持させた状態で掘削機を下降さ
せ乍ら土砂を掘削し、掘削が進むにつれて掘削機の周囲
に掘削孔内面に接するように設けたスキンプレートの上
端にライナープレートを継ぎ足し、所定径で、かつ所定
深さの掘削孔形成後、前記掘削機を引き上げる方法であ
るから、上記の基礎掘削法によれば掘削機の下降を前記
ガイドパイプを以って確実に行なえ、しかも、掘削孔内
面の崩壊は前記スキンプレート及びライナープレートに
よって確実に防止でき、掘削作業を能率良く容易に行な
うことができるというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、深礎基
礎は一般に直径が２ｍ〜５ｍと小さく、深さは最大３０
ｍという特殊条件の竪穴であるために、一般の建設機械
の改造、転用では能率的な掘削施工は困難である。その
上、一般の建設機械を小型化しただけでは掘削能力が不
足であり、作業効率等に問題がある。さらに、深礎基礎
は土質的に軟弱な土礎から硬岩まで広範囲にわたるの
で、単一の機械では各土質を掘削することは不可能に近
く作業効率に問題がある。

【０００６】また、上記特公昭５９−４５０７１号公報
に開示された鉄塔等の基礎掘削法では掘削孔の壁面が崩
れるのを防止するためにライナープレート２２を掘削孔
２６の内部で人間が組み立てていき、竪穴状掘削孔２６
の掘削作業が完了すると、ガイドパイプ１９、ガイドパ
イプ固定装置２０、ガイドパイプ上下装置２１、掘削掻
き寄せバケット１２、ブレーカ１８、ドリフタ２３等を
掘削孔２６内に人間が入り分解してから引き上げる方法
であるから、これらの掘削孔内での作業は落下、墜落事
故が多く、危険を伴う作業となる重大な欠点がある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、地上において自在に走行可能な移動式クレーンか
ら吊り下げられた深礎基礎施工機によって深礎基礎用竪
穴内での掘削作業、掘削面の凸部の当り取り作業、コン
クリート吹付などの壁面支保作業が迅速に、かつ効率的
に施行でき、しかも施工作業が安全な深礎基礎施工機を
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するための、地上の移動式クレーンから深礎掘削坑中
に吊り下げられるグリッパ付き吊り架台の下に、回転可
能に取付けられた旋回フレームを装着し、該旋回フレー
ムの下部に、掘削機をそのカッター部が穴径方向及び鉛
直方向に移動可能に装着し、該掘削機の側方空間部に削
岩機をその穿孔方向が変更可能に装着し、さらにその側
部空間に操作室を配設し、かつ該操作室の底部にはコン
クリート吹付ノズルを揺動可能に装着したことを特徴と
した深礎基礎施工機であり、また地上の移動式クレーン
から深礎掘削坑中に吊り下げられるグリッパ付き吊り架
台の下に、回転可能に取付けられた旋回フレームを装着
し、該旋回フレームの下部に、掘削機をそのカッター部
が穴径方向及び鉛直方向に移動可能に装着し、該掘削機
の側方空間部に削岩機をその穿孔方向が変更可能に装着
し、さらにその側部空間に操作室を配設し、かつ該操作
室の底部にはライナープレート取付けアームを伸縮かつ
揺動可能に装着したことを特徴とした深礎基礎施工機で
ある。

【０００９】 さらに、本発明は地上の移動式クレーン
から深礎掘削坑中に吊り下げられるグリッパ付き吊り架
台の下に、回転可能に取付けられた旋回フレームを装着
し、該旋回フレームの下部に、掘削機をそのカッター部
が穴径方向及び鉛直方向に移動可能に装着し、該掘削機
の側方空間部に削岩機をその穿孔方向が変更可能に装着
し、さらにその側部空間に操作室を配設し、かつ前記旋
回フレームの中心付近にその先端部が回転可能な支柱を
下方に向けて立設し、該支柱に吹き付けノズルを揺動可
能に配設したことを特徴とした深礎基礎施工機であり、
また地上の移動式クレーンから深礎掘削坑中に吊り下げ
られるグリッパ付き吊り架台の下に、回転可能に操作室
を装着し、該操作室の一側にカッターを備えた伸縮可能
な掘削機を穴径方向及び鉛直方向に移動可能に装着し、
該操作室の他側には上下２本の伸縮アームに支持された
鉛直方向に伸縮できる支持体に削岩機を装着し、かつ前
記操作室の下部にはその先端部が回転可能な支柱を下方
に向けて立設したことを特徴とした深礎基礎施工機であ
る。

【００１０】

【作用】次に、本発明の作用について説明すると、先ず
地上の走行可能な自走フレーム上に中央頂部に滑車を装
着した吊フレームを立設し、その地上の自走フレームを
高速道路橋用支柱などを構築するための所定の深礎基礎
掘削孔上に、その深礎基礎掘削孔内のクラムシェル等に
よる排土作業が終了するのをまって移動させ、上記自走
フレーム上に配置されたウインチによって自走フレーム
上の滑車から自走フレームの中央附近を通過して深礎基
礎施工機を目的の深礎基礎掘削孔中にワイヤで吊り下げ
る。そして所定の位置に達したら吊り架台のグリッパを
伸長して孔壁に架台を固定した後、その架台に対して回
転可能に取付けられた旋回フレームに装着した掘削機を
利用して竪孔掘削面の凸部の当り取りを孔内全面に行な
い、次いで上記深礎基礎施工機に装備した吹付ノズルを
利用して掘削面へのコンクリート吹付作業を行なって壁
面保護用コンクリート層を形成する。また操作室の底部
に伸縮かつ揺動可能なライナープレート取付けアームを
装備した深礎基礎施工機にあっては操作室の底部に配設
したこのライナープレート取付けアームを利用して全壁
面にライナープレートの組み立て作業を行なう。

【００１１】このようにして掘削作業および壁面保護層
の形成作業が進み、岩盤などのような掘削機やクラムシ
ェルにて掘削不能になった場合や、掘削効率が極端に悪
くなった場合に、深礎基礎掘削孔内で発破孔用等の削孔
を行なう必要があるときは深礎基礎施工機に装備した削
岩機を利用して発破孔等の削孔を行なう。したがって、
深礎基礎等竪孔内での掘削面の凸部の当り取り作業、掘
削面へのコンクリート吹付作業、ライナープレートの組
み立て作業、そして発破孔等の削孔作業などの全作業を
安全に行なうことができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１ないし図４には本実施例の地上の
自走フレームによって吊り下げられた深礎基礎施工機を
示している。図１において山岳地帯などで高速道路橋用
支柱などを構築する際に、その深礎基礎孔を掘削施工す
る予定地の所定の場所に穴口をショベルまたはバックホ
ーなどで掘削し、セグメント１を設置し、その周囲をコ
ンクリートによって固定する。このようにして形成した
深礎基礎用掘削坑Ｐに、地上においてクローラなどによ
って走行可能な自走フレーム２上に吊りフレーム３を装
備した移動式吊り装置４を移送する。そして上記自走フ
レーム２上に配置された一対のウインチ５によって自走
フレーム２の中央附近から排土作業が完了した穴口のセ
グメント１内に吊りフレーム３からワイヤ６によって深
礎基礎施工機７を吊り下げる。符号２ａは移動式吊り装
置４のアウトリガーである。そして、この移動式吊り装
置は一般の移動式クレーンなどをも含むものである。

【００１３】この深礎基礎施工機７は図３および図４に
示すように、上記ワイヤ６によって吊り下げられた吊り
架台８の下に回転可能な旋回フレーム９を装着し、この
旋回フレーム９の下部には、掘削機１０がそのカッター
部１１が穴径方向及び鉛直方向に移動可能に装着され、
またその掘削機の側方空間部には削岩機１２がその穿孔
方向が変更可能に装着され、さらにその側部空間に操作
室１３が固設され、その操作室１３の底部にコンクリー
ト吹付ノズル１４を上下揺動可能に、かつ回転可能に装
着されている。したがってこの深礎基礎施工機７のグリ
ッパ１５によって保護壁１６ａに深礎基礎施工機７を固
定した後、その深礎基礎施工機７に装備した掘削機１０
を利用して操作室１３内で操作して掘削機１０を上下さ
せたり、旋回フレーム９を旋回させて掘削壁面１６全面
の凸部の当り取りを行ったり、同様に上記コンクリート
吹付ノズル１４を利用して掘削面１６全周へのコンクリ
ート吹付作業を行なって保護壁１６ａを形成する。また
発破孔等の削孔を行なう必要があるときは前記削岩機１
２を選択して、旋回フレーム９を旋回させながら孔底に
発破孔用の削孔を行なって、連続的に深礎基礎用掘削坑
Ｐを掘削施工する。

【００１４】さらに、図５ないし図７には本実施例の旋
回フレーム９に装備した掘削機１０、コンクリート吹付
ノズル１４、削岩機１２の詳細を示しており、図５に示
すように掘削機１０は、旋回フレーム９にピストン１７
によって穴径方向に回動可能に取付けられており、さら
に掘削機１０のシリンダ１０ａによって鉛直方向にもカ
ッター部１１が伸縮でき、さらに旋回フレーム９の旋回
によってカッター部１１は掘削坑の円周方向にも回転で
きる。したがって掘削機１０のカッター部１１を掘削壁
面１６に当てシリンダ１０ａによって鉛直方向に動かし
て凸部の当り取りを行った後、旋回フレーム９を所定量
回して同様に鉛直方向を仕上げていく。また、図６に示
すようにコンクリート吹付ノズル１４は、操作室１３の
底部に揺動可能に取付けたノズル揺動装置１８に取付け
られており、ピストン１９によってコンクリートの噴出
方向が上下に変えられ、さらに旋回フレーム９の旋回に
よってコンクリートの噴出方向は掘削坑の円周方向にも
移動できるから、吹き付けノズル１４を揺動しながら旋
回フレーム９を回転して所定の幅で所定の厚さの全周に
わたって吹付け保護壁１６ａを形成する。なお、この際
吹付けるコンクリートは圧送管２０によって送られてく
る。

【００１５】さらに、図７に示すように削岩機１２は、
旋回フレーム９にピストン２１によって穴径方向に回動
可能に取付けられており、また削岩機１２の支持体２２
のシリンダによって鉛直方向にも伸縮でき、さらに旋回
フレーム９の旋回によって削岩機１２は掘削坑Ｐの円周
方向にも回転できるから、削岩機１２を操作位置に動か
し孔の半径方向に装薬孔を削孔し、次に旋回フレーム９
を回して位置を変えて所定数の削孔を行なう。したがっ
て削岩機１２の支持体２２は鉛直方向にも伸縮でき、旋
回フレーム９の旋回によって円周方向にも回転できるか
ら、孔底２３のどこにでも発破孔用の削孔が行なえる。
なお、符号９ａは旋回フレーム９用旋回ベアリングであ
る。このようにして一定の掘削が終了した後、吊り架台
８のグリッパ１５をゆるめ所定位置に戻して深礎基礎施
工機７全体をワイヤ６によって地上に引き上げ、所定場
所に待機させてから、図１３に示すキャタピラなどによ
って地上を走行可能な自走クラムシェル１７を深礎基礎
用掘削坑Ｐに移動させ、そのクラムシェル１７によって
掘削穴内の排土作業を行なう。

【００１６】また、操作室１３の底部に吹付ノズル１４
の代わりにライナープレート取付けアーム２４を伸縮か
つ揺動可能に装備した他の実施例を図８に示す。この実
施例では操作室１３の底部に１周を４つ割としたライナ
ープレート２５を掘削壁２６に運び、組み立てるため伸
縮可能なライナープレート取付けアーム２４をピストン
２７によって揺動し、さらに旋回フレーム９の旋回によ
ってこのライナープレート取付けアーム２４を掘削坑Ｐ
の円周方向にも回転できるから、ライナープレート２５
を孔壁２６のどの部分にも取付けることができる。また
図９に示した他の実施例は旋回フレーム９の中心部に支
柱３５を下方に立設し、その下端部２８に回転可能部２
９を設け、支柱３５に吹き付けノズル１４を取付けたも
のであり、また図１０は支柱下部の拡大説明図である。

【００１７】また、他の実施例を図１１と図１２に示
す。本実施例はワイヤ６によって吊り下げられた吊り架
台８の下に回転可能に操作室３０を装着し、この操作室
３０の一側にカッタ１１を備えた伸縮可能な掘削機１０
を穴径方向にも鉛直方向にも回動可能に装着し、また掘
削機１０の反対側には上下２本の伸縮アーム３１，３２
に支持された鉛直方向に伸縮できる支持体２２に削岩機
１２が装着されている。また操作室３０の下部には、そ
の下端部３３に回転可能部３４を設けた支柱３５が突設
されている。符号３６は操作室３０の出入り用扉であ
る。したがって本実施例では、操作室３０と掘削機１
０、削岩機１２とが一緒に回転するから、これらの操作
が操作室３０から容易に行なうことができ、凸部の当り
取り作業や発破用の削孔作業が肉眼で監視しながら的確
にできる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る深礎基
礎施工機によれば、走行可能な自走フレーム上に配置さ
れたウインチによって自走フレーム上の滑車から自走フ
レームの中央附近を通過して深礎基礎施工機を目的の深
礎基礎掘削坑中にワイヤで吊り下げ、所定の位置に達し
たら吊り架台のグリッパを伸長して孔壁に架台を固定し
た後、その架台に対して回転可能に取付けられた旋回フ
レームに装着した掘削機を利用して坑内の掘削面の凸部
の当り取りを孔内全面に行なうことができ、また上記深
礎基礎施工機に装備した吹付ノズルを利用して掘削面へ
のコンクリート吹付作業を行なって壁面保護用コンクリ
ート層を容易に形成できる。さらにまた掘削作業および
壁面保護層の形成作業が進み、岩盤などのような掘削機
やクラムシェルにて掘削不能になった場合や、掘削効率
が極端に悪くなった場合には、深礎基礎掘削坑内で削岩
機を利用して発破孔等の削孔をも深礎基礎施工機を地上
に引き上げることなしに行なうことができるので、施工
が効率的にでき、山岳地帯などで高速道路橋用支柱など
を構築する際の深礎基礎坑の掘削施工に最適であり、そ
の施工のための一連の作業が迅速に、かつ安全にでき、
さらに苦渋作業からの開放と作業環境が大幅に改善され
る効果は大きい。

【００１９】 さらに、操作室の底部に吹付ノズルの代
わりにライナープレート取付けアームを装備した深礎基
礎施工機にあっては、そのライナープレート取付けアー
ムを利用して孔壁面にライナープレートの組み立て作業
が極めて容易に行なうことができる。そして、操作室と
掘削機や削岩機などが一緒に回転するからこれらの全て
の作業は操作室から肉眼で監視しながら、または地上か
ら遠隔操作にても行なうことができるから、深礎基礎施
工機を地上に引き上げることなしに作業が確実にでき、
しかも地下の全作業が安全に、かつ効率的に施工でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例全体の縦断面説明図である。

【図２】本実施例の地上部の側面図である。

【図３】本実施例の斜視図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】本実施例の側面図である。

【図６】図５の他側面図である。

【図７】図５の他側面図である。

【図８】他の実施例の側面図である。

【図９】他の実施例の側面図である。

【図１０】図９の要部拡大側面図である。

【図１１】他の実施例の斜視図である。

【図１２】図１１の他側面斜視図である。

【図１３】クラムシェルの縦断面説明図である。

【符号の説明】

１ セグメント ２ 自走フレーム ３ 吊フレーム ４ 移動式吊り装置 ５ ウインチ ６ ワイヤ ７ 深礎基礎施工機 ８ 吊り架台 ９ 旋回フレーム １０ 掘削機 １１ カッター部 １２ 削岩機 １３，３０ 操作室 １４ コンクリート吹付ノズル １５ グリッパ １６，２６ 掘削壁 １６ａ 保護壁 １７，１９，２１，２７ ピストン １８ ノズル揺動装置 ２０ コンクリート圧送管 ２２ 支持体 ２３ 孔底 ２４ ライナープレート取付けアーム ２５ ライナープレート ２８，３３ 支柱の下端部 ２９，３４ 回転可能部 ３１，３２ 伸縮アーム ３５ 支柱 Ｐ 深礎基礎用掘削坑

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 達男 千葉県流山市駒木518番地１ 三井建設 株式会社技術研究所内 (72)発明者 三浦 豊 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 株式会社三井三池製作所内 (72)発明者 浜田 峻史 福岡県大牟田市旭町２丁目28番地 株式 会社三井三池製作所 三池事業所内 (72)発明者 野中 正広 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 株式会社三井三池製作所内 (72)発明者 三小田 光広 福岡県大牟田市旭町２丁目28番地 株式 会社三井三池製作所 三池事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−148795（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−106596（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−45071（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上の移動式クレーンから深礎掘削坑中
   に吊り下げられるグリッパ付き吊り架台の下に、回転可
   能に取付けられた旋回フレームを装着し、該旋回フレー
   ムの下部に、掘削機をそのカッター部が穴径方向及び鉛
   直方向に移動可能に装着し、該掘削機の側方空間部に削
   岩機をその穿孔方向が変更可能に装着し、さらにその側
   部空間に操作室を配設し、かつ該操作室の底部にはコン
   クリート吹付ノズルを揺動可能に装着したことを特徴と
   した深礎基礎施工機。
2. 【請求項２】 地上の移動式クレーンから深礎掘削坑中
   に吊り下げられるグリッパ付き吊り架台の下に、回転可
   能に取付けられた旋回フレームを装着し、該旋回フレー
   ムの下部に、掘削機をそのカッター部が穴径方向及び鉛
   直方向に移動可能に装着し、該掘削機の側方空間部に削
   岩機をその穿孔方向が変更可能に装着し、さらにその側
   部空間に操作室を配設し、かつ該操作室の底部にはライ
   ナープレート取付けアームを伸縮かつ揺動可能に装着し
   たことを特徴とした深礎基礎施工機。
3. 【請求項３】 地上の移動式クレーンから深礎掘削坑中
   に吊り下げられるグリッパ付き吊り架台の下に、回転可
   能に取付けられた旋回フレームを装着し、該旋回フレー
   ムの下部に、掘削機をそのカッター部が穴径方向及び鉛
   直方向に移動可能に装着し、該掘削機の側方空間部に削
   岩機をその穿孔方向が変更可能に装着し、さらにその側
   部空間に操作室を配設し、かつ前記旋回フレームの中心
   付近にその先端部が回転可能な支柱を下方に向けて立設
   し、該支柱に吹き付けノズルを揺動可能に配設したこと
   を特徴とした深礎基礎施工機。
4. 【請求項４】 地上の移動式クレーンから深礎掘削坑中
   に吊り下げられるグリッパ付き吊り架台の下に、回転可
   能に操作室を装着し、該操作室の一側にカッターを備え
   た伸縮可能な掘削機を穴径方向及び鉛直方向に移動可能
   に装着し、該操作室の他側には上下２本の伸縮アームに
   支持された鉛直方向に伸縮できる支持体に削岩機を装着
   し、かつ前記操作室の下部にはその先端部が回転可能な
   支柱を下方に向けて立設したことを特徴とした深礎基礎
   施工機。