JP2676696B2 - 地盤掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連壁等を構築する際
に、連壁等を形成するための溝を地盤中に掘削するのに
好適な地盤掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、連壁は、構築すべき連壁の形状に
対応した連続溝を地盤中に形成して、該形成された連続
溝にコンクリート等を打設することにより構築される。
そこで、従来、連壁を構築する際は、該構築すべき連壁
の形状に対応した連続溝を地盤中に掘削し得るように、
構築すべき連壁に沿ってガイドレールを敷設し、ガイド
レール上には、該溝掘削専用の掘削用やぐらを、ガイド
レール上を走行自在に設け、該掘削用やぐらには、重さ
２０〜４０トン程度の掘削バケット等を、やぐらに吊下
する形で昇降自在に設けていた。そして、掘削バケット
を、連続溝を掘削すべき位置にやぐらを移動させて位置
決めし、掘削バケットを降下させて該掘削バケットの自
重を利用して地盤を掘削することにより、掘削バケット
の大きさに対応した所定の深さの単位溝を地盤中に掘削
形成していた。即ち、やぐらを適宜移動させて、この単
位溝を、構築すべき連壁に沿って連続して掘削すること
により、連続溝を形成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これでは、連
壁を形成するための連続溝を地盤中に掘削するために
は、該連続溝を掘削するのに適した専用の掘削用やぐら
やガイドレールなどの大型設備を必要とするので、該や
ぐら等を構築するために多大な手間を要し、工期が長期
化するばかりか、該やぐらが特定の連壁専用なので、他
の建築現場に転用もできず、不経済であった。

【０００４】そこで、本発明は、上記事情に鑑み、連壁
等を構築する際に、工期を大幅に短縮し、かつ経済的に
地盤を掘削し得る地盤掘削装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、上下方
向に回動駆動自在なブーム（６）を有し、前記ブームの
先端部において、ワイヤ（９）を引出巻取駆動自在なク
レーン（２）において、前記ブームに、先端に刃先（１
２）が設けられた掘削手段（１０）を、前記ワイヤを介
して吊下する形で設け、前記ブームに、第１の傾斜検出
手段（３１）を、該ブームのブーム傾斜角度（Ａb）を
検出し得る形で設け、前記ワイヤに、第２の傾斜検出手
段（３２）を、該ワイヤのワイヤ傾斜角度（Ａw）を検
出し得る形で設け、前記掘削手段に、第３の傾斜検出手
段（３３）を、該掘削手段の掘削手段傾斜角度（Ａm）
を検出し得る形で設け、前記クレーンに、前記ワイヤを
引き出したワイヤ引出長さ（ＬＬw）を検出し得るワイ
ヤ長さ検出手段（３５）を設け、前記第１、第２及び第
３の傾斜検出手段が検出したブーム傾斜角度、ワイヤ傾
斜角度及び掘削手段傾斜角度と、前記ワイヤ長さ検出手
段が検出したワイヤ引出長さに基づいて、前記掘削手段
の刃先位置（ＣＰ）を演算し得る刃先位置演算手段（２
０）を、それら第１、第２及び第３の傾斜検出手段及び
ワイヤ長さ検出手段に接続して構成される。

【０００６】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」の欄についても同様である。

【０００７】

【作用】上記した構成により、本発明は、汎用のクレー
ン（２）に吊下した掘削手段（１０）の刃先位置（Ｃ
Ｐ）を、クレーンのブーム（６）、ワイヤ（９）及び掘
削手段の動きを検出した傾斜角度（Ａb、Ａw、Ａm）及
びワイヤ引出長さ（ＬＬw）に基づいて刃先位置演算手
段（２０）により演算させ、該演算された掘削手段の刃
先位置を基にして、掘削手段の刃先（１２）を所望する
掘削位置に移動して掘削することができるように作用す
る。また、クレーン（２）を、掘削形成すべき連続した
溝に沿って走行駆動させることにより、クレーンに吊下
された掘削手段（１０）を該掘削形成すべき連続した溝
に沿って移動させることができるように作用する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明による地盤掘削装置が適用された掘
削装置により地盤を掘削する一実施例を示すものであ
り、基準水平距離を設定しているところを示す側面図、
図２は、図１に続く図であり、掘削するところを示す側
面図、図３は、図２に続く図であり、掘削した土砂を立
坑から排出するところを示す側面図、図４は、図３に続
く図であり、再び掘削するところを示す側面図、図５
は、図１に示した掘削装置の平面図、図６は、図１に示
した掘削装置のワイヤ傾斜計取付部材の詳細を示す図で
あり、（ａ）は、ワイヤ傾斜計取付部材の正面図であ
る。（ｂ）は、ワイヤ傾斜計取付部材の平面図である。
図７は、掘削精度管理装置のブロック図、図８は、掘削
精度管理装置の表示部の表示内容の一例を示す図であ
る。

【０００９】本発明による地盤掘削装置が適用された掘
削装置１は、図１に示すように、汎用のクレーン２、掘
削バケット１０及び掘削精度管理装置２０等から構成さ
れている。即ち、クレーン２は、図１に示すように、ク
ローラー等から成る走行駆動自在な走行本体３を有して
おり、走行本体３には、旋回本体４が、走行本体３に対
して旋回駆動自在に設けられている。旋回本体４の図中
右方には、２本のワイヤ９、９を並列に引出巻取駆動自
在なウインチ５が設けられており、ウインチ５には、エ
ンコーダ等から成る深度計３５が設けられている。深度
計３５は、ウインチ５から引き出されたワイヤ９、９の
ワイヤ引出長さＬＬwを検出する形で設けられており、
深度計３５により検出されたワイヤ引出長さＬＬwに基
づいて、後述する掘削精度管理装置２０により掘削バケ
ット１０の偏心量ｅ及び深度Ｄ等が演算される。

【００１０】また、旋回本体４の図中左方には、図１に
示すように、ブーム６が枢着されており、ブーム６は、
ブーム回転中心Ｐ１を中心として上下方向（矢印Ａ、Ｂ
方向）に回動駆動自在に設けられている。ブーム６の先
端部には、図１乃至図５に示すように、吊下滑車７、７
が、それぞれブラケット７ａを介して、その回転中心を
一致させる形で回転自在に設けられており、吊下滑車
７、７には、ウインチ５から引出されたワイヤ９、９
が、それぞれ吊下滑車７の周上を移動し得る形で吊り下
げられている。それら吊下滑車７、７を通ったワイヤ
９、９の端部には、それぞれワイヤ支持部材８が設けら
れており、これらワイヤ支持部材８、８は、吊下滑車
７、７近傍のブーム６上に、ブーム６を挾む形で、ワイ
ヤ回転中心Ｐ２を中心として回転し得るようにベアリン
グ等を介して枢着されている。即ち、ウインチ５から引
出されたワイヤ９、９は、図１に示すように、これら吊
下滑車７、７とワイヤ支持部材８、８との間で、それら
吊下滑車７、７とワイヤ支持部材８、８によりブーム６
に対して支持される形で、垂れ下がることになり、クレ
ーン２は、ブーム６の先端部において、ワイヤ９、９を
引出巻取駆動自在である。また、ブーム６には、傾斜角
度を検出自在なブーム傾斜計３１が、ブーム６の曲げに
よる影響を無視し得る位置に設けられており、ブーム傾
斜計３１は、ブーム中心線ＣＬ１の水平方向に対する傾
きであるブーム傾斜角度Ａbを検出し得る形で設けられ
ている。但し、ブーム中心線ＣＬ１とは、ブーム６のブ
ーム回転中心Ｐ１とワイヤ支持部材８、８のワイヤ回転
中心Ｐ２とを結んだ線分であり、これらブーム回転中心
Ｐ１とワイヤ回転中心Ｐ２を結んだ線分の長さを、ブー
ム長さＬbとする。

【００１１】更に、ブーム６には、先端に刃先が設けら
れた掘削バケット１０が、ワイヤ９、９の引出巻取によ
り昇降（矢印Ａ、Ｂ方向）し得る形で吊下されて設けら
れている。即ち、掘削バケット１０は、図１に示すよう
に、内部に掘削土砂を格納し得る重さ２０〜４０トン程
度の掘削本体１１を有しており、掘削本体１１の先端
（図中下方）には、角形断面状に掘削し得る開閉自在な
掘削刃１２が、掘削刃１２の刃先中心ＣＰを掘削バケッ
ト１０のバケット中心線ＣＬ３上に一致させる形で設け
られている。また、掘削本体１１の後端部（図中上方）
には、半径ｒの懸垂滑車１３、１３が、バケット回転中
心Ｐ３を中心として回転し得る形で、それぞれブラケッ
ト１３ａを介して設けられており、懸垂滑車１３、１３
は、バケット回転中心Ｐ３を掘削バケット１０のバケッ
ト中心線ＣＬ３上に一致させる形で設けられている。懸
垂滑車１３、１３には、吊下滑車７、７とワイヤ支持部
材８、８の間を接続する部分のワイヤ９、９が、掘削バ
ケット１０をブーム６に対して支持する形で設けられて
おり、ワイヤ９、９は、それぞれ懸垂滑車１３の周上を
移動し得る形で設けられている。よって、掘削バケット
１０は、懸垂滑車１３、１３を介してワイヤ９、９に懸
垂させる形で、ブーム６に対して昇降自在に吊り下げら
れており、掘削バケット１０は、ワイヤ９、９の引出巻
取される長さに比例した高さだけ昇降する。なお、図１
中には、掘削本体１１の片面に設けられた、懸垂滑車１
３、ブラケット１３ａ及びワイヤ９のみが図示されてお
り、図示されていない掘削本体１１の裏面側（紙面奥
側）にも、同様に、懸垂滑車１３、ブラケット１３ａ及
びワイヤ９が設けられている。即ち、掘削本体１１に
は、一対の懸垂滑車１３、１３、ブラケット１３ａ、１
３ａ及びワイヤ９、９が、掘削本体１１を挾む形で設け
られている。

【００１２】また、ワイヤ９、９には、図１に示すよう
に、傾斜角度を検出自在なワイヤ傾斜計３２が、後述す
るワイヤ傾斜計取付具４０を介して設けられており、ワ
イヤ傾斜計３２は、ワイヤ基準線ＣＬ２の鉛直方向に対
する傾きであるワイヤ傾斜角度Ａwを検出し得る形で設
けられている。但し、ワイヤ基準線ＣＬ２とは、ワイヤ
支持部材８、８のワイヤ回転中心Ｐ２と、ワイヤ９、９
と掘削バケット１０の懸垂滑車１３、１３の接点Ｃ３と
を結んだ線分であり、これらワイヤ回転中心Ｐ２と接点
Ｃ３を結んだ線分の長さは、ワイヤ引出長さＬＬwの１
／２であり、ワイヤ吊下長さＬw（Ｌw＝１／２×ＬＬ
w）とする。即ち、ワイヤ傾斜計取付具４０は、図６に
示すように、四角形枠状の取付本体４１を有しており、
取付本体４１には、傾斜計取付部４１ａが、２本の並列
なワイヤ９、９間に渡される形で形成されている。傾斜
計取付部４１ａの中央には、ワイヤ傾斜計３２が、ワイ
ヤ９、９の中心線に沿う、即ちワイヤ基準線ＣＬ２に沿
う形で設けられており、ワイヤ傾斜計３２は、ワイヤ基
準線ＣＬ２の鉛直方向に対する傾きであるワイヤ傾斜角
度Ａwを検出し得る形で設けられている。また、取付本
体４１の四隅には、ワイヤ９を着脱自在なワイヤ把持部
材４２がそれぞれ設けられており、各ワイヤ把持部材４
２は、ワイヤ９を着脱自在なように半割構造に形成され
ている。即ち、ワイヤ把持部材４２は、ワイヤ９と係合
自在な、固定部材４３及び着脱部材４４を有しており、
これら固定部材４３及び着脱部材４４には、ワイヤ９と
係合し得るＵ字状の係合溝４３ａ、４４ａがそれぞれ形
成されている。各固定部材４３は、取付本体４１の四隅
に、それぞれ係合溝４３ａを、把持すべきワイヤ９の伸
延方向に対応させる形で、即ち、一組の固定部材４３、
４３の係合溝４３ａ、４３ａが一直線上に並ぶ形で設け
られており、各固定部材４３には、ボルト４５を螺着し
得る螺着穴４３ｂが係合溝４３ａを挾む形で複数個設け
られている。各着脱部材４４には、ボルト４５が移動自
在な貫通穴４４ｂが、着脱部材４４の係合溝４４ａを固
定部材４３の係合溝４３ａと対向一致させた状態で、固
定部材４３の各螺着穴４３ｂに対応する位置に穿設形成
されており、着脱部材４４は、ボルト４５、スプリング
４６を介して、所定の押圧力で固定部材４３に対して移
動自在に装着されている。

【００１３】即ち、ワイヤ把持部材４２は、各ボルト４
５の締付量を変化させてスプリング４６のばね力を変化
させ、着脱部材４４の固定部材４３に対する押圧力を調
整することにより、これら固定部材４３の係合溝４３ａ
と着脱部材４４の係合溝４４ａとの間で把持されるワイ
ヤ９との摩擦力を調整することが可能となる。よって、
ワイヤ把持部材４２、４２、４２、４２を介してワイヤ
９、９に取り付けられたワイヤ傾斜計取付具４０は、ボ
ルト４４の締付量を調整して所定の摩擦力でワイヤ９を
把持することにより、ワイヤ９、９の捩れにより、ワイ
ヤ傾斜計取付具４０を回転させるような力が生じても、
前記所定の摩擦力以上の力が作用すると、ワイヤ傾斜計
取付具４０がワイヤ９、９上を摺動してワイヤ９、９に
捩じれが生じていない位置に移動するので、ワイヤ傾斜
計取付具４０は回転せず、即ち、ワイヤ傾斜計３２は回
転せずにワイヤ基準線ＣＬ２に沿った位置を保持するこ
とができ、ワイヤ傾斜角度Ａwを正確に計測することが
可能となる。なお、ワイヤ９、９には、図６に示すよう
に、ストッパ４７、４７が、ワイヤ傾斜計取付具４０が
所定の傾斜角度検出位置よりもずり落ちないように取り
付けられている。

【００１４】更に、掘削バケット１０には、図１に示す
ように、傾斜角度を検出自在なバケット傾斜計３３が、
掘削バケット１０のバケット中心線ＣＬ３の鉛直方向に
対する傾きであるバケット傾斜角度Ａmを検出し得る形
で設けられている。なお、バケット中心線ＣＬ３は、掘
削刃１２の刃先中心ＣＰと懸垂滑車１３、１３のバケッ
ト回転中心Ｐ３とを結んだ線分と等価であり、これら刃
先中心ＣＰとバケット回転中心Ｐ３を結んだ線分の長さ
を、バケット長さＬmとする。

【００１５】また、ブーム傾斜計３１、ワイヤ傾斜計３
２、バケット傾斜計３３及び深度計３５には、掘削精度
管理装置２０が接続されており、それら傾斜計３１、３
２、３３は、掘削精度管理装置２０に対して、それら傾
斜計３１、３２、３３が検出した傾斜角度Ａb、Ａw、Ａ
mと、深度計３５が検出したワイヤ引出長さＬＬwを出力
し得る形で接続されている。掘削精度管理装置２０は、
図７に示すように、主制御部２１を有しており、主制御
部２１には、入力部２２、表示部２３、掘削基準位置デ
ータメモリ２５及び偏心量演算部２６等が接続されてい
る。掘削精度管理装置２０は、それらブーム傾斜計３
１、ワイヤ傾斜計３２及びバケット傾斜計３３が検出し
た傾斜角度Ａb、Ａw、Ａmと、深度計３５が検出したワ
イヤ引出長さＬＬwに基づいて、掘削バケット１０の掘
削刃１２の刃先中心ＣＰの位置、即ち、掘削すべき単位
溝６２の掘削中心ＤＬに対して掘削バケット１０の刃先
中心ＣＰが、水平方向（矢印Ａ、Ｂ方向）にずれている
距離である偏心量ｅを算出し得る形で設けられている。

【００１６】即ち、掘削装置１のクレーン２のブーム回
転中心Ｐ１を基準位置として、ブーム回転中心Ｐ１と掘
削中心ＤＬとの間の水平方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）の距離
である基準水平距離ＨＤ０と、ブーム回転中心Ｐ１と掘
削バケット１０の掘削刃１２の刃先中心ＣＰとの間の水
平方向の距離である刃先水平距離ＨＤとの差から、掘削
中心ＤＬに対する刃先中心ＣＰの偏心量ｅ（即ち、ｅ＝
ＨＤ−ＨＤ０）を求めることができる。ここで、刃先水
平距離ＨＤは、図１に示すように、ブーム６のブーム水
平距離ＨＤ１とワイヤ９のワイヤ水平距離ＨＤ２と懸垂
滑車１３の半径ｒと掘削バケット１０のバケット水平距
離ＨＤ３とを加算したもの（ＨＤ＝ＨＤ１＋ＨＤ２＋ｒ
＋ＨＤ３）として基本的に表すことができる（当然のこ
とながら、多少の補正は行う必要がある）。このうちブ
ーム水平距離ＨＤ１は、ブーム長さＬbとブーム傾斜角
度Ａbから、下記の数１により求めることができる。

【数１】 また、ワイヤ水平距離ＨＤ２は、ワイヤ吊下長さＬw
（即ち、ワイヤ引出長さＬＬw）とワイヤ傾斜角度Ａwか
ら、下記の数２により求めることができる。

【数２】 更に、バケット水平距離ＨＤ３は、バケット長さＬmと
バケット傾斜角度Ａmから、下記の数３により求めるこ
とができる。

【数３】 つまり、刃先水平距離ＨＤは、下記の数４として基本的
に表すことができる。

【数４】 即ち、刃先水平距離ＨＤは、ブーム長さＬb、懸垂滑車
１３の半径ｒ及びバケット長さＬmを定数とし、傾斜角
度Ａb、Ａw、Ａm及びワイヤ引出長さＬＬw（ワイヤ吊下
長さＬw）を変数とする形で求めることができる。従っ
て、偏心量ｅは、下記の数５により基本的に求めること
ができる。

【数５】

【００１７】即ち、掘削精度管理装置２０の掘削基準位
置データメモリ２５には、基準水平距離ＨＤ０が入力さ
れ、偏心量演算部２６は、掘削基準位置データメモリ２
５に格納された基準水平距離ＨＤ０と、ブーム傾斜計３
１、ワイヤ傾斜計３２、バケット傾斜計３３及び深度計
３５が検出したブーム傾斜角度Ａb、ワイヤ傾斜角度Ａ
w、バケット傾斜角度Ａm及びワイヤ引出長さＬＬw（ワ
イヤ吊下長さＬw）に基づいて、上記の数式５から、偏
心量ｅを演算する。なお、基準水平距離ＨＤ０は、これ
から述べるように掘削バケット１０の掘削刃１２の刃先
中心ＣＰを掘削中心ＤＬに合わせて偏心量演算部２６に
演算させることにより求めても良いし、外部からブーム
回転中心Ｐ１と掘削中心ＤＬとの間の水平方向距離を測
量しても良い。

【００１８】本発明は、以上のような構成を有するの
で、掘削装置１を用いて、連壁６０を形成するための連
続溝６１を掘削する場合は、まず、連壁６０を構築すべ
き地盤７０に、コンクリート等から成るガイドウォール
６５を、図１乃至図５に示すように、ガイドウォール６
５の中心と構築すべき連壁６０の中心とが一致するよう
に、該連壁６０を構築すべき位置に沿って形成し、地表
付近の地盤７０の崩落防止、初期掘削の掘削位置精度の
向上を図る。次に、掘削装置１の走行本体３を走行駆動
させて、連続溝６１を構成する複数個の単位溝６２のう
ち一本の単位溝６２を掘削すべき掘削位置Ｘ（Ｘ１）ま
で移動させ、図１乃至図５に示すように、掘削装置１を
該掘削位置Ｘ（Ｘ１）に位置決めする。なお、走行本体
３の走行方向は、掘削形成すべき連続溝６１に沿って
（図５中矢印Ｅ、Ｆ方向）走行し得るように停止させ
る。

【００１９】次に、掘削位置Ｘ（Ｘ１）に位置決めした
掘削装置１は、ウインチ５及びブーム６を適宜作動させ
て、掘削バケット１０の掘削刃１２の刃先中心ＣＰを、
ガイドウォール６５の中心、即ち、形成すべき単位溝６
２の掘削中心ＤＬに一致させる。これら刃先中心ＣＰと
掘削中心ＤＬが一致したら、ウインチ５及びブーム６を
停止させて固定すると共に、掘削精度管理装置２０の入
力部２２のイニシャルボタン２２ａを介して、主制御部
２１に対して、該一致した時点でのブーム傾斜角度Ａb
＝Ａb0、ワイヤ傾斜角度Ａw＝Ａw0、バケット傾斜角度
Ａm＝Ａm0及びワイヤ引出長さＬＬw＝ＬＬw0を基にし
て、基準水平距離ＨＤ０を演算して掘削基準位置データ
メモリ２５に入力するように指令する。

【００２０】すると、主制御部２１は、それら一致した
時点での傾斜角度Ａb0、Ａw0、Ａm0及びワイヤ引出長さ
ＬＬw0を、掘削基準位置データメモリ２５に格納すると
共に、偏心量演算部２６に対して、上記の数式４から刃
先水平距離ＨＤを演算し、これら傾斜角度Ａb0、Ａw0、
Ａm0及びワイヤ引出長さＬＬw0に基づいて演算した刃先
水平距離ＨＤを基準水平距離ＨＤ０として、掘削基準位
置データメモリ２５に入力するように指示する。主制御
部２１の指示を受けた偏心量演算部２６は、それら傾斜
角度Ａb0、Ａw0、Ａm0及びワイヤ引出長さＬＬw0を掘削
基準位置データメモリ２５から読み出して、これら傾斜
角度Ａb0、Ａw0、Ａm0及びワイヤ引出長さＬＬw0に基づ
いて、上記の数式４から刃先水平距離ＨＤを演算し、求
めた刃先水平距離ＨＤを基準水平距離ＨＤ０として掘削
基準位置データメモリ２５に格納する。即ち、掘削精度
管理装置２０のイニシャルボタン２２ａを操作すること
により、偏心量演算部２６は、イニシャルボタン２２ａ
が操作された時点での傾斜角度Ａb0、Ａw0、Ａm0及びワ
イヤ引出長さＬＬw0に基づいて演算した刃先水平距離Ｈ
Ｄを基準水平距離ＨＤ０として、掘削基準位置データメ
モリ２５に入力する。なお、掘削基準位置データメモリ
２５に格納された基準水平距離ＨＤ０は、偏心量ｅを演
算する基準値として使用されるので、原則として、掘削
装置１は、一本の単位溝６２を掘削し終えるまで、掘削
位置Ｘ（Ｘ１）において走行本体３を固定した状態で掘
削する。

【００２１】次に、このように、掘削バケット１０の掘
削刃１２の刃先中心ＣＰと単位溝６２の掘削中心ＤＬを
一致させた状態で、ブーム６は固定したままでウインチ
５を作動させてワイヤ９、９を引き出して、掘削バケッ
ト１０を、掘削刃１２を開口させた状態で降下させる。
すると、掘削バケット１０は、図２に示すように、掘削
本体１１の自重により掘削刃１２を地盤７０中に食い込
ませる形で掘削し、掘削した土砂７１を掘削本体１１内
に格納する形で下方（矢印Ｂ方向）に向けて掘進して、
図５に示すように、角形断面状の単位溝６２を形成して
いく。また、このように掘削バケット１０を降下させて
地盤７０を掘削する際に、掘削精度管理装置２０により
演算される偏心量ｅを参考にして、掘削バケット１０の
掘削刃１２の刃先中心ＣＰを、単位溝６２の掘削中心Ｄ
Ｌに対して所定の範囲内で一致させつつ、地盤７０を下
方（矢印Ｂ方向）に向けて掘削を進める。

【００２２】即ち、掘削精度管理装置２０の入力部２２
を介して、主制御部２１に対して、掘削バケット１０の
掘削刃１２の刃先中心ＣＰの偏心量ｅ等の掘削データ
を、表示部２３に表示するように指令する。すると、主
制御部２１は、偏心量演算部２６に対して、偏心量ｅを
表示するように指示する。主制御部２１の指示を受けた
偏心量演算部２６は、掘削基準位置データメモリ２５に
格納した基準水平距離ＨＤ０を読み出すと共に、ブーム
傾斜計３１、ワイヤ傾斜計３２、バケット傾斜計３３及
び深度計３５が検出したブーム傾斜角度Ａb、ワイヤ傾
斜角度Ａw、バケット傾斜角度Ａm及びワイヤ引出長さＬ
Ｌw（ワイヤ吊下長さＬw）を読み込んで、これら基準水
平距離ＨＤ０とブーム傾斜角度Ａb、ワイヤ傾斜角度Ａ
w、バケット傾斜角度Ａm及びワイヤ引出長さＬＬw（ワ
イヤ吊下長さＬw）に基づいて、前述した数式５から偏
心量ｅを演算し、偏心量ｅの演算結果を、それら演算に
用いた時刻のブーム傾斜角度Ａb、ワイヤ傾斜角度Ａw、
バケット傾斜角度Ａmと共に表示部２３に出力する。ま
た、これらに加えて、偏心量演算部２６は、ワイヤ引出
長さＬＬwに基づいて、掘削バケット１０の深度Ｄ等を
演算して表示部２３に出力する。なお、表示部２３に
は、例えば、図８に示すように、それら偏心量ｅ、ブー
ム傾斜角度Ａb、ワイヤ傾斜角度Ａw、バケット傾斜角度
Ａm及び深度Ｄが、数値及び図式化して表示される。

【００２３】そこで、作業者が、表示部２３に表示され
た、これら偏心量ｅ、ブーム傾斜角度Ａb、ワイヤ傾斜
角度Ａw、バケット傾斜角度Ａm及び深度Ｄを参考にし
て、ブーム６を上下方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に適宜回動
駆動してブーム６の傾斜を変化させることにより、掘削
バケット１０を、偏心量ｅを小さくする方向（矢印Ｃ、
Ｄ方向）に適宜移動させて、掘削刃１２の刃先中心ＣＰ
を、単位溝６２の掘削中心ＤＬに一致させつつ、下方
（矢印Ｂ方向）に向けて掘進する。このように掘削バケ
ット１０の偏心量ｅを調整しつつ、掘削することによ
り、掘削中心ＤＬを中心として精度良く地盤７０中に単
位溝６２を掘削形成することができる。

【００２４】そして、掘削バケット１０の所定容量分だ
け掘削したら、図３に示すように、ウインチ５を作動さ
せてワイヤ９、９を巻き戻して、掘削バケット１０を、
掘削刃１２を閉じた状態で上昇させる。すると、掘削バ
ケット１０は、単位溝６２内から引き上げられるので、
掘削バケット１０が単位溝６２の外に引き上げられた
ら、ウインチ５を停止して、図５中二点鎖線で示すよう
に、掘削装置１の旋回本体４を１８０°旋回駆動させて
土砂排出位置に掘削バケット１０を移動し、掘削刃１２
を開口して土砂７１を土砂排出位置に排出する。土砂７
１を排出し終えたら、掘削装置１の旋回本体４を−１８
０°旋回駆動させて、掘削バケット１０を、図５に示す
ように、単位溝６２の上方に復帰させる。そして、再
び、掘削精度管理装置２０により演算される偏心量ｅを
参考にして、掘削バケット１０の掘削刃１２の刃先中心
ＣＰを、単位溝６２の掘削中心ＤＬに対して所定の範囲
内で一致させつつ、図４に示すように、地盤７０を下方
（矢印Ｂ方向）に向けて掘進して、角形断面状の単位溝
６２を形成していく。

【００２５】そこで、このようにして、掘削及び土砂の
排出を繰り返すことにより、掘削位置Ｘ（Ｘ１）におい
て一本の単位溝６２を掘削形成し終えたら、掘削装置１
は、走行本体３を、掘削形成すべき連続溝６１に沿って
（図５中矢印Ｅ方向）走行駆動させて図５に示す新たな
掘削位置Ｘ（Ｘ２）に移動して、新たに単位溝６２を掘
削する。即ち、このように掘削装置１を掘削形成すべき
連続溝６１に沿って新たな掘削位置Ｘ（Ｘ２、Ｘ３、Ｘ
４、Ｘ５……）に順次移動して単位溝６２を掘削するこ
とを繰り返すことにより、連続溝６１を形成するために
必要な数だけ単位溝６２を掘削して、連続溝６１を、そ
れら単位溝６２を連続させる形で形成することができ
る。形成された連続溝６１には、適宜コンクリート等を
打設することにより、連壁６０を形成することができ
る。

【００２６】以上のように、掘削装置１は、汎用のクレ
ーン２に吊下された掘削バケット１０の掘削刃１２の刃
先中心ＣＰの掘削中心ＤＬからのずれである偏心量ｅ
を、クレーン２のブーム６、ワイヤ９及び掘削バケット
１０の動きを検出したブーム傾斜角度Ａb、ワイヤ傾斜
角度Ａw、バケット傾斜角度Ａm及びワイヤ引出長さＬＬ
wに基づいて、掘削精度管理装置２０の偏心量演算部２
６により演算させることにより求めることが出来る。従
って、該求められた偏心量ｅを基にして、掘削バケット
１０の掘削刃１２の刃先中心ＣＰを、連壁６０を形成す
るための連続溝６１を構成する一本の単位溝６２の掘削
中心ＤＬに一致るすように制御することにより、汎用の
クレーン２を用いて地盤７０を掘削して単位溝６２を精
度良く掘削形成することが可能となる。また、クレーン
２の走行本体３を、掘削形成すべき連続溝６１に沿って
走行駆動させることにより、クレーン２に吊下された掘
削バケット１０を該掘削形成すべき連続溝６１に沿って
移動させることができるので、連壁６０を構築するため
に必要な数の単位溝６２を連続して掘削することができ
る。よって、従来のように、連壁６０を構築する場合等
のように、連壁６０を形成するための連続溝６１を掘削
するために専用の掘削用やぐらやガイドレールなどの大
型設備を必要とせず、それらやぐら等を構築するための
手間が掛からないので、工期を大幅に短縮化することが
可能となるばかりか、汎用のクレーン２を用いて地盤７
０を掘削して単位溝６２を形成することが可能となるの
で、他の建築現場にクレーン２を転用することもでき、
経済的である。従って、掘削装置１は、連壁６０等を構
築する際に、工期を大幅に短縮し、かつ経済的に地盤７
０を掘削することができる。

【００２７】なお、上述の実施例においては、地盤７０
を掘削する手段として汎用のクレーン２に掘削バケット
１０を吊り下げて設けたが、地盤７０を掘削し得れば何
でも良く、ビットが回転駆動する形で掘削する掘削装置
でも良い。また、上述の実施例においては、連壁６０を
構築する場合について述べたが、地盤７０を鉛直方向に
掘削する場合について全て適用し得ることは言及するま
でもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上下方
向に回動駆動自在なブーム６等のブームを有し、前記ブ
ームの先端部において、ワイヤ９等のワイヤを引出巻取
駆動自在なクレーン２等のクレーンにおいて、前記ブー
ムに、先端に掘削刃１２等の刃先が設けられた掘削バケ
ット１０等の掘削手段を、前記ワイヤを介して吊下する
形で設け、前記ブームに、ブーム傾斜計３１等の第１の
傾斜検出手段を、該ブームのブーム傾斜角度Ａb等のブ
ーム傾斜角度を検出し得る形で設け、前記ワイヤに、ワ
イヤ傾斜計３２等の第２の傾斜検出手段を、該ワイヤの
ワイヤ傾斜角度Ａw等のワイヤ傾斜角度を検出し得る形
で設け、前記掘削手段に、バケット傾斜計３３等の第３
の傾斜検出手段を、該掘削手段のバケット傾斜角度Ａm
等の掘削手段傾斜角度を検出し得る形で設け、前記クレ
ーンに、前記ワイヤを引き出したワイヤ引出長さＬＬw
等のワイヤ引出長さを検出し得る深度計３５等のワイヤ
長さ検出手段を設け、前記第１、第２及び第３の傾斜検
出手段が検出したブーム傾斜角度、ワイヤ傾斜角度及び
掘削手段傾斜角度と、前記ワイヤ長さ検出手段が検出し
たワイヤ引出長さに基づいて、前記掘削手段の刃先中心
ＣＰ等の刃先位置を演算し得る掘削精度管理装置２０等
の刃先位置演算手段を、それら第１、第２及び第３の傾
斜検出手段及びワイヤ長さ検出手段に接続して構成した
ので、

【００２９】汎用のクレーンに吊下された掘削手段の刃
先位置を、クレーンのブーム、ワイヤ及び掘削手段の動
きを検出したブーム傾斜角度、ワイヤ傾斜角度掘削手段
傾斜角度及びワイヤ引出長さに基づいて刃先位置演算手
段により演算させ、該演算された掘削手段の刃先位置を
基にして、掘削手段の刃先を所望する掘削位置に移動し
て掘削することができるので、汎用のクレーンを用いて
地盤の所望する位置を掘削することが可能となる。ま
た、クレーンを、掘削形成すべき連続した溝に沿って走
行駆動させることにより、クレーンに吊下された掘削手
段を該掘削形成すべき連続した溝に沿って移動させるこ
とができるので、連壁６０等を構築する場合等のよう
に、該連壁６０を構築するために必要な数の単位溝６２
を連続して掘削することができる。よって、従来のよう
に、連壁６０を構築する場合等のように専用の掘削用や
ぐらやガイドレールなどの大型設備を必要とせず、それ
らやぐら等を構築するための手間が掛からないので、工
期を大幅に短縮化することが可能となるばかりか、汎用
のクレーンを用いて地盤を掘削することが可能となるの
で、他の建築現場にクレーンを転用することもでき、経
済的である。従って、連壁６０等を構築する際に、工期
を大幅に短縮し、かつ経済的に地盤を掘削することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による地盤掘削装置が適用され
た掘削装置により地盤を掘削する一実施例を示すもので
あり、基準水平距離を設定しているところを示す側面図
である。

【図２】図２は、図１に続く図であり、掘削するところ
を示す側面図である。

【図３】図３は、図２に続く図であり、掘削した土砂を
立坑から排出するところを示す側面図である。

【図４】図４は、図３に続く図であり、再び掘削すると
ころを示す側面図である。

【図５】図５は、図１に示した掘削装置の平面図であ
る。

【図６】図６は、図１に示した掘削装置のワイヤ傾斜計
取付部材の詳細を示す図であり、（ａ）は、ワイヤ傾斜
計取付部材の正面図である。（ｂ）は、ワイヤ傾斜計取
付部材の平面図である。

【図７】図７は、掘削精度管理装置のブロック図であ
る。

【図８】図８は、掘削精度管理装置の表示部の表示内容
の一例を示す図である。

【符号の説明】

２……クレーン（クレーン） ６……ブーム（ブーム） ９……ワイヤ（ワイヤ） １０……掘削手段（掘削バケット） ２０……刃先位置演算手段（掘削精度管理装置） ３１……第１の傾斜検出手段（ブーム傾斜計） ３２……第２の傾斜検出手段（ワイヤ傾斜計） ３３……第３の傾斜検出手段（バケット傾斜計） ３５……ワイヤ長さ検出手段（深度計） Ａb……ブーム傾斜角度（ブーム傾斜角度） Ａm……掘削手段傾斜角度（バケット傾斜角度） Ａw……ワイヤ傾斜角度（ワイヤ傾斜角度） ＣＰ……刃先位置（刃先中心） ＬＬw……ワイヤ引出長さ（ワイヤ引出長さ）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に回動駆動自在なブームを有
   し、 前記ブームの先端部において、ワイヤを引出巻取駆動自
   在なクレーンにおいて、 前記ブームに、先端に刃先が設けられた掘削手段を、前
   記ワイヤを介して吊下する形で設け、 前記ブームに、第１の傾斜検出手段を、該ブームのブー
   ム傾斜角度を検出し得る形で設け、 前記ワイヤに、第２の傾斜検出手段を、該ワイヤのワイ
   ヤ傾斜角度を検出し得る形で設け、 前記掘削手段に、第３の傾斜検出手段を、該掘削手段の
   掘削手段傾斜角度を検出し得る形で設け、 前記クレーンに、前記ワイヤを引き出したワイヤ引出長
   さを検出し得るワイヤ長さ検出手段を設け、 前記第１、第２及び第３の傾斜検出手段が検出したブー
   ム傾斜角度、ワイヤ傾斜角度及び掘削手段傾斜角度と、
   前記ワイヤ長さ検出手段が検出したワイヤ引出長さに基
   づいて、前記掘削手段の刃先位置を演算し得る刃先位置
   演算手段を、それら第１、第２及び第３の傾斜検出手段
   及びワイヤ長さ検出手段に接続して構成した地盤掘削装
   置。