JP2878784B2 - 法面構築用掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、壁面を構築しつつ地盤を掘下げる場合、例
えば土地造成、建物の地下部分構築用空間の掘削、山地
の道路新設改修、水路などの開渠の開さく、堤防や護岸
の構築、岩石資源の採掘等の場合に、掘削地盤の壁面を
保護するコンクリート壁を予め地中に構築しながら地盤
を掘り下げる工法に用いる掘削装置に関する。

〔従来の技術〕

地盤を掘り下げる工事では掘削によって形成される壁
面の土砂が崩落しないように土留をする必要がある。こ
の場合、壁面の土砂が崩落しないようにする従来の技術
は次の如くである。

第７図に示すように地中32に鋼矢板31を打ち込み、
その後に鋼矢板31で囲った区域33内の土砂を排出する技
術。この場合は鋼矢板31を打ち込む深さに限度があり、
また大塊石その他の硬質物が介在するときは鋼矢板３の
打込みに困難性を伴う。

第８図に示すように壁面34を掘削しながら壁面崩落
前に壁面にコンクリート又はモルタル35を吹付け、ルー
フボルト36で補強して崩落を防止する技術。

第９図に示すように壁面34の土砂を排出した後に型
枠37を立設しコンクリート又はモルタル35を打設して土
留を行う技術。

これらの技術は安全性の確保の点で十分な技術とは言
えない。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のような実状に鑑み本発明者らは、安全確実に予
め地中にコンクリート土留め壁体を形成した上で、地盤
の掘下げを行う工法を開発した。この工法では、まず地
中にコンクリート壁を形成すべき空洞を掘削し、この空
洞部にコンクリート又はモルタルを打設してあらかじめ
地中壁を地中に構築し、その後、地盤を掘り下げる。つ
いで、この既設コンクリート壁の基底部の下方の地中に
コンクリート壁を形成すべき空洞を掘削しながら掘削跡
にコンクリート又はモルタルを打設する。以上を繰り返
して地盤を掘り下げる。以下、このような場合に、コン
クリート壁を構築するために掘削する地中の空洞部を壁
面構築部という。本発明は上記工法の実施に用いる掘削
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、現地盤より下方の地盤中に予め壁
面を構築するため、その壁面を形成する壁面構築部をス
リット状に掘削し、このスリット状の掘削跡の空洞部に
順次コンクリート又はモルタルを充填して地中壁を形成
し、このコンクリート又はモルタルが固化した後、現地
盤を掘下げることとし、そのために現地盤より下方の地
中に壁面構築部を掘削する掘削装置を開発した。

本発明は次の技術手段を組み合わせて構成されてい
る。

チェーンの走行面が中間部で湾曲したジブチェーン
カッタ。

湾曲した部分より先端側の返りチェーン側を被覆す
るガイドカバー。

自走クローラ装置。この自走クローラ装置は屈曲伸
縮自在なブームの先端に上記チェーンカッタ取りつけて
いる。このチェーンカッタを現地盤より下方に進入させ
てスリット状の壁面構築部を掘削する。

〔作用〕

本発明の装置は次のように使用する。

（ａ）既設壁面の現地盤より下方の地盤を鉛直に掘削す
る。このためチェーンの走行面が中間部で湾曲したチェ
ーンカッタとする。

（ｂ）このカッタを水平移動させながら、現地盤より下
方の壁面構築予定部を掘削する。このカッタの移動操作
には、自走クローラ装置を用いる。自走クローラ装置と
しては例えばキャタピラを装着したパワーショベルを用
い、パワーショベルのバケットを取り外し、その代わり
に上記ジブチェーンカッタの頭部を取り付ける。

この掘削の場合、若し既に構築してあるコンクリート
又はモルタル壁の下方を掘削するときは、既設コンクリ
ート又はモルタル壁の一部も同時に掘削し、次工程で打
設する下側のコンクリート又はモルタルを既設壁体に密
着させる。

（ｃ）掘削跡の空洞部に直ちに順次コンクリート又はモ
ルタルを充填して地中にコンクリート地中壁を形成す
る。チェーンカッタの湾曲部より先端側には返りチェー
ン側にガイドカバーをかぶせてある。このガイドカバー
はチェーンカッタの振れを防止し、掘削部側壁の崩落を
防止すると共に、コンクリート又はモルタルとチェーン
カッタの間を隔離するものである。このガイドカバーを
備えたことによってチェーンカッタが進行した後、掘削
した空洞部に直ちにコンクリート又はモルタルを打設す
ることができる。

（ｄ）コンクリート又はモルタルが固化した後、地盤を
掘下げる。このとき既に上記地中壁が形成されているの
で、壁面崩落のおそれが全くない。

（ｅ）この地中壁の下端近くまで地盤を掘り下げたら再
び、以上の工程を繰返す。

本発明では以上のように、チェーンカッタで地中に壁
面構築部を掘削し、掘削した壁面構築部にコンクリート
又はモルタルを充填して地中壁を形成した後、地盤の掘
り下げを行うので、土留壁が既に形成されており、壁面
崩落等の恐れが皆無である。また順次適宜高さのコンク
リート壁を形成しながら地盤の掘り下げを行うので、矢
板工法のような壁面の高さの制限がない。また岩盤等が
あってもチェーンカッタで掘削するので壁面構築部の形
成作業を阻害されることがない。また掘削した空洞部で
ある壁面構築部にコンクリート又はモルタルを打設する
ため型枠などを要しない。

すなわち、所要壁面高さに応じて、適宜の高さの壁体
を繰返し構築しながら地盤の掘り下げを行うことがで
き、壁面の高さの制限を受けることなく、また硬石など
が存在してもこれらに制約されない。また、地盤の掘り
下げ作業中に壁面の崩落等を生ずることがなく、安全に
掘り下げを行うことができる。さらに、既設壁体の下部
に、壁体を構築してから地面を掘り下げるから、既設壁
体の基底部を露出させて既設壁体に損傷を与えたりする
ことがない。

以上の結果、安全性、経済性に富み、地質条件等に左
右されることがなく、確実な土留を行って壁面を掘り下
げることができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。第１図〜第６図は本発明装置の実施例の説明図であ
る。

実施例は、第５図に全体側面図を示すように、チェー
ンカッタ１、ガイドカバー12、自走クローラ装置20から
構成されている。

第４図は本発明の装置を用いて地中に壁体を構築して
いる全体装置の平面図、第５図はその立面図、第６図は
壁面断面図である。

自走クローラ装置20として、土木工事等に多く使用さ
れている市販のパワーショベルを利用し、バケット及び
アームをブーム20aから取外し、代りにチェーンカッタ
１をピン接合して用いる。

チェーンカッタ１は現在の地盤（現地盤）41より下方
に形成する壁面構築部42を掘削している。自走クローラ
装置20のブーム20aが走行掘削中に遊回して逃げること
がないように、自走クローラ装置20には補助的に引張り
チェーン21を取付けてある。自走クローラ装置は壁面と
一定間隙を開けて適当な速度で走行して掘削を行う。掘
削跡の空洞部にはホース13によりコンクリート又はモル
タル14を充填している。

第６図は壁面34を逐次掘り下げた状態の断面図を示し
ている。チェーンカッタ１は現在の地盤（現地盤）41か
ら下方の壁体を形成する部分を掘削している。既設のコ
ンクリート又はモルタル壁８が順次形成されており、そ
の継目部分17で上下のコンクリート又はモルタル壁８が
重なりあって繋っていることを示している。この継目部
分17はチェーンカッタ１の湾曲部分1aで切削し、コンク
リート打継ぎを行った部分である。ルーフボルト25はコ
ンクリート又はモルタル壁８の万一の崩落を防止するた
めの補強である。このような補強の施工体本数や施工深
さなどは壁面34の高さ、土質等によって決定する。

第１図は掘削中のチェーンカッタ１を示している。チ
ェーンカッタ１は約30゜程度湾曲させた湾曲部1aを有し
ている。これは、 土砂を切削し、コンクリート又はモルタルを注入す
る部分は垂直になる。

その湾曲部1aが既設のコンクリート又はモルタル壁
８の下端8aを切削し、上下のコンクリート又はモルタル
壁８が重ね合って繋るようにする。

チェーンカッタ１の湾曲した上端はチェーンの折返
し部分になり、スプロケット２でチェーンを駆動する。
この湾曲によって、軸受３、遊星減速機４、オイルモー
タ５からなる駆動部の支持部分が既設コンクリート又は
モルタル壁８に接触することなく、掘削を行うことがで
きる。

以上のようにチェーン走行面を中間部で湾曲させたジ
ブチェーンカッタを用いることによって、上記、、
の問題を解決し、既設壁の下側の掘削が可能となる。
チェーンカッタ１はチェーンが並列に２枚重ねとなって
おり、遊星減速機４、オイルモータ５により、駆動スプ
ロケットホイール２、2aを介して駆動される。３は軸受
である。旋回テーブル７は、遊星減速機部分と連結され
ている。旋回テーブル７は自走クローラ装置20の本体と
壁面との角度を調整するために設けられており、チェー
ンカッタ１の切削部は常に壁面と平行になって掘削す
る。ブラケット６は下側に旋回テーブル７、上側には自
走クローラ装置20と連結するピン6a、6bの孔を備えてい
る（第２図参照）。旋回シリンダ９は油圧によって作動
する。

第２図はチェーンカッタ１が地盤41を切削中の側面図
で、チェーンカッタ１は地盤41を切削しながら矢印44方
向に水平移動する。チェーンカッタ１は進行方向に対し
て約60゜程度傾斜して取付けられており、チェーン15は
矢印45の方向に回転し、切り上がり掘削をする。掘削さ
れた土砂はピック10、ピックを取付けるピックボックス
18の面によって、掻き上げられて地盤41上に排出され
る。

ピック10を取付けたチェーン15は、カッタバー11によ
って案内される。ガイドカバー12は戻りチェーンを包み
込んでおり、ガイドカバー12の役目は、戻りチェーンを
包み込んで仕切を作り、コンクリート又はモルタル14の
打設の場合の遮蔽板の役目を果し、コンクリート又はモ
ルタル14の打設を可能にしている。また、このガイドカ
バー12によって切削直後にチェーンカッタ１の側面で掘
削部側壁面の崩落があってもこれを支える。

ガイドカバー12がこの崩落を支えている間に後方でコ
ンクリート又はモルタル14の注入が行われ、後はコンク
リート又はモルタル14が掘削部側壁面を支えてしまうの
で問題なくコンクリート又はモルタル14の打設が行われ
る。先に述べたチェーンカッタ１を進行方向に60゜程度
傾斜させているのは、チェーンカッタ１で掘削された土
砂等を掻上げやすいようにするためである。

コンクリート又はモルタル14の注入パイプ13はチェー
ンカッタ１の掘削速度に合せて注入量を加減して常に地
盤41の上面までコンクリート又はモルタル14の打設を行
う。ガイドカバー12とチェーンカッタが掘削した壁面と
の隙間は20mm程度と小さいのでコンクリート又はモルタ
ル14がチェーン先端まで流れ込むことはない。

第３図は２枚重ねのチェーンの断面図で第２図のIII
−III矢視図である。２連のチェーン15,16が同時に回転
する。チェーン15は進行方向44に対して尻下りに、チェ
ーン16は進行方向44に対して尻上りの方向に傾斜してい
る。それで進行方向先端側のピック10の先の幅は広く、
進行方向後方側は一部が重なり合って幅が狭くなってい
る。この狭くなった隙間にガイドカバー12を配設して戻
りチェーンを包み込んでいる。ピック10はピックボック
ス19が取付けられ、チェーン15、16はカッタバー11に案
内される。チェーンカッタ１の切削跡にはコンクリート
又はモルタル14が充填されている。

以上の実施例により地中にコンクリート壁体を形成し
て度留を行ってから壁面を安全に掘下げることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明は次の効果を奏する。

本発明装置によれば、壁面構築部を地中に掘削する
と同時に掘削跡の空洞部にコンクリート又はモルタル打
設を行って土留を容易に行うことができる。従って、壁
面崩落のおそれが全くなく壁面の掘削が安全であり、土
留工事及び地盤掘り下げを経済的に施工することができ
る。

このことにより、コンクリート又はモルタル打設のた
めの型枠が不用で型枠組立、取外し作業も不要となる。
また必要最小限の掘削でよいので掘削量、コンクリート
又はモルタル量も少なくてよい。

軟弱地盤、崩落しやすい土質、又は岩石等を含む地
層や砂礫層、岩盤でもあらゆる条件の掘削に対応するこ
とができる。

チェーンカッタの掘削部側壁面で崩落があった場合
もガイドカバーで支えるのでコンクリート又はモルタル
打設に支障がない。

掘削土砂の掻出しをすべて本発明の装置で行うこと
ができ省力化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明装置の実施例の説明図であっ
て、第１図はチェーンカッタで壁面を掘削している断面
図、第２図はそのチェーンカッタを壁面より見た側面
図、第３図は２枚重ね合せチェーンカッタの断面図、第
４図はチェーンカッタをショベルに取付け掘削中の平面
図、第５図は第４図の立面図、第６図は壁面の断面図、
第７図は鋼矢板打込工法の説明図、第８図は壁面コンク
リート吹付の説明図、第９図は壁面型枠を用いてコンク
リートを打設する工法の説明図である。 １……チェーンカッタ ２……スプロケットホイール ３……軸受 ４……遊星減速機 ５……オイルモータ ６……ブラケット 6a,6b……ピン ７……遊回テーブル ８……コンクリート又はモルタル壁 ９……旋回シリンダ 10……ピック 11……カッタバー 12……ガイドカバー 13……注入パイプ 14……コンクリート又はモルタル 15、16……チェーン 18、19……ピックボックス 20……自走クローラ装置 21……引張チェーン 25……ルーフボルト 31……鋼矢板 32……地中 34……壁面 35……コンクリート又はモルタル 36……ルーフボルト 37……型枠 41……地盤 42……壁面構築部 44、45……矢印

フロントページの続き (72)発明者 酒井 喜久雄 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 (56)参考文献 特開 平１−250520（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−140540（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭58−6932（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02F 5/02 F02F 5/06 E02D 5/18 - 5/20 E02D 17/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チェーンの走行面が中間部で湾曲したジブ
   チェーンカッタと、 該湾曲した部分より先端側の返りチェーン側を被覆する
   ガイドカバーと、 屈曲伸縮自在なブームの先端に該チェーンカッタを取り
   つけ、該チェーンカッタを現地盤より下方に進入させス
   リット状の壁面構築部を掘削する自走クローラ装置とか
   らなることを特徴とする掘削装置。