JP2992948B2 - 掘削工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立坑を掘削する掘
削工法に係る技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、掘削機は、図１２に示すよう
に、長尺の中空形のオーガ軸１１の下端付近にスクリュ
１２を設けたオーガ１を複数本並列させ、オーガ軸１１
の上端にオーガ１をそれぞれ回転駆動し駆動連結するた
めのモータ，ギア，チェーン等からなる駆動伝達機構２
を連結してなる。

【０００３】この一般に汎用されている掘削機では、重
量のある駆動伝達機構２が上部に設けられて高重心にな
っているため、掘削深度が高まる（オーガ１のオーガ軸
１１の軸長が長くなる）と転倒する危険性が高くなる。
このため、オーガ１，駆動伝達機構２を支持するリー
ダ，クレーン等の安定性を向上させる機器を付設する改
良が試みられてきているが、リーダ，クレーン等が大型
化する傾向があり、都市部のような限定された施工面積
内での施工には適さなくなってきている。そこで、リー
ダ，クレーン等の大型化を避けるために、掘削機の全体
の低重心化が要求されるようになってきている。

【０００４】従来、低重心化を指向した掘削機として
は、例えば、特公平１−４１７６７号公報に記載のもの
が知られている。

【０００５】この従来の掘削機は、図１３に示すよう
に、複数軸のオーガ１をギア，チェーン等からなる伝達
機構３で駆動連結し、伝達機構３からオーガ１を回転駆
動する駆動機構４へ駆動軸５を立上げてなる。

【０００６】この従来の従来の掘削機では、図１２に示
した汎用されている掘削機について、複数軸のオーガ１
をそれぞれ回転駆動し駆動連結するための駆動伝達機構
２を伝達機構３と駆動機構４とに分割して駆動軸５で連
結したことを特徴とするもので、かなり重量のある伝達
機構３を下方に位置させて全体を低重心化することを指
向している。

【０００７】従来、低重心化を指向した他の掘削技術と
しては、例えば、特開平５−８６６１６号公報に記載の
ものが知られている。

【０００８】この従来の掘削技術は、前述の図１２に示
される汎用されている掘削機の駆動伝達機構２でオーガ
１のオーガ軸１１の中途部に設けられたスイベルジョイ
ントをチャックしてをオーガ１を回転させながら押下
げ、而後補助昇降機構を利用して駆動軸を他のスイベル
ジョイントでチャックし駆動軸の回転を許容しながら押
下げ、降下した補助昇降機構のチャックを解除して上昇
させ、再びを駆動軸を他のスイベルジョイントでチャッ
クし駆動軸の回転を許容しながら押下げていくものであ
る。

【０００９】この従来の掘削技術では、図１２に示した
汎用されている掘削機について、重量のある駆動伝達機
構２を掘削の初期に降下させてしまい、後続の掘削での
全体を低重心化することを指向している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の前者の掘
削機では、オーガ１の上部に分割されたとはいえまだか
なり重量のある駆動機構４が残ってしまうため、低重心
化が充分でないという問題点がある。さらに、前述の後
者の掘削技術では、スイベルジョイントの断続や駆動伝
達機構２，補助昇降機構の連係等の制御が面倒で掘削途
中でオーガ１の回転を停止させる工程が必須になってく
ることから、掘削深度が深くなると土圧のためオーガ１
の再回転が不能になって、オーガ１を引上げて再掘削し
なければならなくなるため、施工期間が長くなるという
問題点がある。これ等の問題点は、掘削深度が深くなる
につれて重要性を帯びてくる。

【００１１】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、掘削深度の深い掘削について装置の全体
の低重心化が促進され施工期間が短縮される掘削工法を
提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係る掘削工法は、次のような手段を採用す
る。

【００１３】即ち、請求項１では、複数軸のオーガを駆
動連結する伝達機構からオーガを回転駆動する駆動機構
へ伸縮可能な駆動軸を立上げ、駆動軸の上部に補助チャ
ックを備えた掘削機を用い、駆動機構で駆動軸の中途部
をチャックし駆動軸を回転させながら押下げ、降下した
駆動機構による駆動軸の回転を維持しながら駆動軸のチ
ャックを解除し、駆動機構を駆動軸の回転を維持しなが
ら駆動軸に沿って上昇させ、再び前記工程を繰返し、駆
動機構の最初の上昇の際に駆動軸を伸張させ、駆動機構
が駆動軸の上端部付近に到達した後の降下の際に補助チ
ャックを追従して降下させる。

【００１４】この手段では、かなり重量のある駆動機構
で駆動軸の中途部から下方で昇降する。オーガは駆動機
構の昇降のみにより降下される。駆動軸の伸張は深い掘
削深度への対応を可能にする。補助チャックの降下は延
びた駆動軸の引上げに対する待機となる。

【００１５】また、請求項２では、請求項１の掘削工法
において、掘削の終了後に、駆動機構で駆動軸をチャッ
クし駆動軸を回転させながら引上げ、上昇した駆動機構
による駆動軸の回転を維持しながら駆動軸のチャックを
解除し、補助チャックのチャックにより駆動軸の回転を
許容しながら駆動軸の降下を阻止しておき、駆動機構を
駆動軸の回転を維持しながら駆動軸に沿って下降させ、
補助チャックのチャックを解除して再び前記工程を繰返
すことを特徴とする。

【００１６】この手段では、掘削の終了後には、補助チ
ャックを利用してオーガの降下を阻止しつつ駆動機構の
みにより引上げられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る掘削工法の実
施の形態を図１〜図１１に基いて説明する。

【００１８】まず、本発明に係る掘削工法の実施の形態
に用いられる掘削機を説明する。

【００１９】この実施の形態に用いられる掘削機は、掘
削土砂と硬化液とを攪拌混合して地盤Ｅ中に連続壁体を
造成するもので、例えば、図９〜図１０に示すように、
５軸のオーガ１を備え前述の従来例の伝達機構３，駆動
機構４，駆動軸５からなる駆動伝達系が採用されてい
る。

【００２０】オーガ１は、並列の両端と中央との３軸が
長く残る２軸が短くなっているオーガ軸１１にそれぞれ
スクリュ１２が設けられてなる。

【００２１】これ等のオーガ１は、伝達機構３によって
駆動連結されている。伝達機構３は、図２に詳細に示さ
れるように、伝達ボックス３１の内部に等間隔で平行に
５本のシャフト３２を収容し、シャフト３２同士をギ
ア，チェーン等の伝達部材３３で連結してなる。各シャ
フト３２の下端部には、オーガ１のオーガ軸１１が連結
されている。ただし、伝達機構３のシャフト３２とオー
ガ１のオーガ軸１１とは、着脱可能になっている。

【００２２】この伝達機構３の内側３本のシャフト３２
の上端部には、補助オーガ７が着脱可能に連結されてい
る。

【００２３】この伝達機構３の外側２本のシャフト３２
の上端部には、駆動軸５が着脱可能に連結されている。
駆動軸５は、中空形からなるもので、内外の２重管がス
ライドする伸縮構造を備えている。なお、駆動軸５の伸
縮状態は、空気圧を利用したピンの打込みによって保持
されるようになっていいる。また、駆動軸５の内部に
は、硬化液をオーガ１に供給する供給ホース８が配設さ
れている。また、駆動軸５の供給ホース８の導入端に
は、案内ローラが設けられている。また、駆動軸５の下
部の外周面には、スクリュ９が設けられている

【００２４】駆動軸５は、伝達機構３から垂直に立上げ
られて駆動機構４に連結されている。駆動機構４は、駆
動軸５に嵌合するような格好で、駆動軸５を回転させな
がらチャックして駆動軸５の軸方向へのスライドを阻止
したりチャックを解除して駆動軸５の軸方向へのスライ
ドを許容したりするチャック機構を備えている。この駆
動機構４は、図３に示すようなリーダ１０，クレーン２
０に支持され、クレーン２０に沿って昇降可能にリーダ
１０に吊持される。従って、駆動機構４の昇降によっ
て、駆動軸５を回転させながら降下させたり上昇させた
りすることができる。なお、この駆動機構４は、２本の
駆動軸５を互いに逆方向へ回転させるように設定されて
いる。

【００２５】また、リーダ１０の駆動機構４の上部側に
は、補助チャック３０が昇降可能に設けられている。こ
の補助チャック３０は、駆動軸５の回転を許容しながら
チャックして駆動軸５の軸方向へのスライドを阻止した
りチャックを解除して駆動軸５の軸方向へのスライドを
許容したりするチャック機構を備えている。

【００２６】なお、駆動機構４，補助チャック３０のチ
ャック機構のチャック，チャック解除を確実に奏させる
ため、駆動軸５にチャック機構に係合する切込Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄが設けられている。

【００２７】また、リーダ１０の駆動機構４の下部側に
は、オーガ１，駆動軸５の振れを防止する振止４０が固
定されている。

【００２８】なお、オーガ１については、図１１に示す
ように３軸構成とすることもできる。

【００２９】このように構成された実施の形態に用いら
れる掘削機によると、駆動伝達機構２を伝達機構３と駆
動機構４とに分割して駆動軸５で連結し、かなり重量の
ある伝達機構３を下方に位置させて全体を低重心化する
という従来例の特徴が確保されている。特に、後述のよ
うに、まだかなりの重量のあるを駆動機構４を駆動軸５
の下方側で昇降させるため、全体を低重心化がさらに促
進される。また、伝達機構３のシャフト３２に対して、
オーガ１，駆動軸５，補助オーガ７を着脱可能にしたた
め、施工現場までの運搬や不使用時の保管、さらには修
理等が容易である。また、駆動機構４が２本で全体の組
付強度が強化されているため、固い地盤等についての耐
座屈性が高くなる。

【００３０】次に、本発明に係る掘削工法の実施の形態
を工程順に説明する。

【００３１】図１に示すように、掘削開始時には、オー
ガ１が引上げられた状態になっている。駆動機構４は、
最下部の切込Ａをチャック機構でチャックしている。補
助チャック３０のチャック機構は、チャック解除状態に
なっている。

【００３２】図２に示すように、駆動機構４を駆動させ
降下させると、回転するオーガ１，駆動軸５が駆動機構
４で押下げられ地盤Ｅに螺旋食込みする。この結果、オ
ーガ１の食込力と駆動機構４の重量とによってオーガ１
が地盤Ｅを掘削して、掘削土砂と硬化液とを攪拌混合す
る。

【００３３】図２に示すように、駆動機構４が振止４０
まで降下した場合には、駆動機構４の降下を停止する。
ただし、駆動機構４によるオーガ１，駆動軸５の回転を
継続して、掘削土砂，硬化液の攪拌混合を続ける。

【００３４】続いて、図３に示すように、駆動軸５のス
ライド構造のロックを解除して、オーガ１，駆動軸５の
回転を継続して駆動機構４を上昇させる。このとき、オ
ーガ１が地盤Ｅに食込んでいるため、駆動軸５の伸縮構
造が上方へ伸張する。図３の状態では、駆動軸５のスラ
イド構造をロックする。駆動軸５のスライド構造のロッ
ク，ロック解除の際には、駆動機構４によるオーガ１，
駆動軸５の回転を停止させる。

【００３５】その後、図４に示すように、駆動機構４を
降下させて回転するオーガ１，駆動軸５を押下げて掘削
深度を深める。このとき、オーガ１の地盤Ｅへの食込み
が浅いため、オーガ１，駆動軸５の回転が不能になるこ
とはない。そして、図４に示すように、駆動機構４が振
止４０まで降下した場合には、駆動機構４の降下を停止
する。ただし、駆動機構４によるオーガ１，駆動軸５の
回転を継続して、掘削土砂，硬化液の攪拌混合を続け
る。なお、駆動機構４のチャック機構をチャック解除状
態にする。

【００３６】続いて、図５に示すように、駆動軸５によ
るオーガ１，駆動軸５の回転を継続して駆動機構４を切
込Ｂまで上昇させる。このとき、オーガ１に掛かる土圧
抵抗により、オーガ１，駆動軸５が降下することはな
い。上昇した駆動軸５は、図６に示すように、降下させ
て回転するオーガ１，駆動軸５を押下げて掘削深度を深
める。

【００３７】その後、図７，図８に示すように、前記工
程が切込Ｃについて繰返されて、掘削深度が深くなる。
なお、図８に示す掘削終了状態では、補助チャック３０
が最上部の切込Ｄに到達して、駆動機構４に追従降下し
ている。この降下した補助チャック３０は、後述の駆動
軸５の引上げのための待機姿勢をとることになる。

【００３８】このような掘削では、駆動機構４の昇降が
２本の駆動軸５で安定支持される。そして、駆動軸５が
オーガ１の並列の長さの両端部から等しい位置にそれぞ
れ配置した２本構成からなり、駆動軸５が互いに逆方向
へ回転することにより、伝達機構３（オーガ１の並列）
に回転付勢は生じなくなる。従って、設定した造成ライ
ンからオーガ１が振れなくなり、掘削位置についての施
工精度が高くなる。

【００３９】また、掘削途中で駆動軸５を伸張させるこ
とにより、背高の短いリーダ１０を使用して掘削深度を
深くすることができる。この駆動軸５の伸張に対して
は、案内ローラにより供給ホース８が円滑に駆動軸５の
内部に引込まれる。

【００４０】また、駆動軸５のスクリュ９や補助オーガ
７は、掘削土砂と硬化液との攪拌混合を促進するととも
に、上昇する伝達機構３の上方側の土圧抵抗の減衰に寄
与する。

【００４１】なお、掘削の際にオーガ１へ供給される硬
化液は、駆動軸５の内部に配設された供給ホース８を通
過することになる。従って、供給ホース８が掘削土砂と
衝突して破損，凹み損傷して硬化液が漏出したり詰まっ
たりすることがないため、供給される硬化液の量が定量
となり、造成される連続壁体が均質になる。また、削深
度が深くなってからオーガ１，駆動軸５の回転が停止し
ないため、オーガ１，駆動軸５の回転再開が不能になっ
て後処理のために施工期間が長くなることはない。ま
た、この回転停止が避けられていることは、造成される
連続壁体の均質化にも寄与する。

【００４２】また、掘削が終了した後には、前述の工程
の逆の昇降が行われる。ただし、掘削終了後のオーガ１
への土圧が低くなっているため、駆動機構４のチャック
機構をチャック解除状態にした場合に、オーガ１，駆動
軸５が降下するおそれがある。このため、駆動機構４の
チャック機構をチャック解除状態にした場合には、補助
チャック３０のチャック機構をチャックすることにな
る。なお、補助チャック３０が既に降下して駆動軸５の
引上げのための待機姿勢をとっているため、速やかに駆
動軸５の引上げが実行される。

【００４３】以上、図示した実施の形態の外に、オーガ
１を４軸または６軸以上とすることも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る掘削工法
は、駆動伝達機構から分割されたかなり重量のある伝達
機構を下方に位置させ、残る駆動機構も駆動軸の下方側
で昇降されるため、装置の全体の低重心化が促進される
効果がある。

【００４５】さらに、オーガ，駆動軸が駆動機構の昇降
のみによって押下げられて回転の停止がないため、施工
期間が短縮される効果がある。

【００４６】さらに、掘削途中で駆動軸を伸張させ、掘
削の終了近くに補助チャックを駆動軸の引上げのために
待機させておくため、掘削深度の深い掘削にも対応する
ことができる効果がある。

【００４７】さらに、請求項２のみとして、補助チャッ
クを利用して簡単な制御でオーガ，駆動軸を引上げるこ
とができるため、施工期間がより短縮される効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削工法の実施の形態一工程を示
す側面図である。

【図２】図１に続く工程の側面図である。

【図３】図２に続く工程の側面図である。

【図４】図３に続く工程の側面図である。

【図５】図４に続く工程の側面図である。

【図６】図５に続く工程の側面図である。

【図７】図６に続く工程の側面図である。

【図８】図７に続く工程の側面図である。

【図９】本発明に係る掘削工法の実施の形態に用いられ
る掘削機の例を示す要部の正面図である。

【図１０】図９の要部拡大図である。

【図１１】図９，図１０の変形例を示す正面図である。

【図１２】一般に汎用されている掘削機を示す正面図で
ある。

【図１３】従来例を示す正面図である。

【符号の説明】

１ オーガ ３ 伝達機構 ４ 駆動機構 ５ 駆動軸 ８ 供給ホース ９ スクリュ（駆動軸の）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02F 5/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数軸のオーガを駆動連結する伝達機構
   からオーガを回転駆動する駆動機構へ伸縮可能な駆動軸
   を立上げ、駆動軸の上部に補助チャックを備えた掘削機
   を用い、駆動機構で駆動軸の中途部をチャックし駆動軸
   を回転させながら押下げ、降下した駆動機構による駆動
   軸の回転を維持しながら駆動軸のチャックを解除し、駆
   動機構を駆動軸の回転を維持しながら駆動軸に沿って上
   昇させ、再び前記工程を繰返し、駆動機構の最初の上昇
   の際に駆動軸を伸張させ、駆動機構が駆動軸の上端部付
   近に到達した後の降下の際に補助チャックを追従して降
   下させる掘削工法。
2. 【請求項２】 請求項１の掘削工法において、掘削の終
   了後に、駆動機構で駆動軸をチャックし駆動軸を回転さ
   せながら引上げ、上昇した駆動機構による駆動軸の回転
   を維持しながら駆動軸のチャックを解除し、補助チャッ
   クのチャックにより駆動軸の回転を許容しながら駆動軸
   の降下を阻止しておき、駆動機構を駆動軸の回転を維持
   しながら駆動軸に沿って下降させ、補助チャックのチャ
   ックを解除して再び前記工程を繰返すことを特徴とする
   掘削工法。