JP3163874U - 土砂掘削装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水などの周囲への飛散が簡易な手段で抑制された土砂掘削装置を提供する。【解決手段】ハンマーグラブ10と、ハンマーグラブを、土砂取込部が土砂収容部の下に位置する姿勢で吊り下げたワイヤ31と、ワイヤを巻き取ることでハンマーグラブを上方に引き上げ、ワイヤを繰り出すことでハンマーグラブを土砂に貫入させるウインチ50,60と、ハンマーグラブの上方に配置された、ワイヤが中を通る環状部材であって、ハンマーグラブがワイヤに吊り下げられて上方に引き上げられた状態でハンマーグラブと連結してハンマーグラブを保持する環状部材と、環状部材に、環状部材の中を通るワイヤに毛が接触する姿勢で取り付けられたブラシ110等とを備えたことを特徴とする。【選択図】図2

Description

本考案は、土砂を掘削する土砂掘削装置に関する。
近年、地中に揺動・圧入したケーシングチューブ内の土砂をハンマーグラブで掘削する掘削方法が利用されている(例えば、特許文献1、2)。
この掘削方法は、開閉自在のシェルを備えたハンマーグラブをワイヤでクレーンから吊り下げ、ケーシングチューブの地上口付近からハンマーグラブを土砂層に落下させて土砂層にシェルをめりこませ、ワイヤを巻き上げてハンマーグラブを引き上げつつシェルを閉鎖していくことで、ケーシングチューブ内の土砂をすくい取るというものである。
ところで、ケーシングチューブ内を掘り進むと、地下水などにより泥化した土砂をすくい取ることも多く、そのような泥化した土砂をすくい取ったハンマーグラブを吊っているワイヤにも泥水は付着する。
特開平7−11859号公報 特開2004−76361号公報
ハンマーグラブがケーシングチューブの入口まで引き上げられた際には、泥水が付着したワイヤはハンマーグラブよりもさらに上方に位置している。このため、ワイヤに付着した泥土や泥水が風に乗って周囲に飛散しないようにするには、ケーシングチューブの入り口から泥土の廃棄位置までを含む範囲を高いパネルで囲む必要があり、コストと手間がかかるという問題がある。
本考案は、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水などの周囲への飛散が簡易な手段で抑制された土砂掘削装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る土砂掘削装置は、
内部に土砂の収容が可能な円筒形状の土砂収容部、およびこの土砂収容部に開閉自在に設けられ、開いた状態から閉じることで、土砂をこの土砂収容部の内部に取り込む土砂取込部を有するハンマーグラブと、
上記ハンマーグラブを、土砂取込部が土砂収容部の下に位置する姿勢で吊り下げたワイヤと、
上記ワイヤを巻き取ることで上記ハンマーグラブを上方に引き上げ、上記ワイヤを繰り出すことでハンマーグラブを土砂に貫入させるウインチと、
上記ハンマーグラブの上方に配置された、上記ワイヤが中を通る環状部材であって、このハンマーグラブがこのワイヤに吊り下げられて上方に引き上げられた状態でこのハンマーグラブと連結してこのハンマーグラブを保持する環状部材と、
上記環状部材に、この環状部材の中を通るワイヤに毛が接触する姿勢で取り付けられたブラシとを備えたことを特徴とする。
ハンマーグラブの上方に位置し、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤが中を通る環状部材には、このワイヤに毛が接触するブラシが備えられていることから、ハンマーグラブを吊り下げるワイヤに例え泥水などが付着していても、このワイヤが巻き上げられる際にブラシの毛で泥水は除去され、ワイヤに付着した泥水等が環状部材よりも上方に行くことがない。したがって、本考案の土砂掘削装置によれば、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水等の周囲への飛散が簡易な手段で抑制できる。
ここで、上記ブラシは、上記環状部材の中央近傍に向かって複数の方向から毛が延びる配置でこの環状部材に取り付けられたことが好ましい。
この様にすると、ワイヤに付着した泥水などをより確実に除去できる。
本考案によれば、ハンマーグラブを吊り下げているワイヤに付着した泥水等の周囲への飛散が簡易な手段で抑制された土砂掘削装置を提供できる。
土砂掘削システムの外観図である。 土砂掘削装置の概略構成図である。 ハンマーグラブによる土砂掘削のメカニズムの模式図である。 ハンマーグラブの引き上げの様子を示す図である。 ハンマーグラブが吊り上げられた状態を示す図である。 ハンマーグラブが移動している様子を示す図である。 泥土廃棄位置で泥土が廃棄されている様子を示す図である。 クラウンの外観斜視図である。 ブラシの拡大図である。 クラウンの外観斜視図である。 蛇腹管の内部に収容されているブラシを示す図である。
以下、本考案の実施形態について説明する。
図1は、土砂掘削システムの外観図である。
図1に示す土砂掘削システム100は、ハンマーグラブ10を含む土砂掘削装置1とクレーン2とケーシングチューブ3と風防パネル4とで構成されている。
図1には、既に、ハンマーグラブ10による土砂掘削の際のガイドにもなるケーシングチューブ3が地中に打ち込まれ、ケーシングチューブ3の入口の周囲には風よけのための風防パネル4が配備されている様子が示されている。
風防パネルは4は、ハンマーグラブ10がケーシングチューブ3の入口から引き上げられた際、ハンマーグラブ10がすくい上げた泥土の水分が風で吹き飛ばされないようにするためのものである。尚、ハンマーグラブ10が、この風防パネル4の高さよりも高い位置まで吊り上げられたころには、ほぼ泥土の水切りがされた状態となる。
その後、ハンマーグラブ10は、クレーン2の旋回により、泥土廃棄場所まで運ばれる。図1には、泥土をすくい取ったハンマーグラブ10が風防パネル4よりも高い位置にまで吊り上げられた状態が示されている。
図2は、土砂掘削装置の概略構成図である。
図2に示す土砂掘削装置1は、ハンマーグラブ10、クラウン20、捩れ防止器30、滑車40、第1ウインチ50、第2ウインチ60、主巻ワイヤ70、補巻ワイヤ80、および蛇腹管90で構成されている。
ハンマーグラブ10は、ケーシングチューブ3の内部の泥土をすくい取る、開閉自在のシェル13と、すくい取った土砂を収容する円筒状の収容部12と、クラウン20と切り離し自在に係合するヘッド11とで構成されている。この収容部12が本考案にいう土砂収容部の一例に相当し、シェル13が本考案にいう土砂取込部の一例に相当する。
また、ハンマーグラブ10は、補巻ワイヤ80によって吊り下げられており、補巻ワイヤ80は、第2ウインチ60によって巻き上げおよび繰り出しがなされる。また、この第2ウインチ60には、補巻ワイヤ80の繰り出し時に負荷をかけるか否かを選択的に切り換える切換機能が備えられている。
クラウン20は、ハンマーグラブ10の上方に位置する円環部材であり、ハンマーグラブ10のヘッド11を切り離し自在に受け入れる本体部21と、クラウン20を吊り下げる吊下ワイヤ31が連結された連結部22とで構成されている。補巻ワイヤ80は、本体部21と連結部22の中央部分を上下する。このクラウン20が、本考案にいう環状部材の一例に相当する。
ここでの図示は省略するが、クラウン20の本体部21には、爪が備えられており、ハンマーグラブ10のヘッド11には、この爪と係合する板部材が備えられている。ヘッド11がクラウン20の本体部21に受け入れられてこれら爪と板部材とが係合すると、補巻ワイヤ80にかかるハンマーグラブ10の荷重を、クラウン20を吊り下げている吊下ワイヤ31に転嫁することができる。
また、詳しくは後述するが、クラウン20の上面にはブラシ110が備えられており、このブラシ110は、補巻ワイヤ80に付着した泥水を掃き落とす。
捩れ防止器30は、間隔を空けた2本の吊下ワイヤ31でクラウン20を吊り下げることで、吊下ワイヤ31の捩れを抑え、中央部分を上下する補巻ワイヤ80の動きを妨げないようにするためのものである。また、捩れ防止器30は、主巻ワイヤ70によって吊り下げられており、主巻ワイヤ70は、第1ウインチ50によって巻き上げおよび繰り出しがなされる。
蛇腹管90は、所定間隔で内径が多少絞られた、いわゆる蛇腹状の塩ビ管であり、内部を補巻ワイヤ80が上下する。この蛇腹管90は、捩れ防止器30に吊り下げられている。
また、この蛇腹管90には、ここでの図示は省略するが、内部に、補巻ワイヤ80に付着した泥水を掃き落とすためのブラシ120が備えられている。
図2には、第2ウインチ60が補巻ワイヤ80の繰り出しに負荷をかけない状態に切り換えられた後、クラウン20の爪とハンマーグラブ10の板部材との係合が解かれたことで、ハンマーグラブ10が自重によりケーシングチューブ内に落下し始めた様子が示されている。
図3は、ハンマーグラブによる土砂掘削のメカニズムの模式図である。
図3に示されるメカニズムは公知技術であることから、以下では、このメカニズムの概要を簡単に説明する。
図3に示されるクラウン20の本体部21には、中央部分に突出した状態と中央部分から退避した状態との間で移動自在の爪211が備えられている。
また、補巻ワイヤ80には、機能については後述するキー81が固定されており、このキー81は、ハンマーグラブ10のヘッド11の奥深くに入り込む。ヘッド11に備えられている板部材111は、爪211の他にこのキー81とも係合する。図3には、これら板部材111、キー81、および爪211の各部材間の係合の様子を側面から透視した状態が示されている。尚、板部材111は、軸111aについて回動自在のものである。
以下では、クラウン20の自重分の荷重しかかかっていない吊下ワイヤ31を細線で示し、クラウン20の自重を超える荷重がかかっている吊下ワイヤ31を太線で示している。また、荷重がかかっていない補巻ワイヤ80を細線で示し、ハンマーグラブ10の自重以上の荷重がかかっている補巻ワイヤ80を太線で示している。また、ハンマーグラブ10の自重未満の荷重がかかっている補巻ワイヤ80を点線で示している。
また、以下では、説明の便宜上、クラウン20の上面に備えられているブラシ110の図示を省略し、泥土をすくい取ったハンマーグラブ10が土砂層から引き上げられた後の時点から説明を開始する。
図3のパート(a)には、補巻ワイヤ80が巻き上げられ、ハンマーグラブ10の上方に位置しているクラウン20に向かってハンマーグラブ10が上昇している様子が示されている。この段階では、ハンマーグラブ10の自重以上の荷重が補巻ワイヤ80にかかっているため、補巻ワイヤ80は太線で示されている。
図3のパート(b)には、ハンマーグラブ10のヘッド11がクラウン20の本体部21に入り込み、クラウン20の爪211がヘッド11の板部材111と係合した状態が示されている。図3のパート(b)では、この係合により、補巻ワイヤ80にかかっていた荷重が吊下ワイヤ31に転嫁されたことで、吊下ワイヤ31は太線、補巻ワイヤ80は細線で示されている。この転嫁により、ハンマーグラブ10を吊っている補巻ワイヤ80の弛緩が可能となる。
ハンマーグラブ10のシェル13は、補巻ワイヤ80を弛めれば開き、逆に、締め上げると閉まる。
図3のパート(c)には、ハンマーグラブ10を吊っていた補巻ワイヤ80が弛められたことでシェル13が開放され、すくい上げた泥土が廃棄されている様子が示されている。
図3のパート(d)には、補巻ワイヤ80を巻き上げることでクラウン20ごとハンマーグラブ10を上昇させて補巻ワイヤ80に荷重をかけることで、シェル13が閉じられた様子が示されている。
図3のパート(e)には、クレーンの旋回などによりケーシングチューブ3の上方にハンマーグラブ10が移動し、主巻ワイヤ70と補巻ワイヤ80との双方が繰り出されて、閉じた状態のシェル13の先端がケーシングチューブ3の入口に差し込まれた様子が示されている。この様にシェル13が閉じていると、シェル13の先端をケーシングチューブ3の入口に差し込む作業がし易くなる。
図3のパート(f)には、図3のパート(e)に示される状態から、補巻ワイヤ80のみが繰り出された状態が示されている。この段階では、補巻ワイヤ80の繰り出しにより補巻ワイヤ80が弛み、シェル13は開放される。
図3のパート(g)には、弛められた補巻ワイヤ80がさらに弛められて、キー81がヘッド11の板部材111の間を通り抜けた状態が示されている。この段階で、第2ウインチ60が補巻ワイヤ80の繰り出しに負荷をかけない状態に切り替えられている。キー81が板部材111の間を下向きに通り抜ける際、キー81が板部材111を内側から外側に向けて押すため、板部材111もクラウン20の爪211をクラウン20の内側から外側に向けて押す。これにより、クラウン20の爪211とハンマーグラブ10の板部材111との係合が解かれ、ハンマーグラブ10はクラウン20からの離脱が可能となる。
図3のパート(h)には、ハンマーグラブ10がクラウン20から離脱し、ハンマーグラブ10が土砂層めがけて落下し始めた様子が示されている。既に第2ウインチ60が補巻ワイヤ80の繰り出しに負荷をかけない状態に切り換えられているとはいえ、補巻ワイヤ80の繰り出しには多少の抵抗が生ずるため、キー81が板部材111の間を下向きに通り抜けた後、キー81の上面が板部材111の下端から離れる前にキー81は上向きに引っ張られる。このため、板部材111は、逆止弁となってキー81が板部材110の間から抜けてしまうのを妨げる。これにより、ハンマーグラブ10が落下している間、補巻ワイヤ80には、ハンマーグラブ10の自重未満の荷重がかかる。このため、図3のパート(h)に示される補巻ワイヤ80は点線で示されている。しかしながら、補巻ワイヤ80の、キー81よりもハンガーグラブ側の部分には荷重がかかっておらず、この部分は弛んだままであることから、シェル13の開放状態は維持される。
図3のパート(i)には、ハンマーグラブ10のシェル13が土砂層にめり込んだ様子が示されている。シェル13が土砂層にめり込んだ際、キー90の上端は板部材111の下端と離れ、板部材111の姿勢が垂直になる。このため、補巻ワイヤ80を巻き上げると、板部材111は逆止弁としては作用せずにキー81の抜けを許容する。
図3のパート(j)には、補巻ワイヤ80が巻きあげられ、板部材111の間をキー81が通過した様子が示されている。この後、この補巻ワイヤ80に荷重がかかるに従ってシェル13は閉じていく。その後、図3のパート(a)に示されるように、ハンマーグラブ10が完全に宙吊り状態になると、シェル13も完全に閉鎖された状態となる。以上が、ハンマーグラブ10の土砂掘削メカニズムについての簡単な説明である。以下、この様なハンマーグラブを利用した、ケーシングチューブ内の土砂掘削について具体的に説明する。
図4は、ハンマーグラブの引き上げの様子を示す図である。
図4には、補巻ワイヤ80が巻き上げられてハンマーグラブ10がケーシングチューブ3の入口から上方に引き上げられつつある様子が示されている。この段階では、補巻ワイヤ80には、ハンマーグラブ10の自重以上の荷重がかかっている。一方、吊下ワイヤ31には、クラウン20の自重のみの荷重がかかっている。
補巻ワイヤ80は、実際には、鋼線を撚ったワイヤ部801とチェーン部802とを中継器82で繋いだものであり、チェーン部802の端部にハンマーグラブ10が繋がれ、ワイヤ部802側が第2ウィンチ60に巻き取られる。ケーシングチューブ3の内部の泥土をすくい取ったハンマーグラブ10が引き上げられ、ワイヤ部801に大きな荷重がかかると、ワイヤ部801は鋼線が撚られたものであるためにワイヤ部801には回転力が生じる。
ここで、泥水は、補巻ワイヤ80の表面に付着するだけでなく、ワイヤ部801の鋼線同士の隙間に入り込んでいる場合がある。この様な隙間に入り込んだ泥水については、クラウン20の上面に備えられたブラシ110によって掃き落とし切れない場合もある。その場合には、ワイヤ部801に生じた回転力により高所で泥水が周囲に飛び散るおそれがある。そこで、クラウン20よりも上方の位置に蛇腹管90を配備して高所での泥水の飛び散りを防止すると共に、鋼線同士の隙間から回転により表面に出てきた泥水を、蛇腹管90の内部に備えたブラシによって掃き落としている。
中継器82は、ワイヤ部801とチェーン部802とを繋げているものの、上部821と下部822とが互いに回転自在のものである。この中継器82の存在により、大きな荷重によりワイヤ部801が回転しても、この回転はチェーン部802に伝わらず、ハンマーグラブ10を回転させずに済ますことができる。
図5は、ハンマーグラブが吊り上げられた状態を示す図である。尚、図5から図7は、図3のパート(a)から図3のパート(c)に示される流れを詳細に説明したものである。
図5には、ハンマーグラブ10のヘッド11がクラウン20の本体部21に受け入れられ、爪211と板部材111とが係合した状態のまま、ハンマーグラブ10がさらに上方に持ち上げられた状態が示されている。図5には、クラウン20の荷重さえも補巻ワイヤ80に転嫁されているために、クラウン20を吊り下げている吊下ワイヤ31が弛んでいる様子が示されている。
図6は、ハンマーグラブが移動している様子を示す図である。
図6には、ハンマーグラブ10がクレーンの旋回により泥土廃棄位置に移動を始めている様子が示されている。
図7は、泥土廃棄位置で泥土が廃棄されている様子を示す図である。
ハンマーグラブ10が泥土廃棄位置の上方にまで到達した後にハンマーグラブ10の高さが適切な高さとなるまで主巻ワイヤ70と補巻ワイヤ80との双方を繰り出す。その後、補巻ワイヤ80のみを繰り出すと、爪211と板部材111とが係合していることから、吊下ワイヤ31にハンマーグラブ10の全荷重が転嫁される。さらに、補巻ワイヤ80のみを繰り出すと、補巻ワイヤ80が弛んだことによりシェル13が開き始める。図7には、シェル13が開き始め、収容していた泥土が排出されている様子が示されている。
この後、図3のパート(d)以降に示される流れで土砂の掘削が行われる。
図8は、クラウンの外観斜視図である。
図8には、本体部21の上方に備えられている連結部22の上面にブラシ110が固定されている様子が示されている。
また、図8には、ブラシ110の中を上下に移動するチェーン部802およびキー81が示されている。
図3のパート(i)に示すように、ケーシングチューブ内にハンマーグラブ10を落下させると、チェーン部802を含めワイヤ部801の一部まで水に浸かる可能性が高い。
本考案では、補巻ワイヤ80がクラウン20の中央部分を上下する点に着目し、クラウン20の連結部22の上面に、毛1101が中央部分に張り出したブラシ110を備え、補巻ワイヤ80に付着した泥水をこの毛1101で掃き落とす。
図9は、ブラシの拡大図である。
図9に示されるように、ブラシ110は、柄を切り落とした4つのほうきが向かい合わせに固定されたものであり、安価で単純な構成となっている。
図10は、クラウンの外観斜視図である。
図10には、ブラシ110が外された状態のクラウン20の、斜め上方からの外観が示されており、ここには、本体部21から前述の爪211が中央部分に向かって突出している様子も示されている。
図11は、蛇腹管の内部に収容されているブラシを示す図である。
図11のパート(a)には、蛇腹管90の内部に収容されているブラシ120を上方からみた状態が示され、図11のパート(b)には、蛇腹管90の側面からの透視図が示されている。
このブラシ120は、毛1101と、ゴム製の支持部1201と、支持部1201が連結され、このブラシ120の輪郭となるリング1202とで構成されている。リング1202は、3つの円弧状部材を、隣り合う円弧部材の端部を互いに重複させながら組み合わせて円環状にしたものであり、このブラシ120は、通常状態では蛇腹管90の最大径よりも多少大きな径を有する、復元自在に径の縮小が可能なものである。したがって、このブラシ120を蛇腹管90の所望の箇所でつっぱらせることで、このブラシ120を蛇腹管90の内部に配備できる。
尚、上記実施形態では、ブラシ110をクラウン20の連結部22の上面側に備えた例を挙げて説明したが、本考案では、ブラシ110を連結部22の下面側に備えても良い。
また、泥水を掃き落とす機能を有するブラシであればほうきでなくても良く、一方向からしか中央部分への毛1101の張り出しがないものであってもよい。
1 土砂掘削装置
10 ハンマーグラブ
11 ヘッド
110、120 ブラシ
111 板部材
1101 毛
12 収容部
1201 指示部
1202 リング
13 シェル
2 クレーン
20 クラウン
21 本体部
211 爪
22 連結部
3 ケーシングチューブ
30 捩れ防止器
31 吊下ワイヤ
40 滑車
50 第1ウインチ
60 第2ウインチ
70 主巻ワイヤ
80 補巻ワイヤ
801 ワイヤ部
802 チェーン部
81 キー
82 中継器
821 上部
822 下部
90 蛇腹管
100 土砂掘削システム

Claims (2)

  1. 内部に土砂の収容が可能な円筒形状の土砂収容部、および該土砂収容部に開閉自在に設けられ、開いた状態から閉じることで、土砂を該土砂収容部の内部に取り込む土砂取込部を有するハンマーグラブと、
    前記ハンマーグラブを、土砂取込部が土砂収容部の下に位置する姿勢で吊り下げたワイヤと、
    前記ワイヤを巻き取ることで前記ハンマーグラブを上方に引き上げ、前記ワイヤを繰り出すことでハンマーグラブを土砂に貫入させるウインチと、
    前記ハンマーグラブの上方に配置された、前記ワイヤが中を通る環状部材であって、該ハンマーグラブが該ワイヤに吊り下げられて上方に引き上げられた状態で該ハンマーグラブと連結して該ハンマーグラブを保持する環状部材と、
    前記環状部材に、該環状部材の中を通るワイヤに毛が接触する姿勢で取り付けられたブラシとを備えたことを特徴とする土砂掘削装置。
  2. 前記ブラシは、前記環状部材の中央近傍に向かって複数の方向から毛が延びる配置で該環状部材に取り付けられたことを特徴とする請求項1に記載の土砂掘削装置。
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