JP3169577U - 縦孔掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小径で深い縦孔を土留め体からの押圧力に頼ることなく地上からの操作で掘削できる縦孔掘削装置を提供する。【解決手段】土留め体の最下部のものに着脱可能に取り付けられ、本体部１と、これに対して回転する台座部２と、該台座部２の中心を挟んで台座部２の外周近傍まで達する空間を形成する左右一対のガイドレ−ル３と、このガイドレール３上を移動する移動台４と、この移動台４に設けられた油圧駆動の３関節アーム５と、この３関節アーム５の先端に一本の油圧シリンダで開閉可能に設けられた両口バケット６と、この両口バケット６の中に前記土留め体からの押圧力を反力として震動よって岩盤を鑿岩する鑿岩ロッド７ａが収容されるように設けられた油圧駆動の鑿岩部７と、その両口バケット６の掘削された土石をガイドレ−ル４上で受ける油圧開閉される受け蓋を備えた受け蓋付き破砕機８とを備えている。【選択図】図１

Description

本考案は、山奥など道路アクセスが悪く、かつ、施工に必要な平坦な地面を広く確保できない場所で、小径で深い縦孔を掘削可能とする縦孔掘削装置に関する。

本願の出願人は、主に、高圧送電線の鉄塔や、狭隘な橋梁の支柱などの基礎建設することを主たる業務とし、その際に必要な上述の環境で、その鉄塔などの基礎縦坑のための小径で深い縦孔を掘削可能とするための装置やシステムを、例えば、特許文献１から特許文献４として提案して来ている。

特許文献１に記載の土留体の施工方法及びそれに使用する土留体の施工装置は、従来、掘削した後、最終的にコンクリート打設するまでの縦孔壁の崩落を防止するために用いられ埋め殺しされていた土留め体（「ライナ−」とも言う。）を地上の固定基部に設けれた押し下げ・引き上げ装置により、土留め体を掘削が進むに連れ押し下げ、最深部まで掘削が済んだ後には、迅速に土留め体を引き上げる特殊な機構を備えて順次土留め体を引き上げながら土留め体の無い部分にコンクリート打設を順次行い、最後の土留め体を引き上げた後には、固定基部と押し下げ・引き上げ装置と共に全部の土留め体を回収するという、画期的な発明であった。

特許文献２に記載の土留め体設置回収式基礎縦杭施工システムは、上記の発明を更に発展・改良させたもので、土留め体の内最下部のものを掘削用土留め体として、吸引式掘削具、削岩機付き吸引式掘削具、吸引式アースオーガ、鑿岩機などの掘削手段の少なくともいずれか一つを、掘削用土留め体の周方向及び径方向に移動可能に、その掘削方向を自由に向けられ、着脱交換可能に設置可能とし、土留め体への固定基部から与えられる押圧力を利用して各掘削具に生じる反力に耐えるようにしたもので、掘削に際して、地上においた油圧ショベルとテレスコピックなどの地上からの押圧の必要なくかつ上空を阻害することなく、必要な押圧力で掘削、鑿岩と地上への掘削した土石の排出を可能とするものであった。

特許文献３に記載の管詰まり除去装置は、上記の掘削装置・方法で用いられる土石吸引管が、種々の原因で詰まった場合に、この管詰まり除去装置を詰まりが発生した部分より下流の土石吸引管から挿入して、残っている吸引力により詰まり箇所まで到達させて、詰まり掻き取り翼で除去するもので、これにより、土石吸引管の詰まりの問題を解消することができるようになった。

特許文献４に記載の抑音破砕機は、上下に開口した箱状体で、その４側壁の内対向する一対は相互に平行な側壁で、他の一対は、上部開口に比べ下部開口が小さくなるような前壁と後壁となっており、後壁に、前壁側に伸び出しその後壁に対して油圧シリンダにより上下に昇降する昇降壁を備え、昇降壁の前記前壁側と、前記前壁の前記昇降壁側の表面には、破砕しようとする土石に部分的に圧接する破砕突起が設けられ、前記昇降壁を昇降させながら、上部開口に大きな土石を入れると、下部開口から破砕されたより小さな土石が排出されるもので、大きな土石に緩やかに押圧力が加えられ、騒音が抑制され確実に破砕ができ、かつ、破砕後の土石が散乱しないものであった。

本出願人は、上記４つの発明をさらに検討した結果、特許文献２の発明で、土留め体から得られる押圧力を利用しつつ、その上で、これまでの特許文献１から４までの発明を巧みに組み合わせて、これからより需要が増えるであろう鉄道など（特に、リニア−モ−タを用いたもの）用の小径（直径２メータ前後）で深い（３０メータ程度）の縦孔を地上からの操作で確実に掘削できる縦孔掘削装置の開発が必要であると考えた。

特許第３９４７９７６号公報（図１〜図４） 特許第４２９６４５０号公報（図１） 実用新案登録第３１６６４７１号公報（図１〜図４） 実用新案登録第３１６１７０３号（図１〜図５）

本考案は、上記問題を解決しようとするもので、小径で深い縦孔を土留め体からの押圧力を利用して地上からの操作で掘削できる縦孔掘削装置を提供することを目的としている。

本考案の縦孔掘削装置は、小径で深い縦孔を掘削するものであって、少なくとも、土留め体の内側に着脱可能に取付け可能で、取り外した際には、前記縦孔掘削装置だけを地上に取り出すことができ、掘削方向対して上方となる上部円枠と下方となる下部円枠と前記上部円枠と下部円枠とを連結する複数の縦枠とからなる本体部と、前記本体部の下部円枠に対して、上下の台座用コロで挟まれて振動無く角度の制限なく油圧回転駆動可能に設置された台座部と、
この台座部の中心を挟んで台座部の外周近傍まで達する空間を形成する左右一対のガイドレ−ルと、このガイドレール上を上下のコロで挟まれて油圧駆動で移動する移動台と、この移動台に設けられた油圧駆動の３関節アームと、この３関節アームの先端に一本の油圧シリンダで開閉可能に設けられた両口バケットと、この両口バケットの中に前記土留め体からの押圧力を反力として震動よって岩盤を鑿岩する鑿岩ロッドが収容されるように設けられた油圧駆動の鑿岩部と、
前記ガイドレ−ル間を前記鑿岩ロッドが前記両口バケットと共に下方の地盤に達して、前記鑿岩ロッドで鑿岩した土石を前記両口バケットに収容した後、その両口バケットの土石を前記ガイドレ−ル上で受ける油圧開閉される受け蓋を備え、前記台座部側に設けられた油圧駆動の受け蓋付き破砕機と、
前記受け蓋で受けた土石が、前記受け蓋が前記破砕機の開口側を閉止することで、前記破砕機に供給され、より小さな土石に破砕され、このより小さく破砕された土石を前記破砕機の下方から前記台座部上に隣接して設けられた強力吸引筒のある位置に移動させるコンベアと、
上記油圧駆動装置を駆動する複数の油圧ポンプと、油圧作動油を貯留する油圧タンクとを備え、
前記鑿岩部を備えた両口バケットと、回転する前記台座部と、前記移動台と、前記受け蓋付き破砕機と、前記コンベアと、前記強力吸引筒とによって、掘削された土石を地上に排出しながら、前記土留め体の外径と同じ径の縦孔か、それより広い拡底部を掘削することができるので、小径で深い縦孔を土留め体からの押圧力を利用して地上からの操作で掘削できる。
また、鑿岩ロッドを内蔵した両口バケットは、鑿岩した後に，すぐに、鑿岩された土石を収容することができるので、鑿岩しながら土石の両口バケット６への収容が即座に行われ、掘削作業の大幅なスピードアップを図ることができるし、鑿岩ロッドを内蔵した両口バケット全体の構成がコンパクトなものになる。

上記、手段の部分に記載した通りである。

本考案の縦孔掘削装置の一例を示す平面図 図１の縦孔掘削装置の正面図 図１の縦孔掘削装置に含まれる鑿岩部を備えた両口バケットを示す外観斜視図 図１の縦孔掘削装置に含まれる受け蓋付き破砕機を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図 図１の鑿岩部を備えた両口バケットから、図３の受け蓋付き破砕機の受け蓋に掘削された土石が投入される状態を示す外観斜視図 （ａ）、（ｂ），（ｃ）は、図５の受け蓋から受けた土石が破砕機部分で、大きな土石から小さな土石に破砕される過程を示す外観斜視図 図１の縦孔掘削装置で縦孔の底部を掘削し、破砕された土石を地上へ順次吸引排出している状態を示す図 図３の鑿岩部を備えた両口バケットの使用態様を示す図

１ 本体部
２ 台座部
２ａ 台座用コロ
３ ガイドレ−ル
４ 移動台
５ ３関節アーム
６ 両口バケット
６ａ 油圧シリンダ
７ 鑿岩部
７ａ 鑿岩ロッド
８ 受け蓋付き破砕機
８ａ 受け蓋
９ コンベア
１０ 強力吸引筒
１１ 油圧ポンプ
１２ 油圧タンク
２０ 縦孔掘削装置
ＢＢ 破砕前の土石
ＳＢ 破砕後の土石
Ｌ 土留め体
ＶＥ 拡底部
ＶＨ 縦孔

以下に、本考案の実施の形態について、図面を用いて説明する。
＜実施形態１＞

図１は、本考案の縦孔掘削装置の一例を示す平面図、図２は、図１の縦孔掘削装置の正面図である。以下、先に説明をした部分については、同じ符号を付して、重複説明を省略する。

この縦孔掘削装置２０は、小径で深い縦孔を掘削するものであって、少なくとも、土留め体の内側に取付部１ａにより着脱可能に取付け可能で、取り外した際には、縦孔掘削装置２０だけを地上に取り出すことができ、掘削方向対して上方となる上部円枠１ａと下方となる下部円枠１ｂ（図２参照）と前記上部円枠１ａと下部円枠１ｂとを連結する複数の縦枠１ｃ（図２参照）とからなる本体部１を備えている。

図２から解るように、この本体部１は、重量型鋼であるＨ型鋼などを円を形成するように塑性加工した上部円枠１ａと下部円枠１ｂと、これら上下を連結する同様にＨ型鋼などを用いた縦枠１ｃとから構成され、それだけでかなりの重量を有すると共に、縦孔掘削装置２０の外骨格となり、この上部円枠１ａにワイヤ−を巻きつけて、クレーンにより地上へ取り出すことができるものである。

縦孔掘削装置２０は、また、本体部１の下部円枠１Ｂに対して、上下の台座コロ２ａで挟まれて振動無く３６０度油圧回転駆動可能に設置された台座部２と、この台座部２の中心を挟んで台座部２の外周近傍まで達する空間を形成する左右一対のガイドレ−ル３と、このガイドレール３上を上下のコロ（図面では見えない。）で挟まれて油圧駆動で移動する移動台４とを備えている。

縦孔掘削装置２０は、また、この移動台４に設けられた油圧駆動の３関節アーム５と、この３関節アーム５の先端に一本の油圧シリンダ（図２参照）で開閉可能に設けられた両口バケット６と、この両口バケット６の中にこの縦孔掘削装置２０の土留め体からの押圧力を主な反力として震動よって岩盤を鑿岩する鑿岩ロッド７ａが収容されるように設けられた油圧駆動の鑿岩部７とを備えている。

縦孔掘削装置２０は、更に、ガイドレ−ル３間を前記鑿岩ロッド７ａが前記両口バケット６と共に下方の地盤に達して、前記鑿岩ロッド７ａで鑿岩した土石を前記両口バケット６に収容した後、その両口バケット６の土石を前記ガイドレ−ル３上で受ける油圧開閉される受け蓋８ａを備え、台座部２側に設けられた油圧駆動の受け蓋付き破砕機８を備えている。

縦孔掘削装置２０は、更に、受け蓋８ａで受けた土石が、この受け蓋８ａが破砕機８の開口側を閉止することで、破砕機８に供給され、より小さな土石に破砕され、このより小さく破砕された土石を破砕機８の下方から台座部２上に隣接して設けられた強力吸引筒１０のある位置に移動させるコンベア９と、上記油圧駆動装置を駆動する複数の油圧ポンプ１１と、油圧作動油を貯留する油圧タンク１２とを備えている。

縦孔掘削装置２０は、上記のような構成によって、鑿岩部７を備えた両口バケット６と、回転する台座部２と、移動台４と、受け蓋付き破砕機８と、コンベア９と、強力吸引筒１０らとによって、掘削された土石を地上に排出しながら、土留め体Ｌの外径と同じ径の縦孔ＶＨか、それより広い拡底部ＶＥ（図７参照）を掘削することができることを特徴とする。

この縦孔掘削装置２０は、より小形の鑿岩ロッド７ａを中に備えた両口バケット６を用いて、装置全体の重量（現状の２．４メータ外径のもので約１．５トン）を反力に耐えるものとして、土留め体からの押圧力を更に強化するもので、特許文献１の土留体の施工方法の最下部の土留め体Ｌに取り付けて用いられ、掘削が終了した後は、地上に取り出されるものである。

また、ほとんど全ての機器が油圧駆動であるので、適当なモニターを設置すれば、地上からの遠隔操作によって、操作が可能である。特に、鑿岩部７を備えた両口バケット６から受け蓋付き破砕機８への土石の受け渡しは現状ですでに自動化されており、受け蓋付き破砕機８からコンベア９による強力吸引筒１０への破砕された土石の移動と、強力吸引筒１０による地上への破砕された土石の吸引排出は連続的に行われるものである。

よって、縦孔掘削装置２０によれば、小径で深い縦孔を土留め体からの押圧力を利用しつつ、地上からの操作で掘削することができ、作業員が孔底に入らなくとも良いという安全性と負担の軽減も図ることができる。

図２に示すように、移動台４に取り付けられた３関節アーム５は、基アーム５ａと先アーム５ｂとで構成され、それぞれ油圧シリンダで傾動し、先アーム５ｂの先端に取り付けられた両口バケット６も油圧シリンダによってその全体の傾動が可能で、かつ、別に設けれた開閉油圧シリンダ６ａによて、開閉可能となっている。

よって、回転する台座部２のガイドレール３を移動する移動台４に取り付けられた、３関節アーム５と、その先の鑿岩ロッド７ａを内蔵した両口バケット６によれば、図中に実線で示したように、土留め体Ｌより大きい径の所まで掘削できて、いわゆる、拡底部を形成することができると共に、図中、２点鎖線の想像線で示したように掘削と、掘削した土石を受け蓋付き破砕機８の受け蓋８ａにも入れることができる。

図３は、図１の縦孔掘削装置に含まれる鑿岩部を備えた両口バケットを示す外観斜視図である。この両口バケット６は、既述したように、内部に鑿岩部を備え、その先端が両口バケット６の内側に見えている。

この鑿岩ロッド７ａを内蔵した両口バケット６は、鑿岩した後に，すぐに、鑿岩された土石を収容することができるので、鑿岩、土石の両口バケット６への収容が即座に行われ、掘削作業のスピードアップを図ることができ、装置がコンパクトになる。

また、この両口バケット６は、単一の油圧シリンダ６ａの先端部が、両バケット６ｃ，６ｄと、基礎リンク６ｂの３つのリンクのリンク支点６ｅに回動自在に連結されることによって、両バケット６ｃ，６ｄを同時に開閉することができる。

図４は、図１の縦孔掘削装置に含まれる受け蓋付き破砕機を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。この図によると、受け蓋付き破砕機８は、ガイドレール３側にその受け蓋８ａが２点鎖線の想像線に示すように大きく開く位置と、実線で示す閉じた位置に油圧シリンダ８ｂによって開閉自在となっている。破砕機８の本体部８ｃは、特許文献４に記載のものと同様の構成と作用を持つが、図６を用いて後に説明する。

図５は、図１の鑿岩部を備えた両口バケットから、図３の受け蓋付き破砕機の受け蓋に掘削された土石が投入される状態を示す外観斜視図である。受け蓋付き破砕機８の受け蓋８ａは、ガイドレール３側にほぼ水平になるように開き、その上に、両口バケット６が開口し、かつ下向きとなって、掘削後の大きい土石ＢＢが投入されている。

このようなガイドレール３上に展開され、閉じた時には、受け蓋８ａに載せられた大きい土石ＢＢが、破砕機８の本体部８ｃに投入される構成で、スペースを有効に使い、装置の空間利用効率を向上させている。

図６（ａ）、（ｂ），（ｃ）は、図５の受け蓋から受けた土石が破砕機部分で、大きな土石から小さな土石に破砕される過程を示す外観斜視図である。この破砕機８の本体部分８ｃは、特許文献４に記載のものと同様の構成となっており、それぞれ破砕突起８ｆを備え勾配のある前板８ｄに対して、ほぼ垂直の後板８ｅが油圧シリンダでゆっくり上下し、その構成により、大きな音を発生させずに、大きな土石ＢＢ（１０ｃｍ角大）を、徐々に小さく破砕して、小さな土石ＳＢとして下端の同じ位置から排出する。ここで、排出された土石ＳＢは、コンベア９で、強力吸引筒１０のある所まで運ばれて、順次地上への吸引排出される。これにより、より小さく破砕された土石を吸引し排出することができ、吸引しやすさを向上させている。

図７は、図１の縦孔掘削装置で縦孔の底部を掘削し、破砕された土石を地上へ順次吸引排出している状態を示す図である。この縦孔掘削装置２０は、特許文献２の土留め体設置回収式基礎縦杭施工システム用いられた土留め体と同じ土留め体の最下部に取り付けられたものである。

この施工の基礎になるのが固定基礎孔３０であるが、その構成は、山間の傾斜した地盤Ｅに基礎孔３０用の所定深さ（例えば、１メートル）で、所定内径（例えば、３．５メートル）の基礎下孔を掘削し、孔底にＨ形鋼を環状とした基台２１と、その上に波形円筒状のライナープレート２４とを設置する。

基台２１とライナープレート２４とは上下に離間しないように強固に固定し、その後、基台２１及びライナープレート２４と基礎下孔との間にコンクリート２５を打設し固化させる。その後、基台２１に複動油圧ジャッキなどで構成される離接機構２２の基礎側を固定し、この離接機構２２の先端側（上下移動側）に固定リング２３を介して土留め体Ｌを固定する。

このように、本発明の縦孔掘削装置２０は、土留め体設置回収式基礎縦杭施工システムと組み合わせて用いることで、その役割を最も有効に発揮する。また、強力吸引管が詰まったときには、特許文献３に記載の管詰まり除去装置を用いて、その詰まりをすぐさま除去することができる。

＜実施形態２＞
図６（ａ）、（ｂ）は、図１の抑音破砕機の使用態様の一例を示す図である。この例は、鑿岩部７を備えた両口バケット６が油圧ショベルＰＳのアタッチメントとしてアームＰＡ先端に装着された例を示している。

両口バケット６、７付き油圧ショベルによれば、鑿岩部７で鑿岩した土石を、そのままの状態で、両口バケット６で包み込み、運搬移動させることができるので、鑿岩部７単体で鑿岩した後に、バケット付き油圧ショベルで破砕された土石を運搬移動させるのに比べ、格段に効率を向上させることができる。

なお、本考案の縦孔掘削装置は、上記の実施形態に限定されず、実用新案登録請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能である。例えば、上記実施形態では、本体部の外径が約２．４メートルであったが、より小径（直径２メータ前後）で深い（２０メータ程度）の縦孔用のものも同様に製造可能である。

なお、本発明の油圧回路は、駆動源である油圧ポンプを含め、回路の融通が利くように、また、予備の機器回路も設けて有り、例えば、いずれかの油圧ポンプが破損した場合も、替わりの油圧ポンプの回路を使うことで、すぐに、掘削を開始することができるようなフェ−ルセーフ機能を備えている。

本考案の縦孔掘削装置は、小径で深い縦孔を土留め体からの押圧力に頼ることなく地上からの操作で掘削できることが要請される土木関連の産業分野、鉄道や道路の橋梁や高架部分の基礎用縦孔の掘削に用いることができる。

Claims (1)

1. 小径で深い縦孔を掘削する縦孔掘削装置であって、
   少なくとも、土留め体の内側に着脱可能に取付け可能で、取り外した際には、前記縦孔掘削装置だけを地上に取り出すことができ、掘削方向対して上方となる上部円枠と下方となる下部円枠と前記上部円枠と下部円枠とを連結する複数の縦枠とからなる本体部と、
   前記本体部の下部円枠に対して、上下の台座用コロで挟まれて振動無く３６０度油圧回転駆動可能に設置された台座部と、
   この台座部の中心を挟んで台座部の外周近傍まで達する空間を形成する左右一対のガイドレ−ルと、このガイドレール上を上下のコロで挟まれて油圧駆動で移動する移動台と、この移動台に設けられた油圧駆動の３関節アームと、この３関節アームの先端に一本の油圧シリンダで開閉可能に設けられた両口バケットと、この両口バケットの中に前記土留め体からの押圧力を反力として震動よって岩盤を鑿岩する鑿岩ロッドが収容されるように設けられた油圧駆動の鑿岩部と、
   前記ガイドレ−ル間を前記鑿岩ロッドが前記両口バケットと共に下方の地盤に達して、前記鑿岩ロッドで鑿岩した土石を前記両口バケットに収容した後、その両口バケットの土石を前記ガイドレ−ル上で受ける油圧開閉される受け蓋を備え、前記台座部側に設けられた油圧駆動の受け蓋付き破砕機と、
   前記受け蓋で受けた土石が、前記受け蓋が前記破砕機の開口側を閉止することで、前記破砕機に供給され、より小さな土石に破砕され、このより小さく破砕された土石を前記破砕機の下方から前記台座部上に隣接して設けられた強力吸引筒のある位置に移動させるコンベアと、
   上記油圧駆動装置を駆動する複数の油圧ポンプと、油圧作動油を貯留する油圧タンクとを備え、
   前記鑿岩部を備えた両口バケットと、回転する前記台座部と、前記移動台と、前記受け蓋付き破砕機と、前記コンベアと、前記強力吸引筒とによって、掘削された土石を地上に排出しながら、前記土留め体の外径と同じ径の縦孔か、それより広い拡底部を掘削することができることを特徴とする縦孔掘削装置。

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