JP3203568B2 - ケーソンの揚土装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーソンに使用する揚
土装置の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ケーソンは内部を掘削しつつ沈下させる
方法が一般的である。そのために、ケーソンの上部空間
にクレーンを位置させ、ケーソン内部には掘削機を位置
させて、掘削と土砂の搬出とを行うような装置が開発さ
れている。このように土砂の掘削と、土砂の搬出とを別
の装置で独自に行わせる装置であれば、グラブのみによ
って掘削と搬出を行う装置に比較して掘削効率は良く、
その結果直径が大きく、深度も大きいケーソンの施工を
行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかし上記のような
ケーソンにあっては、次のような問題点がある。すなわ
ちケーソンの内部に配置した掘削機の位置と、土砂を搬
出するグラブとの位置の関係の管理がきわめて重要にな
る。掘削機の移動の指令は地上から与えているのだから
位置が把握できているはずであるが、実際には深い泥水
内で移動する掘削機の位置を地上から正確に把握するこ
とは困難である。そしてもし土砂を大量につかむために
高速で吊り下ろしたグラブが、ケーソン底部で作業を行
っている掘削機に衝突したら両者が破損する可能性があ
る。したがって常に掘削機の位置を正確に検知してグラ
ブの下降位置を決定しなければならない。そのために掘
削機を吊り下ろすクレーンに位置検知装置など公知の装
置を取り付け、車輪の回転量から掘削機の位置を把握す
るような装置も開発されている。しかし実際には車輪の
スリップによる誤差の発生を避けることはできないか
ら、この誤差が積み重なって結局はきわめて不正確なも
のとなっていた。さらにより正確な把握を期待すること
は不可能でないとしても複雑で高価な装置が必要であっ
た。

【０００４】

【本発明の目的】本発明はこのような問題を解決するた
めになされたもので、掘削と揚土を別の装置でおこな
い、掘削機の正確な位置を把握して揚土用のグラブと掘
削機の位置とが一致しないように管理することができ
る、ケーソンの揚土装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ために本発明は、下部の内側に走行レールを設けたケー
ソンと、ケーソンの上部空間に設けたクレーンと、ケー
ソン下部の走行レールに水平方向移動自在に設けた掘削
機と、クレーンから吊り下ろして土砂をつかみ上げるグ
ラブとよりなり、掘削機が走行レール上を移動したこと
によって検知ロープを傾斜させ、この検知ロープの傾斜
によって、地上のクレーンを一定量移動させ、掘削機の
位置以外の位置でグラブが土砂を揚土できるように構成
した、ケーソンの揚土装置を提供する。

【本発明の構成】以下図面を参照しながら本発明につい
て説明する。

【０００６】＜イ＞ケーソンの構造 ケーソン１自体の構造は、従来公知のものと同様であ
る。ただしケーソン１の下部付近の内側には円周方向に
走行レール１１を設けてある。この走行レール１１に沿
って、後述する掘削機６がケーソン１の内側に沿って水
平方向に移動可能である。ただし掘削機が履帯を取り付
けた自走式の場合には走行レール１１は不要となる。

【０００７】＜ロ＞クレーンの構造 このケーソン１の上部空間にはクレーン２を位置させ
る。このクレーン２は図示するような門型のもの、ある
いは片持ち粱式のタイプ、その他の公知の物でも広く利
用することができる。このクレーン２には水平方向に移
動が可能なトロリー３を設け、このトロリー３からグラ
ブ４を吊り下ろす。したがって、グラブ４はトロリー３
によって、水平移動と下降、巻き上げ、および排土が可
能である。さらにクレーンが走行することから、ケーソ
ン内の全域からの排土が可能となる。クレーンにジブク
レーンを使用する場合にはジブの先端からグラブ４を吊
り下ろす構造を採用する。この場合に、グラブ４は巻き
上げ装置によって巻き上げ、巻き下ろしを行い、旋回あ
るいはジブの起伏によってグラブ４の吊り下ろし位置を
決定するから、同様の排土を行うことができる。またク
レーンとして片持ち粱式のものを採用した場合も同様で
ある。

【０００８】＜ハ＞クレーンの移動 クレーン２の脚部には車輪５を設ける。一方、地上部に
おいてケーソン１の周囲には、ケーソン１と同心円にレ
ールを敷設する。そしてクレーン２の脚部の車輪５をそ
の上に搭載することによって、ケーソン１の周囲を自由
に旋回できるように構成する。このようにトロリー３が
水平方向に移動が可能であり、クレーン２は円状レール
に載って回転が自由であるから、グラブ４の吊り下げ位
置はケーソン１内部の自由な位置に選択することができ
る。なお車輪５とレールとの組み合わせに限定されるも
のではなく、後述する信号によって移動する構成を採用
すれば本発明の目的を達成することができる。したがっ
て同心円のレールに限らず、平行するレールに搭載する
構造、クレーン２の脚部に履帯式のクローラを取り付け
た構造、その他の構造を採用することができる。

【０００９】＜ニ＞掘削機 前記したようにケーソン１の下部の内側には円周方向に
水平に走行レール１１が設けてある。そしてこのケーソ
ン１下部の走行レール１１に掘削機６を搭載し、円周方
向に自由に移動しうるように構成する。この掘削機６に
は上部のクレーン２から信号線、動力線を接続して位置
などの指示と掘削作業を行わせる。

【００１０】＜ホ＞検知ロープ 掘削機６とクレーン２との間には検知ロープ７を張り渡
す。この検知ロープ７は掘削機の荷重を支える必要はな
く、しかし常に一定の張力で緊張されているものであ
る。しかしこのロープは後述するように傾斜して掘削機
の移動を検知できる機能を有すればよいのであるから、
荷重を支持するロープや、送電線などによってこの機能
を持たせることもできる。要するに検知ロープ７とは、
検知する機能を有するロープという意味である。この検
知ロープ７の張設方向が変化するとただちに信号を出力
できるように構成する。この検知装置としてたとえば、
検知ロープ７の上部をクレーン２に取り付けた傾斜可能
なシーブに係合しておき、このシーブをＯＮ，ＯＦＦス
イッチに連結しておく構成を採用することができる。こ
うした構成であれば、掘削機６が移動すると検知ロープ
７が傾斜し、シーブが傾斜するので、ただちに移動開始
信号を発し、クレーン２側において移動開始を検知する
ことができる。なお検知ロープ７が垂直方法に張設され
た場合にはスイッチはＯＦＦ状態となるように構成して
おく。このように、検知装置のスイッチがＯＮになると
クレーン２はロープ７の傾斜がゼロになる方向に移動
し、垂直になった時点で移動を停止する。

【００１１】＜ヘ＞他の実施例 ケーソンの平面形状が矩形、小判型の場合は検知台車８
を地上に設置してクレーン２の形式によって運転制御を
次のように行うことができる。ケーソンの外周に沿って
地上に２条のレールを敷設し、このレール上に検知ロー
プ７を懸垂したブームを突出させた自走式検知台車８を
設けて検知ロープ７を掘削機６とつなぐ構成である。こ
の場合に２条のレールには位置センサーが全長にわたっ
て併設してあり、検知台車の位置を検出できる。掘削機
６がケーソン内壁に沿って走行することによって、検知
ロープ７は懸垂点を中心として台車８のレール方向の左
右いずれかに傾斜する。検知台車８は検知ロープ７の傾
斜角が許容範囲を越えたときに検知装置の信号を受けて
検知ロープ７の傾斜がゼロになる方向に自走して停止す
る。検知台車８が停止した位置は、位置センサーによっ
て検出され、その位置信号は検知台車８からクレーン２
に出力される。この場合の位置センサーとしては、ロー
タリーエンコーダ、リニアエンコーダなど公知のものを
使用することができる。

【００１２】検知台車８の位置に対するグラブ４の下降
と巻き上げを行う位置は、ケーソン形状によって予め設
定しておき、その位置でグラブ４の下降、巻き上げを行
う。固定式ジブクレーンの場合（図４）は、検知台車８
が停止した位置に対するジブの旋回角度および起伏角度
を算出しておき、この数値によってジブクレーン２を手
動、または自動運転制御する。走行式ジブクレーンの場
合（図５）は、検知台車８が停止した位置に対するジブ
クレーン２の停止位置とジブの旋回角度および起伏角度
の関連値を決定しておき、上記と同様の運転を行う。門
型（図６）あるいは片持ち粱式クレーンの場合には、検
知台車８が停止した位置に対するクレーン２の停止位置
と、トロリー３の横移動位置との関連値を決定してお
き、上記と同様の運転を行う。

【作用】次に掘削機６とグラブ４との位置の管理につい
て説明する。

【００１３】＜イ＞掘削機６の移動 まず掘削機６が水平走行を始めると、ただちに検知ロー
プ７が傾斜する。するとこの傾斜を検知装置が検知し
て、掘削機６が走行を開始したという信号をグラブ４側
に出力する。この信号は、信号線を経てトロリー３の駆
動源に入力する。その結果、グラブ４は一定距離まで上
昇し、揚土作業を中止する。グラブ４が上昇して停止し
ていれば掘削機６が移動して作業を開始してもグラブ４
と衝突する危険性はない。

【００１４】＜ロ＞クレーン２の移動 検知ロープ７の傾斜によって掘削機６の移動状態を示す
信号は、グラブ４の作業を中止するだけではなく、クレ
ーン２の走行管理装置に入力する。この信号を受けたク
レーン２は、脚の車輪５に一定量の回転を与える。その
結果、予め定めた車輪の回転数だけ、あるいは一定の距
離だけクレーン２の移動を行う。クレーン２が一定量だ
け移動すれば、一体に吊り下げられているグラブ４の位
置も移動することになる。この場合のクレーン２の移動
距離は、例えば常に掘削機６と正対する位置にグラブ４
を位置させるような条件として予め設定しておく。する
と平面的に見て、掘削機６とグラブ４はケーソンの内部
においつねに反対側の位置に配置されることになる。こ
うしてクレーン２の移動が終了したら終了信号を出力
し、この信号によって掘削機６の掘削作業が開始する。

【００１５】

【発明の効果】本発明の揚土装置は以上説明したように
なるから、常に掘削機の走行予定位置と、実際に存在す
る位置との誤差を常に把握して正確な位置を確認してお
くことができる。掘削機の正確な位置が把握できれば、
グラブを掘削機と衝突することのない位置に配置するこ
とができる。そのために掘削機とグラブとが衝突して破
損する危険性がなく、高速で掘削と用途とを平行して行
うことができ、大深度のケーソンも短時間で施工するこ
とが可能となる。特に掘削機の実際の位置をとらえるこ
とが困難な泥水内での移動も正確に追跡して対応するこ
おができる。さらにつねに上部のクレーンが掘削機の位
置を追いかける構造であるから、掘削機に連結している
動力線、信号線がねじれたり絡まったり、あるいは無理
な方向から引っ張られることがない。そのために、故障
の原因を取り除くことができる。さらに上部のクレーン
の移動と、トロリーの移動を組み合わせれば、揚土グラ
ブに土質に対応した掘削能力を持たせることにより、ケ
ーソン内の全域を自動掘削、自動揚土を行うことができ
る。またクレーンを移動させるために、掘削機の移動を
検知する検知ロープの傾斜を利用する構造であるから、
きわめて簡単な構造であり、維持管理が容易で故障する
可能性も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の上部の構造の実施例の説明図

【図２】本発明の装置の下部の構造の実施例の説明図

【図３】検知ロープと検知装置の実施例の説明図

【図４】他の実施例の説明図

【図５】他の実施例の説明図

【図６】他の実施例の説明図

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 23/08 E02D 23/10 E02D 23/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部の内側に走行レールを設けたケーソン
   と、 ケーソンの上部空間に設けたクレーンと、 ケーソン下部の走行レールに水平方向移動自在に設けた
   掘削機と、 クレーンから吊り下ろして土砂をつかみ上げるグラブと
   よりなり、 掘削機が走行レール上を移動したことによって検知ロー
   プを傾斜させ、 この検知ロープの傾斜によって、 地上のクレーンを一定量移動させ、掘削機の位置以外の
   位置の真上までグラブが移動し、土砂を揚土できるよう
   に構成した、 ケーソンの揚土装置