JP3578850B2 - 立坑または構造物基礎築造用の掘削装置 - Google Patents
立坑または構造物基礎築造用の掘削装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法において、遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室の底部の地山を掘削し、沈下させ、立坑または構造物基礎を築造するための掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦型シールドまたはケーソンの作業室の底部の地山を掘削し、縦型シールドまたはケーソンを沈下させ、立坑または構造物基礎を築造する従来技術としては、図７，図８および図９に示す技術がある。
【０００３】
その図７に示す技術では、作業員６０が縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２の底部の地山Ｇを掘削し、その掘削土砂を土砂バケット６３に入れ、揚重設備（図示せず）により地上へ引き揚げ、排土した後、空の土砂バケット６３を作業室６２へ戻す。
【０００４】
以上の作業を繰り返し行い、縦型シールドまたはケーソン６１を沈下させ、その上方にセグメントを組み立て、または現場打ちコンクリートを打設し、立坑または構造物基礎を築造する。
【０００５】
また、図８に示す技術では縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２内に掘削機６４を搬入し、その掘削機６４を操縦者６５が操縦し、掘削機６４により縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２の底部の地山Ｇを掘削する。以下、前記図７に示す従来技術と同様である。
【０００６】
そして、図９に示す技術では縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２の天井スラブ６６に走行可能に掘削機６７を懸架し、作業室６２内には他の掘削機６８を搬入し、掘削機６７，６８をそれぞれ遠隔操作により操縦し、縦型シールドまたはケーソン６１の高気圧下の作業室６２の底部の地山Ｇを掘削する。以下、前記図７に示す従来技術と同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図７および図８に示す有人施工の場合、安全衛生法上、高気圧下での作業時間に制約があり、作業能率が非常に悪く、高気圧下での苦渋作業が避けられないという問題がある。
【０００８】
そして、図９に示す従来のニューマチック縦型シールドまたはケーソン６１の無人化施工では、小口径（断面平面積４０ｍ２ 以下、直径７ｍ以下）の場合、掘削機６７，６８の動作領域が狭いため、適用できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、無人化掘削により作業室の底部の地山を隈無く、かつ能率よく掘削でき、しかも掘削時に掘削機の受ける反力に対して剛性の大きい立坑または構造物基礎築造用の掘削装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わった場合にも直ちに対応でき、しかも掘削時に掘削機に作用する反力を複数個の走行体エレメントに分散させて吸収し得る立坑または構造物基礎築造用の掘削装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、下部から上部に向かって少なくとも刃口と作業室と気甲室とを有する縦型シールドまたはケーソンを設置し、高気圧下でかつ遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室内の底部の地山を掘削し、前記縦型シールドまたはケーソンを沈下させるニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法における立坑または構造物基礎築造用の掘削装置において、前記縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状に走行レールを固定し、この走行レールに沿って周回可能に、掘削機反力受けであるリング状に組み合わされた走行体を設置し、前記梁の上方に位置する走行体の下面には前記走行レールをその両側から把持する１組の車輪が設けられ、かつ前記走行体に設けられたブラケットに掘削機の旋回体を垂直軸を介して取り付け、前記ブラケットに旋回可能に前記掘削機を取り付けた構成としている。
【００１２】
また、前記目的を達成するため、本発明では前記走行体を、走行体エレメントを複数個連結して構成している。
また、下部から上部に向かって少なくとも刃口と作業室と気甲室とを有する縦型シールドまたはケーソンを設置し、高気圧下でかつ遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室内の底部の地山を掘削し、前記縦型シールドまたはケーソンを沈下させるニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法における立坑または構造物基礎築造用の掘削装置において、前記縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状に走行レールを固定し、この走行レールに沿って周回可能に、掘削機反力受けである単体構造物からなる走行体を設置し、前記梁の上方に位置する走行体の下面には前記走行レールをその両側から把持する１組の車輪が設けられ、かつ前記走行体に設けられたブラケットに掘削機の旋回体を垂直軸を介して取り付け、前記ブラケットに旋回可能に前記掘削機を取り付けた構成としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明では、リング状の梁に固定されたリング状の走行レールに沿って、遠隔操作で走行体と一緒に掘削機を周回させ、任意の位置に移動させる。
【００１４】
そして、この任意の位置でこれも遠隔操作により掘削機自体の旋回体，ブームおよびジブ等を働かせ、掘削バケットを自在に動かし、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンの作業室の底部の地山を掘削する。その掘削土砂を土砂バケットに入れ、リング状の梁の孔内において掘削機と干渉しない空間を通じて地上に引き揚げ、排土し、空の土砂バケットを再び作業室内に戻す。
【００１５】
かかる掘削時において、掘削機に作用する反力を、掘削機を取り付けている走行体により受け止め、吸収する。
【００１６】
作業室の底部の地山を掘削後、縦型シールドの場合は、縦型シールドの上方でセグメントを組み立てて、その組み立てられたセグメントに反力を取って縦型シールドを押し込み、沈下させる。また、ケーソンの場合は、ケーソンの上方に現場打ちコンクリートを打設し、ケーソンと現場打ちコンクリートの自重により沈下させる。
【００１７】
以上の動作を繰り返して行い、所期の立坑または構造物基礎を築造する。
【００１８】
このように、本発明では掘削機を遠隔操作により操縦するようにしているので、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室内での無人化掘削が可能となり、しかも能率よく掘削することができる。
【００１９】
また、本発明では縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁にリング状の走行レールを固定し、この走行レールに走行体を設置し、この走行体に掘削機を取り付けており、掘削機をリング状の梁の孔内で小回りの利く支持構造としているので、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室の底部の地山を隈無く掘削することができるし、掘削時に掘削機に作用する反力を走行体により受け止め、吸収する構造としているので、掘削時の反力に対する掘削機の剛性が大きく、したがって掘削時の反力によるトラブルを解消することができる。
【００２０】
さらに、本発明では掘削機反力受けである走行体を、走行体エレメントを複数個連結して構成しているので、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わるに伴い、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンの口径が変わった場合には、その口径に合わせて走行体エレメントの必要な個数を選択し、連結すれば足りるため、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わった場合にも、直ちに対応することができるし、掘削時に掘削機に作用する反力を複数個の走行体エレメントに分散させて吸収することができる。
【００２１】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１は縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は要部の拡大縦断面図である。
【００２３】
これらの図に示す第１実施例では、縦型シールド１と、圧気設備と、掘削装置と、土砂バケット２２と、沈下推進用ジャッキ２４と、支持スラブ２５と、セグメント組み立て用の足場２７およびエレクタ２９と、ガイド兼反力版３０および反力受け桁３１と、シャフト３４および中間ロック３６ならびにマテリアルロック３７等を配備している。
【００２４】
前記縦型シールド１は、下部より上部に向かって、刃口２と、作業室３と、リング状の梁４と、気甲室５と、リング状のスラブ６とを有し、これらは鉄筋コンクリート製または鋼製とされている。また、縦型シールド１の上部には鋼製の外殻体７がアンカボルトにより連結されている。
【００２５】
前記圧気設備は、作業室３の底部の地山Ｇの掘削時に、縦型シールド１内に圧縮空気を供給し、所定の高気圧状態を形成するようになっている。
【００２６】
前記掘削装置は、走行レール８と、走行体９と、掘削機１２と、制御ユニット２１とを備えている。
【００２７】
前記走行レール８は、Ｉ型鋼またはＨ型鋼によりリング状に形成され、縦型シールド１の梁４の上面に、この梁４と同心円状に固定されている。
【００２８】
前記走行体９は、この第１実施例では複数個の走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…をリング状に組み合わせ、ボルト・ナット等の固着具により連結して構成されている。各走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…は、逆Ｌ字型断面に形成されており、掘削機１２を取り付けるべき走行体エレメント９ａは、他の走行体エレメント９ｂ，９ｃ，…よりもウエブが長く形成されている。各走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…の底部には、２個１組の車輪１０が設けられている。この車輪１０は、図３から分かるように、走行レール８をその両側から把持するように取り付けられている。これにより、走行体９は掘削機１２の掘削時に受ける反力を受け止め、かつ走行レール８に沿って周回することが可能となる。前記掘削機１２を取り付けるべき走行体エレメント９ａには、梁４の中心部側の面に、掘削機取り付け用のブラケット１１が設けられている。
【００２９】
前記掘削機１２は、旋回体１３と、ブーム１５と、ブーム操作用ジャッキ１６と、ジブ１７と、ジブ操作用ジャッキ１８と、掘削バケット１９と、バケット操作用ジャッキ２０と、制御ユニット２１とを備えている。前記旋回体１３は、垂直軸１４を介して、前記走行体エレメント９ａのウエブに設けられたブラケット１１に旋回可能に取り付けられている。
【００３０】
前記制御ユニット２１は、前記走行体エレメント９ａのフランジの上面に搭載されている。そして、この制御ユニット２１は地上に設営された操縦室（図示せず）と信号ケーブルで結ばれていて、走行体９の周回や掘削機１２の各部の動作をすべて遠隔操作により行うようになっている。
【００３１】
前記土砂バケット２２は、ワイヤロープ２３を介して、地上に設置された揚重設備（図示せず）に連携されている。
【００３２】
前記沈下推進用ジャッキ２４は、図１から分かるように、円周方向に等間隔をおいて複数基配置され、気甲室５の上部のスラブ６の上面に設置されている。これらの沈下推進用ジャッキ２４は、その上方に組み立てられたセグメント３９および反力受け桁３１を介してガイド兼反力版３０に反力を取って縦型シールド１を沈下，推進させるようになっている。
【００３３】
前記支持スラブ２５は、鋼製とされている。そして、この支持スラブ２５は気甲室５の上部のスラブ６上に設置され、かつアンカボルト２６により固定されている。
【００３４】
前記セグメント組み立て用の足場２７は、前記支持スラブ２５上に架設されている。
【００３５】
前記エレクタ２９は、前記足場２７の上方に架設されたエレクタ取り付け台２８上に設置されている。
【００３６】
前記ガイド兼反力版３０は、地表面側に鉄筋コンクリートまたは鋼板で構築されている。
【００３７】
前記反力受け桁３１は、リング状に形成され、前記ガイド兼反力版３０の内面にアンカボルト３２により固定されている。
【００３８】
前記シャフト３４は、支持スラブ２５上に構築されており、このシャフト３４の下部にはアンカロック３３が設けられている。
【００３９】
前記中間ロック３６は、前記シャフト３４の上方に連結されており、シャフト３４と中間ロック３６間には下部ハッチ３５が設けられている。
【００４０】
前記マテリアルロック３７は、前記中間ロック３６の上部に連結されており、このマテリアルロック３７の上部には上部ハッチ３８が設けられている。
【００４１】
この第１実施例では、次のように施工する。
（１）立坑または構造物基礎を築造すべき位置に、縦型シールド１のガイドおよび反力となるガイド兼反力版３０を設置する。
（２）ガイド兼反力版３０の内側に、縦型シールド１の刃口２を設置する。
（３）刃口２を設置後、１ロット目として鉄筋コンクリートまたは鋼等で作業室３の周壁と、リング状の梁４を構築する。
（４）２ロット目として、これも鉄筋コンクリートまたは鋼等で気甲室５の周壁と、スラブ６を構築する。
（５）縦型シールド１の刃口２の上部に、作業室３および梁４、気甲室５およびスラブ６を構築後、１ロット目の構築に使用した作業室３内の支保工を解体，撤去し、掘削装置の構成部材である走行レール８、走行体９の走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…、掘削機１２および制御ユニット２１を搬入する。そして、リング状の走行レール８を梁４の上面に設置し、固定する。また、走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…をリング状に組み立て、その組み立てられた走行体９を、車輪１０を介して走行レール８に組み付ける。走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…のうちの、掘削機１２を取り付けるべき走行体エレメント９ａに設けられたブラケット１１に、掘削機１２の旋回体１３を軸１４を介して取り付け、走行体９に掘削機１２を支持する。さらに、前記走行体エレメント９ａの上面に制御ユニット２１を搭載する。
（６）気甲室５の上部のスラブ６の上面に、鋼製の支持スラブ２５を載置し、アンカボルト２６で固定する。
（７）同スラブ６の上面に、鋼製の外殻体７を載置し、これもアンカボルトで固定する。また、同スラブ６の上面に、沈下推進用ジャッキ２４を複数基設置する。
（８）支持スラブ２５上に、セグメント組み立て用の足場２７、エレクタ取り付け台２８を架設し、エレクタ取り付け台２８上にエレクタ２９を設置する。さらに、支持スラブ２５上にアンカロック３３、シャフト３４、下部ハッチ３５、中間ロック３６、マテリアルロック３７および上部ハッチ３８を艤装する。
（９）坑外設備として、圧気設備、セグメント用のクレーン設備、電力設備、土砂バケット用の揚重設備および遠隔操作用の操縦室を設ける。
（１０）縦型シールド１の作業室３の底部の地山Ｇの掘削、同縦型シールド１の沈下は、初期の掘削時を除いて原則として高気圧下で行うものとする。
（１１）走行体９および掘削機１２を地上からの遠隔操作により操縦し、掘削機１２により縦型シールド１の作業室３の底部の地山Ｇを掘削する。かかる掘削時に掘削機１２に作用する反力を走行体９により受け止め、吸収する。
（１２）掘削機１２により掘削した土砂を、土砂バケット２２に入れる。土砂バケット２２が掘削土砂で一杯になったら、坑外に設置した揚重設備によりワイヤロープ２３を介して揚重し、土砂バケット２２を作業室３、気甲室５、アンカロック３３、シャフト３４、下部ハッチ３５、中間ロック３６を通過させた後、いったんマテリアルロック３７内に収容する。
（１３）土砂バケット２２をマテリアルロック３７内に収容した後、下部ハッチ３５を閉じ、マテリアルロック３７内を減圧する。
（１４）マテリアルロック３７内を大気圧まで減圧後、上部ハッチ３８を開け、土砂バケット２２を坑外に引き揚げ、土砂バケット２２内の土砂を排出する。（１５）土砂バケット２２内の土砂を排出後、揚重設備により再び作業室３内に戻し、アンカロック３３を閉じる。
（１６）作業室３の底部の地山Ｇを所定深さまで掘削後、沈下推進用ジャッキ２４を伸長させ、セグメント３９、反力受け桁３１およびガイド兼反力版３０に反力を取って、縦型シールド１を沈下させる。この縦型シールド１の沈下時には、沈下推進用ジャッキ２４により、作業室３内の気圧とバランスを取りながら行う。
（１７）縦型シールド１の沈下後、坑外のクレーン設備によりセグメントピースを構内に吊り下げ、エレクタ２９で把持し、セグメントピースを組み付けるべき位置の沈下推進用ジャッキ２４を縮め、その位置に挿入して組み立てる。
（１８）キーセグメントは軸方向から挿入して組み立てる。
（１９）セグメント３９を組み立てた後、セグメント３９とその周辺の地山との付着を増大させるため、裏込め注入材を注入する。この裏込め注入材には、セメント系のものを用いる。
（２０）これら一連の作業を繰り返して行い、所定深度の立坑または構造物基礎を築造する。
【００４２】
以上説明した第１実施例によれば、掘削機１２を遠隔操作により操縦するようにしているので、高気圧下で縦型シールド１の作業室３の底部の地山Ｇを無人化掘削で能率よく掘削することができる。
【００４３】
また、縦型シールド１の作業室３と気甲室５間にリング状の梁４を形成し、この梁４にリング状の走行レール８を固定し、この走行レール８に走行体９を設置し、走行体９を構成している走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…の底部に２個１組の車輪１０を設け、この車輪１０により前記走行レール８をその両側から把持し、前記走行体９に掘削機１２を取り付けており、掘削機１２をリング状の梁４の孔内で小回りの利く支持構造としているので、例えば直径７ｍ以下の小口径の縦型シールド１においても、作業室３の底部の地山Ｇを隈無く掘削することができるし、掘削時に掘削機１２に作用する反力を走行体９により受け止め、走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…に分散させて吸収することができる。
【００４４】
さらに、走行体９を複数個の走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…を組み合わせ、ボルト・ナット等の固着具により連結して構成するようにしているので、縦型シールド１の口径が変わった場合にも、走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…を必要個数、選択して組み合わせることによって、直ちに対応することができる。
【００４５】
次に、図４は本発明の第２実施例を示す平面図、図５は図４のＢ−Ｂ線切断拡大断面図である。
【００４６】
これらの図に示す第２実施例では、縦型シールド１の作業室３と気甲室５間に形成されたリング状の梁４に、第１，第２走行レール４１，４２が固定されている。前記第１，第２走行レール４１，４２ともリング状に形成されており、第１走行レール４１は梁４の上面に固定され、第２走行レール４２は梁４の内周面に固定されている。
【００４７】
一方、走行体４３は逆Ｌ字型断面の単体で構成されている。この走行体４３のウエブにおける梁４の中心部側の面には、掘削機取り付け用のブラケット４４が設けられている。また、走行体４３のフランジの底部には２個１組の第１車輪４５が設けられている。さらに、走行体４３のウエブにおける前記ブラケット４４が設けられた反対側の面には、２個１組の第２車輪４６が設けられている。前記第１車輪４５は、第１走行レール４１をその両側から把持するように組み付けられている。前記第２車輪４６は、第２走行レール４２をその両側から把持するように組み付けられている。その結果、走行体４３は第１走行レール４１と第１車輪４５の組、および第２走行レール４２と第２車輪４６の組とにより２個所で支持され、かつ第１，第２走行レール４１，４２に沿って周回可能に装架されている。
【００４８】
前記走行体４３に設けられたブラケット４４には、掘削機１２の旋回体１３が垂直軸１４を介して取り付けられている。また、走行体４３のフランジの上面には制御ユニット２１が搭載されている。
【００４９】
この第２実施例では、単体で構成された走行体４３により掘削機１２が担持され、その走行体４３と掘削機１２とが一緒に第１，第２走行レール４１，４２に沿って移動する。また、掘削時に掘削機１２に作用する反力は、走行体４３により直接受け止められる。
【００５０】
この第２実施例の他の構成，作用については、前記第１実施例と同様である。
【００５１】
ついで、図６は本発明の第３実施例を示す縦断面図である。
【００５２】
この図６に示す第３実施例では、ケーソン４８と、圧気設備と、掘削装置と、土砂バケット２２と、支持スラブ５４と、内足場５６と、外足場５７と、シャフト３４および中間ロック３６ならびにマテリアルロック３７等を配備している。
【００５３】
前記ケーソン４８は、下部から上部に向かって、刃口４９と、作業室５０と、リング状の梁５１と、気甲室５２と、リング状のスラブ５３とを有して構成されている。前記刃口４９は、鉄筋コンクリート製または鋼製とされている。前記作業室５０の周壁と、リング状の梁５１と、気甲室５２の周壁と、リング状のスラブ５３とは、鉄筋コンクリート製とされている。
【００５４】
前記圧気設備は、前記第１実施例と同様、作業室５０の底部の地山Ｇの掘削時に、ケーソン４８内に圧縮空気を供給し、所定の高気圧状態を形成するようになっている。
【００５５】
前記掘削装置も、前記第１実施例と同様、走行レール８と、走行体９と、掘削機１２と、制御ユニット２１とを備えており、走行レール８はリング状の梁５１の上面に、この梁５１と同心円状に配置され、固定されている。他の部材については、第１実施例の掘削装置と同じ符号を付けて示し、これ以上の説明を省略する。
【００５６】
前記土砂バケット２２も、前記第１実施例と同様、ワイヤロープ２３を介して、地上に設置された揚重設備（図示せず）に連携されている。
【００５７】
前記支持スラブ５４は、鋼製とされている。この支持スラブ５４は、気甲室５２の上部のスラブ５３の上面に設置され、かつアンカボルト５５により固定されている。
【００５８】
前記内足場５６は、現場打ちコンクリート５８を適宜高さ打設するごとに、構内に構築し、次の現場打ちコンクリートを打設するための型枠や鉄筋を組むために使用する。
【００５９】
前記外足場５７は、現場打ちコンクリート５８を打設して行くに伴い、必要により地上に構築し、次の現場打ちコンクリートの打設に備えるようになっている。
【００６０】
前記アンカロック３３、シャフト３４、下部ハッチ３５、中間ロック３６、マテリアルロック３７および上部ハッチ３８も、前記第１実施例と同様、支持スラブ５４の上方に順次連設されている。
【００６１】
ところで、この第３実施例による立坑または構造物基礎の施工に際して、第１実施例のごとくガイド兼反力版を構築する必要がなく、立坑または構造物基礎を構築すべき位置に、ケーソン４８を設置する。
【００６２】
ついで、掘削装置の走行体９および掘削機１２を遠隔操作により操縦し、ケーソン４８の作業室５０の底部の地山Ｇを掘削する。その掘削土砂を土砂バケット２２に投入し、土砂バケット２２が土砂で一杯になったら、揚重設備により坑外に引き揚げて排出した後、空の土砂バケット２２を作業室５０内に戻す。
【００６３】
ケーソン４８の作業室５０の底部の地山Ｇを掘削後、最初はケーソン４８の自重により、ケーソン４８を沈下させる。
【００６４】
このようにして、所定の深さまでケーソン４８を沈下させた後、ケーソン４８の上部に１ロット分、現場打ちコンクリート５８を打設する。
【００６５】
ケーソン４８の上部に現場打ちコンクリート５８を打設した後は、ケーソン４８の作業室５０の底部の地山Ｇを掘削すると同時に、ケーソン４８と打設された現場打ちコンクリート５８の自重を利用して沈下させて行く。
【００６６】
前記作業室５０の底部の地山Ｇの掘削，現場打ちコンクリート５８の打設，ケーソン４８の沈下が進んで足場が必要になったときは、内足場５６および外足場５７を構築し、また必要高さに継ぎ足して行く。
【００６７】
以上の作業を繰り返して行い、所定深度の立坑または構造物基礎を築造する。
【００６８】
しかして、この第３実施例は第１実施例とは縦型シールド１の上部にセグメント３９を組み立て、沈下推進用ジャッキ２４によりセグメント３９，反力受け桁３１およびガイド兼反力版３０に反力を取って沈下させる施工に代えて、ケーソン４８の上部に所定のロット割りに従い現場打ちコンクリート５８を打ち継いで行き、ケーソン４８と現場打ちコンクリート５８の自重を利用して沈下させる施工を採用している外は、第１実施例と同様である。
【００６９】
また、この第３実施例において、ケーソン４８と現場打ちコンクリート５８の自重の外に、荷重水をも併せて用いてもよい。
【００７０】
さらには、この第３実施例においても、前記第２実施例に示すごとき単体の走行体４３を用い、これに掘削機１２を取り付けるようにしてもよい。
【００７１】
以上説明したように、本発明の請求項１、３記載の発明では、掘削機を遠隔操作により操縦するようにしているので、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室内での無人化掘削が可能となり、作業員を高気圧下での苦渋作業から解放し得る効果があり、能率よく掘削し得る効果もある。また、本発明では縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状の走行レールを固定し、この走行レールに走行体を設置し、この走行体に掘削機を取り付けており、掘削機をリング状の梁の孔内で小回りの利く支持構造としているので、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室の底部の地山を隈無く掘削し得る効果を有する外、掘削時に掘削機に作用する反力を走行体により受け止め、吸収する構造としているので、掘削時の反力に対する掘削機の剛性が大きく、したがって掘削時の反力によるトラブルを解消し得る効果もある。
【００７２】
さらに、本発明の請求項２記載の発明では、掘削機反力受けである走行体を、走行体エレメントを複数個連結して構成しているので、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わるに伴い、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンの口径が変わった場合には、その口径に合わせて走行体エレメントの必要な個数を選択し、連結すれば足りるため、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わった場合にも、直ちに対応し得る効果があり、掘削機に作用する反力を複数個の走行体エレメントで分散して吸収し得る効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１実施例の要部の拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線切断拡大断面図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。
【図７】ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおける従来技術である手掘り作業を示す説明図である。
【図８】ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおける従来技術である有人機械掘りを示す説明図である。
【図９】ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおける従来技術である無人化機械掘りを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 縦型シールド
２ 縦型シールドの刃口
３ 縦型シールドの作業室
４ 縦型シールドのリング状の梁
５ 縦型シールドの気甲室
Ｇ 地山
８ 走行レール
９ 走行体
９ａ，９ｂ，９ｃ，… 走行体エレメント
１０ 走行体の車輪
１１ 掘削機取り付け用のブラケット
１２ 掘削機
２１ 走行体および掘削機の制御ユニット
２２ 土砂バケット
２４ 縦型シールドの沈下推進用ジャッキ
２９ セグメント用のエレクタ
３０ 縦型シールドのガイド兼反力版
３１ 反力受け桁
３９ セグメント
４１ 第１走行レール
４２ 第２走行レール
４３ 走行体
４４ 掘削機取り付け用のブラケット
４５ 走行体の第１車輪
４６ 走行体の第２車輪
４８ ケーソン
４９ ケーソンの刃口
５０ ケーソンの作業室
５１ ケーソンのリング状の梁
５２ 気甲室
５８ 現場打ちコンクリート
【発明の属する技術分野】
本発明は、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法において、遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室の底部の地山を掘削し、沈下させ、立坑または構造物基礎を築造するための掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦型シールドまたはケーソンの作業室の底部の地山を掘削し、縦型シールドまたはケーソンを沈下させ、立坑または構造物基礎を築造する従来技術としては、図７，図８および図９に示す技術がある。
【０００３】
その図７に示す技術では、作業員６０が縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２の底部の地山Ｇを掘削し、その掘削土砂を土砂バケット６３に入れ、揚重設備（図示せず）により地上へ引き揚げ、排土した後、空の土砂バケット６３を作業室６２へ戻す。
【０００４】
以上の作業を繰り返し行い、縦型シールドまたはケーソン６１を沈下させ、その上方にセグメントを組み立て、または現場打ちコンクリートを打設し、立坑または構造物基礎を築造する。
【０００５】
また、図８に示す技術では縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２内に掘削機６４を搬入し、その掘削機６４を操縦者６５が操縦し、掘削機６４により縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２の底部の地山Ｇを掘削する。以下、前記図７に示す従来技術と同様である。
【０００６】
そして、図９に示す技術では縦型シールドまたはケーソン６１の作業室６２の天井スラブ６６に走行可能に掘削機６７を懸架し、作業室６２内には他の掘削機６８を搬入し、掘削機６７，６８をそれぞれ遠隔操作により操縦し、縦型シールドまたはケーソン６１の高気圧下の作業室６２の底部の地山Ｇを掘削する。以下、前記図７に示す従来技術と同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図７および図８に示す有人施工の場合、安全衛生法上、高気圧下での作業時間に制約があり、作業能率が非常に悪く、高気圧下での苦渋作業が避けられないという問題がある。
【０００８】
そして、図９に示す従来のニューマチック縦型シールドまたはケーソン６１の無人化施工では、小口径（断面平面積４０ｍ２ 以下、直径７ｍ以下）の場合、掘削機６７，６８の動作領域が狭いため、適用できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、無人化掘削により作業室の底部の地山を隈無く、かつ能率よく掘削でき、しかも掘削時に掘削機の受ける反力に対して剛性の大きい立坑または構造物基礎築造用の掘削装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わった場合にも直ちに対応でき、しかも掘削時に掘削機に作用する反力を複数個の走行体エレメントに分散させて吸収し得る立坑または構造物基礎築造用の掘削装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、下部から上部に向かって少なくとも刃口と作業室と気甲室とを有する縦型シールドまたはケーソンを設置し、高気圧下でかつ遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室内の底部の地山を掘削し、前記縦型シールドまたはケーソンを沈下させるニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法における立坑または構造物基礎築造用の掘削装置において、前記縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状に走行レールを固定し、この走行レールに沿って周回可能に、掘削機反力受けであるリング状に組み合わされた走行体を設置し、前記梁の上方に位置する走行体の下面には前記走行レールをその両側から把持する１組の車輪が設けられ、かつ前記走行体に設けられたブラケットに掘削機の旋回体を垂直軸を介して取り付け、前記ブラケットに旋回可能に前記掘削機を取り付けた構成としている。
【００１２】
また、前記目的を達成するため、本発明では前記走行体を、走行体エレメントを複数個連結して構成している。
また、下部から上部に向かって少なくとも刃口と作業室と気甲室とを有する縦型シールドまたはケーソンを設置し、高気圧下でかつ遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室内の底部の地山を掘削し、前記縦型シールドまたはケーソンを沈下させるニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法における立坑または構造物基礎築造用の掘削装置において、前記縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状に走行レールを固定し、この走行レールに沿って周回可能に、掘削機反力受けである単体構造物からなる走行体を設置し、前記梁の上方に位置する走行体の下面には前記走行レールをその両側から把持する１組の車輪が設けられ、かつ前記走行体に設けられたブラケットに掘削機の旋回体を垂直軸を介して取り付け、前記ブラケットに旋回可能に前記掘削機を取り付けた構成としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明では、リング状の梁に固定されたリング状の走行レールに沿って、遠隔操作で走行体と一緒に掘削機を周回させ、任意の位置に移動させる。
【００１４】
そして、この任意の位置でこれも遠隔操作により掘削機自体の旋回体，ブームおよびジブ等を働かせ、掘削バケットを自在に動かし、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンの作業室の底部の地山を掘削する。その掘削土砂を土砂バケットに入れ、リング状の梁の孔内において掘削機と干渉しない空間を通じて地上に引き揚げ、排土し、空の土砂バケットを再び作業室内に戻す。
【００１５】
かかる掘削時において、掘削機に作用する反力を、掘削機を取り付けている走行体により受け止め、吸収する。
【００１６】
作業室の底部の地山を掘削後、縦型シールドの場合は、縦型シールドの上方でセグメントを組み立てて、その組み立てられたセグメントに反力を取って縦型シールドを押し込み、沈下させる。また、ケーソンの場合は、ケーソンの上方に現場打ちコンクリートを打設し、ケーソンと現場打ちコンクリートの自重により沈下させる。
【００１７】
以上の動作を繰り返して行い、所期の立坑または構造物基礎を築造する。
【００１８】
このように、本発明では掘削機を遠隔操作により操縦するようにしているので、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室内での無人化掘削が可能となり、しかも能率よく掘削することができる。
【００１９】
また、本発明では縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁にリング状の走行レールを固定し、この走行レールに走行体を設置し、この走行体に掘削機を取り付けており、掘削機をリング状の梁の孔内で小回りの利く支持構造としているので、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室の底部の地山を隈無く掘削することができるし、掘削時に掘削機に作用する反力を走行体により受け止め、吸収する構造としているので、掘削時の反力に対する掘削機の剛性が大きく、したがって掘削時の反力によるトラブルを解消することができる。
【００２０】
さらに、本発明では掘削機反力受けである走行体を、走行体エレメントを複数個連結して構成しているので、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わるに伴い、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンの口径が変わった場合には、その口径に合わせて走行体エレメントの必要な個数を選択し、連結すれば足りるため、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わった場合にも、直ちに対応することができるし、掘削時に掘削機に作用する反力を複数個の走行体エレメントに分散させて吸収することができる。
【００２１】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１は縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は要部の拡大縦断面図である。
【００２３】
これらの図に示す第１実施例では、縦型シールド１と、圧気設備と、掘削装置と、土砂バケット２２と、沈下推進用ジャッキ２４と、支持スラブ２５と、セグメント組み立て用の足場２７およびエレクタ２９と、ガイド兼反力版３０および反力受け桁３１と、シャフト３４および中間ロック３６ならびにマテリアルロック３７等を配備している。
【００２４】
前記縦型シールド１は、下部より上部に向かって、刃口２と、作業室３と、リング状の梁４と、気甲室５と、リング状のスラブ６とを有し、これらは鉄筋コンクリート製または鋼製とされている。また、縦型シールド１の上部には鋼製の外殻体７がアンカボルトにより連結されている。
【００２５】
前記圧気設備は、作業室３の底部の地山Ｇの掘削時に、縦型シールド１内に圧縮空気を供給し、所定の高気圧状態を形成するようになっている。
【００２６】
前記掘削装置は、走行レール８と、走行体９と、掘削機１２と、制御ユニット２１とを備えている。
【００２７】
前記走行レール８は、Ｉ型鋼またはＨ型鋼によりリング状に形成され、縦型シールド１の梁４の上面に、この梁４と同心円状に固定されている。
【００２８】
前記走行体９は、この第１実施例では複数個の走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…をリング状に組み合わせ、ボルト・ナット等の固着具により連結して構成されている。各走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…は、逆Ｌ字型断面に形成されており、掘削機１２を取り付けるべき走行体エレメント９ａは、他の走行体エレメント９ｂ，９ｃ，…よりもウエブが長く形成されている。各走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…の底部には、２個１組の車輪１０が設けられている。この車輪１０は、図３から分かるように、走行レール８をその両側から把持するように取り付けられている。これにより、走行体９は掘削機１２の掘削時に受ける反力を受け止め、かつ走行レール８に沿って周回することが可能となる。前記掘削機１２を取り付けるべき走行体エレメント９ａには、梁４の中心部側の面に、掘削機取り付け用のブラケット１１が設けられている。
【００２９】
前記掘削機１２は、旋回体１３と、ブーム１５と、ブーム操作用ジャッキ１６と、ジブ１７と、ジブ操作用ジャッキ１８と、掘削バケット１９と、バケット操作用ジャッキ２０と、制御ユニット２１とを備えている。前記旋回体１３は、垂直軸１４を介して、前記走行体エレメント９ａのウエブに設けられたブラケット１１に旋回可能に取り付けられている。
【００３０】
前記制御ユニット２１は、前記走行体エレメント９ａのフランジの上面に搭載されている。そして、この制御ユニット２１は地上に設営された操縦室（図示せず）と信号ケーブルで結ばれていて、走行体９の周回や掘削機１２の各部の動作をすべて遠隔操作により行うようになっている。
【００３１】
前記土砂バケット２２は、ワイヤロープ２３を介して、地上に設置された揚重設備（図示せず）に連携されている。
【００３２】
前記沈下推進用ジャッキ２４は、図１から分かるように、円周方向に等間隔をおいて複数基配置され、気甲室５の上部のスラブ６の上面に設置されている。これらの沈下推進用ジャッキ２４は、その上方に組み立てられたセグメント３９および反力受け桁３１を介してガイド兼反力版３０に反力を取って縦型シールド１を沈下，推進させるようになっている。
【００３３】
前記支持スラブ２５は、鋼製とされている。そして、この支持スラブ２５は気甲室５の上部のスラブ６上に設置され、かつアンカボルト２６により固定されている。
【００３４】
前記セグメント組み立て用の足場２７は、前記支持スラブ２５上に架設されている。
【００３５】
前記エレクタ２９は、前記足場２７の上方に架設されたエレクタ取り付け台２８上に設置されている。
【００３６】
前記ガイド兼反力版３０は、地表面側に鉄筋コンクリートまたは鋼板で構築されている。
【００３７】
前記反力受け桁３１は、リング状に形成され、前記ガイド兼反力版３０の内面にアンカボルト３２により固定されている。
【００３８】
前記シャフト３４は、支持スラブ２５上に構築されており、このシャフト３４の下部にはアンカロック３３が設けられている。
【００３９】
前記中間ロック３６は、前記シャフト３４の上方に連結されており、シャフト３４と中間ロック３６間には下部ハッチ３５が設けられている。
【００４０】
前記マテリアルロック３７は、前記中間ロック３６の上部に連結されており、このマテリアルロック３７の上部には上部ハッチ３８が設けられている。
【００４１】
この第１実施例では、次のように施工する。
（１）立坑または構造物基礎を築造すべき位置に、縦型シールド１のガイドおよび反力となるガイド兼反力版３０を設置する。
（２）ガイド兼反力版３０の内側に、縦型シールド１の刃口２を設置する。
（３）刃口２を設置後、１ロット目として鉄筋コンクリートまたは鋼等で作業室３の周壁と、リング状の梁４を構築する。
（４）２ロット目として、これも鉄筋コンクリートまたは鋼等で気甲室５の周壁と、スラブ６を構築する。
（５）縦型シールド１の刃口２の上部に、作業室３および梁４、気甲室５およびスラブ６を構築後、１ロット目の構築に使用した作業室３内の支保工を解体，撤去し、掘削装置の構成部材である走行レール８、走行体９の走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…、掘削機１２および制御ユニット２１を搬入する。そして、リング状の走行レール８を梁４の上面に設置し、固定する。また、走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…をリング状に組み立て、その組み立てられた走行体９を、車輪１０を介して走行レール８に組み付ける。走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…のうちの、掘削機１２を取り付けるべき走行体エレメント９ａに設けられたブラケット１１に、掘削機１２の旋回体１３を軸１４を介して取り付け、走行体９に掘削機１２を支持する。さらに、前記走行体エレメント９ａの上面に制御ユニット２１を搭載する。
（６）気甲室５の上部のスラブ６の上面に、鋼製の支持スラブ２５を載置し、アンカボルト２６で固定する。
（７）同スラブ６の上面に、鋼製の外殻体７を載置し、これもアンカボルトで固定する。また、同スラブ６の上面に、沈下推進用ジャッキ２４を複数基設置する。
（８）支持スラブ２５上に、セグメント組み立て用の足場２７、エレクタ取り付け台２８を架設し、エレクタ取り付け台２８上にエレクタ２９を設置する。さらに、支持スラブ２５上にアンカロック３３、シャフト３４、下部ハッチ３５、中間ロック３６、マテリアルロック３７および上部ハッチ３８を艤装する。
（９）坑外設備として、圧気設備、セグメント用のクレーン設備、電力設備、土砂バケット用の揚重設備および遠隔操作用の操縦室を設ける。
（１０）縦型シールド１の作業室３の底部の地山Ｇの掘削、同縦型シールド１の沈下は、初期の掘削時を除いて原則として高気圧下で行うものとする。
（１１）走行体９および掘削機１２を地上からの遠隔操作により操縦し、掘削機１２により縦型シールド１の作業室３の底部の地山Ｇを掘削する。かかる掘削時に掘削機１２に作用する反力を走行体９により受け止め、吸収する。
（１２）掘削機１２により掘削した土砂を、土砂バケット２２に入れる。土砂バケット２２が掘削土砂で一杯になったら、坑外に設置した揚重設備によりワイヤロープ２３を介して揚重し、土砂バケット２２を作業室３、気甲室５、アンカロック３３、シャフト３４、下部ハッチ３５、中間ロック３６を通過させた後、いったんマテリアルロック３７内に収容する。
（１３）土砂バケット２２をマテリアルロック３７内に収容した後、下部ハッチ３５を閉じ、マテリアルロック３７内を減圧する。
（１４）マテリアルロック３７内を大気圧まで減圧後、上部ハッチ３８を開け、土砂バケット２２を坑外に引き揚げ、土砂バケット２２内の土砂を排出する。（１５）土砂バケット２２内の土砂を排出後、揚重設備により再び作業室３内に戻し、アンカロック３３を閉じる。
（１６）作業室３の底部の地山Ｇを所定深さまで掘削後、沈下推進用ジャッキ２４を伸長させ、セグメント３９、反力受け桁３１およびガイド兼反力版３０に反力を取って、縦型シールド１を沈下させる。この縦型シールド１の沈下時には、沈下推進用ジャッキ２４により、作業室３内の気圧とバランスを取りながら行う。
（１７）縦型シールド１の沈下後、坑外のクレーン設備によりセグメントピースを構内に吊り下げ、エレクタ２９で把持し、セグメントピースを組み付けるべき位置の沈下推進用ジャッキ２４を縮め、その位置に挿入して組み立てる。
（１８）キーセグメントは軸方向から挿入して組み立てる。
（１９）セグメント３９を組み立てた後、セグメント３９とその周辺の地山との付着を増大させるため、裏込め注入材を注入する。この裏込め注入材には、セメント系のものを用いる。
（２０）これら一連の作業を繰り返して行い、所定深度の立坑または構造物基礎を築造する。
【００４２】
以上説明した第１実施例によれば、掘削機１２を遠隔操作により操縦するようにしているので、高気圧下で縦型シールド１の作業室３の底部の地山Ｇを無人化掘削で能率よく掘削することができる。
【００４３】
また、縦型シールド１の作業室３と気甲室５間にリング状の梁４を形成し、この梁４にリング状の走行レール８を固定し、この走行レール８に走行体９を設置し、走行体９を構成している走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…の底部に２個１組の車輪１０を設け、この車輪１０により前記走行レール８をその両側から把持し、前記走行体９に掘削機１２を取り付けており、掘削機１２をリング状の梁４の孔内で小回りの利く支持構造としているので、例えば直径７ｍ以下の小口径の縦型シールド１においても、作業室３の底部の地山Ｇを隈無く掘削することができるし、掘削時に掘削機１２に作用する反力を走行体９により受け止め、走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…に分散させて吸収することができる。
【００４４】
さらに、走行体９を複数個の走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…を組み合わせ、ボルト・ナット等の固着具により連結して構成するようにしているので、縦型シールド１の口径が変わった場合にも、走行体エレメント９ａ，９ｂ，９ｃ，…を必要個数、選択して組み合わせることによって、直ちに対応することができる。
【００４５】
次に、図４は本発明の第２実施例を示す平面図、図５は図４のＢ−Ｂ線切断拡大断面図である。
【００４６】
これらの図に示す第２実施例では、縦型シールド１の作業室３と気甲室５間に形成されたリング状の梁４に、第１，第２走行レール４１，４２が固定されている。前記第１，第２走行レール４１，４２ともリング状に形成されており、第１走行レール４１は梁４の上面に固定され、第２走行レール４２は梁４の内周面に固定されている。
【００４７】
一方、走行体４３は逆Ｌ字型断面の単体で構成されている。この走行体４３のウエブにおける梁４の中心部側の面には、掘削機取り付け用のブラケット４４が設けられている。また、走行体４３のフランジの底部には２個１組の第１車輪４５が設けられている。さらに、走行体４３のウエブにおける前記ブラケット４４が設けられた反対側の面には、２個１組の第２車輪４６が設けられている。前記第１車輪４５は、第１走行レール４１をその両側から把持するように組み付けられている。前記第２車輪４６は、第２走行レール４２をその両側から把持するように組み付けられている。その結果、走行体４３は第１走行レール４１と第１車輪４５の組、および第２走行レール４２と第２車輪４６の組とにより２個所で支持され、かつ第１，第２走行レール４１，４２に沿って周回可能に装架されている。
【００４８】
前記走行体４３に設けられたブラケット４４には、掘削機１２の旋回体１３が垂直軸１４を介して取り付けられている。また、走行体４３のフランジの上面には制御ユニット２１が搭載されている。
【００４９】
この第２実施例では、単体で構成された走行体４３により掘削機１２が担持され、その走行体４３と掘削機１２とが一緒に第１，第２走行レール４１，４２に沿って移動する。また、掘削時に掘削機１２に作用する反力は、走行体４３により直接受け止められる。
【００５０】
この第２実施例の他の構成，作用については、前記第１実施例と同様である。
【００５１】
ついで、図６は本発明の第３実施例を示す縦断面図である。
【００５２】
この図６に示す第３実施例では、ケーソン４８と、圧気設備と、掘削装置と、土砂バケット２２と、支持スラブ５４と、内足場５６と、外足場５７と、シャフト３４および中間ロック３６ならびにマテリアルロック３７等を配備している。
【００５３】
前記ケーソン４８は、下部から上部に向かって、刃口４９と、作業室５０と、リング状の梁５１と、気甲室５２と、リング状のスラブ５３とを有して構成されている。前記刃口４９は、鉄筋コンクリート製または鋼製とされている。前記作業室５０の周壁と、リング状の梁５１と、気甲室５２の周壁と、リング状のスラブ５３とは、鉄筋コンクリート製とされている。
【００５４】
前記圧気設備は、前記第１実施例と同様、作業室５０の底部の地山Ｇの掘削時に、ケーソン４８内に圧縮空気を供給し、所定の高気圧状態を形成するようになっている。
【００５５】
前記掘削装置も、前記第１実施例と同様、走行レール８と、走行体９と、掘削機１２と、制御ユニット２１とを備えており、走行レール８はリング状の梁５１の上面に、この梁５１と同心円状に配置され、固定されている。他の部材については、第１実施例の掘削装置と同じ符号を付けて示し、これ以上の説明を省略する。
【００５６】
前記土砂バケット２２も、前記第１実施例と同様、ワイヤロープ２３を介して、地上に設置された揚重設備（図示せず）に連携されている。
【００５７】
前記支持スラブ５４は、鋼製とされている。この支持スラブ５４は、気甲室５２の上部のスラブ５３の上面に設置され、かつアンカボルト５５により固定されている。
【００５８】
前記内足場５６は、現場打ちコンクリート５８を適宜高さ打設するごとに、構内に構築し、次の現場打ちコンクリートを打設するための型枠や鉄筋を組むために使用する。
【００５９】
前記外足場５７は、現場打ちコンクリート５８を打設して行くに伴い、必要により地上に構築し、次の現場打ちコンクリートの打設に備えるようになっている。
【００６０】
前記アンカロック３３、シャフト３４、下部ハッチ３５、中間ロック３６、マテリアルロック３７および上部ハッチ３８も、前記第１実施例と同様、支持スラブ５４の上方に順次連設されている。
【００６１】
ところで、この第３実施例による立坑または構造物基礎の施工に際して、第１実施例のごとくガイド兼反力版を構築する必要がなく、立坑または構造物基礎を構築すべき位置に、ケーソン４８を設置する。
【００６２】
ついで、掘削装置の走行体９および掘削機１２を遠隔操作により操縦し、ケーソン４８の作業室５０の底部の地山Ｇを掘削する。その掘削土砂を土砂バケット２２に投入し、土砂バケット２２が土砂で一杯になったら、揚重設備により坑外に引き揚げて排出した後、空の土砂バケット２２を作業室５０内に戻す。
【００６３】
ケーソン４８の作業室５０の底部の地山Ｇを掘削後、最初はケーソン４８の自重により、ケーソン４８を沈下させる。
【００６４】
このようにして、所定の深さまでケーソン４８を沈下させた後、ケーソン４８の上部に１ロット分、現場打ちコンクリート５８を打設する。
【００６５】
ケーソン４８の上部に現場打ちコンクリート５８を打設した後は、ケーソン４８の作業室５０の底部の地山Ｇを掘削すると同時に、ケーソン４８と打設された現場打ちコンクリート５８の自重を利用して沈下させて行く。
【００６６】
前記作業室５０の底部の地山Ｇの掘削，現場打ちコンクリート５８の打設，ケーソン４８の沈下が進んで足場が必要になったときは、内足場５６および外足場５７を構築し、また必要高さに継ぎ足して行く。
【００６７】
以上の作業を繰り返して行い、所定深度の立坑または構造物基礎を築造する。
【００６８】
しかして、この第３実施例は第１実施例とは縦型シールド１の上部にセグメント３９を組み立て、沈下推進用ジャッキ２４によりセグメント３９，反力受け桁３１およびガイド兼反力版３０に反力を取って沈下させる施工に代えて、ケーソン４８の上部に所定のロット割りに従い現場打ちコンクリート５８を打ち継いで行き、ケーソン４８と現場打ちコンクリート５８の自重を利用して沈下させる施工を採用している外は、第１実施例と同様である。
【００６９】
また、この第３実施例において、ケーソン４８と現場打ちコンクリート５８の自重の外に、荷重水をも併せて用いてもよい。
【００７０】
さらには、この第３実施例においても、前記第２実施例に示すごとき単体の走行体４３を用い、これに掘削機１２を取り付けるようにしてもよい。
【００７１】
以上説明したように、本発明の請求項１、３記載の発明では、掘削機を遠隔操作により操縦するようにしているので、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室内での無人化掘削が可能となり、作業員を高気圧下での苦渋作業から解放し得る効果があり、能率よく掘削し得る効果もある。また、本発明では縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状の走行レールを固定し、この走行レールに走行体を設置し、この走行体に掘削機を取り付けており、掘削機をリング状の梁の孔内で小回りの利く支持構造としているので、小口径のニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおいて、作業室の底部の地山を隈無く掘削し得る効果を有する外、掘削時に掘削機に作用する反力を走行体により受け止め、吸収する構造としているので、掘削時の反力に対する掘削機の剛性が大きく、したがって掘削時の反力によるトラブルを解消し得る効果もある。
【００７２】
さらに、本発明の請求項２記載の発明では、掘削機反力受けである走行体を、走行体エレメントを複数個連結して構成しているので、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わるに伴い、ニューマチック縦型シールドまたはケーソンの口径が変わった場合には、その口径に合わせて走行体エレメントの必要な個数を選択し、連結すれば足りるため、築造すべき立坑または構造物基礎の仕様が変わった場合にも、直ちに対応し得る効果があり、掘削機に作用する反力を複数個の走行体エレメントで分散して吸収し得る効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１実施例の要部の拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線切断拡大断面図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。
【図７】ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおける従来技術である手掘り作業を示す説明図である。
【図８】ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおける従来技術である有人機械掘りを示す説明図である。
【図９】ニューマチック縦型シールドまたはケーソンにおける従来技術である無人化機械掘りを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 縦型シールド
２ 縦型シールドの刃口
３ 縦型シールドの作業室
４ 縦型シールドのリング状の梁
５ 縦型シールドの気甲室
Ｇ 地山
８ 走行レール
９ 走行体
９ａ，９ｂ，９ｃ，… 走行体エレメント
１０ 走行体の車輪
１１ 掘削機取り付け用のブラケット
１２ 掘削機
２１ 走行体および掘削機の制御ユニット
２２ 土砂バケット
２４ 縦型シールドの沈下推進用ジャッキ
２９ セグメント用のエレクタ
３０ 縦型シールドのガイド兼反力版
３１ 反力受け桁
３９ セグメント
４１ 第１走行レール
４２ 第２走行レール
４３ 走行体
４４ 掘削機取り付け用のブラケット
４５ 走行体の第１車輪
４６ 走行体の第２車輪
４８ ケーソン
４９ ケーソンの刃口
５０ ケーソンの作業室
５１ ケーソンのリング状の梁
５２ 気甲室
５８ 現場打ちコンクリート
Claims (3)
- 下部から上部に向かって少なくとも刃口と作業室と気甲室とを有する縦型シールドまたはケーソンを設置し、高気圧下でかつ遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室内の底部の地山を掘削し、前記縦型シールドまたはケーソンを沈下させるニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法における立坑または構造物基礎築造用の掘削装置において、前記縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状に走行レールを固定し、この走行レールに沿って周回可能に、掘削機反力受けであるリング状に組み合わされた走行体を設置し、前記梁の上方に位置する走行体の下面には前記走行レールをその両側から把持する１組の車輪が設けられ、かつ前記走行体に設けられたブラケットに掘削機の旋回体を垂直軸を介して取り付け、前記ブラケットに旋回可能に前記掘削機を取り付けたことを特徴とする立坑または構造物基礎築造用の掘削装置。
- 前記走行体は、走行体エレメントを複数個連結して構成したことを特徴とする請求項１記載の立坑または構造物基礎築造用の掘削装置。
- 下部から上部に向かって少なくとも刃口と作業室と気甲室とを有する縦型シールドまたはケーソンを設置し、高気圧下でかつ遠隔操作により掘削機を操縦し、作業室内の底部の地山を掘削し、前記縦型シールドまたはケーソンを沈下させるニューマチック縦型シールドまたはケーソン工法における立坑または構造物基礎築造用の掘削装置において、前記縦型シールドまたはケーソンの作業室と気甲室間にリング状の梁を形成し、この梁の上面にリング状に走行レールを固定し、この走行レールに沿って周回可能に、掘削機反力受けである単体構造物からなる走行体を設置し、前記梁の上方に位置する走行体の下面には前記走行レールをその両側から把持する１組の車輪が設けられ、かつ前記走行体に設けられたブラケットに掘削機の旋回体を垂直軸を介して取り付け、前記ブラケットに旋回可能に前記掘削機を取り付けたことを特徴とする立坑または構造物基礎築造用の掘削装置。
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| JP30372095A JP3578850B2 (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | 立坑または構造物基礎築造用の掘削装置 |
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