JP3704340B2 - 掘削装置 - Google Patents
掘削装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3704340B2 JP3704340B2 JP2003101958A JP2003101958A JP3704340B2 JP 3704340 B2 JP3704340 B2 JP 3704340B2 JP 2003101958 A JP2003101958 A JP 2003101958A JP 2003101958 A JP2003101958 A JP 2003101958A JP 3704340 B2 JP3704340 B2 JP 3704340B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excavation
- endless
- drilling
- excavating
- ground
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削溝を掘削するための掘削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水底に掘削溝を掘削するための掘削装置としては、図8に示すように、ベースマシンである船舶(台船)51と、船舶に支持されている支持ポスト(支持手段)52と、支持ポスト52の下端部に取り付けられている水中モータ53と、水中モータ53によって回転可能なチェーンカッタ(連続溝掘削手段)54とから構成され、チェーンカッタ54によって水底に掘削溝を掘削する掘削装置(連続壁造成用溝掘削装置)50がある。この掘削装置50では、水底上に配置された水中モータ53の駆動軸をチェーンカッタ54の上端部55に係合させることにより、チェーンカッタ54を回転させており、水底と船舶51との間でチェーンカッタ54が回転しないため、チェーンカッタ54を効率良く回転させることができる(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2003−003513号公報(第1−7頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の掘削装置50では、以下の問題がある。
従来の掘削装置50では、1基の水中モータ53によってチェーンカッタ54を回転させているため、大深度の掘削溝を掘削する場合には、水中モータ53のトルクを大きく確保する必要がある。これにより、水中モータ53が大型化し、水中モータ53を地盤内に配置することが困難となってしまうため、大深度の掘削溝を掘削する場合には、水底上に配置された水中モータ53とチェーンカッタ54の下端部56との距離が大きくなり、掘削時にチェーンカッタ54の下端部56のトルクが低下してしまう。
また、駆動軸がチェーンカッタ54の上端部55に係合されている水中モータ53が水底上に配置されるため、チェーンカッタ54の上端部55が水底から突出した状態となっている。これにより、掘削時にチェーンカッタ54の回転によって地盤内の土砂が掻き揚げられて水中に拡散され、水中が汚染されてしまうため、水底から突出しているチェーンカッタ54の上端部55にカバー部57を設けて土砂の拡散を防止する必要がある。
【0005】
したがって、従来の掘削装置50では、大深度の掘削溝を掘削する場合に、チェーンカッタ54全体のトルクが均一にならないため、掘削効率が低くなってしまうという問題がある。さらに、地盤から突出したチェーンカッタ54によって地盤内の土砂が水中に拡散してしまうため、水中汚染を防止するための手段を設ける必要があり、掘削装置50の構成が煩雑になってしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、大深度の掘削溝を掘削する場合であっても、掘削溝全体を均一のトルクで掘削することにより、効率良く掘削溝を掘削することができるとともに、無端状カッタを地盤内に配置した状態で掘削することができる掘削装置を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項1に記載の発明は、ベースマシンと、掘削方向に並設された状態でベースマシンに支持されている複数の掘削手段とを備え、各掘削手段によって掘削溝を掘削する掘削装置であって、掘削手段は、ベースマシンに支持されているフレーム部材と、掘削刃及び駆動モータを有し、鉛直方向に並設された状態でフレーム部材に支持されている複数の無端状カッタとから構成され、各掘削手段の各無端状カッタは、掘削方向に隣り合う他の掘削手段における各無端状カッタ同士の鉛直方向の隙間を塞ぐように配置されていることを特徴としている。
【0008】
ここで、ベースマシンは、掘削手段を掘削方向に移動させることができるものであれば、船舶やクレーンなど、その構成は限定されるものではない。
また、無端状カッタは、チェーン形状やベルト形状など限定されるものではなく、地盤を確実に掘削することができる構成であればよい。
さらに、無端状カッタの回転方向は限定されるものではなく、掘削方向及び鉛直方向に隣り合う各無端状カッタ同士を異なる方向に回転させてもよい。
また、駆動モータは、1基の無端状カッタを回転させて地盤を掘削することができる程度のトルクを備えていればよく、その構成は限定されるものではないが、小型化されたものを用いることが好ましい。
また、掘削刃の形状は限定されるものではなく、地盤を効率良く掘削することができる形状であればよい。
【0009】
この発明によれば、掘削手段は、鉛直方向に並設された複数の無端状カッタによって地盤を掘削するように構成されており、各無端状カッタは各々駆動モータを有しているため、大深度の掘削溝を掘削する場合であっても、掘削手段の下端部のトルクを低下させることなく、掘削溝全体を均一のトルクで掘削することができる。
また、複数の無端状カッタによって地盤を掘削することにより、1基の無端状カッタが地盤を掘削するために必要なトルクが小さくなるため、無端状カッタの駆動モータを小型化することができる。これにより、無端状カッタを地盤内に配置することできるため、無端状カッタを地盤から突出させることなく、掘削溝を掘削することができる。これは、水底に掘削溝を掘削する場合に有効であり、無端状カッタの回転によって地盤内の土砂が水中に掻き揚げられないため、水中への土砂の拡散を防止するための手段を設けることなく、掘削時における水中汚染を防止することができる。
【0010】
また、掘削方向に隣り合う各掘削手段において、一方の掘削手段における各無端状カッタ同士の鉛直方向の隙間を塞ぐようにして、他方の掘削手段における各無端状カッタが配置されている。これにより、掘削方向において前方に配置された一方の掘削手段における各無端状カッタ同士の鉛直方向の隙間によって形成された未掘削部位を、一方の掘削手段の後方に配置された他方の掘削手段によって掘削することができるため、掘削溝の壁面全体を均一に掘削することができる。なお、掘削方向に並設される掘削手段の台数は限定されるものではなく、地盤の地質等の施工条件に対応して適宜に定められるものである。さらに、各無端状カッタの寸法は、矩形の掘削溝を形成する上では同一の寸法のものを用いることが好ましいが、必ずしも同一寸法でなくてもよい。
【0011】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の掘削装置であって、フレーム部材は、軸方向が掘削溝の幅員方向に配置されている固定軸を備えており、無端状カッタは、固定軸が内挿され、出力部が固定軸周りに回転可能な油圧式の駆動モータと、外面に掘削刃が設けられており、掘削溝の幅員方向を回転軸として回転可能な無端状部材とから構成され、駆動モータの出力部を無端状部材の内面に係合させることにより、出力部の回転力によって無端状部材が回転するように構成されていることを特徴としている。
【0012】
ここで、出力部が固定軸周りに回転可能な油圧式の駆動モータとしては、ラジアルピストンモータやアキシャルピストンモータなど既存の油圧式モータを使用することができる。
【0013】
この発明によれば、無端状カッタの無端状部材は、その内面に係合された駆動モータの出力部によって回転するため、駆動モータを無端状部材の内部に配置することができる。これにより、無端状カッタの中心近傍で出力部が回転するため、無端状カッタの安定性を高めることができる。また、出力部によって無端状部材を直接回転させるため、無端状カッタの構成を簡易化することができ、無端状カッタを軽量化することができる。さらに、無端状部材の内部に配置された駆動モータが地盤に当接しないため、駆動モータの破損を防止することができる。
【0014】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の掘削装置であって、各無端状カッタは、掘削溝の幅員方向に複数並設されていることを特徴としている。
【0015】
この発明によれば、無端状カッタが掘削溝の幅員方向に並設されているため、幅員が大きい掘削溝を効率良く掘削することができる。また、駆動モータを無端状カッタの内部に配置した場合には、無端状カッタの側方に駆動モータが突出しないため、掘削溝の幅員方向に並設された各無端状カッタ同士の隙間を小さくすることができ、未掘削部位の発生を少なくすることができる。
【0016】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の掘削装置であって、掘削手段は、掘削溝の幅員方向に並設されている各無端状カッタ同士の隙間を掘削するための隙間掘削手段を備えていることを特徴としている。
【0017】
この発明によれば、掘削溝の幅員方向に並設されている各無端状カッタ同士の隙間を隙間掘削手段によって掘削することにより、その隙間によって形成された未掘削部位を確実に掘削することができる。これは、掘削溝の幅員方向に並設されている各無端状カッタ同士の間にフレーム部材が配置されている場合に有効であり、フレーム部材が地盤に当接しないため、フレーム部材の破損を防止することができる。
【0018】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の掘削装置であって、掘削手段は、流体を噴射することにより地盤を掘削可能な流体噴射手段を下端部の近傍に備えていることを特徴としている。
【0019】
この発明によれば、掘削時に掘削手段の下端部が地盤内で湾曲した場合に、流体噴射手段によって掘削手段の下端部に対応する地盤を先行して掘削することができるため、地盤内で掘削手段の姿勢を簡易に修正することができる。なお、流体噴射手段は、掘削手段から掘削方向に伸縮自在に構成してもよく、この構成では、流体を地盤の所定部位に確実に噴射することができる。
【0020】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の掘削装置であって、掘削手段は、掘削溝内に固化剤を注入するための固化剤注入手段を備えていることを特徴としている。
【0021】
この発明によれば、固化剤注入手段によって掘削溝内に固化剤を注入し、掘削手段によって掘削溝内の掘削土砂と固化剤とを均一のトルクで撹拌することができるため、掘削土砂と固化剤とを効率良く混合させることができる。なお、掘削土砂と固化剤とを撹拌する際に、掘削方向及び鉛直方向に隣り合う各無端状カッタ同士を異なる方向に回転させることにより、隣接する各無端状カッタ同士の間の撹拌効率を高めることができる。
【0022】
また、請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6に記載の掘削装置に関連する発明であって、ベースマシンと、ベースマシンに支持されている掘削手段とを備え、掘削手段によって掘削溝を掘削する掘削装置であって、掘削手段は、鉛直方向に連鎖状に連結された状態でベースマシンに支持されている複数のフレーム体と、掘削刃及び駆動モータを有し、鉛直方向に並設された状態で各フレーム体に各々支持されている複数の無端状カッタとから構成され、隣接する各フレーム体同士は、回転及び固定自在に連結されていることを特徴としている。
【0023】
この発明によれば、掘削手段を掘削位置に立設させる際に、掘削手段をベースマシン上に傾倒させた状態で掘削位置の上方に移動させ、掘削手段の下端部側から順次に各フレーム体を鉛直方向に回転させながら下降させることにより、ベースマシン上に掘削手段全体を立設させることができる。すなわち、ベースマシン上に掘削手段を立設させたり、分割された掘削手段を掘削位置で組み付けることなく、掘削手段を掘削位置に立設させることができる。これにより、空港の近辺や橋梁の直下など、上方の高さが制限されている施工現場であっても、本発明の掘削装置を簡易に設置することができる。
【0024】
したがって、本発明の掘削装置では、大深度の掘削溝を掘削する場合であっても、掘削溝全体を均一のトルクで掘削することができるため、効率良く掘削溝を掘削することができる。さらに、駆動モータを小型化することができるため、各無端状カッタを地盤内に配置して掘削することにより、水底を掘削する際の水中汚染を防止することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0026】
本実施形態では、本発明の掘削装置を用いて水底に掘削溝を掘削し、この掘削溝内に固化剤を注入して掘削土砂と撹拌混合することにより、掘削溝内の掘削土砂を硬化させて地盤を改良する場合を例として説明する。
【0027】
まず、本発明の実施形態に係る掘削装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る掘削装置を示した図で、(a)は掘削装置を示した側面図、(b)は掘削装置を示した正面断面図である。図2は、本発明の実施形態に係る無端状カッタを示した部分側面図である。図3は、本発明の実施形態に係る無端状カッタを示した部分正面図である。図4は、本発明の実施形態に係る無端状カッタを示した部分平面図である。
【0028】
まず、本発明の実施形態に係る掘削装置の構成について説明する。
掘削装置1は、図1に示すように、ベースマシンである船舶2と、掘削方向(図1(a)の左右方向)に並設された状態で船舶2に支持されている2体の掘削手段10a,10bとを備え、各掘削手段10a,10bによって水底に掘削溝を掘削するとともに、掘削溝内に固化剤を注入して掘削土砂と撹拌混合することにより、水底の地盤を改良する装置である。
【0029】
続いて、船舶2の構成について説明する。
船舶2は、図1に示すように、各掘削手段10a,10bを昇降させるための昇降フレーム3と、各掘削手段10a,10bに駆動用油を供給するための油圧ユニット4と、各掘削手段10a,10bに固化剤を供給するための供給手段5とを主要部として構成されている。
【0030】
昇降フレーム3は、船舶2の船体を鉛直方向に貫通した状態で、船舶2に支持されているトラス構造の支柱である。この昇降フレーム3は、下端部に各掘削手段10a,10bを取り付け可能であり、各掘削手段10a,10bを支持した状態で昇降手段(図示せず)によって昇降自在となっている。
【0031】
油圧ユニット4は、各掘削手段10a,10bに駆動用オイルを給油及び排油するためのものであり、船舶2の甲板上に設けられているオイルタンク4aの駆動用オイルが油圧ホース4bを通じて各掘削手段10a,10bに供給されるとともに、各掘削手段10a,10bから排油された駆動用オイルが油圧ホース4bを通じてオイルタンク4aに回収されるように構成されている。
供給手段5は、各掘削手段10a,10bに固化剤を供給するためのものであり、船舶2の甲板上に設けられている貯蔵タンク5aの固化剤が供給ホース5bを通じて各掘削手段10a,10bに供給されるように構成されている。
【0032】
次に、掘削手段10a,10bの構成について説明する。
掘削手段10a,10bは、図2、図3及び図4に示すように、2体の掘削手段10a,10bが掘削方向(図2の左右方向)に並設されており、掘削進行方向において前方(図2の右側)の前方掘削手段10aと、掘削進行方向において後方(図2の左側)の後方掘削手段10bとから構成され、前方掘削手段10aと後方掘削手段10bとは、位置関係及び各部材の個数を除いて同一の構成となっている。
各掘削手段10a,10bは、掘削溝の幅員方向(図1(b)の左右方向、以下、「幅員方向」という)に所定間隔を離して並設されている3本のフレーム11と、掘削刃21及び駆動モータ22を有し、鉛直方向及び幅員方向に並設された状態でフレーム11に支持されている同一形状及び同一寸法の複数の無端状カッタ20と、掘削溝内に固化剤を注入するための固化剤注入手段(図示せず)とから構成され、各フレーム11の上端部が昇降フレーム3の下端部にピンジョイントによって取り付けられることにより、各掘削手段10a,10bは船舶2に支持されている。
【0033】
また、幅員方向に並設されている各無端状カッタ20は、各無端状カッタ20,20同士の間にフレーム11を挟んで4基が並設されている。なお、幅員方向に並設される無端状カッタ20の台数は限定されるものではなく、掘削する掘削溝の幅員に対応させて適宜に定められるものである。
【0034】
さらに、掘削方向に隣り合う2体の掘削手段10a,10bの無端状カッタ20は、前方掘削手段10aの各無端状カッタ20,20同士の鉛直方向の隙間を塞ぐようにして、後方掘削手段10bの各無端状カッタ20が、側面視(図2参照)で少なくとも一部を前方掘削手段10aの各無端状カッタ20にオーバラップした状態で配置されている。なお、本実施形態では、各掘削手段10a,10bの各無端状カッタ20の鉛直方向の長さ寸法を1/2ピッチとして互い違いになるように配置されている。
【0035】
フレーム11は、連鎖状に連結されている複数の分割フレーム12(請求項における「フレーム体」)によって構成され、各分割フレーム12,12同士の連結部13はピンジョイントによって回転自在に構成されており、各分割フレーム12は無端状カッタ20を各々支持している。また、隣接する各分割フレーム12,12同士は、連結部13のロック機構によって鉛直方向に連結された状態で固定可能となっている。
【0036】
また、幅員方向に並設されている3本の分割フレーム12には、軸方向が幅員方向に配置されている固定軸14a,14bが各々分割フレーム12を挟んで幅員方向に4本並設された状態で取り付けられており、固定軸14a,14bによって幅員方向に並設された3本の分割フレーム12が一体化されている。なお、固定軸14a,14bは、鉛直方向に所定間隔を離して2本ずつ設けられており、上方に配置された上方固定軸14aと、下方に配置された下方固定軸14bとから構成されている。
【0037】
また、フレーム11の下端部の近傍には、掘削溝内に固化剤を注入するための固化剤注入手段(図示せず)が設けられているとともに、フレーム11の内部には固化剤の流通経路(図示せず)が設けられている。この流通経路は固化剤注入手段に連通しており、フレーム11の上端部で流通経路に接続された供給ホース5b(図1参照)から流通経路に流入された固化剤が、固化剤注入手段から掘削溝内に注入されるように構成されている。この構成によれば、フレーム11と供給ホース5bとの接続部は回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を取り付ける必要がない。
【0038】
さらに、フレーム11及び上方固定軸14aの内部には、無端状カッタ20に駆動用オイルを供給するとともに、無端状カッタ20から排出された駆動用オイルを回収するための流通経路(図示せず)が設けられており、フレーム11の上端部で流通経路に接続された油圧ホース4bを通じて給油及び排油が行われるように構成されている。この構成によれば、フレーム11と油圧ホース4b(図1参照)との接続部は回転しないため、接続部にスイベルジョイント等の特殊な機構を取り付ける必要がない。
【0039】
無端状カッタ20は、分割フレーム12に取り付けられている上方固定軸14aが内挿されて貫通しており、出力部23が上方固定軸14a周りに回転可能な油圧式の駆動モータ22と、外面に複数の掘削刃21が設けられており、幅員方向を回転軸として2本の固定軸14a,14bの周囲を回転可能な無端状部材24と、無端状部材24のたわみを防止するために上方固定軸14aと下方固定軸14bとの間に設けられている箱体であるガイド部材25とから構成され、フレーム11及び上部固定軸14a内の流通経路を通じて駆動モータ22の給油及び排油が行われることにより、駆動モータ22の出力部23が回転するように構成されている。
【0040】
また、駆動モータ22は、内挿された軸周りに出力部23が回転する外周駆動型のラジアルピストンモータであり、上方固定軸14a周りに回転可能な出力部23には、軸方向に所定間隔を離して2体の駆動スプロケット26,26が周設されており、各駆動スプロケット26,26を無端状部材24の内面に係合させることにより、出力部23の回転力によって無端状部材24が回転するように構成されている。
【0041】
また、下方固定軸14bには、軸方向に所定間隔を離して2体の従動スプロケット27,27が回転可能に周設されており、各従動スプロケット27,27を無端状部材24の内面に係合させることにより、無端状部材24が各従動スプロケット27,27に案内され、2本の固定軸14a,14bの周囲を円滑に回転するように構成されている。
【0042】
また、無端状部材24は、その外面に設けられている掘削刃21によって地盤を掘削するとともに、掘削溝内で固化剤と掘削土砂を撹拌する部材である。なお、本実施形態ではベルト形状の無端状部材24を用いているが、その構成は限定されるものではなく、外面に掘削刃21を設けることができ、地盤内で円滑に回転可能な構成であればよく、例えばチェーン形状の無端状部材を用いてもよい。また、各無端状部材24の回転方向は限定されるものではなく、本実施形態では、掘削方向及び鉛直方向に隣り合う各無端状カッタ20,20同士の無端状部材24を互いに異なる方向に回転させている。
【0043】
さらに、掘削刃21は、無端状部材24の外面全体に対して一様に設けられているビット部材であり、地盤を確実に掘削することができるとともに、掘削溝内で固化剤と掘削土砂とを効率良く撹拌することができる形状及び材質であればよく、その形状及び個数は限定されるものではない。
【0044】
また、幅員方向に並設された各無端状カッタ20同士の間には、地盤を切り欠くための突出部材28が設けられている。この突出部材28は、先端部がフレーム11から地盤側に突出するようにして、平面視(図4参照)で鋭角に形成されており、その突出量は無端状部材24の掘削刃21よりも小さくなっている。また、突出部28はフレーム11を挟んで掘削方向に2体が配置されており、各突出部材28,28の先端部は互いに反対方向に向けて配置されている。そして、水底などの柔らかい地質の地盤を掘削した場合には、突出部28が地盤に当接することにより地盤が開削され、幅員方向に並設された各無端状カッタ20,20同士の隙間に設けられたフレーム11に地盤が当接しないため、フレーム11の破損を防止することができる。なお、突出部材28の突出量は限定されるものではなく、地盤の地質に対応して適宜に定めることが好ましい。
【0045】
したがって、本発明の実施形態に係る掘削手段10a,10bでは、複数の無端状カッタ20によって地盤を掘削することにより、1基の無端状カッタ20が地盤を掘削するために必要なトルクが小さくなるため、駆動モータ22を小型化することができ、無端状カッタ20を小型化することができる。これにより、無端状カッタ20を地盤内に配置することできる。
さらに、駆動モータ22の出力部23は無端状部材24の内面に係合されるため、駆動モータ22を無端状部材24の内部に収めることができる。これにより、無端状カッタ20の中心近傍で出力部が回転するため、無端状カッタ20の安定性を高めることができる。また、無端状カッタ20を地盤内に配置した際に、無端状部材24の内部に配置された駆動モータ22が地盤に当接しないため、駆動モータ22の破損を防止することができる。
【0046】
次に、本発明の実施形態に係る掘削装置1を用いた地盤改良方法について説明する。
図5は、本発明の実施形態に係る掘削手段を掘削位置に設置する様子を示した側断面図である。
【0047】
まず、フレーム11の長手方向が水平方向になるようにして、各掘削手段10a,10bを船舶2の甲板上に傾倒させる。このとき、各分割フレーム12,12同士の連結部13は回転自在となっている。
また、掘削位置の上方に船舶2を移動させ、図5に示すように、前方掘削手段10aのフレーム11の下端部側から順次に各分割フレーム12を鉛直方向に回転させながら下降させることにより、下端部の無端状カッタ20を水底に当接させる。なお、各分割フレーム12を下降させる際に、連結された各分割フレーム12,12同士が鉛直方向に配置された状態で連結部13をロック機構によって固定する。
【0048】
さらに、各無端状カッタ20の駆動モータ22を駆動させ、下端部の無端状カッタ20によって地盤を掘削しながら前方掘削手段10aを下降させる。そして、順次に各無端状カッタ20を地盤内に下降させるとともに、上端部の分割フレーム12を船舶2上で昇降フレーム3に取り付ける。その後、昇降フレーム3を下降させて前方掘削手段10a全体を地盤内に配置する。また、同様にして、図1に示すように、後方掘削手段10b全体を地盤内に配置する。これにより、空港の近辺や橋梁の直下など、上方の高さが制限されている施工現場であっても、各掘削手段10a,10bを簡易に設置することができる。
【0049】
続いて、船舶2を掘削進行方向に移動させ、各掘削手段10a,10bによって水底に掘削溝を掘削する。このとき、各掘削手段10a,10bの各無端状カッタ20は各々駆動モータ22を有しているため、各掘削手段10a,10bの下端部のトルクを低下させることなく、掘削溝全体を均一のトルクで掘削することができる。
【0050】
また、各掘削手段10a,10b全体を地盤内に配置することにより、無端状カッタ20を地盤から突出させることなく、掘削溝を掘削することができるため、無端状カッタ20の回転によって地盤内の土砂が水中に掻き揚げられてしまうことを防止することができる。これにより、水中への土砂の拡散を防止するための手段を設けることなく、掘削時における水中汚染を防止することができる。
【0051】
また、各掘削手段10a,10bは、前方掘削手段10aの各無端状カッタ20,20同士の鉛直方向の隙間(図2参照)を塞ぐようにして、後方掘削手段10bの各無端状カッタ20が、側面視で少なくとも一部をオーバラップした状態で配置されているため、前方掘削手段10aの各無端状カッタ20,20同士の延長方向の隙間によって形成された未掘削部位を後方掘削手段10bによって掘削することができるため、掘削溝の壁面全体を均一に掘削することができる。
【0052】
一方、各掘削手段10a,10bで掘削溝を掘削しながら、固化剤を固化剤供給手段から掘削溝内に注入する。そして、各無端状カッタ20の無端状部材24の回転によって掘削土砂と固化剤とを掘削溝内で撹拌して混合する。このとき、掘削方向及び鉛直方向に隣り合う各無端状カッタ20,20同士が異なる方向に回転しているため、各無端状カッタ20,20同士の間を効率良くかつ確実に撹拌することができる。
【0053】
このようにして、所定の大きさの掘削溝を掘削するとともに、その内部を撹拌混合した後に各掘削手段10a,10bを掘削溝から離脱させる。これにより、掘削溝内の掘削土砂が硬化して水底の地盤が改良される。なお、各掘削手段10a,10bを掘削溝から離脱させる際には、フレーム11の上端部側から順次に各分割フレーム12を鉛直方向に回転させながら上昇させ、フレーム11の長手方向が水平方向になるようにして、各掘削手段10a,10bを船舶2の甲板上に傾倒させた状態で載置することにより、上方の空間が制限されている施工現場であっても、各掘削手段10a,10bを地盤内から簡易に離脱させることができる。
【0054】
したがって、本発明の掘削装置1では、大深度の掘削溝を掘削する場合であっても、掘削溝全体を均一のトルクで掘削することができるとともに、各掘削手段10a,10bを掘削方向に並設させることにより、未掘削部位を発生させることなく、確実に地盤を掘削することができるため、効率良く掘削溝を掘削することができる。さらに、各無端状カッタ20を地盤内に配置して掘削することにより、水中汚染を防止することができる。
【0055】
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
図6は、本発明の実施形態に係る掘削手段の他の構成を示した図で、連結された各無端状カッタ同士の間に油圧シリンダを設けた場合を示した側面図である。図7は、本発明の実施形態に係る掘削手段の他の構成を示した図で、隙間掘削手段を備えた場合を示した平面図である。
例えば、図6に示すように、連結された各分割フレーム12,12同士の間に伸縮自在な2本の油圧シリンダ35,35を設けてもよい。この構成では、連結部13を挟んで掘削方向に2本の油圧シリンダ35,35が配置されており、その本体部及びロッド部が各々分割フレーム12,12に回転自在に取り付けられている。そして、一方の油圧シリンダ35を伸長させ、他方の油圧シリンダ35を収縮させることにより、分割フレーム12を鉛直方向に回転させることができ、各掘削手段10a,10bの曲折を調整することができる。これは、船舶2に各掘削手段10a,10bのガイド部材36を設けた場合に有効であり、円筒形状のガイド部材36の内部に各掘削手段10a,10bを円滑に挿入することができる。さらに、各油圧シリンダ35,35を設けることにより、連結された各分割フレーム12,12同士の間の強度を高めることができる。
【0056】
また、図7に示すように、前記実施形態の掘削手段1において、突出部材28に替えて幅員方向に並設されている各無端状カッタ20,20同士の隙間を掘削するための隙間掘削手段30を備えるように構成してもよい。
隙間掘削手段30は、掘削方向に2基が並設された状態で、幅員方向に隣り合うフレーム11の間に配置されている。この隙間掘削手段30は、軸方向が幅員方向に配置され、鉛直方向に所定間隔を離してガイド部材25の上端部及び下端部に取り付けられている2本の回転軸33と、外面に複数の掘削刃31が設けられており、掘削溝の幅員方向を回転軸として2本の回転軸33の周囲を回転可能な無端状部材32とから構成されている。そして、2本の回転軸33において上方に配置された回転軸33の一端(図7の左側)には歯車が形成されている。この歯車は駆動モータ22の出力部23に周設された駆動スプロケット29に係合されており、駆動モータ22の出力部23の回転力によって回転軸33が回転するように構成されている。さらに、回転軸33の軸方向における略中央部には、軸方向に所定間隔を離して駆動スプロケット34,34が周設されており、この駆動スプロケット34,34が無端状部材32の内面に係合されることにより、無端状部材32が回転軸33の回転力によって回転し、複数の掘削刃31によって幅員方向に並設されている各無端状カッタ20,20同士の隙間を掘削するように構成されている。
【0057】
この構成によれば、幅員方向に並設された各無端状カッタ20,20同士の隙間によって形成された未掘削部位が隙間掘削手段30によって掘削され、フレーム11が地盤に当接しないため、フレーム11の破損を防止することができる。これは、前記突出部材28(図4参照)によって地盤を切り欠くことが困難な硬質の地盤を掘削する場合に有効であり、各無端状カッタ20,20同士の隙間によって形成された未掘削部位を確実に掘削することができる。さらに、幅員方向に並設された各無端状カッタ20,20同士の間で掘削土砂と固化剤とを撹拌することができるため、撹拌効率を高めることができる。
【0058】
また、前方掘削手段10aの下端部の近傍に、流体を噴射することにより地盤を掘削可能な流体噴射手段を設けてもよい。
この構成では、掘削時に地盤内で掘削手段の下端部が湾曲してしまった場合に、流体噴射手段によって掘削手段の下端部に対応する地盤を先行して掘削することができるため、地盤内で各掘削手段10a,10bの姿勢を簡易に修正することができる。なお、流体噴射手段を掘削手段から掘削方向に伸縮自在に構成することにより、流体が地盤の所定部位に確実に噴射されるようにしてもよい。
【0059】
【発明の効果】
本発明の掘削装置によれば、掘削手段は、各々駆動モータを有する複数の無端状カッタによって地盤を掘削するように構成されており、大深度の掘削溝を掘削する場合であっても、掘削溝全体を均一のトルクで掘削することができるため、効率良く掘削溝を掘削することができる。
また、複数の無端状カッタによって地盤を掘削することにより、無端状カッタの駆動モータを小型化することができる。これにより、無端状カッタを地盤内に配置することができるため、無端状カッタを地盤から突出させることなく、掘削溝を掘削することができる。
さらに、掘削方向に隣り合う各掘削手段において、一方の掘削手段における各無端状カッタ同士の鉛直方向の隙間を塞ぐようにして、他方の掘削手段における各無端状カッタが配置されており、掘削方向において前方に配置された一方の掘削手段における各無端状カッタ同士の鉛直方向の隙間によって形成された未掘削部位を、一方の掘削手段の後方に配置された他方の掘削手段によって掘削することができるため、掘削溝の壁面全体を均一に掘削することができる。
また、出力部が軸周りに回転可能な駆動モータを無端状カッタの無端状部材内に配置し、その出力部によって無端状部材を回転させるように構成した場合には、無端状カッタの中心近傍で出力部が回転するため、無端状カッタの安定性を高めることができるとともに、駆動モータが地盤に当接しないため、駆動モータの破損を防止することができる。
また、各無端状カッタを掘削溝の幅員方向に複数並設させた場合には、幅員が大きい掘削溝を効率良く掘削することができる。
また、掘削溝の幅員方向に並設されている各無端状カッタ同士の隙間を掘削するための隙間掘削手段を設けた場合には、各無端状カッタ同士の隙間によって形成された未掘削部位を確実に掘削することができる。
また、流体を噴射することにより地盤を掘削可能な流体噴射手段を下端部の近傍に設けた場合には、掘削時に掘削手段の下端部が地盤内で湾曲してしまった場合に、流体噴射手段によって掘削手段の下端部に対応する地盤を先行して掘削することができるため、地盤内で掘削手段の姿勢を簡易に修正することができる。また、掘削溝内に固化剤を注入するための固化剤注入手段を設けた場合には、固化剤注入手段によって掘削溝内に固化剤を注入し、掘削手段によって掘削溝内の掘削土砂と固化剤とを均一のトルクで撹拌することができるため、掘削土砂と固化剤とを効率良く混合させることができる。
また、連鎖状に連結された複数のフレーム体に複数の無端状カッタを各々支持させ、隣接する各フレーム体同士を回転及び固定自在に連結させた場合には、順次に各フレーム体を鉛直方向に回転させながら下降又は上昇させることにより、掘削手段をベースマシン上に立設させることなく、掘削手段を設置又は撤去することができるため、上方の高さが制限されている施工現場であっても、掘削装置を簡易に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る掘削装置を示した図で、(a)は掘削装置を示した側面図、(b)は掘削装置を示した正面断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る無端状カッタを示した部分側面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る無端状カッタを示した部分正面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る無端状カッタを示した部分平面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る掘削手段を掘削位置に設置する様子を示した側断面図である。
【図6】本発明の実施形態に係る掘削手段の他の構成を示した図で、連結された各無端状カッタ同士の間に油圧シリンダを設けた場合を示した側面図である。
【図7】本発明の実施形態に係る掘削手段の他の構成を示した図で、隙間掘削手段を備えた場合を示した平面図である。
【図8】従来の掘削装置を示した側面図である。
【符号の説明】
1・・・・掘削装置
2・・・・船舶
10a・・・・掘削手段
10b・・・・掘削手段
11・・・・フレーム
12・・・・分割フレーム
13・・・・連結部
20・・・・無端状カッタ
21・・・・掘削刃
22・・・・駆動モータ
23・・・・出力部
24・・・・無端状部材
Claims (7)
- ベースマシンと、
掘削方向に並設された状態で前記ベースマシンに支持されている複数の掘削手段と、を備え、
前記各掘削手段によって掘削溝を掘削する掘削装置であって、
前記掘削手段は、
前記ベースマシンに支持されているフレーム部材と、
掘削刃及び駆動モータを有し、鉛直方向に並設された状態で前記フレーム部材に支持されている複数の無端状カッタと、から構成され、
前記各掘削手段の前記各無端状カッタは、前記掘削方向に隣り合う他の前記掘削手段における前記各無端状カッタ同士の鉛直方向の隙間を塞ぐように配置されていることを特徴とする掘削装置。 - 前記フレーム部材は、軸方向が前記掘削溝の幅員方向に配置されている固定軸を備えており、
前記無端状カッタは、
前記固定軸が内挿され、出力部が前記固定軸周りに回転可能な油圧式の駆動モータと、
外面に掘削刃が設けられており、前記掘削溝の幅員方向を回転軸として回転可能な無端状部材と、から構成され、
前記駆動モータの前記出力部を前記無端状部材の内面に係合させることにより、前記出力部の回転力によって前記無端状部材が回転するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の掘削装置。 - 前記各無端状カッタは、前記掘削溝の幅員方向に複数並設されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の掘削装置。
- 前記掘削手段は、前記掘削溝の幅員方向に並設されている前記各無端状カッタ同士の隙間を掘削するための隙間掘削手段を備えていることを特徴とする請求項3に記載の掘削装置。
- 前記掘削手段は、流体を噴射することにより地盤を掘削可能な流体噴射手段を下端部の近傍に備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の掘削装置。
- 前記掘削手段は、前記掘削溝内に固化剤を注入するための固化剤注入手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の掘削装置。
- ベースマシンと、
前記ベースマシンに支持されている掘削手段と、を備え、
前記掘削手段によって掘削溝を掘削する掘削装置であって、
前記掘削手段は、
鉛直方向に連鎖状に連結された状態で前記ベースマシンに支持されている複数のフレーム体と、
掘削刃及び駆動モータを有し、鉛直方向に並設された状態で前記各フレーム体に各々支持されている複数の無端状カッタと、から構成され、
隣接する前記各フレーム体同士は、回転及び固定自在に連結されていることを特徴とする掘削装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003101958A JP3704340B2 (ja) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | 掘削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003101958A JP3704340B2 (ja) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | 掘削装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004308207A JP2004308207A (ja) | 2004-11-04 |
JP3704340B2 true JP3704340B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=33465589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003101958A Expired - Fee Related JP3704340B2 (ja) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | 掘削装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3704340B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108868636A (zh) * | 2017-05-12 | 2018-11-23 | 周兆弟 | 具有分体切割齿的桩机链式钻头 |
-
2003
- 2003-04-04 JP JP2003101958A patent/JP3704340B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004308207A (ja) | 2004-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4566098B2 (ja) | 地盤改良装置 | |
JPH07113214B2 (ja) | 地中連続壁用掘削装置とその装置を使用する工法 | |
JP3996012B2 (ja) | 杭の施工方法および施工装置 | |
JP3704340B2 (ja) | 掘削装置 | |
JP3823301B2 (ja) | 地中壁の築造工法 | |
JPH067068Y2 (ja) | 地盤改良装置 | |
JPS5849254Y2 (ja) | ケ−シング付多軸掘削機 | |
KR100767628B1 (ko) | 지중 벽체 시공 장치 | |
JP2007247208A (ja) | 広幅矩形連続孔掘削作業機 | |
JP4206011B2 (ja) | 地盤掘削方法 | |
JP2008255616A (ja) | 多連ロッド式浅層地盤改良工法及びその機械 | |
JP2001254351A (ja) | 地盤改良装置及び地盤改良工法 | |
JPH03107014A (ja) | 土留め壁の施工法 | |
JP4028792B2 (ja) | 掘削撹拌装置及び地盤改良方法 | |
JP3754597B2 (ja) | 地中連続壁施工装置及び施工方法 | |
JPH0442503B2 (ja) | ||
JP2005307675A (ja) | 地盤改良工法と地盤改良機械 | |
JPH09296441A (ja) | 連続地盤改良機及びそれを使用した連続地盤改良方法 | |
JP4452090B2 (ja) | 掘削装置 | |
JPH10195911A (ja) | 建設機械の掘削混合撹拌装置 | |
JP3847284B2 (ja) | 地中連続壁の造成方法およびその装置 | |
JP4512844B2 (ja) | 掘削装置 | |
JP4328239B2 (ja) | 掘削装置 | |
JP2004211467A (ja) | 掘削装置 | |
JP2568369B2 (ja) | 掘削攪拌装置及びそれを使用した地盤改良工法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050420 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050607 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050713 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050722 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090729 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100729 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110729 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110729 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120729 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130729 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |