JP3946992B2

JP3946992B2 - ケーソン工法における削岩システム

Info

Publication number: JP3946992B2
Application number: JP2001382236A
Authority: JP
Inventors: 純孝斉藤
Original assignee: Hirado Kinzoku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hirado Kinzoku Kogyo Co Ltd
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003184101A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーソン工法における削岩システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、橋脚等を建設する際に用いられるケーソン工法は、水中や海中にケーソンを沈め、ケーソンを水底や海底に立設した状態としてケーソン内を高圧にし、ケーソン内の水を排水して中空状とし、中空状のケーソン内でケーソン下部の水底や海底を削岩機で掘削し、ハッパをかけて水底や海底を掘削し、掘削分だけケーソンを沈降し、このようにしてケーソンを徐々に沈下させながら次々に新たなケーシングを上方に継ぎ足し、橋脚状の中空筒体を形成しケーソン内中空部に鉄筋コンクリートを形成して橋脚の施工を行う。
【０００３】
かかる橋脚等の施工のためのケーソン工法においては、ケーソン中空部内に掘削機を搬入し、排水のために高圧に調圧されたケーソン内で人手を用いた掘削機による掘削作業が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかるケーソン内の作業現場では、削岩機の振動による白ろう病や高圧中空部での潜函病等との闘いをしながら作業が行なわれるため、極めて危険の多い工法の一つとされている。
【０００５】
本発明のケーソン工法に用いる削岩システムは、かかるケーソン内での危険な掘削作業を各種装置を用いて自動的にリモートコントロールしながら行えるようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、下方拡開の傾斜状としたテーパー端口面を設けたケーソン本体の前記テーパー端口面にステーを介してケーソン本体の内周面を巡るように配設したガイドレールと、このガイドレールにおける前記ケーソン本体の内部中心側に、前記ガイドレールの上下縁を挟持させて配設する上下車輪を介して取り付けた装置支持体と、この装置支持体から前記ガイドレールと平行に回動調整自在に突出させた支持杆と、この支持杆の突出先端に設けた嵌着ブロックと、この嵌着ブロックに嵌着される横開口の断面Ｕ字状のスライド保持体を側壁に固着した掘削装置とからなる削岩システムであって、前記掘削装置は、駆動機構によって削岩棒を回転させて削岩する掘削機と、この掘削機を上下方向に昇降させる昇降機構とで構成し、前記上下車輪を駆動させることにより前記装置支持体を前記ガイドレールに沿って掘削所定位置に移動させるとともに、前記支持杆の回動調整を行うハンドルを回動させることにより前記支持杆を軸線廻りに回転させて前記ケーソン本体の下端開口周面に沿って前記掘削装置を配置させて、前記掘削装置の前記掘削機を駆動させながら降下させることにより前記削岩棒によりケーソン本体下方の掘削地面に掘削孔を穿孔するケーソン工法における削岩システムを提供せんとするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明では、沈降する前に予めケーソン本体内にガイドレールを配設固定し、かかるケーソン本体は海底に沈降されて内部空間の海水は高圧によりケーソン外に排出されてこの中空部には掘削に必要な機材が搬入される。ケーソン本体の下端開口内周面は傾斜状に形成して先端先鋭状の周錐状テーパー面に形成し、この面をテーパー端口面とし、ガイドレールはこのテーパー端口面に沿って略帯状の環帯に形成し、ケーソン本体内周面を巡るように配設される。
【０００８】
このガイドレールには、箱状ケースに構成された装置支持体が摺動自在に装着されている。装着に際しては装置支持体の外側面に軸支された上下ローラ（車輪）でガイドレールの上下端縁部を挟持した状態とする。
【０００９】
装置支持体には、スライド保持体が進退調整自在でかつ回動調整自在に取り付けられており、このスライド保持体には掘削装置が更に進退自在に装着されている。
【００１０】
掘削装置は先端にビットを有した削岩棒が回動進退自在に設けられて、エアモータ等により岩盤に掘削作業を行うように構成されている。
【００１１】
ケーソン工法における掘削作業は、まずケーソン本体を海底に沈降し、ケーソン本体内を高圧により排水し、内部を中空とした状態でケーソン本体内に掘削装置やスライド保持体や装置支持体を海上から搬入し、ガイドレールに組立装着する。
【００１２】
掘削に際しては、掘削装置を掘削方向に位置調整すべく装置支持体やスライド保持体を変位調整して、所定の削岩位置に掘削装置の削岩棒を位置させて所要掘削位置に掘削していく。
【００１３】
掘削位置は、ケーソン本体の下端開口周縁部に所定間隔で多数掘削するものであり、この移動位置調整はガイドレールに沿って装置支持体を移動させることによって行う。
【００１４】
このようにして、ガイドレールの外側斜め下方の海底を掘削した後に、その掘削孔中にダイナマイトを挿入してハッパを行い海底を掘削する。なお、ケーソン本体内の崩壊土砂は、別途ケーソン本体内に搬入したバックホー等を用いて海上に排出する。
【００１５】
そして、ケーソン本体が海底掘削により沈降すると、更にその上に新たなケーシングを継ぎ足していって、一定高さの橋脚状の中空ケーソンを形成し、この中に鉄筋コンクリートを形成して橋脚を建設する。
【００１６】
【実施例】
本発明の実施例を図面にもとづき詳説する。
【００１７】
図１は、ケーソン本体Ｋの下端開口周面に沿って本発明の掘削装置Ｍを配設した状態を示すものである。
【００１８】
ケーソン本体Ｋは、海底に沈降される内部中空の上下開筒体であり、この筒状のケーソン本体Ｋを海底の掘削に伴って徐々に沈降させて海中に筒体を形成し、同筒体の内部にコンクリートを充填することにより橋脚を形成する。
【００１９】
ケーソン本体Ｋは、下端開口内周面が下方拡開の傾斜状に形成されて、テーパー端口面K1が形成されている。
【００２０】
このテーパー端口面K1には、ガイドレールＲがケーソン本体Ｋの内周面を巡るようにステーR1を介して配設固定されている。
【００２１】
ガイドレールＲは断面縦板状に形成されており、このガイドレールＲには、掘削装置Ｍを支持するための装置支持体１が、ケーソン本体Ｋの内部中心側から上車輪２と下車輪３とを介して摺動自在に装着されている。
【００２２】
上車輪２と下車輪３とは、箱状に構成された装置支持体１の裏側上下部に２個づつ設けられており、上下車輪２,３によってガイドレールＲの上下縁を挟持するように構成されている。特に、下車輪３は、装置支持体１に着脱自在に取り付けている。
【００２３】
また、上下車輪２,３は、円盤状に形成した各車輪本体2a,3aの両端縁に、車輪本体2a,3aを案内する案内用フランジ2b,3bをそれぞれ一体形成して、各車輪本体2a,3aがガイドレールＲに沿って摺動できるように構成している。なお、上下車輪２,３はモータにより駆動させており、しかも、その操作をリモートコントロールにより操作できるようにしている。
【００２４】
４は２個の上車輪２,２の間に配設したコロであり、ガイドレールＲの裏側面に沿って摺動するように構成されている。かかるコロ４の作動により、装置支持体１はガイドレールＲに沿って円滑に移動することができる。
【００２５】
また、５は、コロ４の下方に配設した係合片であり、上下に変位自在に装置支持体１に取り付けて、ガイドレールＲの下端縁を係合支持するように構成されている。
【００２６】
上記構成としたことにより、装置支持体１をガイドレールＲに装着した際には、装置支持体１は、上下車輪２,３とコロ４と係合片５とによってガイドレールＲに摺動可能にかつ離脱しないように装着されていることになる。
【００２７】
特に、係合片５は上下に変位自在であり、しかも、下車輪３は装置支持体１から着脱自在なので、装置支持体１をガイドレールＲに装着する際には、係合片５を下降させるとともに両下車輪３,３を装置支持体１から取り外すことにより、簡単に上車輪２の両案内用フランジ2b,2bの下端部間にガイドレールＲを位置させてガイドレールＲに両上車輪２,２を装着することができる。
【００２８】
しかも、上記したようにガイドレールＲに両上車輪２,２を装着した後に、係合片５を上昇させるとともに両下車輪３,３を取り付けることにより、確実にガイドレールＲの下端縁を係合片５で係合支持することができるとともに、簡単に下車輪３の両案内用フランジ3b,3bの上端部間にガイドレールＲを位置させることができる。
【００２９】
装置支持体１の下部横側方には、回動調整自在に支持杆６の一端が突出されている。同支持杆６の突出先端には嵌着ブロック８が設けられており、同嵌着ブロック８は、掘削装置Ｍに一体に取付けられた横開口の断面Ｕ字状のスライド保持体９にスライド調整自在に嵌着されている。
【００３０】
すなわち、掘削装置Ｍの側壁には、所定長さに伸延した断面Ｕ字状のスライド保持体９が固着されており、同スライド保持体９のＵ字状の横開口部より嵌着ブロック８を嵌め込むことにより、支持杆６に嵌着ブロック８とスライド保持体９とを介して掘削装置Ｍを取り付けている。
【００３１】
しかも、スライド保持体９の上下板には、挿通孔10が多数穿設されており、挿通孔10に挿通する複数の固定ピン11により嵌着ブロック８をスライド保持体９に固定している。
【００３２】
すなわち、複数の固定ピン11を所定の挿通孔10に挿貫することにより複数の固定ピン11で嵌着ブロック８の周側壁面を囲繞しながら固定するものであり、本実施例では、スライド保持体９の上下板に前後左右に位置を違えて多数の挿通孔10を穿設しているので、どの位置の挿通孔10に固定ピン11を挿貫するかによって、掘削装置Ｍの支持杆６への取付位置を上下に変位調節することができ、それにより掘削時の掘削装置Ｍの上下方向の位置（進退位置）を調節することができる。
【００３３】
一方、支持杆６の他端は、箱状ケースの装置支持体１の反対側に伸延されて、支持杆６の回動調整を行うハンドル７となっている。すなわち、ハンドル７を回動させることにより支持杆６を軸線廻りに回転させることができ、それにより、支持杆６に嵌着ブロック８とスライド保持体９とを介して取り付けた掘削装置Ｍを回動させて、掘削装置Ｍの傾斜角度を調節することができる。
【００３４】
このように、本実施例によれば、簡単な構成により掘削装置Ｍの掘削角度と進退位置とを調節可能であり、コストをかけることなく掘削装置Ｍの調節を行うことができる。
【００３５】
なお、本実施例では、支持杆６に回動及び摺動調節自在に掘削装置Ｍを装着する構造として、嵌着ブロック８やスライド保持体９や固定ピン11等の構造を設けたが、これに限定されるものではなく、要は、箱状ケースとしての装置支持体１に掘削装置Ｍを装着するに際し、掘削装置Ｍの傾斜角度調節と進退位置調節が自在に行える構成であれば、いかなる構造でもよい。
【００３６】
スライド保持体９に一体に取り付けられた掘削装置Ｍは、次のように構成されている。
【００３７】
すなわち、掘削装置Ｍは、昇降装置12と、同昇降装置12に装着された掘削機13とから構成され、昇降装置12は、上下に伸延させた矩形箱型状のケーシング14の一側壁に掘削機13を装着するための昇降台15を上下方向に摺動自在に取り付け、同昇降台15を定車輪16及びワイヤー17等を利用した昇降機構により上下方向に昇降させるべく構成している。
【００３８】
ケーシング14の上下端部には、ケーシング14の側壁から一部が露出するように定車輪16をそれぞれ回動自在に軸支しており、両定車輪16,16にはワイヤー17を巻回して、同ワイヤー17もケーシング14の側壁から露出させている。
【００３９】
しかも、かかる上下定車輪16,16やワイヤー17が露出しているケーシング14の側壁には、矩形板状に形成した左右一対の案内用レール18,18を連設しており、同案内用レール18,18に掘削機13を装着するための昇降台15を上下方向に摺動自在に取り付けるとともに、同昇降台15を前記露出したワイヤー17の一部に固定している。
【００４０】
従って、ワイヤー17を上下動させることによって、昇降台15も連動して上下に昇降させることができ、さらには、昇降台15に装着した掘削機13も上下に昇降させることができる。
【００４１】
また、ケーシング14の下端に取り付けた下側カバー体19の前部には、リング状の保護環20を前方へ向けて突設し、同保護環20の中空部に後述する掘削機13の削岩棒21を挿入して、保護環20によって削岩棒21を保護する一方、下側カバー体19の下部に接地ロッド22を突設している。
【００４２】
掘削機13は前記したよう昇降台15に取り付けており、駆動機構によって削岩棒21を回転させながら削岩するように構成しており、本実施例では、かかる削岩棒21の駆動源として圧送空気を利用している。
【００４３】
上記削岩棒21の下端にはダイヤモンド等の硬質素材よりなるビットを付設しており、削岩棒21を回転させながら徐々に下降させていくことにより、掘削地面Ｓに掘削孔を穿孔することができる。
【００４４】
なお、かかる掘削装置Ｍによるケーソン内の海底の掘削作業は、装置支持体１をガイドレールＲに沿って所定の位置に移動する操作（上下車輪２,３を回転させる操作）や掘削装置Ｍの掘削機13を駆動する操作等を遠隔操作で行なえるようにすることによりまったく人手を要することなくケーソン工法の作業が行えるものである。
【００４５】
しかも、掘削装置Ｍは、進退位置や掘削角度を調節することができるので、正確な掘削作業を行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、下方拡開の傾斜状としたテーパー端口面を設けたケーソン本体のテーパー端口面にステーを介してケーソン本体の内周面を巡るように配設したガイドレールと、このガイドレールにおけるケーソン本体の内部中心側に、ガイドレールの上下縁を挟持させて配設する上下車輪を介して取り付けた装置支持体と、この装置支持体からガイドレールと平行に回動調整自在に突出させた支持杆と、この支持杆の突出先端に設けた嵌着ブロックと、この嵌着ブロックに嵌着される横開口の断面Ｕ字状のスライド保持体を側壁に固着した掘削装置とからなる削岩システムであって、掘削装置は、駆動機構によって削岩棒を回転させて削岩する掘削機と、この掘削機を上下方向に昇降させる昇降機構とで構成し、上下車輪を駆動させることにより装置支持体を前記ガイドレールに沿って掘削所定位置に移動させるとともに、支持杆の回動調整を行うハンドルを回動させることにより支持杆を軸線廻りに回転させてケーソン本体の下端開口周面に沿って掘削装置を配置させて、掘削装置の掘削機を駆動させながら降下させることにより削岩棒によりケーソン本体下方の掘削地面に掘削孔を穿孔することによって、掘削位置へはガイドレールに沿って装置支持体を移動させればよく、また、掘削角度は支持杆を回転させて掘削装置の方向の角度を調節すればよく、さらに、掘削ポイントと掘削装置との距離を一定に調節するには嵌着ブロックに沿ってスライド保持体を進退させて、掘削装置の進退位置を調節すればよい。従って、簡単な調節操作により掘削装置を掘削位置に正確に位置させることができ、人手を要することなく掘削装置の移動や位置の調節が行なえ自動的に掘削作業が行える効果があり、従来人手による作業から生じていた各種の公害問題や作業者の健康問題を解消できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケーソン工法における削岩システムの説明図。
【図２】本発明のケーソン工法における削岩システムに使用する掘削装置の斜視図。
【図３】同背面図。
【図４】同平面図。
【図５】同側面図。
【符号の説明】
Ｋケーソン本体
K1 テーパー端口面
Ｍ掘削装置
Ｒガイドレール
１装置支持体
２上車輪
３下車輪
４コロ
５係合片
６支持体
７ハンドル
８嵌着ブロック
９スライド保持体
10 挿通孔
11 固定ピン

Claims

下方拡開の傾斜状としたテーパー端口面を設けたケーソン本体の前記テーパー端口面にステーを介してケーソン本体の内周面を巡るように配設したガイドレールと、
このガイドレールにおける前記ケーソン本体の内部中心側に、前記ガイドレールの上下縁を挟持させて配設する上下車輪を介して取り付けた装置支持体と、
この装置支持体から前記ガイドレールと平行に回動調整自在に突出させた支持杆と、
この支持杆の突出先端に設けた嵌着ブロックと、
この嵌着ブロックに嵌着される横開口の断面Ｕ字状のスライド保持体を側壁に固着した掘削装置と、
からなる削岩システムであって、
前記掘削装置は、駆動機構によって削岩棒を回転させて削岩する掘削機と、この掘削機を上下方向に昇降させる昇降機構とで構成し、
前記上下車輪を駆動させることにより前記装置支持体を前記ガイドレールに沿って掘削所定位置に移動させるとともに、前記支持杆の回動調整を行うハンドルを回動させることにより前記支持杆を軸線廻りに回転させて前記ケーソン本体の下端開口周面に沿って前記掘削装置を配置させて、前記掘削装置の前記掘削機を駆動させながら降下させることにより前記削岩棒によりケーソン本体下方の掘削地面に掘削孔を穿孔するケーソン工法における削岩システム。