JP4010398B2 - Submersible drilling device and method - Google Patents

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JP4010398B2 JP2002163107A JP2002163107A JP4010398B2 JP 4010398 B2 JP4010398 B2 JP 4010398B2 JP 2002163107 A JP2002163107 A JP 2002163107A JP 2002163107 A JP2002163107 A JP 2002163107A JP 4010398 B2 JP4010398 B2 JP 4010398B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液中掘削装置を用いて縦孔を掘削する掘削作業に関するものであり、より詳細には、当該掘削作業の効率化を可能とする液中掘削装置の改良と、当該液中掘削装置を用いて実行される液中掘削工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術における液中掘削装置としてバケットを用いた場合における工程の一部を図14〜図17に示している。
図14は或る深さまで縦穴Hの掘削が進み、更に次の1ショット分の掘削を行うために掘削機Bの右側バケット20Rと左側バケット20Lよりなるバケット20を開き、縦孔Hの底部を掘削しようとしている状態を示している。
図15は掘削の1ショットが終了し、前記バケット20(20R、20L)が掘削した土砂をバケット20内部に積載し、左右のバケット20R、20Lが閉められた状態を示す。
図16はバケット20内に積載した土砂を縦穴Hの外に排出する(回収する)ために、前記バケット20を昇降用ケーブル8によって或る高さまで吊上げた状態を示している。
図17はバケット20内の土砂を縦穴の外に回収するために更に前記バケット20を上方に吊上げていく過程を示している。
【0003】
ここで、図15の掘削終了時から図16の掘削土砂の回収に際して、バケット20の下方でバケット20の底部(20Rb、20Lb)と掘削によって出来た新たな掘削穴hの底部hbとによって形成される領域(空間)Cは、前記バケット20の開閉用リンク40のヒンジ部24近傍において塞がれており、塞がれたままの状態ではバケット20の上昇によって負圧が発生する。
【0004】
前記空間Cに発生した負圧により、掘削土砂の回収のためバケット20を上昇しようとしても、下方向の力が抵抗として働き、バケットを高速で引き上げられないと言う問題が発生していた。
【0005】
また、前記空間Cに発生した負圧は、前記新たな掘削穴hの周囲の土壌を吸引して、崩落させてしまう(図17中、符号Mは崩落した土砂を示す)という問題が存在していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、掘削土砂回収に際して液中掘削装置の上昇速度を高速化することが出来ると共に、掘削された領域の周囲が崩落することを防止出来る様な液中掘削装置及び液中掘削工法の提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の液中掘削装置(バケット2、2R、2L)は、掘削用爪部22に掘削箇所上方の液体の圧力を掘削箇所下方の領域(C)に伝達するための圧力伝達手段(パイプ3、連通孔24、溝26,26E、26F等)を設け、該圧力伝達手段には、その内部に掘削土砂の侵入を防止する土砂侵入防止機構(逆止弁24V、26V)が設けられている(請求項1)。
【0008】
また、本発明の液中掘削工法は、上述した液中掘削装置(バケット2、2R、2L)を用いて掘削する液中掘削工程と、掘削土砂の回収のため液中掘削装置(バケット2、2R、2L)を引き上げる回収工程とを含み、液中掘削工程では、掘削用爪部(22)に設けた圧力伝達手段(パイプ3、連通孔24、溝26、26E、26F等)に掘削土砂が侵入しない様に土砂侵入防止機構(逆止弁24V、26V)が閉鎖し、回収工程では、土砂侵入防止機構(逆止弁24V)が開放し、掘削用爪部22に設けた圧力伝達手段(パイプ3、連通孔24、溝26,26E、26F等)を介して掘削箇所上方の液体の圧力が掘削箇所下方の領域(C)に伝達されることを特徴としている(請求項3)。
【0009】
係る構成を具備する本発明によれば、掘削土砂回収のため液中掘削装置2を上昇する際に、液中掘削装置2下方の領域「C」(図3)に負圧が発生しても、前記圧力伝達手段(パイプ3、連通孔24、溝26,26E、26F等)により、掘削箇所上方の圧力が当該負圧発生領域に伝達されるので、液中掘削装置2上方の領域(G)と下方の領域(C)との間に圧力差は存在しなくなる。その結果、掘削土砂の回収に際して液中掘削装置(2)に対して下方向の力(抵抗)が作用することも無くなり、液中掘削装置(2)を高速で引き上げることが出来る。
【0010】
また、掘削箇所上方の圧力が当該負圧発生領域に伝達されるため、バケット下方の領域(C)の負圧は消滅し、周囲の地盤を吸引する力も発生しない。従って、周囲の土壌を崩落させる恐れも解消される。
【0011】
本発明の実施に際して、前記土砂侵入防止機構(逆止弁24V、26V)は圧力伝達手段(パイプ3、連通孔24、溝26、26E、26F等)の下方先端部に設けられるのが好ましい。これは、バケットの爪22により掘削した土砂が圧力伝達手段(パイプ3、連通孔24、溝26,26D、26F等)内に侵入しない様にするためである。
【0012】
ここで、圧力伝達手段としてバケットの爪22にパイプ3を設けた場合の掘削時のパイプ3による抵抗に関しては、本工法が軟弱な地盤や堆積物の除去が対象であるため、問題は生じない。
【0013】
本発明において、前記液中掘削装置は、掘削反力を支持するための掘削反力支持手段(14A)を備え、該掘削反力支持手段(14A)はスクリュー状の突起を有する棒状体(15)と、該棒状体(15)を軸回りに回転させる駆動装置(13)と、その棒状体(15)を軸方向に延伸させる延伸手段(11)、とを有していることが好ましい(請求項2)。
【0014】
上記掘削反力支持手段によって、棒状体を掘削箇所にねじ込んで掘削時の掘削反力を支持負担し、前記液中掘削装置の浮き上がりを防いで効率のよい掘削をさせる。
【0015】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【0016】
先ず、穴の掘削から掘削した土砂の排出(回収)の工程を示す図1〜図4を参照して第1実施形態を説明する。
図1は或る深さまで縦穴Hの掘削が進み、更に次の1ショット分の掘削を行うために掘削機Aのバケット2(2R、2L)を開き、縦孔Hの底部を掘削しようとしている状態を示している。
【0017】
ここで、前記バケット2(2R、2L)にはバケット2を開閉する開閉リンク4のヒンジ取りつけ部4aの(左右のバケット2R、2Lが閉じられた状態における)上方からバケット底部2b(図1〜図4中、ハッチングを施した部分)にかけてパイプ3をバケットの底部2bのプロファイルに沿って設けてある。
そして、前記パイプ3のバケット底部2b側の開口部3a近傍には図示しない逆止弁が設けてある。
【0018】
図2では掘削の1ショットが終了し、前記バケット2(2R、2L)が掘削した土砂をバケット2内部に積載し、閉められた状態を示す。
図3に進み、バケット2内に積載した土砂を縦穴Hの外に排出する(回収する)ために、前記バケット2を掘削機Aの昇降用ケーブル8を介して或る高さまで吊上げた状態を示している。
上記状態では、バケット2の下方にバケットの底部2bと掘削によって出来た新たな掘削穴hの底部hbとによって領域(空間)Cが形成されている。
そして、前記領域(空間)Cはバケット2に設けた前述のパイプ3以外では前記バケット2の開閉用リンク4のヒンジ部4a近傍において塞がれた状態である。
【0019】
図4は掘削した土砂を縦穴Hの外に排出(回収)するために更に前記バケット2を上方に吊上げていく過程を示している。
【0020】
図1〜図4で示す第1実施形態の液中掘削装置及び液中掘削工法によれば、バケット2の底部2bと掘削によって出来た新たな掘削穴hの底部hbとによって生じた領域(空間)Cはバケット2に設けた前記パイプ3によってバケット2上方の領域Gと連通しているために、従来技術の様に負圧は生じ得なく、バケット2の上昇速度をアップさせると共に、負圧による穴周囲の崩落が阻止できる。
【0021】
つぎに、図5及び図6を参照して第2実施形態について説明する。
図5及び図6において、バケット2R(バケット2は左右勝手違いのバケット2R及び2Lによって構成されるがここでは右側の2Rについて説明する)の底部、即ち爪部22には厚みの略中間位置に入口24aと出口24bを有する連通孔24が形成されている。
【0022】
前記入口24aは円弧を描き反りあがったバケットの低部(爪部)22の側端部22eに位置し、出口24bはバケット2が閉じられた状態の中央部近傍(バケット2の下方)に位置している。
【0023】
そして、前記連通孔24の出口24bの近傍には逆止弁24Vが設けられており、出口24bから前記入口24aに向かう空気流を阻止する様に構成されている。
即ち、出口24bから入口24aに向かって空気が流れようとした場合には、図5に示すように前記出口24b近傍には連通孔24に直角な平面24cが形成されており、前記逆止弁24Vは該平面24cによって閉鎖される様に構成されている。
【0024】
また、図6に示す様に、入口24aから出口24bに向かって空気が流れる場合は逆止弁24Vは連通孔を流過する空気圧によって自動的に開くか、又は、バケット2が土砂回収の際に吊上げられる動作に連動して、図示せぬ手段によって逆止弁24Vが開かれる様に構成されている。
【0025】
図5及び図6で示す第2実施形態の液中掘削装置及び液中掘削工法によれば、バケット2の底部と掘削によって出来た新たな掘削穴の底部とによって生じた空間(図3を参照、図3の符号Cに相当)は、バケット2の底部(爪部)22に設けた連通孔24によってバケット2上方の領域(図3を参照、図3の符号Gに相当)と連通しているために図6の白抜きの矢印で示す如く、バケット2上方の領域から連通孔24を流下して大気圧がバケットの底部に生じた空間に流れ込むことが出来る。
従って、バケット2の底部に生じた空間には負圧は生じることなく、バケット2の上昇速度をアップさせると共に、負圧による穴周囲の崩落が阻止できる。
【0026】
掘削過程における土砂の前記連通孔24への浸入も図5で示す様に逆止弁24Vによって阻止される。
【0027】
つぎに、図7〜図10を参照して第3実施形態について説明する。
図7において、バケット2Rの底部、即ち爪部22の背面22aには爪部22の最下位置22bに至るまで前記背面22aに沿って図8に断面を示す複数の溝26が形成されている。
尚、図7中、符号26Vは溝の下端に設けた逆止弁を示す。
【0028】
前記溝26の断面形状は半円形であり、溝の開口部は溝の略全長に亘って蓋28と溝26とによって管路を形成する様に覆われている。
【0029】
また、溝の形状は図9に示す様に三角形(26E)でもよい。図8で示したと同様に溝26Eの開口部は管路を形成する様に蓋28Eで覆われている。
【0030】
さらに、溝の形状は図10に示す様に台形(26F又は四角形)でもよい。図8で示したと同様に溝26Fの開口部は管路を形成する様に蓋28Fで覆われている。
【0031】
図7〜図10で示す第3実施形態の液中掘削装置及び液中掘削工法によれば、図5及び図6で示した第2実施形態と同様の原理によってバケット2上方の領域から溝26、26E、26Fによって大気圧がバケットの底部に生じた空間に流れ込むことが出来る。
従って、バケット2の底部に生じた空間には負圧は生じることなく、バケット2の上昇速度をアップさせると共に、負圧による掘削穴の崩落も阻止出来る。
【0032】
また、掘削過程における土砂の前記溝26、26E、26Fへの浸入も各溝に設けられた蓋28、28E、28F及び図7で示す様に逆止弁26Vによって阻止される。
【0033】
つぎに、図11〜図13を参照して第4実施形態について説明する。
本実施形態においては、バケット2を含む掘削装置Aをカバー部材30に収納させてバケット2の縦孔H内上下移動のを干渉抵抗を少なくすることと、バケット2による掘削時に掘削反力でバケットが浮き上がることを防いで効率のよい掘削をさせるよう構成されている。
【0034】
図11は、バケット2がカバー部材30に収納された状態を示し、図12はバケット2がカバー部材30からとびだして掘削を開始する状態を示し、図13はバケット2の構成を示している。
【0035】
図11及び図12において、カバー部材30は一体形成の上部カプセル32と分割形成の下部カプセル34L、34Rで構成され、上部カプセル32の下端部両側に設けられたヒンジ33、33によって連結されている。
【0036】
上部カプセル32は、上頂部を尖頭状にした円筒状に形成され、尖頭状部の内側に固着された支持部材17に繋着された一対の吊りワイヤ16、16によって外上方の吊り上げ機構に昇降自在に連結されている。
【0037】
下部カプセル34L、34Rは、図11のようにバケット2が収納状態にあるときは、下底部を尖頭状にした円筒状に合体するよう構成され、図12のようにバケット2が掘削状態にあるときは、ヒンジ33、33を中心にして左右に展開するよう構成生されている。
【0038】
カバー部材30内のバケット2は、昇降ワイヤ8に繋着された厚板状のスライドガイド36によって外上方の昇降機構に昇降自在に連結されている。
【0039】
上部カプセル32内に突起して設けられた上部ストッパ32aはバケット2の最上昇位置をきめるように設けられ、下部カプセル34L、34R内に突起して設けられた下部ストッパ34a、34aはバケット2の最下降位置をきめるように設けられている。
【0040】
バケット構成を示す図13を参照して、バケット2L、2Rの開閉中心となる開閉ヒンジ6を固定する取付けブラケット10に、掘削反力を支持する掘削反力支持手段14Aが装着されている。
【0041】
掘削反力支持手段14Aは、スクリュー状の突起を有する棒状のオーガスクリュー15と、オーガスクリュー15を軸方向の掘削方向に延伸させる延伸手段の油圧シリンダ11と、オーガスクリュー15を回転させる駆動装置の油圧モーター10、とで構成されている。
【0042】
図13中の符号8は、ワイヤ8を巻き付けて掘削装置Aを昇降させるシーブを示し、リンクヒンジ4a、4aはバケット2を開閉するリンク4、4に連結されている。リンク4、4は、スライドガイド36に連結されている。
【0043】
図11〜図13を参照して第4実施形態の液中掘削工法を説明する
最初に、液中の掘削地面GLに向けて掘削装置Aを降下させる。図11においては、掘削装置Aのバケット2が縮閉状態にあって、スライドガイド36がストッパ32aで揚止されていてカバー部材30内に収納されている。このとき、下部カプセル34L、34Rは最下端部35で接合していて、例えば、縦孔Hを掘削中で掘削土壌を排出後の再降下であれば、掘削装置Aが降下抵抗にならないように下底部を尖頭状にしている。
【0044】
ついで、図12を参照して、掘削装置Aの降下が掘削地面GLの近傍に達した位置で降下を停止して、カプセル34L、34Rを展開させ、ついで、スライドガイド36が下部ストッパ34aで降止させるまで掘削装置Aを降下させる。
【0045】
ついで、バケット2を展開させる。
ついで、オーガスクリュー15を、掘削地面GLに向けて油圧シリンダ11によって延伸させ、さらに油圧モーター13で回転させながら掘削地面GL内の適度の深さまでオーガスクリュー15をねじ込ませる。
【0046】
オーガスクリュー15を掘削地面GLにねじ込ませた状態で、バケット2L、2Rを閉じながらオーガスクリュー15に干渉しない範囲めで掘削する。オーガスクリュー15の掘削反力保持によって、バケット2は浮き上がることなく掘削できる。
【0047】
ついで、オーガスクリュー15を引抜いて、さらに掘削土壌を含んだバケット2を閉じてカバー部材30内に収納し、カプセル34L、34Rを縮閉して図11と同様な姿勢にして掘削土壌を上方に引上げる。
上記のように、カバー部材30による昇降時の干渉抵抗減少により、掘削装置Aの昇降時間が短縮され作業時間が短縮される。
【0048】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的内容を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【0049】
【発明の効果】
以下に本発明の効果を列記する。
(1) パイプ、連通孔、溝等の圧力伝達手段により、掘削箇所上方の圧力がバケット底部と掘削穴で形成される空間に伝達されるので、バケット上方の領域と該空間との間に圧力差は存在しなくなる。その結果、掘削土砂の回収に際してバケットに対して下方向の力(抵抗)が作用することも無くなり、バケットを高速で引き上げることが出来る。
(2) 掘削箇所上方の圧力がバケット底部と掘削穴で形成される空間に伝達されるため、該空間の負圧は消滅し、周囲の地盤を吸引する力も発生しない。従って、周囲の土壌を崩落させる恐れも解消される。
(3) 圧力伝達手段には逆止弁を設けてある為、掘削した土砂の圧力伝達手段内部への流入を阻止出来る。
(4) 掘削反力支持手段により、掘削時にバケットが浮き上がることなく確実な掘削ができる。
(5) 掘削装置をカバー部材に収納すれば、掘削装置の昇降時に干渉抵抗を少なくでき、昇降時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における工程図で、掘削開始の状態を示す図。
【図2】本発明の第1実施形態における工程図で、掘削終了直後を示す図。
【図3】本発明の第1実施形態における工程図で、土砂回収のためにバケットを一定量吊上げた状態を示す図。
【図4】本発明の第1実施形態における工程図で、土砂回収のためにバケットを更に上方に吊上げた状態を示す図。
【図5】本発明の第2実施形態におけるバケット断面図で、逆止弁が作動した(閉じた)状態を示す図。
【図6】本発明の第2実施形態におけるバケット断面図で、逆止弁が作動しない(開いた)状態を示す図。
【図7】本発明の第3実施形態におけるバケット断面図。
【図8】図7のX‐X断面の1例を示す断面図。
【図9】図7のX‐X断面でその他の例(三角形断面)を示す断面図。
【図10】図7のX‐X断面でその他の例(台形断面)を示す断面図。
【図11】本発明の第4実施形態におけるカプセルにバケットが収納された状態を示す断面図。
【図12】本発明の第4実施形態におけるカプセル下部が開放されてバケットが掘削を開始する状態を示す断面図。
【図13】本発明の第4実施形態におけるバケットの詳細を示す正面図。
【図14】従来技術における工程図で、掘削開始の状態を示す図。
【図15】従来技術における工程図で、掘削終了直後を示す図。
【図16】従来技術における工程図で、土砂回収のためにバケットを一定量吊上げた状態を示す図。
【図17】従来技術における工程図で、土砂回収のためにバケットを更に上方に吊上げた状態を示す図。
【符号の簡単な説明】
A・・・掘削装置
C・・・空間
H・・・縦孔
G・・・バケット上方の領域
2、2R、2L・・・バケット
3・・・パイプ
4・・・開閉用リンク
8・・・昇降ケーブル
22・・・爪部
24・・・連通孔
24V、26V・・・逆止弁
26、26E、26F・・・溝
28、28E、28F・・・蓋
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to excavation work for excavating a vertical hole using a submerged excavator, and more specifically, an improvement of the submerged excavator that enables the excavation work to be efficient, and the submerged excavation. The present invention relates to a submerged excavation method executed using an apparatus.
[0002]
[Prior art]
A part of process in the case of using a bucket as a submerged excavator in the prior art is shown in FIGS.
In FIG. 14, excavation of the vertical hole H proceeds to a certain depth, and in order to further excavate the next one shot, the bucket 20 consisting of the right bucket 20R and the left bucket 20L of the excavator B is opened, and the bottom of the vertical hole H is opened. It shows the state of trying to dig.
FIG. 15 shows a state in which one shot of excavation is completed, the earth and sand excavated by the bucket 20 (20R, 20L) is loaded inside the bucket 20, and the left and right buckets 20R, 20L are closed.
FIG. 16 shows a state where the bucket 20 is lifted up to a certain height by the lifting cable 8 in order to discharge (collect) the earth and sand loaded in the bucket 20 out of the vertical hole H.
FIG. 17 shows a process in which the bucket 20 is further lifted upward in order to collect the earth and sand in the bucket 20 out of the vertical hole.
[0003]
Here, from the end of excavation in FIG. 15 to the recovery of excavated earth and sand in FIG. 16, the bottom portion (20Rb, 20Lb) of the bucket 20 and the bottom portion hb of the new excavation hole h formed by excavation are formed below the bucket 20. A region (space) C is closed in the vicinity of the hinge portion 24 of the opening / closing link 40 of the bucket 20, and in the state where the bucket 20 remains closed, a negative pressure is generated as the bucket 20 rises.
[0004]
Due to the negative pressure generated in the space C, even if the bucket 20 is lifted to collect excavated earth and sand, the downward force acts as a resistance and the bucket cannot be lifted at a high speed.
[0005]
Further, there is a problem that the negative pressure generated in the space C sucks and collapses the soil around the new excavation hole h (in FIG. 17, symbol M indicates the collapsed earth and sand). It was.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and it is possible to increase the ascending speed of the submersible excavator when collecting excavated soil, and the surrounding area of the excavated area collapses. The purpose is to provide a submersible excavator and a submerged excavation method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The submersible excavator (bucket 2, 2R, 2L) of the present invention transmits pressure of the liquid above the excavation site to the excavation claw portion 22 to the region (C) below the excavation site (pipe 3). , Communication holes 24, grooves 26, 26E, 26F, etc.), and the pressure transmission means is provided with a sediment intrusion prevention mechanism (check valves 24V, 26V) for preventing the intrusion of excavated sediment. (Claim 1).
[0008]
Moreover, the submerged excavation method of the present invention includes a submerged excavator (bucket 2, 2R, 2L) for excavating using the submerged excavator (buckets 2, 2R, 2L) and a submerged excavator (bucket 2, 2R, 2L), and in the submerged excavation process, the excavation earth and sand are connected to the pressure transmission means (pipe 3, communication hole 24, grooves 26, 26E, 26F, etc.) provided in the excavation claw part (22). The soil and sand intrusion prevention mechanism (check valves 24V and 26V) is closed so as not to enter, and in the recovery process, the earth and sand intrusion prevention mechanism (check valve 24V) is opened and pressure transmitting means provided in the claw portion 22 for excavation The pressure of the liquid above the excavation site is transmitted to the region (C) below the excavation site via the pipe 3, the communication hole 24, the grooves 26, 26E, and 26F (Claim 3).
[0009]
According to the present invention having such a configuration, even when a negative pressure is generated in the region “C” (FIG. 3) below the submerged excavator 2 when the submerged excavator 2 is lifted to collect excavated sediment. The pressure transmission means (the pipe 3, the communication hole 24, the grooves 26, 26E, 26F, etc.) transmits the pressure above the excavation site to the negative pressure generation region, so that the region above the submerged excavator 2 (G ) And the lower region (C) no longer exists. As a result, no downward force (resistance) acts on the submerged excavator (2) when collecting excavated earth and sand, and the submerged excavator (2) can be pulled up at high speed.
[0010]
Further, since the pressure above the excavation site is transmitted to the negative pressure generation region, the negative pressure in the region (C) below the bucket disappears, and no force for sucking the surrounding ground is generated. Therefore, the risk of collapsing surrounding soil is also eliminated.
[0011]
In carrying out the present invention, the earth and sand intrusion prevention mechanism (check valves 24V and 26V) is preferably provided at the lower end of the pressure transmission means (pipe 3, communication hole 24, grooves 26, 26E, 26F, etc.). This is to prevent the earth and sand excavated by the bucket claws 22 from entering the pressure transmission means (pipe 3, communication hole 24, grooves 26, 26D, 26F, etc.).
[0012]
Here, there is no problem with respect to resistance due to the pipe 3 during excavation when the pipe 3 is provided on the bucket claw 22 as the pressure transmission means, because the present method is intended for removing soft ground and deposits. .
[0013]
In the present invention, the submerged excavator includes excavation reaction force support means (14A) for supporting excavation reaction force, and the excavation reaction force support means (14A) has a rod-like body (15) having a screw-like protrusion. ), A driving device (13) for rotating the rod-like body (15) around the axis, and a stretching means (11) for stretching the rod-like body (15) in the axial direction ( Claim 2).
[0014]
By the excavation reaction force support means, the rod-like body is screwed into the excavation site to support and excavate the excavation reaction force at the time of excavation, and the submersible excavator is prevented from being lifted, thereby allowing efficient excavation.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 showing steps of discharging (collecting) earth and sand excavated from excavation of a hole.
In FIG. 1, excavation of the vertical hole H proceeds to a certain depth, and the bucket 2 (2R, 2L) of the excavator A is opened to further excavate the next one shot, and the bottom of the vertical hole H is to be excavated. Indicates the state.
[0017]
The bucket 2 (2R, 2L) has a bucket bottom 2b (FIGS. 1 to 2) from above (in a state where the left and right buckets 2R, 2L are closed) of the hinge mounting portion 4a of the opening / closing link 4 that opens and closes the bucket 2. The pipe 3 is provided along the profile of the bottom portion 2b of the bucket over the hatched portion in FIG.
A check valve (not shown) is provided in the vicinity of the opening 3 a on the bucket bottom 2 b side of the pipe 3.
[0018]
FIG. 2 shows a state in which one shot of excavation is completed, and the earth and sand excavated by the bucket 2 (2R, 2L) are loaded inside the bucket 2 and closed.
3, the state in which the bucket 2 is lifted to a certain height via the lifting / lowering cable 8 of the excavator A in order to discharge (collect) the earth and sand loaded in the bucket 2 out of the vertical hole H. Show.
In the above state, a region (space) C is formed below the bucket 2 by the bottom 2b of the bucket and the bottom hb of the new excavation hole h created by excavation.
The region (space) C is in a state of being closed in the vicinity of the hinge portion 4 a of the opening / closing link 4 of the bucket 2 except for the pipe 3 provided in the bucket 2.
[0019]
FIG. 4 shows a process in which the bucket 2 is further lifted upward in order to discharge (collect) the excavated earth and sand out of the vertical hole H.
[0020]
According to the submerged excavation apparatus and submerged excavation method of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4, a region (space) generated by the bottom 2 b of the bucket 2 and the bottom hb of a new excavation hole h created by excavation. ) Since C communicates with the region G above the bucket 2 by the pipe 3 provided in the bucket 2, negative pressure cannot be generated as in the prior art, and the rising speed of the bucket 2 is increased and the negative pressure is increased. Can prevent collapse of the hole around.
[0021]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
5 and 6, the bottom of the bucket 2R (the bucket 2 is composed of buckets 2R and 2L of different right and left, but will be described here on the right side 2R), that is, the claw portion 22 has a substantially intermediate thickness position. A communication hole 24 having an inlet 24a and an outlet 24b is formed.
[0022]
The inlet 24a is positioned at the side end 22e of the lower portion (claw portion) 22 of the bucket that is curved and warped, and the outlet 24b is positioned near the central portion (below the bucket 2) when the bucket 2 is closed. is doing.
[0023]
A check valve 24V is provided in the vicinity of the outlet 24b of the communication hole 24 so as to block the air flow from the outlet 24b toward the inlet 24a.
That is, when air is about to flow from the outlet 24b toward the inlet 24a, a flat surface 24c perpendicular to the communication hole 24 is formed in the vicinity of the outlet 24b as shown in FIG. 24V is configured to be closed by the flat surface 24c.
[0024]
Further, as shown in FIG. 6, when air flows from the inlet 24a to the outlet 24b, the check valve 24V is automatically opened by the air pressure flowing through the communication hole, or when the bucket 2 collects sediment. The check valve 24V is configured to be opened by means (not shown) in conjunction with the operation of lifting the valve.
[0025]
According to the submerged excavation apparatus and submerged excavation method of the second embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the space formed by the bottom of the bucket 2 and the bottom of a new excavation hole made by excavation (see FIG. 3). 3 corresponds to the region above the bucket 2 (refer to FIG. 3 and corresponds to the symbol G in FIG. 3) through a communication hole 24 provided in the bottom (claw portion) 22 of the bucket 2. Therefore, as indicated by the white arrow in FIG. 6, the atmospheric pressure can flow from the region above the bucket 2 through the communication hole 24 into the space generated at the bottom of the bucket.
Accordingly, no negative pressure is generated in the space generated at the bottom of the bucket 2, and the rising speed of the bucket 2 can be increased, and collapse of the hole periphery due to the negative pressure can be prevented.
[0026]
Intrusion of earth and sand into the communication hole 24 during excavation is also prevented by the check valve 24V as shown in FIG.
[0027]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
In FIG. 7, a plurality of grooves 26 having a cross section shown in FIG. 8 are formed along the back surface 22a up to the bottom position 22b of the claw portion 22 at the bottom of the bucket 2R, that is, the back surface 22a of the claw portion 22. .
In FIG. 7, reference numeral 26V denotes a check valve provided at the lower end of the groove.
[0028]
The cross-sectional shape of the groove 26 is semicircular, and the opening of the groove is covered so as to form a pipe line by the lid 28 and the groove 26 over substantially the entire length of the groove.
[0029]
Further, the shape of the groove may be a triangle (26E) as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the opening of the groove 26E is covered with a lid 28E so as to form a pipe line.
[0030]
Further, the shape of the groove may be a trapezoid (26F or square) as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the opening of the groove 26F is covered with a lid 28F so as to form a pipe line.
[0031]
According to the submerged excavation apparatus and submerged excavation method of the third embodiment shown in FIGS. 7 to 10, the groove 26 extends from the region above the bucket 2 according to the same principle as that of the second embodiment shown in FIGS. 5 and 6. , 26E and 26F allow atmospheric pressure to flow into the space created at the bottom of the bucket.
Accordingly, no negative pressure is generated in the space generated at the bottom of the bucket 2, so that the rising speed of the bucket 2 can be increased and the collapse of the excavation hole due to the negative pressure can be prevented.
[0032]
Further, infiltration of earth and sand into the grooves 26, 26E, and 26F during the excavation process is blocked by the lids 28, 28E, 28F provided in the grooves and the check valve 26V as shown in FIG.
[0033]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the excavator A including the bucket 2 is accommodated in the cover member 30 to reduce interference resistance of the vertical movement of the bucket 2 in the vertical hole H, and the excavation reaction force during excavation by the bucket 2 It is configured to allow efficient excavation by preventing floating.
[0034]
11 shows a state in which the bucket 2 is housed in the cover member 30, FIG. 12 shows a state in which the bucket 2 jumps out from the cover member 30 and starts excavation, and FIG. 13 shows a configuration of the bucket 2.
[0035]
11 and 12, the cover member 30 includes an integrally formed upper capsule 32 and divided lower capsules 34L and 34R, and is connected by hinges 33 and 33 provided on both sides of the lower end portion of the upper capsule 32. .
[0036]
The upper capsule 32 is formed in a cylindrical shape with an apex at the top, and is lifted up and down by a pair of suspension wires 16 and 16 connected to a support member 17 fixed inside the peak. It is connected to the hoist freely.
[0037]
The lower capsules 34L and 34R are configured to be combined into a cylindrical shape having a pointed bottom at the bottom when the bucket 2 is in the retracted state as shown in FIG. 11, and the bucket 2 is in the excavated state as shown in FIG. In some cases, it is constructed so as to expand left and right around the hinges 33 and 33.
[0038]
The bucket 2 in the cover member 30 is connected to an upper and lower lifting mechanism by a thick plate-shaped slide guide 36 connected to the lifting wire 8 so as to be movable up and down.
[0039]
An upper stopper 32a provided so as to protrude into the upper capsule 32 is provided so as to determine the highest position of the bucket 2, and lower stoppers 34a, 34a provided so as to protrude into the lower capsules 34L, 34R It is provided to determine the lowest position.
[0040]
Referring to FIG. 13 showing the bucket configuration, excavation reaction force support means 14A for supporting the excavation reaction force is attached to a mounting bracket 10 that fixes the opening / closing hinge 6 serving as the opening / closing center of the buckets 2L, 2R.
[0041]
The excavation reaction force support means 14A includes a rod-shaped auger screw 15 having screw-like projections, a hydraulic cylinder 11 as an extension means for extending the auger screw 15 in the axial excavation direction, and a drive device for rotating the auger screw 15. And a hydraulic motor 10.
[0042]
Reference numeral 8 in FIG. 13 denotes a sheave that winds the wire 8 and moves the excavator A up and down, and the link hinges 4 a and 4 a are connected to the links 4 and 4 that open and close the bucket 2. The links 4 and 4 are connected to the slide guide 36.
[0043]
First, the submersible excavation method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. The excavator A is lowered toward the excavation ground GL in the liquid. In FIG. 11, the bucket 2 of the excavator A is in a contracted state, and the slide guide 36 is lifted by the stopper 32 a and is housed in the cover member 30. At this time, the lower capsules 34L and 34R are joined at the lowermost end 35, and, for example, if the vertical hole H is being re-descent after excavating the excavated soil while excavating the vertical hole H, the excavator A will not have descent resistance. The bottom is pointed.
[0044]
Next, referring to FIG. 12, when the descent of the excavator A reaches the vicinity of the excavation ground GL, the descent is stopped and the capsules 34L and 34R are deployed, and then the slide guide 36 is lowered by the lower stopper 34a. The drilling rig A is lowered until it stops.
[0045]
Next, the bucket 2 is expanded.
Next, the auger screw 15 is extended toward the excavation ground GL by the hydraulic cylinder 11 and further rotated by the hydraulic motor 13 to screw the auger screw 15 to an appropriate depth in the excavation ground GL.
[0046]
In a state where the auger screw 15 is screwed into the excavation ground GL, excavation is performed within a range that does not interfere with the auger screw 15 while closing the buckets 2L and 2R. The bucket 2 can be excavated without being lifted by holding the excavation reaction force of the auger screw 15.
[0047]
Next, the auger screw 15 is pulled out, the bucket 2 containing the excavated soil is further closed and stored in the cover member 30, and the capsules 34L and 34R are contracted to bring the excavated soil upward in the same posture as in FIG. Pull up.
As described above, due to the reduction in interference resistance when the cover member 30 is raised and lowered, the lifting time of the excavator A is shortened and the working time is shortened.
[0048]
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical contents of the present invention.
[0049]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) Since the pressure above the excavation point is transmitted to the space formed by the bucket bottom and the excavation hole by the pressure transmission means such as the pipe, the communication hole, and the groove, the pressure between the region above the bucket and the space The difference no longer exists. As a result, no downward force (resistance) acts on the bucket when collecting excavated earth and sand, and the bucket can be pulled up at high speed.
(2) Since the pressure above the excavation site is transmitted to the space formed by the bucket bottom and the excavation hole, the negative pressure in the space disappears and no force for sucking the surrounding ground is generated. Therefore, the risk of collapsing surrounding soil is also eliminated.
(3) Since the pressure transmission means is provided with a check valve, the excavated earth and sand can be prevented from flowing into the pressure transmission means.
(4) The excavation reaction force support means enables reliable excavation without lifting the bucket during excavation.
(5) If the excavator is housed in the cover member, the interference resistance can be reduced when the excavator is lifted, and the lift time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram in a first embodiment of the present invention, showing a state of starting excavation.
FIG. 2 is a process diagram in the first embodiment of the present invention, showing a state immediately after completion of excavation.
FIG. 3 is a process diagram according to the first embodiment of the present invention, and shows a state where a certain amount of buckets are lifted for earth and sand recovery.
FIG. 4 is a process chart according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which a bucket is further lifted upward for earth and sand recovery.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a bucket according to a second embodiment of the present invention, showing a state where a check valve is activated (closed).
FIG. 6 is a cross-sectional view of a bucket according to a second embodiment of the present invention, showing a state where a check valve does not operate (open).
FIG. 7 is a cross-sectional view of a bucket according to a third embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing an example of the XX cross section in FIG. 7;
9 is a cross-sectional view showing another example (triangular cross section) in the XX cross section of FIG. 7; FIG.
10 is a cross-sectional view showing another example (trapezoidal cross section) in the XX cross section of FIG. 7; FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state where a bucket is stored in a capsule according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the lower capsule portion is opened and the bucket starts excavation in the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a front view showing details of a bucket according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a process diagram in the prior art, showing a state of starting excavation.
FIG. 15 is a process diagram in the prior art, showing a state immediately after the excavation is completed.
FIG. 16 is a process diagram in the prior art, and shows a state where a certain amount of buckets are lifted for earth and sand recovery.
FIG. 17 is a process diagram in the prior art, and shows a state in which the bucket is further lifted upward in order to collect earth and sand.
[Brief description of symbols]
A ... excavator C ... space H ... vertical hole G ... upper region 2, 2R, 2L ... bucket 3 ... pipe 4 ... opening / closing link 8 ... Elevating cable 22 ... claw portion 24 ... communication holes 24V, 26V ... check valves 26, 26E, 26F ... grooves 28, 28E, 28F ... lid

Claims (3)

掘削用爪部に掘削箇所上方の液体の圧力を掘削箇所下方の領域に伝達するための圧力伝達手段を設け、該圧力伝達手段には、その内部に掘削土砂の侵入を防止する土砂侵入防止機構が設けられていることを特徴とする液中掘削装置。The claw portion for excavation is provided with a pressure transmission means for transmitting the pressure of the liquid above the excavation site to the area below the excavation site, and the pressure transmission means has a sediment intrusion prevention mechanism for preventing the intrusion of excavated soil A submersible excavator characterized by that. 前記液中掘削装置は、掘削反力を支持するための掘削反力支持手段を備え、該掘削反力支持手段はスクリュー状の突起を有する棒状体と、該棒状体を回転させる駆動装置と、その棒状体を軸方向に延伸させる延伸手段、とを有している請求項1の液中掘削装置。  The submerged excavator includes excavation reaction force support means for supporting excavation reaction force, the excavation reaction force support means includes a rod-like body having a screw-like protrusion, and a drive device that rotates the rod-like body; The submerged excavator according to claim 1, further comprising an extending means for extending the rod-like body in the axial direction. 請求項1の液中掘削装置を用いて掘削する液中掘削工程と、掘削土砂の回収のため液中掘削装置を引き上げる回収工程とを含み、液中掘削工程では、掘削用爪部に設けた圧力伝達手段に掘削土砂が侵入しない様に土砂侵入防止機構が閉鎖し、回収工程では、土砂侵入防止機構が開放し、掘削用爪部に設けた圧力伝達手段を介して掘削箇所上方の液体の圧力が掘削箇所下方の領域に伝達されることを特徴とする液中掘削工法。A submerged excavation step for excavating using the submerged excavator according to claim 1 and a recovering step for lifting the submerged excavator for recovering excavated earth and sand. The sediment intrusion prevention mechanism is closed so that the excavation sediment does not enter the pressure transmission means, and in the recovery process, the sediment intrusion prevention mechanism is opened, and the liquid above the excavation site is removed via the pressure transmission means provided in the claw for excavation. A submerged excavation method characterized in that pressure is transmitted to an area below the excavation site.
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