JP4072019B2 - 掘削機械 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の先端部に、掘削用のカッタとこのカッタを駆動するカッタ駆動装置とを備える掘削機械に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、一般基礎土木工事において、山留め壁を構築する工法として、場所打ち方式、既製矢板方式等が知られている。場所打ち方式には、掘削した掘削溝に、鉄筋篭・H型鋼などの建入する工法や、掘削孔に固化材を注入・充填する工法がある。場所打ち方式の代表的な工法としては、地盤を掘削した後に回転軸を引き上げて、生コンクリート、モルタル等を圧入充填し、鉄筋篭等を挿入してPIP杭を築造するPIP工法(Pipe in Pipe method)や、地盤を掘削しながら掘削機械の先端より、セメントミルク、ベントナイト等の固化材を吐出・注入し、原位置で掘削土と撹拌・混合させ、柱列状の壁体を造成するSMW(Soil Mixing Wall)工法がある。
【0003】
SMW工法は、前記したPIP工法と比較して、原則には鉄筋篭等を使用しないためコストが非常に安い施工方法である。また、SMW工法においては、複数の回転軸を備える多軸掘削機械が使用され、この多軸掘削機械で造成された柱列状の壁体は、連続性を有するため止水性が高く、粘土質等か含まれる軟弱地盤であっても良質な壁体を築造することができる。さらに、この壁体に、芯材としてH型鋼等が挿入されることも多い。
また、SMW工法は、一般的に、20m〜30mの掘削深度での山留め壁を造成するために利用されているが、前記したような柱列状の壁体の止水性等の利点を活用して、40m〜60mの大深度での適用が期待されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、SMW工法、PIP工法等で使用される掘削機械には、一般的に、撹拌翼を備えた回転軸の下方の先端部に、地盤を掘削するカッタが、回転軸と一体的に設けられている。そして、回転軸の上方の先端部には、この回転軸を回転駆動する回転軸駆動装置が設けられており、この回転軸駆動装置が駆動すると、回転軸とカッタとが一体的に回転する構造となっている。
したがって、掘削深度が深くなると、掘削土の抵抗が回転軸に負荷したり、回転軸自体がねじれたりして、回転軸の先端のカッタに伝達される掘削トルクが不足するという問題があった。そして、このように掘削トルクが充分でない状態で、例えば軟らかい地層から硬い地層へのように、掘削する地盤の変化が生じると、回転軸及びカッタの回転軸が振れてしまい、余堀を生じ、掘削精度が低下するという問題があった。
【0005】
前記問題を解決するための方法としては、回転軸駆動装置を大型化し、掘削トルクを増大させる方法があるが、掘削機械の上部で重量が増加するため、掘削機械を支持するベースマシン等の搭載手段をも大型化する必要があり、コストが高く、機動性も悪くなるため好ましくない。また、このように掘削機械の上部で回転軸駆動装置を大型化すると、重心が高くなってしまい施工中に掘削機械が転倒してしまう危険性が増加するので、好ましくない。
【0006】
また、他の解決方法としては、カッタの近傍に掘削孔の壁面を押圧する押圧手段とこの押圧手段を稼動させる油圧ジャッキとを設けて、掘削方向を修正する方法がある。しかし、押圧手段及び油圧ジャッキを回転軸の外側に取り付ける必要があり、掘削土の流れを阻害するので好ましくない。また、油圧ジャッキを動かすケーブル類を地上まで好適に取り出す方法が無く、単に、ケーブル類を回転軸に沿って立ち上げれば撹拌翼の邪魔となり、また、回転軸に固定すればねじれてしまうので、取付は非常に困難である。
【0007】
そこで、本発明は、大深度においても、好適に地盤を掘削できる掘削機械を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、地盤を撹拌するための撹拌翼を有する回転軸と、前記回転軸を駆動する回転軸駆動装置とを備え、前記地盤に対して昇降自在に支持された掘削機械において、前記回転軸の先端部に、前記地盤を掘削するカッタと、前記カッタの近傍に設けられ、且つ、前記カッタを駆動するカッタ駆動装置と、前記カッタ及び前記カッタ駆動装置を懸架する懸架手段とを設けたことを特徴とする掘削機械である。
【0009】
このような掘削機械によれば、回転軸の先端側に設けられた掘削用のカッタの近傍に、このカッタを駆動するカッタ駆動装置が設けられているので、掘削深度が深くなっても、カッタに伝達される掘削トルクは低下しないで、好適に安定して伝達することができる。
また、掘削トルクを回転軸駆動装置から回転軸を介してカッタに伝達する必要が無いので、回転軸駆動装置には硬い地盤を掘削するため強大なトルクを発生させる必要が無く、撹拌翼で掘削された掘削土を撹拌可能なトルクを発生することができれば良いので、小型化することができる。さらに、回転軸もカッタに強大なトルクを伝達する必要も無いので、薄肉構造の回転軸とすることができる。したがって、全体として掘削機械を軽量化することが可能となり、ベースマシンを小型化したり、掘削中における掘削機械の転倒を防止したりすることができる。さらにまた、カッタとカッタ駆動装置とを地上から懸架して支持可能な懸架手段を備えていることにより、掘削時、つまり、回転軸及びカッタの回転時においても、地上からベースマシン等の搭載手段で安定して好適に支持することができ、掘削機械の地盤に対する鉛直推進性等の掘削精度を高めることができる。
【0010】
また、前記懸架手段は、中空部を有する筒状に形成されていることを特徴とする掘削機械である。
【0011】
このような掘削機械によれば、カッタ駆動装置に接続されるケーブル類を懸架手段の中空部に配設して、地上まで引き出すことができる。このように配設すると、ケーブル類は、回転する撹拌翼や掘削土と接触して傷つけられることもなく、保護することができる。
【0012】
また、前記カッタ駆動装置を収容するカッタ駆動装置収容部材を設けたことを特徴とする掘削機械である。
【0013】
ここで、カッタ駆動装置を収容するようなカッタ駆動装置収容部材は、少なくともカッタ駆動装置を収容する部材を意味し、その他の装置を収容する部材であっても良い。
【0014】
このような掘削機械によれば、カッタ駆動装置を収容するカッタ駆動装置収容部材が設けられているので、カッタ駆動装置を掘削土等から保護することができる。但し、カッタ駆動装置収容部材の掘削機械の推進方向に直交する断面形状は、好適に掘削機械が推進するために、カッタにより掘削された掘削孔の断面形状よりも小さい必要がある。また、カッタ駆動装置収容部材に切り欠き部を形成して、掘削土がカッタ駆動装置収容部材の回りを容易に通過可能とすることが好ましい。
【0015】
また、前記カッタ駆動装置収容部材に、前記カッタで掘削される掘削面と、前記カッタ駆動装置収容部材の上面側とを連通する排泥通路を設けたことを特徴とする掘削機械である。
【0016】
このような掘削機械によれば、掘削機械の推進に伴い、カッタで掘削された掘削土は、排泥通路を通って、カッタ駆動装置収容部材の掘削面側から上面側に好適に移動することができる。
【0017】
また、前記回転軸は、内部に中空部を有する筒状に形成されており、且つ、前記中空部は、前記カッタ駆動装置収容部材の内部に設けられている供給管と接続されており、且つ、前記中空部と前記供給管とを介して、固化材を前記カッタ駆動装置収容部材の下面部から吐出可能としたことを特徴とする掘削機械である。
【0018】
このような掘削機械によれば、掘削時において、カッタで掘削された直後のかきほぐされた状態の掘削土に、回転軸の中空部と供給管を経由して、固化材をカッタ駆動装置収容部材の下面部から吐出することができる。
【0019】
また、前記カッタの近傍に掘削方向変位を検出する変位検出手段を設けたことを特徴とする掘削機械である。
【0020】
このような掘削機械によれば、地上から変位検出手段を監視することにより、掘削方向の変位を把握することができる。そして、掘削機械を懸架する支持状態を修正することにより、掘削精度、つまり、掘削機械の鉛直方向の推進性を修正することができる。
【0021】
【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。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【0022】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る掘削機械について、図1から図6を参照して説明する。
図1は、第1実施形態に係る掘削機械を備える地盤改良機械の側面図である。図2は、第1実施形態に係る掘削機械の正面図である。図3は、第1実施形態に係る掘削機械の要部の配置説明図であり、図4は、第1実施形態に係る掘削機械の要部の一部破断斜視図である。図5は、図4に示す第1実施形態に係る掘削機械の要部のX−X’断面図であり、図6は、図4に示す第1実施形態に係る掘削機械の要部のZ矢視図である。
【0023】
(構成)
まず、本発明の第1実施形態に係る掘削機械1を備える地盤改良機械50の構成について説明する。
地盤改良機械50は、図1に示すように、ベースマシン30を搭載手段として、これに掘削機械1を取り付けて構成されているが、ベースマシン30に限定されることなく、他の搭載手段を使用しても良い。
【0024】
ベースマシン30は、中央に運転席C、下部にクローラ34を備える自走式であり、車体後方から前斜め上方に延びるバックステー31と、車体前方のキャッチホーク33とで、リーダマスト32を起立した状態で支持している。そして、ワイヤ37が、車体のウインチ35から、複数の滑車36を介して、リーダマスト32の頭部に導かれた後、掘削機械1の頭部で接続されており、掘削機械1を鉛直上方から懸架している。そして、ウインチ35を巻き取り、又は、送り出すことにより、掘削機械1がリーダマスト32の図示しないガイドレールに沿って、昇降自在に支持されている。
【0025】
次に、掘削機械1について、図2から図6を参照して説明する。
掘削機械1は、図2に示すように、撹拌用回転軸駆動装置2と、撹拌用回転軸駆動装置2の下部の両端側で回転可能に支持された2本の回転軸3と、回転軸3の中間に設けられ、内側に固定軸5、外側に回転軸21を同心で有する1本の2重構造軸22と、回転軸3の下端部にスイベルジョイント16を介して結合され、且つ、固定軸5の下端部に固定されたシールド体6と、このシールド体6の下部に設けられたカッタ7とを主要部として構成されている。また、シールド体6の内部には、後記するように、カッタ7を駆動する油圧モータ12と、排泥通路14aと、固化材供給管15と、傾斜計19とを含んで構成されている(図4参照)。
なお、撹拌用回転軸駆動装置2が回転軸駆動装置に、固定軸5が懸架手段に、シールド体6がカッタ駆動装置収容部材に、油圧モータ12がカッタ駆動装置に、固化材供給管15が供給管に、傾斜計19が変位検出手段にそれぞれ相当する。
そして、油圧モータ12でカッタ7を回転駆動して地盤を掘削すると共に、カッタ7とは独立して撹拌用回転軸駆動装置2で回転軸3、21を回転駆動して、後記するように回転軸3、21に設けられた撹拌翼4で掘削土と固化材とを撹拌・混合する掘削機械1である。
【0026】
撹拌用回転軸駆動装置2は、前記したリーダマスト32に沿った状態で、ワイヤ37に接続されて懸架されており、ベースマシン30のウインチ35を操作することにより昇降可能となっている。すなわち、撹拌用回転軸駆動装置2が降下すると掘削機械1が鉛直下方に推進して最下部のカッタ7が地盤を掘削し、逆に、撹拌用回転軸駆動装置2が上昇すると掘削機械1が地盤から引き上げられるようになっている。
【0027】
撹拌用回転軸駆動装置2の内部には、回転軸3、回転軸21を回転駆動する油圧モータ(図示しない)が設けられている。この油圧モータ(図示しない)は、外部の油圧ポンプ(図示しない)に、油圧ケーブル(図示しない)、電磁バルブ(図示しない)等を介して接続しており、油圧を自在に調節して、油圧モータ(図示しない)の回転を制御できるようになっている。
また、この他に撹拌用回転軸駆動装置2には、カッタ7を駆動する油圧モータ12に接続される油圧ケーブル13の一部と、シールド体6の下面から吐出される固化材をグラウトタンクから供給する供給通路の一部とが設けられており、それぞれ前記した回転軸3、回転軸21を駆動する油圧モータ(図示しない)と同様に、油圧、又は、固化材供給量を調節自在となっている。
【0028】
回転軸3は、中空部を有する円筒体状の部材であり、フランジ型等の継手により、継ぎ足し自在となっている。したがって、大深度の掘削においても容易に対応でき、また、回転軸3を分解して搬送・搬入も容易となっている。そして、回転軸3の上端部で、前記した撹拌用回転軸駆動装置2に回転可能に支持されている。さらに、前記した撹拌用回転軸駆動装置2の内部の油圧モータ(図示しない)と接続しており、この油圧モータ(図示しない)が駆動すると回転軸3が回転するようになっている。
また、回転軸3の周面には、螺旋状の撹拌翼4が、回転軸3に一体的に設けられている。したがって、回転軸3が回転すると、撹拌翼4も一体的に回転する。そして、回転する撹拌翼4により、掘削機械1の鉛直方向の推進に伴って、カッタ7で掘削された掘削土と固化材とを好適に撹拌することができる。
回転軸3の中空部は、固化材を撹拌用回転軸駆動装置2側からシールド体6側へ供給できる供給通路となっており、前記した撹拌用回転軸駆動装置2内の供給通路と連通している。
【0029】
2重構造軸22は、同心の2重円筒構造の部材であり、内側の固定軸5と、外側の回転軸21とからなり、固定軸5は回転軸21より長くなるように形成されており、回転軸21の下端側から固定軸5が突出している。
【0030】
固定軸5は、中空部を有する円筒体状を呈する部材であり、回転軸3と同様に、フランジ型等の継手により継ぎ足し自在となっている。そして、固定軸5の上端部は、前記した撹拌用回転軸駆動装置2に、ボルト等の適宜な手段で固定されており、下端部は後記するように、シールド体6に固定されている。また、前記したように撹拌用回転軸駆動装置2は、ベースマシン30のリーダマスト32に沿った状態で懸架されているので、掘削時において回転軸3、回転軸21が回転しても、固定軸5は振れにくくなっているので、その下端部に固定されるシールド体6を安定した状態で地上から懸架し支持できるようになっている。
固定軸5の中空部には、後記するようにカッタ7を駆動する油圧モータ12に接続される油圧ケーブル13、傾斜計19に接続される信号ケーブル(図示しない)が通されている。したがって、掘削時に回転軸3、回転軸21が回転しても、固定軸5は回転せず固定されているので、油圧ケーブル13等は、ねじれて絡みつくことは無く、また、撹拌翼4や掘削土により傷つけられることも無く保護されている。
【0031】
回転軸21は、周面に、回転軸3と同様に、地盤を撹拌するための撹拌翼4が一体的に設けられている。回転軸21の上端部は、撹拌用回転軸駆動装置2に回転可能となるように支持されており、回転駆動されるようになっている。
【0032】
また、バンド9が、撹拌用回転軸駆動装置2とシールド体6との間に、所定間隔で設けられており、回転軸3と2重構造軸22とを一定間隔の平行で保持している。また、バンド9と固定軸5とは、ボルト等の適宜な方法で固定されており、バンド9と回転軸3、回転軸21とは、回転軸3、回転軸21が回転可能となるように保持している。
【0033】
シールド体6は、図4、図5に示すように、両端部が閉じた有底円筒体が、3つ並列した形状の部材である。そして、シールド体6の上面部の中央で、固定軸5とボルト等の適宜な固定方法で固定されており、両側で回転軸3とスイベルジョイント16を介して、回転軸3が回転可能となるように結合している。一方、下面部においては、カッタ7を回転可能に軸支している。
【0034】
シールド体6の断面形状は、掘削機械1が鉛直下方向に好適に推進するために、カッタ7で掘削される掘削孔の断面形状より小さい必要がある。
【0035】
シールド体6に内部には、3つの油圧モータ12と、4つの排泥通路14aと、2つの固化材供給管15と、傾斜計19とが設けられている。したがって、油圧モータ12、排泥通路14a、固化材供給管15は、シールド体6により、掘削時において、掘削土、固化材、土圧等から保護されるようになっている。
【0036】
油圧モータ12は、カッタ7を駆動するための装置であり、図示しない支持部材で油圧モータ12の駆動軸とカッタ回転軸7aとが平行となるようにシールド体6に固定され、カッタ7に並設されている。そして、油圧モータ12に接続される油圧ケーブル13は、図3に示すように、固定軸5の中空部を通るように配設されている。また、油圧モータ12の駆動軸に固定された駆動歯車12bは、後記するカッタ7のカッタ回転軸7aに固定された回転歯車7bと係合しており(図4、5参照)、油圧モータ12が駆動すると、カッタ7が回転するようになっている。したがって、掘削深度が深くなっても、油圧モータ12とカッタ7との距離は一定であり、油圧モータ12は掘削深度に関わらず所望の駆動トルクで回転可能であるので、油圧モータ12からカッタ7に伝達されるトルク、つまり、掘削トルクは、掘削深度が深くなっても低下することはないので、カッタ7により好適に地盤を掘削することができる。
【0037】
排泥通路14aは、図3、図4に示すように、両端部が開いた円筒状の排泥通路部材14の中空部である。この排泥通路部材14は、シールド体6の上面側と下面側とが排泥通路14aを介して連通するようにシールド体6に設けられており、さらに、排泥通路部材14の軸を中心として回転可能にシールド体6に支持されている。そして、排泥通路部材14の周面にはリング状のリング歯車14bが固定されており、リング歯車14bは前記した回転歯車7bと係合しており(図4、図5参照)、油圧モータ12が駆動すると排泥通路部材14が回転するようになっている。
【0038】
排泥通路部材14の内部には、螺旋状の回転翼20が内周面に突設されている。そして、排泥通路部材14が回転すると、回転翼20が排泥通路部材14と一体的に回転するようになっている。したがって、掘削時、つまり、掘削機械1が地盤に対して下方向に推進するときは、カッタ7により掘削された掘削土等が、シールド体6の下面側から上面側に、排泥通路14aを通って、回転翼20に撹拌されながら好適に移動することができる。一方、所定深度までの掘削後、掘削機械1を掘削孔から引き上げる場合は、掘削土等はシールド体6の上面側から下面側に移動することができる。なお、回転翼20の回転方向が好適な向きとなるように、リング歯車14bと回転歯車7bとの間に、新たに歯車を設ける等の変更を行っても良い。
【0039】
固化材供給管15は、フレキシブルなパイプ状の部材であり、片方の開口部は、前記した回転軸3の下端部側の開口部側に、回転軸3が回転可能となるように接続しており、もう一方の開口部は、シールド体6の下面部に面して設けられている(図4参照)。したがって、固化材供給管15と、回転軸3の中空部と、撹拌用回転軸駆動装置2の内部の供給管(図示しない)と、掘削機械1の外部の供給管(図示しない)とで、固化材が貯留されている外部のグラウトタンク(図示しない)まで、固化材の供給経路が形成されている。そして、このようにシールド体6の下面部から、固化材を吐出できるようになっているので、カッタ7で掘削された直後の掘削土との混合性が非常に良好である。
【0040】
傾斜計19は、第1実施形態においては公知のものを使用しており、掘削方向の変位を検出することができる。そして、図示しない信号ケーブルを介して、ベースマシン30の運転席Cに設けられた図示しないモニタと接続されており、オペレータがベースマシン30を操縦しながら視認できるようになっている。また、傾斜計19に加えて、3次元方向の傾斜角を検出するジャイロセンサ等を追加して構成しても良く、このようにすると、測定精度は向上する。
【0041】
カッタ7は、断面が略十字形を呈する掘削部7cと、円柱状のカッタ回転軸7aとが一体的に形成された部材であり、シールド体6の下面部に3つ並列して、カッタ7が回転自在に支持されている。なお、このような形状のカッタは、一般的に4翼のカッタと呼ばれている。そして、隣接するカッタ7による掘削孔の一部が重なり合うように、カッタ回転軸7aが所定間隔でシールド体6に設けられており(図4、図6参照)、且つ、隣接する掘削部7c同士が接触しないように、図4における中央のカッタ7の掘削部7cは、隣のカッタ7の掘削部7cに対して上方に、すなわち、掘削機械1の掘削方向に対して後方に設けられている。また、前記したように、カッタ回転軸7aの端部には回転歯車7bが設けられており、駆動歯車12bと係合している。
【0042】
カッタ7の掘削部7cには、ビット11と、オーバーカッタ18とが設けてられている。
ビット11は、各掘削部7cの掘削面側に突設した複数の突片である。
オーバーカッタ18は、使用時に掘削部7cから水平方向に突出できるように、突出自在となっている。なお、図4に示すオーバーカッタ18は使用時であり、このようすると余堀を形成して掘削孔を造成することができる。
但し、カッタ7の形状は、このような形状に限定されることはなく、その他に例えば、断面が略Y字形(一般的に、3翼のカッタと呼ばれている)や、円盤状を呈する部材の下面にビット11が設けられた形状であっても良く、粘土層、礫層、砂層等の地盤性状に応じて、適宜選択することが好ましい。
なお、カッタ7の形状及び配置と、シールド体6の形状とを、適宜変更することにより、掘削孔の壁の形状を自在に変更することができる。
【0043】
(作用と効果)
続いて、第1実施形態に係る掘削機械1の作用と効果について述べる。
掘削現場に、掘削機械1、ベースマシン30を搬入し、ベースマシン30に掘削機械1を搭載し、クローラ34を稼動させて、所望の掘削位置に移動させる。そして、カッタ7を駆動する油圧モータ12、回転軸3、回転軸21を駆動する油圧モータ(図示しない)にそれぞれ接続する油圧ケーブルを図示しない油圧調整装置(例えば、電磁バルブ)を介して、油圧ポンプ(図示しない)に接続する。また、撹拌用回転軸駆動装置2にグラウト注入ポンプ、電磁弁(ともに図示しない)を介して、固化材が貯留されているグラウトタンク(図示しない)に接続し、シールド体6の下面から吐出できるようにする。
【0044】
そして、油圧モータ12を駆動させてカッタ7を回転させ、撹拌用回転軸駆動装置2を駆動させて回転軸3、回転軸21とを回転させる。ベースマシン30のウインチ35を回転させ、ワイヤ37を送り出し、リーダマスト2に沿って掘削機械1をその自重により降下させる。
なお、回転軸3及びカッタ7の回転方向は、隣接する回転軸3、回転軸21及びカッタ7の回転方向が、逆向きになるようにして、水平方向に移動する力を打ち消し合うようにすることが好ましい。
【0045】
カッタ7が地盤を掘削しはじめたら、徐々に前記したグラウト注入ポンプ、電磁弁(共に図示しない)を開放し、固化材をシールド体6の下面部から吐出する。このような状態で、さらに、掘削機械1を地盤に対して鉛直下方向に推進させると、カッタ7で掘削された掘削土は、シールド体6の下面側に移動する。また、掘削孔を拡げたい場合等は、適宜、オーバーカッタ18を作動しても良い。
【0046】
シールド体6の下面側に移動した掘削土には、固化材が吐出され、そして、排泥通路14aを回転翼20で撹拌されながら通過して、シールド体6の上面側に移動する。
【0047】
掘削の進行に伴い、つまり、掘削機械1の鉛直下方向への推進に伴い、シールド体6の上面側に移動した、掘削土と固化材との混合物は、回転する撹拌翼4により、さらに好適に混合される。
また、掘削深度に応じて、回転軸3、回転軸21及び固定軸5には、適宜継ぎ足しを行い対応する。
【0048】
また、このような一連の掘削作業において、オペレータは傾斜計19により、掘削方向を地上で監視する。掘削方向の変位が視認された場合は、ベースマシン30のバックステー31、キャッチホーク33、クローラ34等を稼動させて、リーダマスト2を好適に傾斜させて、掘削方向を修正する。
【0049】
そして、所望の深度にまで、カッタ7が到達したら、固化材の吐出を停止し、ウインチ35を停止し、掘削機械1の鉛直下向きの推進を停止する。そして、ウインチ35を逆回転させ、ワイヤ37を巻き取り、掘削機械1を掘削孔から引き上げる。また、掘削機械1の引き上げ時においても、回転軸3、回転軸21を回転することにより、掘削土と固化材は、さらに、撹拌翼4で好適に撹拌・混合することができる。
【0050】
(変形例)
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、例えば以下のような、適宜変更が可能である。
【0051】
前記した形態では、シールド体6を構成する円筒状の部材の配置は、横一線に並列して配置したが、その他に例えば、シールド体6の断面形状が、略矩形を呈するように、横方向だけでなく縦方向にも配置してもよい。なお、このようにシールド体6を形成するときは、カッタ7の形状・配置も好適に対応させることが好ましい。このような断面形状のシールド体6、及び、カッタ7の配置とすると、掘削孔の幅が拡大されるので、より好適な止水性等を備える壁体を造成することができる。
【0052】
前記した形態では、油圧モータ12の駆動軸がカッタ回転軸7aと平行となるように、カッタ7に並設したが、かさ歯車等の歯車機構を用いて、油圧モータ12の駆動軸がカッタ回転軸7aと直交するように、油圧モータ12をカッタ7に並設しても良い。このようにすると、シールド体6の掘削方向における長さを短くすることができ、これに伴って、排泥通路部材14、固化材供給管15の長さも短くできるので、掘削土又は固化材が好適に移動できるようになる。
【0053】
前記した形態では、シールド体6の排泥通路14aを通って、カッタ7で掘削された掘削土が、回転軸3、回転軸21側に移動可能としたが、この他に例えば、シールド体6の周面の一部を掘削方向に切り欠いて、掘削土が好適に移動できるようにシールド体6を形成しても良い。
【0054】
前記した形態では、内側に固定軸5、外側に回転軸21を有する2重構造軸22としたが、回転軸21を設けずに、構造を簡略化して固定軸5だけであっても良い。
【0055】
また、前記した形態の掘削機械1により形成される掘削孔は、3連の円柱状を呈し、その連結部分に掘削方向に沿って、凸部が形成されるので、この凸部を削り落とすように、つまり、水平方向に回転軸を有するカッタをさらに設けても良い。このように、カッタ等の追加する場合、掘削機械1は、下端部に中空部を有するシールド体6を備えているので、カッタを追加して設けることは容易であり、さらに、追加したカッタに付随して、油圧モータを追加したり、又は、歯車装置にかさ歯車等を追加して構成することも容易である。
【0056】
また、前記した形態のシールド体6の周面に、掘削孔の壁面を押圧して掘削方向を修正可能とする油圧ジャッキをさらに設けても良い。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、大深度においても、好適に地盤を掘削できる掘削機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る掘削機械を備える地盤改良機械の側面図である。
【図2】第1実施形態に係る掘削機械の正面図である。
【図3】第1実施形態に係る掘削機械の要部の配置説明図である。
【図4】第1実施形態に係る掘削機械の要部の一部破断斜視図である。
【図5】図4に示す第1実施形態に係る掘削機械のX−X’概略断面図である。
【図6】図4に示す第1実施形態に係る掘削機械のZ矢視図である。
【符号の説明】
1 掘削機械
2 撹拌用回転軸駆動装置(回転軸駆動装置)
3、21 回転軸
4 撹拌翼
5 固定軸(懸架手段)
6 シールド体(カッタ駆動装置収容部材)
7 カッタ
11 ビット
12 油圧モータ(カッタ駆動装置)
13 油圧ケーブル
14 排泥通路部材
14a 排泥通路
15 固化材供給管(供給管)
19 傾斜計(変位検出手段)
30 ベースマシン
32 リーダマスト
50 地盤改良機械
Claims (6)
- 地盤を撹拌するための撹拌翼を有する回転軸と、前記回転軸を駆動する回転軸駆動装置とを備え、前記地盤に対して昇降自在に支持された掘削機械において、
前記回転軸の先端部に設けられ、掘り進むために前記地盤を掘削するカッタと、
前記カッタの近傍に設けられ、且つ、掘削トルクを発生させ前記カッタを駆動するカッタ駆動装置と、
前記カッタ及び前記カッタ駆動装置を外部に懸架する懸架手段と、
を備えたことを特徴とする掘削機械。 - 請求項1に記載の掘削機械において、
前記懸架手段は、中空部を有する筒状に形成されていることを特徴とする掘削機械。 - 請求項1又は請求項2に記載の掘削機械において、
前記カッタ駆動装置を収容するカッタ駆動装置収容部材を設けたことを特徴とする掘削機械。 - 請求項3に記載の掘削機械において、
前記カッタ駆動装置収容部材に、前記カッタで掘削される掘削面と、前記カッタ駆動装置収容部材の上面側とを連通する排泥通路を設けたことを特徴とする掘削機械。 - 請求項3又は請求項4に記載の掘削機械において、
前記回転軸は、内部に中空部を有する筒状に形成されており、
且つ、
前記回転軸の前記中空部は、前記カッタ駆動装置収容部材の内部に設けられている供給管と接続されており、
且つ、
前記回転軸の前記中空部と前記供給管とを介して、固化材を前記カッタ駆動装置収容部材の下面部から吐出可能としたことを特徴とする掘削機械。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の掘削機械において、
前記カッタの近傍に掘削方向の傾きを検出する傾斜計を設けたことを特徴とする掘削機械。
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