JP4137165B2 - Excavation and earthing method, caisson press-fitting method and diameter-excavating device - Google Patents
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Description
本発明は、地盤の掘削を目的としたケーシングパイプを主要素とする掘削排土方法とケーソンの圧入沈設方法および拡径掘削装置に関し、特にケーソンの圧入沈設による立て坑の構築に際して、そのケーソンの刃先下を拡底または拡径するような形態で掘削排土するに際して、ケーシングパイプ内への土砂の取り込み効率を改善した掘削排土方法とケーソンの圧入沈設方法および拡径掘削装置に関するものである。 The present invention relates to an excavation and earthing method using a casing pipe as a main element for excavation of the ground, a caisson press-in subsidence method, and a diameter expansion excavator, and in particular, in the construction of a vertical shaft by caisson press-in subsidence, The present invention relates to an excavation and excavation method, a caisson press-fitting and subsidence method, and an enlarged diameter excavation device, which improve the efficiency of taking up sediment into a casing pipe when excavating and excavating in a form that expands the bottom or diameter of the blade tip.
大深度地下の有効利用を目的に国土交通省にて「大深度地下の公共的使用に関する特別措置法」が平成13年4月1日より施行されて以来、大深度地下空間の利用にあたり立て坑の構築方法としてのケーソン圧入沈設工法が注目されている。そのような背景もあり、地下空間利用としてのケーソン圧入沈設工法のニーズは大深度、大口径に向かう傾向にあり、時には硬質地盤であってもケーソン圧入沈設工法が実施されることがある。 Since the “Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism” Law on Special Use for Public Use of Deep Underground was enforced on April 1, 2001 for the purpose of effective use of deep underground. The caisson press-in construction method is attracting attention as a construction method. Against this background, the need for caisson press-in method for underground space utilization tends to be deep and large diameter, and sometimes caisson press-in method is used even on hard ground.
硬質地盤におけるケーソン圧入沈設工法では、掘削方法としてケーシングパイプの外周に例えば複数の拡径掘削翼を放射状に取り付けた上でそのケーシングパイプを把持部として全旋回式オールケーシング掘削機にて回転駆動させることにより硬質地盤の掘削を行っている。特に縮径状態とした拡径掘削翼をケーソンの刃先下に位置させた上で拡径掘削翼を拡径させて回転させることより、ケーソンの刃先下を積極的に掘削することが可能となる。 In the caisson press-in installation method on hard ground, as a drilling method, for example, a plurality of enlarged diameter drilling blades are radially attached to the outer periphery of the casing pipe, and then the casing pipe is used as a gripping part to rotate with a fully swivel all-casing excavator. Is excavating hard ground. In particular, it is possible to actively excavate under the cutting edge of the caisson by positioning the expanded drilling blade in a reduced diameter state under the cutting edge of the caisson and then expanding and rotating the expanding drilling blade. .
これらの拡径掘削装置の多くは、例えば本出願人が提案している特許文献1,2に記載のように、拡径掘削翼とケーシングパイプとの交点前方側(掘削回転方向前方側)においてそのケーシングパイプ側面に開口部(土砂取り込み口)が設けられている。そして、拡径掘削翼にて掘削された土砂をこの開口部よりケーシングパイプ内へ取り込み、取り込まれた土砂をハンマーグラブまたはグラブバケット等の揚排土手段にて排土する方式となっている。
特許文献1に記載のものでは、拡径掘削翼の真上にトップディスク部と称される円板が配置されていて実質的に拡径掘削翼の上部空間が閉塞される傾向にあるのに対して、特許文献2に記載のものでは、上記円板が存在せずに実質的に拡径掘削翼の上部空間が開放されているという違いがあるものの、いずれの場合においても掘削した土砂を速やかに且つ効率良くケーシングパイプ内に取り込むためには、掘削した土砂が拡径掘削翼の上方を乗り越えてしまうことなく、回転中の拡径掘削翼に押されるようにして土砂がそのままスムーズにケーシングパイプに開口形成されている土砂取り込み口に導入されることが望ましい。
In the thing of
しかしながら、先に述べたようにケーソンの大口径化に伴い拡径掘削翼の外周端から土砂取り込み口までの距離が大きくなる傾向にあり、それとともに掘削した土砂を土砂取り込み口にスムーズに取り込むことが困難になりつつある。つまり、上記のように拡径掘削翼の外周端から土砂取り込み口までの距離が大きくなることによって拡径掘削翼一つ当たりの掘削量が増加する一方で、掘削した土砂が拡径掘削翼の上方を乗り越えてしまう量もまた多くなり、結果として拡径掘削翼とともに回転循環する土砂が多くなることによって土砂取り込み口への取り込み効率が低下することになる。 However, as mentioned earlier, the distance from the outer peripheral edge of the expanded excavation blade to the sediment intake port tends to increase with the caisson's large diameter, and the excavated earth and sand can be smoothly taken into the sediment intake port. Is becoming difficult. In other words, as the distance from the outer peripheral edge of the enlarged diameter drilling blade to the soil intake port increases as described above, the amount of excavation per expanded diameter drilling blade increases, while the excavated earth and sand becomes The amount of climbing over is also increased, and as a result, the amount of earth and sand that circulates and circulates together with the enlarged diameter excavating blade increases, and the efficiency of taking in the earth and sand intake port decreases.
特に、泥岩質系地盤を対象に大口径掘削(例えば5m以上の口径)を行おうとする場合には、特許文献1に記載の技術では実質的に拡径掘削翼の上部空間が円板にて閉塞される傾向にあることから、拡径掘削翼と円板との交点付近に掘削土砂が滞留してしまい、掘削の継続に伴い滞留土砂が増加して土砂取り込み口を閉塞してしまうことがあるほか、上記円板の上部にまで土砂が堆積してしまい、土砂総重量の増加により全旋回式オールケーシング掘削機の把持能力を超えてしまうおそれがあった。
In particular, when a large-diameter excavation (for example, a diameter of 5 m or more) is performed on a mudstone-based ground, the technique described in
他方、特許文献2に記載の技術では、掘削した土砂が拡径掘削翼の上方を乗り越えた場合にはその土砂は後段の拡径掘削翼にて集土されることになるが、拡径掘削翼とともに回転循環する土砂が増加することによって掘削土砂と水を混合撹拌している状態となってその掘削土砂は底泥化(ヘドロ化)し、底泥化した土砂は粘着性が高い故にケーソン内面への付着や、土砂取り込み口の閉塞等のトラブルを招き、それらの底泥化した土砂の二次的処分に余分な工数が必要となるとともにとコストアップを招いていた。
On the other hand, in the technique described in
このように、ケーソン圧入沈設工法の多様化と大口径化とともに多種多様な土質に対して有効な掘削排土技術および拡径掘削技術が要望されているところであり、本発明はこのような要請に応えるべくなされたものである。 Thus, there is a demand for effective excavation and excavation technology and widening excavation technology for a wide variety of soil types as well as diversification and enlargement of caisson press-fitting method, and the present invention meets such a demand. It was made to respond.
すなわち、本発明は特許文献1,2と同様の掘削排土技術を基本として、土砂取り込み口への掘削土砂の取り込み効率を改善した掘削排土方法とケーソンの圧入沈設方法および拡径掘削装置を提供するものである。
That is, the present invention is based on the same excavation and excavation technology as in
請求項1に記載の発明は、回転駆動されながら地中鉛直下方向に圧入されるケーシングパイプの外周に、放射状に突出する複数の掘削翼を備えているとともに、そのケーシングパイプのうち掘削翼との交点よりも回転方向前方側に土砂取り込み口が開口形成されていて、ケーシングパイプを掘削翼とともに回転させることで少なくとも掘削翼の下端部を掘削点として地盤を掘削して、その掘削土砂の少なくとも一部を掘削翼に沿わせて誘導し土砂取り込み口よりケーシングパイプ内に取り込み排土する方法であることを前提とする。
The invention according to
その上で、上記掘削翼は、掘削翼自体の突出方向に直交する断面においてその掘削点に対して当該掘削点よりも上方部が回転方向前方側にかぶさる形状であって、且つ掘削翼自体の突出方向に直交する断面において回転方向前方側の面が凹形状となっていて、上記掘削翼にて掘削した土砂を、その掘削翼の回転方向の前方且つ掘削点よりも上方側へ向けて誘導してケーシングパイプ内に取り込み排土することを特徴とする。 In addition, the excavation blade has a shape in which a portion above the excavation point covers the front side in the rotation direction with respect to the excavation point in a cross section perpendicular to the projecting direction of the excavation blade itself, and the excavation blade itself In the cross section perpendicular to the projecting direction, the surface on the front side in the rotational direction has a concave shape, and the earth and sand excavated by the excavating blade is guided forward in the rotational direction of the excavating blade and above the excavation point. Then, it is taken into the casing pipe and discharged.
望ましくは、請求項2に記載のように、平面視においてケーシングパイプに近い根元部側に対してケーシングパイプから遠い先端部側が回転方向前方側にかぶさる形状となっていて、上記掘削翼にて掘削した土砂を、その掘削翼の回転方向の前方且つ掘削点よりも上方側へ向けて誘導するとともに土砂取り込み口方向に誘導してケーシングパイプ内に取り込み排土することを特徴とするものとする。
Desirably, as described in
より望ましくは、請求項3に記載のように、上記掘削翼は、平面視において回転方向前方側の面が凹形状となっているものとする。
More preferably, as described in
特にケーソンの刃先下に掘削する場合に備えて、請求項4に記載のように、上記掘削翼は、固定掘削翼とこの固定掘削翼に対し平行移動可能な可動掘削翼とをもってそれ自体が伸縮可能に形成されていることにより、回転に伴い可動掘削翼の先端が描く軌跡が掘削径に応じて拡縮可能となっていることが望ましい。 In particular, in preparation for excavation under the cutting edge of a caisson, as described in claim 4, the excavation blade itself expands and contracts with a fixed excavation blade and a movable excavation blade movable in parallel to the fixed excavation blade. It is desirable that the trajectory drawn by the tip of the movable excavation blade with rotation can be expanded or contracted according to the excavation diameter.
この場合には、請求項5に記載のように、上記可動掘削翼は、平面視においてケーシングパイプに近い根元部側に対しケーシングパイプから遠い先端部側が回転方向前方側に向かって段階的にかぶさるように一段以上の入射角を有する形状とするか、または可動掘削翼それ自体の平面視形状を曲線をもって湾曲した形状とすることで、平面視において回転方向前方側の面が凹形状となっているものとする。
In this case, as described in
ここに言う曲線をもって湾曲した形状とは、単純円形のほか放物線、対数螺旋形等のいわゆる二次曲線をもって湾曲した形状をいう。 The shape curved with a curve here refers to a shape curved with a so-called quadratic curve such as a parabola or a logarithmic spiral as well as a simple circle.
また、例えば硬質地盤の掘削に際しては、請求項6に記載のように、上記ケーシングパイプ径よりも大径で且つ掘削翼が掘削可能な最小掘削径よりも小径の先行掘削孔を掘削して、掘削翼にて掘削した土砂をケーシングパイプと先行掘削孔との隙間より先行掘削孔内へ取り込み排土することが望ましい。
For example, when excavating hard ground, as described in
上記いずれの掘削方法においても、ケーシング内に取り込んだ土砂を排土する手段としては、請求項7に記載のバケット式排土手段や、請求項8に記載の泥水式排土手段を用いるものとする。
In any of the above excavation methods, as means for earth removal of sediment captured in the casing, and bucket dumping means according to
請求項9に記載の発明は、請求項4または5に記載の掘削排土方法をもってケーソンを圧入沈設する工法を特定したものであって、ケーソンの刃先よりも下方位置に収縮状態とした掘削翼を位置させた上で掘削翼を伸長させることにより、その掘削翼の一部を形成している可動掘削翼の先端が回転により描く軌跡を拡径させる工程と、拡径状態とした掘削翼によりケーソンの刃先下を少なくともケーソンの内径よりも大きな掘削径をもって掘削する工程と、上記刃先下の拡径掘削後にケーソンを圧入沈設する工程と、を含むことを特徴とする。
The invention according to
したがって、少なくとも請求項1に記載の発明では、掘削翼が、掘削翼それ自体の突出方向に直交する断面においてその掘削点に対して当該掘削点よりも上方部が回転方向前方側にかぶさる形状であって、且つ掘削翼自体の突出方向に直交する断面において回転方向前方側の面が凹形状となっているため、掘削した土砂が掘削翼の上を乗り越えにくくなり、掘削土砂を土砂取り込み口に一段と導入しやすくなって、ケーシングパイプ内への土砂取り込み効率が向上することになる。
Therefore, in at least the invention described in
請求項10に記載の発明は、実質的に請求項1に記載の技術を拡径掘削装置として捉えたものであって、掘削翼は、固定掘削翼とこの固定掘削翼に対し平行移動可能な可動掘削翼とをもってそれ自体が伸縮可能に形成されていることより、回転に伴い可動掘削翼の先端が描く軌跡が掘削径に応じて拡縮可能に構成されている一方、少なくとも上記可動掘削翼は、固定掘削翼に対するそれ自体の移動方向に直交する断面においてその掘削点に対して当該掘削点よりも上方部が掘削進行方向前方側にかぶさる形状となっていることを特徴とする。
The invention according to claim 10 substantially captures the technique according to
この場合において、請求項11に記載のように、上記固定掘削翼は、可動掘削翼とともに、それ自体の長手方向に直交する断面において回転方向前方側の面が凹形状となっていることが望ましい。
In this case, as described in
また、請求項12に記載のように、請求項10または11に記載の可動掘削翼に代えて、可動掘削翼は、平面視においてケーシングパイプに近い根元部側に対してケーシングパイプから遠い先端部側が回転方向前方側にかぶさる形状となっているとともに、固定掘削翼に対するそれ自体の移動方向に直交する断面において回転方向前方側の面が凹形状となっててあっても良い。
Further, as described in
この場合において、請求項13に記載のように、上記可動掘削翼は、平面視において回転方向前方側の面が凹形状となっていることが望ましい。
In this case, as described in
さらに、請求項14に記載のように、上記可動掘削翼は、平面視においてケーシングパイプに近い根元部側に対しケーシングパイプから遠い先端部側が掘削進行方向前方側に向かって段階的にかぶさるように一段以上の入射角を有する形状とするか、または可動掘削翼それ自体の平面視形状を曲線をもって湾曲した形状とすることで、平面視において回転方向前方側の面が凹形状となっていることが望ましい。
Furthermore, as described in
また、請求項10に記載の拡径掘削装置を前提とした場合には、請求項15に記載のように、上記固定掘削翼に対する可動掘削翼の移動方向に直交する断面においてその可動掘削翼の掘削点に対して当該掘削点よりも上方部が回転方向前方側にかぶさる形状の度合いであるかぶり量が、可動掘削翼のうちケーシングパイプから遠い先端部側からケーシングパイプに近い根元部側に向かって漸次小さくなるように設定してあることが望ましい。
Further, in the case of assuming the diameter expanding excavator according to
なお、請求項10〜15に記載のいずれの拡径掘削装置の場合においても、請求項16に記載のように、上記ケーシングパイプには、その平面視においてケーシングパイプの接線方向を指向する複数の掘削翼を等ピッチで設けてあるものとし、さらに、請求項17に記載のように、上記ケーシングパイプのうち掘削翼の下方位置に、そのケーシングパイプ径よりも大径で且つ掘削翼が掘削可能な最小掘削径よりも小径の先行掘削孔を掘削する先行掘削翼を設けてあるものとする。
In any of the diameter-expanded excavators according to
したがって、特に請求項15に記載の発明では、可動掘削翼におけるかぶり量が、可動掘削翼のうちケーシングパイプに遠い部分からケーシングパイプに近い部分に向かって漸次小さくなるようにいわゆる徐変形状に形成されていることから、そのかぶり量の徐変による案内効果のために掘削翼にて押しやられる土砂をその掘削翼の根元側に誘導することができるようになる。このことは土砂が土砂取り込み口に入りやすくなることを意味し、ケーシングパイプ内への土砂取り込み効率が一段と向上することになる。
Therefore, in particular, in the invention described in
このような土砂誘導効果は、請求項13に記載のように、可動掘削翼が平面視において回転方向前方側の面が凹形状のものとして形成されていると、より一層顕著となる。
Such sediment-induced effects, as described in
請求項1に記載の発明によれば、断面形状においていわゆるかぶりを有し且つ回転方向前方側の面が凹形状となっている掘削翼にて掘削した土砂を、その掘削翼の掘削進行方向の前方且つ上方側へ誘導してケーシングパイプ内に取り込み排土するようにしたため、掘削した土砂が掘削翼の上を乗り越えにくくなるとともに、掘削翼にて押しやられる土砂をその掘削翼の根元側に誘導することができることから、掘削土砂を土砂取り込み口に一段と導入しやすくなって、ケーシングパイプ内への土砂取り込み効率が向上する。特に、上記のように掘削翼の断面形状が回転方向前方側の面が凹形状のものであることによって、上記効果が一段と顕著となる。
According to the invention described in
請求項2,3に記載の発明によれば、掘削翼が断面形状においていわゆるかぶりを有し且つ回転方向前方側の面が凹形状となっているのに加えて、掘削翼の平面視形状がいわゆるかぶりを有する形状であるか、または掘削翼の平面視形状が回転方向前方側の面が凹形状となっているものであるため、掘削翼にて押しやられる土砂をより確実に掘削翼の根元側に誘導することができるようになり、掘削土砂を土砂取り込み口に一段と導入しやすくなって、ケーシングパイプ内への土砂取り込み効率が飛躍的に向上するようになる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、掘削翼自体が伸縮可能であって、掘削径に応じて拡縮可能となっていることから、掘削径違いに掘削にも柔軟に対応することができるようになって汎用性が高くなり、特にケーソンの刃先下を掘削するような場合に著しく有利となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the excavating blade itself can be expanded and contracted, and can be expanded or contracted according to the excavation diameter, so that excavation can be flexibly dealt with regardless of the excavation diameter. Therefore, the versatility is enhanced, and this is particularly advantageous when excavating under the cutting edge of a caisson.
請求項6に記載の発明によれば、先行掘削孔を掘削することで、掘削翼にて掘削した土砂をケーシングパイプと先行掘削孔との隙間より先行掘削孔内へ取り込み排土するようにしたため、特に硬質地盤の掘削にも無理なく対応することができるとともに、掘削土砂の取り込み排土も確実に行うことができるようになる。 According to the sixth aspect of the present invention, the excavation of the preceding excavation hole allows the earth and sand excavated by the excavating blade to be taken into the preceding excavation hole through the gap between the casing pipe and the preceding excavation hole and discharged. In particular, it is possible to cope with excavation of hard ground without difficulty, and it is also possible to reliably take in and discharge excavated soil.
請求項9に記載の発明によれば、上記のような掘削排土方法を前提とした上でケーソンの圧入沈設を行うようにしたため、土砂取り込み効率の改善によりケーソンの構築の工期短縮に大きく寄与できるようになる。
According to the invention described in
請求項10に記載の発明によれば、請求項4に記載の技術を拡径掘削装置として特定したものであるため、同請求項4に記載の発明と同様の効果が得られる。
According to the invention described in
図1〜8は本発明に係る掘削排土方法および拡径掘削装置のより具体的な第1の実施の形態を示し、特に図1は硬質地盤下におけるケーソン1の刃先(刃口面)1aの下方(以下、刃先下という)を拡径掘削することでケーソン1の刃先下における圧入抵抗の軽減を図り、ケーソン1の構成要素であるセグメントを継ぎ足しながらそのケーソン1を圧入沈設する装置の全体の概略構造を示している。
1 to 8 show a more specific first embodiment of the excavation and earthing method and the expanded-diameter excavator according to the present invention. In particular, FIG. 1 shows a cutting edge (blade surface) 1a of a
ここで、ケーソンの圧入沈設工法に際し、掘削地盤が硬質地盤である場合にはケーソンの刃先下の地盤抵抗により圧入抵抗が膨大となる。そのため、ケーソンをもって壁体となるべき箇所を予め掘削して土砂を置き換えてからケーソンを圧入沈設する場合と、ケーソンの刃先下を拡径掘削可能な掘削装置を用い、ケーソン内部と共にケーソンの刃先下を掘削しながら徐々にケーソンを圧入沈設する場合とがあるが、ここでは後者の工法に適用する場合の例を示す。 Here, in the caisson press-fitting method, when the excavated ground is hard ground, the press-fit resistance becomes enormous due to the ground resistance under the cutting edge of the caisson. Therefore, when excavating the caisson in place after excavating the place to be a wall with caisson and replacing the earth and sand, and using a drilling device capable of expanding the caisson under the tip of the caisson, the inside of the caisson and under the tip of the caisson In some cases, the caisson is gradually press-fitted and submerged while excavating, but here, an example of application to the latter method is shown.
図1に示す拡径掘削装置は、大別してケーシングパイプ2と、このケーシングパイプ2の先端部の周囲に放射状に配設された例えば三組のブレード状の掘削翼3と、上記ケーシングパイプ2の駆動装置として機能する回転押し込み装置4と、ケーソン1を順次圧入沈設する圧入沈設装置としての複数の圧入ジャッキ5と、図示外のクローラクレーン等により吊り下げ支持されていて、掘削に伴いケーシングパイプ2内に導入された土砂を搬出するべく揚排土手段として機能するハンマーグラブ6等から構成してある。
1 is roughly divided into a
上記回転押し込み装置4は全旋回式オールケーシング掘削機の駆動部と同等の機能を有するものであり、ケーシングパイプ2をチャッキング(把持)した上でこれを例えば平面視にて時計回り方向に回転駆動させる機能と、そのケーシングパイプ2の回転駆動と並行してケーシングパイプ2に推力を付与して地中に圧入する機能とを有している。また、圧入ジャッキ5は加圧板7を介してそれよりも下側のケーソン1全体を圧入沈設する機能を有している。
The rotary push-in device 4 has a function equivalent to that of a drive unit of an all-swivel all-casing excavator. After the
図2は上記ケーシングパイプ2の要部を拡大した図であり、また図3は図2のA−A線に沿う断面図を、図4は図2のB−B線に沿う断面図をそれぞれ示している。先に述べたようにケーシングパイプ2の先端部外周には三枚の掘削翼3を直径方向または接線方向を指向するように放射状に配置してあるほか、その下方には螺旋状の補助翼8とともに同じく三枚構成の先行掘削翼9を装着してある。ケーシングパイプ2の円筒胴部外周面の三等分位置には略偏平ボックス状をなす翼ブラケット10を固定してあり、それぞれの翼ブラケット10に対して掘削翼3を形成している固定掘削翼12を複数のボルト11にて固定してある。これにより、各掘削翼3はケーシングパイプ2の接線方向を指向するように等ピッチで取り付けてある。
2 is an enlarged view of the main part of the
各掘削翼3は平板状の固定掘削翼12に対しこれよりも幅狭で且つ平面視にて略弓形状に湾曲した可動掘削翼13を重ね合わせるように配置したもので、固定掘削翼12は根元部側から先端部側に向かってその幅寸法(図2における上下方向寸法)が漸次小さくなるような形状であるのに対して、可動掘削翼13はその幅寸法がほぼ一定した形状のものとなっている。そして、図4に示すように、可動掘削翼13は固定掘削翼12に対し上下一対のリニアガイド14をもってスライド可能に、すなわち平行移動可能に案内支持されているとともに、固定掘削翼12と可動掘削翼13との間には直動型アクチュエータとして油圧シリンダ15を架橋的に配置してある。
Each
より具体的には、固定掘削翼12の背面側には油圧シリンダ15のシリンダチューブを固定してある一方、固定掘削翼12をその厚み方向に貫通するブラケット16を介してピストンロッドの先端を可動掘削翼13に連結してある。これにより、可動掘削翼13は固定掘削翼12に対して進退移動可能であって、油圧シリンダ15の伸長動作をもって固定掘削翼12に対し可動掘削翼13を伸長させた時には図2,3に示すような拡径状態となり、逆に油圧シリンダ15の収縮動作をもって固定掘削翼12に対し可動掘削翼13を収縮させた時には図7,8に示すような縮径状態となるように設定してあり、掘削翼3全体として拡縮径可能な構造としてある。
More specifically, while the cylinder tube of the
そして、上記掘削翼3の拡径状態においてその先端である最大直径部が描く軌跡の直径は、図1に示すように少なくとも圧入すべきケーソン1の内径よりも大きくなるように設定してある一方、逆に上記掘削翼3の縮径状態においてその先端である最大直径部が描く軌跡の直径は、図1に示すように少なくとも圧入すべきケーソン1の内径よりも小さくなるように設定してある。
The diameter of the locus drawn by the maximum diameter portion at the tip of the
なお、掘削翼3を形成している固定掘削翼12の下面のほか、同じく可動掘削翼13の下面および長手方向の先端面にはそれぞれに複数の掘削刃(ビット)17を植設してある。したがって、掘削翼3が縮径状態にあるか拡径状態にあるか、さらにはそれらの拡径状態と縮径状態の中間状態(拡径状態から縮径状態への過渡状態またはその逆の縮径状態から拡径状態への過渡状態)にあるかにかかわらず、ケーシングパイプ2とともに掘削翼3に回転力と掘削推力とを与えれば、いずれの状態にあっても掘削翼3は積極的な掘削が可能となっている。すなわち、ケーシングパイプ2とともに掘削翼3に回転力と掘削推力とを与えれば、図4に示すように少なくとも掘削翼3の下端部の掘削刃17を掘削点として地盤の積極的な掘削が可能となっている。また、各掘削翼3を形成している固定掘削翼12の下面は一部テーパ状に形成してあり、したがって掘削翼3の下面がその回転によって描く軌跡の少なくとも中央部は略円錐形状のものとなるように設定してある。
In addition to the lower surface of the fixed
図3のほか図5に示すように、上記掘削翼3を形成している可動掘削翼13は、固定掘削翼12の軸線(固定掘削翼12に対する可動掘削翼13の移動方向または固定掘削翼12の長手方向軸線)Lを基準にその先端部を二段の入射角θ1およびθ2をもって順次回転方向の前方側(掘削進行方向の前方側)に段階的に屈曲もしくは湾曲させることより先にも述べたように平面視にて略弓形状に湾曲していて、実質的に可動掘削翼13は平面視において回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となる前向き羽根形状のものとして形成されている。このように可動掘削翼13が平面視において回転方向に向かって凹形状となる前向き羽根形状に形成されていることで、その可動掘削翼13の最外径側の先端が、回転方向において後述する土砂取り込み口21よりも常に前方側に位置している。
As shown in FIG. 5 in addition to FIG. 3, the
つまり、図5に示すように、可動掘削翼13は平面視においてケーシングパイプ2に近い根元部側に対しケーシングパイプ2から遠い先端部側が回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって段階的にかぶさるように二段の入射角θ1,θ2を有していて、それらの入射角θ1とθ2との和が平面視における可動掘削翼13の回転方向でのかぶり量となっている。その結果として、後述するように掘削翼3にて掘削した土砂を、その掘削翼3の回転方向または掘削進行方向の前方且つ上方側に向けて誘導するようになっている。
That is, as shown in FIG. 5, the
また、図4に示すように、上記掘削翼3を形成している可動掘削翼13にはその長手方向に沿っていわゆる庇状の土砂前戻し板18を設けてある。この土砂前戻し板18は、可動掘削翼13の上端からそれの面直角に延びる上板19と、その上板19と可動掘削翼13自体とにまたがるように角度θ3をもって配置された斜状板20とからなり、この土砂前戻し板18があることによって、可動掘削翼13はそれ自体の長手方向(固定掘削翼12に対するそれ自体の移動方向)に面直角な断面が回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成してある。
As shown in FIG. 4, the
すなわち、可動掘削翼13は、掘削翼3それ自体の突出方向または長手方向に面直角な断面において、回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成されていることで、下側の掘削点となる掘削刃17に対して当該掘削刃17よりも上方に位置する部分が回転方向前方側または掘削進行方向前方側にかぶさる形状となっていて、その前向き羽根形状の凹形状の度合いであるかぶり量αは長手方向においてほぼ一定したものとして設定してある。その結果として、後述するように掘削翼3にて掘削した土砂を、その掘削翼3の回転方向または掘削進行方向の前方且つ上方側に向けて誘導するようになっている。
That is, the
図2,4に示すように、上記ケーシングパイプ2のうち各掘削翼3の根元部と略同等高さ位置であって、且つ各掘削翼3の回転方向前方側でそれらの掘削翼3と干渉しない位置、すなわちケーシングパイプ2と掘削翼3とのなす交点位置の前方側には、ケーシングパイプ2の内外を連通するべく略矩形状の土砂取り込み口21を上下二段にわたり開口形成してある。これらの土砂取り込み口21は、後述するように掘削翼3の回転に伴いその掘削翼3の根元部側であって且つ回転方向前方側に集められた土砂を積極的にケーシングパイプ2内に取り込む役目をすることになる。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
さらに、ケーシングパイプ2のうち掘削翼3の装着位置よりも下方位置には螺旋状の補助翼8を装着してあるとともに、その補助翼8の下方位置には平面視にて略くの字状に屈曲した三枚の先行掘削翼9を放射状に配置してある。より詳しくは、図6に示すように、ケーシングパイプ2の先端にはそのケーシングパイプ2の一部を形成することになるほぼ同径のケーシングアタッチメント22が着脱可能に装着されていて、そのケーシングアタッチメント22の外周には平面視にて略くの字状に屈曲した例えば三枚の先行掘削翼9を装着してある。この先行掘削翼9は、平面視にて略くの字状に屈曲したブレード23の下端に複数の掘削刃24を植設するとともに、背面側を補強プレート25にて補強したものであり、同時にケーシングアタッチメント22の円筒胴部には各先行掘削翼9に近接するようにしてその根元部の回転方向前方側に先行掘削翼9と同等高さ位置に略矩形状の土砂取り込み口26を開口形成してある。
Further, a spiral
そして、各先行掘削翼9の先端(最大直径部)がその回転によって描く軌跡の直径、すなわち掘削径は当然のことながらケーシングパイプ2(ケーシングアタッチメント22)の外径よりも大きく且つ縮径状態の掘削翼3(図7,8の状態)がその回転によって描く軌跡の直径よりも小さく設定してある。また、ケーシングアタッチメント22の下端には複数の掘削刃27を植設してある。
And the diameter of the locus which the tip (maximum diameter portion) of each preceding
したがって、本実施の形態によれば、図1に示すように、ケーシングパイプ2を時計回り方向に回転させながら所定の掘削推力(掘進力)を付与して、複数の掘削翼3にてケーソン1の刃先下をケーソン1自体の内径よりも大きくなるように拡径気味に掘削しながらそのケーソン1を徐々に圧入沈設することになる。なお、ケーソン1の圧入沈設の進行に伴いケーソン1自体の上段側への継ぎ足しが行われるとともに、ケーシングパイプ2も所定のチューブアタッチメントの継ぎ足しが行われる。
Therefore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a predetermined excavation thrust (digging force) is applied while rotating the
すなわち、図1では各掘削翼3が図2,3に拡大して示すような拡径状態にあることから、ケーシングパイプ2を時計回り方向に回転駆動させながら所定の掘削推力(掘進力)を付与すると、ケーシングパイプ2の最下端が先行して地盤に食い込み、その口径に相当する土砂を周囲の土砂から切り取ってケーシングパイプ2の内部に取り込むとともに、先行掘削翼9が図2の掘削径D1にて地盤を掘削して、その掘削した土砂を土砂取り込み口26からケーシングパイプ2の内部に取り込むことになる。その一方、ケーシングパイプ2の外側では拡径状態にある各掘削翼3が大きな口径のもとで地盤を掘削し、掘削された土砂が徐々にケーンシングパイプ2の近くに寄せ集められて、一部の土砂が先行掘削翼9にて先行掘削された掘削孔内に落とし込まれることになるとともに、残りの一部の土砂が土砂取り込み口21からケーシングパイプ2の内部に取り込まれることになる。つまり、ケーシングパイプ2の先端による掘削と拡径掘削翼9による掘削、さらには掘削翼3による掘削とをもって、図1に示すようにいわゆる三段の段付き孔状の掘削が行われることになる。
That is, in FIG. 1, each
この時、土砂取り込み口21の直下に位置している螺旋状の補助翼8は、先行掘削翼9にて掘削された掘削孔に落とし込まれた土砂をその補助翼8位置よりも下方に押し込む役目をし、それによって土砂取り込み口26からの掘削土砂の取り込み効率が向上することになる。
At this time, the spiral
なお、掘削翼3が拡径状態にあるか縮径状態にあるかにかかわらず、拡縮径用の油圧シリンダ15の油圧供給経路をいわゆる油圧的にロックすることで、その拡径または縮径状態が自己保持される。
Regardless of whether the
そして、このような掘削の進行と並行して、ケーシングパイプ2内に取り込まれた土砂を例えば図1に示したハンマーグラブ6にて排土する。
In parallel with the progress of such excavation, the earth and sand taken into the
ここで、各掘削翼3を形成している可動掘削翼13が土砂前戻し板18を有していて、可動掘削翼13それ自体の長手方向に面直角な断面が回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成してあることから、掘削された土砂は可動掘削翼13の前面側に滞留することになるものの、その可動掘削翼13の上方側を土砂が乗り越えることはなく、特に可動掘削翼13の下側の掘削刃17にて掘削された土砂は図4に示すように掘削翼3の回転方向または掘削進行方向の前方側に向けて且つ掘削点である下側の掘削刃17よりも上方側に向けて誘導され、結果として図4に矢印M1で示すように上下方向での旋回を繰り返しながら掘削翼3の前方側に押しやられることになる。その結果として、掘削翼3の回転に伴いその前方側に押しやられる土砂の量が従来よりも増加することで、先行掘削翼9にて掘削された掘削孔への土砂の落とし込み効率、あるいは土砂取り込み口21からケーシングパイプ2の内部への土砂の取り込み効率が向上することになる。
Here, the
その一方、掘削翼3を形成している可動掘削翼13は上記のようにその断面が回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成してあるのに加えて、平面視においても回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成してあるため、図3に示すように可動掘削翼13の外径側先端部(ケーシング2から遠い部分)で捕集された土砂ほどその誘導方向が可動掘削翼13それ自体が回転によって描く回転軌跡の中心側、すなわち矢印M2で示すようにケーシングパイプ2の中心方向を指向するようになる。
On the other hand, the
このことは、掘削された土砂が各掘削翼3の回転に伴って徐々にケーシングパイプ2の外周面近くに積極的に集められることを意味することから、それによって先行掘削翼9にて掘削された掘削孔への土砂の落とし込み、あるいは土砂取り込み口21からケーシングパイプ2の内部空間への土砂の取り込みが一段と促進されることになる。このような機能は、掘削翼3が図2,3に示すような拡径状態にある場合だけでなく、図7,8のような縮径状態にある場合、あるいは縮径状態と拡径状態との過渡状態にある場合でも同様に発揮される。
This means that the excavated earth and sand are actively collected near the outer peripheral surface of the
このように本実施の形態によれば、可動掘削翼13の断面が回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成してあるのに加えて、平面視においても回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成してあるため、特に掘削翼3による土砂の捕集効率または押しのけ効率とともに土砂取り込み口21からケーシングパイプ2内への取り込み効率が向上するとともに、掘削翼3にて掘削された土砂の先行掘削孔への落とし込み効率ひいては土砂取り込み口26からケーシングパイプ2内への同じく土砂取り込み効率が飛躍的に向上することになる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、上記実施の形態では、可動掘削翼13のみに土砂前戻し板18を付設しているが、後述するように固定掘削翼12にも同様に土砂前戻し板18を設けることももちろん可能である。また、図4に示したところの土砂前戻し板18の幅寸法(図4に示したかぶり量α)をその長手方向でほぼ一定としているが、必要に応じてその幅寸法がケーシングパイプ2に近くなるにしたがって漸減するような形状としても良い。
In the above embodiment, the earth and
さらに、上記実施の形態では、ケーシング2内に取り込んだ土砂を排土する手段としてバケット式排土手段であるハンマーグラブ6を用いているが、排土手段としてはどのようなものを用いても良く、上記ハンマーグラブ6に代えて例えば泥水式排土手段を採用することも可能である。この場合には、図9に示すように、ケーシング2の先端の孔底部付近にサンドポンプ60を投入し、排出管61にて掘削土砂を水とともに一旦地上に吸い上げて図示外の沈殿槽に貯留し、土砂を沈殿・ふるい分けした後に、その沈殿・ふるい分け後の水を再使用泥水として孔内に戻すようにする。あるいは、図9のサンドポンプ60に代えて、それと同等位置に地上側のコンプレッサーから圧縮空気を導入する一方、泥水化した掘削土砂を空気の浮上力を利用して排出管61にて一旦地上に排出して図示外の沈殿槽に貯留し、以降は上記と同様に土砂を沈殿・ふるい分けした後に、その沈殿・ふるい分け後の水を再使用泥水として孔内に戻すいわゆるエアリフト方式と称される泥水排土方式を採用しても良い。
Furthermore, in the said embodiment, although the
図10〜12は本発明の第2の実施の形態として、可動掘削翼13に付設された土砂前戻し板の変形例を示している。なお、図10〜12では先の第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
FIGS. 10-12 shows the modification of the earth-and-sand return plate attached to the
図4に示した第1の実施の形態の土砂前戻し板18は上板19と斜状板20とで形成してあるのに対して、図10,11に示す第2の実施の形態では、可動掘削翼13の前面に断面略くの字状に屈曲した単板構造の土砂前戻し板38を斜め上向きに装着してある。そして、図11の(A)は図10のa−a線断面を、同図(B)は図10のb−b線断面を、同図(C)は図10のc−c線断面をそれぞれ示しているものであるが、これらの図から明らかなように土砂前戻し板38は可動掘削翼13の長手方向全体を通して均一断面のものとして形成してある。
The earth and
言い換えるならば、図10,11に示した掘削翼3の可動掘削翼13には土砂前戻し板38が付設されていることによって、図11から明らかなように、可動掘削翼13の移動方向または長手方向に面直角な断面においてその掘削点である掘削刃17の位置に対して当該掘削刃17よりも上方の部位が掘削進行方向前方側にかぶさる形状、すなわち可動掘削翼13の移動方向または長手方向に面直角な断面において掘削進行方向前方側に向かって凹形状となる前向き羽根形状のものとして形成されている。
In other words, as the
また、図10から明らかなように、可動掘削翼13は先の実施の形態のものと同様に平面視において入射角θ1,θ2を有していることから、同平面視においてケーシングパイプ2に近い根元部側に対してケーシングパイプ2から遠い先端部側が掘削進行方向前方側にかぶさる形状、すなわち平面視においても掘削進行方向前方側に向かって凹形状となる前向き羽根形状のものとして形成してある。
As is clear from FIG. 10, the
したがって、土砂前戻し板38の形状が異なるこの第2の実施の形態においても、基本的には図4に示した第1の実施の形態と同様の作用効果が得られることになる。
Therefore, also in the second embodiment in which the shape of the earth and
すなわち、図12は図11の(A)の断面での土砂の掘削状況を示したもので、図12の(A),(B),(C)の順に掘削土砂の誘導が行われるものであるが、特に可動掘削翼13の下側の掘削刃17にて掘削された土砂は可動掘削翼13にて徐々に掘削進行方向前方側に寄せ集められることになる。そして、同図(B),(C)に示すように、掘削の進行に伴い土砂前戻し板38の傾斜に沿って斜め上向きにも盛り上がるようにして掘削土砂の保有量が増加することになるものの、盛り上がりが限界となった土砂は同図のように掘削進行方向前方側に崩れ落ちることになるので、土砂前戻し板38を土砂が乗り越えてしまうことはなく、最終的にはそれらの土砂は可動掘削翼13にて掘削進行方向前方側に押しやられながら、同時に図10に示したように掘削翼3の平面視でも所定のかぶり量を有しているために、可動掘削翼13のほか固定掘削翼12に案内されるようにして徐々に掘削翼3の根元部側、ひいては図3のM2なる軌跡のもとで順次土砂取り込み口21側へと誘導されることになる。
That is, FIG. 12 shows the state of excavation of the earth and sand in the cross section of (A) of FIG. 11, and excavation earth and sand are guided in the order of (A), (B), and (C) of FIG. In particular, the earth and sand excavated by the excavating
図13,14は本発明の第3,第4の実施の形態を示す図である。 13 and 14 are diagrams showing third and fourth embodiments of the present invention.
図13に示す第3の実施の形態では、図5と比較すると明らかなように、掘削翼3を形成している可動掘削翼33が平面視において回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成するにあたり、その先端部を回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向けて屈曲もしくは湾曲させる段階数を図5のものより増加させたものである。つまり、可動掘削翼33はθ11〜θ14の四段階をもって回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向けて屈曲もしくは湾曲させてある。なお、θ11〜θ14の総和が、可動掘削翼33が平面視において回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状の前向き羽根形状となるためのかぶり量となる。
In the third embodiment shown in FIG. 13, as is clear from FIG. 5, the movable excavation blade 33 forming the
また、図14に示す第4の実施の形態では、図5と比較すると明らかなように、掘削翼3を形成している可動掘削翼43が平面視において回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成するにあたり、その先端部を回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向けて滑らかな円弧状面をもって屈曲もしくは湾曲させたものである。もちろん、この円弧状面には、単純な円形だけでなく例えば放物線形、対数螺旋形等の二次曲線の曲率形状をも含むものである。
Further, in the fourth embodiment shown in FIG. 14, as is clear from the comparison with FIG. 5, the
これらの第3,第4の実施の形態においても先の第1の実施の形態と同様の作用効果が得られるものであることは言うまでもない。 In these third and fourth embodiments, it goes without saying that the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.
図15,16は本発明の第5,第6の実施の形態を示す図である。なお、これらの第5,第6の実施の形態においても先の第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。 15 and 16 are diagrams showing fifth and sixth embodiments of the present invention. In these fifth and sixth embodiments, the same reference numerals are given to the portions common to the previous first embodiment.
図15に示す第5の実施の形態では、図4と比較すると明らかなように、掘削翼3を形成している可動掘削翼13がその断面において回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成するにあたり、庇状の土砂前戻し板18を形成している斜状板30そのものも回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるように断面略くの字状に屈曲したものを採用したものである。
In the fifth embodiment shown in FIG. 15, the
また、図16に示す第6の実施の形態では、図4と比較すると明らかなように、掘削翼3を形成している可動掘削翼13がその断面において回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成するにあたり、庇状の土砂前戻し板18を形成している斜状板40そのものも回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるように断面円弧状に屈曲したものを採用したものである。もちろん、この円弧状面には、単純な円形だけでなく例えば放物線形、対数螺旋形等の二次曲線の曲率形状をも含むものである。
Further, in the sixth embodiment shown in FIG. 16, as is clear from FIG. 4, the
これらの第5,第6の実施の形態によれば、可動掘削翼13の断面における土砂保有量が一段と向上する利点がある。
According to the fifth and sixth embodiments, there is an advantage that the amount of earth and sand retained in the cross section of the
図17,18は本発明の第7の実施の形態を示す図であり、先の第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。 FIGS. 17 and 18 are views showing a seventh embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the portions common to the first embodiment.
図17,18に示すように、掘削翼3を形成している可動掘削翼53は、先の第1の実施の形態のように平面視にてその先端部を屈曲もしくは湾曲させることなくいわゆる平板状のものとする一方、その平板状の可動掘削翼53にはその長手方向に沿っていわゆる庇状の土砂前戻し板28を設けてある。これにより、可動掘削翼53は固定掘削翼12に対していわゆる平行移動可能な形態となっている。
As shown in FIGS. 17 and 18, the
上記土砂前戻し板28は、可動掘削翼53の上端からそれの面直角に延びる上板39と、その上板39と可動掘削翼53自体とにまたがるように角度βをもって配置された斜状板50とからなり、この土砂前戻し板28があることによって、可動掘削翼53はそれ自体の長手方向(固定掘削翼12に対するそれ自体の移動方向)に面直角な断面が回転方向前方側または掘削進行方向前方側に向かって凹形状となるいわゆる前向き羽根形状のものとして形成してある。そして、上記上板39の幅寸法たるかぶり量Wは可動掘削翼53のうちケーシングパイプ2に遠い部分からケーシングパイプ2に近い部分に向かって漸次小さくなるように設定してあるとともに、斜状板50の幅寸法Hおよび角度βもまた可動掘削翼53のうちケーシングパイプ2に遠い部分からケーシングパイプ2に近い部分に向かって漸次小さくなるように設定してある。
The earth-and-
言い換えるならば、可動掘削翼53の断面における前向き羽根形状の凹形状の度合いであるかぶり量が、可動掘削翼53のうちケーシングパイプ2に遠い部分からケーシングパイプ2に近い部分に向かって漸次小さくなるように設定してある。
In other words, the amount of fog, which is the degree of the concave shape of the forward blade shape in the cross section of the
したがって、この第7の実施の形態によれば、可動掘削翼53そのものはいわゆる平板形状であるものの、ケーシングパイプ2に遠い部分からケーシングパイプ2に近い部分に向かってかぶり量が漸次小さくなる土砂前戻し板28を備えていることによって、先に述べた第1の実施の形態と同様の作用効果が得られることになる。
Therefore, according to the seventh embodiment, the
ここで、図1ではケーソン1の刃先下を拡径状態とした掘削翼3で掘削する場合を示しているが、もちろん縮径状態とした掘削翼3にてケーソン1の刃口よりも上方のケーソン1の内部の孔底を掘削することももちろん可能である。つまり、掘削翼3がケーソン1の刃口1aよりも上方に位置している状態では掘削翼3を縮径状態として掘削を行う一方、掘削翼3がケーソン1の刃先下に到達した時点で初めて掘削翼3を拡径状態に移行しながら掘削を行うとともに、引き続きその拡径状態のままで所定深度まで掘削を行うこともできる。
Here, FIG. 1 shows a case where excavation is performed with the
図19〜図22は本発明の第8の実施の形態を示す図で、特に図19は図8と同様の掘削翼3の縮径状態を、図21は図3と同様の掘削翼3の拡径状態をそれぞれ示している。なお、これらの図19〜22において、図10〜12に示した第2の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
19 to 22 are views showing an eighth embodiment of the present invention. In particular, FIG. 19 shows a reduced diameter state of the
この第8の実施の形態では、図20,22から明らかなように、可動掘削翼13の前面に断面略くの字状に屈曲した単板構造の土砂前戻し板38を斜め上向きに装着してあるのに加えて、固定掘削翼12の前面にも同じく断面略くの字状に屈曲した単板構造の土砂前戻し板48を斜め上向きに装着したものである。そして、掘削翼3が縮径状態にあるか拡径状態にあるか、さらには縮拡径動作の過渡状態にあるかにかかわらず、可動掘削翼13側の土砂前戻し板38と固定掘削翼12側の土砂前戻し板48とが相互に干渉することがないように、固定掘削翼12と可動掘削13との重合方向において双方の土砂前戻し板48,38同士をオフセットさせてある。
In this eighth embodiment, as is clear from FIGS. 20 and 22, a single-plate earth and
言い換えるならば、図19〜22に示した掘削翼3では、その可動掘削翼13に土砂前戻し板38が付設されているのに加えて、固定掘削翼13にも土砂前戻し板48が付設されていることから、図20,22から明らかなように、縮径状態にあるか拡径状態にあるかにかかわらず、掘削翼3の長手方向の全長において、その長手方向に面直角な断面形状がその掘削点である掘削刃17の位置に対して当該掘削刃17よりも上方の部位が掘削進行方向前方側にかぶさる形状、すなわち掘削翼3の長手方向に面直角な断面において掘削翼3全体が掘削進行方向前方側に向かって凹形状となる前向き羽根形状のものとして形成されている。
In other words, in the
また、図19,21から明らかなように、可動掘削翼13は図10〜12に示した第2の実施の形態のものと同様に平面視において入射角θ1,θ2を有していることから、同平面視においてケーシングパイプ2に近い根元部側に対してケーシングパイプ2から遠い先端部側が掘削進行方向前方側にかぶさる形状、すなわち少なくとも可動掘削翼13は平面視においても掘削進行方向前方側に向かって凹形状となる前向き羽根形状のものとして形成してある。
As is clear from FIGS. 19 and 21, the
したがって、この第8の実施の形態によれば、図10〜12に示した第2の実施の形態と同様の作用効果が得られることはもちろんのこと、特に図21に示したような掘削翼3の拡径状態において、ケーシングパイプ2に近い固定掘削翼12側にも土砂前戻し板48が付設されている故に掘削翼3の長手方向で土砂前戻し板38,48が途切れることがない。そのため、ケーシングパイプ2ひいては土砂取り込み口21に近い部分での土砂の誘導効果が一段と顕著となる。
Therefore, according to the eighth embodiment, the same effect as that of the second embodiment shown in FIGS. 10 to 12 can be obtained. In particular, the excavating blade as shown in FIG. 3, the earth and
1…ケーソン
1a…刃先
2…ケーシングパイプ
3…掘削翼
4…回転押し込み装置
5…圧入沈設装置としての圧入ジャッキ
6…バケット排土手段としてのハンマーグラブ
9…先行掘削翼
12…固定掘削翼
13…可動掘削翼
15…油圧シリンダ(直動型アクチュエータ)
17…掘削刃(掘削点)
18…土砂前戻し板
19…上板
20…斜状板
21…土砂取り込み口
28…土砂前戻し板
30…斜状板
33…可動掘削翼
38…土砂前戻し板
39…上板
40…斜状板
43…可動掘削翼
48…土砂前戻し板
50…斜状板
53…可動掘削翼
60…サンドポンプ(泥水式排土手段)
61…排出管(泥水式排土手段)
W…かぶり量
α…かぶり量
θ1,θ2…入射角(かぶり量)
θ11〜θ14…入射角(かぶり量)
DESCRIPTION OF
17 ... Drilling blade (drilling point)
DESCRIPTION OF
61 ... Drain pipe (muddy water type earth discharging means)
W: Cover amount α: Cover amount θ1, θ2: Incident angle (cover amount)
θ11 to θ14: Incident angle (coverage amount)
Claims (17)
上記掘削翼は、掘削翼自体の突出方向に直交する断面においてその掘削点に対して当該掘削点よりも上方部が回転方向前方側にかぶさる形状であって、且つ掘削翼自体の突出方向に直交する断面において回転方向前方側の面が凹形状となっていて、
上記掘削翼にて掘削した土砂を、その掘削翼の回転方向の前方且つ掘削点よりも上方側へ向けて誘導してケーシングパイプ内に取り込み排土することを特徴とする掘削排土方法。 A plurality of excavating blades projecting radially are provided on the outer periphery of the casing pipe that is press-fitted in the vertical downward direction while being rotationally driven, and the casing pipe is further forward in the rotational direction than the intersection with the excavating blade. The earth and sand intake port is opened, and the ground is excavated with at least the lower end of the excavating blade as the excavation point by rotating the casing pipe together with the excavating blade, and at least a part of the excavated earth and sand is along the excavating blade It is a method of guiding and discharging soil into the casing pipe through the soil intake port,
The excavation blade has a shape in which a portion above the excavation point covers the front side in the rotation direction with respect to the excavation point in a cross section orthogonal to the projection direction of the excavation blade itself, and is orthogonal to the projection direction of the excavation blade itself The surface on the front side in the rotational direction has a concave shape in the cross section
A method for excavating and discharging soil characterized in that the earth and sand excavated by the excavating blade is guided forward in the rotational direction of the excavating blade and above the excavation point, taken into a casing pipe, and discharged.
上記掘削翼にて掘削した土砂を、その掘削翼の回転方向の前方且つ掘削点よりも上方側へ向けて誘導するとともに土砂取り込み口方向に誘導してケーシングパイプ内に取り込み排土することを特徴とする請求項1に記載の掘削排土方法。 The excavation blade has a shape in which the tip end side far from the casing pipe covers the front side in the rotation direction with respect to the base side near the casing pipe in a plan view,
The earth and sand excavated by the excavating blade is guided forward in the rotation direction of the excavating blade and upward from the excavation point, and is guided in the direction of the earth and sand intake to be taken into the casing pipe and discharged. The excavation and earthing method according to claim 1 .
ケーソンの刃先よりも下方位置に収縮状態とした掘削翼を位置させた上で掘削翼を伸長させることにより、その掘削翼の一部を形成している可動掘削翼の先端が回転により描く軌跡を拡径させる工程と、
拡径状態とした掘削翼によりケーソンの刃先下を少なくともケーソンの内径よりも大きな掘削径をもって掘削する工程と、
上記刃先下の拡径掘削後にケーソンを圧入沈設する工程と、
を含むことを特徴とするケーソンの圧入沈設方法。 A method for press-fitting caisson with the excavation and earthing method according to claim 4 or 5 ,
A trajectory drawn by rotation of the tip of a movable excavating blade that forms a part of the excavating blade by extending the excavating airfoil after the contracted excavating blade is positioned below the blade tip of the caisson. Expanding the diameter; and
Drilling the caisson under the cutting edge with a drilling diameter larger than at least the inner diameter of the caisson with the drilling blade in the expanded state;
A step of press-fitting caisson after diameter expansion excavation under the cutting edge;
A caisson press-fitting method characterized by comprising:
上記掘削翼は、固定掘削翼とこの固定掘削翼に対し平行移動可能な可動掘削翼とをもってそれ自体が伸縮可能に形成されていることより、回転に伴い可動掘削翼の先端が描く軌跡が掘削径に応じて拡縮可能に構成されている一方、
少なくとも上記可動掘削翼は、固定掘削翼に対するそれ自体の移動方向に直交する断面においてその掘削点に対して当該掘削点よりも上方部が回転方向前方側にかぶさる形状であって、且つ固定掘削翼に対するそれ自体の移動方向に直交する断面において回転方向前方側の面が凹形状となっていることを特徴とする拡径掘削装置。 A plurality of excavating blades projecting radially are provided on the outer periphery of the casing pipe that is press-fitted in the vertical downward direction while being rotationally driven, and the casing pipe is further forward in the rotational direction than the intersection with the excavating blade. The earth and sand intake opening is formed, and the ground pipe is excavated with at least the lower end of the excavating wing as an excavation point by rotating the casing pipe together with the excavating blade, and at least a part of the excavated earth and sand is removed from the earth and sand intake opening to the casing pipe. A drilling rig adapted to be incorporated in the interior,
The excavator blade is formed by a fixed excavator blade and a movable excavator blade that can move parallel to the fixed excavator blade so that the excavator blade can be expanded and contracted. While configured to be able to expand and contract according to the diameter,
At least the movable excavator blade has a shape in which a portion above the excavation point covers the front side in the rotational direction with respect to the excavation point in a cross section perpendicular to the moving direction of the fixed excavation blade, and the fixed excavation blade The diameter-expanded excavator is characterized in that the surface on the front side in the rotational direction has a concave shape in a cross section orthogonal to the moving direction of itself with respect to .
上記可動掘削翼は、平面視においてケーシングパイプに近い根元部側に対してケーシングパイプから遠い先端部側が回転方向前方側にかぶさる形状となっているとともに、固定掘削翼に対するそれ自体の移動方向に直交する断面において回転方向前方側の面が凹形状となっていることを特徴とする拡径掘削装置。 In place of the movable excavation blade according to claim 10 or 11 ,
The movable excavating blade has a shape in which the tip end side far from the casing pipe covers the front side in the rotational direction with respect to the base portion side close to the casing pipe in plan view, and is orthogonal to the moving direction of the fixed excavating blade itself. The diameter expansion excavator characterized in that the front surface in the rotational direction has a concave shape in the cross section.
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