JP4347016B2

JP4347016B2 - Underwater excavator

Info

Publication number: JP4347016B2
Application number: JP2003358036A
Authority: JP
Inventors: 豊加島; 直昭上月; 秀行武内
Original assignee: 大豊建設株式会社
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: JP2005133288A

Description

この発明は、地中に掘削・沈下させるケーソンなどの地中構造物を構築する時に使用される水中掘削機に関するものである。 The present invention relates to an underwater excavator used when an underground structure such as a caisson to be excavated and submerged in the ground is constructed.

従来のこの種のものとしては、例えば図９に示すようなものがある。図中符号１は「地中構造物」としてのケーソンで、このケーソン１は、周囲に四角形の環状に設けられた側壁２と、この側壁２の内側に設けられた隔壁３とを有し、これら側壁２及び隔壁３の下部にはそれぞれ刃口２ａ，３ａが形成されている（特許文献１参照）。 An example of such a conventional one is shown in FIG. In the figure, reference numeral 1 is a caisson as an “underground structure”, and this caisson 1 has a side wall 2 provided in the shape of a quadrangular ring and a partition wall 3 provided inside the side wall 2. Blade edges 2a and 3a are formed in the lower portions of the side wall 2 and the partition wall 3, respectively (see Patent Document 1).

そして、このケーソン１の内部の水中に、クラムシェル４が吊下げ用鋼索５にて吊り下げられて、このクラムシェル４により、ケーソン１内の底部の地山Ｇが掘削されるようになっている。掘削された土砂は、このクラムシェル４を吊下げ用鋼索５にて引き上げることにより、地上まで搬送されて廃棄される。
特開平１１−３６３３８号公報 Then, the clam shell 4 is suspended by the suspension steel cable 5 in the water inside the caisson 1, and the natural ground G at the bottom in the caisson 1 is excavated by the clam shell 4. Yes. The excavated earth and sand are transported to the ground and discarded by pulling up the clam shell 4 by the suspension steel cable 5.
JP-A-11-36338

しかしながら、このような従来のものにあっては、クラムシェル４を単に吊下げ用鋼索５にて吊り下げてケーソン１内部を掘削するようにしているため、ケーソン１内部の中央部付近の地山Ｇは掘削できるが、側壁２及び隔壁３の近傍や刃口２ａ，３ａの下部は掘削できないことがあり、このため、中央部付近を必要以上に深く掘削する余堀りが必要となっていた。このように余堀りを行うと、刃口２ａ，３ａの下側の地山の崩壊を防止できず、ケーソン１が急な沈下を起こすことがしばしばある。従って、ケーソン１の地山を緩めてしまい、ケーソン１の周囲の地山の沈下を防止できない。 However, in such a conventional one, the clam shell 4 is simply suspended by the suspension steel cable 5 and the caisson 1 is excavated. G can be excavated, but the vicinity of the side wall 2 and the partition wall 3 and the lower part of the blade edges 2a, 3a may not be excavated. For this reason, an extra excavation for excavating the vicinity of the central part deeper than necessary is necessary. . If the excavation is performed in this manner, the collapse of the natural ground below the blade edges 2a and 3a cannot be prevented, and the caisson 1 often causes a sudden subsidence. Accordingly, the natural ground of the caisson 1 is loosened, and the natural ground surrounding the caisson 1 cannot be prevented from sinking.

そこで、この発明は、ケーソン等の地中構造物の各壁の際や、刃口の下部を確実に掘削でき、地中構造物の周辺の地盤沈下を防止する水中掘削機を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides an underwater excavator that can reliably excavate each wall of an underground structure such as a caisson or the lower part of the blade edge and prevent ground subsidence around the underground structure. Let it be an issue.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、地中構造物を構築する際に、該地中構造物の内部の水中で地山を掘削する水中掘削機において、掘削機本体を任意の方向に推進させる推進手段と、前記掘削機本体を前記地中構造物の壁面に吸着させる吸着手段と、前記壁面の下部近傍の地山を掘削する掘削手段とを有し、前記推進手段は、水を噴射させてその反力で推進力を得る水ジェット推進装置であり、前記吸着手段は、前記掘削機本体の周囲に突出させて複数設けられ、前記地中構造物の壁面に吸着部を当接させて、該吸着部と前記壁面との間の真空室を真空引きすることにより吸着させる真空吸着装置である水中掘削機としたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is an underwater excavator that excavates a natural ground in the water inside the underground structure when the underground structure is constructed. possess a propulsion means for propelling in any direction, and suction means for Ru is adsorbed the excavator body to the wall of the underground structure, and a drilling means for drilling the natural ground of the lower vicinity of the wall surface, the propulsion The means is a water jet propulsion device that jets water and obtains a propulsive force by its reaction force, and a plurality of the adsorbing means are provided to protrude around the excavator body, and are provided on the wall surface of the underground structure. The underwater excavator is a vacuum suction device that makes a suction part abut and sucks a vacuum chamber between the suction part and the wall surface by vacuuming .

請求項２に記載の発明は、前記真空室に、空気を圧送する空気圧送装置と、前記真空室を真空引きする真空ポンプとを接続し、前記真空室と前記真空ポンプとの間に真空タンクを接続し、該空気圧送装置により、前記真空室に空気を圧送することにより、該真空室内の水を前記真空タンク側に排水するようにすると共に、前記吸着部を三次元的に可動可能にしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a pneumatic feeding device for pumping air and a vacuum pump for evacuating the vacuum chamber are connected to the vacuum chamber, and a vacuum tank is provided between the vacuum chamber and the vacuum pump. Is connected to the vacuum chamber, and the air is fed into the vacuum chamber by the pneumatic feeding device so that the water in the vacuum chamber is drained to the vacuum tank side, and the suction portion can be moved three-dimensionally. characterized in that it was.

請求項３に記載の発明は、前記掘削手段が、ジャッキにより駆動される複数のアームと、該アームの先端部に設けられてジャッキにより駆動されて地山を掘削するバケットとを有するバケット式掘削装置であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the excavation means has a plurality of arms driven by jacks, and a bucket excavation having a bucket provided at a tip of the arms and driven by the jacks to excavate natural ground. It is a device.

請求項４に記載の発明は、前記掘削手段は、前記地山を突き崩すことにより、前記地山を掘削する掘削突き矢を有する突き矢式掘削装置であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the excavating means is a thrust-type excavator having a excavation thrust arrow for excavating the natural ground by crushing the natural ground.

請求項５に記載の発明は、前記掘削手段は、前記地山に水ジェットを噴射させることにより前記地山を掘削する水ジェット式掘削装置であることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the excavating means is a water jet excavator that excavates the natural ground by injecting a water jet onto the natural ground.

請求項１に記載の発明によれば、地中構造物の任意の場所における壁面の下部近傍の地山を掘削できるため、従来のような刃口の下側の地山の崩壊を防止でき、ケーソンを徐々に沈下させることができる。従って、地中構造物の周囲の地山を緩めることがなく、地中構造物の周辺の地山の沈下を防止できる。
また、推進手段は、水を噴射させてその反力で推進力を得る水ジェット推進装置であるため、地中構造物内の水を利用して推進することができ、地上から推進用の水を引いたりすることなく、推進装置の構造を簡単にできる。
さらに、吸着手段は、地中構造物の壁面に吸着部を当接させて真空引きすることにより吸着させる真空吸着装置であるため、壁面が平坦であれば、任意の場所に吸着させることができ、任意の個所を容易に掘削することができる。 According to the invention described in claim 1, since it is possible to excavate the natural ground near the lower portion of the wall surface in any place of the underground structure, it is possible to prevent the collapse of the natural ground below the blade edge as in the prior art, The caisson can gradually sink. Therefore, the natural ground around the underground structure is not loosened, and settlement of the natural ground around the underground structure can be prevented.
Further, since the propulsion means is a water jet propulsion device that jets water and obtains a propulsive force by its reaction force, the propulsion means can propel using the water in the underground structure, and the propulsion water from the ground The structure of the propulsion device can be simplified without pulling.
Furthermore, the adsorption means is a vacuum adsorption device that adsorbs by adsorbing the adsorption portion against the wall surface of the underground structure and evacuating it. Therefore, if the wall surface is flat, it can be adsorbed to any place. Any part can be easily excavated.

請求項２に記載の発明によれば、真空室に空気を圧送する空気圧送装置が接続され、この空気圧送装置により、真空室に空気を圧送することにより、真空室内の水を真空タンク側に排水するようにしたため、水深が深い所でも、真空室内の水を排出でき、吸着力を確保することができる。また、吸着部が三次元的に可動するため、吸着部を壁面に確実に接触させることができる。 According to the second aspect of the present invention, a pneumatic feeding device that pumps air into the vacuum chamber is connected, and the pneumatic feeding device feeds air into the vacuum chamber, thereby supplying water in the vacuum chamber to the vacuum tank side. due to so as to drain, even at deep water, can discharge the water in the vacuum chamber, it is possible to secure the attractive force. Moreover, since the adsorption | suction part moves three-dimensionally, an adsorption | suction part can be made to contact a wall surface reliably.

請求項３に記載の発明によれば、掘削手段は、ジャッキにより駆動される複数のアームと、このアームの先端部に設けられてジャッキにより駆動されて地山を掘削するバケットとを有するバケット式掘削装置であるため、複数のアームとバケット等を可動させることにより、比較的自由に任意の位置を掘削することができる。 According to the invention described in claim 3 , the excavation means has a plurality of arms driven by a jack, and a bucket type having a bucket that is provided at the tip of the arm and driven by the jack to excavate natural ground. Since it is an excavator, it is possible to excavate an arbitrary position relatively freely by moving a plurality of arms and buckets.

請求項４に記載の発明によれば、掘削手段は、地山に突き刺すことにより地山を突き崩す突き矢を有する突き矢式掘削装置であるため、簡単な構造で地山を掘削することができる。 According to the invention described in claim 4 , since the excavating means is a thruster type excavator having a thruster that breaks the ground by piercing the ground, the ground can be excavated with a simple structure. it can.

請求項５に記載の発明によれば、掘削手段は、地山に水ジェットを噴射させることにより地山を掘削する水ジェット式掘削装置であるため、地中構造物に水ジェットが多少当たっても損傷させることがないことから、より地中構造物の近傍を掘削できる。 According to the fifth aspect of the present invention, the excavating means is a water jet excavator that excavates a natural ground by injecting a water jet onto the natural ground, so that the water jet hits the underground structure to some extent. Therefore, it is possible to excavate near the underground structure.

以下、この発明の実施の形態１について説明する。
［発明の実施の形態１］ Embodiment 1 of the present invention will be described below.
Embodiment 1 of the Invention

図１乃至図５には、この発明の実施の形態１を示す。 1 to 5 show a first embodiment of the present invention.

まず、構成を説明すると、図中符号１１は、この実施の形態１の水中掘削機で、この水中掘削機１１は、ケーソン１内の地山Ｇ、特に、ケーソン１の各壁２，３の下部近傍を掘削するものである。 First, the configuration will be described. Reference numeral 11 in the figure denotes the underwater excavator according to the first embodiment. The underwater excavator 11 includes the natural ground G in the caisson 1, particularly the walls 2 and 3 of the caisson 1. It excavates near the lower part.

この水中掘削機１１は、上下方向に長い扁平の直方体形状を呈する掘削機本体１２が吊下げ用鋼索１３を介して図示省略のクレーン等により吊り下げられるようになっている。 The underwater excavator 11 Tsu Na to be suspended by a crane or the like (not shown) via a lowering for wire rope 13 excavator body 12 exhibiting a long flat rectangular parallelepiped vertically suspended.

この掘削機本体１２は、この本体１２を任意の方向に推進させる「推進手段」として水ジェット推進装置１４が略中央部に内蔵されると共に、この掘削機本体１２の側部には計４個所に固定脚１５が突出して設けられ、これら固定脚１５の各先端部には、ケーソン１の側壁２及び隔壁３に吸着する「吸着手段」としての真空吸着装置１６が設けられ、更に、掘削機本体１２の下端部には、側壁２及び隔壁３の下部近傍の地山Ｇを掘削する「掘削手段」としてのバケット式掘削装置１７が配設されている。 The excavator body 12 includes a water jet propulsion device 14 as a “propulsion means” for propelling the body 12 in an arbitrary direction in a substantially central portion, and a total of four locations on the side of the excavator body 12. The fixed legs 15 are provided so as to protrude, and at each of the tips of the fixed legs 15, a vacuum suction device 16 is provided as an “adsorption means” for adsorbing to the side wall 2 and the partition wall 3 of the caisson 1. At the lower end of the main body 12, a bucket excavator 17 is disposed as “excavating means” for excavating the natural ground G near the lower portion of the side wall 2 and the partition wall 3.

その水ジェット推進装置１４は、図２に示すように、掘削機本体１２に固定される取付架台１４ａに複数の水取入れ口１４ｂが形成されると共に、この水取入れ口１４ｂから取り入れられた水がモータ１４ｃの駆動力により水ジェット発生部１４ｄ及び水ジェットノズル１４ｅを介して外部に水が勢い良く噴射される。 As shown in FIG. 2, the water jet propulsion device 14 has a plurality of water intakes 14b formed in a mounting base 14a fixed to the excavator body 12, and water taken from the water intakes 14b Water is vigorously ejected to the outside through the water jet generating portion 14d and the water jet nozzle 14e by the driving force of the motor 14c.

その水ジェット推進装置１４は、その水ジェットを噴射させてその反力で推進力を得るものである。 The water jet propulsion device 14 ejects the water jet and obtains a propulsive force by the reaction force.

また、その真空吸着装置１６は、図２及び図４に示すように、固定脚１５の先端部にジャッキ取付筒１６ａが固定され、このジャッキ取付筒１６ａ内にジャッキシリンダ１６ｂが配設されると共に、このジャッキシリンダ１６ｂによりジャッキピストン１６ｃが図中左右方向（水平方向）に進退駆動するように構成されている。そして、このジャッキピストン１６ｃの先端部には、略球形状のナックル１６ｄが配設され、このナックル１６ｄが「吸着部」としての蓋盤１６ｅの嵌合凹部１６ｆに嵌合された状態で、ナックル押さえ板１６ｇが蓋盤１６ｅに取り付けられることにより、嵌合状態が維持されるようになっている。この嵌合状態で、蓋盤１６ｅは、ナックル１６ｄに対して三次元的に可動可能に支持されている。また、この蓋盤１６ｅとジャッキ取付筒１６ａとがワイヤ１６ｈにより連結され、蓋盤１６ｅが壁面に吸着され易いように、蓋盤１６ｅが所定の姿勢を維持するように構成されている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the vacuum suction device 16 has a jack mounting cylinder 16a fixed to the distal end portion of the fixed leg 15, and a jack cylinder 16b disposed in the jack mounting cylinder 16a. The jack piston 16c is moved forward and backward in the left-right direction (horizontal direction) in the figure by the jack cylinder 16b. A substantially spherical knuckle 16d is disposed at the tip of the jack piston 16c, and the knuckle 16d is fitted in the fitting recess 16f of the lid 16e as an “adsorption portion”. A fitting state is maintained by attaching the pressing plate 16g to the lid 16e. In this fitted state, the cover 16e is supported so as to be movable three-dimensionally with respect to the knuckle 16d. Further, the lid 16e and the jack mounting cylinder 16a are connected by a wire 16h, and the lid 16e is configured to maintain a predetermined posture so that the lid 16e is easily attracted to the wall surface.

また、その蓋盤１６ｅには、図４中右側が解放された凹形状の真空室１６ｉが形成され、この真空室１６ｉの周囲に形成された周縁当接部１６ｊがケーソン１の各壁２，３の壁面に当接されるようになっている。また、この周縁当接部１６ｊの外周には、その壁面に当接して弾性変形することにより、気密状態を維持するためにシール部材１６ｋが配設され、このシール部材１６ｋはシール押さえ板１６ｍ及び図示省略のボルト・ナットを介して蓋盤１６ｅに吸着されるようになっている。 Further, a concave vacuum chamber 16i whose right side in FIG. 4 is opened is formed on the lid 16e, and a peripheral contact portion 16j formed around the vacuum chamber 16i is formed on each wall 2 of the caisson 1. 3 is brought into contact with the wall surface. Further, a seal member 16k is disposed on the outer periphery of the peripheral edge abutting portion 16j in order to maintain an airtight state by abutting against the wall surface and elastically deforming. It is attracted to the lid 16e via bolts and nuts (not shown).

そして、図４に示すように、４つの蓋盤１６ｅの真空室１６ｉと１つの真空タンク１６ｎとが真空パイプ１６ｏを介して連結され、各真空パイプ１６ｏには、途中にストップバルブ１６ｐが配設されている。この真空パイプ１６ｏは真空室１６ｉの底面部に接続されている。 As shown in FIG. 4, the vacuum chambers 16i of the four lids 16e and one vacuum tank 16n are connected via the vacuum pipes 16o, and a stop valve 16p is provided in the middle of each vacuum pipe 16o. Has been. The vacuum pipe 16o is connected to the bottom surface of the vacuum chamber 16i.

また、この真空タンク１６ｎには、真空ポンプ１６ｇが接続される一方、この真空タンク１６ｎの下端部には、この真空タンク１６ｎ内に溜まった水を排水するドレーンパイプ１６ｒが接続され、ドレーンパイプ１６ｒの途中には、このパイプ１６ｒを開閉するドレーンバルブ１６ｓが設けられている。 A vacuum pump 16g is connected to the vacuum tank 16n, and a drain pipe 16r for draining water accumulated in the vacuum tank 16n is connected to a lower end portion of the vacuum tank 16n. A drain valve 16s for opening and closing the pipe 16r is provided in the middle of the operation.

そして、その真空ポンプ１６ｇを作動させることにより、真空タンク１６ｎが真空状態とされ、ストップバルブ１６ｐを開くことで、真空パイプ１６ｏを介して真空室１６ｉの空気が吸引されて真空状態とされるように構成されている。これら真空タンク１６ｎ及び真空ポンプ１６ｇは、地上に配置されている。 Then, by operating the vacuum pump 16g, the vacuum tank 16n is brought into a vacuum state, and by opening the stop valve 16p, the air in the vacuum chamber 16i is sucked through the vacuum pipe 16o to be brought into a vacuum state. It is configured. The vacuum tank 16n and the vacuum pump 16g are disposed on the ground.

なお、真空ポンプ１６ｇを安全のために複数設置し、予備を設けておくことも好適である。また、真空タンク１６ｎにはリザーブタンクを接続することもできる。 It is also preferable to install a plurality of vacuum pumps 16g for safety and to provide spares. Further, a reserve tank can be connected to the vacuum tank 16n.

また、前記真空室１６ｉに空気を圧送する「空気圧送装置」としてのコンプレッサ４０が地上に設けられ、このコンプレッサ４０が送気パイプ４１を介して真空室１６ｉの上部に接続され、この送気パイプ４１の途中には、送気バルブ４２が設けられている。このコンプレッサ４０により、真空室１６ｉに空気を圧送することにより、真空室１６ｉ内の水を真空タンク１６ｎ側に押し出すように構成されている。 In addition, a compressor 40 as a “pneumatic feeder” that pumps air into the vacuum chamber 16i is provided on the ground, and the compressor 40 is connected to the upper portion of the vacuum chamber 16i via an air feed pipe 41. In the middle of 41, an air supply valve 42 is provided. The compressor 40 is configured to push the water in the vacuum chamber 16i to the vacuum tank 16n side by pumping air to the vacuum chamber 16i.

さらに、バケット式掘削装置１７は、掘削機本体１２に第１アーム１７ａの一端部が回動自在に取り付けられ、この第１アーム１７ａの先端部に第２アーム１７ｂの基端部が回動自在に取り付けられ、これら第１，第２アーム１７ａ，１７ｂのそれぞれが第１，第２ジャッキ１７ｃ，１７ｄより回動されるように構成されている。 Further, in the bucket excavator 17, one end portion of the first arm 17a is rotatably attached to the excavator body 12, and the proximal end portion of the second arm 17b is freely rotatable at the distal end portion of the first arm 17a. These first and second arms 17a and 17b are configured to be rotated by first and second jacks 17c and 17d, respectively.

そして、この第２アーム１７ｂの先端部には、地山Ｇを掘削するバケット１７ｅが回動自在に設けられ、このバケット１７ｅにより、地山Ｇが掘削されるように構成されており、このバケット１７は、バケットジャッキ１７ｆにより回動されるように構成されている。 And the bucket 17e which excavates the natural ground G is rotatably provided in the front-end | tip part of this 2nd arm 17b, It is comprised so that the natural ground G may be excavated by this bucket 17e. 17 is configured to be rotated by a bucket jack 17f.

次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.

まず、掘削機本体１２を吊下げ用鋼索１３により吊り下げた状態で、ケーソン１内の水中に位置させ、この状態から、水ジェット推進装置１４のモータ１４ｃを駆動させて、水ジェットノズル１４ｅから水を所定の方向に噴射させる。この水は、ケーソン１の内部に溜められた水を利用する。 First, the excavator body 12 is suspended in the caisson 1 while suspended by the suspension steel cord 13, and from this state, the motor 14c of the water jet propulsion device 14 is driven, and the water jet nozzle 14e Water is sprayed in a predetermined direction. As this water, water stored in the caisson 1 is used.

この時の推進力により、掘削機本体１２を隔壁３側に向けて移動させると共に、真空吸着装置１６の蓋盤１６ｅの周縁当接部１６ｊがここでは隔壁３の下部側の壁面に押し付けられて当接させられる。正確には、まず、柔軟性を有するシール部材１６ｋの先端部がその壁面に接触することにより、シール状態となり、真空室１６ｉが密閉状態とされる。この際には、蓋盤１６ｅがナックル１６ｄを介して三次元的に可動するようになっているため、その壁面にシール部材１６ｋが全周に渡って確実に接触することとなる。 The excavator body 12 is moved toward the partition wall 3 by the propulsion force at this time, and the peripheral contact portion 16j of the cover 16e of the vacuum suction device 16 is pressed against the wall surface on the lower side of the partition wall 3 here. Abutted. To be precise, first, the tip of the flexible seal member 16k comes into contact with the wall surface, so that the sealed state is achieved and the vacuum chamber 16i is sealed. At this time, since the lid 16e is three-dimensionally movable via the knuckle 16d, the seal member 16k is surely in contact with the wall surface over the entire circumference.

この状態で、各送気バルブ４２とストップバルブ１６ｐを開放させると共に、ドレーンバルブ１６ｓを閉め、コンプレッサ４０及び真空ポンプ１６ｑを稼働させる。すると、コンプレッサ４０から空気が真空室１６ｉの上部側に圧送されることにより、送気パイプ４１内、真空室１６ｉ内及び真空パイプ１６ｏ内に溜まっている残留水が真空タンク１６ｎ側に押し出されると同時に、真空ポンプ１６ｑの吸引力により、その残留水が真空タンク１６ｎ内に貯留される。 In this state, the air supply valves 42 and the stop valve 16p are opened, the drain valve 16s is closed, and the compressor 40 and the vacuum pump 16q are operated. Then, when air is pumped from the compressor 40 to the upper side of the vacuum chamber 16i, residual water accumulated in the air feed pipe 41, the vacuum chamber 16i, and the vacuum pipe 16o is pushed out to the vacuum tank 16n side. At the same time, the residual water is stored in the vacuum tank 16n by the suction force of the vacuum pump 16q.

そして、送気パイプ４１，真空室１６ｉ及び真空パイプ１６ｏ内の排水が完了した後、送気バルブ４２を閉めると共に、コンプレッサ４０の作動を停止させる。 Then, after drainage of the air supply pipe 41, the vacuum chamber 16i, and the vacuum pipe 16o is completed, the air supply valve 42 is closed and the operation of the compressor 40 is stopped.

その後も継続して真空ポンプ１６ｑは稼働しているため、真空状態の真空タンク１６ｎに真空パイプ１６ｏを介して真空室１６ｉ内の空気が吸引されて真空引きされ、この真空室１６ｉ内が真空状態とされ、シール部材１６ｋが弾性変形されて、周縁当接部１６ｊがその壁面に所定の当接力で当接することとなる。この際には、真空室１６ｉ内が真空状態とされると、蓋盤１６ｅの外部から水圧が作用することにより、蓋盤１６ｅはより強い力で壁面に吸着・固定される。この時の固定力は、蓋盤１６ｅの水中における深さに比例するので、深い位置にあるほど大きな固定力を発生する。この水中掘削機１１はケーソン１の各壁２，３の下部付近で専ら使用されるので、大きな固定力を得ることができる。 Since the vacuum pump 16q continues to operate after that, the air in the vacuum chamber 16i is sucked into the vacuum tank 16n in a vacuum state via the vacuum pipe 16o and is evacuated, and the vacuum chamber 16i is in a vacuum state. Then, the seal member 16k is elastically deformed, and the peripheral contact portion 16j comes into contact with the wall surface with a predetermined contact force. At this time, when the inside of the vacuum chamber 16i is in a vacuum state, water pressure is applied from the outside of the lid 16e, so that the lid 16e is attracted and fixed to the wall surface with a stronger force. Since the fixing force at this time is proportional to the depth of the lid 16e in water, a larger fixing force is generated at a deeper position. Since this underwater excavator 11 is exclusively used in the vicinity of the lower portions of the walls 2 and 3 of the caisson 1, a large fixing force can be obtained.

一方、真空タンク１６ｎ内に貯留された残留水は、その水位が真空パイプ１６ｏの吐出口及び真空ポンプ１６ｑの吸気口に達しないように、ドレーンバルブ１６ｓを適宜開放することにより排水する。 On the other hand, the residual water stored in the vacuum tank 16n is drained by appropriately opening the drain valve 16s so that the water level does not reach the discharge port of the vacuum pipe 16o and the suction port of the vacuum pump 16q.

なお、この固定力は、バケット式掘削装置１７による掘削力を想定し、この掘削力による反力が作用しても、水中掘削機１１が各壁２，３から外れないように、真空室１６ｉの大きさや吸引力等を設定する必要がある。 The fixing force is assumed to be excavation force by the bucket excavator 17, and the vacuum chamber 16 i is prevented so that the underwater excavator 11 does not come off from the walls 2 and 3 even if reaction force due to the excavation force is applied. It is necessary to set the size, suction force, etc.

そして、この固定状態で、地上からの遠隔操作により、各ジャッキ１７ｃ，１７ｄ，１７ｆを操作して、各アーム１７ａ，１７ｂ及びバケット１７ｅを駆動させて、刃口３ａの下側を掘削する。 In this fixed state, the jacks 17c, 17d, and 17f are operated by remote operation from the ground to drive the arms 17a and 17b and the bucket 17e, thereby excavating the lower side of the blade edge 3a.

この部分の掘削を終了したら、真空室１６ｉ内の圧力を上げることにより、壁面への吸着力を解除して、吊下げ用鋼索１３にて水中掘削機１１を吊り下げた状態で、クレーンにより所定の位置に移動させて、上記と同様の方法により、この部位における刃口２ａ，３ａに下側を掘削する。 When the excavation of this portion is completed, the pressure in the vacuum chamber 16i is increased to release the adsorption force to the wall surface, and the underwater excavator 11 is suspended by the suspension steel cord 13 and is then predetermined by the crane. In the same manner as described above, the lower side is excavated at the blade edges 2a and 3a at this portion.

また、ケーソン１内部の中央部側の地山Ｇは、従来のクラムシェル４を用いて掘削し、掘削土砂を地上に廃棄する。その後、この水中掘削機１１で沈下最終時の地盤均し掘削を行う。 Moreover, the natural ground G inside the caisson 1 is excavated by using a conventional clamshell 4 and the excavated earth and sand are discarded on the ground. Thereafter, the underwater excavator 11 performs ground leveling excavation at the time of the final settlement.

このように水中掘削機１１を用いれば、刃口２ａ，３ａの近傍を掘削できるため、余堀が必要なく、従来のような刃口２ａ，３ａの下側の地山Ｇの崩壊を防止でき、ケーソン１を沈下させることができる。従って、ケーソン１の周囲の地山Ｇを緩めることがなく、ケーソン１の周辺の地山Ｇの沈下を防止できる。 If the underwater excavator 11 is used in this way, the vicinity of the blade edges 2a and 3a can be excavated, so that no extra moat is required, and the collapse of the natural ground G below the blade edges 2a and 3a as in the prior art can be prevented. Caisson 1 can be sunk. Accordingly, the natural ground G around the caisson 1 is not loosened, and the natural ground G around the caisson 1 can be prevented from sinking.

さらに、この実施の形態では、複数のアーム１７ａ，１７ｂとバケット１７ｅ等を可動させることにより、比較的自由に任意の位置を掘削することができる。 Furthermore, in this embodiment, an arbitrary position can be excavated relatively freely by moving the arms 17a and 17b, the bucket 17e, and the like.

さらにまた、コンプレッサ４０等を設け、空気を真空室１６ｉ側に圧送することにより、真空室１６ｉ内等の水を真空タンク１６ｎ側に押し出すようにしたため、水深が１０ｍ以上の深い所でも、真空室内の水を排出でき、吸着力を確保することができる。 Furthermore, the compressor 40 and the like are provided, and the air in the vacuum chamber 16i is pushed out to the vacuum tank 16n side by pumping air to the vacuum chamber 16i side. Water can be discharged, and adsorption power can be secured.

なお、上記掘削機本体１２は水密構造として構成しても良い。この場合、適度に浮力を持たせることにより、水中における運動性能を向上させることができる。 In addition, you may comprise the said excavator main body 12 as a watertight structure. In this case, exercise performance in water can be improved by giving buoyancy moderately.

また、水ジェット推進装置１４を壁面に平行にとなるように設けても良い。この場合、壁面に左右に向けて一対設けると、左右のどちらの方向にも移動可能であるので好適である。
［発明の実施の形態２］ Further, the water jet propulsion device 14 may be provided so as to be parallel to the wall surface. In this case, it is preferable to provide a pair on the wall surface to the left and right because the wall can be moved in either the left or right direction.
[Embodiment 2 of the Invention]

図６及び図７には、この発明の実施の形態２を示す。 6 and 7 show a second embodiment of the present invention.

この実施の形態２は、「掘削手段」が実施の形態１のものと相違する。この実施の形態２の「掘削手段」として、突き矢式掘削装置２２が設けられている。 The second embodiment is different from the first embodiment in “digging means”. As the “excavating means” of the second embodiment, a thrust-type excavator 22 is provided.

この突き矢式掘削装置２２は、滑り台２２ａが掘削機本体１２にステー２２ｂを介して斜めに取り付けられ、この傾斜角度は側壁２の刃口２ａの傾斜面と同じ角度に設定されている。 In this thrust excavator 22, a slide 22 a is attached to the excavator main body 12 obliquely via a stay 22 b, and the inclination angle is set to the same angle as the inclined surface of the blade edge 2 a of the side wall 2.

そして、この滑り台２２ａには、ガイド部２２ｃが形成され、このガイド部２２ｃに掘削突き矢２２ｄがスライド自在に収容されている。この掘削突き矢２２ｄは、下端部２２ｅが鋭角に形成され、この下端部２２ｅが地山Ｇに突き刺さって地山Ｇを掘削するように構成されている。 And the guide part 22c is formed in this slide 22a, and the excavation thrust arrow 22d is accommodated in this guide part 22c so that sliding is possible. The lower end 22e is formed at an acute angle, and the lower end 22e is inserted into the natural ground G to excavate the natural ground G.

また、この掘削突き矢２２ｄの上端部２２ｆに鋼索２２ｇが連結され、この鋼索２２ｇが第１，第２滑車２２ｈ，２２ｉに掛けられて地上まで延長され、この鋼索２２ｇを下げることにより、掘削突き矢２２ｄがガイド部２２ｃに案内されて下降して、刃口２ａの傾斜面に沿った地山Ｇが掘削され、鋼索２２ｇを上げることにより、掘削突き矢２２ｄがガイド部２２ｃに案内されて上昇させられるように構成されている。 Further, a steel cable 22g is connected to the upper end portion 22f of the excavation thrust arrow 22d, and the steel cable 22g is hung on the first and second pulleys 22h and 22i and extended to the ground, and the steel cable 22g is lowered to lower the excavation thrust. The arrow 22d is guided by the guide portion 22c and descends, and a natural ground G along the inclined surface of the blade edge 2a is excavated. It is configured to be allowed to.

このようなものにあっては、刃口２ａの傾斜面と略同じ角度に掘削突き矢２２ｄが配設され、ガイド部２２ｃに案内されてスライドして、地山Ｇを掘削するようにしているため、より刃口２ａの近傍を掘削することができる。 In such a case, the excavation thrust arrow 22d is disposed at substantially the same angle as the inclined surface of the blade edge 2a, and is guided and slid by the guide portion 22c to excavate the natural ground G. Therefore, the vicinity of the blade edge 2a can be further excavated.

また、この実施の形態２の突き矢式掘削装置２２は簡単な構造で地山を掘削することができる。 Further, the thrust type excavator 22 of the second embodiment can excavate natural ground with a simple structure.

他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
［発明の実施の形態３］ Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
Embodiment 3 of the Invention

図８には、この発明の実施の形態３を示す。 FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.

この実施の形態３は、「掘削手段」が実施の形態１のものと相違する。この実施の形態３の「掘削手段」として、水ジェット式掘削装置３２が設けられている。 The third embodiment is different from the first embodiment in the “digging means”. As the “excavation means” of the third embodiment, a water jet excavator 32 is provided.

この水ジェット式掘削装置３２は、地山Ｇに水ジェットを噴射させることにより刃口２ａの近傍の地山Ｇを掘削するように構成されている。 The water jet excavator 32 is configured to excavate the natural ground G in the vicinity of the blade edge 2a by injecting a water jet onto the natural ground G.

より詳しくは、この水ジェット式掘削装置３２は、滑り架台３２ａが回動軸３２ｂを介して掘削機本体１２に回動自在に設けられると共に、この滑り架台３２ａの上端部と掘削機本体１２との間に、勾配調整ジャッキ３２ｃが配設され、滑り架台３２ａの角度が調整されるように構成されている。 More specifically, in the water jet excavator 32, a slide base 32a is rotatably provided on the excavator body 12 via a rotary shaft 32b, and the upper end of the slide base 32a, the excavator body 12 and the like. In between, the gradient adjustment jack 32c is arrange | positioned, and it is comprised so that the angle of the slide mount frame 32a may be adjusted.

そして、この滑り架台３２ａには、ガイド部３２ｄが形成され、このガイド部３２ｄに、そり部３２ｅがスライド自在に設けられ、このそり部３２ｅがスライドジャッキ３２ｆにより斜め方向にスライドされるように構成されている。 A guide portion 32d is formed on the slide base 32a. A sled portion 32e is slidably provided on the guide portion 32d, and the sled portion 32e is slid in an oblique direction by a slide jack 32f. Has been.

このそり部３２ｅの先端部（下端部）には、複数の水取入れ口３２ｇが形成されると共に、この水取入れ口３２ｇから取り入れられた水がモータ３２ｈの駆動力により水ジェット発生部３２ｉ及び水ジェットノズル３２ｊを介して刃口２ａに向けて水ジェットが噴射されるように構成されている。 A plurality of water intake ports 32g are formed at the tip (lower end) of the sled portion 32e, and water taken from the water intake 32g is driven by the driving force of the motor 32h to generate the water jet generating portion 32i and the water. A water jet is jetted toward the blade edge 2a through the jet nozzle 32j.

このようなものにあっては、刃口２ａの傾斜面と略同じ角度に水ジェットが噴射されるように、勾配調整ジャッキ３２ｃが駆動されると共に、スライドジャッキ３２ｆにより、そり部３２ｅ、ひいては水ジェットノズル３２ｊの位置が調整される。そして、この水ジェットノズル３２ｊから水ジェットが刃口２ａの近傍に噴射されて、この部分の地山Ｇが掘削されることとなる。 In such a case, the gradient adjusting jack 32c is driven so that the water jet is ejected at substantially the same angle as the inclined surface of the blade edge 2a, and the sled portion 32e and eventually the water is driven by the slide jack 32f. The position of the jet nozzle 32j is adjusted. Then, a water jet is jetted from the water jet nozzle 32j in the vicinity of the blade edge 2a, and the natural ground G in this portion is excavated.

また、そのようにケーソン１の沈下に必要な部位に水ジェットノズル３２ｊを向けることができ、確実な地山Ｇの掘削が可能となる。また、ケーソン１に水が多少当たっても損傷させることがないことから、よりケーソン１の近傍を掘削できる。 Further, the water jet nozzle 32j can be directed to a site necessary for the caisson 1 to sink, and the natural ground G can be excavated with certainty. Further, since the caisson 1 is not damaged even if it hits a little, the vicinity of the caisson 1 can be further excavated.

他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。 Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

なお、上記各実施の形態では、「推進手段」として、水を噴射して推進力を発生する水ジェット推進装置１４を用いているが、これに限らず、空気を噴射するものでも良いし、又、スクリューの回転により推進力を得るようなものでも良い。 In each of the above embodiments, as the “propulsion means”, the water jet propulsion device 14 that injects water and generates a propulsive force is used. However, the present invention is not limited thereto, and air injection may be used. Moreover, the thing which obtains a thrust by rotation of a screw may be used.

この発明の実施の形態１の水中掘削機の使用状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the use condition of the underwater excavator of Embodiment 1 of this invention. 同実施の形態１の水中掘削機の使用状態を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the use condition of the underwater excavator of the first embodiment. 同実施の形態１の水中掘削機の正面図である。It is a front view of the underwater excavator of the first embodiment. 同実施の形態１にかかる吸着装置の断面図である。It is sectional drawing of the adsorption | suction apparatus concerning the same Embodiment 1. 同実施の形態１にかかる吸着装置の蓋盤の真空室側を示す図である。It is a figure which shows the vacuum chamber side of the cover board of the adsorption | suction apparatus concerning Embodiment 1. FIG. この発明の実施の形態２の水中掘削機の使用状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the use condition of the submersible excavator of Embodiment 2 of this invention. 同実施の形態２にかかる図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 6 according to the second embodiment. この発明の実施の形態３の水中掘削機の使用状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the use condition of the submersible excavator of Embodiment 3 of this invention. 従来例を示す図１に相当する断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 1 which shows a prior art example.

Explanation of symbols

１ケーソン（地中構造物）
２側壁
３隔壁
2a,3a 刃口
11 水中掘削機
12 掘削機本体
13 吊下げ用鋼索
14 水ジェット推進装置（推進手段）
14e 水ジェットノズル
16 真空吸着装置（吸着手段）
16e 蓋盤（吸着部）
16i 真空室
17 バケット式掘削装置（掘削手段）
17a 第１アーム
17b 第２アーム
17c 第１ジャッキ
17d 第２ジャッキ
17e バケット
22 突き矢式掘削装置（掘削手段）
22a 滑り台
22d 掘削突き矢
32 水ジェット式掘削装置（掘削手段）
32a 滑り架台
32j 水ジェットノズル
40 コンプレッサー（空気圧送装置）
41 送気パイプ
42 送気バルブ 1 Caisson (underground structure)
2 Side wall 3 Bulkhead
2a, 3a cutting edge
11 Underwater excavator
12 Excavator body
13 Steel cable for suspension
14 Water jet propulsion device (propulsion means)
14e water jet nozzle
16 Vacuum adsorption device (adsorption means)
16e Cover (Suction part)
16i vacuum chamber
17 Bucket-type drilling equipment (drilling means)
17a First arm
17b Second arm
17c 1st jack
17d 2nd jack
17e bucket
22 Pointer type drilling equipment (drilling means)
22a slide
22d drilling arrow
32 Water jet drilling equipment (drilling means)
32a slide
32j water jet nozzle
40 Compressor (pneumatic feeder)
41 Air supply pipe
42 Air supply valve

Claims

When constructing an underground structure, in an underwater excavator that excavates natural ground in the water inside the underground structure,
Yes propulsion means for propelling the excavator main body in any direction, and suction means for Ru is adsorbed the excavator body to the wall of the underground structure, and a drilling means for drilling the natural ground of the lower vicinity of the wall surface And
The propulsion means is a water jet propulsion device that obtains a propulsion force by the reaction force by injecting water,
The suction means is provided in a plurality so as to protrude from the side portion of the excavator body, and the suction portion is brought into contact with the wall surface of the underground structure to vacuum the vacuum chamber between the suction portion and the wall surface. An underwater excavator , which is a vacuum adsorption device that is adsorbed by pulling, wherein the excavator main body is spaced apart from the wall surface .

A pneumatic feeding device that pumps air to the vacuum chamber and a vacuum pump that evacuates the vacuum chamber are connected, a vacuum tank is connected between the vacuum chamber and the vacuum pump, and the pneumatic feeding device The air is pumped into the vacuum chamber so that the water in the vacuum chamber is drained to the vacuum tank side, and the suction portion is movable in three dimensions. Underwater excavator as described in.

The excavation means is a bucket excavator having a plurality of arms driven by a jack and a bucket provided at a tip of the arm and driven by a jack to excavate natural ground. Item 3. An underwater excavator according to item 1 or 2.

3. The underwater excavator according to claim 1, wherein the excavating means is a crest-type excavator having an excavation crest that excavates the natural ground by crushing the natural ground.

The underwater excavator according to claim 1 or 2 , wherein the excavating means is a water jet excavator that excavates the natural ground by injecting a water jet onto the natural ground.