JP5265487B2

JP5265487B2 - 掘進装置

Info

Publication number: JP5265487B2
Application number: JP2009203652A
Authority: JP
Inventors: 経一山下
Original assignee: Koyo Automatic Machine Co Ltd
Current assignee: Koyo Automatic Machine Co Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011052484A

Description

本発明はケーソンの下端部の直下地盤を掘進するケーソン用の掘進装置に関するものである。

一般にケーソンは、その下端部の刃口の断面形状が先鋭な楔形を呈していて、尖鋭な刃口を地盤に貫入しながら沈設している。

従来のケーソン工法は、ケーソンの下端部の直下地盤を掘削することなく、ケーソン全体を地中に貫入するため、ケーソンの外周面と地山との間に大きな摩擦抵抗を生じる。
摩擦抵抗に打ち勝ってケーソンを沈降させるため、従来はケーソンに重量物を搭載したり、地中に定着したアンカー類に反力を得て強制的に貫入しているが、ケーソンを沈降するための設備が大掛かりとなるだけでなく、ケーソンの傾きを回避するために単位時間当たりの沈降量が非常に小さい範囲に制限され、沈設に要する時間と費用の負担が大きい等の多くの問題がある。

出願人は従来のケーソン工法の問題点に鑑み、ケーソンの全体重量を直下地盤に支持させつつ、掘進装置により直下地盤を掘進しながらケーソンを自重のみで沈設するケーソン工法と、ケーソン下端部の直下地盤を掘削して排土する自走式の掘進装置を特許文献１〜４として先に提案した。
図１３に掘進装置の一例を示す。先に提案した掘進装置は、互いに水平方向向けて並列配置した一対の水平スクリュー体９０，９０と、これらの水平スクリュー体９０，９０を回転駆動する手段と、掘進装置をケーソン８０に沿って水平移動させる自走手段とを具備する。
一対の水平スクリュー体９０，９０はケーソン８０の下端部８１と直下地盤Ｇの間で、ケーソン躯体の横断方向に向けて配設した掘削体で、回転軸９１と、回転軸９１の外周面に一体に付設した螺旋状の羽根９２を具備する。
一対の水平スクリュー体９０，９０は互いに接近して並列され、一方の羽根９２の間に入り込んだ土砂を他方の羽根９２で掻き落とせるように、相対向する水平スクリュー体９０，９０の螺旋状の羽根９２，９２の一部が重合している。

特開２００１−２０２９３号公報特開２００２−１２１７４４号公報特開２００６−２８８３０号公報特開平１１−２６９８９０号公報

従来の掘進装置にあってはつぎのような問題点がある。
（１）地中に大小の岩石等の硬質塊が存在する場合、水平スクリュー体９０を構成する螺旋状の羽根９２の間に大きめの硬質塊を挟み込んだり、一対の水平スクリュー体９０，９０の螺旋状の羽根９２，９２の重合箇所に小さめの硬質塊を噛み込んだりする。
これらの硬質塊は二つの羽根９２，９２の回転力で取り除くことができる場合もあるが、羽根と羽根の側面間に硬質塊が強く噛み込むと水平スクリュー体９０，９０が回転不能に陥ったり、最悪は羽根９２の一部または動力伝達機構の一部が破損するおそれがある。
そのため、硬質塊の挟み込みや噛み込みを生じたときは、掘進装置の運転を一時中断して作業員が硬質塊を手作業で取り除かねばならず、掘削作業の中断を強いられる。
（２）螺旋状の羽根９２は回転軸９１に対して斜めに傾斜している関係から、重合する羽根９２と羽根９２の間に土砂を掻き落せない領域が発生する。
そのため、一対の水平スクリュー体９０，９０の羽根９２や回転軸９１に土砂が付着して残ったままとなり、掘削土砂の排出効率が低い。
（３）水平スクリュー体９０の羽根９２の一部が欠損、変形、又は偏摩耗を生じても部分的な交換ができない。そのために、水平スクリュー体９０をまるごと交換しなければならず不経済である。
（４）水平スクリュー体９０が一度に掘削できる深さＨは羽根９２の径と同じ３０ｃｍ〜５０ｃｍである。
水平スクリュー体９０による掘削深さが大きいと、沈降する際にケーソン躯体に大きなねじれ力が作用する問題と、水平スクリュー体９０に大きな回転掘削力を得るために高馬力のモータを搭載しなければならず、装置コストが嵩むといった問題がある。
反対に水平スクリュー体９０を構成する羽根９２の径のみを小さくすると、掘削深さＨを小さくしつつ装置コストを低減できるが、排土性能が極端に低下する。
（５）掘削幅の変更対応が困難であり、掘削幅を簡易に変更可能な技術の提案が望まれている。

以上のように従来の掘進装置は、効率のよい掘削性、排土性並びに施工性の両立を図ることが技術的に難しい。

本発明は上記した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、次の何れかの目的のうち、少なくとも一つを達成可能なケーソン用の掘進装置を提供することにある。
（１）直下地盤の掘削深さを小さくしても、効率のよい掘削性および排土性の両立が図れること。
（２）岩石等の硬質塊の挟み込みや噛み込みを回避して、円滑な掘進作業を行なえること。
（３）直下地盤の掘削深さを簡単な操作で調整できること。
（４）消耗部品の部分的な交換が可能であること。
（５）構造が簡単で装置コストを低減できること。
（６）簡易かつ低廉なコストで掘削幅を変更できること。

本願の第１発明は、ケーソンの下端部に係合して走行可能な走行体と、走行体の走行手段と、走行体に搭載した掻出掘削機と、掻出掘削機の回転駆動手段とを具備し、前記走行体の走行と、複数の掻出カッタの回転軸を中心とした回転とによりケーソンの下端部の直下地盤を掘削するケーソン用の掘進装置であって、前記掻出掘削機が、走行体を縦方向に貫通して軸支した回転軸と、回転軸に水平に設けた回転板と、回転板に放射状に配設した複数の掻出カッタと、掻出カッタを挟持する挟持板と、を有し、前記回転板と挟持板との間で前記掻き出しカッタを脱着自在に挟持したことを特徴とする、ケーソン用の掘進装置をその要旨とするものである。
本願の第２発明は、前記第１発明において、前記回転板と挟持板の何れか一方或いは両方に、前記掻出カッタを収容可能な位置決め溝を設けたことを特徴とする。
本願の第３発明は、前記第１又は第２発明において前記掻出カッタの基端側にスペーサを介装することを特徴とする。
本願の第４発明は、前記第３発明において前記スペーサが環状を呈することを特徴とする。
本願の第５発明は、前記第３又は第４発明において前記スペーサが複数の分割体からなることを特徴とする。

本発明は下記の顕著な効果のうち、何れか一つを少なくとも得ることができる。
（１）掻出掘削機を構成する掻出カッタを簡易に脱着できる。したがって、一部の掻出カッタが破損したり損傷した場合でも、必要最小限の部品を交換するだけで済むため、経済的である。
（２）異なる寸法の掻出カッタへと交換するだけで、掻出掘削機による掘削幅を簡易に調整することができる。したがって、部品の消耗や掘削幅の変更の際に、掻出掘削機全体を交換せずに済むため、経済的である。
（３）異なる寸法のスペーサへと交換したり、或いはスペーサを取り外すことで、同寸法の掻出カッタを用いても掘削幅を適宜調整することができる。したがって、掘削幅に応じて長さの異なる掻出カッタ群を用意する必要が無く、経済的である。

本発明に係る掘進装置をケーソンへ取付けた状態を示す斜視図掘進装置をケーソンの下端部に係合させた状態におけるケーソンの縦断面図図２におけるIII−IIIの断面図図３におけるIV−IVの断面図図４におけるＶ−Ｖの断面図一部を省略した掻出掘削機の斜視図図２におけるVII−VIIの断面図掻出カッタのモデル図他の形態に係る掻出カッタの側面図他の形態に係る掻出カッタの斜視図他の形態に係る掻出掘削機の一部を省略した斜視図他の形態に係る掻出掘削機の縦断面図スペーサのその他の形態１を示す概略図スペーサのその他の形態２を示す概略図従来の掘進装置を構成する一対の回転カッタ体のモデル図

以下に図面を参照しながら、本発明に係る掘進装置の一例について説明する。

［構成］
（１）ケーソン
図１，２に一部を省略したケーソン２０の下端部２１の縦断面図を示す。
ケーソン２０はその水平断面形状が例えば矩形、多角形、円形、楕円形等を呈するコンクリート製の函体で、その躯体厚や全体寸法はケーソン２０の使途に応じて適宜選択する。

本発明が前提とするケーソン２０は、下端部２１の底部に水平な支持面２２を形成する。ケーソン２０の最下部に水平な支持面２２を水平面に形成したのは、ケーソン２０の総重量を直下地盤に支持させるためである。

ケーソン２０の下端部２１の内側には掘進装置１０の自走反力を得るための反力受け具２３と、掘進装置１０を誘導する一対のガイドレール２４，２４を設ける。

本例における下端部２１の構造について説明すると、ケーソン２０の最下端部にはＨ形鋼等のボトムフレーム２５が一体化していて、下端部２１の内側であるボトムフレーム２５の内側に連続した凹部空間２６を形成している。
凹部空間２６に面したボトムフレーム２５の上下のフランジ２５ａ，２５ｂには、相対向して一対のガイドレール２４，２４を設けるとともに、縦板２５ｃの内側中央には、掘進装置１０の移動範囲に亘って反力受け具２３を設ける。

本例では反力受け具２３をチェーン要素で構成する場合について示すが、その他に反力受け具２３としては直線状のラック（直線歯車）やレール等を使用してもよく、掘進装置１０の自走方式に応じて適宜選択する。

またボトムフレーム２５を省略し、反力受け具２３とガイドレール２４，２４をケーソン２の躯体に直接設けてもよい。

（２）掘進装置
図１，２に基づいて掘進装置１０の全体構成について説明する。
掘進装置１０は、ケーソン２０の下端部２１の直下地盤を掻き出し掘削する機能と、掘削土をケーソン内側へ排出する機能を併有した自走式の装置であり、ケーソン２０の下端部２１のガイドレール２４，２４に係合して走行可能な走行体３０と、走行体３０の走行手段と、走行体３０に搭載し、下端部２１の直下地盤を掻き出し掘削する掻出掘削機４０と、掻出掘削機４０の回転駆動手段とを具備する。

（３）走行体
図３，４に示すように、走行体３０は走行方向に沿って間隔を隔てて設けた第１ガイド機構Ｇ₁と、第２ガイド機構Ｇ₂を具備し、該ガイド機構Ｇ₁、Ｇ₂を介してガイドレール２４，２４と係合する。
本例では走行体３０の進行方向Ｒに対して前方側を第１ガイド機構Ｇ₁、走行体３０の進行方向に対して後方側を第２ガイド機構Ｇ₂と呼んで区別して説明する。

これら２つのガイド機構Ｇ₁，Ｇ₂は共に共通した構造を有し、走行体３０を構成する一対の水平基板３１，３１に回転自在に設けた支軸３２と、支軸３２の上下端部に枢支した支持台３３，３３と、各支持台３３，３３に間隔を隔てて立設した一対の空転式のローラ３４，３４と、支持台３３，３３に枢支した空転式のローラ３８とを有する。

鉛直軸を中心に空転する一対のローラ３４，３４がガイドレール２４，２４の側面に当接するとともに、水平軸を中心に空転するローラ３８がガイドレール２４，２４の水平面に当接することで、走行体３０はガイドレール２４，２４に支持される（図４，５）。
一対のローラ３４，３４を水平基板３１，３１に設けるにあたり、支軸３２と支持台３３を介して旋回自在に設けることで、走行体３０の移動経路が屈曲していても走行体３０を円滑に移動することができる。

ガイド機構Ｇ₁，Ｇ₂は上記したローラ３４，３８以外に、ガイドレール２４，２４に嵌合可能な固定式のガイド溝を有する公知の係合機構を適用してもよい。

（４）走行手段
図２，３に示すように、走行体３０は駆動源３５と走行輪３６を装備していて、駆動源３５の回転を受けて走行輪３６が正逆転する。

走行輪３６は、例えばスプロケット、歯車、または摩擦車等からなり、ケーソン２０の内側に設置した反力受け具２３と協働して走行体３０を自走させる。

駆動源３５としては、例えば電動機、熱機関、液圧モータ等の何れかひとつを使用できる。
駆動源３５の回転を走行輪３６へ伝達するには、公知の歯車伝達機構Ｃ、ベルト伝達機構、チェーン伝達機構等の何れかひとつ、またはこれら複数の伝達機構の組合せを採用できる。

走行輪３６を設けるにあたり、第１または第２ガイド機構Ｇ₁，Ｇ₂のうち少なくとも何れか一方の支軸３２に走行輪３６を設ける。
本例では第１ガイド機構Ｇ₁の支軸３２に走行輪３６を設けた場合を示す。
支軸３２の同軸上には走行輪３６と一体に歯車３７が付設してあり、歯車３７へ伝えられた駆動源３５の回転に伴って走行輪３６が回転する。

（５）掻出掘削機
図２，６に示すように、掻出掘削機４０は、少なくとも走行体３０を縦方向に貫通して軸支した回転軸４１と、回転軸４１に水平に設けた回転板４２と、回転板４２に放射状に配設した複数の掻出カッタ４３と、掻出カッタ４３を挟持する挟持板４４と、からなる。

（５−１）配置形態
掻出掘削機４０を構成する各部材の配置形態について説明する。
回転軸４１には回転板４２をボルト等の周知の方法（図示せず）によって水平に固定する。
回転板４２の下面には、複数の掻出カッタ４３を放射状に配設した後、挟持板４４を掻出カッタ４３の下方から重ね、該掻出カッタ４３を回転板４２と挟持板とで挟持するよう構成する。
回転板４２と挟持板４４とをボルト４５でもって固定した後、固定板４６を回転軸４１の下端及び挟持板４４の下面を押さえるように配設し、ボルト等の周知の方法でもって回転軸４１に固定する。
以上の構成により、回転軸４１の回転によって複数の掻出カッタ４３がケーソン２０の支持面の下方位置で回転することとなる。

（５−２）掻出カッタの挟持構造
掻出カッタ４３の挟持構造の実施例について、図６を参照しながら更に詳細に説明する。ただし、以下の実施例に係る構造は本発明の必須事項ではなく、他の挟持構造を適宜選択することもできる。
（５−２−１）位置決め溝
回転板４２の下面には、掻出カッタ４３と同数の位置決め溝４２１を凹設する。位置決め溝４２１と掻出カッタ４３の数は同数であり、各位置決め溝４２１に前記掻出カッタ４３の上面側の一部を夫々嵌め込むことにより、回転板４２上に掻出カッタ４３が所定の位置に配設されることとなる。

以上の構成により、回転板４２に対する掻出カッタ４３の配設位置がより明確に把握できる。また、位置決め溝４２１内で掻出カッタ４３を摺動させることができるため、掻出カッタ４３の放射方向を同一としたまま、掻出カッタ４３の露出長さを簡単に調節することもできる。

なお、挟持板４４の上面にも前記位置決め溝４２１と対向する位置に位置決め溝４４１を設けておけば、掻出カッタ４３をより安定して挟持することができ、取付後の安定性及び摺動性がより向上する。

（５−２−２）取付孔
回転板４２並びに挟持板４４には、それぞれ各掻出カッタの配設位置の間に取付孔４２２、４４２が穿設されており、該取付孔にボルト４５を螺合して回転板４２及び挟持板４４を締結固定する。その結果、掻出カッタ４３はボルト４５によって間接的に位置決め固定されることとなる。尚、ボルト４５には超鋼合金製のボルトなどを用いることができる。

（５−３）掻出カッタ
本例の掻出カッタ４３について図２，７を参照しながら説明する。
掻出カッタ４３は全体形状が板状または棒状を呈していて、少なくともその前面４３ａが切削面として機能する。
本例では、掻出カッタ４３の前面４３ａ及び下面４３ｂに超硬質の掘削チップ４３ｃを付設した形態を示すが、掘削チップ４３ｃは必須ではない。
また必要に応じて挟持板４４の下面にも複数の掘削チップ４４２を設けるが、この掘削チップ４５も必須ではない。

掻出カッタ４３の機能について詳述すると、掻出カッタ４３の前面４３ａで以って掘進方向側に位置する地盤を開削して掘り下げ、掻出カッタ４３の下面４３ｂで以って、前面４３ａで掘り下げた地盤の凹凸を平に切削して均す。
掻出カッタ４３の下面４３ｂは、下方へ向けて連続掘削するために機能するものではない。
掻出カッタ４３は掘削土砂をその側面４３ｃで側方へ搬出するために機能する。

掻出掘削機４０の掘削半径は掻出カッタ４３の全長によって求められ、また掻出掘削機４０の掘削深さは掻出カッタ４３の全高によって求められる。

（６）掻出掘削機の回転駆動手段
図２に示すように走行体３０は駆動源４７を搭載していて、駆動源４７の回転を受けて掻出掘削機４０が回転軸４１を中心に正逆転する。
駆動源４７のトルク伝達手段としては、公知の歯車伝達機構Ｄ、ベルト伝達機構、チェーン伝達機構等の何れかひとつ、またはこれらの複数の組合せを使用できる。

掻出掘削機４０の回転速度は掻出掘削機４０の移動速度に対して卓越するように設定してある。

尚、走行体３０に搭載した各駆動源３５，４７の稼動は個別制御が可能である。

（７）掘削原理の比較
掻出掘削機４０は自走しながら鉛直方向の回転軸４１を中心に複数の掻出カッタ４３が回転することで、ケーソン２０の下端部２１の直下地盤を掻き出し掘削するための装置である。
掻出掘削機４０が従来のシールドマシンと比較して異なるところは、掻出掘削機４０が鉛直軸を中心に回転しながら鉛直軸の直交方向（水平方向）へ向けて移動しながら掘進するのに対して、シールドマシンが回転軸を中心に回転しながら回転軸の延長方向へ向けて掘進することである。
掻出掘削機４０が鉛直の回転軸４１の直交方向（水平方向）へ向けて掘進する方式を採用することで、シールドマシンと比較して掘削抵抗と掘進抵抗が格段に小さくなる。

また既述した従来の一対の水平スクリュー体９０，９０と比較して異なるところは、掻出掘削機４０が鉛直の回転軸４１の直交方向（水平方向）へ向けて掘削土砂を排出するのに対して、従来の一対の水平スクリュー体９０，９０が水平軸に沿って掘削土砂を排出することである。
掻出掘削機４０が回転軸４１の直交方向（水平方向）へ向けて掘削土砂を排出する方式を採用することで、従来と比べて掘削土砂の取り残しがなくなり、掘削深さを小さくしても、効率のよい排土性を確保することができる。

さらに既述した従来の一対の水平スクリュー体９０，９０と比較して異なるところは、掻出掘削機４０が鉛直方向へ向けた一軸（回転軸４１）回転であるのに対して、従来の一対の水平スクリュー体９０，９０が水平方向へ向けた二軸回転であることである。
掻出掘削機４０が鉛直軸を中心とした一軸（回転軸４１）の回転であるから、隣り合う掻出カッタ４３と掻出カッタ４３の間で岩石等の硬質塊の挟み込みや噛み込みをまったく生じることなく、効率のよい掘削性および排土性の両立を図ることができる。

［作動］
つぎに既述した掘進装置の作用について説明する。

（１）掻き出し掘削
図２において、走行体３０に搭載した駆動源４７を作動すると、トルク伝達手段を介して駆動源４７の回転力が掻出掘削機４０を構成する回転軸４１へ伝達される。その結果、走行体３０が停止した状態で複数の掻出カッタ４３が回転軸４１を中心に一方向に回転を開始する。
掻出掘削機４０が回転することで、ケーソン２０の支持面２２の直下地盤が掻出カッタ４３の高さと半径を有する平面円形状（平面円環状）に掘削される。

図８に掻出カッタ４３による掘削原理のモデル図を示す。
掻出カッタ４３の前面４３ａと下面４３ｂに設けた複数の掘削チップ４３１が地盤Ｇを平面円形状に掘削する。

掻き出し掘削に当たり、図示したように掻出カッタ４３の前面４３ａの上半を切除して逃げ部を形成しておくと、逃げ部の分だけ掻出カッタ４３の回転抵抗が小さくなるだけでなく、破線で示すオーバーハングとなった地盤Ｇの領域が土砂の自重で崩落するので直接掘削する必要がなくなる。
オーバーハングの領域の土砂が自重崩落しないときでも、掻出カッタ４３の前面４３ａの斜めの切削面で掘削できるので、掘削残しを生じることがない。

掘削土砂は回転する掻出カッタ４３の側面に押されてケーソン２０の内側へ排出される。
この際、回転する掻出カッタ４３がその側面４３ｃに沿って掘削土砂を強制的に誘導して押し出すので、掘削土砂が付着することがない。

掻出掘削機４０により所定の深さの平面円形状の掘削を完了した後に、掻出掘削機４０が回転を継続しても、掻出掘削機４０が移動しない限り、さらなる掘削は進行しない。

掘進装置１０はケーソン２０に垂下され、またケーソン２０は水平な支持面２２を通じて直下地盤に支持されているため、掘進装置１０にケーソン２０の自重が直接作用することはない。

（２）掘進装置の走行
図２において、走行体３０に搭載した駆動源４７に引き続いて駆動源３５を作動すると、トルク伝達手段を介して駆動源３５の回転が走行輪３６へ伝達される。
ケーソン２０の内側の反力受け具２３と噛合する走行輪３６が回転することで、掘進装置１０はケーソン２０の下端部２１のガイドレール２４，２４に沿って一方向へ向けて走行を開始する。
回転を継続した掻出掘削機４０がケーソン２０に沿って水平移動を開始することで、掻出カッタ４３の高さと径の寸法による支持面２２の直下地盤の掻き出し掘削（掘進）が進行する。

掻出掘削機４０による掘進に当たり、掻出掘削機４０の移動速度に対して、複数の掻出カッタ４３，４３・・・の回転速度が卓越するように設定してあるので、複数の掻出カッタ４３，４３・・・が進行方向に位置する地盤Ｇを次々と掘削することになる。つまり、複数の掻出カッタ４３の前端部だけで実質的に掘削することになる。
すなわち、掻出カッタ４３の前面４３ａの掘削機能は変わらないが、下面４３ｂはその全長が掘削機能を発揮するのではなく、下面４３ｂの前端部分が掘削機能を発揮する。
このように複数の掻出カッタ４３の前面４３ａが小刻みに地盤Ｇを掻き出しながら掘削するため、地盤Ｇが締め固められた硬質地盤や岩盤質であっても効率的に掘削することができる。

掻出カッタ４３の１本当たりの掘削抵抗及び掘削量は、掻出掘削機４０を構成する掻出カッタ４３の設置本数と、掻出掘削機４０の移動速度に対する回転速度の関係によって求めることができる。
したがって、掻出カッタ４３に過度の負荷がかからないように現場の状況に応じて、掻出カッタ４３の設置本数と、掻出掘削機４０の移動速度に対する回転速度の関係を適宜選択する。

掘進装置１０による掘進中も、ケーソン２０は水平な支持面２２を通じて直下地盤に支持されているため、掘進装置１０にケーソン２０の自重が直接作用しない。

（３）ケーソンの沈降
以上のように掘進装置１０はケーソン２０を周回しながら、或いは前進と後退を繰り返しながらケーソンの直下地盤を掘削する。
掻出掘削機４０の掘削径がケーソン２０の外側面と一致するように設定してあるので、ケーソン２０の沈降時におけるケーソン２０の外周面と地山間の摩擦はゼロとなるから、周面摩擦抵抗は特に考慮する必要がない。
したがって、ケーソン２０は自重だけで沈降する。

既述したように掘進中において、ケーソン２０の下端の支持面２２を直下地盤に支持させた状態で、掘進装置１０に支持面２２を直下地盤を部分的に掘削していく。ケーソン２０の一周分の掘削が完了することで、ケーソン２０は掻出カッタ４３の高さ分だけ沈降する。すなわち、地盤の掘削作業の進行に伴い、ケーソン２０の沈降が並行して進行する。
掻出掘削機４０による掘削深さを小さく設定できるので、沈降する際にケーソン２０の躯体に大きなねじれ力が作用することを回避できる。
そのため、ケーソンの躯体強度を過剰に増強した設計をする必要がなくなり、ケーソン躯体を経済的に設計することができる。

（４）掻出カッタの部分交換
掻出掘削機４０を長時間に亘り使用すると、一部の掻出カッタ４３が偏摩耗したり損傷する場合がある。また、施工状況に応じて掻出掘削機４０の掘削深さや掘削幅を変更したい場合がある。
本発明では、ボルト４５を緩めて挟持板４４を取り外すだけで、新たな掻出カッタ４３と交換することが可能である。その他、掻出掘削機４０の水平方向に作業スペースがある場合には、ボルト４５を緩めて掻出カッタ４３を水平方向に引き抜くことで新たな掻出カッタ４３と交換することも可能である。
したがって、健全な掻出カッタ４３はそのまま継続使用できるので、掻出掘削機４０全体を交換せずに済み経済的である。

（５）掘削幅の変更
また、本発明は、掻出掘削機４０の掘削幅の変更が要求される場合においても、前述の通り、ボルト４５を緩めることで、既設の掻出カッタ４３を異なる寸法の掻出カッタ４３と交換することが可能であるため、掻出掘削機４０全体を交換せずに済み経済的である。

（６）掻出カッタの他の形態
図９，１０に掻出カッタ４３の他の形態を示す。
図９の（Ａ）は掻出カッタ４３の前面４３ａと下面４３ｂに、波形の切削面を形成した形態を示し、同図の（Ｂ）は掻出カッタ４３の前面４３ａのみを波形の切削面を形成し、下面４３ｂに平らな切削面を形成した形態を示す。
図１０は掻出カッタ４３の前面４３ａのみに掘削チップ４３１を設けた形態を示す。

図１１，１２に、掻出掘削機に係る他の形態を示す。
（１）スペーサ
図１１に示すように、本発明の掻出掘削機４０は、回転板４２と挟持板４４との間であって且つ前記掻出カッタ４３の基端よりも内側に形成された収容空間Ａにスペーサ４８を具備するように構成することもできる。
本実施例におけるスペーサ４８は平面環状の部材であり、内径を回転軸４１の直径より大きくし、外径を回転板４２の直径よりも小さくし、更に厚さを回転板４２と挟持板４４との間の空間に収容可能な厚さとするよう構成する。

（２）スペーサの組み付け例
本例では、回転軸４１に回転板４２を取り付けた後に、スペーサ４８を前記回転板４２の収容空間Ａに組み付け、その後掻出カッタ４３の基端をスペーサ４８に当接するように配設する。その他の部材の組み付け手順は実施例１に記載の方法と同様であるため、説明を省略する。

（３）作用
本例のスペーサの作用について、図１２を参照しながら説明する。
図１２（ａ）は、本例の掻出掘削機４０の概略断面図であり、図１２（ｂ）は先の実施例１における掻出掘削機４０の概略断面図である。
スペーサ４８を具備することにより、掻出カッタ４３の基端は前記スペーサ４８へと当接して配設されることとなり、スペーサ４８の側厚ｂ分だけ、放射方向に係る露出長さが延長され、掻出カッタ４３の回転半径は拡径（Ｒ₂＝Ｒ₁＋ｂ）することとなる。
その結果、掻出掘削機４０全体の掘削幅が拡張されることとなる。

本例の構成によれば、掻出カッタ４３そのものを交換せずとも、収容空間に配設するスペーサ４８を、側厚の異なるスペーサ４８へと変更することにより、該掻出カッタの露出長さ、すなわち掘削幅を任意に変更することができる。

（４）使用方法の一例
本発明によれば、掘削工程において以下の様な使用方法を実現できる。
（４−１）初期掘削時
特定の寸法を有するスペーサ４８を具備した状態で、ケーソン２０の横幅と掘削幅とが同一となるように構成し、初期掘削を開始する。
（４−２）掘削幅の拡張が要求される場合
ケーソン２０と地盤との摩擦が大きく、ケーソン２０の沈降がスムーズに行われない場合等には、掘削作業を一時停止し、挟持板４４や固定板４６を取り外すことが可能な程度の作業空間を確保した後、挟持板４４等を取り外して、より外径の大きいスペーサ４８へと交換する。上記作業によって掘削幅が拡張するため、ケーソンと地盤との摩擦が低減し、その結果ケーソン２０の沈降がより促進することなる。

（４−３）掘削幅の縮小が要求される場合
他方、ケーソン２０の沈降速度を抑えたい場合には、ケーソン２０と地盤との摩擦をより大きくするため、予め取り付けてあるスペーサ４８をより外径の小さいスペーサ４８へと交換するか、或いはスペーサ４８を取り外すことで掘削幅を縮小させる。上記作業により、該ケーソン２０はより圧入沈降状態へと遷移するため、沈降速度がより低速方向に誘導されることなる。

以上の通り、本発明は、掘削作業の開始後において、地盤の地質等の条件変化や施工方法の変更に伴い、掘削幅の拡縮が求められる場合においても、簡易な作業で対応することが可能となる。

スペーサの組み付けに係る各実施例について、図１３，１４を参照しながら説明する。
（１）スペーサの組み付け例１
本発明は、単一又は複数の掻出カッタ４３に当接可能なスペーサ４８を複数具備して構成することもできる。
本例に係るスペーサ４８は、一部材で隣り合う二つの掻出カッタ４３を当接すべく、環状部材を均等に六分割して製作してある（図１３）。

本例によれば、一部の掻出カッタ４３の露出長さを調整したい場合に、当該掻出カッタ４３に当接するスペーサ４８のみを交換すれば足りるため、同寸法の掻出カッタ４３が不足した場合に、別寸法の掻出カッタ４３を転用できる、という利点を更に得ることができる。

なお、本例に係るスペーサ４８は、環状部材を分割するだけでなく、単一部材として個別に製作する等の種々の製造方法によって製作することができる。

（２）スペーサの組み付け例２
本発明は、単一の掻出カッタ４３に当接可能なスペーサ４８を複数具備して構成する場合において、スペーサ４８の横幅を掻出カッタ４３の横幅以下として、掻出カッタ４３の配設箇所の開口部分からスペーサ４８を挿入可能に構成することもできる。
本例では、回転板４２又は挟持板４４の位置決め溝４２１、４４１を回転軸４１の近傍まで設けておき、スペーサ４８の横幅を掻出カッタ４３の横幅以下とすることで、掻出カッタ４３の配設箇所の開口部分からスペーサ４８を挿入可能としてある（図１４）。

本例によれば、ボルト４５を緩めて掻出カッタ４３を引き出して取り除き、該掻出カッタ４３の前記開口部分からスペーサ４８を挿入して組み付けることができ、挟持板４４や固定板４６の取り外しが不要となるため、掻出掘削機４０の下方のスペースを確保できない場合においても、スペーサ４８を組み付けできる、という利点を更に得ることができる。

１０・・・・・掘進装置
２０・・・・・ケーソン
２１・・・・・ケーソンの下端部
２２・・・・・支持面
２３・・・・・反力受け具
２４，２４・・ガイドレール
３０・・・・・走行体
３３・・・・・支持台
３４・・・・・ローラ
３５・・・・・駆動源
３６・・・・・走行輪
４０・・・・・掻出掘削機
４１・・・・・回転軸
４２・・・・・回転板
４３・・・・・掻出カッタ
４４・・・・・挟持板
４５・・・・・ボルト
４６・・・・・固定板
４７・・・・・駆動源
４８・・・・・スペーサ

Claims

ケーソンの下端部に係合して走行可能な走行体と、走行体の走行手段と、走行体に搭載した掻出掘削機と、掻出掘削機の回転駆動手段とを具備し、前記走行体の走行と、複数の掻出カッタの回転軸を中心とした回転とによりケーソンの下端部の直下地盤を掘削するケーソン用の掘進装置であって、
前記掻出掘削機が、走行体を縦方向に貫通して軸支した回転軸と、
回転軸に水平に設けた回転板と、
回転板に放射状に配設した複数の掻出カッタと、
掻出カッタを挟持する挟持板と、を有し、
前記回転板と挟持板との間で前記掻き出しカッタを脱着自在に挟持したことを特徴とする、
ケーソン用の掘進装置。
前記回転板と挟持板の何れか一方或いは両方に、前記掻出カッタを収容可能な位置決め溝を設けたことを特徴とする、請求項１に記載のケーソン用の掘進装置。
前記掻出カッタの基端側にスペーサを介装することを特徴とする、請求項１又は２に記載のケーソン用の掘進装置。
前記スペーサが環状を呈することを特徴とする、請求項３に記載のケーソン用の掘進装置。
前記スペーサが複数の分割体からなることを特徴とする、請求項３又は４に記載のケーソン用の掘進装置。