JP6531504B2

JP6531504B2 - 地盤掘削機

Info

Publication number: JP6531504B2
Application number: JP2015118144A
Authority: JP
Inventors: 真理緒藤本; 和田　真; 真和田; 昌宏清田; 林　伸彦; 伸彦林; 真荒川; 肖一椎名; 徹三輪
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: JP2017002578A

Description

本発明は、低空頭かつ狭隘な作業エリアの地中に壁状構造物を構築する際に用いられる地盤掘削機に関する。

低空頭かつ狭隘な作業エリアの地中に、地中連続壁、止水壁、土留壁、構造物基礎等の壁状構造物を構築する際に用いられる地盤掘削機として、例えば引用文献１に、低空頭連続壁掘削機が開示されている。

引用文献１の低空頭連続壁掘削機は、回転によって掘削するドラム状のカッタ、このカッタを回転駆動させる駆動源等を有する掘削ユニットを、下端にキャスタを取り付けた掘削ユニット用のフレームユニットに搭載する。また、少なくとも駆動源を駆動するパワーユニット、動力ケーブルの巻取り・繰出しを行う動力ケーブルリール、および、制御ケーブルの巻取り・繰出しを行う制御ケーブルリール等を有するリールユニットを、クローラーに上載したフレームユニットに搭載する。

こうして掘削ユニットを、パワーユニットおよびリールユニットから分離することにより、掘削対象位置を含む作業エリアが、掘削ユニット、パワーユニットおよびリールユニットを一体に搭載した従来の地盤掘削機では侵入不可能な狭隘エリアであっても、少なくとも掘削ユニットを搭載したフレームユニットを搬入すれば、掘削作業を実施できるものである。

特開２０００−２８２５０６号公報

しかし、引用文献１の低空頭連続壁掘削機では、掘削ユニット用のフレームユニットを掘削対象位置に搬入し、掘削ユニットの位置出しを、キャスタの旋回および横方向のスライドによるユニットフレームの位置調整にて行った後、この位置出しをした状態をアウトリガで保持している。

このように、掘削ユニット用のユニットフレームを接地した状態で位置調整する場合、フレームユニットを例えば平面Ｘ方向に移動させた後、平面Ｙ方向に移動させるべくキャスタを鉛直軸周りに９０度回転させようとすると、キャスタの回転に伴ってユニットフレームの位置がズレやすく、高い精度で掘削ユニットの位置出しを行うことが困難であるとともに、位置出し作業が煩雑である。

そこで、平面Ｘ方向に移動させた後に掘削ユニット用のユニットフレームを、例えばジャッキアップして上昇させ、キャスタを鉛直軸周りに９０度回転させた後、再度接地させて平面Ｙ方向に移動させる方法も考えられる。しかし、ユニットフレームを移動させたい方向にキャスタを回転させるたびにジャッキアップを行うことは、多大な労力と作業時間を費やすこととなる。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、低空頭かつ狭隘な作業エリアの地中に壁状構造物を構築するにあたり、地盤を掘削する掘削機本体の位置出しを精度よく行うことの可能な地盤掘削機を提供することである。

かかる目的を達成するため本発明の地盤掘削機は、地中に壁状構造物を構築するための地盤掘削機であって、一対のロータリーカッタを下端に備えるとともに、該ロータリーカッタを駆動する駆動源を搭載した掘削機本体と、前記ロータリーカッタを駆動する駆動源を駆動する動力部と、前記掘削機本体を吊持するためのワイヤーが巻回されるワイヤーリールを備えるリール部と、前記掘削機本体を内包する掘削機本体用走行フレームを備え、該掘削機本体用走行フレームの上部に、前記ワイヤーリールから繰り出された前記ワイヤーを案内するシーブが、平面位置調整装置を介して設置されており、該平面位置調整装置が、前記シーブを前記掘削機本体用走行フレームの走行方向及び走行直交方向に移動させる移動手段を備えることを特徴とする。

上記の地盤掘削機によれば、掘削機本体用走行フレームを掘削対象位置まで搬入した後、平面位置調整装置を介して掘削機本体の位置出しを行うことができるため、接地状態にある掘削機本体用走行フレームの据え付け調整にて掘削機本体の位置出しを行う場合と比較して、作業性が大幅に向上するだけでなく、精度が向上するとともに、位置出しに係る時間を大幅に短縮することが可能となる。

本発明の地盤掘削機は、前記掘削機本体に揚泥ポンプが備えられているとともに、該揚泥ポンプと接続される揚泥ホースが巻回される揚泥ホースリールが前記リール部に備えられており、前記動力部が動力部用走行フレームに設置されているとともに、前記リール部がリール部用走行フレームに設置されていることを特徴とする。

上記の地盤掘削機によれば、掘削機本体とその他の設備を分離し、掘削機本体のみを掘削機本体用走行フレームに装備すればよいため、掘削機本体用走行フレームをコンパクトにすることができ、低空頭かつ狭隘な作業エリアであっても、掘削対象位置に掘削機本体用走行フレームのみを搬入し、掘削作業を行うことが可能となる。

本発明によれば、低空頭かつ狭隘な作業エリアの地中に壁状構造物を構築するにあたり、掘削機本体の位置出しを精度よくかつ短時間で行うことが可能となる。

地盤掘削機の側面を示す図である。地盤掘削機の平面を示す図である。地盤掘削機に備えた平面位置調整装置の詳細を示す図である。

以下に、本発明の地盤掘削機を、図１〜図３を用いて説明する。
地盤掘削機１は、低空頭かつ狭隘な作業エリアの地中に、地中連続壁、止水壁、土留壁、構造物基礎等の壁状構造物を構築する際に用いられるものであり、図１で示すように掘削機本体２、リール部３、および動力部４を備えている。

掘削機本体２は、直方体形状の本体フレーム２１の下面に水平方向に並べて配された一対のロータリーカッタ２２と、ロータリーカッタ２２を駆動する駆動源２３とを備えている。また、本体フレーム２１には、ロータリーカッタ２２による掘削にて生じた掘削ずりを安定液と共に揚泥するための揚泥ポンプ２４と、掘削機本体２の姿勢を制御する複数の姿勢修正装置２５とを備えている。

リール部３は、掘削機本体２２を吊持するためのワイヤー１０が巻回されるワイヤーリール３１と、一端が揚泥ポンプ２４に連結されている揚泥ホース１１が巻回される揚泥ホースリール３２を備えている。

動力部４は、前述した駆動源２３、揚泥ポンプ２４および姿勢修正装置２５を駆動するための原動機や油圧ユニットを備える動力ユニット４１、動力ケーブル１２が巻回される動力ケーブルリール４２、油圧ホース１３が巻回される油圧ホースリール４３を備えている。

そして、本実施の形態では、地盤掘削機１が３体の走行フレームを備えており、掘削機本体２、リール部３および動力部４をそれぞれ別個の走行体フレームに設置している。具体的には、掘削機本体２を掘削機本体用走行フレーム５に、リール部３をリール部用走行フレーム６に、動力部４を動力部用走行フレーム７にそれぞれ搭載させて、個別に搬送が可能な構成となっている。

なお、本実施の形態では、掘削機本体２だけでなく、リール部３および動力部４もそれぞれ個別に搬送可能な構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。掘削機本体２のみを別個に搬送可能な構成を有していれば、リール部３と動力部４を同一の走行フレームに設置してもよい。

上述する構成の地盤掘削機１は、作業エリア１４が図２で示すような屈曲した狭隘な空間であっても、掘削機本体用走行フレーム５、リール部用走行フレーム６および動力部用走行フレーム７を掘削対象位置の近傍まで搬入することが可能となる。なお、少なくとも掘削対象位置に掘削機本体用走行フレーム５を搬入することができれば、リール部用走行フレーム６および動力部用走行フレーム７は必ずしも掘削対象位置の近傍まで搬入する必要はない。

つまり、リール部用走行フレーム６および動力部用走行フレーム７は、ワイヤー１０、揚泥ホース１１、動力ホース１２、油圧ホース１３が掘削機本体２に到達する範囲内であれば、作業エリア１４のいずれの位置に配置してもよい。これにより、地盤掘削機１は、狭隘な作業エリアにおいても、地中に壁状構造物を構築するべく掘削溝を構築することができるものである。

また、掘削機本体２は、図３（ｂ）で示すような掘削機本体用走行フレーム５の上部に設置されたシーブ８に案内されたワイヤー１０を介して吊持されており、ワイヤーリール３１によるワイヤー１０の巻き取りもしくは繰り出しにより、鉛直方向の移動が自在に装備されている。これにより、作業エリア１４が低空頭な空間であっても、掘削機本体２にて地中に掘削溝を構築することができるものである。

ところで、掘削機本体用走行フレーム５、リール部用走行フレーム６および動力部用走行フレーム７はいずれも下端に設置されたストッパを備えたキャスタ５１、６１、７１にて走行可能な構成となっている。このような場合において、特に掘削機本体２が装備された掘削機本体用走行フレーム５を、作業エリア１４内の掘削対象位置に搬入した後、接地状態にある掘削機本体用走行フレーム５の据え付け調整にて、掘削機本体２の位置出しを行うことは、容易ではない。

そこで、本実施の形態では、図３で示すように、掘削機本体用走行フレーム５の上部に平面位置調整装置９を設置し、平面位置調整装置９にワイヤー１０を案内するシーブ８を設置している。そして、平面位置調整装置９にてシーブ８の平面位置を調整することにより、掘削対象位置に据え付け後の掘削機本体用走行フレーム５を移動させることなく掘削機本体２の位置出しを行う。

平面位置調整装置９は、図３（ａ）の平面図、図３（ｂ）の側面図で示すように、掘削機本体用走行フレーム５の上面に設置された下部桁９１、その上部に載置された中間桁９２、中間桁９２の上部に載置された上部桁９３を備え、上部桁９３にシーブ８が設置される。また、図３（ａ）で示すように、下部桁９１と中間桁９２との間には、掘削機本体用走行フレーム５の走行直交方向に伸縮する走行直交方向ジャッキ９４が、中間桁９２と上部桁９３との間には、掘削機本体用走行フレーム５の走行方向に伸縮する走行方向ジャッキ９５がそれぞれ設置されている。なお、本実施の形態において、掘削機本体用走行フレーム５の走行方向とは、図１で示すように、掘削機本体用走行フレーム５に搭載された掘削機本体２のロータリーカッタ２２が、掘削時に回転する方向をいう。

下部桁９１は、図３（ａ）で示すように一対が間隔を有して掘削機本体用走行フレーム５の走行直交方向に延在するようにして、掘削機本体用走行フレーム５に固定されている。中間桁９２は、一対が間隔を有して掘削機本体用走行フレーム５の走行方向に延在するようにして下部桁９１に載置されており、中間桁９２どうしは下部桁９１の上方に配置された間隔保持部材９２１を介して連結されている。

そして、下部桁９１と中間桁９２との間に設置される走行直交方向ジャッキ９４は、一方の端部が下部桁９１から水平方向に突出する凸部材９１１に固定され、他方の端部が中間桁９２から垂下する垂下部材９２２に固定されている。これにより、一対の中間桁９２はその間隔を保持したまま、走行直交方向ジャッキ９４の伸縮に伴い、下部桁９１上を、走行直交方向に移動する。

また、上部桁９３は、図３（ａ）で示すように一対が間隔を有して掘削機本体用走行フレーム５の走行直交方向に延在するようにして中間桁９２に載置されており、上部桁９３どうしは、中間桁２１と平行に延在するとともに一対の中間桁９２の内側に配置された間隔保持部材９３１を介して連結されている。

そして、上部桁９３と中間桁９２との間に設置される走行方向ジャッキ９５は、図３（ｂ）で示すように、一方の端部が上部桁９３の側面９３２に固定され、他方の端部が中間桁９２から上方に向けて突出する凸部材９２３に固定されている。したがって、一対の上部桁９３はその間隔を保持したまま、走行方向ジャッキ９５の伸縮に伴い、中間桁９２上を、走行方向に移動する。

これにより、平面位置調整装置９の上部桁９３に設置されたシーブ８を、掘削機本体用走行フレーム５の走行方向および走行直交方向に、自在に移動させることができるため、これに伴って、シーブ８に案内されたワイヤー１０に吊持されている掘削機本体２も掘削機本体用走行フレーム５の走行方向および走行直交方向に移動させることができるものである。

なお、本実施の形態では、掘削機本体２を吊持するべく、平面位置調整装置９に３つのシーブ８を設置したが、その数量は必ずしもこれに限定するものではない。

また、図示を省略したが、平面位置調整装置９には、揚泥ホース１１、動力ホース１２、油圧ホース１３を案内するシーブが設置されることは、言うまでもない。

さらに、掘削機本体用走行フレーム５は、平面位置調整装置９の作動時および掘削機本体２による地盤掘削時には、キャスタ５１に備えたストッパにて掘削機本体用走行フレーム５を地盤上に固定しておくとよい。

上述する平面位置調整装置９によれば、作業エリア１４内の掘削対象位置における掘削機本体２の位置出しを容易にするだけでなく、地盤に設けたパイロット孔に掘削機本体２を建て込んだ後、パイロット孔の口元に一般に設置される口元保護管と掘削機本体２が同軸となるよう、掘削機本体２の鉛直軸に対する傾きを微調整することも可能となる。

本発明の地盤掘削機１は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、本実施の形態では、掘削機本体用走行フレーム５、リール部用走行フレーム６および動力部用走行フレーム７はいずれも下端に設置されたキャスタ５１、６１、７１にて地盤上を走行する構成としているが、必ずしもこれに限定するものではなく、地盤上にガイドレールを載置し、該ガイドレール上をキャスタ５１、６１、７１が走行するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、キャスタ５１、６１、７１にストッパを設けたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、掘削機本体用走行フレーム５、リール部用走行フレーム６および動力部用走行フレーム７各々にアウトリガを設け、これらを地盤上に静止させる構成としてもよい。

さらに、掘削機本体用走行フレーム５、リール部用走行フレーム６および動力部用走行フレーム７の走行機構は必ずしもキャスタ５１、６１、７１に限定されるものではなく、上記の走行フレームを走行させることのできる走行機構であれば、クローラー等いずれを用いてもよい。

１地盤掘削機
２掘削機本体
２１本体フレーム
２２ロータリーカッタ
２３駆動源
２４揚泥ポンプ
２５姿勢修正装置
３リール部
３１ワイヤーリール
３２揚泥ホースリール
４動力部
４１動力ユニット
４２動力ケーブルリール
４３油圧ホースリール
５掘削機本体用走行フレーム
５１キャスタ
６リール部用走行フレーム
６１キャスタ
７動力部用走行フレーム
７１キャスタ
８シーブ
９平面位置調整装置
９１下部桁
９１１凸部材
９２中間桁
９２１間隔保持部材
９２２垂下部材
９２３凸部材
９３上部桁
９３１間隔保持部材
９３２側面
９４走行直交方向ジャッキ
９５走行方向ジャッキ
１０ワイヤー
１１揚泥ホース
１２動力ホース
１３油圧ホース
１４作業エリア

Claims

地中に壁状構造物を構築するための地盤掘削機であって、
一対のロータリーカッタを下端に備えるとともに、該ロータリーカッタを駆動する駆動源を搭載した掘削機本体と、
前記ロータリーカッタを駆動する駆動源を駆動する動力部と、
前記掘削機本体を吊持するためのワイヤーが巻回されるワイヤーリールを備えるリール部と、
前記掘削機本体を内包する掘削機本体用走行フレームを備え、
該掘削機本体用走行フレームの上部に、前記ワイヤーリールから繰り出された前記ワイヤーを案内するシーブが、平面位置調整装置を介して設置されており、
該平面位置調整装置が、前記シーブを前記掘削機本体用走行フレームの走行方向及び走行直交方向に移動させる移動手段を備えることを特徴とする地盤掘削機。
請求項１に記載の地盤掘削機において、
前記掘削機本体に揚泥ポンプが備えられているとともに、該揚泥ポンプと接続される揚泥ホースが巻回される揚泥ホースリールが前記リール部に備えられており、
前記動力部が動力部用走行フレームに設置されているとともに、前記リール部がリール部用走行フレームに設置されていることを特徴とする地盤掘削機。