JPH03180620A

JPH03180620A - ケーソン底部の掘削装置

Info

Publication number: JPH03180620A
Application number: JP31883189A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Matsui; 信行松井; Yuichi Yoshino; 雄一芳野
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-06
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0623452B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は海洋、湖沼及び河川内に建設される鉄道、橋梁
、水門若しくは人口島その他の構造物の基礎をケーソン
工法で築造する工事において、円筒状ケーソンの開口部
および直下すなわちケーソン底部の地山を掘削するため
の掘削方法および掘削装置に関する。

［従来の技術］かかるケーソン底部の掘削を行う方法としてケソン内を
空気で加圧し浸水を防止する工法の場合、従来はケーソ
ン内で作業員の人力による手掘り、坑内トラクタショベ
ル及び油圧ショベルによる機械掘削が用いらていたが、
建設する地点の水深が大きいと空気での加圧圧力が高く
なり、それらの方法では作業上の限界がある。また浸水
にかまわず空気での加圧を行わない場合は水中掘削を行
うことになるが、この場合、従来はケーソン上部からグ
ラブバケット掘削機で掘削する方法、土および岩を切削
するビットを軸またはアームに取付けそれを回転させて
掘削する方法が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］高水深の場所へ圧気工法で基礎を築造する場合浸水防止
として空気圧を高くする必要がある。高圧下では人体生
理機能上の問題で有人を必要とする工法は採用できず、
一つの工法として加圧を行わない水中掘削の工法で施工
することになる。従来の水中掘削の工法の場合、グラブ
バケット掘削機の掘削領域が鉛直方向直下のみであるこ
とからケーソンの形状１．こよってはケーソン上部から
死角にあたる刃口下は同機で掘削できない。またビット
を回転させて掘削する方法ではビット回転軌跡の範囲の
みが掘削可能領域であるので、ケーソン形状によっては
その回転軌跡でカバーできない部位がある。このように
基礎底面部にあたる部分に掘削残部があるとその載荷支
持力を損うことになる。

この問題を解決するため本出願人は、特願昭６０−２５
０６６８号でケーソン壁直下の掘削方法および装置を提
案した。該提案自体は有効なもので、ケーソン開口部に
平面部が多い場合に特に有効なものであるが、曲面部が
多い場合、特に円筒状ケーソンの場合には好適ではない
。

本発明にかかる従来例の水中掘削工法の不都合を解消し
、掘削不可領域が残らない円筒状ケーソン底部の掘削方
法及び掘削装置を提供すべくなされたものである。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、円筒状ケーソンの上部に配置されたク
レーンから、伸縮自在な複数のアウトリガを備えたフレ
ームに旋回と上下動が自在なスライドマストの下端に先
端にドラムカッタを備えたブームが俯仰自在に設けられ
た掘削機を吊り下ろしアウトリガを伸長してケーソン下
部の所定位置のセンタに固定し、ブームを俯仰、旋回、
下動してケーソン開口部を部分的な球面状に掘削し、掘
削機を逐次降下してケーソン開口部の掘削が完了したら
、掘削機を降下して前記と同様にケーソン直下の初期掘
削を行い、次いでアウトリガを伸縮して掘削機のセンタ
をケーソン内壁側に移動しながらブームを俯仰、旋回、
下動してケーソン外径までのケーソン直下の後期掘削を
行ったのち、アウトリガを伸縮して掘削機センタを逐次
一方向に旋回し、前記の後期掘削を行ってケーソン直下
の掘削を完了するケーソン底部の掘削方性が提供される
。

また、前記方法を実施するため本発明によれば、フレー
ムと、該フレームから突設された複数のアウトリガと、
該フレームに設けたガイドポストに支持され旋回装置と
伸縮シリンダとにより旋回と上下動が自在なスライドマ
ストと、該スライドマストの下端に俯仰シリンダにより
俯仰自在に設けられたブームと、該ブームの先端に設け
られたドラムカッタと、該ドラムカッタの後面に近接す
るサクションマウスを備えたスラリーパイプとを設けた
掘削機と、該掘削機を吊設するクレーンとからなるケー
ソン底部の掘削装置が提供される。

上記フレームは、上下部のフレームから形威し、両フレ
ームをガイドポストで連結するのが好ましい。

また、アウトリガは、上下部のフレームからそれぞれ円
筒等配に例えば３本突設し、上下の対向するアウトリガ
をロッドで連結するのが好ましい。

また、スライドマストの上端に旋回装置を設け、その旋
回装置と上部フレームとの間に伸縮シリンダを介装する
のが好ましい。

また、ドラムカッタは、ブームに内蔵した水中電動機に
より駆動するのが好ましい。

［作用］したがって、１本のアウトリガを収縮し他の２本のアウ
トリガを伸長して掘削機のセンタを１本のアウトリガの
ケーソン内壁側に移動しながら、ブームを俯仰、旋回、
下動してケーソン開口部の底部をケーソン外径まで死角
部を残すことなく掘削する。その結果、従来工法におけ
る基礎底面部にあたる部分に掘削残部があって載荷支持
力が損われる問題が解決される。

［実施例］以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本実施例は、海峡部における橋梁の基礎を施工する例で
、第１図及び第２図に示すように、海底を掘削し均した
面に例えば内径１４ｍ１外径１４゜７ｍの円筒状のケー
ソンＡを設置し、ケーソンＡの内部の海底地盤を所定深
さまで掘り下げて基礎面とし、その基礎面からコンクリ
ートを打ち上げて基礎躯体を築造する工事におけるケー
ソンＡの底部を掘削する態様について説明する。

第１図及び第２図において、本発明を実施する掘削装置
は、海上作業台１に設けられたクレーン３と、そのクレ
ーン３に排泥管２によりケーソンＡの内部に昇降自在に
吊設された全体を符号Ｂで示す掘削機と、土運船７から
泥水をリターンポンプ９によりケーソン開口部に還流す
るリターン配管８とから概略構成されている。なお、図
中の符号４は発電機、５はパワーユニット操作室、６は
ニアコンプレッサである。

第３図及び第４図において、掘削機Ｂには、ガイドマス
ト１０により連結された上部フレーム１１及び下部フレ
ーム１２が設けられている。そのガイドマスト１０には
、排泥管２が挿通されたスライドマスト１３が回転及び
上下動自在に設けられている。このスライドマスト１３
の上端には、旋回装置１４が設けられ、その旋回装置１
４と上部フレーム１１とは、一対の伸縮シリンダ１５．
１５で連結されている。　前記上部フレーム１１には、
３本の上段アウトリガ１６ａ〜１６ｃ（以下総称する場
合は符号１６を用いる）が円周等配に突設されている。

そのアウトリガ１６は、図示しない油圧シリンダにより
伸縮自在で、したがって、各アウトリガ１６の伸縮によ
り掘削機ＢのセンタＣＢは、ケーソンＡのセンタＣＡを
中心とする例えば直径３ｍの円形軌跡ＣＣ内の任意の位
置に決め得るようになっている。なお、アウトリガは３
本共に伸縮自在である。そして、下部フレーム１２にも
上部フレーム１１と同様な下段アウトリガ１７が突設さ
れ、対向する両すガ１６．１７は、それぞれロッド１８
．１８・・・で連結されている。

他方、スライドマスト１３の下端部には、ブラケット１
９が固設されている。そのブラケット１９の一端には、
カッタブーム２０が枢着され、このブーム２０の中程と
ブラケット１９の他端との間には、ブーム俯仰シリンダ
２１が介装されている。

そのカッタプーム２０の先端部には、全面に複数の切削
ビットが取付けられたドラムカッタ２２がブーム２０に
内蔵された図示しない水中電動機により回転自在に設け
られている。そして、カッタ２２の後面下部に近接して
排泥管２に接続されたスラリーパイプ２３のサクション
マウス２３ａが開口されている。

ケーソン底部の掘削に際し、クレーン３で掘削機Ｂをケ
ーソンへの下部の所定位置に吊り下ろし、アウトリガ１
６．１７を伸長して掘削機ＢをそのセンタＣＢがケーソ
ンへのセンタＣＡに一致するようにケーソンＡの内壁に
固定する。

そこで、俯仰シリンダ２１を伸縮してカッタブーム２０
を俯仰すると共に、旋回装置１ｆ１４によりブーム２０
を旋回し、更に伸縮シリンダ１５を収縮してカッタ２２
を切り込んで開口部を部分的な球面Ｅ上に掘削する。そ
の際、スラリーはサクションマウス２３ａからスラリー
パイプ２３、排泥管２を介して土運船７に排出し、泥水
はリターンポンプ９によりリターン配管８からケーソン
開口部に戻す。次いで、掘削機Ｂを降下して前記同様に
掘削を行い、開口部の掘削を終る。

次いで、掘削機Ｂを降下し、前記同様に掘削を行い、ケ
ーソン直下中心部の初期掘削を行う。

次いで、第４図に示すようにアウトリガ１６ａ１１７ａ
を伸縮し、アウトリガ１６ｂ、１７ｂを収縮し、アウト
リガ１６　ｂｌｌ　７　ｂ、　１６　ｃ、　１７Ｃを伸
長して掘削機ＢのセンタＣＢを軌跡ＣＣのアウトリガ１
６ａ側に移動しながら、プーム２０を俯仰、旋回、下動
してケーソン外径までのケーソン直下の後期掘削を行う
。

次いで、アウトリガ１６．１７を適宜伸縮して掘削機Ｂ
のセンタで逐次一方向に旋回し、前記の後期掘削を行い
、刃口下の掘削を完了する。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、カッタプームの俯
仰、旋回、下動と掘削機センタの旋回移動とによりケー
ソンの底部を死角部分を残すことなく掘削し、従来工法
における載荷支持力が損われる問題を解決することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明を実施する装置の全体を示す
側面図及び上面図、第３図及び第４図は掘削機並びに掘
削態様を示す側面図及び上面図である。Ａ・・・ケーソン　　Ｂ・・・掘削機　　ＣＡ・・・ケ
ーソンのセンタ　　ＣＢ・・・掘削機のセンタ　　３・
・・クレーン　　１０・・・ガイドマスト　　１１・・
・上部フレーム　　１２・・・下部フレーム　　１３・
・・スライドマスト１４・・・旋回装置　　１５・・・
伸縮シリンダ　１６・・◆上段アウトリガ　　１７・・
・下段アウトリガ　　２０・・・カッタプーム２１・・
・プーム俯仰シリンダ　２２・・・ドラムカッタ　　２
３・・・スラリーパイプ　　２３ａ・・・サクションマ
ウス

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円筒状ケーソンの上部に配置されたクレーンから
、伸縮自在な複数のアウトリガを備えたフレームに旋回
と上下動が自在なスライドマストの下端に先端にドラム
カッタを備えたブームが俯仰自在に設けられた掘削機を
吊り下ろしアウトリガを伸長してケーソン下部の所定位
置のセンタに固定し、ブームを俯仰、旋回、下動してケ
ーソン開口部を部分的な球面状に掘削し、掘削機を逐次
降下してケーソン開口部の掘削が完了したら、掘削機を
降下して前記と同様にケーソン直下の初期掘削を行い、
次いでアウトリガを伸縮して掘削機のセンタをケーソン
内壁側に移動しながらブームを俯仰、旋回、下動してケ
ーソン外径までのケーソン直下の後期掘削を行ったのち
、アウトリガを伸縮して掘削機センタを逐次一方向に旋
回し、前記の後期掘削を行ってケーソン直下の掘削を完
了することを特徴とするケーソン底部の掘削方法。
（２）フレームと、該フレームから突設された複数のア
ウトリガと、該フレームに設けたガイドポストに支持さ
れ旋回装置と伸縮シリンダとにより旋回と上下動が自在
なスライドマストと、該スライドマストの下端に俯仰シ
リンダにより俯仰自在に設けられたブームと、該ブーム
の先端に設けられたドラムカッタと、該ドラムカッタの
後面に近接するサクションマウスを備えたスラリーパイ
プとを設けた掘削機と、該掘削機を吊設するクレーンと
からなることを特徴とするケーソン底部の掘削装置。