JPH04131492A

JPH04131492A - 土壌掘削工法及び装置

Info

Publication number: JPH04131492A
Application number: JP25467190A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Koga; 基之古賀; Toru Sato; 徹佐藤
Original assignee: Hakko Co Ltd
Current assignee: Hakko Co Ltd
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1992-05-06

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、埋設物に損傷を与えることなく、簡単な作業
によって土壌を能率良く掘削する方法及び装置に関する
。

【従来の技術］土壌掘削用に、パワーシャベル、オーガー等の機械力を
利用した装置が一般的に使用されている。この装置は、掘削によって土壌から突き崩された土砂を
シャベル、スクリューフィーダ等で所定の場所まで搬送
させるため、掘削作業を円滑に進めることができる。しかしながら、土壌中には、ガス、電気、上下水等の各
種配管等（以下、これを埋設物という）が埋設されてい
る。このような土壌に対し機械力を利用した掘削を行う
とき、シャベル等が埋設物に当り、埋設物を破壊・損傷
させることがある。そのため、機械的な掘削装置の適用が可能な土壌として
埋設物のないことが要求され、掘削装置の使用が制約さ
れる。そこで、埋設物に対し損傷を与えることがない掘削方法
として、圧縮空気等の高圧流体を使用する工法が開発さ
れている。たとえば、エアナイフと真空掘削機を併用して掘削を行
う方法が知られている。この方法では、第３図に示すよ
うに、エアナイフ１を介して高圧源から送り出される圧
縮空気２が、掘削しようとする土壌３の表面に吹き付け
られる。土＃１３は、圧縮空気２の噴出圧によって突き
崩され、掘削穴４が形成される。圧縮空気２の噴射圧を効率よく土壌３の掘削に利用する
ため、エアナイフ１の下端部を可能な限り土壌３の表面
に接近させることが必要とされる。場合によっては、第４図に示すように、エアナイフ１の
先端部を僅かに土壌３中に挿入して、圧縮空気２を噴出
させる方法も採用されている。土壌３から突き崩された土砂は、別途用意した真空掘削
機によって掘削穴４から取り除かれる。［発明が解決しようとする課題］ところが、エアナイフを使用した工法では、埋設物を損
傷する危険は少ないものの、土壌突崩し能力に限界があ
る。また、突き崩した土砂の除去を別途用意した真空掘
削機で行っているため、大規模な装備を必要とすること
は勿論、作業能率も悪くなる。圧縮空気による土壌の突崩しを促進するため、第４図に
示すようにエアナイフ１の先端部を若干土壌３に挿入す
る場合、エアナイフ１から噴出した圧縮空気が土１１３
中で広がり、当初予定したものよりも大きな円錐状の掘
削穴４が形成される。更に、エアナイフｌを土壌３中に深く挿入して圧縮空気
２を噴出させると、土＠３中にエアナイフ１から地表に
いたる空気通路が形成される。この空気通路によって土
＃ｉ３が広範囲にわたって浮き上がり、しかも土壌３の
突崩し自体も行わ九なくなる。他方、エアナイフ１から噴出する圧縮空気２の圧力や噴
出量を高めても、掘削が思うように進行しない。かえっ
て、土壌３に対する圧縮空気２の吹込みによる影響が広
範囲に及び、予想外の箇所でトラブルを発生させる原因
ともなる。そこで、本発明は、このような問題を解消するために案
出されたものであり、掘削式周縁部に当たる土壌表面に
圧縮空気を吹き付けると共に、掘削穴中央部に当たる土
壌を機械力で突き崩し、土壌の突崩しによって生じた土
砂を吸引排出することにより、能力増大と安全性とを両
立させ、簡単な設備で土壌の掘削を行うことを目的とす
る。【課題を解決するための手段】本発明の土壌掘削工法は、この目的を達成するため、筒
の下端で区画された掘削式周縁部に当たる土壌の表面に
圧縮空気を吹き付けることにより前記筒の下端近傍にあ
る土壌の突崩しを行いながら前記筒を下降させると共に
、掘削穴中央部に当たる土壌を機械力によって突き崩し
ながら、前記筒の上部を真空源に接続することにより、
突き崩された土砂を吸入空気の流れに乗せて吸引排呂す
ることを特徴とするわまた、この方法を実施するために使用する土壌掘削装置
は、上部に土砂取出し口が設けられ、下端に掘削面が形
成された筒状本体と、該筒状本体の側壁に設けられ、下
端に噴出口を有する圧縮空気供給路と、前記筒状本体の
内部に配置されたオーガとを備えており、前記圧縮空気
供給路から連続的又は断続的に送り出された圧縮空気及
び前記オーガにより突き崩された土砂を前記土砂取出し
口から排出するように、前記土砂取出し口と真空吸引装
置とをダクトで接続していることを特徴とする。なお、筒状本体の側壁に、円周方向の力を付与するとき
、掘削に伴った土壌に対する筒状本体の押下げが促進さ
れる。［作　　　用］掘削しようとする土壌の表面に対して、掘削式周縁部に
当たる箇所では圧縮空気が吹き付けられて土壌が突き崩
され、掘削穴中央部に当たる箇所では機械力によって土
壌が突き崩される。生じた土砂は、筒状本体の上部に設
けられている土砂取出し口を経て外部に排出される。す
なわち、土壌の突崩しと排出とを同時に行いながら掘削
が進行されるため、真空掘削機を別途使用する必要がな
く、能率の良い掘削作業が可能となる６しかも、掘削に
使用された圧縮空気の流れに乗って掘削穴の中央部から
土砂が排出される。そのため、周りの土壌中に侵入する
圧縮空気の割合が減少し、周辺部に悪影響を与えること
も抑えられる。このとき、圧縮空気の供給量よりも、土
砂取出し口から排気される空気の流量を多く設定してお
くと、掘削部周辺に対する悪影響は確実に抑制される。【実　施　例１以下、図面を参照しながら、実施例によって本発明を具
体的に説明する。本実施例においては、第１図に示すような構造をもつ掘
削装置を使用した。この掘削装置は、筒状本体１０の側壁１１内部に圧縮空
気供給管路２０を設けている。　圧縮空気供給管路２０
は、ｊＩ２図に示すように円周方向に等間隔で側壁１１
に配置されており、側壁１１の下端面に開口した噴出孔
２１を備えている。筒状本体１０の上板１２は、軸受け１３を介して側壁１
１を回転可能に支持している。上板１２の中央部は開口
されており、この開口部にオーガ３０のシャフト３１が
軸受け１４を介して回転可能に軸支されている。上板１
２には、油圧モータ４０が載置されている。油圧モータ
４０の出力軸４１に装着された駆動歯車４２が、側壁１
１の上部に設けられたラック４３と噛み合っている。また、上板１２の一部が開口されており、この開口部が
ダクト取付は口１５となる。ここに真空吸引装置（図示
せず）に接続されたダクト１７を取り付け、側壁１１及
び上板１２で囲まれた空間部を吸引するとき、筒状本体
１０の内部に減圧雰囲気１６が形成される。オーガ３０は、筒状本体１０の内部で回転することがで
きるように、シャフト３１が軸受け１４で軸支され、オ
ーガ駆動用の油圧モータ３２に動力的に接続されている
。また、オーガ３０は、螺旋状の切り刃３３を備えてい
る。切り刃３３の下端は、噴出孔２１よりも先に土壌表
面に接触することがないように、側壁１１の下端より高
く設定されている。なお、筒状本体１０の断面形状は、土壌に掘削しようと
する掘削穴の形状に対応する函り、制約を受けるもので
はない。たとえば、円形の掘削穴が必要な場合には、第
２図に示したように円筒状の筒状本体１０を使用する。また、四角柱状の掘削穴を設ける場合には、その掘削穴
に対応した四角柱状の筒状本体を使用する。次いで、この掘削装置を使用した掘削工法を具体的に説
明する。筒状本体１０として外径６ＱＯｍｍ及び高さ６００　ｍ
　ｍの円筒体を使用し、この筒状本体１０の側壁１１の
内面側に内径８ｍｍの圧縮空気噴出管２０を８本等間隔
で取り付けた。また、半径２８０　ｍ　ｍの切り刃３３
をもつオーガ３０を、そのシャフト３１を油圧モータ３
２の出力軸に連結して回転可能に筒状本体１０の内部に
配置した。側壁１１の下端を掘削しようとする土壌の表面に押し付
け、７ｋｇｆ／ｍｍ２の圧力及び１０ｍ３／分の流量で
圧縮空気を土壌に吹き付け、掘削を開始した。なお、減
圧雰囲気１６は、約−０，５気圧に維持された。そして
、側壁１１の下端部が若干土壌中に差し込まれるような
押圧力を加えながら、土壌を掘削した。噴出孔２１から噴出された圧縮空気は、掘削六周＃Ａ部
に当たる土＃１３０の表面に吹き付けられた。この圧縮空気の噴射圧により、土壌が突き崩され、その
分だけ筒状本体１０が沈下した。そして、減圧雰囲気１
６の中央部に面した土壌に切り刃３３が当り、中央部の
土壌も突き崩さ九た。なお、切り刃３３は、毎分１５０
回転の速度で回転させた。突崩しにより生じた土砂は、切り刃３３によって持ち上
げられた後、上方に送られ、圧縮空気と共に矢印で示す
ようにダクト取付は口１５及びダクト１７を経て系外に
持ち去られた。このようにして、土壌の表面に掘削穴が形成された。こ
こで、深さ１．０ｍの掘削穴を形成するのに要した時間
は、１ｏ分であった。しかも、作業終了後の掘削穴に残
留している土砂の量は、極めて少ないものであった。掘削穴は、筒状本体１０の形状を正確に倣った直径６０
０ｍｍの円筒状であり、・その断面形状は深さ方向に関
して一定していた。また、掘削穴３１の周面を形成する
周りの土砂は、浮き上がることがなく、掘削前と変わら
ない密度を保っていた。このことから、圧縮空気供給管路２０から送り比された
圧縮空気は、掘削穴の形成に全量使用されていることが
判る。また、圧縮空気が周囲に逸散することがないため
、掘削穴周辺の土壌が浮き上がることに起因して種々の
悪影響を生じることが抑制される。しかも、噴出孔２１から出た圧縮空気は、土壌の突崩し
に使用された後、減圧雰囲気１６に流入する。そのため
、土壌の突崩しにより生じた土砂は、オーガ３０の切り
刃３３によって持ち上げられると共に、圧縮空気の流れ
に随伴されて、効率よく系外に排出される。筒状本体１０の沈下を促進させるため、側壁１１を油圧
モータ４ｏからの動力で、毎分１０回転の速度で回転さ
せた。これにより、側壁１１の下端に設けられたいる噴
出孔２１から吹き呂された圧縮空気が掘削穴の周縁部に
行き渡り、圧縮空気による土壌の突崩しが均一に行われ
た。その結果、前述した場合と同様な条件下で掘削を行
ったところ、同じ深さの掘削穴を８分で形成することが
できた。［発明の効果）以上に説明したように　本発明においては、掘削穴周縁
部に当たる土壌表面に圧縮空気を吹き付けながら、掘削
穴中央部に当たる土壌表面をオーガ等の機械力によって
突き崩すと共に、掘削穴中央部に当たる土壌表面を減圧
雰囲気に晒している。そのため、土壌に吹き付けられた圧縮空気は、土壌の突
崩しに使用された後、真空吸引装置に吸引される。そし
て、突崩しによって生じた土砂は、吸引空気の流れに随
伴されて系外に持ち去られるため、土壌の突崩しと土砂
の排出が同時に行われ、効率の良い掘削作業を簡単なＲ
ｎで行うことが可能となる９　しかも、周辺の土壌中へ
の圧縮空気の侵入が抑制されるため、掘削穴周辺の土壌
が浮き上がるなどの問題が発生することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例で使用した掘削装置を示す
垂直断面図、第２図はその掘削装置における圧縮空気噴
出管と減圧室との関係を示す水平断面図、第３図及び第
４図は従来のエアナイフを使用した掘削作業及びその問
題を説明するための図である。１０・・・筒状本体、１１・・・側壁、１２・・・上板
、１３゜１４・・・軸受、１５・・・ダクト取付は口、
１６・・・減圧雰囲気、１７・・・ダクト、２０・・・
圧縮空気供給管路。２１・・・噴出孔、３０・・・オーガ、−３１・−・シ
ャフト。３２・・・油圧モータ、３３・・・切り刃、４０・・・
油圧モータ、４１・・・畠力軸、４２・・・駆動歯車、
４３・・・ランクＵ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）筒の下端で区画された掘削穴周縁部に当たる土壌
の表面に圧縮空気を吹き付けることにより前記筒の下端
近傍にある土壌の突崩しを行いながら前記筒を下降させ
ると共に、掘削穴中央部に当たる土壌を機械力、によっ
て突き崩しながら、前記筒の上部を真空源に接続するこ
とにより、突き崩された土砂を吸入空気の流れに乗せて
吸引排出することを特徴とする土壌掘削工法。
（２）上部に土砂取出し口が設けられ、下端に掘削面が
形成された筒状本体と、該筒状本体の側壁に設けられ、
下端に噴出口を有する圧縮空気供給路と、前記筒状本体
の内部に配置されたオーガとを備えており、前記圧縮空
気噴出管から連続的又は断続的に送り出された圧縮空気
及び前記オーガにより突き崩された土砂を前記土砂取出
し口から排出するように、前記土砂取出し口と真空吸引
装置とをダクトで接続していることを特徴とする土壌掘
削装置。
（３）請求項２記載の筒状本体の側壁に、円周方向の力
を付与する機構を前記筒状本体に組み込んでいることを
特徴とする土壌掘削装置。