JPH04209208A - 連続地中壁の掘削工法及びその掘削機 - Google Patents

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、連続地中壁築造のための溝孔の掘削工法及び
その掘削機に関し、詳しくは、連続地中壁の壁厚に相当
する溝孔の幅を任意深度で拡幅するものである。

〈従来の技術〉 近年、過密状態の都市においては、より広い空間を確保
するため、大深度地下構造物が増加する１頃向にある。

大深度地下構造物の構築では、地盤から受ける外力（土
圧）による地下掘削壁の崩壊を防止するため、山留め壁
を設ける必要があり、その一つに連続地中壁がある。連
続地中壁は、先ず、地盤に溝孔を掘削し、その後この溝
孔に鉄筋コンクリート製の壁を築造することで形成され
る。連続地中壁では一般的に掘削深度が深くなるにつれ
、地盤から受ける土圧が大きくなる。つまり、連続地中
壁に要求される所要強度は通学掘削底近傍が最大となり
、所要強度に応して算定される断面形状における壁厚も
掘削底近傍で最大となる。

一方、従来の溝孔掘削機では、連続地中壁の壁厚方向で
ある溝孔の溝幅を、一定幅で掘削することがむずかしか
った。そのため、溝孔の掘削においては、築造する連続
地中壁の強度が最も必要となる部分での最大壁厚、すな
わち、掘削底近傍の壁厚に応じた幅で溝孔の上端から下
端までが同一幅で掘削されていた。また、深さ方向で連
続地中壁の壁厚を変えるものとして、例えば特公平２−
１３６９０号公報記載のものがあるが、この例では連続
地中壁が基礎（抗）として利用される場合を想定したも
のであり、また、実際に溝孔の拡幅掘削工法として大損
りなものであった。

従って、従来の掘削工法においての連続地中壁では、強
度が最も必要とされる掘削底近傍での最大壁厚を基準と
して壁上端から掘削底までが同一厚で築造され、土圧に
よる地下掘削壁の崩壊が防止されていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 地盤から受ける土庄は一般的に掘削底近傍で最大となり
、浅深度での土庄はこれよりも小さい。

従って、理想的には夫々の深さにおける土庄に対応した
壁厚で連続地中壁が築造されることが好ましく、それに
より浅深度における壁厚を必要以上に厚くせずにすみ、
築造コストも低減することができる。しかしながら、従
来の掘削機では、溝孔の溝幅が一定幅でしか掘削するこ
とができなかったため、溝孔内で築造される連続地中壁
では、最も強度が要求される壁下端での最大壁厚を基準
とせざる得す、この結果、壁上端から掘削底までが同一
厚さで築造され、連続地中壁の築造は不経済性を伴うも
のとなっていた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、溝孔を任意
深度で自在に拡幅できる連続地中壁の掘削工法及びその
掘削機を提供し、もって、連続地中壁築造コストの低減
を図ることを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明に係る連続地中壁の掘
削工法及びその掘削機の構成は、連続地中壁の壁厚方向
となる溝孔の溝幅を、任意の深さで拡幅する連続地中壁
の掘削工法であって、吊持装置に吊持される掘削機を下
降することで溝孔を掘削し、掘削機が拡幅所望深度に達
したとき溝孔の溝壁面に掘削カッター面を対向させてお
いた揺動カッターを溝孔の長さ方向に伸びる揺動軸廻り
で溝孔の底面方向に揺動し、溝孔底面の掘削面積を拡大
するとともに更に掘削機を下降することにより、溝孔に
拡幅部を形成することを特徴とし、また吊持装置に吊持
される本体フレームと、該本体フレームの側面に伸縮手
段を介して設けられ該伸縮手段の伸縮により前記側面に
対し接近離反動して溝孔の溝壁面に当接自在な拡幅壁ガ
イドと、前記本体フレームの下端側に設けられ溝孔の長
さ方向に伸びる揺動軸を中心として掘削カッター面が溝
壁面との対向状態から溝孔底面との対向状態へまで揺動
自在となった揺動カッターとを備えたことを特徴とする
。

〈作用〉 標準溝幅で溝孔を掘削する際には、揺動カッターの掘削
カッター面が溝壁面に対向状態にされ、溝壁は殆ど揺動
カッターに掘削されず溝孔は拡幅されない。掘削機が拡
幅所望深度に達した際には、揺動カッターの掘削カッタ
ー面が溝孔底面方向に揺動され、溝壁面が揺動カッター
により掘削されて溝幅は拡幅される。更に、揺動カッタ
ーが揺動され掘削カッター面が溝孔底面と対向する状態
まで揺動されることで溝孔の溝幅は最大幅で掘削される
。

〈実施例〉 以下、第１図〜第２図に例示するところに従って本発明
に使用する掘削機及びその掘削工法の一実施例を説明す
る。

第１図は本発明に係る掘削機を連続地中壁における壁厚
方向から見た正面図、第２図はその側面図を示す。

本掘削工法に用いられる吊持装置としては、起重機、櫓
等があり、例えば起重機により排泥管１を鉛直方向に吊
持する。そしてその下端には矩形枠体状の本体フレーム
３が連結されている。当該本体フレーム３の夫々の側面
には鉛直方向に伸びる一対のガイドベース５が並設され
ており、第２図に示すように、ガイドベース５の上端側
と下端側は伸縮手段であるガイド移動ジヤツキ７を介し
て本体フレーム３の側面に取り付けられている。

つまり、ガイドベース５は本体フレーム３の夫々の側面
に一対取り付けられることで、合計八番が本体フレーム
３の側面に設けられている。ガイド移動ジヤツキ７は油
圧シリンダー７ａと腕杆７ｂが回動軸で７０で接続され
たいわゆるリンク機構で構成されており、油圧シリンダ
ー７ａを伸縮させることによりガイドベース５を本体フ
レーム３に対して接近離反動できるようになっている。

ガイドベース５の本体フレーム３に対する反対側の外面
には鉛直方向に伸びる固定ガイド９が設けられており、
固定ガイド９を挟んでガイドベース５の上端側と下端側
の外面には一対の稼働ガイド１１が移動ジヤツキ１３を
介して取り付けられている。つまり、稼働ガイド１１は
夫々のガイドベース５に二基膜けられ、本体フレーム３
全体では合計十六基が設けられている。移動ジヤツキ１
３は前述のガイド移動ジヤツキ７と同様に図示せぬ油圧
シリンダを備えており、油圧シリンダの伸縮により可動
ガイド１１をガイドベース５に対して接近離反動できる
ようになっている。

従って、本体フレーム３が溝孔に挿入された際、ガイド
移動ジヤツキ７と移動ジヤツキ１３とが伸縮され、ガイ
ドベース５上の固定ガイド９と可動ガイド１１とが溝孔
の掘削壁に当接され、本体フレーム３は溝孔内の所望の
位置で掘削壁を介して、姿勢が保持されるようになって
いる。ガイドベース５．ガイド移動ジヤツキ７、固定ガ
イド９．可動ガイド１１により拡幅壁ガイド１５が構成
されている。

本体フレーム３の下端面には図示しない動力伝達ギヤが
内設されたケーシング１７がもうけられており、ケーシ
ング１７の上方には前記の動力伝達ギヤの駆動源となる
一対の水中モータ１９が外設されている。第１図に示す
ように、ケーシング１７の下方には溝孔の長さ方向に伸
びると共に、動力伝達ギヤを介して水中モータ１９によ
り回動される一対の駆動軸２１が設けられており、駆動
軸２１の両端はケーシング１７の外部に突設されている
。突設された夫々の駆動軸２１の両端には駆動軸２１に
回動自在に設けられたカッターフレーム２３を介して従
動輪２５が所定間隔で対向して設けられており、駆動軸
２１と従動軸２５の両端には夫々チェーンホイール２７
．２９が設けられている。チェーンホイール２７．２９
にはクローラチェーン３１が架設され、クローラチェー
ン３１は駆動軸２１が駆動することでチェーンホイール
２７．２９の外周間を架設状態で駆動するようになって
いる。掘削カッター面であるクローラチェーン３１の外
周面３１ａには複数の掘削用ビット３３が突設されてお
り、クローラチェーン３１が駆動されることにより、掘
削ビット３３は地盤を掘削する。夫々の駆動軸２１は、
クローラチェーン３１の下面側かケーシング１７の中央
側に移動される方向で（第２図中、矢印Ｓ参照）で駆動
されるように互いに逆回転するようになっている。従っ
て、クローラチェーン３１の回転に伴って掘削ビット３
３により掘削された土砂はケーシング１７の中央側に集
められるようになっている。また、クローラチェーン３
１に突設された掘削用ビット３３は、ケーシング１７の
中央側に移動される土砂をさらに、ケーシングエフの中
心側に移動するように回転軸回りで螺旋状に配列されて
いる。

駆動軸２１、従動軸２５、チェーンホイール２７．２９
、クローラチェーン３１、掘削ビット３３により揺動カ
ッターである主カッター３７．３９．４１．４３が構成
されている。

一方、ケーシング１７の両側のクローラチェーン３１０
間には揺動カッターである補力ツタ−４５，４７が一対
設けられており、補力ツタ−４５゜４７は従動軸２５に
設けられた補カッター用チェーンホイールで補カンター
クローラチェーンが駆動されるようになっている。

第２図に示すように、カッターフレーム２３にはカッタ
ーフレーム移動ジヤツキ４９が接続されており、カッタ
ーフレーム移動ジャキ４９の伸縮によりカッターフレー
ム２３は駆動軸２１を揺動軸に上下方向に揺動するよう
になっている。つまり、カッターフレーム２３が揺動（
第２図中、矢印Ｔ方向参照）されることで従動軸２５が
駆動軸２１を中心に移動され、水平方向における駆動軸
２１と従動軸２５との間隔が拡縮されるようになってる
。第１図に示すように、ケーシング２５の下面には鉛直
方向に伸びる一対の水平カッター用駆動軸５１．５３が
溝孔の長さ方向に並設されており、水平カッター駆動軸
５１．５３の下端には水平カッター５５が取り付けられ
ている。水平カッター５５の間であるケーシング１７の
下面中心には排泥口５７が設けられており、排泥口５７
は主カッター３７．３９．４１．４３、補力ツタ−４５
，４７によりケーシング１７の中心に集められ、さらに
水平カッター５５で攪拌された土砂を地上へ排出できる
ようになっている。

本体フレーム３には排泥口５７より吸入した土砂を地上
へ排出するための排泥ポンプ５９及び油圧シンリンダ−
７ａ、移動ジヤツキ１３．カッターフレーム移動ジヤツ
キ４９の駆動源である油圧ポンプユニット６１が設けら
れている。

拡幅壁ガイド１５、主カッター３７．３９，４１．４３
、補力ツタ−４５，４７、水平カッター５５、排泥ポン
プ５９を主な構成部材として掘削機６３が構成されてい
る。

次に、上述の掘削機６３を用いた拡幅部を有する溝孔の
掘削手順を第３図〜第５図に基づいて説明する。

第３図は主カッター、補力ツタ−、水平カッターの掘削
可能領域を表す説明図、第４図は溝孔の拡幅作業状態を
表す説明図、第５図は拡幅連続地中壁を表す断面図を示
す。

第４図に示すように、掘削機６３は起重機６５により鉛
直方向で吊持され、所定の地盤位置で掘削を始める。溝
孔の溝幅を最小幅で掘削する際には、カッターフレーム
移動ジヤツキ４９を収縮させ、カッターフレーム２３を
駆動軸２１を中心に上方揺動させ、水平方向における駆
動軸２１と従動軸２５との間隔を狭める。水平方向にお
ける駆動軸２１と従動軸２５との間隔が狭められること
で、主カッター３７．３９，４１．４３の掘削領域（第
３図中、Ｂ、Ｄ、Ｃ，Ａ参照）と、補カッター４５，４
７の掘削領域（第３図中、Ｆ、Ｅ参照）は第３図に示す
最小掘削溝幅■、となる（第４図中、Ｘ状！ｓ）。また
、溝孔の長さ方向の掘削長は、主カッター３７．３９と
補力ツタ−４５の合計長（或いは、主カッター４１．４
３と補カッター４７の合計長）Ｗとなる。

続いて、溝孔の幅を徐々に拡幅する際には、起重機６５
による掘削機６３の下降に伴って、カッターフレーム移
動ジヤツキ４９を徐々に伸長させ、水平方向における駆
動軸２１と従動軸２５との間隔が拡大するようにカッタ
ーフレーム２３を駆動軸２１を中心に下方に揺動する。

従動軸２１が下方に揺動されることで従動軸２１同士の
間隔は広げられ、主カッター３７，３９，４１，４３、
補力ツタ−４５，４７が掘削する溝幅は下方に向かって
徐々に拡幅された状態となる（第４図中、Ｙ状１ｍ）、
この状態で溝孔の溝壁は下方に向かって徐々に拡幅され
る傾斜形状となるが、ガイド移動ジヤツキ７が夫々の制
御により伸長され、ガイドペルス５を介して固定ガイド
９．可動ガイド１１が溝壁に当接され、掘削機６３は溝
壁を介して溝孔内で所定の位置に姿勢保持される。

溝孔下端部において、溝幅を最大に拡幅する際には、カ
ッターフレーム移動ジヤツキ４９を最も伸長させ、従動
軸２５が最下端となるようにカッターフレーム２３を揺
動させる。従動軸２５が最下端に配置されることで、水
平方向における駆動軸２１と従動軸２５との間隔は最大
となり、主カッター３７．３９，４１．４３と補力ツタ
−４５，４７の掘削Ｎ＠は第３図に示す最大掘削溝幅■
８となる（第４図中、Ｚ状態）。

上述の主カッター３７．３９，４１．’４３と補カッタ
ー４５．４７の一連の掘削作業工程でケーシング１７の
中心近傍に集められる土砂は、水平カッター５５の掘削
領域（第３図中、Ｇ、Ｈ参照）で攪拌され、排泥口５７
より排泥ポンプ５９を介して地上へ排泥される。

このように、主カッター３７．３９，４１．４３と補力
ツタ−４５，４７を溝孔深度に伴って徐々に揺動させる
ことにより、溝孔は下方に向かうに従って徐々に拡幅さ
れ、第５図に示すような拡底形状の連続地中壁６７を築
造するための溝孔が極めて容易に掘削される。

なお、本発明に係る掘削機６３を用いれば、拡底形状の
連続地中壁６７のみならず、任意の深さで所望の溝幅が
掘削できるので、第６図（ａ）〜（ｃ）に示すように種
々の条件に適応した形状での連続地中壁６９，７１．７
３を築造することができる。また、本工法によって築造
される連続地中壁の用途は、山留め壁としてのみならず
、基礎（杭）や、構造物の地下外壁としても用いられる
。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明に係る連続地中壁の
掘削工法は、拡幅所望深度に達した状態で、揺動カッタ
ーの掘削カッター面を溝孔底面方向に揺動させ、溝壁を
掘削するようにしたので、溝孔を任意の深度で拡幅する
ことが出来る。

本発明に係る掘削機は、掘削カッター面が溝壁面に対向
する状態から、溝孔底面に対向する状態へまで揺動され
る揺動カッターを備えたので、溝孔の任意の深さで極め
て容易に溝幅を拡幅することができる。

この結果、夫々の深度に応して自在に壁厚を変えた連続
地中壁が築造でき、壁上端から掘削底近傍までを最大壁
厚で築造せざる得なかった従来の′連続地中壁に比べ築
造コストを著しく低減させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る掘削機を連続地中壁における壁
厚方向から見た正面図、 第２図は、その側面図、 第３図は、主カッター、補力ツタ−、水平カッターの掘
削可能領域を表す説明図、 第４図は、溝孔の拡幅作業状態を表す説明図、第５図は
、拡幅連続地中壁を表す断面図、第６図（ａ）〜（ｃ）
は、種々の形状の拡幅連続地中壁を表す断面図である。 ３・・・本体フレーム。 ７・・・ガイド移動ジヤツキ（伸縮手段）。 １５・・・拡幅壁ガイド。 ２１・・・駆動軸（駆動軸）。 ３１ａ・・・掘削カッター面。 ３７．３９，４１．４３・・・主カッター（揺動カッタ
ー）。 ４５．４７・・・補力ツタ−（揺動力・ツタ−）。 ６３・・・掘削機、　　６５・・−起重機。 特許出願人　　　　　株式会社熊谷組 代理人　　　　　　　　　弁理士　船　橋國則第１図 第２図 第５図 第６図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　　　
　（ｃ）−ｒ メ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続地中壁の壁厚方向となる溝孔の溝幅を、任意
   の深さで拡幅する連続地中壁の掘削工法であって、吊持
   装置に吊持される掘削機を下降することで溝孔を掘削し
   、掘削機が拡幅所望深度に達したとき溝孔の溝壁面に掘
   削カッター面を対向させておいた揺動カッターを溝孔の
   長さ方向に伸びる揺動軸廻りで溝孔の底面方向に揺動し
   、溝孔底面の掘削面積を拡大するとともに更に掘削機を
   下降することにより、溝孔に拡幅部を形成することを特
   徴とした連続地中壁の掘削工法。
2. （２）吊持装置に吊持される本体フレームと、該本体フ
   レームの側面に伸縮手段を介して設けられ該伸縮手段の
   伸縮により前記側面に対し接近離反動して溝孔の溝壁面
   に当接自在な拡幅壁ガイドと、前記本体フレームの下端
   側に設けられ溝孔の長さ方向に伸びる揺動軸を中心とし
   て掘削カッター面が溝壁面との対向状態から溝孔底面と
   の対向状態へまで揺動自在となった揺動カッターとを備
   えたことを特徴とする掘削機。