JPH0623452B2 - ケーソン底部の掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は海洋、潮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。

［従来の技術とその問題点］ かかるケーソン底部の掘削を行う方法としてケーソン内
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れていた
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。

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に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。

また、特開昭６０−１２９３９３号公報には、第１、第
２支持フレームに第１、第２回動手段とを介して摺動、
公転、自転可能な掘削機が開示されているが、構造が複
雑で高価である。

また、特開昭６２−１８９２９６号公報には、先端にカ
ッタドラムを備えた長尺な掘削機が開示されているが、
掘削機の長尺なブームの強度により掘削範囲が限定され
る。

また、特開昭６３−１８４６１８号公報では、グリップ
で固定した横行桁の横行台車に偏心して設けた掘削機が
示されているが、横行桁、台車や掘削機用の揚重クレー
ンを必要とし、また、横行桁と掘削機との相対位置の検
知手段が不可欠で構造が複雑になる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、構造簡単でケーソンの底部を死角部分を残す
ことなく掘削するケーソン底部の掘削装置を提供するこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、ガイドマストに連結された上部フレー
ム及び下部フレームと、これら両フレームからそれぞれ
同方向に円周等配に突設され対向するものがロッドで連
結された複数のアウトリガーと、前記ガイドマストに収
められたスライドマストと、該スライドマストの上端に
設けられた旋回装置と、該旋回装置と前記上部フレーム
との間に介装された伸縮シリンダと、前記スライドマス
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ブームに内蔵された
水中電動機で駆動されるドラムカッタと、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
ンとからなっている。

上記アウトリガーは、３本を円周等配に設けるのが好ま
しい。

［作用］ 上記のように構成されたケーソン底部の掘削装置におい
ては、クレーンで掘削機をケーソン下部の所定位置に吊
り下ろし、アウトリガーを伸長して掘削機センタがケー
ソンセンタに一致するよう固定する。

そこで、俯仰シリンダを伸縮してカッタブームを俯仰す
ると共に、旋回装置によりブームを旋回し、更に、伸縮
シリンダを収縮しカッタを切り込んで開口部を部分的な
球面状に掘削し、スラリーはサクションマウスからスラ
リーパイプを介して排出する。

次いで、掘削機を降下して前記同様の掘削を行い、ケー
ソン直下中心部の初期掘削を行う。

次いで、上下各１本のアウトリガーを収縮し他の各２本
のアウトリガーを伸長し、掘削機センタをケーソンセン
タを中心とする軌跡上に移動させ、前記と同様にケーソ
ン外径までのケーソン直下の後期掘削を行う。

次いで、アウトリガーを適宜伸縮して掘削機センタを軌
跡の一方向を逐次旋回し、前記の後期掘削を行って刃口
下の掘削を完了する。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

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１４ｍ、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構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、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はエアコンプレッサ
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１
３の上端には、旋回装置１４が設けられ、その旋回装置
１４と上部フレーム１１とは、一対の伸縮シリンダ１
５、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１６
ａ〜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３
ｍ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、対向する両リガ１
６、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。

そのカッタブーム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に接続されたクラリーパイプ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Ａ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Ａ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１４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状に掘削する。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ー１６ａ、１７
ａを収縮し、アウトリガー１６ｂ、１７ｂ、１６ｃ、１
７ｃを伸長して掘削機ＢのセンタＣＢを軌跡ＣＣのアウ
トリガー１６ａ側に移動しながら、ブーム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、アウトリガー１６、１７を適宜伸縮して掘削機
Ｂのセンタを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］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

（１） 掘削機センタをケーソン内壁側に移動しながら
ケーソン直下の後期掘削を行い、逐次同一方向に旋回し
て後期掘削を行うので、ケーソンの底部を死角部分を残
すことなく掘削することができる。

（２） また、アウトリガーの伸縮で掘削機センタを移
動するので、構造が簡単で安価で提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の全体を示す側面
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……カッタブーム、２１
……ブーム俯仰シリンダ、２２……ドラムカッタ、２３
……スラリーパイプ、２３ａ……サクションマウス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガイドマストに連結された上部フレーム及
   び下部フレームと、これら両フレームからそれぞれ同方
   向に円周等配に突設され対向するものがロッドで連結さ
   れた複数のアウトリガーと、前記ガイドマストに収めら
   れたスライドマストと、該スライドマストの上端に設け
   られた旋回装置と、該旋回装置と前記上部フレームとの
   間に介装された伸縮シリンダと、前記スライドマストの
   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ブームに内蔵された水中
   電動機で駆動されるドラムカッタと、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。