JPH07197769A - 立坑掘削方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立坑掘削の施工コストの低減、および立坑掘
削作業の能率を改善する。 【構成】 立坑掘削機本体は、フレームの周辺部に複数
の伸縮脚を取着し、該フレームに旋回体を回動自在に取
付け、該旋回体に揺動式掘削機を取着すると共に、前記
フレームに設けた揚土手段を備え、立坑の掘削および揚
土作業を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進工法等の立坑を掘
削するための立坑掘削方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の推進工法等の立坑掘削装置とし
て、例えば実開昭５６−１００５５４号および特開昭６
２−２１５７９６号公報に示すように立坑内に設置され
たガイドレ−ルに沿って昇降可能な掘削機が知られてい
る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような立坑掘削装置であると立坑の支保工にガイドレ−
ルを設置する必要があるため時間がかかるし、施工コス
ト高となり、立坑内の作業スペースも狭くなり安全上問
題があり作業能率が低下するとの問題があった。

【０００４】そこで、本発明は上記従来の問題点に着目
してなされたもので、迅速な立坑掘削が可能となるよう
にした方法および装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る立坑掘削方法は、第１に、推進工法等
の立坑掘削装置を用いて掘削する方法であって、前記立
坑掘削装置を以下の工程順に制御する構成としたもので
ある。 （ａ）まず掘削機本体を立坑の坑底部に水平に着地させ
るために伸縮脚を伸長する。 （ｂ）この伸縮脚が伸長して掘削機本体を水平に着地し
たことを確認する。 （ｃ）次にグリッパアームを張り出して立坑内壁に固定
状態に保持する。 （ｄ）このグリッパアームが立坑内壁に固定状態に保持
したことを確認する。 （ｅ）上記伸縮脚を縮小する。 （ｆ）上記伸縮脚が縮小したことを確認する。 （ｇ）次に揺動式掘削機で立坑の坑底部の掘削作業を行
う。 （ｈ）この掘削作業の終了を確認する。

【０００６】第２の立坑掘削方法は、推進工法等の立坑
掘削装置を用いて掘削する方法であって、立坑掘削装置
を以下の工程順に制御するようにしたことを特徴とする
立坑掘削方法。 （ａ）まず掘削機本体を立坑の坑底部に水平に着地させ
るために伸縮脚を伸長する。 （ｂ）この伸縮脚が伸長して掘削機本体を水平に着地し
たことを確認する。 （ｃ）次にグリッパアームを張り出して立坑内壁に固定
状態に保持する。 （ｄ）このグリッパアームが立坑内壁に固定状態に保持
したことを確認する。 （ｅ）上記伸縮脚を縮小する。 （ｆ）上記伸縮脚が縮小したことを確認する。 （ｇ）次に揺動式掘削機で立坑の坑底部の掘削作業を行
う。 （ｈ）この掘削作業の終了を確認する。 （ｉ）伸縮脚を伸長する。 （ｊ）上記伸縮脚を伸長したことを確認する。 （ｋ）グリッパアームを縮小する。 （ｌ) 上記グリッパアームが縮小したことを確認する。 （ｍ）上記伸縮脚を縮小する。

【０００７】また、第３には、上記構成において、掘削
機本体の駆動を無線操縦式にしたものである。

【０００８】本発明に係る立坑掘削装置の掘削機本体
は、フレームの周辺部に複数の伸縮脚を取着し、該フレ
ームに旋回体を回動自在に取付け、該旋回体に揺動式掘
削機を取着すると共に、前記フレームに設けた揚土手段
を備えたものから成る構成にしたものである。

【０００９】上記構成における前記揚土手段は、前記フ
レームの上部に揺動ポストを回動自在に設け、該揺動ポ
ストにホイスト用モ−タを取着し、該ホイスト用モ−タ
の駆動によりワイヤロープで吊り上下する第１揚土バケ
ットから成る構成にしたものである。

【００１０】上記構成におけるフレームの上部に第２揚
土バケットを載置して、前記第１揚土バケットから運搬
した立坑内の土砂等を、該第２揚土バケットに移し替え
て、地上に配置したクレ−ン車のワイヤロープで該第２
揚土バケットを地上に吊り上げる構成としたものであ
る。

【００１１】上記構成におけるフレームにモ−タを取着
し、該モ−タで駆動されるピニオンを旋回体のリングギ
ャに噛合して、該旋回体を旋回可能としたものである。

【００１２】上記構成における旋回体に岩盤破砕用の揺
動式ブレーカを取付けた構成にしたものである。

【００１３】上記構成における旋回体に運転席を取付け
た構成にしたものである。

【００１４】上記構成におけるフレームにガイドレール
を介して、運転席を取付けた構成にしたものである。

【００１５】上記構成における旋回体にガイド溝を設
け、このガイド溝に沿って揺動式掘削機をスライド可能
にしたものである。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、掘削機本体をクレ−ン車で
立坑内に吊り降ろした後に、掘削機本体の伸縮脚を伸長
して掘削機本体を水平に着地させる。掘削機本体に設け
たグリッパアームを張り出して立坑内壁に固定状態に保
持させることにより掘削反力を支持できる。該伸縮脚を
縮小して立坑内の坑底部を揺動式掘削機で掘削作業がで
きる。また、この所定量の掘削作業が終了すると当該伸
縮脚を伸長して掘削機本体を水平に着地させる。次いで
該グリッパアームを縮小させた後に、該伸縮脚も縮小さ
せて掘削機本体を立坑の深層部へ移動させることができ
る。このような作業動作を繰り返して深層部の立坑掘削
を行うことができる。これらの駆動は無線操縦等の遠隔
制御することも可能であり、立坑内の坑底部を掘削した
土砂等を揚土手段で地上に吊り上げることができる。ま
た、土砂の掘削に用いる揺動式掘削機と岩盤破砕に用い
る揺動式ブレ−カを設けると共に、この両揺動式の掘削
機とブレ−カをスライド可能にすることにより立坑内の
坑底部の掘削領域の隅々まで延長して掘削作業ができる
ので未掘削部分がないものとなる。また掘削機本体の旋
回体またはフレームの下部に運転席を設けることによ
り、立坑内の坑底部の掘削を有人で行うこともできる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明に係る立坑掘削方法および装
置について一実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１８】まず、実施例に係る立坑掘削装置１の構造
は図２に示すように、掘削機本体１０は、フレーム２０
を有し、このフレーム２０をワイヤロ−プ３により図示
しない地上に配置したクレ−ン車で吊下して昇降可能と
されている。フレーム２０は矩形ボックス状に形成さ
れ、その内部には伸縮可能なグリッパアーム２１が設け
られており、この内部に設けたアクチュエ−タ２２でグ
リッパアーム２１を押動し立坑の内壁面に当接させるこ
とにより、フレーム２０を立坑の壁面に対して固定状態
に保持することにより、揺動式掘削機４０による立坑坑
底部の掘削反力を受けるようになっている。該フレーム
２０は図６および図７に示すように複数のグリッパアー
ム２１を張り出して内壁面に当接させてフレーム２０を
立坑の壁面に対して固定状態に保持するようになってい
る。

【００１９】上記フレーム２０の周辺部には、複数の脚
３０が設けられており、このフレーム２０を支える複数
の脚３０の内部に伸縮脚３１が設けられており、この内
部に設けたアクチュエ−タ３２で伸縮脚３１を押動し立
坑の坑底部に着地させて脚を突っ張ることにより掘削機
本体１０を水平状態に保持することができる。

【００２０】また、フレーム２０には、旋回体５０が回
転可能に支持されており、この旋回体の上部にリングギ
ャ５３を形成し、これに噛合するピニオンギャ５２を備
えた旋回モータ５１をフレーム２０にを取着すると共
に、このリングギャ５３の外周部を摺接する回転ガイド
リング５４を前記フレーム２０側に形成することによ
り、この旋回体５０を旋回可能にしてある。また、この
旋回体５０の下面に運転席９０を固定してある。

【００２１】上記旋回体５０には揺動式掘削機４０が取
着されており、この揺動式掘削機４０は、旋回体５０の
下面にブ−ム４１を揺動自在に取付けており、また、旋
回体５０の下面の他方にブ−ムシリンダ４３を伸縮作動
自在に取付け、前記ブ−ム４１を回動可能となってい
る。このブ−ム４１の先端部にはアーム４２が揺動自在
に取付けており、ブ−ム４１の上部に固定したアームシ
リンダ４４でアーム４２を回動可能とすると共に、この
アーム４２の先端部にはバケット４３を回動自在に取付
け、アーム４２の上部に固定したバケットシリンダ４５
で該バケット４３を回動可能にしたものから成ってい
る。このようであるからで立坑の坑底部の隅々をこの揺
動式掘削機４０で掘削作業を行うことができる。

【００２２】また、フレーム２０の上部に土砂の揚土機
構が設けられており、この揚土機構は、このフレーム２
０の上面に固着したブラケットのピン８５と揺動ポスト
８０の下端部と連結されており、この揺動ポスト８０は
シリンダ８３で回動可能にしてある。また、前記フレー
ム２０の上部には固定ポスト８１が立設してあり、これ
にフック８２が固着されている。前記揺動ポスト８０の
上端部にはホイスト用モータ８４が取付けており、この
ホイスト用モータ８４によりワイヤロープ４で第１揚土
バケット６０を吊り上下可能にしてある。

【００２３】上記の揺動式掘削機４０により立坑坑底部
を掘削した土砂等を前記第１揚土バケット６０に入れて
おく、他方フレーム２０の上部には第２揚土バケット７
０を載置するようになっており、この第２揚土バケット
７０を載置する際のガイド２３がフレーム２０に設けら
れている。この第２揚土バケット７０はワイヤロ−プ５
で地上に配置してある図示しないクレ−ン車により吊り
上げられて、土砂等を地上に排土するようになってい
る。

【００２４】上記立坑掘削装置１は、掘削機本体１０
（フレーム２０、複数の脚３０、揺動式掘削機４０、旋
回体５０等から成っている。）と揚土手段（第１揚土バ
ケット６０、第２揚土バケット７０、揺動ポスト８０、
ホイスト用モータ８４等から成っている。）から構成し
てあり、前記フレーム２０にワイヤロープ３を係止し
て、このワイヤロープ３で立坑掘削装置１を地上に配置
したクレーン車により吊り上下可能にしてある。

【００２５】次に、揚土手段の作動説明を図３にて説明
する。まず、（１）は第１揚土バケット６０をワイヤロ
ープ４で吊下した状態を示す。次に（２）のホイスト用
モータ８４の駆動により第１揚土バケット６０を吊り上
げられ、この時第１揚土バケット６０に固着した丸棒６
２とフック８２が係止される。また（３）ではシリンダ
８３を伸長させて、揺動ポスト８０をほぼ垂直状態にす
ると、第１揚土バケット６０に設けた開口部６１と固定
ポスト８１の先端部が噛み合う。そして（４）ではシリ
ンダ８３を更に伸長させると揺動ポスト８０が傾き、こ
の時ワイヤロープ４をホイスト用モータ８４で巻き下げ
ると第１揚土バケット６０は固定ポスト８１の先端部を
支点として下向きに傾動するので第１揚土バケット６０
内の土砂を第２揚土バケット７０に排土できるようにな
っている。図４はこの揚土手段の全体側面図を示してい
るが前記図３で説明ずみであり説明は省略する。

【００２６】次に図５、図７にて本発明の他の実施例を
説明する。尚、図２で説明した同一符号を付したところ
は説明を省略する。立坑内に作業者が出入りするための
昇降用エレベータを設置しており、立坑の坑底部を掘削
した土砂等を地上に排出する揚土バケット１００をワイ
ヤロープ１０１で図示しない地上に配置したクレ−ン車
で吊り上げ可能としてある。フレーム２０にはガイドレ
ール１２０を介して運転席１１０が設けられており、こ
の運転席１１０は図示しないアクチュエータにより回動
可能になっている。

【００２７】図８は、本発明の他の実施例であり、旋回
体５０に第１旋回体１３０と第２旋回体１４０を回転可
能に支持されており、この第１旋回体１３０の上部にリ
ングギャ１３３を形成し、これに噛合するピニオンギャ
１３２を備えた旋回モータ１３１を旋回体５０に取着す
ると共に、このリングギャ１３３の外周部を摺接する回
転ガイドリング１３４を前記旋回体５０側に形成するこ
とにより、この第１旋回体１３０を旋回可能にしてあ
る。また、第２旋回体１４０の上部にリングギャ１４３
を形成し、これに噛合するピニオンギャ１４２を備えた
旋回モータ１４１を旋回体５０に取着すると共に、この
リングギャ１４３の外周部を摺接する回転ガイドリング
１４４を前記旋回体５０側に形成することにより、この
第２旋回体１４０を旋回可能にしてある。そして前記第
１旋回体１３０には揺動式掘削機１５０が取着されてお
り、この揺動式掘削機１５０は、第１旋回体１３０の下
面にブ−ム１５１を揺動自在に取付けており、また、第
１旋回体１３０の下面の他方にブ−ムシリンダ１５４を
伸縮作動自在に取付け、前記ブ−ム１５１を回動可能と
なっている。このブ−ム１５１の先端部にはアーム１５
２が揺動自在に取付けらけており、ブ−ム１５１の上部
に固定したアームシリンダ１５５でアーム１５２を回動
可能とすると共に、このアーム１５２の先端部にはバケ
ット１５３を回動自在に取付け、アーム１５２の上部に
固定したバケットシリンダ１５６でこのバケット１５３
を回動可能にしたものから成っている。このようである
から立坑の坑底部の隅々をこの揺動式掘削機１５０で掘
削作業を行うことができる。次に、前記第２旋回体１４
０には揺動式ブレーカ１６０が取着されており、この揺
動式ブレ−カ１６０は、第２旋回体１４０の下面にブ−
ム１６１を揺動自在に取付けており、また、第２旋回体
１４０の下面の他方にブ−ムシリンダ１６４を伸縮作動
自在に取付け、前記ブ−ム１６１を回動可能となってい
る。このブ−ム１６１の先端部にはアーム１６２が揺動
自在に取付けらけており、ブ−ム１６１の上部に固定し
たアームシリンダ１６５でアーム１６２を回動可能とす
ると共に、このアーム１６２の先端部にはブレーカ１６
３を回動自在に取付け、アーム１６２の上部に固定した
ブレーカシリンダ１６６でこのブレーカ１６３を回動可
能にしたものから成っている。このようであるから立坑
の坑底部の岩盤をこの揺動式ブレーカ１６３で破砕する
ことができるようになっている。

【００２８】図９は、本発明の他の実施例であり、旋回
体５０は図２と同様の構造となっており、ここでは旋回
駆動機構については説明を省略する。旋回体５０にはガ
イドレール１７０が設けられており、支持台１７２をこ
のガイドレール１７０に係合してシリンダ１７１の伸縮
により該支持台１７２がスライドできるようになってい
る。この支持台１７２に揺動式掘削機４０が取付けられ
ているが作動説明は図２と同じであり説明は省略する。
また、揺動式掘削機４０に替えて上記の揺動式ブレーカ
１６３を装着することも可能である。

【００２９】また、この実施例では立坑掘削装置１の各
アクチュエータ１８３が無線操縦により遠隔制御が可能
となっており、図１０に示すように制御信号の発信機を
内蔵した送信ボックス１８０を設け、一方、発信機から
の制御信号を立孔掘削装置１側で受信する受信機とその
信号によって制御電流を発生する制御機構とを内蔵した
制御ボックス１８１を例えば、前記フレーム２０に装備
しておけばよい。そして制御ボックス１８１の制御電流
によって立坑掘削装置１の各アクチュエータ１８３を制
御する電磁式操作弁１８２を備え、前記立坑掘削装置１
を遠隔制御させることができる。

【００３０】このように構成された立坑掘削装置１を用
いた掘削方法を図１を参照して説明する。まず掘削機本
体１０をクレ−ン車で立坑内に吊り降ろす（図１
（１））。そして、掘削機本体１０を水平に着地させる
ために脚３０を伸長するのである（図１（２））。つぎ
に、グリッパアーム２１を張り出して立坑内壁に固定状
態に保持する（図１（３））。この後に、脚３０を縮小
する（図１（４））。そして、揺動式掘削機４０を駆動
させて掘削を行う（図１（５））。掘削工程が完了した
後、脚３０を伸長して着地する（図１（６））。そし
て、グリッパアーム２１を縮小する（図１（７））。つ
ぎに、脚３０を縮小して掘削機１０を下方にさげる（図
１（８））。このように図１の（１）〜（２）の掘削機
本体１０をクレ−ン車で立坑内に吊り降ろした後に、
（３）〜（８）の作業工程を繰り返すことにより立坑を
所定の深さまで掘削できる。また、掘削機本体１０を立
坑の深層部への移動ができる。尚、グリッパアーム２１
および脚３０の伸縮作動と、揺動式掘削機４０の作動の
確認は例えば各アクチュエータの圧力等を検出して確認
することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は掘削機本
体をクレ−ン車で立坑内に吊り降ろした後に、掘削機本
体の伸縮脚を伸長して掘削機本体を水平に着地させる。
掘削機本体に設けたグリッパアームを張り出して立坑内
壁に固定状態に保持させることにより掘削反力を支持で
きる。該伸縮脚を縮小して立坑内の坑底部を揺動式掘削
機で掘削作業ができる。また、この所定量の掘削作業が
終了すると当該伸縮脚を伸長して掘削機本体を水平に着
地させる。次いで該グリッパアームを縮小させた後に、
該伸縮脚も縮小させて掘削機本体を立坑の深層部へ移動
させることができる。このような作業動作を繰り返して
深層部の立坑掘削を行うことができる。また、これらの
駆動は無線操縦等の遠隔制御することも可能であり、立
坑内の坑底部を掘削した土砂等を揚土手段で地上に吊り
上げることができる。また、土砂の掘削に用いる揺動式
掘削機と岩盤破砕に用いる揺動式ブレ−カを設けると共
に、この両揺動式の掘削機とブレ−カをスライド可能に
することにより立坑内の坑底部の掘削領域の隅々まで延
長して掘削作業ができるので未掘削部分がないものとな
る。また掘削機本体の旋回体またはフレームに運転席を
設けることにより、立坑内の坑底部の掘削を有人で行う
こともできるようにしたから立坑内にガイドレール等の
設備が不要であり生産コストも低減できると共に、迅速
な立坑掘削が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立坑掘削方法の作業工程の説明図であ
る。

【図２】実施例の立坑掘削装置の構成説明図である。

【図３】揚土手段の作動説明図である。

【図４】揚土手段の側面図である。

【図５】他の実施例の立坑掘削装置の構成説明図であ
る。

【図６】立坑にフレームを固定した説明図である。

【図７】他の立坑にフレームを固定した説明図である。

【図８】他の実施例の揺動式掘削機と揺動式ブレ−カ作
動説明図である。

【図９】他の実施例の揺動式掘削機説明図である。

【図１０】無線操縦装置の構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０…掘削機本体、２０…フレーム、３０…脚、４０…
揺動式掘削機、５０…旋回体、６０…第１揚土バケッ
ト、７０…第２揚土バケット、８０…揺動ポスト。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進工法等の立坑掘削装置を用いて掘削
   する方法において、立坑掘削装置を以下の工程順に制御
   するようにしたことを特徴とする立坑掘削方法。 （ａ）まず掘削機本体を立坑の坑底部に水平に着地させ
   るために伸縮脚を伸長する。 （ｂ）この伸縮脚が伸長して掘削機本体を水平に着地し
   たことを確認する。 （ｃ）次にグリッパアームを張り出して立坑内壁に固定
   状態に保持する。 （ｄ）このグリッパアームが立坑内壁に固定状態に保持
   したことを確認する。 （ｅ）上記伸縮脚を縮小する。 （ｆ）上記伸縮脚が縮小したことを確認する。 （ｇ）次に揺動式掘削機で立坑の坑底部の掘削作業を行
   う。 （ｈ）この掘削作業の終了を確認する。
2. 【請求項２】 推進工法等の立坑掘削装置を用いて掘削
   する方法において、立坑掘削装置を以下の工程順に制御
   するようにしたことを特徴とする立坑掘削方法。 （ａ）まず掘削機本体を立坑の坑底部に水平に着地させ
   るために伸縮脚を伸長する。 （ｂ）この伸縮脚が伸長して掘削機本体を水平に着地し
   たことを確認する。 （ｃ）次にグリッパアームを張り出して立坑内壁に固定
   状態に保持する。 （ｄ）このグリッパアームが立坑内壁に固定状態に保持
   したことを確認する。 （ｅ）上記伸縮脚を縮小する。 （ｆ）上記伸縮脚が縮小したことを確認する。 （ｇ）次に揺動式掘削機で立坑の坑底部の掘削作業を行
   う。 （ｈ）この掘削作業の終了を確認する。 （ｉ）伸縮脚を伸長する。 （ｊ）上記伸縮脚を伸長したことを確認する。 （ｋ）グリッパアームを縮小する。 （ｌ) 上記グリッパアームが縮小したことを確認する。 （ｍ）上記伸縮脚を縮小する。
3. 【請求項３】 前記掘削機本体の駆動を無線操縦式にし
   たことを特徴とする請求項１または２記載の立坑掘削方
   法。
4. 【請求項４】 立坑掘削機本体は、フレームの周辺部に
   複数の伸縮脚を取着し、該フレームに旋回体を回動自在
   に取付け、該旋回体に揺動式掘削機を取着すると共に、
   前記フレームに設けた揚土手段を備えたものから成る立
   坑掘削装置。
5. 【請求項５】 前記揚土手段は、前記フレームの上部に
   揺動ポストを回動自在に設け、該揺動ポストにホイスト
   用モ−タを取着し、該ホイスト用モ−タの駆動により吊
   り上下する第１揚土バケットから成ることを特徴とする
   請求項４記載の立坑掘削装置。
6. 【請求項６】 前記フレームの上部に第２揚土バケット
   を載置して、前記第１揚土バケットから運搬した立坑内
   の土砂等を、該第２揚土バケットに移し替えて、地上に
   配置したクレ−ン車で該第２揚土バケットを地上に吊り
   上げることを特徴とする請求項４または５に記載の立坑
   掘削装置。
7. 【請求項７】 前記フレームにモ−タを取着し、該モ−
   タで駆動されるピニオンを旋回体のリングギャに噛合し
   て、該旋回体を旋回可能とすると共に、該旋回体に揺動
   式掘削機を取着したことを特徴とする請求項４記載の立
   坑掘削装置。
8. 【請求項８】 前記旋回体に岩盤破砕用の揺動式ブレー
   カを取付けたことを特徴とする請求項４または７に記載
   の立坑掘削装置。
9. 【請求項９】 前記旋回体に運転席を設けたことを特徴
   とする請求項４または７に記載の立坑掘削装置。
10. 【請求項１０】 前記フレームにガイドレ−ルを介して
    運転席を設けたことを特徴とする請求項４乃至７のうち
    のいずれかに記載の立坑掘削装置。
11. 【請求項１１】 前記旋回体にガイド溝を設け、該ガイ
    ド溝に沿って揺動式掘削機をスライド可能にしたことを
    特徴とする請求項４または７に記載の立坑掘削装置。