JPH0797892A - 立坑掘削方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立坑の掘削作業を坑底形状に影響されること
なく、また人力掘削補助を要せず、短期に掘削できるよ
うにする。 【構成】 掘削機本体を門型クレーン等の任意の吊下装
置により昇降可能としておき、これを坑口から吊り下げ
下降させるようにする。グリッパアームにより立坑の支
保工に掘削反力を支持させると共に、グリップアームに
は第１旋回体を旋回かつ昇降可能に取り付ける、又、第
１旋回体には偏心回転可能に第２旋回体を取り付ける。
この第２旋回体に揺動式掘削機等を取り付けてたので、
掘削機本体の懸架状態での掘削作業によって坑底の凹凸
に影響されることなく掘削が可能となり、掘削領域を広
く、かつ未掘削領域がなくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進工法等の推進施工
用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、推進工法等の推進施工用の立坑等
は、クラムシェルやミニショベルにより坑内部を掘削し
て掘り下げ、クラムシェル等の機械で掘削できない部分
は人力により掘削するようにしている。そして、坑底部
中央に掘削土を集積し、これを地上からクラムシェルに
よって揚土するものとしている。このような立坑掘削を
効率的に行わせるように、例えば実開昭５６−１００５
５４号公報に示すように立坑内に設置されたガイドレー
ルに沿って昇降可能な掘削機を用いて行うものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の方法では、人力作業が付帯するため大変な苦汁作業
となるとともに、ミニショベルを用いる場合には坑底部
の凹凸により作業が不安定になり、ステアリングが不能
となる虞があるとともに、ミニショベル下部は掘削でき
ない欠点がある。更に、ミニショベルが坑内にある場合
には、坑底が狭いと揚土のたびに地上に引き上げる必要
がある。また、クラムシェルによって揚土する場合に
は、地上のオペレータが坑内を確認できないので危険性
を伴うものとなる。一方、後者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ールを設置する必要があ
るため時間がかかるし、また堅い地盤の掘削用と、ほぐ
した土砂を地上に揚げるのを１台の作業機にて行ってい
るので作業能率が悪いとの問題があった。

【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、人力掘削を廃止でき、作業者が坑
内に入らなくても掘削が可能であるとともに、坑底の凹
凸に影響を受けることなく迅速な立坑掘削ができるよう
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、推進工法等の推進施
工用の立坑掘削機を用いて掘削する方法において、門型
クレーンから掘削機本体をワイヤロープで吊下し所定位
置でグリップアームを伸張してグリッププレートを立坑
の内壁に押動し、掘削機本体を保持して揺動式掘削機に
て立坑を掘削し、掘削終了を確認後に掘削機本体を吊上
して所定の位置に停止させ、この停止確認後門型クレー
ンを立坑位置から移動させ、移動完了を確認後、前記揺
動式掘削機で掘削した土砂を油圧ショベル等の揚土手段
で地上へ揚土させるように構成した。

【０００６】また、第２には、上記構成において、前記
門型クレーンの駆動と、前記掘削機本体の駆動を無線操
縦式にしたものである。

【０００７】上記構成における門型クレーンに代えて油
圧ショベル装置あるいはクレ−ン車両を用いることがで
きる。

【０００８】本発明に係る立坑掘削装置は、地上に立設
した門型クレーンのワイヤロープでグリップアームを吊
り上下作動自在に保持し、該グリップアームと昇降パイ
プを昇降シリンダで昇降自在に連結し、第１旋回体にモ
ータを取着し、該モータで駆動されるピニオンを前記昇
降パイプのリングギヤに噛み合わせて前記第１旋回体を
旋回可能とするとともに、該第１旋回体に第２旋回体を
軸受で回動自在に取着し、該第２旋回体に揺動式掘削機
を取着し、該第２旋回体にリングギヤを取付け、前記第
１旋回体に取着したモータで駆動されるピニオンを前記
リングギヤに噛み合わせて該揺動式掘削機を旋回可能と
した。

【０００９】上記構成における第２旋回体を第１旋回体
中心に対して偏心させて用いることができる。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、掘削機本体を任意の吊下装
置により昇降可能としておき、これを坑口から吊り下げ
下降させる。掘削機本体に設けたグリップアームのグリ
ッパを立坑の支保工に向けて伸張させグリップさせるこ
とで掘削反力の支持ができる。グリップアームには第１
旋回体を取付け、回転できるようにすると共に、第１旋
回体中心に対して第２旋回体を偏心させて取着し、当該
第２旋回体の下面側に揺動式掘削機を取付け。揺動式掘
削機はショベル機構やブレーカ等を用いる。これらの駆
動は無線操縦等の遠隔操縦にて行うようにし、第１旋回
体中心に対して第２旋回体の旋回を偏心回転を行わせる
ことにより、坑底の凹凸に影響されることなく掘削が可
能となる。所定量の掘削が終了した後、掘削機本体を引
き上げ、次いで地上から油圧ショベル等による揚土装置
によって掘削土砂を揚土し、再度掘削機本体を坑内にい
れて同様の作業を繰り返すのである。これにより、坑内
作業は無人化でき、機械掘削であっても第１旋回体と第
２旋回体の相互作用により、掘削領域の隅々まで揺動式
掘削機を延長させることができるので、未掘削部分がな
いものとなる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る立坑掘削方法および装
置の具体的実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１２】まず、実施例に係る立坑掘削装置は、第１
実施例の門型クレ−ンと掘削機本体（グリッパア−ム１
０、昇降パイプ２６、第１旋回体３０、第２旋回体４
６、揺動式掘削機５８等を含む）の構造は図２に示すよ
うに、グリップアーム１０を有し、これをワイヤロープ
１２等により吊下して昇降可能とされている。グリップ
アーム１０は矩形ボックス状に形成され、その内部には
四側面から各々伸張突出可能なグリッパ１４が設けられ
ている。グリッパ１４はテレスコピック構造のものであ
り、内部に設けた伸縮シリンダ機構１６によってグリッ
パ先端を押動し、立坑１８の内壁面に当接させることに
より、グリップアーム１０を立坑１８の壁面に対して固
定状態に保持するものである。例えば図３（１）に示す
ように、小判型立坑１８Ａの場合には立坑壁面を構成す
る支保工２０における腹起こし２２にグリッパ１４を当
接して固定状態に保持する。また、同図（２）に示すよ
うに、丸型立坑１８Ｂの場合には、ライナプレート２４
を支持面とし、四方のグリッパ１４を全部突出させて押
動して保持するようにすればよい。したがって、立坑１
８の内部の適当な箇所まで下降されたグリップアーム１
０は、グリッパ１４の伸張動作によって立坑１８に保持
され、掘削反力を支持することができる。

【００１３】上記のようなグリップアーム１０には、そ
の中央部を貫通して上下動可能に昇降パイプ２６を取り
付けている。このパイプ２６はグリップアーム１０との
間に設置した昇降シリンダ２８に連結され、グリップア
ーム１０に対して上下駆動可能とされる。昇降シリンダ
２８は、実施例ではパイプ２６の周囲に複数配置され、
シリンダ本体をグリップアーム１０に固定し、シリンダ
ロッドをパイプ２６に設けたフランジ部に連結する構成
としているが、パイプ２６内に１本のシリンダを設置す
る構造としてもよい。これはパイプ内でシリンダの一端
をパイプ２６に連結し、他端をグリップアーム１０側か
らパイプ側壁に形成したスロットを通じて内部に延在す
る適当な部材を設けてこれに連結すればよい。

【００１４】このような昇降パイプ２６の下端部には、
当該パイプ２６を中心として回転できるように第１旋回
体３０が取り付けられている。これは図２に示すよう
に、第１旋回体３０はパイプ挿通孔３２を形成すると共
に、昇降パイプ２６側には下端に受けフランジ３４を形
成し、当該受けフランジ３４にて第１旋回体３０を回転
可能に支持しつつ荷重を受けている。そして、前記受け
フランジ３４の下面部にはリングギヤ３６を下方に突設
した状態に設けると共に、リングギヤ３６の外周に摺接
する回転ガイドリング３８を第１旋回体３０側に設けら
れている。回転ガイドリング３８は昇降パイプ２６の下
端部分を囲むように形成されたボックス４０に設けられ
ており、また、ボックス４０には前記リングギヤ３６に
噛み合うピニオンギヤ４２を有する旋回モータ４４が取
り付けられている。これにより、第１旋回体３０は旋回
モータ４４の駆動によりピニオンギヤ４２がリングギヤ
３６に噛み合いながら回転するので、昇降パイプ２６を
中心として旋回することができる。

【００１５】また、上記第１旋回体３０には、この第１
旋回体３０の旋回中心から偏心した回転中心をもつ第２
旋回体４６が取り付けられている。これは、基本的には
第１旋回体３０の旋回機構と同様に構成すればよく、図
２に示しているように、第２旋回体４６が第１旋回３０
に回転可能に支持されており、第２旋回体４６の上面部
にリングギヤ５０を形成し、これに噛み合うピニオンギ
ヤ５２を備えた旋回モータ５４を第１旋回体３０側に取
り付けるようにすればよい。この場合にも前記リングギ
ヤ５０の外周面を摺接する回転ガイドリング５６を第１
旋回体３０側に形成し、回転ガイド機能をもたせる。

【００１６】上記のような回動可能な第１旋回体３０に
対して更に偏心位置で回動可能とされた第２旋回体４６
には、揺動式掘削機５８が取り付けられている。この揺
動式掘削機５８は、図２に示しているように、第２旋回
体４６に回転連結されたブーム５８ａにアーム５８ｂを
連結し、該アーム５８ｂにバケット５８ｃを回動自在に
取付けたもので、これらは各々ブ−ムシリンダ５８ｄ、
アームシリンダ５８ｅ、バケットシリンダ５８ｆによっ
て駆動可能となっている。この場合、前記ブーム５８ａ
の取付け基端は第２旋回体４６の回転中心から偏心した
位置に設定されている。

【００１７】かくして、揺動式掘削機５８を駆動操作し
て、バケット５８ｃが立坑１８を掘削する際、掘削反力
は第２旋回体４６、第１旋回体３０、昇降パイプ２６を
介してグリップアーム１０に伝達される。グリップアー
ム１０はグリッパ１４によって立坑１８の内壁部（支保
工２０又は、ライナプレ−ト２４等）を押動して、掘削
反力を支持するものである。

【００１８】ところで、上述のように構成された掘削機
本体はグリップアーム１０を門型クレ−ン６０のワイヤ
ロープ１２で吊下しているが、吊下手段には例えば図４
に示している門型クレーン６０が用いられる。これは立
坑１８の掘削位置の地上部に設置され、下部架台６２を
リガー６４にて水平に固定する。下部架台６２上を上部
架台６８が、走行モータ７０にて走行できるようにす
る。上部架台６８の上部にはウインチ７２、ウインチ用
モ−タ７４を設けている。前記ワイヤロープ１２はウイ
ンチ７２により巻き上げ、巻き下げ可能とされ、掘削機
本体を立坑１８内に下降させ、あるいは立坑１８から引
き上げ、坑口から退避させたりできるようにしている。
もちろん、この掘削機本体は、図５（１）に示す油圧シ
ョベル７６、あるいは同図（２）に示すクレ−ン車両７
８によって懸架するようにしてもよい。

【００１９】また、この実施例では立坑掘削装置の各ア
クチュエータが無線操縦により遠隔操作されるように構
成され、地上側でオペレータがリモートコントロールす
るようにしている。これは図６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８０を設けておき、一
方、発信機からの制御信号を立坑掘削装置側で受信する
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８１を例えば第１旋回体３０
に装備させておけばよい。そして制御ボックス８１の制
御電流によって立坑掘削装置の各アクチュエータ８３を
制御する電磁式操作弁８２を備え、前記立坑掘削機装置
のリモートコントロールさせるのである。

【００２０】このように構成された立坑掘削装置を用い
た掘削方法を図１を参照して説明する。これは掘削装置
を門型クレーン６０によって懸架するように構成され、
掘削装置を立坑１８の上部に移動し、坑内に下降させ
る。下端の揺動式掘削機５８による掘削可能な高さまで
下降させたのち、グリップアーム１０に取付けたグリッ
パ１４を伸張させ、支保工２０にグリップさせる。これ
により掘削機本体は反力支持可能に保持される。そし
て、揺動式掘削機５８を駆動させて掘削を行わせるので
ある（図１（１））。第２旋回体４６を回転させること
により、揺動式掘削機５８の回転範囲での掘削が可能と
なる。そして、第１旋回体３０を回転させると共に、昇
降パイプ２６を昇降駆動させることにより掘削領域およ
び深さを変更しながら所望の範囲を掘削することができ
る。最大掘削範囲は第１旋回体３０の回転中心から第２
旋回体４６の最大偏心距離に、バケット５８ｃの到達距
離を加味した範囲となる。なお、第１旋回体３０、およ
び第２旋回体４６の旋回動作と、揺動式掘削機５８によ
る掘削処理動作を、予め設定したシーケンスにしたがっ
て動作するように規定しておき、グリッパ１４による保
持確認後に自動作動させることができる。

【００２１】このような掘削工程が完了した後、グリッ
プアーム１０のグリッパ１４を収縮させて支保工２０と
離反させ、門型クレーン６０のウィンチ７２を巻き上げ
て立坑１８から掘削機本体を引き上げる（図１
（２））。そして、坑口から掘削機本体を移動させて退
避させる。掘削作業により坑底に寄せられている掘削土
砂を坑口に待機するクラムシェルバケット装備の油圧シ
ョベルによって揚土するのである（図１（３））。揚土
作業が終了した後、再度掘削工程（図１（１））に戻
り、以後同様の工程を繰り返すことにより、立坑１８を
所定深さまで遠隔操作により掘削することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は掘削機本
体を任意の吊下装置により昇降可能としておき、これを
坑口から吊り下げ下降させ、グリップアームに設けたグ
リッパにより立坑の支保工等に掘削反力を支持させつ
つ、掘削作業を懸架状態でできるように構成したので、
坑底の凹凸に影響されることなく掘削が可能となると共
に、第１旋回体中心に対して第２旋回体を偏心させて取
着し、この第２旋回体に揺動式掘削機を取付けて立坑を
掘削するようにしたので、掘削範囲が広く、かつ坑口の
下部隅部の掘削不能な領域が無くなるので、坑内にて人
力による坑口の下部隅部の掘削作業を行わせる必要がな
くなり掘削効率と安全性を向上させ、工期短縮化を図る
ことができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る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】立坑形状とグリッパとの説明図である。

【図４】懸架用の門型クレーンの構成説明図である。

【図５】懸架方式の他の例の説明図である。

【図６】無線操縦装置の構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０…グリップア−ム、１２…ワイヤロ−プ、１４…グ
リッパ、１６…伸縮シリンダ機構、１８（１８Ａ、１８
Ｂ）…立坑、２０…支保工、２２…腹起こし、２４…ラ
イナプレ−ト、２６…昇降パイプ、２８…昇降シリン
ダ、３０…第１旋回体、３２…パイプ挿通孔、３４…受
けフランジ、３６…リングギヤ、３８…回転ガイドリン
グ、４０…ボックス、４２…ピニオンギヤ、４４、５４
…旋回モータ、４６…第２旋回体、４８…スラストベア
リング、５０…リングギヤ、５２…ピニオンギヤ、５６
…回転ガイドリング、５８…揺動式掘削機、６０…門型
クレーン、６２…下部架台、６４…リガー、６６…車
輪、６８…上部架台、７０…走行モータ、７２…ウィン
チ、７４…ウインチ用モ−タ、７６…油圧ショベル、７
８…クレーン車両。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進工法等の推進施工用の立坑掘削機を
   用いて掘削する方法において、門型クレーンから掘削機
   本体をワイヤロープで吊下し所定位置でグリップアーム
   を伸張してグリッププレートを立坑の内壁に押動し、掘
   削機本体を保持して揺動式掘削機にて立坑を掘削し、掘
   削終了を確認後に掘削機本体を吊上して所定の位置に停
   止させ、この停止確認後門型クレーンを立坑位置から移
   動させ、移動完了を確認後、前記揺動式掘削機で掘削し
   た土砂を油圧ショベル等の揚土手段で地上へ揚土させる
   ことを特徴とする立坑掘削方法。
2. 【請求項２】 前記門型クレーンの駆動と、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記載の立坑掘削方法。
3. 【請求項３】 前記グリッパアームの吊下手段を門型ク
   レーンに代えて油圧ショベル装置と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】 前記グリッパアームの吊下手段を門型ク
   レーンに代えてクレ−ン車両と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。
5. 【請求項５】 地上に立設した門型クレーンのワイヤロ
   ープでグリップアームを吊り上下作動自在に保持し、該
   グリップアームと昇降パイプを昇降シリンダで昇降自在
   に連結し、第１旋回体にモータを取着し、該モータで駆
   動されるピニオンを前記昇降パイプのリングギヤに噛み
   合わせて前記第１旋回体を旋回可能とするとともに、該
   第１旋回体に第２旋回体を軸受で回動自在に取着し、該
   第２旋回体に揺動式掘削機を取着し、該第２旋回体にリ
   ングギヤを取付け、前記第１旋回体に取着したモータで
   駆動されるピニオンを前記リングギヤに噛み合わせて該
   揺動式掘削機を旋回可能としたことを特徴とする立坑掘
   削装置。
6. 【請求項６】 前記第２旋回体を第１旋回体中心に対し
   て偏心させて取着したことを特徴とする請求項５記載の
   立坑掘削装置。