JPH09111753A - 地中連続壁の施工方法および同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削によって生じた土砂を、カッターチェー
ンの回転によって生成される掘削液の上向きの流れを利
用して溝外に効率よく排出する。 【解決手段】 カッターポスト３に設けた仕切板８によ
って掘削部分にパイプ状の排土空間Ｓを、後方空間に対
してほぼ隔離された状態で形成し、この排土空間Ｓにお
いてカッターチェーン６の回転によって掘削液Ａの上向
きの流れを発生させ、掘削によって生じた土砂をこの液
流に乗せて浮揚させ、溝外に排出するようにした施工方
法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地中に止水用、基礎
用等の連続壁を造成する地中連続壁の施工方法および同
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地中連続壁を造成するための施工
装置として、図４に示すように走行台車（たとえばクロ
ーラ式クレーンのベースマシン）１にチェーン式カッタ
ー２を垂直に取付け、このカッター２を回転させながら
走行台車１によって水平方向に移動させることにより、
一定幅の溝Ｇを連続して掘削するものが公知である（特
開平５−２８００４３号、特開平５−２８００４４号両
公報参照）。

【０００３】カッター２は、上下に長い箱形フレームで
あるカッターポスト３の上端部に設けられた駆動輪（ス
プロケット）４と、下端部に設けられた遊動輪（プー
リ）５との間にエンドレスチェーン６が掛け渡され、こ
のチェーン６の外周側に設けられた多数の掘削刃７…に
よって溝Ｇを掘削するように構成されている。

【０００４】この施工装置による施工方法例を図５によ
って簡単に説明する。

【０００５】（ｉ）掘削工程 図５（イ）の二点鎖線で示すように適宜の手段によって
掘削した縦穴内にカッター２を建て込み、このカッター
２を回転させながら走行台車１とともに水平移動させる
ことにより、所定長さの連続溝Ｇを掘削する。

【０００６】このとき、掘削された溝Ｇの維持、掘削刃
７…の冷却や地盤ほぐし等のために掘削液（通常はベン
トナイト水溶液が用いられる）Ａを溝Ｇ内に注入する。

【０００７】（ii）固化液注入工程 図５（ロ）に示すように、溝Ｇ内に固化液（セメントス
ラリー）Ｂを注入しながらカッター２を掘削始端側に移
動させ、このカッター２の回転により固化液Ｂと掘削液
Ａとを撹拌し混合させる。このとき、掘削液Ａの一部が
オーバーフローして溝外に排出される。

【０００８】（iii）再撹拌・混合工程 図５（ハ）に示すように、カッター２を回転させながら
掘削終端側に移動させることにより、さらに撹拌し混合
させる。

【０００９】この撹拌・混合後、固化液Ｂと掘削液Ａお
よび原位置土（掘削によって生じた土砂）の混合物であ
るソイルセメントが固化して壁体Ｃが造成される。

【００１０】（iｖ）次ステップ掘削工程 図５（ニ）に示すように、造成された壁体Ｃの終端から
所定長さの溝Ｇを掘削する。

【００１１】以下、上記工程を繰り返すことにより、壁
体Ｃの連続体である地中連続壁が造成される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
施工方法によると、掘削によって掘削部分に生じた土砂
は、掘削液Ａとともにオーバーフローする分だけが溝外
に排出され、大半が溝内に残留して上記のように固化液
Ｂと混ざり合う。

【００１３】この結果、造成される連続壁が純粋なセメ
ント壁ではなく、上記のように固化液Ｂに掘削液Ａと多
くの土砂が混じりあったソイルセメント壁となるため、
連続壁の品質が低いものとなっていた。

【００１４】また、 固化液中にＨ形鋼等の芯材を挿入したい場合、 上記工法とは異なる工法として、溝掘削後に、鉄筋
籠を挿入しコンクリートを打って鉄筋コンクリート壁を
造成する工法をとりたい場合、 あるいは、鋼やコンクリートパネルを溝内に挿入
し、パネル接合およびパネルの安定化のために固化液
（たとえばモルタル）を注入する工法をとりたい場合 があるが、多くの土砂が溝内に残留しているため、上記
芯材等の挿入が困難となる。

【００１５】なお、カッター２による掘削部分におい
て、チェーン６（主として掘削刃７）の回転によって掘
削部分の掘削液Ａに上向きの流れが生じ、この液流に乗
って土砂が浮揚し、排出される作用が行われる。

【００１６】しかし、生成される液流が後方空間に拡散
し弱まること、浮揚する土砂が溝内に拡散すること等に
より、溝外に排出される土砂はごくわずかで、この掘削
部分における排土作用の実効は薄いものであった。

【００１７】そこで本発明は、掘削によって生じた土砂
をカッターチェーンの回転によって掘削部分に生成され
る掘削液の上向きの流れを利用して溝外に効率よく排出
することができる地中連続壁の施工方法および同装置を
提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明（施工方
法）は、掘削刃を備えたエンドレスチェーンがカッター
ポストの上下両端部間に跨って掛け渡されて成るチェー
ン式カッターを走行台車に取付け、このカッターを地中
に建て込んだ状態で、掘削液を注入しながらカッターを
回転させ、かつ、上記走行台車によって水平に移動させ
ることにより一定幅の溝を連続して掘削し、この掘削さ
れた溝内に固化液を注入し固化させて地中連続壁を造成
する地中連続壁の施工方法において、上記カッターポス
トの外面に仕切板を、掘削時における仕切板よりも掘削
方向前方にパイプ状の排土空間が上下方向ほぼ全長に亘
って形成される状態で設け、上記カッターによって溝を
掘削しながら掘削液を上記排土空間に供給することによ
り、掘削によって生じた土砂を上記掘削液とともに浮揚
させて溝外に排出するものである。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、カッターによって溝を掘削しながら掘削液を排土空
間に供給すると同時に、仕切板より掘削方向後方の空間
に固化液を注入するものである。

【００２０】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成において、圧縮エアを排土空間に下端側から供給する
ものである。

【００２１】請求項４の発明（施工装置）は、掘削刃を
備えたエンドレスチェーンがカッターポストの上下両端
部間に跨って掛け渡されて成るチェーン式カッターを走
行台車に取付け、このカッターを地中に建て込んだ状態
で、掘削液を注入しながら回転させ、かつ、上記走行台
車によって水平に移動させることにより一定幅の溝を連
続して掘削し、この掘削された溝内に固化液を注入し固
化させて地中連続壁を造成するように構成された地中連
続壁の施工装置において、上記カッターポストの外面に
仕切板が、掘削時における仕切板より掘削方向前方にパ
イプ状の排土空間が上下方向ほぼ全長に亘って形成され
る状態で突設されるとともに、カッターポストに、掘削
液を上記排土空間に供給する掘削液配管が設けられたも
のである。

【００２２】請求項５の発明は、請求項４の構成におい
て、カッターポストに、圧縮エアを排土空間の下端側に
送り込むエア配管が設けられたものである。

【００２３】上記構成によると、仕切板によって掘削部
分にパイプ状の排土空間が、後方空間に対してほぼ隔離
された状態で形成され、この排土空間においてカッター
チェーンの回転によって掘削液の上向きの流れが生じ、
掘削によって生じた土砂がこの液流に乗っ浮揚し、溝外
に排出される。

【００２４】すなわち、土砂浮揚・排出作用が排土空間
のみに集中し、従来のような液流および土砂の溝内での
拡散が防止されるため、排土作用が活発に、効率良く行
われ、土砂の大半を排出することができる。

【００２５】このため、固化液としてセメントを溝内に
注入し固化させる工法をとる場合に、セメント純度の高
い高品質の連続壁を造成することができる。

【００２６】あるいは、芯材や鉄筋籠、パネルを挿入す
る工法をとる場合に、芯材等の挿入が土砂によって妨げ
られることがなくなる。

【００２７】また、掘削液が排土空間のみに供給され、
かつ、同空間内を上向きに流れるため、後方空間に浸入
する掘削液量が殆どなくなる。

【００２８】このため、請求項２のように、掘削しなが
ら後方空間に固化液を注入しても、掘削液が固化液に混
ざり込むおそれが殆どなくなる。

【００２９】さらに、請求項３，５の構成によると、圧
縮エアによって上向き液流の生成が助けられ、強められ
るため、排土作用がより活発に行われる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図３に
よって説明する。

【００３１】なお、この実施形態において、図４，５に
示す従来の施工装置と同一部分には同一符号を伏して示
し、その重複説明を省略する。

【００３２】走行台車１に取付けられたカッター２にお
けるカッターポスト３の掘削方向と直交する方向の両側
外面（以下、通称に従って腹面という）３ａ，３ａに仕
切板８，８が取付けられている。

【００３３】この仕切板８，８は、図２，３に詳細に示
すように、 腹面３ａ，３ａにおける掘削方向の前部に、腹面３
ａ，３ａに対してほぼ直角に突出する状態で、 先端が掘削される溝Ｇの内面にほぼ接する長さをも
って、 ポスト下端を除く上下方向ほぼ全長に亘って 取付けられている。

【００３４】なお、上記の仕切板長さについて、芯材
や鉄筋籠、パネルの挿入抵抗を低減するという観点か
ら、ある粒度を超える土砂のみを排出するように、溝Ｇ
の内面との間に小さな隙間ができる長さとしてもよい。

【００３５】このような仕切板８，８を設けることによ
り、掘削時に、仕切板８，８よりも掘削方向前方に、仕
切板８，８とカッターポスト３と溝内面とによって四周
がほぼ閉じられて後方空間に対してほぼ隔離されたパイ
プ状の排土空間Ｓが上下方向ほぼ全長に亘って形成され
る。

【００３６】また、カッターポスト３内における掘削方
向と直交する方向の両側にそれぞれ掘削液配管９とエア
配管１０が同ポスト３のほぼ全長に亘って設けられてい
る。

【００３７】この両配管９，１０の下端部は、それぞれ
ポスト下端部から外部に導出され、その下端吐出口９
ａ，１０ａが仕切板８の下方から排土空間Ｓに臨んでい
る。

【００３８】一方、掘削液配管９の上端は掘削液調製ユ
ニットに、エア配管１０の上端はコンプレッサ（いずれ
も図示しない）にそれぞれホースを介して接続され、掘
削液調製ユニットから供給される掘削液が掘削液配管９
を介して吐出口９ａから排土空間Ｓに、コンプレッサか
ら供給される圧縮エアがエア配管１０を介して吐出口１
０ａから排土空間Ｓにそれぞれ送り込まれる。

【００３９】この装置によって地中連続壁を造成すると
きは、地中に建て込んだカッター２によって溝Ｇを掘削
しながら排土空間Ｓに掘削液Ａを注入し、同時に、排土
空間Ｓの後方に固化液Ｂを注入する。

【００４０】なお、この工法の場合、掘削液Ａは、従来
工法における溝Ｇの維持という役割はなく、掘削刃７の
冷却および地盤のほぐし作用を果たし、かつ、次に述べ
るように土砂を浮揚させて排出する作用を行う。

【００４１】また、図１中、Ｓ１はカッター２による掘
削作業に先立って、あるいは掘削作業の進行に伴ってカ
ッター２よりも掘削方向の前方地表面に油圧ショベル等
によって予め掘削された土砂溜りである。

【００４２】こうして、カッター２（チェーン６）を図
２矢印イ方向に回転させながら排土空間Ｓに掘削液Ａを
注入することにより、チェーン６（主として掘削刃７
…）の回転によって掘削液Ａに上向きの流れが生成さ
れ、さらに圧縮エアが吹き込まれることによってこの上
向き液流が助勢される。

【００４３】これにより、掘削によって排土空間Ｓに生
じた土砂がこの上向きの液流に乗って浮揚し、掘削液Ａ
とともにオーバーフローする微細分を除いて土砂溜りＳ
１に蓄積される。

【００４４】このように、掘削部分での土砂浮揚・排出
作用が排土空間Ｓのみに集中し、従来のような液流およ
び土砂の溝内での拡散が抑えられるため、排土作用が活
発に、効率良く行われる。

【００４５】これにより、土砂の大半を排出することが
できるため、後方空間に注入された固化液Ｂに土砂が混
じらず、セメント純度の高い高品質の連続壁を造成する
ことができる。

【００４６】また、固化液Ｂ中にＨ形鋼等の芯材を挿入
する場合、あるいは別工法として溝内に鉄筋籠を挿入し
コンクリートを打って鉄筋コンクリート壁を造成する工
法をとる場合、溝内にパネルを挿入しモルタルで接合お
よび安定化させる工法をとる場合に、土砂が芯材等の挿
入の妨げとならない。

【００４７】土砂溜りＳ１に蓄積された土砂は、適時、
油圧ショベル等ですくい取ってもよいし、掘削液ごとホ
ースで吸い上げて土砂分離装置に搬送し、掘削液から分
離して廃棄または粒度に応じてコンクリート骨材等とし
て再利用してもよい。

【００４８】一方、排土空間Ｓは、実際上、完全な密閉
空間にはできず、溝底部で後方空間と通じた状態となる
が、同空間Ｓ内の掘削液Ａは上向きに流れていること、
および連通口はごく小さいことにより、この掘削液Ａが
固化液Ｂに混ざり込むおそれは殆どない。

【００４９】他の実施形態 （１）上記実施形態では、掘削しながら後方空間に固化
液Ｂを注入する連続工法をとったが、従来と同様に、排
土空間Ｓを含めた溝全体に掘削液を注入しながら掘削し
た後、固化液Ｂを注入する工法をとってもよい。

【００５０】この場合でも、掘削部分に生じる土砂を効
率良く排出できるという本発明の基本的効果は得ること
ができる。

【００５１】あるいは、固化液Ｂ中に芯材を挿入しても
よいし、溝掘削後、鉄筋籠を挿入してコンクリート打ち
を行う工法、または鋼やコンクリート製のパネルを溝内
に挿入しモルタルで接合および安定化させる工法をとっ
てもよい。

【００５２】（２）上記実施形態では、排土空間Ｓでの
上向き液流を強化するために掘削液Ａとともに圧縮エア
を排土空間Ｓに吹き込むようにしたが、このエア吹き込
みをなくし、カッターチェーン６の回転のみによって上
向き液流を生成するようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、仕切
板によって掘削部分にパイプ状の排土空間を、後方空間
に対してほぼ隔離された状態で形成し、この排土空間に
おいてカッターチェーンの回転によって掘削液の上向き
の流れを発生させ、掘削によって生じた土砂をこの液流
に乗せて浮揚させ、溝外に排出するようにしたから、土
砂浮揚・排出作用が排土空間のみに集中し、従来のよう
な液流および土砂の溝内での拡散が抑えられるため、排
土作用が活発に、効率良く行われる。

【００５４】これにより、土砂の大半を排出することが
できるため、セメント純度の高い高品質の連続壁を造成
することができる。

【００５５】また、固化液中に芯材を挿入する場合、あ
るいは鉄筋コンクリート連続壁を造成する工法、または
パネルを挿入し固化液で接合および安定化させる工法を
とる場合に、土砂が芯材等の挿入の妨げとならない。

【００５６】さらに、掘削液が排土空間のみに供給さ
れ、かつ、同空間内を上向きに流れるため、後方空間に
浸入する掘削液量が殆どなくなる。

【００５７】このため、請求項２の発明のように、掘削
しながら後方空間に固化液を注入しても、掘削液が固化
液に混ざり込むおそれが殆どなくなる。

【００５８】一方、請求項３，５の発明によると、圧縮
エアによって上向き液流の生成が助けられ、強められる
ため、排土作用がより活発に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる施工装置の概略正面
図である。

【図２】同装置の一部拡大図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】従来の施工装置の概略正面図である。

【図５】（イ)(ロ)(ハ)(ニ）は従来の施工方法を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１ 走行台車 ２ チェーン式カッター ３ カッターのカッターポスト ６ エンドレスチェーン ４ チェーンが掛け渡された駆動輪 ５ 同遊動輪 ７ 掘削刃 ８ 仕切板 ９ 掘削液配管 １０ エア配管 Ｇ 溝 Ｓ 排土空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 博明 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 浜口 正記 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 上田 敏之 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 泉谷 拓也 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削刃を備えたエンドレスチェーンがカ
   ッターポストの上下両端部間に跨って掛け渡されて成る
   チェーン式カッターを走行台車に取付け、このカッター
   を地中に建て込んだ状態で、掘削液を注入しながらカッ
   ターを回転させ、かつ、上記走行台車によって水平に移
   動させることにより一定幅の溝を連続して掘削し、この
   掘削された溝内に固化液を注入し固化させて地中連続壁
   を造成する地中連続壁の施工方法において、上記カッタ
   ーポストの外面に仕切板を、掘削時における仕切板より
   も掘削方向前方にパイプ状の排土空間が上下方向ほぼ全
   長に亘って形成される状態で設け、上記カッターによっ
   て溝を掘削しながら掘削液を上記排土空間に供給するこ
   とにより、掘削によって生じた土砂を上記掘削液ととも
   に浮揚させて溝外に排出することを特徴とする地中連続
   壁の施工方法。
2. 【請求項２】 カッターによって溝を掘削しながら掘削
   液を排土空間に供給すると同時に、仕切板より掘削方向
   後方の空間に固化液を注入することを特徴とする請求項
   １記載の地中連続壁の施工方法。
3. 【請求項３】 圧縮エアを排土空間に下端側から供給す
   ることを特徴とする請求項１または２記載の地中連続壁
   の施工方法。
4. 【請求項４】 掘削刃を備えたエンドレスチェーンがカ
   ッターポストの上下両端部間に跨って掛け渡されて成る
   チェーン式カッターを走行台車に取付け、このカッター
   を地中に建て込んだ状態で、掘削液を注入しながら回転
   させ、かつ、上記走行台車によって水平に移動させるこ
   とにより一定幅の溝を連続して掘削し、この掘削された
   溝内に固化液を注入し固化させて地中連続壁を造成する
   ように構成された地中連続壁の施工装置において、上記
   カッターポストの外面に仕切板が、掘削時における仕切
   板より掘削方向前方にパイプ状の排土空間が上下方向ほ
   ぼ全長に亘って形成される状態で突設されるとともに、
   カッターポストに、掘削液を上記排土空間に供給する掘
   削液配管が設けられたことを特徴とする地中連続壁の施
   工装置。
5. 【請求項５】 カッターポストに、圧縮エアを排土空間
   の下端側に送り込むエア配管が設けられたことを特徴と
   する請求項４記載の地中連続壁の施工装置。