JPH0932034A

JPH0932034A - 掘削・排土システム

Info

Publication number: JPH0932034A
Application number: JP17780895A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nishigami; 雅朗西上; Shigeo Akimoto; 繁男秋元; Toshikazu Sato; 利和佐藤; Akio Uraya; 昭夫浦矢
Original assignee: KOMATSU TOKYO KK; Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp; Sanei Kogyo KK; Sanee Industrial Co Ltd
Current assignee: KOMATSU TOKYO KK; Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp; Sanei Kogyo KK; Sanee Industrial Co Ltd
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】狭所での掘削作業の効率化を図るとともに、
作業環境を向上することのできる掘削・排土システムを
提供することを目的とする。【解決手段】掘削機１と、回収槽２と、吸引装置３
と、これらを接続する回収ホース４，５とを備えてなる
構成とした。掘削機１には、地盤Ｇを掘削するためのブ
レーカ１１と、掘削土をかき集めるレイキバケット９
と、掘削土を投入し、回収ホース４に送り込むためのフ
ィーダ１２と、掘削土を粉砕するためのメインドラム１
６，サブドラム１７とを備え、さらに、掘削機１に備え
たエンジンの排気ガスを回収ホース４に排気する構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば地下鉄工事
等を行うに際し、特に狭所での掘削作業を行うときに用
いて好適な掘削・排土システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば地下鉄工事等を施工するに際し、
既設の地下鉄軌道部の下方に新たに地下鉄軌道部を構築
することがある。このような場合、新たな軌道部を構築
するまでの間、既存の軌道部を受防護して支持しておく
必要がある。これには、受防護すべき既設の軌道部の周
囲に杭を建て込むとともに、周囲地盤を改良した後、前
記既設軌道部の下方に水平方向に延在する導孔を掘削
し、この導孔に既設軌道部を支持するための下受梁を通
して、その両端を前記杭に支持させる。このようにして
既設軌道部を下受梁に支持させて受防護した後、その下
方において新たな軌道部を構築作業を行うようになって
いる。

【０００３】従来、前記下受梁を挿入するための導孔の
掘削作業は、掘削すべき導孔の径、長さが通常のトンネ
ル等に比較して小さいため、人力で手堀しているのが実
情である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の掘削方法では、言うまでもなく、導坑を
人力で掘削するため非常に手間がかかるうえ、狭所での
地下作業となるためその作業環境も非常に厳しいものと
なっている。

【０００５】このような問題を解決するために、小型の
バックホー等の掘削機を導入することも考えられるが、
掘削機で掘削した掘削土を後方に排出するためには、掘
削する導孔が、最低限、掘削機の作業アームが旋回でき
るだけの幅を有していなければならず、これ以下の小径
の孔の掘削には掘削機を適用することができない。ま
た、掘削機を導入することができたとしても、上記した
ように狭所での作業となるため、これを駆動するエンジ
ンからの排気の処理を確実に行わなければならないとい
った問題も伴う。このような理由から、狭所での掘削作
業に掘削機を導入するのは困難であるのが実情である。

【０００６】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、狭所での掘削作業の効率化を図るととも
に、作業環境を向上することのできる掘削・排土システ
ムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
地盤を掘削するとともに、掘削土を排出するためのシス
テムであって、該システムは、走行移動自在で、かつ地
盤を掘削するとともに掘削土をかき集める掘削機と、一
端が該掘削機に接続され、前記掘削土を後方に送るため
の回収ホースと、前記掘削機の掘削方向後方に設置され
て、前記回収ホースで送られてくる掘削土を回収する回
収槽と、該回収ホースで掘削土を吸引するための吸引力
を発生させる吸引装置とを備えてなることを特徴として
いる。

【０００８】このようなシステムでは、掘削機で地盤を
掘削しつつ、掘削土をかき集め、これを、吸引装置の吸
引力によって回収ホースで後方に搬送し、回収槽で回収
するようにする。このようにして掘削作業及びこれに伴
う掘削土の排土作業を機械化，システム化することがで
きる。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載の掘
削・排土システムにおいて、前記掘削機が、地盤を掘削
する掘削機構と、該掘削機構で掘削した掘削土をかき集
めるためのバケットと、該バケットでかき集めた掘削土
を投入することによってこれを前記回収ホースに送り込
むフィーダとを、該掘削機の掘削方向前方側に備えた構
成とされていることを特徴としている。

【００１０】これにより、掘削機構で地盤を掘削し、掘
削土をバケットでかき集めてフィーダに投入すると、投
入された掘削土は回収ホースに送り込まれ、吸引装置の
吸引力によって後方の回収槽に搬送されるようになって
いる。したがって、掘削機の作業アームを後方に旋回さ
せることなく掘削土を後方に搬送することができる。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の掘削・排土システムにおいて、前記フィーダに、
掘削土の塊を粉砕する粉砕機構が具備されていることを
特徴としている。

【００１２】これにより、掘削土をフィーダに投入する
と、粉砕機構によって掘削土の塊を粉砕することができ
るので、掘削土が回収ホース内で詰まるのを防ぐことが
できる。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の掘削・排土システムにおいて、前記
掘削機にその駆動源として備えられたエンジンの排気ガ
スが、前記回収ホースに排気される構成となっているこ
とを特徴としている。

【００１４】これにより、排気ガスを吸引装置によって
吸引して掘削現場から排気することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図４に
示す発明の実施の形態の一例を参照して説明する。図１
に示すように、掘削・排土システムＡは、掘削機１と、
掘削機１で掘削した掘削土を回収するための回収槽２
と、負圧を発生させる吸引装置３と、これらを接続する
回収ホース４，５とから概略構成されている。

【００１６】図２に示すように、掘削機１は、クローラ
６ａ，６ａを備えて走行移動自在な台車部６上に、旋回
部７が水平旋回自在に設けられ、この旋回部７に、伸
縮，折曲，揺動自在な作業アーム８が設けられた構成と
なっている。

【００１７】作業アーム８の先端部には、土砂をかき集
めるためのレイキバケット（バケット）９が揺動自在に
ピン接合されている。作業アーム８とレイキバケット９
との間には駆動シリンダ１０が設けられており、その伸
縮により、レイキバケット９が揺動するようになってい
る。

【００１８】図３に示すように、作業アーム８の先端部
には、地山を掘削するためのブレーカ（掘削機構）１１
が出没自在に内蔵されている。このブレーカ１１は、こ
れを使用するために突出させるときには、レイキバケッ
ト９を折り畳んだ状態とするようになっている。一方、
レイキバケット９を使用するときには、ブレーカ１１を
作業アーム８内に収納するようになっている。

【００１９】旋回部７の前方には、フィーダ１２が備え
られている。図４に示すように、このフィーダ１２は、
斜め上方に向けて開口するとともに一定間隔毎に配置さ
れた鋼棒からなるスクリーン１３を備えた開口部１２ａ
が前方に形成され、かつ排出管１４が後方に設けられた
構成となっており、開口部１２ａから排出管１４側に向
けてその断面寸法が漸次小さくなるよう形成されてい
る。

【００２０】フィーダ１２の排出管１４には、その一部
を除いてフレキシブル管４ａから構成された前記回収ホ
ース４の一端が接続されている。回収ホース４は、台車
部６のクローラ間６ａ，６ａを通って後方に延出し、前
記回収槽２（図１参照）に接続されている。

【００２１】このフィーダ１２内には、油圧モータ１５
によりそれぞれ回転駆動されるメインドラム（粉砕機
構）１６と、サブドラム（粉砕機構）１７とが備えられ
ている。メインドラム１６，サブドラム１７は、それぞ
れ、掘削機１の幅方向に延在する芯体１６ａ，１７ａの
外周面に、放射状に延びるフィン１６ｂ，１７ｂを備え
た形状をなしている。そして、これらメインドラム１
６，サブドラム１７は、双方のフィン１６ｂ，１７ｂの
回転半径が一定寸法重なり合うように配設されており、
これらは油圧モータ１５によって相対向する方向に回転
駆動されるようになっている。

【００２２】また、フィーダ１２には、その後ろ側に、
硬化材タンク１８及び散布用モータ１９が備えられてお
り、硬化材タンク１８内の硬化材を散布用モータ１９で
散布することによって、硬化材で掘削土の含水率を低減
させ、排土しやすい性状にするようになっている。

【００２３】図２および図３に示したように、旋回部７
の後方には、この掘削機１の各部を操作する操作部２０
と、オペレータが立つためのステップ２１とが備えられ
ており、オペレータは、ステップ２１上に立って操作部
２０を操作するようになっている。

【００２４】また、この掘削機１の駆動源であるエンジ
ンの排気管（図示なし）は、前記回収ホース４に接続さ
れており、エンジンからの排気ガスが回収ホース４，５
を通して前記吸引装置３に排出されるようになってい
る。

【００２５】図１に示したように、前記回収槽２では、
吸引装置３で発生する負圧（真空圧）によって回収ホー
ス４内を送られてくる掘削土が、その自重により槽本体
２ａ内に落下し、回収されるようになっている。

【００２６】前記吸引装置３は、コンプレッサ３ａで発
生させた負圧によって、フィーダ１２に投入された掘削
土を回収ホース４内に吸い込み、搬送するようになって
いる。また、この吸引装置３には、アクアフィルタ等の
フィルタ機構（図示なし）が備えられており、回収ホー
ス４，５に排気された掘削機１からの排気ガスの含有
物，排熱を取り除くようになっている。

【００２７】次に、上記構成からなる掘削・排土システ
ムＡを用いて、例えば、略水平方向に延在する孔径２ｍ
程度の導孔Ｈを掘削する方法について説明する。これに
先立ち、予め、掘削すべき導小Ｈの周囲地盤を改良して
おく。この後、掘削すべき導孔Ｈの一端側に形成した立
坑内に掘削機１を降ろす。そして、回収槽２及び吸引装
置３は、立坑内あるいは地上に設置し、これらを回収ホ
ース４，５で接続する。

【００２８】このようにして、掘削・排土システムＡを
設置した後、図３に示したように、掘削機１の作業アー
ム８の先端に突出させたブレーカ１１で地盤Ｇを掘削す
る。そして、図２に示したように、レイキバケット９で
掘削土をかき集め、これをフィーダ１２に投入する。

【００２９】すると、投入された掘削土は、図４に示し
たように、スクリーン１３を通って開口部１２ａからフ
ィーダ１２内に入り、油圧モータ１５によって回転駆動
されるメインドラム１６，サブドラム１７のフィン１６
ｂ，１７ｂによって一定の大きさ以下に粉砕される。粉
砕された掘削土は、図１に示したように、吸引装置３に
よって発生された負圧によって回収ホース４内に吸い込
まれ、回収ホース４内を搬送されて、回収槽２でその自
重により槽本体２ａ内に落下することによって回収され
るようになっている。

【００３０】また、このとき、掘削機１のエンジン（図
示なし）からの排気は、吸引装置３の負圧によって回収
ホース４に吸い込まれ、回収ホース５を介して吸引装置
３内に送り込まれて、アクアフィルタ（図示なし）でそ
の含有物質，排熱が取り除かれるようになっている。

【００３１】このようにして、掘削機１を前進させつつ
導孔Ｈを掘削していく。このとき、回収ホース４は、必
要に応じて継ぎ足す等して延長していく。そして、所定
長の導孔Ｈを掘削した時点で、掘削機１を後退させて退
去させることによって、導孔Ｈの掘削作業が完了する。

【００３２】上述したように、掘削・排土システムＡ
は、掘削機１と、回収槽２と、吸引装置３と、これらを
接続する回収ホース４，５とを備えてなる構成とされて
いる。このような掘削・排土システムＡでは、掘削機１
で地盤Ｇを掘削しつつ、掘削土をかき集め、これを吸引
装置３で発生した吸引力によって、回収ホース４を通し
て回収槽２に搬送し、回収槽２で掘削土のみを回収する
ようになっている。このようにして、地下等の狭所にお
ける導孔Ｈの掘削作業及びこれに伴う掘削土の排土作業
を機械化，システム化することができるので、作業効率
を大幅に向上させて、全体工期の短縮化を図ることが可
能となる。

【００３３】しかも、掘削機１には、地盤Ｇを掘削する
ためのブレーカ１１と、掘削土をかき集めるレイキバケ
ット９と、掘削土を投入し、回収ホース４に送り込むた
めのフィーダ１２とが備えられた構成となっている。こ
れにより、ブレーカ１１で掘削した掘削土を、レイキバ
ケット９でかき集めてフィーダ１２に投入すると、投入
された掘削土は回収ホース４に送り込まれ、吸引装置３
の吸引力によって後方の回収槽２に搬送されるようにな
っている。したがって、掘削機１の作業アーム８を後方
に旋回させることなく掘削土を後方に搬送することがで
きるので、この点からも導孔Ｈの掘削作業効率を向上さ
せることができる。加えて、これにより、掘削すべき導
孔Ｈの幅が掘削機１の幅程度あれば、この掘削・搬送シ
ステムＡを適用することができる。

【００３４】また、フィーダ１２にはメインドラム１
６，サブドラム１７が備えられた構成となっている。こ
れによりフィーダ１２内に備えられたメインドラム１
６，サブドラム１７で掘削土の塊を一定の大きさ以下に
粉砕することができ、回収ホース４内での掘削土の詰ま
り等を防いでこれを円滑に搬送することができる。

【００３５】さらには、掘削機１に備えたエンジンの排
気ガスが、回収ホース４に排気される構成となってい
る。これにより、掘削現場が狭所である場合にも、その
作業環境を良好に保つことができる。

【００３６】しかも、上記のようにして回収ホース４に
排気された排気ガスは、吸引装置３に備えられたアクア
フィルタ（図示なし）によって、含有物，排熱が取り除
かれる構成となっている。これによって、掘削機１の排
気ガスによる環境汚染を最小限に抑さえることができ
る。

【００３７】なお、上記発明の実施の形態において、掘
削機１の大きさは、掘削すべき導孔Ｈの径，掘進長さ等
に応じて適宜設定すればよく、また掘削すべき導孔Ｈの
径が小さいときには、ステップ２１などを排して、掘削
機１をさらに小型化することも可能である。

【００３８】また、上記掘削・排土システムＡで掘削す
る孔は、必ずしも水平方向に限るものではなく、掘削機
１が走行移動することができ、かつ吸引装置３の吸引力
によって掘削土を搬送することができるのであれば、傾
斜した孔にも適用することが可能である。当然のことな
がら、導孔Ｈは、下受梁を通すためだけでなく、例えば
各種工法により構築するトンネルの導坑等の孔や、Ｕ字
溝等の溝を掘削する場合にも適用することが可能であ
る。

【００３９】さらには、上記発明の実施の形態におい
て、掘削機１の掘削機構としてブレーカ１１を備え、バ
ケットとしてレイキバケット９を備える構成としたが、
その形状等については限定するものではない。また、掘
削機構とバケットとを、ショベルカーのショベルのよう
なもので構成し、掘削機能と掘削土のかき集め機能とを
兼ね備える構成としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る掘
削・排土システムによれば、このシステムは、掘削機
と、回収ホースと、回収槽と、吸引装置とを備えてなる
構成となっている。このようなシステムでは、掘削機で
地盤を掘削しつつ、掘削土をかき集め、吸引装置の吸引
力によって回収ホースで後方に搬送し、回収槽でこれを
回収するようになっている。このようにして地下等の狭
所における掘削作業及びこれに伴う掘削土の排土作業を
機械化，システム化することができるので、作業効率の
大幅な向上を図って、工期の短縮化を図ることが可能と
なる。

【００４１】請求項２に係る掘削・排土システムによれ
ば、掘削機を、掘削機構と、掘削土をかき集めるバケッ
トと、掘削土を投入するためのフィーダとを備えてなる
構成とした。これにより、掘削機構で土砂を掘削し、掘
削土をバケットでかき集めてフィーダに投入すると、投
入された掘削土は回収ホースに送り込まれ、吸引装置の
吸引力によって後方の回収槽に搬送されるようになって
いる。したがって、掘削機の作業アームを後方に旋回さ
せることなく掘削土を後方に搬送することができるの
で、この点からも地下等における掘削作業の効率を向上
させることができ、加えて従来のバックホー等の掘削機
よりも小径の孔の施工にも本システムを適用することが
可能となる。

【００４２】請求項３に係る掘削・排土システムによれ
ば、フィーダに、掘削土の塊を粉砕する粉砕機構を備え
る構成とした。これにより、粉砕機構で掘削土の塊を粉
砕することができるので、掘削土が回収ホース内で詰ま
るのを防いでこれを円滑に搬送することができる。

【００４３】請求項４に係る掘削・排土システムによれ
ば、掘削機にその駆動源として備えたエンジンの排気ガ
スを回収ホースに排気する構成とした。これにより、掘
削現場が狭所である場合にも、その作業環境を良好に保
つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削・排土システムの一例を示す
概略構成図である。

【図２】前記システムに備えた掘削機の一例を示す斜視
図である。

【図３】前記掘削機に備えた掘削機構を示す斜視図であ
る。

【図４】同掘削機に備えたフィーダ及び回収ホースを示
す図であって、（ａ）平断面図、（ｂ）立面図である。

【符号の説明】

１掘削機２回収槽３吸引装置４，５回収ホース９レイキバケット（バケット）１１ブレーカ（掘削機構）１２フィーダ１６メインドラム（粉砕機構）１７サブドラム（粉砕機構）Ａ掘削・排土システムＧ地盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋元繁男神奈川県相模原市渕野辺２丁目５番８号コマツ東京株式会社内 (72)発明者佐藤利和神奈川県相模原市渕野辺２丁目５番８号コマツ東京株式会社内 (72)発明者浦矢昭夫東京都練馬区羽沢３丁目39番１号サンエー工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤を掘削するとともに、掘削土を排出
するためのシステムであって、該システムは、走行移動
自在で、かつ地盤を掘削するとともに掘削土をかき集め
る掘削機と、一端が該掘削機に接続され、前記掘削土を
後方に送るための回収ホースと、前記掘削機の掘削方向
後方に設置されて、前記回収ホースで送られてくる掘削
土を回収する回収槽と、該回収ホースで掘削土を吸引す
るための吸引力を発生させる吸引装置とを備えてなるこ
とを特徴とする掘削・排土システム。
【請求項２】請求項１記載の掘削・排土システムにお
いて、前記掘削機が、地盤を掘削する掘削機構と、該掘
削機構で掘削した掘削土をかき集めるためのバケット
と、該バケットでかき集めた掘削土を投入することによ
ってこれを前記回収ホースに送り込むフィーダとを、該
掘削機の掘削方向前方側に備えた構成とされていること
を特徴とする掘削・排土システム。
【請求項３】請求項１または２記載の掘削・排土シス
テムにおいて、前記フィーダに、掘削土の塊を粉砕する
粉砕機構が具備されていることを特徴とする掘削・排土
システム。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の掘
削・排土システムにおいて、前記掘削機にその駆動源と
して備えられたエンジンの排気ガスが、前記回収ホース
に排気される構成となっていることを特徴とする掘削・
排土システム。