JPH10252079A - 海上作業台に設置したガイドポールを利用する岩盤掘削工法 - Google Patents

海上作業台に設置したガイドポールを利用する岩盤掘削工法

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JPH10252079A
JPH10252079A JP5890597A JP5890597A JPH10252079A JP H10252079 A JPH10252079 A JP H10252079A JP 5890597 A JP5890597 A JP 5890597A JP 5890597 A JP5890597 A JP 5890597A JP H10252079 A JPH10252079 A JP H10252079A
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gantry
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Nozomi Shinohara
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 海洋架橋プロジェクトにおける橋脚基礎ケー
ソン設置部の岩盤掘削等海底の岩盤掘削において、潮流
の影響を受けることなく、精度良く、スピーディーに、
且つ、低コストで岩盤掘削が出来るようにする。 【解決手段】 海上作業台1を海底地盤Tに据え付け、
該海上作業台1からそれの移動台車2上に設置したそれ
自体が移動台車2上を横行するガイドポール把握装置3
を通して、ガイドポール4を海底地盤Tに押し付け、海
中の所定深度まで吊り降した水中架台5の水平伸縮フレ
ーム8先端に装備したツインドラムロードヘッダ11
を、鉛直方向に伸縮し、且つ水中架台5の旋回及び水平
方向の伸縮により移動させて、海底地盤の掘削を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海上作業台に設置
したガイドポールを利用する岩盤掘削工法に関する。
【0002】
【従来の技術】海洋架橋プロジェクトにおける橋脚基礎
ケーソン設置部の岩盤掘削等海底の岩盤掘削は、従来、
主に (1) 砕岩棒とグラブバケットにより方法 (2) 空圧又は油圧による砕岩チゼルとグラブバケッ
トによる方法 (3) ロータリー式硬岩掘削機のラップ掘削による方
法 等により行われて来た。
【0003】(1)は、船上のクレーンで吊り下げた大
重量の砕岩棒を、掘削しようとする岩盤に繰り返し落下
させ、その衝撃力で岩盤を破砕した後、同様に吊り下げ
たグラブバケットで掘削する方法である。
【0004】この方法は、潮流の速い海域や超長周期の
波を受ける海域においては砕岩棒やグラブバケットを装
備した作業船の係留そのものが不可能であったり、仮に
係留できたとしても砕岩棒やグラブバケットが潮流の影
響を受けて流されたり、作業船が大きく揺れることによ
り、砕岩位置や掘削位置或いは深度が定まらない、或い
は作業位置を変更する時は作業船全体を移動させるた
め、潮流や波の状況が良くなるまで待機しなければなら
ない等の不具合があった。また、海上作業台(以下、こ
れを「SEP」という)のように海底に固定した作業台
の上に搭載し、同様の装置をSEP上で順次移動させる
案も検討させて来たが、装置が大重量となるためSEP
の搭載能力上の問題があった。
【0005】(2)は、空気又は油圧式による砕岩チゼ
ルを船上のクレーンで吊り下げ砕岩を行い、その後グラ
ブバケットで掘削する方法である。
【0006】この方法は、装置全体の重量が(1)ほど
大重量とならないためSEPにも搭載可能であるが、
(1)同様、潮流の影響を受けて砕岩位置や掘削位置或
いは深度が定まらない不具合と、砕岩時において岩盤の
傾斜等があると、チゼル本体に水平力が作用しチゼルが
大きく揺れて作業が不可能となる問題点があった。
【0007】(3)は、SEP上の走行台車とSEPか
ら水中に設置した水中エレベータにより、ロータリー式
硬岩掘削機を内部にセットしたガイドパイプを支持し、
掘削とガイドパイプの移動を繰り返しながら順次ラップ
掘削を行う方法である。
【0008】この方法は、一担、SEPと水中エレベー
タを据え付けると、掘削作業は潮流の影響を受けること
なく連続して行え得ること、精度の良い掘削ができるこ
と、掘削と同時に掘削ズリの排出が可能である等のメリ
ットがある。しかし装置が大掛りであってコストアップ
となること、潮流が小さい時間帯にスピィーディーに水
中エレベータ装置のセットが必要であること、円形のラ
ップ掘削を行うため施工能率にロスが発生し、またロー
タリー式掘削であるため掘削時間が長くかかる等の不具
合があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来工法の
前記問題点を解決すべきなされたもので、装置全体が簡
易で重量的にも軽く、SEPにも十分搭載可能で、装置
の海底へのセットも容易にスピーディーに実施すること
ができる岩盤掘削工法を提供することを目的とするもの
である。
【0010】また、本発明は、潮流の影響を受けること
がなく、精度の良い掘削作業が実施でき、且つ、ラップ
掘削が非常に少なくて済み、施工能率が良い岩盤掘削工
法を提供することも目的とするものである。
【0011】更に、本発明は、ロードヘッタにより掘削
不可能な岩が介在する場合でも、砕岩棒を装備した砕岩
装置により、位置精度の良い砕岩作業が出来るようにす
ることも目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、海上作
業台を海底地盤に据え付け、該海上作業台からそれの移
動台車上に設置したそれ自体が移動台車上を横行するガ
イドポール把握装置を通して、ガイドポールを海底地盤
に押し付け、該ガイドポールをガイドとして、把握装置
を備え旋回及び伸縮可能な水中架台を海中の所定深度ま
で、前記ガイドポール把握装置の架台に装備した水中架
台昇降用ウインチにより吊り降し、該水中架台をそれの
把握装置を作動して前記ガイドポールに固定し、水中架
台の水平伸縮フレーム先端に装備したツインドラムロー
ドヘッダを、鉛直方向に伸縮し、且つ水中架台の旋回及
び水平方向の伸縮により移動させて、海底地盤を扇状に
掘削し、扇状の掘削が完了すれば、前記ツインドラムロ
ードヘッダの鉛直方向のフレームを縮め、前記ガイドポ
ールを海底地盤から縁切りし、次の扇状掘削位置まで、
前記移動台車の走行或いは前記ガイドポール把握装置の
横行によりツインドラムロードヘッダを移動さて、扇状
掘削し、これを繰り返すことで広い範囲の平面掘削を行
う。
【0013】また、ロードヘッダにより掘削不可能な岩
が介在する場合には、ロードヘッダに代わり水中架台の
水平伸縮フレーム先端に油圧ハンマ式砕岩棒を装備した
砕岩装置を取り付け、砕岩作業する。
【0014】また、海底の岩盤状況によっては、ガイド
ポール先端にビットを取り付け、ガイドポール把握装置
に内蔵した回転押し込み装置により、該ビットで岩盤を
リングカットしてガイドポールを岩盤内に挿入するよう
にする。
【0015】掘削ズリは、ロードヘッダドラム近傍に設
置した掘削ズリ吸引口よりエアリフトにより吸引し、海
上作業台上を経由して排出したり、海上作業台上でズリ
処理及びストックをする。
【0016】装置全体が簡易で重量的にも軽く、海上作
業台上にも十分搭載可能で、装置の海底へのセットも容
易にスピーディーに実施することが出来る。
【0017】また、装置は海上作業台と海底地盤で支持
されたガイドポールにセットされているため潮流の影響
を受けることがなく、精度の良い掘削作業が実施出来
る。
【0018】また、ロータリー式掘削機に比べ掘削速度
が速く、ラップ掘削が非常に少なくて済むため施工能率
が良い。
【0019】また、ロードヘッダにより掘削不可能な岩
が介在する場合でも、ロードヘッダに代わり、油圧ハン
マ式砕岩棒を装備した砕岩装置を取り付けて対処するこ
とが出来る。
【0020】
【発明の実施の形態】図1において、海上作業台(以
下、「SEP」という)1を海底地盤Tに据え付け、据
え付けの完了したSEP1からそれの移動台車2上に設
置したそれ自体が移動台車2上を横行するガイドポール
把握装置3(横行台車兼用)を通して、ガイドポール4
を海底地盤Tに押し付ける。海底地盤の状況によって、
ガイドポール先端にビットを取り付け、ガイドポール把
握装置に内蔵した回転押し込み装置により、該ビットで
岩盤をリングカットしてガイドポールを岩盤内に挿入す
るようにすることもある。
【0021】該ガイドポール4をガイドとして、把握装
置を備え旋回及び伸縮可能な水中架台5を海中の所定深
度まで、ガイドポール把握装置3の架台に装備した水中
架台昇降用ウインチ6により水中架台昇降ワイヤー7で
吊り降し、該水中架台5をそれの把握装置を作動してガ
イドポール4に固定する。
【0022】図1と共に図2において、水中架台5に
は、ガイドポール把握装置3の架台上に設置した油圧ユ
ニットより油圧の供給を受け、海中においてガイドポー
ル4を把握する把握装置(図示せず)と、フレーム8を
水平方向に伸縮させる伸縮装置(図示ぜず)と、水平伸
縮フレーム8を旋回させる旋回装置(旋回シリンダ)9
とを備えている。図示の例では、水平伸縮フレーム8は
±30度旋回するようになってが、旋回角度は自由に設
定可能である。
【0023】前記水平伸縮フレーム8の先端には、鉛直
伸縮フレーム10により鉛直方向に伸縮可能なツインド
ラムロードヘッダ11を装備している。ツインドラムに
することにより、図5に示すように、各々のドラムカッ
タ11A、11Bを逆に回転させ、水平伸縮フレーム8
の軸線方向と鉛直方向以外の掘削反力をできるだけ打ち
消すことが可能である。図5において、矢印は移動方向
を示す。
【0024】次に、前記装置により海底地盤を掘削する
態様について述べる。ツインドラムロードヘッダ11
を、鉛直方向に伸縮し、且つ水平伸縮フレーム8(水中
架台5)の旋回及び水平方向の伸縮により移動させて、
海底地盤を扇状に掘削する。図6に1回の掘削容量Aを
示す。掘削ズリは、ロードヘッダドラム11A、11B
近傍に設置した掘削ズル吸引口12より、エアリフトに
よりエアリフト用送泥ホース13を経て吸引し、SEP
1上を経由して排出する。また、SEP1上でズリ処理
及びストックをすることも可能である。
【0025】扇状の掘削が完了すれば、ツインドラムロ
ードヘッダ11の鉛直方向のフレーム10を縮め、ガイ
ドポール4を海底地盤から縁切りし、次の扇状掘削位置
まで、移動台車2の走行或いはガイドポール把握装置3
の横行によりツインドラムロードヘッダ11を移動さ
て、扇状掘削する。これを繰り返すことで広い範囲の平
面掘削を行うことができる。図7に掘削パターンの一例
を示し、矢印1、矢印2、矢印3の方向に順次移動し、
A、B・・・と扇状掘削する。
【0026】ロードヘッダにより掘削不可能な岩が介在
する場合には、図3及び図4に示すように、ロードヘッ
ダに代わり、水中架台5の水平伸縮フレーム8先端に油
圧ハンマ式砕岩棒を装備した砕岩装置14を取り付け、
砕岩作業する。15は砕岩棒、16は油圧ハンマ、17
は油圧ホースを示す。砕岩範囲は、ガイドポールの据付
位置ごとに掘削と同様扇状となる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、装置全体が簡易で重量
的にも砕岩棒とグラブバケットによる方法やロータリー
式硬岩掘削機のラップ掘削による方法に比べて、はるか
に軽く、コストが安く、SEPにも十分搭載可能で、装
置の海底へのセットも容易にスピーディーに実施するこ
とが出来る。
【0028】また、装置はSEPと海底地盤で支持され
たガイドポールにセットされているため潮流の影響を受
けることがなく、精度の良い掘削作業が実施出来る。
【0029】また、ロータリー式掘削機に比べ掘削速度
が速く、ラップ掘削が非常に少なくて済むため施工能率
が良いこと、波浪等の影響で掘削ズリ搬出用の土運船が
SEPに係留できない場合でも、SEP上に掘削ズリを
ストックすることにより稼働率を大幅に上げることが出
来る。
【0030】また、装置の旋回角や各フレームの伸縮ス
トロークを大きくすることで、さらに施工能率をアップ
することも可能である。
【0031】ロードヘッダにより掘削不可能な岩が介在
する場合において、油圧ハンマ式砕岩棒を装備した場合
は、ガイドポールと把握装置を備えた水中架台で基準位
置を固定しているため、位置精度の良い砕岩作業が出
来、また砕岩時に砕岩棒から受ける水平力にも対処する
ことが可能である。
【0032】また、砕岩エネルギ源を海底近くにセット
しているためエネルギのロスも少なく、岩の性状に合せ
て打撃エネルギや単位時間当たりの打撃回数を自由に可
変設定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】水中架台にツインドラムロードヘッダを取り付
けたときのSEPに設置したガイドポールを利用する岩
盤掘削装置の正面図。
【図2】図1のA−A線矢視図。
【図3】水中架台に油圧ハンマ式砕岩棒を取り付けたと
きの同装置の正面図。
【図4】図3のA−A線矢視図。
【図5】ツインドラムロードヘッダの掘削態様を示す説
明図。
【図6】1回の掘削容量を示す説明図。
【図7】掘削パターンの一例を示す図。
【符号の説明】
1・・・海上作業台 2・・・移動台車 3・・・ガイドポール把握装置 4・・・ガイドポール 5・・・水中架台 6・・・水中架台昇降ウインチ 7・・・水中架台昇降ワイヤ 8・・・水平伸縮フレーム 9・・・旋回シリンダ 10・・・鉛直伸縮フレーム 11・・・ツインドラムロードヘッダ 12・・・掘削ズリ吸引口 13・・・エアリフト用送泥ホース 14・・・砕岩装置 15・・・砕岩棒 16・・・油圧ハンマ 17・・・油圧ホース

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海上作業台を海底地盤に据え付け、該海
    上作業台からそれの移動台車上に設置したそれ自体が移
    動台車上を横行するガイドポール把握装置を通して、ガ
    イドポールを海底地盤に押し付け、該ガイドポールをガ
    イドとして、把握装置を備え旋回及び伸縮可能な水中架
    台を海中の所定深度まで、前記ガイドポール把握装置の
    架台に装備した水中架台昇降用ウインチにより吊り降
    し、該水中架台をそれの把握装置を作動して前記ガイド
    ポールに固定し、水中架台の水平伸縮フレーム先端に装
    備したツインドラムロードヘッダを、鉛直方向に伸縮
    し、且つ水中架台の旋回及び水平方向の伸縮により移動
    させて、海底地盤を扇状に掘削し、扇状の掘削が完了す
    れば、前記ツインドラムロードヘッダの鉛直方向のフレ
    ームを縮め、前記ガイドポールを海底地盤から縁切り
    し、次の扇状掘削位置まで、前記移動台車の走行或いは
    前記ガイドポール把握装置の横行によりツインドラムロ
    ードヘッダを移動さて、扇状掘削し、これを繰り返すこ
    とで広い範囲の平面掘削を行うことを特徴とする海上作
    業台に設置したガイドポールを利用する岩盤掘削工法。
  2. 【請求項2】 掘削ズリをロードヘッタドラム近傍に設
    置した掘削ズリ吸引口よりエアリフトにより吸引し、海
    上作業台上を経由して排出することを特徴とする請求項
    1に記載の海上作業台に設置したガイドポールを利用す
    る岩盤掘削工法。
  3. 【請求項3】 掘削ズリをロードヘッタドラム近傍に設
    置した掘削ズリ吸引口よりエアリフトにより吸引し、海
    上作業台上でズリ処理及びストックをすることを特徴と
    する請求項1に記載の海上作業台に設置したガイドポー
    ルを利用する岩盤掘削工法。
  4. 【請求項4】 海上作業台を海底地盤に据え付け、該海
    上作業台からそれの移動台車上に設置したそれ自体が移
    動台車上を横行するガイドポール把握装置を通して、ガ
    イドポールを海底地盤に押し付け、該ガイドポールをガ
    イドとして、把握装置を備え旋回及び伸縮可能な水中架
    台を海中の所定深度まで、前記ガイドポール把握装置の
    架台に装備した水中架台昇降用ウインチにより吊り降
    し、該水中架台をそれの把握装置を作動して前記ガイド
    ポールに固定し、水中架台の水平伸縮フレーム先端に取
    付けた油圧ハンマ式砕岩棒を装備した砕岩装置により砕
    岩作業することを特徴とする海上作業台に設置したガイ
    ドポールを利用する岩盤掘削工法。
  5. 【請求項5】 ガイドポール先端にビットを取り付け、
    ガイドポール把握装置に内蔵した回転押し込み装置によ
    り、該ビットで岩盤をリングカットしてガイドポールを
    岩盤内に挿入することを特徴とする請求項1及び4に記
    載の海上作業台に設置したガイドポールを利用する岩盤
    掘削工法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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