JPH11190043A - 掘削溝の拡幅掘削装置と拡幅掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の拡幅装置に特別の改良を加えることな
く、掘削溝に挟まれた地下埋設物を埋設する地盤の埋設
幅が拡い地盤直下にあっても、拡幅掘削を可能とする、
掘削溝の拡幅掘削装置と、この拡幅掘削装置による掘削
溝の拡幅掘削方法を提供することを課題とする。 【解決手段】既設掘削溝内に反力材５０と掘削ガイド材
５４とを立設し、この掘削ガイド材５４には、回転駆動
源である油圧モータ５３の駆動力により回転する掘削軸
５８を備える掘削部Ｔを、回動駆動源である油圧シリン
ダ５５の駆動力により回動可能として支承するフレーム
体５６を備えるとともに、このフレーム体５６の昇降を
自在とする掘削装置Ｕ１において、前記掘削部Ｔの掘削
軸５８の基端部と油圧モータ５３との接続部位に着脱可
能に挟持されて、この油圧モータ５３の駆動力を伝達し
つつ、掘削軸５８による既設掘削溝の拡幅掘削を可能と
する掘削軸延長手段であるスクリュウシャフトＳを備え
る構成を解決するための手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地中障害物直下
の連続地中壁を構築する際に供される拡幅掘削装置と、
この拡幅掘削装置を用いた掘削溝の拡幅掘削方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上下水道、電気、ガスの配管等の
既設の地下埋設物の直下に連続地中壁等の地下構造物を
構築する場合には、掘削溝を拡幅掘削すべく次のような
掘削装置Ｕ１が用いられる。図８乃至図１０に示すよう
に、まず既設の地下埋設物Ｃが埋設される地盤Ｇに形成
される掘削ガイド溝Ｂ１内に反力材５０と掘削ガイド材
５４が立設される。そして、この掘削ガイド材５４に沿
って、地上に配置されるクレーンＫ（図８参照）からラ
ンニングブロック５７を介して昇降移動を可能に掘削装
置Ｕ１を吊下する。この掘削装置Ｕ１のフレーム体５６
には掘削軸５８を備える掘削部Ｔが、回動駆動源である
油圧シリンダ５５の伸縮により掘削方向に対してその回
動を自在に支承されている。

【０００３】掘削軸５８は、掘削部Ｔに装備される回転
駆動源である油圧モータ５３の回転駆動により回転さ
れ、前記油圧シリンダ５５により掘削部Ｔが回動されて
所定箇所の掘削を行うものであるが、この掘削軸５８
は、一般には複数本設けられている（従来例、および後
述の本実施の形態での掘削軸５８はともに二本によるも
のにより説明する）。なお、掘削部Ｔの各掘削軸５８に
は、詳しくは図１０に示すようにその周囲に設定間隔・
設定角度をもって複数の掘削ビット５８Ａが配設される
とともに、掘削箇所に高圧の水を噴射して掘削ずりを強
制落下させるジェットノズル５８Ｂと、このジェットノ
ズル５８Ｂに高圧水を供給するための給水管（図示せ
ず）が装備されている。以上に説明の掘削装置Ｕ１は、
本出願人による特願平8-234969号に開示されているが、
この掘削装置Ｕ１による地下埋設物Ｃを埋設する地盤Ｇ
直下における掘削溝の掘削方法について、図３乃至図５
を参照しつつ、以下に説明する。

【０００４】当該掘削方法は下記の掘削工程からなる。 （１）掘削すべき地盤に予め掘削ガイド溝Ｂ１を形成
し、反力材５０と掘削ガイド材５４を掘削ガイド溝Ｂ１
内に立設し、その後上述の掘削装置Ｕ１を掘削ガイド溝
Ｂ１内に図８に示す地上のクレーンＫを用いて掘削ガイ
ド材５４に沿って下降させる掘削第一工程（図３の(1)
を参照）。 （２）前記掘削装置Ｕ１が所定の掘削予定の地盤に到達
した後に下降作動を停止させ、掘削軸５８を有する掘削
部Ｔを油圧シリンダ５５の回動作動により地盤Ｇ側へ回
動させ、掘削ビット５８Ａ（図１０を参照）を配設する
掘削軸５８を油圧モータ５３で回転させることにより地
盤Ｇの掘削を開始する掘削第二工程（図３の(2) を参
照）。 （３）掘削軸５８による掘削を繰り返し、掘削ずりが掘
削ガイド溝Ｂ１側へ自然落下する角度まで掘削を行う掘
削第三工程。この際、掘削軸５８のジェットノズル５８
Ｂ（図１０を参照）から高圧水を噴射させ掘削ずりの強
制落下を行う（図４の(3) を参照）。 （４）掘削軸５８を前記角度に保持しつつ、掘削装置Ｕ
１を上方部の掘削すべき地盤Ｇへ移動させながら掘削を
行う掘削第四工程（図４の(4) を参照）。 （５）掘削軸５８を前記角度に保持しつつ、掘削装置Ｕ
１を下方部の掘削すべき地盤Ｇへ移動させながら掘削を
行う掘削第五工程（図５の(5) を参照）。 （６）前記掘削第五工程を続行して所定深度まで掘削を
行い、掘削すべき地盤Ｇの掘削を完了させる掘削第六工
程。このような掘削第一工程から掘削第六工程によって
地下埋設物Ｃの直下の地盤Ｇの掘削が行われる。なお、
掘削すべき地盤Ｇのもう一方側に形成される掘削ガイド
溝Ｂ２においても、前記掘削第一工程から掘削第六工程
までの工程を繰り返し行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
掘削装置Ｕ１とこの掘削装置Ｕ１による掘削方法によれ
ば、図８に示す地下埋設物Ｃの埋設幅、すなわち掘削ガ
イド溝Ｂ１と掘削ガイド溝Ｂ２間が拡い場合には、掘削
ガイド溝Ｂ１側および掘削ガイド溝Ｂ２側の両側から掘
削を行うにしても、通常のものより長尺化した掘削軸５
８を掘削装置Ｕ１に装着しなければ掘削溝Ｂ１と掘削溝
Ｂ２間を貫通しての掘削は不可能であり、このような長
尺化した掘削軸５８を装着する掘削装置Ｕ１とすると次
のような課題を生ずる。

【０００６】（１）長尺化してその重量と軸径を増加さ
せた掘削軸５８を装着する掘削装置Ｕ１とし、従前の掘
削力の維持を図る場合には、掘削装置Ｕ１における回転
駆動源である油圧モータ５３のトルク等の駆動能力を増
加させる必要が生じる。 （２）また、掘削軸５８を上記（１）の状態とする場合
には、掘削軸５８を装着する掘削部Ｔやフレーム体５６
は必然的に高強度化を図るために大型化し、さらには大
型化した掘削装置Ｕ１を吊下するために地上のクレーン
Ｋについても従来の機種よりも大型の機種を準備しなけ
ればならない。 （３）さらに、従来の掘削軸５８とは別に、長尺化した
掘削軸５８を製作準備しなければならない。 （４）これらに起因して掘削装置Ｕ１自体のコストも上
昇することとなり、結果として、機械損料や掘削溝の掘
削工事の施工コストも上昇する。

【０００７】そこで、この発明は以上の課題の改善を図
ることを目的として、従来の掘削装置Ｕ１に特別の改良
を加えることなく、掘削ガイド溝Ｂ１と掘削ガイド溝Ｂ
２に挟まれた地下埋設物Ｃを埋設する地盤の埋設幅が拡
い地盤直下にあっても、拡幅掘削を可能とする、掘削溝
の拡幅掘削装置と、この拡幅掘削装置による掘削溝の拡
幅掘削方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため本発明の掘削溝の拡幅掘削装置は、既設掘削溝内
に反力材と掘削ガイド材とを立設し、当該掘削ガイド材
には、回転駆動源の駆動力により回転する掘削軸を備え
る掘削部を、回動駆動源の駆動力により回動可能として
支承するフレーム体を備えるとともに、このフレーム体
の昇降を可能とする掘削装置において、前記掘削部にお
ける前記掘削軸の基端部と前記回転駆動源との接続部位
に着脱可能に挟持され、前記回転駆動源の駆動力を伝達
しつつ、前記掘削軸による前記既設掘削溝の拡幅掘削を
可能とする掘削軸延長手段を具備する構成を解決するた
めの手段とするものである。そして、前記掘削軸延長手
段は、軸部の外周面に設定ピッチ・設定角度とするスク
リュウ形状の掘削土砂落下手段を形成する構成としても
よい。

【０００９】また、本発明の掘削溝の拡幅掘削方法は、
前記掘削軸延長手段を具備する拡幅掘削装置により、前
記従来の掘削第一工程から掘削第六工程を繰り返す構成
を解決するための手段とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】このような構成による、本発明に
係る掘削溝の拡幅掘削装置と、この拡幅掘削装置による
掘削溝の拡幅掘削方法の実施の形態について、添付する
図面に基づいて説明を行う。なお、実施の形態の説明に
際して、前述の従来の掘削溝の掘削装置Ｕ１の説明で図
８乃至図１０の中で用いた符号のうち、同一の機能を有
するものについては同一の符号を付し、その詳細な説明
は省略する。

【００１１】図１はこの発明に係る掘削溝の拡幅掘削装
置の側面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視平面図、図３乃至
図７はこの発明の掘削溝の拡幅掘削装置による掘削溝の
拡幅掘削方法の掘削工程の説明図である。

【００１２】図１乃至図２に基づいてこの発明の掘削溝
の拡幅掘削装置Ｕの一実施の形態について説明を行う。

【００１３】図１乃至図２に示すこの発明の掘削溝の拡
幅掘削装置Ｕは、既設の掘削溝内に反力材５０と掘削ガ
イド材５４を立設し、この掘削ガイド材５４には、回転
駆動源である油圧モータ５３の駆動力により回転する掘
削軸５８を備える掘削部Ｔを、回動駆動源である油圧シ
リンダ５５の駆動力により回動可能として支承するフレ
ーム体５６を備えるとともに、このフレーム体５６の昇
降を自在として構成する前記従来の掘削装置Ｕ１に、前
記掘削部Ｔの掘削軸５８の基端部と油圧モータ５３との
接続部位に着脱可能に挟持されて、この油圧モータ５３
の駆動力を伝達しつつ、掘削軸５８による既設の掘削溝
の拡幅掘削を可能とする掘削軸延長手段であるスクリュ
ウシャフトＳを備える構成とするものである。このよう
に、軽量なスクリュウシャフトＳによる掘削軸５８の延
長を図ることとしたので、掘削軸５８自体の長尺化によ
る生ずる様々な不都合を回避することができるようにな
った。

【００１４】このスクリュウシャフトＳには、軸部Ｓ１
の外周面に設定ピッチ・設定角度とするスクリュウ形状
の掘削土砂落下手段である落下部位Ｓ２が、掘削により
生ずる掘削ずりをスクリュウ作用により掘削溝に落下さ
せるために形成されている。なお、このスクリュウシャ
フトＳの軸部Ｓ１の内部には、掘削軸５８の軸部の水供
給管（図示せず）に高圧水を供給するための給水管（図
示せず）を形成してもよい。

【００１５】このような構成とする掘削溝の拡幅掘削装
置Ｕを用いて、地下埋設物Ｃの埋設幅が拡い地盤Ｇ直下
における掘削溝の拡幅掘削方法について以下に説明す
る。

【００１６】（１）従来の掘削第一工程から掘削第六工
程（図３乃至図５を参照）からなる第一次掘削工程によ
る、掘削ガイド溝Ｂ１の拡幅掘削方法の完了後に、拡幅
掘削装置Ｕを上昇させ、従来からの掘削軸５８と油圧モ
ータ５３間に、軸部Ｓ１の外周面に設定ピッチ・設定角
度とするスクリュウ形状の落下部位Ｓ２を形成する掘削
軸延長手段のスクリュウシャフトＳを挟持する挟持工程
を行う（図５の(6) を参照）。 （２）そしてこの挟持工程を完了した拡幅掘削装置Ｕに
より、従来の第一次拡幅掘削工程の掘削第一工程から掘
削第六工程までの掘削工程を繰り返して、地下埋設物Ｃ
の埋設幅が拡い地盤Ｇ直下における掘削溝の拡幅掘削を
行う、第二次掘削工程による掘削方法とするものである
（図５の(6) 乃至図７の(10)を参照）。なお、掘削すべ
き地盤Ｇのもう一方側に形成される掘削ガイド溝Ｂ２に
おいても前記と同様な掘削方法が行われる。

【００１７】

【実施例】具体的に拡幅掘削の掘削長を4.7mとする場
合、従来の掘削装置を用いての掘削とすると、掘削所要
トルクは略3,430Kg-m のトルクを必要とし、掘削軸の軸
径は32cm径となり、拡幅掘削装置自体の総重量は略20ト
ンとなる。一方、本発明の拡幅掘削装置にあっては、掘
削所要トルクは略2,200kg-m のトルク、掘削軸の軸径は
27.5cm径で掘削が可能であり、拡幅掘削装置自体の総重
量も略15トンとなり、従来の拡幅掘削装置と比較して軽
量化され全ての面において優れた結果が得られた。

【００１８】なお、前述の本発明に係る拡幅掘削装置の
実施の形態例と従来例で説明を行ったフレーム体５６に
支承される掘削軸５８は、その支承角度を概ね地表面と
平行、即ち掘削ガイド溝Ｂ１に立設する反力材５０と掘
削ガイド材５４に直交する角度と同一の支承角度とする
ことにより、最大の拡幅掘削を可能とするものである
が、掘削対象地盤の地質や地盤の硬さによっては支承角
度を変化させて掘削させる対応が可能であるのは勿論で
ある。また、本実施の形態例の掘削部Ｔの掘削軸５８は
一本の掘削軸５８によるものとして説明を行ったが、複
数の掘削軸５８を有する掘削部Ｔを備える拡幅掘削装置
Ｕとした場合であっても、本実施の形態例で説明の拡幅
掘削装置Ｕと同様な課題を解決でき、同様な作用と効果
を得ることが可能であるのは勿論である（特に図２を参
照）。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明による本発明に係る掘削溝の
拡幅掘削装置と掘削溝の拡幅掘削方法によれば次のよう
な効果を奏する。

【００２０】（１）従来の拡幅装置に特別の改良を加え
ることなく、掘削溝に挟まれた地下埋設物を埋設する地
盤の埋設幅が拡い地盤直下にあっても拡幅掘削ができ、
従来の掘削軸によっても掘削長を地盤条件を考慮して適
宜取れるために、大きな油圧モータを用いる必要がな
い。 （２）また、従来の油圧モータ、掘削部、フレーム体等
の使用が可能であるために、拡幅掘削装置を吊下する地
上のクレーンについても、従来のままでの使用が可能で
あり、従って、狭い工事現場においても対応が可能であ
り、更には、機械損料や掘削溝の拡幅掘削工事の施工コ
ストの低減化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る掘削溝の拡幅掘削装置の側面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面における平面図である。

【図３】この発明の掘削溝の拡幅掘削装置による拡幅掘
削方法の掘削工程の説明図であり、(1) は掘削第一工程
を、(2) は掘削第二工程を示すものである。

【図４】図中の(3) は掘削第三工程を、(4) は掘削第四
工程を示すものである。

【図５】図中の(5) は掘削第五工程を示し、(6) は本発
明の掘削溝の拡幅掘削装置による第二次掘削工程の掘削
方法の説明図である。

【図６】本発明の掘削溝の拡幅掘削装置による第二次掘
削工程の掘削方法の説明図である。

【図７】本発明の掘削溝の拡幅掘削装置による第二次拡
幅掘削工程の掘削方法の説明図である。

【図８】従来の掘削装置による掘削作業の説明図であ
る。

【図９】図８の掘削装置の側面拡大図である。

【図１０】図９のＢ−Ｂ矢視断面における平面図であ
る。

【符号の説明】

Ｂ１ 掘削ガイド溝 Ｂ２ 掘削ガイド溝（他方側） Ｇ 地盤 Ｓ スクリュウシャフト（掘削軸延長手段） Ｓ１ 軸部 Ｓ２ 落下部位（掘削土砂落下手段） Ｔ 掘削部 Ｕ 拡幅掘削装置 Ｕ１ 掘削装置（従来） ５０ 反力材 ５１ 排泥管 ５２ 昇降ガイド ５３ 油圧モータ（回転駆動源） ５４ 掘削ガイド材 ５５ 油圧シリンダ（回動駆動源） ５６ フレーム体 ５７ ランニングブロック ５８ 掘削軸 ５８Ａ 掘削ビット ５８Ｂ ジェットノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 政男 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 臼井 直人 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 高瀬 義行 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設掘削溝内に反力材と掘削ガイド材と
   を立設し、 当該掘削ガイド材には、回転駆動源の駆動力により回転
   する掘削軸を備える掘削部を、回動駆動源の駆動力によ
   り回動可能として支承するフレーム体を備えるととも
   に、このフレーム体の昇降を可能とする掘削装置におい
   て、 前記掘削部における前記掘削軸の基端部と前記回転駆動
   源との接続部位に着脱可能に挟持され、前記回転駆動源
   の駆動力を伝達しつつ、前記掘削軸による前記既設掘削
   溝の拡幅掘削を可能とする掘削軸延長手段を具備するこ
   とを特徴とする、掘削溝の拡幅掘削装置。
2. 【請求項２】 前記掘削軸延長手段は、 軸部の外周面に設定ピッチ・設定角度とするスクリュウ
   形状の掘削土砂落下手段を形成することを特徴とする、
   請求項１に記載の掘削溝の拡幅掘削装置。
3. 【請求項３】 掘削すべき地盤に予め掘削ガイド溝を形
   成し、反力材と掘削ガイド材とを掘削ガイド溝内に立設
   し、回転駆動源の駆動力により回転する掘削軸を備える
   掘削部を、回動駆動源の駆動力により回動可能として支
   承するフレーム体を備えるとともに、このフレーム体の
   昇降を可能とする掘削装置を、掘削ガイド溝内で掘削ガ
   イド材に沿って下降させる掘削第一工程と、 掘削装置が所定の掘削予定位置に到達後その下降を停止
   させ、フレーム体に支承する掘削部の地盤側への回動駆
   動源の駆動力による回動と、掘削部の回転駆動源の駆動
   力による回転によって当該地盤の掘削を行う掘削第二工
   程と、 掘削部の掘削軸回転による掘削を繰り返し、掘削ずりが
   掘削ガイド溝側へ自然落下する角度まで掘削を行う掘削
   第三工程と、 掘削軸を前記掘削第三工程における角度に保持しつつ、
   掘削装置を上方部の掘削すべき地盤へ移動させながら掘
   削を行う掘削第四工程と、 掘削軸を前記掘削第三工程における角度に保持しつつ、
   掘削装置を下方部の掘削すべき地盤へ移動させながら掘
   削を行う掘削第五工程と、 前記掘削第五工程を続行して所定深度まで掘削を行い、
   掘削すべき地盤の掘削を完了させる掘削第六工程と、か
   らなる第一次掘削工程による、掘削溝の掘削方法におい
   て、 前記第一次掘削工程の完了後、掘削装置を上昇させ、掘
   削装置における掘削軸の基端部と回転駆動源との接続部
   位に、回転駆動源の駆動力を伝達しつつ、掘削軸による
   既設掘削溝の拡幅掘削を可能とする掘削軸延長手段を挟
   持する挟持工程と、 前記挟持工程を完了した拡幅掘削装置により、前記第一
   次掘削工程を繰り返して既設掘削溝の拡幅掘削を行う第
   二次掘削工程と、を有することを特徴とする、掘削溝の
   拡幅掘削方法。