JPS5927088A - ア−ム式水中掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、洋」二に構築する橋脚等の基礎を施工する
場合等に使用するアーム式水中掘削機に関するものであ
る。

従来、洋上に橋脚基礎を構築する方法の一つとして、上
部が蓋により閉じられた複数の短孔を有する鉄筋コンク
リート製パージを所定の場所まで浮上曳航して水底地盤
上に設置し、かつ前記パージの外周に沿って多数の土留
杭を並べて水底地盤に打設したのち、各土留杭とパージ
とを適当な手段によ多結合し、さらに土留杭の間からの
漏水を防止すると共に土留杭にかかる側圧を少なくする
ために、パージの下側に圧縮空気を送って圧気作業室を
構成し、その圧気作業室内に作業員が入ってショベル式
掘削機によシ水底地盤の掘削を行ない、掘削終了後にパ
ージの下部の掘削空洞に継ぎ足しコンクリートを打設し
て橋脚基礎を構成する方法が知られている。

しかるに、前記従来の橋脚基礎構築方法の場合は、作業
員がパージの下部の圧気作業室内で作業を行なわねばな
らないので、作業環境が悪くかつ危険性があり、しかも
掘削能率も低いという問題がある。

また前記短孔の上部を開放して、短孔内を昇降するクラ
ムシェルによシ短孔の下方の水底地盤を掘削し、かつパ
ージの壁部下方の水底地盤をジェット水によシ掘削する
ことも知られている。

しかし、この掘削方法の場合は、掘削能率が低く、かつ
水底地盤が硬質であるときは掘削が困難または不可能で
ある。

この発明は、前述の問題を有利に解決できるアーム式水
中掘削機を提供することを目的とするものである。

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

まず第１図および第２図に示すように、上下方向に貫通
する多数の短孔２を有する・鉄筋コンクリート製バージ
１が、例えば造船所のドックで製作され、かつパーツ１
を浮上させるために短孔２の上部に蓋（図示を省略した
）が取イ」けられ、次いで洋上の目的場所まで浮上曳航
されたのち、前記蓋が取除かれてパーツ１が水底地盤乙
に降ろされる。

次に前記パージ１の外周に沿って多数の土留杭１２が相
互に密接または近接して配置されて水底地盤乙に打設さ
れ、さらにパージ１の下方の水底地盤６を掘削してもパ
ーツ１が下降しないようにするため、パージ１と名土留
杭１２とが結合される。この結合手段としては５例えば
各土留杭１２の頭部とパージ１の外周の上部との間にコ
ンクリート１６を打設してもよく、あるいは他の適当な
結合手段を採用してもよい。

次に第６図および第４図に示すように、断面円形の鋼管
杭からなる短柱４がパーツ１における短孔２のほぼ中央
部に挿通されて水底地盤乙に打込まれ、短柱４内には必
要に応じ補強用コンクリート１４が充填される。

第５図ないし第７図はこの発明の一実施例に係るアーム
式水中掘削機を示すものであって、前記短柱４に昇降自
在に嵌設された環状の保持部材６に、短柱４の外面に対
向する固定用流体圧シリンダ５が固定され、かつ前記保
持部材乙の下部には環状の旋回フレーム８が回動自在に
取イテ］けられ、その旋回フレーム８には環状従動両車
１５が固定され、さらに前記保持部材乙には、水中電動
機および減速機からなる旋回用駆動装置７が固定され、
その旋回用駆動装置７の出力軸に固定されたビニオン１
６は前記環状従動歯車１５に噛み合わされている。

掘削用アーム１０の上端部は旋回フレーム８の下部に対
し横軸１７によシ俯仰自在に取付けられ、かつ前記掘削
用アーム１０の下端側には水中電動機および減速機から
なるカッタ駆動装置１８が固定され、そのカッタ駆動装
置１８の出力軸には前面および局面に多数のピックを取
付けたドラム形の回転カッタ９が固定され、さらに前記
アーム１０の中間部と旋回フレーム８とはアーム俯仰用
流体■シリンダ１９によ多連結され、その流体圧シリン
ダ１９により掘削用アーム１０が短柱４の中心線を含む
垂直面内で俯仰揺動される。

前記短孔２の上方に配置された鋼製支持フレーム２０は
、パージ１の上面に載置されると共に短杆４の上部に対
しボルト等によシ着脱自在に固定され、前記支持フレー
ム２０の上部には、昇降用流体圧シリンダ２１の上端部
が連結され、かつ多５　数の鋼管ユニット２２を連結し
て構成した吊下支持兼泥水輸送用管体２６の上端部は、
前記昇降用流体圧シリンダ２１の下端部に連結され、さ
らに前記管体２．３の下端部は保持部材乙に連結されて
いる。

エアリフトポンプまたはザクジョンポンプ（図示を省略
した）等による吸込機能を有する金属製泥水吸込管１１
の下端開口部は回転カッタ９の上部に近接するように配
置され、かつゴム製フレキシブルホースからなる可撓性
泥水輸送管２４の下端部は泥水吸込管１１の上端部に連
結され、さら。にその泥水輸送管２４の上端部は、前記
管体２６の下部に接続されている。またその管体２６の
上端部に一端部が接続されている泥水排出管２５の他端
部は、パージ１の上面に設置された沈澱槽２６内に向か
って開口し、さらにパージ１の」二面にはコントロール
ボックス２７が設置サレ、ソノコントロールボックス２
７と前記各流体圧シリンダ。

各水中電動機および保持部月６に取付けられた俯仰角度
検出器、旋回角度検出器、旋回位置検出器旋回速度検出
器、電流計等の検出器とは、ホース。

ケーブル等によシ接続され、前記コントロールボックス
において前記検出器のデータに基づいた表示訓を見なが
らアーム式水中１λ１１削機を運転する。

前記実施例のアーム式水中掘削機を使用して掘削を行な
う場合は、丑ず回転力ツク９を短柱４の近くに配置し、
かつ固定用流体圧シリンダ５を弛緩するか捷たは低圧支
持状態にして、水中掘削機が自重によシ短柱４に沿って
下降し得るようにする。

次に回転カッタ９を回転させながら、昇降用流体圧シリ
ンダ２１を伸長して回転カッタ９を水底地盤３に切込ま
せたのち、固定用流体圧シリンダ５を緊張し強圧支持状
態にして、保持部材６を短柱４に対し強固に固定する。

次に旋回フレーム８およびこれにより支持されている部
分を旋回させて、回転カッタ９により掘削を行ない、回
転カッタ９が短柱４の周りに６６０゜旋回したのち、ア
ーム１０をその下端部が短柱４から離れる方向に揺動さ
せて、回転カッタ９をその直径にほぼ等しい距離だけ移
動させ、次いで旋回フレーム８およびこれにより支持さ
れている部分を逆方向に６６０°旋回させて回転カッタ
９によシ掘削を行ない、以下同様の操作を繰返し行なっ
て、掘削径を拡大しながら掘削を行なう。

回転カッタ９によシ掘削された土砂その他のｊ屈削屑ば
、直ちに泥水と共に泥水吸込管１１により吸込捷れ、次
いで可撓性泥水輸送管２４．吊下支持兼泥水輸送用管体
２６．泥水υ１出管２５を経て沈澱槽２６内に排出され
る。

所定の掘削径まで掘削を行なったのち、前記アーム１０
を、回転カッタ９が短柱４に近接する位置に達するまで
揺動させ、次いで固定用流体圧シリンダ５を弛緩するか
または低圧支持状態にしたのち、昇降用流体圧シリンダ
２１を伸長して回転カッタ９を再び水底地盤３に切込ま
せる。次に固定用流体圧シリンダ５を緊張し強圧支持状
態にしたのち、前述のようにして順次加１削径を拡大し
ながら掘削を行なう。

昇降用流体圧シリンダ２１の伸長限界に達するまで掘削
を行なったのちは、吊下支持兼泥水輸送用管体２ろにお
ける上端の管体ユニット２２の継手を分離し、かつ昇降
用流体圧シリンダ２１を短縮させ、次いで鋼管ユニット
２２を継ぎ足して前記管体２６の長さを延長したのち、
再び前述のようにして掘削を行なう。

１つの短孔２の下方の水底地盤およびその短孔の周壁下
方水底地盤を所要深度例えば深部の硬岩に達するまで掘
削したのち、アーム式水中掘削機を他の短孔内の短柱に
移設して掘削を行ない、全数の短孔の下方水底地盤およ
び全数の短孔の周壁下方水底地盤を所要深度まで掘削し
たのち、第８図および第９図（Ｃ示すように、掘削によ
り生じた空洞およびパーツ１の下部にわたって継ぎ足し
コンクｌ）　−）　２８を打設し、かつパージ１の上部
に突出部２９を有する頂板コンク！Ｊ　−）　３０を打
設して橋脚用基礎を完成する。なお前記突出部２９には
橋脚が取・ｆ＝Ｊけられる。

第８図の場合は、短柱４を残した壕ま継ぎ足しコンクリ
ート２８および須坂コンクリート６０を打設しているが
、第１０図に示すように、短柱を抜取シ回収したのち継
ぎ足しコンクリート２８および須坂コンクリート６０を
打設してもよい。

この発明を実施する場合、前記流体圧７リンダとしては
例えば液圧シリンダを使用する。

前記実施例の場合は、旋回フレーム８に１台のアーム式
掘削機を数句けているが、掘削能率を向上させるために
、２台のアーム式掘削機を旋回フレームの直径線上の両
側に取イ；］けてもよい。また短柱４の断面形状は円形
以外の任意形状であってもよい。

前記支持フレーム２０の下部に車輪等の移動装置を取付
けておけば、一つの短孔の下部のＪＩｌ！削を終了した
のち、支持フレームを他の短孔の上部°に容易に移動す
ることができる。

この発明によれば、バージ１の短孔２のほぼ中央部に挿
通されて水底地盤乙に打設された短柱４に、その短柱に
対向する固定用流体圧シリンダ５を備えている保持部材
６が昇降自在に嵌設され、その保持部材乙の下部には、
旋回用駆動装置ｆ￥　７によシ旋回される旋回フレーム
８が取付けられ、下部ニ回転カッター９を備えている掘
削用アーム１゜の上部は、前記旋回フレーム８に”対し
俯仰自在に数例けられているので、回転カッタ９を回転
して水底地盤乙に切込ませた状態で、旋回フレーム８お
よびこれに数例けられている掘削用アーム１゜を短柱４
の周りに旋回させ、かつ掘削用アーム１゜を揺動して回
転カッタ９を短柱４に対し接近または離反する方向に移
動したのち、旋回フレーム８および掘削用アーム１ｏを
旋回させる操作を反復して行なうことにより、パーツ１
における整孔２の下方の水底地盤を、機械力にょシ容易
にかつ高能率で掘削することができ、さらに整孔２よシ
も広い面積の掘削を行なうことができると共に、硬質地
盤であっても回転カッタ９により容易に掘削を行なうこ
とができ、しかもパージ１の下部に作業員が入って作業
を行なう必要がないので安全である。また水中で掘削を
行なうことができるので、内外の水位をほぼ同じにして
圧力平衡状態で掘削することができ、そのため外圧によ
る地山の崩落を殆んどなくすることができ、さらに水底
地盤九打込まれた短柱４によシ保持部材６をガ゛イドし
て下降すると共に、固定用流体圧シリンダ５により保持
部材６を短柱４の任意高さに固定することができるので
、パージ１の高さに関係なく任意深度まで掘削していく
ことができ、かつ泥水吸込管１１の下端開口部は回転カ
ッタ９に近接して配置されているので、掘削された土砂
その他の掘削屑を直ちに効率良く吸込んで排出すること
ができ、そのため掘削によシ生じた空洞に土砂その他の
掘削屑が殆んど残らないので、良質の継ぎ足しコンクリ
ートを打設することができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパージを水底地盤上に設置すると共に土留杭を
打設した状態を示す縦断側面図、第２図はその平面図、
第６図は短柱をパージにおける整孔の中央部に挿入して
水底地盤に打込んだ状態を示す縦断側面図、第４図はそ
の平面図である。 第５図ないし第７図はこの発明の一実施例に係るアーム
式水中掘削機の使用状態を示すものであって、第５図は
縦断側面図、第６図は前記水中掘削機の上部の拡大縦断
側面図、第７図は前記水中掘削機の下部の拡大縦断側面
図である。第８図は完成した橋脚基礎を示す縦断側面図
、第９図はその平面図、第１０図は完成した橋脚基礎の
他の例を示す縦断側面図である。 図において、１はパージ、２は整孔、６は水底地盤、４
は短柱、５は固定用流体圧シリンダ、６は保持部材、７
は旋回用駆動装置、８は旋回フレーム、９は回転カッタ
、１０は掘削用アーム、１１は泥水吸込管、１２は土留
杭、１５は環状従動歯車、１６はピニオン、１８はカッ
タ駆動装置、１９は流体圧シリンタ゛、２０は鋼製支持
フレーム、２１は昇降用流体圧シリンダ、２２は鋼管ユ
ニット、２３は吊下支持兼泥水輸送用管体、２４は可撓
性泥水輸送管、２５は泥水排出管、２６は沈澱槽、２７
ｔｄコントロールぎツクス、２８はコンクリート、ろ０
は頂板コンクリートである。 第８図 ２８ ２１２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バー７１の短孔２のほぼ中央部に挿通されて水底地盤乙
   に打設された短柱４に、その短柱４に対向する固定用流
   体圧シリンジ゛５を備えている保持部材６が昇降自在に
   嵌設され、その保持部材６の下部には、旋回用駆動装置
   ７によシ旋回される旋回フレーム、８が取付けられ、下
   部に回転カッタ９を備えている掘削用アーム１０の上部
   は、前記旋回フレーム８に対し俯仰自在に取付けられ、
   泥水吸込管１１の下端開口部は回転カッタ９に近接して
   配置されていることを特徴とするアーム式水中掘削機。