JPS5945056B2 - 円形ケ−ソンにおける掘削排土装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ケーソン構造物の下端に設けた気圧室（掘削
作業室）を圧気しながら地盤を掘削してケーソンを徐々
に沈下させるケーソン工法において、地盤の掘削から地
上までの排出を連続的に行い得る掘削排土装置に関する
ものである。

従来のケーソン工法においては、地盤の掘削を人力或い
はブルドーザ−、ショベル、バックホー等の機械を用い
て行い、土砂の排出作業は下端かスラブを貫通して作業
室に連通したシャフト内のパケットをクレーンによって
昇降させて揚土し、シャフトに設けたエヤロツタを開閉
して大気側へ間欠的に排出している。

しかしながら、この方法ではエヤロツタを開閉してパケ
ットを昇降させるので、圧縮空気の消費量が多くなって
不経済であるばかりでなく間欠的な排土であるから排土
作業の能率が悪いという問題点かある。

ヌ、掘削作業において、人力掘削は作業環境が悪い上に
圧気内における作業時間か規制され、しかも多くの作業
員を俊する等の問題点かあり、このため、バックホー等
の機械による無人掘削か行われるようになったが、掘削
から排出までを完全に連続して行うことができないので
作業能率が悪く、さらにケーソンが大型になるに従って
設備が大規模となり、その数量或いは作業人員を多く必
要とし、又、運転管理や安全管理が複雑となる等の欠点
がある。

本発明はこのような欠点をなくするために、ケーソンの
作業室底面の地盤掘削から該掘削土砂の地上までの排出
を連続自動的に行うように構成したことを特長とする円
形ケーソンにおける掘削排土装置を提供するものである
。

本発明の実施例を図面について説明すると、１はその下
端部に上下に適宜間隔を在して上部スラブ２と下部スラ
ブ３を一体に設けた円形ケーソンで、下端に形成した刃
口４の内周面と下部スラブ３の下面で囲まれた空間部を
気圧室（作業室）５とし、この作業室５内には地盤内か
ら地化水が湧出しないように外部から圧縮空気が供給さ
れるものである。

６は上下スラブ２，３間の空間中央部に設けた短筒状仕
切壁で、その上下端を上下スラブ２，３の対向面に一体
に連設して該仕切壁６内を圧気室７に、仕切壁６の外周
面とケーソン１の内周面間の空間部を大気圧室８に画成
してあり、圧気室７の下部スラブ３中夫に作業室５に連
通する開孔部９を穿設すると共に上部スラブ２の外周部
に大気圧室８に連通ずる貫通孔１０を設けである。

１１は地盤の掘削揚土を行う掘削パケット付チェーンコ
ンベアで、Ｌ形状に形成され、その垂直部１１ａを下部
スラブ３の開孔部９を挿通して旋回装置１２により回転
自在に支承されてあり、水平部１１ｂは気圧室５の下面
地盤１３に沿ってスラブ３の半径方向に配設され、その
先端を刃口４の内周面に臨ませである。

このチェーンコンベア１１の構造は、第３図に示すよう
に、水平部１１ｂにおいては断面コ字状のガイドフレー
ム１４ａ 、 １４ｂ 、 １４ｃ、１４ａを、互いに
その凹所を左右に対向させて上下、左右の四方に配設し
て隣接するフレーム間を連結部材１５により一体に固定
すると共に上下に対向するフレーム１４ａ、１４ｃと、
１４ｂ 、 １４ａとの水平部１１ｂの先端を半円形の
ガイドフレーム１４ｅにより夫々連設し、さらにこの水
平部１１ｂと垂直部１１ａとの連設部のがイドフレーム
１４ａ〜１４ｄを直角に彎曲させて垂直部１１ａも水平
部１１ｂと同様の構造とし、その上端部においてフレー
ム１４ａ、１４ｃと１４ｂ 、 １４ｄとを半円形のガ
イドフレーム１４ｆにより夫々連設し、このように形成
した枠１４のガイドフレームに沿って多数の掘削パケッ
ト１６ 、１６・・・・・・１６を取付けたチェーン１
７を巡回可能に配設してなるものである。

チェーン１７は枠１４の垂直部の上端と水平部の先端及
び屈曲部に夫々回転自在に支承されたスプロケット１８
，１９，２０に無端状に掛は渡され、このチェーン１７
のリンク１７ａに断面コ字状の前記掘削パケット１６の
上面中央部をブラケット２１を介して一体に固着すると
共にパケット１６の上面両側端に上方に向けて側面プレ
ート２２を突設し、このプレート２２に回転自在に軸承
されたローラ２３．２３を前記左右ガイドフレームに回
転自在に支承させである。

ヌ、各パケット１６の下面端縁には掘削刃１６ａが固着
しである。

このチェーンコンベア１１の垂直部１１ａを回転自在に
支承した前記旋回装置１２は圧気室７内において、下部
スラブ３の開孔部９の上面に固着した環状旋回支持台１
２ａ上にベアリング１２ｂを介して旋回フレーム１２ｃ
を回動自在に配設してなり、旋回フレーム１２ｃはチェ
ーンコンベア１１の枠１４の横揺れを防止するために該
枠１４を上下動可能に挾持しである。

２４．２４は旋回フレーム１２ｃの下面外周部に吊設し
たシリンダーで、そのロッド下端を枠１４の垂直部の下
部に固着した連結部材２５に連結して枠１４の垂直部を
上下調節自在に吊支しである。

２６．２７は旋回装置１２を中心として下部スラブ３の
下面に同心的に固着した円形ガイドレールで、水平プレ
ート２８の上面に回転自在に軸支したローラ２９を走行
自在に支持してあり、これらの水平プレート２８の下面
に垂設、固着したシリンダー３０のロッド下端を枠１４
の水平部の両外側下端部に突設したブラケット３１に連
結し、これらのシリンダー３０と前記シリンダー２４と
によってチェーンコンベア１１の上下移動調節を行うよ
うにしである。

又、スラブ下面の外周方のガイドレール２６に吊支した
水平プレート２８の外側端にモーフ等の駆動装置３２を
配設し、該駆動装置３２の回転を噛合歯車機構を介して
ローラ２９′に伝達させることによりチェーンコンベア
１１をその垂直部１１ａを中心として水平方向に旋回さ
せるようにしである。

なお、ローラ２９′をピニオンとし、これをガイドレー
ル２６に形成したラックに噛合させて旋回駆動を行うよ
うにしてもよい。

駆動装置３２の駆動源リード線とシリンダー２４．３０
の作動用液圧ホースの配設は、スラブの上方から旋回支
持台１２ａとフレーム１２ｃ間に設けた回転継手（図示
せず）を介し、旋回フレーム１２ｃを通して開孔部９か
ら下部スラブ３の下面側に配設しである。

３３は旋回装置１２から圧気室７内に突出したチェーン
ンベア１１の上端部において、該枠１４の掘削パケット
側に面する部分に固定したブラケットに設置しているモ
ータ等の回転駆動装置で、枠１１の上端部に軸支した前
記スプロケット１８と同軸に固着しているスプロケット
３４をチェーン３５によって回転させ、チェーンコンベ
ア１１のチェーン１７を巡回移行させるものである。

３６は旋回装置１２の外周方における下部スラブ３上に
設置したロータリーコンベアで、モータ３７によりチェ
ーンコンベア１１の垂に部１１ ａの周りを回転駆動さ
れ、チェーンコンベア１１の上端部に取付けたシュート
３８から落下する掘削土砂を受入れるものである。

３９はその一端をロータリーコンベア３６の排出部下方
に設けた傾斜ベルトコンベアで、他端をロータリーフィ
ーダ等の気密排出装置４０の受入口に臨ませである。

この気密排土装置４０は前述した短筒形仕切壁６の外周
面に気密的に取付けられ、その受入口側を仕切壁６に穿
設した通口４１に連通させ、該通口４１内に前記傾斜ベ
ルトコンベア３９の上端部を挿入しているものである。

なお、スラブ下面の内周刃に設けたガイドレール２７側
において、水平プレート２８と枠１４間に連結した傾斜
シリンダー４２は、チェーンコンベア１１が掘削する際
の反力によって半径方向に揺動するのを防止するもので
ある。

４３は上部スラブ２の外周部上面に水密に立設した立管
で、その下端開口部を上下スラブ２に穿設した貫通孔１
０に連通させてあり、この貫通孔１０は前記気密排土装
置４０側の大気圧室８に連通しである。

ヌ、立管４３の上端部は地上にまで延長しである。

４４は上部スラブ２とケーソン内周面間の空間で形成さ
れた荷重室で、水や土砂等のケーソン沈下荷重を載荷す
るものである。

４５は立管４３内に挿通してその下端を下部スラブ３上
に固定した垂直ポストで、地上側に突出したその上端部
にクライミング装置４６を取付けると共にこのクライミ
ング装置４６に連結した上部ブラケット４７を被嵌させ
、該上部ブラケット４７とポスト４５の下端部に固着し
た下部ブラケット４８間にパケットエレベータ４９を取
付け、ポスト４５と並行して立管４３内に設けである。

このパケットエレベータ４９は適宜な駆動装置によって
回動するチェーン５０に多数のパケット５１を適宜間隔
毎に取付けてなるものである。

５２は下部ブラケット２の近傍に配設したパケットエレ
ベータ４９の投入口で、気密排土装置４０の排出口から
落下する土砂を受は入れてパケット５１により搬送させ
るようにしである。

なお、クライミング゛装置４６はケーソン１の沈下毎に
ポスト４５とチェーン５０を継ぎ足してパケットエレベ
ータ４９を上方に延長させるものであり、又、立管４３
もケーソン１の沈下に伴なって継足し可能にしである。

５３はその一端部下面を地上に立設した支台５４に上下
回動自在に支持されたベルトコンベアで、他端部を立管
４３の頂部で軸支されてケーソン１の沈下に追従して傾
斜度が変化するようになっており、その他端上面にパケ
ットエレベータ４９からの土砂を受入れて地上の土砂貯
留場５５まで搬送するものである。

以上のように構成した実施例の作用を述べると、シリン
ダー２４．３０を作動させてチェーンコンベア１１を上
下方向に調節し、その掘削パケット１６により作業室下
面の地盤１３を掘削できるようにしたのち、回転駆動装
置３３のモータを駆動してチェーン１７、スプロケット
１８，１９，２０を介してチェーン１７を巡回移行させ
、該チェーン１７に一定間隔毎に取付けられた掘削パケ
ット１６を枠１４のガイドフレーム１４ａ〜１４ｆに沿
って移動させることによりパケット１６の先端掘削刃１
６ａによって地盤１３を掘削する。

掘削された土砂はパケット１６に貯留されつ＼作業室５
の外周端から中心部に向かって搬送され、チェーンコン
ベア１１の垂直部１１ａの上方に運搬されて該コンベア
１１の頂部に達すると、スプロケット１８に沿ってパケ
ット１６が反転して掘゛削土砂はシュート３８からロー
タリーコンベア３６上に落下する。

ロータリーコンベア３６はモータ３７により開孔部９に
対して同心に回転しているので、該ロータリーコンベア
３６上に堆積した土砂はベルトコンベア３９の位置まで
運搬され、このコンベア３９上に移載されて気密排土装
置４０内に落下したのち、該気密排土装置４０から大気
室８内に配設したパケットエレベータ４９の投入口５２
内に落下する。

この投入口５２内に落下した土砂はパケットエレベータ
４９のパケット５１によって立管４３の頂部にまで搬送
され、地上に設けたベルトコンベア５３上に移載させて
土砂貯留場５５にまで搬送するものである。

ヌ、前述したように、作業室５内の地盤１３はチェーン
コンベア１１の掘削パケット１６によってケーソンの半
径方向に均一に掘削されるものであるが、さらに駆動装
置３２を作動させると、円形ガイドレール２６，２７上
をローラ２９，２９力３走行し、チェーンコンベア１１
の垂直部１１ａが旋回装置１２によって回転させられて
チェーンコンベア１１の水平部１１ｂが開孔部９を中心
に円周方向に旋回し、地盤１３は一様に且つ全面的に掘
削される。

又、地盤１３の掘削の進行に従ってシリンダー２４．３
０を伸長させることにより、チェーンコンベア１１を徐
々に降下させて掘進させるものである。

こうして所定深さの掘削を行ったのち、シリンダー２４
，３０を収縮させてチェーンコンベア１１を上昇させ、
しかるのち作業室５内を減圧するか或いは荷重室４４内
に載荷を行ってケーソン１を沈下させ、再び前述した操
作を行ってケーソン１を沈設する。

なお、ケーソン１の沈下に際して、ケーソン１が傾斜し
た場合、シリンダー２４．３０を上昇させてチェーンコ
ンベア１１を旋回装置１２を介し掘削すべき刃口部近傍
の所定個所まで旋回移動させ、その位置でチェーンコン
ベア１１を降下させ、旋回駆動装置を停止した状態で掘
削してケーソン１の傾斜修正を行う。

以上の掘削揚土の運転操作を行うには、例えば下部スラ
ブ３を貫通してスラブ３の下面側に突出するカプセル型
の大気圧状態にある運転室を設け、この運転室内で掘削
状態を監視しながら遠隔操作をすることも可能である。

以上のように本発明は、ケーソン下部に設けた上下スラ
ブ間に仕切壁を設けて中央空間を圧気室に、外周部空間
を大気圧室に画成し、該圧気室の下部スラブ中央に設け
た開孔部にＬ形に屈曲した掘削パケット付チェーンコン
ベアの垂直部を回動自在に支承してこのチェーンコンベ
アの水平部を下部スラブ下方の作業室内で周方向に旋回
させて地盤を掘削させるようにすると共に前記開孔部か
ら圧気室内に延出したチェーンコンベアの外周方にチェ
ーンコンベアから掘削土砂を受は入れるロータリーコン
ベアを配設し、さらに前記上部スラブの外周部適所に下
端開口部を前記大気圧室に連通させて立管を立設し、該
立管内に掘削土砂を地上に搬送するパケットエレベータ
を配設し、このパケットエレベータに前記ロータリーコ
ンベア側から前記仕切壁に設けた気密排土装置を介して
掘削土砂を搬出するように構成したことを特徴とする円
形ケーソンにおける掘削排土装置に係るものであるから
、Ｌ形状の掘削パケット付チェーンコンベアによって地
盤の掘削とスラブ上方への揚土とを連続的に行えるので
作業能率が著しく向上すると共に大型ケーソンであって
も設備数を少なくすることができ、しかも、チェーンコ
ンベアからスラブ上方の圧気室内に搬送された土砂をロ
ータリーコンベアと気密排土装置を介して大気室側のパ
ケットエレベータに排出するように構成しているので、
従来のようにエアロツク機構のような間欠排土ではなく
連続自動的に圧気側から大気側に排土でき、圧気の消費
量を少なくし得ると共に作業の無人化を計ることができ
るばかりでなく大容量の掘削排土が可能となってケーソ
ンの沈設施工時間を短縮し得るものである。

さらにＬ字形チェーンコンベアの水平部を地盤に沿って
ケーソンの作業室の半径方向に配設し、これを旋回させ
るように構成しているので、地盤の一様な全面機械掘削
が可能となって作業員が圧気状態の作業室に入る必要が
なく、ケーソンの沈下が安定して行えるものである。

ヌ、チェーンコンベアの水平部の寸法を大小に変更する
だけで、全ての円形ケーソンに適用でき、その上、構造
も簡単で装置の遠隔操作も可能となり、運転管理や安全
管理が充分に行い得るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はその簡略
縦断面図、第２図はチェーンコンベアの一部拡大断面図
、第３図はチェーンコンベアの縦断面図である。 １・・・・・・ケーソン、２，３・・・・・・上下スラ
ブ、４・・・・・・刃口、５・・・・・・作業室、６・
曲・仕切壁、７・・間圧気室、８・・・・・・大気圧室
、９・曲・開孔部、１１・・・・・・チェーンコンベア
、１２・・−ＷＨ置、１３・聞・地盤、１６・・・・・
・掘削パケット、２６．２７・・曲円形カイトレール、
３６・曲・ロータリーコンヘア、４０・・・・・・気密
排土装置、４３・・曲立管、４９・・・・・・パケット
エレベータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーソン下部に設けた上下スラブ間に仕切壁を設け
   て中央空間を圧気室に、外周部空間を大気圧室に画成し
   、該圧気室の下部スラブ中央に設けた開孔部にＬ形に屈
   曲した掘削パケット付チェーンコンベアの垂直部を回動
   自在に支承してこのチェーンコンベアの水平部を下部ス
   ラブ下方の作業室内で周方向に旋回させて地盤を掘削さ
   せるようにすると共に前記開孔部から圧気室内に延出し
   たチェーンコンベアの外周方にチェーンコンベアから掘
   削土砂を受は入れるロータリーコンベアを配設し、さら
   ＶＣ＠Ｃ上記上ラブの外周部適所に下端開口部を前記大
   気圧室に連通させた立管全立設し、該立管内に掘削土砂
   を地上に搬送するパケットエレベータを配設し、このパ
   ケットエレベータに前記ロータリーコンベア側から前記
   仕切壁に設けた気密排土装置を介して掘削土砂を搬出す
   るように構成したことを特徴とする円形ケーソンにおけ
   る掘削排土装置。