JPS5948253B2 - ケ−ソン工法における掘削揚土装置 - 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除々
に沈下させて行くケーソン工法において、地盤を掘削、
揚土する新規な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、地盤の掘削作業と掘削
した土砂の揚土作業とは別個に行われている。

即ち、地盤の掘削には人力、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、揚土作業は、
下端がスラブを貫通して気圧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間欠的に揚土す
るか或いはシャフト内に昇降式のパケットエキスカベ−
ターを配設して連続的に揚土し、シャフトの上端に設け
たマテリアルロックを介して外部に排土している。

しかしながら、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が規制され、しかも
多くの作業員を要する等の問題点があり、このため、バ
ックホー等の機械による無人掘削が行われるようになっ
たが、その殆んどが掘削土砂を揚土装置に積み替えるよ
うにしているので、掘削及び揚上作業の能率が悪く、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解消するために、ケーソンの
気圧室底面の地盤掘削と該掘削土砂のスラブ上方部への
揚土とを連続自動的に行うように構成したことを特長と
するケーソン工法における掘削揚土装置を提供するもの
である。

実施例を示す図面について説明すると、１は底部にスラ
ブ２を有する円形ケーソンで、下端に形成した刃口３の
内周面とスラブ２の下面で囲まれた空間部を気圧室（作
業室）４とし、この気圧室４内には地盤内から地下水が
湧出しないように圧縮空気が供給されるものである。

５はスラブ２の中央部に設けた開孔である。

６は地盤の掘削揚土を行うチェーンコンベアでＬ形状に
形成され、その垂直部６ａをスラブ２の開孔５に挿通し
て旋回装置７により回転自在に支承されてあり、水平部
６ｂは地盤８に沿ってスラブ２の半径方向に配設され、
その先端を刃口３の内周面に臨ませである。

このチェーンコンベア６の構造は、第５図に示すように
、水平部６ｂにおいては断面コ字状のガイドフレーム９
ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを、互イニ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１０により一体に固定すると共に上下に対向
するフレーム９ａ、９ｃと、９ｂ、９ｄとの水平部６ｂ
（７）先端を半円形のガイドフレーム９ｅにより夫々連
設し、さらにこの水平部６ｂと垂直部６ａとの連設部の
ガイドフレーム９ａ〜９ｄを直角に彎曲させて垂直部６
ａも水平部６ｂと同様の構造とし、その上端部において
フレーム９ａ、９ｃと、９ｂ。

９ｄとを半円形のガイドフレーム９ｆにより夫々連設し
、このように形成した枠９のガイドフレームに沿って多
数の掘削バケツ１−１１，１１・・・・・・１１を取付
けたチェーン１２を巡回可能に配設してなるものである
。

チェーン１２は枠９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ツ）１３，
１４．１５に無端状に掛は渡され、このチェーン１２の
リンク１２ａに断面コ字状の前記掘削パケット１１の上
面中央部をブラケット１６を介して一体に固着すると共
にパケット１１の上面側端に上方に向けて側面プレート
１７を突設し、このプレート１７に回転自在に軸承され
たローラ１８を前記左右ガイドフレームに支承させであ
る。

又、各パケット１１の下面端縁には掘削刃１１ａが固着
しである。

このチェーンコンベア６の垂直部６ａを回転自在に支承
した前記旋回装置７はスラブ２の開孔５の上端面に固着
した環状の旋回支持台７ａ上にベアリング７ｂを介して
旋回フレーム７Ｃを回動自在に配設してなり、旋回フレ
ーム７Ｃはチェーンコンベア６の枠９の横揺れを防止す
るために該枠９を上下動可能に挟持しである。

１９．１９は旋回フレーム７Ｃの下面外周面に吊設した
シリンダーで、そのロッド下端を枠９の垂直部の下部に
固着した連結部材２０に連結して枠９の垂直部を吊設し
である。

２１．２２は旋回装置７を中心としスラブ２の下面に同
心的に固着した円形のガイドレールで、水平プレート２
３の上面に回転自在に軸支したローラ２４を走行自在に
支持してあり、これらの水平プレート２３の下面に垂設
、固着したシリンダー２５のロッド下端を枠９の水平部
の両性側下端部に突設したブラケット２６に連結し、こ
れらのシリンダー２５と前記シリンダー１９とによって
チェーンコンベア６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２２に吊支した
水平プレート２３の外側端にモーター等の駆動装置２７
を配設し、該駆動装置２７の回転を噛合歯車機構２８を
介してローラ２４′に伝達させることにより、チェーン
コンベア６をその垂直部６ａ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２４′をピニオンとし、これをガイドレー
ル２２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２７の駆動源リード線２９とシリンダー１９．
２５の作動用液圧ホース３０の配設け、第３図に示すよ
うに、スラブ２の上方から旋回支持台７ａを通して該支
持台と旋回フレーム７ａ間に設けた回転継手３１．３２
を介し、旋回フレーム７Ｃを通して開孔５からスラブ下
方側に配管、配線しである。

３３は旋回装置７から上方に突出したチェーンコンベア
６の上端部において、該枠９の掘削パケット１１側に面
する部分に固定したブラケット３４に設置しているモー
ター等の回転駆動装置で、枠９の上端部に軸支した前記
スプロケット１３と同軸に固着しているスプロケット３
５をチェーン３６によって回転させ、チェーンコンベア
６のチェーン１２を巡回移行させるものである。

３７は旋回装置７の外周方におけるスラブ２上に設置し
たロータリーコンベアで、モータ３８によりチェーンコ
ンベア６の垂直部６ａの周りを回転駆動させられ、チェ
ーンコンベア６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は入れるものである。

３９はその一端をロータリーコンベア３７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
ーダ等の気密排土装置４０の上方に臨ませである。

この気密排土装置４０はスラブ２の上面に設けた気密室
４１の一側開口部４２に取付けられ、気密室４１内に前
述したチェーンコンベア６の上部やロータリーコンベア
３７、旋回装置７を設けてスラブ２の下方の気圧室４と
開孔５を介して気密室４１内を連通させ、圧気状態にし
ている。

なお、スラブ下面の円周方に設けたガイドレール２１側
において、水平プレート２３と枠９間に連結した傾斜シ
リンダー４３は、チェーンコンベア６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
。

４４はスラブ２の上面における大気側に立設したコンベ
アーで、気密排土装置４０から排出される土砂を地上ま
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１９．２５を作動させてチェーンコンベア６を上下方
向に調節し、その掘削パケット１１により気圧室下面の
地盤８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３６、スプロケット３５．
１３． １４． １５を介してチェーン１２を巡回移行
させ、該チェーン１２に一定間隔毎に取付けられた掘削
パケット１１を枠９のガイドフレーム９ａ〜９ｆに沿っ
て移動させることによりパケット１１の先端掘削刃１１
ａによって地盤を掘削する。

掘削された土砂はパケット１１に貯留されつ・気圧室４
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６の垂直部６ａから上方に運搬されて該コンベア６
の頂部に達すると、スプロケット１３に沿ってパケット
１１が反転して掘削土砂はシュート３８に排出され、ロ
ータリーコンベア３７上に落下する。

ロータリーコンベア３７はモータ３８により開孔５に対
し同心に回転しているので、該ロータリーコンベア３７
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上に移載させられて気密排土装
置４０上に落下したのち、該気密排土装置４０から大気
側のコンベア４４に排出されるもので゛ある。

このようにして気圧室４内の地盤８はチェーンコンベア
６の掘削パケット１１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り、さらに駆動装置２７を作動
させると、円形ガイドレール２１，２２上をローラー２
４．２４が走行し、チェーンコンベア６の垂直部６ａが
旋回装置７によって回転させられてチェーンコンベア６
の水平部６ｂが開孔５を中心に円周方向に旋回し、地盤
８は一様に且つ全面的に掘削されるものである。

又、地盤８の掘削の進行に従ってシリンダー１９．２５
を伸長させることにより、チェーンコンベア６を徐々に
降下させて掘進するものである。

こうして所定深さの掘削を行ったのち、シリンダー１９
，２５を収縮させてチェーンコンベア６を上昇させ、し
かるのち、気圧室４内を減圧するか或いはスラブ２の上
部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の沈下に際しては、ケーソン１が傾斜
した場合、シリンダー１９．２５を上昇させてチェーン
コンベア６を旋回装置７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６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、例えばスラブ２
を貫通してスラブ２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、掘削刃を有する多数のパケット
をを設けたし形状チェーンコンベアの垂直部分をケーソ
ンのスラブ中央部に設けた開孔に挿通して回転自在に支
承させると共に水平部分をケーソンスラブ下方の気圧室
の地盤に沿って半径方向に沿わせてスラブの下面に旋回
可能に支承させ且つチェーンコンベアをスラブに対して
上下動自在に配設してチェーンコンベアを回転駆動と共
に円周方向に旋回させながら気圧室の地盤を掘削しつつ
スラブ上方に揚土するように構成したことを特徴とする
ケーソン工法における掘削揚土装置に係るものであるか
ら、Ｌ形状チェーンコンベアによってスラブ下方の地盤
の掘削と揚上作業とが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、しかも掘削から揚土に至る間にエ
アロツク機構による間欠的な排出が全く不要であるから
圧縮空気の消費量の低減を計り得るばかりでなく、作業
を円滑に行うことができるものである。

さらに、チェーンコンベアを地盤に沿ってケーソンの気
圧室の半径方向に配設し且つこれを旋回させるように構
成しているので、地盤の全面機械掘削が可能となって作
業員が圧気状態の気圧室に入る必要がなく、しかもチェ
ーンコンベアを旋回させて地盤を一様に掘削できるので
余堀する必要もなく、ケーソンの沈下が安定的に行える
と共に中詰コンクリートを打設しても地盤の支持力のバ
ラツキをなくすることができるものである。

又、チェーンコンベアの水平部の寸法を大小に変更する
ことにより、全てのケーソンに適用することができ、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】

図面は本発明の実示例を示すもので、第１図はその縦断
面図、第２図は要部の拡大縦断面図、第３図は旋回装置
部の油圧路及び配線接続状態を示す簡略断面図、第４図
はチェーンコンベアの一部拡大断面図、第５図はチェー
ンコンベアの縦断面図である。 １・・・・・・ケーソン、２・・・・・・スラブ、３・
・・・・・刃口、４・・・・・・気圧室、５・・・・・
・開孔、６・・・・・・チェーンコンベア、７・・・・
・・旋回装置、８・・・・・・地盤、９・・・・・・フ
レーム、１１・・・・・・掘削パケット、１９・・・・
・・シリンダー、２１，２２・・・・・・ガイドレール
、２４・・・・・・ローラ、２５・・・・・・シリンダ
ー、３７・・・・・田−タリーコンベア、４０・・・・
・・気密排土装置、４１・・・・・・気密！、４４・・
・・・・コンベア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 掘削刃を有する多数のパケットを設けたし形状チェ
   ーンコンベアの垂直部分をケーソンのスラブ中央部に設
   けた開孔に挿通して回転自在に支承させると共に水平部
   分をケーソンスラブ下方の気圧室の地盤に沿って半径方
   向に沿わせてスラブの下面に旋回可能に支承させ且つチ
   ェーンコンベアをスラブに対して上下動自在に配設して
   チェーンコンベアを回転駆動と共に円周方向に旋回させ
   なから圧気室の地盤を掘削しつつスラブ上方に揚土する
   ように構成したことを特徴とするケーソン工法における
   掘削揚土装置。