JPS63184618A - ケ−ソン底部の掘削方法および装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は海洋、湖沼及び河川内に建設される鉄道、橋梁
、水門若しくは人口島その他の構造物の基礎をケーソン
工法で築造する工事において、円筒状ケーソンの開口部
および直下すなわちケーソン底部の地山を掘削するため
の掘削方法および掘削装置に関する。

［従来の技術］ かかるケーソン底部の掘削を行う方法としてケーソン内
を空気で加圧し浸水を防止する工法の場合、従来はケー
ソン内で作業員の人力による手掘り、坑内トラクタショ
ベル及び油圧ショベルによる機械掘削が用いろていたが
、１！！設する地点の水深が大きいと空気での加圧圧力
が高くなり、それらの方法では作業上の限界がある。ま
た浸水にかまわず空気での加圧を行わない場合は水中掘
削を行うことになるが、この場合、従来はケーソン上部
からグラブバケット掘削機で掘削する方法、土および岩
を切削するビットを軸またはアームに取付けそれを回転
させて掘削する方法が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 高水深の場所へ圧気工法で基碇を築造する場合浸水防止
として空気圧を高くする必要がある。高圧下では人体生
理ａ能上の問題で有人を必要とする工法は採用できず、
一つの工法として加圧を行わない水中掘削の工法で施工
することになる。従来の水中掘削の工法の場合、グラブ
バケット掘削機の掘削領域が鉛直方向直下のみであるこ
とからケーソンの形状によってはケーソン上部から死角
にあたる刃口下は同機で掘削できない、またビットを回
転させて掘削する方法ではビット回転軌跡の範囲のみが
掘削可能領域であるので、ケーソン形状によってはその
回転軌跡でカバーできない部位がある。このように基礎
底面部にあたる部分に掘削残部があるとその載荷支持力
を損うことになる。

この問題を解決するため本出願人は、特願昭６０−２５
０６６８号でケーソン壁直下の掘削方法および装置を提
案した。該提案臼体は有効なもので、ケーソン開口部に
平面部が多い場合に特に有効なものであるが、曲面部が
多い場合、特に円筒状ケーソンの場合には好適ではない
。

本発明にかかる従来例の水中掘削工法の不都合を解消し
、掘削不可領域が残らない円筒状ケーソン底部の掘削方
法及び掘削装置を提供すべくなされたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、円筒状ケーソンの上部に旋回自在に配
置された橋型クレーンから十字状の水中桁を吊下してケ
ーソン下部所定箇所の内壁面に固定し、該水中桁の一方
の桁に横行自在に設けられた横行台車を介して旋回と起
伏が自在な伸縮ブームと該ブーム先端に設けられたカッ
タとを備えた掘削機を吊下し、横行台車を水中桁に固定
し、ブームを旋回、起伏、伸長し掘削機を降下させてケ
ーソン開口部をｔ！削し、水中桁を逐次所定角度づつ旋
回し、前記と同様な掘削を行うてケーソン開口部の掘削
を完了したら、ブームを伸長しつつブームを旋回、起伏
し、掘削機を降下させてケーソン直下の初期掘削を行い
、次は横行台車をケーソン内壁側に移動するとともにブ
ームを最大伸長し、横行台車をケーソン内壁側に移動し
つつブームを旋回、起伏し、掘削機を降下させてケーソ
ン外径までのケーソン直下の後期掘削を行い、水中桁を
逐次所定角度づつ旋回し前記の前期および後期の掘削と
同様に行ってケーソン直下の掘削を行うケーソン底部の
掘削方法が提供される。

また前記方法を実施するため本発明によれば、円筒状ケ
ーソンの上部に旋回自在に設けられた橋型クレーンと、
該橋型クレーンから昇降自在に吊設され、ケーソン内壁
面に固定自在な十字状の水中桁と、該水中桁の一方の桁
に横行自在に設けられ、前記ｖ４型クレーンに昇降自在
に吊設されたスライドポストを収めたガイドボスＩ・が
垂直に設けられた横行台車と、該横行台車のスライドボ
スＩ・の下端に旋回装置を介し起伏自在に設けられた伸
縮自在なブームおよび該ブームの先端に設けられた回転
カッタとからなる掘削機とを設けたケーソン底部の掘削
装置が提供される。

［発明の作用効果］ 従って、横行台車の横行とブームの起伏、旋回、伸長と
掘削機の効果とにより一方向の掘削を行い、橋型クレー
ンで水中桁を逐次所定角度づつ旋回して前記と同様の掘
削を行い、ケーソン開口部の底部とを死角部分を残すこ
となく掘削することができる。その結果、従来の水中工
法における基礎底面部にあたる部分に掘削残部があって
載荷支持力が損われるという問題は解決される。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本実施例は、海峡部に架ける橋梁の基礎を施工する例で
、第１図に示すように、海底を掘削し均した面に円筒状
のケーソン１を設置し、ケーソン外周を鋼管矢板２を連
続した壁状に施工ののち、そのｆｌＡｌ先管２に囲まれ
たケーソン内部の海底地盤を所定深さまで掘り下げて基
礎載荷面とし、その面からコンクリートを打ち上げ基礎
ｖ体を築造する工事において、ケーソン底部を掘削する
態様について述べる。

第１図において、本発明を実施する掘削装置は、ケーソ
ン１の上部に旋回自在に設けられた橋型クレーン１０と
、その橋型クレーン１０からケーソン開口部に昇降自在
に吊設され、ケーソン１の内壁面に固定自在な十字状の
水中桁２０と、その水中桁の１つ２１に横行自在に設け
られた横行台車３０と、その横行台車３０にガイドされ
ていて、橋型クレーン１０から昇降自在に吊設された掘
削機４０とから概略構成される。なお、図中符号５は沈
砂池用ポンツーン、符号６はリターン泥水供給管である
。

橋型クレーン１０は第２図および第３図にも示すように
、ケーソン１の上縁に敷設されたリング状のレール１１
上を旋回自在な一対の基台１２．１２と、それら基台間
にＥＪ′Ａ設されたガータ１３と、ガータ１３上に横行
自在に設けられたクラブトロリ１４とを備えて、ガータ
１３には水中桁吊ロッド１５を介して水中桁２０を吊設
する６個の水中桁吊装置（アップダウンジヤツキ）１６
が設けられ、クラブトロリ１４には吊ロッド１７を介し
て掘削機４０を吊設する掘削機吊装置（アップダウンジ
ヤツキ）１８．１８が設けられている。なお、吊ロッド
１７には第４図に示すように、揚泥管３、掘削補助用高
托水供給管４が吊バンド１７ａにより止着されている。

なお、符号５はエアリフト用エア管である。

水中桁２０は第５図に示すように、十字状に組合わされ
た桁２１と２２とからなり、それぞれ固定ジヤツキ２３
．２４によりケーソン１の内壁面に固定できるようにな
っている。それらの桁のうち桁２１には横行台車３０が
移動自在に設けられ、その横行台車３０にはガイドマス
ト３１が垂直に設けられ、そのガイドマスト３１には吊
ロッド１７に吊設されたスライドマスト３２が昇降自在
に収められている。

掘削＄１４０は第６図にも示すように、横行台車３０の
スライドマスト３２に旋回装置４１を介して旋回自在に
設けられている。

第７図ないし第９図において、横行台車３０には横行サ
ドル３３の上下部にそれぞれ桁２１を挟持する横行車輪
３４、フックローラ３５と、桁２１の上縁内側に当接す
るガイドローラ３６とが設けられ、横行装置３７により
桁２１上の横行範囲Ａ内を横行できるようになっている
。なお、スライドマスＩ・３２には図示しない回り止め
が設けれており、また符号２５は水中桁吊ロッド１５が
連結される水中桁吊手である。

掘削機４０は、旋回装置４１に枢着されたブーム４２と
、ブーム４２を起伏する起伏シリンダ５０と、ブーム４
２の先端に設けられたカッタ４７とからなっている。

ブーム４２は親ブーム４３と、親ブーム４３に。

押えローラ４４を介して伸縮自在に支持された伸縮ブー
ム４５と、伸縮ブーム４５を伸縮するブーム伸縮装置４
６とからっている。

カッタ４７は伸縮ブーム４５に設けられたカッタ駆動モ
ータ４８に連結され、また掘削補助用高圧水供給ホース
４およびテレスコピック管４９、揚泥ホース３ａを介し
揚泥ｔ？ｉ３に接続されている。

掘削に際し、先ず図示しないクレーンで水中桁２０に掘
削機４０を組付けたものをケーソン開口部に吊込み、図
示しない仮吊り台付にて吊下げる。

次に、クレーンで橋型クレーン１０をケーソン開口部上
に吊込み、レール１１にセラＩ・する。

次に水中桁２０に掘削ｆｉ４０を組付けたものを橋型ク
レーン１０の吊装置１６にセットし、仮吊台付を外す。

次に、クレーンの介添で揚泥管３を継ぎ足しながらＩｓ
型ツクレーン図示しない揚重機で水中桁２０および掘削
ｆｉ４０を降下させる。

次に水中桁２０がケーソン開口部の所定位置まで降下し
たら、固定ジヤツキ２３．２４を張出して水中桁２０を
ケーソン内壁面に固定する。

次にケーソン開口部の海面Ｗに沈砂池用ポンツーンをセ
ットする。

次に開口部の底部の掘削すなわち口切り掘削を行い、副
は泥水とともにエアリフトで揚泥ｇ３を介し沈砂池用ポ
ンツーン５に上げて分離し、クラムシェル７で図示しな
い土搬船に移し、泥水はリターン泥水供給１Ｐ６を介し
ケーソン開口部に戻す。

口切り掘削は第１０図および第１１図に示すように、横
行台車３０を横行範囲Ａ（第７図）の桁２１中心に赦も
近い位置に固定し、ブーム４２を再収縮した状態で開始
する。そして、カッタ４７を回転し、ブーム４２を順次
伸長しつつ旋回、起伏し、スライドマスト３２を降下し
て第１２図および第１７図に示すように、三層に分けて
掘削を行う０次に橋型クレーン１０を旋回し、桁２１を
逐次９０度づつ旋回して固定し、前記と同様の掘削を行
う。なお、この口切り掘削は、桁２１に別の公知の掘削
機を取付けて行ってもよい。

次いで、ケーソン直下すなわち刃口下の掘削を行う。ま
ず、第１３図および第１４図に示すように、横行台車３
０を口切り掘削時の位置に固定し、ブーム４２を順次最
大伸長時まで伸長しつつ、口切り掘削と同様の三層掘削
パターンで前期掘削を行う。

次に第１５図および第１６図に示すように、横行台車３
０を横行範囲Ａの桁２１中心から離れた位置に位置させ
、ブーム４２を最大伸長時に固定して横行台車３０を順
次ケーソン１側へ横行しつつ、口切り掘削と同様の三層
掘削パターンで第１３図および第１５図に示すように、
鋼管矢板２の所まで後期掘削を行う、この際、掘削神助
用高圧水供給管４の高圧水をジェット噴射し、矢板２お
よびケーソン１の直下の表面の土塊を洗い落とすように
して掘削し、カッタ４７で矢板２、ケーソン直下を損傷
しないようにする。このようにして第１８図に示すよう
に掘削が終ったら、第１９図に示すように、橋型クレー
ン１０を旋回し水中桁２０を時計方向に旋回して前記と
同様の前期および後期掘削を行う、続いて、同様に水中
桁２０を逐次９０度づつ旋回して同様の掘削を行って第
２０図に示すように掘削したら、次に、第２１ｒＸＵに
示すように水中桁２０を４５度、つづいて逐次９０度づ
つ時計方向に１１１回して同様の掘削を行う。

そして、ブーム４２に図示しない超音波計測装置を取付
け、掘削面を計測して掘削不良箇所を発見したら、その
不良箇所を再掘削して第２２図に示すように刃口下の掘
削を完了する。

次いで、エアリフトで掘削部の底面を清掃する。

この際、沈砂池用ポンツーン５に沈降剤を入れて清掃効
果を向上する。

最後に、掘削機４０を引上げ、水中桁２０と橋型クレー
ン１０を利用し図示しないコンクリート打設装置をセッ
トする。

［まとめ］ 以上説明したように本発明によれば、横行台車の移動、
ブームの旋回、起伏、伸長、掘削機の降下および水中桁
の所定角度づつの旋回によりケーソンの底部を死角部分
を残すことなく掘削し、従来工法における載荷支持力が
損われる問題を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の全体を示す側面図、第
２図は第１図のＡ矢視図、第３図は第１図のＢ矢視図、
第４図は第１図のＣ矢視図、第５図は第１図のＣ矢視図
、第６図は第１図のＥ矢視図、第７図は横行台車と掘削
機の詳細を示す側面図、第８図は第７図のＡ矢視図、第
９図は第７図のＢ矢視図、第１０図は口切り掘削時の上
面図、第１１図は第１０図の側面図、第１２図は第１１
図の斜視図、第１３図は刃口下の前記掘削時の上面図、
第１４図は第１３図の側面図、第１５図は刃口下の後期
掘削の上面図、第１６図は第１５図の側面図、第１７図
は口切り掘削の掘削パターンを説明するケーソンの側断
面図、第１８図、第１９図、第２０図、第２１図および
第２２図はそれぞれ刃口下掘削の掘削パターンを説明す
る刃口下の水平断面図である。 １・・・ケーソン　　２・・・鋼管　　３・・・揚泥管
　　５・・・沈砂池用ポンツーン　　１０・・・四ツク
セレーン　　１４・・・クラブトロリ　　１５・・・水
中桁吊ロッド　　１６・・・水中桁吊装置　　１７・・
・吊ロッド　　１８・・・掘削機吊装置　　２０・・・
水中桁　　２１．２２・・・桁　　２３．２４・・・ジ
ヤツキ３０・・・横行台車　　３１・・・ガイドマスト
　　３２・・・スライドマスト　　３３・・・横行サド
ル　　３７・・・横行装置　　４０・・・掘削機　　４
１・・・旋回装置　　４２・・・ブーム　　４３・・・
親ブーム　　４５・・・伸縮ブーム　　４６・・・ブー
ム伸縮装置　　４７・・・カッタ　　５０・・・起伏シ
リンダ第８図 第９図 第１０図 第１２図 第１３図 第１５図 第１７図 第１８図 第１９図 第２０図 第２１図 第２２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状ケーソンの上部に旋回自在に配置された橋
   型クレーンから十字状の水中桁を吊下してケーソン下部
   所定箇所の内壁面に固定し、該水中桁の一方の桁に横行
   自在に設けられた横行台車を介して旋回と起伏が自在な
   伸縮ブームと該ブーム先端に設けられたカッタとを備え
   た掘削機を吊下し、横行台車を水中桁に固定し、ブーム
   を旋回、起伏、伸長し掘削機を降下させてケーソン開口
   部を掘削し、水中桁を逐次所定角度づつ旋回し、前記と
   同様な掘削を行ってケーソン開口部の掘削を完了したら
   、ブームを伸長しつつブームを旋回、起伏し、掘削機を
   降下させてケーソン直下の初期掘削を行い、次に横行台
   車をケーソン内壁側に移動するとともにブームを最大伸
   長し、横行台車をケーソン内壁側に移動しつつブームを
   旋回、起伏し、掘削機を降下させてケーソン外径までの
   ケーソン直下の後期掘削を行い、水中桁を逐次所定角度
   づつ旋回し前記の前期および後期の掘削と同様に行って
   ケーソン直下の掘削を行うことを特徴とするケーソン底
   部の掘削方法。
2. （２）円筒状ケーソンの上部に旋回自在に設けられた橋
   型クレーンと、該橋型クレーンから昇降自在に吊設され
   、ケーソン内壁面に固定自在な十字状の水中桁と、該水
   中桁の一方の桁に横行自在に設けられ、前記橋型クレー
   ンに昇降自在に吊設されたスライドポストを収めたガイ
   ドポストが垂直に設けられた横行台車と、該横行台車の
   スライドポストの下端に旋回装置を介し起伏自在に設け
   られた伸縮自在なブームおよび該ブームの先端に設けら
   れた回転カッタとからなる掘削機とを設けたことを特徴
   とするケーソン底部の掘削装置。