JP2011190652A

JP2011190652A - 懸垂式掘削機の姿勢制御装置

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Publication number: JP2011190652A
Application number: JP2010059544A
Authority: JP
Inventors: Mario Fujimoto; 真理緒藤本; Toshio Nakamura; 俊男中村
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP5526893B2

Abstract

【課題】土砂の噛み込みによって動作が阻害されることのない装置を提供する。
【解決手段】フレーム２に設けられて、フレーム２の外面から溝７１の幅方向に伸縮して、フレーム２の溝の幅方向の姿勢を制御する幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１と、フレーム２に設けられて、フレーム２の外面から溝７１の長手方向に伸縮して、フレーム２の溝７１の長手方向の姿勢を制御する長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２とを備え、幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、及び長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２は、フレーム２に取り付けられるとともに、フレーム２の外面から溝７１の幅方向又は長手方向に伸縮可能なケーシング４３と、ケーシング４３内に設けられて、ケーシング４３をフレーム２の外面から溝７１の幅方向又は長手方向に伸縮させるジャッキ５６とからなる。ジャッキ５６をケーシング４３内に収容しているので、土砂がケーシング４３内に浸入してジャッキ５６の動作を阻害するようなことはない。
【選択図】図１

Description

本発明は、懸垂式掘削機の姿勢制御装置に関する。

地中連続壁やソイルセメント壁等の構築に用いられる懸垂式掘削機の一例が特許文献１に記載されている。
この懸垂式掘削機は、掘削機本体と、掘削機本体の姿勢を垂直に保つ姿勢制御装置とを備えたものであって、例えば、クローラクレーン又は吊り上げ及び吊り下げ機に搭載されて使用され、クローラクレーン又は吊り上げ及び吊り下げ機に長ストロークの油圧シリンダを介して掘削機本体を吊り下げ、掘削機本体の下部のロータリーカッターを回転させながら、油圧シリンダによって掘削機本体に荷重を付加することにより、地盤に溝を掘削することができる。

また、地盤に溝を掘削する過程において、掘削機本体のフレームの外側面に設けた姿勢制御装置のガイド板をジャッキによって水平方向の外方に張り出させ、このガイド板を掘削した溝の内面に圧接させることにより掘削機本体の姿勢を垂直に保つことができる。

ところで、上記のような構成の姿勢制御装置にあっては、掘削機本体のフレームの外側面に、パンタグラフ式のジャッキを介してガイド板を伸縮自在に支持しているため、掘削機本体のフレームとガイド板との間に掘削した土砂を噛み込んでしまった場合に、その土砂が抵抗となってガイド板を伸縮させることが困難になる。このため、ガイド板を溝の内面に圧接させることができなくなり、掘削機本体の姿勢制御ができなくなったり、また、ガイド板を溝の内面に圧接させた状態から元の状態に復帰させることができなくなり、掘削機本体を溝から引き上げることが困難になる等の問題が生じる。

さらに、掘削機本体の姿勢を垂直に保つためには、構造上、地盤に掘削する溝の深さに相当する長さのガイド板が必要になるため、ガイド板を伸縮させるために大型のパンタグラフ式ジャッキが必要になり、設備費が高くついていた。

特開平１１−３０３１３０号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、地盤に溝を掘削する際に、掘削機本体の姿勢制御が困難になったり、掘削機本体の掘削した溝からの引き上げが困難になるようなことがなく、さらに、設備費を削減することができる懸垂式掘削機の姿勢制御装置を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、フレームの下部に掘削手段が設けられ、該掘削手段によって地盤に溝を掘削する懸垂式掘削機の姿勢制御装置であって、前記フレームに設けられて、前記フレームの外面から前記溝の幅方向に伸縮して、前記フレームの前記溝の幅方向の姿勢を制御する幅方向姿勢制御用アクチュエータと、前記フレームに設けられて、前記フレームの外面から前記溝の長手方向に伸縮して、前記フレームの前記溝の長手方向の姿勢を制御する長手方向姿勢制御用アクチュエータとを備え、前記幅方向姿勢制御用アクチュエータ、及び前記長手方向姿勢制御用アクチュエータは、前記フレームに取り付けられるとともに、前記フレームの外面から前記溝の幅方向又は長手方向に伸縮可能なケーシングと、該ケーシング内に設けられて、該ケーシングを前記フレームの外面から前記溝の幅方向又は長手方向に伸縮させるジャッキとからなることを特徴とする。

本発明の懸垂式掘削機の姿勢制御装置によれば、幅方向姿勢制御用アクチュエータのジャッキを駆動させてケーシングを伸縮させ、そのケーシングを地盤に掘削した溝の幅方向の内面に当接させることにより、懸垂式掘削機の溝の幅方向への姿勢を垂直に保つことができる。また、長手方向姿勢制御用アクチュエータのジャッキを駆動させてケーシングを伸縮させ、そのケーシングを地盤に掘削した溝の長手方向の内面に当接させることにより、懸垂式掘削機の溝の長手方向への姿勢を垂直に保つことができる。

幅方向姿勢制御用アクチュエータ及び長手方向姿勢制御用アクチュエータは、ケーシング内にジャッキを収容して構成したものであるので、地盤を掘削することによって産出された土砂が噛み込みこむようなことはなく、土砂によってケーシングの伸縮が阻害されるようなことはなく、ケーシングを確実に伸縮させて姿勢制御を行うことができる。
また、ケーシングの伸縮が不能になるようなことはないので、地盤に掘削した溝内から懸垂式掘削機を引き上げることが困難になるようなこともない。
さらに、ケーシング内にジャッキを収容した簡単な構成のものであるので、設備費を大幅に削減することができる。

また、本発明において、前記ケーシングは、前記フレームに取り付けられる内ケーシングと、該内ケーシングの外面側に摺動自在に設けられる外ケーシングと、前記内ケーシングの外面と前記外ケーシングの内面との間をシールし、前記ケーシング内に密封された空間を形成するシール部材とからなり、前記ジャッキは、前記空間内に収容されるとともに、前記内ケーシング側に取り付けられるシリンダと、該シリンダから出没可能な先端が前記外ケーシング側に取り付けられるロッドとからなることとしてもよい。

本発明の懸垂式掘削機の姿勢制御装置によれば、内ケーシングと外ケーシングとの間はシール部材によってシールされているので、ケーシングの空間内に土砂や安定液等が浸入するようなことはなく、空間内のジャッキを確実に駆動させることができる。

さらに、本発明において、前記ロッドの先端は、前記外ケーシング側に相対的に回動自在に取り付けられていることとしてもよい。

本発明の懸垂式掘削機の姿勢制御装置によれば、外ケーシングに回転方向への過大な荷重が作用した場合に、外ケーシングに対してロッドの先端が相対的に回動することによりその荷重を逃すことができ、ロッドに曲がり等が生じるのを防止できる。

さらに、本発明において、前記掘削手段は、ロータリーカッター或いはバケットであることとしてもよい。

本発明の懸垂式掘削機の姿勢制御装置によれば、ロータリーカッター或いはバケットからなる掘削手段を備えた懸垂式掘削機の姿勢制御に本発明を適用することができる。

以上、説明したように、本発明の懸垂式掘削機の姿勢制御装置によれば、懸垂式掘削機の姿勢制御を行う長手方向姿勢制御用アクチュエータ及び幅方向姿勢制御用アクチュエータは、ケーシング内にジャッキを収容して構成したものであるので、地盤を掘削することによって産出された土砂を噛み込んで、アクチュエータの動作が不能になるようなことはなく、懸垂式掘削機の姿勢制御を確実に行うことができる。また、掘削した土砂を噛み込むことによって各アクチュエータの動作が不能になるようことがないので、懸垂式掘削機を掘削した溝内から引き上げるのが困難になるようなこともない。

本発明による懸垂式掘削機の姿勢制御装置の一実施の形態を示した概略正面図である。図１の側面図である。図１のロータリーカッターの拡大図である。図１のロータリーカッターの拡大断面図である。図１のロータリーカッターのドラムの展開図である。幅方向姿勢制御用アクチュエータ及び長手方向姿勢制御用アクチュエータの断面図であって、ケーシングが縮んだ状態を示した説明図である。図６の幅方向姿勢制御用アクチュエータ及び長手方向姿勢制御用アクチュエータの平面図である。幅方向姿勢制御用アクチュエータ及び長手方向姿勢制御用アクチュエータの断面図であって、ケーシングが伸びた状態を示した説明図である。懸垂式掘削機による掘削工程を示した説明図である。図９の土砂と掘削用安定液との関係を示した説明図である。懸垂式掘削機による造成工程を示した説明図である。図１１の土砂と造成安定液との関係を示した説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図８には、本発明による懸垂式掘削機の姿勢制御装置の一実施の形態が示されている。本実施の形態の懸垂式掘削機の姿勢制御装置４０は、例えば、クローラクレーン６５のワイヤー６６に吊り下げられて使用される懸垂式掘削機（以下、掘削機１という。）の姿勢制御に有効なものである。

掘削機１は、図１及び図２に示すように、クローラクレーン（図示せず）のワイヤー６６に吊り下げられるフレーム２と、フレーム２の下部に設けられる掘削手段１９とを備え、フレーム２に掘削機１の姿勢制御を行う姿勢制御装置４０が設けられている。

掘削手段１９は、ロータリーカッター２０であって、本実施の形態においては、フレーム２の下部に一対のロータリーカッター２０を回転自在に設けている。なお、フレーム２の下部に複数のロータリーカッター２０を水平方向、上下方向等に設けてもよい。また、掘削手段１９として、ロータリーカッター２０の代わりに、フレーム２の下部にバケットを開閉自在に設けてもよい。

フレーム２は、複数の鋼材を縦横に組み合わせて構成した直方体状をなすものであって、上面３側の長手方向の両端部に一対の吊部８、８が設けられ、この一対の吊部８、８を介してクローラクレーンのワイヤー６６に吊り下げられている。

フレーム２の下面５側の長手方向の両端部には、一対のロータリーカッター２０、２０が、各々の回転軸が水平方向を向くように、かつ、両回転軸が互いに平行となるように、回転自在に設けられている。両ロータリーカッター２０、２０は、掘削した土砂等を下方から両ロータリーカッター２０、２０間に巻き込ませるために、図１中矢印ａ方向に回転方向が制御されている。

各ロータリーカッター２０は、図１〜図４に示すように、駆動源（図示せず）と、駆動源によって回転駆動されるドラム２１と、ドラム２１の外周面に突出した状態で一体に設けられる複数のブレード２２、２２´と、各ブレード２２、２２´の上部に設けられるカッタービット３０とから構成されている。

駆動源は、例えば、油圧モータ（図示せず）であって、フレーム２の下面５側に、出力軸が水平、かつフレーム２の幅方向（図２の左右方向）を向くように取り付けられ、この油圧モータの出力軸にドラム２１が取り付けられている。

油圧モータは、地上に設置された油圧ポンプ等からなる油圧供給装置（図示せず）に油圧ホース（図示せず）を介して接続され、油圧供給装置から油圧ホースを介して油圧モータに油圧を供給することにより、油圧モータの出力軸と一体にロータリーカッター２０が回転駆動する。

ドラム２１は、両端が閉塞された円筒状をなすものであって、油圧モータの出力軸に軸線を一致させた状態で取り付けられている。ドラム２１の外周面には、図２に示すように、複数のブレード２２、２２´が複数列（本実施の形態では６列）に設けられ、各ブレード列（第１〜第６ブレード列）の各ブレード２２、２２´の上部にそれぞれカッタービット３０が取り付けられている。

第１及び第６ブレード列３１、３６は、図５に展開して示すように、複数の板状のブレード２２を、板面２３がドラム２１の周方向に沿うように、ドラム２１の外周面に周方向に所定の間隔ごとに複数箇所に一体に設けて構成したものであって、各ブレード２２の上部にカッタービット３０がそれぞれ取り付けられている。なお、図５には、第１ブレード列３１のみを示している。

第２〜第５ブレード列３２〜３５は、図５に展開して示すように、板状のものを中央から屈曲させてく形状に形成した複数のブレード２２´を、図中右半部２６の板面２７がドラム２１の周方向に沿い、左半部２４の板面２５がドラム２１の周方向に対して所定の角度をなすように、ドラム２１の外周面に周方向に所定の間隔ごとに複数箇所に一体に設けて構成したものであって、各ブレード２２´の右半部２６の上部にカッタービット３０がそれぞれ取り付けられている。なお、図５には、第２ブレード列３２、及び第３ブレード列３３のみを示している。

なお、第２〜第５ブレード列３２〜３５の各ブレード２２´は、上記の形状に限らず、一部がドラム２１の周方向に対して所定の角度をなす形状であればよい。また、本実施の形態においては、図２に示すように、ドラム２１の外周面に複数のブレード２２、２２´を６列に設けているが、１列又は複数列設けるようにしてもよい。

図１に示すように、両ロータリーカッター２０、２０を図中ａ方向に回転させながら、クローラクレーン６５を操作してフレーム２を下降させて、両ロータリーカッター２０、２０のカッタービット３０を地盤７０に接触させることにより、地盤７０を下方に向けて掘削することができ、地盤７０に平面視矩形状の溝７１を形成することができる。

フレーム２には、図１〜図３、図９〜図１２に示すように、一対のロータリーカッター２０、２０により地盤７０に溝７１を掘削する際に、一対のロータリーカッター２０、２０の下方の部分に掘削用安定液を供給する掘削用安定液供給管１３と、一対のロータリーカッター２０、２０の上方の部分に造成用安定液を供給する造成用安定液供給管１６と、造成用安定液の供給位置よりも上方の部分に空気を供給する空気供給管１０とが設けられている。

空気供給管１０は、図１０に示すように、フレーム２の下端部に水平に設けられる複数の噴射孔１２を有する空気噴射管１１に一端が接続され、他端が地上に設置されたコンプレッサー（図示せず）に接続される。コンプレッサーの駆動によって空気供給管１０を介して空気噴射管１１に空気を供給することにより、空気噴射管１１の各噴射孔１２から上方に向けて空気が噴射される。

なお、本実施の形態においては、フレーム２に１本の空気噴射管１１を水平に設けているが、フレーム２の同一高さに複数の空気噴射管１１を水平に設けてもよいし、フレーム２の異なる高さに１本又は複数本の空気噴射管１１を多段に設けてもよい。さらに、空気噴射管１１の代わりに、複数の噴射孔１２を有する板状の空気噴射板（図示せず）を用いてもよい。

掘削用安定液供給管１３は、図１、図３、図９〜図１２に示すように、フレーム２の上下方向に沿うように設けられるとともに、上端が地上に設置された安定液供給装置（図示せず）に接続され、下端がフレーム２の下方の各ロータリーカッター２０に対応してそれぞれ配置される掘削用安定液吐出管１４に接続されている。

各掘削用安定液吐出管１４は、図１〜図３に示すように、フレーム２の下部から各ロータリーカッター２０の外側に沿って下方に延出されるとともに、各ロータリーカッター２０の外周に沿うように内側に屈曲されて、先端が両ロータリーカッター２０、２０間の下方の部分に向けて開口され、各掘削用安定液吐出管１４の上端に掘削用安定液供給管１３の下端が接続されている。

各掘削用安定液吐出管１４の先端開口１５には、外部から掘削用安定液吐出管１４内に土砂粒子等が流入するのを防止するために、電磁弁や逆止弁等のバルブ（図示せず）が設けられている。

図９及び図１０に示すように、安定液供給装置から掘削用安定液供給管１３を介して各掘削用安定液吐出管１４に掘削用安定液（ベントナイトと水とを混合したものや、それらに少量のセメントを混合させたもの等）を供給することにより、各掘削用安定液吐出管１４の先端開口１５から両ロータリーカッター２０、２０間の下方の部分に向けて掘削用安定液が吐出される。

造成用安定液供給管１６は、図１、図３、図９〜図１２に示すように、フレーム２の上下方向に沿うように設けられるとともに、上端が地上に設置された安定液供給装置（図示せず）に接続され、下端がフレーム２の下端部の空気噴射管１１よりも下方の部分に設けられる一対の造成用定液吐出管１７、１７に接続されている。

各造成用安定液吐出管１７は、図１及び図２に示すように、フレーム２の下端部に水平に設けられるとともに、一端が両ロータリーカッター２０、２０間の上方の部分に向けて開口され、各造成用安定液吐出管１７の他端に造成用安定液供給管１６の下端が接続されている。

各造成用安定液吐出管１７の先端開口１８には、外部から造成用安定液吐出管１７内に土砂粒子等が流入するのを防止するために、電磁弁や逆止弁等のバルブ（図示せず）が設けられている。

安定液供給装置から造成用安定液供給管１６を介して各造成用安定液吐出管１７に造成用安定液（水とセメントとの混合物であるセメントミルク等）を供給することにより、各造成用安定液吐出管１７の先端開口１８から両ロータリーカッター２０、２０間の上方に向けて水平方向から造成用安定液が吐出される。

姿勢制御装置４０は、図１及び図２に示すように、掘削機１のフレーム２の姿勢を垂直に制御することにより、フレーム２の下部の一対のロータリーカッター２０、２０によって地盤７０に垂直に溝７１を掘削するためのものであって、フレーム２の幅方向の姿勢を制御する幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１と、フレーム２の長手方向の姿勢を制御する長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２と、各アクチュエータ４１、４２の駆動源と、掘削機１のフレーム２の傾斜角度を検知する傾斜角度検知器（図示せず）とを備えている。

本実施の形態においては、フレーム２の下端部の長手方向の両端部に、フレーム２の幅方向（図２の矢印ａ方向）に伸縮自在にそれぞれ一対の幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、４１を設け、フレーム２の上端部の長手方向の両端部に、フレーム２の長手方向（図１の矢印ｂ方向）に伸縮自在にそれぞれ一つの長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２を設けている。

各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１は、フレーム２の幅方向の両外面６、６からそれぞれ外方に向けて伸縮可能に構成され、これらの幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１によってフレーム２の幅方向の両外面６、６が垂直に保たれる。

長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２は、フレーム２の長手方向の両外面７、７からそれぞれ外方に向けて伸縮可能に構成され、これらの長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２によってフレーム２の長手方向の両外面７、７が垂直に保たれる。

幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、及び長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２は、同一構成を有するものであって、図６〜図８に示すように、フレーム２に取り付けられるとともに、フレーム２の外面６、７から外方に向けて伸縮可能なケーシング４３と、ケーシング４３内に収容されるジャッキ５６とから構成されている。

ケーシング４３は、一端が基板４５によって閉塞された円筒状の内ケーシング４４と、内ケーシング４４の外周面に摺動可能に設けられるとともに、一端が圧接板４７によって閉塞された円筒状の外ケーシング４６と、内ケーシング４４の外周面と外ケーシング４６の内周面との間シールするシール部材５３とから構成されている。

ケーシング４３の内部には密封された空間５１が形成され、この空間５１内にジャッキ５６が収容されている。

ケーシング４３の内ケーシング４４は、一端の基板４５がフレーム２にボルト等によって固定され、この内ケーシング４４の外周面上を外ケーシング４６が摺動可能に構成されている。ケーシング４３の外ケーシング４６の他端側の内周面には、３つの環状の溝５２が間隔をおいて設けられ、内側の２本の溝５２内にＵ形パッキン５４が装着され、外側の溝５２内にダストシール５５が装着され、これらのＵ形パッキン５４及びダストシール５５によって内ケーシング４４の外周面と外ケーシング４６の内周面との間をシールするシール部材５３が構成されている。

ジャッキ５６は、シリンダ５７と、シリンダ５７から出没可能なロッド５８とから構成され、シリンダ５７が内ケーシング４４の基板４５の内面にボルトによって固定され、ロッド５８の先端５９が外ケーシング４６の圧接板４７の内面に、圧接板４７に対して相対的に回動自在に取り付けられている。

本実施の形態では、ジャッキ５６のロッド５８の先端に内板４９を固定ねじ６１によって回動自在に取り付け、この固定ねじ６１の円形状の頭部６２を圧接板４７の内面中央部に設けた円形断面の凹部４８内に回動自在に挿入し、この状態で内板４９を圧接板４７の内面側にボルト６５によって固定することにより、ジャッキ５６のロッド５８の先端５９を圧接板４７に相対的に回動自在に取り付けている。

駆動源（図示せず）は、各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、及び各長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２のジャッキ５６に油圧を供給する油圧ポンプ等の油圧供給装置からなるものであって、各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、及び各長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２のジャッキ５６は、地上等に設置された油圧供給装置に油圧ホース等を介して接続されている。油圧供給装置から油圧ホース等を介して各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、及び各長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２のジャッキ５６に油圧を供給することにより、各ジャッキ５６を介して各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、及び各長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２が伸縮する。

図１及び図２において、何れかの幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、或いは何れかの長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２を伸縮させ、その圧接板４７の外面を掘削した溝７１の内面に圧接させることより、フレーム２の幅方向及び長手方向の外面６、７を垂直に保つことができ、フレーム２の下部の一対のロータリーカッター２０、２０によって地盤７０に溝７１を垂直に掘削することができる。

なお、本実施の形態においては、フレーム２の下端部の長手方向の両端部にそれぞれ一対の幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、４１を設けているが、フレーム２の上端部の長手方向の両端部にもそれぞれ一対の幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、４１を設けてもよい。また、フレーム２の上端部の長手方向の両端部にそれぞれ一つの長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２を設けているが、フレーム２の下端部の長手方向の両端部にもそれぞれ一つの長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２を設けてもよい。

上記のような構成の掘削機１及び姿勢制御装置４０を用いて地盤７０にソイルセメント壁７５を構築するには、まず、図９及び図１０に示すように、掘削機１の両ロータリーカッター２０、２０を回転させるとともに、クローラクレーンを操作して掘削機１を下降させ、両ロータリーカッター２０、２０を地盤７０に接触させることにより、地盤７０を下方に向けて掘削し、地盤７０に平面視矩形状の所定深さの溝７１を形成する。

この際に、地上の安定液供給装置から掘削用安定液供給管１３を介して掘削用安定液吐出管１４に掘削用安定液を供給し、掘削用安定液を掘削用安定液吐出管１４の先端開口１５から両ロータリーカッター２０、２０間の下方の部分に向けて吐出させる。これにより、両ロータリーカッター２０、２０によって掘削された土砂と掘削用安定液とを混合した状態で両ロータリーカッター２０、２０間に巻き込むことができ、しかも、各ロータリーカッター２０の第１及び第６ブレード列３１、３６のブレード２２、及び第２〜第５ブレード列３２〜３５の屈曲された複数のブレード２２´により、土砂と掘削用安定液とを効率よく攪拌できるので、両ロータリーカッター２０、２０の負荷を軽減させることができ、カッタービット３０の摩耗を軽減させることができるとともに、各ロータリーカッター２０の周囲に土砂が付着するのを防止できる。

また、地上のコンプレッサーから空気供給管１０を介して空気噴射管１１に空気を供給し、空気噴射管１１の各噴射孔１２から上方に向けて空気を噴射させる。これにより、両ロータリーカッター２０、２０間に巻き込んだ土砂と掘削用安定液との混合物の上方への流動を促進させることができるので、掘削面から掘削土砂を効率良く排出でき、掘削機１による掘削速度を向上させることができる。

上記の地盤７０に溝７１を掘削する過程において、姿勢制御装置４０の傾斜角度検出器により、掘削機１のフレーム２の傾斜角度を逐一検知し、この検知したデータに基づいて何れかの横方向姿勢制御用のアクチュエータ４１、又は何れかの縦方向姿勢制御用のアクチュエータ４２を伸縮させ、その圧接板４７の外面を掘削した溝７１の内面７２、７３に圧接させることにより掘削機１のフレーム２を垂直に保ち、この状態で地盤７０に溝７１を垂直に掘削する。

そして、溝７１の掘削が完了した後に、図１１及び図１２に示すように、掘削用安定液から造成用安定液に切り換え、地上の安定液供給装置から造成用安定液供給管１６を介して造成用安定液吐出管１７に造成用安定液を供給し、造成用安定液吐出管１７の先端開口１８から両ロータリーカッター２０、２０間の上方の部分に向けて水平方向から造成用安定液を吐出させ、空気噴射管１１の各噴射孔１２から空気を必要に応じて噴射させながら、クローラクレーンの操作によって掘削機１を溝７１内から引き上げる。

これにより、両ロータリーカッター２０、２０間に巻き込まれ、空気によって上方への流動が促進された、土砂と掘削用安定液との混合物と造成用安定液とが攪拌混合され、この際に、各ロータリーカッター２０の各ブレード列３１〜３６のブレード２２、２２´によって攪拌が促進され、土砂と掘削用安定液と造成用安定液とが均一に攪拌混合されたソイルセメント壁７５が溝７１内に構築される。
また、ロータリーカッター２０、２０の上部に造成用安定液を入れることにより、造成用安定液がロータリーカッター２０、２０で攪拌されて、ロータリーカッター２０、２０の下方（掘削機１の引き上げによって空洞になる箇所）に送り込まれるので、良質なソイルセメント壁７５を構築することができる。

上記のように構成した本実施の形態の姿勢制御装置４０にあっては、横方向姿勢制御用アクチュエータ４１及び縦方向姿勢制御用アクチュエータ４２を、内ケーシング４４と外ケーシング４６とからなるケーシング４３と、ケーシング４３の密封された空間５１内に収容したジャッキ５６とによって構成し、ジャッキ５６の駆動によってケーシング４３を伸縮させて、外ケーシング４６の圧接板４７の外面を溝７１の内面７２、７３に圧接させるように構成したことにより、ロータリーカッター２０、２０によって地盤７０を掘削することによって産出された土砂が各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２に噛み込むようなことはない。

従って、土砂を噛み込むことによって各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２の伸縮が阻害されるようなことはなく、各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２を確実に伸縮させることができるので、土砂の噛み込みによって掘削機１の姿勢制御が困難になるようなことはなく、地盤７０に垂直の溝７１を形成することができる。

また、土砂の噛み込みによって各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２の伸縮が困難になるようなことはないので、噛み込んだ土砂によって各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２の伸縮が阻害されるようなことはなく、掘削機１を地盤７０に掘削した溝７１内から確実に引き上げることができる。

さらに、各幅方向姿勢制御用アクチュエータ４１、長手方向姿勢制御用アクチュエータ４２は、内ケーシング４４と外ケーシング４６とからなるケーシング４３と、ケーシング４３内に収容されるジャッキ５６とから構成した簡単な構成ものであるので、設備費を大幅に削減することができる。

さらに、各ジャッキ５６のロッド５８は、外ケーシング４６の圧接板４７に先端５９が相対的に回動自在に取り付けられているので、外ケーシング４６に掘削した土砂等による抵抗によって回転方向への過大な荷重が作用しても、その荷重を外ケーシング４６に対してロッド５８の先端５９を相対的に回動させることによって逃がすことができるので、ロッド５８に曲がりなどが生じるのを防止でき、ジャッキ５６の機能を維持することができる。

なお、上記の説明においては、掘削機１をクローラクレーンに吊り下げたが、掘削機１を吊り上げ又は吊り下げ機に吊り下げてもよい。

１懸垂式掘削機２フレーム
３上面５下面
６外面（幅方向）７外面（長手方向）
８吊部１０空気供給管
１１空気噴射管１２噴射孔
１３掘削用安定液供給管１４掘削用安定液吐出管
１５先端開口１６造成用安定液供給管
１７造成用安定液吐出管１８先端開口
１９掘削手段２０ロータリーカッター
２１ドラム２２ブレード
２２´ ブレード２３板面
２４左半部２５板面
２６右半部２７板面
３０カッタービット３１第１ブレード列
３２第２ブレード列３３第３ブレード列
３４第４ブレード列３５第５ブレード列
３６第６ブレード列４０姿勢制御装置
４１幅方向姿勢制御用アクチュエータ４２長手方向姿勢制御用アクチュエータ
４３ケーシング４４内ケーシング
４５基板４６外ケーシング
４７圧接板４８凹部
４９内板５１空間
５２溝５３シール部材
５４Ｕ形パッキン５５ダストシール
５６ジャッキ５７シリンダ
５８ロッド５９先端
６１固定ねじ６２頭部
６５ボルト６６ワイヤー
７０地盤７１溝
７２幅方向の内面７３長手方向の内面
７５ソイルセメント壁

Claims

フレームの下部に掘削手段が設けられ、該掘削手段によって地盤に溝を掘削する懸垂式掘削機の姿勢制御装置であって、
前記フレームに設けられて、前記フレームの外面から前記溝の幅方向に伸縮して、前記フレームの前記溝の幅方向の姿勢を制御する幅方向姿勢制御用アクチュエータと、前記フレームに設けられて、前記フレームの外面から前記溝の長手方向に伸縮して、前記フレームの前記溝の長手方向の姿勢を制御する長手方向姿勢制御用アクチュエータとを備え、
前記幅方向姿勢制御用アクチュエータ、及び前記長手方向姿勢制御用アクチュエータは、前記フレームに取り付けられるとともに、前記フレームの外面から前記溝の幅方向又は長手方向に伸縮可能なケーシングと、該ケーシング内に設けられて、該ケーシングを前記フレームの外面から前記溝の幅方向又は長手方向に伸縮させるジャッキとからなることを特徴とする懸垂式掘削機の姿勢制御装置。
前記ケーシングは、前記フレームに取り付けられる内ケーシングと、該内ケーシングの外面側に摺動自在に設けられる外ケーシングと、前記内ケーシングの外面と前記外ケーシングの内面との間をシールし、前記ケーシング内に密封された空間を形成するシール部材とからなり、
前記ジャッキは、前記空間内に収容されるとともに、前記内ケーシング側に取り付けられるシリンダと、該シリンダから出没可能な先端が前記外ケーシング側に取り付けられるロッドとからなることを特徴とする請求項１に記載の懸垂式掘削機の姿勢制御装置。
前記ロッドの先端は、前記外ケーシング側に相対的に回動自在に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の懸垂式掘削機の姿勢制御装置。
前記掘削手段は、ロータリーカッター或いはバケットであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の懸垂式掘削機の姿勢制御装置。