JPH05163733A - ニューマチックケーソン工法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削排土を連続的に行い、無人自動化により
効率的な掘削を可能とする。 【構成】 圧気作業室内で連続的に掘削した土砂を圧気
状態内で連続的に搬出し、搬出ゲートを備えた排土ロッ
ク室内に所要量貯留する。そのあと圧気室内との圧気状
態を絶った状態で排土ロック室１２内よりケーソン１の
底部の排土用作業床２の上へ搬出してケーソン１の外へ
搬出する。これにより連続的に排土して掘削排土能力を
向上させることと保安、整備、解体作業も大気圧下で行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は掘削排土を連続的に行
い、無人自動化により効率的な掘削を可能としたニュー
マチックケーソン工法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】地下空間の有効利用を図るための大深度
立杭や、大深度大型基礎に適用する施工技術の一つして
ニューマチックケーソン工法がある。これはケーソン先
端部において圧気をかけた作業室内に作業員が入り、掘
削しつつケーソンを沈下させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このニューマチックケ
ーソン工法においては作業員が作業室内に立ち入ること
のできる内気圧には限界があるため、地下水位が高い地
盤においては掘削深度が制約される。このため圧気室内
に作業員が直接入らないで、圧気室内に設ける大気圧に
近い室内圧のカプセル内に作業員が入って、この作業カ
プセル内より圧気室内の掘削機械を沿革操作する方法も
提案されている。しかし、いずれにしても圧気掘削部よ
りの排土は搬出バケットを用い、マテリアルロックを経
て行うため、搬出バケットの通過毎にマテリアルロック
を操作するので、排土に時間を要し、更にバケットやマ
テリアルロックの大きさ等による排土能力に応じて掘削
能力を定めるため、掘削能力にも限界がある。

【０００４】本発明はニューマチックケーソン工法にお
いて、圧気室内には作業員は入らず、しかも圧気室内と
排土室との間に排土ロック室を設けることによりドラグ
ラインバケットエレベータにより連続的に排土して掘削
排土能力を向上させることと保安、整備、解体作業も大
気圧下で行うことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、圧気作業室内で連続的に掘削
した土砂を圧気状態内で連続的に搬出し、搬出ゲートを
備えた排出シュート内に所要量貯留したあと、圧気室内
との圧気状態を絶った状態で排土ロック室外のケーソン
底部の排土用作業床上へ搬出してケーソン外へ搬出する
ようになしたことを要旨とする。

【０００６】

【作用】ケーソン下方の圧気作業室と導通するようにケ
ーシングを旋回可能に備え、このケーシング内に、圧気
状態で排土可能なように排土ロック室、及びドラグライ
ンバケットエレベータを備えたケーシングフレームを設
ける。そしてこのケーシングフレームを設けた昇降フレ
ームに掘削装置を設けて、掘削排土装置を圧気室と隔絶
的に、前記ケーシング内に格納できるようになす。この
ため、排土ロック室の上下部に設けたゲートを交互に開
閉させることにより、排土時にもケーシングフレーム内
の圧力が逃げることがなく、しかも連続的に掘削排土が
行えるので、掘削能力が向上できる。さらに掘削排土装
置はケーシング内に格納し、圧気室と隔絶した状態にで
きるので、大気圧下での補修、解体等が完全に行える。

【０００７】

【実施例】以下本発明ニューマチックケーソン工法及び
その装置を図示の実施例に基づいて説明する。図におい
て１は所要径と長さを有するケーソンの本体で、このケ
ーソン本体１は掘削深度に応じ、順次上部に継ぎ足すよ
うになすと共に、下端刃口１ａより所要の圧気作業室Ｒ
を形成する所要高さ位置に作業床２をケーソン本体１と
一体に形成し、かつこの作業床２の中央部に貫通孔を設
け、掘削・排土装置を格納するケーシング３の下部を気
密的に嵌挿し、かつ回動自在に支持する。

【０００８】ケーシング３の回動（旋回）はケーシング
３または作業床２上に設置した旋回装置４にて行うもの
である。

【０００９】ケーシング３内には掘削排土装置５を支持
した昇降フレーム６を昇降可能に、かつ気密的に嵌挿
し、ケーシング３の上部に設けた吊上装置７にて昇降さ
せる。

【００１０】昇降フレーム６の下端は通常の掘削排土作
業時、作業床２より下方の圧気作業室内に突出し、この
下端にトレンチャー８、リングカットマシン９を俯仰揺
動自在にしてそれぞれ支持すると共に、このフレーム６
の内部に気密的にドラグラインバケットエレベータ１０
のケーシングフレーム１１を設ける。そしてこのケーシ
ングフレーム１１の下部にはエンドレスチェン１０ｃに
所定ピッチで配列配設したバケット１０Ｂの運行にて圧
気作業室Ｒの中央部底面の掘削をしつつ、排土を掬い取
り、ケーシングフレーム内を上昇し、該フレーム上部に
設けた排出シュート１０Ｓへ排出するようになす。

【００１１】ケーシングフレーム１１は筒状をなし、こ
の縦方向の筒状内部にエンドレスチェンに取り付けられ
たバケット１０Ｂが上昇及び降下し、上昇してきたバケ
ット１０Ｂは転回して内容物、すなわち掘削土砂をシュ
ート１０Ｓ内へ排出できるようにケーシングフレーム１
１の上部側方に排出シュート１０Ｓを一体に形成され、
この排出シュート１０Ｓの下方に所要内容積を有する排
土ロック室１２を連設し、この排出シュート１０Ｓ、排
土ロック室１２間に排出ゲート１３を展開自在に設け、
このゲート１３の開放により排出シュート内の掘削土砂
を下方の排土ロック室１２へ落下供給するようになす。

【００１２】そしてこの排土ロック室１２の下端にも開
閉可能にして排土ゲート１４を設けると共に、この排土
ロック室１２の入口側、及び出口側に設けた排土ゲート
１３，１４を交互に開閉し、これにより排土時において
もケーシングフレーム１１内の圧力を保持するようにな
す。

【００１３】前記ケーシング３は掘削排土装置５を備え
た昇降フレーム６を昇降する部分を円筒形とし、この一
外周面をその長手方向に切り欠いてケーシングフレーム
１１の排出シュート１０Ｓ部分を円筒部より導きだし、
自由にケーシング３内を昇降するようになすと共に、こ
の排出シュート１０Ｓの昇降工程全長にわたり、外部を
覆うように膨出部３ａを一体に設け、このケーシング膨
出部３ａの下面を前記排土ロック室の排土ゲート１４と
上下に対向し、かつこの排土ゲート１４の下方位置を開
口し、これにシャッター１５を開閉自在に設け、このシ
ャッター１５は通常の排土作業時、常に開放せしめ、掘
削排土装置の保守点検・修理時に閉鎖するようになす。
なお水荷重載荷時は排土ゲート下部を下げて、シャッタ
ー部と水密に接合するとともに上部にマテリアルロック
を設け、ホスピタルロックも上にシャフトをつないで設
けている。

【００１４】作業床２中央部に開口し、ケーシング３を
挿通した孔を昇降フレーム６を上昇させた時、閉じるよ
うにするボトムゲート１６を設ける。

【００１５】昇降フレーム６の下端に設けるトレンチャ
ー８とリングカットマシン９は異なる位置、例えば図示
のように対向位置に設け、同時にケーソン刃口よりケー
ソン下端周辺部を掘削可能とすると共に、主として溝堀
をするトレンチャー８の先端に掴み掘削機１７を備え、
トレンチャー８による溝堀先端部のケーソン刃口下を掘
削せしめる。

【００１６】従って上述の如く構成したる装置にて掘削
する場合、ケーソン下端の圧気作業室内には掘削孔外周
囲の土圧・水圧によって掘削部が崩壊しないように掘削
外周囲圧に応じて適当の空気圧を加える。この場合、圧
気作業室Ｒ内には作業者が一切立ち入らないので、通常
作業者の耐圧以上の高圧とすることもできる。このよう
に所要の圧力を加えながらトレンチャー８、掴み掘削機
１７、リングカットマシン９にてケーソン刃口、及びそ
の周辺部をトレンチャー、リングカットマシンのアーム
を揺動させて掘削し、その掘削土砂を圧気室中央部へ排
出する。そしてドラグラインバケットエレベータ１０に
て中央部を掘削しつつ、かつトレンチャー・リングカッ
トマシンにて吐き出された土砂と共にバケットにて掬い
取り、順次ケーシングフレーム１１内を上昇させ、ゲー
ト１３を閉じた排出シュート１０Ｓ内にあける。

【００１７】排出シュート１０Ｓ内からゲート１３を開
いた状態でゲート１４を閉じた状態の排土ロック室１２
内に供給する。土砂が排土ロック室１２へ一定量供給さ
れると、ゲート１３を閉じ、ケーシングフレーム内の圧
力を保持しつつ、次にゲート１４を開いて排土ロック室
内の土砂を作業床上に落下して移す。このようにしてト
レンチャー８、リングカットマシン９にてケーソン刃口
の周囲方向に掘削するが、これはトレンチャー８による
溝堀幅を一ピッチとして順次間歇的にケーシング３を回
動させて行う。

【００１８】従って作業床上の排土はケーシング３の回
動に応じて破線円状に排出され、盛り上がる。これを図
示のようなクラムシェルバケット１８、その他の手段に
てケーソン内より外部へ排出するものである。このよう
にして順次ケーソンを継ぎ足しながら所要深度まで連続
的に排土して掘削を続ける。

【００１９】掘削作業時、掘削または排土装置のいずれ
か、または全部が故障した場合、及び保守点検時、並び
に解体作業時はシャッターゲート１５を閉じ、トレンチ
ャー８、リングカットマシン９及びドラグラインバケッ
トエレベータの下部のシールを開放してケーシング３内
を圧気状態として全て、図２の鎖線で示すように昇降フ
レーム６の外径内に伸延して、昇降フレーム６を前記掘
削排土装置５と共に吊上装置７等にてケーシング３内を
上昇せしめる。そして完全にケーシング３内に格納され
た後、ボトムゲート１６を閉じ、圧気室Ｒ内の加圧が漏
れないようにしてシャッターゲート１５を開き、ケーシ
ング３内を大気圧として作業者がこのケーシング３に入
って所定の作業を行う。作業終了後は前と逆の操作にて
昇降フレームを降下させ、掘削作業を継続できるように
なす。

【００２０】

【発明の効果】本発明によるときは圧気室内で掘削され
た排土はドラグラインバケットエレベータにて掻き揚げ
られ、圧気室内と同じ圧気状態にある排出シュート内に
所要量に達するまで一時貯留された後、排土ロック室を
介してケーソン内作業床へ移すようになしているので、
圧気室内の圧力は排土時においても保持されるため、連
続的に排土作業が行われ、従来に比べ、排土能力が著し
く向上し、これにより掘削能力がこの排土能力に制限さ
れることがないので、掘削の能力も向上する利点があ
る。さらに掘削・排土装置を昇降フレームと共にケーシ
ング内に格納され、かつ圧気作業室と、このケーシング
とを隔絶できるので、掘削排土装置の補修等が大気圧下
で安全に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ニューマチックケーソン工法に用いる掘
削装置を示す断面図である。

【図２】同要部の拡大断面図である。

【図３】同平面図である。

【符号の説明】

１ ケーソン ２ 作業床 ３ ケーシング ５ 掘削排土装置 ６ 昇降フレーム ８ トレンチャー ９ リングカットマシン １０ ドラグラインバケットエレベータ １１ ケーシングフレーム １２ 排土ロック室 １３ ゲート １４ ゲート １５ シャッターゲート １６ ボトムゲート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧気作業室内で連続的に掘削した土砂を
   圧気状態内で連続的に搬出し、搬出ゲートを備えた排土
   ロック室内に所要量貯留したあと、圧気室内との圧気状
   態を絶った状態で排土ロック室内よりケーソン底部の排
   土用作業床上へ搬出してケーソン外へ搬出するようにな
   したことを特徴とするニューマチックケーソン工法。
2. 【請求項２】 ケーソン内に樹立し、かつこの作業床中
   央部に旋回自在にして気密的に支持したシャッターゲー
   ト付のケーシングとケーシング内に昇降自在に設けた昇
   降フレームと、この昇降フレームに折り畳み自在にして
   設けた掘削排土装置と、前記掘削排土装置をケーシング
   内に格納したとき、ケーシングとケーソン下方の圧気作
   業室との圧気状態を絶つボトムゲートと、昇降フレーム
   内のケーシングフレームの排出シュート下部に排土用の
   ゲートを備えた排土ロック室とよりなることを特徴とす
   るニューマチックケーソン工法における装置。