JPH06341145A - 連続地中壁掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】掘削時カッタに付着する粘土を掘削作業と同時
に並行して洗い流し、カッタヘの粘土の付着を防止し効
率的に掘削作業を行なう。 【構成】連続地中壁掘削機は、掘削機本体の下端に設け
られ互いに逆回転する一対のカッタ群２０〜２３および
３０〜３３の上方に洗滌装置５０を設けている。洗滌装
置５０、５１は、水中ポンプ５２、５３とこの水中ポン
プ５２、５３にアキュームレータ５４、５５を介して接
続されカッタ２０〜２３、３０〜３３の回転方向に面し
て着脱可能に配設された洗滌ノズル５６Ａ、５６Ｂ、５
７Ａ、５７Ｂとを有し、粘土層掘削時、洗滌ノズル５６
Ａ、５６Ｂ、５７Ａ、５７Ｂからカッタ２０〜２３、３
０〜３３に水流を放出してカッタ２０〜２３、３０〜３
３に付着した粘土を洗滌するようにしている。また、各
カッタ２０〜２３および３０〜３３の外周面を低摩擦材
によりライニング加工している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中に連続地中壁を形
成する掘削機に係り、特に、水平多軸タイプの連続地中
壁掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水平多軸タイプの連続地中壁掘削
機は、掘削機本体をクレーンにより昇降可能に吊下し、
掘削機本体が地中を掘削するに従い掘削機を掘削孔内に
降下させつつ掘削するようにしている。掘削機本体に
は、下端に複数の駆動軸が水平に設けられる。これら駆
動軸は２群から構成される。各群の駆動軸は、主軸と複
数のリングカッタ軸とからなり、リングカッタ軸には小
径のリングカッタと大径のリングカッタとがそれぞれ取
り付けられ、主軸の両端には両リングカッタを挟んでド
ラムカッタがそれぞれ取付けられている。各ドラムカッ
タは、鋼鉄製のドラム本体周面に所定の間隔を隔てて多
数の掘削刃取付け用の突部が形成され、これら突部に掘
削刃がピンを介して取り外し可能に取り付けられてい
る。また、各リングカッタも同様に、鋼鉄製のリング本
体周面に所定の間隔を隔てて多数の掘削刃取付け用の突
部が形成され、これら突部に掘削刃がピンを介して取り
外し可能に取り付けられている。各駆動軸は外部の駆動
モータから群ごとに互いに逆方向に回転駆動力が伝達さ
れるようになっている。そして、掘削時には、予め所定
の深さに掘削された掘削孔内に、クレーンにより掘削機
本体を吊り下し、水を供給しながら駆動モータにより正
転側の各カッタと、逆転側の各カッタとをそれぞれ逆方
向に回転させ、掘削刃により地中を掘削し、地中壁を形
成するようにしている。

【０００３】正転側ドラムカッタと逆転側ドラムカッタ
との間の上方には、排出機構が設けられる。この排出機
構は回転するカッタにより掘削された含水排土（スラリ
ー）が正転側カッタと逆転側カッタとの間から上方に運
ばれると、この含水排土を吸引して外部に排出するよう
になっている。また、掘削により形成された地中壁を保
護するため、掘削孔内には必要に応じて外部から水を供
給したり、あるいは掘削孔から涌き出る涌水を外部に排
水したりして、掘削孔内に常時水を充満させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、地層は場所
に応じて砂れき層や粘土層等のそれぞれ特有の土質を備
えた層から構成されるため、地中を掘削する際、上記従
来の連続地中壁掘削機では、粘土層を掘削すると、カッ
タの掘削刃に粘土が付着しやすい。付着した粘土はカッ
タの回転による遠心力あるいは振動によっても剥れにく
く、特に、粘土層が厚い場合には、付着した粘土がカッ
タの周面に層状に付着してその厚さを増し、掘削刃を覆
いつくして掘削不能になってしまう。そのため、上記従
来の連続地中壁掘削機では、粘土層に当った場合、カッ
タを駆動する駆動モータの回転負荷を検知して空回り状
態になると、掘削作業を中止して、掘削機本体をクレー
ンで引き上げ、地上に降ろして人力によりカッタに付着
した粘土をそぎ落としていた。このため、掘削作業に多
大の時間と労力を要するという問題があった。

【０００５】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、掘削時カッタに付着する粘土を掘削作業と同時に
並行して洗い流し、カッタヘの粘土の付着を防止し効率
的に掘削作業を行なうことができる連続地中壁掘削機を
提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る連続地中壁
掘削機は、クレーンに昇降可能に吊下された掘削機本体
と、この掘削機本体の下端に設けられた複数の駆動軸に
取付けられ、互いに逆回転する一対のカッタと、各カッ
タ間に開口して設けられ、ポンプにより含水排土を吸引
して外部に排出する排出機構とを備えた連続地中壁掘削
機において、各カッタの上方にカッタに水流を放出して
カッタを洗滌する洗滌装置を設けるようにしたものであ
る。

【０００７】

【作用】本発明に係る連続地中壁掘削機は、掘削時カッ
タへの粘土の付着を検知すると、洗滌装置によりカッタ
に対して水を放出するようにしているので、掘削作業と
同時にカッタに付着した粘土が洗い流され、カッタの掘
削性能を絶えず良好に維持して連続して掘削することが
でき、掘削効率が向上する。

【０００８】

【実施例】以下、図示実施例により本発明を説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る連続地中壁掘削機全体
を示す全体側面図、図２は図１の連続地中壁掘削機の正
面図、図３ないし図４はそれぞれ、図１の掘削機本体を
示す一部破断正面図および側面図、図５は洗滌装置の洗
滌系統を示す概念図である。連続地中壁掘削機２は、図
１および図２に示すように、クレーン車３のクレーン４
に掘削機本体５を昇降可能に吊下して構成される。クレ
ーン車３の本体３Ａは、旋回中心Ｏ₁ を中心に回動可能
に構成され、クレーン４はクレーン車本体３Ａと一体的
に回動するとともにクレーン繋止装置４Ａによりクレー
ン車本体３Ａに傾斜可能に繋止される。クレーン車本体
３Ａの後部には、掘削機本体５をワイヤ６により昇降可
能に吊下する吊下装置７が設けられている。また、クレ
ーン車本体３Ａには、駆動モータ８（図５参照）が設け
られ、この駆動モータ８は掘削機本体５へ掘削のための
駆動力を供給するようになっている。

【０００９】掘削機本体５は、図３に示すように、枠体
１０に２系統の駆動伝達装置１１、１２が垂設される。
これら２系統の駆動伝達装置１１、１２には、図５に示
すように、各系統ごとに複数の駆動軸１３Ａ、１３Ｂ、
１３Ｃおよび１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃがそれぞれ連結さ
れる。一方の駆動系は、駆動伝達装置１１および主軸１
３Ａ、リングカッタ軸１３Ｂ、１３Ｃから構成され、他
方の駆動系は、駆動伝達装置１２および主軸１４Ａ、リ
ングカッタ軸１４Ｂ、１４Ｃから構成される。これら各
系統の駆動伝達装置１１、１２は駆動モータ８からの駆
動力を各駆動軸１３Ａ〜１３Ｃ、１４Ａ〜１４Ｃに伝達
するようになっている。

【００１０】一方の駆動系は、図３に示すように、リン
グカッタ軸１３Ｂ、１３Ｃに、大径のリングカッタ２０
および小径のリングカッタ２１がそれぞれ取り付けられ
るとともに、図４に示すように、主軸１３Ａの両端には
これらリングカッタ２０、２１を挟んでドラムカッタ２
２、２３がそれぞれ取り付けられる。他方の駆動系も同
様に、図５に示すように、各リングカッタ軸１４Ｂ、１
４Ｃに大径および小径の各リングカッタ３０、３１がそ
れぞれ取り付けられ、主軸１４Ａの両端にはリングカッ
タ３０、３１を挟んでドラムカッタ３２、３３がそれぞ
れ取り付けられる。

【００１１】各ドラムカッタ２２、２３、３２、３３
は、図４に示すように、鋼鉄製のドラム本体周面に所定
の間隔を隔てて多数の掘削刃取付け部材２２Ａ、２３
Ａ、３２Ａ、３３Ａが形成され、これら掘削刃取付け部
材２２Ａ、２３Ａ、３２Ａ、３３Ａに掘削刃２２Ｂ、２
３Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂがピンを介して取り外し可能に取
り付けられている。また、大径および小径のリングカッ
タ２０、２１および３０、３１は、それぞれ鋼鉄製のリ
ング本体外周に所定の間隔を隔てて多数の掘削刃取付け
部材２０Ａ、２１Ａ、３０Ａ、３１Ａが形成され、これ
ら掘削刃取付け部材２０Ａ、２１Ａ、３０Ａ、３１Ａに
掘削刃２０Ｂ、２１Ｂ、３０Ｂ、３１Ｂがピンを介して
取り外し可能に取り付けられている。

【００１２】さらに、各カッタ２０〜２３、３０〜３３
のドラム本体あるいはリング本体周面のうち、掘削刃取
付け部材２０Ａ〜２３Ａ、３０Ａ〜３３Ａを除く周面に
は、分子量５５０万以上の超高分子量ポリエチレン材２
０Ｃ〜２３Ｃ、３０Ｃ〜３３Ｃがライニング加工されて
いる。このポリエチレン材２０Ｃ〜２３Ｃ、３０Ｃ〜３
３Ｃは、低摩擦性、非付着性、耐摩耗性に富む性質を有
し、特に、動摩擦係数では、ドライ条件で０．０７〜
０．２２、水潤滑条件で０．０５〜０．１０の動摩擦係
数を示す。

【００１３】各駆動系の駆動軸１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ
および１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは各駆動系ごと互いに逆
回転するようになっており、例えば、図３に示すよう
に、一方の駆動系の正転側駆動軸１３Ａ、１３Ｂ、１３
Ｃは時計方向に、他方の駆動系の逆転側駆動軸１４Ａ、
１４Ｂ、１４Ｃは反時計方向に回転するようになってい
る。このため、各カッタ２０〜２３、３０〜３３により
掘削された排土は掘削孔内の水とスラリー状に混合され
て各カッタ２０〜２３、３０〜３３に巻き込まれ、上方
に運ばれる。

【００１４】正転側ドラムカッタ２２、２３と逆転側ド
ラムカッタ３２、３３との間には、図３に示すように、
上方に排出装置４０が設けられる。この排出装置４０
は、正転側ドラムカッタ２２、２３と逆転側ドラムカッ
タ３２、３３のそれぞれ内側上面に開口する吸引通路４
１と、吸引通路４１に連通し吸引通路４１から吸引され
た含水排土を排出通路４３を介して外部に排出する水中
ポンプ４２とを備えて構成される。排出装置４０は、各
カッタ２０〜２３、３０〜３３により掘削されて正転側
カッタ２０〜２３と逆転側カッタ３０〜３３との間に巻
き込まれ、上方に運ばれた含水排土を水中ポンプ４２の
作動により吸引通路４１の開口部から吸引し、排出通路
４３を介して外部に排出する。

【００１５】ところで、図３ないし図４に示すように、
正転側ドラムカッタ２２、２３と逆転側ドラムカッタ３
２、３３との上方には、洗滌装置５０、５１がそれぞれ
設けられる。洗滌装置５０、５１は、図５に示すよう
に、水中サンドポンプ５２、５３と、アキュームレータ
５４、５５と、分岐通路５６、５７と、洗滌ノズル５６
Ａ、５６Ｂおよび５７Ａ、５７Ｂとを備えて構成され
る。水中サンドポンプ５２、５３は、図３および図４に
示すように、枠体１０の内部に設けられる。水中サンド
ポンプ５２、５３は、図５に示すように、検知器７０に
より駆動モータの負荷を検知して、各カッタ２０〜２
３、３０〜３３の空回りを検出すると、作動スイッチ７
１がオンされて動作し、掘削孔内の土砂水を吸引してア
キュームレータ５４、５５に送出するようになってい
る。これら水中サンドポンプ５２、５３には、１分間に
約２０００リットル程度の多量の水を吸排水するタイプ
の耐振用水中サンドポンプが用いられる。本実施例で
は、図４および図６に示すように、ポンプとアキューム
レータとが一体となった２個の水中サンドポンプユニッ
ト５２、５４および５３、５５を用いている。アキュー
ムレータ５４、５５は水中サンドポンプ５２、５３から
送出された土砂水を所定の圧に蓄圧して分岐通路５６、
５７にそれぞれ放出するようになっている。

【００１６】分岐通路５６、５７の分岐した終端部に
は、図６に示すように、洗滌ノズル５６Ａ、５６Ｂおよ
び５７Ａ、５７Ｂが着脱可能にそれぞれ取り付けられ
る。逆転側の洗滌ノズル５６Ａ、５６Ｂは、図５および
図６に示すように、ドラムカッタ３２、３３の上方に軸
方向幅に沿って設けられ、ノズル口５８、５９が多数形
成されている。洗滌ノズル５６Ａ、５６Ｂは、ドラムカ
ッタ３２、３３の回転方向に対向して配置される。正転
側の洗滌ノズル５７Ａ、５７Ｂも同様に、多数のノズル
口６０、６１を有するとともに、ドラムカッタ２２、２
３の上方に軸方向幅に沿って設けられ、ドラムカッタ２
２、２３の回転方向に対向して配置される。洗滌ノズル
５６Ａ、５６Ｂおよび５７Ａ、５７Ｂは、分岐通路５
６、５７およびアキュームレータ５４、５５を介して水
中サンドポンプ５２、５３にそれぞれ接続される。洗滌
ノズル５６Ａ、５６Ｂおよび５７Ａ、５７Ｂは、水中サ
ンドポンプユニット５２、５４および５３、５５が作動
すると、掘削孔内の多量の土砂水をドラムカッタ３２、
３３および２２、２３にそれぞれ放出して掘削刃２２
Ｂ、２３Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂに付着した粘土を洗い流す
ようになっている。

【００１７】次に上記実施例に係る連続地中壁掘削機２
の動作について説明する。掘削前に、予め所定の深さに
掘削された掘削孔内に、クレーン４により掘削機本体５
を吊り下し位置決めする。次に、駆動モータ８が作動さ
れると、各駆動伝達装置１１、１２を介して正転側の各
軸１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに取付けられた各カッタ２０
〜２３が時計回りに回転駆動されるとともに、逆転側の
各軸１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃに取付けられた各カッタ３
０〜３３が反時計回りに回転駆動され、掘削刃２０Ａ〜
２３Ａ、３０Ａ〜３３Ａにより地中を掘削する。掘削刃
２０Ａ〜２３Ａ、３０Ａ〜３３Ａにより掘削された排土
は掘削孔内の水とスラリー状に混合され、正転側の各カ
ッタ２０〜２３と逆転側の各カッタ３０〜３３間から上
方に運ばれる。そして、スラリー状の排土は水中ポンプ
４２の作動により吸引通路４１の開口部から吸引され、
排出通路４３を介して外部に排出される。

【００１８】各カッタ２０〜２３、３０〜３３が粘土層
に当ったか否かは、排出通路４３から排出されるスラリ
ー状排土中の含有物を目視するか、あるいは各カッタ２
０〜２３、３０〜３３を駆動する駆動モータ８の負荷変
動を検知器７０によりとらえることによって検出する。
各カッタ２０〜２３、３０〜３３が粘土層を掘削してい
ることが確認されると、水中サンドポンプ５２、５３を
作動させる。水中サンドポンプ５２、５３が作動される
と、掘削孔内の土砂水が水中サンドポンプ５２、５３に
吸引され、アキュームレータ５４、５５により所定圧に
蓄圧されて洗滌ノズル５６Ａ、５６Ｂ、５７Ａ、５７Ｂ
から各カッタ２０〜２３、３０〜３３の外周面２０Ｃ〜
２３Ｃ、３０Ｃ〜３３Ｃに向け各カッタ２０〜２３、３
０〜３３の回転方向と逆方向に向かって放出される。こ
のため、粘土層掘削時に掘削刃２０Ｂ〜２３Ｂ、３０Ｂ
〜３３Ｂに付着した粘土は洗滌ノズル５６Ａ、５６Ｂ、
５７Ａ、５７Ｂから放出される水流により洗い流され
る。しかも各カッタ２０〜２３、３０〜３３の周面に
は、ポリエチレン材２０Ｃ〜２３Ｃ、３０Ｃ〜３３Ｃが
ライニング加工されているので、洗滌時、洗滌ノズル５
６Ａ、５６Ｂ、５７Ａ、５７Ｂから放出される水流によ
り付着した粘土が流されやすくなる。このように、各カ
ッタ２０〜２３、３０〜３３が粘土層を掘削する際、掘
削と同時に各カッタ２０〜２３、３０〜３３に付着した
粘土を洗い流しながら掘削を行なうことができるので、
掘削作業を中断することなくしかも各カッタ２０〜２
３、３０〜３３の掘削効率を良好に維持して掘削作業を
行なうことができる。

【００１９】なお、上記実施例では、各洗滌ノズルが、
ドラムカッタの周面の軸方向幅に沿ってそれぞれ設けら
れているが、その軸方向幅をリングカッタ側に拡幅し、
リングカッタに対しても水流を放出するようにしてもよ
い。また、上記実施例では、各カッタの周面には、超高
分子量のポリエチレン材をライニング加工しているが、
低摩擦性、非付着性、耐摩耗性に優れた材質であれば、
他の素材を用いてもよいことはもちろんである。さら
に、水中サンドポンプユニットをポンプとアキュームレ
ータとが一体となったタイプのものを用いているが、ポ
ンプとアキュームレータとをそれぞれ別体として構成し
てもよいのはいうまでもない。また、掘削機が大型化す
る場合には、各カッタを駆動する駆動源を駆動モータ
（電気モータ）に代えて油圧モータを用いてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、カッ
タが粘土層を掘削する際、掘削と同時に各カッタに付着
した粘土を洗い流しながら掘削を行なうことができるの
で、掘削作業を中断することなくしかもカッタの掘削効
率を良好に維持して掘削作業を行なうことができ、掘削
時間の短縮化と省力化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る連続地中壁掘削機全体
を示す全体側面図である。

【図２】図１の連続地中壁掘削機の正面図である。

【図３】図１の掘削機本体を示す一部破断正面図であ
る。

【図４】図１の掘削機本体を示す側面図である。

【図５】洗滌装置の洗滌系統を示す概念図である。

【図６】洗滌装置の要部を示す説明図である。

【符号の説明】 ２ 連続地中壁掘削機 ４ クレーン ５ 掘削機本体 １３Ａ〜１３Ｃ、１４Ａ〜１４Ｃ 駆動軸 ２０〜２３、３０〜３３ カッタ ２０Ｃ〜２３Ｃ、３０Ｃ〜３３Ｃ 低摩擦材（ポリエチ
レン材） ４０ 排出装置 ４２ ポンプ ５０、５１ 洗滌装置 ５２、５３ 水中ポンプ ５４、５５ アキュームレータ ５６Ａ、５６Ｂ、５７Ａ、５７Ｂ 洗滌ノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クレーンに昇降可能に吊下された掘削機
   本体と、この掘削機本体の下端に設けられた複数の駆動
   軸に取付けられ、互いに逆回転する一対のカッタと、各
   カッタ間に開口して設けられ、ポンプにより含水排土を
   吸引して外部に排出する排出機構とを備えた連続地中壁
   掘削機において、各カッタの上方にカッタに水流を放出
   してカッタを洗滌する洗滌装置を設けたことを特徴とす
   る連続地中壁掘削機。
2. 【請求項２】 洗滌装置は、掘削孔内に配置された水中
   ポンプと、この水中ポンプにアキュームレータを介して
   接続されカッタの回転方向に対向して着脱可能に配設さ
   れた洗滌ノズルとを備えて構成されることを特徴とする
   請求項１に記載の連続地中壁掘削機。
3. 【請求項３】 カッタの外周面を低摩擦材によりライニ
   ング加工したことを特徴とする請求項１ないし２に記載
   の連続地中壁掘削機。