JPH08209741A - 地盤掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】掘削孔の孔壁を面外方向にかつ所定の水平距離
にわたって効率よくかつ確実に拡張する。 【構成】本発明に係る地盤掘削機の面外掘削用掘削機構
１１は、クレーン等で吊持可能なフレーム１２と、該フ
レーム１２に取り付けられた所定のガイド部材１３と、
所定のガイド孔１５に前記ガイド部材１３が挿通され該
ガイド部材１３に沿って水平移動自在に配設された可動
フレーム１４と、該可動フレーム１４に水平軸線回りに
回動自在に取り付けられ所定のカッタードラム１８を下
端近傍に配設したブラケット１７と、両端が前記ブラケ
ット１７と前記可動フレーム１４とにそれぞれピンを介
して連結された油圧シリンダ２０と、前記可動フレーム
１４を前記フレーム１２内で水平方向に往復動させる水
平駆動機構３４とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続地中壁の孔を掘削
するための地盤掘削機に係り、特に、当該掘削孔を面外
方向に拡張して変断面とするための地盤掘削機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】地盤掘削機のひとつにハイドロフレーズ
式掘削機がある。この掘削機は、掘削孔内に吊り下げら
れたガイドフレームと、該ガイドフレームの下端に配設
された一対のカッタードラムとを備え、ガイドフレーム
を下降させつつカッタードラムを回転させることによっ
て、掘削孔の底面を掘り下げていき、一定幅のトレンチ
を形成することができる。

【０００３】ここで、例えば土圧の大きさに応じて地中
連続壁の壁厚を変化させたい場合がある。かかる場合に
おいては、従来の掘削機では、一定幅のトレンチしか掘
削することができないため、上述したような要求に応え
ることができないという問題を生じる。

【０００４】そこで、本出願人は、掘削孔を面外方向に
拡張可能な地盤掘削機を開発した（実公平６―２４４３
０号公報）。同掘削機は、カッタードラムを回転軸線方
向に沿って伸縮できるように構成してあり、所定の掘削
位置でカッタードラムを伸張させながら回転させると、
該カッタードラムの側面に設けたサイドカッターによっ
て掘削孔が面外方向に拡張され、さらにこの状態で掘削
機を下降させていけば、所望の高さ範囲にわたって掘削
孔を拡幅することができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造形式では、カッタードラムの伸縮ストロークが
制限されるとともに、サイドカッターによる方式では、
側壁に十分な切削力を伝えることができない。そのた
め、拡張幅が大きかったり、比較的硬い地盤であったり
すると、適用が困難になる場合がある。

【０００６】一方、本出願人は、カッタードラムを水平
軸線回りに揺動させてフレームの側方に突出させること
により、掘削孔を効率よく拡張可能な地盤掘削機を開発
したが（実開平６―３５３３２号公報）、地盤掘削機を
クレーンで吊り下げている関係上、かかる技術をそのま
ま面外方向の拡張に転用した場合、以下の問題を生じ
る。

【０００７】すなわち、掘削孔をその面内において拡張
するような場合には、図８に示すように、カッタードラ
ム１を回動させて側方に突出させ、その状態でカッター
ドラム１を回転させれば元の掘削孔の壁面２を壁面３の
ように拡張することができるが、例えば連続地中壁の下
端近傍の壁厚を大きくするために掘削孔を面外方向に拡
張するような場合には、壁長さに相当する距離だけ地盤
掘削機を頻繁に水平移動させねばならない。したがっ
て、クレーンの移動や旋回といった作業が多くなって作
業性が低下するとともに、途中で掘り残しが生じて拡張
部分が不連続になる。

【０００８】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、掘削孔の孔壁を面外方向にかつ所定の水平距
離にわたって効率よく確実に拡張することができる地盤
掘削機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の地盤掘削機は請求項１に記載したように、
クレーン等で吊持可能なフレームと、該フレームに取り
付けられた所定のガイド部材と、所定のガイド孔に前記
ガイド部材が挿通され該ガイド部材に沿って水平移動自
在に配設された可動フレームと、該可動フレームに水平
軸線回りに回動自在に取り付けられ所定のカッタードラ
ムを下端近傍に配設したブラケットと、両端が前記ブラ
ケットと前記可動フレームとにそれぞれピンを介して連
結された油圧シリンダと、前記可動フレームを前記フレ
ーム内で水平方向に往復動させる水平駆動機構とからな
る面外掘削用の掘削機構を備えたものである。

【００１０】また、本発明の地盤掘削機は、請求項１の
水平駆動機構を、所定の油圧シリンダのピストンロッド
の先端を前記フレームおよび前記可動フレームのうちの
一方に連結し、シリンダ本体を他方に連結して構成した
ものである。

【００１１】また、本発明の地盤掘削機は、請求項１の
水平駆動機構を、前記フレームに取り付けられた反力ロ
ッドと、前記可動フレームに固定され前記反力ロッドが
挿通される復動式のセンタホールジャッキとから構成し
たものである。

【００１２】また、本発明の地盤掘削機は請求項４に記
載したように、クレーン等で吊持可能なフレームと、該
フレームに取り付けられた所定のガイド部材と、所定の
ガイド孔に前記ガイド部材が挿通され該ガイド部材に沿
って水平移動自在に配設された一対の可動フレームと、
該一対の可動フレームにそれぞれ水平軸線回りに回動自
在に取り付けられ所定のカッタードラムを下端近傍に配
設したブラケットと、両端が前記ブラケットと前記可動
フレームとにそれぞれピンを介して連結された油圧シリ
ンダと、前記一対の可動フレームを前記フレーム内で水
平方向に往復動させる水平駆動機構とからなる面外掘削
用の掘削機構を備え、前記水平駆動機構は、前記一対の
可動フレーム間に架設された反力ロッドと、前記フレー
ムに固定され前記反力ロッドが挿通される復動式のセン
タホールジャッキとから構成したものである。

【００１３】また、本発明の地盤掘削機は請求項５に記
載したように、クレーン等で吊持可能な本体フレームの
下方に地盤をトレンチ状に掘削可能な掘削機構を配設し
た地盤掘削機において、前記本体フレームと前記掘削機
構との間に面外掘削用の掘削機構を配設し、該面外掘削
用の掘削機構は、前記本体フレームを介してクレーン等
で吊持可能なフレームと、該フレームに取り付けられた
所定のガイド部材と、所定のガイド孔に前記ガイド部材
が挿通され該ガイド部材に沿って水平移動自在に配設さ
れた可動フレームと、該可動フレームに水平軸線回りに
回動自在に取り付けられ所定のカッタードラムを下端近
傍に配設したブラケットと、両端が前記ブラケットと前
記可動フレームとにそれぞれピンを介して連結された油
圧シリンダと、前記可動フレームを前記フレーム内で水
平方向に往復動させる水平駆動機構とからなるものであ
る。

【００１４】

【作用】本発明の地盤掘削機においては、まず、予め掘
削された孔内に面外掘削用の掘削機構を吊り込んで所定
の深さ位置まで降下させた後、油圧シリンダを駆動して
ブラケットを回動させ、カッタードラムを孔内の側壁に
向けて突出させる。次いで、カッタードラムを回転させ
て側壁を掘削し、掘削孔を面外方向に拡張する。

【００１５】ここで、水平駆動機構を作動させることに
よって可動フレームをガイド部材に沿って水平移動さ
せ、カッタードラムの水平位置を変更する。このように
すると、拡張される水平幅は、カッタードラム自体の掘
削幅にその水平方向の往復動ストロークを加えた長さと
なる。

【００１６】次に、クレーンの移動、旋回等を行うこと
によって、フレームの吊下げ位置を上述の水平幅とほぼ
同等あるいは若干短い距離だけ水平移動させ、同様に面
外方向拡張を行う。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の地盤掘削機の実施例につい
て、添付図面を参照して説明する。

【００１８】（第１実施例）図１、図２は、本実施例に
係る地盤掘削機の面外掘削用掘削機構をそれぞれ断面
図、正面図で示したものである。これらの図でわかるよ
うに、本実施例に係る地盤掘削機の面外掘削機構１１
は、図示しない本体フレームを介してクレーンで吊持可
能なフレーム１２内に合計３本のガイド部材１３を上下
二段に平行に配設してある。ガイド部材１３は、例えば
円形断面をもつロッドで構成し、その両端をフレーム１
２の内側面に固着しておくのがよい。

【００１９】また、フレーム１２内には一対の可動フレ
ーム１４、１４を並設してあり、各可動フレーム１４の
一部を構成する側板１６にはガイド孔１５が穿孔してあ
る。そして、該ガイド孔１５に上述のガイド部材１３を
挿通することにより、各可動フレーム１４は、図２の矢
印に示すようにガイド部材１３に沿って水平移動できる
ようになっている。

【００２０】可動フレーム１４のそれぞれの下端には、
ピン１９を介してブラケット１７を連結するとともに該
ブラケット１７の下端にはカッタードラム１８を配設し
てあり、図１の矢印に示すようにブラケット１７を水平
軸線回りに回動してカッタードラム１８を側方に突出で
きるようになっている。

【００２１】なお、カッタードラム１８の周面には切削
用のカッターを多数突設してあり、図示しないモータを
駆動して該カッタードラム１８を回転させることによ
り、ドラムに当接する部位を掘削するようになってい
る。

【００２２】可動フレーム１４内には、油圧シリンダ２
０をそれぞれ配設してあり、そのピストンロッド２１を
ピン２３を介してブラケット１７に連結するとともに、
そのシリンダ本体２２をピン２４を介して可動フレーム
１４に連結し、ブラケット１７およびカッタードラム１
８をピン１９の回りに回動駆動できるようになってい
る。

【００２３】可動フレーム１４、１４の間にはそれらを
水平方向に往復動可能な水平駆動機構３４を配設してあ
る。水平駆動機構３４は、可動フレーム１４、１４間に
反力ロッド３１を架け渡す一方、該反力ロッド３１が挿
通する復動式のセンタホールジャッキ３２を支持架台３
３に載せてフレーム１２に固着してある。

【００２４】本実施例に係る地盤掘削機の面外掘削用掘
削機構１１においては、まず、通常の掘削機構（図示せ
ず）を用いて図３に示すようにトレンチ状の孔４２を掘
削する。次に、該掘削機構を本体フレーム４１から取り
外し、代わりに本実施例に係る面外掘削用掘削機構１１
を取付け、しかるのちに孔４２内に吊り込む。

【００２５】次いで、図４に示すように、油圧シリンダ
２０を駆動してブラケット１７を回動させ、カッタード
ラム１８を孔４２内の側壁４３に向けて突出させる。次
いで、カッタードラム１８を回転させて側壁４３を掘削
し、面外方向に拡張された壁４４を形成する。

【００２６】ここで、水平駆動機構３４のジャッキ３２
を作動させると、該ジャッキ３２は、支持架台３３に反
力をとって反力ロッド３１を左もしくは右方向に移動さ
せ、各可動フレーム１４、１４は連動して水平移動す
る。

【００２７】かかる水平移動は、面外掘削と同時進行で
行ってもよいし、カッタードラムをいったん元に戻して
から所定のピッチだけ水平移動させ、しかるのちにカッ
タードラムを回動させて掘削を行い、これらを繰り返し
行うようにしてもよい。

【００２８】このようにすると、掘削によって面外方向
に拡張される水平幅は、カッタードラム１８自体の掘削
幅にその水平方向の往復動ストロークを加えた長さ、す
なわち、本実施例ではフレーム１２の幅にほぼ相当する
幅が一度に掘削され、その間、クレーンの移動等を行う
必要はない。そのため、カッタードラム１８の両側部分
および両者の隙間に掘り残しが生じるのを回避すること
ができる。

【００２９】次に、クレーンの移動、旋回等を行うこと
によって、本体フレーム４１および面外掘削用掘削機構
１１の吊下げ位置を上述の水平幅とほぼ同等あるいは若
干短い距離だけ水平移動させ、同様に面外方向拡張を行
う。

【００３０】以上説明したように、本実施例に係る地盤
掘削機の面外掘削機構によれば、カッタードラムを配設
したブラケットを側方に回動可能に構成するとともに、
該ブラケットを取り付けた可動フレームを水平方向に移
動自在に構成したので、掘削孔の孔壁を面外方向にかつ
所定の水平距離にわたって効率よく確実に拡張すること
ができる。

【００３１】すなわち、カッタードラムを水平移動させ
ないものとすると、地盤掘削機を所定位置に吊り下げた
状態でブラケットを回動させて側壁を掘削できる水平距
離は、カッタードラムの幅にすぎず、掘削能率が悪いこ
とはもちろん、該掘削機を移動させて次の掘削に移る
際、先行して掘削した部分との間、あるいはカッタード
ラム同士の隙間にどうしても掘り残しが生じる。

【００３２】しかし、本実施例に係る地盤掘削機の面外
掘削用掘削機構によれば、カッタードラム自体の掘削幅
にその水平方向の往復動ストロークを加えた水平長さを
確実に掘削することが可能となる。また、吊下げ位置を
移動する頻度が少なくなるので、掘削能率も改善され
る。

【００３３】また、本実施例に係る地盤掘削機の面外掘
削機構によれば、２つの可動フレームを並設し、それぞ
れの可動フレームにカッタードラムを配設して２連構成
としたので、能率良く掘削することができる。なお、２
連構成とするだけでは２組のカッタードラム間に掘り残
しが生じやすいが、これらを水平移動自在とすることに
よって、掘り残しを生じることなく確実に面外掘削が可
能となる。

【００３４】本実施例では、復動式ジャッキ３２を用い
て水平駆動機構３４を構成したが、これに代えて図５に
示すような水平駆動機構５１を用いてもよい。水平駆動
機構５１は、一対の油圧シリンダ５２、５２を支持架台
３３に固着し、該油圧シリンダ５２の各ピストンロッド
５３の先端を可動フレーム１４、１４に連結してある。
なお、かかる構成においては、各可動フレーム１４、１
４は個別に水平移動される。

【００３５】また、本実施例では、掘削能率を考慮して
ブラケット、カッタードラム等を２連に配設したが、必
ずしもこのような構成をとる必要はなく、図６に示すよ
うに、ブラケット、カッタードラム等を一組だけ配置し
た構造としてもよい。

【００３６】かかる場合においては、上述の水平駆動機
構に代えて水平駆動機構６１を備えるのがよい。水平駆
動機構６１は、フレーム１２の側板６４、６４間に反力
ロッド６２を架け渡す一方、該反力ロッド６２が挿通す
る復動式のセンタホールジャッキ６３を可動フレーム１
４に固着してあり、ジャッキ６３を駆動すると、該ジャ
ッキ６３は反力ロッド６２に反力をとって水平移動し、
これに伴って可動フレームも水平移動するようになって
いる。

【００３７】このような単一式の構造であっても、掘削
能率は若干低下するが、上述した実施例と同様、掘削孔
の孔壁を面外方向にかつ所定の水平距離にわたって効率
よく確実に拡張することができる。

【００３８】（第２実施例）次に第２実施例に係る地盤
掘削機を説明する。なお、第１実施例と実質的に同一の
部品等については同一の符号を付してその説明を省略す
る。

【００３９】図７(a) は、第２実施例に係る地盤掘削機
７０を正面図で示したものである。同図でわかるよう
に、地盤掘削機７０は、クレーン等で吊持可能な本体フ
レーム４１と、地盤をトレンチ状に掘削可能な通常の掘
削機構７１との間に上述した面外掘削用の掘削機構１１
を配設してある。

【００４０】本実施例に係る地盤掘削機７０を用いて図
７(b) に示すような変断面の連続地中壁７５を形成する
場合、まず、掘削機構７１のカッタードラム７２を回転
させて地盤を下方に掘削し、下部標準壁７６あるいは上
部標準壁７８に相当する幅のトレンチを掘削する。

【００４１】標準幅のトレンチ形成が終了したら、地盤
掘削機７０を所定位置まで昇降させ、拡張壁７７部分の
面外掘削を行う。面外掘削においては、上述したと同
様、油圧シリンダ２０を駆動してブラケット１７を回動
させ、カッタードラム１８を孔内の側壁に向けて突出さ
せる。次いで、カッタードラム１８を回転させて側壁を
掘削し、面外方向に拡張された壁を形成する。掘削中
は、本体フレームに設けたアーム７４を用いて地盤掘削
機７０の姿勢を適宜調整するとともに、揚泥管７３を介
して掘削ずりを地上に輸送する。なお、水平駆動機構３
４の作用については第１実施例とほぼ同様であるので、
ここでは詳細な説明を省略する。

【００４２】本実施例に係る地盤掘削機によれば、第１
実施例と同様の効果を奏するほか、通常のトレンチ掘削
から面外掘削に作業を移行する際、掘削機構の着脱を行
う必要がないという別の効果を奏する。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の地盤掘削機
は、クレーン等で吊持可能なフレームと、該フレームに
取り付けられた所定のガイド部材と、所定のガイド孔に
前記ガイド部材が挿通され該ガイド部材に沿って水平移
動自在に配設された可動フレームと、該可動フレームに
水平軸線回りに回動自在に取り付けられ所定のカッター
ドラムを下端近傍に配設したブラケットと、両端が前記
ブラケットと前記可動フレームとにそれぞれピンを介し
て連結された油圧シリンダと、前記可動フレームを前記
フレーム内で水平方向に往復動させる水平駆動機構とか
らなる面外掘削用の掘削機構を備えたので、掘削孔の孔
壁を面外方向にかつ所定の水平距離にわたって効率よく
確実に拡張することができる。

【００４４】また、本発明の地盤掘削機は、クレーン等
で吊持可能なフレームと、該フレームに取り付けられた
所定のガイド部材と、所定のガイド孔に前記ガイド部材
が挿通され該ガイド部材に沿って水平移動自在に配設さ
れた一対の可動フレームと、該一対の可動フレームにそ
れぞれ水平軸線回りに回動自在に取り付けられ所定のカ
ッタードラムを下端近傍に配設したブラケットと、両端
が前記ブラケットと前記可動フレームとにそれぞれピン
を介して連結された油圧シリンダと、前記一対の可動フ
レームを前記フレーム内で水平方向に往復動させる水平
駆動機構とからなる面外掘削用の掘削機構を備え、前記
水平駆動機構は、前記一対の可動フレーム間に架設され
た反力ロッドと、前記フレームに固定され前記反力ロッ
ドが挿通される復動式のセンタホールジャッキとからな
るので、掘削孔の孔壁を面外方向にかつ所定の水平距離
にわたって効率よく確実に拡張することができる。

【００４５】また、本発明の地盤掘削機は、クレーン等
で吊持可能な本体フレームの下方に地盤をトレンチ状に
掘削可能な掘削機構を配設した地盤掘削機において、前
記本体フレームと前記掘削機構との間に面外掘削用の掘
削機構を配設し、該面外掘削用の掘削機構は、前記本体
フレームを介してクレーン等で吊持可能なフレームと、
該フレームに取り付けられた所定のガイド部材と、所定
のガイド孔に前記ガイド部材が挿通され該ガイド部材に
沿って水平移動自在に配設された可動フレームと、該可
動フレームに水平軸線回りに回動自在に取り付けられ所
定のカッタードラムを下端近傍に配設したブラケット
と、両端が前記ブラケットと前記可動フレームとにそれ
ぞれピンを介して連結された油圧シリンダと、前記可動
フレームを前記フレーム内で水平方向に往復動させる水
平駆動機構とからなるので、掘削孔の孔壁を面外方向に
かつ所定の水平距離にわたって効率よく確実に拡張する
ことができる。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る地盤掘削機の面外掘削用掘削
機構の断面図。

【図２】第１実施例に係る地盤掘削機の面外掘削用掘削
機構の正面図。

【図３】第１実施例に係る地盤掘削機の使用状態を示し
た説明図。

【図４】図３のＡ―Ａ線に沿う鉛直断面図。

【図５】本実施例に係る面外掘削機構の変形例を示す正
面図。

【図６】本実施例に係る面外掘削機構の別の変形例を示
す正面図。

【図７】(a)は第２実施例に係る地盤掘削機を示す正面
図、(b)は該地盤掘削機を用いて掘削可能な変断面連続
地中壁を示した断面図。

【図８】従来技術に係る地盤掘削機の正面図。

【符号の説明】

１１ 面外掘削用掘削機構 １２ フレーム １３ ガイド部材 １４ 可動フレーム １５ ガイド孔 １６ 側板 １７ ブラケット １８ カッタードラム ２０ 油圧シリンダ ３１、６２ 反力ロッド ３２、６３ センタホールジャッキ ３４、５１、６１ 水平駆動機構 ５２ 油圧シリンダ ５３ ピストンロッド ７０ 地盤掘削機 ７１ 掘削機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クレーン等で吊持可能なフレームと、該
   フレームに取り付けられた所定のガイド部材と、所定の
   ガイド孔に前記ガイド部材が挿通され該ガイド部材に沿
   って水平移動自在に配設された可動フレームと、該可動
   フレームに水平軸線回りに回動自在に取り付けられ所定
   のカッタードラムを下端近傍に配設したブラケットと、
   両端が前記ブラケットと前記可動フレームとにそれぞれ
   ピンを介して連結された油圧シリンダと、前記可動フレ
   ームを前記フレーム内で水平方向に往復動させる水平駆
   動機構とからなる面外掘削用の掘削機構を備えたことを
   特徴とする地盤掘削機。
2. 【請求項２】 前記水平駆動機構は、所定の油圧シリン
   ダのピストンロッドの先端を前記フレームおよび前記可
   動フレームのうちの一方に連結し、シリンダ本体を他方
   に連結して構成した請求項１記載の地盤掘削機。
3. 【請求項３】 前記水平駆動機構は、前記フレームに取
   り付けられた反力ロッドと、前記可動フレームに固定さ
   れ前記反力ロッドが挿通される復動式のセンタホールジ
   ャッキとからなる請求項１記載の地盤掘削機。
4. 【請求項４】 クレーン等で吊持可能なフレームと、該
   フレームに取り付けられた所定のガイド部材と、所定の
   ガイド孔に前記ガイド部材が挿通され該ガイド部材に沿
   って水平移動自在に配設された一対の可動フレームと、
   該一対の可動フレームにそれぞれ水平軸線回りに回動自
   在に取り付けられ所定のカッタードラムを下端近傍に配
   設したブラケットと、両端が前記ブラケットと前記可動
   フレームとにそれぞれピンを介して連結された油圧シリ
   ンダと、前記一対の可動フレームを前記フレーム内で水
   平方向に往復動させる水平駆動機構とからなる面外掘削
   用の掘削機構を備え、前記水平駆動機構は、前記一対の
   可動フレーム間に架設された反力ロッドと、前記フレー
   ムに固定され前記反力ロッドが挿通される復動式のセン
   タホールジャッキとからなることを特徴とする地盤掘削
   機。
5. 【請求項５】 クレーン等で吊持可能な本体フレームの
   下方に地盤をトレンチ状に掘削可能な掘削機構を配設し
   た地盤掘削機において、 前記本体フレームと前記掘削機構との間に面外掘削用の
   掘削機構を配設し、該面外掘削用の掘削機構は、前記本
   体フレームを介してクレーン等で吊持可能なフレーム
   と、該フレームに取り付けられた所定のガイド部材と、
   所定のガイド孔に前記ガイド部材が挿通され該ガイド部
   材に沿って水平移動自在に配設された可動フレームと、
   該可動フレームに水平軸線回りに回動自在に取り付けら
   れ所定のカッタードラムを下端近傍に配設したブラケッ
   トと、両端が前記ブラケットと前記可動フレームとにそ
   れぞれピンを介して連結された油圧シリンダと、前記可
   動フレームを前記フレーム内で水平方向に往復動させる
   水平駆動機構とからなることを特徴とする地盤掘削機。