JPH09111769A - 水中ケーソン掘削工法及びその掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧下での作業を要することなく、躯体に対
する抵抗力が変化しても、切羽が安定し、しかも躯体の
沈下を正確に制御可能で、安定、確実に沈下させること
のできる水中ケーソン掘削工法を提供する。また、掘削
機を躯体の所定の位置に正確に固定できる水中ケーソン
掘削装置を提供でき、掘削機の故障・停電などの非常時
において、人手による高圧下の作業を伴うことなく、掘
削機を確実に自動的に回収可能な水中ケーソン掘削装置
を提供する。 【構成】 地中に埋設すべき筒状の躯体102の底部近傍
に底部隔壁106を形設するとともに、該隔壁の中心部に
設けた開口部109に筒状の中空隔壁108を立設し、中空隔
壁108内の底部近傍に掘削機104を配設して掘削する水中
ケーソン掘削工法であって、躯体102の荷重室112に、掘
削した土砂等若しくは水を貯留して躯体の沈下力を調整
するようにして掘削することを特徴とする水中ケーソン
掘削工法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立坑又は地下構造物を
土中に沈下させて構築するケーソン工法、特に、水中ケ
ーソン掘削工法及びその掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ケーソン工法として、ニューマチックケーソン工法
と呼ばれる工法が広範に用いられている。この工法は、
コンクリート製の筒状の躯体の下端の掘削部に作業室を
設けて、その内部の空気圧を、掘削部の地圧又は水圧に
対抗できるように空気圧を作用させて、切羽を安定させ
て掘削作業を実施する工法である。この工法では、掘削
装置として汎用の掘削機又は工具を使用できるが、高気
圧下での作業となるので、作業者の健康管理上好ましく
なかった。

【０００３】そこで、従来より、特開平2-112525号に見
られるように、掘削機の自動化、又は遠隔操作などが実
施されるようになってはいるが、機械の故障の際、掘削
終了後の機械などの搬出の際には、高気圧下での作業と
なり前述と同様問題があった。

【０００４】このような現状に鑑み、近年開発されてい
る別の方法としては、オープンケーソン工法と呼ばれる
ものがあり、掘削部の水圧又は地圧に対抗するように、
躯体内部に圧力に対抗するヘッドで水を溜めて、水中掘
削を実施する方法である。

【０００５】しかしながら、いずれの場合においても、
躯体を沈下させる際に、地質条件、余掘量、躯体の真直
度などの影響による摩擦抵抗の変化、地盤強度等によっ
ては、躯体が沈下困難になったり、過沈下を起こしたり
する。そのため、一般に、躯体が一定量沈下すると、型
枠を組立てコンクリートを打設して硬化させ、躯体ブロ
ックの継ぎ足しが行われるが、この作業が不能又は困難
となってしまう。

【０００６】これらの対策として、特開平2-282521号に
開示されるように、やぐら状の支持架台に設置したジャ
ッキによる躯体の吊り下げ、又は地表近くのアースアン
カーを設置するとともに、アンカー反力による躯体の圧
入が実施されているが、大がかりな設備が必要となる
他、特にアンカーの効果には限界があるので、工期、費
用などにも多大な影響を及ぼすこととなり経済的にも好
ましくないものとなっていた。

【０００７】また、特開平4-49325号には、ケーソン内
での掘削した土砂を躯体開口から搬出して躯体上に載置
し、その重量によって、ケーソンを沈下させる方法が開
示されているが、この場合、掘削部の水圧又は地圧に対
抗するようには構成されておらす、地中深く掘削する場
合には、好ましくないものである。

【０００８】一方、一般に、躯体が一定量沈下すると、
躯体ブロックの継ぎ足しのために、型枠を組立てコンク
リートを打設して硬化を待ち、次の掘削、沈下が行われ
るが、ニューマチックケーソン工法においては、この躯
体ブロックの継ぎ足し作業の間に、掘削機械を取り出し
て、隣接する別のケーソンの掘削に用いることが困難で
あった。

【０００９】また、オープンケーソン工法においても、
掘削機を躯体にクリッパー等の摩擦力を利用して固定す
るもの、特開平4-27098号に開示されるように、ガイド
レール等を利用して固定するものがあるが、これらは、
故障又は停電時などに掘削機が落下したり、取り出すこ
とが不可能となる場合が多かった。

【００１０】本発明は、このような実状に鑑み、高圧下
での作業を要することなく、躯体に対する抵抗力が変化
しても、切羽が安定し、しかも躯体の沈下を正確に制御
可能で、安定、確実に沈下させることのできる水中ケー
ソン掘削工法を提供することを目的とする。

【００１１】また、本発明は、前述の水中ケーソン掘削
工法において、掘削機を躯体の所定の位置に正確に固定
できる水中ケーソン掘削装置を提供することを目的とす
る。さらに、掘削機の故障・停電などの非常時におい
て、人手による高圧下の作業を伴うことなく、掘削機を
確実に自動的に回収可能な水中ケーソン掘削装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の課題及び目的に鑑み発明なされたものであっ
て、地中に埋設すべき筒状の躯体の底部近傍に底部隔壁
を形設するとともに、該隔壁の中心部に設けた開口部に
筒状の中空隔壁を立設し、前記中空隔壁内の底部近傍に
掘削機を配設して掘削する水中ケーソン掘削工法であっ
て、前記躯体の底部隔壁、外周壁及び中空隔壁とで形成
された空間部である荷重室に、掘削した土砂等若しくは
水を貯留して躯体の沈下力を調整するようにして掘削す
ることを特徴とする水中ケーソン掘削工法である。

【００１３】また、本発明は、前記躯体の底部隔壁下方
の空間と中空隔壁内部からなる切羽内の水位を、掘削時
の地圧若しくは水圧に対抗する圧力となるように、又は
躯体の沈下力が大きい場合に、躯体の沈下力に対抗する
圧力となるようにして、躯体に対して浮力を生じせし
め、切羽の安定と躯体の沈下力を調整するようにして掘
削することを特徴とする水中ケーソン掘削工法である。

【００１４】また、本発明は、前述の水中ケーソン掘削
工法に用いる水中ケーソン掘削装置であって、前記掘削
機の外周に係合装置が設けられ、前記中空隔壁が円筒状
であって、その下端近傍の内壁には、前記係合装置に対
応する位置に嵌合突起が設けられ、前記掘削機の係合装
置と中空隔壁の嵌合突起とが係合することによって、躯
体に対する掘削機の位置、姿勢が正確に制御できるよう
になっていることを特徴とする水中ケーソン掘削装置で
ある。

【００１５】さらに、本発明は、前記掘削機の上部係合
接片が、制御装置などの故障などの非常時に、前記中空
隔壁の上部嵌合突起との係合が自動的に解除されるよう
に構成されていることを特徴する水中ケーソン掘削装置
である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいてより
詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の水中ケーソン掘削工法の
第１の実施例の概略を説明する縦断面図であって、図１
において、100は、全体で水中ケーソン掘削システムを
示している。水中ケーソン掘削システム100は、基本的
には、地中Gに沈下埋設する筒状のコンクリート製の躯
体102と、該躯体102の下端近傍に配設された掘削機104
とから構成されるものである。

【００１８】より詳細には、前記躯体102の底部近傍に
は、底部隔壁106が形成されるとともにその中心部に
は、中央開口部109が設けられている。そして、前記開
口部109の周囲の底部隔壁106上に、筒状の中空隔壁108
が立設され固定されている。また、中空隔壁108内の底
部近傍には、ワイヤーなど（図示せず）で懸垂され、中
空隔壁108内を降下してきた掘削機104が適宜の手段によ
って所定位置に固定されるようになっている。なお、こ
の掘削機104は、従来周知のバックホウタイプの掘削装
置またはアーム式のロッドヘッダータイプのものが使用
可能であるが特に限定されるものではない。

【００１９】そして、掘削機104によって躯体102の下端
近傍の地面G1をある程度掘削した後、躯体102を下方に
沈下前進させ、躯体102上端、すなわち、後端に別の躯
体ブロックを打設して、再度掘削作業などの行程を繰り
返して、躯体102を地中深く埋設して立坑若しくは地下
構造物を構築するようになっている。なお、この躯体ブ
ロックの打設と同様に、中空隔壁108の上端には、中空
隔壁ブロックが接続されるようになっている。

【００２０】この場合、前記躯体102の底部隔壁106、外
周壁110及び中空隔壁108とで形成された空間部である荷
重室112に、掘削した土砂等若しくは水を貯留してその
水位Aを調整して、その重量によって、躯体102の沈下力
を調整するようになっている。

【００２１】また、前記躯体102の底部隔壁106の下方の
空間114と中空隔壁内部からなる切羽116内に地下水位よ
りは高い水位であって、掘削時の地圧若しくは水圧に対
抗する圧力レベルとなるように水位Bを与えるようにし
て、切羽116の安定と躯体102の沈下力を調整するように
なっている。

【００２２】さらに、前記切羽116内の水位は、躯体102
の沈下力が大きい場合に、躯体102の沈下力に対抗する
圧力となるようにして、躯体102に浮力に対して浮力を
生じせしめて、さらに、切羽116の安定とともに躯体102
の沈下力を調整するようになっている。

【００２３】このように、躯体102に形成された荷重室1
12内の水位Aを調整して躯体102の重量を調整するととも
に、切羽116内の水位を調整して切羽水圧を調整するよ
うにして掘削を行うようにしたので、切羽116の安定、
躯体102に対する浮力の調整、ならびに躯体102の沈下力
を調整することができる。

【００２４】従って、地質条件、余掘量、躯体の真直度
などに起因する躯体102の沈下に対する抵抗力が変化し
ても躯体102の沈下作業を確実、正確に実施することが
できる。

【００２５】図２は、本発明の水中ケーソン掘削工法の
第２の実施例の概略を説明する縦断面図であって、図
中、前記第１実施例と同じ構成部材には、100を加えた
参照番号で示している。

【００２６】この実施例では、ケーソン掘削開始時にお
いて、躯体202の重量の方が切羽216内の圧力より大きい
ために、また躯体202の姿勢安定を図るために、地面に
固定したやぐら状の支持架台218に複数個のジャッキ22
0,220を設けるとともに、これらジャッキ220,220を介し
て、躯体202を懸垂するように構成されている。そし
て、ジャッキ220,220は図示しない油圧装置へ接続され
るとともに、その管路途中に、ジャッキ220に負荷され
る荷重を検出するための荷重（圧力）検出器222,222が
設けられている。

【００２７】一方、荷重室212、切羽216内にはそれぞ
れ、ポンプ224,226が設けられ、各ポンプに接続した管
路228,230を介して、別途設けられた水を貯留するタン
ク232に接続され、それぞれ荷重室212、切羽216内の水
をタンク232に環流するようになっている。また、貯留
タンク232内に設けられたポンプ234,236を介して、それ
ぞれ管路238,240を介して、貯留タンク232内の水が。そ
れぞれ荷重室212、切羽216内に供給されるようになって
いる。これらによりポンプ装置が構成されている。

【００２８】この場合、このポンプ装置によって、ジャ
ッキ220に設けられた荷重（圧力）検出器222によって検
出されるジャッキに負荷される荷重が、予め設定された
所定の値になるように、荷重室212及び／又は切羽216内
の水位を調節するようにして掘削するようになってい
る。

【００２９】ところで、この調整に際しては、図３に示
したように、下記の数式１に従って、調整するようにす
れば良い。

【００３０】

【数１】

【００３１】すなわち、荷重室212の水位調節（ω）を
主体として調整することにより行うとともに、切羽216
内の水圧Pを、地下水圧P₀よりやや高い圧力が最低とな
るようにして掘削する。

【００３２】また、荷重室212の水位が零（ω＝０）に
なっても、ジャッキ220の荷重がジャッキが伸びる方向
に設定範囲を越える場合に、切羽216内の圧力Pが上昇し
て、躯体202の浮力を高めるために、切羽の水位を上昇
するように調整して掘削すれば良い。

【００３３】図４は、以上のように説明した本発明の水
中ケーソン掘削工法に用いる水中ケーソン掘削装置の縦
断面図である。

【００３４】図４において、300は、全体で水中ケーソ
ン掘削装置を示している。水中ケーソン掘削装置300
は、前述した実施例と同様に、地中Gに沈下埋設する円
筒状のコンクリート製の躯体302を備え、躯体302の底部
近傍には、底部隔壁306が形成されるとともにその中心
部には、円形の中央開口部309が設けられている。そし
て、前記開口部309の周囲の底部隔壁306上に、円筒状の
中空隔壁308が、立設され固定されている。

【００３５】なお、この場合、前述した実施例と同様
に、躯体302の底部隔壁306、外周壁310及び中空隔壁308
とで形成された空間部である荷重室312に、掘削した土
砂等若しくは水を貯留してその水位Aを調整して、その
重量によって、躯体302の沈下力を調整し、また、躯体3
02の底部隔壁306の下方の空間114と中空隔壁内部からな
る切羽116内に地下水位よりは高い水位であって、掘削
時の地圧若しくは水圧に対抗する圧力レベルとなるよう
に水位Bを与えるようにし、さらに、切羽116内の水位
は、躯体302の沈下力が大きい場合に、躯体302の沈下力
に対抗する圧力となるようにして、躯体302に浮力に対
して浮力を生じせしめて、切羽116の安定とともに躯体3
02の沈下力を調整するようになっている。

【００３６】また、304は掘削機であり、掘削機304は、
中空隔壁308の内径より小さい外径を有する円筒状のシ
ェル枠部材320と、該シェル枠部材320内にベアリング32
2,324を介して、回転可能に装着された回転装置326を備
える。また、この回転装置326は、シェル枠部材320の中
間枠部材321に設けられた駆動モータ323の駆動力によっ
て、回転可能となっている。さらに、回転装置326の一
方の下端には、ピン328を介して旋回アーム330が旋回可
能に連結されており、回転装置326の一方の下端にピン3
32によって連結されたアーム駆動ジャッキ334の先端
が、この旋回アーム330の側部にピン336を介してリンク
結合され、このアーム駆動ジャッキ334のロッド334aの
突出動によって、図４の一点鎖線に示したように、旋回
アーム330が旋回可能となっている。この旋回アームの
先端には、掘削装置338が装着されている。

【００３７】なお、この本実施例の場合には、掘削装置
338として、カッターヘッド340が、モータ342によって
回転することにより掘削するタイプのものを用いたが、
地盤をほぐす作用を有する掘削装置であれば、これ以外
の装置も使用可能である。

【００３８】また、360は、排泥管であって、掘削機304
の掘削装置338のカッターヘッド340背面近傍に一端開口
し、掘削機304の中心部分を貫通して、ポンプ362を介し
て、他端が躯体外部に通じるように構成されている。

【００３９】ところで、この掘削機304は、掘削時に、
ワイヤー325によって地上から懸垂され、中空隔壁308内
を降下させ、中空隔壁308の底部近傍の所定の位置に固
定する必要があるが、この場合、中空隔壁308の内壁に
は、図６に示したように、案内部材344,344が長手方向
に形成るとともに、シェル枠部材320の外壁にも長手方
向に、これら案内部材344,344に対応する位置に、長手
方向に摺動部材346,346が設けられ、これにより、掘削
機304が中空隔壁308内を昇降する際に掘削機の姿勢を正
確に制御できるように構成されているている。

【００４０】また、図５に示したように、中空隔壁308
の下端近傍の内壁には、図6(a)に示したように、所定角
度離間して複数個の下部嵌合接片348、348が設けられる
とともに、中空隔壁308の中間には、図6(b)に示したよ
うに、前記下部嵌合接片348と位置を円周方向に違え
て、所定角度離間して複数個の上部嵌合接片350,350が
設けられている。なお、この下部嵌合接片348の傾斜面3
48aと、上部嵌合接片350の傾斜面350aとは、相互に対向
する方向に勾配を有するように構成されている。

【００４１】一方、掘削機304のシェル枠部材320の外周
壁321には、図6(a)に示したように、その下端近傍に所
定角度離間して、中空隔壁308の下部嵌合接片348と一致
する位置に複数個の下部係合接片352,352が設けられて
いる。なお、この下部係合接片352の傾斜面は、下部嵌
合接片348の傾斜面348aと逆勾配となるようになってい
る。

【００４２】また、これら傾斜面の勾配角度は、掘削機
304が降下する際に、中心方向へ滑っていくような角度
であって、掘削機304の姿勢を正確に制御できる角度で
あり、且つ、逆に掘削機304を躯体外部に取り出す際
に、掘削機304を簡単に上方へ引き抜ける角度とするの
が好ましい。

【００４３】また、掘削機304のシェル枠部材320の上端
近傍、前記中空隔壁308の上部嵌合接片350と対応する位
置に、シェル枠部材の中間枠部材321に設けられた駆動
ジャッキ354にリンク356接続され、駆動ジャッキ354の
ロッド354aの突出により突出して、中空隔壁308の上部
嵌合接片350と係合する可動接片358が設けられている。

【００４４】このように構成することによって、地上か
らワイヤー325で懸垂された掘削機を降下するに際し
て、中空隔壁308に設けた案内部材344,344とシェル枠部
材320の外壁に設けた摺動部材346,346の作用によって、
掘削機304の中空隔壁308内の降下時に掘削機の姿勢を正
確に制御できる。また、中空隔壁308の下部嵌合接片348
と逆勾配の傾斜面を有するシェル枠部材320の下部係合
接片352の係合によって、掘削機304を中空隔壁308の所
定の位置に固定するとともに、掘削機304のシェル枠部
材320の上端近傍に設けられた可動接片358が、駆動ジャ
ッキ354の作用によって突出して、中空隔壁308の上部嵌
合接片350と押圧係合されるので、より一層、下部嵌合
接片348と下部係合接片352の係合が緊密となり、掘削機
304を中空隔壁308の所定の位置に正確に固定することが
できる。

【００４５】また、図7(a)は、前記可動接片358を突出
動させるための駆動ジャッキ354の一実施例を示す概略
図であり、駆動ジャッキ354の油圧制御装置などの故障
などの非常時に、前記中空隔壁308の上部嵌合接片350と
の係合が自動的に解除されるように構成したもので、ポ
ンプ406からの圧油を管路408を介してアキュミュレータ
400に蓄えておき、何等かの故障によって、電磁切替弁4
04が作用しなくなった場合に電磁弁402を切り替えて、
管路410に圧油を送り、駆動ジャッキ354のロッド354a引
き込み、可動接片358と中空隔壁308の上部嵌合接片350
との係合を自動的に解除して、地上からワイヤー325で
懸垂された掘削機304を躯体外部に取り出せるようにし
たものである。

【００４６】また、図7(b)は、この駆動ジャッキ354の
自動解除の構成の別の実施例を示す概略図であり、駆動
ジャッキ354にバネ部材354bを配設して、可動接片358と
中空隔壁308の上部嵌合接片350との係合を自動的に解除
するようにしたものである。

【００４７】図8(a)は、アーム駆動ジャッキ334の自動
解除の構成の一実施例を示す概略図である。アーム駆動
ジャッキ334の油圧制御装置などの故障などの非常時
に、アーム駆動ジャッキ334のロッド334aの突出を解除
して、図４の中央の一点鎖線に示したように、旋回アー
ム330を自動的に躯体中心位置に復帰するように構成し
て、旋回アーム330がいかなる位置にあっても、掘削機3
04を中空隔壁308より躯体外部に取り出せるように構成
したものである。なお、この場合、その構成は、図７
（ａ）と同様なアキュミュレータ500を備えた構成であ
り、ポンプ506からの圧油を管路508を介してアキュミュ
レータ500に蓄えておき、何等かの故障によって、電磁
切替弁504が作用しなくなった場合に電磁弁502を切り替
えて、管路510に圧油を送り、アーム駆動ジャッキ334の
ロッド334aを引き込み、地上からワイヤー325で懸垂さ
れた掘削機304を躯体外部に取り出せるようにしたもの
である。

【００４８】また、図8(b)は、このアーム駆動ジャッキ
334の自動解除の構成の別の実施例を示す概略図であ
り、アーム駆動ジャッキ334にバネ部材334bを配設し
て、アーム駆動ジャッキ334のロッド334aを自動的に引
き込むようにしたものである。

【００４９】図９及び図１０は、それぞれ、アーム駆動
ジャッキ334にセンサーからなる角度検出装置330aを設
ける一方、回転装置326にセンサーからなる回転角度検
出装置326bが設けられ、これらの検出装置の検出値に基
づいて、別途設けられた演算処理装置（図示せず）によ
って掘削範囲を制御可能としたものである。

【００５０】図11は、排泥管360の一実施例を示すもの
であり、旋回アーム330の旋回に追従して、排泥管360の
長さと曲がり量が変化して、滑らかな曲線となり、排泥
作用が順調に実施されるように、外管364とその中に摺
動可能に挿着した内管366と、内管366に接続した可撓管
368とから構成したものである。

【００５１】図12は、この排泥管360の別の実施例を示
すものであり、外管364’と内管366’の配置を上記実施
例とは反対に構成したものである。

【００５２】

【発明の作用効果】本発明に係る水中ケーソン掘削工法
では、躯体の底部隔壁、外周壁及び中空隔壁とで形成さ
れた空間部である荷重室に、掘削した土砂等若しくは水
を貯留して躯体の沈下力を調整するようにして掘削する
とともに、躯体の底部隔壁下方の空間と中空隔壁内部か
らなる切羽内の水位を、掘削時の地圧若しくは水圧に対
抗する圧力となるように、又は躯体の沈下力が大きい場
合に、躯体の沈下力に対抗する圧力となるようにして、
躯体に対して浮力を生じせしめ、切羽の安定と躯体の沈
下力を調整するようにして掘削するようになっている。

【００５３】従って、荷重室の水量及び／又は切羽圧力
を調整することにより、躯体の荷重の調整による躯体の
沈下度を正確に制御が可能であるので、躯体に対する抵
抗力が変化しても、切羽が安定し、しかも躯体の沈下を
正確、安定、確実に実施することができる。それ故、高
圧下での作業を要することなく、作業工程を混乱させる
ことなく、しかもアンカー装置、躯体圧入装置などの大
がかりな設備を必要とすることなく、経済的施工が可能
となる。

【００５４】また、本発明は、前述の水中ケーソン掘削
工法において、前記中空隔壁が円筒状であって、その下
端近傍の内壁には、前記係合装置に対応する位置に嵌合
突起が設けられ、前記掘削機の係合装置と中空隔壁の嵌
合突起とが係合することによって、躯体に対する掘削機
の位置、姿勢が正確に制御できるようになっている水中
ケーソン掘削装置であるので、掘削機を躯体の所定の位
置に正確に固定できる水中ケーソン掘削装置を提供でき
る。

【００５５】また、本発明の水中ケーソン掘削装置で
は、前記掘削機の上部係合接片が、制御装置などの故障
などの非常時に、前記中空隔壁の上部嵌合突起との係合
が自動的に解除されるように構成されているので、
（１）掘削機を遠隔操作でき、しかも故障などの非常時
には容易に回収でき、地上でメンテナンスが可能である
ので、高圧下での苦渋作業が回避できる、（２）掘削機
が容易に回収できるので、躯体継ぎ足し作業中に、隣接
するケーソンの掘削に使用でき、そのため、機械の有効
利用が可能となり、機械費用が低減できるため、掘削コ
ストの低減化にもつながる、などの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の水中ケーソン掘削工法の第
１の実施例の概略を説明する縦断面図である。

【図２】 図２は、本発明の水中ケーソン掘削工法の第
２の実施例の概略を説明する縦断面図である。

【図３】 図３は、本発明の水中ケーソン掘削工法にお
いて、荷重室及び／又は切羽内の水位を調節する方法を
説明する図面である。

【図４】 図４は、本発明の水中ケーソン掘削工法に用
いる水中ケーソン掘削装置の縦断面図である。

【図５】 本発明の水中ケーソン掘削装置の掘削機の係
合状態を示す部分拡大図である。

【図６】 図６（ａ）は、図４のＩ−Ｉ線についての矢
視図、図６（ｂ）は、図４のＩＩ−ＩＩ線についての矢
視図である。

【図７】 図７は、可動接片を突出動させるための駆動
ジャッキの実施例を示す概略図である。

【図８】 図８は、アーム駆動ジャッキの自動解除の構
成の一実施例を示す概略図である。

【図９】 図９は、回転装置の拡大断面図である。

【図１０】 図１０は、アーム駆動ジャッキの拡大断面
図である。

【図１１】 図１１は、本発明の排泥管の一実施例の部
分拡大断面図である。

【図１２】 図１２は、本発明の排泥管の別の実施例の
部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１００…水中ケーソン掘削システム １０２…躯体 １０４…掘削機 １０６…底部隔壁 １０８…中空隔壁 １１０…外周壁 １１２…荷重室 １１６…切羽 ２１２…荷重室 ２１６…切羽 ２１８…支持架台 ２２０…ジャッキ ２２２…荷重検出器 ３００…水中ケーソン掘削装置 ３０２…躯体 ３０４…掘削機 ３０６…底部隔壁 ３０８…中空隔壁 ３２０…シェル枠部材 ３２３…駆動モータ ３２５…ワイヤー ３２６…回転装置 ３２６ｂ…回転角度検出装置 ３２８…可動接片 ３３０…旋回アーム ３３０ａ…角度検出装置 ３３０ｂ…バネ部材 ３３４…アーム駆動ジャッキ ３３８…掘削装置 ３４０…カッターヘッド ３４２…モータ ３４４…案内部材 ３４６…摺動部材 ３４８…下部嵌合接片 ３５０…上部嵌合接片 ３５２…下部係合接片 ３５４…駆動ジャッキ ３５４ｂ…バネ部材 ３５８…可動接片 ３６０…排泥管 ３６２…ポンプ ３６４、３６４’…外管 ３６６，３６６’…内管 ３６８…可撓管 ４００…アキュムレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 彰 愛知県名古屋市熱田区横田２丁目３番24号 中部電力株式会社中央送変電建設所内 (72)発明者 大森 純一郎 愛知県名古屋市熱田区横田２丁目３番24号 中部電力株式会社中央送変電建設所内 (72)発明者 那須 進 愛知県名古屋市中区錦２丁目19番１号 株 式会社鴻池組名古屋支店内 (72)発明者 坂 進 愛知県名古屋市中区錦２丁目19番１号 株 式会社鴻池組名古屋支店内 (72)発明者 石川 恭義 大阪府大阪市中央区北久宝寺町３丁目６番 １号 株式会社鴻池組内 (72)発明者 佐古井 耕三 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番３ 号 川崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 丹山 幸一 兵庫県神戸市中央区東川崎町１丁目１番３ 号 川崎重工業株式会社神戸本社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設すべき筒状の躯体の底部近傍
   に底部隔壁を形設するとともに、該隔壁の中心部に設け
   た開口部に筒状の中空隔壁を立設し、 前記中空隔壁内の底部近傍に掘削機を配設して掘削する
   水中ケーソン掘削工法であって、 前記躯体の底部隔壁、外周壁及び中空隔壁とで形成され
   た空間部である荷重室に、掘削した土砂等若しくは水を
   貯留して躯体の沈下力を調整するようにして掘削するこ
   とを特徴とする水中ケーソン掘削工法。
2. 【請求項２】 前記躯体の底部隔壁下方の空間と中空隔
   壁内部からなる切羽内の水位を、掘削時の地圧若しくは
   水圧に対抗する圧力となるようにして、切羽の安定と躯
   体の沈下力を調整するようにして掘削することを特徴と
   する請求項１に記載の水中ケーソン掘削工法。
3. 【請求項３】 前記躯体の底部隔壁下方の空間と中空隔
   壁内部からなる切羽内の水位を、躯体の沈下力が大きい
   場合に、躯体の沈下力に対抗する圧力となるようにし
   て、躯体に対して浮力を生じせしめ、切羽の安定と躯体
   の沈下力を調整するようにして掘削することを特徴とす
   る請求項１に記載の水中ケーソン掘削工法。
4. 【請求項４】 地面に固定した支持架台に設けた複数個
   のジャッキにより前記躯体を懸垂して、前記ジャッキに
   負荷される荷重をジャッキに付設した荷重計測装置によ
   って計測するとともに、 前記荷重室と切羽に付設したポンプ装置によって、前記
   ジャッキに負荷される荷重が予め設定された所定の値に
   なるように、荷重室及び／又は切羽内の水位を調節する
   ようにして掘削することを特徴とする請求項１から３の
   いずれかに記載の水中ケーソン掘削工法。
5. 【請求項５】 前記ジャッキに負荷される荷重の調整に
   おいて、前記荷重室の水位調節を主体として行うととも
   に、 前記切羽内の水圧を、地下水圧よりやや高い圧力が最低
   となるようにして掘削することを特徴とする請求項４に
   記載の水中ケーソン掘削工法。
6. 【請求項６】 前記ジャッキに負荷される荷重の調整に
   おいて、前記荷重室の水位が零になっても、前記ジャッ
   キの荷重がジャッキが伸びる方向に前記設定範囲を越え
   る場合に、切羽内の圧力が上昇して前記躯体の浮力を高
   めるために、切羽の水位を上昇するように調整すること
   を特徴とする請求項４から５のいずれかに記載の水中ケ
   ーソン掘削工法。
7. 【請求項７】 地中に埋設すべき筒状の躯体の底部近傍
   に底部隔壁を形設するとともに、該隔壁の中心部に設け
   た開口部に筒状の中空隔壁を立設し、 前記中空隔壁内の底部近傍に掘削機を配設し、 前記躯体の底部隔壁、外周壁及び中空隔壁とで形成され
   た空間部である荷重室に、掘削した土砂等若しくは水を
   貯留して躯体の沈下力を調整するようにして掘削する水
   中ケーソン掘削工法に用いる水中ケーソン掘削装置であ
   って、 前記掘削機の外周に係合装置が設けられ、 前記中空隔壁が円筒状であって、その下端近傍の内壁に
   は、前記係合装置に対応する位置に嵌合突起が設けら
   れ、 前記掘削機の係合装置と中空隔壁の嵌合突起とが係合す
   ることによって、躯体に対する掘削機の位置、姿勢が正
   確に制御できるようになっていることを特徴とする水中
   ケーソン掘削装置。
8. 【請求項８】 前記中空隔壁内壁に長手方向のガイド部
   材を設けて、掘削機が中空隔壁内を昇降する際に掘削機
   の姿勢を制御できるように構成されていることを特徴す
   る請求項７に記載の水中ケーソン掘削装置。
9. 【請求項９】 前記掘削機の係合装置が、掘削機の外周
   上方に設けられた上部係合接片と、下方に設けられた下
   部係合接片とから構成され、 前記中空隔壁の嵌合突起が、掘削機の上部係合接片と係
   合する上部嵌合突起と、掘削機の下部係合接片と係合す
   る下部嵌合突起とから構成されていることを特徴する請
   求項７から８のいずれかに記載の水中ケーソン掘削装
   置。
10. 【請求項１０】 前記中空隔壁の上部嵌合突起と下部嵌
    合突起との位置が円周方向にずれていることを特徴する
    請求項９に記載の水中ケーソン掘削装置。
11. 【請求項１１】 前記中空隔壁の上部嵌合突起と下部嵌
    合突起が、相互に対向する方向に勾配を有する突起であ
    ることを特徴する請求項９から１０のいずれかに記載の
    水中ケーソン掘削装置。
12. 【請求項１２】 前記掘削機の下部係合接片が、係合す
    る中空隔壁の下部嵌合突起の勾配と逆勾配を有する接片
    であることを特徴する請求項９から１１のいずれかに記
    載の水中ケーソン掘削装置。
13. 【請求項１３】 前記掘削機の上部係合接片が、突出動
    可能に構成された可動接片であることを特徴する請求項
    ９から１２のいずれかに記載の水中ケーソン掘削装置。
14. 【請求項１４】 前記掘削機の上部係合接片が、制御装
    置などの故障などの非常時に、前記中空隔壁の上部嵌合
    突起との係合が自動的に解除されるように構成されてい
    ることを特徴する請求項１３に記載の水中ケーソン掘削
    装置。
15. 【請求項１５】 前記掘削機が、シェルと、該シェル内
    を回転可能に支承された回転装置と、該回転装置に連結
    された旋回アームと、該旋回アームに取り付けられた掘
    削装置とから構成されていることを特徴とする請求項９
    から１２のいずれかに記載の水中ケーソン掘削装置。
16. 【請求項１６】 前記旋回アームに旋回駆動装置が設け
    られ、該旋回駆動装置が、制御装置などの故障などの非
    常時に、旋回アームを自動的に躯体中心位置に復帰する
    ように構成されていることを特徴とする請求項１５に記
    載の水中ケーソン掘削装置。
17. 【請求項１７】 前記旋回アームのアーム駆動ジャッキ
    に角度検出装置と、回転装置に回転角度検出装置が設け
    られ、これらの検出装置の検出値に基づいて、掘削範囲
    が制御可能であるようにに構成されていることを特徴と
    する請求項１５から１６のいずれかに記載の水中ケーソ
    ン掘削装置。
18. 【請求項１８】 外管とその中に摺動可能に挿着した内
    管と、内管に接続した可撓管とから構成され、その一端
    が前記掘削機の掘削装置のカッターヘッド背面近傍に開
    口し、他端が躯体外部に通じるように構成された排泥管
    が設けられていることを特徴とする請求項７から１７の
    いずれかに記載の水中ケーソン掘削装置。