JPH09158667A - 縦穴の掘削方法および縦穴用掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメント、ケーシング等による一時的な覆
工を掘削跡に構築する必要性をなくすことにある。 【解決手段】 縦穴の掘削方法は、上下方向へ伸びる軸
線を有する筒状の本体と、該本体の下端部に前記軸線の
周りに回転可能に配置されたカッタヘッドと、該カッタ
ヘッドを回転させる駆動機構と、前記本体を少なくとも
下方へ移動させる移動機構とを含む掘削機を用い、前記
カッタヘッドを回転させて地盤を掘削しつつ、掘削され
た穴の壁面を前記移動機構により圧密することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下方向へ伸びる
穴を掘削する方法および掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート構造物用の基礎、鉄塔用の
基礎、橋脚用の基礎、トンネル掘削用の立坑、鉱山用の
縦坑等に用いる深い縦穴を、カッタヘッドを筒状の本体
の軸線の周りに回転させる掘削機を用いて掘削する方法
がある。この掘削方法は、カッタヘッドを回転させつ
つ、掘削機を下降させ、複数のセグメントにより一時的
な覆工を掘削跡に形成する。一時的な覆工は、セグメン
トを既設の一時的な覆工の下側に順次組み付けることに
より形成される。

【０００３】掘削された縦穴には、その用途が各種の基
礎であれば、コンクリートが充填され、また立坑であれ
ば、鉄筋およびコンクリートによる永久的な覆工が構築
される。

【０００４】しかし、従来の掘削方法では、掘削跡に一
時的な覆工を構築しなければならないし、一時的な覆工
へのセグメントの組み付け作業を行わなければならない
から、それだけ高価になる。

【０００５】

【解決しようとする課題】本発明は、セグメント、ケー
シング等による一時的な覆工を掘削跡に構築する必要性
をなくすことにある。

【０００６】

【解決手段、作用、効果】本発明の縦穴の掘削方法は、
上下方向へ伸びる軸線を有する筒状の本体と、該本体の
下端部に前記軸線の周りに回転可能に配置されたカッタ
ヘッドと、該カッタヘッドを回転させる駆動機構と、前
記本体を少なくとも下方へ移動させる移動機構とを含む
掘削機を用い、前記カッタヘッドを回転させて地盤を掘
削しつつ、掘削された穴の壁面を前記移動機構により圧
密することを含む。

【０００７】掘削された穴の壁面は、移動機構により圧
密されることにより、崩壊を一時的に防止される。掘削
された縦穴には、その用途に応じて、たとえば用途が各
種の基礎であれば、コンクリートが充填され、また立坑
であれば、鉄筋およびコンクリート等によるによる永久
的な覆工が構築される。

【０００８】本発明によれば、掘削された穴の壁面を前
記移動機構により圧密するから、セグメント、ケーシン
グ等による一時的な覆工を穴の壁面に設ける必要がな
く、作業性が向上し、掘削のための工事費が廉価にな
る。

【０００９】前記移動機構は、前記本体を下降させるた
めの反力を前記壁面から得ることにより、前記壁面を圧
密することが好ましい。これにより、穴の壁面を圧密す
るための専用の手段を設ける必要がない。

【００１０】本発明の縦穴用掘削機は、上下方向へ伸び
る軸線を有する筒状の本体と、該本体の下端部に前記軸
線の周りに回転可能に配置されたカッタヘッドと、該カ
ッタヘッドを回転させる駆動装置と、前記本体を少なく
とも下方へ移動させる移動機構とを含む。前記移動機構
は、前記本体の上部に前記軸線の方向へ相対的に変位可
能に嵌合された筒状体と、該筒状体の外周に周方向に順
次配置された弧状の複数の押圧体と、該押圧体を前記筒
状体の半径方向へ変位させる複数の第１のジャッキと、
前記軸線の周りに間隔をおいて配置された複数の第２の
ジャッキであって前記筒状体および前記本体を前記軸線
の方向へ相対的に変位させる複数の第２のジャッキとを
備える。各押圧体は前記軸線の周りを伸びる弧状の外側
面を有する。

【００１１】移動機構は、各押圧体の弧状の面を穴の壁
面に押圧することにより、本体を下降させるための反力
を壁面から得るとともに、その部位を圧密する。これに
より、穴の壁面の崩壊が一時的に防止される。このた
め、セグメント、ケーシング等による一時的な覆工を穴
の壁面に設ける必要がなく、作業性が向上し、掘削のた
めの工事費が廉価になる。掘削された縦穴には、その用
途が各種の基礎であれば、コンクリートが充填され、ま
た立坑であれば、鉄筋およびコンクリート等によるによ
る永久的な覆工が構築される。

【００１２】前記外側面は、前記第２のジャッキのスト
ローク以上の上下方向の幅寸法を有することが好まし
い。これにより、掘削された穴の壁面が上下方向全体に
わたって圧密される。

【００１３】好ましい実施例において、前記カッタヘッ
ドは、前記本体の下端部に前記軸線の周りに回転可能に
支持された第１のヘッドであって上下方向へ貫通する空
間部を中央部に有する第１のヘッドと、前記第１のヘッ
ドの下側の土砂を掘削すべく前記第１のヘッドに配置さ
れた少なくとも１つの第１のカッタと、前記空間部を利
用して前記第１のヘッドに上方から着脱可能にかつ同軸
的に配置される第２のヘッドと、該第２のヘッドの下側
の土砂を掘削すべく前記第２のヘッドに配置された少な
くとも１つの第２のカッタとを備える。前記第１のヘッ
ドは、前記第１のカッタが下側に配置された環状の底板
部と、前記第１のカッタによる掘削物が前記底板部の上
側に移動することを許すべく前記底板部に形成された開
口とを有する。前記第２のヘッドは、前記底板部の上側
の掘削物を上方から受け入れるべく前記第１のヘッドに
配置される筒状部であって前記空間部から下方に突出す
る筒状部と、該筒状部の下端を閉鎖する底部であって前
記第２のカッタが下側に配置された底部と、前記第２の
カッタによる掘削物を前記筒状部内に受け入れるべく前
記底部に形成された開口とを有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１および図２を参照するに、縦
穴用の掘削機２０は、短い円筒状の本体２２と、本体２
２の下端部に本体２２の軸線２４の周りに回転可能に配
置されたカッタヘッド２６と、該カッタヘッドを回転さ
せる駆動機構２８と、本体２２を押し下げる移動機構３
０とを含む。

【００１５】本体２２の下端部には、リング状の底板３
２が図示しないボルト・ナット等の複数のねじ部材によ
り内向きのフランジ状に同軸的に連結されている。底板
３２の上には、環状の床３４が形成されている。作業者
は、梯子を利用して、地上から床３４へおよびその逆に
移動することができる。したがって、作業者は、床３４
を、掘削機２０を操作する作業、掘削機２０を点検する
作業等を行なう作業用床として利用することができる。

【００１６】図示してはいないが、本体２２、底板３２
および床３４は、それぞれ、軸線２４の周りの複数の好
ましくは３以上の部材に分割されており、また周方向に
隣り合う部材はボルト・ナット等の複数のねじ部材によ
り分離可能に連結されている。これにより、本体２２、
底板３２および床３４を容易に運搬することができ、ま
たそれらを分解して撤去することができる。

【００１７】図示してはいないが、本体２２の分割され
た各部位は、底板３２および床３４の分割された部位に
ボルト・ナット等の複数のねじ部材により分離可能に連
結されている。同様に、底板３２および床３４の分割さ
れた各部位は、本体２２の分割された２つの部位にボル
ト・ナット等の複数のねじ部材により分離可能に連結さ
れている。これにより、周方向に隣り合う部材の結合強
度が高められる。

【００１８】カッタヘッド２６は、本体２２の下端部に
軸線２４の周りに回転可能に支持された環状の第１のヘ
ッド３６と、第１のヘッド３６の中央部を上下方向に貫
通する空間部を利用して第１のヘッド３６に上方から着
脱可能にかつ同軸的に配置されるバケット状の第２のヘ
ッド３８と、第１のヘッド３６の下側の土砂を掘削する
複数の第１のカッタ４０と、第２のヘッド３８の下側の
土砂を掘削する複数の第２のカッタ４２と、第１のヘッ
ド３６の周りの土砂を掘削する複数の第３のカッタ４４
と、第２のヘッド４２の下端部の周りの土砂を掘削する
複数の第４のカッタ４６とを備える。

【００１９】図１〜図６に示すように、第１のヘッド３
６は、上側板状部すなわち上板部５０と、下側板状部す
なわち底板部５２と、短い円筒状の外側板状部すなわち
外板部５４と、短い円筒状の内側板状部すなわち内板部
５６とを有する。上板部５０、底板部５２、外板部５４
および内板部５６は、軸線２４の周りを伸びる環状の内
部空間を共同して形成するように、溶接等により互いに
固定されている。しかし、上板部５０、底板部５２、外
板部５４および内板部５６をボルト・ナット等の複数の
ねじ部材により分離可能に結合してもよい。

【００２０】図示してはいないが、第１のヘッド３６は
本体２２の軸線２４の周りの複数の部材に分割されてお
り、周方向に隣り合う部材はボルト・ナット等の複数の
ねじ部材により分離可能に連結されている。このため、
上板部５０、底板部５２、外板部５４および内板部５６
のそれぞれも、第１のヘッド３６の分割部材に対応した
複数の部材から形成されている。これにより、第１のヘ
ッド３６を容易に運搬することができ、また第１のヘッ
ド３６を分解して撤去することができる。

【００２１】第１のヘッド３６の内部空間は、複数の仕
切り板５８により複数の室に区画されている。底板部５
２は、中心部が周辺部より下方となるように傾斜された
截頭円錐形の下面を形成しており、また本体２２の軸線
２４の周りに間隔をおいた複数箇所（図示の例では、対
向する２箇所）のそれぞれに開口６０を有する。

【００２２】図１、図４および図５に示すように、第１
のヘッド３６は、支持軸６１および図示しないブラケッ
ト等により本体２２の下端部に軸線２４と平行の軸線の
周りに回転可能に取り付けられた複数のローラ６２と、
軸線２４の周りを伸びるように上板部５０に取り付けら
れた受け用のリング６４と、リング６４の上にボルトの
ような複数のねじ部材により取り付けられた組付け用の
リング６６とにより、本体２２の下端部に回転可能に組
み付けられて支持されている。

【００２３】ローラ６２は、本体２２の軸線２４の周り
の仮想的な円上に等間隔をおいた位置に配置されてお
り、また底板３２と床３４とに組み付けられている。各
ローラ６２は、周方向に連続するＶ字状の溝６２ａを外
周面に有する。図示の例では、６つのローラ６２が設け
られている。リング６４および６６は、軸線２４の周り
を本体２２と同軸的に伸びる。リング６６は、ローラ６
２の溝６２ａに滑動可能に嵌合する環状の係合部６６ａ
と、係合部６６ａの上側に設けられた外向きの歯車部６
６ｂとを有する。

【００２４】ローラ６２ならびにリング６４および６６
は、カバー６８により保護されている。カバー６８は、
床３４の内側縁部に沿って環状に伸びており、また床３
４の内側縁部にボルトのような複数のねじ部材により取
り外し可能に取り付けられている。カバー６８も、これ
を軸線２４の周りの複数の部材に分割し、周方向に隣り
合う部材をボルト・ナット等の複数のねじ部材により分
離可能に連結してもよい。

【００２５】各第１のカッタ４０は、底板部５２の下側
にボルトのような複数のねじ部材により取り外し可能に
取り付けられた長尺のベース部材と、該ベース部材の幅
方向の１つの縁部に間隔をおいて取り付けられた複数の
カッタビットとを備える。各第１のカッタ４０は、底板
部５２の開口６０に対応されており、また対応する開口
６０を形成する縁部のうち、カッタヘッド２６の回転方
向（図２および図３に矢印で示す方向）後方となる縁部
に、カッタビットの切刃がカッタヘッド２６の回転方向
前方になるとともに第１のカッタ４０の一部が開口６０
の一部に重なる状態に配置されている。

【００２６】各第１のカッタ４０による掘削物は、底板
部５２の対応する開口６０から、第１のヘッド３６の内
部空間に受け入れられる。このため、内部空間のうち、
開口６０を介して底板部５２の下方に連通する部位は、
掘削物を受け入れる室７０である。各室７０は、内板部
５６の一部を欠如することにより形成された開口７２を
介して、第２のヘッド３８を受け入れる空間部に連通さ
れている。第３のカッタ４４による掘削物は、外板部５
４に形成された開口７４（図４参照）から、室７０に受
け入れられる。

【００２７】第１のヘッド３６は、室７０内に受け入れ
た掘削物をカッタヘッド２６の回転にともなって開口７
２から空間部に強制的に移動させるガイド７６を各室７
０に有する。しかし、そのような作用を、第１のカッタ
４０のベース部材等の他の部材に行なわせてもよいし、
第１のカッタ４０を鋤状のカッタとすることにより、第
１のカッタ４０に行なわせてもよい。

【００２８】図１〜図８に示すように、第２のヘッド３
８は、第１のヘッド３６の空間部に着脱可能に受けられ
る円筒形の筒状部８０と、筒状部８０の下端を閉鎖する
底部８２とを有する。筒状部８０の上端外周面は、複数
のねじ部材により上端外周面に固定された帯状部８４に
より補強されている。帯状部材８４には、複数のストッ
パ８６が固定されている。

【００２９】筒状部８０は、第１のヘッド３６の空間部
の直径よりやや小さい外径寸法と、第１のヘッド３６よ
り大きい上下方向における長さ寸法とを有する。ストッ
パ８６の回転軌跡の直径寸法は、第１のヘッド３６の上
板部５０の内径より小さいが、底板部５２の内径より大
きい。このため、第２のヘッド３８が第１のヘッド３６
の空間部に上側から挿入されると、第２のヘッド３８
は、ストッパ８６が底板部５２に当接することにより、
筒状部８０が底板部５２から下方に突出した状態に維持
され、第１のヘッド３６に対する上下方向の位置決めを
される。

【００３０】筒状部８０は、第１のヘッド３６の室７０
内の掘削物を受け入れるように、本体２２の軸線２４の
周りに等角度間隔をおいて形成された複数の切欠部８８
を上端部に有する。図示の例では、切欠部８８は、第１
のヘッド３６の開口６０，７２と同様に、対向する２箇
所に形成されている。

【００３１】筒状部８０の上端部には、長尺部材９０が
連結されている。長尺部材９０は、筒状部８０の直径方
向へ伸びる。長尺部材９０の長手方向中央部には、長尺
の吊り下げ部材９２がその一端部において水平方向へ伸
びる軸線を中心とする枢軸運動可能に連結されている。
吊り下げ部材９２は、揚重機械のフックをかける吊り下
げ用リング９４を他端部に有する。

【００３２】底部８２は、第２のカッタ４２による掘削
物を筒状部８０に受け入れるための複数の開口９６を有
する。開口９６は、第２のカッタ４２に対応されてお
り、また図示の例では対向する２箇所に形成されてお
り、さらに第２のヘッド３８の直径方向へ伸びる長方形
の形状を有する。

【００３３】各第２のカッタ４２は、底部８２の下側に
ボルトのような複数のねじ部材により取り外し可能に取
り付けられた複数の長尺のベース部材と、各ベース部材
に取り付けられたカッタビットとを備える。各第２のカ
ッタ４２のベース部材は、対応する開口９６を形成する
縁部のうち、カッタヘッド２６の回転方向（図２、図３
および図６に矢印で示す方向）後方となる縁部に、カッ
タビットの切刃がカッタヘッド２６の回転方向前方にな
るとともにカッタビットの一部が開口９６の一部に重な
る状態に配置されている。

【００３４】筒状部８０は、また、第４のカッタ４６に
よる掘削物を筒状部８０に受け入れるための複数の開口
９８を下端部に有する。開口９８は、第４のカッタ４６
に対応されており、また図示の例では対向する２箇所に
形成されており、さらに筒状部８０の周方向に伸びる。

【００３５】各第４のカッタ４６は、筒状部８０の下端
部にボルトのような複数のねじ部材により取り外し可能
に取り付けられたカッタビットを備える。各第４のカッ
タ４６のカッタビットは、対応する開口９８を形成する
縁部のうち、カッタヘッド２６の回転方向後方となる縁
部に、カッタビットの刃先がカッタヘッド２６の回転方
向前方になるとともにカッタビットの一部が開口９８の
一部に重なる状態に配置されている。

【００３６】筒状部８０は、また、内側に突出する段部
１００を下端部の対向する２箇所のそれぞれに有する。
各開口９８の一部は段部１００にまで伸びており、また
各第４のカッタ４６は段部１００に配置されている。各
段部１００には、ピン１０２が溶接等により取り付けら
れている。両ピン１０２は、対向する部位から筒状部８
０の外側に突出する。

【００３７】第２のヘッド３８は、また、底部８２の各
開口９６を開閉する蓋１０４を底部８２の上側に有す
る。各蓋１０４は、筒状部８０の直径方向とほぼ平行に
水平に伸びる軸線を中心とする枢軸運動可能に底部８２
の上面に取り付けられている。このため、各蓋１０４
は、常時は自重により開口９６を閉鎖している。しか
し、カッタヘッド２６が回転されると、各蓋１０４は、
第２のカッタ４２による掘削物により押し上げられ、そ
れにより開口９６を開放する。

【００３８】底部８２には、第５のカッタ１０６が取り
付けられている。第５のカッタ１０６は、構築すべき縦
穴の中心部に対応する土砂を掘削するように、底部８２
の下面中央部に下向きに配置されている。床３４、カバ
ー６８、リング６４，６６の内径寸法は、第２のヘッド
３８の最大外径寸法より大である。

【００３９】駆動機構２８は、減速機付きの複数の回転
源１１０と、各回転源１１０の出力軸に取り付けられた
歯車１１２（図５を参照）とを備える。回転源１１０
は、歯車１１２が本体２２の軸線２４の周りに等角度間
隔となるように、本体２２に据え付けられている。各歯
車１１２は、リング６６の歯車部６６ｂと噛合する。こ
のため、回転源１１０が回転されると、リング６６が軸
線２４の周りに回転されるから、カッタヘッド２６が軸
線２４の周りに回転される。

【００４０】回転源１１０の回転は、歯車１１２および
歯車部６６ｂを介して、リング６６が取り付けられた第
１のヘッド３６に伝達される。第１のヘッド３６が回転
されると、第１のヘッド３６の内周面に設けられた複数
の係合片１１４が第２のヘッド３８の外周面に設けられ
たストッパ８６に係合し、これにより第２のヘッド３８
が第１のヘッド３６とともに回転される。係合片１１４
は、第２のヘッド３８を第１のヘッド３６に配置すると
き、第２のヘッド３８が第１のヘッド３６に対し多少変
位していても、第２のヘッド３８を第１のヘッド３６の
空間部に正しく案内する。

【００４１】係合片１１４とストッパ８６とが第１のヘ
ッド３６の回転にともなって当接するとき、第２のヘッ
ド３８の上端外周部に設けられた複数の凸片１１６（図
１参照）が第１のヘッド３６により下方に押される。こ
れにより、第２のヘッド３８が第１のヘッド３６に対し
上昇することが解除可能に阻止される。

【００４２】図１、図２、図１０〜図１５に示すよう
に、本体２２およびカッタヘッド２６を下降させる移動
機構３０は、本体２２の上部外側に嵌合された筒状体１
２０を備える。本体２２と筒状体１２０とは、１以上の
回り止め手段により、軸線２４の方向への相対的変位は
可能であるが、軸線２４の周りの回転は不能に組み付け
られている。

【００４３】そのような回り止め手段の一例を図１６お
よび図１７に示す。図示の例では、回り止め手段は、上
下方向へ伸びるように筒状体１２０の下端部内側に形成
された溝１２２と、上下方向へ伸びるように本体２２の
上部外側に形成された凸部１２４とを備え、溝１２２と
凸部１２４とを嵌合させている。

【００４４】筒状体１２０は、該筒状体の周方向に分割
した複数の分割部材により形成されている。周方向に隣
り合う分割部材は、図１１および図１２に示すように、
複数のボルト１２６およびナット１２８により分離可能
に連結されている。

【００４５】筒状体１２０は、外周側に開口する凹所１
３０を下部外周の複数箇所に有する。各凹所１３０は溝
１２２の高さ位置よりやや上方の部位を周方向へ伸びて
おり、また周方向に隣り合う凹所１３０は筒状体１２０
の隣り合う分割部材の連結部により分離されている。各
凹所１３０には、反力用の押圧体１３２が配置されてい
る。各押圧体１３２は、対応する凹所１３０に適合する
ように、弧状に湾曲されていており、また軸線２４の周
りに伸びる弧状の面を外側に有する。図示の例では、こ
の弧状の面すなわち外側面の幅寸法、すなわち軸線２４
の方向の寸法は大きく、したがって押圧体１３２の外側
面は広い面積を有する。

【００４６】周方向に隣り合う押圧体１３２は、それら
の周方向の端部が相寄り相離れる方向へ相対的に変位す
るように、反力用ジャッキ群すなわち第１のジャッキ群
により連結されている。各反力用ジャッキすなわち各第
１のジャッキ１３４は、上下方向に間隔をおいた複数の
反力用ジャッキすなわち第１のジャッキ１３４を備え
る。各第１のジャッキ１３４は、油圧ジャッキのような
流体圧ジャッキであり、また板状をした連結部材１３６
により、シリンダを一方の押圧体１３２の端部に連結さ
れ、ピストンロッドを他方の押圧体１３２の端部に連結
されている。

【００４７】各連結部材１３６は、対応する押圧体１３
２の周方向の端部から筒状体１２０の開口部１３８を介
して筒状体１２０の内側に伸びる。各連結部材１３６と
押圧体１３２とは、一体的にまたは溶接により連結され
ている。同じ押圧体１３２を変位させる各第１のジャッ
キ郡の第１のジャッキ１３４と連結部材１３６とは、第
１のジャッキ１３４の伸縮を同期させるべく、共通の枢
軸１４０により枢軸運動可能に連結されている。

【００４８】本体２２と筒状体１２０とは、軸線２４の
周りの複数箇所において、移動用ジャッキすなわち第２
のジャッキ１４２により連結されている。各第２のジャ
ッキ１４２は、シリンダを底板３２に連結され、ピスト
ンロッドを筒状体１２０に連結されている。第２のジャ
ッキ１４２のストロークは、押圧体１３２の外側面の上
下方向の寸法（幅寸法）とほぼ同じであるか、またはそ
れより小さいことが好ましい。

【００４９】移動機構３０において、第１のジャッキ１
３４が収縮されていると、隣り合う押圧体１３２が引き
寄せられているから、各押圧体１３２は、図１、図１
０、図１１、図１３および図１４に示すように、対応す
る凹所１３０内に収容されている。

【００５０】これに対し、各第１のジャッキ１３４が伸
長されると、隣り合う押圧体１３２が離されるから、各
押圧体１３２は、図１２および図１５に示すように、筒
状体１２０の半径方向外方へ移動され、その結果各押圧
体１３２は、その一部が対応する凹所１３０から突出す
ることにより、外側面を周囲の地盤に押し付けられるこ
とにより、周囲の地盤を圧密する。

【００５１】掘削機２０において、掘削物を収容してい
ない第２のヘッド２８が第１のヘッド２４に装着されて
いると、第２のヘッド２８は、ストッパ８６、係合片１
１４および凸片１１６により、切欠部８８が開口７２と
対向するように位置決められる。

【００５２】上記の状態で、各第１のジャッキ１３４が
伸長され、各第２のジャッキ１４２が同期して伸長され
つつ、駆動機構２８の回転源１１０が回転される。これ
により、歯車１１２が回転されるから、リング６６が本
体２２の軸線２４の周りに回転され、第１のヘッド２４
が本体２２に対し軸線２４の周りに回転され、地盤がカ
ッタヘッド２６により掘削される。

【００５３】第２のジャッキ１４２の伸長に起因する推
進反力すなわち押し下げ反力は、筒状体１２０、第１の
ジャッキ１３４および押圧体１３２を介して周囲の地盤
に伝達される。カッタヘッド２６の回転に起因する回転
反力は、凸部１２４、溝１２２、筒状体１２０、第１の
ジャッキ１３４および押圧体１３２を介して周囲の地盤
に伝達される。

【００５４】掘削の開始時、第２のヘッド２８の切欠部
８８が第１のヘッド３６の開口７２に対し軸線２４の周
りに角度的に変位していると、第１のヘッド３６の係合
片１１４が第２のヘッド３８のストッパ８６に係合する
まで、第１のヘッド３６が回転する。係合片１１４，１
０２が係合すると、第２のヘッド３８の切欠部８８は第
１のヘッド３６の開口７２に整合し、第２のヘッド３８
は第１のヘッド３６とともに回転される。

【００５５】カッタヘッド２６が回転されている間、第
１のヘッド３６が掘削機１０の自重およびジャッキ１４
２により第１のヘッド３６の下側の土砂に押圧されてい
るから、第１のヘッド３６の下側の土砂が第１のカッタ
４０により掘削される。

【００５６】第１のカッタ４０による掘削物は、第１の
ヘッド３６の回転にともなって、第１のヘッド３６の開
口７２から室７０に入り込み、次いでガイド７６により
切欠部８８に向けて強制的に移動される。これにより、
室７０内の掘削物は、第１のヘッド３６の開口７２か
ら、第２のヘッド３８の切欠部８８を介して筒状部８０
内に押し込まれる。このため、人手によることなく、第
１のカッタ４０による掘削物を第２のヘッド３８内に集
めることができる。

【００５７】第１のヘッド３６が回転されると、第１の
ヘッド３６の周りの土砂が第３のカッタ４４により掘削
される。第３のカッタ４４による掘削物は、第１のヘッ
ド３６の回転にともなって、第１のヘッド３６の開口７
４から室７０に入り込む。これにより、掘削時に第１の
ヘッド３６の外周面に作用する摩擦力が小さくなる。

【００５８】カッタヘッド２６が回転されている間、第
２のヘッド３８が第１のヘッド３６により第２のヘッド
３８の下側の土砂に押圧されるから、第２のヘッド３８
の下側の土砂が第２のカッタ４２により掘削される。第
２のカッタ４２による掘削物は、第２のヘッド３８の回
転にともなって、蓋１０４を押し上げつつ、第２のヘッ
ド３８の開口９６から筒状部８０に入り込む。

【００５９】第２のヘッド３８が回転されると、第２の
ヘッド３８の下端部の周りの土砂が第４のカッタ４６に
より掘削される。第４のカッタ４６による掘削物は、第
２のヘッド３８の回転にともなって、第２のヘッド３８
の開口９８から筒状部８０に入り込む。これにより、掘
削時に第２のヘッド３８の外周面に作用する摩擦力が小
さくなる。

【００６０】第２のヘッド３８の回転にともなって、第
２のヘッド３８の下面中心部の土砂が第５のカッタ１０
６により掘削される。第５のカッタ１０６による掘削物
は、第２のヘッド３８の回転にともなって、第２のカッ
タ４２による掘削物とともに、第２のヘッド３８の開口
９６から筒状部８０に入り込む。これにより、掘進方向
が変化することを防止することができる。

【００６１】各第２のジャッキ１４２が図１５に示すよ
うに完全に伸長されると、各第１のジャッキ１３４が収
縮されることにより、各押圧体１３２が周囲の地盤から
離される。この状態で、各第２のジャッキ１４２が収縮
される。これにより、筒状体１２０が下方へ引き下げら
れる。

【００６２】その後は、各第１のジャッキ１３４を伸長
させた状態で、各第２のジャッキ１４２を伸長させつ
つ、カッタヘッド２６を回転させることにより、地盤を
掘削する工程と、各第１のジャッキ１３４を収縮させた
状態で、各第２のジャッキ１４２を収縮させることによ
り、筒状体１２０を引き下げる工程とが所定回数繰り返
される。

【００６３】上記のような工程を繰り返すことにより、
掘削された穴の壁面は、軸線２４方向における押圧体１
３２の外側面の幅寸法が第２のジャッキ１４２のストロ
ーク以上であるから、押圧体１３２の外側面により上下
方向全体にわたって確実に圧密されて、崩壊を一時的に
防止される。このように、掘削された穴の壁面が安定す
ると、セグメント、ケーシング等による一時的な覆工を
穴の壁面に設ける必要がなく、掘削の作業性が向上し、
掘削のための工事費が廉価になる。

【００６４】上記のように、本体２２を下降させるため
の反力、およびカッタヘッド２６を本体２２に対し回転
させるための反力を掘削された穴の壁面から得るなら
ば、その壁面を圧密するための専用の手段を設ける必要
がない。掘削された穴の壁面は、押圧体１３２の外側面
の面積が大きいほど安定する。

【００６５】筒状部８０が所定量の掘削物を収容する
と、先ず駆動機構２８が停止されることにより、掘削作
業が一時停止される。次いで、図示しない揚重機械のフ
ックが第２のヘッド３８のリング９４にかけられ、第２
のヘッド３８が揚重機械により地上側に吊り上げられ
る。地上に吊り上げられた第２のヘッド３８内の掘削物
は、図示しないダンプトラックに転載される。筒状部８
０に設けられたピン１０２は、第２のヘッド３８内の掘
削物をダンプトラックに転載するときに、地上に設けら
れた支柱に掛けられ、第２のヘッド３８を転倒させるこ
とを容易にする。

【００６６】掘削物の転載が終了すると、第２のヘッド
３８が、揚重機械により縦穴内を吊り降ろされ、第１の
ヘッド３６に装着され、その後、掘削作業が再開され
る。

【００６７】第２のヘッド３８を第１のヘッド３６に装
着するとき、第２のヘッド３８が第１のヘッド３６に対
し半径方向にずれていると、筒状部８０が第１のヘッド
３６の上板部５０に当接し、第２のヘッド３８を第１の
ヘッド３６の空間部に装着することができないことがあ
る。これを防止するには、第２のヘッド３８の軸線を第
１のヘッド３６の軸線に一致させた状態で、第２のヘッ
ド３８を下降させる必要がある。しかし、そのような作
業を人手により行なうことは、面倒である。

【００６８】しかし、掘削機２０では、第２のヘッド３
０が筒状部８０の下端を係合片１１４に当接させた状態
で下降されるから、第２のヘッド３８は、これが第１の
ヘッド３６の空間部に装着されるとき、第２のヘッド３
８が第１のヘッド３６に対し多少変位していても、筒状
部８０の下端が係合片１１４により回転中心すなわち軸
線２４の側に案内されるから、第２のヘッド３８を下降
させるだけで第２のヘッド３８を第１のヘッド３６の空
間部に装着することができる。

【００６９】第２のヘッド３８を第１のヘッド３６の空
間部に装着するとき、第２のヘッド３８の筒状部の周り
の土砂が第４のカッタ４６により余分に掘削されている
から、第２および第４のカッタ４２，４６により形成さ
れた穴への第２のヘッド３８の着脱が容易になり、その
結果掘削物の排出のための第２のヘッド３８を第１のヘ
ッド３６に着脱する作業が容易になる。

【００７０】掘削機２０の前進方向を修正するときは、
少なくとも１つのジャッキ１４２が伸長されつつ駆動機
構２８が駆動される。これにより、垂直線に対する掘削
機２０の前進方向が徐々に修正される。少なくとも１つ
のジャッキ１４２が所定量伸長されると、掘削機２０の
前進方向が垂直線に対し正しい方向に修正される。この
ため、その後は、全てのジャッキ１４２が同期して同じ
速度で伸長されつつ、駆動機構２８が駆動される。

【００７１】所定の深さの縦穴が掘削されると、掘削機
２０は、複数の部分に分解された後、地上に撤去され、
次の縦穴の掘削に利用される。掘削された縦穴には、そ
の用途が各種の基礎であれば、たとえば鉄筋籠が配置さ
れた後、コンクリートが充填される。また、掘削された
縦穴には、その用途が立坑であれば、たとえば鉄筋およ
びコンクリート等によるによる永久的な覆工が構築され
る。

【００７２】掘削機２０によれば、第１のカッタ４０に
よる掘削物を下板部５２の上方の空間に受け入れるか
ら、第１のカッタ４０による掘削抵抗が小さく、また下
板部５２の上方の空間に受け入れられた掘削物が第２の
ヘッド３８に向けて移動しやすい。しかし、内側板状部
から半径方向へ伸びる複数のアームを有するヘッドを第
１のヘッドとして用い、第１のカッタ４０を１以上のア
ームに取り付けてもよい。

【００７３】Ｖ字状の溝６２ａを有する複数のローラ６
２をカッタヘッド２６に取り付け、溝６２ａに係合する
環状の係合部６６ａを有するリング６６を本体２２に取
り付けてもよい。また、カッタヘッド２６を本体２２に
回転可能に支持させる手段としては、ローラおよびリン
グ以外に、複数のベアリングを用いる等、他の手段を用
いてもよい。

【００７４】掘削機２０によれば、隣り合う一対の押圧
体を上下方向に間隔をおいて平行に配置された複数の第
１のジャッキにより変位させるから、隣り合う一対の押
圧体を単一のジャッキにより変位させる場合に比べ、小
型のジャッキを用いることができることとあいまって、
掘削機内の空間を有効に利用することができる。しか
し、隣り合う一対の押圧体を１つの第１のジャッキによ
り変位させてもよい。また、押圧体１３２を筒状体の半
径方向へ変位させる手段は、隣り合う押圧体１３２をこ
れらが相寄り相離れる方向へ移動させるジャッキのみな
らず、直接半径方向へ変位させる手段であってもよい。

【００７５】掘削機２０の前進方向の修正は、少なくと
も１つのジャッキ１４２を伸長させた状態で、他の１以
上のジャッキ１４２を所定量収縮させることにより本体
２２を所定量上昇させてもよい。この場合、移動機構３
０は、本体２２およびカッタヘッド２６を押し下げる押
し下げ機構として作用するのみならず、本体２２および
カッタヘッド２６を引き上げる引き上げ機構としても作
用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縦穴用掘削機の一実施例を示す縦断面
図である。

【図２】図１に示す掘削機の平面図である。

【図３】図１の３−３線に沿って得た断面図である。

【図４】本体とカッタヘッドとの結合部の一部を拡大し
て示す縦断面図である。

【図５】本体とカッタヘッドとの結合部の他の一部を拡
大して示す縦断面図である。

【図６】第２のヘッドの一実施例を示す平面図である。

【図７】図６に示す第２のヘッドの一部を破断して示す
正面図である。

【図８】図６に示す第２のヘッドの一部を破断して示す
側面図である。

【図９】第２のカッタの近傍を拡大して示す断面図であ
る。

【図１０】図１の１０−１０線に沿って得た断面図であ
る。

【図１１】移動機構の押圧体を後退させた状態を示す縦
断面図である。

【図１２】移動機構の押圧体を突出させた状態を示す縦
断面図である。

【図１３】移動機構の押圧体と第１のジャッキとの関係
を示す縦断面図であって第１のジャッキを収縮させて押
圧体を後退させた状態の縦断面図である。

【図１４】移動機構の押圧体と第２のジャッキとの関係
を示す縦断面図であって押圧体を後退させかつ第２のジ
ャッキを収縮させた状態の縦断面図である。

【図１５】移動機構の押圧体と第２のジャッキとの関係
を示す縦断面図であって押圧体を突出させかつ第２のジ
ャッキを伸長させた状態の縦断面図である。

【図１６】本体と筒状体との相対的な回転を阻止する回
り止め手段の一実施例を示す断面図である。

【図１７】図１６の１７−１７線に沿って得た断面図で
ある。

【符号の説明】

２０ 掘削機 ２２ 本体 ２４ 本体の軸線 ２６ カッタヘッド ２８ 駆動機構 ３０ 移動機構 ３６ 第１のヘッド ３８ 第２のヘッド ４０，４２，４４，４６ カッタ ５２ 底板部 ６０，７２，７４，９６，９８ 開口 ８０ 筒状部 ８２ 底部 ８６ ストッパ １２０ 筒状体 １３０ 凹所 １３２ 押圧体 １３４ 反力用のジャッキ １４２ 移動用のジャッキ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向へ伸びる軸線を有する筒状の本
   体と、該本体の下端部に前記軸線の周りに回転可能に配
   置されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転させる
   駆動機構と、前記本体を少なくとも下方へ移動させる移
   動機構とを含む掘削機を用いる縦穴の掘削方法であっ
   て、前記カッタヘッドを回転させて地盤を掘削しつつ、
   掘削された穴の壁面を前記移動機構により圧密すること
   を含む、縦穴の掘削方法。
2. 【請求項２】 前記移動機構は、前記本体を下降させる
   ための反力を前記壁面から得ることにより、前記壁面を
   圧密する、請求項１に記載の縦穴の掘削方法。
3. 【請求項３】 上下方向へ伸びる軸線を有する筒状の本
   体と、該本体の下端部に前記軸線の周りに回転可能に配
   置されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転させる
   駆動装置と、前記本体を少なくとも下方へ移動させる移
   動機構とを含み、前記移動機構は、前記本体の上部に前
   記軸線の方向へ相対的に変位可能に嵌合された筒状体
   と、該筒状体の外周に周方向に順次配置された弧状の複
   数の押圧体と、該押圧体を前記筒状体の半径方向へ変位
   させる複数の第１のジャッキと、前記軸線の周りに間隔
   をおいて配置された複数の第２のジャッキであって前記
   筒状体および前記本体を前記軸線の方向へ相対的に変位
   させる複数の第２のジャッキとを備え、各押圧体は前記
   軸線の周りを伸びる弧状の外側面を有する、縦穴用掘削
   機。
4. 【請求項４】 前記外側面は、前記第２のジャッキのス
   トローク以上の上下方向の幅寸法を有する、請求項３に
   記載の縦穴用掘削機。
5. 【請求項５】 前記カッタヘッドは、前記本体の下端部
   に前記軸線の周りに回転可能に支持された第１のヘッド
   であって上下方向へ貫通する空間部を中央部に有する第
   １のヘッドと、前記第１のヘッドの下側の土砂を掘削す
   べく前記第１のヘッドに配置された少なくとも１つの第
   １のカッタと、前記空間部を利用して前記第１のヘッド
   に上方から着脱可能にかつ同軸的に配置される第２のヘ
   ッドと、該第２のヘッドの下側の土砂を掘削すべく前記
   第２のヘッドに配置された少なくとも１つの第２のカッ
   タとを備え、前記第１のヘッドは、前記第１のカッタが
   下側に配置された環状の底板部と、前記第１のカッタに
   よる掘削物が前記底板部の上側に移動することを許すべ
   く前記底板部に形成された開口とを有し、前記第２のヘ
   ッドは、前記底板部の上側の掘削物を上方から受け入れ
   るべく前記第１のヘッドに配置される筒状部であって前
   記空間部から下方に突出する筒状部と、該筒状部の下端
   を閉鎖する底部であって前記第２のカッタが下側に配置
   された底部と、前記第２のカッタによる掘削物を前記筒
   状部内に受け入れるべく前記底部に形成された開口とを
   有する、請求項３または４に記載の縦穴用掘削機。