(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールと、前記掘削機本体を巻き上げるために前記移動架台に装備された巻上げウインチと、前記掘削機本体への油圧ホースを巻き取るために前記移動架台に装備された油圧ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、前記巻上げウインチ、前記油圧ホースリール及び前記揚泥ホースリールを前記移動架台の前方及び後方に設置したことを特徴とする地中連続壁用掘削機。
【請求項２】
平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールと、前記掘削機本体を巻き上げるために前記移動架台に装備された巻上げウインチと、前記掘削機本体への油圧ホースを巻き取るために前記移動架台に装備された油圧ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、前記巻上げウインチ及び前記揚泥ホースリールのうち、一方を前記移動架台の前方に他方を後方に設置し、前記油圧ホースリールを前記移動架台の前方及び後方に設置したことを特徴とする地中連続壁用掘削機。
【請求項３】
平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールと、前記掘削機本体を巻き上げるために前記移動架台に装備された巻上げウインチと、前記掘削機本体への油圧ホースを巻き取るために前記移動架台に装備された油圧ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、前記揚泥ホースリール、前記巻上げウインチ及び前記油圧ホースリールをそれらの回転軸線が前記移動架台の走行方向と直交するように前記移動架台に設けたことを特徴とする地中連続壁用掘削機。
【請求項４】
前記移動架台に姿勢保持機構を設けた請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の地中連続壁用掘削機。
【請求項５】
平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、伸縮自在アームを側方に伸ばしてその先端に取り付けられた当接板を作業用の溝の作業面から立ち上がる側壁に押し当てるように構成してなる姿勢保持機構を前記移動架台の下方に設けたことを特徴とする地中連続壁用掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空頭高さや施工空間に制約のある場所に適した地中連続壁用掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中連続壁を構築する際の地盤掘削機械としてハイドロフレーズ掘削機と呼ばれる水平多軸式掘削機が広く使用されている。水平多軸式掘削機は、安定液で満たされた溝内に吊り込まれた状態でロータリーカッターを回転駆動させることにより、地盤を鉛直下方に掘り下げていく構造になっており、掘削された土砂については、安定液とともに地上に吸い上げられて土砂分離等の処理を経た後、再び孔内に戻して循環使用される。
【０００３】
ここで、空頭高さに制限がない場合には、標準型の水平多軸式掘削機を溝内に吊り降ろして使用するが、高架下や地下では数ｍ程度の施工高さしか確保できない場合も少なくない。かかる場合には、路下式掘削機が適している。
【０００４】
図５は、従来の路下式掘削機を示したものである。同図でわかるように、従来の路下式掘削機は、敷設された軌道１上を走行するやぐら２と、該やぐら２に吊持された掘削機本体３とから概ね構成され、掘削機本体３は、やぐら２に設置された巻上げウインチ４によって溝５内に吊り込まれるようになっている。また、やぐら２には、掘削機本体３に接続された油圧ホースを巻き取るための油圧ホースリール６や計測ケーブルを巻き取るためのケーブルリール７等が装備されている。
【０００５】
かかる路下式掘削機を使用して掘削を行う際、掘削された土砂は揚泥管（図示せず）を介して安定液とともに地上に設置された真空式スラリーポンプで吸い上げられるが、かかる揚泥管は、掘削機本体３の下降に合わせて順次継ぎ足していく必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空頭の制限が厳しい場合には、短い揚泥管を使用せざるを得ず、その分、継ぎ足し回数が多くなって掘削効率が低下するという問題を生じていた。
【０００７】
すなわち、揚泥管を継ぎ足すには、まず、揚泥作業をいったん中断して使用中の揚泥管を切り離し、次いで、新しい揚泥管を継ぎ足し、最後に、ポンプ内を真空状態に戻した後で揚泥を再開するといった一連の作業が必要になり、継ぎ足し回数が多くなればなるほど、全体の時間に占める切り継ぎ作業の時間割合が大きくなって掘削効率は悪化する。また、狭隘な場所での作業であることを考えれば安全面でも問題が生じてくる。
【０００８】
また、同図のような掘削機では、溝５からある程度セットバックされた位置に軌道１、１を敷設する必要があるため、形成すべき溝５の近傍に既設の構造物、例えば柱が林立する場合には、軌道１、１を敷設して走行させること自体困難になるという問題も生じていた。
【０００９】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、揚泥管の切り継ぎに起因する手間やロスタイムをなくして掘削効率を高めるとともに、地中連続壁の構築予定箇所に既設構造物が近接する場合であっても該地中連続壁用の溝を掘削可能な地中連続壁用掘削機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る地中連続壁用掘削機は請求項１に記載したように、平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールと、前記掘削機本体を巻き上げるために前記移動架台に装備された巻上げウインチと、前記掘削機本体への油圧ホースを巻き取るために前記移動架台に装備された油圧ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、前記巻上げウインチ、前記油圧ホースリール及び前記揚泥ホースリールを前記移動架台の前方及び後方に設置したものである。
【００１１】
また、本発明に係る地中連続壁用掘削機は請求項２に記載したように、平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールと、前記掘削機本体を巻き上げるために前記移動架台に装備された巻上げウインチと、前記掘削機本体への油圧ホースを巻き取るために前記移動架台に装備された油圧ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、前記巻上げウインチ及び前記揚泥ホースリールのうち、一方を前記移動架台の前方に他方を後方に設置し、前記油圧ホースリールを前記移動架台の前方及び後方に設置したものである。
【００１２】
また、本発明に係る地中連続壁用掘削機は請求項３に記載したように、平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールと、前記掘削機本体を巻き上げるために前記移動架台に装備された巻上げウインチと、前記掘削機本体への油圧ホースを巻き取るために前記移動架台に装備された油圧ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、前記揚泥ホースリール、前記巻上げウインチ及び前記油圧ホースリールをそれらの回転軸線が前記移動架台の走行方向と直交するように前記移動架台に設けたものである。
また、本発明に係る地中連続壁用掘削機は、前記移動架台に姿勢保持機構を設けたものである。
また、本発明に係る地中連続壁用掘削機は請求項５に記載したように、平行に敷設された軌道上を走行する一対の走行車輪が設けられた移動架台と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプに接続された揚泥ホースと、該揚泥ホースを巻き取ることができるように前記移動架台に設置された揚泥ホースリールとを備えてなり、前記掘削機本体を前記一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降させるように構成するとともに、伸縮自在アームを側方に伸ばしてその先端に取り付けられた当接板を作業用の溝の作業面から立ち上がる側壁に押し当てるように構成してなる姿勢保持機構を前記移動架台の下方に設けたものである。
【００１３】
本発明に係る地中連続壁用掘削機においては、掘削機本体を溝内に吊り込んで該溝の底面を掘り下げていくが、掘削機本体は、一対の走行車輪に挟まれた鉛直空間内で昇降が行われる。
【００１４】
そのため、地中連続壁が形成される溝は、一対の走行車輪に挟まれた箇所、すなわち平行に敷設された軌道の間に掘削形成されることとなり、言い換えれば、溝を跨ぐような姿勢で掘削が進行する。
【００１５】
また、掘削に伴って生じる掘削ずりについては、掘削機本体の昇降に合わせて揚泥ホースを揚泥ホースリールから巻き出し、あるいは該リールで巻き取りながら、揚泥ポンプ及び揚泥ホースを介して安定液とともに溝内から揚泥する。
【００１６】
上述したように、本発明の地中連続壁用掘削機は、溝を跨ぐような姿勢で掘削を行うこととなるため、走行方向から見たときの全幅を抑えることができる反面、全幅に対する全高、いわば細長比が相対的に大きくなるので、場合によっては、掘削機本体の吊持が不安定となる場合も考えられる。しかし、かかる場合であっても、前記移動架台に姿勢保持機構を設けておき、該姿勢保持機構によって軌道の敷設面や該敷設面から立ち上がる側壁から反力をとるようにすれば、移動架台ひいては地中連続壁用掘削機全体の走行方向直交側への揺れを防止し、それらの姿勢を安定させることが可能となる。
【００１７】
姿勢保持機構は、軌道の敷設面から反力をとる場合には、例えば揚重機で使用されているようなアウトリガーを用いることが可能であるが、該姿勢保持機構に側方当接板を設けておけば、該側方当接板を該敷設面から立ち上がる側壁に押し当てることによって該側壁から反力をとることができるので、作業に必要な空間幅をさらに小さくすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る地中連続壁用掘削機の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術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。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る地中連続壁用掘削機の平面図及び正面図、図２は、同じくＡ―Ａ線に沿う鉛直断面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る地中連続壁用掘削機１１は、移動架台１２と、該移動架台に昇降自在に吊持された掘削機本体１３と、該掘削機本体に内蔵された揚泥ポンプ１４に接続された揚泥ホース１５と、該揚泥ホースを巻き取ることができるように移動架台１２に設置された揚泥ホースリール１６とを備える。
【００２０】
ここで、移動架台１２の底面には、一対の走行車輪１７、１７を前後に２組、計４カ所設けてあり、かかる４つの走行車輪１７によって平行に敷設された軌道１８、１８上を走行できるようになっている。
【００２１】
移動架台１２には、掘削機本体１３を巻き上げる巻上げウインチ１９、掘削機本体１３への油圧ホースを巻き取る油圧ホースリール２０、２０、計測ケーブルを巻き取るケーブルリール２１、原動機や油圧ポンプ等を収容した油圧ユニット２２等を装備してある。
【００２２】
なお、巻上げウインチ１９、油圧ホースリール２０及び揚泥ホースリール１６を移動架台１２の前方及び後方に設置することで、地中連続壁用掘削機１１の全高を抑えてある。
【００２３】
一方、掘削機本体１３の上端にはワイヤシーブ２７、２７を取り付けてあり、巻上げウインチ１９から巻き出されたワイヤー２９を移動架台１２に設けられたワイヤーシーブ２８ａ、２８ｂ、２８ｃを経てワイヤシーブ２７に巻回し、いったん移動架台１２のワイヤーシーブ２８ｄに巻回した後、もう一方のワイヤシーブ２７に巻回することで掘削機本体１３を昇降自在に吊持できるようになっている。
【００２４】
ここで、移動架台１２のワイヤーシーブ２８ａ〜２８ｄは、掘削機本体１３を、移動架台１２の内部空間ほぼ中央に配置された位置（図１、図２の状態）を最高位置として一対の走行車輪１７、１７に挟まれた鉛直空間内で昇降させることができるようにそれらを位置決めしてある。
【００２５】
掘削機本体１３の下端には、図１の正面図でよくわかるように油圧駆動式のロータリーカッター２３、２３を並設するとともに、溝の内壁面に当接されて掘削機本体１３の姿勢を保持する伸縮自在な姿勢保持板２４を側面上下に２カ所ずつ設けるとともに、同様の姿勢保持板２４を正面に４カ所、背面にも４カ所（図示せず）合計１２カ所に設けてある。
【００２６】
また、掘削機本体１３の中央に取り付けられた揚泥ポンプ１４は、ロータリーカッター２３、２３の間に配置された吸入口２５から掘削ずりを安定液とともに吸い込み、これを揚泥ホース１５を介して揚泥ホースリール１６に圧送するようになっている。なお、揚泥ホースリール１６には吐出口２６を設けてあり、該吐出口から吐出された掘削ずり及び安定液は、図示しない泥水処理プラントに送られて処理される。
【００２７】
一方、移動架台１２の下方にはアウトリガー５１を４カ所に設けてあり、図２でよくわかるように、該アウトリガーを構成するアーム５２の先端に取り付けられた昇降脚５３を降ろして軌道敷設面３０に当接させることにより、移動架台１２ひいては地中連続壁用掘削機１１の軌道直交方向への姿勢安定性を高めて該方向への倒れあるいは揺れを防止する姿勢保持機構として機能する。なお、アウトリガー５１のアーム５２についてはこれを伸縮自在とし、該アウトリガーによる姿勢安定が不要な場合には、アーム５２を縮めておくことができるように構成するのがよい。
【００２８】
本実施形態に係る地中連続壁用掘削機１１においては、図３に示すように、掘削機本体１３を溝３１内に吊り込んで該溝の底面を掘り下げていくが、掘削機本体１３は、一対の走行車輪１７、１７に挟まれた鉛直空間内で昇降が行われる。
【００２９】
そのため、地中連続壁用の溝３１は、一対の走行車輪１７、１７に挟まれた箇所、言い換えれば平行に敷設された軌道１８、１８の間に掘削形成されることとなり、溝３１を跨ぐような姿勢で掘削が進行する。
【００３０】
また、掘削に伴って生じる掘削ずりについては、掘削機本体１３の昇降に合わせて揚泥ホース１５を揚泥ホースリール１６から巻き出し、あるいは該リールで巻き取りながら、揚泥ポンプ１４及び揚泥ホース１５を介して安定液とともに溝３１内から揚泥する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係る地中連続壁用掘削機１１によれば、溝３１を跨ぐような姿勢で掘削を行うこととなるため、軌道走行方向から見たときの全幅Ｗ（図２参照）を例えば１．８ｍ程度に抑えた、いわば薄型の掘削機とすることができる。
【００３２】
そのため、図３に示すように、軌道敷設面３０に柱などの既設構造物３２が林立している場合であっても、例えば２ｍ程度の走行幅さえ確保できれば、その走行幅に沿った箇所に地中連続壁用の溝３１を掘削することが可能となり、従来の地中連続壁用掘削機であれば不可能な場所、例えば既設の建築物や高速道路の橋脚などに囲まれた狭隘な場所にも地中連続壁用の溝３１を掘削することができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る地中連続壁用掘削機１１によれば、揚泥管の代わりに揚泥ホース１５を用いるようにしたので、揚泥管を継ぎ足すための空頭スペースが不要となる。そして、巻上げウインチ１９、油圧ホースリール２０及び揚泥ホースリール１６を移動架台１２の前方及び後方に設置することで、地中連続壁用掘削機１１の全高を例えば５ｍ程度に抑えることができるので、結局、地中連続壁用掘削機１１の全高に相当する空頭が確保されていれば、地中連続壁用の溝を掘削することが可能となり、従来の地中連続壁用掘削機であれば不可能な場所、例えば既設建築物のスラブや梁などで空頭が制限される場所であっても、地中連続壁用の溝３１を掘削することができる。
【００３４】
なお、従来であれば、空頭高さの関係上、短い揚泥管を何回も継ぎ足していかねばならない場所であっても、本実施形態の地中連続壁用掘削機１１を用いれば、揚泥管の継ぎ足しが不要となるとともに、揚泥再開のたびにポンプ内を真空に戻すといった手間が一切なくなり、地下や高架下といった空頭制限のある場所での掘削効率は飛躍的に向上する。また、狭隘な場所での継ぎ足し作業がなくなる分だけ作業の安全性も改善される。
【００３５】
また、本実施形態に係る地中連続壁用掘削機１１によれば、移動架台１２の下方にアウトリガー５１を設けたので、該アウトリガーの昇降脚５３を下げて軌道敷設面３０に当接させることにより、移動架台１２ひいては地中連続壁用掘削機１１の軌道直交方向への姿勢安定性を高めて該方向への倒れあるいは揺れを防止することができる。
【００３６】
本実施形態では、上述したように、揚泥管に代えて揚泥ホース１５を採用するとともに、巻上げウインチ１９等を移動架台１２の前方及び後方に設置することで地中連続壁用掘削機１１の全高を例えば５０００ｍｍ程度に抑えたので、従来であれば施工できないような空頭制限場所であっても、地中連続壁用の溝３１を掘削することができるが、図４に示すように既設構造物の梁４１がきわめて低い場所にあるために空頭が極端に制限される場合には、同図に示すように、作業用の溝４２を予め掘削し、その作業面４３に軌道１８、１８を敷設して地中連続壁用掘削機４４を走行させればよい。
【００３７】
なお、地中連続壁用掘削機４４は、上述した地中連続壁用掘削機１１とほぼ同様であるが、移動架台１２の下方には、アウトリガー５１に代えて別の姿勢保持機構４５を設けた点が異なる。
【００３８】
姿勢保持機構４５は、伸縮自在アーム４７を側方に伸ばしてその先端に取り付けられた当接板４６を作業面４３から立ち上がる側壁４４に押し当てることで、該側壁から反力をとって移動架台１２ひいては地中連続壁用掘削機４４の軌道直交方向への姿勢安定性を高め、該方向への倒れあるいは揺れを防止することができる。なお、本変形例に係る姿勢保持機構４５は、アウトリガー形式とは異なり、側壁４８から直接反力をとることができるため、掘削作業に必要な空間幅Ｗ´をきわめて小さくすることが可能となる。なお、その他の構成は、上述した地中連続壁用掘削機１１と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る地中連続壁用掘削機によれば、溝を跨ぐような姿勢で掘削を行うこととなるため、軌道走行方向から見たときの全幅を例えば１．８ｍ程度に抑えることができる。そのため、軌道敷設面に柱などの既設構造物が林立している場合であっても、例えば２ｍ程度の走行幅さえ確保できれば、その走行幅に沿った箇所に地中連続壁用の溝を掘削することが可能となる。また、従来の地中連続壁用掘削機であれば不可能な場所、例えば既設建築物のスラブなどで空頭が制限される場所であっても、地中連続壁用の溝を掘削することができる。
【００４０】
また、請求項４に係る本発明の地中連続壁用掘削機によれば、移動架台ひいては地中連続壁用掘削機の軌道直交方向への姿勢安定性を高めて該方向への倒れあるいは揺れを防止することができるという効果も奏する。
【００４１】
また、請求項５に係る本発明の地中連続壁用掘削機によれば、アウトリガー形式とは異なり、側壁から直接反力をとることができるため、作業に必要な空間限界幅Ｗ´をきわめて小さくすることが可能となるという効果も奏する。
【００４２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る地中連続壁用掘削機の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図２】図１のＡ―Ａ線に沿う鉛直断面図。
【図３】本実施形態に係る地中連続壁用掘削機を用いて掘削している様子を示した鉛直断面図。
【図４】変形例に係る地中連続壁用掘削機の鉛直断面図。
【図５】従来技術に係る地中連続壁用掘削機の側面図。
【符号の説明】
１１                          地中連続壁用掘削機
１２                                                    移動架台
１３                                                    掘削機本体
１４                                                    揚泥ポンプ
１５                          揚泥ホース
１６                                                    揚泥ホースリール
１７                                                    走行車輪
１８                          軌道
４５                                                    姿勢保持機構
５１                          アウトリガー（姿勢保持機構）
【図１】
0003610567.tif 000002
【図２】
0003610567.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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