(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜している壁面の不陸整正装置であって、
前記壁面に沿って上下方向に延在するように設置される左右一対のガイドレールと、
前記左右一対のガイドレール間に位置して前記壁面を掘削する回転ドラム式掘削部、及び、前記左右一対のガイドレールへの左右一対の当接部を備える掘削機と、
前記壁面の天端側から前記掘削機を吊り下げて、前記掘削機を前記ガイドレールに沿って昇降移動させる掘削機移動機構と、
を含んで構成され、
前記掘削部は、前記壁面の傾斜と前記掘削機の自重で、前記壁面に当接して、前記壁面を掘削し、前記当接部が前記ガイドレールに当接することで、掘削量が規制されることを特徴とする、壁面の不陸整正装置。
【請求項２】
壁面に沿って水平方向に取付けられる基準架台を更に含んで構成され、前記ガイドレールは前記基準架台に取付けられて設置される、請求項１記載の壁面の不陸整正装置。
【請求項３】
前記掘削機をその背面側から支持し、前記壁面からの反力を受ける反力受け機構を更に含んで構成される、請求項１又は請求項２記載の壁面の不陸整正装置。
【請求項４】
前記掘削機を前記ガイドレールに係合させて、前記壁面からの反力を受ける反力受け機構を更に含んで構成される、請求項１又は請求項２記載の壁面の不陸整正装置。
【請求項５】
前記当接部と前記掘削部との相対位置を調整する調整機構を更に含んで構成される、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の壁面の不陸整正装置。
【請求項６】
傾斜している壁面の不陸整正方法であって、
前記壁面に沿って上下方向に延在するように左右一対のガイドレールを設置し、
前記壁面の天端側から掘削機を吊り下げて、前記掘削機を前記ガイドレールに沿って昇降移動させつつ、
前記掘削機の回転ドラム式掘削部を前記左右一対のガイドレール間に位置させて、左右方向の位置規制をし、前記掘削部を、前記壁面の傾斜と前記掘削機の自重で、前記壁面に当接させて、前記壁面を掘削し、
前記掘削機側に設けた左右一対の当接部を前記ガイドレールに当接させることで、掘削量を規制することを特徴とする、壁面の不陸整正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の壁面の不陸（平らでなく凹凸があること）を整正する装置及び方法に関し、特に壁面の不陸部を掘削することにより整正する不陸整正装置及び不陸整正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、例えばダム施設の改良工事を行う場合に、工事に先立って、ダム堤体の貯水池側（上流側）の壁面に一時的に水中仮締切り設備を取付けて、ダム堤体の工事部分と貯水池とを分離することを開示している。特許文献１において、水中仮締切り設備は、ダム堤体の壁面に設置されて平面視でコ字状をなすケーソン（鋼殻）と、このケーソンの下部に配置される底部ブロックとを備える。
【０００３】
特許文献２は、水中仮締切り設備の設置方法に関するもので、ケーソンの側部を壁面に密着させて取付ける際に、特殊な水密金物を使用して、壁面の不陸整正作業を省略することを開示している。
【０００４】
特許文献３は、壁面に押付けながら壁面を掘削するガイドマスト方式の掘削機を開示している。
【０００５】
特許文献４は、掘削機として、ツインヘッダと呼ばれるロータリーカッターを開示している。これは、作業車両のアーム部に設けられたブラケットに装着する取付フランジの先端側に延設されるケーシングと、このケーシングの先端部左右に駆動軸を介して取付けられる一対の回転ドラムとを備え、回転ドラムの周面には複数の掘削ピックが放射状に植設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２９３５５号公報
【特許文献２】特開平１１−１００８３０号公報
【特許文献３】特開平１０−０５４０５１号公報
【特許文献４】特開２００４−１９０３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、ダムのリニューアル工事に際して、堤体の上流側に水中仮締切り設備を設置する場合，水中仮締切り設備の底部ブロックやケーソン側部の戸当たり部の不陸を整正する必要がある。
すなわち、水中仮締切り設備の底部ブロックやケーソンが堤体と接触する範囲について、堤体上流面のコンクリートの局所的な凹凸、劣化部及び全体的な大きなうねりを除去し、均一で一様な面を構築する必要がある。
しかしながら、従来は潜水士が人力で（人力はつり）、あるいはフレームに水中で使用できるブレーカを取付けたものを用いて実施しており、効率的でなく、精度的にも不十分であった。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、壁面の不陸整正を水中であっても高効率にかつ精度良く行うことのできる、不陸整正装置及び不陸整正方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る壁面の不陸整正装置は、
壁面に沿って設置されるガイドレールと、
前記ガイドレールへの当接部、及び、前記壁面を掘削する掘削部を備える掘削機と、
前記掘削機を前記ガイドレールに沿って移動させる掘削機移動機構と、
を含んで構成される。
前記ガイドレールは、特殊なケースを除き、壁面に沿って上下方向に設置される。
【００１０】
本発明に係る壁面の不陸整正方法は、
１）壁面に沿ってガイドレールを設置し、
２）掘削機を前記ガイドレールに沿って移動させつつ、
３）前記掘削機により壁面を掘削することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、壁面に沿って設置されるガイドレールを用い、掘削機がガイドレールに当接して位置決めされることで、効率的にかつ精度良く不陸整正工事を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す不陸整正装置の全体の側面図
【図２】同上の不陸整正装置の要部正面図
【図３】同上の不陸整正装置の要部側面図
【図４】同上の不陸整正装置の要部平面図
【図５】反力受け機構の変形態様を示す不陸整正装置の要部平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態に係る不陸整正装置を示し、図１は全体の側面図、図２は要部正面図、図３は要部側面図、図４は要部平面図である。
【００１４】
本実施形態では、図１を参照し、既設のダム堤体１の貯水池側（上流側）の壁面２の水中での不陸整正工事を例にとって説明する。かかる工事は、既設のダム堤体１の上流側の壁面２に水中仮締切り設備を設置するに先立って、水中仮締切り設備の底部ブロックあるいはケーソン側部の戸当たり部の不陸を整正する目的で行われる。但し、本発明に係る不陸整正装置及び方法の適用例はこれに限らない。例えば、ダムの他、水門設備などの工事にも適用でき、また水中の他、気中での工事にも適用できる。
【００１５】
また、本実施形態での不陸整正工事の対象とする構造物の壁面は、ダム堤体１の貯水池側の壁面２であることから、水中にあって、上から下に向かうほど、上流側に向かうように傾斜している。この場合の傾斜角度（水平面に対する壁面の角度で、図１のθ）は、一般に、４５°〜６０°以上、９０°未満である。本発明に係る不陸整正装置及び方法は、この程度の傾斜を前提として開発・検討がなされたが、４５°未満の緩傾斜や、９０°以上の逆傾斜でも適用は可能である。
【００１６】
壁面２には、水中における基準点を得るために、上下一対の基準架台３、７が設置され、これらの基準架台３、７は互いに上下方向に間隔をあけて配置される。
下側の基準架台３は、図２及び図３に示されるように、上フランジ、下フランジ、及びウェブからなるＨ形鋼により構成され、左右方向に延在する。
下側の基準架台３は、図３に示されるように、Ｈ形鋼からなる基準架台用ブラケット４上にボルト５で固定される。基準架台用ブラケット４は、壁面２にアンカーボルト６等で固定される。
上側の基準架台７は、下側の基準架台３と同様、図２及び図３に示されるように、上フランジ、下フランジ、及びウェブからなるＨ形鋼により構成され、左右方向に延在する。
上側の基準架台７は、図３に示されるように、Ｈ形鋼からなる基準架台用ブラケット８上にボルト９で固定される。基準架台用ブラケット８は、壁面２にアンカーボルト１０等で固定される。
【００１７】
これらの基準架台３、７は、位置及び高さを水中測量して据え付けられる。そして、基準架台３、７をベースにして、左右方向の任意の位置に、左右一対のガイドレール１１、１２が設置される。
左右一対のガイドレール１１、１２は、互いに左右方向に間隔をあけて配置される。
ガイドレール１１、１２は、それぞれ、上フランジ、下フランジ、及びウェブからなるＨ形鋼により構成され、上下方向に延在する。
【００１８】
ガイドレール１１、１２の下端部は、下側の基準架台３の上面に載置され、ボルト１３で固定される。
ガイドレール１１、１２の上端部にはガイドレールブラケット１４がボルト１５で固定される。ガイドレールブラケット１４は、上側の基準架台７の上面に載置され、ボルト１６で固定される。
尚、基準架台３、４には、ガイドレール１１、１２（又はガイドレールブラケット１４）固定用のボルト孔が長手方向（左右方向）に並べて複数設けられ、ガイドレール１１、１２の取付位置を左右方向に変更可能となっている。
【００１９】
ガイドレール１１、１２の長手方向中間部には、壁面２側への突出量を調整可能としたジャッキボルト１７が固定され、ジャッキボルト１７の先端部が壁面２に当接するようにしてある。ガイドレール１１、１２のたわみを防止するためである。
【００２０】
次に掘削機２０について説明する。
掘削機２０は、本体（鋼製フレーム）２１の四隅の支持部２２の前面側（壁面２と相対する側）にライナープレート２３を介して取付けた脚部２４と、脚部２４の先端に装着した「チルタンク」と呼ばれるエンドレスころ２５とを備え、エンドレスころ２５がガイドレール１１、１２に当接可能で、ガイドレール１１、１２上を走行可能となっている。従って、脚部２４及びエンドレスころ２５が、ガイドレール１１、１２への当接部をなす。本実施形態では、ガイドレール１１、１２に対する掘削機２０の当接部はエンドレスころ２５を用いてころがり接触するようにしたが、これに限らず、各種の当接形態を採用し得る。
【００２１】
また、掘削機２０の本体２１の左右の側部には、半割の鋼管により形成されて前後方向に延びるガイド部材２６が固定され、左右のガイド部材２６がガイドレール１１、１２の内側の側部に相対して、左右方向の位置規制がなされるように構成されている。かかるガイド機能についても、各種のガイド機能を採用し得る。
【００２２】
ライナープレート２３は、例えば、厚さ１ｍｍ〜３０ｍｍまで、１ｍｍ単位で厚さの異なるプレートが用意してあり、厚さを選定することで、前記当接部と後述する掘削部との相対位置を調整可能とする。それゆえ、掘削量（掘削深さ）を調整することができる。
【００２３】
掘削機２０はまた、本体２１の中央部の前面側に、掘削部として、ロータリーカッター、特にツインヘッダ（水中ツインヘッダ）２７を備える。ツインヘッダ２７は、油圧モータにより回転する水平な回転軸２７ａの両端に回転ドラム２７ｂを備え、回転ドラム２７ｂの周面には複数の掘削ピック（２７ｃ）が放射状に植設されている。図で２７ｃは掘削ピックの先端の回転軌跡による掘削面を示している。
掘削機２０にはまた、壁面２が急傾斜であっても、壁面２からの反力を受けることができるように、自重を増加すべく、本体２１の適所に重量物が固定されている。
【００２４】
次に掘削機移動機構（掘削機昇降機構）について説明する。
掘削機移動機構としては、ダム堤体１の天端上にクレーン３０が設けられる。尚、天端については、クレーン３０等の作業スペース確保のため、仮設構台を設置して、拡張してある。
【００２５】
クレーン３０は、ワイヤ３１により掘削機２０を吊り下げて、掘削機２０を昇降させる。クレーン３０により掘削機２０を吊り下げているとき、壁面２の傾斜と掘削機２０の自重で、掘削機２０は掘削部のツインヘッダ２７が壁面２に当接し、掘削量（掘削深さ）が所定値に達すると当接部のエンドレスころ２５がガイドレール１１、１２に当接する。
【００２６】
また、ガイドレール１１、１２の上端部に係止させたワイヤ３２を掘削機２０の背面側に引き回し、そのワイヤ３２の下端部をガイドレール１１、１２の下端部に係止させてある。このワイヤ３２は、掘削機２０を背面側から支持し、壁面２からの反力を受ける反力受け機構に相当する。尚、ワイヤ３２の経路中にはテンショナーを設けて所定の張力を付与する。
【００２７】
次に壁面２の不陸整正工事について説明する。
先ず、ダム堤体１の上流側の壁面２に位置及び高さを水中測量して基準架台３、７を設置する。これにより、水中における施工基面の測量が容易となる。また、掘削機２０の走行位置を定めるガイドレール１１、１２を正確に配置することが可能となる。
【００２８】
次に、基準架台３．７をベースにして、不陸部の左右にガイドレール１１、１２を据え付ける。これにより、ガイドレール１１、１２を壁面２に沿って（壁面２と平行に）上下方向に設置することができる。
【００２９】
次に、クレーン３０により、掘削機２０を吊り下げ、掘削機２０の掘削部であるツインヘッダ２７を下側の基準架台３付近まで誘導し、ガイドレール１１、１２間の不陸部に当接させる。このとき、掘削機２０は壁面２の傾斜と掘削機２０の自重で当接する。そして、掘削機２０のツインヘッダ２７を作動させ、ツインヘッダ２７が当接している不陸部を掘削する。所定の掘削量（掘削深さ）に達すると、掘削機２０の当接部であるエンドレスころ２５がガイドレール１１、１２に当接し、掘削量が規制される。以降は、クレーン３０により掘削機２０をゆっくりと巻き上げながら、ガイドレール１１、１２間の不陸部を下から上に向かって掘削し、整正する。
【００３０】
このとき、掘削機２０に図示しない水中カメラと水中マイクとを取付け、掘削状態を陸上で常に監視することで、潜水士の負担を軽減することができる。
掘削時の壁面２側からの反力は、掘削機２０の自重で受けるが、壁面２が急傾斜の場合は不足する恐れがある。そこで、掘削機２０を背面側からワイヤ３２により支持し、このワイヤ３２によって反力を受けることができるようにしている。
【００３１】
掘削機２０を下から上へ上側の基準架台７付近まで移動させて、当該部位の不陸整正を終了した後、次の部位の不陸整正のため、ガイドレール１１、１２を移動させる。すなわち、クレーン３０によりガイドレール１１、１２を支持した状態で、基準架台３、７からガイドレール１１、１２を外し、クレーン３０にて揚重して、ガイドレール１１、１２を左右方向に所定量移動させて、基準架台３、７に付け直す。そして、クレーン３０により、掘削機２０を吊り下げ、付け直したガイドレール１１、１２に沿わせて、下から上に移動させて、当該部位の不陸整正を行う。以降、同様にして、必要範囲の不陸整正を行う。
【００３２】
本実施形態に係る不陸整正装置は、壁面２に沿って上下方向に設置されるガイドレール１１、１２と、ガイドレール１１、１２への当接部（エンドレスころ２５）、及び、壁面２を掘削する掘削部（ツインヘッダ２７）を備える掘削機２０と、掘削機２０を昇降させる掘削機移動機構（クレーン３０）とを含んで構成されるため、効率的にかつ精度良く不陸整正工事を行うことができる。
【００３３】
本実施形態に係る不陸整正装置は、掘削機２０をその背面側から支持し、掘削時の壁面２からの反力を受ける反力受け機構（ワイヤ３２）を更に含んで構成されるため、壁面２が急傾斜で、掘削機２０の自重のみでは、十分な反力を受けることができない場合に、反力を受けて、掘削機２０の姿勢を安定させることができるという効果が得られる。
【００３４】
反力受け機構に必要な反力は、以下の通りとなる。
反力受け機構に必要な反力≧（掘削に必要な反力）−（（掘削機の自重）×cosθ）
一般的に掘削量（掘削深さ）が大きい（深い）ほど、また、掘削対象である構造物が硬いほど、掘削に必要な反力は大きくなる。
【００３５】
但し、反力受け機構はこれに限らない。図５は反力受け機構の変形態様を示す不陸整正装置の要部平面図である。図５では、掘削機２０本体の左右の脚部２４の外面に一端を固定したコ字状の係合部材４０の他端で、Ｈ形鋼からなるガイドレール１１、１２のフランジを囲い込むことで、掘削機２０をガイドレール１１、１２に係合させている。この係合部材４０は、掘削機２０をガイドレール１１、１２に係合させて、掘削時の壁面２からの反力を受ける反力受け機構に相当する。このように、ガイドレール１１、１２にて反力を受ける構成とすることで、反力受け機構を簡易なものとすることができ、着脱も容易となる。
【００３６】
本実施形態に係る不陸整正装置は、前記当接部（エンドレスころ２５）と前記掘削部（ツインヘッダ２７）との相対位置を調整する調整機構、具体的には、掘削機本体２１と前記当接部（エンドレスころ２５）との間に介在させたライナープレート２３を更に含んで構成されるため、ライナープレート２３の厚さ選定により、所望の掘削量を得ることができる。
【００３７】
但し、調整機構は、ライナープレート２３などに限らない。例えば、油圧ジャッキ等を利用した伸縮式（可変式）の調整機構を用い、これを掘削機本体２１と脚部２４との間、あるいは、掘削機本体２１とツインヘッダ２７との間に介在させることで、前記当接部（エンドレスころ２５）と前記掘削部（ツインヘッダ２７）との相対位置を調整可能として、任意の掘削量を得るようにしてもよい。
【００３８】
本実施形態に係る不陸整正装置は、壁面２に沿って水平に取付けられる基準架台３、７を更に含んで構成され、ガイドレール１１、１２は基準架台３、７に取付けられて設置されるため、不陸整正位置の変更に伴ってガイドレール１１、１２を設置しなおす際に、基準架台３、７をベースにすることで、ガイドレール１１、１２の設置・変更を容易かつ正確に行うことができる。
【００３９】
本実施形態に係る不陸整正装置では、掘削機２０は、水平な回転軸回りに回転するロータリーカッター（ツインヘッダ２７）により構成されるため、壁面２の掘削を良好に行うことができる。すなわち、ガイドレール１１、１２の延在方向と直角な方向に回転軸があるため、ツインヘッダ２７による掘削時に、左右のガイドレール１１、１２に均等に掘削時の反力などが作用する。それため、掘削時に掘削機２０に加わる振動などを抑制できると共に掘削機２０の姿勢を安定させることができる。
【００４０】
以上では、ガイドレール１１、１２を壁面２に沿って上下方向に設置し、掘削機２０を吊り下げてガイドレール１１、１２に沿って昇降させつつ、掘削機２０により壁面２を掘削したが、ケースによっては、ガイドレールを横方向に設置し、掘削機をガイドレールに沿って横方向に移動させつつ掘削するようにしてもよい。
この場合、掘削機側に設けた駆動用の車輪がガイドレール上を走行するようにして、掘削機を移動させるようにしてもよい。また、ウインチ、ワイヤ、滑車を組み合わせて用い、移動方向をガイドレールの延在方向に合わせて、ウインチの回転により掘削機を移動させるようにしてもよい。
【００４１】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１  ダム堤体
２  壁面
３  下側の基準架台
４  基準架台用ブラケット
５  ボルト
６  アンカーボルト
７  上側の基準架台
８  基準架台用ブラケット
９  ボルト
１０  アンカーボルト
１１  ガイドレール
１２  ガイドレール
１３  ボルト
１４  ガイドレールブラケット
１５  ボルト
１６  ボルト
１７  ジャッキボルト
２０  掘削機
２１  掘削機本体（鋼製フレーム）
２２  支持部
２３  ライナープレート
２４  脚部
２５  エンドレスころ（当接部）
２６  ガイド部材
２７  ツインヘッダ（掘削部）
２７ａ  回転軸
２７ｂ  回転ドラム
２７ｃ  掘削ピックによる掘削面
３０  クレーン（掘削機移動機構）
３１  ワイヤ
３２  ワイヤ（反力受け機構）
４０  係合部材（反力受け機構）
【図１】
0006480752.tif 000002
【図２】
0006480752.tif 000003
【図３】
0006480752.tif 000004
【図４】
0006480752.tif 000005
【図５】
0006480752.tif 000006