(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状であり、掘削手段としての無端状の索材を、回転可能かつ少なくとも下辺部で露出して備えた掘削部材と、
前記索材を回転する駆動手段と、
前記掘削部材を地盤に圧入する圧入手段と、
前記掘削部材の角度を検出する角度検出手段と、
この角度検出手段の検出結果に従って前記掘削部材の圧入角度を修正する角度修正手段と、
前記掘削部材を支持し、互いに離れた２つ以上の支持部材と、を備え、
前記圧入手段は、前記支持部材を介して前記掘削部材を地盤に圧入する構成であり、
前記支持部材は中空管であり、掘削土を排出する排土管を兼ねていることを特徴とする縦溝掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、止水壁等の薄型地中連続壁の施工に好適な縦溝掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下ダム等に用いられる止水壁は、主たる目的が止水であるため、耐応力性はさほど要求されず、従って壁幅を必要としない。これに対し、地中連続壁の施工で一般に用いられるＳＭＷやＣＤ工法といったオーガを用いた縦溝掘削工法では、必然的に５００ｍｍ程度の溝幅、すなわち止水壁に要求される幅以上の壁幅となり、コスト高となる。このため、溝幅が１５０〜２００ｍｍ程度の、より壁幅が薄い縦溝を構築する工法及び装置、例えばチェーンソー等を利用した工法及び装置の開発が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のチェーンソーを用いた工法は、チェーンソーを一端で支持する構造であったため、施工装置の構造上、幅２００ｍｍ程度の縦溝の場合１ピッチあたりの施工長さは２ｍ程度が限界であった。このため、チェーンソー駆動部や土砂搬出用の縦穴が２ｍ毎に必要となり、コスト高となっていた。
【０００４】
すなわち、従来の工法では十分に止水壁の施工を低コスト化することはできなかった。
【０００５】
また、溝が深くなるにつれてチェーンソーの角度すなわち溝の角度が計画からずれやすくなっていた。
【０００６】
本発明の課題は、効率よく低コストで薄型の縦溝を高精度で掘削する装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明は、縦溝掘削装置（１）であって、板状であり、掘削手段としての無端状の索材（例えばチェーン式カッタ１１）を、回転可能かつ少なくとも下辺部で露出して備えた掘削部材（１０）と、前記索材を回転する駆動手段（例えば駆動機構４０）と、前記掘削部材を地盤に圧入する圧入手段（例えば地上ジャッキ３０）と、前記掘削部材の角度を検出する角度検出手段（例えば傾斜計１２）と、この角度検出手段の検出結果に従って前記掘削部材の圧入角度を修正する角度修正手段（例えばスタビライザ１３）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、掘削部材を、索材を回転させつつ圧入することで溝が掘削される。この溝の幅は掘削部材の幅にほぼ等しく、掘削部材の幅を薄くすることで、１５０〜２００ｍｍ程度の溝幅とすることができる。また、掘削部材の長さを長くすることで、１ピッチあたりの施工長さを例えば５ｍ程度と、従来より長くできる。
【０００９】
従って、効率よく低コストで薄型の縦溝を掘削できる。
【００１０】
また、本発明は、上記の縦溝掘削装置において、前記掘削部材を支持し、互いに離れた２つ以上の支持部材（例えば中空管２０）を備え、前記圧入手段は、前記支持部材を介して前記掘削部材を地盤に圧入することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、掘削部材は支持部材によって２箇所以上で支持され、支持部材を介して地盤に圧入される。従って、圧入時に振れは生じにくく、より安定して縦溝を掘削できる。
【００１２】
また、本発明は、上記の縦溝掘削装置において、前記支持部材は中空管（２０）であり、掘削土を排出する排土管を兼ねることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、排土管を別個に設ける必要はないため、部品数は少なくなり、また施工も楽になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
まず、構成を説明する。
【００１５】
図１、図２及び図３に示すように、縦溝掘削装置１は、傾斜計１２（角度検出手段）及びスタビライザ１３（角度修正手段）を備えると共に外周に無端状のチェーン式カッタ１１（索材）を回転可能に備えた板状の掘削部材１０と、掘削部材１０の両端辺をそれぞれ支持する中空の中空管２０（支持部材）と、中空管２０を掘削部材１０と共に地盤に圧入する周知の地上ジャッキ３０（圧入手段）と、チェーン式カッタ１１を回転させる駆動機構４０（駆動手段）と、傾斜計１２の検出値に従ってスタビライザ１３を制御する制御手段５０とにより概略構成される。なお、図２では制御手段５０を不図示とする。
【００１６】
掘削部材１０は略長方形であり、その幅は５ｍ以上であり、厚さは１５０ｍｍ程度である。また、掘削部材１０は４隅に、径が異なる歯車を２つ備えたスプロケット１１ａを備える。チェーン式カッタ１１は４つのスプロケット１１ａの外周側に張られることで、掘削部材１０の外側の歯車に回転可能に設けられる。
【００１７】
傾斜計１２は掘削部材１０の中央部付近に設けられ、掘削部材１０の圧入角度すなわち掘削角度を検出する。
【００１８】
スタビライザ１３は、例えば上辺側に２つ互いに離間して設けられ、図４に示すように、掘削部材１０内部に固定されたジャッキ等の動力源１３ａと、動力源１３ａによって左右にスライドするスライド部材１３ｂと、掘削部材１０の両側面にそれぞれ設けられていて一端を支点に掘削部材１０の内外に回動する開閉部材１３ｃと、を備える。スライド部材１３ｂの各端部は各開閉部材１３ｃの内面に回動自在に組み付けられている。
【００１９】
すなわち、図５及び図６に示すように、スタビライザ１３の動力源１３ａは、制御手段５０からの指示に従って、スライド部材１３ｂをスライドさせて開閉部材１３ｃを掘削中の溝１００の内壁１００ａに押し当て、さらに同一方向にスライド部材１３ｂを駆動することで、掘削部材１０本体を内壁１００ａから矢印Ａ方向に押し離す。これにより、内壁１００ａと掘削部材１０の隙間は調節され、掘削部材１０の掘削角度を計画通りの角度に維持される。
【００２０】
中空管２０は例えば径が５００ｍｍ程度の鋼管であり、先端は尖っている。また、中空管２０は排土管を兼ねる。排土方式は、例えばリバースサーキュレーションの逆循環方式や、ＢＨ工法の正循環方式とする。
【００２１】
駆動機構４０は、図１に示すように、駆動装置４１と、２組のチェーン機構４２と、を備える。
【００２２】
チェーン機構４２は、対をなす歯車４２ａ・４２ｂと、複数の歯車４２ｃと、上下に並んだ２つのスプロケット１１ａの内側の歯車と滑車４２ａ・４２ｂ・４２ｃとの間に回転可能に張り渡されたチェーン４２ｄと、により概略構成される。各チェーン４２ｄが絡む２つの歯車１１ａは別個である。すなわち、各スプロケット１１ａは一方のチェーン４２ｄと絡んでいる。
【００２３】
また、滑車４２ａはジャッキ４４により上下し、掘削部材１０の上下動に合わせてチェーン４２ｄの長さを調節する。
【００２４】
制御手段５０は、ＣＰＵ・ＲＡＭ・ＲＯＭ等を備えており、前記ＲＡＭ或いはＲＯＭ内に予め格納したプログラムを用いて、傾斜計１２の検出値に応じてスタビライザ１３を制御する。
【００２５】
一方のチェーン機構４２の歯車４２ａは、チェーン４１ａを介して伝達される駆動装置４１の動力により回転する。すなわち、駆動装置４１は、歯車４２ａおよびチェーン４２ｄを介して２つの歯車１１ａ及びチェーン式カッタ１１を駆動する。  他方のチェーン機構４２は、一方のチェーン機構４２に対し、歯車１１ａ及びチェーン式カッタ１１を介して従動する。
【００２６】
次に、縦溝掘削装置１の動作について説明する。
【００２７】
まず、先行して中空管２０を差し込むための縦穴１００（図１〜図３参照）を２つ掘削する。縦穴１００の間隔は中空管２０の間隔に等しくし、鋼管１００の径は中空管２０を差し込める程度とする。
【００２８】
そして、クレーン等を用いて、縦溝掘削装置１の双方の中空管２０を縦穴１００にそれぞれ差込む。
【００２９】
そして、縦穴１００に泥水を流し込みつつ、地上ジャッキ３０を伸長して中空管２０を掘削部材１０とともに地盤中に押し込むとともに、駆動装置４１を駆動する。この際、掘削部材１０のチェーン式カッタ１１は回転して地盤を削る。発生する掘削土は、中空管２０を介して排出される。
【００３０】
すなわち、縦溝掘削装置１は、地上ジャッキ３０で掘削部材１０を押し込みつつチェーン式カッタ１１を回転させることで、地盤に縦溝１１０を掘削する。このため、掘削される縦溝１１０の幅は掘削部材１０の幅に概略等しく、また、１ピッチの掘削長さは掘削部材１０の長さに概略等しく、従来工法に比べて長い。
【００３１】
また、上述した作業を繰り返すことで、図７に示すように所望の長さまで縦溝１１０を伸延できる。
【００３２】
従って、幅１５０ｍｍ程度の縦溝１１０を従来より少ないピッチ数で効率よく掘削できる。
【００３３】
また、掘削深度が深くなると地上で中空管２０を継ぎ足す。ここで、掘削深度が深くなるにつれて掘削部材１０の角度が計画からずれる可能性が大きくなる。しかし、縦溝掘削装置１においては、掘削部材１０の角度は傾斜計１２で検出され、またその値が計画値からずれる場合は制御手段５０及びスタビライザ１３により補正される。
【００３４】
従って、縦溝掘削装置１によれば掘削深度が深くても確実に計画通りの角度の縦溝を掘削できる。
【００３５】
また、中空管２０が掘削部材１０の支持部材と排土管を兼ねるため、部品数は少なくなり、施工も楽になる。
〔第２の実施の形態〕
縦溝掘削装置２は、図８・図９・図１０に示すように、縦溝掘削装置１と概略同じ構成であるが、駆動機構４０の代わりに駆動機構６０（駆動手段）を用い、スプロケット１１ａの内側の歯車をウオームホイールとした構成である。なお、図８〜図１０において、制御手段５０は不図示とする。
【００３６】
駆動機構６０は、２本のロッド６１と、ロッド６１を自転させるモータ等の動力機構を備える。ロッド６１は先端側に円筒ウオームを備え、該円筒ウオームでスプロケット１１ａの内周側の歯車と噛み合っている。
【００３７】
すなわち、縦溝掘削装置２は、ロッド６１の回転により、スプロケット１１ａ及びチェーン式カッタ１１を回転させる構成である。従って、縦溝掘削装置２によれば、縦溝掘削装置１と同様の効果を得られる。
【００３８】
なお、本発明は上述した２つの本実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更可能であることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、１ピッチ当たりの掘削長を従来より長くできるため、効率よく低コストで、溝幅１５０〜２００ｍｍ程度の薄幅の縦溝を掘削できる。また、本発明によれば、掘削部材は支持部材によって２箇所以上で支持され、支持部材を介して地盤に圧入される。従って、圧入時に振れは生じにくく、より安定して縦溝を掘削できる。
【００４０】
また、本発明によれば、排土管を別個に設ける必要はないため、部品数は少なくなり、また施工も楽になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態の縦溝掘削装置の正面概略図である。
【図２】図１の縦溝掘削装置の側面概略図である。
【図３】図１の縦溝掘削装置の上面概略図である。
【図４】図１の縦溝掘削溝のスタビライザの構成を示す断面概略図である。
【図５】図４のスタビライザの動作を説明する断面概略図である。
【図６】図４のスタビライザの動作を説明する他の断面概略図である。
【図７】図１の縦溝掘削装置を用いて掘削された縦溝の上面概略図である。
【図８】本発明を適用した第２の実施の形態の縦溝掘削装置の正面概略図である。
【図９】図８の縦溝掘削装置の側面概略図である。
【図１０】図８の縦溝掘削装置の上面概略図である。
【符号の説明】
１、２      縦溝掘削装置
１０        掘削部材
１１        チェーン式カッタ（索材）
１２        傾斜計（角度検出手段）
１３        スタビライザ（角度修正手段）
２０        鋼管（中空管）
３０        地上ジャッキ（圧入手段）
４０、６０  駆動機構（駆動手段）
【図１】
0004406504.tif 000002
【図２】
0004406504.tif 000003
【図３】
0004406504.tif 000004
【図４】
0004406504.tif 000005
【図５】
0004406504.tif 000006
【図６】
0004406504.tif 000007
【図７】
0004406504.tif 000008
【図８】
0004406504.tif 000009
【図９】
0004406504.tif 000010
【図１０】
0004406504.tif 000011