(57)【要約】【課題】ケーシング内の全ての土壌を、効率的に掘削して排出することができる土壌掘削用の掘削機を提供する。【解決手段】土壌中に埋め込まれた円筒状のケーシング３ａ、３ｂ内の土壌を掘削するための掘削機であって、土壌上に走行自在に設けられる基台１０と、この基台１０上に揺動自在かつ旋回自在に設けられたアーム部１２と、このアーム部１２の先端部から垂下されるロッド部１７と、このロッド部の先端部に設けられて土壌を掘削するバケット１８とを備えてなり、バケット１８は、開閉自在に設けられて土壌を掘削把持する一対の把持部材２０を有するとともに、把持部材２０は、その先端部が平面視において上記ケーシングの内壁に沿う円弧状に形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌中に埋め込まれた円筒状のケーシング内の上記土壌を掘削するための掘削機であって、
上記土壌上に走行自在に設けられる基台と、この基台上に揺動自在かつ旋回自在に設けられたアーム部と、このアーム部の先端部から垂下されるロッド部と、このロッド部の先端部に設けられて上記土壌を掘削するバケットとを備えてなり、上記バケットは、開閉自在に設けられて上記土壌を掘削把持する一対の把持部材を有するとともに、当該把持部材は、その先端部が平面視において上記ケーシングの内壁に沿う円弧状に形成されていることを特徴とする掘削機。
【請求項２】
上記アーム部は、上記基台上に揺動自在かつ旋回自在に設けられたメインブームと、このメインブームの先端部に上下方向に屈曲自在に連結された１以上のアーム部材とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の掘削機。
【請求項３】
上記基台は、進行方向の左右に設けられて独立的に駆動自在なクローラによって走行自在に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オールケーシング工法によって土中に埋め込まれたケーシング内の土壌を掘削する際に用いられる掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に対する意識の高まりから、かつて化学工場、製薬工場、ガソリンスタンドあるいはクリーニング工場等の各種薬品や重金属類を取り扱う建築物があった跡地に、新たに集合住宅や一般住宅等の住居用建物を建築する場合には、予め上記跡地の土壌を調査して、当該土壌が水銀、ホウ素、鉛等の重金属類や、カドミウム、トリクロロエチレン等の有害物質によって汚染されていないか確認することが行われている。
【０００３】
ところで、上記調査によって、土壌が環境基準を超える値にまで汚染されていることが判明した場合の対処法の一種として、上記土壌を化学的に無害化処理する方法が知られているが、汚染物質の種類が多岐にわたる場合には、これを適用することが困難になる。そこで、このような場合には、汚染されている範囲の上記土壌を掘削・搬出して、別途処理場において処理するとともに、掘削した部分を良質な土壌によって埋め戻す方法が採用されている。
【０００４】
この土壌入れ替えは、一般に、汚染された土壌の周囲の地盤に、鋼矢板等を所定の深さまで連続的に建て込んで上記土壌を方形に囲繞する土留め壁を構築し、当該土留め壁内の上記汚染土壌をバックホーやハンマークラブ等の掘削機によって掘削して除去した後に上記良質土壌を埋め戻す、通称天堀と呼ばれる工法によって実施されている。
【０００５】
しかしながら、上記汚染土壌と判断された地盤の深度が１０ｍ以上になった場合には、上記工法によっては対応することが難しくなる。このため、取り除くべき汚染土壌の深度が１０ｍ以上の大深度になった場合には、別途大径のケーシングチューブを上記深度まで埋め込んで、内部の汚染土壌を掘削するオールケーシング工法を利用した土壌入れ替え方法が適用されている。
【０００６】
このオールケーシング工法を用いた土壌に入れ替え方法によれば、場所毎に汚染土壌の深度が相違する場合においても、各々の場所において、的確に所望の深度までの土壌を入れ替えることができるという利点がある。
【０００７】
図８は、従来のこの種のオールケーシング工法による土壌の入れ替え方法を示すものである。
この方法においては、汚染土壌を掘削すべき地盤１上に、ケーシングチューブ押し込み用の掘削機２を設置した後に、図８（ａ）に示すように、この掘削機２によって一定の長さ寸法と外径（例えば長さ寸法：６ｍ、径寸法：２ｍφ）のケーシングチューブ３ａを油圧によって旋回させつつ地盤１中に押し込んで、掘削機４の先端に設けられたバケット５によってケーシングチューブ３ａ内の土壌を掘削し、次いで同図（ｂ）に示すように、このケーシングチューブ３ａの上端部に新たなケーシングチューブ３ｂを接続する。
【０００８】
次いで、同図（ｃ）に示すように、さらに下方まで押し込まれたケーシングチューブ３ａ内の汚染土壌を同様にして掘削して外部に採りだす工程を順次繰り返すことにより所定の深度まで埋設する。そして、上記掘削が完了した後に、同図（ｄ）に示すように、ケーシングチューブ３ａ、３ｂを引き抜いて、さらに同図（ｅ）に示すように、地盤１中に形成された穴に良質土壌を埋め戻すことにより、当該箇所における上記土壌の入れ替えが完了することになる。
【０００９】
ところで、従来、上記掘削機４にあっては、土壌を掘削把持するバケット５として、平面視方形の角バケットが使用されている。このため、ケーシングチューブ３ａ内の土壌を掘削する際に、図９に示すように、ケーシングチューブ３ａ、３ｂとの間に、当該バケット５によっては掘削し得ない土壌領域６が生じてしまう。この結果、ケーシングチューブ３ａ、３ｂ内の全ての土壌を効率的に排出することが難しいという問題点があった。
【００１０】
また、上記オールケーシング工法を利用した土壌の入れ替え方法にあっては、ケーシングチューブの埋設用掘削機２においては、順次ケーシングチューブ３ａ、３ｂを継ぎ足し、これらを旋回させながら地盤１中に圧入して行くものであるために、深度が大きくなっても問題は生じないものの、土壌掘削用の掘削機４にあっては、掘削すべき深度が大きくなると、バケット５を吊設するアームに上記深度に対応した高さ寸法が必要となり、よって高さ制限がある場所においては、掘削し得る深度に制限が生じるという欠点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、ケーシング内の全ての土壌を、効率的に掘削して排出することができ、さらにはアーム部の高さ寸法以上の深度の土壌を容易に掘削することが可能になる土壌掘削用の掘削機を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、土壌中に埋め込まれた円筒状のケーシング内の上記土壌を掘削するための掘削機であって、上記土壌上に走行自在に設けられる基台と、この基台上に揺動自在かつ旋回自在に設けられたアーム部と、このアーム部の先端部から垂下されるロッド部と、このロッド部の先端部に設けられて上記土壌を掘削するバケットとを備えてなり、上記バケットは、開閉自在に設けられて上記土壌を掘削把持する一対の把持部材を有するとともに、当該把持部材は、その先端部が平面視において上記ケーシングの内壁に沿う円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアーム部が、上記基台上に揺動自在かつ旋回自在に設けられたメインブームと、このメインブームの先端部に上下方向に屈曲自在に連結された１以上のアーム部材とから構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基台が、進行方向の左右に設けられて独立的に駆動自在なクローラによって走行自在に設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜３のいずれかに記載の掘削機によれば、オールケーシング工法を利用して土壌の入れ替えを行うに際し、ケーシング内の土壌を掘削把持するバケットとして、一対の把持部材が開閉自在に設けられたものを用い、かつ把持部材の先端部を平面視において上記ケーシングの内壁に沿う円弧状に形成しているために、上記把持部材をケーシングの内壁に対向配置して、当該把持部材を閉じることにより、ケーシング内の土壌を上記内壁に沿って掘削して排出することができる。この結果、掘削のたびに、把持部材の掘削位置を回転させることにより、容易にケーシング内の全ての土壌を掘削して外部へと排出することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、上記掘削機のアーム部を、上記基台上に揺動自在かつ旋回自在に設けられたメインブームと、このメインブームの先端部に上下方向に屈曲自在に連結された１以上のアーム部材とから構成しているために、ロッド部の全長がケーシング内に挿入された後に、さらにアーム部の先端側のアーム部材を下方に向けて屈曲させて上記ケーシング内に挿入して行くことにより、アーム部の高さ寸法以上の深度の土壌についても、容易に掘削することができる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、上記基台を、独立的に駆動自在なクローラによって走行自在にしているために、左右の上記クローラを適宜駆動することにより、比較的径の小さなケーシングに対しても、狭い範囲の走行によって容易に対応することができる。特に、請求項２に記載の発明のように、アーム部先端のアーム部材をケーシング内に挿入して行く際にも、基台を細かく前後左右に走行させることにより上記アーム部材とケーシング内壁との干渉を避けつつ円滑に当該作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図５は、本発明に係る掘削機の一実施形態を示すものであり、図中符号１０が、カウンターウエイト１０ａ、各種駆動装置１０ｂおよび操作室１０ｃ等を積載した基台である。
この基台１０は、左右両側に設けられて駆動装置１０ｂにより独立的に駆動自在なクローラ１１によって走行自在に設けられており、この基台１０上にアーム部１２が立設されている。
【００１９】
このアーム部１２は、メインブーム１３とフロントブーム（アーム部材）１４とアーム（アーム部材）１５との３本の部材から概略構成されたものであり、メインブーム１３の下端部が、基台１０に上記駆動装置１０ｂによって鉛直軸回りに旋回自在に取り付けられている。また、このメインブーム１３は、基台１０との間に介装された油圧シリンダ１６ａによって、上下方向に揺動自在に設けられるとともに、その上端部にフロントブーム１４がピン接合されている。
【００２０】
そして、このフロントブーム１４は、メインブーム１３との間に介装された油圧シリンダ１６ｂによってメインブーム１３に対して上下方向に揺動自在に設けられるとともに、その上端部にアーム１５がピン接合されている。ここで、アーム１５とフロントブーム１４との間にも、同様に油圧シリンダ１６ｃが介装されており、これによりアーム１５は、フロントブーム１４に対して上下方向に揺動自在に設けられている。
【００２１】
なお、上記油圧シリンダ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、いずれも駆動装置１０ｂによって独立的に駆動可能に設けられている。
そして、このアーム１５の先端部には、ロッド部１７が垂設されている。このロッド部１７は、複数本のロッド１７ａが互いに所定の剛性を付与された状態で略一体的に連結されたもので、その下端部に丸バケット（バケット）１８が取り付けられている。
【００２２】
この丸バケット１８は、図２〜図４に示すように、上端部がロッド部１７の下端部に連結される吊持部材１９と、この吊持部材１９の下端部に対向配置されるとともに、ピン１９ａ回りに回動自在に連結された一対の把持部材２０とから概略構成されたクラムシェルバケットである。
【００２３】
ここで、把持部材２０は、駆動装置１０ｂによってピン１９ａ回りに同時に接離する方向に回動されることにより、下端部が開閉自在に設けられており、一方の把持部材２０の下端部には複数本（図では４本）の掘削把持爪２１が取り付けられるとともに、他方の把持部材２０の下端部には、上記掘削把持爪２１の間に位置するように複数本（図では３本）の掘削把持爪２１が取り付けられている。
【００２４】
そして、これら把持部材２０は、相互に開いた状態において、各々の先端部が平面視においてケーシングチューブ（ケーシング）３ａ、３ｂの内壁に沿う円弧状に形成されている。
【００２５】
次に、図１〜図７に基づいて、図８に示したオールケーシング工法による汚染土壌の入れ替え方法のうち、上記構成からなる掘削機を用いて図８（ｃ）に対応する土壌の掘削を行う場合の作用について説明する。なお、図８に示したものと共通する構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
上記掘削機を用いた汚染土壌の入れ替え方法においては、図５に示すように、掘削すべき地盤の周囲をテント３０によって覆ったうえで、上記掘削を行うことに特徴がある。
【００２６】
すなわち、先ず図５に示すように、テント３０内において、ケーシングチューブ３ａの上端部に新たなケーシングチューブ３ｂを接続した後に、ケーシングチューブ３ｂの内部を上記掘削機によって掘削する工程を繰り返して行く。
【００２７】
この際に、上記掘削機においては、図２〜図４に示したように、ケーシングチューブ３ａ、３ｂ内の土壌を掘削把持するバケットとして、一対の把持部材２０が開閉自在に設けられた丸バケット１８を用いるとともに、把持部材２０の先端部を開いた状態においてケーシングチューブ３ａ、３ｂの内壁に沿う平面視円弧状に形成しているために、図６に示すように、把持部材２０をケーシングチューブ３ａ、３ｂの内壁に沿って対向配置させて掘削することができる。
【００２８】
この結果、把持部材２０とケーシングチューブ３ａ、３ｂの内壁との間に掘削されない土壌領域が生じないために、掘削毎に、丸バケット１８を数回ケーシングチューブ３ａ、３ｂの軸線回りに回動させることにより、容易にケーシングチューブ３ａ、３ｂ内の全ての土壌を掘削して外部へと排出することができる。
【００２９】
ところで、上述した天堀による土壌掘削においては、掘削時に汚染物質を含んだ土埃や粉塵が発生し易いのに対して、上記オールケーシング工法を用いた場合には、当該土埃等の発生を大幅に抑制することができる。加えて、この汚染土壌の入れ替え方法にあっては、掘削すべき地盤の周囲をテント３０によって覆っているために、僅かに発生した上記粉塵についても、周囲に飛散することを確実に防止することができる。このため、特に施工現場の周囲が密集した住宅街等である場合に好適である。
【００３０】
他方で、一般的なバケットクレーンを用いてテント３０内で掘削を行う場合には、掘削すべき深度が例えば２０ｍ以上になると、バケットを吊設するアームに上記深度に対応した２０ｍ以上の高さ寸法が必要となるために、テント３０として極端に高さ寸法の大きなものを設置する必要がある。このため、テント３０自体やその設置や解体に要するコストが嵩んで経済性に合致しなくなるとともに、テント３０内に容量が極めて大きなものとなるために、本来の土埃の飛散防止効果も低減してしまうという問題点を生じる。
【００３１】
この点、上記掘削機においては、アーム部１２を、基台上に揺動自在かつ旋回自在に設けられたメインブーム１３と、このメインブーム１３の先端部に順次上下方向に屈曲自在に連結されたフロントブーム１４およびアーム１５との３本の部材によって構成しているために、図７に示すように、ロッド部１７の全長がケーシングチューブ３ａ、３ｂ内に挿入された後に、さらに油圧シリンダ１６ａ〜１６ｃによってメインブーム１３、フロントブーム１４およびアーム１５を次第に下方に向けて屈曲させて、アーム１５およびフロントブーム１４を順次ケーシングチューブ３ａ、３ｂ内に挿入して行くことにより、例えば起立時のアーム部１２の高さ寸法が１８ｍである場合においても、約２５ｍの深度の土壌を容易に掘削することができる。
【００３２】
加えて、アーム１５およびフロントブーム１４を順次ケーシングチューブ３ａ、３ｂ内に挿入する際には、これと並行して掘削機の基台１０をケーシングチューブ３ａ、３ｂ側に向けて細かく前後方向に走行調整する必要があるが、基台１０を、独立的に駆動自在なクローラ１１によって走行自在にしているために、左右のクローラ１１を適宜駆動することにより、アーム１５やフロントブーム１４とケーシングチューブ３ａ、３ｂの内壁との干渉を避けつつ円滑に上記作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る掘削機の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の丸バケットを示す正面図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】図３の底面図である。
【図５】テントを用いたオールケーシング工法による土壌の入れ替え方法の実施状態を示す縦断面図である。
【図６】図１の掘削機の丸バケットによるケーシングチューブ内の掘削を示す模式図である。
【図７】図１の掘削機によって大深度の掘削を行う場合の状態を示す縦断面図である。
【図８】一般的なオールケーシング工法による土壌の入れ替え方法の作業工程を示す模式図である。
【図９】従来の掘削機の角バケットによるケーシングチューブ内の掘削を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
３ａ、３ｂ  ケーシングチューブ（ケーシング）
１０  基台
１１  クローラ
１２  アーム部
１３  メインブーム
１４  フロントブーム（アーム部材）
１５  アーム（アーム部材）
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  油圧シリンダ
１７  ロッド部
１８  丸バケット（バケット）
２０  把持部材
３０  テント
【図１】
2007254966.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007254966.tif 000009
【図８】
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【図９】
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