(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄壁の施工に際して、薄壁の構築位置に溝を掘削する薄壁掘削機であって、
本体部と、
この本体部に揺動自在な状態で取り付けられたウォータージェットノズルと、
前記本体部の傾斜角度を測定する傾斜計と、
この傾斜計による測定結果に基づき、前記ウォータージェットノズルの揺動方向及び揺動量を調節して、当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする薄壁掘削機。
【請求項２】
薄壁の施工に際して、薄壁の構築位置に溝を掘削する薄壁掘削機であって、
上半部と下半部の連結部分で中折れ可能な略平板状の本体部と、
水を噴出して地山を掘削するウォータージェットノズルと、
前記本体部の上半部及び下半部それぞれの傾斜角度を測定する傾斜計と、
これら傾斜計による測定結果に基づき、前記本体部の上半部と下半部のなす角度を調節して、当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする薄壁掘削機。
【請求項３】
前記本体部の上端側には、水又は泥水を鉛直上方向に噴射する逆噴射ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄壁掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、地下止水壁などの薄壁の施工に際して、薄壁の構築位置に溝を掘削する薄壁掘削機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下ダムや産業廃棄物処分場の地下止水壁などの薄壁の施工に際して、薄壁の構築位置に溝を掘削する、従来の薄壁掘削機として、例えば、図２に示すものが知られている。
図２の薄壁掘削機２０は、先行掘削するアースドリル２３，２３、先行掘削の間の地盤を掘削するチェーンカッター２１，２１、掘削した残土を収容するバケット２２，２２等を備えている。
この薄壁掘削機２０は、薄壁の掘削精度を確保するため、先行孔２４，２４をガイドにして溝を掘削する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の薄壁掘削機２０には、その掘進方向を自ら修正する機能がないため、その掘削精度はガイドとなる先行孔の掘削精度に左右されていた。また、前記先行孔を精度良く掘削するには、薄壁掘削機２０以外に先行孔を掘削する専用の掘削機が別途必要であった。
また、上記薄壁掘削機２０の場合、カッター、ドリル等で地盤を掘削するため、カッター、ドリル等を駆動する駆動手段等が必要であるとともに、掘削時に生じる反力に対するつりあいをとる必要があることから、掘削機自体が大きなものとなっていた。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、薄壁の施工に際して、先行孔の掘削を不要にするとともに、機械を軽量化することが可能な薄壁掘削機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項１記載の発明は、
薄壁の施工に際して、薄壁の構築位置に溝を掘削する薄壁掘削機であって、
本体部と、
この本体部に揺動自在な状態で取り付けられたウォータージェットノズルと、
前記本体部の傾斜角度を測定する傾斜計と、
この傾斜計による測定結果に基づき、前記ウォータージェットノズルの揺動方向及び揺動量を調節して、当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置と、
を備えた構成とした。
【０００６】
この請求項１記載の発明によれば、当該薄壁掘削機が、本体部と、この本体部に揺動自在な状態で取り付けられたウォータージェットノズルと、本体部の傾斜角度を測定する傾斜計と、この傾斜計による測定結果に基づきウォータージェットノズルの揺動方向及び揺動量を調節して当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置とを備えたため、例えば、当該薄壁掘削機の掘進方向にズレが生じたとしても、傾斜計の測定結果に基づきウォータージェットノズルの揺動方向及び揺動量が制御装置によって調節されて、薄壁掘削機の掘進方向が速やかに軌道修正される。
従って、溝の掘削精度が高められることとなり、掘削精度の確保を目的とした先行孔の掘削が不要になって、コストを低減するとともに工期を短縮することができる。
また、先行孔を省略することにより、溝の開口幅が狭められるため、掘削した溝に誤って作業者が転落することもなくなり、作業の安全性を向上させることができる。
【０００７】
ここで、薄壁には、例えば、地下ダムや産業廃棄物処分場の地下止水壁などが挙げられる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、
薄壁の施工に際して、薄壁の構築位置に溝を掘削する薄壁掘削機であって、
上半部と下半部の連結部分で中折れ可能な略平板状の本体部と、
水を噴出して地山を掘削するウォータージェットノズルと、
前記本体部の上半部及び下半部それぞれの傾斜角度を測定する傾斜計と、
これら傾斜計による測定結果に基づき、前記本体部の上半部と下半部のなす角度を調節して、当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置と、
を備えた構成とした。
【０００９】
この請求項２記載の発明によれば、当該薄壁掘削機が、上半部と下半部の連結部分で中折れ可能な略平板状の本体部と、水を噴出して地山を掘削するウォータージェットノズルと、本体部の上半部及び下半部それぞれの傾斜角度を測定する傾斜計と、これら傾斜計による測定結果に基づき本体部の上半部と下半部のなす角度を調節して当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置とを備えたため、例えば、当該薄壁掘削機の掘進方向にズレが生じたとしても、傾斜計の測定結果に基づき本体部の上半部と下半部のなす角度が制御装置によって調節されて、薄壁掘削機の掘進方向が速やかに軌道修正される。
従って、溝の掘削精度が高められることとなり、掘削精度の確保を目的とした先行孔の掘削が不要になって、コストを低減するとともに工期を短縮することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の薄壁掘削機において、
前記本体部の上端側には、水又は泥水を鉛直上方向に噴射する逆噴射ノズルが設けられている構成とした。
【００１１】
この請求項３記載の発明によれば、本体部の上端部には、水又は泥水を鉛直上方向に噴射する逆噴射ノズルが設けられているため、逆噴射ノズルから水又は泥水を鉛直上方向に噴射することによって、掘削時に生じる反力の一部を相殺することができる。
即ち、掘削時に生じる反力に対するつりあいをとるために、当該薄壁掘削機の重量で不足する分を、逆噴射ノズルによる逆噴射によって補うことができるため、当該薄壁掘削機の重量を軽量にすることができ、それに応じて、薄壁掘削機を吊り下げるクレーンを小型化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図１の図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る薄壁掘削機を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【００１４】
この実施の形態の薄壁掘削機１０は、例えば、地下ダムや産業廃棄物処分場の地下止水壁などの薄壁の施工に際して、薄壁の構築位置に溝を掘削する。
薄壁掘削機１０は、クレーン（図示省略）に吊り下げられた状態で、鉛直下方向に掘進していく。そして、薄壁掘削機１０は、図１に示すように、本体部１、ウォータージェットノズル２，…、傾斜計５，５、制御装置（図示省略）、逆噴射ノズル４，…等から構成されている。
【００１５】
本体部１は、略平板状に形成されていて、その上半部１Ａと下半部１Ｂの連結部分３で中折れ可能に構成されている。これら上半部１Ａと下半部１Ｂのなす角度は、制御装置（後述）による制御によって、調節されるようになっている。
ウォータージェットノズル２，…は、本体部１の下端側に、ＸＹ方向（掘削する溝の厚さ方向及び長さ方向）に揺動自在な状態で取り付けられている。ウォータージェットノズル２，…は、揺動（旋回）しながら、その先端より水を噴出することによって、ノズル方向の地山を掘削していく。これらウォータージェットノズル２，…の揺動方向及び揺動量は、制御装置（後述）による制御によって、調節されるようになっている。
傾斜計５，５は、本体部１の上半部１Ａと下半部１Ｂのそれぞれに配設されて、上半部１Ａと下半部１Ｂの傾斜角度を測定する。これら傾斜計５，５の測定結果は、制御装置（後述）に出力される。
【００１６】
制御装置は、例えば、地上に設置されている。制御装置は、傾斜計５，５の測定結果を入力し、該測定結果に基づいて、上半部１Ａと下半部１Ｂのなす角度、及びウォータージェットノズル２，…の揺動方向及び揺動量を調節する。
即ち、制御装置は、傾斜計５，５の測定結果から、薄壁掘削機１０の掘進方向のズレを検出して、このズレの度合いに応じて、上半部１Ａと下半部１Ｂのなす角度、或いはウォータージェットノズル２，…の揺動方向及び揺動量の何れか一方又は両方を変化させて、薄壁掘削機１０の掘進方向を修正する。
【００１７】
逆噴射ノズル４，…は、本体部１の上端側に、複数設けられている。これら逆噴射ノズル４，…は、その先端から水又は泥水を噴出することによって、掘削時に生じる反力の一部を相殺する。即ち、掘削時に生じる反力に対して、薄壁掘削機１０の重量で不足する分を、逆噴射ノズル４，…による逆噴射によって補っている。
【００１８】
以上のように薄壁掘削機１０は構成され、例えば、次のように、その掘進方向のズレに対する修正がなされる。
【００１９】
薄壁掘削機１０の掘進方向にズレが生じた場合には、傾斜計５，５による測定結果から、掘進方向にズレが発生したことを制御装置が検知する。
このズレの量が小さい場合には、傾斜計５，５による測定結果に基づいて、ウォータージェットノズル２，…の揺動方向及び揺動量を調節して、薄壁掘削機１０の掘進方向を軌道修正する。
一方、前記ズレの量が大きく、ウォータージェットノズル２，…による軌道修正だけでは不十分の場合には、傾斜計５，５による測定結果に基づいて、上半部１Ａと下半部１Ｂのなす角度を調節して、薄壁掘削機１０の掘進方向を大きく軌道修正する。
このように、薄壁掘削機１０の掘進方向にズレが生じたとしても、そのズレを、傾斜計５，５の測定結果から制御装置が検知して、本体部１の上半部１Ａと下半部１Ｂのなす角度、或いはウォータージェットノズル２，…の揺動方向及び揺動量を調節するため、薄壁掘削機１０の掘進方向が速やかに修正される。
【００２０】
以上のように、この実施の形態の薄壁掘削機１０によれば、当該薄壁掘削機１０が、上半部１Ａと下半部１Ｂの連結部分３で中折れ可能な略平板状の本体部１と、この本体部１に揺動自在な状態で取り付けられたウォータージェットノズル２，…と、本体部１の上半部１Ａ及び下半部１Ｂそれぞれの傾斜角度を測定する傾斜計５，５と、これら傾斜計５，５による測定結果に基づきウォータージェットノズル２，…の揺動方向及び揺動量又は本体部１の上半部１Ａと下半部１Ｂのなす角度を調節して当該薄壁掘削機１０の掘進方向を制御する制御装置とを備えたため、例えば、当該薄壁掘削機１０の掘進方向にズレが生じたとしても、傾斜計５，５の測定結果に基づきウォータージェットノズル２，…の揺動方向及び揺動量、或いは本体部１の上半部１Ａと下半部１Ｂのなす角度が制御装置によって調節されて、薄壁掘削機１０の掘進方向が速やかに軌道修正される。
従って、溝の掘削精度が高められることとなり、掘削精度の確保を目的とした先行孔の掘削が不要になって、コストを低減するとともに工期を短縮することができる。
また、先行孔を省略することにより、溝の開口幅が狭められるため、掘削した溝に誤って作業者が転落することもなくなり、作業の安全性を向上させることができる。
【００２１】
また、本体部１の上端部には、水又は泥水を鉛直上方向に噴射する逆噴射ノズル４，…が設けられているため、逆噴射ノズル４，…から水又は泥水を鉛直上方向に噴射することによって、掘削時に生じる反力の一部を相殺することができる。
即ち、掘削時に生じる反力に対するつりあいをとるために、当該薄壁掘削機１０の重量で不足する分を、逆噴射ノズル４，…による逆噴射によって補うことができるため、当該薄壁掘削機１０の重量を軽量にすることができ、それに応じて、薄壁掘削機１０を吊り下げるクレーンを小型化することができる。
なお、制御装置の設置位置は、地上に限られるものではなく、例えば、本体部１に設置するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、当該薄壁掘削機が、本体部と、この本体部に揺動自在な状態で取り付けられたウォータージェットノズルと、本体部の傾斜角度を測定する傾斜計と、この傾斜計による測定結果に基づきウォータージェットノズルの揺動方向及び揺動量を調節して当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置とを備えたため、例えば、当該薄壁掘削機の掘進方向にズレが生じたとしても、傾斜計の測定結果に基づきウォータージェットノズルの揺動方向及び揺動量が制御装置によって調節されて、薄壁掘削機の掘進方向が速やかに軌道修正される。
従って、溝の掘削精度が高められることとなり、掘削精度の確保を目的とした先行孔の掘削が不要になって、コストを低減するとともに工期を短縮することができる。
また、先行孔を省略することにより、溝の開口幅が狭められるため、掘削した溝に誤って作業者が転落することもなくなり、作業の安全性を向上させることができる。
【００２３】
請求項２記載の発明によれば、当該薄壁掘削機が、上半部と下半部の連結部分で中折れ可能な略平板状の本体部と、水を噴出して地山を掘削するウォータージェットノズルと、本体部の上半部及び下半部それぞれの傾斜角度を測定する傾斜計と、これら傾斜計による測定結果に基づき本体部の上半部と下半部のなす角度を調節して当該薄壁掘削機の掘進方向を制御する制御装置とを備えたため、例えば、当該薄壁掘削機の掘進方向にズレが生じたとしても、傾斜計の測定結果に基づき本体部の上半部と下半部のなす角度が制御装置によって調節されて、薄壁掘削機の掘進方向が速やかに軌道修正される。
従って、溝の掘削精度が高められることとなり、掘削精度の確保を目的とした先行孔の掘削が不要になって、コストを低減するとともに工期を短縮することができる。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、本体部の上端部には、水又は泥水を鉛直上方向に噴射する逆噴射ノズルが設けられているため、逆噴射ノズルから水又は泥水を鉛直上方向に噴射することによって、掘削時に生じる反力の一部を相殺することができる。
即ち、掘削時に生じる反力に対するつりあいをとるために、当該薄壁掘削機の重量で不足する分を、逆噴射ノズルによる逆噴射によって補うことができるため、当該薄壁掘削機の重量を軽量にすることができ、それに応じて、薄壁掘削機を吊り下げるクレーンを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄壁掘削機を示すもので、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【図２】従来の薄壁掘削機の一例を示すもので、（ａ）が掘削しているときの正面図、（ｂ）が土砂を排出しているときの側面図である。
【符号の説明】
１    本体部
１Ａ  上半部
１Ｂ  下半部
２    ウォータージェットノズル
４    逆噴射ノズル
５    傾斜計
１０  薄壁掘削機
【図１】
0003913362.tif 000002
【図２】
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