(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削刃を備えたエンドレスチェーンがカッターポストの上下両端部間に掛け渡されてなるチェーン式カッターを走行台車に取り付け、このチェーン式カッターを地中に挿入した状態で回転させながら水平移動させて地中に連続壁造成用溝を掘削する地中連続壁造成用溝の掘削装置において、
エンドレスチェーンがカッターポストの上下両端部間で略直線状に掛け渡されたチェーン式カッターと、上下両端部間の一部を上記水平移動方向に張り出させたチェーン式カッターとの一方を、選択的に上記走行台車に取り替え可能に取り付けてなることを特徴とする地中連続壁造成用溝の掘削装置。
【請求項２】
チェーン式カッターが、当該チェーン式カッターの下半分の少なくとも一部を当該チェーン式カッターの上半分よりも突出させたものである請求項１に記載の地中連続壁造成用溝の掘削装置。
【請求項３】
チェーン式カッターが、上下両端部間の中央部付近から下端部付近にかけて平行に張り出させたものである請求項２記載の地中連続壁造成用溝の掘削装置。
【請求項４】
チェーン式カッターが、上下両端部間の中央部付近から下端部付近にかけて漸次に張り出させたものである請求項２記載の地中連続壁造成用溝の掘削装置。
【請求項５】
チェーン式カッターが、上下両端部間の下端部付近から中央部付近にかけて漸次に張り出させたものである請求項２記載の地中連続壁造成用溝の掘削装置。
【請求項６】
チェーン式カッターが、上下両端部間の上端部付近から下端部付近にかけて漸次に張り出させたものである請求項１記載の地中連続壁造成用溝の掘削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に止水用等の連続壁を造成するための連続溝を掘削する地中連続壁造成用溝の掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８，図１９に示すように、従来、地中連続壁造成用溝を掘削するための装置（以下、「従来装置５１」という。）として、走行台車(例えばクローラ式クレーンのベースマシン)５２にチェーン式カッター５３を垂直に取り付け、このカッター５３を地中に挿入した状態で、同カッター５３を図１８中の白抜き矢印方向に回転させながら走行台車５２によって水平方向に移動させることにより、同図中の斜線で示した地中に一定幅の溝Ｇを連続して掘削するものが公知であり、この連続溝Ｇにセメントミルク等の固化材を注入・固化させて地中連続壁が造成される（特開平５−２８００４３号，特開平５−２８００４４号公報参照）。
【０００３】
チェーン式カッター５３は、縦長の箱形フレームであるカッターポスト５４の上端部に設けられた駆動輪(スプロケット)５５と、同カッターポスト５４の下端部に設けられた誘導輪（アイドラ）５６との間にエンドレスチェーン５７が一直線状に掛け渡され、このチェーン５７の外周側に設けられた多数の掘削刃５８…によって溝Ｇを掘削するように構成されている。なお、このカッター５３による施工例を図２０に示した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置５１では、地表から掘削の対象とする深さまでの間に、撤去できない障害物、例えば地中埋設管があった場合、その部分よりも深い箇所である障害物の直下については掘削できない。つまり、上記従来装置５１のチェーン式カッター５３は直線形状であるので、図２０（イ），（ロ）に示すように、掘削作業中にカッター５３の進行方向（図中の矢印方向）に埋設管Ａがあれば、カッター５３は埋設管Ａと干渉するのでそれ以上は進めない。この場合、図２０（ハ）に示すように、埋設管Ａの直上はカッター５３を短くして掘削できる。そして、カッター５３を一旦地上に抜き出した後、図２０（ニ）に示すように、埋設管Ａに対して反対側からカッター５３を再度地中に挿入して、埋設管Ａに向けてカッター５３を進める。しかし、この場合にも、図２０（ホ）に示すように、カッター５３は埋設管Ａと干渉してそれ以上は進めなくなり、結局、埋設管Ａの直下は掘削できない。そこで、従来は、そのような障害物があった場合は、障害物を撤去してから掘削し、地中連続製壁を造成する必要があり手間がかかった。また、その障害物が撤去できないものである場合は、その直下の掘削ができなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術における課題を解決するために、地中障害物を撤去することなく、その直下の掘削が可能となる地中連続壁造成用溝の掘削装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、掘削刃を備えたエンドレスチェーンがカッターポストの上下両端部間に掛け渡されてなるチェーン式カッターを走行台車に取り付け、このチェーン式カッターを地中に挿入した状態で回転させながら水平移動させて地中に連続壁造成用溝を掘削する地中連続壁造成用溝の掘削装置において、エンドレスチェーンがカッターポストの上下両端部間で略直線状に掛け渡されたチェーン式カッターと、上下両端部間の一部を上記水平移動方向に張り出させたチェーン式カッターとの一方を、選択的に上記走行台車に取り替え可能に取り付けてなることを特徴とする地中連続壁造成用溝の掘削装置として構成されている。
【０００７】
このような構成によれば、水平移動方向に上下両端部間の一部を張り出させたチェーン式カッターに取り替えれば、このカッターの張り出し部分により地中障害物の直下を掘削することができる。その結果、地中障害物を撤去することなく、その直下を掘削し、地中連続壁を造成することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに、図１は本発明の実施の形態に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置の全体構成を示す正面図、図２は図１におけるＩ−Ｉ線拡大図、図３（イ）〜（ニ）は本実施の形態に係る装置のチェーン式カッターの張り出し形状例を示す説明図、図４はチェーン式カッターの詳細構造図であって、（イ）は正面図，（ロ）は部分拡大図，（ハ）は（ロ）のＩＩ−ＩＩ線拡大図，（ニ）はリンクピン回りの斜視図である。また、図５（イ）〜（ホ）は本実施の形態に係る装置による一施工例を示す説明図、図６（イ）〜（ハ）は本実施の形態に係る装置による他の施工例を示す説明図、図７は参考例１に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ収縮時におけるカッター式チェーンの部分詳細構造図であって、（イ）は正面図，（ロ）はＩＩＩａ−ＩＩＩａ線矢視図、図８は参考例１に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ伸長時におけるカッター式チェーンの部分詳細構造図であって、（イ）は正面図，（ロ）はＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線矢視図、図９〜図１４はそれぞれ図７，図８の変形例に係る部分詳細構造図であって、（イ）は各正面図，（ロ）はＩＶ−ＩＶ〜ＩＸ−ＩＸ線各矢視図、図１５（イ）〜（ヘ）は参考例１に係る装置による施工例を示す説明図、図１６は参考例２に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置の全体構成を示す正面図、図１７は参考例２に係る装置による施工例を示す説明図である。以下、これらの図を参照して本発明のいくつかの実施の形態について述べる。
【０００９】
（実施の形態）
図１および図２に示すように、実施の形態に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置（以下、「掘削装置１」という。）は、掘削刃２ａを備えたエンドレスチェーン３がカッターポスト４の上下両端部間に掛け渡されてなるチェーン式カッター５ａ１を走行台車６に取り付け、このチェーン式カッター５ａ１を図中に斜線で示した地中に挿入した状態で、同カッター５ａ１を図中の白抜き矢印方向に回転させながら水平移動させて地中に連続壁造成用溝Ｇを掘削する点では従来例と同様である。しかし、本掘削装置１では、エンドレスチェーン３がカッターポスト４の上下両端部間で略直線状に掛け渡されたチェーン式カッター５３（図１８及び図１９参照）と、上下両端部間の一部を上記水平移動方向（連続溝Ｇの掘削面内での進行方向）に張り出させたチェーン式カッター５ａ１との一方を、選択的に走行台車６に取り替え可能に取り付けている点で従来例と異なる。
【００１０】
このチェーン式カッター５ａ１は、下半分の少なくとも一部を上半分よりも突出させたものである。例えば、図１すなわち図２（イ）に示すような、カッターポスト４の上下両端部間の中央部付近から下端部付近にかけて平行に張り出させたものである。このため、カッターポスト４の上端部に設けられた駆動輪（スプロケット）７と、下端部に設けられた誘導輪（アイドラ）８とに加えて、さらに２個の誘導輪９，１０を設けている。そして、これらの駆動輪７と、誘導輪８，９，１０とにエンドレスチェーン３を巻回している。誘導輪９，１０は、カッターポスト４の張り出し部４ａの先端側の上下部にそれぞれ回転自在に取り付けられている。張り出し部４ａは、カッターポスト４と一体化してもよいし、あるいは、ボルト，ナット等を用いてカッターポスト４に着脱可能な構造としてもよい。また、張り出し部４ａは、できるだけ軽量でかつ十分な強度を持たせたものとするが、その具体的な構造はボックス構造でもトラス構造でも何でもよい。
【００１１】
しかし、張り出し部４ａとカッターポスト４との上部境界部４ｂでは、エンドレスチェーン３の屈曲方向が他の部分と異なり外周側から見て谷折りとなるので、山折りとなっている他の部分のように誘導輪をエンドレスチェーン３の内周側に設けることができない。そこで、本掘削装置１では、図３および図４（イ）〜（ニ）に示すように、エンドレスチェーン３のリンクピン３ａをチェーンの両側に突出させ、この突出端を案内する例えば断面Ｃ字状のガイドレール１１を張り出し部４ａとカッターポスト４との上部境界部４ｂに設けている。
【００１２】
また、チェーン式カッター５ａ１の代わりに、例えば図３（ロ）に示すような、カッターポスト４の上下両端部間の中央部付近から下端部付近にかけて漸次に張り出させたカッター５ａ２、図３（ハ）に示すような、カッターポスト４の上下両端部間の下端部付近から中央部付近にかけて漸次に張り出させたカッター５ａ３、あるいは、図３（ニ）に示すような、カッターポスト４の上下両端部間の上端部付近から下端部付近にかけて漸次に張り出させたカッター５ａ４を用いてもよい。なお、図中の各符号は、図１に対応させている。このうち、図３（イ）に示すようなチェーン式カッター５ａ１では、従来装置５１と比べて誘導輪が２個追加となるが、図３（ロ）〜（ニ）に示すようなチェーン式カッター５ａ２〜５ａ４では、誘導輪が１個追加で済む。また、図３（ニ）に示すようなチェーン式カッター５ａ４では、上記したようなガイドレール１１は不要である。さらに、誘導輪等の数を増やして、カッターの張り出し形状を変えることも考えられるが、構造が複雑化するので実用的とはいえない。
【００１３】
以下、本掘削装置１による施工例について説明する。まず、図１すなわち図３（イ）に示すようなチェーン式カッター５ａ１を用いた場合には、図５（イ）に示すように、地中障害物、例えば埋設管Ａの間際まで、従来例と同様のチェーン式カッター５３を用いて、地中連続壁造成用溝Ｇを掘削する。ついで、図５（ロ）に示すように、このカッター５３を地中から抜き出して、地上で本実施の形態のうちの例えばチェーン式カッター５ａ１と取り替える。
【００１４】
そして、図５（ハ）に示すように、このカッター５ａ１を用いて埋設管Ａの直下を掘削する。このとき、図５（ニ）に示すように、必要に応じてカッター５ａ１を上下させる。なお、埋設管Ａの口径が大きくて、カッター５ａ１の張り出し量が不足する場合には、図５（ホ）に示すように、埋設管Ａの反対側からも掘削して、両側からラップさせて施工してもよい。
【００１５】
また、図３（ロ），（ハ），（ニ）に示すようなチェーン式カッター５ａ２，５ａ３，５ａ４を用いた場合には、図６（イ），（ロ），（ハ）に示すように、埋設管の下方の全ては掘削できないが、造成の対象となる大部分はカバーできる。ただし、図３（ロ），（ハ）に示すようなチェーン式カッター５ａ２，５ａ３を用いた場合には、図３（ニ）に示すようなチェーン式カッター５ａ４を用いた場合に比べて埋設管Ａの間際まで施工できる。このことは、図６（イ），（ロ），（ハ）より容易に理解できる。
【００１６】
以上のように、本掘削装置１によれば、水平移動に上下両端部間の一部を張り出させたチェーン式カッター５ａ１〜５ａ４に取り替えれば、このカッターの張り出し部分により地中障害物の直下を掘削することができる。その結果、地中障害物を撤去することなく、その直下を掘削し、地中連続壁を造成することが可能となる。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、カッター５ａ１〜５ａ４の全体を取り替えたが、張り出し部分４ａのみを取り替えてもよい。その場合は、上述したように、張り出し部分４ａをカッターポスト４に着脱可能としておく必要があるが、取り替え部分の重量が低減されるので、作業効率の向上が図れる。
【００１８】
（参考例１）
上記実施の形態における掘削装置１では、チェーン式カッター５ａ１〜５ａ４または張り出し部分４ａを付け替える必要があるが、カッター自体は勿論、張り出し部分４ａだけでもかなり重量物であるので、その取り替えにはやはり手間がかかる。そこで、この参考例１では、そのような手間をもできるだけ省略することとした。すなわち、本参考例１に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置(以下、「掘削装置２」という。)は、図７，図８に示すように、チェーン式カッター５ｂの上下両端部間の一部を、水平移動方向（連続溝Ｇの掘削面内での進行方向）に伸縮自在に張り出させる伸縮機構を具備している点で上記従来例および上記実施の形態における掘削装置１と異なり、その他の構成は掘削装置１と同様である。
【００１９】
この伸縮機構として、同図に示すように、誘導輪９，１０がそれぞれ水平状態で設けられたシリンダ１２，１３の伸縮端側に例えばフォーク状の部材１５を介して回転自在に取り付けられている。シリンダ１２，１３の固定端側は、カッターポスト４にボルト等により取り付けられている。したがって、これらのシリンダの伸縮端の伸縮により、誘導輪９，１０がカッターポスト４に対して水平方向外側に相対移動する。すなわち、図７（イ），（ロ）はシリンダの伸縮端が最も縮んだ状態を示しており、このとき誘導輪９，１０はカッターポスト４内にあって、上記従来装置５１におけるように、カッター５ｂは、なんら張り出し部を形成していない。これに対し、図８（イ），（ロ）はシリンダの伸縮端が最も伸びた状態を示しており、このときには誘導輪９，１０はカッターポスト４外にあって、カッター５ｂは、上記掘削装置１におけるような張り出し部を形成している。なお、シリンダ１２，１３はカッターポスト４内にあって、シリンダ間で相対移動しないように、例えば連結部材１４によって、互いに連結しておくことが好ましい。また、シリンダは必ずしも水平状態とする必要はなく、傾斜させて取り付けてもよい。
【００２０】
シリンダ１２，１３の伸縮端の伸縮に伴い、エンドレスチェーン３の長さを調整する必要がある。ここでは、地上でその調整を行うものとするが、代わりに、カッターポスト４の高さを調整してもよい。その場合には、さらにカッターポスト４の高さを自動的に調整することも考えられる。
【００２１】
なお、シリンダ１２，１３は、必ずしも伸縮のストロークを揃える必要はないが、ここでは、同一ストロークにより、誘導輪９，１０を平行移動させている。両シリンダのストロークを変えることにより、上記図３に示したようなカッター５ａ１〜５ａ４のような種々の張り出し形状を実現できる。
【００２２】
また、この参考例１の変形例を図９〜図１４に示した。すなわち、図９，図１０は誘導輪９を２連のシリンダ１３，１３によってカッターポスト４外へ直接押し出し，あるいは、カッターポスト４内へ引き込むものであり、上記図７，図８におけるものに比べて強力な押圧力が得られ、かつ、大きなストロークを確保できる。この場合、２段シリンダを使用すればさらに大きなストロークを得ることができる。図１１，図１２は２段滑車１３ａ，１３ａとスプリング１３ｂを介して誘導輪９を押し出し、あるいは、引き込むものであり、誘導輪９の張り出し量を大きくとることができる。図１３，図１４はシリンダ１３の取り付け方向を変え、３段滑車１３ａ，１３ａ，１３ａとスプリング１３ｂを介して誘導輪９を押し出し、あるいは、引き込むものであり、誘導輪９のさらに大きい張り出し量を得るものである。なお、図１１〜図１４の各正面図（イ）中においては、スプリング１３ｂが誘導輪９等に隠れてほとんど見えないため、その記載を省略しているが、スプリング１３ｂの取り付け位置は各矢視図（ロ）に示す通りである。
【００２３】
以下、本掘削装置２による施工例について説明する。まず、図１５（イ）に示すように、地中障害物、例えば埋設管Ａの間際まで、シリンダ１２，１３の伸縮端を縮めた状態で、カッター５ｂにより地中連続壁造成用溝Ｇを掘削する。ついで、図１５（ロ）に示すように、このカッター５ｂを一旦後退させて、地上に抜き出し、地上で上記したようなチェーンの長さ調整とシリンダの伸縮端の伸長を行うことにより、カッター５ｂに適当な張り出し部分を形成する。そして、図１５（ハ）に示すように、この張り出し部分を形成したカッター５ｂを再度地中に戻し、図１５（ニ）に示すように、このカッター５ｂを用いて埋設管Ａの直下を掘削する。このとき、必要に応じてカッター５ｂを上下させてもよい。なお、埋設管Ａの口径が大きくて、カッター５ｂの張り出しが不足する場合には、図１５（ホ）に示すように、埋設管Ａの反対側からも掘削して、両側からラップさせて掘削する。最後に、図１５（へ）に示すように、埋設管Ａの直上を掘削して、止水壁の造成を完了させる。
【００２４】
以上のように、本掘削装置２によれば、チェーン式カッター５ｂの上下両端部間の一部を、水平移動方向に伸縮自在に張り出させる伸縮機構を具備しているので、この伸縮機構により、張り出し部分の大きさを自由に変更して、地中障害物の直下をも掘削できる。その結果、地中障害物を撤去することなく、その直下の施工が可能となる。また、この場合は、重量物であるカッターまたは張り出し部分を取り替える必要がないので、作業効率のさらなる向上が図れる。
【００２５】
なお、上記参考例１では、カッターポスト４の高さ調整を自動的にできる場合をも想定しているが、そのような場合には、カッター５ｂを掘削作業の途中で地上に抜き出す必要がない。すなわち、その場合には、図１５（ロ）において、シリンダの伸縮力が弱ければ、一旦後退させて、その位置でシリンダの伸長を行うことにより、図１５（ハ）のような状態になって、掘削作業を続行することができる。これにより、チェーンの調整作業さえもなくなり、作業効率の大幅な向上を図ることができる。
【００２６】
(参考例２)
上記参考例１に係る掘削装置２では、カッターの張り出し部分とカッターポストとの上部境界部分については、上記実施の形態に係る掘削装置１におけるカッター５ａ１〜５ａ３と同様に、エンドレスチェーン３のリンクピン３ａとガイドレール１１を設けている。しかし、図１６に示すように、この参考例２に係る掘削装置２'のチェーン式カッター５ｃでは、カッターの張り出し部分とカッターポストとの上部境界部分にて、エンドレスチェーン３を上記掘削装置２のカッター５ｂよりもさらに屈曲させて、その外周面から見て谷折りとなる角度をさらに急角度とすると、誘導輪１６をここに設けることが可能となる。この場合、誘導輪１０は、シリンダ駆動等により誘導輪１６を中心として回動可能として、両輪が水平となるようにしている。つまり、掘削時に誘導輪１０により張り出された部分が、誘導輪１６の上面よりも上部にあって、掘削時に直接誘導輪１６が土層と接触するのを防止している。図１７（イ），（ロ）は、そのようなカッター５ｃによる施工例を示しているが、その手順は上記掘削装置２とほぼ同様であるので、その説明は省略する。このようなカッター５ｃによれば、カッターからスライド部分がなくなり、装置の耐久性の向上を図ることができる。その他の構成は上記掘削装置２と同様であるため、掘削装置１と同様の作用効果を得ることができるのはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、第１の発明によれば、水平移動方向に上下両端部間の一部を張り出させたチェーン式カッターに取り替えれば、このカッターの張り出し部分により地中障害物の直下を掘削することができる。その結果、地中障害物を撤去することなく、その直下を掘削し、地中連続壁を造成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】  図１におけるＩ−Ｉ線拡大図である。
【図３】  本実施の形態に係る装置のチェーン式カッターの張り出し形状例を示す説明図である。
【図４】  チェーン式カッターの詳細構造図である。
【図５】  本実施の形態に係る装置による一施工例を示す説明図である。
【図６】  本実施の形態に係る装置による他の施工例を示す説明図である。
【図７】  参考例１に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ収縮時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図８】  参考例１に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ伸長時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図９】  参考例１の変形例１に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ収縮時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図１０】  参考例１の変形例１に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ伸長時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図１１】  参考例１の変形例２に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ収縮時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図１２】  参考例１の変形例２に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ伸長時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図１３】  参考例１の変形例３に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ収縮時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図１４】  参考例１の変形例３に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置のシリンダ伸長時におけるチェーン式カッターの部分詳細構造図である。
【図１５】  参考例１に係る装置による施工例を示す説明図である。
【図１６】  参考例２に係る地中連続壁造成用溝の掘削装置の全体構成を示す正面図である。
【図１７】  参考例２に係る装置による施工例を示す説明図である。
【図１８】  従来の地中連続壁造成用溝の掘削装置の全体構成を示す正面図である。
【図１９】  図１８におけるＸ―Ｘ線拡大図である。
【図２０】  従来装置による施工例を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２，２'  掘削装置
２ａ  掘削刃
３  エンドレスチェーン
３ａ  リンクピン
４  カッターポスト
４ａ  張り出し部分
５ａ１〜５ａ４，５ｂ，５ｃ  チェーン式カッター
６  走行台車
７  駆動輪
８，９，１０，１６  誘導輪
１１  ガイドレール
１２，１３  シリンダ(伸縮機構)
【図１】
0004248656.tif 000002
【図２】
0004248656.tif 000003
【図３】
0004248656.tif 000004
【図４】
0004248656.tif 000005
【図５】
0004248656.tif 000006
【図６】
0004248656.tif 000007
【図７】
0004248656.tif 000008
【図８】
0004248656.tif 000009
【図９】
0004248656.tif 000010
【図１０】
0004248656.tif 000011
【図１１】
0004248656.tif 000012
【図１２】
0004248656.tif 000013
【図１３】
0004248656.tif 000014
【図１４】
0004248656.tif 000015
【図１５】
0004248656.tif 000016
【図１６】
0004248656.tif 000017
【図１７】
0004248656.tif 000018
【図１８】
0004248656.tif 000019
【図１９】
0004248656.tif 000020
【図２０】
0004248656.tif 000021