JP2003301683A

JP2003301683A - 掘削装置

Info

Publication number: JP2003301683A
Application number: JP2002105557A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Fujisawa; 一朗藤澤; Taku Ito; 卓伊藤; Ryuichi Iwai; 隆一岩井; Shigeru Oodoi; 茂大土井; Toru Oshikawa; 徹押川; Hidehiko Baba; 英彦馬場; Kazuhiko Matsushita; 和彦松下
Original assignee: Kajima Corp; East Japan Railway Co; Nippon Foundation Engineering Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; East Japan Railway Co; Nippon Foundation Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】掘削力の向上が図れ未使用時にコンパクトに
収納できる掘削装置を提供すること。【解決手段】固定架台３上に上下方向に移動可能な昇
降フレーム６を設置し、その昇降フレーム６を上下動さ
せる油圧シリンダ９を設け、昇降フレーム６をロッド管
１３等を通じて掘削カッタ１１に接続して構成されてい
る。昇降フレーム６を降下させることにより、装置の枠
体４を収縮させてコンパクト化できるため、空頭制限の
ある掘削現場に有効である。また、油圧シリンダ９の収
縮力を利用して掘削力の向上も図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基礎杭や立坑の施
工などに用いられる掘削装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、立坑などを掘削する掘削装置とし
て、特開平１０−１８３４２号公報に記載されるよう
に、台車上に設置されるベースフレーム、そのベースフ
レームに対し上下動する昇降フレーム、その昇降フレー
ムに対し水平方向へ移動するスライドフレームから構成
される櫓本体を備え、昇降フレームに動力供給用リール
を水平に配置した掘削装置が知られている。この掘削装
置は、櫓本体からワイヤロープなどにより掘削機を吊り
下げて掘削孔内に配置し降下させて掘削を行うものであ
り、櫓本体に動力供給用リールを水平に配置するなどし
て、櫓の高さを低くして装置の低空頭化を図ろうとする
ものである。

【０００３】また、掘削装置として、リバースサーキュ
レーション工法に用いられる装置であって、固定架台上
又は台車上に枠体を立設し、その枠体に対し回転駆動部
を上下動可能に設け、回転駆動部の下部にロッド管を連
結可能とし、最下のロッド管に掘削カッタを取り付けて
構成され、回転駆動部によりロッド管を介して掘削カッ
タを回転させて掘削を行うものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た前者の掘削装置にあっては、地中に硬質層などがある
場合、掘削力を増加させることが困難であり、掘削作業
が難航する。このため、この種の掘削装置においては、
地盤の状態に応じて適宜掘削力を増加させるような掘削
機能を備えることが望ましい。

【０００５】また、後者の掘削装置にあっては、掘削作
業の効率を上げるために長いロッド管を用いると、回転
駆動部をより上方へ移動させる必要があることから、枠
体を高く構成しなければならない。このため、高さ制限
のある現場で施工に不利であり、掘削作業中断時に高さ
制限のある現場においても、その使用が困難である。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点を解
消するためになされたものであって、掘削力の向上が図
れ未使用時にコンパクトに収納できる掘削装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る掘削装置は、固定架台上に設置
され上下方向へ伸縮可能に構成される枠体と、枠体を上
下方向へ伸縮させる伸縮駆動手段と、枠体の一部であっ
て伸縮により上下動する部材にロッド管を介して接続さ
れ回転により地盤を掘削する掘削部とを備えて構成され
ている。

【０００８】また本発明に係る掘削装置は、前述の枠体
が、固定架台に立設されるガイド部材とそのガイド部材
に上下動可能に支持される昇降フレームとを備えて構成
され、前述の伸縮駆動手段が昇降フレームをガイド部材
に沿って上下動させ、前述の掘削部が昇降フレームに接
続され昇降フレームの上下動に伴って上下動することを
特徴とする。

【０００９】これらの発明によれば、枠体を上下に伸縮
可能としその枠体の伸縮により上下動する部材にロッド
管を介して掘削部を接続することにより、掘削の際に枠
体の重量の一部を荷重としてロッド管を介して掘削部へ
伝達させることができる。このため、枠体の荷重を掘削
部の掘削力として用いることができ、掘削力の向上が図
れる。

【００１０】また、伸縮駆動手段により枠体を強制的に
下方へ収縮させることにより、その伸縮駆動手段の収縮
力を掘削部の掘削力として付加することができる。この
ため、大きな掘削力が得られる。

【００１１】また、掘削作業中断時や掘削作業終了時な
どの未使用時に枠体を下方へ収縮させた状態とすること
により、装置全体の高さを低くすることができる。この
ため、掘削作業中断時などにおいて空頭制限、即ち高さ
制限のある掘削現場でも支障なく用いることができる。
また、装置全体の高さを低くしてコンパクト化できるた
め、運搬も容易となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
における実施の形態について説明する。尚、各図におい
て同一要素には同一符号を付して説明を省略する。ま
た、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致してい
ない。

【００１３】図１に本実施形態に係る掘削装置の説明図
を示す。本図に示すように、本実施形態に係る掘削装置
１は、基礎杭の施工に用いられる縦孔２を掘削する場合
に適用したものである。掘削装置１は、固定架台３の上
に設置される枠体４を備えている。固定架台３は、掘削
位置に対し移動しないように設置される架台であり、例
えば、矩形状に形成された枠部材が用いられる。固定架
台３の両脇には設置安定化を図るためのアウトリガー３
ａが取り付けられている。

【００１４】枠体４は、スライドフレーム５、昇降フレ
ーム６、ガイド部材８を備えて構成されている。スライ
ドフレーム５は、固定架台３に対して水平方向へ移動自
在に取り付けられる枠部材である。例えば、図２に示す
ように、スライドフレーム５は、矩形状に形成され、固
定架台３の内壁面に摺動可能に支持され、水平方向へ往
復移動可能とされる。固定架台３には、油圧シリンダ７
が取り付けられている。油圧シリンダ７は、スライドフ
レーム５を移動させるスライド駆動手段であり、スライ
ドフレーム５のスライド方向に向けて配設されている。

【００１５】油圧シリンダ７は、シリンダチューブを有
する本体部７ａと、その本体部７ａから伸び出すピスト
ン部７ｂを有して構成されている。油圧シリンダ７の本
体部７ａは固定架台３に取り付けられ、ピストン部７ｂ
はスライドフレーム５に取り付けられている。このた
め、本体部７ａに対しピストン部７ｂが繰り出し又は繰
り込まれて油圧シリンダ７が伸縮することにより、固定
架台３に対しスライドフレーム５が水平方向へ移動す
る。

【００１６】図１に示すように、スライドフレーム５に
は、棒状を呈するガイド部材８が立設されている。ガイ
ド部材８は、昇降フレーム６を上下方向へ案内する部材
であり、例えば複数本設けられる。

【００１７】昇降フレーム６は、上下方向に移動する枠
体であり、ガイド部材８に上下動可能に支持されてい
る。例えば、昇降フレーム６は、複数の縦管６ａの上部
に横棒材６ｂを架設して構成される。縦管６ａは、ガイ
ド部材８に外装され、ガイド部材８の設置方向、すなわ
ち上下方向に沿って摺動可能に支持されている。昇降フ
レーム６がガイド部材８に沿って上下方向へ移動するこ
とにより、枠体４が上下方向に伸縮することとなる。

【００１８】掘削装置１には、枠体４を上下方向へ伸縮
させる昇降シリンダ９を備えている。昇降シリンダ９
は、昇降シリンダ９は、昇降フレーム６を上下動させて
枠体４を上下方向へ伸縮させる伸縮駆動手段として機能
するものであり、例えば、油圧シリンダが用いられる。

【００１９】昇降シリンダ９は、シリンダチューブを有
する本体部９ａと、その本体部９ａから伸び出すピスト
ン部９ｂを備えて構成され、上下方向に配されている。
昇降シリンダ９の本体部９ａは昇降フレーム６の横棒材
６ｂに取り付けられ、ピストン部９ｂは固定架台３に取
り付けられている。本体部９ａに対しピストン部９ｂが
繰り出し又は繰り込まれて昇降シリンダ９が伸縮するこ
とにより、昇降フレーム６が上下方向へ移動する。

【００２０】昇降フレーム６には、回転テーブル１０が
取り付けられている。回転テーブル１０は、地盤内を掘
削する掘削カッタ１１を回転させる回転手段であり、昇
降フレーム６に対し上下移動しないように固定されてい
る。回転テーブル１０は、後述するスイベル１４及びロ
ッド管１３を介して掘削カッタ１１を回転させる。ま
た、昇降フレーム６には、回転モータ１２が取り付けら
れている。回転モータ１２は、回転テーブル１０に回転
力を与える回転駆動手段として機能するものである。

【００２１】回転テーブル１０の中心位置には、スイベ
ル１４が設けられている。スイベル１４は、回転テーブ
ル１０に掛止され、回転テーブル１０の回転に伴って回
転する管体を有し、その管体内を通じて泥水等を排出す
る。スイベル１４の管体下部にはロッド管１３が連結さ
れ、管体上部にはサクションポンプ１５に接続される排
出ホース１６が接続されている。

【００２２】ロッド管１３は、中空な管体であって、回
転テーブル１０の回転力を掘削カッタ１１に伝達させる
回転力伝達手段として機能するとともに、中空な内部空
間を通じて掘削土を排出する排出経路として機能する。
また、ロッド管１３は、昇降フレーム６の重量や昇降シ
リンダ９の収縮力を荷重として掘削カッタ１１へ伝達さ
せる荷重伝達手段としても機能する。このため、ロッド
管１３としては、これらの荷重により変形しないような
剛性を有するものが用いられる。

【００２３】ロッド管１３の下方には、掘削カッタ１１
が連結されている。掘削カッタ１１は、地盤を掘削する
掘削部であり、例えば、中空なロッド部１１ａと、その
ロッド部１１ａの下部から水平に伸びるカッタ１１ｂを
備えて構成される。ロッド部１１ａは、最下のロッド管
１３に連結され、その下部に吸水口１１ｃが開口されて
いる。

【００２４】昇降フレーム６には、ウインチ２１、吊り
下げシーブ２２が取り付けられている。ウインチ２１及
び吊り上げシーブ２２は、ロッド管１３の連結時などに
ロッド管１３を吊り下げる吊り下げ手段として機能する
ものであり、ウインチ２１に巻き付けられたワイヤロー
プ２３は、吊り下げシーブ２２及びフック２４に巻回さ
れ、ウインチ２１の巻き込み及び巻き出しに伴ってフッ
ク２４を上下させる。

【００２５】次に、本実施形態に係る掘削装置の使用方
法及び動作について説明する。

【００２６】図３〜図８は、駅のホーム下などの高さ制
限がある掘削現場にて掘削装置１を使用する場合の掘削
装置１の使用方法及び動作についての説明図である。

【００２７】図３に示すように、掘削する位置に口元管
３１が設置され、その上方に掘削装置１が設置される。
口元管３１は、地表近くにおける縦孔２の側壁崩落を防
止するための管体であり、掘削すべき縦孔２とほぼ同径
のものが用いられる。この口元管３１は、深礎工法など
により設置される。

【００２８】掘削現場は、その上方に所定の高さで覆工
板３２が設置されている。掘削位置のみ覆工板３２が取
り外されて、その上方が開放されている。

【００２９】そして、掘削装置１の回転モータ１２を駆
動させ回転テーブル１０を回転させる。これにより、ロ
ッド管１３を介して掘削カッタ１１が回転し、掘削が行
われる。この時、縦孔２内に注水を行うとともに、サク
ションポンプ１５を作動させてロッド管１３、スイベル
１４、排出ホース１６を通じて掘削土を泥水として縦孔
２から排出させる。

【００３０】なお、サクションポンプ１５は、固定架台
３上に設置されておらず、別体として固定架台３等から
離れた位置に設置されて使用される。また、図３中の符
号１７は、油圧シリンダ７や昇降シリンダ９などの油圧
を制御する油圧ユニットである。

【００３１】図４に示すように、掘削カッタ１１の回転
により縦孔２が下方へ掘削される。このとき、掘削カッ
タ１１には、連結されるロッド管１３、スイベル１４、
回転テーブル１０の重量が荷重として加わる。更に、ロ
ッド管１３、スイベル１４、回転テーブル１０を介して
掘削カッタ１１が昇降フレーム６に接続されているた
め、昇降フレーム６の重量も荷重として、掘削カッタ１
１に伝達されることとなる。このため、枠体４の一部を
構成する昇降フレーム６の重量を掘削カッタ１１の掘削
力として用いることができ、掘削力が向上する。

【００３２】また、昇降フレーム６にウインチ２１、吊
り下げシーブ２２を取り付けることにより、これらの重
量も掘削カッタ１１の掘削力として利用することがで
き、掘削力がより向上する。

【００３３】更に、掘削地盤内に硬質層がある場合、昇
降シリンダ９を収縮させることにより、掘削カッタ１１
の掘進力を増加させて掘削を行うことができる。例え
ば、掘削カッタ１１を回転させて掘削しているときに、
昇降シリンダ９を強制的に収縮させて昇降フレーム６を
下降させ、回転テーブル１０、スイベル１４、ロッド管
１３を通じて昇降シリンダ９の収縮力を掘削カッタ１１
に伝達させて、掘削カッタ１１を下方へ押し付ける。

【００３４】これにより、ロッド管１３、昇降フレーム
６などの重量による荷重に加え、昇降シリンダ９の収縮
力が掘削カッタ１１へ付加され、掘削カッタの掘削力が
増大化する。従って、大きな掘削力が得られ、硬質層を
掘進することができる。

【００３５】図５に示すように、所定深度を掘削した
ら、地表近くのロッド管１３を固定架台３などに掛止し
て仮受けを行う。そして、仮受けしたロッド管１３とス
イベル１４とを切り離し、昇降シリンダ９を伸長させて
昇降フレーム６を上方へ移動させる。そして、フック２
４を掘削装置１の横に載置したロッド管１３に引っかけ
た後、ウインチ２１を作動させてロッド管１３を吊り上
げる。

【００３６】そして、図６に示すように、連結すべきロ
ッド管１３を吊り上げた状態で、固定架台３に対しスラ
イドフレーム５を水平移動させ、昇降フレーム６と共に
吊り下げたロッド管１３を仮受けしたロッド管１３の上
方に位置させる。

【００３７】そして、図７に示すように、吊り上げたロ
ッド管１３を仮受けしたロッド管１３に連結した後、ス
ライドフレーム５を水平移動させて昇降フレーム６を元
の位置に戻し、吊り上げたロッド管１３をスイベル１４
と連結する。

【００３８】この状態で、掘削を再開し、回転モータ１
２を駆動させ、回転テーブル１０及びロッド管１３を回
転させて掘削カッタ１１を回転させる。また、縦孔２内
に注水を行うとともに、サクションポンプ１５を作動さ
せてロッド管１３、スイベル１４、排出ホース１６を通
じて掘削土を泥水として縦孔２から排出させる。

【００３９】そして、図８に示すように、掘削作業を中
断するときには、昇降フレーム６を下降させて枠体４を
収縮させた状態とし、回転モータ１２、サクションポン
プ１５などの作動を停止させる。このように、枠体４を
収縮させた状態とすることにより、装置１全体の高さを
低くすることができる。

【００４０】そして、掘削装置１の上方に覆工板３２を
設置し、通行人の歩行などが可能となる。

【００４１】以上のように、本実施形態に係る掘削装置
１によれば、枠体４を上下に伸縮可能としその枠体４の
伸縮により上下動する昇降フレーム６にロッド管１３等
を介して掘削カッタ１１を接続することにより、掘削の
際に昇降フレーム６の重量を荷重としてロッド管１３等
を介して掘削カッタ１１へ伝達させることができる。こ
のため、昇降フレーム６の荷重を掘削部の掘削力として
用いることができ、掘削力の向上が図れる。

【００４２】また、伸縮駆動手段である昇降シリンダ９
により枠体４を強制的に下方へ収縮させることにより、
その昇降シリンダ９の収縮力を掘削カッタ１１の掘削力
として付加することができる。このため、大きな掘削力
が得られる。

【００４３】また、掘削作業中断時や掘削作業終了時な
ど掘削装置１の未使用時に枠体４を下方へ収縮させた状
態とすることにより、装置全体の高さを低くすることが
できる。このため、掘削作業中断時などにおいて空頭制
限、即ち高さ制限のある掘削現場でも支障なく用いるこ
とができる。

【００４４】更に、装置全体の高さを低くしてコンパク
ト化できるため、運搬も容易となる。

【００４５】なお、本実施形態では、駅のホーム下など
に基礎杭の施工に用いられる縦孔２の掘削を行う場合に
ついて説明したが、本発明に係る掘削装置はこのような
ものに限られるものではなく、立坑の施工などその他の
施工などに用いるものであってもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、枠
体を上下に伸縮可能としその枠体の伸縮により上下動す
る部材にロッド管を介して掘削部を接続することによ
り、掘削の際に枠体の重量を荷重として回転手段及びロ
ッド管を介して掘削部へ伝達させることができる。この
ため、枠体の荷重を掘削部の掘削力として用いることが
でき、掘削力の向上が図れる。

【００４７】また、伸縮駆動手段により枠体を強制的に
下方へ収縮させることにより、その伸縮駆動手段の収縮
力を掘削部の掘削力として付加することができる。この
ため、大きな掘削力が得られる。

【００４８】また、未使用時に枠体を下方へ収縮させた
状態とすることにより、装置全体の高さを低くすること
ができる。このため、掘削作業中断時などにおいて空頭
制限、即ち高さ制限のある掘削現場でも支障なく用いる
ことができる。

【００４９】更に、装置全体の高さを低くしてコンパク
ト化できるため、運搬も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る掘削装置の説明図であ
る。

【図２】図１の掘削装置におけるスライドフレーム等の
説明図である。

【図３】図１の掘削装置の動作及び使用方法の説明図で
ある。

【図４】図１の掘削装置の動作及び使用方法の説明図で
ある。

【図５】図１の掘削装置の動作及び使用方法の説明図で
ある。

【図６】図１の掘削装置の動作及び使用方法の説明図で
ある。

【図７】図１の掘削装置の動作及び使用方法の説明図で
ある。

【図８】図１の掘削装置の動作及び使用方法の説明図で
ある。

【符号の説明】

１…掘削装置、２…縦孔、３…固定架台、４…枠体、５…スライドフレーム、６…昇降フレーム、８…ガイド部材、９…昇降シリンダ（伸縮駆動手段）、１０…回転テーブル、１１…掘削カッタ（掘削部）、１３…ロッド管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤澤一朗東京都渋谷区代々木２丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者伊藤卓東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者岩井隆一東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者大土井茂東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者押川徹東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者馬場英彦東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者松下和彦東京都港区赤坂４丁目９番17号日本基礎工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定架台上に設置され上下方向へ伸縮可
能に構成される枠体と、前記枠体を上下方向へ伸縮させる伸縮駆動手段と、前記枠体の一部であって伸縮により上下動する部材にロ
ッド管を介して接続され、回転により地盤を掘削する掘
削部と、を備えた掘削装置。
【請求項２】前記枠体は、前記固定架台に立設される
ガイド部材と、そのガイド部材に上下動可能に支持され
る昇降フレームと、を備えて構成され、前記伸縮駆動手段は、前記昇降フレームを前記ガイド部
材に沿って上下動させ、前記掘削部は、前記昇降フレームに接続され前記昇降フ
レームの上下動に伴って上下動すること、を特徴とする
請求項１に記載の掘削装置。