JP3596229B2 - Underground continuous trench excavation method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、止水用、基礎用等の連続した垂直壁を地中に造成する際に適用される地中連続溝堀削装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、地中連続壁を造成するための装置としては、特開平7 −173835号公報に記載の地中連続壁用掘削装置が知られている。この種の装置は、図8に示すように走行台車(例えばクローラ式クレーンのベースマシン)1にメインフレーム2を垂直に固定し、このメインフレーム2の上側水平部材3及び下側水平部材4をそれぞれガイドとして垂直フレーム5が横方向に摺動できるように構成されている。また、その垂直フレーム5にはカッター支持ポスト6が昇降自在に取り付けられ、さらにそのカッター支持ポスト6に対してエンドレスチェーン式のカッター7が垂直に取り付けられている。詳しくは、箱状フレームからなるカッターポスト8の上端部に設けられた駆動輪としてのスプロケット9と、下端部に設けられた遊動輪としてのプーリ10との間にチェーン11が掛け渡され、そのチェーン11の外周側に設けられた多数の掘削刃が高速回転することにより、溝Gにおける堀削側G´においてカッターポスト8に沿った上向きの流れが形成され、それにより土砂が地上12に排出されるようになっている。
【0003】
また、上側水平部材3には横行シリンダ13が取り付けられており、そのヘッド側後端部は上側水平部材3に固定され、ロッド側先端部は垂直フレーム5の上部に連結されている。下側水平部材4についても同様に、横行シリンダ14が取り付けられている。従って、上下一対の横行シリンダ13,14を伸縮させることにより垂直フレーム5を横方向に移動させることができる。なお、同図において各横行シリンダ13,14のストロークを最長にしたときは、垂直フレーム5はメインフレーム2の右端まで移動する。
【0004】
このような構成では、垂直フレーム5の移動距離は横行シリンダ13,14のストローク量によって制限されるため、例えば垂直フレーム5をメインフレーム2の一方端に移動させる、いわゆる盛替作業を行う場合には、横行シリンダ13,14をメインフレーム2から一旦取り外し、垂直フレーム5をメインフレーム2の一方端まで移動させることができる位置に固定し直す作業が行われる。
【0005】
このような盛替え作業は、例えば境界線、既存の建築物等の制約により、図9に示すようにメインフレーム2を掘削溝終端G″よりも右側に移動させることができない場合に必要となる。
【0006】
また、横行シリンダ13,14とメインフレーム2との固定には、通常、スプリングによって押し出される手動操作式のピンが使用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の盛替作業では、横行シリンダを取り外して移動させ、ピンに位置合わせして手作業で固定するという煩雑な作業が強いられる。また、下側の横行シリンダ14が固定される部位の作業スペースは極めて狭いため、盛替作業に時間が費やされるという問題もある。しかも盛替作業期間は、地中連続溝掘削装置を停止させているため、カッターを駆動しない状態で長時間地中に放置すると、土圧の増加等によって始動時の負荷が高くなり、様々なトラブルが発生する恐れもある。
【0008】
本発明は、上記した従来の地中連続溝掘削装置における課題を考慮してなされたものであり、盛替作業を簡便且つ短時間で行えることによって水平部材の全長に亘って垂直フレームを往復移動させることができ、それによって掘削溝終端の施工を簡便に行なえるようにした地中連続溝掘削装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の地中連続溝掘削装置は、走行台車の片側側面にメインフレームが取り付けられ、該メインフレームに沿って横方向に移動できるように垂直フレームが設けられ、この垂直フレームから垂設されたカッターポストに沿って取り付けられたエンドレスチェーン式カッターを駆動させ、横行シリンダを介して垂直フレームを横方向に移動させることにより、縦溝を連続して掘削するように構成された地中連続溝掘削装置において、横行シリンダの横方向の移動をガイドするガイド手段と、メインフレームに配列され、横行シリンダにおけるロッド側先端部及びヘッド側後端部のいずれか一方に対し、解除可能にロックし得る複数のメインフレーム側ロック手段と、垂直フレームに設けられ、横行シリンダに対し、解除可能にロックし得る垂直フレーム側ロック手段と、を備えてなることを要旨とする。
【0010】
上記ロック手段の一例としては、油圧シリンダを介して進退動作するピンが示される。
【0011】
上記地中連続溝掘削装置においては、横方向に移し替えられる横行シリンダの位置を検出する検出手段と、移し替えられた横行シリンダのロック位置毎に横行シリンダのストローク長さを制御する制御手段と、を備えることができる。
【0012】
上記した地中連続溝掘削方法に従えば、メインフレームに対する横行シリンダの取付位置が横方向に順次移し替えられるため、垂直フレームをメインフレームの一方端から他方端まで横移動させて掘削を行うことができる。
【0013】
また、上記した地中連続溝掘削装置に従えば、横行シリンダはガイド手段にガイドされることによって横方向に移動可能であり、各ロック位置毎に横行シリンダを伸縮させてその横行シリンダをロック位置間で移し替えれば、横行シリンダに随伴される垂直フレームをメインフレームの一方端から他方端まで移動させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図1〜図7を参照して説明する。
【0015】
図1において、本発明が適用される地中連続溝掘削装置は、クローラ式クレーンのベースマシン20にメインフレーム21を垂直に固定し、このメインフレーム21における上側水平部材22及び下側水平部材23をそれぞれガイドとして垂直フレームとしてのリーダ24がメインフレーム21に沿って横方向に摺動移動できるように構成されている。
【0016】
上記リーダ24にはカッター支持ポスト25が昇降自在に取り付けられ、さらにそのカッター支持ポスト25に対してエンドレスチェーン式のカッター26が垂直に取り付けられている。なお、図中、符号27は箱状フレームを複数段接続して柱状に構成したカッターポストであり、その上端部に設けられた駆動輪としてのスプロケット28と、下端部に設けられた遊動輪としてのプーリ29との間に上記カッター26が掛け渡されている。
【0017】
図2は、上記メインフレーム21を拡大して示したものであり、同図(a)はその平面図であり、同図(b)はベースマシン20側から見た状態、すなわち背面図を示している。同図( b) においてメインフレーム21は、上下に平行して配置された上側水平部材22及び下側水平部材23と、こららの水平部材22,23に対して左右に平行して接続された垂直部材30,31と、各部材に架設される複数の梁部材32とから構成されている。
【0018】
また、同図(a)に示すように、上側水平フレーム22には横行シリンダ33が設けられ、そのヘッド側後端部33aは、上側水平部材22に複数配置されているメインフレーム側ロック手段としてのロックピン(後述する)によって上側水平部材22と接続または接続解除できるようになっている。横行シリンダ33のロッド33bの先端であるロッド側先端部33cも同様に、ロックピンによって上側水平部材22と接続または接続解除できるようになっている。
【0019】
また、下側水平部材23についても横行シリンダ33と同じ構成の横行シリンダ36(図示しない)が設けられ、同じくロックピンによって下側水平部材23と接続または接続解除できるようになっている。従って、これら一対の横行シリンダ33,36によってリーダ24を横方向に移動させるようになっている。な お、図中、符号34,35はベースマシン20にメインフレーム21を取り付けるためのブラケットである。
【0020】
図3は、上記したロックピン及びそのロックピンを動作させるための構成を示す平面図である。なお、説明に際しては上側水平部材22に設けられたロックピンを代表して説明する。同図において、一対のロックピン40,41は非動作時には上側水平部材22を貫通した状態で固定されているスリーブ40a,41a内に収納されており、各ロックピン40,41の後端から延設されたシャフト40b,41bは連結部材42を介して油圧シリンダ43のロッド44先端に固定されている。また、ロックピン40,41は圧縮コイルばね40c,41cによって矢印B方向に付勢されている。従って、同図に示すように油圧シリンダ43のロッド44が伸張された状態からロッド44を引き込むと、一対のロックピン40,41が上側水平フレーム22のリーダ側の面から突出し(図中一点鎖線で示す位置)、それにより横行シリンダ33のヘッド側後端部33aに設けられている係合孔33d(図4(b)参照)に挿入される。
【0021】
上記構成からなるロックピン40,41は、横行シリンダ33のストローク長さに対応する位置、すなわち、図2に示す符号R1 ,R2 ,R3 ,R4 の各位置にそれぞれ配置されている。なお、横行シリンダ33,36とリーダ24との接続についても、上記ロックピン40,41と基本的に同じ構成からなる垂直フレーム側ロック手段としての一対のロックピンを用いて行われる。
【0022】
図4(a)は横行シリンダ33と上側水平部材22との配置、及び横行シリンダ36と下側水平部材23との配置を示したものであり、図4(b)は同図(a)のC部拡大図である。
【0023】
図4(b)において、油圧シリンダ36は吊下げプレート36a及び36bを介して平行に配置されたガイド手段としてのレール45a及びレール45bに取り付けられており、各レール45a,45bをガイドとして左右方向に摺動移動できるようになっている。横行シリンダ36のロッド側先端部は、ロックピン40,41と対応する位置に2個の係合孔33dを配置した金具46で構成されており、この金具46に対して横行シリンダ36のロッド36cがピン47を介して連結されている。なお、横行シリンダ33についても横行シリンダ36と基本的に同じ構成によって水平部材22に取り付けられている。なお、図4(a)に示す符号48a及び48bは、リーダ24をガイドするためのレールである。
【0024】
次に、上記構成を有する横行シリンダ33,36の盛替動作を図5及び図6を参照しながら説明する。なお、説明を簡単にするため、図に示された水平部材22の左側を左端と呼び、右側を右端と呼ぶ。また、横行シリンダ36は横行シリンダ33と連動するものであるため、横行シリンダ33を代表して説明することがある。
【0025】
いま、上側水平部材22の左端にあるリーダ24を右端まで移動させる場合について説明する。
【0026】
図5のステップS1において、リーダ24と上下各横行シリンダ33,36のロッド側先端部33c(上側横行シリンダのみ図示)とのロックをそれぞれONとし、R3 位置での上下各横行シリンダ33,36のヘッド側後端部33a(上側横行シリンダのみ図示)と水平部材22,23(上側水平部材のみ図示)とのロックをそれぞれONとし、
ステップS2において、横行シリンダ33のロッド33bを後退させることによりリーダ24を右方向(矢印D方向)に引っ張り、R2 位置で停止させる。
【0027】
ステップS3において、ロックピン40,41を押し出すことによりロッド側先端部33cと水平部材22,23とをロックし、ロッド33bを交互に繰り出してヘッド側後端部33aをR4 位置まで進める。
【0028】
ステップS4は、横行シリンダ33のヘッド側後端部33aと水平部材22とのロックが完了した状態を示している。
【0029】
ステップS5において、横行シリンダ33のロッド33bを後退させることにより、リーダ24をさらに右方向に引っ張り、水平部材22の中央で停止させる。
【0030】
図6は、横行シリンダ33をさらに右端に移動させるための準備として横行シリンダ33を今度は左方向に移し替える手順を示している。
【0031】
ステップS6において、リーダ24と横行シリンダ33とのロックを解除し、ロッド33bを伸張させる。
【0032】
ステップS7において、R2 位置にてロッド側先端部33cを水平部材22にロックさせ、ロッド33bを後退させてヘッド側後端部33aをR3 位置に停止させる。
【0033】
ステップS8において、R3 位置にてヘッド側後端部33aと水平部材22とをロックさせ、ロッド33bを伸張させることによりロッド側先端部33cをR1 位置に停止させる。
【0034】
ステップS9において、R1 位置にてロッド側先端部33cと水平部材22とをロックさせ、ロッド33bを後退させることによりヘッド側後端部33aとリーダ24とを対応させる。
【0035】
図7は、引き続きリーダ24を水平部材22の右端まで移動させる手順を示したものである。
【0036】
ステップS10において、リーダ24と横行シリンダ33のヘッド側後端部33aをロックした状態で、ロッド33bを伸張させることによりリーダ24をR3 位置まで移動させる。
【0037】
ステップS11において、R3 位置にてヘッド側後端部33aと水平部材22とをロックさせた状態で、ロッド33bを後退させることによりロッド側先端部33cをR2 位置まで進める。
【0038】
ステップS12において、R2 位置にて横行シリンダ33のロッド側先端部33cと水平部材22をロックし、R3 位置におけるヘッド側後端部33aと水平部材22とのロックを解除する。
【0039】
ステップS13において、横行シリンダ33のロッド33bを伸張させることにより、リーダ24を水平部材22の右端まで移動させる。
【0040】
このような手順により、リーダ24を水平部材22の左端から右端まで移動させることができ、また、上記手順と逆の手順で動作させると、水平部材22の右端から左端までリーダ24を移動させることができる。
【0041】
また、横行シリンダ33,36が各ロックピン間を移り渡る手順を予め決定しておき、水平部材におけるR1 ,R2 ,R3 ,R4 の各位置に検出手段としてのセンサを配置して、横方向に移し替えられるシリンダ33,36の位置を検出できるように構成し、各ロックピンのロック状態のON、OFFに基づいて横行シリンダ33,36のストローク長さを制御すれば、横行シリンダ33,36の移し替え作業を自動化することができる。なお、制御の形態はシーケンス制御で行うこともでき、マイクロコンピュータを用いてソフトウエア的に行うこともできる。なお、本発明のガイド手段は、上記実施形態では平行に配置されたレールで構成したが、これに限らず、水平部材またはリーダに対してロックされていない状態であっても横行シリンダを横方向にスライド移動させることができるものであれば、任意のガイド機構を使用することができる。
【0042】
また、本発明の水平部材側ロック手段及び垂直フレーム側ロック手段は、上記実施形態では油圧シリンダによって前進または後退するロックピンで構成したが、これに限らず、例えばピニオンギアによって往復移動するラックにロックピンを備えたもの等のように機械式ロック機構で構成することもできる。
【0043】
【発明の効果】
上記したことから明かなように本発明によれば、盛替作業を簡便且つ短時間で行えることによって水平部材の全長に亘って垂直フレームを往復移動させることができ、それによって掘削溝終端の施工を簡便に行なうことができる。
【0044】
また、走行台車を停止した状態で水平部材の全長に亘って垂直フレームを移動させることができるため、走行台車を移動させつつ掘削を行う従来方法に比べると直線性に優れた掘削溝を施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の地中連続溝掘削装置の一実施形態を示す正面図である。
【図2】図1に係る装置のメインフレームの構成を示す説明図である。
【図3】同装置のロックピンの構成を示す平面断面図である。
【図4】同装置における油圧シリンダの配置を示す説明図である。
【図5】本発明の油圧シリンダ移し替え動作を説明する第一の工程図である。
【図6】図5の動作に係る第二の工程図である。
【図7】図5の動作に係る第三の工程図である。
【図8】従来の地中連続溝掘削装置の構成を示す正面図である。
【図9】掘削溝終端の施工状態を説明する斜視図である。
【符号の説明】
20 ベースマシン
21 メインフレーム
22 上側水平部材
23 下側水平部材
24 リーダ
25 カッター支持ポスト
26 カッター
27 カッターポスト
33,36 横行シリンダ
40,41 ロックピン
43 油圧シリンダ
45a,35b レール(ガイド手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an underground continuous trench excavation apparatus applied when a continuous vertical wall for water stoppage, foundation, or the like is formed in the ground.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an apparatus for forming an underground continuous wall, an underground continuous wall excavation apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-173835 is known. In this type of apparatus, as shown in FIG. 8, a
[0003]
A traversing
[0004]
In such a configuration, the moving distance of the
[0005]
Such a rearrangement work is necessary when the
[0006]
For fixing the traversing
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional refilling operation, a complicated operation of removing and moving the traversing cylinder, positioning the pin on the pin, and fixing the pin manually is forced. Further, since the working space at the portion where the lower traversing
[0008]
The present invention has been made in consideration of the problems of the above-described conventional underground continuous trench excavation apparatus, and allows the refilling operation to be performed easily and in a short time to reciprocate the vertical frame over the entire length of the horizontal member. Accordingly, the present invention provides an underground continuous trench excavation device that can easily perform the excavation trench termination.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the continuous underground trench excavation device of the present invention, a main frame is attached to one side surface of the traveling bogie, and a vertical frame is provided so as to be able to move laterally along the main frame, and the vertical frame is suspended from the vertical frame. Underground continuous trench excavation configured to continuously excavate flutes by driving an endless chain type cutter mounted along the cutter post and moving the vertical frame laterally via a traversing cylinder In the device, a guide means for guiding the lateral movement of the traversing cylinder, and a plurality of guide means arranged on the main frame and capable of being releasably locked to one of the rod-side tip end portion and the head-side rear end portion of the traversing cylinder. And a vertical frame provided on the vertical frame and capable of releasably locking the traversing cylinder. The frame side locking means to become equipped with the gist.
[0010]
An example of the locking means is a pin that moves forward and backward via a hydraulic cylinder.
[0011]
In the above-described underground continuous ditch excavator, a detecting means for detecting a position of a traversing cylinder which is transferred in a lateral direction, and a control means for controlling a stroke length of the traversing cylinder for each lock position of the traversing cylinder which is transferred. , Can be provided.
[0012]
According to the above-described underground continuous trench excavation method, since the mounting position of the traversing cylinder with respect to the main frame is sequentially shifted in the horizontal direction, excavation is performed by moving the vertical frame from one end of the main frame to the other end. Can be.
[0013]
Further, according to the above-described underground continuous trench excavator, the traversing cylinder can be moved in the lateral direction by being guided by the guide means, and the traversing cylinder is expanded and contracted at each lock position, and the traverse cylinder is moved to the lock position. In this case, the vertical frame associated with the traversing cylinder can be moved from one end to the other end of the main frame.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
In FIG. 1, an underground continuous trench excavation apparatus to which the present invention is applied includes a
[0016]
A
[0017]
FIG. 2 is an enlarged view of the
[0018]
Also, as shown in FIG. 3A, a traversing
[0019]
The lower
[0020]
FIG. 3 is a plan view showing the lock pin and a configuration for operating the lock pin. In the description, the lock pin provided on the upper
[0021]
The lock pins 40 and 41 having the above configuration are arranged at positions corresponding to the stroke length of the traversing
[0022]
4A shows the arrangement of the traversing
[0023]
In FIG. 4 (b), the
[0024]
Next, the refilling operation of the traversing
[0025]
Now, a case where the
[0026]
In step S1 of FIG. 5, the locking of the
In step S2, pull the
[0027]
In step S3, it locks the rod-
[0028]
Step S4 shows a state in which the locking of the head-side
[0029]
In step S5, the
[0030]
FIG. 6 shows a procedure of moving the traversing
[0031]
In step S6, the lock between the
[0032]
In step S7, to lock at R 2 position of the rod-
[0033]
In step S8, to lock the
[0034]
In step S9, to lock a rod-
[0035]
FIG. 7 shows a procedure for continuously moving the
[0036]
In step S10, while locking the head-side
[0037]
In step S11, in a state of being locked and the head-side
[0038]
In step S12, to lock the rod
[0039]
In step S13, the
[0040]
According to such a procedure, the
[0041]
Also, a procedure for the traversing
[0042]
Further, the horizontal member side locking means and the vertical frame side locking means of the present invention are constituted by lock pins which are moved forward or backward by the hydraulic cylinder in the above embodiment, but are not limited to this, and may be, for example, a rack which reciprocates by a pinion gear. It is also possible to use a mechanical lock mechanism, such as one having a lock pin.
[0043]
【The invention's effect】
As is apparent from the above, according to the present invention, the refilling operation can be performed easily and in a short time, so that the vertical frame can be reciprocated over the entire length of the horizontal member, thereby constructing the end of the excavation groove. Can be easily performed.
[0044]
In addition, since the vertical frame can be moved over the entire length of the horizontal member while the traveling vehicle is stopped, the excavation groove having excellent linearity is constructed as compared with the conventional method of excavating while moving the traveling vehicle. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an underground continuous trench excavator of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a main frame of the device according to FIG. 1;
FIG. 3 is a plan sectional view showing a configuration of a lock pin of the device.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an arrangement of hydraulic cylinders in the same device.
FIG. 5 is a first process diagram illustrating a hydraulic cylinder transfer operation according to the present invention.
FIG. 6 is a second process chart related to the operation in FIG. 5;
FIG. 7 is a third process chart related to the operation in FIG. 5;
FIG. 8 is a front view showing a configuration of a conventional underground continuous trench excavator.
FIG. 9 is a perspective view illustrating a construction state of an excavation groove end.
[Explanation of symbols]
Claims (3)
前記横行シリンダの横方向の移動をガイドするガイド手段と、前記メインフレームに配列され、前記横行シリンダにおけるロッド側先端部及びヘッド側後端部のいずれか一方に対し、解除可能にロックし得る複数のメインフレーム側ロック手段と、前記垂直フレームに設けられ、前記横行シリンダに対し、解除可能にロックし得る垂直フレーム側ロック手段と、を備えてなることを特徴とする地中連続溝掘削装置。A main frame is attached to one side surface of the traveling cart, a vertical frame is provided so as to be able to move laterally along the main frame, and an endless chain type attached along a cutter post suspended from the vertical frame. By driving a cutter and moving the vertical frame laterally through a traversing cylinder, in an underground continuous trench excavator configured to continuously excavate a vertical trench,
Guide means for guiding the lateral movement of the traversing cylinder; and a plurality of guide means arranged on the main frame and capable of being releasably locked to one of the rod-side tip end and the head-side rear end of the traversing cylinder. And a vertical frame-side locking means provided on the vertical frame and releasably lockable with respect to the transverse cylinder.
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